一种用于保暖防护产品的三维结构织物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种用于保暖防护产品的三维结构织物及其应用，所述三维结构织物的纵向方向上为非均质结构，其热学性质随空间坐标而变化，使三维结构织物具有低导热性，可以为依次包含内层、中间层和外层的多层结构。所述三维结构织物通过调控基本散热物理量以实现无源保暖防护，同时实现热交换与空气对流间的平衡，在局部微环境内构成高效流通空间，可应用于低温环境下的防护产品、保暖服饰或工业制品。三维结构织物的低导热率可阻挡人体热量传导流失；其外层赋予的低发射率可以尽可能避免热辐射输出，由此实现良好的保暖作用；其中间层可构成平行面部的冷空气流通通道以缓冲寒冷空气，同时达到极低的气体交换阻力以保证呼吸顺畅。吸顺畅。

【技术实现步骤摘要】
一种用于保暖防护产品的三维结构织物及其应用


[0001]本专利技术涉及热管理领域，尤其涉及一种用于保暖防护产品的三维结构织物及其应用。

技术介绍

[0002]低温的天气和刺骨的寒风往往让人们的出行感到异常不适，严寒环境的防护逐渐引起人们重视。为了避免极低的温度伤害皮肤、或是冷空气吸入伤害呼吸道，人们常常会穿厚实的服饰、佩戴护脸等防护用具。物体与环境的热量交换方式包括热对流、热传导、热辐射。且人体皮肤本身不论肤色如何，其在热辐射波段均可看作基于普朗克定律发出电磁波辐射的近乎完美的黑体，以98％高红外发射率向寒冷的宇宙空间传输热量。市售产品能够对寒冷环境和冷风所带来的热量传导和对流散热起到一定的减缓作用，但由于其不具备高效调控基本散热物理量的能力，往往效果极为有限，且无法兼顾除微弱保暖性能以外的其他附加性能。比如，常规产品笨重厚实但实际保暖效果并不佳；保暖头罩等产品往往令人呼吸不畅，无法应用于运动等场景；面部防护口罩往往是通过在口鼻处直接开口的方式实现的，导致其无法对冷空气进行一定的缓冲和加热，无法解决防止冷空气对呼吸系统的损伤问题和剧烈运动时对氧气吸入量的矛盾问题。
[0003]综上所述，目前现有装备的技术仍处于空白状态，缺乏具有优异的保暖防护功能的织物，使其可用于制备兼具保暖和其他附加性能的产品，不仅在严寒环境为皮肤保暖，而且所制备的服饰轻薄便捷，亲肤舒适；所制备的护脸用具，可形成特定且足够的呼吸通道，在提供充足的供氧量的同时，将冷气加热后再送入呼吸道。该织物可应用于高强度锻炼的运动场景、普通人的日常出行、特种行业的执勤站岗等，具有广泛的应用潜力。

技术实现思路

[0004]为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种三维结构织物、护脸面罩、护头罩以及护具，所述护脸面罩、护头罩以及护具，本专利技术通过使用三维结构织物，通过综合调控包含热对流、热传导、热辐射在内的基本散热物理量以实现无源保暖防护，所述三维结构织物具有低导热率和低发射率，阻挡热量从面部传导耗散，并降低热辐射散失。同时利用创新设计以及激光精密加工技术，搭建特定的呼吸通道，实现热交换与空气对流间的高度平衡，在局部微环境内构成高效流通空间。在佩戴过程中，使得充足的冷空气进入头罩后被头部或者更大范围的皮肤加热，再被吸入人体，从而防止口鼻处过冷。
[0005]本专利技术具体技术方案如下：
[0006]1.一种三维结构织物，其在纵向方向上为非均质结构，所述非均质结构的热学性质随空间坐标而变化。
[0007]2.根据项1所述的三维结构织物，其中，所述非均质结构为多层结构，依次包含内层、中间层和外层，所述三维结构织物具有低导热性。
[0008]3.根据项1所述的三维结构织物，其中，所述内层为低导热内层或织物基质，优选
地，所述低导热内层选自长绒棉、聚酰亚胺、多孔尼龙、超细旦丙纶、氨纶、涤纶、聚氨酯和聚苯乙烯中的一种或两种以上，优选为长绒棉。
[0009]4.根据项2或3所述的三维结构织物，其中，所述外层为低发射外层或织物基质，优选地，所述低发射外层为单层低发射层或复合层低发射层。
[0010]5.根据项4所述的三维结构织物，其中，所述单层低发射层是通过尼龙镀银长丝、银纤维氨纶包覆纱和/或银纤维短纤纱所形成的层；
[0011]所述复合层低发射层包括织物基质和低发射材料层。
[0012]6.根据项5所述的三维结构织物，其中，形成所述低发射材料层的低发射材料选自银浆、银纤维面料、银、铜、铝、镍、镁和MXene中的一种或两种以上。
[0013]7.根据项2
‑
6中任一项所述的三维结构织物，其中，所述中间层为间隔空气中间层，所述间隔空气中间层通过间隔丝构成，优选所述间隔丝垂直排列或以一定倾斜角度排列；
[0014]优选地，所述间隔丝为涤纶单丝和/或锦纶单丝，进一步优选地，所述间隔丝的丝径为20
‑
270D，优选为20
‑
50D。
[0015]8.根据项7所述的三维结构织物，其中，所述低导热内层和低发射外层通过间隔丝连接支撑。
[0016]9.根据项3
‑
8中任一项所述的三维结构织物，其中，所述织物基质的材料选自棉、丝、粘胶纤维、涤纶、氨纶、锦纶、腈纶、维纶和氯纶中的一种或两种以上；
[0017]优选的，所述三维结构织物的厚度为0.5
‑
20mm。
[0018]10.一种三维结构织物，其在项1
‑
9中任一项所述的三维结构织物上设置有孔阵列，优选在所述项1
‑
9中任一项所述的三维结构织物上设置外层孔阵列。
[0019]11.根据项10所述的三维结构织物，其中，所述三维结构织物的厚度为4
‑
10mm。
[0020]12.根据项10或11所述的三维结构织物，其中，孔间距为0.1
‑
10mm，孔径为0.1
‑
3mm。
[0021]13.根据项11
‑
12中任一项所述的三维结构织物，其中，间隔丝的丝径为90
‑
150D。
[0022]14.一种三维结构织物，其中，其在项1
‑
9中任一项所述的三维结构织物上设置孔阵列，优选在项1
‑
9中任一项所述的三维结构织物上设置内层孔阵列和通孔阵列或内层孔阵列和交错孔阵列。
[0023]15.根据项14所述的三维结构织物，其中，孔间距为0.1
‑
10mm，孔径为0.1
‑
3mm。
[0024]16.根据项14或15所述的三维结构织物，其中，间隔丝的丝径为20
‑
50D。
[0025]17.根据项14
‑
16中任一项所述的三维结构织物，其中，所述三维结构织物的厚度为1
‑
4mm。
[0026]18.一种护脸面罩，所述护脸面罩包含面罩本体，所述面罩本体由项13
‑
16中任一项所述的三维结构织物构成。
[0027]19.根据项18所述的护脸面罩，其中，在所述面罩本体远离脸部方向的外侧中间设置有支撑鱼骨。
[0028]20.根据权利要求18或19所述的护脸面罩，其中，所述内层孔阵列设置在靠近鼻子一侧的所述面罩本体中间。
[0029]21.根据项18
‑
20中任一项所述的护脸面罩，其中，所述交错孔阵列设置在所述面
罩本体的对称位置，并设置在靠近下巴一侧的所述面罩本体中间。
[0030]22.根据项18
‑
20中任一项所述的护脸面罩，其中，所述通孔阵列设置在所述面罩本体的对称位置，并设置在靠近下巴一侧的所述面罩本体中间。
[0031]23.根据项18所述的护脸面罩，其中，所述护脸面罩包含面罩本体，所述面罩本体由含有不同孔阵列的项1
‑
9中任一项所述的三维结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维结构织物，其在纵向方向上为非均质结构，所述非均质结构的热学性质随空间坐标而变化。2.根据权利要求1所述的三维结构织物，其中，所述非均质结构为多层结构，依次包含内层、中间层和外层，所述三维结构织物具有低导热性。3.根据权利要求2所述的三维结构织物，其中，所述内层为低导热内层或织物基质，优选地，所述低导热内层选自长绒棉、聚酰亚胺、多孔尼龙、超细旦丙纶、氨纶、涤纶、聚氨酯和聚苯乙烯中的一种或两种以上，优选为长绒棉。4.一种三维结构织物，其在权利要求1
‑
3中任一项所述的三维结构织物上设置有孔阵列，优选在所述权利要求1
‑
3中任一项所述的三维结构织物上设置外层孔阵列。5.一种三维结构织物，其中，其在权利要求1
‑
3中任一项所述的三...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶光明，曾少宁，
申请(专利权)人：武汉格物感知信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：