隔热结构的制作方法

隔热结构的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种隔热结构，其包括织物层；和安置在所述织物层的表面上的双层红外辐射反射金属涂层。所述双层红外辐射反射金属涂层包括直接涂覆到所述织物层的所述表面上的第一涂层；和涂覆到所述第一涂层上的第二涂层。
【专利说明】隔热结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种隔热结构，更具体来说，涉及一种能够阻断热辐射同时减轻湿蒸气传递堵塞的隔热结构。
【背景技术】
[0002]隔热和防寒材料应用于各种应用，例如建筑物结构、储能设施、飞行器和防寒服装，用于减少介质与其周围环境之间的热传递。与各种其它隔热和防寒材料(例如粉末隔热材料、泡沫隔热材料和真空板材料)相比，纤维隔热材料由于非常高的孔隙率(一般等于或大于95%)而具有例如以下的优势:隔热合乎需要、重量轻、良好湿气吸附和良好蒸气传递以及减震能力高(曾(Tseng)和郭(Kuo)，酹醒泡沫隔热材料的热福射性质(Thermalradiative properties of phenolic foam insulation),定量光谱学与福身寸传递杂志(Journal of Quantitative spectroscopy&Radiative Transfer) , 72, 349-359(2002))?在纤维隔热材料中，热传递机制主要涉及热传导和热福射(法恩沃思(Farnworth)，热流通过服装隔热材料的机制(Mechanisms of heat flow through clothing insulation),纺织研究杂志(Textile Research Journal)，53 (12)，717-725 (1983))。
[0003]在多孔纤维隔热材料中，通过辐射传热是影响总热通量的一个重要因素(例如法恩沃思(1983)，吴(WU)等人(2007),杜(Du)等人(2007))。为了减少辐射热通量，一种可能的方法是增加纤维隔热材料的纤维体积分数(或降低孔隙率)(参考法恩沃思(1983)和吴等人(2007));或引入高密度薄膜以充当夹层(吴和范(Fan)，通过FTIR测量薄聚合物膜的福身寸热性质(Measurement of radiative thermal properties of thin polymer filmsby FTIR),聚合物测试(Polymer Testing), 27:122-128 (2008))。然而，这些方法导致热传导通量增加和透湿性降低。当在纤维隔热材料(例如防寒服装或睡袋)中有湿蒸气传递时，透湿性降低会引起纤维隔热材料中的湿蒸气积聚和凝结，从而降低隔热效果。因此，一项挑战是减少辐射热损失而不增加传导热损失并且不阻断湿气传递。
[0004]超细纤维、金属纤维或金属化的纤维能够减少通过辐射传热，这是由于超细纤维的表面积与体积的比率相对较高，这增加了对热辐射的吸收效率，从而加强对通过辐射传热的阻断。在纤维表面电镀金属反射层能够增加辐射消光系数，并且进一步增强对热辐射的阻断。此外，可以发现这些材料具有相对高的透湿性(吉布森(Gibson)等人，基于电纺纳米纤维的多孔膜的传输性质(Transport properties of porous membranes basedon electrospun nanofibers),胶体与表面A辑:物理化学与工程问题(Colloids andSurfaces A:Physicochemical and Engineering Aspects), 187-188，469-481 (2001))。然而，超细纤维的潜在问题是当其单独使用时具有相对薄弱的强度。
[0005]一般来说，热辐射反射材料相对较重。因此，如果这些常规热辐射反射材料用作隔热系统的夹层或衬底层，那么重量不必要地并且大幅增加。大幅增重对于大多数防寒系统、尤其服装、睡袋和飞行器外壳来说是不合需要的。此外，由金属制成的相对厚的涂层还大大降低水蒸气的渗透性。当在极其寒冷环境下在防寒服装中使用这些材料时，水蒸气凝结，从 而导致大得多的热损失。

【发明内容】

[0006]本发明设法减轻上述问题中的至少一者。
[0007]在第一广泛形式中，本发明提供了一种隔热结构，其包括:
[0008]至少一个纤维网层，和
[0009]在所述纤维网的每一层上形成的红外辐射反射涂层；
[0010]其中所述纤维网的每一层由粗纤维层隔开，并且所述粗纤维层具有小于1%的纤维体积分数和20-35 μ m的纤维直径。
[0011]优选地，纤维网可以包括由合成聚合物制成的超细纤维网，或由羊毛、绒毛、棉、合成纤维材料或其组合制成的纺织物纤维网。
[0012]优选地，超细纤维网可以包括0.5-2 μ m的纤维直径、约10%的纤维体积分数和100-200μπι的厚度。此外还优选地，超细纤维网可以包括通过熔喷技术形成的纤维网。
[0013]优选地，红外辐射反射涂层可以包括由铝或氧化铝制成的涂层。典型地，红外辐射反射涂层可以包括约IO-1OOnm的厚度。此外典型地，红外辐射反射涂层通过物理气相沉积、磁控溅射、电弧等离子体沉积、化学气相沉积和溶胶-凝胶方法在所述超细纤维网或纺织物上形成。
[0014]优选地，粗纤维层可以包括由羊毛、绒毛、棉、合成纤维材料或其组合制成的纤维层。
[0015]在第二广泛形式中，本发明提供了一种隔热系统，其包括根据本发明的第一广泛形式的隔热结构。典型地，所述隔热系统可以体现为一件衣服、睡袋、用于建筑物的隔热系统、电动汽车和/或飞行器外壳的组件。
[0016]有利地，根据本发明，采用至少两个由超细纤维网或纺织物形成的纤维网层，在纤维网的每一层上形成红外辐射反射涂层，和由粗纤维层隔开纤维网中的每一者，本发明维持整个隔热结构的强度并且阻断热辐射而不阻塞湿蒸气传递，从而改善隔热性能。此外，本发明相比于其它竞争性技术展现相对较轻的重量。
[0017]在第三广泛形式中，本发明提供了一种隔热结构，其包括:
[0018]织物层；和
[0019]安置在织物层的表面上的双层红外辐射反射金属涂层；
[0020]其中所述双层红外辐射反射金属涂层包括直接涂覆到所述织物层的所述表面上的第一涂层；和涂覆到所述第一涂层上的第二涂层。
[0021]优选地，双层红外辐射反射金属涂层的第一涂层可以包括铜、金、铅和锌中的至少
一者O
[0022]优选地，双层红外辐射反射金属涂层的第二涂层可以包括铝、银和锡中的至少一者。
[0023]优选地，双层红外辐射反射金属涂层可以安置在织物层的相对表面上。
[0024]优选地，本发明可以包括多个形成多层结构的织物层，所述织物层中的每一者包括安置在所述织物层中的每一者的至少一个表面上的双层红外辐射反射金属涂层。所述多个织物层可以包括大致类似的宽度或可以具有不同宽度。[0025]典型地，所述多个堆叠在一起的织物层的最外织物层的最外表面可以无双层涂层安置在其上。
[0026]优选地，织物层可以包括棉和合成纤维材料中的至少一者。
[0027]典型地，织物层可以包括针织和编织的织物结构中的至少一者。
[0028]典型地，织物层可以包括平纹、斜纹和缎纹组织结构中的至少一者。
[0029]优选地，本发明可以包括发热纤维层。此外优选地，所述发热纤维层可以布置在相邻织物层之间。
[0030]优选地，发热纤维层可以包括聚酯、粘胶、尼龙、棉和羊毛纤维材料中的至少一者。
[0031]优选地，发热纤维层可以通过非编织、熔喷和针织技术中的至少一者来形成。典型地，发热纤维层可以包括相变材料(PCM)纤维。
[0032]优选地，本发明可以包括布置在最外织物层前面的隔热纤维层。典型地，所述隔热纤维层可以由非织造、熔喷和针织技术中的至少一者形成。
[0033]典型地，双层红外辐射反射金属涂层的第一和第二涂层可以通过化学处理、物理气相沉积、溅射、电弧等离子体沉积、化学气相沉积和溶胶-凝胶方法中的至少一者来涂覆。
[0034]优选地，双层红外辐射反射涂层可以包括大致在10_330nm范围内的厚度。
[0035]在第四广泛形式中，本发明提供了一种隔热系统，其包括根据本发明的第三广泛形式的隔热结构。
[0036]典型地，所述隔热系统可以包括一件防寒服装、睡袋、建筑物的隔热系统、电动汽车或飞行器外壳中的至少一者。
【专利附图】

【附图说明】
[0037]本发明将根据以下结合附图描述的对其优选但非限制性实施例的详细描述而得到更充分理解，其中:
[0038]图1展示了根据本发明的一个实施例的隔热结构；
[0039]图2展示了根据实用新型的另一实施例的示例性隔热结构；
[0040]图3 (a)和3 (C)以不同放大率展示了比较样品的SEM图像；
[0041]图3(b)和3(d)以不同放大率展示了经涂布的超细纤维网的SEM图像；
[0042]图4展示了比较样品和经涂布的超细纤维网样品的傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectrum, FTIR)分析图；以及
[0043]图5 (a)和5 (b)是比较样品和经涂布的超细纤维网样品的耐热性和耐湿性的分析图。
[0044]图6展示了根据本发明的另一实施例的隔热结构，其具有三个织物层，每一织物层有双层红外辐射反射金属涂层安置在每一织物层的一侧上。
[0045]图7展示了根据本发明的另一实施例的隔热结构，其具有三个织物层，每一织物层有双层红外辐射反射金属涂层安置在除最外织物层外的每一织物层的两侧上。
[0046]图8展示了根据本发明的另一实施例的隔热结构，其具有两个织物层，每一织物层有双层红外辐射反射金属涂层安置在每一织物层的一侧上，并且两个织物层彼此直接相邻。[0047]图9展示了根据本发明的另一实施例的隔热结构，其具有两个织物层，所述织物层有双层红外辐射反射金属涂层安置在一个织物层的两侧上和双层红外辐射反射金属涂层安置在最外织物层的仅最内侧上，所述织物层彼此直接相邻。
[0048]图10展示了根据本发明的另一实施例的隔热结构，其具有五个织物层，所述织物层有双层红外辐射反射金属涂层安置在每一织物层的一侧上，发热纤维材料布置在除第四与第五织物层外的每一织物层之间，所述第四与第五织物层具有隔热纤维材料安置在其之间。
[0049]图11展示了根据本发明的另一实施例的隔热结构，其具有五个织物层，所述织物层有双层红外辐射反射金属涂层安置在除最外织物层外的每一织物层的两侧上，发热纤维材料布置在除第四与第五织物层外的每一织物层之间，所述第四与第五织物层具有隔热纤维材料安置在其之间。
[0050]图12展示了根据本发明的另一实施例的隔热结构，其具有五个织物层，所述织物层有双层红外辐射反射金属涂层安置在每一织物层的一侧上，并且所述织物层彼此直接相邻布置。
[0051]图13展示了根据本发明的另一实施例的隔热结构，其具有五个织物层，所述织物层有双层红外辐射反射金属涂层安置在除最外织物层外的每一织物层的两侧上，并且所述织物层彼此直接相邻布置。
[0052]图14(a)_(c)分别展示了比较样品的直接红外反射百分比、温升百分比和直接温度传递百分比的图。
[0053]图15(a)_(b)分别展示了关于呈护套形式的所测试的比较样品的耐热性和耐蒸发性的百分比的图。
【具体实施方式】
[0054]本发明的优选实施例现将如下参考附图进行描述。
[0055]图1展示了根据本发明的一个实施例的隔热结构。所述隔热结构包括两个反射超细纤维网层(101)和(103)，通过由粗纤维制成的纤维棉絮层隔开。每一反射超细纤维网包括超细纤维网(103)和红外辐射反射层101。红外辐射反射层(101)可以直接涂布在超细纤维网或纤维上。
[0056]为了制造反射超细纤维网，首先通过应用熔喷技术使用各种类型的合成聚合物材料来制备超细纤维网层。举例来说，可以应用熔喷技术将聚合物树脂转变成熔融物质，并且然后可以将熔融物质从模头挤出以形成纤维。一般来说，采用高速气流来吹塑纤维直到将纤维从模孔分离。接着在收集表面上收集被挤压的纤维，并且通过纤维的自粘特性形成非编织网。
[0057]超细纤维网由纳米级或微米级的超细纤维制成。在形成超细纤维网之后，作为衬底，超细纤维网用红外辐射反射材料涂布。
[0058]红外辐射反射层(101)含有金属(例如铝(Al)、银(Ag)和金(Au))、金属氧化物(例如氧化铝(A1203 )、二氧化钛(Ti02 )、氧化锌(ZnO)和二氧化铈(Ce02 ))或与掺杂剂混合的金属氧化物(掺杂剂可以是以下物质中的任一者:氟、硼、铝、镓、铊、铜和铁)。红外辐射反射材料还可以通过物理气相沉积、磁控溅射、电弧等离子体沉积、化学气相沉积和使用溶胶-凝胶方法中的至少一者涂布在衬底上。
[0059]在另一实施例中，超细纤维网经纺织物层置换。纺织物可以包括例如羊毛、绒毛、棉或合成纤维材料。因此，红外辐射反射层涂布在所述纺织物上。
[0060]图2展示了根据本发明的另一实施例的例示性隔热结构。在此实施例中，多个反射超细纤维网(210、220、230、240和250)堆叠在一起。每一层通过由粗纤维制成的纤维棉絮层(205)隔开。反射超细纤维网的每一层含有超细纤维网(203)和红外辐射反射层(201)。
[0061]虽然图2的实例展示了具有五个层的隔热结构，但可以取决于具体应用而利用额外数目的反射超细纤维网。举例来说，在寒冷环境下，可以使用更多反射超细纤维网作为夹层。在防寒服装和睡袋的隔热结构中，可以添加一个或多个反射超细纤维网层或一个反射超细纤维网层作为夹层。粗纤维层(205)是由羊毛、聚酯或其它合成纤维材料制成的高孔隙率棉絮层。
[0062]两个反射超细纤维网层之间的最佳距离(D)取决于反射超细纤维网的体积分数、纤维直径和反射特征以及粗纤维层(205)的体积分数和纤维直径，这些可以通过实验测量和数值模拟而获得。香港理工大学(Hong Kong Polytechnic University)执行的研究工作已经显示，两个反射超细纤维网层之间的最佳距离是4-8mm。4_6mm的粗纤维层一般每平方米重20-100克。
[0063]因此，可以在极其寒冷的气候下使用这些隔热结构，以便增加对辐射的耐热性而不会导致不可接受地增重和水蒸气渗透性降低。可以在例如防寒服装或睡袋的物件中使用这些隔热结构以便隔热。另外，可以在建筑物隔热、汽车隔热和航空应用中使用这些隔热结构。
[0064]在前述实施例中，超细纤维网取决于具体应用而一般具有0.5-2 μ m的纤维直径、约10%的纤维体积分数和约100-200 μ m的厚度。可以使用红外辐射反射层的厚度来控制在具体应用温度下的红外辐射反射百分比和经涂布的隔热材料的重量增加。一般来说，IO-1OOnm的厚度可以有效反射红外辐射而不大幅增加重量。红外辐射反射涂层的厚度最佳是 20nm 到 40nm。
[0065]在前述实施例中，粗纤维层一般具有20-35 μ m的纤维直径、约1%、一般略小于1%的纤维体积分数和约5mm的厚度。
[0066]图3(a)_3(d)示出了比较样品和经涂布的非编织样品的扫描电子显微镜(SEM)图像。比较样品是指在涂布红外辐射反射材料之前的超细纤维网，并且经涂布的非编织样品是指反射超细纤维网。图3(a)和3(c)是比较样品在不同放大率下的SEM图像；图3(b)和3(d)是经涂布的超细纤维网样品在不同放大率下的SEM图像。图3(d)展示了颗粒，其是红外辐射反射材料(例如金属)。这些SEM图像指示，红外辐射反射涂层并不影响超细纤维网的纤维结构。红外辐射反射材料仅需要在超细纤维的表面上进行涂布。
[0067]图4是比较样品和经涂布的超细纤维网样品的傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析图。根据红外光谱可以看出，经涂布的样品的光谱透射率几乎是零。经涂布的样品具有
0.22mm的纤维厚度，而未经涂布的样品具有0.16mm的纤维厚度。
[0068]图5 (a)和5 (b)展示了使用热阻湿阻测试仪(sweating guarded hot plate)获取的实施例测试结果。图5(a)展示了耐热性，其将由六个5mm棉絮层(所述棉絮层由五个经涂布的超细纤维网层隔开)形成的隔热结构与仅由六个5mm棉絮层形成的隔热结构比较。图5(b)展示了耐湿性，其将由六个5_棉絮层(所述棉絮层由五个经涂布的超细纤维网层隔开)形成的隔热结构与仅由六个5_棉絮层形成的隔热结构比较。可以看出，应用本发明技术能够增加耐热性45.5%，耐湿性仅增加5%。
[0069]图6展示了根据本发明的另一实施例的隔热结构。所述隔热结构包括三个红外反射织物层(601，601(a)/603)，通过由发热PCM纤维制成的纤维材料层(605)和绝缘材料(607)隔开。每一红外反射织物层包括织物(603)和红外反射双层涂层(601，601 (a))。
[0070]为了形成红外反射双层织物，首先通过编织或针织使用各种类型的天然或合成纱线来制备织物(603 )。然后用红外辐射反射双层材料(601，601 (a))直接涂布织物(603 )，所述红外辐射反射双层材料在此实施例和进一步描述的实施例中包括金属铜(Cu)层(601)和铝(Al)层(601 (a))。首先铜层(601)直接涂覆到织物(603)的表面上，然后铝层(601 (a))涂覆到铜层(601)上。
[0071]红外反射层(601,601 (a))可以通过化学处理、物理气相沉积、溅射、电弧等离子体沉积、化学气相沉积或溶胶-凝胶方法涂布到织物(603)上。
[0072]已经发现在双层涂层中选择铜(601)和铝(601 (a))涂层提供了相对良好的热反射性质和相对低的热传递性质。铜吸热并且由于低比热，温度较快速增加。铝涂层有助于在织物上提供镜样的反射表面，其如热亚麻(thermoflax)般保护热量。可在织物(603)的双层涂层中使用其它材料组合。具体来说，可以用具有非常低的比热和良好热反射性质的金属取代铜和铝。举例来说，并且仅作为非限制性实例，其它双层涂层组合可以包括:
[0073]?直接涂覆到织物 [0074]?直接涂覆到织物上的金涂层与涂覆到金涂层上的铝涂层
[0075]?直接涂覆到织物上的铜涂层与涂覆到铜涂层上的银涂层
[0076]?直接涂覆到织物上的铜涂层与涂覆到铜涂层上的银涂层
[0077]?直接涂覆到织物上的铜涂层与涂覆到铜涂层上的锡涂层
[0078]?直接涂覆到织物上的金涂层与涂覆到金涂层上的锡涂层
[0079]?直接涂覆到织物上的铅涂层与涂覆到铅涂层上的锡涂层
[0080]?直接涂覆到织物上的锌涂层与涂覆到锌涂层上的铝涂层
[0081].直接涂覆到织物上的锌涂层与涂覆到锌涂层上的锡涂层
[0082]图7展示了根据本发明的另一实施例的示例性隔热结构。在此实施例中，隔热结构在每一织物层(703)的两侧包括双层涂层(701，701 (a)和702，702 (a))，除了在最外(SP最右)织物层的外侧。所述隔热结构包括由发热PCM纤维制成的纤维材料层(705)和隔热材料(707)。铜层(701和702)直接涂布在织物层(703)的每一侧上，并且铝层(701 (a)和702(a))分别涂布到铜层(701和702)上。
[0083]图8展示了根据本发明的另一实施例的示例性隔热结构。在此实施例中，隔热结构包括两个织物层(803)，其在每一织物层(803)的一侧上具有双涂层(801，801 (a))。
[0084]图9展示了根据本发明的另一实施例的示例性隔热结构。在此实施例中，隔热结构包括两个织物层(903)，其在每一织物层(903)的相对侧上具有红外反射双涂层(901，901(a)和902，902 (a))，除了最外(即最右)织物层。涂层(901和902)包括直接涂覆到每一织物层(903)的每一侧上的铜材料和分别涂覆到铜涂层(901和902)中的每一者上的涂Μ (901 (a)和 902(a))。
[0085]图10展示了根据本发明的另一实施例的示例性隔热结构。在此实施例中，具有红外反射双层涂层(1001，1001 (a)和1002，1002 (a)等)安置在每一织物层(1003)的一侧上的多重织物层(1003)堆叠在一起并且形成经双层涂布的红外反射织物层(1010，1020，1030，1040和1050)，其中每一层(1010，1020，1030，1040和1050)由发热纤维材料层(1005)隔开。涂层(1001)和(1002)是直接涂覆到织物(1003)侧上的铜层，同时层1001(a)和1002(a)是涂覆到铜层(1001)和(1002)上的铝层。在最外反射涂布织物(1050)前面给予隔热纤维材料(1007)，以便保存衣物内的热量。虽然图10的实例展示了具有五个层的隔热结构，但可以取决于具体应用而使用额外或更少数目的经红外反射双层涂布的织物。
[0086]图11展示了根据本发明的另一实施例的示例性隔热结构。在此实施例中，在所述隔热结构中多重经红外反射双层涂布的织物(1110，1120，1130，1140和1150)堆叠在一起。每一层(1110，1120，1130，1140和1150)包括织物层(1103)，其具有涂覆在每一层(1110，1120，1130，1140和1150)的一侧上的第一双层涂层(1101，1101 (a))和涂覆在每一层(1110，1120，1130，1140和1150)的相对侧上的第二双层涂层(1102，1102(a))。在每一个双涂层中，铜层首先可以直接涂覆到织物(1103)上，同时铝层涂覆在铜层之上。层(1110，1120，1130，1140和1150)由发热纤维材料层(1105)隔开。将隔热纤维材料(1107)定位在最外经红外反射双层涂布的织物层(1150)前面，以便保存例如由隔热结构制成的衣物内的热量。虽然图11的实例展示了具有五个层的隔热结构，但可以取决于具体应用而使用额外或更少数目的经红外反射双层涂布的织物。
[0087]图12展示了根据本发明的另一实施例的示例性隔热结构。在此实施例中，多重经红外反射双层涂布的织物(1210，1220，1230，1240和1250)堆叠在一起而无任何纤维层隔开每一层(1210，1220，1230，1240 和 1250)。在图 12 中，层(1210，1220，1230，1240 和 1250)中的每一者用红外反射双层涂层(1201，1201 (a)等)涂布在最内侧(例如每一层的左手侧)上。铜层(1201)直接涂覆到每一织物(1203)的侧上，铝层(1201 (a))涂覆到铜层(1201)上。虽然图12中描绘的示例性实施例展示了具有五个层的隔热结构，但可以取决于具体应用而使用额外或更少数目的反射织物层。
[0088]图13展示了根据本发明的另一实施例的示例性隔热结构。在此实施例中，在隔热结构中多重经红外反射双层涂布的织物(1310，1320，1330，1340和1350)堆叠在一起而无任何纤维层。经红外反射双层涂布的织物(1310，1320，1330，1340和1350)中的每一者包括在一侧上用第一双层涂层(1301，1301 (a))涂布并且在另一侧上用第二双层涂层(1302，1302 (a))涂布的织物(1303)。在此实施例中，涂层(1301)和(1302)选为铜层直接涂覆到织物层(1310，1320，1330，1340和1350)的侧上与铝涂层(1301 (a)和1302 (a))涂覆在铜层(1301，1302)之上。虽然图13的实例展示了具有五个层的隔热结构，但可以取决于具体应用而使用额外或更少数目的红外反射织物。
[0089]可以在极其寒冷的气候下使用以上根据本发明的实施例描述的隔热结构，以便增加对辐射的耐热性同时减轻重量的增加并且减少水蒸气渗透性损伤。对于不同寒冷气候情况，可以使用不同结构组合(参考图6到13描述)。所述组合可以在例如防寒服装或睡袋的物件中使用以便隔热。或者，这些隔热结构可以在其它应用中，例如在建筑物隔热结构、飞行器外壳等中使用。[0090]图14(a)_(c)示出了样品实施例的红外反射、传递和温度的测试结果。图14(a)清楚地展示所得结果，与未经涂布的和其它经单层金属涂布的织物相比，使用铜-铝的双层涂层时，红外反射卓越。如图14(b)中所示，经双层涂布的织物的红外反射增加致使热传递减少，这在例如需要身体保暖的防寒服装应用实施例中是有利的。图14(c)中织物表面温度增加指示了这一点。
[0091]图15(a)和15(b)展示了通过使用“出汗假人”获取的实施例测试结果。图15(a)显示差异显著，但在图15(b)中，平均值存在差异，但其在统计上并不显著。
[0092]本发明的优选实施例已经在上文进行了详细描述，然而，所属领域的技术人员应理解，可以在不脱离本发明的范围的情况下进行各种改变和等效置换。另外，为了适应于本发明的具体应用或材料，可以在不脱离本发明的保护范围的情况下对其进行多种修改。因此，本发明不限于本文中所公开的具体实施例，但应包括属于服从权利要求书的本发明保护范围内的所有实施例。
[0093]所属领域的技术人员将理解，本文中所述的本发明在不脱离本发明的范围的情况下容许除具体描述的变化和修改以外的变化和修改。对于所属领域的技术人员变得显而易见的所有所述变化和修改应视为属于本发明的如上文广泛描述的精神和范围内。应理解，本发明包括所有所述变化和修改。本发明还包括说明书中个别或共同地提及或指示的所有步骤和特征，以及所述步骤或特征中任两者或两者以上的任何和所有组合。
[0094]本说明书中对任何现有技术的提及不是并且不应被视为对现有技术形成公共常识的一部分的承认或任何形式的暗示。
【权利要求】
1.一种隔热结构,其包括 至少一个纤维网层，和 在所述纤维网的每一层上形成的红外辐射反射涂层； 其中所述纤维网的每一层由粗纤维层隔开，并且所述粗纤维层具有小于1%的纤维体积分数和20-35 μ m的纤维直径。
2.根据权利要求1所述的隔热结构，其中所述至少一个纤维网包括由合成聚合物制成的超细纤维网，或由羊毛、绒毛、棉、合成纤维材料中的至少一者制成的纺织物纤维网。
3.根据权利要求2所述的隔热结构，其中所述超细纤维网包括0.5-2 μ m的纤维直径、约10%的纤维体积分数和100-200 μ m的厚度。
4.根据权利要求1所述的隔热结构，其中所述超细纤维网包括通过熔喷技术制造的纤维网。
5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的隔热结构，其中所述红外辐射反射涂层包括由铝和氧化铝中的至少一者制成的涂层。
6.根据权利要求5所述的隔热结构，其中所述红外辐射反射涂层包括大致在IO-1OOnm范围内的厚度。
7.根据权利要求2所述的隔热结构，其中所述红外辐射反射涂层包括通过物理气相沉积、磁控溅射、电弧等离子体沉积、化学气相沉积和溶胶-凝胶方法中的至少一者在所述超细纤维网或纺织物上形成的涂层。
8.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的隔热结构，其中所述粗纤维层包括由羊毛、绒毛、棉和合成纤维材料中的至少一者制成的纤维层。
9.一种隔热系统，其包括如权利要求1到8中任一权利要求所述的隔热结构。
10.根据权利要求9所述的隔热系统，其中所述隔热结构形成一件防寒服装、睡袋、建筑物的隔热系统、电动汽车或飞行器外壳中的至少一者的一部分。
11.一种隔热结构，其包括: 织物层；和 安置在所述织物层的表面上的双层红外辐射反射金属涂层； 其中所述双层红外辐射反射金属涂层包括直接涂覆到所述织物层的所述表面上的第一涂层；和涂覆到所述第一涂层上的第二涂层。
12.根据权利要求11所述的隔热结构，其中所述双层红外辐射反射金属涂层的所述第一涂层包括铜、金、铅和锌中的至少一者。
13.根据权利要求11或12所述的隔热结构，其中所述双层红外辐射反射金属涂层的所述第二涂层包括铝、银和锡中的至少一者。
14.根据权利要求11到13中任一权利要求所述的隔热结构，其中所述双层红外辐射反射金属涂层安置在所述织物层的相对表面上。
15.根据权利要求11到14中任一权利要求所述的隔热结构，其包括多个形成多层结构的织物层，所述织物层中的每一者包括安置在所述织物层中的每一者的至少一个表面上的双层红外辐射反射金属涂层。
16.根据权利要求15所述的隔热结构，其中所述多个堆叠在一起的织物层的最外织物层的最外表面无双层涂层安置在其上。
17.根据权利要求11到16中任一权利要求所述的隔热结构，其中所述织物层包括棉和合成纤维材料中的至少一者。
18.根据权利要求11到17中任一权利要求所述的隔热结构，其中所述织物层包括针织和编织的织物结构中的至少一者。
19.根据权利要求11到18中任一权利要求所述的隔热结构，其中所述织物层包括平纹、斜纹和缎纹编织结构中的至少一者。
20.根据权利要求11到19中任一权利要求所述的隔热结构，其包括发热纤维层。
21.根据权利要求20所述的隔热结构，其中所述发热纤维层布置在相邻织物层之间。
22.根据权利要求20或21所述的隔热结构，其中所述发热纤维层包括聚酯、粘胶、尼龙、棉和羊毛纤维材料中的至少一者。
23.根据权利要求22所述的隔热结构，其中所述发热纤维层通过非编织、熔喷和针织技术中的至少一者来形成。
24.根据权利要求11到23中任一权利要求所述的隔热结构，其中所述发热纤维层包括相变材料(PCM)纤维。
25.根据权利要求11到24 中任一权利要求所述的隔热结构，其包括布置在最外织物层前面的隔热纤维层。
26.根据权利要求25所述的隔热结构，其中所述隔热纤维层通过非编织、熔喷和针织技术中的至少一者来形成。
27.根据权利要求12和26中任一权利要求所述的隔热结构，其中所述双层红外辐射反射金属涂层的所述第一和第二涂层通过化学处理、物理气相沉积、溅射、电弧等离子体沉积、化学气相沉积和溶胶-凝胶方法中的至少一者来涂覆。
28.根据权利要求11到27中任一权利要求所述的隔热结构，其中所述双层红外辐射反射涂层包括大致在10-330nm范围内的厚度。
29.一种隔热系统，其包括如权利要求1到28中任一权利要求所述的隔热结构。
30.根据权利要求29所述的隔热系统，其包括一件防寒服装、睡袋、建筑物的隔热系统、电动汽车或飞行器外壳中的至少一者。
【文档编号】F16L59/02GK103930706SQ201280042347
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2012年8月31日 优先权日:2012年8月31日
【发明者】刘培生, 刘理璋, 马纳斯·库马尔·萨卡尔, 范金土 申请人:盈保发展有限公司