具体实施方式

经编间隔结构

如图1所示，双功能吸收和降温纺织品100的第一面102包括用于从皮肤表面104上吸收水分或汗液的多个线圈。双功能纺织品100的第二面106是降温面并且优选是平坦的(尤其是相对于第一面102)。优选地，第一面102的凸起线圈的绒头高度大于0.2毫米。在一些部分中可以省略第一面102上的凸起线圈以适应使用线圈的图案或其他设计。绒头高度还可以在第一面102的表面上变化。

优选地，第二面106不包括任何凸起绒头。线圈的绒头高度可以根据双功能纺织品100的期望的吸收性、持续时间和传导降温的量而改变为其他长度。如在此使用的，绒头是由在织物表面上延伸的多个线圈(或其他竖立的纱线)形成的织物效果。绒头高度是织物表面上的多个线圈的高度。

与第一面102相反的第二面106包括旨在赋予额外的蒸发降温性能的纱线，从而利用蒸发热的科学赋予消费者降温。

双功能纺织品100的一个实施方案旨在紧挨使用者(例如运动员)的皮肤104穿戴。双功能纺织品100可以形成整个衣服，例如衬衫或一条短裤，或者战略上并入到需要额外降温的衣服中，例如在使用者的肩膀/腋下附近。双功能纺织品100还可以用于形成独立的降温产品，例如发带、毛巾、帽子等。

当双功能纺织品100被润湿、扭卷、以及在空气中猛折(snap)或快速转动时，双功能纺织品100的蒸发降温效果被激活。本文中所述的双功能纺织品100的降温效果利用蒸发降温(蒸发热)的原理。该原理详述为水必须被施加热能才从液体变成蒸气。一旦发生蒸发，来自液体水的这种热就由于蒸发而被带走，导致更冷的液体留在双功能纺织品100中。

在双功能纺织品100被润湿并且优选被扭卷以除去过量的水以后，在空气中猛折或快速转动是推荐的过程，因为其有助于促进并加快水分从储存水的第一面102移动至发生更多的水向环境蒸发的非线圈第二面106。在空气中猛折或快速转动还通过使双功能纺织品100的更大的表面积暴露于空气和增加的气流而提高蒸发速率并且使材料温度更快速地降低。更具体地，双功能纺织品100用作促进并加快蒸发过程的装置。已证明本专利中描述的制造方法提供了相对于其他织物额外的降温益处。

一旦外蒸发层(例如第二面106)中的剩余水的温度通过蒸发而下降，热交换就如下发生：通过对流在水内发生，通过传导在水与双功能纺织品100之间发生，以及通过传导在双功能纺织品100内发生。因此，双功能纺织品100的温度下降。蒸发过程通过将水从线圈面芯吸至非线圈面而进一步继续，直到储存的水被用尽。蒸发速率随着材料温度下降而降低。双功能纺织品100的温度逐渐下降至某一点，在该点处从环境到材料中的热吸收速率与通过蒸发的热释放速率之间达到平衡。

一旦将润湿的双功能纺织品100的第二面106放置在使用者的皮肤上，来自双功能纺织品100的冷却能就通过传导从第二面106传递至皮肤表面104。在发生冷却能传递之后，双功能纺织品100的温度升高以与皮肤表面104的温度平衡。一旦发生这种情况，润湿的双功能纺织品100就可以通过猛折或快速转动的方法容易地被再激活，以使温度再次下降。如上所述，已证明本专利中描述的制造双功能纺织品100的方法提供了相对于先前发明附加的降温益处。

一旦放置润湿的双功能纺织品100，第一面102就可以用于从皮肤表面104上擦拭汗液或水分。使用者可以以这种方式使用双功能纺织品100，直到纺织品变得完全饱和。然后，为了再激活双功能纺织品100，可以将其润湿、扭卷、猛折等。甚至可以利用使用者的汗液来激活双功能纺织品100。

为了产生双功能纺织品100的独特降温效果，优选使用经编间隔结构来产生在同一材料中包括不同纱线的具有双功能层的纺织品。主要包括聚酯纱线或尼龙纱线(具有任选的改性截面纱线)的第二面106(降温面)嵌入有用于在提供凉爽触感的同时输送和蒸发水分的降温矿物(或颗粒)。相反面第一面102(吸收面)主要包括设计成具有能够使纺织品具有提高的吸收、输送和保持水分的能力的特殊吸收纱线的聚酯纱线或尼龙纱线。

双功能纺织品100还优选地包括弹性纱线，例如氨纶，所述弹性纱线为双功能纺织品100提供改善的悬垂特性和拉伸特性。弹性纱线还提供疏水特性，以将水分快速驱散至双功能纺织品100中更具吸收性和蒸发性的纱线。双功能纺织品100的预期最终用途提供对来自活动(例如参加运动会、体育活动、休闲活动或在房子周围自己做工作)的汗液的双重降温和吸收。双功能纺织品100可以用于希望在处于热中时保持凉爽的任何场合。

双功能降温和吸收纺织品的独特之处在于在同一材料中同时具有吸收和降温的双重用途的能力。因此，双功能纺织品100可以用于配件和/或服装行业，以提供具有相对于市场上的当前选项而言提高的吸收能力和降温能力的量的吸收和传导降温的双重用途。

图2A至2D描绘了可以用于双功能纺织品100的构造的纱线长丝的截面图。图2D中描绘了可拉伸的合成(弹性)纱线例如氨纶的单根长丝的截面。如稍后将描述的，弹性纱线在构造期间通常在梳栉4上使用，并且为双功能纺织品100提供悬垂特性和拉伸特性。

其他梳栉(例如梳栉1至3)可以使用各种各样的其他纱线。图2A和2C描绘了具有独特截面的尼龙或聚酯(蒸发)纱线，所述尼龙或聚酯(蒸发)纱线可以嵌入有矿物或颗粒(例如玉或云母)以从皮肤表面104输送和蒸发水分，同时仍提供传导降温和凉爽触感。具有这样的截面的合适的蒸发纱线的实例包括Mipan aqua-x和askin，二者均由韩国的HyosungCorporation制造，二者还提供UV防护。

图2B描绘了具有特殊星形截面(星形截面由在将双功能纺织品100针织之后施加的处理形成)的共轭双组分聚酯和尼龙(吸收)纱线的截面。这样的纱线比用于大多数降温织物的传统吸收纱线更具吸收性。用于第一面102中的纱线优选为Hyosung Mipan XF，其如使用AATCC方法197测试的芯吸速率和2分钟后的芯吸距离为相等密度的棉的至少两倍。

针织结构详述

双功能纺织品100优选地使用经编间隔织机来构造。此外，双功能纺织品100的重量范围优选为100g/m²至600g/m²。所描述的双功能纺织品100的实施方案优选具有以下纤维含量：

方案1-聚酯/氨纶混纺-62％聚酯、28％降温聚酯、10％氨纶(对于每种纤维可以改变±10％)。

方案2-聚酯/尼龙/氨纶混纺-60％聚酯、30％降温尼龙、10％氨纶(对于每种纤维可以改变±10％)。

方案3-91％降温聚酯、9％氨纶。

方案4-91％聚酯+9％氨纶。

现在将描述生产这些不同方案的双功能纺织品100的针迹符号的实例。可以修改每个梳栉上的符号以产生各种替代方案。图3A至3D分别描绘了用于根据方案1的第一面102(线圈面)的梳栉1至4的针迹符号。类似地，图4A至4D分别描绘了用于根据方案1的第二面106的梳栉1至4的针迹符号。图3E描绘了用于根据方案1的第一面102的组合针迹符号，图4E描绘了用于根据方案1的第二面106的组合针迹符号。最后，图5描绘了用于双功能纺织品100整体的方案1的组合针迹符号。在所描述的方案中，前梳栉和后梳栉共用纱线的同一端部。

方案1-经编间隔-聚酯/氨纶混纺-90％聚酯、10％氨纶(30％降温聚酯)

用于方案1的第一面102

图3A-梳栉1：2-2/0-0(50D/72F聚酯)-吸收纱线

图3B-梳栉2：2-2/0-0(50D/72F聚酯)-吸收纱线

图3C-梳栉3：1-0/2-3(50D/72F降温聚酯)-降温纱线例如askin

图3D-梳栉4：0-0/2-2(70D氨纶)-弹性纱线

用于方案1的第二面106

图4A-梳栉1：1-0/1-2(50D/72F聚酯)-吸收纱线

图4B-梳栉2：1-0/1-2(50D/72F聚酯)-吸收纱线

图4C-梳栉3：2-1/1-2(50D/72F降温聚酯)-降温纱线例如askin

图4D-梳栉4：1-2/1-0(70D氨纶)-弹性纱线

用于方案1的梳栉1优选使用50旦尼尔/72长丝的拉伸变形聚酯纱线。用于方案1的梳栉2优选使用50旦尼尔/72长丝的拉伸变形聚酯纱线。用于方案1的梳栉3优选使用50旦尼尔/72长丝的拉伸变形全消光降温聚酯纱线。用于方案1的梳栉4优选使用70旦尼尔氨纶纱线(或者同等的弹性纱线)。

优选地，根据方案1生产的双功能纺织品在第二面106上具有50横列/英寸至56横列/英寸的横列计数和33纵行/英寸至39纵行/英寸的纵行计数。

除了以上详述的用于方案1的结构之外，以下描述的是用于双功能纺织品100的替代实施方案的多种针脚结构：

方案2-经编间隔-聚酯/尼龙/氨纶混纺-60％聚酯、30％尼龙、10％氨纶(30％降温尼龙)

用于方案2的第一面102

梳栉1：2-2/0-0(50D/72F聚酯)-吸收纱线

梳栉2：2-2/0-0(50D/72F聚酯)-吸收纱线

梳栉3：1-0/2-3(50D降温尼龙)-降温纱线例如aqua-x

梳栉4：0-0/2-2(70D氨纶)-弹性纱线

用于方案2的第二面106

梳栉1：1-0/1-2(50D/72F聚酯)-吸收纱线

梳栉2：1-0/1-2(50D/72F聚酯)-吸收纱线

梳栉3：2-1/1-2(50D降温尼龙)-降温纱线例如aqua-x

梳栉4：1-2/1-0(70D氨纶)-弹性纱线

用于方案2的梳栉1优选使用50旦尼尔/72长丝的拉伸变形聚酯纱线。用于方案2的梳栉2优选使用50旦尼尔/72长丝的拉伸变形聚酯纱线。用于方案2的梳栉3优选使用50旦尼尔/72长丝的拉伸变形全消光降温尼龙纱线。用于方案2的梳栉4优选使用70旦尼尔氨纶纱线(或者等同的弹性纱线)。

方案3-经编间隔-90％聚酯+10％氨纶(90％降温聚酯)

用于方案3的第一面102

梳栉1：2-2/0-0(50D/72F降温聚酯)-降温纱线例如askin

梳栉2：2-2/0-0(50D/72F降温聚酯)-降温纱线例如askin

梳栉3：1-0/2-3(50D/72F降温聚酯)-降温纱线例如askin

梳栉4：0-0/2-2(70D氨纶)-弹性纱线

用于方案3的第二面106

梳栉1：1-0/1-2(50D/72F降温聚酯)-降温纱线例如askin

梳栉2：1-0/1-2(50D/72F降温聚酯)-降温纱线例如askin

梳栉3：2-1/1-2(50D/72F降温聚酯)-降温纱线例如askin

梳栉4：1-2/1-0(70D氨纶)-弹性纱线

用于方案3的梳栉1至3优选使用50旦尼尔/72长丝的拉伸变形全消光降温聚酯纱线。用于方案3的梳栉4优选使用70旦尼尔氨纶(或者同等的弹性纱线)。

方案4-经编间隔-90％聚酯/尼龙+10％氨纶

用于方案4的第一面102

梳栉1：2-2/0-0(吸收和/或降温纱线)

梳栉2：2-2/0-0(吸收和/或降温纱线)

梳栉3：1-0/2-3(吸收和/或降温纱线)

梳栉4：0-0/2-2(弹性纱线)

用于方案4的第二面106

梳栉1：1-0/1-2(吸收和/或降温纱线)

梳栉2：1-0/1-2(吸收和/或降温纱线)

梳栉3：2-1/1-2(吸收和/或降温纱线)

梳栉4：1-2/1-0(弹性纱线)

如从以上方案1至4中可以看出，用于生产双功能纺织品100的四种梳栉经编间隔结构通常包括在梳栉1和2上的吸收纱线、在梳栉3上的降温纱线和在梳栉4上的弹性纱线。这确保了吸收纱线在第一面102上形成从皮肤表面104吸收水分的线圈。此外，梳栉3上的降温纱线有助于水分从吸收纱线的芯吸和蒸发。最后，在梳栉4上使用的弹性纱线(例如氨纶)确保双功能纺织品100具有悬垂特性和拉伸特性。

附加性能纱线

在一些实施方案中，可以在双功能纺织品100中使用其他性能纱线。具体地，对于方案1至4中的梳栉1至4中列出的纱线，具有附加性能特性的其他蒸发纱线可以与所述蒸发纱线(例如50D/72F降温聚酯)一起添加、混纺、加捻以增强降温效果。这些纱线可以为以下，但不限于此：

·含矿物的纱线-可以添加包含云母、玉、椰子壳、火山灰、石墨烯等的嵌入有矿物的纱线以提供凉爽触感和提高的蒸发性能。矿物纱线由于具有暴露的颗粒而具有更大的表面积，这提供了增加的蒸发能力。这种类型的纱线的实例是37.5聚酯和37.5尼龙。

·吸收纱线-可以使用高吸收纱线，例如双组分合成纱线、可选的改性截面合成纱线、纤维素和非纤维素混纺纱线。这可以包括长丝和纺制纱线二者及其纱线组合。

·相变纱线-可以将相变纱线例如“Outlast”聚酯和“Outlast”尼龙、纤维素和非纤维素混纺纤维添加到本发明中以提供增加的降温能力和降温触感。

附加性能纱线的旦尼尔/长丝范围：

○梳栉1至3-吸收或降温聚酯纱线或尼龙纱线

■旦尼尔范围-10旦尼尔至200旦尼尔

■长丝范围-10长丝至400长丝

○梳栉4-弹性纱线(氨纶或其他弹性纱线)

■旦尼尔范围-10旦尼尔至340旦尼尔

吸收纱线详述(梳栉1和2)

以下提供了可以用于生产双功能纺织品100的多种吸收纱线的描述。这些吸收纱线用于在双功能纺织品100的从皮肤表面104吸收水分的第一面102上产生线圈。如已经描述的，吸收纱线在被润湿时还有助于将水分保留在双功能织物100中，这帮助降温。

第一类吸收纱线是微细长丝(Microdenier)。具体地，微细长丝是测量小于一(1)旦尼尔每长丝(denier per filament，dpf)的纱线。微细长丝的实例为50旦尼尔/72长丝，其中旦尼尔(50)除以长丝(72)小于1。此外，包含1.2dpf或更小的旦尼尔/长丝比率的复丝纱线也可以用于本发明中。在双功能纺织品100的构造期间，微细长丝可以用于梳栉1至3中的任一者上。

共轭(Conjugate)纱线(高吸收双组分聚酯/尼龙)纱线也可以优选地用于梳栉1至3以赋予本发明额外的吸收特性。共轭纱线经历使粘合剂溶解并使纱线分裂的染色过程，从而产生饼状截面。该截面允许比典型的合成纤维更大的水分保留。

由Teijin生产的Nanofront合成纱线技术也可以优选地用于梳栉1至3以赋予双功能纺织品100额外的吸收特性。使用这种技术可以具有700纳米(其是人头发粗度的1/7,500^th)的纤维直径。目前这种纱线是基于聚酯的。

由Eastman生产的Avra纱线技术是可以提供附加的水分管理和吸收性能并且可以用于梳栉1至3的纤维。

优选地，用于双功能纺织品100的所有吸收纱线(梳栉1至3)具有以下特性。首先，吸收纱线通过其将水分从第一面102移动至第二面106的能力而提供芯吸和水分管理特性以加速蒸发。

此外，这些纱线可以提供“凉爽触感”。凉爽触感通过Q-max测试来测试。优选地，双功能织物100在第二面106上的Q-max大于0.130W/cm²(其表明了基于凉爽触感要求的正常行业标准，基于聚酯的产品的凉爽触感效果)。优选地，第二面106在被润湿时的Q-Max(方案1-0.442W/cm²)是第二面106在干燥时的Q-Max(方案1-0.163W/cm²)的至少两倍。此外，第二面106在被润湿时的Q-Max(方案1-0.442W/cm²)是第一面102在被润湿时的Q-Max(方案1-0.157W/cm²)的至少两倍。

上述吸收纱线还提供水分的快速吸收，从而在根据AATCC 79进行测试时允许水分在3秒内浸入织物。

降温纱线详述(梳栉1至3)

降温纱线是芯吸水分的合成纱线。降温蒸发纱线如askin和Mipan aqua-X具有能够向双功能纺织品100提供快速吸收、快速干燥和毛细芯吸作用的改性截面。这些降温纤维具有嵌入的矿物或颗粒，例如云母、二氧化钛或玉，这使双功能纺织品100在第二面106上的Q-max为0.130或更大。此外，改性截面降温蒸发纱线增加了不透明性和UV防护。因此，使用这些纱线能够使蒸发降温能力比一般聚酯更大。

弹性纱线详述(梳栉4)

如已经描述的，在双功能纺织品100的实施方案中，梳栉4优选使用弹性纱线。弹性纱线提供功能性拉伸特性和恢复特性。具体地，在织物中使用弹性体以防止过度增长。具体地，双功能纺织品100优选地包括10％或更少的氨纶纱线，使得当根据ASTM D2594进行测试时，弹性体将有助于在60秒之后保持10％增长或更少增长。

双功能纺织品100的附加益处

在使用中，双功能纺织品100在被润湿激活时可以具有低于平均核心体温(98.6F)30度的温度降低。此外，双功能纺织品100具有在与当前的超细纤维(microfiber)降温毛巾相比时超过60％的传导降温能力(以W/m²计测量的)增加，以及相对于PVA和棉毛巾超过50％的传导降温能力增加。

根据外部湿度/温度，双功能纺织品100具有超过11.0小时的降温持续时间。这由在受控的实验室环境中的独立研究来支持。该报告证实，双功能纺织品100持续11.1小时保持超过50％的湿润，这意味着双功能纺织品100可以将水保持在毛巾内部更长的时间，从而产生比传统超细纤维降温纺织品更长时间的蒸发降温。

双功能纺织品100的吸湿率百分比也超过其重量的四倍，这显著高于市场上传统超细纤维降温纺织品方案。当贴着皮肤放置时，双功能纺织品100还具有来自第一面102的吸收能力以及在相反面(第二面106)上的凉爽触感。

另外的测试已经证明，双功能纺织品100的一个实施方案的吸湿率百分比(WPU％)为织物重量的489％或4.9倍。此外，对纺织品的一个替代实施方案进行的测试的WPU％为织物重量的532％或5.3倍。这是相对于传统超细纤维降温毛巾(在过去达到织物重量的157％WPU％或1.57倍的最大值)的增加。

双功能纺织品100中线圈吸收面(第一面102)上的纱线加上降温面(第二面106)中使用的蒸发纱线的组合产生比聚乙烯醇(PVA)和100％织造棉毛巾二者更高的传导降温能力(以瓦特/m²计测量的)。具体地，两个独立的测试报告显示本文所述的双功能纺织品100分别产生23,483瓦特/m²(方案4的实施方案415g/m²)和22,709瓦特/m²(方案1的实施方案395g/m²)，而PVA和棉毛巾分别产生仅15,011瓦特/m²和14,967瓦特/m²。因此，这显示本发明的双功能纺织品100产生比PVA和棉毛巾二者高约56％至51％瓦特的冷却能，如通过Vartest Laboratories使用题为“Standard Test Method for Thermal and EvaporativeResistance of Clothing Materials Using a Sweating Hot Plate”的修正的ASTMF1868方法进行测试测量的。

双功能纺织品100还可以用为抑制微生物生长而添加的抗微生物化学品或特殊纱线进行处理，从而使其可重复使用而不会发臭。不需要向双功能纺织品100中添加化学品来赋予降温能力。此外，根据所描述的实施方案中的任一者制造的双功能纺织品100柔软地干燥，为可重复使用的并且为可机洗的。

整理操作

除了正常的纺织品整理操作之外，本发明的一个实施方案包括在构造双功能吸收和降温纺织品100之前或之后施加额外的整理操作，所述额外的整理操作在双功能吸收和降温纺织品100被润湿而激活时赋予增加的降温能力、持续时间、温度和其他降温性能特性。以下提供了适用于双功能吸收和降温纺织品100的附加整理操作的实例。也可以采用以下方法的组合。

·刷绒-使用诸如针刷或不太突出的陶瓷纸刷绒的方法进行的刷绒为降温织物提供绒头高度。该绒头高度提供了美学上更柔软的手感和增加的吸收能力。此外，增加的用于水蒸发的表面积有助于加快蒸发的速度。图6中描绘了针型刷绒机的示意图。如所示，将双功能吸收和降温纺织品100的一面(面106)进给到针刷绒机602上，该针刷绒机602以与进给双功能吸收和降温纺织品100的方向相反的方向旋转。当双功能吸收和降温纺织品100经过针604时，针缓慢地刷绒第二面106的表面，而使背面不受损伤。在一些实施方案中，可以对双功能纺织品100的两面进行刷绒。

·压花-压花产生纤维在织物表面上的重新取向。该整理方法用于通过使纱线表面变平来增加表面积。这种增加的表面积允许更高的蒸发速率，从而产生附加的降温特性和更高水平的蒸发。图7中描绘了压花机和压花过程的图。在此，将双功能吸收和降温纺织品100进给到加热辊702与非加热辊704之间。加热辊702的表面通常包括待出现在最终压花织物(第二面106)上的图案。在另一些实施方案中，如果双功能吸收和降温纺织品100的两面均进行压花，则可以将织物翻转。

·刷绒+压花-使用刷绒和压花的组合可以赋予降温织物增加的降温特性。以上描述了刷绒和压花二者的性能益处。图8中描绘了经刷绒和压花二者的变形双功能纺织品100的样品。

化学品更新

化学品也可以用于赋予润湿而激活的双功能吸收和降温纺织品100增加的降温能力、持续时间和较低的温度。以下是另外的整理操作的汇总。这些方法的组合也可以用于双功能纺织品100。

·降温印刷-使用常规和非常规印刷技术的印刷化学品可以用于向降温纺织品100表面添加疏水性、亲水性、相变、矿物(颗粒)等化学品。这些化学品在被润湿而激活时赋予增加的降温能力、持续时间和较低的温度。

·降温凝胶-专有组合物以及印刷或涂覆在双功能纺织品100上的降温凝胶可以赋予双功能纺织品100增加的降温特性。

·降温整理剂-可以向双功能吸收和双功能纺织品100添加诸如木糖醇、赤藓醇和其他降温整理剂的降温化学品以赋予双功能纺织品100(在其被润湿而激活时，其次在干燥状态下)增加的降温特性。

织物结构&纱线位置

圆形针织间隔物-图1中描绘的类似分层效果也可以使用圆形针织间隔物来实现。圆形针织间隔物机具有增加的插入另外的纱线(例如单丝纱线)的能力，以向材料提供增加的厚度。这种由纱线例如单丝纱线产生的增加的厚度可以用共轭纱线替代或与共轭纱线间歇地结合，同时所使用的外部纱线可以是高蒸发纱线或任何先前描述的纱线。

·平针床针织-图1中描绘的类似分层效果也可以使用平针织机来实现。平针织机非常灵活，允许复杂的针脚设计、成形针织和精确的宽度调节。工业平针织机的两个最大制造商是德国的Stoll和日本的Shima Seiki。

本发明已经对多个实例进行了描述。然而，应理解，在不脱离本发明的如以上权利要求所描述的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。