JP2004519369A - 温度制御性表面の製造方法およびそれで得られた製品 - Google Patents

Abstract

【課題】温度制御性表面および／または構造を気体の上に造る方法の提供。
【解決手段】本発明は、印刷が好ましくはナッブの形でデザインされており、そのナッブが温度制御性物質、例えばパラフィンを含有している、繊維製品にステンシル印刷する新規の方法である。複数のナッブの形で温度制御性物質を堆積することによって基体の弾力性および通気性および蒸気および湿気の交換性が相当な程度で維持される。更に本発明は温度制御性表面が上記の方法で施されている生成物、特に繊維製品にも関する。

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、基体上に温度制御性表面および／または構造を製造する方法および該方法を使用して温度制御性表面および／または構造が施された生成物に関する。
【０００２】
温度制御性表面は一般に公知である。好ましくは、これらは相転換物質またはＰＣＭとも称する“潜熱蓄積物質”を含有している。例えば適するＰＣＭはパラフィンよりなる。エネルギーがＰＣＭにそれの溶融温度の範囲内で適用されるかまたは消散される時に、固体から液状凝集状態への相転換（またはその逆）が完結するまでまたは全体がそれの新しい凝集状態をとるまでこの溶融温度を維持する。上記相転換が完了した後でのみ、この温度がエネルギーを継続して供給または消散する際に相応して増減する。この効果は温度制御のために、特に熱さまたは冷たさから製品または体を保護するためにまたは製品または体の特定の温度を一定に維持するために使用される。
【０００３】
繊維製品加工において複数のＰＣＭが使用されており、その際に文献の米国特許第５３６６８０１号明細書、同第５８０４２９７号明細書および同第５８０４２９７号明細書からマイクロカプセル化ＰＣＭの製法に比較的に多大な経費が掛かり得るポリマーバインダー含有のマイクロカプセル化ＰＣＭが公知である。他の形は構造物に結合した状態で使用される非マイクロカプセル化ＰＣＭである。ＰＣＭの両方の形を有するポリマーバインダーは耐洗浄性の状態で有利に使用される。
【０００４】
各温度制御性表面は被覆によって繊維製品に適用される。かゝる被覆法は繊維工業において、特に繊維製品加工において熟知されている。
【０００５】
長い間継続する十分な程度の温度制御効果を得るために、適切な熱容量およびそれ故に適切な量のＰＣＭを適用する必要がある。このことはＰＣＭの厚い塗膜または塗膜内に高いＰＣＭ濃度をもたらす。厚い塗膜厚および高い濃度の両方は、強張りを増加させそして通気性を低下させるので、装着快適性にマイナスの影響を及ぼす。特に半透湿性機能層との関係で、温度制御並びに通気性の両方の組合せが望まれるので、これは重大な欠点である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、同時に基体の弾力性並びに通気性および表面の蒸気および湿気交換性を相当な程度に維持する、十分な量のＰＣＭを有する温度制御性表面および／または構造を基体に適用する方法を提供することである。更に本発明は十分な量のＰＣＭを含有する温度制御性表面を有しそして基体の弾力性並びに通気性および表面の蒸気および湿気の交換性を相当な程度に維持する生成物を提供することである。
【０００７】
更に本発明の別の課題は、基体と温度制御する表面との断熱効果を増加させることおよび製造および材料コスト並びに表面に適用される材料の重量を最小限にすることである。
【０００８】
製造に関する課題は請求項１に記載の印刷法によって解決されそして本発明の生成物は請求項３１の特徴事項によって解決される。
【０００９】
印刷法による適用の長所は好ましくは部分的にしか印刷をしないでもよいことにある。気体の印刷物のないこうして得られる表面には、元の性質、特に弾力性、通気性および確かな蒸気−および湿気交換性が有利にも得られる。
【００１０】
基体に十分に多量のＰＣＭを適用するためには、印刷された面積がナッブ（ｎｕｂ） 節で形成されているのが有利である。これは、０．６〜４ｍｍ、好ましくは０．６〜２ｍｍの程度の肉厚および少なくとも２５％、好ましくは少なくとも３５％の開放面積を有するステンシルを使用することによって達成される。
【００１１】
相交換物質またはＰＣＭとして結晶質有機物質、例えば−１０〜６５℃の融点を有するパラフィン（ｎ−ドデカン乃至ｎ−オクタコサン）を使用するのが有利である。パラフィンは多孔質構造に結合した状態またはマイクロカプセル化した状態でポリマー分散物中に導入してもよい。
【００１２】
ＰＣＭは例えば高い比表面積の多孔質シリケート粉末に結合させてもよい。こうして得られる複合材料は６０％までのＰＣＭを含有しそして流動可能な粉末の形態を有している。ＰＣＭ含有のマイクロカプセルのためのカプセル化物質としてはメラミン樹脂が例えばゼラチンの様に膨潤しないので有利であることが分かっている。ポリマー分散物の溶剤はアルコールでもようが、水を使用するのが有利である。湿潤したポリマー分散物の水含有量は２０〜６０％、好ましくは２５〜４０％であるべきである。特に、使用するポリマーが冷間−、熱間−または紫外線架橋性であり、弾力性があり、耐寒性で、耐洗浄性で耐ドライクリーニング性がある場合が有利である。
【００１３】
ＰＣＭ含有マイクロカプセルは一定の撹拌下に水性分散物にゆっくり添加する。ＰＣＭ含有マイクロカプセルは分散剤を更に添加することによって更に迅速に湿潤される。分散剤の存在にもかかわらずＰＣＭ含有マイクロカプセルの添加によって粘度がもはやそのペースト状物を撹拌できない程に増加する場合には、水含有量を増加させるべきである。他方、分散物の粘度は、いかなる分離も避けるために８０〜１８０ｄＰａ．ｓ、好ましくは１２０〜１６０ｄＰａ．ｓ（Ｈａｃｋｅ 法、テストスピンドル１）の範囲内であるべきである。この値がＰＣＭマイクロカプセルの添加によっても達成されない場合には、増粘剤を更に添加する。バインダーは乾燥または可塑化プロセスの間に重合または架橋されるモノマー、オリゴマーまたは低分子量ポリマーの状態であってもよい。架橋剤の混入は、バインダー系が高温で自己架橋性でない場合しか必要ない。熱間架橋剤並びに冷間架橋剤が適している。更に必要な場合には、着色剤、静菌剤、防炎剤またはフレーバーを混入してもよい。印刷を印刷容積を増加するために発泡させるべき場合には、発泡剤を追加的に添加する。最終ポリマー分散物の固形分含有量は３０〜８０％のＰＣＭを含有するべきである。ポリマー分散物の例を表１に示す：

基体としてはあらゆる印刷可能な表面が適しており、特に金属シート、金属フィルムまたは−ホイル、プラスチックシートまたは−フィルム、発泡体または好ましくは繊維製品表面が使用される。弾性繊維織物、好ましくはテクスチャー、編製物または不織布が非常に有用であることが分かっている。更に、繊維製品表面が予めに疎水性仕上げ処理されている場合が有利であることが実験で分かっている。一方、これによって、織物が水性分散物を吸収しないので繊維製品表面の柔らかい手触りが保持され、もう一方では繊維製品基体の疎水性仕上げ処理が、印刷物の付着に問題をもたらし得る水分離相が水性分散物で印刷する間に形成されるのを防止する。
【００１４】
本発明によれば、回転式ステンシルまたは平らなステンシルによって実施されるステンシル印刷が印刷のために使用される。２００〜５００ｇ／ｍ^２ （ポリマー分散物固形分含有量）の必要とされる高い適用量を印刷で達成するために、ブレード圧および基体スペースについてペースト粘度の最終調整がステンシルの幾何学性を考慮して必要とされる。ステンシル表面圧は適用重量を決めるのに重要ではないかまたは間接的重要性しかない。印刷によって基体に適用されるＰＣＭは少なくとも８０ｇ／ｍ^２ 、好ましくは１００〜３００ｇ／ｍ^２ であるべきである。
【００１５】
次いで新たに印刷された基体は、溶剤、例えば水を除くために乾燥装置に通される。ＰＣＭ含有分散物の固形分含有量が多ければ多いほど、乾燥に必要とされる時間およびエネルギーが少ない。熱間架橋剤を活性化する温度を使用するかまたはバインダー系が自己架橋性のバイダー系である場合には、一般に１２０〜１５０℃の反応温度を乾燥装置において達成するべきである。紫外線架橋剤を使用する場合には、次いで反応を開始し乾燥するために印刷物に紫外線照射する。発泡剤を発泡のために使用する場合には、選択された乾燥条件または縮合条件のもとでそれを活性化させ、印刷物を架橋させて所望の最終厚にする。
【００１６】
更に積層のための接着剤として同時にこのポリマー分散物を使用することも可能である。この場合には、被覆層、例えば織製物、編製物または不織布を未だ湿潤している印刷物に、それを乾燥装置に通す前に積層させる。
【００１７】
乾燥装置に通した後に印刷物は十分に可塑化されており、基体を汚したり、染みをつけたりまたは壊したりする動機を与えることなくまたは生成物が付着しあったりまたは発泡印刷物が押されて平らになったりすることなく、巻いたりまたは積み重ねたりすることができる。
【００１８】
上記方法の長所は、温度制御の効果を長期間維持するための比較的に多量のＰＣＭを、非印刷物の弾性を本質的に低減させることなしに保持することがことである。これはナッブ中に多量のＰＣＭを蓄積することによって達成される。基体の非印刷域、すなわちナッブ同士間の区間がそれの弾力性を残しそして同時に通気性並びに蒸気および湿気の透過性を残す。個々のナッブは互いに連結されていないので、強張る様な作用をしない。それ故に基体は全表面被覆を有するものよりも強張りが少なく、所望の柔軟性を残している。個々のニッブは互いに接続していないので、強張る様に作用しない。それ故に全体として、バインダーに関連するＰＣＭ部分を増加させることができそして生成物は全体厚、全重量および製法および材料コストに対してのＰＣＭ重量の良好な割合を保証する。
【００１９】
この方法の他のプラスの効果は印刷での基体のより良好な隔離効果にある。特に印刷がナッブ状態で形成された場合、および別の被覆層がナッブの上に施される場合にそうである。空気が層相互の間に閉じ込められそしてナッブが、製品に断熱材の追加的重量を加えること無しにかつ追加的な製造−および材料コストを掛けること無しに製品の断熱に寄与する。
【００２０】
この方法の別の長所は選択された側に印刷を部分的に施すことが可能であることである。例えば衣料の製造のためのパターンの印刷輪郭に従って印刷を施す。この適用法の長所は使用されない基体の表面に印刷を施すのを避けるための重量および費用の節約だけでなく、衣料の製造にも更なる利益がある。縫い目および縁縫いにおいて第二印刷層の追加的厚みがない。このことは特に縫い目および襞領域に均一な厚みの被覆を持つ最終的に製造される衣類にとって有効である。
【００２１】
印刷の別の有利な可能性は基体上の領域的に異なる印刷物被覆層または基体上のナッブによって得られる。弾力性、通気性、耐水蒸気流性（ｗａｔｅｒ ｖａｐｏｒ ｆｌｏｗ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）および／またはＰＣＭの割合に関する個々に相違する要求のある衣類の各領域において、ナッブの高さ、印刷された領域と印刷されていない領域との比および印刷方法および分散物中のＰＣＭの濃度に関して個々に相違する印刷が施される。異なる処方の印刷のために要求に適合する処方を用いて印刷工程を繰り返す。
【００２２】
特にナッブと該ナッブを覆う層との間の空間循環が自然な対流によって気体交換を支援し、それゆえに衣類の着やすさに貢献する。
【００２３】
選択できる印刷の別の可能性には特別なデザイン、例えば文字、ロゴ、図形当の使用並びに最適なデザインのための色々な色彩の混合がある。別の機能が、静菌剤または防炎剤の混入によって印刷部に付加される。
【００２４】
更に別の可能性は既に少なくとも部分的に製造された既製衣類に印刷を施すことである。それ故に所望の指定のある印刷が衣類の所望の領域に、無駄なくかつ縫い目を多くせずに施されそして印刷を経済的にそして効果的な方法で選択的に施すことを保証する。
【００２５】
本発明の方法の別の長所は、こうして得られるナッブが摩擦に過敏な層、例えば半透過性塗膜を有する層を間隔を保持することによって摩擦に対して保護することである。造られるナッブは未だ濡れた状態で、保護すべき層に施されそして上記層と接合されるかまたは印刷が半透過膜を有する保護すべき層に直接的に施される。間隙にある空気は所望の通気性および蒸気および湿気の交換を保証する。

Claims (31)

1. 基体上に温度制御性表面および／または組織を製造する方法において、表面および／または組織を印刷法の形で、かつ印刷物質として中に少なくとも１種類の相変換物質を含有する重合体分散物を使用することによって基体に適用することを特徴とする、上記方法。
2. 印刷法が回転式ステンシルによって実施されるステンシル印刷である請求項１に記載の方法。
3. 印刷法が平らなステンシルによって実施されるステンシル印刷である請求項１に記載の方法。
4. ０．６〜４ｍｍ、好ましくは０．６〜２ｍｍの厚さの肉厚を有するステンシルを使用する、請求項２または３に記載の方法。
5. 少なくとも２５％、好ましくは少なくとも３５％の開放面を有するステンシルを使用する、請求項２または３に記載の方法。
6. 相変換物質が結晶性有機物質、好ましくは−１０〜６５℃の融点を持つｎ−パラフィン（ｎ−ドデカン〜ｎ−オクタコサン）を使用する、請求項１に記載の方法。
7. 導入される相変換物質が多孔質構造に結合した状態で存在するポリマー分散物を使用する、請求項６に記載の方法。
8. 導入される相変換物質がマイクロカプセル化状態で存在するポリマー分散物を使用する、請求項６に記載の方法。
9. 相変換物質の少なくとも８０ｇ／ｍ^２ 、好ましくは１００〜３００ｇ／ｍ^２ の相変換物質を基体に印刷法によって適用する、請求項１に記載の方法。
10. 乾燥分散物を規準として３０〜８０％の量で相転換物質を含有するポリマー分散物を使用する、請求項１に記載の方法。
11. ２００〜５００ｇ／ｍ^２ の量の乾燥物質を含有するポリマー分散物を基体に適用する、請求項１に記載の方法。
12. ポリマー分散物を使用し、それの溶媒が好ましくは水でありそしてその水含有量が分散物を規準として２０〜６０％、好ましくは２５〜４０％である、請求項１に記載の方法。
13. ８０〜１８０ｄＰａ．ｓ、好ましくは１２０〜１６０ｄＰａ．ｓの粘度を有するポリマー分散物を使用する、請求項１に記載の方法。
14. ポリマー分散物中で、アクリレート、ポリウレタン、スチレンブタジエンラテックス、シリコーンまたはこれらポリマーのブレンドまたはコポリマーよりなる群から選択されるポリマーを使用する、請求項１に記載の方法。
15. ポリマー分散物として弾性のある冷間−、熱間−または紫外線架橋性で、耐寒性の耐洗浄性で耐ドライクリーニング性の造膜性ポリマーを使用する、請求項１に記載の方法。
16. 印刷された表面を発泡させる膨張剤をポリマー分散物に添加する、請求項１に記載の方法。
17. ポリマー分散物を着色剤、静菌剤または防炎剤の一種類以上と混合する、請求項１に記載の方法。
18. 基体として金属シート、金属フィルムまたはホイル、プラスチックシートまたは−フィルムの状態の印刷可能表面、発泡物質−または好ましくは繊維製品表面を使用する、請求項１に記載の方法。
19. 繊維製品表面として好ましくは弾力性のある繊維製品、好ましくはテクスチャ、編製物または不織布を使用する、請求項１８に記載の方法。
20. 基体として疎水性化法で仕上げ処理した繊維製品表面を使用する請求項１９に記載の方法。
21. 印刷を基体の面積を部分的にしか覆わない様に基体に適用する、請求項１に記載の方法。
22. 印刷によってナッブを基体に形成する、請求項２１に記載の方法。
23. 印刷を基体に部分的におよび選択された位置だけに施す、請求項２１に記載の方法。
24. 印刷輪郭を衣類の製造のためのパターンに取り込む請求項２３に記載の方法。
25. 印刷を、衣類として少なくとも部分的に製造された繊維製品に施す、請求項２３に記載の方法。
26. 印刷を２つ以上の異なった厚さで基体に施す、請求項１に記載の方法。
27. 印刷を異なるステンシルで少なくとも２度、同じ基体に使用する、請求項１に記載の方法。
28. 印刷をデザイン、ロゴまたは文字の形で施す、請求項１に記載の方法。
29. 印刷物を、被覆層を有する積層体のための接着剤として濡れた状態で使用する、請求項１に記載の方法。
30. 被覆層として繊維織物、編製物または不織布を使用する、請求項２９に記載の方法。
31. 好ましくは繊維製品基体上の少なくとも１つの温度制御性表面および／または構造よりなる生成物において、該表面および／または構造を請求項１〜３０のいずれか一つに記載の方法によって基体に適用することを特徴とする、上記生成物。