CN85100627A - 保温物品及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于保温物品的保温材料及此类物品的制作方法。这类物品是由鹅绒或类似的保温材料加过量的细分散的疏水性金属或类金属氧化物亚微细粒颜料，装于套袋中构成。套布是质地紧密的机织(或类似的)织物，透气，但不漏颜料。由于套布具有良好的透气性，使这类物品具有可干性，此外，这类物品还具有改进的保温性和抗水渗、抗吸水的性能。而且，套袋不用时可叠压起来，日后去掉压力时，仍能恢复原来的蓬松状态。

Description

本发明是我的美国第530，895号未决申请的部分继续申请，该项申请是1983年9月12日递交的。本发明涉及到用于制作覆盖物装于套袋中的保温材料。更具体地说，涉及诸如连指手套、上衣、鞋、帽、帐蓬、睡袋、枕头和舒适品之类的覆盖物，以及其制作方法。本发明可用于一切既需要保温又需要透气的物品的保温。

鹅绒和鸭绒一般被认为是可获得的最理想的保温覆盖物的材料。这主要是由于它的松密度非常低（大约3.2公斤/米³），并具有足够的多孔性，使人体表面散发的水蒸气能挥发出去。就人体覆盖物来说，这种“透气”性是一个极其重要的特性，因为它能使汗水挥发掉，否则，如果覆盖物是完全不可渗透的，汗水就会积聚，从而使覆盖物的保温性减弱，也使穿着者感到不舒适。因此，尽管有一些其它材料，单位厚度的保温能力比鹅绒或鸭绒好，比如气孔中充有高分子量气体的闭孔泡沫塑料，但因为这些材料不“透气”，而且比鹅绒和鸭绒重而不适于作人体覆盖物。

然而，鹅绒和鸭绒也有若干严重的缺点：它们的价格非常昂贵（即，批发价大约53美元/公斤）。而且一湿就全部失效了，而一旦湿了，还极难凉干。当然，可将其装于完全不透水的套袋中，但倘若如此，这类覆盖物所要求的透气性又会丧失了。再者，如果套布是完全密闭的，既不透水，也不透气，那么这种内部充填了保温材料的套袋在不用时，也无法叠压，缩小体积。这种鹅绒不用时的可压缩性，连同压力去除时即可恢复其蓬松状态的性能，是鹅绒一个非常重要的性能。

因此，本发明的主要目的是为诸如人体覆盖物之类的物品提供改进的保温材料，使这类物品具有鹅绒或鸭绒所具备的保温性、透气性和可压性等优点的同时，又实质上克服掉鹅绒和鸭绒怕湿的缺点。再一目的是提供制作这类物品的方法。第三个目的是在不提高松密度的情况下，改进水禽羽绒物品在使用过程中的保温性。进一步的目的是在不增加使用者不舒适感觉的情况下，达到上述目的。还有一个目的是提供一种还能在不用时适于叠压的符合上述目的的保温物品。

本发明基于本发明者用细分散的疏水性金属或类金属氧化物颜料细粒与鹅绒混合，颜料细粒的用量实质上超过足以使羽绒纤维紧密沾满一层的量，结果，出乎意料地发现在给定体积内，单位重量的保温能力提高了。这种保温能力的提高似乎很难与提高羽绒疏水性的颜料作用相连系。

本发明按下列方法将这些发现结合在一起：用透气的、紧密机织或紧密编织的布，或其它任何既可透气又能保持住颜料的材料制成盛装保温材料的套袋;套袋按物品需要裁剪成适当的形状。套袋中装入水禽羽绒（或其它细的纤维状保温材料）。同时加入疏水性颜料，其用量是足以使羽绒表面紧密沾满一层之外再有大约按重量3%至50%的多余。

本发明一个重要特点是羽绒具有很强的防湿性能，这不仅是由于羽绒表层上沾满了一层疏水性颜料，而且还由于过量的颜料遍布于整个套袋中，渗进套袋内表面所有缝隙中。由于套袋材料的织造（或类似的）本质，套袋可以透气，但由于有过量的疏水性颜料，当物品使用中折曲时，羽绒和套袋内壁可以不断地沾裹上颜料，使套袋能保持抵抗液态水渗透的性能。同时也使羽绒具有抗水渗透性和抗吸水性，而并不影响套袋的水蒸气透过性。此外虽然套袋能透气，但其织造密度却足以有效地保持住套袋中的疏水性颜料，以避免使用者的身体与颜料有任何实质性的接触。另外，由于套袋的透气性，套袋在不用时可以很容易地叠压，而日后去掉压力时，即可恢复其蓬松的状态。再一特点是按本发明的方法处理过的羽绒的热传导性降低了。比如用两份重量的羽绒与一份重量的颜料混合，其热传导率比同等重量（即羽绒加颜料的重量）装于同等体积套袋中的未经处理的羽绒低7.3%。

本发明适用于诸如夹克、裤子、睡袋、连指手套、鞋、上衣、袜子、外套、帽子、毯子、枕头和舒适品之类的物品。本发明主要涉及保温材料，但同时也涉及保温材料与套袋的结合物。套袋可以依最终使用需要呈各种形状。因此，认为附图对于理解本发明没有多大帮助。

本发明基本的部分是经处理的保温材料。此外是呈适当外形的套袋，使用既可透过水蒸气又可实质上保持住下面将描述的疏水性颜料的材料。以用天然纱或合成纱或它们的混纺纱紧密机织或紧密编织成的材料制作较好，在象手套掌部等希望摩擦系数较高的地方，以使用皮革比好。套袋的各个部分可以是完全互相隔绝的。套袋中填充细的纤维状保温材料，如鹅绒（或天鹅绒、鸭绒、鸡绒或其它细的保温纤维）和细分散的疏水性金属氧化物或类金属氧化物颜材细粒，后者的用量是使所述保温材料紧密沾满一层颜料之外，再有大约按重量5%至50%的多余。颜料可采用诸如凯伯特（Cabot）公司出售的商品，名称是“Cab-O-SilN70-TS”的亚微细粒无定形疏水性二氧化硅之类的颜料。另一种适用的类金属氧化物颜料是以前凯伯特公司曾销售过的商品名称是“Silanox”的疏水性二氧化硅。还有一种适用的是度尔科（Tulco）公司销售的商品名称是“Tulanox”的疏水性二氧化硅。另一种适用的二氧化硅颜料是戴谷沙（Degussa）公司出售的商品名称是“AerosilR972”的颜料。其它细分散的金属氧化物颜料（如：氧化铝、氧化铁）和类金属氧化物颜料（如氧化锗），经过处理，使其具备高疏水性能，也可以使用。其中包括，如：戴谷沙公司销售的经过后处理使其具备高疏水性的氧化铝，其商品名称是“Alonc”，这种后处理可用化学方法，也可用机械方法。如可在能使颜料表面生成疏水性甲基层的物质的存在下进行加热处理这样的化学方法，也可用石蜡一类的疏水性物质与氧化铝充分混合这样的机械方法。根据本发明，推荐性能最佳的疏水性颜料是上面提到的Cab-O-SilN70-TS。

其它细的保温纤维可以包括3M公司销售的商品名称为“Thinsulate”的细的聚乙烯纤维。

混合颜料和羽绒（或其它保温纤维）的方法是将两者一起放在一个容器中翻转。

因为理论上使羽绒沾裹一层疏水性颜料只需按重量不到1%的颜料，所以套袋中有相当多的过量颜料。这些过量的颜料大大保持了套袋和羽绒的抗水渗和抗吸水的性能，同时也提高了羽绒的保温性，但并不损害套袋的透气性，也不增加保温材料的松密度。另外即使水不顾疏水性材料的防护而不巧渗入套袋，事后羽绒也会比未经处理的羽绒容易凉干。此外，用处理过的羽绒制成的物品经得起反复洗涤而仍能有效地保持抗水渗、抗吸水的性能。

依照本发明制作的含33%（按重量）颜料的保温试验用试料，发现它的保温能力比用未经处理的鹅绒充填的相同密度和相同单位面积重量的试样高7.3%。这是出人预料的，因为人们常认为在给定重量下，未经处理的鹅绒（和鸭绒）比任何其它材料的保温能力都高。

本发明有非常高的经济效益，因为它以较低的成本提供较好的保温性及抗水性。例如：Cab-O-SilN70-TS的成本是8.8美元/公斤左右，而羽绒的成本是53美元/公斤。这样，一公斤处理过的羽绒（0.67公斤羽绒加0.33公斤颜料），成本仅是38.37美元，节省了27.5%的羽绒成本（未计算将羽绒与颜料混合所花成本），而经处理过的羽绒比未经处理过的羽绒保温能力提高7.3%。此外，由于处理过的羽绒比未经处理的羽绒的抗水性有极大的提高，而且即使羽绒受湿之后，保温能力也比未经处理的羽绒的高，所以使用按本发明处理过的羽绒，不必用例如“Gortex”一类的材料来处理套袋，使其防水（但能透水气），从而可节省一笔额外的开支。

选用涂有聚硅氧烷处理液使其表面具有多甲基甲硅烷基团这种形式的气相法二氧化硅颜料，即Cab-O-SilN70-TS较好，因为它比其它常用的疏水性气相法二氧化硅颜料灰尘少，且易于均匀分布。然而，其它形式的细分散的疏水性金属氧化物或类金属氧化物微粒颜料，只要其用量实质上超过沾裹纤维表面一层所需的量，也可用，所以也属本发明的范围之内。

在描述了一个较好的具体实例之后，很明显对本行业中的熟练者来说可以作各种改型。比如纤维保温材料可以用其它各种类的羽毛和细纤维替换。因此，这里并不意图将本发明限制在这里所示的确切的形式以内。

补正    85100627

文件名称    页    行    补正前    补正后

权利要求书    1    17    保温材料重量    保温材料和颜料总重量

说明书    3    23    （如锗）    （如）氧化锗

Claims (10)

1、一种保温物品，其特征为，包括下列组成部分：

(1)一个封口的透气的套袋；

(2)填充上述套袋的细纤维状的保温材料；

(3)和上述套袋中填充的上述保温材料混合在一起的疏水性的金属氧化物或类金属氧化物颜料细粒；

(4)在上述套袋中填充的实质上超过将上述材料所有表面充分地完全紧密覆盖一层所需用量的颜料；

(5)能充分地保持住上述颜料于上述套袋中的套袋。

2、根据权利要求1所述的保温物品，其特征为，只要组成部分（1）中所述套袋的基本部分，由适于透水蒸气以及其它气体而又不让上述颜料通过的多孔性材料组成，即可。

3、根据权利要求1所述的保温物品，其特征为，组成部分（2）中所述保温材料可从鹅绒、天鹅绒、鸭鹅和鸡鹅中选择。

4、根据权利要求1所述的保温物品，其特征为，组成部分（3）中所述颜料，由经处理使其高度疏水的亚微细粒的气相法二氧化硅颜料组成。

5、根据权利要求1所述的保温物品，其特征为，组成部分（4）中所述颜料的过量，大约是纤维状保温材料和颜料总重量的5%至50%。

6、根据权利要求1所述的保温物品，其特征为，组成部分（3）中所述颜料包括经聚硅氧烷液处理过使所述二氧化硅表面形成一层多甲基甲硅烷基团的气相法二氧化硅。

7、一种制作保温物品的方法，其特征为，包括下列步骤：

（1）把一定量的细的纤维状保温材料与细分散的疏水性金属氧化物或类金属氧化物颜料微粒混合，颜料用量要实质上超过使上述保温材料纤维表面紧密地沾满一层所需的量;

（2）选择一片有细微多孔的材料，其孔隙能透气，但又小得能充分地不让所述颜料通过;

（3）用上述片状材料做成一个套袋;

（4）用一定量混合好的保温材料装入上述套袋;

（5）将上述套袋封好。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征为，纤维状保温材料从包括绒毛和羽毛的一类材料中选择。

9、根据权利要求7所述的方法，其特征为，颜料包括经后处理使其具有疏水性的气相法二氧化硅。

10、根据权利要求7所述的方法，其特征为，颜料包括经聚硅氧烷液处理的使上述二氧化硅表面生成一层多甲基甲硅烷基团的气相法二氧化硅。