[发明专利]用于住宅和商业建筑应用的聚合物纤维绝热絮垫

说明书

本申请要求在2006年4月27日提交的美国临时申请60/795,464的权 益。

本发明涉及聚合物纤维绝热絮垫。

绝热棉絮材料在如纺织品和建筑绝热材料的各种应用中得到广泛使 用。由于这些棉絮材料的广泛应用范围，因而已经开发出各种绝热絮垫材 料，以满足特定市场需求。这种情况可以通过参考绝热材料的两种主要市 场(即，一个是纺织品，另一个是建筑绝热材料)给予说明。

几个世纪来，被选择用于纺织品应用的材料是羽绒(down)。羽绒提供 了非常良好的绝热性质，并且以其柔软的手感和良好的缓冲性质而周知。 羽绒所具有的主要问题是其成本高。如今，羽绒的高成本限制了其用途， 几乎排除了被用于更高端的纺织品应用。

因此，进行更多的努力以开发用于纺织品应用的羽绒的更廉价的替代 品。该挑战是要开发在绝热性质上相媲美并且重量轻、具有合意触感性质 的材料。触感性质在纺织品应用上非常重要，因为它们影响到舒适和美感 这两方面。衣服必需“悬垂”良好，这样它看起来才有吸引力，并且被穿戴 时才舒适。被褥材料(例如，毛毯、床垫衬垫、盖被、睡袋)也必需使用起 来舒适。这些属性有时候被称作纺织品的“悬垂性(drape)”或“手感”。

已经开发出了满足纺织品工业需求的基于有机聚合物纤维的绝热絮 垫。这些棉絮材料可以通常被描述为由包含一种或多种卷曲的短纤维和粘 合剂纤维的纤维混合物所制成的纤维网。在多数情况下，该纤维网被热固 化，从而将这些纤维粘合在一起形成更粘结的物体(mass)。这种棉絮材料 的实例在很多参考文献中都有描述，这些参考文献包括例如美国专利 4,118,531、4,129,675、4,304,817、4,588,635、4,992,327、5,437,909、5,437,922、 5,443,893、5,582,905、5,597,427和5,698,298以及EP0217484B1。已显示， 纤维厚度在棉絮的绝热性质以及触感性质方面起一定作用。由于这个原 因，在这些棉絮材料中主要使用在3-12微米范围的纤维直径，但是有时候， 这些棉絮材料以与更大纤维的混合物形式使用。

对于建筑绝热材料的需求与对于纺织品应用的需求是有很大不同的。 触感性质对于建筑绝热材料的重要性极小，因此这些材料的关键在于它们 的绝热性质以及使用的容易性。在建筑绝热应用中，成本也是主要考虑因 素，并且比纺织品工业中考虑得更多。在纺织品中，原料比如纤维或羽绒 的成本只是占成品的总成本的小部分。因此，在很多情况下，如果结果是 导致重要性质的牺牲，则替代材料之间的成本差将不会驱使选择一种材料 来代替另一种材料。这对于建筑材料而言，并不存在这种情况，也就是， 在选择用于建筑应用的材料时，成本通常是主要考虑的。

由于对于建筑绝热应用所提出的独特要求及对低成本的关注，因此建 筑绝热应用材料在一方面受发泡板绝热材料的控制，另一方面受玻璃纤维 或矿物棉棉絮的控制。玻璃纤维和矿物棉都是较廉价的，并且可以提供良 好的绝热性。然而，这些材料是刺激品，并且可以导致对皮肤、眼睛和肺 (如果被吸入，这如通常的情况)的损害。当在玻璃纤维或矿物棉棉絮绝热 材料下工作时，应当穿戴皮肤、眼睛和吸入保护装置。

玻璃纤维绝热材料一般难于对其进行加工，原因是它在建筑绝热应用 中使用的密度下非常柔软。结果，具有有利于大多数空腔绝热应用的厚度 和长度的玻璃纤维绝热材料的部分可能不能支撑它们自身的重量。大多数 玻璃纤维绝热絮垫具有不容易以接近(more or less)直线的方式撕裂的另外 的不利之处。当大多数玻璃纤维绝热材料被垂直安装或被安装在顶上时， 在将它紧固到某一位置之前，必需将其手工保持在适当位置上(当将蒸汽阻 隔物粘附到产品上时，典型地使用短纤维)。这样使得难于一个人进行安装。 所增加的人力提高了安装成本。在某些方面，更刚性的产品更容易进行安 装，尤其是在垂直安装的情况下，因为它可以在很小或几乎没有支撑的情 况下，被放置在某一位置并且“站立”在那里，直到被紧固(如果紧固还是必 需的)。