复合物制品、制品以及服装的制作方法

本公开涉及使用石墨来制造复合物，并且具体地涉及使用柔性石墨来制造复合物。所述复合物应用于热管理系统中，并且在特定例子中应用于包括柔性石墨复合物的热管理布置结构中，所述石墨复合物是柔性的、可拉伸的和/或将顺应使用期间所引发的运动。所述系统可被包括在其中的成品的非限制性示例包括服饰类制品（诸如，服装）、座椅（诸如，汽车座椅）或者对单独的气候控制的应用是期望的抑或是对用户有益的其他应用。

背景技术：

电阻加热型夹克已由DeWalt、Ravean、Milwaukee、EXO²以及其他品牌提供。根据DeWalt，他们的一系列夹克可由每件夹克所包括的20 V MAX或12V MAX锂离子电池来提供功率，另外，夹克可包括LED控制器和三个或四个加热区（取决于型号），LED控制器具有三种温度设定外加预加热模式。据报道，外套罩利用防风且防水的耐用织物构建而成（取决于型号）。每件夹克包括有USB功率源，USB功率源不仅将来自电池的加热功率转移到夹克，而且还可以同时给两个USB兼容的电子装置充电。就DeWalt和Milwaukee而言，它们两者的夹克都是线电阻式加热系统以在每件夹克的不同位置中产生热量。

EXO²提供从手套到夹克的一系列可加热服饰。服饰类商品使用它们的Fabroc™加热技术来进行电阻式加热。如图1中所示，Fabroc技术用于通过使用加热元件2来以电阻方式加热夹克1（被示为无袖子），加热元件2由橡胶夹层4形成，橡胶夹层4具有设置在形成服装的织物6层之间的载有碳颗粒的基质。功率源8（诸如，电池）电连接到加热元件2，加热元件2然后产生热量以使夹克1温暖。

技术实现要素：

本文中公开的一个实施例包括一种复合物制品。所述制品包括经压缩的膨胀石墨颗粒的片状物或石墨化聚合物的片状物中的至少一者。保护涂层可与片状物的第一表面对准。所述制品还可包括加强物，诸如纤维加强聚合物、纤维织物、合成聚合物或纤维毡或其组合中的至少一者，加强物与片状物的第一表面或片状物的第二表面中的至少一者对准。

第二复合物制品包括经压缩的膨胀石墨颗粒的片状物或石墨化聚合物的片状物。片状物可用纤维加强聚合物、合成聚合物、纤维织物、纤维毡或其组合中的至少一者来加强。加强物与片状物的第一主要表面抑或第二主要表面对准。

本文中公开的第三实施例包括一种复合物制品，所述复合物制品具有经压缩的膨胀石墨颗粒的多个带状物、石墨化聚合物的多个带状物或其组合中的至少一者，多个带状物编织在一起。每个带状物可由纤维加强聚合物、纤维织物、合成聚合物或纤维毡中的一者来加强。所述加强物可与带状物的第一表面或第二表面对准。可选地，保护涂层可与每个带状物的第二表面对准。

将理解的是，前述一般性描述和以下详细描述两者都提供了本公开的实施例，并且意图提供理解本发明的如所要求保护的性质和特性的概述和框架。

附图说明

图1a是图示出复合物制品的附图，所述复合物制品联接到可加热夹克衬里的实体模型的单个板片（panel）。

图1b是沿图1a中的1b截取的截面图。

图2是图示出复合物制品的附图，所述复合物制品联接到可加热夹克衬里的实体模型的单个板片。

图3a图示出复合物制品的示例的前部的图像。

图3b图示出复合物制品的示例的背部的图像。

图4是被包括到夹克中的复合物制品的附图。

图5是控制加热型夹克的热图像，所述控制加热型夹克不包括本文中描述的复合物制品的实施例，以及。

图6是加热夹克的热图像，所述加热夹克包括本文中描述的复合物制品的实施例。

图7a图示了加热型夹克的后视图，加热型夹克具有复合物制品加热组件。

图7b是加热型夹克沿图7a中的7b截取的截面图。

图8a是加热组件的俯视图，所述加热组件具有本文中描述的复合物制品。

图8b是加热组件沿图8a中的8b截取的截面图。

图8c是图8a的加热组件的截面图。

图9a是加热组件的俯视图，所述加热组件具有本文中描述的复合物制品。

图9b是加热组件沿图9a中的8b截取的截面图。

图9c是图9a的加热组件的截面图。

图10a是加热组件的俯视图，所述加热组件具有本文中描述的复合物制品。

图10b是加热组件沿图10a中的10b截取的截面图。

图10c是图10a的加热组件的截面图。

图11是加热组件的俯视图，所述加热组件具有本文中描述的复合物制品。

图12是加热型夹克样板的俯视图，所述加热型夹克样板具有由本文中描述的复合物制品形成的加热组件。

图13a是加热型夹克的前视图，所述加热型夹克具有远程充电组件。

图13b是加热型夹克的侧视图，所述加热型夹克具有远程充电组件。

图13c是加热型夹克的后视图，所述加热型夹克具有远程充电组件。

图14a是呈衣架形式的远程充电站的前视图。

图14b是呈衣架形式的远程充电站的后视图。

图15a是用于向远程充电站提供功率的功率供应衣帽架的视图。

图15b是功率供应衣帽架和呈衣架形式的远程充电站的视图。

图16a是用于向远程充电站提供功率的功率供应衣帽架的视图。

图16b是功率供应衣帽架和呈衣架形式的远程充电站的视图。

具体实施方式

本文中公开的一个实施例是一种复合物制品。所述制品可包括经压缩的膨胀石墨（exfoliated graphite）颗粒的片状物或石墨化聚合物的片状物中的至少一者。所述制品还可包括加强物，其包括纤维加强聚合物、合成织物、纤维织物、纤维毡或其组合中的至少一者。尼龙是加强物的特定、非限制性示例。所述加强物可与所述片状物的第一表面或所述片状物的第二表面中的一者对准。所述片状物的第一表面或第二表面是所述片状物的主要表面而非所述片状物的边缘表面。可选地，加强物可粘附到第一表面或第二表面。另外的可选要素是：制品可包括保护涂层。保护涂层可与所述片状物的第一表面或第二表面中的一者对准。如果在一个实施例中保护涂层像加强物一样与所述片状物的同一表面对准，则加强物邻近于所述片状物，并且保护涂层邻近于加强物。如果期望如此，那么加强物和/或保护涂层可覆盖所述片状物的至少基本上全部的主要表面以及所述片状物的一个或更多个边缘表面。保护涂层的示例包括塑料，诸如但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚酰亚胺或其他合适的塑料。保护涂层可提供使石墨片状物与另一部件电绝缘的益处。如果期望如此，那么保护涂层可仅包括穿孔。

在替代实施例中，保护涂层（亦称层）可在所述片状物的与加强物相对的表面上。例如，如果加强物与所述片状物的第一表面对准，那么保护涂层可与所述片状物的第二表面对准。可选地，保护涂层可粘附到第二表面。特定的另外的实施例包括第二保护涂层，所述第二保护涂层定位成邻近于加强物并且与所述片状物相对。

类似于保护涂层可在制品的两个外表面上的方式，同样，加强层可在石墨片状物的两侧上。在这个实施例中，保护涂层可定位在石墨表面中的一者或两者上。

在另一个示例中，复合物制品还可以包括热接口材料（TIM），TIM设置成与加热元件邻近排布以及与加强物或石墨片状物邻近排布。在一个示例中，TIM可以是柔性石墨材料，诸如经压缩的膨胀石墨颗粒的片状物或石墨化聚合物的片状物。在一个示例中，TIM可以是由GrafTech International Holdings Inc.出售的eGRAF® HITHERM™热接口材料，其设计成在需要低接触电阻和高热导率的应用中使用。形成TIM的柔性石墨可以经模切和/或与塑料和粘附物层压，塑料和粘附物设置在TIM的一个或两个主要表面上。在一个非限制性示例中，粘附物-塑料-粘附物（APA）材料层可设置成与TIM材料邻近排布。APA材料可以包括塑料，诸如（例如）聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），诸如来自DuPont的Mylar®聚对苯二甲酸乙二醇酯、来自DuPont的Kapton®聚酰亚胺、聚酯树脂或可以用于在TIM与加热元件之间提供电绝缘的其他合适的塑料，在APA材料的两个主要表面上具有粘附物。APA材料可以设置成与上文所讨论的石墨片状物邻近排布。在特定的实施例中，APA材料（可选地如果期望的话，甚至是TIM材料）在表面积上大于由加热元件的外围界限定的表面积，具有比加热元件的表面积大至少5%的表面积，并且更优选地具有大至少10%的表面积。换句话说，APA材料的尺寸可设计成使如下可能性最小化：加热器元件延伸到APA材料周围或超过AP材料使得其很有可能将接触充分导电的材料以导致加热元件短路。在一个示例中，不使用APA材料，并且TIM材料设置成与上文所讨论的加热器元件和石墨片状物邻近排布。

在另外的实施例中，制品可包括第二石墨片状物。第二石墨片状物可以是经压缩的膨胀石墨颗粒的片状物抑或石墨化聚合物的片状物。优选地，在这个实施例中，加强物定位在所述片状物与第二石墨片状物之间。所述实施例还可包括在片状物、第二石墨片状物或两者的外表面上的保护涂层。

制品还可包括穿过片状物的至少主要部分的缝合线迹（stitching）。缝合线迹可仅仅穿过构成制品的全部的片状物/层、石墨、或其任何组合。合适的缝合线迹的示例包括以下各者中的至少一者：交叉线线迹、链式线迹、锁式线迹、直式线迹、锯齿形线迹、伸缩线迹、包缝线迹、覆盖线迹、平针线迹、倒针线迹、缎纹线迹、轮廓线迹、双面线迹、倒回针线迹、疏缝线迹、锁边线迹、暗缝线迹、锁眼线迹、链式线迹、十字线迹、三角针线迹、十字粗缝线迹（cross-stitch tack）、织补线迹、刺绣线迹、卷边线迹、包缝线迹、扎缚线迹、照片式拼接线迹（pic stitch）、平针线迹、缝帆布线迹、跳针线迹、双面线迹、明线线迹、锁缝线迹及其组合。

另一个选项可以是线的选择。如果期望如此，那么可使用导电线。导电线的示例包括不锈钢、碳、银或铝。

在具有或不具有缝合线迹的情况下，复合物制品可包括多个切除部。切除部可以是任何期望的形状；示例性形状包括圆形、三角形、卵形、矩形、菱形、椭圆形、六边形、八边形、人字形、穿孔及其组合。另外的选项可以是切除部沿一个方向或沿另一个方向呈锥形。复合物制品的另一个实施例可包括具有多种形状的多个缝槽或其他预定穿孔，这些形状包括但不限于关于切除部所描述的形状。

复合物制品的另一个实施例可包括经压缩的膨胀石墨颗粒的多个带状物、石墨化聚合物的多个带状物或其组合，多个带状物编织在一起（“编织复合物制品”）。每个带状物可具有加强物。优选的加强物包括纤维加强聚合物、纤维编织物、合成聚合物或纤维毡（fiber mat）中的至少一者。具有加强物的带状物可仅沿编织复合物制品的一个（1）方向定位，例如加强带状物可仅沿长度方向设置而不沿复合物制品的宽度方向设置，或反之亦然。加强物可与带状物的第一表面或第二表面中的一者对准。正如上面的复合物，此复合物还可包括保护涂层，保护涂层与每个带状物的第一表面或第二表面对准。关于片状物与加强物以及保护涂层与片状物以及还有加强物与保护涂层之间的关系的以上描述完全包括在本文中，就如同被改写成适用于所述编织制品一般。最后，如果期望如此，那么编织复合物制品和基于片状物的复合物制品可结合使用。

关于如上文描述的第二石墨片状物或第二编织片状物的另外的实施例能够等同地适用于编织复合物制品。

编织制品可包括稀松组织（open weave），例如具有开孔的编织制品。稀松组织的开孔可包括以下形状中的一者或多者：圆形、矩形、菱形、椭圆形、三角形、六边形、八边形以及人字形。另外的选项可以是开孔沿一个方向或沿另一个方向呈锥形。

正如以上实施例，编织复合物制品可包括缝合线迹。缝合线迹可具有以下样式中的任一者：至少一个交叉线线迹、链式线迹、锁式线迹、直式线迹、锯齿形线迹、伸缩线迹、包缝线迹、覆盖线迹、平针线迹、倒针线迹、缎纹线迹、轮廓线迹、双面线迹、倒回针线迹、倒针线迹、疏缝线迹、锁边线迹、暗缝线迹、锁眼线迹、链式线迹、十字线迹、三角针线迹、十字粗缝线迹（cross-stitch tack）、织补线迹、刺绣线迹、卷边线迹、包缝线迹、扎缚线迹、照片式拼接线迹（pic stitch）、平针线迹、缝帆布线迹、跳针线迹、双面线迹、明线线迹、锁缝线迹及其组合。

除以上之外，片状物或带状物的表面可具有纹理。例如，表面可以是有滚花的、起波纹的、折叠的、或收皱的。片状物或带状物的任何以上实施例的另一个可选实施例可以是可将远红外辐射（“FIR”）产生材料包括到片状物或带状物中。FIR材料可包括陶瓷材料。在特定的实施例中，FIR材料的尺寸可设计成微米尺寸的颗粒或更小（例如，纳米尺寸）或其组合。FIR材料的示例是硼硅酸盐（例如，电气石或绢云母）。可选地，FIR材料纤维可涂覆有尼龙，并且可将得到的材料拉制成纤维并如优选的将其包括到片状物或带状物中。第三选项是Celliant™织物，其为一种由嵌入到芯中的光学活性颗粒制成的有品牌的合成聚合物双组分纤维。Celliant织物由Hologenix, LLC创造。包含Celliant织物的织物已被表明增加身体组织中的氧化作用并且被证明减少轻微疼痛与不适。替代将FIR材料作为添加物包括到片状物中，可将FIR材料添加到作为片状物的复合物制品，由此形成复合物的另一个层。另外的替代例包括：可将FIR材料喷涂到复合物的表面上，或可将FIR材料包括到加强物、保护涂层或两者中。

复合物制品可包括以下附件的层中的一者或多者：绝缘层、反射层、阻尼层（例如，橡胶层）、吸收层、缓冲层、防水层及其组合。替代地，至少对于反射率和阻尼的益处而言，可通过使用至复合物而非单独层的添加物来增强此类益处。特定的添加物可提供反射率、阻尼或两者。

本文中公开的复合物制品的另外的示例可以是石墨片状物的一个（1）或多个层。石墨片状物可以是经压缩的膨胀石墨颗粒、石墨化聚合物或其组合的片状物。聚合体片状物可邻近于石墨层。用于所述片状物的合适聚合物的示例可包括聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯（“PET”）、聚酯、在呈片状物形式时可反射热量的其他聚合物或其组合。聚合物片状物可定位在石墨片状物的一个（1）或两个主要表面上。这个实施例可具有用于主要式或被动式加热的应用。

前面的复合物制品可展现出石墨复合物制品的独特的柔性。复合物制品展现出沿第一方向的至少5%伸长率的拉伸性，优选地至少10%伸长率的拉伸性，并且甚至更优选地至少15%伸长率的拉伸性。可通过沿预定方向将拉力施加到制品来确定伸长率。伸长率百分比由制品在破裂前沿施加拉力的方向的长度变化除以制品沿力所施加的方向的处于静置状态的尺寸来确定。复合物制品可展现出小于沿第一方向的伸长率的沿第二方向的拉伸性。通过示例，制品可沿第一方向伸长至少10%，并且可沿第二方向伸长至少4%。

在一个特定的实施例中，复合物制品还允许35度的最大弯曲半径。复合物制品可弯曲所围绕的半径的示例包括1/9"（3.0 mm）或更小的半径。特定的实施例可围绕1⁄4"（0.635 cm）的心轴包绕。复合物制品的另一个实施例围绕1⁄2"（1.27 cm）的心轴围绕。复合物制品的另一个有利性质可以是其透气性。优选地，切除部、缝槽、和/或其他预定穿孔的尺寸设计成增强透气性，甚至更优选地但非必需地，切除部、缝槽、和/或其他预定穿孔的尺寸设计成增强透气性和拉伸性。在这个实施例的版本中，石墨片状物和加强物或保护涂层中的至少一者（可选地，保护涂层与加强物两者）都包括穿孔。

本文中描述的复合物制品并不限于任何特定的整体形状。制品可具有矩形形状、方形形状、圆形形状、卵形形状、三角形形状、斜方形形状、或任何其他期望的形状。通常，制品基本上是二（2）维的，因为制品的长度和宽度是形状的主要分量，并且制品的厚度远小于制品的长度或宽度中的任一者。

另外，以上复合物制品中的任一者可与加热元件热连通。复合物制品可起到热扩散器的作用。在特定的实施例中，复合物制品可包括用以连接到电阻加热元件的铜引线，或者复合物制品的边缘中的一者或多者可覆盖有用以连接到加热元件（尤其是但不限于，电阻加热元件）的铜带。替代地，复合物制品可粘附到加热元件。在替代性实施例中，复合物制品可包括加热元件的一部分或整个加热元件。另外抑或单独地，本文中公开的复合物制品可用于冷却应用中而非仅仅用于散热。

以上复合物制品的应用可包括热扩散器、冷却元件或用于以下制品中的任一者的加热系统的一部分：具有或不具有风帽的夹克（如本文中使用的夹克包括外套、派克大衣、或可用于描述人们将置于他们的躯干上以保护、隔离他们自身或使他们自身感到舒适以不受低温影响的外衣的任何其他术语）（此类夹克可以是或可以不是机车夹克）（可选地，风帽（如果存在的话）可被加热或可不被加热）；服饰衬里（此类衬里可以是或可以不是能够移除的）；衬衫；背心；长袍；车辆座椅；车辆座椅罩；室内或室外座椅；家具罩；体育场座位，包括长凳、便携式座椅；野营装备，诸如但不限于睡袋、褥子；医疗垫；治疗垫；加热治疗垫（如用在最后三个（3）示例中的垫包括包绕物）（石墨片状物可定位在加热元件的外部上（抑或与用户对立）抑或在加热元件与用户之间；石墨片状物可包括所期望的一个或更多个塑料层（此描述也适用于医疗垫））；一条裤子；手套；头盔；背心；毯子；围巾；帽子；内衣；其他人类可穿戴物、以及动物配件（例如，马毯、狗毯、其他动物可穿戴物）；车辆椅套；座椅靠背；车辆底板（floor panel）；车辆顶盖；方向盘；车辆车门；仪表面板；以及车辆仪表盘。就可穿戴物而言，它们的某一区段可以是能够移除的，诸如具有袖子的可穿戴物，这些袖子可以是能够移除的。此类应用可包括以上复合物制品中的一者或多者。如果期望如此，那么复合物制品可以与以上应用一起以任何组合的方式来使用。本文中描述的制品可被包括到接缝、拉链、衣领、风帽、袖口或以上制品的其他部分中。

就车辆而言，该技术在电动车辆或混合动力车辆中具有非常吸引人的应用。该技术在常规的基于非矿物燃料的车辆或混合动力车辆中的使用将有助于支持依靠电池或燃料电池的功率系统。包括该技术的车辆将使其功率源较少地用于实现（一个或多个）乘员的舒适度而更多地用于实现产生车辆的期望运动的益处。这将使得此类车辆甚至比他们当前燃料效率更高。该技术的应用可包括椅套、地板、车顶、仪表盘、方向盘、仪表面板、座椅及其任何组合。优选地，本文中提到的具有加热元件的热管理系统中的一者或多者设置成与应用的面向乘员的表面热连通，使得将期望的加热或冷却应用于乘员。

在本文中公开的热管理系统中的任一者中，隔离物（insulation）可被包括在热管理系统中。优选地，隔离物可定位成邻近于复合物制品、与加热元件相对。优选地，隔离物将邻近于复合物制品的石墨片状物。可使用任何期望类型的隔离物。合适类型的隔离物的非限制性示例包括：编织玻璃布（glass cloth）、陶瓷布（ceramic cloth）、纤维玻璃毡（mat）、陶瓷毡、玻璃泡沫、陶瓷泡沫、玻璃绒、聚合物泡沫（例如，发泡聚苯乙烯、发泡聚丙烯、聚氨酯、聚乙烯、气凝胶、载有气凝胶的聚合物、聚酰亚胺气凝胶隔离物）、碳纤维布、碳泡沫、以及其组合。

在前面的复合物制品中的一者被包括在复合物制品与织物联接的应用中的情况下，可将以下选项应用于织物或复合物制品中的至少一者中：(1)隔音材料；(2)印花布（chintzing），其用以提供具有闪亮光洁度的最终实施例；(3)聚氨酯或乙烯基涂层；(4)上浆料（sizing），其具有蜡、油、甘油、树脂及其组合以将实体感（亦称致密度）添加到最终制品；(5)可添加金属盐以将实体感提供到最终的制品；(6)添加软化剂，诸如但不限于硅酮化合物，以提供垂度；(7)交联剂，诸如但不限于三嗪酮树脂、脲类（由尿素与醛类的反应而形成）、烷基脲或羧酸，以提供防皱表面特性；以及(8)其组合。在复合物制品的情况下，优选地，可将该选项添加到所述片状物或带状物中的任一者。

如果期望如此，那么可通过压延过程将复合物制品层压到织物和/或材料，所述织物和/或材料包括但不限于聚合材料。

期望的复合物制品可以以多种方式与织物和/或材料联接，这些方式包括但不限于缝制（诸如（例如）使用本文中描述的缝合线迹）、通过层压、通过粘附、通过印刷、和/或其他方式使复合物制品共同定位成邻近于织物和/或材料。

考虑到各种应用，复合物制品可以以任何期望的百分比覆盖其所联接和/或其所包括的制品。作为示例，在夹克或衬衫的情况下，制品通常包括三个（3）板片：背板片、右前板片和左前板片。可将复合物制品应用到期望的板片的面积的至少百分之二十五（25%）。复合面板还可与加热或冷却元件热连通。替代地，复合物制品可以是加热元件的一部分。如所期望的，可以将复合物制品应用到板片的高达100%所选部分，应考虑在本文中公开的25%到100%之间的所有百分数。在一个特定的实施例中，复合物制品与制品的一个或多个期望的板片的至少百分之五十（50%）热连通。在夹克具有风帽的情况下，复合物可被包括到夹克的风帽中。如果期望如此，那么对于夹克的袖子也同样是这样。在一个特定的实施例中，服饰制品（诸如，但不限于夹克）的高达100%的内衬利用多个复合物制品作内衬。邻近的复合物制品可通过将邻近的制品缝合在一起而彼此热连通。在第二实施例中，各种邻近的复合物制品粘附在一起。

在多板片制品的情况下，可将同一个复合物制品应用于一个（1）或多个板片；或可将单独的复合物制品应用于每个板片，或其任何组合。

就加热型服饰/服装实施例而言，一个合适的实施例包括服饰的外部套罩、隔离物、热扩散器以及内衬。加热元件可与热扩散器热连通。在一个实施例中，加热元件面向内衬，并且热扩散器设置成更接近外部套罩。

热管理系统的可选部件可包括以下各者中的任一者：(1)制品可包括太阳能面板区段，以用于从周围环境中吸收能量并将此类能量传输到复合物制品；(la)替代地，太阳能面板可用于给任何电池再充电，所述电池可用作热管理系统的热源；(2)运动充电元件，热管理系统可包括一种装置，诸如由AMPY、iMove、nPower Personal Energy Generator或Genneo提供的装置；(3)热管理系统可包括恒温器或其他控制器以允许用户调节由热管理系统呈现的温度；(4)热管理系统可包括蓝牙或其他无线技术；(5)热管理系统可包括热电冷却装置，例如Peltier装置；(6)热管理系统可以是自动调节的；(6)接近充电能力；(7)压电毡，其组合陶瓷材料与聚合材料，从而分别给予毡高的能量输出和柔性（Source Ricoh）；(8)三维加速度计，如来自Fitbit Inc.的Fitbit Tracker或用以跟踪和监控用户活动水平的其他装置；(9)一个或多个感测部件，其用以测量诸如但不限于水合程度、血糖水平、其他人类医学指标及其组合中的至少一者；以及(10)其组合。前面提到的可选的部件可以是能够从热管理系统移除的。无线技术可与用户的心脏监护器或其他装置集成以有益于用户。

另一个可选的元件可包括用于服装的再充电站，所述服装包括复合物制品。再充电站可被包括到衣架或挂钩中，服装设置在所述衣架或挂钩上。在衣架的情况下，衣架可具有在衣架的倾斜部分中的充电连接件，或衣架可具有接近充电器。服装将包括对应的技术以迎合（compliment）衣架中的充电技术。也可以使用与就衣架所讨论的原理相同的原理在进行细微的修改的情况下将这个概念应用于用于挂衣服的挂钩。例如，在挂钩的情况下，服装可使用在夹克/服装的衣领中而非在服装的肩部区段中的充电连接件。

热扩散器的其他实施例还包括将石墨颗粒包括到聚合物中，所述聚合物诸如但不限于聚氨酯或聚氯丁烯片状物。使用石墨颗粒将：1)降低待包括在复合物中的材料的量；2)增加或正向增强复合物的热产生性质；3)减少复合产品的能量要求（在特定的热量输出的情况下）；和/或4)影响产品的寿命。在一个特定的实施例中，石墨颗粒可高达聚合物材料的厚度的大约1/8。这个概念并不受聚合物厚度与颗粒的比的限制。前面提到的仅仅是一个示例。

可以能够适用于本文中公开的实施例的功率系统的示例性实施例包括可以利用其来放出至少五（5）瓦特到高达大约二百（200）瓦特的功率系统。特定的实施例的示例包括五（5）到一百五十（150）瓦特、五（5）到二十五（25）瓦特、十（10）到二十（20）瓦特、二十五（25）到一百五十（150）瓦特、四十（40）到一百二十（120）瓦特以及四十（40）到九十（90）瓦特。

功率系统可包括一个或多个Li离子电池、铅酸电池、Ni金属氢化物电池、用于便携式装置中的任何其他类型的功率源及其组合。加热元件可包括正系数热电阻（“PCTR”）加热元件、线矩阵（wire matrix）、分立加热丝、一个或多个Peltier装置、金属丝的细网格、印制在塑料基质材料上的柔性电路、印制在塑料基质材料上的碳墨电路、印刷在聚酯基质上的银迹线、印制加热器、红外线加热元件的一系列分立碳贴片（patche）、来自Li离子电池组的热量（当电池组放电时其自身所产生的热量）及其组合。加热元件的各种实施例可直接被印制到保护涂层或石墨热扩散器中的一者（1）上。

例如，在至少PCTR加热元件的情况下，如果期望如此，那么加热元件可被印制在保护涂层或石墨片状物中的一者（1）上。在替代性实施例中，PCTR加热元件可被印制在单独的PET或聚酰亚胺层上，并且定位成与热扩散器热连通。

将复合物制品包括在热管理系统中的益处包括：与不包括复合物的那些系统相比，将改进至少温度均匀性。在加热应用的情况下，所呈现的平均温度将增加，相反的说法对于冷却应用也成立。消除了局部热点的存在。与温度均匀性连同的是，将得以保持柔性并且将得以保持透气性。除前面提到的之外，邻近于加热元件所设置的地方且在至少某种程度上包括复合物制品的区域也将经历温度的变化。在加热应用的情况下，经历整体温度的3%到10%的增加。这在未向上调整所供应的功率时而发生。应注意，透气性可并非是本文中公开的每个实施例的关注点。

在图2中，复合物制品（大体上以附图标记10指示）包括如上文所描述的石墨片状物12，石墨片状物12缝合到织物14，这证明可将制品10缝制到另一种材料。样板15可以用于建构服装的一些部分，这些部分可以联结在一起以制成3维加热型服装。如所示的片状物12包括多个切除部16。作为示例，所图示的切除部16为菱形。

转向图3a和图3b，图示出复合物制品20的另一个实施例的第一侧和第二侧。如图3a中所示，复合物制品的主要表面22具有作为外层24的加强层24。如所示，加强层24是纤维加强聚合物。图3b中所示的主要表面25图示了复合物制品20的一表面，该表面具有缝合线迹26和保护涂层28，作为制品20的外表面。复合物制品20还包括由经压缩的膨胀石墨颗粒的片状物形成的内层。

图4是如图2中所示的复合物制品的图像，复合物制品被包括成与加热型夹克30的电阻加热元件34热连通。如所示，复合物制品31设置成邻近于夹克30的背板片32的一半处。电阻加热元件34大体上跨越背板片32的下部分36的全部宽度。

操作夹克30并且拍摄背板片32的热图像，在如对照夹克40（示于图5中）那样没有复合物制品31和如夹克50（示于图6中）那样具有复合物制品31两种情况中示出了本文中公开的实施例相对于对照物的效果。如图5中所示，操作对照夹克40并且拍摄热图像。如图5中所说明，对照夹克40呈现出与电阻加热元件34对准的各种热点42、45。另外，如所呈现的温度差的范围为大约11°F到几乎20°F。

关于图6，将复合物制品扩散器安装在板片32的右手侧。接下来，在正常条件下操作夹克50（在可能的范围内与图4中操作夹克的条件相同）。板片32的热图像的左手侧仍呈现出热点。板片32的在左手侧的三个分立区段51、52、53的平均温度差的范围为大约13°F到19°F。就板片32的右侧（其包括热扩散器）而言，板片54、55和56的温度差减小到11°F到14°F。与热扩散器34对准的部分板片32中的平均整体温度增加了1.5°F。而且，相比图4中所示的对照夹克40中的处境类似的部分44和46以及在图5中的夹克50的左手侧的在加热元件34上方的部分51和在加热元件34下方的部分53，在加热元件34上方的部分54和在加热元件34下方的部分56的平均温度增加。

现参考图7a和图7b，电操作型温度调节服装（诸如，加热型服装或冷却型服装）的另一个示例大体上以61示出。在一个非限制性示例中，服装可以是加热型夹克。加热型夹克61包括多个复合物制品62，多个复合物制品62形成用于加热夹克61的加热组件63。复合物制品62各自包括加热元件64。可选地，加热元件64可以是由橡胶夹层4形成的加热元件2，所述橡胶夹层可以是或者可以不是载有如上文所讨论的碳颗粒或其他颗粒的基质。加热元件64可以包括多个切除部65。切除部65可以是任何期望的形状，示例性形状包括圆形、斜方形、矩形、菱形、椭圆形、六边形、八边形、人字形、穿孔、三角形、卵形、及其组合。作为示例，切除部65是圆形，且布置成六边形紧密堆积构型，使得偶数排中的切除部65布置在第一组相应的列中，并且奇数排中的切除部65布置在第二组相应的列中（与第一组不同）。在另一个示例中，切除部为圆形，并且布置成立方形紧密堆积构型。复合物制品62还包括设置成与加热元件64邻近排布的石墨66。如上文所讨论，石墨66可以是由经压缩的膨胀石墨颗粒抑或石墨化聚合物形成的片状物。石墨66起到热扩散器的作用以均匀地扩散由加热元件64产生的热量，由此减少如上文所讨论的热点。石墨热扩散器在表面积上优选地大于由加热元件的外围界限定的表面积。石墨热扩散器66优选地具有比加热元件的表面积大至少5%的表面积，且更优选地其具有大至少10%的表面积。在替代性实施例中，石墨片状物66可以与加热元件的尺寸相同。在此类实施例中，人们相信，平均温度将保持相同或增加，然而所呈现的温度分布的均匀性与只有加热元件相比将得到改进。

石墨片状物66包括如上文所描述的多个切除部67。切除部67可赋予石墨片状物柔性以改进在加热型服装61中的使用。切除部67还可赋予石墨片状物透气性以改进在加热型服装61中的使用。在所示的示例中，切除部67是具有相应的纵向轴线的椭球，不过应领会的是，可以使用具有纵向轴线的一些形状的切除部，非限制性示例可以包括菱形切除部、卵形切除部或泪珠形切除部。切除部67可以布置成在使用时相对于它们在服装61中的取向来竖直地定向纵向轴线。纵向轴线的竖直取向可改进石墨66的竖直刚度，从而减少石墨材料在用于服装61中时的下垂（sag）。切除部67中的一者或多者还可以布置成在使用时相对于它们在服装61中的取向来水平地定向纵向轴线。如果期望如此，那么可以使用竖直取向与水平取向的组合。在特定的实施例中，切除部67是长形的，并且切除部的长轴线垂直于加热器的此类切口所面对的边缘。

包括加热元件64和石墨片状物66的复合物制品62设置在形成服装61的织物68层之间。织物68的一个或两个层可以包括适合于改进服装61的热量保持性的隔离物，诸如（例如）聚酯隔离物。功率源69（诸如，电池）电连接到加热元件64，加热元件64然后产生热量以使夹克61温暖。

微控制单元740操作性地控制开关76的操作，开关76将功率供应源69连接到加热元件64和/或冷却装置以调节服装61的温度。开关76可以包括一个或更多个功率晶体管或其他合适的切换元件（未示出），以用于提供功率供应源69到受微控制单元74控制的加热元件106和/或冷却装置108的可切换连接。在一个示例中，微控制单元74使用以可变工作周期操作的切换信号来激活加热元件64和/或冷却装置。切换信号的工作周期可以在0（表示断开）与100%（表示完全接通或100%功率）之间变化。例如，50%工作周期表示50%功率水平，因为加热元件64和/或冷却装置连接到功率供应源69达其间使用控制信号的时间的50%。

服装61包括设置在服装上的外部位置处的第一温度传感器77（也称为外部温度传感器）。外部位置邻近于服装61的外织物层并且在其外部。外部温度传感器77将温度信号提供到微控制单元74，所述温度信号表示服装100的外部的温度。服装100还可以包括设置在服装上的内部位置处的第二温度传感器78（也称为内部温度传感器）。内部位置邻近于服装61的内层（诸如，内部织物层或衬里）并且在其内部。内部温度传感器78将温度信号提供到微控制单元74，所述温度信号表示服装61内部的温度。服装61包括其他传感器，包括但不限于用于感测由功率供应源69所供应的电流的电流传感器和用于感测功率供应源的电压的电压传感器。微控制单元74使用电流传感器和/或电压传感器来确定电池寿命并产生表示此电池寿命的信号。电池寿命信号可以是完整电池寿命的剩下的百分数，诸如（例如）78%，和/或电池寿命信号可以是以小时和/或分钟为单位的时间增量，其表示电池在目前负载条件下将持续多久。

服装61还包括无线通信单元79，以便使用已知的无线技术（诸如，蓝牙、NFC、Wi-Fi、紫蜂或其他合适的已知的无线通信技术）以无线的方式与用于将控制信息提供到控制器74的另一个装置通信以远程地调节温度，如下文中进一步详细描述的。

现在参考图8a、图8b和图8c，加热型服装71包括用作加热组件73的复合物制品72的另一个示例。复合物制品72包括具有上文所描述的切除部65的加热元件64。复合物制品72还包括设置成与加热元件64邻近排布的热接口材料（TIM）81。在一个示例中，TIM 81可以是柔性石墨材料，诸如经压缩的膨胀石墨颗粒的片状物或石墨化聚合物的片状物。在一个示例中，TIM 81可以是由GrafTech International Holdings Inc.出售的eGRAF® HITHERM™热接口材料，其设计成在需要低接触电阻和高热导率的应用中使用。形成TIM 81的柔性石墨可以经模切和/或与塑料和粘附物层压，塑料和粘附物设置在TIM片状物81的一个或两个主要表面上。在图8b中所示的一个非限制性示例中，粘附物-塑料-粘附物（APA）材料82层可设置成与TIM材料81邻近排布。APA材料82可以包括塑料，诸如（例如）聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）（Mylar®聚对苯二甲酸乙二醇酯）、Kapton®聚酰亚胺或其他合适的塑料，在APA材料82的两个主要表面上具有粘附物。APA材料82可以设置成与上文所讨论的石墨片状物66邻近排布。APA材料82和TIM材料81在表面积上优选地大于由加热元件64的外围界限定的表面积，其具有比加热元件的表面积大至少5%的表面积、且更优选地具有大至少10%的表面积。参考图8c，不使用APA材料82，并且TIM材料81设置成与上文所讨论的加热器元件64和石墨片状物66邻近排布。

现在参考图9a和图9b，用作服装加热组件93的复合物制品的另一个示例大体上以92示出。复合物制品92包括上文所讨论的加热元件64。复合物制品92还包括类似于上文所讨论的单个石墨片状物66的一对间隔开的石墨片状物96a和96b。这一对石墨片状物96a和96b布置成共层构型，由此形成热扩散器层，所述热扩散器层可以与由该组分形成的其他层不是同一个层。石墨片状物96a和96b间隔开以在其间形成电绝缘间隙Ga。复合物制品92还可以包括上文所描述的热接口材料（TIM）81，TIM 81设置成与上文所讨论的加热元件64和APA材料82邻近排布，APA材料82设置成与石墨片状物96a、96b和TIM材料81邻近排布，如图9a和图9b中所示。参考图9c，不使用APA材料82，并且TIM材料81设置成与加热器元件64和石墨片状物96a、96b邻近排布。

现在参考图10a和图10b，用作服装加热组件的复合物制品的另一个示例大体上以102示出。复合物制品102包括上文所讨论的加热元件64。复合物制品102还包括具有与上文所描述的构造和布置结构类似的构造和布置结构的一对间隔开的石墨片状物96a和96b。可选地，电绝缘体或胶带104放置在间隔开的石墨片状物96a与96b之间的间隙Ga中。参考图10c，复合物制品包括设置在上文所示的间隙Ga中的第三石墨片状物106c，以改进电绝缘型电工胶带处的热扩散能力从而减少该位置处的热点。该片状物106c小于间隙Ga，并且在间隙Ga内居中。电绝缘体104（其可以是胶带或浆料）被嵌入到石墨片状物之间的间隙中。

现在参考图11，用作服装加热组件的复合物制品的另一个示例大体上以112示出。制品包括具有上文所讨论的切除部65的加热元件64。复合物制品112还包括类似于上文所讨论的石墨片状物66的石墨片状物，所述石墨片状物与加热元件64邻近排布。石墨片状物66包括切除部115，切除部115包括在石墨片状物的每个相对地设置的主要表面之间延伸的切除部壁116。切除部115与加热元件64的切除部65对准，使得切除部壁116不接触加热元件材料64。在一个非限制性示例中，切除部115具有与加热元件切除部65类似的形状，只是它们更小，由此防止切除部壁116交叉并接触加热元件材料64。使石墨与加热元件产生电气短路的可能性最小化的示例构型是有益的。

现在参考图12，加热型夹克的加热型服装样式一般示于120处。加热型夹克图案包括类似于上文所描述的复合物制品的多个复合物制品121，每个复合物制品形成如上文所讨论的加热组件。加热组件定制成适合于如所示的加热型夹克样板的不同相应部分的形状。加热组件包括右前加热组件122和左前加热组件124、右后加热组件126和左后加热组件128。如上文所讨论的，加热组件包括具有如上文所讨论的切除部65的一个或多个加热元件64，或加热元件可包括线矩阵、分立加热丝、一个或多个Peltier装置、金属丝的细网格、印制在塑料基质材料上的柔性电路、印制在塑料基质材料上的碳墨电路、印制在聚酯基质上的银迹线、印制的加热器、一系列分立碳贴片、Li离子电池组，当其放电时其自身加热。每个复合物制品还包括石墨热扩散器，所述石墨热扩散器呈具有切除部的石墨片状物形式。加热元件与石墨片状物邻近排布。石墨片状物包括上文所讨论的（一个或多个）加强层和/或保护层。石墨片状物在加热元件的位置处不包括切除部。

现在参考图13a、图13b和图13c，呈加热型夹克形式的加热型服装大体上以130示出。加热型夹克包括多个加热组件132，每个加热组件132包括加热元件64和石墨片状物66，其类似于上文所讨论的加热元件和石墨片状物。加热组件还包括设置在每个加热组件132处的远程充电组件134。每个远程充电组件134包括线圈，所述线圈被电激活以与充电基座中的相应线圈电感耦合来给电池69远程充电，如下文进一步详细描述的那样。每个远程充电组件134还可以包括一个或多个磁铁136，以吸引基座充电器上的相应磁铁从而使服装中的线圈134与充电基座中的线圈物理上紧密地联接。每个远程充电组件134还可以包括发射器/接收器137，以用于与充电站中的适当发射器/接收器进行充电指令通信，如下文所描述的那样。远程充电组件134可以被分布成以便与分布式电池69一起共同定位在加热组件132处，由此减少布线。替代地，可以使用一个或几个集中式远程充电组件134。

现在参考图14a和图14b，充电基座140可以被包括到衣架142中。衣架142包括充电站144，每个充电站包括用于与夹克130的线圈134电感耦合的线圈146。充电站144还包括发射器/接收器147，以用于将无线充电指令传送到充电基座。衣架142上的充电站144定位在将夹克放置在衣架142上时夹克的充电组件134所在的位置中。充电站144还可以包括一个或更多个磁铁148，以用于吸引夹克中的充电组件134的磁铁136以便紧密地联接线圈从而实现有效的远程充电。衣架142包括缆线与插座插头149，缆线与插座插头149可以插入到家用电插座中以给衣架142的充电站144供应功率。

在另一个实施例中，充电系统的磁铁可形成电连接件的一部分。此类实施例适合于基于线的充电系统。在这个系统中，充电单元被连线到电源，并且电流流经基座单元中的磁铁并进入到如上文所描述的衣架142中的磁铁中，由此给包括在服装中的功率系统充电。在这个实施例中，磁铁是实现电流路径的直接接触源。换句话说，磁铁用于在服装的功率源与电力供应（例如，120V插座）之间既产生机械连接又产生电连接。

现在参考图15a和图15b，示出了具有电插座152的衣帽架150，所述电插座用于接收充电站衣架插头149，由此将功率提供到衣架142。衣帽架150还包括缆线与插头154，所述缆线与插头插到家用电插座156中以将功率提供到插座152。

现在参考图16a和图16b，示出了可以安装到墙壁162的衣帽架160。衣帽架包括用于挂一件或多件加热型服装的挂钩164。挂钩164可以接收与上文所描述的衣架类似的衣架142，以用于以如上文所描述的方式来给衣架中的（一个或多个）远程充电站供应功率。衣帽架160还包括一个或多个电插座165，以用于将功率提供到上文所讨论的衣架142。衣帽架160还包括缆线与插头166，缆线与插头166插到家用电插座168中以将功率提供到插座152。

使用具有复合物制品（其包括如本文中描述的石墨热扩散器）的加热组件的加热型服装具有优于不使用复合物制品的可比较的常规加热型服装的若干优点。新颖的加热型服装的加热速度可比常规加热型服装快三倍（3x）或更多，并且其具有1/15的热梯度。与常规加热型服装的大约45 °F相比，新颖的加热型服装的热梯度大约为3 °F。而且，实际上消除了热点，特别是在加热元件位于邻近的切除部65之间的狭窄部分中产生的热点。可以经由远程充电轻松地给新颖的加热型服装再充电。其还使用多个更小和/或更薄的分布式电池，由此改进用户的舒适度。

就加热型座椅而言，前面提到的扩散器可定位在座椅的座椅表面与加热元件之间，热扩散器可定位在加热元件下面，因此与座椅表面相对，或既可在加热元件的上方又可在加热元件的下方定位。在热扩散器定位在加热元件的上方和下方的情况下，可使用一个或多于一个热扩散器。同样，在热扩散器在加热元件的上方或下方的情况下，此类热扩散器可由一个（1）或多个片状物组成。在多个片状物的情况下，这些片状物可具有相同的厚度、不同的厚度、或其任何组合。另外，各个片状物可不重叠，或可重叠任何期望的量。最后，就设置在加热元件的一侧上的多个片状物而言，这些片状物可定位成彼此隔开任何期望的几何形状。扩散器还可由多个面板、经压缩的膨胀石墨颗粒、石墨化聚合物或其组合的多个带状物构成，多个带状物编织在一起（编织复合物制品）。

在一个或多个热扩散器定位在加热元件的两侧上的情况下，热扩散器可具有相同或不同的厚度、组成和/或结构。

如果热扩散器相对于座椅的座椅表面仅定位在加热元件的上方，那么实施例还可包括设置在加热元件下面的隔离材料。优选地但非限制性地，隔离材料设置成邻近于加热元件。

对于包括多于一个（1）扩散器的实施例，扩散器可附接在座椅中，使得扩散器可能够相对于彼此和/或加热元件移动。此种情况的一个示例是扩散器仅附接到座椅的边缘部分。附接的其他实施例同样是能够适用的。对于包括多片石墨的扩散器（亦称热扩散器包括若干段），各片石墨可能够相对于彼此以及热扩散器移动。任何期望的自由度取向是能够适用的。例如，每片相应的石墨相比另一片石墨可附接到座椅的不同边缘区段。另一个示例可以是一片或多片石墨可在座椅中自由移动。

以上座椅实施例可包括座椅区域中的一个或多个泡沫垫以实现用户的舒适度。泡沫可以相对于热扩散器和加热元件以任何取向定位。例如，泡沫可定位在加热元件和扩散器组件的上方或下方。相反，加热元件-热扩散器组件可水平地定位在两个（2）泡沫区段之间，或该组件可定位在泡沫的内部中。

在优选的实施例中，扩散器加热元件组件将通过通用汽车GMW 14373（标题为座椅加热器负载耐久性测试）。此类测试通过引用整体地并入本文中。实施例的另一个优选的优点在于：在座椅经历了GMW 14373之后，加热元件中的电阻增加量不超过百分之二十（20%），优选地不超过百分之十五（15%），甚至更优选地不超过百分之十（10%）。

加热器元件-扩散器组件的特定的实施例在座椅中定向成使得加热元件不定位在座椅的座椅区域的中心中。在这些实施例中，热扩散器可用于将热量水平地扩散到座椅区域的中心中。

相反，如果期望如此，那么加热元件可至少定位在座椅的座椅区域的中心处。优选地，在这些实施例中，热扩散器至少定位在加热元件的上方。因此，热扩散器将设置成相比加热元件在水平方向上更靠近座椅表面。

当应用于座椅时，本文中公开的一个或多个实施例可用于在两（2）分钟或更短时间内，优选地在一（1）分钟或更短时间内，甚至更优选地在四十（40）秒或更短时间内，并且最优选地在二十（20）秒或更短时间内将座椅加热或冷却到用户期望的温度。

就热点而言，相同和类似的实施例可用于将温度热点减少大于百分之二十（20%）、优选地至少百分之二十五（25%），并且甚至进一步地至少百分之三十（30%）。

此外，座椅的这些实施例可呈现出温度均匀性方面至少百分之二十五（25%）、优选地至少百分之四十（40%）且更优选地高达百分之五十（50%）或更多的改进。这些实施例还呈现出有利的柔性和耐久性。

在医疗垫或治疗垫的情况下，热扩散器可以是邻近于用户的制品。热扩散器的邻近于用户的表面可以是一种粘附物，其适合于在患者身上使用，附带有保护涂层、石墨材料的加强物中的至少一者。加热元件优选地设置成在热扩散器上与用户相对。优选地，加热元件可能够重复使用。

本文中关于服饰制品所公开的实施例的优点可包括以下各者中的一者或多者：(1)使笨重的服饰制品暖和；(2)可活动性；(3)加热到全功率至少是当前产品供应的两倍（2X）快，优选地至少是当前实施例的四倍（4X）快，且更优选地至少是五倍（5X）快，例如与二十八（28）分钟相比为五点五（5.5）分钟。

本文中公开的各种实施例的另一个优点可为：当应用于服饰时，实现了系统效率方面的改进使得系统的所需能量储存要求减少至少百分之二十五（25%），优选地至少百分之三十五（35%），并且甚至更优选地大于百分之五十（50%）。

当应用于加热型服饰时，系统的另外的优点是温度梯度的减小。当前加热型服装可以呈现出大约四十五华氏度（45 °F）的温度梯度，而本文中公开的实施例可具有小于大约二十华氏度（20 °F）、优选地小于大约十华氏度（10 °F）且甚至更优选地小于大约五华氏度（5 °F）的温度梯度。

本文中描述的各种实施例可以以其任何组合来实践。以上描述意图使得本领域技术人员能够实践本发明。其并不意图详细描述一旦阅读了该说明书技术人员将明白的所有可能的变化和修改。然而，意图使所有此类修改和变化都在由所附权利要求书限定的本发明的范围内。除非上下文明确指出相反情况，否则权利要求书意图涵盖呈任何布置结构或序列的所指出的元件和步骤，所述布置结构或序列有效满足意图用于本发明的目标。