可加热的服装，用于这种服装的织物和制造方法技术

本发明专利技术涉及可加热的服装(1)，包括服装本体(3)和粘附到服装本体(3)的至少一部分上的加热垫(5)，其中所述加热垫(5)包括分散在聚合物基质材料中的石墨烯颗粒。本发明专利技术还提供了用于制造这种服装的织物，以及制造这种服装和织物的方法。还提供了包括如上所述的加热垫的可加热的床上用品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可加热的服装，用于这种服装的织物和制造方法专利
本专利技术涉及可加热的服装，用于制造这种服装的织物以及制造这种服装和织物的方法。本专利技术还提供可加热的床上用品。
技术介绍
许多最受欢迎的运动和休闲活动都发生在寒冷的环境中，这对身体的体温调节系统提出了挑战。随着空气温度下降，这会引起皮肤周围血管的血管收缩，从而减少血液流向皮肤，进而导致外周血流量下降。除了引起不适之外，体温降低还会导致灵活性降低。例如，先前已经表明，将皮肤温度冷却至13℃导致手灵活性降低，并且在寒冷环境中工作或处理冷产品的人表现出手功能降低。这种灵活性的缺乏在运动应用中具有特别重要的意义。例如，在竞技运动中，手部灵活性的损失可能导致将成功与失败分开的错误，保持手部皮肤温度的重要性是显而易见的。此外，肌肉温度、最大输出功率、重复运动能力和随后的运动表现之间相关性已有充分报道。寒冷的环境温度和低到中度不活动期，例如在经历热身后，在场边或在比赛休息期间，可能导致肌肉温度下降。例如，研究表明，肌肉温度每降低1℃，腿部最大输出功率降低4％，并且已经证明了核心和肌肉温度和性能之间存在很强的相关性。这些影响在极端低温下尤其明显，例如在高海拔和北/南纬度地区经历的那些。在寒冷的工作环境中，灵活性和肌肉性能的丧失也是一个重要问题。对于涉及体力劳动的工作尤其如此，例如建筑、运输和冷藏仓库。为了应对寒冷的环境，工人通常穿厚或多层衣服。然而，这可能进一步加剧灵活性的丧失，并且可能导致生产水平、舒适度和安全性降低。已知提供加热的衣服以试图加热身体的特定区域。例如，WO2005/119930描述了形成模塑加热元件并使用粘合剂或缝合将它们附接到衣服上，或者将它们保持在衣服的口袋内(参见WO2005/119930的图7)。然而，模塑加热元件的使用会增加加热元件的体积，从而对包含这些元件的服装的柔韧性造成不利地影响。另一种已知的加热衣服通过将常规的导线电阻加热器添加到衣服中。这种服装通常在所谓的“蛇形”路径中用平行的线紧密地缠绕在待加热的区域上，以便将供应的热量扩散到目标区域。然而，这些技术除了重且具有高功耗外，还易于在弯曲和一般使用期间产生热点，限制了这些加热器可安全实现的温度，它们的寿命和通常的耐磨性。还已知包含编织导电纤维的可加热服装，其在施加电流时提供电阻加热。在这种服装中使用的纤维通常是金属(例如铜或镍铬合金丝)，或涂有导电(例如金属)材料的绝缘材料。这种材料制造困难且昂贵，并且这种纤维的使用会对服装的柔韧性和/或拉伸性产生不利影响。然而，仍然需要开发改进的可加热服装和适于制造这种服装的织物。
技术实现思路
在第一方面，本专利技术提供一种可加热的服装，包括服装本体和粘附到服装本体的至少一部分上的加热垫，其中加热垫包括分散在聚合物基质材料中的石墨烯颗粒。“粘附”是指加热垫直接或间接地粘合到服装本体上。也就是说，加热垫要么粘合到服装本体上而没有任何中间层(即“直接”粘附到表面上)，要么通过一个或多个中间层粘合到衣服本体上(即“间接地”粘附到表面上)。“加热垫”是电加热垫，即在施加电流时能够产生热量的导电材料。加热垫采用粘附在服装本体表面上的一层或多层的形式。“服装本体”是指形成服装结构的衣着材料，例如，一个或多个织物面板，连接(例如缝合)在一起成衣。本专利技术的可加热的服装具有许多有利的特征。首先，可加热的服装提供了一种经济有效且简单的加热身体的方式。特别地，加热垫由碳(石墨烯颗粒形式)和聚合物制成，与基于例如银等金属的已知加热垫相比，其成本相对较低。其次，石墨烯颗粒表现高导电性，这意味着它们可以在聚合物基质材料中以相对低的负载水平形成适当导电的加热垫。这些低负载水平意味着加热垫的机械性能可以由相对更柔韧的聚合物基质材料支配，而不是较低柔韧性的石墨烯颗粒。与相对较大的颗粒相比，小尺寸的石墨烯颗粒还减少了颗粒对加热垫的机械性能的影响。第三，将加热垫粘附到服装本体有助于加热垫弯曲并适应服装的变形，同时保持加热垫与服装的穿着者紧密接近。这种布置能够比例如其加热垫保持在织物口袋内的服装更有效，其中服装的变形不容易转化为加热垫的变形，因此服装的变形会导致加热垫不符合服装的穿着者。将加热垫粘附到服装本体上也允许相对紧凑的结构。例如，服装本体为加热垫提供结构加固，这意味着它可以制成比加热垫相对更薄，加热垫简单地缝在服装上或放在口袋或小袋中。第四，可加热的服装的结构相对简单。例如，该结构避免了将导电纤维形成到服装本身的织物中的需要，并且避免了在服装中形成单独的小袋或口袋以便结合加热垫的需要。第五，基于石墨烯的加热垫即使在弯曲时也可以对施加的电压具有快速的温度响应和良好的热稳定性。例如，专利技术人已经发现，本专利技术中使用的基于石墨烯的加热垫可以在大约20秒后稳定在平衡温度下，并且在电压被移除的几秒钟内冷却。这很可能是由于石墨烯纳米颗粒具有优异的导热性能。这允许更高的温度安全地应用于动物，具有降低的燃烧风险，因为通过降低施加的电压可以迅速降低突然的温度升高。第六，由于能够向区域提供更均一/均匀的热量，因此与传统的蛇形线加热器相比，石墨烯加热垫的热分布的均匀性得到改善。这再次允许更安全和更可控地将热量施加于动物上，因为它降低了形成热点的可能性。此外，由于分散在聚合物基质中的石墨烯颗粒具有优异电学和热学特性，加热垫的功率要求相对较低。这意味着加热垫可以使用小巧、轻便(因此易于运输)、持久的电源供电，从而改善加热的服装的“耐磨性”和可用性。因此，可加热的服装可用于不适合以前的可加热的服装的应用。对于高性能运动应用更是如此，其中加热系统提供的益处可以容易地被与系统的尺寸和重量相关的缺点所抵消。该服装供动物使用。动物可以是例如人或其他哺乳动物(例如狗或马)。对于相关动物，可加热的服装优选可加热至体温，或刚好高于体温。例如，当可加热的服装供哺乳动物使用时，服装优选可加热至35℃至45℃的温度范围(在人使用服装的情况下为约37℃)。加热垫优选地，加热垫是(直接或间接)粘合到服装本体的可加热涂层。可加热涂层形式的加热垫可以比随后粘附到服装上的模塑制品形式的加热垫相对更薄。有利地，减小加热垫的厚度有助于改善垫的柔韧性和可拉伸性。优选地，可加热涂层直接粘合到服装本体上，因为这导致特别紧凑的结构。最优选地，加热垫为或包括一层或多层导电油墨，所述导电油墨包含聚合物基质材料中的石墨烯颗粒，所述聚合物基质材料已应用到服装本体的一部分上。优选地，导电油墨直接应用到服装本体上，因为油墨在固化时直接粘附到服装表面而不需要单独的粘合剂。有利地，其中导电油墨应用到服装本体上的服装可以制造得相对紧凑，因此对服装的机械性能的影响最小。此外，加热垫可以通过将油墨施加到感兴趣的区域来形成，在应用到服装之前，与必须以所需形状和尺寸将加热垫作为单独部件进行制造相比，这是相对简单的。在施加电流时加热垫通过电阻加热产生热量。产生的热量由以下关系决定：功率＝V2/R.为了通过合适的电源实现安全和有用的温度，加热垫的电阻通常为500Ω或更低、400Ω或更低、300Ω或更低、200Ω或更低、150Ω或更低、100Ω或更低、75Ω或更低、50Ω或更低、40Ω或更低、30Ω或更低、20Ω或更低、15Ω或更低、或10Ω或更低。有利地，较小的电阻需要较低的电压以实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可加热的服装，包括服装本体和粘附到所述服装本体的至少一部分上的加热垫，其中，所述加热垫包括分散在聚合物基质材料中的石墨烯颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.26 GB 1601370.81.一种可加热的服装，包括服装本体和粘附到所述服装本体的至少一部分上的加热垫，其中，所述加热垫包括分散在聚合物基质材料中的石墨烯颗粒。2.如权利要求1所述的可加热的服装，其特征在于，所述加热垫是直接或间接粘合到所述服装本体的可加热覆盖层。3.如权利要求1或2所述的可加热的服装，其特征在于，所述石墨烯颗粒是石墨烯片状纳米颗粒。4.如权利要求3所述的可加热的服装，其特征在于，所述石墨烯片状纳米颗粒，每个颗粒具有平均2至100个石墨烯层。5.如权利要求3所述的可加热的服装，其特征在于，所述石墨烯片状纳米颗粒，每个颗粒具有平均2至5个石墨烯层。6.如前述权利要求中任一项所述的可加热的服装，其特征在于，所述石墨烯颗粒是官能化石墨烯颗粒。7.如权利要求6所述的可加热的服装，其特征在于，所述石墨烯颗粒是氧官能化的、羟基官能化的、羧基官能化的、羰基官能化的、胺官能化的、酰胺官能化的或卤素官能化的。8.如前述权利要求中任一项所述的可加热的服装，其特征在于，所述加热垫包括多个堆叠的导电材料层。9.如前述权利要求中任一项所述的可加热的服装，其特征在于，所述加热垫的平均厚度为300μm或更小。10.如前述权利要求中任一项的可加热的服装，其特征在于，所述聚合物基质材料是弹性材料。11.如前述权利要求中任一项所述的可加热的服装，其特征在于，所述可加热的服装还包括电绝缘覆盖层，覆盖并结合到所述加热垫上。12.如权利要求11所述的可加热的服装，其特征在于，所述电绝缘覆盖层由弹性材料形成。13.如权利要求11或12所述的可加热的服装，其特征在于，所述电绝缘覆盖层由聚氨酯或硅树脂制成。14.如前述权利要求中任一项所述的可加热的服装，其特征在于，所述加热垫直接粘附到所述服装本体。15.如权利要求1至13中任一项所述的可加热的服装，其特征在于，所述加热垫间接地粘附到所述服装本体，所述加热垫粘附到中间层，所述中间层本身粘附到所述服装本体。16.如权利要求15所述的可加热的服装，其特征在于，所述中间层由聚氨酯制成。17.如前述权利要求中任一项所述的可加热的服装，其特征在于，所述可加热的服装包括温度控制系统，以控制所述加热垫的温度。18.如权利要求17所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·德甘里罗，Y·莫哈马德，A·卡拉普莱，
申请(专利权)人：黑达乐格瑞菲工业有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB