NO321849B1 - Fremgangsmate for fremstillingav en kombinasjon av et ikke-vevet tekstil og faseforandringsmateriale for termisk beskyttelse. - Google Patents

Abstract

Et ikke-vevet tekstil som har reversible forbedrede termisk kontroll egenskaper, materialet omfatter: en platevatt eller et fiettverk som er bundet av polymert bindemiddel som inneholder termisk kontroll materiale innen det indre av plate- vatten eller fiettverket, hvori termisk kontroll materialet er fordelt gjennom det indre av det polymere bindemiddel, og hvori termisk kontroll materialet er hovedsakelig fullstendig innen det indre av det ikkevevede tekstilet.

Description

Foreliggende oppfinnelse omhandler en fremgangsmåte for fremstilling av en kombinasjon av et ikke-vevet tekstil og faseforandringsmateriale for termisk beskyttelse. Ikke-vevede materialer er nyttige som komponenter for klesplagg som beskytter mot kalde eller varme omgiveisesbetingelser.

O<pp>finnelsens bakgrunn

Fiberformige produkter belagt med et faseforandrende materiale er kjent. For eksempel viser publikasjoner og patenter inkludert de følgende disse og re-laterte produkter: US. Patent Nr. 6.077.597 til Pause, som viser et trelags isolerende system. Det første laget er et fleksibelt substrat som er behandlet med et belegg i hvilket det er fordelt mikrokuler som inneholder et faseforandrende materiale. Det andre laget er en fibermatte i hvilken det er dispergert mikrokuler som inneholder et faseforandrende materiale. Det tredje laget er et fleksibelt substrat. US. Patent 4.939.020 til Takashima et al. viser et ikke-vevet stoff med en beleggsammensetning som omfatter en vinylpolymer, varmeekspanderende mikrokapsler og en tiocyanatforbindelse. US. Patenter Nr. 5.722.482 og 6.004.662 til Buckley viser fleksible komposittmateriale som inneholder faseforandrende materiale. PCT søknad WO 95/34609 til Gateway Technologies vider stoffbelegg som inkluderer faseforandrende materiale dispergert gjennom et polymert bindemiddel, overf lateaktivt stoff, dispergeringsmiddel, skumdempere og tykningsmiddel. US. Patent 5.366.801 og EP søknad 611.330 B1 til Bryant et al. viser artikler inkludert stoff og fiberbase materiale som er belagt med det polymere bindemiddel og mikrokapsler. US. Patent Nr. 4.756.958 til Bryant et al. viser fiber med hele mikrokuler fylt med faseforandrende materiale.

Oppsummering av o<pp>finnelsen

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for fremstilling av en kombinasjon av et ikke-vevet tekstil og faseforandringsmateriale for termisk beskyttelse, kjennetegnet ved fremstilling av et fibrøst fiettverk som inneholder fiberkontaktpunkter og hulrom.nedsenkning av fiettverket i et bad som består av en dispergert blanding av et polymert bindemiddel og mikrokapsler som inneholder faseforandringsmateriale for termisk beskyttelse, fjerning av fiettverket fra badet, og tørking av fiettverket for

å danne et ikke-vevet tekstil som er bundet ved fiberkontaktpunktene med

bindematerialet og som inneholder bindemiddel/mikrokapsel -blandingen i hulrommene.

Oppfinnelsen resulterer fra funnet at nye kombinasjoner og konfigurasjo-ner av materialer kan anvendes for å danne ikke-vevede termisk-kontroll tekstiler som tilveiebringer beskyttelse mot enten varme eller kalde betingelser. Det ikke-vevede tekstilet kan være en multippel-anvendelses artikkel, som er passende for å inkorporeres som et mellomfor i ytterklær, slik som jakker, bukser, skjorter, kjeledresser, hatter, skjerf og lignende, så vel som i fottøy, slik som sko og støvler. For eksempel kan en sko innersåte eller et for lages, som hjelper til å opprettholde det termiske klima innen skoen mer effektivt enn med konvensjonelle materialer eller fremgangsmåter. Det ikke-vevede materialet kan anvendes som for i kofferter og bager. Det ikke-vevede materialet kan anvendes for å fremstille "medisinske drakter" (medical garb).

"Ikke-vevef som anvendt heri i sin vanlige betydning, refererer til stoff som, i motsetning til vevet eller strikket stoff omfatter bundne kontinuerlige eller stapelfiber. Betegnelsen "sko" som anvendt heri, skal forstås som å betegné utvendig fottøy generelt.

Så fremt ikke annet er definert, har alle tekniske og vitenskapelige uttrykk anvendt heri den samme betydning som det som vanligvis forstås av en fagmann innen området som oppfinnelsen tilhører. Selv om fremgangsmåter og . materialer lignende eller ekvivalente med de som er beskrevet heri kan anvendes i den praktiske utførelse eller testing av foreliggende oppfinnelse, er passende fremgangsmåter og materialer beskrevet under. Alle publikasjoner, pa-tentsøknader, patenter og andre referanser nevnt heri er inkorporert ved refe-ranse i sin helhet. I tilfelle konflikt, vil foreliggende beskrivelse, inkludert defini-sjoner kontrollere. I tillegg, er materialene, fremgangsmåtene og eksemplene kun illustrerende.

Andre trekk og fordeler med oppfinnelsen vil være åpenbare fra den føl-gende detaljerte beskrivelse og fra kravene.

Kort beskrivelse av fi<g>urene

Fig. 1 er en skjematisk illustrasjon av et ikke-vevet fiettverk materiale. Fig 2 er en annen skjematisk illustrasjon av et ikke-vevet fiettverk materiale.

Detaljert beskrivelse

Det termisk-kontroll ikke-vevede materialet har et polymert bindemiddel

fordelt gjennom dets indre, og termisk kontroll materiale fordelt gjennom btnde-midlets indre. Bindemidlet i det ikke-vevede materialet kan være et kontinuerlig fyllstoff eller det kan være diskontinuerlig, slik det vil forklares. Det termisk kontroll ikke-vevede materialet har evnen til å beskytte mot varme og kalde omgivelser, på grunn av absorpsjonen og/eller frigivelsen av varme fra termisk kontrollmaterialet.

De ikke-vevede tekstilene kan være bygget opp av en lang rekke sub-stanser, for eksempel kan det ikke-vevede materialet være dannet av cellulo-seholdige, polyolefin (for eksempel polyetylen, polypropylén og lignende), poly-estere, polyamider (for eksempel nylon), bi-komponent materialer eller blandinger av ovennevnte, og til og med uorganiske fibre. Disse fibrene kan ha lengder mellom omkring 0,3 og omkring 7 cm, avhengig av den ønskede fremgangsmåte for flettverkdannelse og binding, alternativt kan fibrene være lengre, inkludert en fiber eller fibre fremstilt ved kontinuerlig ekstrudering av en smeltet polymer via "spinne-bundetTsmelteblåst" (spunbond/meltblown) teknikk. Fibre kan spenne fra omkring 0,5 til omkring 30 denier.

Ikke-vevede tekstiler fremstilles i to atskilte trinn: Det første trinnet er dannelse av en løs "platevatt" (bat) eller "fiettverk" (web), og det andre trinnet er binding av platevatten eller fiettverket, for eksempel ved et bindemiddel, eller fysisk sammensmelting av platevatten eller fiettverket ved dets kontaktpunkter, eller sammenfiltringer av platevatten eller fiettverket for å danne et ikke-vevet materiale.

Flettverksdannelse kan utføres ifølge enhver fremgangsmåte kjent i fa-get. For eksempel kan fiettverket lages ved en tørr-leggingsprosess, i hvilken roterende valser som har fine "tenner" langs periferien anvendes for å karde individuelle fibre til et vesentlig parallellagt, eller ensrettet, fiettverk. Slike ens-rettede fiettverk kan kombineres ved kryssoverlapping, i hvilke individuelle ens-rettede fiettverk bygges opp ved en vinkel til hverandre. For et ytterligere eksempel, kan fiettverket lages ved en våt-leggingsprosess, i hvilken fibre dispergeres i vann og passeres over en beltenetting. Vannet blir ekstrahert gjennom nettingen og det resulterende fiettverket blir dannet på beltet. Denne fremgangsmåten gir et tett, enhetlig og sterkt fiettverk. Tilfeldig-lagte (isotropiske) fiettverk kan dannes ved luftavsetning, som involverer å blåse fibre tilfeldig på en netting. I andre utførelser, kan fibre legges tilfeldig på et pre-formet ikke-vevet bomullslerret, som erstatter nettingen. For eksempel kunne fibre blåses på et pre-formet fiettverk som har bindemiddel med termisk kontrollmateriale fordelt innen bindemidlet, for å danne et produkt med to lag, hvor ett lag har termisk kontroll egenskaper, og et annet lag uten slike egenskaper. For eksempel, kunne et slik produkt lages med ett lag med omkring 200 g/m<2> ikke-vevet materiale inkludert termisk kontrollmateriale, og et annet lag med omkring 200-800 g/m<2> ikke-vevet materiale som har blitt blåst på det ikke-vevede materialet.

Tilfeldig-lagte fiettverk kan også dannes ved smelte-blåse prosesser, hvor fibre blir direkte spunnet fra en polymer, trukket og revet til forskjellige lengder ved luftstrømmen, og avsatt for å danne et substrat. Alternativt kan spinne-binding anvendes for å danne praktisk talt endeløse fibre fra granuler av råmateriale. Fibrene strekkes av (oppvarmet luft) og legges i et fiettverk. Disse prosessene gir ikke-vevede stoffer i en enkelt kontinuerlig prosess.

For innersålekonstruksjoner kan det ikke-vevede materialet ha en rekke former. Den anvendte materialtypen avhenger av materialets krevede sluttbruk. For et innersålemateriale, omfatter det ikke-vevede stoffet foretrukket en stiv, rigid plate for eksempel dannet fra en blanding av polyesterfibre med en rekke desitexverdier med et stivt polymert bindemiddel. For en dempende type innersåle omfatter det ikke-vevede stoffet for eksempel en blanding av grove polyesterfibre som har en desitexverdi på omkring 6, med et mykt elastisk polymert bindemiddel for å gi et materiale som har en elastisk og åpen struktur.

Etter dannelse av fiettverket, og i noen utførelser etter enhver eventuell lett pre-binding av fiettverket (skal beskrives i det kommende), blir fiettverket senket ned i et bad som inneholder en suspensjon eller dispersjon av polymert bindemiddel og termisk kontroll materiale. Ifølge fremgangsmåten som er beskrevet heri, blir et ikke-vevet materiale dannet i hvilket fiettverket er bundet til seg selv av bindemiddel, minst ved krysningspunkter. I noen utførelser, er fiettverket vesentlig kontinuerlig fylt med polymert bindemiddel, mens i andre utfør-eiser, er det polymere bindemidlet tilstede vesentlig ved flettverkskontaktpunkt-ene, og hulrommene er vesentlig fylt med gass, slik som luft. Bindemidler som er nyttige i stoffer ifølge foreliggende oppfinnelse er faststoffer ved temperaturer for bruk av stoffene, som foretrukket resulterer i et ikke-vevet materiale som er vaskbart og som kan tørr-renses. Hvis et løsningsmiddel anvendes, kan bindemidlet ha et høyt smeltepunkt. Hvis de ikke er oppløst, flyter imidlertid passende bindemidler generelt under mykningspunktet til flettverkets basismateriale. Noen passende bindemidler er polymere materialer. Spesielt nyttige er poly-merdispersjoner eller emulsjoner som er i stand til å danne adhestve eller ko-hesive bindinger innen fiettverket, for eksempel ved kryssbinding til seg selv, eller ved kryssbinding til selve fiettverket. Eksempler på polymere bindemidler, inkluderer akrylater og polyakrylater, metåkrylater og polymetakrylater, poly-uretaner, nitrilgummier, styren/butadien kopolymerer, kloroprengummier, poly-vinylalkoholer eller etylen/vinylacetat kopolymerer og blandinger derav.

Lateksbindemidler kan også anvendes, inkludert vannbaserte lateks-blandinger. Lateksbindemidlet omfatter fordelaktig en stiv styren/butadien gummilateks. Bindemidlet inkluderer foretrukket et fortykningsmiddel, for eksempel ammoniakk og en akryllateks som reagerer med fortykningsmidlet (for eksempel, ammoniakk), for å gjøre blandingen tykkere. For eksempel omfatter et passende lateksbindemiddel en blanding av 75 vekt% Applied Potymers S30R og 25 vekt% Synthomer™ 7050. Denne blandingen kan gjøres tykkere med ammoniakk og en akryllateks slik som, for eksempel, Viscalex™ HV30, fremstilt av Aliied Colloids.

Eksempler på termisk-kontroll materialer inkluderer faseforandrende

materialer, slik som de diskutert under.

Dette neddykkingstrinnet utføres i den grad som er nødvendig for å tillate en vesentlig fullstendig penetrering av suspensjonen eller dispersjonen inn i fiettverket. Badet kan være oppvarmet, for å utføre sammensmelting av fibrene ved krysningspunktene. Fiettverket blir så tørket for å fjerne alt løsningsmiddel (dvs. vann), hvilket resulterer i et ikke-vevet tekstil som har bindemiddel og termisk-kontroll materiale i hulrommene i flettverkmaterialet. Alternativt eller i tillegg, kan fiettverket føres gjennom valser, som kan være oppvarmet eller ikke-oppvarmet. Oppvarmet eller varm luft kan også anvendes for å tørke fiettverket. I noen utførelser, er hulrommene i det resulterende fiettverket vesentlig fylt med bindemiddel og temnisk-kontroll materiale.

En foretrukket utførelse av oppfinnelsen har bindemidlet lokalisert om-trent fullstendig ved punkter hvor fiettverket krysser med seg selv, hvilket etter-later resten av hulrommene fylt med gass, typisk luft, som overfører termisk isolerende egenskaper til materialet. Hvis vi ser på figurene 1 og 2, er det vist en del av ikke-vevet materiale 1, som omfatter flettverkmateriale 2, som har kontaktpunkter 3 og hulrom eller tomrom 4. Områder med bindemiddel 5, som har termisk kontroll materiale 6 dispergert i seg, er fordelt gjennom hele fiettverket og lokalisert ved kontaktpunkter for fibre i flettverkmaterialet. Resten av fiettverket inneholder i noen utførelser ikke bindemiddel. Bindemidlet virker som bindende middel for selve fiettverket, så vel som det bindende middel for termiske kontroll materialet til hverandre og til fiettverket, og danner derved et bundet ikke-vevet materiale med termisk kontroll materiale fordelt deri.

Ikke-vevede tekstiler ifølge slike utførelser kan fremstilles ved å benytte overflatespenningen til bindemidlet, og de relative affiniteter for bindemidlet overfor fiettverket og for seg selv. Et bindemiddel som viser overdreven selv-affinitet vil ikke ha anlegg for å binde til fiettverket i det hele, mens et bindemiddel som viser overdreven affinitet overfor fiettverket ikke vil danne "øyer" eller små dråper ved flettverkets krysningspunkter. Hastigheten som ethvert løs-ningsmiddel fjernes fra bindemidler ved kan også påvirke i hvilken utstrekning bindemiddel danner "øyer" eller små dråper ved flettverkets krysningspunkter. Overdrevent hurtig løsningsmiddelfjerning kan ikke tillate at bindemidlet migre-rer til flettverkets kontaktpunkter. Det er innefor kunnskapen tii en fagmann å velge en løsningsmiddelfjemingshastighet som passer godt med bindemidiets affinitetsegenskaper.

I andre utførelser, er fiettverket vesentlig fullstendig fylt med bindemiddel, bindemidlet har termisk-kontroll materiale fordelt gjennom det hele. Utførelser i hvilke fiettverket er fylt kan også nødvendiggjøre relativt fleksibelt bindemiddelmateriale, eller kan nødvendiggjøre relativt rigid bindemiddelmateriale, avhengig av anvendelsen.

Bindemidlets viskositet kan moduleres til å produsere ikke-vevet tekstil som har bindemiddel koagulert ved flettverkets hulrom. I slike utførelser, koa-gulerer bindemidlet ved flettverkets hulrom, som vist i figur 1 og figur 2.

Bindingen av fiettverket utføres foretrukket umiddelbart etter flettverksdannelse, ved å senke ned fiettverket i bindemiddelbad som inneholder termisk kontroll materialet. Alternativt kan lette pre-bindingsprosesser inkludert bindemiddel spray-binding, termiske bindingsprosesser, "nålingsprosesser" (needling processes) og vann-jet bindingsprosesser utføres før nedsenkningen av fiettverket i bindemiddelbadet og sluttbinding av det ikke-vevede materialet. Disse prosessene kan overføre forskjellige kvaliteter til det ferdige produktet, hvilket er kjent av fagmannen. For eksempel kan "nåling" eller vann-jet binding anvendes for å gi relativt tette og stive ikke-vevede materialer, så vel som relativt lette og voluminøse ikke-vevede materialer, avhengig av "nålingen" eller vann-jet tett-heten og trykket. I noen utførelser, kan et foretrukket fiettverk være en ikke-vevet nålefilt. I et annet eksempel, kan spinbundne fiettverk senkes ned i det oven beskrevne kjemiske badet etter bindingen av dem.

Termisk kontroll materialene som kan inkluderes i tekstilene, er de som er passende for beskyttelse mot kulde og/eller varme. Spesielt nyttige termisk kontrollmaterialer inkluderer faseforandringsmaterialer. Faseforandringsmaterialer som er innkapslet, spesielt mikroinnkapslet er nyttige i oppfinnelsen. Mikrokapsler som passer for foreliggende oppfinnelse kan inneholde en lang rekke materialer. Valget av materialer er kun begrenset av bearbeidelsesprosessene for tekstilene fremlagt heri. Mikrokapsler som passer for foreliggende oppfinnelse har diametre som spenner fra 15,0 til 2.000 mikron. Foretrukket har mikrokapslene diametre på fra 15 til 500 mikron. Mest foretrukket har mikrokapslene diametre på fra 15 til 200 mikron. Faseforandringsmaterialer er velegnet for inn-leiring i mikrokapsler, hvori mikrokapslene har en diameter i samme størrelses-orden som, eller større enn, diameteren til materialet som bygger opp det ikke-vevede materialet.

Faseforandringsmaterialer er designet for å utnytte latent varmeabsorp-sjon forbundet med en reversibel faseforandringsovergang, slik som en faststoff-væske overgang. Visse faseforandringsmaterialer absorberer eller emitte-rer også varme etter faststoff-faststoff overganger. Derfor, kan materialet anvendes som en varmeabsorber for å beskytte et objekt mot ytterligere varme, fordi en mengde termisk energi vil absorberes av faseforandringsmaterialet før dets temperatur kan stige. Faseforandringsmaterialet kan også forvarmes og anvendes som en barriere overfor kulde, ettersom en større mengde varme må fjernes fra faseforandringsmaterialet før dets temperatur kan begynne å falle. Faseforandringsmaterialene som er foretrukket for foreliggende oppfinnelse benytter en reversibel faststoff-væske overgang.

Faseforandringsmaterialer lagrer termisk energi i form av en fysisk end-ring av tilstand ettersom kjemematerialet innen mikrokapslene smelter eller fryser eller undergår en faststoff-faststoff overgang. Disse materialene vil absor-bere etler emittere varme ved en konstant temperatur (deres faseforandrings-temperatur) før de endrer fase. Derfor kan materialet anvendes som en varmeabsorber for å beskytte et objekt mot ytterligere varme ettersom en mengde termisk energi vil absorberes av faseforandringsmaterialet før dets temperatur kan stige. Faseforandringsmaterialet kan også for-varmes og benyttes som en barriere overfor kulde, ettersom en større varmemengde må fjernes fra faseforandringsmaterialet før dets temperatur kan begynne å falle. For å opprettholde evnen faseforandringsmaterialer har til å resirkulere mellom faste og flytende faser, er det viktig å forhindre spredning av faseforandringsmaterialene gjennom løsningsmidlet (eller bærerfluidet) når de er i flytende form. En tilnærmelse,

som har vært vellykket, er innkapsling av faseforandringsmaterialene innen en tynn membran eller skall. Slike tynne membraner eller skall skulle ønskelig ikke signifikant hindre varmeoverføring inn i eller ut av kapslene. Kapslene kan ønskelig også være små nok til å presentere et relativt høyt overflateareal. Dette gjør hurtig faseoverføring til og fra bærerfluidet mulig. Slike kapsler er kjent som mikrokapsler. Mikrokapsler spenner i størrelse fra omkring 10 til omkring 50 mikron og dannes ifølge konvensjonelle metoder velkjent for fagmannen. Var-meoverføring over mikrokapselmateriålet til dets indre skulle være effektiv for maksimal brukbarhet i foreliggende oppfinnelse.

Sammensetningen av faseforandringsmaterialet blir modifisert for å opp-nå optimale termiske egenskaper for et gitt temperaturområde. For eksempel er smeltepunktet for en serie parafinske hydrokarboner (normale, rettkjedede hydrokarboner med formel CnH2n+2) direkte relatert til antallet karbonatomer som vist i den følgende tabellen.

I tillegg til hydrokarbonene listet her, kan andre parafinske hydrokarboner som har et høyere (eller lavere) antall karbonatomer med et høyere (eller lavere) smeltepunkt, også anvendes i den praktiske utførelsen av oppfinnelsen. I tillegg, blir plastiske krystaller, slik som 2,2-dimétyl-1,3-propandiol (DMP) og 2-hydroksymetyl-2-metyl-1,3-propandiol (HMP) og lignende også regnet til mulig-hetene som kan anvendes som temperaturstabiliserende midler. Når plastiske krystaller absorberer termisk energi, blir molekylstrukturen modifisert uten å forlate fastfasen.

Kombinasjoner av alle faseforandringsmaterialer kan også benyttes.

Mikroinnkapslet faseforandringsmateriale (MicroPCM) blir ønskelig fordelt ho-mogent gjennom det polymere bindemiddel. I noen utførelser, kan MicroPCM pre-dispergeres i vann ved anvendelse av et dispergeringsmiddel, for eksempel Dispex™ A40 før det blir blandet med lateksbindemiddel. Ifølge slike utførelser, er det foretrukket at faseforandringsmaterialet er dispergert i vannet ved mellom omkring 30 og omkring 60 vekt-% av faststoffet til vannet, eller foretrukket mellom omkring 40% og 45%. Når en vann/MicroPCM blanding er laget som øns-ket, blandes foretrukket vann/MicroPCM blandingen med lateksbindemidlet for å gi et forhold mellom MicroPCM og gummi på mellom omkring 0,5 og 2 til 1. Foretrukket er forholdet mellom tørt bindemiddel og basis ikke-vevet materiale mellom omkring 0,3:1 og 3:1. Det foretrukne forhold avhenger av de krevde

egenskaper til det ferdige produktet. For en dempende innersåle, er forholdet foretrukket mellom omkring 0,3 og 0,5 til 1. For et foringsmateriale er forholdet foretrukket omkring 1:1 og for en stiv innersåle er forholdet foretrukket omkring 2,5:1. Eventuelt kan bindemiddelblandingen inkludere et fargestoff.

Eksempler på faseforandringsmaterialer er parafinske hydrokarboner, nemlig normale (linær-kjede) hydrokarboner representert ved formelen CnH2n+2, hvor n kan spenne fra 10 til 30. Foretrukne parafinske hydrokarboner er de i hvilke n spenner fra 13 til 28. Andre forbindelser som er passende for faseforandringsmaterialer er 2,2-dimetyl-1,3-propandiol (DMP), 2-hydroksymetyl-2-metyl-1,3-propandiol (HMP) og lignende forbindelser. Nyttige er også fettsyre-estere slik som metylpalmitat. Foretrukne faseforandringsmaterialer er parafinske hydrokarboner.

Termisk kontrollegenskapene kan gjøres reversible for tekstilene som er fremlagt heri ved å ta hensyn til regenerering av faseforandringsmaterialet. Under oppvarming, smelter for eksempel faseforandringsmaterialet gradvis; under kjøling, fryser faseforandringsmaterialet gradvis. En måte å regenerere faseforandringsmaterialet på, er å plassere det ikke-vevede materialet i et miljø som har en temperatur som gjendanner faseforandringsmaterialet til den passende fasen for den ønskede beskyttelsen.

For de fleste utførelser er smeltepunktet eller aktiveringstemperaturen til faseforandringsmaterialet i området på fra omkring 15 til omkring 55°C (60 til 130°F), fordelaktig i området 26 til 38°C (80 til 100°F). For de fleste anvendelser er aktiveringstemperaturen foretrukket omkring 28°C (83°F). Fordelaktig kan forskjellige kvaliteter av faseforandringsmateriale benyttes for forskjellige anvendelser. Det kan for eksempel være fordelaktig å ha en øvre aktiveringstemperatur for sko-innersåler på omkring 35°C (95°F) og en nedre aktiveringstemperatur på omkring 28°C (83°F) for oversiden eller "tunge"-områder for sko. Variasjonene i aktiveringstemperatur kan velges for å tillate fysiske forskjeller i huden fra undersiden av foten til oversiden av foten.

Spesifikasjonene for termisk kontrollmaterialer som diskutert heri kan variere i henhold til anvendelsene som de skal brukes innen. Vekten av fiettverket kan være fra omkring 15 til omkring 1000 g/m<2>, foretrukket fra omkring 40 til omkring 700 g/m<2>, eller fra omkring 50 til omkring 150 g/m<2>.

For eksempel når det anvendes som mellomforings- eller som isolerende materialer for klesplagg eller fottøy, kan vekten av det fiberformige fiettverket spenne fra omkring 15 til omkring 200 g/m<2>, foretrukket fra omkring 50 til omkring 160 g/m<2>. Et slik fiettverk kan belades med fra omkring 5 til omkring 600 g/m<2> bindemiddel og faseforandringsmateriale foretrukket fra omkring 50 til omkring 450 g/m<2> bindemiddel og faseforandringsmateriale. Tykkelsen av det ikke-vevede materialet kan spenne fra omkring 0,5 mm til omkring 20 mm når det anvendes som et mellomfor, eller for klesplagg eller fottøy. Foretrukket for en sko-innersåle eller foringsmateriale, er den begynnende tykkelsen mellom omkring 0,5 og 5 mm, mens for en dempende innersåle er den begynnende tykkelsen mellom omkring 5 og 15 mm.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan benyttes for fremstilling av en sko-innersåle eller foringsmateriale som omfatter trinnene 1) blande et mikroinnkapslet faseforandringsmateriale som omfatter et materiale som har reversible termisk energilagringsegenskaper innkapslet i mikrokapsler av en tilbakeholdende polymer og som har en aktiveringstemperatur omkring kroppstemperatur (hvor kroppstemperatur er normal fysiologisk hudtemperatur), med et flytende polymert bindemiddel; 2) impregnere et ikke-vevet basismateriale med bindemiddelblandingen; og 3) tørke det impregnerte materialet. Foretrukket inkluderer fremgangsmåten trinnet av å pre-dispergere det mikroinnkapslede faseforandringsmaterialet i vann før det blandes med det flytende polymer-bindemidlet. Foretrukket blir det mikroinnkapslede faseforandringsmaterialet pre-dispergert i vann ved anvendelse av et dispergeringsmiddel slik som Dispex™ A40. Foretrukket inkluderer fremgangsmåten trinnet av å tilsette et fortykningsmiddel til bindemiddelblandingen. Det har blitt funnet at å øke blan-dingshastigheten forbedrer stabilitet, reduserer separasjon av utfiltrering av mikrokapslene under impregnering og resulterer i et mye bedre utseende for det ferdige materialet. Foretrukket, blir det impregnerte materialet tørket ved omkring 120°C. Foretrukket inkluderer fremgangsmåten det ytterligere trinnet av å herde det polymere bindemiddelmaterialet. Fordelaktig utføres herdetrinnet ved omkring 140°C. Foretrukket inkluderer fremgangsmåten det ytterligere trinn av å fullføre materialet, for eksempel ved å kalandrere materialet til den krevde tykkelse, "semske" (sueding) overflaten til det ikke-vevede foret og påføring av klebemiddel eller barrierebelegg for å hjelpe skomakerprosessen.

Det er mulig å fremstille en skoinnersåle som omfatter et ikke-vevet basismateriale, et polymert bindemiddel, og et mikroinnkapslet faseforandringsmateriale fordelt innen bindemidlet, hvori faseforandringsmaterialet omfatter et materiale som har reversible termisk energi lagringsegenskaper innkapslet i mikrokapsler med en tilbakeholdende polymer og faseforandringsmaterialet har en aktiveringstemperatur på omkring kroppstemperatur.

Oppfinnelsen vil bli ytterligere beskrevet i de følgende eksempler som ikke begrenser omfanget av oppfinnelsen beskrevet i kravene.

Eksempler

Eksempel 1. Fremstilling av et ikke-vevet materiale

En platevatt eller et fiettverk med en vekt på 50 g/m<2> ble kardet fra en blanding av 100% polyesterfibre inkludert fibre med 1,7 dtex og en lengde på 38 mm og 3,3 dtex og en lengde på 38 mm. Platevatten ble senket ned i et bindemiddelbad og tørket i en tørker ved 160°C, slik at det resulterende produktet hadde en vekt på 111 g/m<2> inneholdende 61 g/m<2> bindemiddel og faseforandringsmateriale. Derfor hadde produktet 15 g/m<2> tørr masse av et selv-kryssbindende akrylatbindemiddel med en glasstemperatur Tg= -10°C og 46 g/m<2> faseforandringsmateriale (Thermasorb® 83 Frisby Technologies) hvori vektforholdet mellom bindemiddel og faseforandringsmateriale var 1:3,1 og vektforholdet mellom platevatt eller fiettverk og bindemiddel pluss faseforandringsmateriale er 1:1,2.

Eksempel 2. Fremstilling av et ytterligere ikke-vevet materiale

En platevatt eller et fiettverk med en vekt på 110 g/m<2> ble laget fra en blanding av 50% polyesterfibre med 1,7 dtex og en lengde på 38 mm og 50% polyamid 6.6 fibre med 3,3 dtex og en lengde på 38 mm ble pre-bundet ved nålestansing. Platevatten ble senket ned i et bindemiddelbad og tørket i en tør-ker ved 165°C slik at det resulterende produkt hadde en vekt på 289 g/m<2> og inneholdt 179 g/m<2> bindemiddel og faseforandringsmateriale. Derfor hadde produktet 30 g/m<2> i den tørre massen av et selv-kryssbindende akrylatbindemiddel med glasstemperatur Tg=-32°C og 149 g/m2 faseforandringsmateriale (Thermasorb® 83 Frisby Technologies) hvori vektforholdet mellom bindemiddel og faseforandringsmateriale er 1:4,9 og vektforholdet mellom platevatt eller fiettverk og bindemiddel pluss faseforandringsmateriale er 1:1,6.

Eksempel 3. Fremstilling av et ytterligere ikke-vevet materiale

En platevatt eller et fiettverk med en vekt på 75 g/m<2> ble laget fra en blanding av 90% polyesterfibre med 1,7 dtex og en lengde på 50 mm og 10% av en bikomponent fiber som inkluderer polyamid 6.6 og polyamid 6 med 3,3 dtex og en lengde på 50 mm ble pre-bundet ved termisk binding i en vakuum-ovn ved 205°C. Platevatten ble senket ned i et bindemiddelbad som i eksempel 2 og tørket i en tørker ved 165°C slik at det resulterende produkt hadde en vekt på 237 g/m<2> hvori vektforholdet mellom bindemiddel og faseforandringsmateriale er 1:4,9 og vektforholdet mellom platevatt eller fiettverk og bindemiddel pluss faseforandringsmateriale er 1:2,2.

Eksempel 4 Fremstilling av et ikke-vevet materiale som passer for anvendelse som et sko innersåle materiale

En ikke-vevet nålefilt av en blanding av polyesterfibre som passer for anvendelse som en sko innersåle, slik som for eksempel filten betegnet T90 som fremstilt av Texon (UK) Limited, ble impregnert med et vannbasert lateksbindemiddel. Bindemidlet omfattet den følgende vektsammensetningen:

Dette gir et forhold mellom Thermasorb og gummiinnhold på 1,25:1 og et faststoff innhold på 43,2%.

En matte av polyestemålefilt 40 x 14 cm som har en tykkelse på 4,0 mm ble impregnert med bindemiddelblandingen med et forhold mellom tørt bindemiddel og filt på 1,70:1. Det resulterende impregnerte materialet ble tørket ved 120°C og herdet ved 140°C. Det ferdige materialet hadde en vekt på 1850 g/m<2 >og tykkelse på 4,2 mm og et Thermasorb™ innhold på 22% eller 400 g/m<2>. Dette materialet kunne tilveiebringe en energilagringsevne på omkring 49 til 50 Joule per gram, hvilket kan tilveiebringe en kjølende eller varmende virkning når det benyttes som en sko innersåle.

Eksempel 5 Fremstilling av et ikke-vevet materiale som passer for anvendelse som et dempende sko innersåle materiale

En ikke-vevet nålefilt av grove polyesterfibre passende for anvendelse som en dempende innersåle for en sko, slik som for eksempel filten betegnet

T100 som fremstilt av Texon (UK) Limited, ble impregnert med et vannbasert lateksbindemiddel. Bindemidlet omfattet den følgende vektsammensetningen:

Dette gir et forhold mellom Thermasorb og gummiinnhold på 1,13:1 og et faststoffinnhold på 38,5%.

En matte av filt 40 x 14 cm som har en tykkelse på 4,0 mm ble impregnert med bindemiddelblandingen med et forhold mellom tørt bindemiddel og filt på 1,50:1. Det resulterende impregnerte materialet ble tørket ved 120°C og herdet ved 140°C. Det ferdige materialet hadde en vekt på 900 g/m<2> og tykkelse på 4,0 mm og et Thermasorb™ innhold på 23% eller 200 g/m<2>. Dette materialet kunne tilveiebringe en energilagringsevne på omkring 57 til 58 Joule per gram, hvilket kan tilveiebringe en kjølende eller varmende virkning når det benyttes som en sko innersåle. Testresultatene for prøver fremstilt ifølge eksemplene 4 og 5 indikerer at sko innersåle- og foringsmaterialene ifølge oppfinnelsen tilveiebringer er merkbar kjølende eller varmende virkning når de anvendes i en sko.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en kombinasjon av et ikke-vevet tekstil og faseforandringsmateriale for termisk beskyttelse, karakterisert ved fremstilling av et fibrøst fiettverk som inneholder fiberkontaktpunkter og hulrom, nedsenkning av fiettverket i et bad som består av en dispergert blanding av et polymert bindemiddel og mikrokapsler som inneholder faseforandringsmateriale for termisk beskyttelse, fjerning av fiettverket fra badet, og tørking av fiettverket for å danne et ikke-vevet tekstil som er bundet ved fiberkontaktpunktene med bindematerialet og som inneholder bindemiddel/mikrokapsel -blandingen i hulrommene.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at fiettverket dannes fra minst en fiber fremstilt ved kontinuerlig ekstrudering av smeltet polymer.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller krav 2, karakterisert ved at fjerning av fiettverket fra badet inkluderer å føre fiettverket gjennom et par valser.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at valsene er oppvarmet.

5. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1-4, karakterisert ved at den dispergerte blandingen er en lateks.

6. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1-5, karakterisert ved at det polymere bindemidlet velges fra gruppen bestående av akrylat, metakrylat og vinylalkohol polymerer, styren/butadien og etylen/vinylacetat kopolymerer, og kloropren og nitrilgummier, og blandinger derav.

7. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1-6, karakterisert ved at vektforholdet mellom a) det fibrøse fiettverket og b) det polymere bindemidlet og materialet med termisk kontroll er i området fra 1:0,5 til 1:3.

8. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1-6, karakterisert v e d at vektforholdet mellom det polymere bindemidlet og materialet med termisk kontroll er i området fra 1:3,1 til 1:4,9.

9. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1-6, karakterisert ved at vektforholdet mellom det polymere bindemidlet og materialet med termisk kontroll er i området fra 1:0,5 til 1:6.

10. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1-9, karakterisert ved at tykkelsen av fiettverket er i området fra 0,5 tii 20 mm.

11. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1-10, karakterisert v e d at vekten av fiettverket er i området fra 15 til 200 g/m<2>.

12. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1-11,karakterisert ved at det fibrøse fiettverket omfatter fibre fra 0,5 til 30 denier, og mikrokapslene har diametre fra 15 til 200 mikron.

13. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1-12, karakterisert ved at den kombinerte vekten av det polymere bindemidlet og faseforandringsmaterialet er i området fra 50-600 g/m2 ikke-vevet tekstil.

14. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1-13, karakterisert ved at materialet med termisk kontroll består av minst to faseforandrende materialer som gjennomgår faseforandringer ved minst to forskjellige temperaturer.