[发明专利]具有增强的耐久性和拒水性的可吹入式隔热材料

说明书

本申请要求2013年1月22日提出的第61/755,195号美国临时专利申请和2013年3月15日提出的第61/791,914号美国临时专利申请的优先权益，二者的内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及类绒隔热材料及其制造方法。

背景技术

已进行了很多尝试以获得具有类绒品质的隔热材料用于隔热物例如衣物、睡袋、加芯被等。先前开发可行材料的努力通常产生过重和过致密而不能被认为是类绒的材料。

该情况的例外是例如Donovan的第4,588,635号美国专利，其公开了优越的合成绒，并特别涉及通过使用细纤维的低密度集合物而获得的重量轻的隔热系统，并且描述了一系列纤维混合物，当用于制造隔热毡时其提供了有利的类绒品质，例如高的保暖对重量比、柔软的手感和良好的压缩回复性。该材料接近，在一些情况下可能甚至超过了天然绒的隔热性能。然而从机械角度来看，极细的纤维承受着刚度和强度的不足，使得其难以生产、操作和使用。这种合成隔热材料的回复性能通过更大的纤维直径来增强，但大纤维组分的增加将严重降低总体隔热性能。在潮湿条件下，与细纤维集合物的机械稳定性相关的问题加剧，原因是与毛细水的存在有关的表面张力比由重力或其他正常使用载荷所产生的那些显著更大，其对结构的有害影响大得多。然而，不同于水鸟绒，所公开的所述纤维组合物提供了优良的抗湿性。

另一个例外是Donovan等人的第4,992,327号美国专利，其公开了使用粘合纤维组分以提高隔热物的完整性，而不牺牲期望的性质。更具体而言，其中所公开的发明涉及呈粘合纤维结构形式的合成纤维隔热材料，其结构包含以下的集合物：(a)70至95重量百分比的直径3至12微米的合成聚合微纤维；和(b)5至30重量百分比的直径12至50微米的合成聚合巨纤维，该结构的特征在于至少一部分纤维在其接触点粘合，该粘合使得所产生的结构的密度在3至16kg/m³的范围内，粘合集合物的隔热性能等于或不大幅小于类似的非粘合集合物的隔热性能。该参考文献还描述了优选纤维混合物的类羽绒的朵绒状物的形式。该专利还公开了朵绒状物形式与毡形式相比显著的性能优势。

然而，这些现有技术的朵绒状物通常在缓慢、冗长的分批过程中手工制造。此外，现有技术材料不是可以以传统的制造设备使用的易吹入材料。因此，需要可以用作绒的部分或完全替代物的可吹入式材料，其可以使用传统的设备制造和吹入。

部分作为该需要的结果，开发了可吹入式隔热朵绒状物，如第6,329,051号美国专利所述。‘651专利描述了由切碎的粘合毡或粘合网制成的可吹入式朵绒状物。该网或毡经描述为与Donovan的‘327专利中所述相同的纤维混合物。通过切碎由‘327专利中所述的材料形成的毡或网，发现朵绒状物获得了包括蓬松和隔热性能的类羽绒品质。与天然材料形成混合物的这种朵绒状物在第6,329,052号美国专利中描述。注意，前述专利的公开内容通过引用全部并入本文。

另一个实例在第7,790,639号美国专利中公开，其涉及由天然纤维制成的可吹入式隔热材料及混合物。

尽管上述可吹入式隔热材料易于以传统风机吹入，并且可以用作绒或类绒隔热材料的部分或完全替代物，然而当未适当使用时其在重量和耐洗性方面存在问题。这些材料在洗熨期间可以变湿，并且可以由于聚集而永久失去其隔热性能。‘051和‘052专利的可吹入式隔热朵绒状物仅包括合成纤维。相比之下，本发明涉及提供由天然纤维和短切合成纤维制成的可吹入式隔热材料。

发明内容

本发明的目标是提供可吹入式隔热材料以用作羽绒的部分或完全替代物。