CN107923079A - 绝缘透明薄织物 - Google Patents

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Abstract

描述了允许光透射并提供热绝缘的织物。由至少一根纱形成织物以形成织物的连续网。所述连续网被配置成允许20％至65％的入射光透过所述织物，并且减少通过所述织物的热传递，使得所述织物的R值为至少0.75K·m2/W。织物的连续网可为织造织物，其中至少一根纱被织造以形成所述织造织物。

Description

绝缘透明薄织物
技术领域
公开的实施方案涉及透光并提供热绝缘的织物。
背景技术
装饰织物(drapery fabric)经常被用作美观和功能性覆盖物二者以用于窗户、门和其他建筑开口。一些装饰织物提供热绝缘以减少传入或传出房间的热的量。其他装饰织物(例如，透明薄织物)可以被构造成提供隐私，同时仍然允许光透射进房间中。
发明内容
在一个实施方案中，织物包含布置成形成织物的连续网的至少一根纱，并且所述织物的连续网被配置成使约20％至65％的入射光透过所述织物，并提供大于0.75K·m2/W的热绝缘R值。在一个实施方案中，至少一根纱以织造图案布置。
在一个实施方案中，织造织物包含以织造图案布置的经纱和纬纱。纱和织造图案被配置成使约20％至65％的入射光透过织物，并且提供大于0.75K·m2/W的热绝缘R值。
在另一个实施方案中，织造织物包含以织造图案布置的经纱和纬纱。织造织物的织造密度为约30根经线/英寸至130根经线/英寸和约40根纬线/英寸至120根纬线/英寸。织造织物的重量为约70g/m2至140g/m2。
在一个实施方案中，织造织物包含以织造图案布置的经纱和纬纱，根据ASTMD3775测量的密度为96.0根经线/英寸和72.7根纬线/英寸，根据ASTM D3776测量的重量为78.65g/m2。根据AATCC 203-2014测量的织物的透光率为60.2％且标准偏差为0.29％。
在又一个实施方案中，织造织物包含以织造图案布置的经纱和纬纱，根据ASTMD3775测量的密度为96.0根经线/英寸和64.0根纬线/英寸，根据ASTM D3776测量的重量为112.82g/m2。根据AATCC 203-2014测量的织物的透光率为23.72％且标准偏差为0.462％。
在一个实施方案中，织造织物的热绝缘R值大于0.9K·m2/W且透光率为至少20％。
应理解，前述概念以及下面讨论的另外的概念可以以任何合适的组合来布置，因为本公开内容在这方面没有限制。此外，当结合附图考虑时，本公开内容的其他优点和新特征将由各个非限制性实施方案的以下详细描述变得明显。
在本说明书和通过引用并入的文献包含矛盾的和/或不一致的公开内容的情况下，以本说明书为准。如果两个或更多个通过引用并入的文献包含彼此矛盾和/或不一致的公开内容，则以具有较晚有效日期的文献为准。
附图说明
附图不旨在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或几乎相同的部件可以由类似标记表示。为了清楚起见，并不是每个部件都可能在每个图中标记。在附图中：
图1是示出说明性孔径的简单织造图案的示意图；
图2a至图2g是多种织造图案的说明性实施方案的示意图；
图3是示出一种形成织物的方法的框图；
图4是根据一个实施方案的绝缘透明薄织物的孔径分布图；以及
图5是根据一个实施方案的绝缘透明薄织物的孔径分布图。
具体实施方式
本发明人已经认识到并理解与常规装饰织物相关的许多缺点。例如，典型的热绝缘织物由阻挡自然光透射的重质材料制成，因此其使用经常需要在期望热绝缘的房间内使用另外的人工照明。相比之下，常规透明薄织物由具有更开放的结构的材料制成而允许光的透射，但是开放的结构几乎不提供热绝缘。一些透明薄织物在织物的一侧上采用透明塑料材料来改善绝缘性能，同时保持良好的透光性。然而，这样的构造负面地影响织物的柔软触感和视觉外观。
鉴于上述内容，本发明人已经认识到与不依赖塑料涂层而提供热绝缘，同时还允许光透过织物的绝缘透明薄织物相关的许多优点。这样的织物可以从外部观察提供期望的隐私量，同时允许有意义量的自然光通入房间。此外，由本文所述的织物提供的热绝缘可以通过减少进入或离开房间的热传递来提高房间中的能量效率。此外，这样的织物提供了柔软的触感和透明轻薄的视觉外观。
根据一个方面，绝缘透明薄织物包含由至少一根纱形成的织物的连续网；所述连续网可以通过织造、针织、毡化、打结或任何其他合适的工艺形成。连续网包含被配置成允许光穿过的开放空间(例如，纱的股之间的孔)，使得透明薄织物具有合适水平的透光率。根据特定实施方案，绝缘透明薄织物可以透射入射到织物的一侧上的光的约20％至约65％。应理解，如本文所述的通过绝缘透明薄织物的光透射通常是指可见光(即，波长在约400nm至约700nm之间的电磁辐射)的透射。
图1示出了包含纱的股之间的复数个孔9的织物8的示意图。如图所示，可以控制织物的透光率的孔径由相邻的经纱“W”和/或纬纱“F”之间的间距来限定。例如，经纱和/或纬纱之间较小的间距(对应于较高密度的线)可导致较小的孔以及通过织物的整体光透射的相关降低。经纱和/或纬纱的尺寸也可影响织造织物的孔径。例如，对于给定的织造密度，使用较宽或较大直径的纱可导致减小的孔径，从而减少了通过织物的整体光透射。因此，可以选择线密度和/或纱尺寸来限定提供合适程度的透光率的孔径。如本文所使用的术语“纱”可以分别与“线”、“纤维”或“长丝(filament)”互换使用，因为本公开内容在这方面没有限制。
根据另一个方面，可以选择织物的纱重量和/或织造密度，使得纱纤维具有足够的质量以提供合适的热绝缘程度。在一些实施方案中，由绝缘透明薄织物的层提供的热绝缘程度可以由其R值来表征。这里，绝缘层的R值被定义为其中ΔT为跨绝缘层的温度差，为通过所述层的热通量。因此，R值是绝缘层的有效热阻的量度。例如，对于跨绝缘层(例如，在开口的内侧和外侧之间)的预定温度差(ΔT)，可以使用R值来计算通过绝缘层的热损失的量为因此，具有较高R值的绝缘层通过减少热损失提供更好的绝缘。根据特定实施方案，绝缘透明薄织物的R值可为约0.75K·m2/W至1.2K·m2/W。
在一些实施方案中，绝缘透明薄织物可通过适当选择纱和织造参数以限定织物的合适构造来实现上述光透射和热绝缘性能。例如，在一个实施方案中，绝缘透明薄织物包含由对于经纱和纬纱二者根据ASTM D1059测量的约75旦尼尔的卷曲变形(texturized)聚酯纱形成的织造层。这样的纱可以允许纤维质量(以实现热绝缘)和通过织造层中的孔的光透射的一致平衡。在另一些实施方案中，可以使用约15旦尼尔至约500旦尼尔的非纺纱，或者其在纺纱中的等同物(例如，10个单股到100个单股)。此外，应理解，经纱和纬纱可以具有不同的重量或尺寸。例如，在一个实施方案中，绝缘透明薄织物由约38旦尼尔经纱和约330旦尼尔纬纱形成。根据特定实施方案，经纱和/或纬纱可由合成材料制成，所述合成材料包括但不限于聚酯、聚丙烯、尼龙、玻璃或芳族聚酰胺；或者由天然材料制成，所述天然材料包括但不限于棉、毛或丝。然而，应理解，其他材料和/或纱重量可能是合适的，因为本公开内容在这方面没有限制。
在一个实施方案中，对纱进行织造以形成根据ASTM D3775测量的织造密度为约96根经线/英寸和约72根纬线/英寸的绝缘透明薄织物。在另一个实施方案中，织造密度可为约95根经线/英寸至110根经线/英寸和约68根纬线/英寸至75根纬线/英寸。在另一些实施方案中，织造密度可为约30根经线/英寸至130根经线/英寸和约40根纬线/英寸至120根纬线/英寸。然而，应理解，其他织造密度可能是合适的，因为本公开内容不限于此。
在一个实施方案中，根据ASTM D3776测量的绝缘透明薄织物的最终织造重量为约78.6克/平方米。在另一些实施方案中，最终织造织物的重量为约70g/m2至140g/m2，但是应理解，其他最终重量可能是合适的，因为本公开内容不限于此。
根据又一个方面，通过绝缘透明薄织物的透光率和/或热传递可取决于织物的孔径和/或孔径分布。如上所述，孔径可以由相邻经纱和纬纱之间的间距来限定，这可取决于织物构造的多个方面，包括织造密度和/或纱重量。在一个实施方案中，织物的平均孔径为约68μm，孔径标准偏差为约46μm。在另一个实施方案中，织物的平均孔径为约69μm，孔径标准偏差为约56μm。在一些实施方案中，经纱和纬纱的线密度可大致相等，并且在这样的实施方案中，孔可以具有基本上正方形的形状。或者，织物可以具有在经纱和纬纱之间不同的线密度，并因此孔可以具有尺寸对应于相邻经纱和纬纱的间距的矩形形状。再次参照图1，孔9具有大致矩形形状，其中第一边缘长度A对应于经纱之间的间距，第二边缘长度B对应于纬纱之间的间距。在一些实施方案中，线密度可以在织物中的不同位置处变化，使得孔径在织物上变化。
根据特定实施方案，绝缘透明薄织物可以被构造成具有合适的硬挺度(stiffness)。例如，在装饰布(drapery)应用中，可能期望具有较小硬挺度的较柔软织物，以确保织物以合适的方式悬挂并提供期望的美学外观。因此，在一些实施方案中，根据ASTMD1388测量的本文所述的绝缘透明薄织物的弯曲长度可为约2.00cm至约3.75cm。
现在参照图2a至图2g，示出了织造织物8的说明性实施方案，以及与特定织造图案相关的代表性的上(“O”)和下(U)表。将任何合适材料的纱织造在一起以产生期望的织造图案。在图2a中所示的实例中，示出了一种平纹组织(plain weave)(也称为“平纹(tabby)”或“平纹组织(linenweave)”)，其中采用典型的上下交替方式的经纱“W”和纬纱“F”。然而，应理解，本公开内容在这方面没有限制，因为可以采用其他织造图案或织造图案的组合来形成绝缘透明薄织物。例如，在图2b中所示的实施方案中，可以采用例如可以在方平组织(basket weave)中使用的并排关系的两股或两根线。也可以采用斜纹图案，其中每根纬线以相同的上/下图案进行，但是从先前的纬线偏移一根线。斜纹的下/上图案通常由两个数字和它们之间的斜线来表示，如3/1。斜线之前的数字表示经线向上穿的线的量，斜线之后的数字是经线向下穿的线的量。这样的斜纹图案的实例示于图2c(示出Z条纹图案的2/2斜纹)；图2d(示出2/2斜纹，S条纹)；图2e(示出1/3斜纹，Z条纹)；和图2f(示出1/2斜纹，Z条纹)中。图2g表示另一种替选织造图案，其中使用缎纹织造。缎纹组织通常采用连续的纬纱，具有稍许经纱的中断。或者，可以使用巴里纱组织、提花组织、或任何其他合适的织造图案。此外，虽然示出并描述了织造织物，但是在一些实施方案中可以采用针织织物，因为本公开内容不限于此。就此而言，应认识到，本公开内容不限于由纱或线生产织物的任何特定方式。因此，可以采用以任何合适的方式形成的产生相邻的单独线或纱(在织造织物的情况下)或相邻的线或纱的行列(在针织织物的情况下)之间的孔的任何织物，因为本公开内容在这方面没有限制。
图3是框图10，其表示用于形成绝缘透明薄织物的说明性过程，但是本文公开的方面不限于特定成形工艺。在方框12处选择一根或更多根纱，并且在方框14处将纱织造、针织或以其他方式成形以形成织物。在方框16将织物湿处理。在一个实施方案中，湿处理包括染色过程；染色可以用卷染染色容器(jig dyeing vessel)、斑点染色容器(burl dyeingvessel)、喷射染色容器(jet dyeing vessel)、或任何其他合适的染色容器来进行，因为本公开内容不限于这种方式。在方框18处，织物经历第一拉幅干燥过程，其中在横跨拉幅机(tentering frame)拉伸的同时干燥织物。在方框20处进行热轧光，其中使织物通过压缩织物的经加热的辊。已经发现，这样的热轧光过程可以改善织物的整体不透明性并且可以帮助提供具有均匀或均一外观的织物。如框22所示，织物用另外的热处理来完成，以使织物可保持最佳的宽度和光洁度。第二热处理可包括第二拉幅干燥过程，或者替选地接触热定形。此外，在一些实施方案中，过程10可包括递进收缩(progressive shrinking)步骤例如防缩处理(sanforiztion)，以增加织物的整体结构的稳定性，以及使织物在洗涤之后保持期望的性能水平。然后可以在框24处将完成的织物切割和/或缝合成任何期望的尺寸或形状。
在某些实施方案中，绝缘透明薄织物可以在初始织造期间用包含的尼龙纱和聚酯纱来形成。尼龙纱的添加可以改善织物的初始重量，这又可以改善织物的热绝缘性能。在形成织物之后，可以通过化学处理在织物的期望区域中选择性地除去一部分尼龙纱以产生装饰图案。应理解，在选择性除去部分尼龙纱之后剩余的织物仍然可以提供合适量的热绝缘和透光率。
除了如上所述允许可见光的期望水平的透射之外，绝缘透明薄织物还可以阻挡入射在织物上的至少一部分紫外(UV)辐射(例如，波长为约290nm至400nm的UVA和/或UVB辐射)的透射。可以期望阻挡UV辐射以保护建筑物或其他结构的内部免受与暴露于UV辐射相关的不利影响(例如，褪色)。在一些实施方案中，如根据AATCC 183测量的，绝缘透明薄织物可以阻挡入射到织物上的约65％至98％的紫外光的透射。
此外，在一些情况下，可能希望绝缘透明薄织物是双面的，使得织物具有在织物的两侧基本相同的美学外观。因此，在一些实施方案中，绝缘透明薄织物可以以任何方向安装和使用，并且织物的任一侧朝向房间的内部。在这样的实施方案中，绝缘透明薄织物可以在织物的两侧上具有基本相同的构造，并且其可以不包含可以改变织物的一侧上的美学外观的任何涂层或其他表面处理。
实施例1
在一个非限制性实施例中，测试了根据本公开内容的绝缘透明薄织物的透光性和热绝缘性。织物的性质和性能在下表1中概述。所测试的织物根据ASTM标准D3776测量的重量为78.65g/m2，织物根据ASTM D3775测量的密度为96.0根经线/英寸和72.7根纬线/英寸。将根据ASTM D1059测量的75旦尼尔聚酯纱用于经纱和纬纱二者。织物的厚度为0.159cm。织物的硬挺度根据ASTM D1388测量；当平行于经纱测量时平均弯曲长度为2.32cm，当平行于纬纱测量时平均弯曲长度为2.20cm。
使用毛细管流动分析测量平均孔径和孔径分布。平均孔径为68.07μm，标准偏差为45.98μm。检测到的最小和最大孔径分别为10.46μm和114.49μm。测得的孔径分布示于图4中。
根据测试方法AATCC 203-2014测量绝缘透明薄织物的透光率。将光导向织物的第一侧，并用分光光度计测量透过织物的光强度。测得的通过绝缘透明薄织物的透光率为60.2％，标准偏差为0.29％。
根据AATCC 183测量波长为290nm至400nm的紫外辐射的阻挡。绝缘透明薄织物阻挡了65.90％的入射UVA辐射和78.88％的入射UVB辐射。
通过进行热传递测试来评估绝缘透明薄织物的热绝缘性能，其中在具有和不具有安装在外壳中的窗口上的绝缘透明薄织物的两种情况下评估模型外壳中的能量损失。使用木质2x4泡沫绝缘板构造六面外壳，并用反光带密封。将金属框架的双悬挂单窗格窗安装在外壳的一个壁内，并将绝缘透明薄织物放置在外壳内距窗2.375英寸。模型外壳内的温度控制器和传感器用于打开和关闭控制1500W空间加热器的继电器，并使用计时器测量加热器开启的时间量；加热器包括小风扇以促进外壳内的空气流通。将内部温度控制器设置为50℃，并且在120分钟内测量总“加热器开启”时间。将“加热器开启”时间乘以加热器使用功率(1500W)以获得所使用的总能量；较低的能量使用表明较少的能量从外壳损失，并因此改善热绝缘。与具有窗户遮盖物和无窗户遮盖物的基线测试相比，发现绝缘透明薄织物降低能量使用34.9％。此外，发现绝缘透明薄织物的R值为1.08K·m2/W。
表1
实施例2
在另一个非限制性实施例中，测试了根据本公开内容的另一绝缘透明薄织物的透光性和热绝缘性。织物的性质和性能在下表2中概述。所测试的织物根据ASTM标准D3776测量的重量为112.82g/m2，织物根据ASTMD3775测量的密度为96.0根经线/英寸和64.0根纬线/英寸。将根据ASTMD1059测量的37.8旦尼尔聚酯纱用于经纱，以及346.9聚酯纱用于纬纱。织物的厚度为0.180cm。织物的硬挺度根据ASTM D1388测量；当平行于经纱测量时平均弯曲长度为3.13cm，当平行于纬纱测量时平均弯曲长度为3.47cm。
使用毛细管流动分析测量平均孔径和孔径分布。平均孔径为69.32μm，标准偏差为55.73μm。检测到的最小和最大孔径分别为4.70μm和140.15μm。测得的孔径分布示于图5中。
根据测试方法AATCC 203-2014测量绝缘透明薄织物的透光率。将光导向织物的第一侧，并用分光光度计测量透过织物的光强度。测得的通过绝缘透明薄织物的透光率为23.72％，标准偏差为0.462％。
根据AATCC 183测量波长为290nm至400nm的紫外辐射的阻挡。绝缘透明薄织物阻挡了79.19％的入射UVA辐射和97.40％的入射UVB辐射。
通过进行热传递测试来评估绝缘透明薄织物的热绝缘性能，其中在具有和不具有安装在外壳中的窗口上的绝缘透明薄织物的两种情况下评估模型外壳中的能量损失。使用木质2x4泡沫绝缘板构造六面外壳，并用反光带密封。将金属框架的双悬挂单窗格窗安装在外壳的一个壁内，并将绝缘透明薄织物放置在外壳内距窗2.375英寸。模型外壳内的温度控制器和传感器用于打开和关闭控制1500W空间加热器的继电器，并使用计时器测量加热器开启的时间量；加热器包括小风扇以促进外壳内的空气流通。将内部温度控制器设置为50℃，并且在120分钟内测量总“加热器开启”时间。将“加热器开启”时间乘以加热器使用功率(1500W)以获得所使用的总能量；较低的能量使用表明较少的能量从外壳损失，并因此改善热绝缘。与具有窗户遮盖物和无窗户遮盖物的基线测试相比，发现绝缘透明薄织物降低能量使用30.7％。此外，发现绝缘透明薄织物的R值为0.901K·m2/W。
表2
应理解，虽然本文所述的实施方案涉及织造织物，但是除非另外指明或特别要求，否则本公开内容和权利要求不限于织造织物，因为可以采用用于形成织物的其他合适工艺。因此，织物可以通过针织、打结或毡化代替织造或除织造之外来形成为连续网。因此，如本文所用的术语“连续网”意指通过前述方法中任一种形成的织物或其层，其中织物包含纱、纤维、长丝、线等的相邻部分之间的孔。
虽然已经结合多个实施方案和实施例描述了本教导，但是不旨在本教导限于这样的实施方案或实施例。相反，如本领域技术人员将理解的，本教导涵盖多种替代、修改和等同物。因此，前面的描述和附图仅作为示例。

Claims (28)

1.一种织造织物，包含：
以织造图案布置的经纱和纬纱，所述纱和所述织造图案被配置成使约20％至约65％的入射光透过所述织物，以及提供大于0.75K·m2/W的热绝缘R值。
2.根据权利要求1所述的织造织物，其中所述纱和所述织造图案被配置成使约55％至约65％的入射光透过所述织物。
3.根据权利要求2所述的织造织物，其中所述纱和所述织造图案被配置成使约57.5％至约62.5％的入射光透过所述织物。
4.根据权利要求3所述的织造织物，其中所述纱和所述织造图案被配置成使约60％的入射光透过所述织物。
5.根据权利要求1所述的织造织物，其中所述纱和所述织造图案被配置成使约21％至约27％的入射光透过所述织物。
6.根据权利要求5所述的织造织物，其中所述纱和所述织造图案被配置成使约24％的入射光透过所述织物。
7.根据权利要求1所述的织造织物，其中所述纱和所述织造图案被配置成提供约0.75K·m2/W至1.2K·m2/W的热绝缘R值。
8.根据权利要求7所述的织造织物，其中所述纱和所述织造图案被配置成提供约1.1K·m2/W的热绝缘R值。
9.根据权利要求7所述的织造织物，其中所述纱和所述织造图案被配置成提供约0.9K·m2/W的热绝缘R值。
10.根据权利要求1所述的织造织物，其中所述织造织物具有第一侧和第二侧，所述第一侧和所述第二侧具有基本上相同的构造。
11.根据权利要求1所述的织造织物，其中所述织造图案形成复数个孔，所述复数个孔的平均直径为约60μm至约80μm，孔径的标准偏差为约40μm至约60μm。
12.一种织造织物，包含：
以织造图案布置的经纱和纬纱，其中所述织造图案的密度为约30根经线/英寸至约130根经线/英寸和约40根纬线/英寸至约120根纬线/英寸，其中所述织造织物的重量为约70g/m2至约140g/m2。
13.根据权利要求12所述的织造织物，其中所述织造图案的密度为约96根经线/英寸和约73根纬线/英寸。
14.根据权利要求12所述的织造织物，其中所述织造图案的密度为约96根经线/英寸和约64根纬线/英寸。
15.根据权利要求12所述的织造织物，其中所述经纱和所述纬纱为约15旦尼尔至约500旦尼尔。
16.根据权利要求15所述的织造织物，其中所述经纱和所述纬纱为约75旦尼尔。
17.根据权利要求15所述的织造织物，其中所述经纱为约35旦尼尔至约45旦尼尔，所述纬纱为约320旦尼尔至350旦尼尔。
18.根据权利要求12所述的织造织物，其中所述织造织物的重量为约79g/m2。
19.根据权利要求12所述的织造织物，其中所述织造织物的重量为约112g/m2。
20.根据权利要求12所述的织造织物，其中所述织造织物使约55％至65％的入射光透过所述织物，所述织物的热绝缘R值大于0.75K·m2/W。
21.根据权利要求12所述的织造织物，其中所述织造织物具有第一侧和第二侧，所述第一侧和所述第二侧具有基本上相同的构造。
22.根据权利要求12所述的织造织物，其中所述织造图案形成复数个孔，所述复数个孔的平均直径为约60μm至约80μm，孔径的标准偏差为约40μm至约60μm。
23.一种织造织物，包含：
以织造图案布置的经纱和纬纱，密度为96.0根经线/英寸和72.7根纬线/英寸，根据ASTM标准D3776测量的重量为78.65g/m2，以及根据AATCC 203-2014测量的透光率为60.2％且标准偏差为0.29％。
24.根据权利要求23所述的织造织物，其中所述织物的热绝缘R值为1.08K·m2/W。
25.根据权利要求23所述的织造织物，其中所述经纱和所述纬纱为75旦尼尔纱。
26.一种织造织物，包含：
以织造图案布置的经纱和纬纱，密度为96.0根经线/英寸和64根纬线/英寸，根据ASTM标准D3776测量的重量为112.82g/m2，以及根据AATCC 203-2014测量的透光率为23.72％且标准偏差为0.462％。
27.根据权利要求26所述的织造织物，其中所述织物的热绝缘R值为0.901K·m2/W。
28.根据权利要求26所述的织造织物，其中所述经纱为37.8旦尼尔纱，所述纬纱为346.9旦尼尔纱。
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