Nonwoven with Thermal Storage Properties Based on Paraffin – Modified Polypropylene Fibres

• Autorzy: Tomaszewski W. , Twarowska-Schmidt K. , Moraczewski A. , Kudra M , Szadkowski M. , Pałys B

Warianty tytułu

PL

Włókniny o właściwościach magazynowania ciepła oparte na włóknach polipropylenowych modyfikowanych parafiną

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A series of nonwovens with various mechanical and thermal properties was prepared by a textile technique based on melt-spun continuous PP fibres modified with paraffin as a phase change material (PCM). The PCM is not encapsulated; it forms a structure like “islands in sea” in the PP fibres. This permits the addition of a larger amount of the active substance to the fibre than in the encapsulated version. The nonwovens made of such fibres retained high thermal resistance. Paraffin was added to the PP fibre in amounts of 10 - 30 wt%; 20 wt% appeared to be best in terms of thermal properties and processability. To prevent fibre to fibre sticking at elevated temperatures, the nonwovens were made of a blend of paraffin-modified and standard PP fibres in variable proportions. The thermal activity determined by the kind of paraffin used was estimated to be in the range of 30 - 60 °C. The fibre heat accumulation capacity stemming from the phase transition in the PCM was in the range of 3.6 - 19.4 kJ/m2, at a thermal regulation factor (TRF) from 0.8 to 0.4.

PL

Bazując na włóknach ciągłych uzyskanych techniką przędzenia stopowego z polipropylenu (PP) modyfikowanego parafiną jako czynnikiem PCM (Phase Change Material) wytworzono, technikami włókienniczymi, serię włóknin o różnych właściwościach mechanicznych i termicznych. Czynnik PCM nie jest zamknięty w kapsułkach i tworzy strukturę „islands on the sea” we włóknach PP. Sposób ten umożliwia wprowadzenie większych ilości czynnika aktywnego do włókien niż w przypadku kapsułek, a włóknina wytworzona z takich włókien zachowuje wysoki opór termiczny. Udział masowy wprowadzonej parafiny do włókien PP był od 10 do 30 % wag., przy czym poziom 20 %wag. okazał się obecnie najbardziej dogodny ze względu na właściwości termiczne i zdolność do przerobu. W celu ograniczenia możliwości sklejania się włókien w podwyższonych temperaturach wytworzono włókniny z mieszanin włókien PP modyfikowanych parafiną i standardowych o różnych ich udziałach. Zakres aktywności termicznej determinowany typem zastosowanej parafiny oceniono na około 30÷60 °C. Zdolność akumulacji ciepła przez włókniny, wywołana przemianami fazowymi w PCM, była w zakresie 3,6 ÷ 19,4 kJ/m2 przy współczynniku TRF odpowiednio od 0,8 do 0,4.

Słowa kluczowe

EN

PCM; PCM fibres; PCM nonwoven; TRF coefficient; paraffin

PL

włókna polipropylenowe; parafina; PCM; włókna PP modyfikowane parafiną; współczynnik TRF

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 20, no. 6B (96)
• Strony: 64--69
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Tomaszewski W.

• Poland, Łódź, Institute of Biopolymers and Chemical Fibres

autor

Twarowska-Schmidt K.

• Poland, Łódź, Institute of Biopolymers and Chemical Fibres

autor

Moraczewski A.

• Poland, Łódź, Institute for Sunstainable Technologies-National Research Institute, Department of Textile Technology

autor

Kudra M

• Poland, Łódź, Institute of Biopolymers and Chemical Fibres

autor

Szadkowski M.

• Poland, Łódź, Institute of Biopolymers and Chemical Fibres

autor

Pałys B

• Poland, Łódź, Institute of Biopolymers and Chemical Fibres

Bibliografia

• 1. Van Langenhove L, Hertleer C. Smart clothing: a new life. International Journal of Clothing Science and Technology 2004; 16, 1/2: 63-72.
• 2. Tao X. Smart Fibres, Fabrics and Clothing. Woodhead Publishing Ltd., 2001.
• 3. Vincenzini P, Paradiso R. Smart textiles. Trans Tech Publications Limited, 2009.
• 4. Vigo TL, Bruno JS. Temperature-adaptable textiles containing durably bound polyethylene glycols. Text Res J. 1987; 57 (7): 427-429.
• 5. Zuckerman JL, Pushaw RJ, Perry BT, Wyner DM. Fabric coating containing energy absorbing phase change material and method of manufacturing same. US Patent 6 514 362, 2003.
• 6. Pause B. Thermal insulation effect of textiles with phase change materials. TTI 1999; 9: 21-26.
• 7. Shim H, McCullough EA, Jones BW. Using Phase Change Materials in Clothing. Tex. Res. J. 2001; 71 (6): 495-502.
• 8. Bendkowska W. Microencapsulation technology in textile industry. Part I: A basic overview (in Polish). Przegląd Włókienniczy 2006; 3: 36-39.
• 9. Bryant YG, Colvin DP. Fibre with reversible enhanced thermal storage properties and fabric made there from. US Patent 4 756 958, 1988.
• 10. Colvin DP, Bryant Y.G. Thermally enhanced foam insulation. US Patent 5 637 389, 1996.
• 11. . Bryant YG, Colvin DP. Fabric with reversible enhanced thermal properties. US Patent 366 807, 1994.
• 12. Pushaw RJ. Coated skived foam and fabric article containing energy absorbing phase change material. US Patent 5 677 048, 1997.
• 13. www.outlast.com 14. Mondal S. Phase change materials for smart textiles – An overview. Applied Thermal Engineering 2008; 28: 1536- 1550.
• 15. Cabeza LF, Castellon C, Nogues M, Medrano M, Leppers R, Zubillaga O. Use of microencapsulated PCM in concrete walls for energy savings. Energy and Buildings 2007; 39: 113-119.
• 16. Magill MC, Hartman MH, Haggard JS. Multi-component fibers having enhanced reversible thermal properties and methods of manufacturing thereof. WO/2006/086031.
• 17. Magill MC, Hartman MH, Haggard JS, Brang JE. Multi-component fibers having enhanced reversible thermal properties. US Patent 7 666 500, 2010.
• 18. Bendkowska W, Wrzosek H. Experimental study of the thermoregulating of nonwovens treated with microencapsulated PCM. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2009; 17, 5(76): 87-91.