PL224054B1 - Termoregulacyjny materiał włókienniczy - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest termoregulacyjny materiał włókienniczy, szczególnie przydatny do poprawy warunków komfortu cieplnego w zamkniętych przestrzeniach w naturalnym środowisku, głównie w namiotach.

Z opisu US7670968 znane są funkcjonalne materiały włókiennicze przeznaczone głównie do wyrobów odzieżowych. Przedstawiony materiał włókienniczy z mikrokapsułami PCM (Phase Change Materials), zastosowany w odzieży, pozwała na zapewnienie właściwego komfortu osobom noszącym taką odzież. Materiały takie absorbują, magazynują i uwalniają duże ilości energii w postaci ciepła utajonego. W ściśle określonym zakresie temperatury substancja przemiany fazowej zmienia stan skupienia (ze stałego w ciekły i z ciekłego w stały) oddając lub pobierając zmagazynowane ciepło. Tę właściwość wykorzystali producenci odzieży np. dla astronautów w celu lepszej ochrony przed ekstremalnymi zmianami temperatury w przestrzeni kosmicznej, producenci odzieży dla sportowców, Taki funkcjonalny materiał jest wykonany w ten sposób, że na podkładzie włókienniczym znajdują się mikrokapsuły z substancjami przemiany fazowej PCM, przymocowane do podkładu za pomocą kleju. Dla ułatwienia wymiany powietrza i pary wodnej klej naniesiony jest na podkład włókienniczy w sposób nieciągły, w postaci linii i tak też układają się mikrokapsuły. Od góry warstwa z mikrokapsułami jest przykryta włókienniczą warstwą wierzchnią, ozdobną.

Produkty przemiany fazowej znajdują też zastosowanie w utrzymaniu temperatury w sprzęcie elektronicznym, w systemach magazynowania energii słonecznej w budynkach, dla poprawy mikroklimatu w pomieszczeniach (jako dodatek do tynków i farb), dla poprawy mikroklimatu w procesach wegetacji roślin, w pojemnikach służących do transportu preparatów biomedycznych i biologicznych. W tych przypadkach mikrokapsuły stanowią jeden ze składników farby, tynku, gleby - są dosypywane do masy zasadniczej.

Według wynalazku na materiale włókienniczym umieszczona jest błona polimerowa, zawierająca mikrokapsuły PCM, rozmieszczone równomiernie w błonie, trwale połączonej z materiałem włókienniczym znanym sposobem przez powlekanie lub napawanie, przy czym paście powlekającej lub kąpieli napawającej znajduje się wagowo do 50% mikrokapsuł PCM.

Wprowadzone w strukturę błony polimerowej mikrokapsuły PCM charakteryzują się jedną temperaturą przemiany fazowej lub są mieszaniną mikrokapsuł o różnych temperaturach przemiany fazowej.

Zastosowane mikrokapsuły PCM charakteryzują się temperaturą przemiany fazowej, która mieści się w przedziale dobowych temperatur lata charakterystycznych dla klimatu środkowej Europy.

Termoregulacyjny materiał włókienniczy według wynalazku znajduje zastosowanie przede wszystkim cło poprawy warunków komfortu cieplnego w namiotach. Zastosowanie zmodyfikowanego mikrokapsułami PCM materiału włókienniczego przyczyni się do utrzymania komfortu cieplnego w zamkniętej przestrzeni w naturalnym środowisku, przy wykorzystaniu tylko energii solarnej. Zmodyfikowany mikrokapsułkami PCM materiał włókienniczy stanowi barierę łagodzącą wpływ wahań temperatury środowiska na warunki cieplne pomieszczenia odczuwane przez przebywającego w nim użytkownika. Wprowadzen ie mikrokapsuł PCM do struktury materiałów włókienniczych, poprzez ich równomierną dyspersję w błonie polimerowej, powlekającej wyrób włókienniczy, pozwala - bez szkody dla właściwości materiału włókienniczego - na wykorzystanie efektu równomiernego pochłaniania lub uwalniania ciepła w zależności od zmiany temperatury otoczenia w różnych praktycznych zastosowaniach wyrobu. Dzięki temu, w ciągu słonecznego dnia następstwem postępującego procesu topnienia PCM-ów jest proces pochłaniania ciepła, a tym samym schładzania powietrza we wnętrzu zamkniętej przestrzeni. Odwrotny proces, krystalizacji PCM-ów, powoduje uwalnianie pochłoniętego ciepła, co przeciwdziała nocnemu schładzaniu powietrza w zamkniętej przestrzeni.

Przykładowy materiał termoregulacyjny powstaje w wyniku powlekania dzianiny zdyspergowaną mieszaniną mikrokapsuł PCM, środka wiążącego i sieciującego, suszenia i dogrzewania w przedziale temperatur 100°C-150°C. Mieszanina mikrokapsuł PCM może być jedno- lub wieloskładnikowa o różnych przedziałach temperatur przemiany fazowej. Zastosowanie mieszanin wieloskładnikowych o różnych przedziałach temperatur przemiany fazowej powoduje wydłużenie czasu efektywnego działania zmodyfikowanego mikrokapsułami PCM materiału włókienniczego. Na przykład do polimeru błonotwórczego dodaje się mieszaninę mikrokapsuł PCM np. 50% n-heksadekanu. o temperaturze przemiany fazowej ok. 18°C i 50% n-oktadekanu, o temperaturze przemiany fazowej ok. 28°C.

PL 224 054 B1

Dlatego, biorąc pod uwagę przeznaczenie końcowego wyrobu, analizuje się przedziały dobowych temperatur lata, charakterystycznych dla klimatu danego regionu, np. środkowej Europy i dobiera się mikrokapsuły PCM, a najczęściej ich mieszaniny, o odpowiedniej temperaturze przemiany fazowej.

Claims (3)

1. Termoregulacyjny materiał włókienniczy, zwłaszcza do regulacji mikroklimatu w nieogrzewanych przestrzeniach, znamienny tym, że na materiale włókienniczym umieszczona jest błona polimerowa, zawierająca mikrokapsuły PCM, rozmieszczone równomiernie w błonie, trwale połączonej z materiałem włókienniczym znanym sposobem przez powlekanie czy napawanie, przy czym w paście powlekającej lub kąpieli napawającej znajduje się wagowo do 50% mikrokapsuł PCM.

2. Termoregulacyjny materiał włókienniczy według zastrz. 1, znamienny tym, że wprowadzone w strukturę błony polimerowej mikrokapsuły PCM charakteryzują się jedną temperaturą przemiany fazowej lub są mieszaniną mikrokapsuł o różnych temperaturach przemiany fazowej.

3. Termoregulacyjny materiał włókienniczy według zastrz. 1, znamienny tym, że zastosowane mikrokapsuły PCM charakteryzują się temperaturą przemiany fazowej, która mieści się w przedziale dobowych temperatur lata charakterystycznych dla klimatu środkowej Europy.