隔热包的制作方法

本公开大致涉及隔热制品(例如，服装)，更具体地说，涉及防水、透气、多孔、耐用且贴合的隔热包。

背景

隔热服装是众所周知的，并且通常在个体可能暴露于寒冷和/或潮湿条件的情况下由个体穿着。为了提供温暖，这些服装填充有隔热物。典型的隔热物包括羽绒、天然隔热物或人造纤维材料，如或

由于将隔热材料插入服装的常规方法涉及用松散的隔热材料填充服装。例如，整个身体部分和袖子填充有羽绒或纤维隔热物的冬季外套是众所周知的。这些服装通常可以通过用织造或针织织物覆盖和包含隔热材料来构造。该隔热服装适用于在干燥条件下进行活动。然而，在潮湿条件(例如雨或融化的雪)下，水可以通过缝合接缝的针孔或通过织造或针织织物本身渗入常规服装的隔热物中。即使少量的水也会极大地损害隔热材料的热阻性质，并使隔热物的重量增加，从而使服装本身的重量增加。在寒冷的环境条件下难以通过干燥使得潮湿的隔热物恢复，这使得该服装不适合于长时间的户外暴露。

在潮湿条件下使隔热物保持干燥的另一种现有方法是用不可渗透的塑料材料代替透水的织物。用该方法，构造水难以穿透的接缝仍然存在问题。该问题经常通过对接缝进行热密封或使用粘合剂替代缝合来克服。用于服装隔热的不透气覆盖物存在另一个问题，例如，当需要使大体积隔热服装压缩以便存储和需要排出隔热材料内的空隙气体空间时尤为如此。塑料覆盖材料的不透气性质极大地阻碍了这种压缩。在发生冲击的正常运动活动期间(例如当穿着者摔倒在地时)，出现需要排出气体的其它情况。因为没有空气逸出，该冲击使得包封的隔热空间内的压力显著增加。因此，对于不透气覆盖材料，该冲击经常导致接缝的破裂或不透气材料本身的破裂。

因此，本发明的目的是提供一种防水、耐用、透气和高度贴合的隔热包。另一目的是提供用于实现该最终结果的通用简单方法和指南。

技术实现要素：

本发明涉及一种隔热包，其包括柔软、多孔、透气、防水膜闭合体，该膜闭合体中含有隔热材料。在一个或多个实施方式中，膜闭合体由一个或多个膨胀型聚四氟乙烯(eptfe)膜形成。膨胀型聚四氟乙烯膜可以相同或不同。隔热材料由eptfe膜完全包围。至少一个eptfe膜是透气的，以允许从包封的隔热物中排出空气。隔热包可以包括围绕隔热包中隔热物的密封区域。密封区域允许穿透(例如通过针)而不会损害隔热包。因此，隔热包保持完整和干燥。多个隔热包可以通过密封区域互连以形成隔绝构造。本文所述的隔热包和构造可以用作服装或其它制品的插入物，特别是在制品容易变潮湿的情况下尤为如此。

附图说明

采用附图以帮助进一步理解本公开内容，其纳入说明书中并构成说明书的一部分，附图显示了本公开内容的实施方式，与说明书一起用来解释本公开内容的原理。

图1a是根据至少一个示例性实施方式的使用两个膨胀型聚四氟乙烯膜的隔热包的横截面示意图；

图1b是根据至少一个示例性实施方式的使用两个膨胀型聚四氟乙烯膜的隔热包的透视示意图；

图2是根据至少一个示例性实施方式的包含三个隔热包的隔热构造的横截面示意图；

图3是根据至少一个示例性实施方式的包含三个隔热包的隔热构造的透视示意图；

图4a是根据至少一个示例性实施方式的使用一个膨胀型聚四氟乙烯膜的隔热包的透视示意图；

图4b是描绘根据至少一个示例性实施方式的形成图4a的隔热包的俯视示意图；

图5a是根据至少一个示例性实施方式的使用一个膨胀型聚四氟乙烯膜的隔热包的透视示意图；并且

图5b是根据至少一个示例性实施方式的形成图5a的隔热包的俯视示意图。

具体实施方式

本领域的技术人员应理解，可通过构造以实施所需作用的任何数量的方法和设备来实现本公开内容的各个方面。还应注意，本文参考的附图不一定是按比例绘制，而是有可能放大以说明本公开的各个方面，就此而言，附图不应视为限制性的。

本公开涉及多孔、透气、防水、耐用且柔软的隔热包。隔热包包含隔热材料，所述隔热材料被至少一个膨胀型聚四氟乙烯(eptfe)膜完全包围。膨胀型聚四氟乙烯膜可以围绕隔热材料周边粘附或以其它方式结合以产生不透水的密封。本文所述的隔热包可以用作服装或其它制品的插入物，特别是在制品容易变潮湿的情况下尤为如此。

为了便于讨论，本文所述的柔软、多孔、透气防水膜描述为膨胀型聚四氟乙烯膜。然而，该公开不被认为限制性的，因为可以使用其它柔软、多孔、透气防水膜，例如，如下文所述的那些。参考图1a和图1b，隔热包10可以由第一膨胀型聚四氟乙烯膜20、第二膨胀型聚四氟乙烯膜30以及位于第一和第二膨胀型聚四氟乙烯膜20、30之间并被其包围的隔热材料40形成。膨胀型聚四氟乙烯膜20、30中的至少一个是透气的，以允许从包封的隔热物40中排出空气。在图1a和图1b所示的实施方式中，第一和第二膨胀型聚四氟乙烯膜20、30围绕隔热物40的周边连接，以形成提供不透水密封的密封区域50。可以使用用于连接膨胀型聚四氟乙烯膜20、30的任意合适方法，只要形成防水密封即可。

膨胀型聚四氟乙烯膜20、30的多孔性质允许使用常规防水粘合剂以使eptfe膜20、30结合在一起。因此，作为一个示例，可以将防水压敏粘合剂施加至膨胀型聚四氟乙烯20、30的一侧或两侧以形成密封区域50。可以将防水粘合剂连续或不连续地(例如，图案印刷)施加至eptfe层。或者，第一和第二膨胀型聚四氟乙烯膜20、30可以结合在一起(例如，通过熔融结合或焊接)，以形成密封区域50。在示例性实施方式中，密封区域50具有足够的边缘以允许穿透(例如，通过针)而不会也穿透将隔热物40包围在隔热包10中的eptfe膜。在一些实施方式中，密封区域50从隔热包10延伸约2英寸(约51mm)、约1.5英寸(约38mm)、约1英寸(约25mm)、约0.75英寸(约19mm)、约0.5英寸(约12.7mm)、或约0.25英寸(约6.4mm)或更小的距离。此外，密封区域50极其柔软，导致隔热包10的整体贴合性。

在其它实施方式中，针可以穿过隔热包10，例如，以在隔热包10中形成具有最少量的水进入或不进水的子包或设计。应当理解，本文所述的隔热包可在密封区域中进行缝合，在隔热包10中进行缝合，或在密封区域和隔热包中进行缝合，从而几乎没有水或没有水渗透到隔热包10中。作为一个示例，服装或其它制品可以包含多个隔热包，其中，一个或多个隔热包包含“缝合线”，例如，来自将制品缝合在一起或制造美观表面的缝合线。如本文所用，术语“缝合线”包含接缝，或者针或其它尖锐物体以线性或非线性的方式穿过隔热包的地方。

如图2和图3所示，超过一个隔热包10可以通过密封区域50互连以形成隔热构造60。应当理解，尽管图2和图3描绘了隔热构造60内的三个隔热包10，但是取决于隔热构造60的预期用途和/或最终布置，可以包含更少或更多的隔热包10。可以通过将所需量的隔热物40放置在第一膨胀型聚四氟乙烯膜20上，并且使第二膨胀型聚四氟乙烯膜30位于隔热物40和第一膨胀型聚四氟乙烯膜20顶部来形成隔热构造60。如果使用粘合剂结合第一和第二eptfe膜20、30，应当在将隔热物置于第一eptfe膜20上之前和/或之后以及在使第二eptfe膜30位于第一eptfe膜20顶部之前施加该粘合剂。在隔热包10之间延伸的密封区域50的宽度可以为约2英寸(约51mm)、约1.5英寸(约38mm)、约1英寸(约25mm)、约0.75英寸(约19mm)、约0.5英寸(约12.7mm)、或约0.25英寸(约6.4mm)或更小。

在一些实施方式中，隔热包100可以由单个膨胀型聚四氟乙烯膜110形成，所述单个膨胀型聚四氟乙烯膜110围绕隔热物40包裹且在密封区域130处密封，例如，如图4a所示。为了形成隔热包100，可以在使隔热物40位于eptfe膜100的粘合剂侧部分上之前，将防水粘合剂施加至eptfe膜110的一侧。接着，如图4b所示，可以将其上不具有隔热物40的eptfe膜110的部分按箭头105所示引导(例如，折叠)到隔热物40上方，以使得eptfe膜110的两端在密封区域130处汇合。应理解，虽然并未描绘，但是密封区域130围绕隔热包的三侧延伸，以完全包围隔热物40。施加至密封区域130的压力提供了牢固的不透水的密封。在示例性实施方式中，密封区域130具有足够的边缘以允许穿透(例如，通过针)而不会也穿透将隔热物40包封在隔热包100中的eptfe膜110。在一些实施方式中，密封区域130从隔热产品100延伸约2英寸(约51mm)、约1.5英寸(约38mm)、约1英寸(约25mm)、约0.75英寸(约19mm)、约0.5英寸(约12.7mm)、或约0.25英寸(约6.4mm)或更小的距离。此外，密封区域130极其柔软，导致隔热包100的整体贴合性。

在示例性实施方式中，隔热包200可以由单个膨胀型聚四氟乙烯膜210形成，所述单个膨胀型聚四氟乙烯膜210以包封隔热物40并在其周围形成密封区域230的方式折叠到自身上，例如，如图5a和5b所示。为了形成隔热包200，可以在使隔热物40基本位于膨胀型聚四氟乙烯膜210的中央之前和/或之后，将防水粘合剂施加至eptfe膜210。如图5a所示，eptfe膜210的第一侧按箭头240所示在隔热材料40上方折叠。然后，eptfe膜210的第二侧按箭头250所示在eptfe膜210的第一侧(以及隔热材料40)上方折叠。膨胀型聚四氟乙烯膜210的第一侧和第二侧以使密封区域230围绕隔热材料40的方式在隔热材料40上折叠，如图5b所示。施加至密封区域230的压力提供了牢固的不透水的密封。在一些实施方式中，密封区域230从隔热材料40延伸约2英寸(约51mm)、约1.5英寸(约38mm)、约1英寸(约25mm)、约0.75英寸(约19mm)、约0.5英寸(约12.7mm)、或约0.25英寸(约6.4mm)或更低的距离，只要边缘允许穿透(例如，通过针)而不会也穿透将隔热物40包封在隔热包200中的eptfe膜210即可。应理解，取决于膨胀型聚四氟乙烯膜210的第一侧和第二侧如何在隔热材料40上方折叠，密封区域230围绕隔热物40可以或可以不延伸相同的距离。

隔热包和隔热构造中的隔热物40的类型没有特别限制，只要隔热物透气即可。适用于用作隔热材料40的隔热物的非限制性示例包括纤维棉絮材料(例如，)、羽绒和/或聚酯隔热物。

应理解为了易于描述，关于隔热包和结构中的eptfe膜，本文参考根据戈尔的美国专利第3,953,566号教导所制造的膨胀型聚四氟乙烯膜。然而，应理解任意合适的柔软、多孔、透气且防水的含氟聚合物可与本申请中所述的eptfe膜互换使用。此类含氟聚合物的非限制性示例包括但不限于：膨胀型ptfe及其掺混物、膨胀型改性ptfe和膨胀型ptfe共聚物。覆盖可膨胀的ptfe掺混物、可膨胀改性ptfe和膨胀型ptfe共聚物的专利包括但不限于：branca的美国专利第5,708,044号；baillie的美国专利第6,541,589号；sabol等人的美国专利第7,531,611号；ford的美国专利第8,637,144号；和xu等人的美国专利申请第9,139,669号。

其它膜可与本文所述的eptfe膜一起使用或代替其使用。例如，非含氟聚合物的聚合材料[例如但不限于聚烯烃(如，聚丙烯和聚乙烯)、聚氨酯和聚酯]被认为在本发明的范围内，只要该聚合材料可加工(例如，以提高疏水性)从而形成柔软、多孔、透气且防水的膜结构即可。理想的是，可以使用任意防水材料或工艺，例如，在非含氟聚合物聚合材料上不改变隔热物40所需的性能，例如柔软性、蓬松性和贴合性，并且在弯曲时不会增加不期望的性质(例如，噪音)。

还应理解，在隔热包或构造中，所有或一些膨胀型聚四氟乙烯膜和/或非含氟聚合物聚合材料可以相互之间在组成、厚度、渗透性等方面变化。换言之，在隔热包或构造中，膜不必是相同的。然而，应理解，隔热包或构造中的至少一个膜需要是透气的(并且，两个膜都需要是防水的)。此外，eptfe膜可以松散地覆盖在隔热物上(例如，“尺寸过大”)，以改进隔热包或构造的抗冲击性。

由于聚四氟乙烯的疏水性分子结构，隔热包对空气是可渗透的，但是对水是不可渗透的。透气性允许空气流动通过膜，以使得可以对完全包封的隔热物进行压缩而不会破裂或以其它方式在隔热包中产生缺陷(例如，孔或撕裂)。例如，当插入服装时，隔热包可以经受引起隔热物体积显著变化的物理作用力，导致空气从隔热材料的空隙中排出。例如，隔热包上的该物理作用力可能是因为在人进行体育运动时摔倒、或者在压缩服装以进行包装和/或存储的时。

膨胀型聚四氟乙烯膜还限制水进入隔热物。隔热包的防水性是需要的，因为即使少量的水(或其它液体)侵入隔热物也会使得隔热物的隔热性能显著降低，并允许水(或其它液体)的温度经该服装进行热传导。在穿着者处于寒冷环境且寒冷会输送至穿着者的身体时，该热传导可能是不利的。进水的其他问题包括：由于吸水而使重量增加以及难以对湿隔热物中的大量水进行干燥。

本领域的技术人员应理解，可通过用于发挥所需作用的任何数量的方法和设备来实现本公开内容的各个方面。还应注意，本文参考的附图不一定是按比例绘制，而是有可能放大以说明本公开的各个方面，就此而言，附图不应视为限制性的。

实施例

实施例1——用单个eptfe膜形成的隔热包

膨胀型聚四氟乙烯膜[型号1057288，w.l.戈尔联合有限公司(w.l.gore&associates,inc，马里兰州埃克顿)在其顶部侧上喷涂有压敏粘合剂(3msuper77喷涂粘合剂)。对1英寸(约25.4mm)厚的聚酯隔热包(mountainmist聚酯棉絮)进行切割以形成具有23英寸(约58.4cm)宽和18英寸(约45.7cm)长的样品。使隔热物样品位于eptfe膜的粘合剂侧。将eptfe膜的剩余部分引导到隔热物上方以覆盖隔热物的上侧，使得eptfe膜的两侧汇合。对密封件施加轻微压力，从而为两个涂覆有粘合剂的表面提供牢固结合。最终结果是隔热包。

将含有完全包封的隔热物的隔热包完全浸没在水中并手动操作而没有水侵入隔热包，并且隔热包并未破裂。还应注意，当从水中去除隔热包时，所述隔热包处于其原始干燥状态。

实施例2——用单个eptfe膜形成的隔热包

膨胀型聚四氟乙烯膜[型号1057288，w.l.戈尔联合有限公司(w.l.gore&associates,inc，马里兰州埃克顿)在其一侧上以基本平行的条带喷涂有压敏粘合剂(3msuper77喷涂粘合剂)。将8英寸×8英寸(约20.3cm×20.3cm)的纤维聚酯棉絮隔热材料样品置于eptfe膜上的粘合剂上的中央。将eptfe膜的一侧在隔热材料上折叠以覆盖隔热材料。接着，将eptfe膜的第二侧在eptfe膜上折叠来覆盖隔热材料，以使得约2英寸(约51mm)边缘围绕隔热材料。围绕隔热材料的8英寸×8英寸(约20.3cm×20.3cm)样品的eptfe膜压制在一起以形成不透水的密封。允许粘合剂干燥整夜。

根据改良的fed-std191方法5502来测试所获得的隔热包的吸水百分比。对隔热包进行称重，并且记录重量。然后将隔热包浸没在水中20分钟。从水中取出隔热包并摇晃一次。记录经摇晃的隔热包的重量。然后，将隔热包在两片吸水纸之间吸干并重新称重。记录吸干的隔热包的重量。吸水百分比按如下进行计算：

吸水(％)＝(最终湿试样重量-初始试样重量)/初始试样重量×100。

隔热包的吸水百分比测定为5.43％。得出的结论是，本实施例中几乎所有的水都是表面水，并且水没有渗入隔热包。结果列于表1中。

表1

隔热包

此外，根据fed-std-191a方法5452测定隔热包的透气性。透气性测定为36.74秒。

然后用标准的市售可得的图钉对隔热包进行一次刺穿，从而在隔热包中产生一个小孔。经刺穿的隔热包进行如上所述相同的吸水百分比测试过程。结果如表2所示。经刺穿的隔热包的吸水百分比测定为3.32％。由该实施例得到结论：甚至小穿刺孔也不允许大量的水进入隔热包。

表2

具有穿刺孔的隔热包

接着，从隔热包取出隔热物，并且对其进行如上所述相同的吸水百分比测试过程。隔热物的吸水百分比测定为63.76％。结果如表3所示。

表3

仅隔热物

该实施例说明当不受膜保护时，隔热物本身会吸收大量的水。

上文已经中概括性地并且结合具体实施方式描述本申请的发明。对本领域的技术人员来说显而易见的是，可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下，对本文所述的实施方式进行各种修改和变动。因此，实施方式旨在覆盖对本发明的这些修改和变动，只要这些修改和变动在所附权利要求及其等同方案的范围之内。