含微膠囊的穩定懸浮液及其制備方法

專利名稱：含微膠囊的穩定懸浮液及其制備方法
技術領域：
本發明一般地涉及調溫織物。更特別地，本發明涉及生產這 種織物所使用的穩定的懸浮液，所述懸浮液包括含至少一種相變材料 的微膠嚢。
背景技術：
人體通過利用出汗過程冷卻和體毛作為隔離介質，維持其溫 度在恒定水平下。然而，天然的人體調溫能力受到局限，并通過衣服來干擾。
調溫材料，例如相變材料，當置于身體附近時，可輔助調節 皮膚和微氣候溫度。當體溫升高時，相變溫度在所需范圍內的相變材 料從皮膚中吸收能量，且當身體冷卻時釋放熱量。這導致人類皮膚和 微氣候溫度的波動較小，較大的舒適感，較少出汗和較低的微氣候相 對濕度。相變材料也可充當節能器，例如若室內配有含相變材料的元 件，例如油漆、地毯、家具飾面層、家具織物或家具涂層，則該元件 在比較暖和的時間內吸收過量的熱量并在比較寒冷的時間內釋放熱 量。按照類似的方式，它也可在建筑和構造材料，例如絕緣體、屋頂、 壁板、壁紙、天花板材料、地板和地板覆蓋材料等中使用。此外，相 變材料也可在其中調溫，或溫度緩沖可具有優勢的許多其他的市場， 例如健康護理、服裝、電器、運輸、船運、化妝/個人護理、食品和飲 料包裝、用具、 一次性用品和更多方面中使用。—般地，調溫材料可包括能吸收或釋放熱能，在溫度穩定范圍處或以內降低或消除熱流的任何物質(或物質的混合物)。溫度穩 定范圍可包括特定的轉變溫度或轉變溫度范圍。若相變材料合適地位 于最終產物內的話，則在當相變材料吸收或釋放熱量的時間段過程中， 典型地當相變材料經歷兩個狀態(例如液態和固態，液態和氣態，固態 和氣態，或兩個固態)之間的轉變時，相變材料能抑制熱能流動。這一 作用典型地是臨時的，例如直到在加熱或冷卻工藝過程中，相變材料 的潛熱被吸收或釋放時才發生。熱能可在相變材料中儲存或從中除去，
且相變材料典型地可有效地通過熱或冷源再補充(recharge)。通常包封相變材料。由于一些下述原因，包封是所希望的 在相變材料變為液態之后防止相變材料泄漏；和保護相變材料避免污 染；增加耐久性；產品感覺等。對于一些應用，例如布料來說，優選膠嚢為微米/納米尺寸 范圍。在這些尺寸范圍內，相變材料的膠嚢可摻入到產品內且沒有改 變外觀、織構或產品的生產工藝。微米/納米尺寸范圍內的膠嚢此處稱 為微膠嚢。用微膠嚢包封的相變材料稱為微嚢化相變材料(mPCM)。微嚢化相變材料可通過各種方式引入到商業產品內。根據 一些工業實踐，mPCM，典型地與粘合劑和可能地其他組分結合一起涂 布在商業產品上。涂布可使用已知的方法，例如輥襯刮刀涂布、輥涂、 狹縫涂布、篩網印刷、發泡涂布、層壓、盡染、噴灑、浸軋、擠出、 壓花或植絨等，正如在美國專利5366801 、 6207738、 6217993、 6503976、 6514362和6660667中所述，其相關教導在此通過參考引入。許多商業產品由纖維制成。可在轉化成最終的商業產品之 前或者在其之后，在纖維上涂布微嚢化的相變材料。或者，可在其制 備過程中，將mPCM摻入到纖維內。常規地，使用兩種方法制備合成纖維溶液紡絲工藝和熔 體紡絲工藝。通常使用溶液紡絲工藝，形成丙烯酸類或再生纖維素纖 維，而一般使用熔體紡絲工藝形成尼龍纖維、聚酯纖維、聚丙烯纖維 和其他類似類型的纖維。溶液紡絲工藝分成兩種主要的紡絲技術干
紡和濕紡。在濕紡工藝中，紡絲頭浸漬在化學浴內或者保持與化學浴非常接近，和當長絲出來時，它們接觸化學浴并從溶液中沉淀和硬化。 在干紡工藝中，與通過稀釋或化學反應沉淀聚合物不同，在可以加熱 或冷卻的空氣或惰性氣體物流內，通過蒸發溶劑實現硬化
維內，正例如在美國專利6855422、 6689466和4756958以及美國專利 申請20050208300、 20040126555、 20020054964和在Acrylic Fibers 中，R.Cox 在 Synthetic Fibers: Nylon ，Polyester，Aery 1ic， Polyolefins， Woodhead Publishing ISBN 1 85573 588 1中所述， 其相關教導在此通過參考引入。許多這些方法存在著涉及微嚢化相變 材料(mPCM)分散的常見難題。在纖維制備工藝過程中，引入的微膠嚢 傾向于形成較大顆粒的聚集體。這種聚集體可導致制備和生產問題， 以及導致生產不具有吸引力的含mPCM的纖維。尤其受影響的纖維的物 理性能，例如強度、纖度變化，厚和薄的斑點等。若微膠囊聚集，則 可出現諸如過濾器堵塞，在管壁上沉積，壓力以及流動變化和紡絲頭 孔穴阻滯(blockage)之類的生產問題。在一些制備方法中，生產在溶液內的mPCM懸浮液，然后將 其與聚合物或聚合物-前體(例如單體)的溶液混合以供紡絲。若在與 聚合物(或前體)混合之前，以足夠穩定使得能儲存長的時間段且沒有 顯著的聚集或相分離的方式形成mPCM的懸浮液，則制備工藝被簡化。 此外，在混合之后，應當在混合物內均勻地分散mPCM，使得能生產具 有所需mPCM分布的纖維。在許多情況下，難以實現這種所需的穩定懸 浮液和均勻的分散體，例如這是由于該溶液的高離子強度導致的。在 許多情況下，觀察到"乳油析出(creaming)"。使用這一術語描述兩 層的形成，其中微膠嚢主要在頂層內。若在管道工件內發生乳油析出， 則它在管道工件上形成非常難以除去的皮層或涂層。

發明內容
因此，根據本發明的一個方面，提供穩定的第一懸浮液用 于生產含聚合物的調溫織物，所述懸浮液包括溶劑和含至少一種相變 材料的多個微膠嚢，其中所述微膠嚢摻入到所述含聚合物的織物內，
8和其中所述穩定的第一懸浮液的特征在于所述溶劑能溶解織物形成組 分，所述織物形成組分選自至少一種所述聚合物及其前體，和所述懸
浮液穩定至少約20小時。在本發明的優選實施方案中，不僅懸浮液穩定至少約20 小時，這意味著觀察到沒有顯著的聚集，而且在懸浮液內的微膠嚢也
A& /U ，—肝。近々T IT肝WJ T》人4S久41 IT^it" 〃| '而W、J瓜//W , 右匕刃收萍形 式的話。因此，在優選的實施方案中，在懸浮液內至少約95%的微 膠嚢在懸浮液內保持完整至少約20小時。根據特別優選的實施方案， 在懸浮液內至少約98%的微膠嚢在懸浮液內保持完整至少約20小時。 在最優選的實施方案中，在懸浮液內至少約98%微膠嚢在懸浮液內保 持完整至少約40小時。在本發明的其他優選的實施方案中，由至少一類聚合物纖 維形成所述織物。優選地，所述聚合物選自丙烯腈基聚合物，纖維素基聚合 物，聚酯基聚合物，聚酰胺基聚合物和聚烯烴基聚合物。在本發明的一些優選的實施方案中，所述溶劑是水溶液。優選地，所述水溶液包括選自鈉堿(sodiurabase)、硫氰酸 鈉、氯化鋅、正曱基嗎啉氧化物、氨、硫酸銅、硝酸、丙酮、二曱基 甲酰胺(DMF)和正甲基吡咯烷酮(NMP)中的至少一種進一步的組分。在本發明的其他優選實施方案中，所述第一懸浮液進一步 包括選自消泡劑、流動控制劑、潤濕劑、分散劑和表面活性劑中的至 少一種進一步的組分。優選地，所述水溶液包括選自鈉堿、硫氰酸鈉、氯化鋅、 正甲基嗎啉氧化物、氨、硫酸銅、硝酸、丙酮、DMF和NMP中的至少 一種進一步的組分。在本發明的其他方面中，所述微膠囊包括殼和核，和所述 殼由選自丙烯酸及其衍生物，甲基丙烯酸及其衍生物，甲醛，異氰酸 酯、脲、羧酸衍生物、二氧化硅前體和明膠中的至少一種組分形成。
微膠嚢可包括殼和核，其中所述核包括選自十八烷、具有 15-25個碳原子的直鏈烴，具有15-25個碳原子的支鏈烴中的相變 材料。根據本發明另一實施方案，至少一種相變材料的熔點范圍
為約20'C -約50°C。根據本發明的再一實施方案，至少一種相變材料
的熔融焓范圍為約80J/g-約400J/g。在本發明的優選實施方案中，所述微膠嚢包括殼和核，和
所述殼與核的重量比在約0.5:9. 5到約4:6范圍內。
該重量比也可以在約l:9到約3:7范圍內。
微膠嚢可形成所述懸浮液的約5-約40wt%。
微膠嚢可形成所述懸浮液的約10-約30wt%。
微膠嚢可具有各種規則或不規則的形狀(例如，球形、橢圓
形等等)和各種尺寸。單獨的微膠嚢可具有相同或不同的形狀或尺寸。
根據本發明的實施方案，微膠嚢的最大線尺寸范圍為約0.1-約20微 米。優選地，微膠嚢的最大線尺寸范圍為約0. 3-約2微米。在本發明的另一方面中，聚合物是丙烯腈基聚合物，穩定 的懸浮液中的溶劑包括水和硫氰酸鈉，硫氰酸鈉的濃度范圍為溶劑的 約40 -約60wt%，和微膠嚢形成所述懸浮液的約5 -約30wt%。根據相 關的實施方案，聚合物是丙烯腈基聚合物，穩定的懸浮液中的溶劑包 括水和硫氰酸鈉，硫氰酸鈉的濃度范圍為溶液的約45-約55wt%，和 微膠囊形成所述懸浮液的約8-約20wt。/。，且該懸浮液保持在環境溫度 下。在本發明的其他方面中，所述聚合物是纖維素基聚合物， 其中所述溶劑包括水和氫氧化鈉，其中氫氧化鈉的濃度在約1% -約5 %范圍內，和其中所述微膠嚢形成所述懸浮液的約5-約30%。在本發明的另一方面中，提供由以上定義的笫一懸浮液并 結合選自聚合物及其前體中的至少一種聚合物纖維形成組分形成的第 二懸浮液。所述微膠囊可均勻地分散在所述第二懸浮液中。
10
根據另一方面，第二懸浮液含有摻入至少一種功能化合物 的微膠嚢，所述功能選自阻燃、生物活性、抗微生物活性、抗氣味、 紫外光吸收、濕氣監控和耐水、油脂、污物和/或污漬。根據各種其他實施方案，在所述結合之前，這種微膠嚢存 在于所述穩定懸浮液內，這種微膠囊與結合的聚合物或前體一起引入， 在所述結合或者這些選擇的任何結合之后引入。根據優選的實施方案， 所有類型的微膠嚢均勻地分散在第二懸浮液內。在其中穩定的懸浮液用于生產含聚合物的調溫織物的情況 下，優選選擇溶劑，以便它能溶解聚合物和/或形成聚合物的前體。根 據本發明的一個實施方案，溶劑是水溶液。例如，在聚合物為丙烯腈 基聚合物的情況下，硫氰酸鈉的水溶液是合適的溶液，而若聚合物是 纖維素基聚合物時，氫氧化鈉的水溶液是合適的溶液。根據本發明的 一個實施方案，在環境溫度下提供溶劑。混合溶劑和多種微膠嚢，形 成穩定的懸浮液。根據本發明的一個實施方案，在用低剪切混合器混 合的同時，將溶劑加入到微膠嚢中。在本發明的另一方面中，提供制備所述前面定義的第一懸 浮液的方法，該方法包括下述步驟提供含相變材料的微膠嚢；提供 能溶解選自所述聚合物及其前體中至少 一種的織物形成組分的溶劑； 和混合所述溶劑與所述微膠嚢，形成所述第一懸浮液。在一個實施方案中，提供溫度范圍在約環境到120'C下的 所述溶劑。在一個實施方案中，所述第一懸浮液保持在約環境到120
x:的溫度范圍內。在一個實施方案中，所述第一懸浮液保持在低剪切混合下。
可在容器內提供所述微膠嚢，和在所述容器內，將所述溶
劑加入到所述微膠嚢中，形成所述第一懸浮液。所述溶劑可以是含水溶劑。可提供所述微膠嚢作為在流體內微膠嚢的第三懸浮液，和 所述第三懸浮液可以是在一含水介質中。
在第三懸浮液內，微膠嚢與水的重量比范圍可以是約30-80%。按照任何已知的方式，例如通過混合微膠嚢與水或與水溶液， 生成第三懸浮液。在一些情況下，在制備含相變材料的微膠嚢的工藝 中生成懸浮液。在這一情況下，該懸浮液原樣地或者在一定的改性之 后用作第三懸浮液。在本發明的一個方面中，所述第三懸浮液的粘度范圍為約 100-約3000厘泊。在本發明的再一方面中，所述第三懸浮液的粘度范圍為約 1000 -約2000厘泊。優選地，提供溫度范圍為約環境到120'C的所述第三懸浮液。在本發明這一方面的其他實施方案中，所述方法進一步包 括下述步驟添加選自消泡劑、潤濕劑、流動控制劑、分散劑和表面 活性劑中的至少 一種進一步的組分到所述第 一 懸浮液中。在本發明的另一優選的實施方案中，提供制備以上定義的 所述笫二懸浮液的方法，該方法包括下述步驟提供選自聚合物及其 前體中的至少一種織物形成組分，并結合所述組分與所述第一懸浮液， 形成所述第二懸浮液。提供任何形式，例如溶液形式的聚合物和/或前體。能溶解 聚合物和/或前體的任何溶劑適合于這種聚合物和/或前體溶液。根據 本發明的一個實施方案，該溶劑由在形成第一懸浮液中用作為溶劑的 組分組成。根據另一實施方案，聚合物和/或前體溶液中的溶劑的組成 類似于第一懸浮液內的溶劑，例如當聚合物是丙烯腈基聚合物時，均 是硫氛酸鈉的水溶液，和當聚合物是纖維素基聚合物時，是水溶液或 氬氧化鈉。結合操作可使用已知的方法，例如混合。根據本發明的一 個實施方案，微膠囊均勻地分散在第二懸浮液內。在本發明的這一方面中，所述方法進一步包括濕紡或干紡 所述第二懸浮液。本發明還涉及根據所述紡絲步驟之一制備的纖維。
在本發明的優選實施方案中，所述微膠囊均勻地分散在所 述纖維當中。在本發明的這一方面中，所述纖維優選與其他纖維結合， 形成織物。在本發明的其他優選的實施方案中，提供含通過所述方法 生產的纖維的商業產品。


圖l是根據實施例3生產的微膠囊的新鮮形成的穩定懸浮 液的粒度分布示意圖；和圖2是在24小時之后，根據實施例3生產的微膠嚢的穩定 懸浮液的粒度分布的示意圖。
具體實施例方式此處所使用的術語"穩定懸浮液"可以是指例如其中含相 變材料的多個微膠囊懸浮在溶劑內和其中大多數該微膠嚢均勻地分散 的懸浮液。該術語還可以指代其中大多數微膠嚢沒有顯著聚集的懸浮 液。該術語還可以指代其中大多數微膠嚢沒有飄浮在溶劑之上或下沉 到其底部的懸浮液。該術語還可以指代其中沒有發生乳油析出的懸浮 液。此處所使用的術語"聚合物前體"是指例如通過任選地與 其他化合物一起聚合，轉化成聚合物的化合物。單體是聚合物前體的 實例。此處所使用的術語"均勻地分散"是指例如其中大多數微 膠嚢沒有聚集的狀態。此處所使用的術語"能溶解…的溶劑"是指例如其中聚合 物或其前體可溶的溶劑，其程度使得可制備含至少lw"溶質的溶液。此處所使用的術語"潛熱"是指例如通過經歷狀態變化的 物質吸收或釋放的能量。此處所使用的術語"相變材料"是指例如能吸收或釋放能 量，在溫度穩定范圍處或其內調節傳熱的材料。溫度穩定范圍可包括
13具體的轉變溫度或轉變溫度范圍。在一些情況下，當相變材料吸收或釋放熱量時，典型地當相變材料經歷兩個狀態之間的轉變時的時間段期間，相變材料可能能夠抑制傳熱。這一作用典型地是暫時的，且直到加熱或冷卻工藝過程中吸收或釋放相變材料的潛熱時才發生。可在相變材料中儲存或從中除去熱量，和相變材料典型地可通過熱或冷源
有效地再補充。對于一些實施裝置(implementation)來說，相變材料可以是兩種或更多種材料的混合物。通過選擇兩種或更多種不同的材料并形成混合物，可針對任何所需的應用，調節溫度穩定范圍。根據下述文章，當引入時，所得混合物可顯示出兩個或更多個不同的轉變溫度或者單一改性的轉變溫度
Farid， M. M.等人在 Energy Conversion and Management 45，(2004) 1597-1615中的"A Review on Phase-change Energy Storage:Materials and Appl icat ions (相變能量儲存的綜述材料和應用)"；
Zalba， B.，等人在Applied Thermal Engineeringl 23 (2003)，251-283中的"Review on Thermal Energy Storage with Phase-change:Materials, Heat Transer Analysis and Applications (材料熱能jai
存與相變的綜述材料、傳熱分析和應用)"；
Kenisarin， M.， 等人在NATO Advanced Study Institute SummerSchool on Thermal Energy Storage for Sustainable EnergyConsumption (TESSEC) ， Cesme, Izmir, Turkey, June, 2005上提交的論文"Actual Problems in Using Phase-Change Materials to StoreSolar Ene r gy (使用相變材料儲存太陽能的實際問題)"。根據本發明的各種實施方案，可從穩定中受益的相變材料包括各種有機物質。作為實例且不是限制，例舉的相變材料包括烴(例如直鏈烷烴或烷屬烴，支鏈烷烴，不飽和烴，卣代烴，和脂環烴)，脂肪酸，脂肪酸酯，二元酸，二元酸酯，l-離化物，伯醇，芳族化合物，酸酐(例如硬脂酸酐)、碳酸亞乙酯、二元醇，多元醇(例如，2，2-二甲基-1， 3-丙二醇，2-羥甲基-2-甲基-l， 3-丙二醇，聚乙二醇，季戊四醇，二季戊四醇，五聚甘油)，聚合物，聚二元醇，金屬及其混合物。
相變材料的選擇可取決于相變材料的潛熱和轉變溫度。相 變材料的潛熱典型地與其降低或消除傳熱的能力有關。在一些情況下， 相變材料的潛熱可以是至少約40J/g，例如至少約50J/g，至少約 60J/g，至少約70J/g，優選至少約80J/g，特別優選至少約90J/g， 和最優選至少約100J/g。因此，例如，相變材料的潛熱范圍可以是約 40J/g-約400J/g，優選約60J/g-約400J/g，特別優選約80J/g-約400J/g,和最優選約100J/g-約400J/g。相變材料的轉變溫度典 型地與可通過相變材料維持的所需溫度或所需溫度范圍有關。在一些 情況下，相變材料的轉變溫度范圍可以是約-IO'C -約IIOTC，例如約 O'C-約100'C，約O匸-約50X:,約10'C-約5(TC，優選約15'C-約45'C，特別優選約22°C-約40'C，和最優選22°C -約28°C 。相變 材料的選擇可依賴于其他因素，例如它對形成殼的材料的反應性或者 缺少反應性，在環境或加工條件下其抗降解性，其生物降解性，和其 毒性。表1提供了可用作根據本發明的各種實施方案穩定的相變 材料的例舉烷屬烴的列舉。
碳原子數
正二十八烷
正二十七烷
正二十六烷
正二十五烷
正二十四烷
正二十三烷
正二十二烷
正二十一烷
正二十烷
正十九烷
正十八烷
正十七烷
正十六烷
正十五烷
正十四烷
正十三烷
28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13
61. 4 59. 0 56. 4 53. 7 50. 9 47. 6 44. 4 40. 5 36. 8 32. 1 28. 2 22. 0 18. 2 10. 0 5. 9 一5. 5
相變材料可以是兩種或更多種物質(例如兩種或更多種以 上討論的例舉相變材料)的混合物。通過選擇兩種或更多種不同的物質 (例如兩種不同的烷屬烴)并形成其混合物，可針對所需的應用，在寬 的范圍內調節溫度穩定范圍。根據本發明的一些實施方案，相變材料 可包括兩種或更多種物質(例如兩種或更多種以上討論的例舉相變材 料)的共聚物。
溫度或所需應用。例如:對于其中所得多組分纖維摻二到為維持使用 者舒適溫度而設計的衣服內的應用來說，理想的可以是轉變溫度接近 室溫的相變材料。根據本發明的一些實施方案，尤其有用的相變材料包括具 有10-44個碳原子的烷屬烴(即C1Q-C"烷屬烴)。表1提供了可在此 處所述的二氧化硅膠嚢內用作相變材料的例舉的d3-"烷屬烴的列 舉。烷屬烴中碳原子數典型地與其熔點有關。例如，每一分子含有28 個直鏈碳原子的正二十八烷的熔點為61.4'C。作為比較，每一分子含 有13個直鏈碳原子的正十三烷的熔點為-5. 5。C。根據本發明的實施方 案，每一分子含有18個直鏈碳原子且熔點為28. 2C的正十八烷對于 布料應用來說是尤其所需的。其他有用的相變材料包括轉變溫度適合于多組分纖維的所 需應用(例如，對于布料應用來說，為約22X:-約40'C)的聚合物相變 材料。聚合物相變材料可包括具有含一類或更多類單體單元的各種鏈 結構的聚合物(或聚合物的混合物)。特別地，聚合物相變材料可包括 直鏈聚合物，支鏈聚合物(例如星形支化聚合物，梳形支化聚合物，或 齒狀支化聚合物)，或其混合物。聚合物相變材料可包括均聚物，共聚 物(例如三元聚合物，統計共聚物，無規共聚物，交替共聚物，周期性 共聚物，嵌段共聚物，徑向共聚物，或接枝共聚物)或其混合物。本領 域的技術人員要理解，可通過添加官能團，例如胺、酰胺、羧基、羥 基、S旨、醚、環氧基、酸酐、異氰酸酯、硅烷、酮和醛，來改變聚合 物的反應性和官能度。此外，含聚合物相變材料的聚合物可以能夠交
16聯、纏結或氫鍵鍵合，以便增加其韌度或耐熱性、耐濕性或耐化學性。根據本發明的一些實施方案，相對于非聚合物相變材料(例 如烷屬烴)，具有較高分子量、較大分子尺寸或較高粘度的聚合物相變 材料可以是所需的。這種較大分子尺寸或較高粘度的結果是，聚合物 相變材料可顯示出較小的傾向從其殼中泄漏，例如較大的分子尺寸或 較高的粘度可防止聚合物相變材料流經形成殼外部的殼元件或密封元 件的流動。例如，在本發明的一些實施方案中，聚乙二醇可用作相變 材料。聚乙二醇的平均分子量典型地與其熔點有關。例如，平均分子 量范圍為570 - 630的聚乙二醇(例如Carbowax 600)的熔點為20。C -25'C。可在其他溫度穩定范圍內有用的其他聚乙二醇包括Carbowax 400 (熔點4°C-8°C)、 Carbowax 1500 (熔點44°C - 48°C)和Carbowax 6000 (熔點56°C -63°C)。在本發明的一些實施方案中，熔點范圍為60 C -65。C的聚環氧乙烷也可用作相變材料。進一步所需的相變材料包
括熔點范圍為o'c - 4ox:的聚酯，它可例如通過縮聚二元醇(或其衍生
物)與二元酸(或其衍生物)而形成。表2列出了可采用二元酸與二元醇
的各種結合形成的例舉聚酯的熔點。
表2_
二元醇 二元酸 聚酯的熔點('c)
碳酸39
棕櫚酸25
二甘醇酸17-20
硫代二戊酸25-28
二甘醇酸17
丙二酸33
戊二酸35-39
二甘醇酸29-32
棕櫚酸37
碌酰基二戊酸(sulphenyl divaleric)32
聯苯曱酸36
二苯曱烷-m, m、--二酸38
反式-H， H-對苯.二曱酸18
戊二酸36-38
棕櫚酸38-41
壬二酸37-39
17
蹈 庫 & 庫 &
二 二 二 二 二
l醇醇醇醇丙醇醇醇醇丁丁丁丁醇醇醇
二 二 二 二 r 二 二 二 二卜> s 二 二 二
乙乙乙乙1,丙丙丙丙1， 1， 1, 1, 丁 丁 丁硫代二戊酸 37
鄰苯二曱酸 17
聯苯曱酸 34
己二酸 37
辛二酸 17
癸二酸 26
琥珀酸 32
戊二酸 22
己二酸 36
棕櫚酸 39
對苯基二乙酸 33
二甘醇酸 33
戊二酸 28-34
4-辛烯二酸酯(4-octenedioate) 20
草酸 31
4-辛烯二酸酯 39
間亞苯基二甘醇酸 35
丙二酸 29-34
間苯二曱酸 34-36
內消旋-酒石酸 33
草酸 10
辛二酸 28-35
癸二酸 36-44
鄰苯二曱酸 11
反式-H,H-鄰苯二甲酸 25
癸二酸 28
磺酰基二戊酸 24
鄰苯二曱酸 10
聯苯曱酸 38
丙二酸 36
癸二酸 27
二甘醇酸 35根據本發明的一些實施方案，可通過使相變材料(例如以上 討論的例舉的相變材料)與聚合物(或聚合物的混合物)反應，形成具有 所需轉變溫度的聚合物相變材料。因此，例如，正十八烷酸(即硬脂酸) 可與聚乙烯醇反應或酯化，得到聚硬脂酸乙烯酯，或者十二烷酸(即月 桂酸)可與聚乙烯醇反應或酯化，得到聚月桂酸乙烯酯。可使相變材料 (例如，具有一個或更多個官能團，例如胺、羧基、羥基、環氧基、硅 烷、含硫基團(sulfuric)等基團的相變材料)與聚合物的結合物反應，
苯苯苯
基基基
曱甲曱
醇醇醇 基基基
醇醇醇二 二 二醇醇醇醇醇醇醇醇醇醇醇醇醇醇醇醇醇醇醇醇醇醇醇羥羥羥
二 二 二戊戊戊二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二甘甘甘甘甘甘甘甘甘二 二 二
丁 丁 丁新新新戊戊戊戊戊戊己己庚辛壬癸癸癸二 二 二 二 二三三三三對間間得到具有所需轉變溫度的聚合物相變材料。相變材料可包括兩種或更多種物質(例如，兩種或更多種以 上討論的例舉的相變材料)的混合物。通過選擇兩種或更多種不同的物 質(例如，兩種不同的烷屬烴)并形成其混合物，可針對任何特定應用， 在寬的范圍內調節溫度穩定范圍。根據本發明的一些實施方案，兩種 或更多種不同物質的混合物可顯示出兩種或更多種不同的轉變溫度或 單一改性的轉變溫度。根據本發明的一個實施方案，微膠嚢包括殼和核。根據另 一實施方案，核包括相變材料。殼提供包封、包含、包圍和吸收相變 材料中的至少一種。這一殼可有助于處理相變材料，同時在纖維的制 備過程中提供對相變材料一定程度的保護(例如，避免高溫或剪切力)。 各種材料適合于微膠嚢殼，其中包括合成聚合物，例如曱醛基聚合物， 異氰酸酯、胺、羧酸衍生物、天然材料，例如明膠或纖維素和丙烯酸 類聚合物，以及其他，例如二氧化硅。殼聚合物可以是熱塑性或熱固 性、交聯或未交聯，軟或硬，柔性或硬質的聚合物。根據本發明的一 個實施方案，由曱醛基聚合物，二氧化硅顆粒，或丙烯酸類聚合物、 前體，例如丙烯酸、曱基丙烯酸、甲醛和二氧化硅前體形成殼，正例 如在專利EP1321182和US6716526和專利申請W02004092299和 WO2005105291中所述，其細節在此通過參考全文引入到本發明的公開 內容中。本發明的穩定懸浮液包括能溶解在調溫織物內包括的聚合 物或者能溶解這種聚合物的前體的溶劑。任何聚合物適合于本發明， 若它被摻入到這種調溫織物內的話。根據本發明的另一實施方案，聚 合物是丙烯腈基聚合物和纖維素基聚合物中的至少一種。能溶解待摻 入的聚合物或其前體的任何溶劑是合適的。根據本發明的一個實施方 案，溶劑是水溶液。根據本發明另一實施方案，水溶液包括至少一種 溶質，例如鈉堿，硫氰酸鈉，氯化鋅，丙酮，DMF、醒P和硝酸。根據 本發明另一實施方案，以不含微膠嚢為基礎，在溶劑內溶質濃度范圍 為約0.5% -約90wt%。根據本發明另一實施方案，以不含微膠嚢為基
19礎，在溶劑內溶質濃度范圍為約1% -約70wt%。本發明的穩定懸浮液包括所述溶劑和含所述相變材料的微 膠囊。根據本發明的一個實施方案，微膠嚢形成懸浮液的約5-約 50wt%。根據本發明的一個實施方案，微膠嚢形成懸浮液的約10-約 30wt%。含所述溶劑和所述微膠嚢的本發明的穩定懸浮液的特征是 它穩定至少20小時。根據本發明的一個實施方案，穩定懸浮液穩定至 少40小時。此處所使用的術語"穩定懸浮液，，可以是指其中大多數微 膠嚢均勻地分散的懸浮液。此處所使用的術語"均勻地分散"是指其 中大多數微膠嚢沒有聚集的狀態。術語"穩定懸浮液"也可以指代其 中大多數微膠嚢沒有聚集的懸浮液。該術語也可以是指其中大多數微 膠嚢沒有飄浮在溶劑之上或下沉到其底部的懸浮液。該術語也可以指 代其中沒有觀察到乳油析出的懸浮液。根據本發明的再一實施方案，穩定懸浮液包括選自消泡劑、 潤濕劑、流動控制劑、分散劑和表面活性劑中的添加劑。合適的添加 劑包括
a) 流動控制和流變劑，例如水溶性聚合物、水不溶性聚合物，粘 土，微晶纖維素氣溶膠；
b) 分散劑，例如陰離子、陽離子、兩性和非離子表面活性劑，聚 丙烯酸的衍生物，低或高分子量的不飽和酸的聚羧酸聚酯，聚季銨化 合物，聚羧酸，長鏈多胺酰胺的鹽，和具有酸性基團的嵌段共聚物的 烷醇銨鹽；
c) 潤濕劑，例如聚醚改性的聚二曱基硅氧烷(例如獲自Byk Chemie 的BYK-348、 BYK-346、 BYK-333)。—般地，潤濕劑可選自硅化合物，氟化合物，聚二元醇， 脂肪酸，脂肪酰胺，脂肪醇及其酯和醚。合適的試劑也可包括來自以 上列舉的各種混合物，共混物和共聚物。在本發明的優選實施方案中，所迷第一懸浮液進一步包括 具有一些功能特征的至少一種化合物，所述功能可包括例如阻燃、生物活性、抗微生物活性、抗氣味、uv吸收、濕氣監控和耐水、油脂、
污物和/或染色。根據本發明的一個實施方案，功能化合物和功能選自
表3列出的那些以及任何類似或相關的功能。
表3提供某一優勢的紡織品性能和材料
功能功能化合物
濕氣監控 和抗油脂親水和極性物質，例如酸、輕基、醚、酯、胺、酰胺亞胺、氨基曱 酸酯、砜、硫化物、天然糖類、纖維素、糖類、蛋白質等。優選的 物質是二元醇、聚乙二醇、酸、鹽和天然的含羥基物質。
耐水性、耐 臟性和耐 污染性非官能的、非極性和疏水材料，例如氟化化合物、硅化合物、烴、 聚烯烴、脂肪酸等。
阻燃劑卣代化合物，特別是含氯或澳的化合物，含磷化合物，含髙氮低氧 的化合物和金屬，例如銻等。
抗微生物、 抗真菌和 抗細菌基于金屬，例如銀、鋅和銅的絡合金屬化合物，它引起活性酶中心 的抑制。含銅和銅鹽(CiT2， Cu+)的物質，例如由Cupron Corp. Greensboro, NC提供的那些。 含4艮和4艮鹽的凈勿質與單體(Ag, Ag+，Ag+2),例i口獲自Thomson Research Assoc. Inc.的Ultra-Fresh ; 獲自Clar iant Corp.的Sani t ized Silver and Zinc。 氧化劑，例如醛，卣素和proxy化合物進攻細胞膜。獲自Vanson HaloSource Inc.的諸如HaloShield⑧之類的產品。 最持久的抗微生物劑之 一 是2， 4， 4-三氯-2 、-輕基二苯醚 (Triclosan )。通過利用滲透并干擾其細胞壁的電-化學模式，三 氯生抑制微生物生長。
抗微生物、 抗真菌和 抗細 菌 (續)季銨化合物，雙胍，胺和葡糖魚精蛋白.用這些物質整理過的纖維 結合微生物到其細胞膜上并干擾脂質多糖結構，從而導致細胞分解。 諸如獲自Aegis Environments的季銨硅坑,或獲自Clariant Corp. 的Sanitized Quat T99-19;以牌號Purista⑧獲自Avecia Inc. 的雙胍之類的產品 另一方面是固定季銨化合物，正如EP11115940中列出的。這些化合 物可通過聚合的PCM聚合物上的酸基，在微膠囊殼上的酸基或在紡 織品基底上的酸基而固定。 殼聚糖是由甲殼素(一種甲殼中的主要組分)衍生的有效的天然抗微 生物劑。 基于十一烯酸或十一炔醇(undecynol)的蓖麻油衍生物。諸如十一烯 氧基聚乙二醇丙烯酸酯或曱基丙烯酸酯之類的產品。
根據本發明的一個實施方案，將功能化合物溶解在穩定的 懸浮液內。根據另一實施方案，功能化合物包封在殼內。根據相關實 施方案，殼的性能類似于相變材料的微膠嚢中的殼。根據另一實施方 案，功能化合物微膠嚢的殼由與相變材料微膠嚢的殼相同的材料制成。 根據相關的實施方案，功能化合物被包封且微膠嚢均勻地分散在本發 明的穩定懸浮液內。根據本發明的一個實施方案，穩定懸浮液保持在控制的溫 度下。根據相關的實施方案，該溫度范圍為約15'C-約120'C。根據 另一實施方案，溫度保持在約20°C -約5(TC下。根據另一實施方案， 穩定懸浮液保持在低剪切混合下。根據該溶液的一個實施方案，低剪 切混合是采用漿或螺旋槳在1 - 100s—、優選1 - 10s—1的剪切速度下混 合或攪動。根據本發明，含溶劑和多個微膠嚢的穩定懸浮液用于生產 含聚合物的調溫織物。根據本發明另一實施方案，該聚合物是纖維素基聚合物， 穩定懸浮液中的溶劑包括水和氫氧化鈉，氫氧化鈉的濃度范圍為溶劑 的約1% -約8wt%，和微膠嚢形成所述懸浮液的約15% -約50wt%。 根據相關的實施方案，聚合物是纖維素基聚合物，穩定懸浮液中的溶 劑包括水和氫氧化鈉，氫氧化鈉的濃度范圍為溶劑的約1.5% -約3 % ，和微膠嚢形成所述懸浮液的約15% -約30wt% ，和懸浮液保持在 環境溫度下。本發明的一個方面還提供通過使用穩定懸浮液的方法生產 的織物。更具體地，所提供的織物是商業產品。根據本發明的一個實 施方案，織物或商業產品包括一種纖維或多種纖維。根據本發明的另一實施方案，穩定懸浮液包括選自消泡劑、 流動控制劑、潤濕和分散劑以及表面活性劑中的至少一種添加劑，例 如以上列出的那些。任選地，合適的添加劑存在于第三懸浮液內，當 使用它來提供微膠嚢時。例如，在生產微膠嚢的方法中使用添加劑， 并保持在生產過程中產生的懸浮液內，所述懸浮液原樣地或者在一定的改性之后用作第三懸浮液。根據另一實施方案，在混合之前，原樣 地，或者以任何結合形式，例如以溶液形式，將添加劑加入到所提供 的組分，例如第三懸浮液或溶劑內，和/或在混合之后添加。根據本發明再一實施方案，在混合過程中和/或之后，穩定 (第一)懸浮液保持在約環境-約120。C的溫度范圍內。根據另一實施 方案，在混合過程中和/或之后，穩定懸浮液保持在低剪切混合下。根據本發明的一個實施方案，還提供制備含聚合物的調溫 織物的方法，所述方法包括提供并摻入具有選自下述功能的至少一種 功能化合物，所述功能選自下文所述的阻燃性、生物活性、抗微生物、 抗氣味和紫外光吸收。根據本發明的一個實施方案，功能化合物和功 能選自表3中列出的那些。根據本發明的一個實施方案，功能化合物 以溶解形式提供。根據另一實施方案，功能化合物包封在殼內。根據 相關實施方案，殼的性能類似于相變材料微膠嚢的殼的性能。根據另 一實施方案，功能化合物微膠嚢的殼由與相變材料微膠嚢的殼相同的 材料制成。在這樣的混合之前或其之后，所提供的功能材料和/或其微 膠嚢的任何形式是合適的，例如穩定的第一溶液或具有聚合物和/或前 體的穩定的第一溶液。摻入功能化合物和/或其微膠嚢可使用任何已知 的方法，例如混合。根據本發明的一個實施方案，功能化合物被包封 且其微膠嚢均勻地分散在第二懸浮液內。根據本發明的一個實施方案， 所形成的第二懸浮液包括相變材料和功能化合物二者的微膠嚢，且這 兩種微膠嚢均勻地分散在第二懸浮液內。根據另一實施方案，在含相 變材料的微膠嚢內提供功能材料。根據本發明另一實施方案，制備含聚合物的調溫織物的方 法包括下述步驟將原樣的或具有額外組分的第二懸浮液轉化到所述 織物上。例如，通過已知方法，在表面上涂布第二懸浮液，其中進一 步處理它們，例如蒸發溶劑，沉淀和/或聚合在其內包括的組分。還可 將第二懸浮液轉化成微膠嚢在其內均勻地分散的聚合物粒料，然后將 所述粒料轉化成商業產品。制備含聚合物的調溫織物的方法也可包括 將第二懸浮液轉化成纖維的步驟。根據本發明的一個實施方案，含微膠囊的相變材料均勻地分散在所述制備的纖維內。由合成纖維制備許多織物。常規地，使用兩種方法制備合 成纖維溶液紡絲法和熔體紡絲法。通常使用溶液紡絲法，形成丙烯 酸類纖維或再生纖維素纖維，而通常使用熔體紡絲法，形成尼龍纖維、 聚酯纖維、聚丙烯纖維和其他類似類型的纖維。根據本發明的一個實 施方案，通過熔體紡絲法生產含微膠嚢的纖維，其中提供熔融聚合物 和微膠嚢，紡絲并冷卻以供硬化。微膠嚢在其內均勻地分散的聚合物 粒料可用于借助熔體紡絲生產這種纖維。根據相關實施方案，這種熔 體紡絲法所使用的微膠嚢的殼由二氧化硅制備。根據本發明的一個實施方案，借助溶液紡絲法制備纖維， 所述溶液紡絲牽涉紡絲含以上所述的聚合物和/或聚合物前體、相變材 料微膠囊和任選地至少一種試劑、表面活性劑或功能化合物的原料溶 液。根據本發明另一實施方案，原料溶液可包括以上所述的第二溶液。 根據本發明的一個實施方案，如上所述制備穩定的懸浮液，并在以上 規定的溫度范圍內和在以上規定的混合下，儲存在合適的第 一容器內。 所生產的穩定懸浮液的用量適合于至少20小時，優選至少40小時的 纖維生產。還生產聚合物和/或前體的溶液并保持在第二容器內。通過 混合來自所述第 一容器的懸浮液與來自所述第二容器的溶液生成原料 溶液，然后通過至少一個紡絲頭紡絲并例如借助任選地聚合、干紡或 濕紡來進一步處理。在濕法紡絲工藝中，紡絲頭浸漬在化學浴內或保 持非常接近于化學浴，和當長絲出來時，它們接觸化學浴，且它們從
溶液中沉淀并硬化。在干紡紡絲工藝中，通過在空氣或惰性氣體的物 流內蒸發溶劑來實現硬化，而不是通過稀釋或化學反應沉淀聚合物。 關于更多的細節，參見Acrylic Fibers, R. Cox在Synthetic Fibers: Nylon ，Polyester, Acrylic， Polyolefins, Woodhead Publishing ISBN 1 85573 488 1和美國專利5686034 、 6258304 、 6333108和 6538130、英國專利2412083和WO0231236,其相關教導在此通過參考 引入。根據本發明的一個實施方案，纖維是丙烯腈基纖維。根據所述實施方案，在第二容器內的溶液優選由在溶劑內約5-約20wt°/。 的溶質組成。在本發明特別優選的實施方案中，在容器內的溶液包括 在溶劑內約10-約15wt。/。的溶質。以干重為基礎，溶質優選由約80-約100wt。/。丙烯腈單體，約0-約20wt。/。中性單體，例如丙烯酸甲酯、 乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酰胺中至少一種和約0 -約2wt% 酸共聚單體，例如苯乙烯磺酸鈉、甲基烯丙基磺酸鈉、2-曱基-2-丙烯
酰胺基丙烷磺酸鈉和衣康酸制成。在本發明特別優選的實施方案中，以干重為基礎，溶質由 約90-約95wt。/。丙烯腈單體和約0-約14wt。/。所述中性單體制成。根據另一實施方案，纖維是變性聚丙烯腈(modacrylic) 纖維，其比例是在溶質內丙烯腈較少，和溶質還含有另一共聚單體， 典型地面代烯鍵式不飽和分子。根據本發明的一個實施方案，在第二 容器內的溶液中的溶劑是硫氰酸鈉的水溶液，例如硫氰酸鈉濃度范圍 為約40-約60wt。/。的硫氰酸鈉水溶液。根據本發明另一實施方案，例 如在變性聚丙烯腈纖維的情況下，溶劑是丙酮溶液。通過已知方法， 例如在攪拌下，通過緩慢添加聚合物到冷溶劑中，然后升高溫度到完 全溶解，以溶解聚合物，從而制備該溶液，在第二容器內的溶液保持 在大致環境溫度下。根據本發明的一個實施方案，在第一容器內的穩定的懸浮 液包括硫氰酸鈉水溶液作為溶劑。在該溶液內硫氰酸鈉的濃度為約40 -約60wt%。該穩定懸浮液包括具有殼和核的微膠嚢，其中殼形成微 膠嚢的約5-約40wt。y4。殼由諸如二氧化硅和甲醛聚合物之類的化合物 制成。核包括相變材料，例如具有15-25個碳原子的直鏈或支鏈烴。 典型地，微膠嚢具有最多約2微米的尺寸(最大尺寸)。微膠囊形成懸 浮液重量的約5-約30%,所述懸浮液還任選地含有粘度改性劑，例 如以上列出的那些。在溫和地混合的同時，通過逐漸添加溶劑到約50 %微膠嚢在含水介質內的懸浮液中，制備穩定懸浮液。穩定懸浮液在 大致環境溫度下在溫和的低剪切混合下保持在第一容器內。根據本發明的再一實施方案，通過基于聚合物干重，在適合于得到2-50%,更優選5-20。/。濃度mPCM的相對比率(rate)下，混合來自第二容器的溶液與來自笫一容器的懸浮液(任選地過濾)，生產原料溶液。然后通過干紡或濕紡，紡絲該原料溶液(例如，其中紡絲頭浸漬在相對稀釋的水溶液內或保持非常接近于相對稀釋的水溶液)，形成具有相變材料的含丙烯酸類纖維的微膠嚢。根據本發明的一個實施方案，纖維含有約5-約20wt。/。均勻地分散的微膠嚢。這些纖維然后用于生產適應各種溫度的商業產品，例如織造織物、針織織物和非織
;杏全P、^fe/fe!14cr,J^4釣1 T/o —釣SOT/o W勞l5jai
》、7 m-^力r 〃口 z^一y ■*■ / o 一v "ww,o 0根據本發明另一實施方案，纖維是纖維素基纖維。根據該實施方案，在第二容器內的溶液由約5-約15wt。/。在溶劑內的溶質，優選約8-約11wt。/。組成。溶質的組成以干重為基礎，為氫氧化鈉水溶液溶劑的約5-約15%。根據本發明的一個實施方案，在第二容器內溶液中的溶劑是氬氧化鈉的水溶液，例如氫氧化鈉濃度范圍為約4-約10wt。/。的氫氧化鈉水溶液。通過已知方法，例如在水中溶解氫氧化鈉，并添加纖維素，制備該溶液。優選地，在攪拌下添加千燥纖維素到適量水和溶解的氬氧化鈉中，以防止纖維素粉末粘附并形成團塊。然后
攪拌，直到纖維素溶解和溶液變得清澈。在第二容器內的溶液保持在大致環境溫度下。根據本發明的一個實施方案，在第一容器內的穩定懸浮液包括氬氧化鈉的水溶液作為溶劑。在該溶液內氫氧化鈉的濃度為約1-約5w"。根據本發明的一個實施方案，溶劑的pH為至少10，優選至少11.5。穩定懸浮液包括具有殼和核的微膠嚢，其中殼形成微膠嚢的約5-約40wt°/。。殼由至少一種化合物，例如二氧化硅、丙烯酸、其衍生物、甲基丙烯酸及其衍生物制成。核包括相變材料，例如具有15-25個碳原子的直鏈或支鏈烴。典型地，微膠嚢的尺寸為最多約2微米(最大尺寸)。微膠嚢形成懸浮液的約10-約50wt%，所迷懸浮液還任選地含有粘度改性劑，例如纖維素、纖維素衍生物，酸官能的聚合物，聚二元醇，多糖和聚乙烯醇。在溫和地混合的同時，通過逐漸添加溶劑到在含水介質內約50%的微膠嚢懸浮液中，制備穩定懸浮液。
26該穩定懸浮液在環境溫度下在溫和的低剪切混合下保持在第一容器內。根據本發明的一個實施方案，通過適合于在纖維素上得到所需。/。mPCM的相對比率(rate)下，混合來自笫二容器的溶液與來自第一樣品的懸浮液(任選地過濾過)，制備原料溶液。然后通過干紡或濕紡(例如通過在酸，例如硫酸的溶液內浸漬或者保持非常接近于它的紡絲頭)，紡絲該原料溶液，形成含具有相變材料的微膠嚢的人造絲或粘膠纖維。根據本發明的一個實施方案，纖維含有約5 —約40wt《均勻地分散的微膠嚢。然后使用這些纖維生產適用各種溫度的商業產品，例如織造織物、針織織物和非織造織物，例如焓為約lJ/g-約50J/g的那些。盡管在下述實施例中結合一些優選的實施方案并參考附圖描述了本發明，以便本發明的各方面可被更充分地了解和理解，但不打算將本發明限制于這些特定的實施方案上。相反，打算覆蓋所有
的替代、改性和等價方案，因為它們可包括在所附權利要求定義的本發明的范圍內。因此，包括優選實施方案的下述實施例起到闡述本發明實踐的作用，要理解所示的特定細節作為實例和目的僅僅是為了闡述性討論本發明的優選實施方案，且在提供認為最有用和容易理解配制工序的說明以及本發明的原理和概念的方式列出這些細節。
實施例1-用于丙烯酸類纖維的mPCM的穩定懸浮液在攪拌下，向100. Okg甲醛基殼微膠嚢(微嚢化的正烴，115J/g潛熱，50%孩丈膠嚢，獲自Ciba Specialty Chemical Co. ， Bradford,英國)中添加121.5kg水，然后添加178.5kg硫氰酸鈉。這得到含有12. 5%具有硫氰酸鈉水之比為51/49的微膠嚢的穩定懸浮液。該微膠嚢的懸浮液穩定抗聚集>21小時。實施例2-用于丙烯酸類纖維的mPCM的穩定懸浮液在攪拌下，向100. 0kg甲醛基殼微膠嚢(微嚢化的正烴，115J/g潛熱，50%孩￡膠嚢，獲自Ciba Specialty Chemical Co. ， Bradford,英國)中添加121. 5kg水和178. 5kg硫氰酸鈉的預混溶液。這得到含有12. 5%具有硫氰酸鈉水之比為51/49的微膠嚢的穩定懸浮液。該微膠囊的懸浮液穩定抗聚集〉21小時。實施例3-用于人造絲、粘膠纖維或纖維素纖維的mPCM的穩定懸浮液
在攪拌下，向100. Okg聚丙烯酸類殼微膠嚢(微囊化的十八烷，175J/g潛熱，45%微膠嚢，獲自Ciba Specialty ChemicalCo. ， Bradford,英國)中添加100.0kg水，然后添加5.2kg 50%NaOH/水溶液。這得到pH為12. 8的含有21. 95%微膠嚢的穩定懸浮液。這一微膠嚢的懸浮液穩定抗聚集>24小時，這通過起始的淤漿粒度分布(圖1)和24小時之后(圖2)來顯示。正如所注意的，當首先形成懸浮液時的分布和在24小時之后的分布沒有顯著的差別。這一穩定懸浮液提供優良的紡絲性能，在多天之后沒有生產線停工，沒有過濾器堵塞或阻滯，且用于紡絲1. 7dtex的粘膠纖維。實施例4-用于人造絲、粘膠纖維或纖維素纖維的mPCM的不穩定懸浮液
在攪拌下，向100. 0kg聚丙烯酸類殼微膠嚢(微嚢化的十八烷，175J/g潛熱，45%微膠嚢，獲自Ciba Specialty ChemicalCo. ， Bradford,英國)中添加81. 8kg水，然后添加1. 8kg50WaOH/水溶液。這得到pH為9. 5的含有25. 0°/。微膠嚢的不穩定懸浮液。這一不穩定懸浮液引起壓力累積、過濾器堵塞和在20分鐘之后生產線停工。實施例5-用于Lyoce11纖維的mPCM的穩定懸浮液
在20ml玻璃小瓶內結合0. 90g去離子水和0. 20g含相變材料的水潤濕的微膠嚢(微囊化的烷屬烴PCM， 120J/g潛熱，50%微膠嚢，獲自Ciba Specialty Chemical Co., Bradford,英國)。接下來，添力口 8. 00gN-甲基嗎啉氧化物溶劑(97°/。NMM0，獲自Aldrich Chemical Co.，Milwaukee,Wis.),得到具有1. lwt°/。mPCM固體的溶液。將小瓶放置在12 5 'C的烘箱內，和周期性混合，直到其內容物均勻地混合和溶劑熔融。這一溶液可立即使用或者可冷卻/硬化它以供儲存，然后再加熱。這一循環可反復多次。
實施例6-用于Lyocell纖維的mPCM的穩定懸浮液 在20ml玻璃小瓶內結合0. 90g去離子水和0. 20g含相變材料的水 潤濕的微膠嚢(微嚢化的烷屬烴PCM, 120J/g潛熱，50%微膠嚢，獲自 Ciba Specialty Chemical Co. ， Bradford,英國)。接下來，添力口 8. OOgN-甲基嗎啉氧化物溶劑(97%NMMO，獲自Aldrich Chemical Co.， Milwaukee，Wis.)和0. 90g微晶纖維素(獲自Aldrich Chemical Co.， Milwaukee, Wis.),得到具有10wt。/。固體的溶液。該固體包括90/10重 量比的纖維素/含相變材料的微膠嚢。將小瓶放置在125'C的烘箱內， 和周期性混合，直到其內容物均勻地混合和熔融。這一溶液可立即使 用或者可冷卻/硬化它以供儲存，然后再加熱。這一循環可反復多次。
對于本領域的技術人員來說，顯而易見的是，本發明不限 于前述闡述性實施例的細節，和在沒有脫離本發明的基本特征的情況 下，本發明可體現在其他具體的形式上，因此希望在所有方面中將本 發明的實施方案和實施例視為闡述而不是限制，本發明的范圍涉及所 附權利要求，而不是前述說明，和因而落在權利要求的等價含義和范 圍內的所有變化擬包括在其內。
權利要求
1. 生產含聚合物的調溫織物的穩定的第一懸浮液，所述懸浮液包括溶劑和含至少一種相變材料的多個微膠囊，其中所述微膠囊摻入到所述含聚合物的織物內，和其中所述穩定的第一懸浮液的特征在于(i)所述溶劑能溶解選自所述聚合物及其前體中至少一種的織物形成組分；和(ii)所述懸浮液穩定至少約20小時。
2. 權利要求l的第一懸浮液，進一步特征在于至少約95%的所述 微膠嚢在所述懸浮液內保持完整至少約20小時。
3. 權利要求1的第一懸浮液，其中所述織物由至少一類聚合物纖 維形成。
4. 權利要求1的第一懸浮液，其中所述聚合物選自丙烯腈基聚合 物、纖維素基聚合物、聚酯基聚合物、聚酰胺基聚合物和聚烯烴基聚合 物。
5. 權利要求l的第一懸浮液，其中所述溶劑是水溶液。
6. 權利要求1的第一懸浮液，進一步包括選自消泡劑、流動控制 劑、潤濕劑、分散劑和表面活性劑中的至少一種進一步的組分。
7. 權利要求5的第一懸浮液，其中所述水溶液包括選自鈉堿(sodium base)、硫氰酸鈉、氯化鋅、正曱基嗎啉氧化物、氨、硫酸銅、硝酸、 丙酮、DMF和NMP中的至少一種進一步的組分。
8. 權利要求1的第一懸浮液，其中所述微膠嚢包括殼和核，以及 其中所述殼由選自丙烯酸及其衍生物、曱基丙烯酸及其衍生物、甲醛、 異氛酸酯、脲、羧酸衍生物、二氧化硅前體和明膠中的至少一種組分形 成。
9. 權利要求1的第一懸浮液，其中所迷微膠嚢包括殼和核，和其 中所述核包括選自十八烷、具有15-25個碳原子的直鏈烴，和具有15 - 25個碳原于的支鏈烴中的相變材料。
10. 權利要求l的第一懸浮液，其中所述微膠嚢包括殼和核，和所述殼與核的重量比范圍為約0.5:9. 5-約4:6。
11. 權利要求l的第一懸浮液，其中所述微膠嚢形成所述懸浮液的 約5-約40wty。。
12. 權利要求l的第一懸浮液，其中所述微膠囊的最大線尺寸范圍 為約0. 1 -約20微米。
13. 權利要求l的第一懸浮液，進一步包括具有功能性的至少一種 化合物，所述功能性選自阻燃、生物活性、抗微生物活性、抗氣味性、 紫外光吸收、濕氣監控和耐水、油脂、污物和/或污漬。
14. 權利要求1的第一懸浮液，它保持在約環境-12(TC范圍內的 溫度下。
15. 權利要求1的第一懸浮液，其中所述聚合物是丙烯腈基聚合物， 其中所述溶劑包括水和硫氰酸鈉，其中硫氰酸鈉的濃度范圍為溶劑的約 40-約60wt%，和其中所述微膠囊形成所述懸浮液的約5-約30wt%。
16. 權利要求1的第一懸浮液，其中所述聚合物是纖維素基聚合物， 其中所述溶劑包括水和氫氧化鈉，其中氫氧化鈉的濃度范圍為約1% — 約5%,和其中所述微膠嚢形成所述懸浮液的約5-約30%。
17. 笫二懸浮液，由權利要求1的第一懸浮液結合選自聚合物及其 前體中的至少 一種織物形成組分形成。
18. 權利要求17的第二懸浮液，其中所述微膠嚢均勻地分散在整 個所述懸浮液中。
19. 權利要求17的第二懸浮液，其中所述第二懸浮液穩定至少約 20小時。
20. 含權利要求1的織物的商業產品。
21. 制備權利要求1的第一懸浮液的方法，該方法包括下述步驟(i) 提供含相變材料的微膠嚢；(ii) 提供能溶解選自所述聚合物及其前體中的至少一種的織物形 成組分的溶劑；和(iii) 混合所述溶劑和所述微膠嚢，形成所述第一懸浮液。
22. 權利要求21的方法，其中在容器內提供所述微膠嚢，和將所述溶劑加入到在所述容器內的所述微膠嚢中，形成所述第 一 懸浮液。
23. 權利要求21的方法，其中所述溶劑是水溶液。
24. 權利要求21的方法，進一步包括添加選自消泡劑、流動控制 劑、潤濕劑、分散劑和表面活性劑中的至少一種進一步的組分的步驟。
25. 權利要求21的方法，其中以微膠嚢在流體內的第三懸浮液形 式提供所述微膠嚢。
26. 權利要求25的方法，其中在容器內提供所述微膠嚢在流體內 的第三懸浮液，和將所述溶劑加入到在所述容器內的所述微膠嚢中，形 成所述第一懸浮液。
27. 權利要求25的方法，其中所述流體是含水介質。
28. 權利要求25的方法，其中所述第三懸浮液的粘度范圍為約100 -約3000厘泊。
29. 權利要求25的方法，其中在約環境-120。C范圍內的溫度下提 供所述第三懸浮液。
30. 權利要求21的方法，其中在約環境-120。C范圍內的溫度下提 供所述溶劑。
31. 權利要求21的方法，其中所迷第一懸浮液保持在約環境-120 。C范圍內的溫度下。
32. 權利要求21的方法，其中所述第一懸浮液保持在低剪切混合下。
33. 制備權利要求17的第二懸浮液的方法，該方法包括下述步驟 提供選自聚合物及其前體中的至少一種織物形成組分，并結合所述組分 與所述第一懸浮液，形成所述第二懸浮液。
34 權利要求33的方法，進一步包括濕紡或干紡所述第二懸浮液。
35. 權利要求34的方法，其中將所述懸浮液紡絲，形成纖維。
36. 權利要求35的方法，其中結合所述纖維與其他纖維，形成織物。
37. 根據權利要求35的方法制備的纖維。
38. 權利要求35的纖維，其中所述微膠嚢均勻地分散在整個所述纖維中。
39.含權利要求35的纖維的商業產品。
全文摘要
生產調溫織物所使用的穩定懸浮液。該懸浮液優選包括含至少一種相變材料的微膠囊。制備穩定懸浮液的方法包括提供含相變材料的微膠囊，提供能溶解選自所述聚合物及其前體中至少一種的織物形成組分的溶劑，和混合所述溶劑與所述微膠囊，形成所述第一懸浮液。
文檔編號D06M23/12GK101484630SQ200780025288
公開日2009年7月15日 申請日期2007年6月15日 優先權日2006年7月4日
發明者A·艾亞爾, M·哈特曼, R·考克斯 申請人:奧特拉斯技術有限公司