CN213108511U - 一种全天候多功能服装用面料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全天候多功能服装用面料，分为三层，上层为反射层，中间为透气棉层，下层为石墨烯发热膜，所述反射层由表面金属化的棉层构成。在冬季使用时，石墨烯发热膜为内层，表面金属化的棉层为外层，石墨烯发热膜用低压电源导通，实现发热，而表面沉积金属的棉层起到阻隔红外辐射的效果，使热量有效储存于人体表面。在夏季使用时，表面金属化的棉层为内层，石墨烯发热膜为外层，此时热量通过皮肤接触传导方式从表面金属化的棉层传导至石墨烯发热层，在不连通电源时石墨烯发热膜扮起到快速传出热量的作用，从而实现有效散热。该面料能在冬天有效发热并降低热量损耗，在夏天能快速散热排汗，适应性强，性能优异，可广泛使用。

Description

一种全天候多功能服装用面料

技术领域

本发明属于功能面料领域，尤其涉及一种全天候多功能服装面料。

背景技术

功能性面料可应用功能性纤维和功能性整理获得。功能性纤维包括：改性纤维，如在原料阶段改性获得抗起球性、抗静电性、亲水性、阻燃性等；在纤维成型阶段改性获得中空纤维、异型复合纤维、超细纤维等。功能性整理包括：舒适性整理，体现在透气、透湿、轻盈、滑爽、防静电、亲水、吸湿、快干、自动调温等方面的整理。卫生性整理，体现其抗菌除臭性。防护性整理，体现在阻燃、抗紫外线、防辐射等。保健性整理，体现在美容亲肤、远红外。易保管性整理，体现在抗皱、防蛀的功能整理。环保性整理，体现在对环境无污染。

石墨烯是由蜂窝状碳原子组成的二维片状材料，自问世以来受到了世界范围内的广泛关注。石墨烯具有迷人的力学性能(强度可达130GPa，模量达1TPa)，电学性能(电子迁移率可达200000cm²/(V s))，热学性能(4800～5300W/(m k))，因此在高性能复合材料领域具有广阔应用前景。通过引入石墨烯不仅可以有效提升聚合物的力学、电学、热学性能，同时能赋予传统材料所不具备的气体阻隔、电磁屏蔽和杀菌抑菌等特性。将高导热性的石墨烯组装成宏观材料可以制备出高性能的加热材料，如专利201610049028.3《一种基于石墨烯的可折叠电热膜器件》和专利201610568052.8《一种石墨烯纤维无纺布及其制备方法》。

将石墨烯的诸多功能与传统纤维相结合可以实现多种新功能，针对不同需求可以通过对石墨烯的设计或加入其它材料来进行调整。特别是将石墨烯和金属等材料的不同特性相结合，可以同时满足不同环境要求，得到具有智能控温的新型材料。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术不足，提供一种全天候多功能服装面料。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种全天候多功能服装面料，所述面料本体1分为三层，所述面料本体1的上层为反射层2，中间为透气棉层4，下层为石墨烯发热层3，所述反射层2为表面金属化的棉层；所述反射层2和透气棉层4之间通过粘胶层5粘结，所述石墨烯发热层3和透气棉层4之间通过粘胶层5粘结。

进一步地，所述石墨烯发热层(3)由厚度为20-50微米的石墨烯发热膜，以及上下各一层PET包覆层组合而成。

进一步地，所述石墨烯发热层中有多个透气孔。

进一步地，所述表面沉积的金属选自金、银、铜、铝、镁、钛、镍。

进一步地，所述表面金属化的棉层由表面经金属镀层后的棉线编织而成。

进一步地，所述表面金属化的棉层由表面金属镀层后的棉面料构成。

进一步地，所述金属选自金、银、铜、铝、镁、钛、镍。

与现有技术方案相比，本实用新型的有益效果在于：

(1)在冬天使用时，石墨烯发热膜贴近人体，而表面金属化的棉层靠近外侧环境。在施加少量电压(5-7.5V)下，石墨烯发热膜发热，对人体皮肤进行升温，并且外层的反射层有效地将红外线反射回皮肤表面，实现高效保温。此外，石墨烯本身具有远红外发射特性，可以引起人体细胞共振，起到发热、活化细胞、增强新陈代谢等保暖保健作用。因此，这种新型织物可实现冬季的自加热-保温- 保健一体化健康管理的效果。

(2)在夏天使用时，反射层贴近人体，而石墨烯发热膜靠近外侧环境。内侧反射层能有效将皮肤的热量传递到外层，而不通电的石墨烯发热层具有高导热率，能快速将热量传递出去，实现消暑降温的作用。

(3)由于石墨烯本身具有优异的紫外吸收能力，因此将石墨烯发热膜加入常规面料之中后会大大提升面料的防紫外性能。

(4)三层材料均为透气多孔结构，能在保证透气透湿的情况下实现冬夏两用，适用范围广。

(5)使用形式多样，既可以直接制成服装，也可以做成小规模组件置入服装、床垫、坐垫、鼠标垫等产品中。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的织物的电极设置示意图。

图3为采用本实用新型织物的服装。

图中，本体1、反射层2、石墨烯发热层3、透气棉层4、粘结层5、电极6、电源输入端子7。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种全天候多功能服装面料，所述面料本体1分为三层，所述面料本体1的上层为反射层2，中间为透气棉层4，下层为石墨烯发热层3，所述反射层2为表面金属化的棉层；其中，反射层2的表面金属使其具有高导热系数，内部棉层使其具有高红外线反射率特性，石墨烯发热层3有快速电加热，红外线吸收和辐射率高特性，本实用新型综合上述各层的特性，创造性的组装形成本实用新型的全天候多功能服装面料，该面料保温或降温的机理，主要是来源于采用了两种具有不同红外辐射率的织物层组合，达到正穿保温，反穿降温的目的。对于人体而言，40％～60％的热耗散都是来源于红外辐射，降低红外辐射可以有效实现保温，提高红外辐射就能达到降温的目的。

在此基础上，可以结合热辐射机理进行解释：

q_rad＝σε_tex(T_tex ⁴-T_amb ⁴)

其中，q_rad为辐射热，σ为Stefan-Boltzmann常数，ε_tex织物热辐射率，T_tex为织物温度，T_amb为环境温度。

在冬天时，石墨烯发热层3贴近人体，对石墨烯发热层3施加低电压，在低电压下，面料的形状和性能不受影响，而石墨烯发热层3则会发热对人体升温，人体和石墨烯发热层3产生的热辐射在遇到反射层2时，由于反射层2距人体表面较远，T_tex低，反射层2的ε_tex低(0.3～0.4)，导致整体热辐射率低，从而起到保暖的效果。此外，石墨烯本身具有远红外发射特性，可以引起人体细胞共振，起到发热、活化细胞、增强新陈代谢等保暖保健作用。因此，这种新型织物可实现冬季的自加热-保温-保健一体化健康管理的效果。

在夏天时，反射层2靠近人体，T_tex高，虽然其热辐射率低，但仍可有效辐射出热量，并且由于反射层2中表面沉积的金属层与人体体表直接接触，可借助金属优异的导热性直接将热量传导出去。而传递至外层的红外线被石墨烯发热层 3吸收，由于其较高的ε_tex，可将大部分热量传递出去，达到降温消暑的效果。

所述石墨烯发热层3为市购产品，通常由厚度为20-50微米的石墨烯发热膜，以及上下各一层PET包覆层组合而成。表面金属化的棉层也是市购产品，金属种类包括金、银、铜、铝、镁、钛、镍等，既可以采用先织造成面料再进行表面金属化的方案，也可以先对棉线进行金属镀层，随后织造成面料。另外，石墨烯发热层3上开有透气孔，保证了穿着舒适度。

作为优选方案，施加电压的电极6设置如图2和3所示，电极6设置在石墨烯发热层3外围，正负电极相对设置。并且由于反射层2中存在可导电的金属材料，因此在拼接过程中透气棉层4长度需超过电极，避免反射层2导电，以实现能源充分利用和安全。电极间仅需施加5v电压即可有效释放热量，充电宝即可实现。另外，为了实现均匀加热，金属电极6均匀布置在整个织物中，为保证面料柔软度和舒适度，可选用铜箔或银浆做电极材料。使用时，用户可根据环境选择内外面进行穿戴，实现保暖或散热。

作为本领域的常用技术手段，三层结构之间通常采用粘结剂，结合热压复合等手段实现粘结，形成本实用新型所述的粘结层5。

Claims (5)

1.一种全天候多功能服装用面料，包括面料本体(1)，其特征在于：所述面料本体(1)分为三层，所述面料本体(1)的上层为反射层(2)，中间为透气棉层(4)，下层为石墨烯发热层(3)，所述反射层(2)为表面金属化的棉层；所述反射层(2)和透气棉层(4)之间通过粘胶层(5)粘结，所述石墨烯发热层(3)和透气棉层(4)之间通过粘胶层(5)粘结。

2.根据权利要求1所述的一种全天候多功能服装用面料，其特征在于：所述石墨烯发热层(3)由厚度为20-50微米的石墨烯发热膜，以及上下各一层PET包覆层组合而成。

3.根据权利要求2所述的一种全天候多功能服装用面料，其特征在于：所述石墨烯发热层中有多个透气孔。

4.根据权利要求1所述的一种全天候多功能服装用面料，其特征在于：所述表面金属化的棉层由表面经金属镀层后的棉线编织而成。

5.根据权利要求1所述的一种全天候多功能服装用面料，其特征在于：所述表面金属化的棉层由表面金属镀层后的棉面料构成。

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