Experimental Study of the Thermoregulating Properties of Nonwovens Treated with Microencapsulated PCM

• Autorzy: Bendkowska W. , Wrzosek H.

Warianty tytułu

PL

Badania termoregulacyjnych właściwości włóknin zawierających mikrokapsułkowane materiały przemiany fazowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper reports a study on the thermoregulation properties of PCM nonwovens. Microencapsulated n-alkanes (n-octadecane and n-eicosane) dispersed in a polymer binder (acrylic-butadiene copolymer) were applied to needled and hydroentangled nonwovens by the pad-mangle or screen printing method. The surface morphology and cross section of PCM nonwovens were observed by means of scanning electron microscopy (SEM). The thermal storage/release properties of the nonwoven samples treated with microPCMs were analysed by DSC, and the thermal resistance of the nonwovens under steady state conditions was determined by means of a sweating guarded hotplate instrument. The transient thermal performance of the nonwoven samples containing microPCMs was examined using novel apparatus with a dynamic heat source. The temperature regulating factor (TRF), defined by Hittle, was determined for selected cycle times of heat flux changes (t), the results of which are shown in diagrams presenting the relation TRF = f(t). The results obtained show that the main factor determining the TRF value is the amount of latent heat in a unit area of nonwoven fabric. Thermoregulating properties of the printed nonwoven sample with microPCMs are identified as being dependent on the position of the microPCMs layer. This work shows the possibility of achieving a significant thermoregulation effect even with moderate amounts of microPCMs incorporated at a proper location in the nonwoven system.

PL

Mikrokapsułki PCM (oktadekan i eikosan), zdyspergowane w środku wiążącym (kopolimer butadienowo-akrylowy), były aplikowane na włókniny igłowane techniką napawania i techniką druku sitowego. Następnie, posługując się stanowiskiem pomiarowym umożliwiającym badanie właściwości termicznych tekstyliów w warunkach dynamicznych, wyznaczano współczynnik termoregulacji termicznej (TRF) przygotowanych próbek włóknin. Współczynnik TRF, zdefiniowany przez Hittle’a był wyznaczany dla dla 6 wybranych okresów (t) zmian strumienia ciepła. Wyniki tych pomiarów przedstawiono w postaci krzywych obrazujących zależność TRF = f(t). Stwierdzono, że zasadniczym czynnikiem determinującym wartość współczynnika TRF jest ilość utajonego ciepła przemiany fazowej, zakumulowana przez jednostkę powierzchni materiału tekstylnego. W przypadku włóknin drukowanych, wartość TRF w znacznym stopniu zależy od położenia warstwy PCM względem źródła ciepła. Umieszczenie warstwy PCM w bezpośrednim sąsiedztwie źródła ciepła powoduje pogorszenie właściwości termoregulacyjnych układu. Uzyskane rezultaty wskazują na możliwość uzyskania znacznego efektu termoregulacyjnego, nawet przy umiarkowanych ilościach mikrokapsułek umieszczonych w odpowiednim położeniu w strukturze włóknistej.

Słowa kluczowe

EN

phase change material; temperature regulating factor; intelligent textiles; thermoregulation properties

PL

materiał o przemianie fazowej; regulacja temperatury; inteligentne tkaniny; właściwości termoregulacji

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 17, no. 5 (76)
• Strony: 87--91
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bendkowska W.

• Department of Physics and Metrology of Textiles, Technical University of Łódź, Łódź, Poland.

autor

Wrzosek H.

• Department of Physics and Metrology of Textiles, Technical University of Łódź, Łódź, Poland.

Bibliografia

• 1. Zalba B., Marín J. M., Cabeza L. F., Mehling M.; Applied Thermal Engineering,vol. 23(3), 2003 pp. 251-283, .
• 2. Bryant Y. G., Colvin D. P.; US Patent 4 756 958, (1988).
• 3. Colvin D.P., Bryant Y.G.; US Patent 5 637 389, (1996).
• 4. Bryant Y. G., Colvin D. P.; US Patent 5 366 807, (1994).
• 5. Pushaw R. J.; US Patent 5 677 048, (1997).
• 6. Zuckerman J. L., et al.; US Patent 6 514 362, (2003).
• 7. Choi K., Cho G., Kim P., Cho C.; Text. Res. J., vol. 72(2) 2004, pp. 292 -296.
• 8. Chung H., Cho G., Text. Res. J., vol. 74(7) 2004, pp. 571-575.
• 9. Bendkowska W., Gonciarz –Wach M., Michalak L., Zora B., Wrzosek H.; Proceed. of 8th Inter. Conf. “ArchTex”, 18–20.09.2005, Cracow, pp. 187-194.
• 10. Shin Y., Yoo D., Son K.; J. of Appl. Pol. Sci., vol. 97, (2005), pp. 910-915.
• 11. Shim H., McCullough E. A., Jones B. W.; Text. Res. J., vol. 71(6), 2001, pp. 495-502.
• 12. Kim J. H., Cho G. S.; Text. Res. J. vol. 72(12) 2002, pp. 1093-1098.
• 13. Ghali K., Ghaddar N., Harathami J., Jones B.; Text. Res. J., vol. 74(3) 2001, pp. 205-214.
• 14. Ying B., Kwok Y., Li Y., Zhu Q., Yeung C.; Polymer Testing vol. 23 (2004), pp. 541-549.
• 15. Yoo H., Lim J., Kim E.; Journal of the Korean Society of Clothing and Textiles, vol. 32 No 6 (2008), pp. 991-998.
• 16. Wang S. X., Li Y., Hu Y. U., Tokura H., Song Q. W.; Polymer Testing Vol. 26 (2006), pp. 580-587,
• 17. Standard ASTM D 7024-04 (2004).
• 18. Hittle D. C., Andrè T. L.; ASHRAE Trans., 107, (2002), 1, pp. 175-182.
• 19. Standard PN EN 31092 (1993).
• 20. Bendkowska W., Tysiak J., Grabowski L., Blejzyk A.; Int. J. of Clothing Science and Technology, vol. 17, No. 3/4 (2005), pp. 209-214.
• 21. Lamb G. E. R., Duffy-Morris, K.; Text. Res. J., vol. 60(5), 1990, pp. 261-265.
• 22. Rossi R. M., Bolli W. P.; Adv. Eng. Materials vol. 7(5), 2005, 368-373.