[实用新型]一种气凝胶填充结构

说明书

本实用新型公开了一种气凝胶填充结构，包括：透汽面料和/或透汽膜与气凝胶大颗粒单体和/或气凝胶小颗粒聚集体；气凝胶大颗粒单体包括气凝胶大颗粒及包裹在气凝胶大颗粒外的包裹层；透汽面料和/或透汽膜完全包裹住多个气凝胶大颗粒单体和/或气凝胶小颗粒聚集体，气凝胶大颗粒单体和/或气凝胶小颗粒聚集体的尺寸大于透汽面料和/或透汽膜透汽空隙和针线孔的尺寸。将本实用新型气凝胶填充材料制成服饰寝具不但保温隔热性能极好、人体贴合度高，减少甚至消除服饰内部自由空气层进一步提高保温性能，不会出现气凝胶掉粉现象，不会对使用者造成健康危害，也不会由于掉粉导致的气凝胶减少使保温隔热性能变差，而且还透汽、不闷热，使用舒适度高。

技术领域

本实用新型属于服饰寝具填充材料领域，涉及一种不掉粉且透汽的气凝胶填充结构及其制得的服饰寝具,尤其涉及含气凝胶的超薄服饰、被子、睡袋、帽子和手套。

背景技术

气凝胶为目前已知的保温隔热性能最好、密度最低的固体。它能大量锁定微小空间内的静止空气、热导率极低、重量极轻，作为保温隔热材料性能极优。但气凝胶为脆性材料，无法直接整块/整体地应用到服饰寝具这类在使用和/或收纳时需要反复弯折的产品上；因此必须先将气凝胶制成颗粒或粉末状再使其附着或被包裹到其他基材中使用。

目前已有大量公司将气凝胶粉末简单地夹杂到玻璃纤维毡、无纺布、开孔发泡材料或塑料膜等基材内进行应用。此类将气凝胶粉末夹在纤维束、开孔发泡结构或膜结构基材之间的方案，虽已在无需反复弯折的墙体/管道用气凝胶保温隔热材料等产品上获得广泛的商业应用，但将其直接搬用到需要反复弯折和/ 或清洗的服饰、被子、睡袋、垫子等穿着坐卧用具上时，就会出现严重的气凝胶掉粉现象。掉落的气凝胶粉末不但影响美观，而且会导致人体过敏、咳嗽、咳痰、喷嚏、发痒、迷眼、胸闷、呼吸困难、皮炎、鼻炎和/或其他疾病、长期使用此类掉粉气凝胶产品甚至会导致尘肺/硅肺等严重疾病，因此根本无法满足服饰寝具所需的基本安全要求和美观要求；而且，掉粉后气凝胶含量减少也会导致产品保温隔热性能降低，影响产品质量。

此类简单夹杂复合气凝胶产品产生掉粉现象的主要原因在于气凝胶粉末颗粒与基材只是简单混合，二者之间并无稳定的连接，一旦受到外力或汽流冲击，质轻粒细的气凝胶粉末颗粒就会在基材之间自由运动。此时，如果包裹此类复合材料的面料纤维之间的空隙尺寸大于这些自由运动的气凝胶粉末颗粒，这些气凝胶粉末颗粒就会从这些面料纤维之间的空隙之中逸出，导致掉粉现象。而且，这些被服产品的气凝胶夹层在缝制过程中会产生大量的亚毫米甚至毫米级贯穿性针线孔，而夹层内的气凝胶颗粒未被束缚住、气凝胶粉末就会如羽绒服跑绒现象那样在这些针线孔处逸出、掉粉。此外，人肢体的运动会也必然导致这些气凝胶夹层被极多次反复地挤压和解压，这些夹层内的气凝胶粉末就会随被反复挤出的汽流不断地从针线孔处逸出、掉粉。最后，不管夹层内的气凝胶粉末的初始粒径控制为多少，由于气凝胶很脆，气凝胶颗粒因在使用过程会被反复挤压和/或冲击而被粉碎成粒径更小的颗粒；这些被压碎的汽凝粉末不但会从这些针线孔中漏出；而且在长时间使用后颗粒变得足够小时，甚至会从这些服饰、被子或睡袋等制品并无针线孔的面料纤维缝隙里直接大量渗出。所以，现有的包括将气凝胶粉末作为夹层加在甚至不透汽的薄膜结构中的技术方案也因为惧怕被服缝制过程中的贯通性针孔和掉粉，其实用性和/或可靠性均不理想。

为解决掉粉问题，也有部分公司尝试将气凝胶微粉直接混合到诸如涤纶、氨纶和/或芳纶之类的熔融料中制成纤维后纺纱再制成被服衣帽之类的产品。将气凝胶粉末混入纤维丝内部的方案，由于气凝胶颗粒极低的密度、极大的比表面/表面张力及其疏水/疏物特性，能够混合入纤维丝内部的气凝胶颗粒含量极低，目前已知的最大混入比例还不到1％，因此并不能充分发挥气凝胶成分的保温隔热性能。而且，就此类技术而言，即便是将来能够提高气凝胶颗粒在纺丝内部(而不是纺丝之间)的含量，也会由于气凝胶颗粒极大的脆性和疏物性等固有特点，使制得的纺丝和纤维的强度被严重降低，其可纺性和纤维强度都会有极大的问题，因此此类技术的可行性和实用性均不会很强。

目前，还有部分公司将气凝胶粉末直接混入闭孔发泡材料和/或闭孔膜材料之中。