TWI439499B - 具有提高之可逆的熱性質之聚合複合物及其形成方法 - Google Patents

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Description

具有提高之可逆的熱性質之聚合複合物及其形成方法 [有關申請案介紹]
本申請案為Hartmann等人標題"Melt Spinable Concentrate Pellets Having Enhanced ReverSible Thermal Properties,"之專利申請案,2004年7月13日申請之美國專利申請案系號第10/891,428號的部份接續申請案,該申請案第10/891,428號係為Hartmann等人標題"Melt Spinable Concentrate Pellets Having Enhanced Reversible Thermal Properties,"之專利申請案,2001年2月6日申請之美國專利申請案系號第09/777,512號的接續申請案,該申請案第09/777,512號係主張Hartmann等人標題"Melt Spinable Concentrate Pellets Having Enhanced Reversible Thermal Properties,"之專利申請案,2000年9月21日申請之美國專利臨時申請案系號第60/234,150號的權利,該等申請案之揭示內容的全文以引用的方式併入本文中。
本發明係關於聚合複合物及其製法。更特定地,本發明係關於包括可用於製備合成纖維之相變物質的聚合複合物。
許多纖物係自合成纖維製成。最好使用兩種方法以製備合成纖維:濕溶液法及熔紡法。通常使用濕溶液法以形成丙烯酸纖維,而一般使用熔紡法以形成尼龍纖維、聚酯纖維、聚丙烯纖維,及其它類似類型的纖維。如皆已熟知,丙烯酸纖維包括長鏈合成聚合物,其特徵為含有丙烯腈單元;尼龍纖維包括長鏈合成聚醯胺聚合物,其特徵為含有醯胺基-CONH-;聚酯纖維包括長鏈合成聚合物,其具有至少85重量%經取代芳香族羧酸單元之酯;聚丙烯纖維包括長鏈合成結晶性聚合物,其具有至少85重量%烯烴單元且典型上具有約40,000或更高之分子量。
熔紡法特別重要,因為用於紡織工業之大部份合成纖維係由此技術製得。該熔紡法通常包括使熔態聚合物材料通過被稱為噴絲頭(spinneret)之裝置藉以形成一組個別的合成纖維。一旦形成時,可將該等合成纖維聚集成一股或切成人造短纖維。可使用合成纖維以製造機織或非機織織物,或者,可將合成纖維捲繞成其後欲用於織造或針織法以形成合成織物之紗線。
已將相變物質併入丙烯酸纖維內使該纖維得到提高之可逆的熱性質並使自此等纖維製成之織物可進行類似功用。其容易達成之原因部份係由於典型上與形成丙烯酸纖維之濕溶液法有關之揮發性物質(例如溶劑)的高含量。然而,更難將相變物質併入熔紡合成纖維內,因為在熔紡法中高含量揮發性物質典型上並不存在或並非所欲。將相變物質併入熔紡合成纖維之先前嘗試典型上包括使相變物質與標準纖維級熱塑性聚合物混合以形成摻合物,其後將該摻合物熔紡以形成合成纖維。除非使用低濃度之相變物質,否則此等嘗試通常會導致纖維內該等相變物質之不適當分散、不良的纖維性質,及不良的加工性質。然而,使用低濃度之相變物質,很難獲得通常與相變物質之使用有關的所欲提高之可逆的熱性質。
基於該背景,產生研發文中所述之聚合複合物的需求。
本發明一方面係關於一種製造聚合複合物之方法。在一具體實施例中,該方法包括:(a)使一組含相變物質之微膠囊與分散聚合物材料混合以形成第一摻合物,該分散聚合物材料具有至少40焦耳/克之潛熱及在0℃至50℃範圍內之轉變溫度;及(b)處理第一摻合物以形成聚合複合物。
在另一具體實施例中,該方法包括:(a)熔化第一溫度調節物質以形成第一熔體;(b)將第二溫度調節物質分散在第一熔體內以形成第一摻合物;(c)處理該第一摻合物以形成顆粒;(d)熔化基質聚合物材料以形成第二熔體;(e)將顆粒分散在第二熔體內以形成第二摻合物;及(f)處理第二摻合物以形成聚合複合物。
在另一具體實施例中,該方法包括:(a)熔化第一聚合物材料以形成第一熔體,該第一聚合物材料具有至少40焦耳/克之潛熱及在0℃至50℃範圍內之轉變溫度;(b)將溫度調節物質分散在第一熔體內以形成第一摻合物,該溫度調節物質包括具有至少40焦耳/克之潛熱及在0℃至50℃範圍內之轉變溫度的相變物質;(c)使該第一摻合物與第二聚合物材料混合以形成第二摻合物;及(d)處理第二摻合物以形成聚合複合物。
本發明另一方面係關於一種聚合複合物。在一具體實施例中,該聚合複合物包括:(a)一種具有至少40焦耳/克之潛熱及在0℃至50℃範圍內之轉變溫度的聚合物材料;及(b)一組分散在該聚合物材料內之微膠囊,該等微膠囊含有具有至少40焦耳/克之潛熱及在0℃至50℃範圍內之轉變溫度的相變物質。
在另一具體實施例中,該聚合複合物包括聚合物材料及非包囊相變物質之摻合物。該聚合物材料對非包囊相變物質具有部份親和力,因此該非包囊相變物質可形成一組分散在該聚合物材料內之區域。該非包囊相變物質具有至少60焦耳/克之潛熱及在10℃至50℃範圍內之轉變溫度。
亦涵蓋本發明之其它方面及具體實施例。前述發明內容及以下實施方式並無意將本發明侷限於任何特定具體實施例,而係僅計劃描述本發明之一些具體實施例。
本發明之具體實施例係關於具有提高之可逆的熱性質之聚合複合物及其製法。根據本發明各種具體實施例之聚合複合物具有可以於環境條件下吸收及釋放熱能之能力。此外,該等聚合複合物可呈現,例如改良的分散性或較高填充量之相變物質。該等聚合複合物可形成各種形式或形狀,諸如小粒、纖維、薄片、薄層、薄膜、桿狀物等。該等聚合複合物可照原樣使用或併入各種物件中以提供熱調節性質,同時使該等物件得到改良的強度。例如,根據本發明各種具體實施例之聚合複合物可用於紡織品(例如織物)、服裝(例如戶外衣物、防寒衣及防護衣)、穿在腳上的東西(例如短襪、長靴及鞋的軟墊)、醫用產物(例如保溫氈、治療墊、失禁墊及熱/冷敷墊)、容器及包裝物(例如飲料及食品容器、食品加溫器、座墊及電路板層疊物)、建築物(例如牆壁或天花板之絕緣物、壁紙、窗簾襯裏、管子封套、地毯及瓷磚)、用具(例如家電用品之絕緣物)及其它產物(例如汽車襯裏材料、睡袋及寢具)。
根據本發明之各種具體實施例之聚合複合物可經處理以形成各種具有提高之可逆的熱性質之物件。例如可形成適用於形成供射出成形法或擠製法使用之合成纖維的小粒。這些小粒之使用可得到藉將相變材料併入各種物件而獲得之優點,該等物件包括,例如纖維,諸如丙烯酸纖維、尼龍纖維、聚酯纖維、聚乙烯纖維、及聚丙烯纖維;薄膜;發泡體;及射出成形物件。
當併入物件,諸如服裝或穿在腳上的東西時,根據本發明各種具體實施例之聚合複合物可提供改良之舒適度。更詳細地,於不同或改變的環境條件下,該等物件可提供此改良舒適度。相變物質之使用使該等物件得到"多方向性"或"動態"熱調節作用而非"單向性"或"靜態"熱調節作用。更詳細地,根據"多方向性"熱調節作用,該等物件可以在溫熱氣候中吸收熱能,而在寒冷氣候中釋放熱能。使用此方式,該等物件可以在溫熱氣候中提供冷卻作用而在寒冷氣候中提供加熱作用,因此於不同氣候條件下可維持所欲舒適度。而且,根據"動態"熱調節作用,該等物件可以於改變的環境條件下改變或調整其熱調節性質。使用此方式,該等物件可具有多種用途,諸如可用於溫熱氣候及寒冷氣候。而且,不需要外部觸發機制,諸如溫度或陽光,該等物件即可改變或調整其熱調節性質。
連同所提供之熱調節性質,當將根據本發明之各種具體實施例之聚合複合物併入,例如,服裝或穿在腳上的東西時,可得到舒適度之其它改良。例如合併該等聚合複合物之物件可以使個人的皮膚濕度(諸如由於流汗所致)減少。更詳細地,該等物件可降低皮膚之溫度或相對濕度,藉以得到較低皮膚濕度及較高舒適度。特殊材料及特殊服裝或穿在腳上的東西之設計特徵的使用可進一步提高舒適度。例如該等物件可併用特定添加劑、治療法或塗料以在熱調節及濕度管理性質方面得到其它優點。
根據本發明一些具體實施例的聚合複合物可包括一或多種物質。根據本發明一些具體實施例,該聚合複合物可包括溫度調節物質、分散聚合物材料及基質聚合物材料。根據本發明一些具體實施例,該聚合複合物為該溫度調節物質、分散聚合物材料及基質聚合物材料之液態熔體混合物或固化熔體混合物。典型上,該溫度調節物質係均勻地分散在聚合複合物內。然而,根據該聚合複合物所致之特殊特性,在該聚合複合物內之該溫度調節物質之分散可不同。該分散聚合物材料及基質聚合物材料可相同或不同。就本發明之特定具體實施例而言,亦涵蓋可省略該溫度調節物質、分散聚合物材料及基質聚合物材料中之一或多種。例如該聚合複合物可包括溫度調節物質及分散聚合物材料而不需要基質聚合物材料。
根據製造聚合複合物之方法、進一步處理之必要性或該聚合複合物之特殊應用,該聚合複合物可進一步包括一或多種添加劑,諸如水、表面活化劑、分散劑、消泡劑(例如含聚矽氧之化合物及含氟之化合物)、抗氧化劑(例如,受遮蔽酚及亞磷酸鹽)、熱安定劑(例如亞磷酸鹽、有機磷化合物、有機羧酸之金屬鹽及酚系化合物)、光線或紫外線安定劑(例如羥基苯甲酸酯、受遮蔽羥基苯甲酸酯及受遮蔽胺)、光線或紫外線吸收添加劑(例如第IV族過渡金屬碳化物及氧化物之陶瓷粒子)、微波吸收添加劑(例如多官能一級醇、甘油及碳)、強化纖維(例如碳纖維、芳族聚醯胺纖維及玻璃纖維)、導電層或粒子(例如石墨或活性碳纖維或粒子)、潤滑劑、加工佐劑(例如脂肪酸之金屬鹽、脂肪酸酯、脂肪酸醚、脂肪酸醯胺、磺醯胺、聚矽氧烷、有機磷化合物及酚系聚醚)、防燃劑(例如鹵化化合物、磷化合物、有機磷酸鹽、有機溴化物、氧化鋁三水合物、蜜胺衍生物、氫化鎂、銻化合物、氧化銻及硼化合物)、抗結塊添加劑(例如氧化矽、滑石、沸石、金屬碳酸鹽及有機聚合物)、抗霧化添加劑(例如非離子表面活化劑、甘油酯、聚甘油酯、山梨糖醇酐及彼等之乙氧化物、壬基苯基乙氧化物及醇乙氧化物)、抗靜電添加劑(例如非離子化合物,諸如脂肪酸酯、乙氧化烷基胺、二乙醇醯胺及乙氧化醇;陰離子化合物,諸如烷基磺酸根及烷基磷酸根;陽離子化合物,諸如氯化物之金屬鹽、甲基硫酸鹽或硝酸鹽及四級銨化合物;及兩性化合物,諸如烷基甜菜鹼)、抗微生物劑(例如砷化合物、硫、銅化合物、異噻唑啉酞醯胺、胺基甲酸酯、銀基劑無機劑、銀鋅沸石、銀銅沸石、銀沸石、金屬氧化物及矽酸鹽)、交聯劑或受控降解劑(例如過氧化物、偶氮化合物及矽烷)、著色劑、顏料、染料、螢光增白劑或光學增亮劑(例如雙-苯并唑、苯基薰草素及雙-(苯乙烯基)聯苯)、填料(例如天然礦物及金屬,諸如氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽及矽酸鹽;滑石;黏土;矽灰石;石墨;碳黑;碳纖維;玻璃纖維及小珠;陶瓷纖維及小珠;金屬纖維及小珠;細粉;天然或合成起源之纖維,諸如木材、澱粉或纖維素細粉之纖維)、偶合劑(例如矽烷、鈦酸鹽、鋯酸鹽、脂肪酸鹽、酸酐、環氧物及不飽和聚合酸)、強化劑、結晶或成核劑(例如可增加或改良聚合物結晶性,諸如改良晶體生長之速率/動力學、所生長晶體數或所生長晶體類型之任何物質)等。
根據本發明一些具體實施例,溫度調節物質可包括一或多種相變物質。通常,相變物質可包括於溫度安定化範圍下或其內具有可吸收或釋放熱能以減少或去除熱流之能力的任何物質(或物質之混合物)。該溫度安定化範圍可包括一特殊轉變溫度或轉變溫度範圍。於當相變物質正吸熱或釋熱時,典型上係當相變物質在兩種狀態(例如液態及固態、液態及氣態、固態及氣態或兩固態)間進行轉變時,與本發明各種具體實施例一起使用之相變物質可抑制熱能流動。此作用典型上係瞬變的,例如可持續直到於加熱或冷卻法期間吸收或釋放該相變物質之潛熱為止。如文中使用,該名詞"潛熱"可指當一物質(或物質之混合物)在兩狀態間進行轉變時所吸收或釋放之熱量。熱能可自相變物質貯存或移除,且該相變物質典型上可藉熱或冷來源而有效地再充填。藉選用合適的相變物質,可形成適於其任何應用之聚合複合物。
根據本發明一些具體實施例,相變物質可以是固體/固體相變物質。固體/固體相變物質為一種典型上在兩固態間進行轉變(例如,結晶性或介晶質相變態)之相變物質類型,因此,典型上於使用時並不會變成液體。
相變物質可包括二或多種物質之混合物。藉選用二或多種不同物質並形成混合物,可調整溫度安定化範圍以適於聚合複合物的任何特殊應用。根據本發明一些具體實施例,當併入聚合複合物內時,二或多種不同物質之混合物可呈現二或多種不同轉變溫度或單一修飾的轉變溫度。
可併入根據本發明之各種具體實施例內之相變物質包括各種有機及無機物質。相變物質之實例包括烴(例如直鏈烷類或鏈烷烴、分支鏈烷類、不飽和烴、鹵化烴及脂環族烴)、水合鹽(例如氯化鈣六水合物、溴化鈣六水合物、硝酸鎂六水合物、硝酸鋰三水合物、氟化鉀四水合物、銨礬、氯化鎂六水合物、碳酸鈉十水合物、磷酸二鈉十二水合物、硫酸鈉十水合物及醋酸鈉三水合物)、蠟、油、水、脂肪酸、脂肪酸酯、二元酸、二元酯、1-鹵化物、一級醇、芳香族化合物、晶籠化合物、半晶籠化合物、氣體晶籠化合物、酸酐(例如硬脂酸酐)、碳酸乙二酯、多元醇(例如2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-羥甲基-2-甲基-1,3-丙二醇、乙二醇、聚乙二醇、異戊四醇、二異戊四醇、五甘油、四羥甲基乙烷、新戊二醇、四羥甲基丙烷、2-胺基-2-甲基-1,3-丙二醇、單胺基異戊四醇、二胺基異戊四醇及參(羥甲基)醋酸)、聚合物(例如聚乙烯、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚丙烯、聚丙二醇、聚丁二醇、聚丙二酸丙二酯、聚新戊二醇癸二酸酯、聚戊二酸戊烷酯、聚肉豆蔻酸乙烯酯、聚硬脂酸丙二酯、聚月桂酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸十六烷酯、聚甲基丙烯酸十八烷酯、藉二醇(或其衍生物)與二元酸(或其衍生物)進行之縮聚反應而產生之聚酯,及共聚物,諸如聚丙烯酸酯或聚(甲基)丙烯酸酯與烷基烴側鏈或與聚乙二醇側鏈之共聚物及包括聚乙烯、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚丙烯、聚丙二醇或聚丁二醇之共聚物)、金屬及彼等之混合物。
相變物質之選用典型上取決於所形成聚合複合物之所欲轉變溫度或所欲應用。例如就其中係將所形成聚合複合物併入服裝或穿在腳上的東西內以維持使用者之舒適溫度的應用而言,較佳為具有接近室溫之轉變溫度的相變物質。
根據本發明一些具體實施例之相變物質可具有範圍自約-40℃至約125℃之轉變溫度,諸如自約-40℃至約100℃或自約-5℃至約125℃。在適用於衣類應用之一具體實施例中,相變物質可具有範圍自約0℃至約50℃之轉變溫度,諸如自約10℃至約50℃、自約15℃至約45℃、自約22℃至約40℃或自約22℃至約28℃。而且,根據本發明一些具體實施例之相變物質可具有至少約40焦耳/克之潛熱,諸如至少約50焦耳/克、至少約60焦耳/克、至少約70焦耳/克、至少約80焦耳/克、至少約90焦耳/克或至少約100焦耳/克。在適用於衣類應用之一具體實施例中,該相變物質可具有範圍自約40焦耳/克至約400焦耳/克之潛熱,諸如自約60焦耳/克至約400焦耳/克、自約80焦耳/克至約400焦耳/克或自約100焦耳/克至約400焦耳/克。
根據本發明一些具體實施例,特別有用之相變物質包括具有10至44個碳原子之鏈烷烴(亦即C1 0 至C4 4 鏈烷烴)。表1提供可在文中所述該等聚合複合物內作為相變物質之C1 3 至C2 8 鏈烷烴群組。鏈烷烴之碳原子數典型上與其熔點有相互關係。例如正-廿八烷,其每一分子包括28個直鏈碳原子,具有61.4℃之熔點。相比之下,正-十三烷,其每一分子包括13個直鏈碳原子,具有-5.5℃之熔點。根據本發明一具體實施例,正-十八烷,其每一分子包括18個直鏈碳原子,特別適用於衣類應用。
其它有用之相變物質包括具有適於聚合複合物之所欲應用的轉變溫度(例如就衣類應用而言,自約22℃至約40℃)的聚合相變物質。聚合相變物質可包括具有各種包含一或多種單體單元之鏈結構的聚合物(或聚合物之混合物)。更詳細地,聚合相變物質可包括直鏈聚合物、分支鏈聚合物(例如星形分支鏈聚合物、梳狀分支鏈聚合物或樹枝狀分支鏈聚合物)或彼等之混合物。就特定應用而言,聚合相變物質較佳包括直鏈聚合物或具有可得到較高密度及較高有序分子填充及結晶度之少量分支性的聚合物。此較高有序分子填充及結晶度可導致較大潛熱及較窄溫度安定化範圍(例如定義清楚之轉變溫度)。聚合相變物質可包括均聚物、共聚物(例如三元共聚物、統計學的共聚物、無規共聚物、交替共聚物、週期共聚物、嵌段共聚物、徑向共聚物或接枝共聚物)或彼等之混合物。形成聚合相變物質之一或多種單體單元的性質可影響該聚合相變物質之轉變溫度。因此,該等單體單元之選用可取決於包括該聚合相變物質之聚合複合物的所欲轉變溫度或所欲應用。如一般技術者可知聚合物之反應性及官能性可藉添加官能基,諸如胺、醯胺、羧基、羥基、酯、醚、環氧基、酸酐、異氰酸根、矽烷、酮及醛,而改變。而且,聚合相變物質可包括能交聯、纏結或氫鍵合以增加其韌性或其熱、水份或化學品之阻抗性的聚合物。
如一般技術者可知,因為聚合物之分子量可藉用於形成該聚合物之處理條件而測定,所以可提供具有不同分子量之各種形式的一些聚合物。因此,聚合相變物質可包括具有特定分子量或特定分子量範圍之聚合物(或聚合物之混合物)。如文中使用,該名詞"分子量"可指一聚合物(或聚合物之混合物)之數量平均分子量、重量平均分子量或熔化指數。
根據本發明一些具體實施例,相對於非聚合相變物質(例如鏈烷烴),聚合相變物質較佳之原因為具有較高分子量、較大分子大小或較高黏度。由於該較大分子大小或較高黏度,所以聚合相變物質於處理期間或終端使用期間自聚合複合物漏出之傾向較低。就本發明一些具體實施例而言,聚合相變物質可包括具有範圍自約400至約5,000,000,諸如自約2,000至約5,000,000、自約8,000至約100,000或自約8,000至約15,000之數量平均分子量的聚合物。當併入合成纖維內時,例如其較大分子大小或其較高黏度可防止聚合相變物質流經纖維之外部。除了提供熱調節性質外,當併入根據本發明各種具體實施例之物件內時,聚合相變物質可提供改良的機械性質,例如延性、抗拉強度及硬度。若必要,具有所欲轉變溫度之聚合相變物質可以與聚合物材料(例如分散聚合物材料或基質聚合物材料)組合以形成聚合複合物。根據本發明一些具體實施例,聚合相變物質可提供合適的機械性質,因此不需要另一聚合物材料即可用以形成聚合複合物,所以可得到更高填充量之聚合相變物質及改良的熱調節性。例如已預期聚合相變物質可照原樣使用或可作為分散聚合物質以形成聚合複合物。
例如聚乙二醇可作為本發明一些具體實施例中之相變物質。聚乙二醇之數量平均分子量與其熔點有相互關係。例如具有約570至約630範圍內之數量平均分子量的聚乙二醇(例如得自The Dow Chemical Company,Midland,Michigan之CarbowaxT M 600)典型上具有約20℃至約25℃之熔點,使其適於衣類應用。於其它溫度安定化範圍下有用之其它聚乙二醇包括具有約400數量平均分子量及約4℃至約8℃範圍內之熔點的聚乙二醇、具有約1,000至約1,500範圍內之數量平均分子量及約42℃至約48℃範圍內之熔點的聚乙二醇,及具有約6,000數量平均分子量及約56℃至約63℃範圍內之熔點的聚乙二醇(例如得自The Dow Chemical Company,Midland,Michigan之CarbowaxT M 400、1500及6000)。
另外有用之相變物質包括以經脂肪酸封端之聚乙二醇為主之聚合相變物質。例如可自具有約400至約600範圍內之數量平均分子量之經硬脂酸或月桂酸封端的聚乙二醇形成之具有約22℃至約35℃範圍內之熔點的聚丁二醇脂肪酸二酯。其它有用的相變物質包括以丁二醇為主之聚合相變物質。例如具有約1,000至約1,800範圍內之數量平均分子量的聚丁二醇(例如得自DuPont Inc.,Wilmington,Delaware之Terathane1000及1800)典型上具有約19℃至約36℃範圍內之熔點。具有約60℃至約65℃範圍內之熔點的聚氧化乙烯亦可作為本發明一些具體實施例中之相變物質。
就特定應用而言,聚合相變物質可包括可使用習知聚合法形成之具有約0℃至約50℃範圍內之熔點的均聚物。表2陳述可自不同單體單元類型形成之各種均聚物的熔點。
其它較佳相變物質包括可藉,例如二醇(或其衍生物)與二元酸(或其衍生物)之縮聚反應而形成具有約0℃至約40℃範圍內之熔點的聚酯。表3陳述可使用二醇及二元酸之各種組合而形成之聚酯的熔點。
根據本發明一些具體實施例,可藉相變物質(例如上述之相變物質)與聚合物(或聚合物之混合物)所進行之反應而形成具有所欲轉變溫度之聚合相變物質。因此,例如正-十八烷基酸(亦即硬脂酸)可以與聚乙烯醇反應或酯化以產生聚硬脂酸乙烯酯,或十二烷基酸(亦即月桂酸)可以與聚乙烯醇反應或酯化以產生聚月桂乙烯酯。相變物質之各種組合(例如具有一或多種官能基,諸如胺、羧基、羥基、環氧基、矽烷、硫酸等,之相變物質)及聚合物可反應以產生具有所欲轉變溫度之聚合相變物質。
可自各種單體單元形成具有所欲轉變溫度之聚合相變物質。例如與聚甲基丙烯酸十八烷酯類似,可藉聚合甲基丙烯酸十八烷酯(其係藉十八烷基醇與甲基丙烯酸所進行之酯化反應而形成)而形成聚合相變物質。而且,可藉聚合聚合物(或聚合物之混合物)而形成聚合相變物質。例如可分別藉聚合聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯、聚丁二醇甲基丙烯酸酯及聚丁二醇丙烯酸酯而形成聚-(聚乙二醇)甲基丙烯酸酯、聚-(聚乙二醇)丙烯酸酯、聚-(聚丁二醇)甲基丙烯酸酯及聚-(聚丁二醇)丙烯酸酯。在本實例中,可藉聚乙二醇(或聚丁二醇)與甲基丙烯酸(或丙烯酸)所進行之酯化反應而形成該等單體單元。已預期聚乙二醇可以經烯丙醇酯化或經醋酸乙烯酯轉酯化以形成聚乙二醇乙烯醚,其隨後可經聚合以形成聚-(聚乙二醇)乙烯醚。以類似方法,已預期可以自聚乙二醇之同系物,諸如經酯或醚封端之聚乙二醇及聚丁二醇,形成聚合相變物質。
根據本發明一些具體實施例,溫度調節物質可包括以未加工形式之相變物質,例如該相變物質於微或巨層次下未經包囊,亦即未經微-或巨包囊。於聚合複合物之製備期間,可以以各種形式之固體(例如大塊形式、粉末、小粒、顆粒、薄片等)或各種形式之液體(例如熔態形式、已溶於溶劑中等)提供該以未加工形式之相變物質。
根據本發明其它具體實施例,溫度調節物質可包括能包封、包含、包圍、吸收相變物質或與其反應之圍阻結構。該圍阻結構可幫助相變物質之處理,同時可提供在與形成聚合複合物或自該聚合複合物製成之物件有關的製造條件(例如高溫或切力)下保護相變物質之作用。而且,該圍阻結構可用以減少或防止相變物質自聚合複合物或自由該聚合複合物形成之物件漏出。
作為圍阻結構之實例,溫度調節物質可包括含有相變物質之微膠囊,該等微膠囊可均勻地或非均勻地分散在聚合複合物內。可形成能包圍相變物質之中空殼之微膠囊,且可包括以各種規則或不規則形狀(例如球形、橢球形等)及尺寸所形成之個別微膠囊。各該微膠囊可具有相同或不同形狀或尺寸。根據本發明一些具體實施例,微膠囊可具有範圍自約0.01至約100微米之最大線性尺寸(例如直徑)。在一具體實施例中,微膠囊可具有通常為球形之形狀及範圍自約0.5至約10微米,諸如自約0.5至約3微米之最大線性尺寸(例如直徑)。圍阻結構之其它實例包括矽石顆粒(例如經沉澱矽石顆粒、發煙矽石顆粒及彼等之混合物)、沸石顆粒、碳顆粒(例如石墨顆粒、活性碳顆粒及彼等之混合物),及吸附劑材料(例如吸附劑聚合物材料、超吸附劑材料、纖維質材料、聚(甲基)丙烯酸酯材料、聚(甲基)丙烯酸酯材料之金屬鹽及彼等之混合物)。例如溫度調節物質可包括矽石顆粒、沸石顆粒、碳顆粒或經相變物質浸漬之吸收劑材料。
根據本發明一些具體實施例,聚合複合物可包括至多約100重量%溫度調節物質。在一些具體實施例中,聚合複合物可包括自約5至約70重量%溫度調節物質。因此,根據本發明一些具體實施例,聚合複合物可包括自約10至約30重量%或自約15至約25重量%溫度調節物質。而且,根據其它具體實施例,聚合複合物可包括約15重量%溫度調節物質。如下文進一步討論,本發明一些具體實施例係使用含相變物質之水濕性徵膠囊以形成聚合複合物。在此等具體實施例中,聚合複合物可包括典型上小於約1重量%之量的水。
根據本發明一些具體實施例,聚合複合物可包括二或多種在某些形式上彼此不同之溫度調節物質。例如這兩種溫度調節物質可包括兩種不同相變物質或其中一種為未加工形式之相變物質及另一種為包囊形式之相變物質。已預期未加工形式之相變物質可包括聚合相變物質,其可作為分散聚合物材料以形成聚合複合物。
一般而言,分散聚合物材料可包括有助於將溫度調節物質併入聚合複合物內之任何聚合物(或聚合物之混合物)。在聚合相變物質可作為該分散聚合物材料之具體實施例中,可選用具有適於該分散聚合物材料之文中所述特性之聚合相變物質。根據本發明一些具體實施例,該分散聚合物材料可以與溫度調節物質相容或混溶或對其具有親和力。在本發明一些具體實施例中,此親和力可取決於,例如該分散聚合物材料及溫度調節物質之溶度參數、極性、疏水特性或親水特性的相似性。此親和力最好可以於其製造(例如,以該分散聚合物材料之熔體形式)期間有助於溫度調節物質分散在中間熔態或液體形式之聚合複合物中,因此,最後有助於更均勻或更大量或填充量之相變物質併入該聚合複合物內。在溫度調節物質包括含有相變物質之圍阻結構的具體實施例中,可根據對一起使用之圍阻結構的親和力或作為其替代物的親和力、其對相變物質之親和力而選用該分散聚合物材料。更詳細地,若溫度調節物質包括含該相變物質之微膠囊,則可選用對該等微膠囊(例如對形成微膠囊之物質或物質群)具有親和力之分散聚合物材料。此親和力可幫助含相變物質之微膠囊分散在中間熔態形式或液體形式之該聚合複合物內(例如,以分散聚合物材料之熔體),因此,最後可助於更均勻或更大量或填充量之相變物質併入該聚合複合物內。例如可選用包括與形成該等微膠囊之聚合物相同或類似之聚合物的分散聚合物材料(例如若微膠囊包括尼龍殼,則可選用包括尼龍之分散聚合物材料)。作為另一實例,可選用包括具有一或多種可提供對於微膠囊之親和力的官能基(諸如胺或環氧基)之聚合物的分散聚合物材料(例如若微膠囊包括一或多種羧基,則可選用包括一或多種環氧基之聚合物(諸如聚甲基丙烯酸硬脂酯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)的分散聚合物材料)。最好可選用對溫度調節物質具充份非反應性之分散聚合物材料,因此當溫度調節物質分散在該分散聚合物材料內時可維持所欲溫度安定化範圍。
例如分散聚合物材料可包括具有約4至約36克/10分鐘範圍內之熔化指數的高密度聚乙烯(例如得自Sigma-Aldrich Corp.,St.Louis,Missouri之具有4、12及36克/10分鐘之熔化指數的高密度聚乙烯)、改質形式之高密度聚乙烯(例如得自DuPont Inc.,Wilmington,Delaware之FusabondE MB100D)及改質形式之乙烯丙烯橡膠(例如得自DuPont Inc.,Wilmington,Delaware之FusabondN MF416D)。如一般技術者可知,熔化指數典型上係指測定聚合物(或聚合物之混合物)之流動特性的方法且典型上其與該聚合物(或該等聚合物之混合物)之分子量成反比。就極性相變物質(例如聚乙二醇、聚丁二醇及彼等之同系物)而言,該分散聚合物質可包括有助於極性相變物質分散之極性聚合物(或極性聚合物之混合物)。因此,例如該分散聚合物質可包括聚酯之共聚物,諸如聚對苯二甲酸丁二酯-嵌段-聚丁二醇(例如得自DuPont Inc.,Wilmington,Delaware之Hytrel3078、5544及8238),及聚醯胺之共聚物,諸如聚醯胺-嵌段-聚醚(例如得自ATOFINA Chemicals,Inc.,Philadelphia,Pennsylvania之Pebax2533、4033、5533、7033、MX 1205及MH 1657)。
根據本發明一些具體實施例,分散聚合物材料對溫度調節物質(例如半混溶性聚合物)可具有少許或部份相容性或混溶性或親和力。此部份親和力可適於幫助該溫度調節物質進行分散並有助於於更高溫度下進行處理。於較低溫度及剪力條件下且一旦已形成聚合複合物時,該部份親和力可以使溫度調節物質分離。就使用以未加工形式之相變物質的本發明具體實施例而言,該部份親和力可導致相變物質之不可溶性及該聚合複合物內增加的相變物質區域形成。根據本發明一些具體實施例,區域形成可藉幫助相變物質在兩狀態間之轉變而得到改良的熱調節性質。此外,區域形成可用以減少或防止於處理期間或使用時相變物質自聚合複合物漏出或損失。
例如特定相變物質,諸如鏈烷烴,於相變物質之較低濃度下或當溫度高於臨界溶液溫度時可以與聚烯烴或聚烯烴之共聚物相容。因此,例如於較高溫度及鏈烷烴之較高濃度下可以進行鏈烷烴(或鏈烷烴之混合物)與聚乙烯或聚乙烯-共-醋酸乙烯酯之混合以產生可容易控制、泵取及處理而形成聚合複合物之均質摻合物。一旦已形成聚合複合物並已冷卻時,該鏈烷烴可變成不溶性,且可分離成不同區域。這些區域可以使該鏈烷烴進行純熔化或結晶反應而得到改良的熱調節性質。此外,這些區域可用以減少或防止該鏈烷烴之損失或漏出。根據本發明一些具體實施例,該聚乙烯-共-醋酸乙烯酯可具有介於約5與約90重量%間之醋酸乙烯酯,且,根據本發明之其它具體實施例,該醋酸乙烯酯含量介於約5與約50重量%之間。在一具體實施例中,該醋酸乙烯酯含量最好為約18至約25重量%。當混合鏈烷烴與聚乙烯-共-醋酸乙烯酯以形成摻合物時,該醋酸乙烯酯含量可以得到溫度混溶性控制。更詳細地,於較高溫度下,該醋酸乙烯酯可以得到優異混溶性,因此由於摻合物之均質性,所以有助於熔紡法之安定性及控制。於較低溫度下(例如室溫或一般商業織物使用溫度),該聚乙烯-共-醋酸乙烯酯係與鏈烷烴半混溶,因此可以使該鏈烷烴分離及區域形成。
應該認知,可選用欲與基質聚合物材料相容或混溶或對其具親和力之分散聚合物材料。現在,該分散聚合物材料可作為溫度調節物質與該基質聚合物材料間之可相容連接物藉以幫助溫度調節物質併入聚合複合物內。
典型上,分散聚合物材料可包括熱塑性聚合物(或熱塑性聚合物之混合物)(亦即可經加熱以形成熔體,且其後成形或模製以形成聚合複合物)。根據本發明一些具體實施例,該分散聚合物材料較佳包括一或多種低分子量聚合物。當經加熱以形成熔體時,低分子量聚合物典型上具有低黏度,該低黏度可幫助溫度調節物質分散在該熔體內。如前述,可提供以各種具有不同分子量之形式的一些聚合物。因此,如文中使用,該名詞"低分子量聚合物"可意指低分子量形式之聚合物(例如文中所述之低分子量形式的聚合物)。例如可使用具有數量平均分子量約20,000(或較小)之聚乙烯作為本發明一具體實施例中之低分子量聚合物。應該認知與低分子量聚合物有關之分子量或分子量範圍可取決於所選用特殊聚合物(例如聚乙烯)或用以混合溫度調節物質與該低分子量聚合物之方法或設備。
分散聚合物材料可包括具有各種包含一或多種單體單元之鏈結構的聚合物(或聚合物之混合物)。更詳細地,該分散聚合物材料可包括直鏈聚合物、分支鏈聚合物(例如星形分支鏈聚合物、梳狀分支鏈聚合物或樹枝狀分支鏈聚合物)或彼等之混合物。該分散聚合物材料可包括均聚物、共聚物(例如三元共聚物、統計學的共聚物、無規共聚物、交替共聚物、週期共聚物、嵌段共聚物、徑向共聚物或接枝共聚物)或彼等之混合物。如前述,聚合物之反應性及官能性可藉添加官能基,諸如胺、醯胺、羧基、羥基、酯、醚、環氧基、酸酐、異氰酸根、矽烷、酮及醛,而改變。該分散聚合物材料可包括能交聯、纏結或氫鍵合以增強其韌性或其對熱、水份或化學品之阻抗性的聚合物。
分散聚合物材料之實例包括聚醯胺(例如尼龍6、尼龍6/6、尼龍12、聚天冬胺酸、聚麩胺酸等)、聚胺、聚醯亞胺、聚丙烯酸化合物(例如聚丙烯醯胺、聚丙烯腈、甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯等)、聚碳酸酯(例如聚雙酚A碳酸酯、聚碳酸丙二酯等)、聚二烯(例如聚丁二烯、聚異戊間二烯、聚原冰片烯等)、聚環氧化物、聚酯(例如聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚己內酯、聚乙交酯、聚交酯、聚羥基丁酸酯、聚羥基戊酸酯、聚己二酸乙二酯、聚己二酸丁二酯、聚琥珀酸丙二酯等)、聚醚(例如聚乙二醇(聚氧化乙烯)、聚丁二醇、聚氧化丙烯、聚氧化亞甲基(多聚甲醛)、聚四亞甲基醚(聚四氫呋喃)、聚環氧氯丙烯等)、聚氟碳、甲醛聚合物(例如脲-甲醛、蜜胺-甲醛、酚甲醛等)、天然聚合物(例如纖維質、聚葡萄胺糖、木質素、蠟等)、聚烯烴(例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯(polybutylene、polybutene)、聚辛烯等)、聚伸苯基(例如聚苯硫醚、聚伸苯基醚碸等)、含矽聚合物(例如聚二甲基矽氧烷、聚碳甲基矽烷等)、聚胺基甲酸酯、聚乙烯基(例如聚乙烯丁醛、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚甲基苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯吡咯酮、聚甲基乙烯醚、聚乙基乙烯醚、聚乙烯甲基酮等)、聚縮醛、聚芳化物、共聚物(例如聚乙烯-共-醋酸乙烯酯、聚乙烯-共-丙烯酸、聚對苯二甲酸丁二酯-共-聚對苯二甲酸丁二酯、聚月桂基內醯胺-嵌段-聚四氫呋喃等),及彼等之混合物。
根據本發明一些具體實施例,聚合複合物可包括至高約100重量%分散聚合物材料。在一些具體實施例中,聚合複合物可包括自約10至約30重量%分散聚合物材料。而且根據一具體實施例,聚合複合物可包括約15重量%分散聚合物材料。
一般而言,基質聚合物材料可包括具有可以使聚合複合物或自其製成之物件(例如合成纖維)得到一或多種所欲物理性質的任何聚合物(或聚合物之混合物)。物理性質之實例包括機械性質(例如延性、抗拉強度、及硬度)、熱性質(例如熱成形性),及化學性質(例如反應性)。根據本發明一些具體實施例,該基質聚合物材料可以與分散聚合物材料相容或溶混或對其具親和力。在本發明一些具體實施例中,此親和力可取決於該分散聚合物材料及基質聚合物材料之,例如溶度參數、極性、疏水特性或親水特性之相似性。於製備聚合複合物期間此親和力最好有助於形成該基質聚合物材料、分散聚合物材料及溫度調節物質之摻合物,因此最後可幫助更均勻或更大量或填充量之相變物質分散在該聚合複合物內。如前述,該分散聚合物材料可作為基質聚合物材料與溫度調節物質間之可相容連接物藉以幫助該溫度調節物質併入聚合複合物內。
應認知可選用欲與溫度調節物質相容或混溶或對其具有親和力之基質聚合物材料。在溫度調節物質包括含有相變物質之圍阻結構的具體實施例中,可根據其一起使用之圍阻結構的親和力或作為其替代物的親和力,其對相變物質之親和力而選用基質聚合物材料。根據本發明一些具體實施例,該基質聚合物材料對溫度調節物質可具有少許或部份相容性或混溶性或親和力。此部份親和力可適於幫助該溫度調節物質進行分散並有助於於更高溫度下進行處理。於較低溫度及剪力條件下且一旦已形成聚合複合物時,該部份親和力可以使溫度調節物質分離。就使用以未加工形式之相變物質的本發明具體實施例而言,該部份親和力可導致相變物質之不可溶性及該聚合複合物內增加的相變物質區域形成。
典型上,基質聚合物材料包括熱塑性聚合物(或熱塑性聚合物之混合物)。根據本發明一些具體實施例,該基質聚合物材料較佳包括一或多種高分子量聚合物。高分子量聚合物典型上具有提高之物理性質(例如,機械性),但是當經加熱形成熔體時可具有高黏度。如前述,可提供各種具有不同分子量之形式的一些聚合物。因此,如文中使用,該名詞"高分子量聚合物"可意指高分子量形式之聚合物(例如高分子量形式之文中所述的聚合物)。例如可使用具有數量平均分子量約20,000(或更高)之聚酯作為本發明一具體實施例中之高分子量聚合物。應認知與高分子量聚合物有關之分子量或分子量範圍可取決於所選用特殊聚合物(例如聚酯)或用以混合溫度調節物質及高分子量聚合物之方法或設備。
如同分散聚合物材料的情況一樣,基質聚合物材料可包括具有包含一或多種單體單元之鏈結構的聚合物(或聚合物之混合物)。更詳細地,該基質聚合物材料可包括直鏈聚合物、分支鏈聚合物(例如星形分支鏈聚合物、梳狀分支鏈聚合物或樹枝狀分支鏈聚合物)或彼等之混合物。該基質聚合物材料可包括均聚物、共聚物(例如三元共聚物、統計學的共聚物、無規共聚物、交替共聚物、週期共聚物、嵌段共聚物、徑向共聚物或接枝共聚物)或彼等之混合物。如前述,聚合物之反應性及官能性可藉添加官能基,諸如胺、醯胺、羧基、羥基、酯、醚、環氧基、酸酐、異氰酸根、矽烷、酮及醛,而改變。該基質聚合物材料可包括能交聯、纏結或氫鍵合以增強其靭性或其對熱、水份或化學品之阻抗性的聚合物。
基質聚合物材料之實例包括聚醯胺(例如尼龍6、尼龍6/6、尼龍12、聚天冬胺酸、聚麩胺酸等)、聚胺、聚醯亞胺、聚丙烯酸化合物(例如聚丙烯醯胺、聚丙烯腈、甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯等)、聚碳酸酯(例如聚雙酚A碳酸酯、聚碳酸丙二酯等)、聚二烯(例如聚丁二烯、聚異戊間二烯、聚原冰片烯等)、聚環氧化物、聚酯(例如聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚己內酯、聚乙交酯、聚交酯、聚羥基丁酸酯、聚羥基戊酸酯、聚己二酸乙二酯、聚己二酸丁二酯、聚琥珀酸丙二酯等)、聚醚(例如聚乙二醇(聚氧化乙烯)、聚丁二醇、聚氧化丙烯、聚氧化亞甲基(多聚甲醛)、聚四亞甲基醚(聚四氫呋喃)、聚環氧氯丙烯等)、聚氟碳、甲醛聚合物(例如脲-甲醛、蜜胺-甲醛、酚甲醛等)、天然聚合物(例如纖維質、聚葡萄胺糖、木質素、蠟等)、聚烯烴(例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚辛烯等)、聚伸苯基(例如聚苯硫醚、聚伸苯基醚碸等)、含矽聚合物(例如聚二甲基矽氧烷、聚碳甲基矽烷等)、聚胺基甲酸酯、聚乙烯基(例如聚乙烯丁醛、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚甲基苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯吡咯酮、聚甲基乙烯醚、聚乙基乙烯醚、聚乙烯甲基酮等)、聚縮醛、聚芳化物、共聚物(例如聚乙烯-共-醋酸乙烯酯、聚乙烯-共-丙烯酸、聚對苯二甲酸丁二酯-共-聚對苯二甲酸丁二酯、聚月桂基內醯胺-嵌段-聚四氫呋喃等)及彼等之混合物。
根據本發明一些具體實施例,聚合複合物可包括至高約100重量%基質聚合物材料。在一些具體實施例中,聚合複合物可包括自約40至約80重量%基質聚合物材料。而且根據一具體實施例,聚合複合物可包括約70重量%基質聚合物材料。
現在,一般技術者可瞭解與本發明各具體實施例有關之許多優點。例如根據本發明一些具體實施例之聚合複合物可提供改良的熱調節性質,當將該聚合複合物併入,諸如服裝或穿在腳上的東西等之物件內時,該改良的熱調節性質可得到改良的舒適度。根據本發明一些具體實施例之聚合複合物可包括高填充量之一或多種相變物質於其中。根據本發明一些具體實施例,由於分散聚合物材料可幫助溫度調節物質併入聚合複合物內,所以可提供高填充量之相變物質。聚合複合物最好亦可包括經選用以改良該聚合複合物之總物理性質(例如機械性質)及可處理性(例如藉幫助如文中所述之其形成法)的基質聚合物材料。根據本發明一些具體實施例,聚合相變物質可提供合適的機械性質,且可作為分散聚合物材料,因此可提供又更高之填充量及進一步改良的熱調節性質。
根據本發明一些具體實施例,聚合複合物可具有至少約2焦耳/克之潛熱,諸如至少約10焦耳/克、至少約20焦耳/克、至少約30焦耳/克、至少約40焦耳/克、至少約50焦耳/克或至少約60焦耳/克。在一具體實施例中,該聚合複合物可具有範圍自約2焦耳/克至約200焦耳/克之潛熱,諸如自約20焦耳/克至約200焦耳/克、自約40焦耳/克至約200焦耳/克或自約60焦耳/克至約200焦耳/克。
下文討論形成根據本發明一些具體實施例之聚合複合物的一般方法。首先,提供溫度調節物質、分散聚合物材料及基質聚合物材料。如前述,該溫度調節物質可包括相變物質且可進一步包括用以包封、包含、包圍或吸收該相變物質之圍阻結構(例如微膠囊)。根據本發明一些具體實施例,該分散聚合物材料可包括對該圍阻結構或相變物質具有親和力之低分子量聚合物,且該基質聚合物材料可包括對分散聚合物材料具有親和力並使該聚合複合物或自其製成之物件得到一或多種所欲物理性質的高分子量聚合物。如前述,亦預期聚合相變物質可作為該分散聚合物材料,且就本發明一些具體實施例而言,該基質聚合物材料可省略。
接著,使該溫度調節物質與分散聚合物材料混合以形成第一摻合物。根據本發明一些具體實施例,係熔化該分散聚合物材料以形成第一熔體,並將該溫度調節物質分散在第一熔體內以形成第一摻合物。
然後使用該第一摻合物與基質聚合物材料以形成第二摻合物。根據本發明一些具體實施例,該第一摻合物係經處理以形成顆粒,然後該等顆粒與基質聚合物材料混合而形成第二摻合物。更詳細地,可將該基質聚合物材料熔化以形成第二熔體,且顆粒可分散在第二熔體內以形成第二摻合物。或者,可藉熔化顆粒並添加基質聚合物材料於其中而形成第二摻合物。根據本發明其它具體實施例,並不需要形成顆粒,且將該第一摻合物與基質聚合物材料混合以形成第二摻合物。
一旦形成時,該第二摻合物經處理以形成聚合複合物。根據本發明一些具體實施例,該第二摻合物係經處理以形成具有由合併於其中之相變物質所提供之提高的可逆熱性質之小粒。
參考圖1可更完全瞭解本發明,圖1係闡明形成根據本發明一具體實施例之聚合複合物的製法。
參考圖1,係提供一種溫度調節物質(步驟10)。在本發明實施例中,該溫度調節物質包括相變物質及含有該相變物質之微膠囊。現在,該溫度調節物質可進一步包括一數量之水濕性塗料或可藉該等微膠囊吸收以形成水濕性微膠囊。這些水濕性微膠囊可形成濕餅。該濕餅可包括自約1至約90重量%微膠囊及相變物質,其餘部份包括水。典型上,該濕餅包括自約60至約70重量%微膠囊及相變物質,其餘部份包括水。根據本發明一些具體實施例,該濕餅之使用可幫助該等微膠囊之處理或可改良微膠囊在熔體內之分散性(例如預防成塊)。
作為該等微膠囊之替代物或與其一起使用,可使用其它圍阻結構以包封、包含、包圍或吸收相變物質。而且,應該認知該溫度調節物質可另外或一起包括以未加工形式之相變物質。可提供以各種形式之固體(例如大塊形式、粉末、小粒、顆粒、薄片等)或各種形式之液體(例如熔態形式、溶解於溶劑中等)的該未加工形式之相變物質。
接著,提供一種分散聚合物材料(步驟11)。如前述,該分散聚合物材料可包括有助於將溫度調節物質併入聚合複合物內之任何聚合物(或聚合物之混合物)。在本發明中,該分散聚合物材料包括對微膠囊具有親和力之低分子量聚合物。應該認知該分散聚合物材料可包括一或多種其它聚合物(例如一或多種其它低分子量聚合物)。
如圖1所示,係使該溫度調節物質與分散聚合物材料混合以形成第一摻合物(步驟12)。根據本具體實施例,係首先熔化該分散聚合物材料以形成第一熔體(例如在加熱混合碗內或在濕式沖洗裝置內進行),然後添加溫度調節物質(例如濕餅)至第一熔體內並分散於其中以形成第一摻合物。可藉該分散聚合物材料對微膠囊之親和力而幫助該等含相變物質之微膠囊均勻地分散在第一熔體內。而且,可藉維持該分散聚合物材料呈熔態或藉混合(例如攪動或攪拌)而促進分散作用。在本具體實施例中,可藉濕式沖洗法以實質上移除該濕餅之水。更詳細地,該第一摻合物可經加熱直到濕餅之水實質上經去除為止,因此,例如該第一摻合物包含小於約1重量%水。應該認知步驟12另外可包括將該溫度調節物質與分散聚合物材料乾摻合以形成乾摻合物,其可接著經加熱以形成第一摻合物。
一旦形成時,處理該第一摻合物以形成顆粒(步驟14及15)。在本具體實施例中,係冷卻第一摻合物以形成第一固體(步驟14),然後粒化第一固體以形成顆粒(步驟15)。根據本發明一些具體實施例,係將第一摻合物擠製成,例如,絲條(或絲群),冷卻該絲條,接著粒化以形成顆粒。可使用任何擠製機(其包括任何習知擠製機,諸如單螺桿擠製機)進行擠製以形成具有各種規則或不規則橫斷面形狀之絲條。
一般而言,可使用任何方法(其包括任何習知方法)以粒化第一固體。例如可使用任何習知方法粉碎、切割或切碎該第一固體以形成顆粒。可形成具有各種形狀(例如球形、橢球形、圓柱形、粉末形、不規則形狀等)及尺寸之顆粒。該等顆粒可具有相同或不同形狀或尺寸,且可形成具有平滑或粗糙之表面。根據本發明一些具體實施例,該等顆粒可具有範圍自約0.01至約10毫米且典型上自約1至約5毫米之最大線性尺寸(例如長度或直徑)。
該等顆粒可包括自約30至約60重量%溫度調節物質(例如乾重之微膠囊及分散於其中之相變物質),且其餘部份包括該分散聚合物材料。根據本發明一些具體實施例,該等顆粒典型上包括自約45至約55重量%微膠囊及相變物質,且其餘部份包括該分散聚合物材料。如前述,該等顆粒亦可包括少量水(例如小於約1重量%水)。
然後提供基質聚合物材料(步驟18),且如前述,該基質聚合物材料可包括能使該聚合複合物或自其製成之物件得到一或多種所欲物理性質之任何聚合物(或聚合物之混合物)。在本具體實施例中,該基質聚合物材料包括對分散聚合物材料鄝有親和力且可提供所欲物理性質(諸如所欲機械或熱性質)之高分子量聚合物。應該認知該基質聚合物材料可包括一或多種其它聚合物(例如一或多種其它高分子量聚合物)。亦預期就本發明一些具體實施例而言,可省略該基質聚合物材料。
將自步驟15形成之顆粒與該基質聚合物材料混合以形成第二摻合物(步驟17)。根據本發明,係首先將基質聚合物材料熔化以形成第二熔體,然後添加該等顆粒至第二熔體內並分散於其中以形成第二摻合物。可藉該基質聚合物材料對分散聚合物材料之親和力而幫助該等顆粒分散在第二熔體中。而且,在添加至第二熔體後,該等顆粒典型上會熔化以釋於含相變物質之微膠囊,且可藉該基質聚合物材料對該分散聚合物材料之親和力及該分散聚合物材料對微膠囊之親和力而幫助該等微膠囊均勻地分散在第二熔體內。亦可藉維持該基質聚合物材料呈熔態或藉混合(例如攪動或攪拌)而促進分散作用。在本具體實施例中,可藉濕式沖洗法以進一步移除該濕餅之水。應該認知步驟17另外可包括將該等顆粒與基質聚合物材料乾摻合以形成乾摻合物,其可接著經加熱以形成第二摻合物。
一旦形成時,處理該第二摻合物以形成聚合複合物(步驟20及21)。如前述,可形成各種形狀,諸如小粒、纖維、薄片、薄層、薄膜、桿狀物等之該聚合複合物。在本具體實施例中,係冷卻第二摻合物以形成第二固體(步驟20),然後粒化第二固體以形成小粒(步驟21)。根據本發明一些具體實施例,係將第二摻合物擠製成,例如絲條(絲群),冷卻該絲條,接著粒化以形成小粒。可使用任何擠製機(其包括任何習知擠製機,諸如單螺桿擠製機)進行擠製以形成具有各種規則或不規則橫斷面形狀之絲條。
一般而言,可使用任何方法(其包括任何習知方法)以粒化第二固體。例如可使用任何習知方法粉碎、切割或切碎該第二固體以形成小粒。可形成具有各種形狀(例如球形、橢球形、圓柱形、粉末形、不規則形狀等)及尺寸之小粒。該等小粒可具有相同或不同形狀或尺寸,且可形成具有平滑或粗糙之表面。根據本發明一些具體實施例,該等小粒可具有範圍自約1至約10毫米且典型上自約1至約5毫米之最大線性尺寸(例如長度或直徑)。
根據本發明該具體實施例,所形成小粒典型上包括自約10至約30重量%該溫度調節物質(例如該等微膠囊及相變物質)、自約10至約30重量%該分散聚合物材料,及自約40至約80重量%該基質聚合物材料。此外,該等小料可包括一數量之水,其典型上小於約1重量%。可使用該等小粒以形成各種具有提高的可逆熱性質之物件,諸如合成纖維、薄膜及射出成形物件。
圖2係闡明一種形成根據本發明另一具體實施例之聚合複合物的製法。如同前述具體實施例一樣,係提供溫度調節物質、分散聚合物材料及基質聚合物材料(步驟30至32)。如前述,亦預期聚合相變物質可作為該分散聚合物材料,且就本發明一些具體實施例而言,可省略該基質聚合物材料。
如圖2所示,接著將該溫度調節物質、分散聚合物材料,及基質聚合物材料一起混合(步驟33)。根據本具體實施例,係首先將該分散聚合物材料熔化以形成第一熔體,然後添加溫度調節物質至第一熔體並分散於其中以形成第一摻合物。水若存在,則可藉濕式沖洗法而實質上移除。應該認知該溫度調節物質另外可以與分散聚合物材料進行乾摻合以形成乾摻合物,其接著可經加熱以形成第一摻合物。接著,使第一摻合物與基質聚合物材料混合以形成第二摻合物。可首先熔化該基質聚合物材料以形成第二熔體,且該第一摻合物可以與第二熔體混合以形成第二摻合物。另外,可添加該基質聚合物材料至第一摻合物並分散於其中以形成第二摻合物。
應該認知可使用各種其它方法將該溫度調節物質、分散聚合物材料及基質聚合物材料一起混合以形成第二摻合物。例如可形成該分散聚合物材料與基質聚合物材料之聚合摻合物,接著可添加該溫度調節物質至該聚合複合物並分散於其中以形成第二摻合物。作為另一實例,可將該溫度調節物質、分散聚合物材料及基質聚合物材料乾摻合以形成乾摻合物,其可接著經加熱以形成第二摻合物。作為又另一實例,可一起提供該溫度調節物質、分散聚合物材料及基質聚合物材料,使其經加熱並混合以形成第二摻合物。更詳細地,根據本發明一些具體實施例,可以將該溫度調節物質、分散聚合物材料及基質聚合物材料饋入擠製機內以形成第二摻合物。
一旦形成時,處理該第二摻合物以形成聚合複合物(步驟35及36)。如前述,可形成各種形狀,諸如小粒、纖維、薄片、薄層、薄膜、桿狀物等之該聚合複合物。在本具體實施例中,係冷卻第二摻合物以形成第二固體(步驟35),然後粒化第二固體以形成小粒(步驟36)。根據本發明一些具體實施例,係將第二摻合物擠製成,例如絲條(絲群),冷卻該絲條,接著粒化以形成小粒。
接著參考圖3,其係闡明形成根據本發明又另一具體實施例之聚合複合物的製法。在本具體實施例中,係使用多階段擠製機43形成該聚合複合物。已知多階段擠製機典型上包括可以以各種構形(例如串聯)操作性連接之二或多個擠製機單元,其中各擠製機單元可以是單一或多螺桿擠製機,可具有一或多個入口開孔以接收欲擠製之物質,且可具有一或多個排出口以排放氣體,諸如空氣、水(例如蒸汽)及揮發性物質。
如圖3所示,係提供溫度調節物質及分散聚合物材料(步驟40及41),並將其饋入多階段擠製機43內。如前述,亦預期就本發明一些具體實施例而言,聚合相變物質可作為該分散聚合物材料。在本具體實施例中,可將該溫度調節物質及分散聚合物材料饋入多階段擠製機43之相同入口開孔或不同入口開孔。在多階段擠製機43內,該溫度調節物質係與分散聚合物材料混合以形成第一摻合物,且該第一摻合物係沿著熔流路徑44通過多階段擠製機43而前進。
接著,提供基質聚合物材料(步驟42),並將其饋入多階段擠製機43內。如前述,亦預期就本發明一些具體實施例而言,可省略該基質聚合物材料。在本具體實施例中,該基質聚合物材料係沿著熔流路徑44饋入下游之入口開孔內。或者,該基質聚合物材料可沿著熔流路徑44饋入上游之入口開孔內(例如用以接收溫度調節物質或分散聚合物材料之相同入口開孔)。在多階段擠製機43內,該一摻合物係與該基質聚合物材料混合以形成第二摻合物。如圖3所示,水若存在,則可經由排放口而實質上移除(步驟45)。
一旦形成時,可處理該第二摻合物以形成聚合複合物(步驟46)。如前述,可形成各種形狀,諸如小粒、纖維、薄片、薄層、薄膜、桿狀物等之該聚合複合物。例如可藉模具將第二摻合物擠製成絲條(或絲群),冷卻該絲條,且接著粒化以形成小粒。作為另一實例,可藉噴絲頭擠製第二摻合物以形成合成纖維。
如前述,可使用一或多種未加工形式之相變物質以形成根據本發明一些具體實施例之聚合複合物。例如關於圖1、圖2及圖3之上述製法可使用一種另外或一起包括以未加工形式之相變物質的溫度調節物質。可以提供以各種形式之固體(例如大塊形式、粉末、小粒、顆粒、薄片等)或各種形式之液體(例如熔態形式、溶解於溶劑中等)(例如圖1之步驟10、圖2之步驟30或圖3之步驟40)的該未加工形式之相變物質。就本發明一些具體實施例而言,係將未加工形式之相變物質併入聚合複合物內,其中該相變物質可以包含在分散於整個聚合複合物內之一或多個隔離體積或空間內。如前述,亦預期聚合相變物質可作為分散聚合物材料,且可使用以未加工形式之該聚合相變物質。
根據本發明一些具體實施例,可以於製法期間之實際上任何時間導入未加工形式之相變物質以形成聚合複合物(例如於圖1、圖2及圖3內所闡明的實質上任何步驟)。例如可藉液體注射法而導入相變物質或藉僅饋入以固體形式之該相變物質或與分散聚合物材料或基質聚合物材料一起導入。在液體注射之前,可過濾或混合以未加工液體形式之相變物質以確保均質性。可將以未加工固體形式之相變物質饋入擠製機之進料喉或可以從側面塞入擠製機內以預防進料喉堵塞。根據本發明一些具體實施例,較佳於製法間期之稍後時間導入以未加工形式之相變物質,藉以確保該相變物質之適當分散群減少其接觸與形成聚合複合物有關之製造條件(例如高溫或切力)。藉使用該相變物質之此種後期階段(late-stage)添加法,可減少該相變物質暴露於高溫下及該相變物質之任何後續降解作用或損失。
各種其它具體實施例皆在本發明之精神及範圍內。例如,如前述,根據本發明一些具體實施例之聚合複合物可包括溫度調節物質及分散聚合物材料或基質聚合物材料。可選用對該溫度調節物質具有親和力(或少許或部份親和力)之分散聚合物材料或基質聚合物材料。根據本發明一具體實施例,該聚合複合物可包括該溫度調節物質及較佳包括一或多種高分子量聚合物之基質聚合物材料。在形成該聚合複合物時,可混合該溫度調節物質及分散聚合物材料或基質聚合物材料以形成摻合物,然後可處理該摻合物以形成聚合複合物。
如前述,可處理根據本發明之聚合複合物以形成各種具有提高的可逆熱性質之物件。例如可使用根據本發明一些具體實施例所形成之小粒以形成供射出成形法或擠製法使用之合成纖維。更詳細地,該等小粒可用於熔紡法以形成包括例如自約10至約30重量%溫度調節物質之合成纖維。一旦形成時,可將該等合成纖維收集成為一般纖維或切成人造短纖維。可使用該等合成纖維以製造織造或非織造織物或者,可以將該等合成纖維捲繞成其後欲用於織造或針織法以形成合成織物的絲線。應該認知該等小粒可以與一或多種聚合物(例如一或多種熱塑性聚合物)混合以形成摻合物,其中一或多種聚合物可以與該等小粒所包含之聚合物(群)相同或不同。然後可處理所形成摻合物以形成包括,例如自約5至約10重量%該溫度調節物質之合成纖維。此外,一或多種熱塑性聚合物可以與該等小粒一起使用以形成多組份熔紡纖維(例如雙組份纖維)、多組份擠製膜、多組份射出成形產物等。
實例
以下實例係描述本發明一些具體實施例的特定方面以闡明並提供一般技術者使用之說明。該等實例不應被視為對本發明之限制,而係僅提供適用於瞭解及實踐本發明一些具體實施例的特定方法。
實例1
添加約5.0磅低分子量聚乙烯均聚物(由Honeywell Specialty Chemical製造之AC-16聚丙烯,滴點102℃)至濕式沖洗裝置內,然後於約110℃至約130℃下將該均聚物緩慢熔化並混合。一旦均聚物熔化時,以約30分鐘時間將約8.47磅濕餅緩慢添加至該熔態均聚物中以形成第一摻合物。該濕餅包括含相變物質之水濕性微膠囊(由MicroTek Laboratories,Inc.製造之微PCM批號M 42-31,其含59.0重量微膠囊及相變物質)。
當該等含相變物質之微膠囊添加至該熔態均聚物並分散於其中時,水經驟沸移除。持續混合直到殘留小於約0.15重量%水(使用Karl-Fischer滴定法測知)為止。然後冷卻所形成第一摻合物以形成第一固體,並將第一固體切碎以形成供進一步處理使用之碎材料。該碎材料包括約50重量%微膠囊及相變物質。
然後藉乾摻合約30磅該碎材料及約70磅高分子量纖維級聚丙烯熱塑性聚合物(得自PB Amoco Polymers之聚丙烯均聚物6852)而形成乾摻合物。
然後使用2吋單螺桿擠製機在所有區域設定於約230℃下、使用螺桿速度約70 rpm、150網目篩及氮滌氣器以擠製所形成乾摻合物,因此產生小粒。接著於約50℃及約1毫米汞之真空壓力下將該等小粒在烘箱內乾燥一夜。
然後於介於約230℃與265℃間(例如介於約235℃至245℃間)之溫度下擠製/熔紡該等小粒,其包含約15重量%微膠囊及相變物質。
以每分鐘至高約1600米(mpm)之捲繞速度旋轉/捲繞合成纖維以產生每一纖維約20至約6丹尼爾,且該等合成纖維具有藉如實例2所述之相變物質所提供之提高的可逆熱性質。
實例2
使用Perkin Elmer Pyris 1儀器進行上述合成纖維之差示掃描式量熱計(DSC)測定。使用FTS Systems Intercoller 1完成冷卻。使用Perkin Elmer Pyris Thermal Analysis System及Software for Windows(第3.72版)進行數據分析。
在Perkin Elmer密閉鋁試樣盤中製備試驗試樣,並進行試驗,並使該等試驗試樣持續接受氮流。
試驗條件包括:1)將試驗試驗冷卻至約-10℃;2)於-10℃下保持恆溫,費時約1分鐘;3)以每分鐘約5℃之速度自-10℃加熱至約50℃;4)於50℃下保持恆溫,費時約l分鐘;然後5)以每分鐘約5℃之速率自50℃冷卻至-10℃。
使用如上述之DSC測定法,該等合成纖維可提供介於約17.5與23.2焦耳/克間之熱能貯存容量(亦即潛熱)。
實例3
將約3.1307克以未加工型式之相變物質(Kenwax 19石蠟,C18至C24鏈烷烴之摻合物,潛熱150焦耳/克)放在小玻瓶內,並添加約3.1255克對相變物質具有少許或部份親和力之聚合物材料(由DuPont Inc.供應之Elvax 450,18重量%醋酸乙烯酯、聚乙烯-共-醋酸乙烯酯聚合物)至該小玻瓶內,於介於120℃至130℃間之溫度下以手工將該相變物質與聚合物材料一起混合以產生均質並透明之50:50重量比摻合物。一旦冷卻時,形成聚合複合物,該聚合複合物具混濁狀及橡膠狀,且不會有蠟狀或油膩的觸感。該聚合複合物進行DSC測定顯示73.3焦耳/克之熱能貯存容量,其相當於可用以得到熱調節性質之48.9% Kenwax 19。
一般技術的技師在研究文中所述聚合複合物時並不需要另外解釋,但是儘管如此,可以藉仔細研究Hartmann之專利,標題"Stable Phase Change Materials for Use in Temperature Regulating Synthetic Fibers,Fabrics And Textiles,"2004年2月10日頒予之美國專利第6,689,466號,及Magill等人之專利,標題"Multi-component Fibers Having Enhanced Reversible Thermal Properties and Methods of Manufacturing Thereof,"2005年2月15日頒予之美國專利第6,855,422號,而找到一些有用的指引,該等專利之揭示內容全文以引用的方式併入本文中。
所述或涉及本專利說明書之該等專利申請案、專利、公開案及其它已出版之文件全文各以引用的方式併入本文中,其引用的程度就如同欲特定地並個別地將各專利申請案、專利、公開案及其它已出版文件以引用的方式併入一般。
雖本發明已參考其特定具體實施例而描述,但是熟悉本技藝者應該瞭解只要不違背如附加申請專利範圍所定義之本發明的真正精神及範圍,可以有各種改變及可取代同等物。此外,可以有許多修飾以使特殊情況、材料、物質之組合物、方法、製程步驟或步驟適合本發明之目標、精神及範圍。所有此等修飾皆在本發明之附加申請專利的範圍內。更詳細地,雖然文中揭示之方法已參考以特殊順序進行之特殊步驟說明,應瞭解在不違背本發明之教示下,可合併、細分或再整理這些步驟以形成同樣的方法。因此,除非文中另有指定,該等步驟之順序及分類並非本發明之限制因素。
10、30、40...提供溫度調節物質
11、31、41...分散聚合物材料
12...混熔濕式沖洗
14、20、35...冷卻
15、21、36...粒化
17...混合/熔化
18、32、42...提供基質聚合物材料
33...混熔濕式沖洗槽
43...多階段擠製機
44...熔流路徑
45...藉排放口移除水
46...處理第二摻合物以形成聚合複合物
為了更瞭解本發明之性質及目標,應該參考上述說明文及以下圖示。
圖1係闡明形成根據本發明一具體實施例之聚合複合物的製法。
圖2係闡明形成根據本發明另一具體實例之聚合複合物的製法。
圖3係闡明形成根據本發明又另一具體實施例之聚合複合物的製法。
10...提供溫度調節物質
11...提供分散聚合物材料
12...混熔濕式沖洗
14、20...冷卻
15、21...粒化
17...混合/熔化
18...提供基質聚合物材料

Claims (24)

  1. 一種製造聚合複合物之方法,其包括:混合多個含相變物質之微膠囊及分散聚合物材料以形成第一摻合物,該分散聚合物材料具有至少40焦耳/克之潛熱及0℃至50℃範圍內之轉變溫度;及處理該第一摻合物以形成該聚合複合物。
  2. 如請求項1之方法,其中該相變物質包括一種具有16至22個碳原子之鏈烷烴。
  3. 如請求項1之方法,其中該多個微膠囊係經水塗布以形成濕餅。
  4. 如請求項3之方法,其進一步包括加熱第一摻合物直到該第一摻合物包含小於1重量%水為止。
  5. 如請求項1之方法,其中該分散聚合物材料包括一種選自以下所組成之群組的聚合物:聚乙烯、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚丙烯、聚丙二醇、聚丁二醇、聚丙二酸丙二酯、聚新戊二醇癸二酸酯、聚戊二酸戊烷酯、聚肉豆蔻酸乙烯酯、聚硬脂酸乙烯酯、聚月桂酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸十六烷酯、聚甲基丙烯酸十八烷酯及聚酯。
  6. 如請求項1之方法,其中該多個微膠囊與分散聚合物材料之混合步驟包括:熔化該分散聚合物材料以形成熔體;及將該多個微膠囊分散在熔體內以形成第一摻合物。
  7. 如請求項6之方法,其中該分散聚合物材料對該多個微膠囊具有親和力以有助於將該多個微膠囊分散在熔體內。
  8. 如請求項1之方法,其中該處理第一摻合物以形成聚合複合物之步驟包括:處理該第一摻合物以形成顆粒;將該等顆粒與基質聚合物材料混合以形成第二摻合物;及處理第二摻合物以形成該聚合複合物。
  9. 如請求項8之方法,其中該處理第一摻合物以形成顆粒之步驟包括:冷卻第一摻合物以形成固體;及將該固體粒化以形成顆粒。
  10. 如請求項8之方法,其中該將顆粒與基質聚合物材料混合之步驟包括:熔化該基質聚合物材料以形成熔體;及將該等顆粒分散在熔體內以形成第二摻合物。
  11. 如請求項10之方法,其中該基質聚合物材料對該分散聚合物材料具有親和力以有助於將顆粒分散在熔體內。
  12. 如請求項8之方法,其中該將顆粒與基質聚合物材料混合之步驟包括:將該等顆粒與基質聚合物材料乾摻合以形成乾摻合物;加熱該乾摻合物以形成第二摻合物。
  13. 如請求項8之方法,其中該聚合複合物係以小粒形成,且該處理第二摻合物之步驟包括:冷卻該第二摻合物以形成固體;及粒化該固體以形成小粒。
  14. 一種製造聚合複合物之方法,其包括:熔化具有潛熱至少40焦耳/克及轉變溫度在0℃至50℃範圍內之分散聚合物材料以形成第一熔體;將第二溫度調節物質分散在該第一熔體內以形成第一摻合物;處理第一摻合物以形成顆粒;熔化基質聚合物材料以形成第二熔體;將該等顆粒分散在第二熔體內以形成第二摻合物;及處理第二摻合物以形成該聚合複合物。
  15. 如請求項14之方法,其中該處理第一摻合物之步驟包括:將該第一摻合物擠製成絲條;及粒化該絲條以形成顆粒。
  16. 如請求項14之方法,其中該基質聚合物材料包括一種選自以下所組成之群組的聚合物:聚醯胺、聚胺、聚醯亞胺、聚丙烯酸化合物、聚碳酸酯、聚二烯、聚環氧化物、聚酯、聚醚、聚氟碳、甲醛聚合物、天然聚合物、聚烯烴、聚伸苯基化合物、含矽聚合物、聚胺基甲酸酯、聚乙烯基化合物、聚縮醛、聚芳化物及彼等之混合物。
  17. 如請求項14之方法,其中該聚合複合物係以小粒形成,且該處理第二摻合物之步驟包括:將該第二摻合物擠製成絲條;及粒化該絲條以形成小粒。
  18. 一種聚合複合物,其包含:纖維質基質材料; 一種具有潛熱至少40焦耳/克及轉變溫度在0℃至50℃範圍內之聚合物材料,其中該聚合物材料包含一種選自以下所組成之群組的聚合物:聚醯胺、聚丙烯酸化合物、聚碳酸酯、聚二烯、聚環氧化物、聚酯、聚醚、聚烯烴、含矽聚合物、聚胺基甲酸酯、聚乙烯基化合物及共聚物;及分散在該聚合物材料內之非包囊相變物質;該非包囊相變物質具有潛熱至少40焦耳/克及轉變溫度在0℃至50℃範圍內,其中該非包囊相變物質對該聚合物材料具有部份親和力,因此該非包囊相變物質在該聚合物材料內形成一組區域。
  19. 如請求項18之聚合複合物,其中該聚合物材料包括一種選自由聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚丁二醇及聚酯所組成之群組的聚合物。
  20. 如請求項18之聚合複合物,其中該非包囊相變物質包括一種具有自16至22個碳原子之鏈烷烴。
  21. 如請求項18之聚合複合物,其中該聚合複合物包括10至30重量%該非包囊相變物質。
  22. 一種聚合複合物,其包含:纖維質基質材料、聚合物材料及非包囊相變物質之摻合物,該聚合物材料具有(1)至少40焦耳/克之潛熱及在0℃至50℃範圍內之轉變溫度,以及(2)對該非包囊相變物質具有部份親和力,因此該非包囊相變物質在該聚合物材料內可形成一組區域,該非包囊相變物質具有至少60 焦耳/克之潛熱及10℃至50℃範圍內之轉變溫度,其中該聚合物材料包含一種選自以下所組成之群組的聚合物:聚醯胺、聚丙烯酸化合物、聚碳酸酯、聚二烯、聚環氧化物、聚酯、聚醚、聚烯烴、含矽聚合物、聚胺基甲酸酯、聚乙烯基化合物及共聚物。
  23. 如請求項22之聚合複合物,其中該聚合物材料包括一種選自由聚烯烴及聚烯烴之共聚物所組成之群組的聚合物。
  24. 如請求項22之聚合複合物,其中該非包囊相變物質包括一種具有16至22個碳原子之鏈烷烴。
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