CN101627159A - 结合了包围着传递岛的热调节组合物的纺织底物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包含纤维的纺织底物，所述底物结合了热调节组合物，所述底物的特征在于它还包含与所述纤维联结的材料的岛以被所述热调节组合物包围，形成所述岛的材料能够促进热调节组合物中的热和/或湿度的传递。本发明还涉及制造上述纺织底物的方法。

Description

结合了包围着传递岛的热调节组合物的纺织底物
技术领域
本发明涉及结合了热调节组合物的纺织底物(substrat textile)和制造这种纺织底物的方法。
背景技术
为了赋予纺织底物热调节性能，已知使用包含微囊的热调节组合物，所述微囊结合了相变材料组合物。实际上，借助于该材料相变过程中的热能吸收-释放，该纺织底物使得可以延迟温度变化以便提供热舒适性。
为了将这些微囊结合到纺织底物中，特别已知的是将其整合在纤维中(尤其参见文献EP-0 306 202)，将其布置在涂布于纺织底物上的聚合物粘结剂层中(尤其参见文献EP-0 611 330)，或将其分别地固定到纤维上(尤其参见文献EP-1 275 769)。
然而，在所有这些实施方案中，产生优化该热调节组合物所提供的热舒适性的问题。特别地，所述热舒适性取决于热调节组合物中的传热速率和分布。此外，湿度通过该热调节组合物的传递速率也是与感觉到的热舒适性相关的因素。
发明内容
本发明的目的在于通过提供结合了热调节组合物的纺织底物克服现有技术的问题，其中热和/或湿度传递得到优化以改善感觉到的热舒适性。
为此，根据第一方面，本发明提供包含纤维的纺织底物，所述底物结合了热调节组合物，所述底物还包含与纤维联结的材料的岛(
Figure G2008800015993D00011
)以被所述热调节组合物包围，形成所述岛的材料能够促进热调节组合物中的热和/或湿度的传递。
根据一种具体实施方案，所述热调节组合物包含具有包封物的微囊，在包封物中布置相变材料，设置所述材料的熔化温度以确保热调节，所述微囊通过桥联(pontage)与纤维联结。
根据第二方面，本发明提供制造上述纺织底物的方法，所述方法包括以下步骤：
-制备含有在包封物中的相变材料的微囊配制剂，所述包封物基于包含一种在电离辐射下具有反应性的基团的材料，所述配制剂还包含至少一种具有两种在电离辐射下具有反应性的基团的桥联剂；
-制备能够促进热和/或湿度传递的材料；
-将该材料施用于所述纺织底物的表面的至少一个区域上以形成与所述纤维联结的岛；然后
-用所述微囊配制剂浸渍该纺织底物；和
-对浸渍过的纺织底物施加电离辐射以确保通过反应性基团的反应在所述底物上桥联所述微囊。
具体实施方式
本发明的其它特征和优点在下文多种具体实施方案的描述中将会显现。
本发明涉及包含纤维的纺织底物，所述底物可以是任何类型的，特别是针织、编织的或者包含无纺棉层(nappe)。在实施方案的一种实例中，纺织底物包含重量小于50g/m2，特别是30-80g/m2且厚度小于0.5mm的无纺棉层。该棉层的纤维长度可以是30-60mm。该棉层可以借助于水喷射或任何其它使得可以获得耐久(résistante)和吸收性棉层的方法(植绒，用适当的粘结剂化学粘结，热粘结)结合。
特别地，纺织底物基于纤度小于4分特的亲水性纤维，以便促进如在说明书下文中可以看出的微囊水性配制剂的吸收容量以及柔软性。
特别地，所述纤维可以基于聚酯或聚酰胺。在变化方案中，可以考虑聚酯或聚酰胺纤维与纤维素纤维、特别是棉或粘胶纤维的混合物，例如重量比例为80％/20％的混合物。
本发明的纺织底物结合了热调节组合物。该热调节组合物可以包含相变材料，该材料的熔化温度为15℃-38℃，优选22℃-35℃，以便确保在人体温附近的热调节。
已知地，这种组合物可以基于链烷烃(paraffine)，特别地根据期望的熔化温度包含16-22个碳原子的链烷烃。这样，当环境温度升高时，该组合物的液化使得能够在准恒温下吸收热能，当环境温度降低时，所述组合物的凝固使得释放热能。在变化方案中，可以使用不含链烷烃、特别地用于防火应用的阻燃相变材料。
根据一种实施方案，所述热调节组合物包含尺寸小于20μm，特别地平均为1-10μm的微囊。该微囊具有包封物，在其中布置相变材料。已知地，可以将微囊整合在纤维中、布置在涂布于纺织底物上的聚合物粘结剂层中或分别地固定在纤维上。
所述热调节组合物可以包含两种微囊，每种微囊的相变材料的熔化温度不同。特别地，两种微囊可以是BASF公司的名为Lurapret TXPMC 28和Lurapret TX PMC 35的那些，它们分别具有28℃和35℃的熔化温度。为此，相变材料分别为正十八烷和正二十烷，热量储存或释放容量为170J/g左右。此外，这些微囊的包封物基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
所述底物还包含材料的岛，它们与纤维联结从而至少部分地被热调节组合物所包围，形成所述岛的材料能够促进热调节组合物中的热和/或湿度的传递。这样，所述岛促进热调节组合物中的热和/或湿度的交换，以便改善所提供的热舒适性。特别地，通过考虑使所述岛与该调节组合物接触或至少与它紧邻，所述交换基本上借助于传导进行。
在热调节组合物包含微囊的情况下，所述岛促进它们之间的热传递，以改善相变材料的热能吸收或释放的动力。
根据一种实施方案，所述岛基于吸湿性聚合物材料而形成，所述材料特别选自聚乙烯醇(PVA)、纤维素衍生物、羧甲基纤维素、壳聚糖、壳多糖衍生物。
此外，所述岛也可以含有包裹在所述材料中的微囊，所述微袭整合有活性物质。该活性物质也可以是改善热调节的相变材料，或者具有其它功能，例如与卫生或舒适有关的功能。在实施方案的实例中，活性物质可以包含香精油，从而特别地改善透气、香味、驱虫(特别是驱蚊)、导电或抗静电，抑菌剂例如银盐、除臭剂。另外，壳聚糖除了吸湿性以外还提供抑菌作用。
根据一种实施方案，以几何形区域的不连续网络的形式，例如以矩形或其它形状的点的二维网络形式，将所述岛布置在纺织底物的至少一个表面上。有利地，所述岛可以覆盖它们布置于其上的纺织底物的表面的5％-40％。
此外，所述岛可以在纺织底物的面上形成或包含可见的图文或标志，例如通过在形成所述岛的材料中加入颜料。
所述纺织底物可以用于制造纺织制品，特别是用于床用织物例如枕头、被子，或用于衣服，特别是运动服或工作服。
特别地，该纺织制品可以包含在该纺织底物一侧的内部纺织层和所述底物另一侧为了封闭一定体积的空气而布置的外部纺织层，例如棉絮层。这样，通过布置面向身体的内层，热调节功能得到优化。此外，纺织制品还可以包含防水/透气层，例如多孔疏水性或亲水性层，其布置在外部纺织层上以便通过防止液态水触及身体而容许身体透气。
下面描述制造本发明纺织底物的方法，其中微囊借助于其包封物与所述底物的纤维之间的桥联而与纤维联结。另外，纺织底物可以结合大于10g/m2，特别是大于40g/m2的微囊以使得能够吸收和释放5至大于150J/g的热能。
所述方法考虑制备含有在包封物中的相变材料的微囊配制剂，所述包封物基于包含在电离辐射下具有反应性的基团的材料。具体地，这些基团可以包含在电离辐射的作用下形成反应性自由基的不饱和键。在实施方案的实例中，电离辐射下具有反应性的基团选自羟基、羧基、羰基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、胺、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯(uréthanes)、苯乙烯基团。在变化方案中，包封物可以包含多种在电离辐射下具有反应性的基团。
所述微囊配制剂还包含至少一种具有两种在电离辐射下具有反应性的基团的桥联剂，所述种类可以相同或不同。另外，至少某些反应性基团可以选择为对热呈反应性。
更具体地，所述微囊配制剂可以包含桥联剂的混合物，特别地选自丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯(AGLY、MAGLY)，聚乙二醇200、400、600二丙烯酸酯(PEG200DA、PEG400DA、PEG600DA)，二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、甲基丙烯酸磺酸丙酯钾盐(SPMK)和甲基丙烯酸月桂酯或丙烯酸月桂酯。
特别地，AGLY或MAGLY是具有环氧基团和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团的双官能桥联剂，PEG DA是通过延长微囊与纤维之间的结合链参与桥联的双官能内部增塑剂。因此，这两种桥联剂的结合使用使得可以改善微囊沉积的灵活性。
桥联剂与微囊之间的质量比优选小于0.5，特别是0.10-0.30。
此外，所述微囊配制剂可以包含30-60重量％，特别是40-50重量％分散于溶剂中特别是水中的微囊。该微囊配制剂还可以包含至少一种改善分散体稳定性的试剂，例如甲基丙烯酸磺酸丙酯(SPM)或丙烯酸磺酸丙酯(SPA)，它们是在电离辐射下具有反应性的阴离子单体，或者丙烯酸胶乳例如以名称HYCAR 26319销售的胶乳，它在微囊与底物之间产生桥联时改善桥联剂对微囊的润湿。在变化方案中，所述试剂可以是凝胶形式的聚丙烯酸酯或聚氨酯分散体。
所述官能化方法还包括能够促进热和/或湿度传递的材料的制备步骤，接着是该材料在纺织底物表面的至少一个区域上的施用步骤以便形成与纤维联结的岛。
根据所述实施方案，形成所述岛的材料还对微囊配制剂具有不渗透性，以便如下文所述防止所述岛随后被微囊配制剂浸渍。这样，可以改善纺织底物的柔软性，其中缺乏微囊的区域可以形成所述底物的优选褶皱区域。
为此，形成所述岛的材料基于溶解在水中的至少部分水解的聚乙烯醇(PVA)，所述溶液还包含用于微囊配制剂的防粘剂。例如，防粘剂可以是甘油，而且考虑到该材料的粘度以捕获(piéger)防粘剂从而防止其迁移。特别地，该材料可以是触变性的而且具有50-300dPa·s的粘度，以便能够以糊料形式应用，通过纺织底物迁移以涂布纤维。
可以借助于丝网印刷(sérigraphie)施用形成所述岛的材料，接着在用微囊配制剂浸渍纺织底物以前至少部分干燥所述材料。沉积的材料的量可以是5-40g/m2。
然后，所述方法考虑用所述微囊配制剂浸渍该纺织底物。可以借助浸轧(foulardage)进行该浸渍，对所述浸轧的条件和纺织底物的特性进行调整以在所述纺织底物中带走至少80重量％并优选至少150重量％的微囊配制剂。这样，通过具有很高的微囊含量的配制剂和高带走率的结合，可以借助于不同的反应性基团在纺织底物中固定大量微囊。
特别地，所述微囊配制剂可以是触变性的而且其粘度为130-150mPa·s，特别是通过向所述配制剂中添加流化剂(fluidifiant)如异丙醇而具有上述特性。另外，在基于亲水性纤维的纺织底物的情况下，可以在浸渍过程中实现配制剂在纺织底物中令人满意的浸入和良好润湿。另外，在浸渍之前，纺织底物可以经历特定的处理，从而特别地改善其内聚力和/或可润湿性。
此外，浸轧过程中的轧制压力相对较小，特别是1-2巴左右，从而使微囊配制剂在纺织底物中的高的带走以及均匀渗透和分布成为可能。在实施方案的实例中，在每单位面积质量为50g/m2的纺织底物中浸渍的配制剂的量可以大于50g/m2，特别是50g/m2-150g/m2。
浸渍之后，在浸渍过的纺织底物上施加电离辐射以前，可以干燥该纺织底物，特别是借助红外灯干燥。干燥还使得可以对纺织底物中的微囊配制剂进行热固定。在变化方案中，可以在施加电离辐射之后进行热固定，例如在100-140℃的温度下进行，从而借助于热反应性桥联剂的反应完善微囊的固定。
设置辐射的功率和持续时间以活化反应性基团从而确保微囊在所述底物上的桥联。根据一种实施方案，电离辐射是电子加速器产生的离子轰击，其可以在一个或两个通道中进行，特别是在纺织底物的每一侧一个通道。此外，与各种反应性基团的存在结合的电离辐射的功率使得可以在纺织底物中固定大量微囊。
另外，包封物与桥联剂的反应性基团之间的反应使得可以将微囊的包封物与纤维、微囊和任选的桥联剂结合在一起，以便产生耐摩擦和耐洗涤或干洗的立体三维网络。
最后，该纺织底物可以进行洗涤然后干燥或经历其后续使用所必需的其它处理。

Claims (17)

1.包含纤维的纺织底物，所述底物结合了热调节组合物，所述底物的特征在于它还包含与所述纤维联结的材料的岛以被所述热调节组合物包围，形成所述岛的材料能够促进热调节组合物中的热和/或湿度的传递。
2.权利要求1的纺织底物，其特征在于所述岛基于吸湿性聚合物材料而形成。
3.权利要求2的纺织底物，其特征在于所述吸湿性聚合物材料选自聚乙烯醇(PVA)、纤维素衍生物、羧甲基纤维素、壳聚糖、壳多糖衍生物。
4.权利要求1-3任一项的纺织底物，其特征在于所述岛含有包裹在所述材料中的微囊，所述微囊整合有活性物质。
5.权利要求1-4任一项的纺织底物，其特征在于以几何形区域的不连续网络的形式，将所述岛布置在纺织底物的至少一个表面上。
6.权利要求5的纺织底物，其特征在于所述岛覆盖它们布置于其上的纺织底物的表面的5％-40％。
7.权利要求1-6任一项的纺织底物，其特征在于所述纤维是亲水性的。
8.权利要求1-7任一项的纺织底物，其特征在于它包含无纺棉层。
9.权利要求1-8任一项的纺织底物，其特征在于所述热调节组合物包含具有包封物的微囊，在包封物中布置相变材料，设置所述材料的熔化温度以确保热调节。
10.权利要求9的纺织底物，其特征在于所述热调节组合物包含两种微囊，每种微囊的相变材料的熔化温度不同。
11.权利要求9或10的纺织底物，其特征在于它结合了大于10g/m2的微囊。
12.权利要求9-11任一项的纺织底物，其特征在于所述微囊借助于桥联与纤维联结。
13.制造权利要求12的纺织底物的方法，所述方法包括以下步骤：
-制备含有在包封物中的相变材料的微囊配制剂，所述包封物基于包含一种在电离辐射下具有反应性的基团的材料，所述配制剂还包含至少一种具有两种在电离辐射下具有反应性的基团的桥联剂；
-制备能够促进热和/或湿度传递的材料；
-将该材料施用于所述纺织底物的表面的至少一个区域上以形成与所述纤维联结的岛；然后
-用所述微囊配制剂浸渍该纺织底物；和
-对浸渍过的纺织底物施加电离辐射以确保通过反应性基团的反应在所述底物上桥联所述微囊。
14.权利要求13的方法，其中形成所述岛的材料还对微囊配制剂具有不渗透性，以防止所述岛随后被微囊配制剂浸渍。
15.权利要求13或14的方法，其中借助浸轧进行所述浸渍，对所述浸轧的条件和纺织底物的特性进行调整以在所述纺织底物中带走至少80重量％并优选至少150重量％的微囊配制剂。
16.权利要求14或15的方法，其中所述岛的材料基于溶解在水中的至少部分水解的聚乙烯醇(PVA)，所述溶液还包含用于微囊配制剂的防粘剂。
17.权利要求13-16任一项的官能化方法，其中借助于丝网印刷施用所述岛的材料，接着在用微囊配制剂浸渍纺织底物以前干燥所述材料。
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