[发明专利]用于纺织品和泡沫的热管理的组合物和方法

说明书

本文描述的是包括微胶囊相变材料和导热添加剂的组合物，以及用于将组合物施加到基材(包括纤维、纺织品和泡沫)以对基材赋予有益的热管理特性的方法。经处理的基材在延长的时间段内触感凉爽。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年4月3日提交的美国临时申请62/828,920的优先权，所述申请的全部内容整体并入本文。

技术领域

本文描述的是对基材赋予热管理特性的组合物和方法。特别地，本文公开的组合物和方法提供了具有涂层的纤维、纺织品、泡沫和其它基材，所述涂层包括相变材料和导热添加剂两者。

背景

热管理特性在用于衣服、床上用品以及与个体接触的其它材料的基于纺织品和基于泡沫的产品中已变得期望的。这些材料可以吸收并保留来自个体的热量，这些热量可以对于个体产生不适感。已开发了在一段时间内散发热量并感觉凉爽的枕头和床垫。这些热管理特性通常由相变材料(“PCM”)提供，所述相变材料具有高熔化热，并且能够在已知的一致温度下储存和释放能量。对于服装和床上用品市场，石蜡材料或脂肪酯通常用作PCM。这些材料可以用涂层作为壳而微胶囊化，所述涂层例如三聚氰胺-甲醛、丙烯酸或聚氨酯涂层。

由PCM吸收的热量的量取决于存在的PCM的质量，并且因此通过PCM对纤维、纺织品或泡沫赋予的热管理特性受到可以加入到材料中的PCM质量的限制。可以加入到基材中的PCM的质量受到技术考虑的限制，所述技术考虑例如处理组合物的物理特性和施加技术。它还受到实际考虑的限制，所述实际考虑例如个体对成品衣服、床上用品或其它材料的感觉。任何微胶囊都增加PCM的有效质量，而不成比例地增加可以吸收的热量的量。微胶囊还通过过冷效应影响热特性。因而，已知的PCM处理的纤维、纺织品和泡沫可以仅在短时间内吸收足够的热量，以提供凉爽的触感或防止不适。

管理热特性的另一种方法是将高导热颗粒集成到具有低热导率的介质内。导热颗粒一般被注入到介质内。导热颗粒的微粒性质和它们掺入其内的介质的低传导性限制了复合材料的导热性的改善。

期望开发用于处理基材(包括纤维、纺织品和泡沫)的组合物和方法，以提供对于许多应用例如床垫、室内装饰品和服装的有效热管理。理想地，经处理的基材将在延长的时间段内提供吸热和/或凉爽的触感。

发明概述

本文提供的是用于提供具有期望的热管理特性的纤维、纺织品和/或泡沫的组合物和方法。该组合物是热管理制剂，其包括微胶囊PCM(“mPCM”)和导热添加剂(“TCA”)。该组合物可以局部施加于纤维、纺织品和泡沫，以对基材赋予期望的热管理特性。本文还公开了包括具有至少一种mPCM和至少一种TCA的涂层的基材，其可以用热管理制剂形成。

在下文说明书中阐述了一个或多个实施方式的细节。其它特征、目的和优点根据说明书、附图和权利要求将是显而易见的。

附图简要说明

图1是PCM(散装)和具有微胶囊的相同PCM的差示扫描量热计热分析图的叠加。

图2是用单独的mPCM、mPCM和氧化铝TCA、以及mPCM和氮化硼TCA中的一种处理的三种织物样品的热图的叠加。

图3是用PCM和不同百分比的氮化硼TCA处理的四种织物样品的热图的叠加。

发明详述

本文提供的是可以用于处理纤维、纺织品、泡沫和其它基材，以对基材赋予有益的热管理特性的组合物和方法。例如，如本文所述处理的纤维、纺织品和泡沫证实了在延长的时间段内的主动吸热以及散热。在一些情况下，主动吸热和散热导致基材在延长的时间段内触感凉爽。这种凉爽的感觉可以增加由基材制成的衣服、床上用品或其它产品的舒适度。