含微胶囊的稳定悬浮液及其制备方法

专利名称：含微胶囊的稳定悬浮液及其制备方法
技术领域：
本发明一般地涉及调温织物。更特别地，本发明涉及生产这 种织物所使用的稳定的悬浮液，所述悬浮液包括含至少一种相变材料 的微胶嚢。
背景技术：
人体通过利用出汗过程冷却和体毛作为隔离介质，维持其温 度在恒定水平下。然而，天然的人体调温能力受到局限，并通过衣服来干扰。
调温材料，例如相变材料，当置于身体附近时，可辅助调节 皮肤和微气候温度。当体温升高时，相变温度在所需范围内的相变材 料从皮肤中吸收能量，且当身体冷却时释放热量。这导致人类皮肤和 微气候温度的波动较小，较大的舒适感，较少出汗和较低的微气候相 对湿度。相变材料也可充当节能器，例如若室内配有含相变材料的元 件，例如油漆、地毯、家具饰面层、家具织物或家具涂层，则该元件 在比较暖和的时间内吸收过量的热量并在比较寒冷的时间内释放热 量。按照类似的方式，它也可在建筑和构造材料，例如绝缘体、屋顶、 壁板、壁纸、天花板材料、地板和地板覆盖材料等中使用。此外，相 变材料也可在其中调温，或温度緩沖可具有优势的许多其他的市场， 例如健康护理、服装、电器、运输、船运、化妆/个人护理、食品和饮 料包装、用具、 一次性用品和更多方面中使用。—般地，调温材料可包括能吸收或释放热能，在温度稳定范围处或以内降低或消除热流的任何物质(或物质的混合物)。温度稳 定范围可包括特定的转变温度或转变温度范围。若相变材料合适地位 于最终产物内的话，则在当相变材料吸收或释放热量的时间段过程中， 典型地当相变材料经历两个状态(例如液态和固态，液态和气态，固态 和气态，或两个固态)之间的转变时，相变材料能抑制热能流动。这一 作用典型地是临时的，例如直到在加热或冷却工艺过程中，相变材料 的潜热被吸收或释放时才发生。热能可在相变材料中储存或从中除去，
且相变材料典型地可有效地通过热或冷源再补充(recharge)。通常包封相变材料。由于一些下述原因，包封是所希望的 在相变材料变为液态之后防止相变材料泄漏；和保护相变材料避免污 染；增加耐久性；产品感觉等。对于一些应用，例如布料来说，优选胶嚢为微米/纳米尺寸 范围。在这些尺寸范围内，相变材料的胶嚢可掺入到产品内且没有改 变外观、织构或产品的生产工艺。微米/纳米尺寸范围内的胶嚢此处称 为微胶嚢。用微胶嚢包封的相变材料称为微嚢化相变材料(mPCM)。微嚢化相变材料可通过各种方式引入到商业产品内。根据 一些工业实践，mPCM，典型地与粘合剂和可能地其他组分结合一起涂 布在商业产品上。涂布可使用已知的方法，例如辊衬刮刀涂布、辊涂、 狭缝涂布、筛网印刷、发泡涂布、层压、尽染、喷洒、浸轧、挤出、 压花或植绒等，正如在美国专利5366801 、 6207738、 6217993、 6503976、 6514362和6660667中所述，其相关教导在此通过参考引入。许多商业产品由纤维制成。可在转化成最终的商业产品之 前或者在其之后，在纤维上涂布微嚢化的相变材料。或者，可在其制 备过程中，将mPCM掺入到纤维内。常规地，使用两种方法制备合成纤维溶液纺丝工艺和熔 体纺丝工艺。通常使用溶液纺丝工艺，形成丙烯酸类或再生纤维素纤 维，而一般使用熔体纺丝工艺形成尼龙纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维 和其他类似类型的纤维。溶液纺丝工艺分成两种主要的纺丝技术干
纺和湿纺。在湿纺工艺中，纺丝头浸渍在化学浴内或者保持与化学浴非常接近，和当长丝出来时，它们接触化学浴并从溶液中沉淀和硬化。 在干纺工艺中，与通过稀释或化学反应沉淀聚合物不同，在可以加热 或冷却的空气或惰性气体物流内，通过蒸发溶剂实现硬化
维内，正例如在美国专利6855422、 6689466和4756958以及美国专利 申请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， 其相关教导在此通过参考引入。许多这些方法存在着涉及微嚢化相变 材料(mPCM)分散的常见难题。在纤维制备工艺过程中，引入的微胶嚢 倾向于形成较大颗粒的聚集体。这种聚集体可导致制备和生产问题， 以及导致生产不具有吸引力的含mPCM的纤维。尤其受影响的纤维的物 理性能，例如强度、纤度变化，厚和薄的斑点等。若微胶囊聚集，则 可出现诸如过滤器堵塞，在管壁上沉积，压力以及流动变化和纺丝头 孔穴阻滞(blockage)之类的生产问题。在一些制备方法中，生产在溶液内的mPCM悬浮液，然后将 其与聚合物或聚合物-前体(例如单体)的溶液混合以供纺丝。若在与 聚合物(或前体)混合之前，以足够稳定使得能储存长的时间段且没有 显著的聚集或相分离的方式形成mPCM的悬浮液，则制备工艺被简化。 此外，在混合之后，应当在混合物内均匀地分散mPCM，使得能生产具 有所需mPCM分布的纤维。在许多情况下，难以实现这种所需的稳定悬 浮液和均匀的分散体，例如这是由于该溶液的高离子强度导致的。在 许多情况下，观察到"乳油析出(creaming)"。使用这一术语描述两 层的形成，其中微胶嚢主要在顶层内。若在管道工件内发生乳油析出， 则它在管道工件上形成非常难以除去的皮层或涂层。

发明内容
因此，根据本发明的一个方面，提供稳定的第一悬浮液用 于生产含聚合物的调温织物，所述悬浮液包括溶剂和含至少一种相变 材料的多个微胶嚢，其中所述微胶嚢掺入到所述含聚合物的织物内，
8和其中所述稳定的第一悬浮液的特征在于所述溶剂能溶解织物形成组 分，所述织物形成组分选自至少一种所述聚合物及其前体，和所述悬
浮液稳定至少约20小时。在本发明的优选实施方案中，不仅悬浮液稳定至少约20 小时，这意味着观察到没有显著的聚集，而且在悬浮液内的微胶嚢也
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 式的话。因此，在优选的实施方案中，在悬浮液内至少约95%的微 胶嚢在悬浮液内保持完整至少约20小时。根据特别优选的实施方案， 在悬浮液内至少约98%的微胶嚢在悬浮液内保持完整至少约20小时。 在最优选的实施方案中，在悬浮液内至少约98%微胶嚢在悬浮液内保 持完整至少约40小时。在本发明的其他优选的实施方案中，由至少一类聚合物纤 维形成所述织物。优选地，所述聚合物选自丙烯腈基聚合物，纤维素基聚合 物，聚酯基聚合物，聚酰胺基聚合物和聚烯烃基聚合物。在本发明的一些优选的实施方案中，所述溶剂是水溶液。优选地，所述水溶液包括选自钠碱(sodiurabase)、硫氰酸 钠、氯化锌、正曱基吗啉氧化物、氨、硫酸铜、硝酸、丙酮、二曱基 甲酰胺(DMF)和正甲基吡咯烷酮(NMP)中的至少一种进一步的组分。在本发明的其他优选实施方案中，所述第一悬浮液进一步 包括选自消泡剂、流动控制剂、润湿剂、分散剂和表面活性剂中的至 少一种进一步的组分。优选地，所述水溶液包括选自钠碱、硫氰酸钠、氯化锌、 正甲基吗啉氧化物、氨、硫酸铜、硝酸、丙酮、DMF和NMP中的至少 一种进一步的组分。在本发明的其他方面中，所述微胶囊包括壳和核，和所述 壳由选自丙烯酸及其衍生物，甲基丙烯酸及其衍生物，甲醛，异氰酸 酯、脲、羧酸衍生物、二氧化硅前体和明胶中的至少一种组分形成。
微胶嚢可包括壳和核，其中所述核包括选自十八烷、具有 15-25个碳原子的直链烃，具有15-25个碳原子的支链烃中的相变 材料。根据本发明另一实施方案，至少一种相变材料的熔点范围
为约20'C -约50°C。根据本发明的再一实施方案，至少一种相变材料
的熔融焓范围为约80J/g-约400J/g。在本发明的优选实施方案中，所述微胶嚢包括壳和核，和
所述壳与核的重量比在约0.5:9. 5到约4:6范围内。
该重量比也可以在约l:9到约3:7范围内。
微胶嚢可形成所述悬浮液的约5-约40wt%。
微胶嚢可形成所述悬浮液的约10-约30wt%。
微胶嚢可具有各种规则或不规则的形状(例如，球形、椭圆
形等等)和各种尺寸。单独的微胶嚢可具有相同或不同的形状或尺寸。
根据本发明的实施方案，微胶嚢的最大线尺寸范围为约0.1-约20微 米。优选地，微胶嚢的最大线尺寸范围为约0. 3-约2微米。在本发明的另一方面中，聚合物是丙烯腈基聚合物，稳定 的悬浮液中的溶剂包括水和硫氰酸钠，硫氰酸钠的浓度范围为溶剂的 约40 -约60wt%，和微胶嚢形成所述悬浮液的约5 -约30wt%。根据相 关的实施方案，聚合物是丙烯腈基聚合物，稳定的悬浮液中的溶剂包 括水和硫氰酸钠，硫氰酸钠的浓度范围为溶液的约45-约55wt%，和 微胶囊形成所述悬浮液的约8-约20wt。/。，且该悬浮液保持在环境温度 下。在本发明的其他方面中，所述聚合物是纤维素基聚合物， 其中所述溶剂包括水和氢氧化钠，其中氢氧化钠的浓度在约1% -约5 %范围内，和其中所述微胶嚢形成所述悬浮液的约5-约30%。在本发明的另一方面中，提供由以上定义的笫一悬浮液并 结合选自聚合物及其前体中的至少一种聚合物纤维形成组分形成的第 二悬浮液。所述微胶囊可均匀地分散在所述第二悬浮液中。
10
根据另一方面，第二悬浮液含有掺入至少一种功能化合物 的微胶嚢，所述功能选自阻燃、生物活性、抗微生物活性、抗气味、 紫外光吸收、湿气监控和耐水、油脂、污物和/或污渍。根据各种其他实施方案，在所述结合之前，这种微胶嚢存 在于所述稳定悬浮液内，这种微胶囊与结合的聚合物或前体一起引入， 在所述结合或者这些选择的任何结合之后引入。根据优选的实施方案， 所有类型的微胶嚢均匀地分散在第二悬浮液内。在其中稳定的悬浮液用于生产含聚合物的调温织物的情况 下，优选选择溶剂，以便它能溶解聚合物和/或形成聚合物的前体。根 据本发明的一个实施方案，溶剂是水溶液。例如，在聚合物为丙烯腈 基聚合物的情况下，硫氰酸钠的水溶液是合适的溶液，而若聚合物是 纤维素基聚合物时，氢氧化钠的水溶液是合适的溶液。根据本发明的 一个实施方案，在环境温度下提供溶剂。混合溶剂和多种微胶嚢，形 成稳定的悬浮液。根据本发明的一个实施方案，在用低剪切混合器混 合的同时，将溶剂加入到微胶嚢中。在本发明的另一方面中，提供制备所述前面定义的第一悬 浮液的方法，该方法包括下述步骤提供含相变材料的微胶嚢；提供 能溶解选自所述聚合物及其前体中至少 一种的织物形成组分的溶剂； 和混合所述溶剂与所述微胶嚢，形成所述第一悬浮液。在一个实施方案中，提供温度范围在约环境到120'C下的 所述溶剂。在一个实施方案中，所述第一悬浮液保持在约环境到120
x:的温度范围内。在一个实施方案中，所述第一悬浮液保持在低剪切混合下。
可在容器内提供所述微胶嚢，和在所述容器内，将所述溶
剂加入到所述微胶嚢中，形成所述第一悬浮液。所述溶剂可以是含水溶剂。可提供所述微胶嚢作为在流体内微胶嚢的第三悬浮液，和 所述第三悬浮液可以是在一含水介质中。
在第三悬浮液内，微胶嚢与水的重量比范围可以是约30-80%。按照任何已知的方式，例如通过混合微胶嚢与水或与水溶液， 生成第三悬浮液。在一些情况下，在制备含相变材料的微胶嚢的工艺 中生成悬浮液。在这一情况下，该悬浮液原样地或者在一定的改性之 后用作第三悬浮液。在本发明的一个方面中，所述第三悬浮液的粘度范围为约 100-约3000厘泊。在本发明的再一方面中，所述第三悬浮液的粘度范围为约 1000 -约2000厘泊。优选地，提供温度范围为约环境到120'C的所述第三悬浮液。在本发明这一方面的其他实施方案中，所述方法进一步包 括下述步骤添加选自消泡剂、润湿剂、流动控制剂、分散剂和表面 活性剂中的至少 一种进一步的组分到所述第 一 悬浮液中。在本发明的另一优选的实施方案中，提供制备以上定义的 所述笫二悬浮液的方法，该方法包括下述步骤提供选自聚合物及其 前体中的至少一种织物形成組分，并结合所述组分与所述第一悬浮液， 形成所述第二悬浮液。提供任何形式，例如溶液形式的聚合物和/或前体。能溶解 聚合物和/或前体的任何溶剂适合于这种聚合物和/或前体溶液。根据 本发明的一个实施方案，该溶剂由在形成第一悬浮液中用作为溶剂的 组分组成。根据另一实施方案，聚合物和/或前体溶液中的溶剂的组成 类似于第一悬浮液内的溶剂，例如当聚合物是丙烯腈基聚合物时，均 是硫氛酸钠的水溶液，和当聚合物是纤维素基聚合物时，是水溶液或 氩氧化钠。结合操作可使用已知的方法，例如混合。根据本发明的一 个实施方案，微胶囊均匀地分散在第二悬浮液内。在本发明的这一方面中，所述方法进一步包括湿纺或干纺 所述第二悬浮液。本发明还涉及根据所述纺丝步骤之一制备的纤维。
在本发明的优选实施方案中，所述微胶囊均勻地分散在所 述纤维当中。在本发明的这一方面中，所述纤维优选与其他纤维结合， 形成织物。在本发明的其他优选的实施方案中，提供含通过所述方法 生产的纤维的商业产品。


图l是根据实施例3生产的微胶囊的新鲜形成的稳定悬浮 液的粒度分布示意图；和图2是在24小时之后，根据实施例3生产的微胶嚢的稳定 悬浮液的粒度分布的示意图。
具体实施例方式此处所使用的术语"稳定悬浮液"可以是指例如其中含相 变材料的多个微胶囊悬浮在溶剂内和其中大多数该微胶嚢均匀地分散 的悬浮液。该术语还可以指代其中大多数微胶嚢没有显著聚集的悬浮 液。该术语还可以指代其中大多数微胶嚢没有飘浮在溶剂之上或下沉 到其底部的悬浮液。该术语还可以指代其中没有发生乳油析出的悬浮 液。此处所使用的术语"聚合物前体"是指例如通过任选地与 其他化合物一起聚合，转化成聚合物的化合物。单体是聚合物前体的 实例。此处所使用的术语"均匀地分散"是指例如其中大多数微 胶嚢没有聚集的状态。此处所使用的术语"能溶解…的溶剂"是指例如其中聚合 物或其前体可溶的溶剂，其程度使得可制备含至少lw"溶质的溶液。此处所使用的术语"潜热"是指例如通过经历状态变化的 物质吸收或释放的能量。此处所使用的术语"相变材料"是指例如能吸收或释放能 量，在温度稳定范围处或其内调节传热的材料。温度稳定范围可包括
13具体的转变温度或转变温度范围。在一些情况下，当相变材料吸收或释放热量时，典型地当相变材料经历两个状态之间的转变时的时间段期间，相变材料可能能够抑制传热。这一作用典型地是暂时的，且直到加热或冷却工艺过程中吸收或释放相变材料的潜热时才发生。可在相变材料中储存或从中除去热量，和相变材料典型地可通过热或冷源
有效地再补充。对于一些实施装置(implementation)来说，相变材料可以是两种或更多种材料的混合物。通过选择两种或更多种不同的材料并形成混合物，可针对任何所需的应用，调节温度稳定范围。根据下述文章，当引入时，所得混合物可显示出两个或更多个不同的转变温度或者单一改性的转变温度
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 (相变能量储存的综述材料和应用)"；
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 (材料热能jai
存与相变的综述材料、传热分析和应用)"；
Kenisarin， M.， 等人在NATO Advanced Study Institute SummerSchool on Thermal Energy Storage for Sustainable EnergyConsumption (TESSEC) ， Cesme, Izmir, Turkey, June, 2005上提交的论文"Actual Problems in Using Phase-Change Materials to StoreSolar Ene r gy (使用相变材料储存太阳能的实际问题)"。根据本发明的各种实施方案，可从稳定中受益的相变材料包括各种有机物质。作为实例且不是限制，例举的相变材料包括烃(例如直链烷烃或烷属烃，支链烷烃，不饱和烃，卣代烃，和脂环烃)，脂肪酸，脂肪酸酯，二元酸，二元酸酯，l-离化物，伯醇，芳族化合物，酸酐(例如硬脂酸酐)、碳酸亚乙酯、二元醇，多元醇(例如，2，2-二甲基-1， 3-丙二醇，2-羟甲基-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，金属及其混合物。
相变材料的选择可取决于相变材料的潜热和转变温度。相 变材料的潜热典型地与其降低或消除传热的能力有关。在一些情况下， 相变材料的潜热可以是至少约40J/g，例如至少约50J/g，至少约 60J/g，至少约70J/g，优选至少约80J/g，特别优选至少约90J/g， 和最优选至少约100J/g。因此，例如，相变材料的潜热范围可以是约 40J/g-约400J/g，优选约60J/g-约400J/g，特别优选约80J/g-约400J/g,和最优选约100J/g-约400J/g。相变材料的转变温度典 型地与可通过相变材料维持的所需温度或所需温度范围有关。在一些 情况下，相变材料的转变温度范围可以是约-IO'C -约IIOTC，例如约 O'C-约100'C，约O匸-约50X:,约10'C-约5(TC，优选约15'C-约45'C，特别优选约22°C-约40'C，和最优选22°C -约28°C 。相变 材料的选择可依赖于其他因素，例如它对形成壳的材料的反应性或者 缺少反应性，在环境或加工条件下其抗降解性，其生物降解性，和其 毒性。表1提供了可用作根据本发明的各种实施方案稳定的相变 材料的例举烷属烃的列举。
碳原子数
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
相变材料可以是两种或更多种物质(例如两种或更多种以 上讨论的例举相变材料)的混合物。通过选择两种或更多种不同的物质 (例如两种不同的烷属烃)并形成其混合物，可针对所需的应用，在宽 的范围内调节温度稳定范围。根据本发明的一些实施方案，相变材料 可包括两种或更多种物质(例如两种或更多种以上讨论的例举相变材 料)的共聚物。
温度或所需应用。例如:对于其中所得多组分纤维掺二到为维持使用 者舒适温度而设计的衣服内的应用来说，理想的可以是转变温度接近 室温的相变材料。根据本发明的一些实施方案，尤其有用的相变材料包括具 有10-44个碳原子的烷属烃(即C1Q-C"烷属烃)。表1提供了可在此 处所述的二氧化硅胶嚢内用作相变材料的例举的d3-"烷属烃的列 举。烷属烃中碳原子数典型地与其熔点有关。例如，每一分子含有28 个直链碳原子的正二十八烷的熔点为61.4'C。作为比较，每一分子含 有13个直链碳原子的正十三烷的熔点为-5. 5。C。根据本发明的实施方 案，每一分子含有18个直链碳原子且熔点为28. 2C的正十八烷对于 布料应用来说是尤其所需的。其他有用的相变材料包括转变温度适合于多组分纤维的所 需应用(例如，对于布料应用来说，为约22X:-约40'C)的聚合物相变 材料。聚合物相变材料可包括具有含一类或更多类单体单元的各种链 结构的聚合物(或聚合物的混合物)。特别地，聚合物相变材料可包括 直链聚合物，支链聚合物(例如星形支化聚合物，梳形支化聚合物，或 齿状支化聚合物)，或其混合物。聚合物相变材料可包括均聚物，共聚 物(例如三元聚合物，统计共聚物，无规共聚物，交替共聚物，周期性 共聚物，嵌段共聚物，径向共聚物，或接枝共聚物)或其混合物。本领 域的技术人员要理解，可通过添加官能团，例如胺、酰胺、羧基、羟 基、S旨、醚、环氧基、酸酐、异氰酸酯、硅烷、酮和醛，来改变聚合 物的反应性和官能度。此外，含聚合物相变材料的聚合物可以能够交
16联、缠结或氢键键合，以便增加其韧度或耐热性、耐湿性或耐化学性。根据本发明的一些实施方案，相对于非聚合物相变材料(例 如烷属烃)，具有较高分子量、较大分子尺寸或较高粘度的聚合物相变 材料可以是所需的。这种较大分子尺寸或较高粘度的结果是，聚合物 相变材料可显示出较小的倾向从其壳中泄漏，例如较大的分子尺寸或 较高的粘度可防止聚合物相变材料流经形成壳外部的壳元件或密封元 件的流动。例如，在本发明的一些实施方案中，聚乙二醇可用作相变 材料。聚乙二醇的平均分子量典型地与其熔点有关。例如，平均分子 量范围为570 - 630的聚乙二醇(例如Carbowax 600)的熔点为20。C -25'C。可在其他温度稳定范围内有用的其他聚乙二醇包括Carbowax 400 (熔点4°C-8°C)、 Carbowax 1500 (熔点44°C - 48°C)和Carbowax 6000 (熔点56°C -63°C)。在本发明的一些实施方案中，熔点范围为60 C -65。C的聚环氧乙烷也可用作相变材料。进一步所需的相变材料包
括熔点范围为o'c - 4ox:的聚酯，它可例如通过缩聚二元醇(或其衍生
物)与二元酸(或其衍生物)而形成。表2列出了可采用二元酸与二元醇
的各种结合形成的例举聚酯的熔点。
表2_
二元醇 二元酸 聚酯的熔点('c)
碳酸39
棕榈酸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
棕榈酸37
碌酰基二戊酸(sulphenyl divaleric)32
联苯曱酸36
二苯曱烷-m, m、--二酸38
反式-H， H-对苯.二曱酸18
戊二酸36-38
棕榈酸38-41
壬二酸37-39
17
蹈 库 & 库 &
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
邻苯二曱酸 17
联苯曱酸 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
棕榈酸 39
对苯基二乙酸 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
间亚苯基二甘醇酸 35
丙二酸 29-34
间苯二曱酸 34-36
内消旋-酒石酸 33
草酸 10
辛二酸 28-35
癸二酸 36-44
邻苯二曱酸 11
反式-H,H-邻苯二甲酸 25
癸二酸 28
磺酰基二戊酸 24
邻苯二曱酸 10
联苯曱酸 38
丙二酸 36
癸二酸 27
二甘醇酸 35根据本发明的一些实施方案，可通过使相变材料(例如以上 讨论的例举的相变材料)与聚合物(或聚合物的混合物)反应，形成具有 所需转变温度的聚合物相变材料。因此，例如，正十八烷酸(即硬脂酸) 可与聚乙烯醇反应或酯化，得到聚硬脂酸乙烯酯，或者十二烷酸(即月 桂酸)可与聚乙烯醇反应或酯化，得到聚月桂酸乙烯酯。可使相变材料 (例如，具有一个或更多个官能团，例如胺、羧基、羟基、环氧基、硅 烷、含硫基团(sulfuric)等基团的相变材料)与聚合物的结合物反应，
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羟羟羟
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 二三三三三对间间得到具有所需转变温度的聚合物相变材料。相变材料可包括两种或更多种物质(例如，两种或更多种以 上讨论的例举的相变材料)的混合物。通过选择两种或更多种不同的物 质(例如，两种不同的烷属烃)并形成其混合物，可针对任何特定应用， 在宽的范围内调节温度稳定范围。根据本发明的一些实施方案，两种 或更多种不同物质的混合物可显示出两种或更多种不同的转变温度或 单一改性的转变温度。根据本发明的一个实施方案，微胶嚢包括壳和核。根据另 一实施方案，核包括相变材料。壳提供包封、包含、包围和吸收相变 材料中的至少一种。这一壳可有助于处理相变材料，同时在纤维的制 备过程中提供对相变材料一定程度的保护(例如，避免高温或剪切力)。 各种材料适合于微胶嚢壳，其中包括合成聚合物，例如曱醛基聚合物， 异氰酸酯、胺、羧酸衍生物、天然材料，例如明胶或纤维素和丙烯酸 类聚合物，以及其他，例如二氧化硅。壳聚合物可以是热塑性或热固 性、交联或未交联，软或硬，柔性或硬质的聚合物。根据本发明的一 个实施方案，由曱醛基聚合物，二氧化硅颗粒，或丙烯酸类聚合物、 前体，例如丙烯酸、曱基丙烯酸、甲醛和二氧化硅前体形成壳，正例 如在专利EP1321182和US6716526和专利申请W02004092299和 WO2005105291中所述，其细节在此通过参考全文引入到本发明的公开 内容中。本发明的稳定悬浮液包括能溶解在调温织物内包括的聚合 物或者能溶解这种聚合物的前体的溶剂。任何聚合物适合于本发明， 若它被摻入到这种调温织物内的话。根据本发明的另一实施方案，聚 合物是丙烯腈基聚合物和纤维素基聚合物中的至少一种。能溶解待掺 入的聚合物或其前体的任何溶剂是合适的。根据本发明的一个实施方 案，溶剂是水溶液。根据本发明另一实施方案，水溶液包括至少一种 溶质，例如钠碱，硫氰酸钠，氯化锌，丙酮，DMF、醒P和硝酸。根据 本发明另一实施方案，以不含微胶嚢为基础，在溶剂内溶质浓度范围 为约0.5% -约90wt%。根据本发明另一实施方案，以不含微胶嚢为基
19础，在溶剂内溶质浓度范围为约1% -约70wt%。本发明的稳定悬浮液包括所述溶剂和含所述相变材料的微 胶囊。根据本发明的一个实施方案，微胶嚢形成悬浮液的约5-约 50wt%。根据本发明的一个实施方案，微胶嚢形成悬浮液的约10-约 30wt%。含所述溶剂和所述微胶嚢的本发明的稳定悬浮液的特征是 它稳定至少20小时。根据本发明的一个实施方案，稳定悬浮液稳定至 少40小时。此处所使用的术语"稳定悬浮液，，可以是指其中大多数微 胶嚢均匀地分散的悬浮液。此处所使用的术语"均匀地分散"是指其 中大多数微胶嚢没有聚集的状态。术语"稳定悬浮液"也可以指代其 中大多数微胶嚢没有聚集的悬浮液。该术语也可以是指其中大多数微 胶嚢没有飘浮在溶剂之上或下沉到其底部的悬浮液。该术语也可以指 代其中没有观察到乳油析出的悬浮液。根据本发明的再一实施方案，稳定悬浮液包括选自消泡剂、 润湿剂、流动控制剂、分散剂和表面活性剂中的添加剂。合适的添加 剂包括
a) 流动控制和流变剂，例如水溶性聚合物、水不溶性聚合物，粘 土，微晶纤维素气溶胶；
b) 分散剂，例如阴离子、阳离子、两性和非离子表面活性剂，聚 丙烯酸的衍生物，低或高分子量的不饱和酸的聚羧酸聚酯，聚季铵化 合物，聚羧酸，长链多胺酰胺的盐，和具有酸性基团的嵌段共聚物的 烷醇铵盐；
c) 润湿剂，例如聚醚改性的聚二曱基硅氧烷(例如获自Byk Chemie 的BYK-348、 BYK-346、 BYK-333)。—般地，润湿剂可选自硅化合物，氟化合物，聚二元醇， 脂肪酸，脂肪酰胺，脂肪醇及其酯和醚。合适的试剂也可包括来自以 上列举的各种混合物，共混物和共聚物。在本发明的优选实施方案中，所迷第一悬浮液进一步包括 具有一些功能特征的至少一种化合物，所述功能可包括例如阻燃、生物活性、抗微生物活性、抗气味、uv吸收、湿气监控和耐水、油脂、
污物和/或染色。根据本发明的一个实施方案，功能化合物和功能选自
表3列出的那些以及任何类似或相关的功能。
表3提供某一优势的纺织品性能和材料
功能功能化合物
湿气监控 和抗油脂亲水和极性物质，例如酸、轻基、醚、酯、胺、酰胺亚胺、氨基曱 酸酯、砜、硫化物、天然糖类、纤维素、糖类、蛋白质等。优选的 物质是二元醇、聚乙二醇、酸、盐和天然的含羟基物质。
耐水性、耐 脏性和耐 污染性非官能的、非极性和疏水材料，例如氟化化合物、硅化合物、烃、 聚烯烃、脂肪酸等。
阻燃剂卣代化合物，特别是含氯或澳的化合物，含磷化合物，含髙氮低氧 的化合物和金属，例如锑等。
抗微生物、 抗真菌和 抗细菌基于金属，例如银、锌和铜的络合金属化合物，它引起活性酶中心 的抑制。含铜和铜盐(CiT2， Cu+)的物质，例如由Cupron Corp. Greensboro, NC提供的那些。 含4艮和4艮盐的净勿质与单体(Ag, Ag+，Ag+2),例i口获自Thomson Research Assoc. Inc.的Ultra-Fresh ; 获自Clar iant Corp.的Sani t ized Silver and Zinc。 氧化剂，例如醛，卣素和proxy化合物进攻细胞膜。获自Vanson HaloSource Inc.的诸如HaloShield⑧之类的产品。 最持久的抗微生物剂之 一 是2， 4， 4-三氯-2 、-轻基二苯醚 (Triclosan )。通过利用渗透并干扰其细胞壁的电-化学模式，三 氯生抑制微生物生长。
抗微生物、 抗真菌和 抗细 菌 (续)季铵化合物，双胍，胺和葡糖鱼精蛋白.用这些物质整理过的纤维 结合微生物到其细胞膜上并干扰脂质多糖结构，从而导致细胞分解。 诸如获自Aegis Environments的季铵硅坑,或获自Clariant Corp. 的Sanitized Quat T99-19;以牌号Purista⑧获自Avecia Inc. 的双胍之类的产品 另一方面是固定季铵化合物，正如EP11115940中列出的。这些化合 物可通过聚合的PCM聚合物上的酸基，在微胶囊壳上的酸基或在纺 织品基底上的酸基而固定。 壳聚糖是由甲壳素(一种甲壳中的主要组分)衍生的有效的天然抗微 生物剂。 基于十一烯酸或十一炔醇(undecynol)的蓖麻油衍生物。诸如十一烯 氧基聚乙二醇丙烯酸酯或曱基丙烯酸酯之类的产品。
根据本发明的一个实施方案，将功能化合物溶解在稳定的 悬浮液内。根据另一实施方案，功能化合物包封在壳内。根据相关实 施方案，壳的性能类似于相变材料的微胶嚢中的壳。根据另一实施方 案，功能化合物微胶嚢的壳由与相变材料微胶嚢的壳相同的材料制成。 根据相关的实施方案，功能化合物被包封且微胶嚢均匀地分散在本发 明的稳定悬浮液内。根据本发明的一个实施方案，稳定悬浮液保持在控制的温 度下。根据相关的实施方案，该温度范围为约15'C-约120'C。根据 另一实施方案，温度保持在约20°C -约5(TC下。根据另一实施方案， 稳定悬浮液保持在低剪切混合下。根据该溶液的一个实施方案，低剪 切混合是采用浆或螺旋桨在1 - 100s—、优选1 - 10s—1的剪切速度下混 合或搅动。根据本发明，含溶剂和多个微胶嚢的稳定悬浮液用于生产 含聚合物的调温织物。根据本发明另一实施方案，该聚合物是纤维素基聚合物， 稳定悬浮液中的溶剂包括水和氢氧化钠，氢氧化钠的浓度范围为溶剂 的约1% -约8wt%，和微胶嚢形成所述悬浮液的约15% -约50wt%。 根据相关的实施方案，聚合物是纤维素基聚合物，稳定悬浮液中的溶 剂包括水和氢氧化钠，氢氧化钠的浓度范围为溶剂的约1.5% -约3 % ，和微胶嚢形成所述悬浮液的约15% -约30wt% ，和悬浮液保持在 环境温度下。本发明的一个方面还提供通过使用稳定悬浮液的方法生产 的织物。更具体地，所提供的织物是商业产品。根据本发明的一个实 施方案，织物或商业产品包括一种纤维或多种纤维。根据本发明的另一实施方案，稳定悬浮液包括选自消泡剂、 流动控制剂、润湿和分散剂以及表面活性剂中的至少一种添加剂，例 如以上列出的那些。任选地，合适的添加剂存在于第三悬浮液内，当 使用它来提供微胶嚢时。例如，在生产微胶嚢的方法中使用添加剂， 并保持在生产过程中产生的悬浮液内，所述悬浮液原样地或者在一定的改性之后用作第三悬浮液。根据另一实施方案，在混合之前，原样 地，或者以任何结合形式，例如以溶液形式，将添加剂加入到所提供 的组分，例如第三悬浮液或溶剂内，和/或在混合之后添加。根据本发明再一实施方案，在混合过程中和/或之后，稳定 (第一)悬浮液保持在约环境-约120。C的温度范围内。根据另一实施 方案，在混合过程中和/或之后，稳定悬浮液保持在低剪切混合下。根据本发明的一个实施方案，还提供制备含聚合物的调温 织物的方法，所述方法包括提供并掺入具有选自下述功能的至少一种 功能化合物，所述功能选自下文所述的阻燃性、生物活性、抗微生物、 抗气味和紫外光吸收。根据本发明的一个实施方案，功能化合物和功 能选自表3中列出的那些。根据本发明的一个实施方案，功能化合物 以溶解形式提供。根据另一实施方案，功能化合物包封在壳内。根据 相关实施方案，壳的性能类似于相变材料微胶嚢的壳的性能。根据另 一实施方案，功能化合物微胶嚢的壳由与相变材料微胶嚢的壳相同的 材料制成。在这样的混合之前或其之后，所提供的功能材料和/或其微 胶嚢的任何形式是合适的，例如稳定的第一溶液或具有聚合物和/或前 体的稳定的第一溶液。掺入功能化合物和/或其微胶嚢可使用任何已知 的方法，例如混合。根据本发明的一个实施方案，功能化合物被包封 且其微胶嚢均匀地分散在第二悬浮液内。根据本发明的一个实施方案， 所形成的第二悬浮液包括相变材料和功能化合物二者的微胶嚢，且这 两种微胶嚢均勻地分散在第二悬浮液内。根据另一实施方案，在含相 变材料的微胶嚢内提供功能材料。根据本发明另一实施方案，制备含聚合物的调温织物的方 法包括下述步骤将原样的或具有额外组分的第二悬浮液转化到所述 织物上。例如，通过已知方法，在表面上涂布第二悬浮液，其中进一 步处理它们，例如蒸发溶剂，沉淀和/或聚合在其内包括的组分。还可 将第二悬浮液转化成微胶嚢在其内均匀地分散的聚合物粒料，然后将 所述粒料转化成商业产品。制备含聚合物的调温织物的方法也可包括 将第二悬浮液转化成纤维的步骤。根据本发明的一个实施方案，含微胶囊的相变材料均匀地分散在所述制备的纤维内。由合成纤维制备许多织物。常规地，使用两种方法制备合 成纤维溶液纺丝法和熔体纺丝法。通常使用溶液纺丝法，形成丙烯 酸类纤维或再生纤维素纤维，而通常使用熔体纺丝法，形成尼龙纤维、 聚酯纤维、聚丙烯纤维和其他类似类型的纤维。根据本发明的一个实 施方案，通过熔体纺丝法生产含微胶嚢的纤维，其中提供熔融聚合物 和微胶嚢，纺丝并冷却以供硬化。微胶嚢在其内均匀地分散的聚合物 粒料可用于借助熔体纺丝生产这种纤维。根据相关实施方案，这种熔 体纺丝法所使用的微胶嚢的壳由二氧化硅制备。根据本发明的一个实施方案，借助溶液纺丝法制备纤维， 所述溶液纺丝牵涉纺丝含以上所述的聚合物和/或聚合物前体、相变材 料微胶囊和任选地至少一种试剂、表面活性剂或功能化合物的原料溶 液。根据本发明另一实施方案，原料溶液可包括以上所述的第二溶液。 根据本发明的一个实施方案，如上所述制备稳定的悬浮液，并在以上 规定的温度范围内和在以上规定的混合下，储存在合适的第 一容器内。 所生产的稳定悬浮液的用量适合于至少20小时，优选至少40小时的 纤维生产。还生产聚合物和/或前体的溶液并保持在第二容器内。通过 混合来自所述第 一容器的悬浮液与来自所述第二容器的溶液生成原料 溶液，然后通过至少一个纺丝头纺丝并例如借助任选地聚合、干纺或 湿纺来进一步处理。在湿法纺丝工艺中，纺丝头浸渍在化学浴内或保 持非常接近于化学浴，和当长丝出来时，它们接触化学浴，且它们从
溶液中沉淀并硬化。在干纺纺丝工艺中，通过在空气或惰性气体的物 流内蒸发溶剂来实现硬化，而不是通过稀释或化学反应沉淀聚合物。 关于更多的细节，参见Acrylic Fibers, R. Cox在Synthetic Fibers: Nylon ，Polyester, Acrylic， Polyolefins, Woodhead Publishing ISBN 1 85573 488 1和美国专利5686034 、 6258304 、 6333108和 6538130、英国专利2412083和WO0231236,其相关教导在此通过参考 引入。根据本发明的一个实施方案，纤维是丙烯腈基纤维。根据所述实施方案，在第二容器内的溶液优选由在溶剂内约5-约20wt°/。 的溶质组成。在本发明特别优选的实施方案中，在容器内的溶液包括 在溶剂内约10-约15wt。/。的溶质。以干重为基础，溶质优选由约80-约100wt。/。丙烯腈单体，约0-约20wt。/。中性单体，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种和约0 -约2wt% 酸共聚单体，例如苯乙烯磺酸钠、甲基烯丙基磺酸钠、2-曱基-2-丙烯
酰胺基丙烷磺酸钠和衣康酸制成。在本发明特别优选的实施方案中，以干重为基础，溶质由 约90-约95wt。/。丙烯腈单体和约0-约14wt。/。所述中性单体制成。根据另一实施方案，纤维是变性聚丙烯腈(modacrylic) 纤维，其比例是在溶质内丙烯腈较少，和溶质还含有另一共聚单体， 典型地面代烯键式不饱和分子。根据本发明的一个实施方案，在第二 容器内的溶液中的溶剂是硫氰酸钠的水溶液，例如硫氰酸钠浓度范围 为约40-约60wt。/。的硫氰酸钠水溶液。根据本发明另一实施方案，例 如在变性聚丙烯腈纤维的情况下，溶剂是丙酮溶液。通过已知方法， 例如在搅拌下，通过緩慢添加聚合物到冷溶剂中，然后升高温度到完 全溶解，以溶解聚合物，从而制备该溶液，在第二容器内的溶液保持 在大致环境温度下。根据本发明的一个实施方案，在第一容器内的稳定的悬浮 液包括硫氰酸钠水溶液作为溶剂。在该溶液内硫氰酸钠的浓度为约40 -约60wt%。该稳定悬浮液包括具有壳和核的微胶嚢，其中壳形成微 胶嚢的约5-约40wt。y4。壳由诸如二氧化硅和甲醛聚合物之类的化合物 制成。核包括相变材料，例如具有15-25个碳原子的直链或支链烃。 典型地，微胶嚢具有最多约2微米的尺寸(最大尺寸)。微胶囊形成悬 浮液重量的约5-约30%,所述悬浮液还任选地含有粘度改性剂，例 如以上列出的那些。在温和地混合的同时，通过逐渐添加溶剂到约50 %微胶嚢在含水介质内的悬浮液中，制备稳定悬浮液。稳定悬浮液在 大致环境温度下在温和的低剪切混合下保持在第一容器内。根据本发明的再一实施方案，通过基于聚合物干重，在适合于得到2-50%,更优选5-20。/。浓度mPCM的相对比率(rate)下，混合来自第二容器的溶液与来自笫一容器的悬浮液(任选地过滤)，生产原料溶液。然后通过干纺或湿纺，纺丝该原料溶液(例如，其中纺丝头浸渍在相对稀释的水溶液内或保持非常接近于相对稀释的水溶液)，形成具有相变材料的含丙烯酸类纤维的微胶嚢。根据本发明的一个实施方案，纤维含有约5-约20wt。/。均匀地分散的微胶嚢。这些纤维然后用于生产适应各种温度的商业产品，例如织造织物、针织织物和非织
;杏全P、^fe/fe!14cr,J^4釣1 T/o —釣SOT/o W劳l5jai
》、7 m-^力r 〃口 z^一y ■*■ / o 一v "ww,o 0根据本发明另一实施方案，纤维是纤维素基纤维。根据该实施方案，在第二容器内的溶液由约5-约15wt。/。在溶剂内的溶质，优选约8-约11wt。/。组成。溶质的组成以干重为基础，为氢氧化钠水溶液溶剂的约5-约15%。根据本发明的一个实施方案，在第二容器内溶液中的溶剂是氬氧化钠的水溶液，例如氢氧化钠浓度范围为约4-约10wt。/。的氢氧化钠水溶液。通过已知方法，例如在水中溶解氢氧化钠，并添加纤维素，制备该溶液。优选地，在搅拌下添加千燥纤维素到适量水和溶解的氬氧化钠中，以防止纤维素粉末粘附并形成团块。然后
搅拌，直到纤维素溶解和溶液变得清澈。在第二容器内的溶液保持在大致环境温度下。根据本发明的一个实施方案，在第一容器内的稳定悬浮液包括氬氧化钠的水溶液作为溶剂。在该溶液内氢氧化钠的浓度为约1-约5w"。根据本发明的一个实施方案，溶剂的pH为至少10，优选至少11.5。稳定悬浮液包括具有壳和核的微胶嚢，其中壳形成微胶嚢的约5-约40wt°/。。壳由至少一种化合物，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。核包括相变材料，例如具有15-25个碳原子的直链或支链烃。典型地，微胶嚢的尺寸为最多约2微米(最大尺寸)。微胶嚢形成悬浮液的约10-约50wt%，所迷悬浮液还任选地含有粘度改性剂，例如纤维素、纤维素衍生物，酸官能的聚合物，聚二元醇，多糖和聚乙烯醇。在温和地混合的同时，通过逐渐添加溶剂到在含水介质内约50%的微胶嚢悬浮液中，制备稳定悬浮液。
26该稳定悬浮液在环境温度下在温和的低剪切混合下保持在第一容器内。根据本发明的一个实施方案，通过适合于在纤维素上得到所需。/。mPCM的相对比率(rate)下，混合来自笫二容器的溶液与来自第一样品的悬浮液(任选地过滤过)，制备原料溶液。然后通过干纺或湿纺(例如通过在酸，例如硫酸的溶液内浸渍或者保持非常接近于它的纺丝头)，纺丝该原料溶液，形成含具有相变材料的微胶嚢的人造丝或粘胶纤维。根据本发明的一个实施方案，纤维含有约5 —约40wt《均匀地分散的微胶嚢。然后使用这些纤维生产适用各种温度的商业产品，例如织造织物、针织织物和非织造织物，例如焓为约lJ/g-约50J/g的那些。尽管在下述实施例中结合一些优选的实施方案并参考附图描述了本发明，以便本发明的各方面可被更充分地了解和理解，但不打算将本发明限制于这些特定的实施方案上。相反，打算覆盖所有
的替代、改性和等价方案，因为它们可包括在所附权利要求定义的本发明的范围内。因此，包括优选实施方案的下述实施例起到阐述本发明实践的作用，要理解所示的特定细节作为实例和目的仅仅是为了阐述性讨论本发明的优选实施方案，且在提供认为最有用和容易理解配制工序的说明以及本发明的原理和概念的方式列出这些细节。
实施例1-用于丙烯酸类纤维的mPCM的稳定悬浮液在搅拌下，向100. Okg甲醛基壳微胶嚢(微嚢化的正烃，115J/g潜热，50%孩丈胶嚢，获自Ciba Specialty Chemical Co. ， Bradford,英国)中添加121.5kg水，然后添加178.5kg硫氰酸钠。这得到含有12. 5%具有硫氰酸钠水之比为51/49的微胶嚢的稳定悬浮液。该微胶嚢的悬浮液稳定抗聚集>21小时。实施例2-用于丙烯酸类纤维的mPCM的稳定悬浮液在搅拌下，向100. 0kg甲醛基壳微胶嚢(微嚢化的正烃，115J/g潜热，50%孩￡胶嚢，获自Ciba Specialty Chemical Co. ， Bradford,英国)中添加121. 5kg水和178. 5kg硫氰酸钠的预混溶液。这得到含有12. 5%具有硫氰酸钠水之比为51/49的微胶嚢的稳定悬浮液。该微胶囊的悬浮液稳定抗聚集〉21小时。实施例3-用于人造丝、粘胶纤维或纤维素纤维的mPCM的稳定悬浮液
在搅拌下，向100. Okg聚丙烯酸类壳微胶嚢(微囊化的十八烷，175J/g潜热，45%微胶嚢，获自Ciba Specialty ChemicalCo. ， Bradford,英国)中添加100.0kg水，然后添加5.2kg 50%NaOH/水溶液。这得到pH为12. 8的含有21. 95%微胶嚢的稳定悬浮液。这一微胶嚢的悬浮液稳定抗聚集>24小时，这通过起始的淤浆粒度分布(图1)和24小时之后(图2)来显示。正如所注意的，当首先形成悬浮液时的分布和在24小时之后的分布没有显著的差别。这一稳定悬浮液提供优良的纺丝性能，在多天之后没有生产线停工，没有过滤器堵塞或阻滞，且用于纺丝1. 7dtex的粘胶纤维。实施例4-用于人造丝、粘胶纤维或纤维素纤维的mPCM的不稳定悬浮液
在搅拌下，向100. 0kg聚丙烯酸类壳微胶嚢(微嚢化的十八烷，175J/g潜热，45%微胶嚢，获自Ciba Specialty ChemicalCo. ， Bradford,英国)中添加81. 8kg水，然后添加1. 8kg50WaOH/水溶液。这得到pH为9. 5的含有25. 0°/。微胶嚢的不稳定悬浮液。这一不稳定悬浮液引起压力累积、过滤器堵塞和在20分钟之后生产线停工。实施例5-用于Lyoce11纤维的mPCM的稳定悬浮液
在20ml玻璃小瓶内结合0. 90g去离子水和0. 20g含相变材料的水润湿的微胶嚢(微囊化的烷属烃PCM， 120J/g潜热，50%微胶嚢，获自Ciba Specialty Chemical Co., Bradford,英国)。接下来，添力口 8. 00gN-甲基吗啉氧化物溶剂(97°/。NMM0，获自Aldrich Chemical Co.，Milwaukee,Wis.),得到具有1. lwt°/。mPCM固体的溶液。将小瓶放置在12 5 'C的烘箱内，和周期性混合，直到其内容物均匀地混合和溶剂熔融。这一溶液可立即使用或者可冷却/硬化它以供储存，然后再加热。这一循环可反复多次。
实施例6-用于Lyocell纤维的mPCM的稳定悬浮液 在20ml玻璃小瓶内结合0. 90g去离子水和0. 20g含相变材料的水 润湿的微胶嚢(微嚢化的烷属烃PCM, 120J/g潜热，50%微胶嚢，获自 Ciba Specialty Chemical Co. ， Bradford,英国)。接下来，添力口 8. OOgN-甲基吗啉氧化物溶剂(97%NMMO，获自Aldrich Chemical Co.， Milwaukee，Wis.)和0. 90g微晶纤维素(获自Aldrich Chemical Co.， Milwaukee, Wis.),得到具有10wt。/。固体的溶液。该固体包括90/10重 量比的纤维素/含相变材料的微胶嚢。将小瓶放置在125'C的烘箱内， 和周期性混合，直到其内容物均匀地混合和熔融。这一溶液可立即使 用或者可冷却/硬化它以供储存，然后再加热。这一循环可反复多次。
对于本领域的技术人员来说，显而易见的是，本发明不限 于前述阐述性实施例的细节，和在没有脱离本发明的基本特征的情况 下，本发明可体现在其他具体的形式上，因此希望在所有方面中将本 发明的实施方案和实施例视为阐述而不是限制，本发明的范围涉及所 附权利要求，而不是前述说明，和因而落在权利要求的等价含义和范 围内的所有变化拟包括在其内。
权利要求
1. 生产含聚合物的调温织物的稳定的第一悬浮液，所述悬浮液包括溶剂和含至少一种相变材料的多个微胶囊，其中所述微胶囊掺入到所述含聚合物的织物内，和其中所述稳定的第一悬浮液的特征在于(i)所述溶剂能溶解选自所述聚合物及其前体中至少一种的织物形成组分；和(ii)所述悬浮液稳定至少约20小时。
2. 权利要求l的第一悬浮液，进一步特征在于至少约95%的所述 微胶嚢在所述悬浮液内保持完整至少约20小时。
3. 权利要求1的第一悬浮液，其中所述织物由至少一类聚合物纤 维形成。
4. 权利要求1的第一悬浮液，其中所述聚合物选自丙烯腈基聚合 物、纤维素基聚合物、聚酯基聚合物、聚酰胺基聚合物和聚烯烃基聚合 物。
5. 权利要求l的第一悬浮液，其中所述溶剂是水溶液。
6. 权利要求1的第一悬浮液，进一步包括选自消泡剂、流动控制 剂、润湿剂、分散剂和表面活性剂中的至少一种进一步的组分。
7. 权利要求5的第一悬浮液，其中所述水溶液包括选自钠碱(sodium base)、硫氰酸钠、氯化锌、正曱基吗啉氧化物、氨、硫酸铜、硝酸、 丙酮、DMF和NMP中的至少一种进一步的组分。
8. 权利要求1的第一悬浮液，其中所述微胶嚢包括壳和核，以及 其中所述壳由选自丙烯酸及其衍生物、曱基丙烯酸及其衍生物、甲醛、 异氛酸酯、脲、羧酸衍生物、二氧化硅前体和明胶中的至少一种组分形 成。
9. 权利要求1的第一悬浮液，其中所迷微胶嚢包括壳和核，和其 中所述核包括选自十八烷、具有15-25个碳原子的直链烃，和具有15 - 25个碳原于的支链烃中的相变材料。
10. 权利要求l的第一悬浮液，其中所述微胶嚢包括壳和核，和所述壳与核的重量比范围为约0.5:9. 5-约4:6。
11. 权利要求l的第一悬浮液，其中所述微胶嚢形成所述悬浮液的 约5-约40wty。。
12. 权利要求l的第一悬浮液，其中所述微胶囊的最大线尺寸范围 为约0. 1 -约20微米。
13. 权利要求l的第一悬浮液，进一步包括具有功能性的至少一种 化合物，所述功能性选自阻燃、生物活性、抗微生物活性、抗气味性、 紫外光吸收、湿气监控和耐水、油脂、污物和/或污渍。
14. 权利要求1的第一悬浮液，它保持在约环境-12(TC范围内的 温度下。
15. 权利要求1的第一悬浮液，其中所述聚合物是丙烯腈基聚合物， 其中所述溶剂包括水和硫氰酸钠，其中硫氰酸钠的浓度范围为溶剂的约 40-约60wt%，和其中所述微胶囊形成所述悬浮液的约5-约30wt%。
16. 权利要求1的第一悬浮液，其中所述聚合物是纤维素基聚合物， 其中所述溶剂包括水和氢氧化钠，其中氢氧化钠的浓度范围为约1% — 约5%,和其中所述微胶嚢形成所述悬浮液的约5-约30%。
17. 笫二悬浮液，由权利要求1的第一悬浮液结合选自聚合物及其 前体中的至少 一种织物形成组分形成。
18. 权利要求17的第二悬浮液，其中所述微胶嚢均匀地分散在整 个所述悬浮液中。
19. 权利要求17的第二悬浮液，其中所述第二悬浮液稳定至少约 20小时。
20. 含权利要求1的织物的商业产品。
21. 制备权利要求1的第一悬浮液的方法，该方法包括下述步骤(i) 提供含相变材料的微胶嚢；(ii) 提供能溶解选自所述聚合物及其前体中的至少一种的织物形 成组分的溶剂；和(iii) 混合所述溶剂和所述微胶嚢，形成所述第一悬浮液。
22. 权利要求21的方法，其中在容器内提供所述微胶嚢，和将所述溶剂加入到在所述容器内的所述微胶嚢中，形成所述第 一 悬浮液。
23. 权利要求21的方法，其中所述溶剂是水溶液。
24. 权利要求21的方法，进一步包括添加选自消泡剂、流动控制 剂、润湿剂、分散剂和表面活性剂中的至少一种进一步的组分的步骤。
25. 权利要求21的方法，其中以微胶嚢在流体内的第三悬浮液形 式提供所述微胶嚢。
26. 权利要求25的方法，其中在容器内提供所述微胶嚢在流体内 的第三悬浮液，和将所述溶剂加入到在所述容器内的所述微胶嚢中，形 成所述第一悬浮液。
27. 权利要求25的方法，其中所述流体是含水介质。
28. 权利要求25的方法，其中所述第三悬浮液的粘度范围为约100 -约3000厘泊。
29. 权利要求25的方法，其中在约环境-120。C范围内的温度下提 供所述第三悬浮液。
30. 权利要求21的方法，其中在约环境-120。C范围内的温度下提 供所述溶剂。
31. 权利要求21的方法，其中所迷第一悬浮液保持在约环境-120 。C范围内的温度下。
32. 权利要求21的方法，其中所述第一悬浮液保持在低剪切混合下。
33. 制备权利要求17的第二悬浮液的方法，该方法包括下述步骤 提供选自聚合物及其前体中的至少一种织物形成组分，并结合所述组分 与所述第一悬浮液，形成所述第二悬浮液。
34 权利要求33的方法，进一步包括湿纺或干纺所述第二悬浮液。
35. 权利要求34的方法，其中将所述悬浮液纺丝，形成纤维。
36. 权利要求35的方法，其中结合所述纤维与其他纤维，形成织物。
37. 根据权利要求35的方法制备的纤维。
38. 权利要求35的纤维，其中所述微胶嚢均匀地分散在整个所述纤维中。
39.含权利要求35的纤维的商业产品。
全文摘要
生产调温织物所使用的稳定悬浮液。该悬浮液优选包括含至少一种相变材料的微胶囊。制备稳定悬浮液的方法包括提供含相变材料的微胶囊，提供能溶解选自所述聚合物及其前体中至少一种的织物形成组分的溶剂，和混合所述溶剂与所述微胶囊，形成所述第一悬浮液。
文档编号D06M23/12GK101484630SQ200780025288
公开日2009年7月15日 申请日期2007年6月15日 优先权日2006年7月4日
发明者A·艾亚尔, M·哈特曼, R·考克斯 申请人:奥特拉斯技术有限公司