MXPA03002597A - Fibras de componentes multiples que tienen propiedades termicas reversibles. - Google Patents

Abstract

La invencion se refiere a una fibra de componentes multiples que tiene propiedades termicas reversibles mejoradas; la fibra de componentes multiples comprende un cuerpo de fibra formada a partir de una pluralidad de elementos alargados, al menos uno de los elementos alargados tiene un material regulador de temperatura disperso en el mismo; el material regulador de temperatura comprende un material de cambio de fase; la fibra de componentes multiples se puede utilizar o incorporar en diversos articulos y aplicaciones en donde se desea una propiedad de regulacion termica; por ejemplo, la fibra de componentes multiples se puede utilizar en textiles, ropa, calzado, productos medicos, contenedores y empaques, construcciones, aparatos, y otros productos.

Description

FIBRAS DE COMPONENTES MULTIPLES QUE TIENEN PROPIEDADES TERMICAS REVERSIBLES CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a fibras sintéticas que tienen propiedades térmicas reversibles mejoradas. Particularmente, la presente invención se refiere a fibras de componentes múltiples que comprenden materiales de cambio de fase y a la formación de dichas fibras a través de un procedimiento de hilado de fusión.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Muchos materiales de tela son elaborados a partir de fibras sintéticas. Convencionalmente, se utilizan dos procedimientos para fabricar fibras sintéticas: un procedimiento de solución en húmedo y un procedimiento de hilado de fusión. El procedimiento de solución en húmedo generalmente se utiliza para formar fibras acrílicas, mientras que el procedimiento de hilado de fusión se utiliza generalmente para formar fibras de nylon, fibras de poliéster, fibras de polipropileno, y otras fibras de tipos similares. Como es bien sabido, una fibra de nylon comprende un polímero de poliamida sintético de cadena larga caracterizado por la presencia de un grupo amida -CONH-, una fibra de poliéster comprende un polímero sintético de cadena larga que tiene por lo menos 85% en peso de un éster de una unidad de ácido carboxílico aromático sustituido, y una fibra de polipropileno comprende un polímero cristalino sintético de cadena larga que tiene por lo menos 85% en peso de una unidad de olefina y típicamente tiene un peso molecular de aproximadamente 40,000 o más. El procedimiento de hilado de fusión es de particular interés debido a que una gran porción de las fibras sintéticas que se utilizan en la industria textil son fabricadas a través de esta técnica. El procedimiento de hilado de fusión generalmente involucra pasar un material polimérico fusionado a través de un dispositivo que es conocido como una hilandera para formar así una pluralidad de fibras sintéticas individuales. Una vez formadas, las fibras sintéticas se pueden juntar en un hilo o se pueden hacer en una fibra corta. Las fibras sintéticas pueden ser utilizadas para hacer materiales de tela tejidos o no tejidos, o alternativamente, las fibras sintéticas se pueden devanar en un hilo para ser utilizadas posteriormente en un procedimiento de tejido o de tejido de punto para formar un material de tela sintético. Se han incorporado materiales de cambio de fase en fibras acrílicas para proveer propiedades térmicas reversibles mejoradas a las propias fibras así como a materiales de tela hechos a partir de las mismas. Esto se realiza fácilmente, en parte debido a los altos niveles de materiales volátiles (por ejemplo, solventes) típicamente asociados con el procedimiento de solución en húmedo para formar fibras acrílicas. Sin embargo, es más problemático incorporar materiales de cambio de fase en fibras sintéticas hiladas por fusión, debido a que los altos niveles de materiales volátiles típicamente no están presentes o no se desean en el procedimiento de hilado de fusión. Los intentos anteriores para incorporar materiales de cambio de fase en fibras sintéticas hiladas por fusión, típicamente involucraron mezclar los materiales de cambio de fase con un polímero termoplástico con grado de fibra estándar para formar una mezcla y posteriormente hilar por fusión esta mezcla para formar las fibras sintéticas. Dichos intentos generalmente condujeron a dispersión inadecuada de los materiales de cambio de fase dentro de las fibras, propiedades de fibra deficientes, y escasa capacidad de procesamiento a menos que se utilizaran bajas concentraciones de materiales de cambio de fase. Sin embargo, con bajas concentraciones de los materiales de cambio de fase, es difícil obtener las propiedades térmicas reversibles mejoradas deseadas normalmente asociadas con el uso de los materiales de cambio de fase. Es por estos antecedentes que surgió la necesidad de desarrollar fibras de componentes múltiples que comprenden materiales de cambio de fase.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION En un aspecto innovador, la presente invención se refiere a una fibra de componentes múltiples que tiene propiedades térmicas reversibles mejoradas. En una modalidad ejemplar, la fibra de componentes múltiples puede comprender un cuerpo de fibra formado a partir de una pluralidad de elementos alargados, en donde por lo menos uno de los elementos alargados tiene un material regulador de temperatura disperso en el mismo, y el material regulador de temperatura comprende un material de cambio de fase. En otra modalidad ejemplar, la fibra de componentes múltiples puede comprender un primer elemento alargado que comprende un primer material polimérico y un material regulador de temperatura disperso dentro del primer material polimérico, en donde el material regulador de temperatura comprende un material de cambio de fase. La fibra de componentes múltiples también puede comprender un segundo elemento alargado que comprende un segundo material polimérico, en donde el segundo elemento alargado se une con el primer elemento alargado. Incluso en otra modalidad ejemplar, la fibra de componentes múltiples puede comprender un elemento de núcleo que comprende un primer material polimérico y un material regulador de temperatura disperso dentro del primer material polimérico, en donde el material regulador de temperatura comprende un material de cambio de fase. La fibra de componentes múltiples puede comprender además un elemento de forro que comprende un segundo material polimérico, en donde el elemento de forro rodea el elemento de núcleo.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Para un mejor entendimiento de la naturaleza y objetos de la invención, se deberá hacer referencia a la siguiente descripción detallada tomada junto con los dibujos anexos, en los cuales: La figura 1 ilustra vistas transversales ampliadas de diversas fibras de componentes múltiples ejemplares de acuerdo con algunas modalidades de la invención; la figura 2 ilustra la vista tridimensional de una fibra de núcleo/forro ejemplar de acuerdo con una modalidad de la invención; y la figura 3 ilustra una vista tridimensional de otra fibra de núcleo/forro ejemplar de acuerdo con una modalidad de la invención.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La presente invención se refiere a fibras de componentes múltiples que comprenden uno o más materiales de cambio de fase. Las fibras de componentes múltiples de conformidad con diversas modalidades de la invención, tienen la capacidad de absorber o liberar energía térmica para reducir o eliminar flujo de calor. Además, dichas fibras de componentes múltiples pueden presentar capacidad de procesamiento mejorada (por ejemplo, durante fabricación de las fibras o de un artículo hecho a partir de las mismas), resistencia mejorada, contención mejorada de un material de cambio de fase que está disperso dentro de las fibras, o niveles de carga más elevados del material de cambio de fase. Las fibras de componentes múltiples pueden ser utilizadas o incorporadas en diversos artículos y aplicaciones para proveer una propiedad de regulación térmica mientras provee resistencia mejorada a los artículos y aplicaciones. Por ejemplo, las fibras de componentes múltiples de conformidad con modalidades de la invención pueden ser utilizadas en textiles (por ejemplo, materiales de tela), ropa (por ejemplo, ropa para actividades al aire libre, trajes secos, y trajes de protección), calzado (por ejemplo, calcetines, botas y plantillas), productos médicos (por ejemplo, protecciones térmicas, almohadillas terapéuticas, almohadillas para incontinencia, y paquetes calientes/fríos), contenedores y empaques (por ejemplo, contenedores de bebidas/alimentos, calentadores de alimentos, cojines para asiento y laminados de tarjeta de circuito), construcciones (por ejemplo, aislamiento en paredes o techos, papel tapiz, forros de cortina, envolturas de tubería, alfombras y azulejos), aparatos (por ejemplo, aislamiento en aparatos domésticos), y otros productos (por ejemplo, material de forro automotriz, sacos para dormir, y ropa de cama). Junto con la propiedad de regulación térmica provista, las fibras de componentes múltiples de acuerdo con diversas modalidades de la presente invención, cuando se incorporan por ejemplo en ropa o calzado, pueden proveer una reducción en la humedad de la piel de un individuo, como por ejemplo debido a transpiración. Por ejemplo, las fibras de componentes múltiples pueden reducir la temperatura o la humedad relativa de la piel, proveyendo así un grado inferior de humedad de la piel y un nivel más alto de comodidad. El uso de materiales específicos y características de diseño específicos de ropa o calzado puede incrementar adicionalmente este resultado de reducción de humedad. Una fibra de componentes múltiples de acuerdo con algunas modalidades de la invención, puede comprender una pluralidad de elementos alargados. De acuerdo con algunas modalidades de la invención, la fibra de componentes múltiples puede comprender un cuerpo de fibra formado a partir de la pluralidad de elementos alargados. El cuerpo de fibra típicamente será alargado y puede tener una longitud que es varias veces (por ejemplo 100 o más) mayor a su diámetro. El cuerpo de fibra puede tener una variedad de formas transversales regulares o irregulares tales como por ejemplo y sin limitación, circular, de lóbulos múltiples, octagonal, ovalada, pentagonal, rectangular, cuadrada, trapezoidal, triangular, en forma de cuña, etc. De acuerdo con algunas modalidades de la invención, se pueden juntar, combinar, unir, o enlazar dos o más de los elementos alargados (por ejemplo dos elementos alargados adyacentes) para formar un cuerpo de fibra unitario. Los elementos alargados pueden comprender los mismos o diferentes materiales poliméricos, y por lo menos uno de los elementos alargados puede tener un material regulador de temperatura disperso en el mismo. De acuerdo con algunas modalidades de la invención, el material regulador de temperatura típicamente comprenderá un material de cambio de fase que provea a la fibra de componentes múltiples propiedades térmicas reversibles mejoradas. Los elementos alargados pueden estar dispuestos en una variedad de configuraciones. Por ejemplo, los elementos alargados pueden estar dispuestos en una configuración de isla en el mar, una configuración de núcleo-forro, una configuración de matriz o de tablero de ajedrez, una configuración de pastel segmentado, una configuración de lado a lado, una configuración en franjas, etc. De acuerdo con algunas modalidades de la invención, los elementos alargados pueden estar dispuestos en una forma de fajo en donde los elementos alargados generalmente son paralelos con respecto uno al otro. De acuerdo con otras modalidades de la invención, los elementos alargados se pueden extender a través de una porción sustancial de una longitud del cuerpo de fibra, y si se desea, pueden ser longitudinalmente coextensos. De acuerdo con algunas modalidades de la invención, la fibra de componentes múltiples puede estar entre aproximadamente 0.1 a aproximadamente 100 denier y típicamente entre aproximadamente 0.5 a aproximadamente 10 denier. Como lo entenderá un experto en la técnica, un denier se entiende típicamente como una medida de peso por unidad de longitud de una fibra (es decir, gramos por 9000 metros). Dependiendo del método de fabricación de la fibra de componentes múltiples, la conveniencia de procesamiento adicional, o aplicación particular de la fibra de componentes múltiples, la fibra de componentes múltiples puede comprender además uno o más componentes adicionales, tales como por ejemplo, agua, agentes tensioactivos, dispersantes, agentes antiespuma (por ejemplo compuestos que contienen silicona y compuestos que contienen flúor), antioxidantes (por ejemplo, fenoles obstaculizados y fosfitos), estabilizadores térmicos (por ejemplo, fosfitos, compuestos organofosforosos, sales metálicas de ácidos carboxilicos orgánicos, y compuestos fenólicos), aditivos de absorción de microondas (por ejemplo, alcoholes primarios multifuncionales, glicerina, y carbón), fibras de refuerzo (por ejemplo fibras de carbono, fibras de aramida, y fibras de vidrio), fibras o partículas conductoras (por ejemplo, grafito o fibras o partículas de carbono activado), lubricantes, auxiliares de procesamiento (por ejemplo, sales de metal de ácidos grasos, ásteres de ácidos grasos, éteres de ácidos grasos, amidas de ácidos de grasos, sulfonamidas, polisiloxanos, compuestos organofosforosos, y poliéteres fenólicos), retardantes de llamas (por ejemplo, compuestos halogenados, compuestos fosforosos, y compuestos de boro), etc. Uno o más componentes adicionales pueden estar dispersos dentro de uno o más de los elementos alargados que comprenden la fibra de componentes múltiples. Además, se pueden aplicar ciertos tratamientos o revestimientos a la fibra de componentes múltiples para impartir propiedades adicionales tales como por ejemplo y sin limitación, resistencia a la tinción, repelencia al agua, sensación más suave, y propiedades de manejo de humedad. Los tratamientos y revestimientos ejemplares incluyen Epic de Nextec Applications Inc., Intera de Intera Technologies, Inc., Zonyl Fabric Protectors de DuPont Inc., Scotchgard de 3M Co., etc. La invención se puede apreciar de manera más completa con referencia a la figura 1 , la cual provee a manera de ejemplo y no de limitación, vistas transversales ampliadas de diversas fibras de componentes múltiples ejemplares 12, 13, 14, 21 , 22, 23, 24, 26, 27, 28, 29 y 34 de acuerdo con algunas modalidades de la invención. Particularmente, la figura 1 ilustra una variedad de configuraciones ejemplares para disponer elementos alargados que comprenden las fibras de componentes múltiples, de acuerdo con algunas modalidades de la invención. Como se muestra en la figura 1 , cada fibra de componentes múltiples (por ejemplo, 21 ) comprende una pluralidad de distintos dominios transversales que corresponden a una pluralidad de elementos alargados (por ejemplo, 39 y 40) que forman la fibra de componentes múltiples. De acuerdo con las modalidades actualmente ilustradas, los elementos alargados incluyen un primer elemento alargado (o una primera pluralidad de elementos alargados) (mostrado de manera sombreada en la figura 1) y un segundo elemento alargado (o una segunda pluralidad de elementos alargados) (mostrados de manera no sombreada en la figura 1). Aquí, el primer elemento alargado (o la primera pluralidad de elementos alargados), de preferencia se puede formar de un material polimérico que tenga un material regulador de temperatura disperso en el mismo. El segundo elemento alargado (o la segunda pluralidad de elementos alargados) se puede formar del mismo material polimérico u otro material polimérico que tenga propiedades un poco diferentes. Aunque la figura 1 ilustra fibras de componentes múltiples con formas transversales circulares o de tres lóbulos, la invención abarca fibras de componentes múltiples con una variedad de otras configuraciones transversales regulares o irregulares, tales como por ejemplo y sin límite, de lóbulos múltiples, octagonal, ovalada, pentagonal, rectangular, cuadrada, trapezoidal, triangular, en forma de cuña, etc. Se debe reconocer que, en general, una primera pluralidad de elementos alargados se puede formar del mismo o diferentes materiales poliméricos, y una segunda pluralidad de elementos alargados se puede formar del mismo o diferentes materiales poliméricos. Además, un material regulador de temperatura puede estar disperso dentro de un segundo elemento alargado (o una segunda pluralidad de elementos alargados), de acuerdo con algunas modalidades de la invención. Se debe reconocer además que dos o más materiales reguladores de temperatura diferentes pueden estar dispersos dentro del mismo o diferentes elementos alargados. Por ejemplo, un primer material regulador de temperatura puede estar disperso dentro de un primer elemento alargado, y un segundo material regulador de temperatura que tenga propiedades un poco diferentes, puede estar disperso dentro de un segundo elemento alargado (por ejemplo, dos materiales de cambio de fase diferentes). Además, se debe reconocer que el número, formas y tamaños de los elementos alargados mostrados en la figura 1 son ilustrados a manea de ejemplo y no de limitación, y que otras diversas modalidades están dentro del alcance de la invención. Haciendo referencia al figura 1 , la columna del lado izquierdo 10 ilustra tres fibras de componentes múltiples ejemplares 12, 13 y 14. La fibra de componentes múltiples 12 comprende una pluralidad de elementos alargados dispuestos en una configuración de pastel segmentado. En la presente modalidad, una primera pluralidad de elementos alargados 15, 15', 15", 15'", y 15"" y una segunda pluralidad de elementos alargados 16, 16', 16", 16"', y 16"" están dispuestas de una manera alternante y tienen áreas transversales que tienen forma de cuña. En general, los elementos alargados pueden tener las mismas o diferentes formas transversales o tamaños. Además, aunque la fibra de componentes múltiples 12 se muestra comprendiendo diez elementos alargados, se debe reconocer que en general, dos o más elementos alargados pueden estar dispuestos en una configuración de pastel segmentado, y por lo menos uno de los elementos alargados típicamente tiene un material regulador de temperatura disperso en el mismo. La fibra de componentes múltiples 13 comprende una pluralidad de elementos alargados dispuestos en una configuración de isla en el mar. En la presente modalidad, una primera pluralidad de elementos alargados 35, 35', 35", 35"', etc. están colocados dentro de y rodeados por un segundo elemento alargado 36. En la presente modalidad, cada uho de la primera pluralidad de elementos alargados tiene una forma transversal que es trapezoidal. Sin embargo, se debe reconocer que una variedad de otras formas transversales regulares o irregulares están contempladas por la invención, tales como por ejemplo y sin límite, circular, de lóbulos múltiples, octagonal, ovalada, pentagonal, rectangular, cuadrada, triangular, en forma de cuña, etc. En general, la primera pluralidad de elementos alargados 35, 35', 35", 35"', etc. puede tener las mismas o diferentes formas transversales o tamaños. Además, aunque la fibra de componentes múltiples 13 se muestra con diecisiete elementos alargados 35, 35', 35", 35"', etc. colocados dentro de y rodeados por el segundo elemento alargado 36, se debe reconocer en general que uno o más elementos alargados pueden estar colocados dentro de y rodeados por el segundo elemento alargado 36. La fibra de componentes múltiples 1 comprende una pluralidad de elementos alargados dispuestos en una configuración en franjas. En la presente modalidad, una primera pluralidad de elementos alargados 37, 37', 37", 37'", y 37"" y una segunda pluralidad de elementos alargados 38, 38', 38", y 38"' están dispuestos de una manera alternante y están configurados como rebanadas longitudinales de la fibra de componentes múltiples 14. En general, los elementos alargados pueden tener las mismas o diferentes formas transversales o tamaños (por ejemplo, anchos asociados con las rebanadas longitudinales). Además, aunque la fibra de componentes múltiples 14 se muestra comprendiendo nueve elementos alargados, se debe reconocer que en general, dos o más elementos alargados pueden estar dispuestos en una configuración en franjas, y por lo menos uno de los elementos alargados típicamente tiene un material regulador de temperatura disperso en el mismo.

En el caso de las fibras de componentes múltiples 12 y 14, un primer elemento alargado (por ejemplo, 15) se muestra parcialmente rodeado por un segundo elemento o elementos alargados adyacentes (por ejemplo, 16 y 16""), mientras que en el caso de la fibra de componentes múltiples 13, un primer elemento alargado (por ejemplo, 35) se muestra completamente rodeado por un segundo elemento alargado unitario 36. Cuando un primer elemento alargado (por ejemplo, 15) no está completamente rodeado, puede ser aconsejable, más no necesario, que se utilice una estructura de contención (por ejemplo, microcápsulas) para contener un material de cambio de fase disperso dentro del primer elemento alargado. La columna de en medio 20 de la figura 1 ilustra cuatro fibras de núcleo/forros ejemplares 21 , 22, 23, y 24. En particular, las fibras de núcleo/forro 21, 22, 23, y 24 cada una comprende una pluralidad de elementos alargados dispuestos en una configuración de núcleo/forro. La fibra de núcleo/forro 21 comprende un primer elemento alargado 39 colocado dentro de y rodeado por un segundo elemento alargado 40. Particularmente, el primer elemento alargado 39 está formado como un elemento de núcleo que tiene un material regulador de temperatura disperso en el mismo. Este elemento de núcleo se muestra concéntricamente colocado dentro de y completamente rodeado por el segundo elemento alargado 40 que está formado como un elemento de forro. Aquí, la fibra de núcleo/forro 21 comprende 25% en peso del elemento de núcleo y 75% en peso del elemento de forro.

La fibra de núcleo/forro 22 comprende un primer elemento alargado 41 colocado dentro de y rodeado por un segundo elemento alargado 42. Como con la modalidad previamente discutida, el primer elemento alargado 41 está formado como un elemento de núcleo que tiene un material regulador de temperatura disperso en el mismo y está concéntricamente colocado dentro de y completamente rodeado por el segundo elemento alargado 42 que está formado como un elemento de forro. Aquí, la fibra de núcleo/forro 22 comprende 50% en peso del elemento de núcleo y 50% en peso del elemento de forro. La fibra de núcleo/forro 23 comprende un primer elemento alargado 43 colocado dentro de y rodeado por un segundo elemento alargado 44. Sin embargo, en la presente modalidad, el primer elemento alargado 43 está formado como un elemento de núcleo que está excéntricamente colocado dentro del segundo elemento alargado 44 que está formado como un elemento de forro. La fibra de núcleo/forro 23 puede comprender virtualmente cualquier porcentaje en peso del elemento de núcleo y el elemento de forro para proveer propiedades mecánicas y de regulación térmica deseadas. La fibra de núcleo/forro de tres lóbulos 24 comprende un primer elemento alargado 45 colocado dentro de y rodeado por un segundo elemento alargado 46. En la presente modalidad, el primer elemento alargado 45 está formado como un elemento de núcleo que tiene una forma transversal de tres lóbulos. Este elemento de núcleo está concéntricamente colocado dentro del segundo elemento alargado 46 que está formado como un elemento de forro. La fibra de núcleo/forro 23 puede comprender virtualmente cualquier porcentaje en peso del elemento de núcleo y el elemento de forro para proveer propiedades mecánicas y de regulación térmica deseadas. Se debe reconocer que un elemento de núcleo, en general, puede tener una variedad de formas transversales regulares o irregulares tales como por ejemplo y sin límite, circular, de lóbulos múltiples, octagonal, ovalada, pentagonal, rectangular, cuadrada, trapezoidal, triangular, en forma de cuña, etc. Aunque las fibras de núcleo/forro 21 , 22, 23, y 24 se muestran con un elemento de núcleo colocado dentro de y rodeado por un elemento de forro, se debe reconocer que dos o más elementos de núcleo pueden estar colocados dentro de y rodeados por un elemento de forro (por ejemplo, en una manera similar a la mostrada para la fibra de componentes múltiples 13). Estos dos o más elementos de núcleo pueden tener las mismas o diferentes formas transversales o tamaños. De acuerdo con algunas modalidades de la invención, una fibra de núcleo/forro comprende tres o más elementos alargados dispuestos en una configuración de núcleo/forro, en donde los elementos alargados están configurados como rebanadas longitudinales concéntricas o excéntricas de la fibra de núcleo/forro. La columna del lado derecho 30 de la figura 1 ilustra un número de fibras lado a lado ejemplares de conformidad con algunas modalidades de la invención. En particular, las fibras lado a lado 26, 27, 28, 29, y 34 cada una comprende una pluralidad de elementos alargados dispuestos en una configuración lado a lado. La fibra lado a lado 26 comprende un primer elemento alargado 47, colocado adyacente y parcialmente rodeado por un segundo elemento alargado 48. En la presente modalidad, los elementos alargados 47 y 48 tienen formas transversales de medio círculo. Aquí, la fibra lado a lado 26 comprende 50% en peso del primer elemento alargado 47 y 50% en peso del segundo elemento alargado 48. Se debe reconocer que los elementos alargados 47 y 48, pueden estar caracterizados alternativamente o en conjunto, como dispuestos en una configuración de pastel segmentado o configuración en franjas. La fibra lado a lado 27 comprende un primer elemento alargado 49 colocado adyacente y parcialmente rodeado por un segundo elemento alargado 50. En la presente modalidad, la fibra lado a lado 27 comprende 20% en peso del primer elemento alargado 49 y 80% en peso del segundo elemento alargado 50. Se debe reconocer que los elementos alargados 49 y 50 pueden estar caracterizados alternativamente o en conjunto, como dispuestos en una configuración de núcleo/forro, en donde el primer elemento alargado 49 está excéntricamente colocado con respecto a y parcialmente rodeado por el segundo elemento alargado 50. Las fibras lado a lado 28 y 29 son dos fibras de viscosidad mezclada ejemplares. Cada fibra comprende un primer elemento alargado 51 ó 53 que tiene un material regulador de temperatura disperso en el mismo que está colocado adyacente y parcialmente rodeado por un segundo elemento alargado 52 ó 54. Una fibra de viscosidad mezclada es típicamente considerada como una fibra de auto-fruncido o de auto-texturizado, en donde el fruncido o texturizado de la fibra imparte mullido, volumen, aislamiento, estiramiento, u otras propiedades similares a la fibra. Típicamente, una fibra de viscosidad mezclada comprende una pluralidad de elementos alargados que están formados de diferentes materiales poliméricos. Por ejemplo, para la fibra lado a lado 28, el primer elemento alargado 51 puede estar formado a partir de un primer material polimérico, y el segundo elemento alargado 52 puede estar formado a partir de un segundo material polimérico que puede diferir de alguna manera del primer material polimérico. En la presente modalidad, el primero y segundo materiales poliméricos pueden comprender polímeros con diferentes viscosidades o pesos moleculares (por ejemplo, dos polipropilenos con diferentes pesos moleculares). Cuando se estira la fibra lado a lado 28, se pueden crear tensiones irregulares entre los dos elementos alargados 51 y 52, y la fibra lado a lado 28 se puede fruncir o flexionar. De acuerdo con otras modalidades de la invención, el primer y segundo materiales poliméricos pueden comprender polímeros que tienen diferentes grados de cristalinidad. Por ejemplo, el primer material polimérico puede tener un grado inferior de cristalinidad que el segundo material polimérico. Cuando se estira la fibra lado a lado 28, el primer y segundo materiales poliméricos pueden experimentar diferentes grados de cristalinizac'ión y orientación para "bloquear" una orientación y resistencia en la fibra 28. Se puede desear un grado suficiente de cristalización para evitar o reducir la reorientación de la fibra 28 durante tratamiento térmico. La fibras lado a lado 28 y 29 pueden comprender virtualmente cualquier porcentaje en peso del primer y segundo elementos alargados para proveer propiedades de regulación térmica, mecánicas, y de auto-fruncido o auto-texturizado deseadas. La fibra lado a lado 34 es una fibra de ABA ejemplar que comprende un primer elemento alargado 55 colocado adyacente y parcialmente rodeado por una segunda pluralidad de elementos alargados 56 y 56'. En la presente modalidad, el primer elemento alargado 55 se forma a partir de un primer material polimérico que tiene un material regulador de temperatura disperso en el mismo. Aquí, la segunda pluralidad de elementos alargados 56 y 56' se puede formar del primer material polimérico o de un segundo material polimérico que puede diferir de alguna manera del primer material polimérico. En general, los elementos alargados 56 y 56' pueden tener las mismas o diferentes formas transversales o tamaños (por ejemplo anchos asociados con las rebanadas longitudinales). Se debe reconocer que los elementos alargados 55, 56, y 56' pueden estar caracterizados alternativamente o en conjunto, como dispuestos en una configuración en franjas. Volviendo ahora a la figura 2, se ilustra una vista tridimensional de una fibra de núcleo/forro ejemplar 59. La fibra de núcleo/forro 59 comprende un elemento de núcleo alargado y generalmente cilindrico 57 colocado dentro de y rodeado por un elemento de forro de forma anular y alargado 58. El elemento de núcleo 57 tiene un material regulador de temperatura 61 disperso en el mismo y está colocado dentro de y completamente rodeado o encerrado por el elemento de forro 58. En la presente modalidad, el material regulador de temperatura 61 comprende una pluralidad de microcápsulas que comprenden un material de cambio de fase, y las microcápsulas pueden estar uniformemente dispersas en todo el elemento de núcleo 57. Los expertos en la técnica apreciarán que aunque se puede preferir tener las microcápsulas dispersas de manera uniforme dentro del elemento de núcleo 57, esto no es necesario en todas las aplicaciones. El elemento de núcleo 57 puede estar concéntrica o excéntricamente colocado dentro del elemento de forro 58, y la fibra de núcleo/forro 59 puede comprender virtualmente cualquier porcentaje en peso del elemento de núcleo 57 y el elemento de forro 58 para proveer propiedades mecánicas y de regulación térmica deseadas. Con referencia a las figura 3, se ilustra una vista tridimensional de otra fibra de núcleo/forro 60 ejemplar. Como con la fibra de núcleo/forro 59, la fibra de núcleo/forro 60 comprende un elemento de núcleo alargado y generalmente cilindrico 63 colocado dentro de y completamente rodeado o encerrado por un elemento de forro alargado y de forma anular 64. Aquí, un material de regulador de temperatura 62 comprende un material de cambio de fase en una forma pura (por ejemplo, el material de cambio de fase es no encapsulado, es decir, no está micro- o macroencapsulado), y el material de cambio de fase puede estar uniformemente disperso en todo el elemento de núcleo 63. Los expertos en la técnica apreciarán que aunque se puede preferir tener el material de cambio de fase disperso de manera uniforme dentro del elemento de núcleo 63, esto no es necesario en todas las aplicaciones. Al rodear el elemento de núcleo 63, el elemento de forro 64 puede servir para encerrar el material de cambio de fase dentro del elemento de núcleo 63. En consecuencia, el elemento de forro 64 puede reducir o evitar pérdida o fuga del material de cambio de fase durante procesamiento de la fibra o durante uso final. El elemento de núcleo 63 puede estar concéntrica o excéntricamente colocado dentro del elemento de forro 64, y la fibra de núcleo/forro 60 puede comprender vírtualmente cualquier porcentaje en peso del elemento de núcleo 63 y el elemento de forro 64 para proveer propiedades mecánicas y de regulación térmica deseadas. Como se discutió anteriormente, una fibra de componentes múltiples de acuerdo con algunas modalidades de la invención, pueden comprender un material regulador de temperatura que está disperso dentro de uno o más elementos alargados. Típicamente, el material regulador de temperatura estará uniformemente disperso dentro de al menos uno de los elementos alargados. Sin embargo, dependiendo de las características particulares deseadas de la fibra de componentes múltiples, la dispersión del material regulador de temperatura puede variar dentro de uno o más de los elementos alargados. El material regulador de temperatura típicamente comprenderá uno o más materiales de cambio de fase.

En general, un material de cambio de fase puede comprender cualquier sustancia (o mezcla de sustancias) que tengan la capacidad de absorber o liberar energía térmica para reducir o eliminar flujo de calor en o dentro de una escala de estabilización de temperatura. La escala de estabilización de temperatura puede comprender una temperatura de transición particular o escala de temperatura de transición. Un material de cambio de fase utilizado junto con diversas modalidades de la invención, de preferencia será capaz de inhibir un flujo de energía térmica durante un tiempo cuando el material de cambio de fase está absorbiendo o liberando calor, típicamente a medida que el material de cambio de fase experimenta una transición entre dos estados (por ejemplo estados líquidos y sólidos, estados líquidos y gaseosos, estados sólidos y gaseosos, o dos estados sólidos). Esta acción es por lo regular transitoria, por ejemplo, ocurrirá hasta que un calor latente del material del cambio de fase sea absorbido o liberado durante un procedimiento de calentamiento o enfriamiento. La energía térmica se puede almacenar o remover del material de cambio de fase, y el material de cambio de fase por lo regular puede ser recargado de manera efectiva a través de una fuente de calor o frío. Al seleccionar un material de fase adecuado, la fibra de componentes múltiples puede ser diseñada para uso en cualquiera de numerosos productos o aplicaciones. De acuerdo con algunas modalidades de la invención, un material de cambio de fase puede ser un material de cambio de fase sólido/sólido. Un material de cambio de fase sólido/sólido es un tipo de material de cambio de fase que típicamente experimenta una transición entre dos estados sólidos (por ejemplo, una transformación de fase cristalina o mesocristalina) y por lo tanto, típicamente no se convierte en líquido durante uso. Los materiales de cambio de fase que se pueden incorporar en fibras de componentes múltiples de acuerdo con diversas modalidades de la invención, incluyen una variedad de sustancias orgánicas e inorgánicas. Los materiales de cambio de fase ejemplares incluyen, a manera de ejemplo y no de limitación, hidrocarburos (por ejemplo, alcanos de cadena recta o hidrocarburos parafínicos, alcanos de cadena ramificada, hidrocarburos insaturados, hidrocarburos halogenados, hidrocarburos alicíclicos), sales hidratadas (por ejemplo, hexahidrato de cloruro, hexahidrato de bromuro de calcio, haxahidrato de nitrato de magnesio, trihidrato de nitrato de litio, tetrahidrato de fluoruro de potasio, alumbre de amonio, hexahidrato de cloruro de magnesio, decahidrato de carbonato de sodio, dodecahidrato de fosfato disódico, decahidrato de sulfato de sodio, y trihidrato de acetato de sodio), ceras, aceites, agua, ácidos grasos, ésteres de ácidos grasos, ácidos dibásicos, ésteres dibásicos, 1 -halogenuros, alcoholes primarios, compuestos aromáticos, clatratos, semiclatratos, clatratos de gas, anhídridos (por ejemplo, anhídrido esteárico), carbonato de etileno, alcoholes polihídricos (por ejemplo, 2,2-dimetil-1 ,3-propanodiol, 2-hidroximetil-2-metil- ,3-propanodiol, etilenglicol, polietilenglicol, pentaeritritol, dipentaeritrital, pentaglicerina, tetrametilol etano, neopentilglicol, tetrametilol propano, monoaminopentaeritritol, diaminopentaeritritol, y ácido tris(hidroximetil)acético), polímeros (por ejemplo, polietileno, polietilenglicol, polipropileno, polipropilenglicol, politetrametilenglicol y copolímeros, tales como poliacrilato o poli(met)acrilato con cadena lateral de hidrocarburo de alquilo o con cadena lateral de polietilenglicol y copolímeros que comprenden polietileno, polietilenglicol, polipropileno, polipropilenglicol, o politetrametilenglicol), metales, y mezclas del los mismos. El cuadro 1 provee una lista de hidrocarburos parafínicos ejemplares que se pueden utilizar como el material de cambio de fase en las fibras de componentes múltiples descritos en la presente.

CUADRO 1 Un material de cambio de fase puede comprender una mezcla de dos o más sustancias (por ejemplo, dos o más de los materiales de cambio de fase ejemplares discutidos anteriormente). Al seleccionar dos o más sustancias diferentes (por ejemplo, dos hidrocarburos parafínicos diferentes) y formar una mezcla de los mismos, una escala de estabilización de temperatura se puede ajustar sobre una amplia escala para cualquier aplicación particular de la fibra de componentes múltiples. De acuerdo con algunas modalidades de la invención, un material de cambio de fase puede comprender un copolímero de dos o más sustancias (por ejemplo, dos o más de los materiales de cambio de fase ejemplares antes discutidos).

De acuerdo con algunas modalidades de la invención, el material regulador de temperatura puede comprender un material de cambio de fase en su forma pura (por ejemplo, el material de cambio de fase es no encapsulado, es decir, no está micro- o macroencapsulado). Durante fabricación de la fibra de componentes múltiples, el material de cambio de fase en la forma pura puede estar provisto como un sólido en una variedad de formas (por ejemplo, forma volumétrica, polvos, pellas, gránulos, hojuelas, etc.) o como un líquido en una variedad de formas (por ejemplo forma fundida, disuelta en un solvente, etc.). De acuerdo con otras modalidades de la invención, el material regulador de temperatura puede comprender adicional mente una estructura de contención que encapsula, contiene, rodea, o absorbe un material de cambio de fase. Esta estructura de contención puede facilitar el manejo del material de cambio de fase y al mismo tiempo ofrecer un grado de protección al material de cambio de fase durante fabricación de la fibra de componentes múltiples o un artículo hecho a partir de la misma (por ejemplo, protección contra altas temperaturas o fuerzas de corte). Además, la estructura de contención puede servir para evitar fuga del material de cambio de fase de la fibra de componentes múltiples durante uso. Por ejemplo, el material regulador de temperatura puede comprender una pluralidad de microcápsulas que contienen un material de cambio de fase, y las microcápsulas pueden estar uniformemente, o no uniformemente dispersas dentro de por lo menos uno de los elementos alargados. Las microcápsulas pueden estar formadas como revestimientos huecos que encierran el material de cambio de fase y pueden comprender microcápsulas individuales formadas en una variedad de configuraciones regulares o irregulares (por ejemplo, esféricas, elípticas, etc.) y tamaños. Las microcápsulas individuales pueden tener las mismas o diferentes formas o tamaños. De acuerdo con algunas modalidades de la invención, las microcápsulas pueden tener una dimensión lineal máxima (por ejemplo, diámetro) que varía de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 100 mieras. En una modalidad actualmente preferida, las microcápsulas tendrán generalmente una forma esférica y tendrán una dimensión lineal máxima (por ejemplo, diámetro) que varía de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 3 mieras. Otros ejemplos de la estructura de contención puede incluir, a manera de ejemplo y no de limitación, partículas de sílice (por ejemplo, partículas de sílice precipitado, partículas de sílice fumante, y mezcla de los mismos), partículas de zeolita, partículas de carbón (por ejemplo, partículas de grafito, partículas de carbón activado, y mezcla de los mismos), y materiales absorbentes (por ejemplo, materiales poliméricos absorbentes, materiales superabsorbentes, materiales de celulosa, materiales de poli(met)acrilato, sales de metal de materiales de pol¡(met)acrilato, y mezclas de los mismos). Por ejemplo, el material regulador de temperatura puede comprender partículas de sílice, partículas de zeolita, partículas de carbón, o un material absorbente impregnado con un material de cambio de fase.

De acuerdo con algunas modalidades de la invención, uno o más elementos alargados pueden comprender cada uno de aproximadamente 5% a aproximadamente 70% en peso del material regulador de temperatura. De esta manera, en una modalidad, un elemento alargado puede comprender 60% en peso del material regulador de temperatura, y en otras modalidades, el elemento alargado puede comprender de aproximadamente 10% a aproximadamente 30% o de aproximadamente 15% a aproximadamente 25% en peso del material regulador de temperatura. Como se discutió previamente, una fibra de componentes múltiples de acuerdo con algunas modalidades de la invención, puede comprender una pluralidad de elementos alargados que pueden estar formados a partir de los mismos o diferentes materiales poliméricos. De acuerdo con algunas modalidades de la invención, los elementos alargados pueden incluir un primer elemento alargado (o una primera pluralidad de elementos alargados) formados a partir de un primer material polimérico que tenga un material regulador de temperatura disperso en el mismo. Además, los elementos alargados pueden incluir un segundo elemento alargado (o una segunda pluralidad de elementos alargados) formados a partir de un segundo material polimérico que puede diferir de alguna manera del primer material polimérico. De acuerdo con algunas modalidades de la invención, los elementos alargados se pueden formar a partir del mismo material polimérico, en cuyo caso el primero y segundo materiales poliméricos serán los mismos. En general, un material polimérico (por ejemplo, el primer material polimérico o el segundo material polimérico) puede comprender cualquier polímero (o mezcla de polímeros) que tenga la capacidad de formarse en un elemento alargado. De acuerdo con algunas modalidades de la invención, un elemento alargado se puede formar de cualquier polímero formador de fibra (o mezcla de polímeros formadores de fibra). De acuerdo con modalidades de la invención en donde se utiliza un procedimiento de hilado de fusión para formar la fibra de componentes múltiples, un material polimérico puede comprender un polímero termoplástico (o mezcla de polímeros termoplásticos) (es decir, uno que se pueda calentar para formar una fusión y posteriormente configurarse y moldearse para formar un elemento alargado). Un material polimérico puede comprende un polímero (o mezcla de polímeros) que tenga una variedad de estructuras de cadena que incluyen uno o más tipos de unidades de monómero. En particular, un material polimérico puede comprender un polímero lineal, un polímero ramificado (por ejemplo, polímero ramificado de estrella, polímero ramificado de panal, o polímero ramificado dendrítico), o una mezcla de los mismos. Un material polimérico puede comprender un homopolímero, un copolímero (por ejemplo copolímero estadístico, copolímero aleatorio, copolímero alternante, copolímero periódico, copolímero de bloque, copolímero radial, o copolímero de injerto), o una mezcla de los mismos. Como lo entenderá un experto en la técnica, la reactividad y funcionalidad de un polímero se puede alterar mediante adición de un grupo tal como por ejemplo amina, amida, carboxilo, hidroxilo, éster, éter, epóxido, anhídrido, tsocianato, silano, cetona, y aldehido. Además, un polímero que comprende un material polimérico puede ser capaz de entrelazamiento, enmarañamiento, o unión de hidrógeno con el fin de incrementar su rigidez o su resistencia al calor, humedad, o químicos. Los polímeros ejemplares que se pueden utilizar para formar un elemento alargado de acuerdo con diversas modalidades de la invención incluyen, a manera de ejemplo y no de limitación, poliamidas (por ejemplo, Nylon 6, Nylon 6/6, Nylon 12, ácido poliaspártico, ácido poliglutámico, etc.), poliaminas, poliimidas, poliacrílicos (por ejemplo, poliacrilamida, poliacrilonitrilo, ésteres de ácido metacrílico y ácido acrílico, etc.), policarbonatos (por ejemplo, carbonato de polibisfenol A, carbonato de polipropileno, etc.), polidienos (por ejemplo polibutadieno, poliisopreno, polinorborneno, etc.), poliepóxidos, poliésteres (por ejemplo, tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, tereftalato de politrimetileno, policaprolactona, poliglicólido, poliláctido, polihidroxibutirato, polihidroxivalerato, adipato de polietileno, adipato de polibutileno, succinato de polipropileno, etc.), poliéteres (por ejemplo, polietilenglicol (óxido de polietileno), polibutilenglicol, óxido de polipropileno, polioximetileno (paraformaldehído), éter de politetrametileno (politetrahidrofurano), poliepiclorohidrina, etc.), polifluorocarbonos, polímeros de formaldehído (por ejemplo, urea-formaldehído, melamina-formaldehído, fenol formadehído, etc.), polímeros naturales (por ejemplo, celulósicos, quitosanos, ligninas, ceras, etc.), poliolefinas (por ejemplo, polietileno, polipropileno, polibutileno, polibuteno, poliocteno, etc.), polifenilenos (por ejemplo, óxido de polifenileno, sulfuro de polifenileno, éter sulfona de polifenileno, etc.), polímeros que contienen silicio (por ejemplo, polidimetilsiloxano, policarbometilsilano, etc.), poliuretanos, polivinilos (por ejemplo, polivinilbutiral, alcohol polivinílico, acetato de polivinilo, poliestireno, polimetilestireno, cloruro de polivinilo, polivinilpirrolidona, viniléter de polimetilo, viniléter de polietilo, polivinil metil cetona, etc.), poliacetales, poliarilatos, y copolímeros (por ejemplo, acetato de polietilen-co-vinilo, ácido polietilen-co-acrílico, polibutilen tereftalato-co-politetrametilen tereftalato, polilaurilactama-bloque-politetrahidrofurano, etc.). De acuerdo con algunas modalidades de la invención, el primer material polimérico puede comprender un polímero (o mezcla de polímeros) que facilite la dispersión o incorporación del material regulador de temperatura dentro del primero elemento alargado (o la primera pluralidad de elementos alargados). De conformidad con algunas modalidades de la invención, el primer material polimérico puede comprender un polímero (o mezcla de polímeros) que sea compatible o que tenga una afinidad con el material regulador de temperatura. Dicha afinidad puede facilitar la dispersión del material regulador de temperatura en una forma líquida o fusionada intermedia del primer material polimérico durante fabricación de la fibra de componentes múltiples y, de esta manera, finalmente puede facilitar la incorporación de cantidades más uniformes o mayores o nivel de carga de un material de cambio de fase en la fibra de componentes múltiples. En modalidades en donde el material regulador de temperatura comprende además una estructura de contención, el primer material polimérico puede comprender un polímero (o mezcla de polímeros) seleccionado por su afinidad con la estructura de contención junto con o como una alternativa a su afinidad con el material de cambio de fase. Por ejemplo, si el material regulador de temperatura comprende una pluralidad de microcápsulas que contienen el material de cambio de fase, se puede seleccionar un polímero (o mezcla de polímeros) que tenga una afinidad con las microcápsulas (por ejemplo, para un material o materiales de las cuales están formadas las microcápsulas). Por ejemplo, algunas modalidades de la invención pueden seleccionar el primer material polimérico por comprender el mismo polímero o un polímero similar que un polímero que comprende las microcápsulas (por ejemplo, si las microcápsulas comprenden revestimientos de nylon, el primer material polimérico se puede seleccionar por comprender nylon). Dicha afinidad puede facilitar la dispersión de las microcápsulas que contienen el material de cambio de fase en una forma líquida o fusionada intermedia del primer material polimérico y de esta forma, finalmente, facilita la incorporación de cantidades más uniformes o mayores a un nivel de carga del material de cambio de fase en la fibra de componentes múltiples. De acuerdo con algunas modalidades de la invención, el primer material polimérico puede comprender un polímero (o mezcla de polímeros) que tenga una ligera o parcial compatibilidad o afinidad con el material regulador de temperatura. Dicha afinidad parcial puede ser adecuada para facilitar la dispersión del material regulador de temperatura y para facilitar el procesamiento a temperaturas más altas y durante un procedimiento de hilado de fusión. A temperaturas más bajas y condiciones de esfuerzo cortante y una vez que se ha formado la fibra de componentes múltiples, esta afinidad parcial puede permitir que el material regulador de temperatura se separe. Para modalidades de la invención en donde se utiliza un material de cambio de fase en una forma pura, esta afinidad parcial puede conducir a insolubilización del material del cambio de fase y formación de dominio del material de cambio de fase incrementada dentro de la fibra de componentes múltiples. De acuerdo con algunas modalidades de la invención, la formación del dominio puede conducir a una propiedad de regulación térmica mejorada al facilitar la transición del material de cambio de fase entre dos estados. Por ejemplo, ciertos materiales de cambio de fase tales como hidrocarburos parafínicos, pueden ser compatibles con materiales poliméricos que comprenden polietileno o acetato de polietilen-co-vinilo a concentraciones más bajas de los materiales de cambio de fase o cuando la temperatura está por encima de una temperatura de solución crítica. La mezcla de un hidrocarburo parafínico y polietileno o acetato de polietilen-co-vinilo se puede alcanzar a temperaturas más altas y concentraciones más altas del hidrocarburo parafínico para producir una mezcla homogénea que se puede fácilmente controlar, bombear, y procesar en un procedimiento de hilado de fusión. Una vez que se ha formado y se ha enfriado una fibra de componentes múltiples, el hidrocarburo parafínico se puede volver insoluble y se puede separar en distintos dominios.

Estos dominios pueden permitir la fusión pura o cristalización del hidrocarburo parafínico para una propiedad de regulación térmica mejorada. De acuerdo con una modalidad de la invención, el primer material polimérico puede comprender un polímero de bajo peso molecular (o una mezcla de polímeros de bajo peso molecular). Un polímero de bajo peso molecular, por lo regular tiene una baja viscosidad cuando se calienta para formar una fusión, baja viscosidad la cual puede facilitar la dispersión del material regulador de temperatura en la fusión. Como lo entenderá un experto en la técnica, algunos polímeros pueden estar provistos en una variedad de formas que tienen diferentes pesos moleculares, debido a que el peso molecular de un polímero se puede determinar mediante condiciones utilizadas para fabricar el polímero. Por consiguiente, como se utiliza en la presente, el término "polímero de bajo peso molecular " se puede referir a una forma de un polímero de bajo peso molecular (una forma de bajo peso molecular de un polímero ejemplar discutido previamente), y el término "peso molecular" se puede referir a un peso molecular promedio en número, peso molecular promedio en peso, o índice de fusión del polímero. Por ejemplo, se puede utilizar un polietileno que tenga un peso molecular promedio en número de aproximadamente 20,000 (o más), como el polímero de bajo peso molecular en una modalidad de la invención. Se debe reconocer que un peso molecular o escala de pesos moleculares asociada con un polímero de bajo peso molecular, puede depender del polímero particular seleccionado (por ejemplo, polietileno) o del método o equipo utilizado para dispersar el material regulador de temperatura en una fusión del polímero de bajo peso molecular. De acuerdo con otra modalidad de la invención, el primer material polimérico puede comprender una mezcla de un polímero de bajo peso molecular y un polímero de alto peso molecular. Un polímero de alto peso molecular, por lo regular tiene propiedades físicas mejoradas (por ejemplo, propiedades mecánicas) pero puede tener una alta viscosidad cuando se calienta para formar una fusión. Como se utiliza en la presente, el término "polímero de alto peso molecular" se puede referir a una forma de un polímero de alto peso molecular (por ejemplo, una forma de alto peso molecular de un polímero ejemplar previamente discutido). Un polímero de bajo peso molecular o un polímero de alto peso molecular se puede seleccionar por ser compatibles o tener una afinidad entre sí. Dicha afinidad puede facilitar la formación de una mezcla del polímero de bajo peso molecular, el polímero de alto peso molecular, y el material regulador de temperatura durante fabricación de la fibra de componentes múltiples y, de esta manera, finalmente facilita la incorporación de cantidades más uniformes o mayores o nivel de carga del material de cambio de fase en la fibra de componentes múltiples. De acuerdo con algunas modalidades de la invención, el polímero de bajo peso molecular sirve como un enlace de compatibilidad entre el polímero de alto peso molecular y el material regulador de temperatura para facilitar así la incorporación del material regulador de temperatura en la fibra de componentes múltiples.

De acuerdo con algunas modalidades de la invención, un elemento alargado puede comprender típicamente de aproximadamente 10% a aproximadamente 30% en peso del material regulador de temperatura con la porción restante del elemento alargado comprendiendo un polímero de bajo peso molecular y un polímero de alto peso molecular. Por ejemplo, en una modalidad actualmente preferida, el elemento alargado puede comprender 15% en peso del polímero de bajo peso molecular, 70% en peso del polímero de alto peso molecular, y 15% en peso del material regulador de temperatura. De acuerdo con algunas modalidades de la invención, el segundo material polimérico puede comprender un polímero (o mezcla de polímeros) que tenga o provea una o más propiedades físicas deseadas para la fibra de componentes múltiples. Las propiedades físicas deseadas ejemplares incluyen, a manera de ejemplo y no de limitación, propiedades mecánicas (por ejemplo, ductilidad, resistencia a la tensión, y dureza), propiedades térmicas (por ejemplo, capacidad de termoformacíón), y propiedades químicas (por ejemplo, reactividad). El segundo material polimérico puede comprender un polímero (o mezcla de polímeros) seleccionados para compensar cualquier deficiencia (por ejemplo, deficiencias mecánicas o térmicas) del primer material polimérico o del primer elemento alargado (o la primera pluralidad de elementos alargados), por ejemplo debido a un alto nivel de carga del material regulador de temperatura. De acuerdo con algunas modalidades de la invención, el segundo material polimérico opera para mejorar las propiedades físicas globales de la fibra de componentes múltiples (por ejemplo, propiedades mecánicas) y la capacidad de procesamiento de la fibra de componentes múltiples (por ejemplo, al facilitar su formación a través de un procedimiento de hilado de fusión). El segundo material polimérico puede servir para encerrar el material regulador de temperatura que está disperso dentro del primer elemento alargado (o la primera pluralidad de elementos alargados). Por consiguiente, el segundo material polimérico puede permitir el uso de un primer material polimérico o de un material regulador de temperatura que no está optimizado para alta temperatura y procesamiento de fibra de alto esfuerzo cortante. Además, el segundo material polimérico puede reducir o evitar pérdida o fuga de un material de cambio de fase durante procesamiento de fibra o durante uso final. De acuerdo con una modalidad de la invención, el segundo material polimérico puede comprender un polímero de alto peso molecular. Como se discutió anteriormente, un polímero de alto peso molecular típicamente tiene propiedades físicas mejoradas (por ejemplo, propiedades mecánicas) y se puede seleccionar por ser una forma de alto peso molecular de un polímero (por ejemplo, una forma de alto peso molecular de un polímero ejemplar previamente discutido). De acuerdo con algunas modalidades actualmente preferidas de la invención, el segundo material polimérico puede comprender un poliéster, debido en parte, a su excelente capacidad de procesamiento, propiedades impartidas a una fibra resultante, y su resistencia a ciertos materiales de cambio de fase tales como hidrocarburos parafínicos para reducir o evitar pérdida o fuga de estos materiales de cambio de fase. De acuerdo con una modalidad de la invención, el poliéster puede tener un peso molecular promedio en número de aproximadamente 20,000 (o más). En este punto, los expertos en la técnica pueden apreciar un número de ventajas asociadas con diversas modalidades de la invención. Por ejemplo, una fibra de componentes múltiples de acuerdo con diversas modalidades de la invención, puede comprender altos niveles de carga de uno o más materiales de cambio de fase dispersos dentro de un primer elemento alargado (o una primera pluralidad de elementos alargados). De acuerdo con algunas modalidades de la invención, un alto nivel de carga se puede proveer debido a que un segundo elemento alargado (o una segunda pluralidad de elementos alargados) rodea el primer elemento alargado (o la primera pluralidad de elementos alargados). El segundo elemento alargado puede comprender un polímero (o mezcla de polímeros) seleccionados para compensar cualquier deficiencia (por ejemplo, deficiencias mecánicas o térmicas) asociadas con el primer elemento alargado, como por ejemplo, debido al alto nivel de carga del material de cambio de fase. Además, el segundo elemento alargado puede comprender un polímero (o mezcla de polímeros) seleccionado para mejorar las propiedades físicas globales de la fibra (por ejemplo, propiedades mecánicas) y la capacidad de procesamiento de la fibra (por ejemplo, al facilitar su formación a través de un procedimiento de hilado por fusión). Al rodear el primer elemento alargado, el segundo elemento alargado puede servir para encerrar el material de cambio de fase disperso dentro del primer alargado para evitar pérdida o fuga del material de cambio de fase. Las fibras de componentes múltiples de acuerdo con la invención pueden tener virtualmente cualquier proporción del peso total de la fibra que comprende un primer elemento alargado (o una primera pluralidad de elementos alargados) que tenga un material regulador de temperatura disperso en el mismo con relación a un segundo elemento alargado (o una segunda pluralidad de elementos alargados). A manera de ejemplo y no de limitación, cuando una propiedad de regulación térmica de una fibra de componentes múltiples es una consideración de control, una mayor proporción de la fibra de componentes múltiples puede comprender un primer elemento alargado que tenga un material regulador de temperatura disperso en el mismo. Por otro lado, cuando las propiedades físicas de la fibra de componentes múltiples (por ejemplo, propiedades mecánicas) son una consideración de control, una proporción más grande de la fibra de componentes múltiples puede comprender un segundo elemento alargado que no tenga el material regulador de temperatura disperso en el mismo. Alternativamente, al momento de balancear las propiedades físicas y de regulación térmica de las fibras de componentes múltiples, puede ser aconsejable que el segundo elemento alargado tenga el mismo o un material regulador de temperatura diferente disperso en el mismo. Una fibra de componentes múltiples de acuerdo con algunas modalidades de la invención puede comprender de aproximadamente 1 % hasta aproximadamente 99% en peso de un primer elemento alargado (o una primera pluralidad de elementos alargados). Normalmente, una fibra de componentes múltiples de acuerdo con una modalidad de la invención puede comprender de aproximadamente 10% a aproximadamente 90% en peso de un primer elemento alargado (o una primera pluralidad de elementos alargados). Por ejemplo, una modalidad de una fibra de núcleo/forro comprende 90% en peso de un elemento de núcleo y 10% en peso de un elemento de forro. Para esta modalidad, el elemento de núcleo puede comprender 60% en peso de un material regulador de temperatura, produciendo una fibra de núcleo/forro que comprende 54% en peso del material regulador de temperatura. Las fibras de componentes múltiples de acuerdo con diversas modalidades de la invención, pueden ser fabricadas utilizando una variedad de métodos, tales como por ejemplo, utilizando un procedimiento de hilado de fusión. Las fibras de componentes múltiples de acuerdo con algunas modalidades de la invención se pueden formar utilizando una línea de hilado de fibra de componentes múltiples. Las líneas de hilado ejemplares se describen en Hills, patente de E.U.A. 5,162,074, titulada "Method of Making Plural Component Fibers" y referencias ahí citadas, cuyas descripciones se incorporan a la presente en su totalidad como referencia. Por ejemplo, se puede proveer una mezcla que comprende un primer material polimérico fusionado y un material regulador de temperatura disperso en el mismo y un segundo material polimérico fusionado. La mezcla y el segundo material polimérico fusionado pueden ser dirigidos a una hilandera que comprende una pluralidad de orificios. Particularmente, la mezcla y el segundo material polimérico fusionado pueden ser dirigidos a cada orificio en diversas configuraciones para formar un primer elemento alargado (o una primera pluralidad de elementos alargados) y un segundo elemento alargado (o una segunda pluralidad de elementos alargados), respectivamente, formando así una fibra de componentes múltiples de acuerdo con una modalidad de la invención. De acuerdo con algunas modalidades de la invención, las fibras de componentes múltiples se pueden formar utilizando pellas que comprenden un primer material polimérico y un material regulador de temperatura. De acuerdo con algunas modalidades de la invención, las pellas pueden comprender una mezcla de fusión solidificada del material regulador de temperatura, un polímero de bajo peso molecular y un polímero de alto peso molecular. Las pellas se pueden fusionar para formar una mezcla y se pueden procesar junto con un segundo material polimérico fusionado como se discutió anteriormente para formar fibras de componentes múltiples.

EJEMPLO El siguiente ejemplo describe aspectos específicos de la invención para ilustrar y proveer una descripción de la invención para los expertos en la técnica. El ejemplo no debe ser interpretado como limitación de la invención, ya que simplemente provee una metodología específica útil en el entendimiento y práctica de la invención.

EJEMPLO 1 Aproximadamente 2.26 kg de un homopolímero de polietileno de bajo peso molecular (polietileno AC-16, temperatura de fusión 102°C, fabricado por HoneyweII Specialty Chemical) se agregó a un aparato de descarga en húmedo, y el homopolímero se fusionó y se mezcló lentamente de aproximadamente 110° a aproximadamente 130°C. Una vez que se fusionó el homopolímero, aproximadamente 3.62 kg de una torta húmeda se agregó lentamente al homopolímero fusionado durante aproximadamente un período de 30 minutos para formar una primera mezcla. La torta húmeda comprendía microcápsulas humedecidas en agua que contienen un material de cambio de fase (micro PCM lote #M 45-22, 63.2% en peso de microcápsulas y material de cambio de fase, fabricado por Microtek Laboratories, Inc.) El agua se vaporizó instantáneamente a medida que se añadieron las microcápsulas que contienen el material de cambio de fase y se dispersó en el homopolímero fusionado. La mezcla continuó hasta que permaneció menos de aproximadamente 0.15% en peso del agua (medido utilizando titulación de Karl-Fischer). La primera mezcla resultante se enfrió luego y se trituró para formar un material triturado para procesamiento posterior. Luego se formó una mezcla seca al mezclar en seco aproximadamente 13.60 kg del material triturado con aproximadamente 31.74 kg de un polímero termoplástico de polipropileno con grado de fibra (homopolímero de polipropileno 6852 de BP Amoco Polymers). La mezcla seca resultante luego se extruyó utilizando un extrusor de un solo tornillo de 6.35 cm con todas las zonas establecidas a aproximadamente 230°C, con una velocidad de tornillo de aproximadamente 70 rpm, con tamices de filtro de malla 150, y con una purga de nitrógeno. De esta manera, se formaron las pellas. Las pellas luego se secaron durante la noche en un sistema de secado de pella del polímero de lecho desecante a 105°C y a un punto de rocío de -40°C. Estas pellas proveyeron 23.1 J/g de capacidad de almacenamiento de energía térmica (es decir, calor latente) medido a través de mediciones de DSC (Calorímetro de Barrido Diferencial). Las fibras de componentes múltiples (aquí, fibras de componente doble) luego se hilaron por fusión en una línea de hilado de fibra de componentes dobles utilizando las pellas para formar elementos de núcleo y utilizando polipropileno o nylon para formar elementos de forro. Las líneas de hilado de este tipo general se describen en Hills, patente de E.U.A. 5,162,074, "Method of Making Plural Component Fibers". Las fibras de componentes múltiples se hilaron por fusión a temperaturas entre 230°C y 245°C.

Se produjeron fibras de componentes múltiples con diversos materiales poliméricos y relaciones de núcleo/forro. Con referencia al cuadro A, se expone un número de propiedades y parámetros de fabricación de seis fibras de núcleo/forro que fueron producidas. Estas fibras incorporan un material de cambio de fase y microcápsulas que contienen el material de cambio de fase ("mPCM"), que conforma aproximadamente 15% en peso de elemento de núcleo de cada fibra y de aproximadamente 7.5% a aproximadamente 1 .25% en peso del peso total de cada fibra. Las muestras 1 , 2 y 3 tienen un elemento de forro que comprende polipropileno ("PP"), el cual es un homopolímero de polipropileno de BP Amoco Polymers. Las muestras 4, 5 y 6 tienen un elemento de forro que comprende nylon 6, el cual es producido bajo el nombre Ultramid B de BASF Corp.

CUADRO A Fibras de componente doble hiladas por fusión con propiedades térmicas reversibles Cada una de las solicitudes de patente, patentes, publicaciones, y otros documentos publicados mencionados o referidos en esta especificación, se incorpora en su totalidad a la presente como referencia, en el mismo grado como si cada solicitud de patente, patente, publicación y otro documento publicado individual estuviera específica e individualmente indicado para ser incorporado como referencia.

Aunque la presente invención ha sido descrita con referencia a las modalidades específicas de la misma, los expertos en la técnica deben entender que se pueden hacer diversos cambios y se pueden sustituir equivalentes sin apartarse del verdadero espíritu y alcance de la invención como se define por las reivindicaciones anexas. Además, se pueden hacer muchas modificaciones para adaptar una situación particular, material, composición de materia, método, paso o pasos de procedimiento, para el espíritu y alcance objetivo de la presente invención. Todas dichas modificaciones pretenden estar dentro del alcance de las reivindicaciones anexas a la misma. En particular, aunque los métodos descritos en la presente han sido descritos con referencia a pasos particulares realizados en un orden particular, se entenderá que estos pasos se pueden combinar, subdividir, o reordenar para formar un método equivalente sin apartarse de las enseñanzas de la presente invención. En consecuencia, a menos que se indique específicamente en la presente, el orden y agrupación de los pasos no es una limitación de la presente invención.

Claims (1)

1. NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES 1.- Una fibra de componentes múltiples que tiene propiedades térmicas reversibles mejoradas, que comprende: un cuerpo de fibra formado a partir de una pluralidad de elementos alargados, por lo menos unos de los elementos alargados tiene un material regulador de temperatura disperso en el mismo, en donde el material regulador de temperatura comprende un material de cambio de fase. 2.- La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque el material de cambio de fase se selecciona del grupo que consta de hidrocarburos, sales hidratadas, ceras, aceites, agua, ácidos grasos, ésteres de ácidos grasos, ácidos dibásicos, ésteres dibásicos, 1-halogenuros, alcoholes primarios, compuestos aromáticos, clatratos, semiclatratos, clatratos de gas, anhídrido esteárico, carbonato de etileno, alcoholes polihídricos, polímeros, metales, y mezclas del los mismos. 3 - La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además porque el material regulador de temperatura comprende adicionalmente una pluralidad de microcápsulas que contienen el material de cambio de fase. 4. - La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además porque el material regulador de temperatura comprende adicionalmente partículas de sílice, partículas de zeolita, partículas de carbono, o un material absorbente impregnado con el material de cambio de fase. 5. - La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque los elementos alargados están dispuestos en una configuración de isla en mar, una configuración de pastel segmentado, una configuración de núcleo-forro, una configuración lado a lado, o una configuración en franjas. 6. - La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además porque una forma transversal del cuerpo de fibra es circular, de lóbulos múltiples, octagonal, ovalada, pentagonal, rectangular, cuadrada, trapezoidal, o triangular. 7.- Una fibra de componentes múltiples que tiene propiedades térmicas reversibles mejoradas, que comprende: un primer elemento alargado que comprende un primer material polimérico y un material regulador de temperatura disperso dentro del primer material polimérico, en donde el material regulador de temperatura comprende un material de cambio de fase; y un segundo elemento alargado que comprende un segundo material polimérico, en donde el segundo elemento alargado está unido con el primer elemento alargado. 8. - La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque el material de cambio de fase es un hidrocarburo o una mezcla de hidrocarburos. 9. - La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque el material regulador de temperatura comprende adicionalmente una pluralidad de microcápsulas que contienen el material de cambio de fase. 10. - La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada además porque el primer material polimérico tiene una afinidad con las microcápsulas para facilitar la dispersión de las microcápsulas dentro del primer material polimérico. 11. - La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque el primer material polimérico y el segundo material polimérico se seleccionan independientemente del grupo que consta de poliamidas, poliaminas, poliimidas, poliacrílicos, policarbonatos, polidienos, poliepóxidos, poliésteres, poliéteres, polifluorocarbonos, polímeros de formaldehído, polímeros naturales, poliolefinas, polifenilenos, polímeros que contienen silicio, poliuretanos, polivinilos, poliacetales, poliarilatos, copolímeros y mezclas de los mismos. 12.- La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque el primer elemento alargado está rodeado por el segundo elemento alargado. 13.- La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada además porque el primer elemento alargado está colocado dentro y completamente rodeado por el segundo elemento alargado. 14.- La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque el primer elemento alargado comprende de aproximadamente 10% a aproximadamente 90% de un peso total de la fibra de componentes múltiples. 15. - Una fibra de componentes múltiples que tiene propiedades térmicas reversibles mejoradas, que comprende: un elemento de núcleo que comprende un primer material polimérico y un material regulador de temperatura disperso dentro del primer material polimérico, en donde el material regulador de temperatura comprende un material de cambio de fase; y un elemento de forro que comprende un segundo material polimérico, en donde el material de forro rodea el elemento de núcleo. 16. - La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque el material de cambio de fase se selecciona del grupo que consta de hidrocarburos, sales hidratadas, ceras, aceites, agua, ácidos grasos, ésteres de ácidos grasos, ácidos dibásicos, ésteres dibásicos, 1-halogenuros, alcoholes primarios, compuestos aromáticos, clatratos, semiclatratos, clatratos de gas, anhídrido esteárico, carbonato de etileno, alcoholes polihídricos, polímeros, metales, y mezclas del los mismos. 17. - La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque el material regulador de temperatura comprende adicionalmente una estructura de contención que contiene el material de cambio de fase, y en donde la estructura de contención comprende microcápsulas, partículas de sílice, partículas de zeolita, partículas de carbono, o un material absorbente. 18. - La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque el material regulador de temperatura es un primer material regulador de temperatura, y en donde el elemento de forro comprende adicionalmente un segundo material regulador de temperatura disperso dentro del segundo material polimérico. 19. - La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque el primer material regulador de temperatura y el segundo material regulador de temperatura son diferentes. 20. - La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque el primer material polimérico y el segundo material polimérico se seleccionan independientemente del grupo que consta de poliamidas, poliaminas, poliimidas, poliacrílicos, policarbonatos, polidienos, poliepóxidos, poliésteres, poliéteres, polifluorocarbonos, polímeros de formaldehído, polímeros naturales, poliolefinas, polifenilenos, polímeros que contienen silicio, poliuretanos, polivinilos, poliacetales, poliarilatos, copolímeros y mezclas de los mismos. 21. - La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque el primer material polimérico tiene una afinidad con el material de cambio de fase, y en donde el segundo material polimérico encierra el material de cambio de fase dentro del elemento de núcleo y provee una propiedad física deseada a la fibra de componentes múltiples. 22. - La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque el elemento de núcleo está colocado dentro de y completamente rodeado por el elemento de forro. 23. - La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque el elemento de núcleo está concéntricamente colocado dentro del elemento de forro. 24. - La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque el elemento de núcleo está excéntricamente colocado dentro del elemento de forro. 25. - La fibra de componentes múltiples de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque una forma transversal del elemento de núcleo es circular, de lóbulos múltiples, octagonal, ovalada, pentagonal, rectangular, cuadrada, trapezoidal, triangular, o en forma de cuña.