一种具有散热功能的上衣的制作方法

1.本实用新型涉及纺织领域，具体涉及一种具有散热功能的上衣。


背景技术：

2.在热带或亚热带地区的夏季一般都炎热潮湿，在下午温度经常超过30℃，并且湿度很高。在很多家庭依靠空调维持热舒适感，但也因此消耗了大量的电力而产生大量的二氧化碳。因此，人们如能在炎热的季节中穿上一件凉爽的衣服，这既能提高衣服穿着者的舒适度，也能减少电力消耗，这对节能环保和智能城市发展给予帮助。
3.现有的散热织物主要由合成纤维制成，该合成纤维经过化学或非化学处理，以促进汗水的蒸发，从而提高织物的凉感，特别是在运动时。但是，在空调的环境中出汗很少时，上述物料便不合适。另一些现有的织物则使用化学添加剂以增加织物的散热性能，但其散热性能会因洗涤和磨损而降低。


技术实现要素：

4.本实用新型公开一种具有散热功能的上衣，其包括衣身，其特征在于，该衣身的至少一部分由散热针织物组成，该散热针织物具有工艺正面、工艺反面和添纱组织，该工艺正面用作该部分的内表面，该工艺反面用作该部分的外表面，该添纱组织包括多个线圈，每个线圈至少由纱线和含金属的丝组成，该纱线和该含金属的丝在线圈中相互重叠，该含金属的丝为金属丝或金属化丝，该金属丝由金属材料组成，该金属化丝包括表面涂覆有金属物的纺织纤维，该纱线显露在该工艺正面，该含金属的丝显露在该工艺反面，就此穿着者的躯干的体热能从该纱线传递到该含金属的丝，该含金属的丝再将该体热排出到衣身外从而降低穿着者的体温，该纱线显露在该工艺正面和该含金属的丝显露在该工艺反面能够增加该散热针织物的导热率。
5.根据某些实施例，该金属丝为不锈钢丝、铜丝、铝丝、镍丝、钛丝、金丝、锌丝、镁丝或银丝。
6.根据某些实施例，该金属物包括不锈钢、铜、铝、镍、钛、金、锌、镁或银，该金属物具有层状，该纺织纤维为天然纤维或人造纤维。
7.根据某些实施例，该含金属的丝具有在10μm和300μm之间的直径，该纱线具有在50丹尼尔和600丹尼尔之间的纱支数。
8.根据某些实施例，该纱线包括天然纤维或人造纤维。
9.根据某些实施例，该纱线为嫘萦纱线、尼龙纱线、聚酯纱线或棉纱线。
10.根据某些实施例，该衣身包括用于覆盖穿着者的背部的后衣身，该散热针织物位于后衣身的上半部以将背部的上半部的体热排出。
11.根据某些实施例，该衣身包括用于覆盖穿着者的胸部和腹部的前衣身，该散热针织物位于前衣身的上半部以将胸部的体热排出。
12.根据某些实施例，该衣身包括用于覆盖穿着者的胸部和腹部的前衣身，该散热针
织物位于前衣身的下半部以将腹部的体热排出。
13.根据某些实施例，该上衣为汗衫、t恤衫、衬衫或背心。
附图说明
14.图1a为根据本实用新型一个实施例的上衣的正视图；
15.图1b为上衣的后视图；
16.图1c为散热针织物的后视图，其示出散热针织物的工艺反面；
17.图1d为散热针织物的正视图，其示出散热针织物的工艺正面；
18.图1e为上衣的侧横切面图；
19.图2示出一男性躯干的红外热成像图；以及
20.图3示出在热传导实验中不同织物样品的红外热成图像及其温度的平均值。
具体实施方式
21.下面结合附图以及实施例说明本实用新型的具体实施方式。
22.如图1a
‑
1b所示，本实用新型公开的具有散热功能的上衣10，其包括衣身11，衣身11包括用于覆盖躯干正面(如胸部和腰部)的前衣身12和用于覆盖躯干背面(如背部)的后衣身13，后衣身13由散热部分131和普通部分132组成，散热部分131由散热针织物20组成并位于后衣身13的上半部。普通部分132并非由散热针织物20组成而可由常用的针织物料组成。
23.图1c示出散热针织物20的工艺反面21(其指以反面线圈为主的一面并主要呈现线圈的圈弧或延展线)。图1d示出散热针织物20的工艺正面22(其指以正面线圈为主的一面并主要呈现线圈的圈柱)。散热针织物20具有添纱组织，添纱组织包括多个线圈23，每个线圈23由纱线231和含金属的丝232组成，纱线231和含金属的丝232在线圈23中相互重叠。纱线231显露在工艺正面22，工艺正面22用作散热部分131的内表面134(图1e)。含金属的丝232显露在工艺反面21，工艺反面21用作散热部分131的外表面135(图1e)。就此穿着者的背部的上半部的体热能通过热传导从纱线231传递到含金属的丝232，含金属的丝232再通过热对流和/或热辐射将体热排出到衣身11外从而降低穿着者的体温，纱线231显露在工艺正面22和含金属的丝232显露在工艺反面21能够增加该散热针织物20的导热率。
24.根据某些实施例，含金属的丝为金属丝或金属化丝。金属丝由金属材料组成，金属材料可以为金属或合金。金属化丝包括表面涂覆有金属物的纺织纤维，金属物可以包括金属或合金，金属物可以具有层状或粒状。
25.根据某些实施例，金属丝为不锈钢丝、铜丝、铝丝、镍丝、钛丝、金丝、锌丝、镁丝或银丝。
26.根据某些实施例，金属物包括不锈钢、铜、铝、镍、钛、金、锌、镁、银或其合金，纺织纤维为天然纤维、人造纤维、合成纤维或其混合。
27.根据某些实施例，金属化丝由表面涂覆有金属镀层(如银镀层)的纱线组成。
28.根据某些实施例，含金属的丝具有在10w/m
·
k和500w/m
·
k之间的导热率。
29.根据某些实施例，含金属的丝具有在10μm和300μm之间的直径，或在10μm和50μm之间的直径。
30.根据某些实施例，纱线包括天然纤维、人造纤维或合成纤维。
31.根据某些实施例，该纱线为嫘萦纱线、尼龙纱线、聚酯纱线、或棉纱线。
32.根据某些实施例，该纱线具有在50丹尼尔(denier)和600丹尼尔之间的纱支数(纱线幼细度)，或在50丹尼尔和200丹尼尔之间的纱支数。
33.根据某些实施例，由散热针织物组成的部分为长方形、正方形、梯形圆形或其它的形状。
34.根据某些实施例，由散热针织物组成的部分具有在4吋和10吋之间的宽度(竖边为宽),在4吋和28吋之间的长度(横边为长)和在0.3mm和1mm之间的厚度。
35.根据某些实施例，该散热针织物位于后衣身的上半部以将背部的上半部的体热排出。
36.根据某些实施例，该散热针织物位于前衣身的上半部以将胸部的体热排出。
37.根据某些实施例，该散热针织物位于前衣身的下半部以将腹部的体热排出。
38.根据某些实施例，该上衣为汗衫、t恤衫、衬衫、背心或较贴身的上衣。
39.实施例1
40.实施例1的散热针织物是通过14针距(每英寸14针)的平板针织机进行针织的织物。散热针织物具有添纱组织，添纱组织的每个线圈由嫘萦(rayon)纱线(其纱支数为120d)和不锈钢丝(其直径为25μm)组成。嫘萦纱线被编织在散热针织物的工艺正面，不锈钢丝被编织在散热针织物的工艺反面。
41.表1示出不同物料的导热率。从表1可见，不锈钢的导热率远高于常用的人造纤维材料(如嫘萦、尼龙和聚酯)和天然纤维材料(如棉)。因此，不锈钢丝能提高散热针织物的导热率从而能有效地将体热排出。
42.表1
43.物料导热率(w/m
·
k)不锈钢16嫘萦0.33尼龙0.25聚酯0.14棉(纤维素)0.07
44.确定人体主要热区
45.使用热成像方法量度人体躯干不同部位的皮肤温度从而确定人体主要热区(即具有较高皮肤温度的人体部位)。图2示出一男性躯干的红外热成像图。根据该红外热成像图，该男性背部的上半部靠中间的位置的皮肤温度均高于39度，相反，在其它的部位并未有任何皮肤温度高于39度。相同的结果也从对女性的测量中得出。可见，背部的上半部能提供与环境温度最大的热梯度以提供更佳的热传递并实现更佳的散热效果。
46.因此，散热针织物优选位于后衣身的上半部用于将穿着者的背部的上半部的体热排出，以实现更佳的散热效果。但是，由于胸部和腹部也具有较高的皮肤温度，散热针织物也可位于前衣身的上半部或下半部。
47.评估本散热针织物的瞬间凉感
48.使用thermo labo(kes
‑
f7)测试仪进行的瞬间凉感整理及测试方法(即ftts
‑
fa
‑
019)以测试织物的瞬间凉感(即一瞬间的热能量流失，该瞬间可为1秒)。散热针织物会在原始状态下及经过20次洗涤(洗涤条件参考aatcc 135)状态下分别进行测试﹐测试结果以瞬间凉感“q
‑
max”值表示，最低凉感合格值为0.140w/cm2。q
‑
max值越高，瞬间凉感越好。
49.评估本散热针织物的导热率
50.使用纺织品热阻和湿阻测试仪在持续稳态条件下测定发热板上织物的热阻和有湿气时的热阻(即湿阻)。该实验是根据astm f1868
‑
17使用持续发热板对本散热针织物的热阻和湿阻进行标准测试并计算总热损失，从而测定织物整体平均的导热能力，以模拟穿着一段时间后的凉感。测试条件设置为25℃，相对湿度为65％，空气速度为1.0m/s。
51.表2示出本实施例1的散热针织物的在原始状态和不同洗涤次数后的q
‑
max值(w/cm2)以及总热损失(w/m2)。在多次洗涤下散热针织物的q
‑
max值和总热损失并未有下降，这表示该散热针织物具有在产品生命周期的可持续导热性。
52.表2
[0053] q
‑
max值(w/cm2)总热损失(w/m2)原始状态0.1488221.51洗涤10次0.1556227.37洗涤20次0.1588226.46
[0054]
评估不同织物的导热率
[0055]
将织物样品放在发热板(即热源)上放置30分钟，其中织物上表面为区a，织物下表面为区b(其与发热板接触)，发热板上为区c。在30分钟后，对织物上表面(区a)拍摄红外图像以取得其平均温度。提起织物后，对织物下表面(区b)和发热板上(区c)迅速拍摄红外图像以取得其平均温度。为了与本实用新型的散热织物比较，本测试使用了由不同物料和结构的常用织物作对照。
[0056]
图3示出在热传导实验中不同织物样品的红外热成图像及其温度的平均值。样品1为实施例1的散热针织物。样品2为具有添纱组织的对照针织物，其线圈由两根棉纱线组成。样品3为100％棉组成的对照织物。样品4为具有添纱组织的对照针织物，其线圈由两根嫘萦纱线组成。
[0057]
从区b的红外图像结果表明，样品1的温度均低于对照样品2
‑
4约1
‑
2℃，即样品1具有更高的导热率。样品1能将从热源吸收到的热量快速转移和分散到区域a，这是由于样品1具有显露于织物上表面的不锈钢丝，其能通过热对流和热辐射有效地将热量排出。虽然样品1和4也具有添纱组织和嫘萦纱线，但由于样品1具有显露于区a的不锈钢丝，其区b的温度低于样品4约0.80℃，即样品1具有更高的导热率。
[0058]
评估不同添纱组织的导热率
[0059]
对不同添纱组织的材料和结构进行热传导测试。
[0060]
从表3可见，所有样品具有嫘萦纱线。当添纱组织还具有不锈钢丝(即样品31和32),其总热损失大于不具有不锈钢丝的添纱组织(即样品33)。此外，当添纱组织的不锈钢丝显露在工艺反面而嫘萦纱线显露在工艺正面(即样品32)，其总热损失和q
‑
max值大于不锈钢丝显露在工艺正面和嫘萦纱线显露在工艺反面的添纱组织(即样品31)，即样品32的添纱组织具有更高的导热率。
[0061]
表3
[0062][0063]
从表4可见，所有样品具有尼龙纱线。当添纱组织还具有不锈钢丝(即样品41和42),其总热损失大于不具有不锈钢丝的添纱组织(即样品43)。此外，当添纱组织的不锈钢丝显露在工艺反面而尼龙纱线显露在工艺正面(即样品42)，其总热损失大于不锈钢丝显露在工艺正面和尼龙纱线显露在工艺反面的添纱组织(即样品41)，即样品42的添纱组织具有更高的导热率。
[0064]
表4
[0065][0066]
从表5可见，所有样品具有聚酯纱线。当添纱组织的不锈钢丝显露在工艺反面和聚酯纱线显露在工艺正面(即样品52)，其总热损失大于具有不锈钢丝显露在工艺正面和聚酯纱线显露在工艺反面的添纱组织(即样品51)以及不具有不锈钢丝的添纱组织(即样品53)，即样品52的添纱组织具有更高的导热率。
[0067]
表5
[0068][0069][0070]
根据上述人体主要热区和织物热传导的测试结果，本实用新型的上衣的散热针织物能覆盖人体主要热区(例如，背部的上半部、胸部或腹部)以实现与环境温度最大的热梯度，并以热传导方式将人体主要热区的体热从纱线传递到含金属的丝再排出到上衣外，从而能更有效率地将穿着者的体热排出，以降低穿着者的体温。此外，上衣的其它部分可使用常用的针织物料，这有助于减少上衣的生产和材料成本。
[0071]
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施的方式做出一些变更和修改，因此，本实用新型的保护范围由所附的权利要求书限定。