CN212678843U - 一种仿生保暖透气型睡袋 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种仿生保暖透气型睡袋，包括椭球形的睡袋本体，睡袋本体上开设有开口；睡袋本体包括由内向外依次设置的亲肤层、空气纤维层、阻风层和保护层；亲肤层为静电纺纳米竹纤维层，空气纤维层为气泡纺多孔纳米纤维层，阻风层为纺粘无纺布层，保护层为尼龙层；其中，亲肤层的纤维直径小于空气纤维层的纤维直径，空气纤维层的纤维直径小于阻风层的纤维细度，阻风层的纤维细度小于保护层的纱线细度；亲肤层的厚度小于空气纤维层的厚度，空气纤维层的厚度小于阻风层的厚度；亲肤层、空气纤维层、阻风层和保护层的纤维密度由内至外逐层递减。其具有质轻的特点，并且拥有良好的保暖性、透气性和抗菌性。
Description
技术领域
本实用新型涉及睡袋技术领域，具体涉及一种仿生保暖透气型睡袋。
背景技术
睡眠对于人类而言是恢复体力、保持精力、维护心理健康的一项必不可少的生理行为。而睡眠环境的温湿度条件对于睡眠有着至关重要的影响，如何获得保暖性优良且具有良好透气性以及多重附加功能的睡袋是研究的重点。
柞蚕茧是具有特殊几何特性的天然材料。茧层具有独特的层级结构和多功能性，即使在极端天气条件下(-40℃或者+40℃)也能支持蚕茧内部蚕蛹的代谢活动。此外，轻而薄的茧层也表现出了极好的力学性能，能够避免野外恶劣天气、捕食者以及霉菌对柞蚕茧的侵害，茧层的存在为蚕茧的存活提供了保障。层级结构以及茧层表面的草酸钙晶体，有效地保存了滞留在茧内的静止空气，减少了大部分热量散失，因此柞蚕茧能够表现出优异的保暖性。而近似椭球的形状使柞蚕茧各处的自然曲率不同，当外界施加一定压力时，可以更快更均匀地将力分散。柞蚕茧优异的结构优点为本新型仿生保暖透气型睡袋的设计提供了灵感。
传统的睡袋的以涤纶或尼龙作为材料，羽绒或化纤棉作为填充物。当需要有较好的保暖性时，就需要大幅度增加睡袋的厚度，这就导致睡袋的体积增加，重量增大，不方便运输和存放，并且，睡袋厚度增加后，其透气性能会降低，会出现闷汗等现象，舒适度不佳；然而，当降低睡袋的厚度时，其保暖性和阻风性能则降低，这就导致人在夜里易受寒，影响健康。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种仿生保暖透气型睡袋，其具有质轻的特点，并且拥有良好的保暖性、透气性和抗菌性。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种仿生保暖透气型睡袋，包括椭球形的睡袋本体，所述睡袋本体上开设有开口；所述睡袋本体包括由内向外依次设置的亲肤层、空气纤维层、阻风层和保护层；所述亲肤层为静电纺纳米竹纤维层，所述空气纤维层为气泡纺多孔纳米纤维层，所述阻风层为纺粘无纺布层，所述保护层为尼龙层；
其中，所述亲肤层的纤维直径小于空气纤维层的纤维直径，所述空气纤维层的纤维直径小于所述阻风层的纤维细度，所述阻风层的纤维细度小于所述保护层的纱线细度；所述亲肤层的厚度小于空气纤维层的厚度，所述空气纤维层的厚度小于阻风层的厚度；
所述亲肤层、空气纤维层、阻风层和保护层的纤维密度由内至外逐层递减。
作为优选的，所述亲肤层的静电纺纳米竹纤维层的直径为100～500nm。
作为优选的，所述亲肤层包括多层静电纺纳米竹纤维层。
作为优选的，所述静电纺纳米竹纤维层的层数为2-4层。
作为优选的，所述空气纤维层的气泡纺多孔纳米纤维层的纤维直径为510～1000nm。
作为优选的，所述空气纤维层包含多层多孔纳米纤维层。
作为优选的，所述多孔纳米纤维层的层数为4-6层。
作为优选的，所述阻风层的纺粘无纺布层两侧皆涂覆有草酸钙涂层。
作为优选的，所述阻风层的纺粘无纺布的平方米克重为20～40g/m2。
本实用新型的有益效果：
1、基于对野生柞蚕茧的层级结构的研究，本实用新型中仿柞蚕茧层级结构的仿生保暖透气型睡袋，通过采用纳米纤维膜、无纺布和织物的结合，达到了类似柞蚕茧层级结构的仿生效果。普通睡袋的填充物一般都为羽绒、化纤棉等原料，本专利所采用的材料和技术，使睡袋具备质轻、保暖的优点以外，还具有良好的透气性和抗菌性。
2、本实用新型亲肤层为静电纺纳米竹纤维，作为内层，可直接与人体接触。竹纤维的来源广泛，可以从竹浆和竹原中提取出来的，属于无毒环保的天然材料。纳米竹纤维具有较好的柔软性、吸水性和透气性，还有除螨、防臭、抗菌抑菌的功效。竹子本身富含多种矿物质，对人体皮肤有人起到了保健抗皱的作用。
3、本实用新型空气层为气泡纺多孔纳米纤维层，气泡纺纤维较为蓬松，纳米纤维的多孔结构形成天然的绝热层。该层的纤维结构具有捕捉并驻留空气的能力，因此具有优异的保暖性，并且蓬松的纤维也使纤维膜更加的柔软。
4、本实用新型阻风层为纺粘无纺布层，纺粘无纺布相较于熔喷无纺布具有更大的强力。
5、本实用新型保护层为尼龙层，具有较好的强度和耐磨性。
6、本实用新型睡袋的亲肤层、空气层、阻风层和保护层的纤维直径各不相同，各层纤维细度依次增大，厚度也依次增大，亲肤层、空气纤维层、阻风层和保护层的纤维密度由内至外逐层递减。通过静电纺丝、气泡纺丝技术仿照柞蚕茧的层级结构，因此睡袋拥有较好的温度稳定性、透气性和保暖性。同时还具备抗菌性和保健功能。
附图说明
图1为本实用新型的睡袋的结构示意图；
图2为本实用新型睡袋的仿生层级结构示意图。
图中标号说明：10、睡袋本体；11、亲肤层；12、空气纤维层；13、阻风层；14、保护层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
参照图1-图2所示，本实用新型的公开了一种仿生保暖透气型睡袋，包括椭球形的睡袋本体10，所述睡袋本体10上开设有开口。睡袋本体10为细长的椭球形结构。而睡袋本体10上的开口，便于人身体进入睡袋中，头部置于开口外侧。
睡袋本体10包括由内向外依次设置的亲肤层11、空气纤维层12、阻风层13和保护层14。
亲肤层11为静电纺纳米竹纤维层，纳米竹纤维本身具有较好的柔软性、吸水性和透气性，还有除螨、防臭、抗菌抑菌、保健抗皱的功效，为睡袋添加了多重功能性。亲肤层11的孔结构是由静电纺纤维逐层沉积形成的。
空气纤维层12为气泡纺多孔纳米纤维层，气泡纺纤维较为蓬松，纳米纤维的多孔结构形成天然的绝热层。该层的纤维结构具有较多的孔洞，比表面积较大，储藏空气的空间增大，具有优异的保暖性，能够适应环境温度的变化，并且蓬松的纤维也使纤维膜更加的柔软。空气层的孔结构不仅包括纤维沉积之后纤维间形成的孔洞，也包括了纳米纤维本身上通透的多孔结构。
阻风层13为纺粘无纺布层，草酸钙溶液涂层后的纺粘无纺布，有助于减少外部空气渗透进入内层，减少内部空气的流动，保暖性提高。
保护层14为尼龙层。
其中，亲肤层11的纤维直径小于空气纤维层12的纤维直径，空气纤维层12的纤维直径小于阻风层13的纤维细度，阻风层13的纤维细度小于保护层14的纱线细度。亲肤层11的厚度小于空气纤维层12的厚度，空气纤维层12的厚度小于阻风层13的厚度。亲肤层11、空气纤维层12、阻风层13和保护层14的纤维密度由内至外逐层递减。通过静电纺纳米竹纤维层、气泡纺多孔纳米纤维层来模拟蚕茧的层级结构，使睡袋同时具备良好的保暖性、透气性以及抗菌性。
本实用新型中，仿生睡袋的制做方式如下：先将阻风层13和保护层14通过针刺加固的方式(郭卫昂,刘万军,吴海波.针刺加固对耐高温过滤材料PTFE基布的影响研究[J].非织造布,2012(06):76-79.)固定成一体。以针刺后的阻风层13和保护层14为纺丝基底，在此基底上通过气泡纺丝技术获得空气纤维层12，之后通过静电纺丝技术，在空气层上获得亲肤层11，之后，将睡袋本体10缝合成睡袋形状，如此，最终形成多层复合结构的仿生睡袋。
对于本实用新型中，亲肤层11为静电纺纳米竹纤维层，静电纺纳米竹纤维层为现有技术，具体可参考：赵小龙,刘太奇.天然纤维素静电纺丝及竹纤维静电纺丝的可行性研究进展[J].新技术新工艺,2013(06):113-116.陈慧.静电纺红花纳米竹纤维及性能表征[J].丝绸,2015,52(12):12-15.空气纤维层12为气泡纺多孔纳米纤维层，气泡纺多孔纳米纤维层为现有技术，具体可参考：Fujuan Liu,Fabrication of highly orientednanoporous fibers via airflow bubble-spinning,Applied surface science,2017(421):61-67。
亲肤层11的静电纺纳米竹纤维层的直径为100～500nm。亲肤层11包括多层静电纺纳米竹纤维层。静电纺纳米竹纤维层的层数为2-4层。
空气纤维层12的气泡纺多孔纳米纤维层的纤维直径为510～1000nm。空气纤维层12包含多层多孔纳米纤维层。多孔纳米纤维层的层数为4-6层。
阻风层13的纺粘无纺布层两侧皆涂覆有草酸钙涂层。这使得纺粘无纺布表面覆盖一层草酸钙晶体。采用草酸钙的目的是为了模拟柞蚕茧的最外层，草酸钙晶体的存在有助于减少外部流动空气渗透进入内层，减少内部空气的流动，从而提高了保暖性。在无纺布表面涂覆草酸钙也为现有技术，具体可参考：张菊仙.草酸钙应用于涂料的研究[J].中华纸业,2020,41(06):31-34。
阻风层13的纺粘无纺布的平方米克重为20～40g/m2。
保护层14的材料也可以根据需求而改变。可以根据具体需求选择原材料，若睡袋在户外使用，保护层14可以采用机织工艺，织造平纹表面，选择尼龙或锦纶等具有较好强力、耐磨性的材料；若在室内使用，则保护层14可以采用针织工艺，选择棉等质地柔软的天然材料或再生材料。
以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
Claims (9)
1.一种仿生保暖透气型睡袋，其特征在于，包括椭球形的睡袋本体，所述睡袋本体上开设有开口；所述睡袋本体包括由内向外依次设置的亲肤层、空气纤维层、阻风层和保护层；所述亲肤层为静电纺纳米竹纤维层，所述空气纤维层为气泡纺多孔纳米纤维层，所述阻风层为纺粘无纺布层，所述保护层为尼龙层；
其中，所述亲肤层的纤维直径小于空气纤维层的纤维直径，所述空气纤维层的纤维直径小于所述阻风层的纤维细度，所述阻风层的纤维细度小于所述保护层的纱线细度；所述亲肤层的厚度小于空气纤维层的厚度，所述空气纤维层的厚度小于阻风层的厚度；
所述亲肤层、空气纤维层、阻风层和保护层的纤维密度由内至外逐层递减。
2.如权利要求1所述的仿生保暖透气型睡袋，其特征在于，所述亲肤层的静电纺纳米竹纤维层的直径为100～500nm。
3.如权利要求1所述的仿生保暖透气型睡袋，其特征在于，所述亲肤层包括多层静电纺纳米竹纤维层。
4.如权利要求3所述的仿生保暖透气型睡袋，其特征在于，所述静电纺纳米竹纤维层的层数为2-4层。
5.如权利要求1所述的仿生保暖透气型睡袋，其特征在于，所述空气纤维层的气泡纺多孔纳米纤维层的纤维直径为510～1000nm。
6.如权利要求1所述的仿生保暖透气型睡袋，其特征在于，所述空气纤维层包含多层多孔纳米纤维层。
7.如权利要求6所述的仿生保暖透气型睡袋，其特征在于，所述多孔纳米纤维层的层数为4-6层。
8.如权利要求1所述的仿生保暖透气型睡袋，其特征在于，所述阻风层的纺粘无纺布层两侧皆涂覆有草酸钙涂层。
9.如权利要求1所述的仿生保暖透气型睡袋，其特征在于，所述阻风层的纺粘无纺布的平方米克重为20～40g/m2。
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