高热传递设备的制造方法
高热传递设备的制造方法
【专利说明】高热传递设备
[0001] 本发明设及高热传递设备。此外，本发明设及包含所述高热传递设备的變烫装置、 直发器和卷发器。
[0002] 向基材有效传递热难W进行。如果热传递不够有效，则合适的加热可能需要非常 高的溫度。大多数加热装置包含与待被加热的基材接触的加热金属板。
[0003] 向基材传递热可损伤基材。特别地，在高溫(例如，高于150°C的溫度)下接触基材 可引起基材燃烧。一个具体的实例是直发器应用，其中待被矫直的头发经受高溫并导致头 发的实质损伤，例如烧焦、发梢分叉、断裂、急弯(sharp bends)等。
[0004] US 6,622,735描述了一种烫发器，其包含包覆着由耐热性合成纤维的纺织布或无 纺布制成的變烫压盖的變烫器的加压表面和头发加热表面。
[0005] US 2008/0041408叙述了一种发型设计装置，其具有加热构件和包覆所述加热构 件的聚四氣乙締布。
[0006] 因此，本发明的一个目标是提供一种高热传递设备，其在等于或高于150°C的溫度 下向基材有效传递热，同时对基材造成较少损伤。
[0007] 凭借适合通过与基材直接接触从而向所述基材传递热的高热传递设备实现了该 目标，所述高热传递设备包含至少一个具有热传递接触表面区域的元件(A)，其中所述元件 (A)包含导热性热塑性聚合物组合物或者由导热性热塑性聚合物组合物组成，所述导热性 热塑性聚合物组合物包含至少一种聚合物和导热性添加剂。根据本发明的设备实现了向基 材有效提供所需热且对所述基材造成较少损伤的目标。
[000引在本发明的一个实施方式中，所述设备还包含至少一个具有热传递接触表面区域 的元件(B)，其中所述元件(B)包含聚合物组合物，所述聚合物组合物包含至少一种聚合物 和至少一种热释放性物质。在运种实施方式中，设备的元件(B)连同元件(A)允许物质释放 到基材上或基材中。热释放性物质的释放随着元件(B)的加热进行。术语"热释放性"应被理 解为在热的作用下释放物质。
[0009] 因此，根据本发明的设备通过加热的元件(A)和(B)向基材提供热。
[0010] 在根据本发明的另一个实施方式中，元件(B)包含导热性添加剂。因此，元件(B)包 含导热性热塑性聚合物组合物。
[0011] 在根据本发明的另一个实施方式中，元件(A)包含至少一种热释放性物质。
[0012] 当组合物是包含热释放性物质的导热性热塑性聚合物组合物时，热释放性物质W 均匀方式释放到基材上或基材中。当期望释放和基材加热同时进行时，导热性聚合物与热 释放性表面的存在是有益的。当设备的至少一个元件的组合物包含热释放性物质时，在热 传递至基材的同时释放物质并可进一步向基材提供护理。
[0013] 在本发明的上下文中，第二元件(B)的存在允许设备包含两种具有不同组成的元 件。
[0014] 在本发明的一个实施方式中，其中元件(A)和/或元件(B)还包含至少一种热释放 性物质。所释放的提供给基材的热释放性物质（例如香料、油或另一种护理物质）允许处理 基材。因此，在运个实施方式中，设备允许加热基材但较少损伤基材，且它还通过加热设备 向基材提供护理。因此，在本发明的上下文中，可在传递热的同时通过热释放性物质处理基 材。处理或护理基材可使得没有必要额外处理基材。因此，当使用包含根据本发明的高热传 递设备的发型设计装置时，所释放的物质调节头发，W至于设计式样之前不需要额外的保 护性发胶。
[0015] 在本发明的另一个实施方式中，元件(B)部分嵌入元件(A)中。术语"嵌入"应被理 解为"物理上包含在……中"。在本发明的上下中，至少一种元件(B)至少部分包含在元件 (A)中。换言之，元件(B)包含在元件(A)中，但元件(B)的至少一部分提供元件(B)与基材的 热传递接触表面区域。
[0016] 在本发明的上下文中，术语"高热"应被理解为最低150°C，优选地170°C，更优选地 最低180°C，最优选地最低190°C的溫度。运些应用的上限溫度通常为最高240°C，优选地最 高230°C，最优选地最高220°C。
[0017] 在本发明的上下文中，"高热传递"应被理解为通过与基材直接接触从而从设备向 基材传递热。因此，根据本发明的设备是加热设备。
[0018] 当所述设备被放置在发型设计装置中或装置上时，设备提供W下优点：减少由在 高溫下设计式样对头发造成的物理损伤，例如发梢分叉、干燥、断裂等。此外，由于根据本发 明的设备由本文所述的元件制成，所W热更加可控地转移到基材。
[0019] 在本发明的上下文中，术语"设备"应被理解为包含至少一种根据本发明的元件的 加热构件。特别地，设备可被指定为大体为矩形、大体为圆柱形、大体为=角形或适合将设 备固定在提供热的装置(例如，发型设计装置，或者用于除去织物權皱的變烫器）中或上的 任何几何形状的套(sleeve)。
[0020] 设备的优点是:热从发型设计装置或者用于除去织物權皱的變烫器通过所述设备 传递到基材(例如，头发或一件织物）。根据本发明的高热传递设备的优点是：向基材传递高 热且出现较少基材损伤，例如燃烧或者由过高溫度引起的任何损伤。设备的总厚度(元件 (A)和/或(B)的厚度)有利地在0.5-5mm的范围内，更有利地0.7-3mm，最有利地l-2mm。运种 特定厚度范围的优点为具有特别有效的热传递。
[0021 ]在本发明的上下文中，术语"通过直接接触"应被理解为根据本发明的设备和待被 加热的基材之间没有任何中间层的接触。因此，根据本发明的设备与必须向其传递热量的 基材直接接触。因此，根据本发明的设备通过与基材直接接触从而向基材传递热，设备与基 材之间没有中间织物。
[0022] 在本发明的上下文中，基材具有待被加热的表面。基材可W由任何材料组成。当高 热传递设备是发型设计装置(例如，直发器、卷发器或烫发装置)的一部分时，基材是头发。 在本发明的上下文中，作为发型设计装置的一部分的设备允许与头发直接接触W设计式 样、干燥、矫直或烫发而不损伤头发。设备可适用在发型设计装置中或其上。当设备是直发 器的一部分时，头发可被夹在在两个根据本发明的设备之间。如果设备是卷发器的圆柱件， 则头发可被固定在设备周围。
[0023] 当高热传递设备被用在變烫装置中时，基材是须要除去權皱的织物或一件衣服。
[0024] 在本发明的上下文中，设备包含至少一个元件，例如一个、两个、=个、四个或更多 个元件。
[0025] 元件具有接触基材和传递热的表面区域。在本发明中，表面区域应被理解为元件 的弯曲表面和面的全部面积。
[00%] 元件(A)包含导热性热塑性聚合物组合物，所述组合物包含至少一种热塑性聚合 物和至少一种导热性添加剂。元件(B)包含导热性热塑性聚合物组合物，所述组合物包含至 少一种热塑性聚合物、至少一种热释放性物质和任选地至少一种导热性添加剂。
[0027] 因此，设备可包含至少两种元件，其中当向设备提供热时，一种元件可释放物质。
[0028] 在本发明的上下文中，元件(A)和/或(B)中的导热性热塑性聚合物组合物包含至 少一种热塑性聚合物。元件(A)和/或(B)中的热塑性聚合物组合物是无面热塑性聚合物，例 如无氣或无氯热塑性聚合物。导热性热塑性聚合物组合物可选自聚酷胺;聚醋;聚亚芳基硫 酸例如聚亚苯基硫酸(polyphenylene sulfide);聚亚芳基氧化物（polyairlene oxide)例 如聚亚苯基氧化物;聚讽;聚芳醋;聚酷亚胺;聚(酸酬)例如聚酸酸酬;聚酸酷亚胺;聚碳酸 醋;所述聚合物相互之间和/或与其它聚合物的共聚物，包括热塑性弹性体，例如共聚酸醋 嵌段共聚物、共聚醋醋嵌段共聚物和共聚酸酷胺嵌段共聚物；W及所述聚合物和共聚物的 混合物。热塑性聚合物合适地是半结晶或液晶聚合物、热塑性弹性体、或其组合。
[0029] 优选地，热塑性聚合物选自由聚酷胺、聚醋、聚亚苯基硫酸、聚亚苯基氧化物、聚 讽、聚芳醋、聚酷亚胺、聚酸酸酬、和聚酸酷亚胺、及其混合物和共聚物组成的组。当元件(A) 和/或(B)中的聚合物选自由聚酷胺、聚醋、聚亚苯基硫酸、聚亚苯基氧化物、聚讽、聚芳醋、 聚酷亚胺、聚酸酸酬和聚酸酷亚胺、及其混合物和其共聚物组成的组时，获得了有益的结 果。
[0030] 更优选地，热塑性聚合物包含聚酷胺。热塑性聚酷胺的优点是具有良好的热性能 和模具填充特征。仍然更优选地，热塑性聚合物包含烙点为最低200°C、更优选地最低220 °C、最优选地最低230°C的聚酷胺。烙点较高的聚酷胺的优点是:热性能被进一步改善。术语 "烙点"在本文中被理解为通过DSC利用5°C的加热速率测量的落在烙融范围内且显示出最 高烙融速率的溫度。
[0031] 在本发明的上下文中，导热性热塑性聚合物组合物包含导热性添加剂。
[0032] 导热性添加剂在本发明中的含义，包括任何下述材料，所述材料可分散在至少一 种热塑性聚合物中且其导热性MW/m.K)比至少一种热塑性聚合物的导热性高至少5倍、优 选地至少10倍、更优选地至少25倍。
[0033] 导热性添加剂是本领域技术人员已知的，其包括金属、陶瓷或碳。具体地，常见的 导热性添加剂的实例包括侣、氧化侣、铜、儀、黄铜、碳(例如炭黑和石墨）、氮化娃、氮化侣、 氮化棚、氧化锋、玻璃、云母、氧化铁、氧化巧和碳化棚。优选地，根据本发明的设备包含石 墨，更优选地膨胀石墨。
[0034] 优选地，导热性添加剂的形式是薄片形状的石墨粉。"薄片"在本文中应被理解为 =维差异巨大W至于最小的维度(厚度）比颗粒在另外两个维度(长度和宽度）的尺寸要小 得多的扁平形颗粒。薄片可由一个或多个紧密堆积在一起的各个石墨层组成。
[0035] 薄片的厚度(最小维度)小于5(K)nm，优选地小于200nm，更优选地小于lOOnm，甚至 更优选地小于80皿，最优选地小于50nm。为了清楚起见，应该指出：薄片不需要具有扁平结 构。由于厚度极低，所W可W使运些薄片变弯、弯曲、成波浪形或者W其它方式变形。
[0036] 薄片的厚度可通过标准方法(例如，通过电子显微镜学)来测定。
[0037] 如果没有另外指出，术语"石墨粉"包含小于500皿的薄片，运还旨在包括更薄薄片 的优选实施方式。运种石墨粉也被表示为薄片形式的石墨粉。
[0038] 出乎意料地，即使重量百分比相对低的石墨粉导热性添加剂也能赋予热塑性聚合 物相对高的导热性。基于聚合物组合物的总重量，热塑性组合物中负载5-40重量％的石墨 粉足W获得具有合理的导热性值的聚合物组合物。优选地，基于聚合物组合物的总重量，根 据本发明的导热性聚合物组合物包含10-30重量％的石墨粉。由于导热性添加剂的量相对 低，所W相较于大多数需要大量导热性添加剂W获得合理导热性值的已知导热性聚合物组 合物，本发明的聚合物组合物具有较好的流动和机械性质。
[0039] 通常，导热性热塑性聚合物组合物中使用的石墨粉的特征为：相对高的比表面积 和相对大的颗粒尺寸。优选地，石墨粉的BET比表面积为至少IOmVg且其颗粒尺寸分布特征 是D(v，0.9)为至少50WI1。包含合成石墨和天然石墨二者的正常石墨粉具有高比表面积和小 颗粒尺寸的组合，或者反之，低比表面积和大颗粒尺寸的组合。
[0040] 导热性热塑性聚合物组合物中使用的石墨粉的肥T比表面积优选地为至少IOmV g，更优选地至少15m 2/g，甚至更优选地至少20mVg，最优选地至少25m2/g"BET比表面积根据 ASTM D3037来测定。
[0041] 本发明的石墨粉的颗粒尺寸分布具有W下特征:D(v，0.9)优选地为至少50皿，更 优选地至少sown，甚至更优选地至少70WI1，最优选地至少sown。在一些实施方式中，颗粒尺 寸分布还具有W下特征:体积中值直径D (V，0.5)为至少20iitm，优选地至少25WI1，更优选地 至少30皿，最优选地至少35皿。此外，颗粒尺寸分布通常具有W下特征:D(v，0.1)为至少化 m，优选地至少7皿，更优选地至少祉m，最优选地至少9皿。在一个实施方式中，石墨粉的颗粒 尺寸分布具有W下特征:D(V，0.9)为至少50皿，体积中值直径D(V，0.5)为至少20邮，D(V， 0.1)为至少6WI1。颗粒尺寸不受特定最大限度的束缚，但在实际中，颗粒尺寸受所需的最小 比表面积的限制。最小比表面积越大，则颗粒通常越小且颗粒的最大尺寸约小。
[0042] D(v，0.9)、D(v，0.5)和D(v，0.1)是通过激光衍射利用Malvern Mastersizer测定 的。
[0043] 通常，石墨粉的二甲苯密度在2.0-2.4g/cm3、优选地2.1-2.3g/cm 3、更优选地2.20-2.27g/cm3的范围内。适合作为导热性聚合物组合物中的导热性添加剂的石墨粉可W W商 品名TlMREX⑥BNB90购自TIMCAL Ltd. ,Bodio，瑞±。
[0044] 导热性热塑性聚合物组合物可任选地包含本领域技术人员已知通常用在聚合物 组合物中的任何辅助添加剂。优选地，运些其它添加剂不应该有损于，或者显著有损于本发 明。
[0045] 运种添加剂包括非传导性填料;颜料;分散助剂;加工助剂例如润滑剂、脱模剂、流 动添加剂;抗冲击改性剂;塑化剂;结晶促进剂;成核剂;阻燃剂;UV稳定剂;抗氧化剂;热稳 定剂。
[0046] 特别地，运种添加剂包括被认为不导热的其它填料，例如非传导性增强填料。可被 用作导热性聚合物组合物的添加剂的非传导性填料包括非传导性无机填料。适合用作非传 导性无机填料的是所有填料，例如本领域技术人员已知的增强和增容填料，例如石棉、云 母、黏±、般烧黏±、滑石、娃酸盐例如巧娃石、和二氧化娃，尤其是玻璃纤维。在该上下文 中，"不导热的"或者"非传导性的"被用于描述运样的填充材料，其固有导热性A(W/m.K)比 至少一种热塑性聚合物的导热性高不到5倍。
[0047] 在一个实施方式中，根据本发明的设备的元件包含导热性热塑性聚合物组合物， 所述聚合物组合物还包含玻璃纤维，通常是基于包含填料和其它任选组分的聚合物组合物 的总重量10-40重量％的玻璃纤维。
[0048] 在本发明的上下文中，设备的至少一种元件包含导热性热塑性聚合物组合物，所 述聚合物组合物穿过平面的导热性为〇.3-5W/m ? K，优选地0.75-3W/m ? K，更优选地0.8-2.5W/m ? Ko
[0049] 在本发明的上下文中，设备包含导热性热塑性聚合物组合物，所述聚合物组合物 具有高导热性和良好机械性能，其可因导热性添加剂的量而在宽范围内变化;和任选的其 它添加剂。归因于薄片形式的石墨粉，即使导热性添加剂的总量很低，也能获得合理的高导 热性，所述合理的高导热性要利用含量高得多的许多其它导热性填料才能达到且W机械性 能为代价。在导热性添加剂的总量较高时，获得了比用量相似的其它导热性添加剂高得多 的导热性。
[0050] 根据本发明的一个实施方式，高热传递设备元件(A)构成元件(A)和/或(B)的总热 传递接触表面积的5-100%，元件(B)构成元件(A)和/或(B)的总热传递接触表面积的95-0%。有利地，高热传递设备元件(A)构成元件(A)和/或（B)的总热传递接触表面积的20-80 %，优选地40-60 %，最优选地50 %。元件(B)构成元件(A)和/或(B)的总热传递接触表面 积的20-80%，优选地40-60%，最优选地50%。
[0051 ]在本发明的一个实施方式中，在200°C下，元件(A)穿过平面的导热性为0.7-3.抓/ !!!?1(，优选地1.0-2.抓/111*1(，更优选地1.5-2.1胖/111*1(。
[0052] 在本发明的一个实施方式中，元件(B)穿过平面的导热性为0.3-2.5W/m-K，优选 地0.6-2.5胖/111*1(。
[0053] 在本发明的上下文中，术语"至少一个"应被理解为一个、两个、=个、四个、五个、 六个或更多个。
[0054] 在本发明的一个实施方式中，元件(B) W两个分开的部分存在。因此，在该实施方 式中，元件(B)包含一个元件(A)且2个元件(B)彼此分开。
[0055] 在本发明的上下文中，设备包含至少一个含有导热性热塑性聚合物组合物的元件 (A)和/或(B)，所述导热性热塑性聚合物组合物包含
[0化6] (i)基于组合物的总重量，30-85重量％、有利地40-75重量％的至少一种热塑性聚 合物；
[0化7] (ii)基于组合物的总重量，5-50重量％、有利地15-30重量％的导热性添加剂。
[005引任选地，元件(A)和/或(B)包含
[0化9] (iii)基于组合物的总重量，1-25重量％、有利地1-20重量％、更有利地1-7重量％ 的待释放的物质。
[0060] 因此，在本发明的一个实施方式中，高热传递设备包含至少两个由不同组合物制 成的元件(元件(A)和元件(B))。该设备适合通过与基材直接接触而向所述基材传递热，
[0061] 其中高热传递设备元件(A)包含第一导热性热塑性聚合物组合物，所述组合物包 含：
[0062] (a)至少一种聚合物.
[0063] (b)至少一种导热性添加剂；
[0064] (C)任选地，热释放性物质；
[0065] 其中高热传递设备元件(B)包含第二导热性热塑性聚合物组合物，所述组合物包 含 ：
[0066] (i)聚合物；
[0067] (ii)至少一种热释放性物质；
[0068] (i i i)任选地，至少一种导热性添加剂。
[0069] 如上文所指出，根据本发明的设备包含至少一种含导热性热塑性聚合物组合物的 元件，所述组合物具有确保良好热加工性的良好流动性，例如具有至少40mm，更优选地至少 70mm，最优选地至少IOOmm的螺旋流动长度。通过将烙融的热塑性材料注射到尺寸为280X 15X Imm的长螺旋通道腔室中来测定螺旋流动长度，所产生的材料流的长度即为其螺旋流 动长度。通过使用理论射出容积为38cm 3的22mm Engel 45B L/d = 19注射模塑机来注射材 料;料筒溫度比主要聚合物组分的烙点高l〇°C，且有效注射压力为lOOMPa。
[0070] 根据本发明的高热传递设备还具有W下特征:其由具有合理的机械性能的材料制 成的元件组成，所述合理的机械性能例如：
[0071 ]-最低40MPa、优选地最低50MPa、更优选地最低60MPa的拉伸强度；
[0072] -至少0.7%、优选地至少1.0%、更优选地至少1.5%的断裂伸长率；
[0073] -最低4000MPa、更优选地最低6000M化的刚度；
[0074] -拉伸模量、拉伸强度和断裂伸长率是在23°C和5mm/min下根据ISO 527测定的;设 备的不同元件的热塑性材料的干燥粒化是在注射模塑W形成用于拉伸试验的符合ISO 527 IA型的厚度为4mm的试验棒之后检测的。
[0075] 在本发明的上下文中，热释放性物质是提供热时可被释放的物质，其包括本领域 已知的通常可接受的物质。换言之，当本发明的含热释放性物质的导热性热塑性聚合物组 合物被加热时，释放所述物质。在高热传递设备中，当设备被加热并通过与基材直接接触而 向所述基材传递热时，物质被释放到基材上。在本发明的实施方式中，热释放性物质可W是 香料和/或油。香料提供香味或味道，所述香味或味道由蒸汽形式的香料的释放提供。油作 为液体释放到基材上并向基材提供护理或处理。
[0076] 在本发明的一个实施方式中，热释放性物质可选自由天然油，例如摩洛哥坚果油、 鳄梨油、向日葵油、荷荷己油、山茶油；甘油立醋；聚二甲基硅氧烷(PDMS);硅油；石油馈出 物，例如角整締、角整烧、石蜡组成的组。
[0077] 热释放性物质是根据本发明的设备的至少一个元件的任选组分，其优点为:不需 要在基材或设备上额外涂覆物质。换言之，因为热释放性物质可W是处理物质、个人护理物 质和/或提供维生素、矿物质、水分的物质，所W在使用设备之前、期间或之后，不需要在基 材或设备上预先涂覆任何物质。
[0078] 根据本发明，通过注射模塑来制造设备。因此，元件(A)和(B)优选地是注射模制 件。元件(A)和(B)还可W通过本身已知的方法2K模塑来制造。
[0079] 本发明的一个方面设及一种装置，所述装置包含根据本发明的高热传递设备，例 如发型设计装置或變烫装置。
[0080] 如下测量材料的导热性。使用来自化tzsch的LFA447Nanof Iash进行导热性测量。 样品获自120xl20xlmm的注射模制件并从模制件的中间切下W避免可能的边缘效应，边缘 效应反过来可能会影响导热性。利用运种类型的几何体时，通常可利用W下3个参数来描述 方向依赖性的导热性：A丄、A//和A±，其中Al是穿过面的导热性，A//是最大面内导热性 方向上的面内导热性，A±是最小面内导热性方向上的面内导热性。对于穿过面的测量，使 用厚度为1mm的IOmmX IOmm的标准几何体。
[0081] 测量方法使用所谓的闪光法，其中通过闪光灯加热材料的一侧并利用红外检测器 在材料的另一侧测量材料的溫度曲线。提前利用石墨喷雾将材料喷涂成黑色，W获得黑色 福射体。由测量到的溫度曲线的合适参数来计算热扩散性a(T)，一些理论模型可供利用。通 常使用所谓的Cowan模型。为了测定样品的热容，在每个测量循环中还必须测量参照样品 (具有已知的热性能）。通常使用Pyroceram 9606。可通过将未知样品测量到的溫度曲线的 峰高与参照样品的峰高进行比较来计算热容。为了得到恰当的热容结果，样品的几何形状 应该尽可能接近参照样品的维度(使用厚度为1mm的IOmmX IOmm的参照正方形样品）。通过 测量样品的长度、宽度和厚度并测量样品的质量来测定样品的密度。由热扩散性(D)、密度 (P)和热容(Cp),可W测定材料的导热性。对于穿过面的传导性(A丄），应用下式：
[0082] A丄=a丄（T)*p*Cp。
[0083] 所有测量均可在周围环境至300°C的溫度范围内进行。
[0084] 通过下图来阐释本发明。通过实施例和对比例来进一步阐释本发明。
[0085] 图1:根据本发明的高热传递设备（横断面），其包含本文所述的元件(A)和元件 (B)。
[0086] 图2:根据本发明的高热传递设备（顶视图），其包含本文所述的元件(A)和元件 (B)。 实施例
[0087] 使用的材料 [008引聚合物：
[0089] PA-6 =聚酷胺-6 = DSM的Akulon K125或Akulon K122
[0090] PA-66 =聚酷胺-6,6 = DSM 的 S222
[0091 ] PA-46 =聚酷胺-4，6 = DSM 的 KS200
[0092] PA-4,10 =聚酷胺-4, IO = DSM的EcoPaxx Q150MS
[0093] SPS =间规聚苯乙締 （Idemitsu 化emicals EuropeiXarec 90ZC，Xarec 300ZC， Xarec 142ZE)
[0094] 阳T(5018)=聚对苯二甲酸乙二醇醋=DSM的 Amite?BAGA 5018
[00巧]PBT-Eco = DSM的聚对苯二甲酸下二醇醋-共-二聚脂肪酸20%DFA(烙融体积率= 3)
[0096] PBT-Ec〇-2 = DSM的聚对苯二甲酸下二醇醋-共-二聚脂肪酸20%DFA(烙融体积率 = 25)
[0097] PBT-Ec〇-3 = DSM的聚对苯二甲酸下二醇醋-共-二聚脂肪酸40%DFA(烙融体积率 = 40)
[009引 PBT-E = DSM的聚对苯二甲酸下二醇醋-共-聚四氨巧喃=Arm化!狼化740 (烙融体 积率= 15)
[0099] PBT =聚对苯二甲酸下二醇醋
[0100] PBN-D =聚对苯二甲酸下二醇醋-共-二聚脂肪酸酷胺=DSM的实验产品
[OW] Comp =用于PA与SPS的增容剂：酸改性的聚（亚苯基酸）CX-I，FA-PPE( Idemitsu Kosan Co.,Ltd)
[0102] 导热性添加剂
[0103] 膨胀石墨（C-Therm 01)
[0104] 膨胀石墨化CO地it GFG1200)
[01 化]炭黑（Timcal Ensaco260G)
[0106] 氮化棚
[0107] 油；
[0108] 摩洛哥坚果油= DSM Nutritional Products的产品代码50 3808 1
[0109] 鳄梨油=酪梨油，Avoaodo oil RBDJMCD的代码266554
[0110] 向日葵油=Volatile的产品代码1665N
[0111] 山茶巧油=Cropure 化chayu-LQ-(肝），Croda的产品代码SV70391
[0112] 荷荷己油=荷荷己巧油=化oda的化opure Jojoba [011引其它添加剂：
[0114] Irganox-1076 = Ciba(BASF)的稳定剂 Irganoxl076
[0115] Irganox-1098 = Ciba(BASF)的稳定剂 Irganoxl098
[0116] bganox-Bl 171 =Ciba(BASF)的稳定剂Irganox BI 171
[0117] 玻璃= Owens Corning的3B CS173-X11
[0118] 表1显示了其导热性被测量的根据本发明的各种组合物。
[0119] 制备组合物
[0120] 根据下表制备各种组合物。在最低等于组合物的聚合物的Tg或Tm的最高值的加工 溫度下在双螺杆挤出机如ZSK30/44D上混合组合物。混合之后，在水浴或冷却带中冷却热聚 合物组合物线(string)并切割成适合注射模塑的颗粒。
[0。。注射模塑
[0122] 在E ngel 110上进行注射模塑，Engel 110是螺杆直径为30mm且最大锁模力为110 吨的机器。使用120xl20xlmm的板在该机器上生产几乎所有组合物的120xl20xlmm板，对于 一些材料，机械试验棒也在Engel 110上生产，对于运些试验棒，使用板ISO 527-1A pr.80* 10*42v。从板上切下小板(plaque) W测定当用在矫直器上时，从组合物释放的热释放性物 质。试验棒(狗骨式)被用于产生各种组合物的应力应变曲线。
[01U] 头发损伤测量(表3)
[0124] 将表3中列出的矫直器加热至200°C。头发样品通过胶合部分结合在一起作为宽 1.5em、自由长度为23em的试验材料被使用，其中所述胶合部分不用矫直器化Iebe化esse dicht aus Euro-Natur-Haar,remis,Farbe 6/0,Kerling International Haarfabrik GmbH,货号826500)拉伸。一个冲程(stroke)被定义为利用矫直器W每次拉伸约10秒来拉伸 头发样品。
[0125] 为了供套(sleeve)使用，利用W下组合物通过化模塑来制备2个厚1.5mm的套：
[0126] 套1:元件A =与表1的实施例2中所述相同的组合物，且
[0127]元件B =与表2的组合物6相似但不含油的组合物；
[012引套2:元件A =与表1的实施例2中所述相同的组合物，且 [0129]元件B =与表2的实施例6中所述相同的组合物，因此含有油。
[0。0] DSC 测量
[0131] 测量之前，将头发样品切成细小的片断（~2mm)并储存在受控条件（~24小时，22 °C，55%的相对湿度)下W确保含水量不变。称量7-lOmg每种样品片断并放入相蜗内。
[0132] 在密封相蜗之前，加入SOiiL蒸馈水(pH 6.7)并储存密封的相蜗过夜（测量前约~ 14小时）W允许头发纤维变湿。
[0133] 在加热速率为lOK/min下，DSC扫描的溫度范围为50-180°C。每个样品进行3次测 量，表征吸热效应的洽AH和峰值溫度化各自被报告为平均值。数据被归一化为片断的加权 量。受损头发显示出的DSC值比处理前头发的DSC值降低。
[0134] 拉伸强度方法
[0135] 给定的冲程数之后且在拉伸测量之前，将头发样品储存在恒定的环境室内条件 (~48小时，22°C，55%的相对湿度)下W确保含水量不变。然后，使用带有抛光顶面的不诱 钢样品装置和压力机在金属權皱物krimp)中卷曲单根头发纤维。凹槽向下跑到具有2个用 于定位卷曲标记的相距30mm的具有标签的块上，且与扫描仪上的样品垫匹配。
[0136] 使用由Miniature Tensile Tester Model 675(MTT675)和Fibre Dimensional Analysis Unit Model 765(FDAS765)(它们二者均通过UvWin软件进行操作）组成的Dia-Stron设备进行干燥(22°C,55%的相对湿度)拉伸测量。FDAS765是围绕Mitutoyo LSM500激 光扫描测量仪建立的精确工具。
[0137] 20mm/min的拉伸速率、Igmf的Gauge力被设置为初始条件。
[0138] 受损头发显示出的拉伸强度比处理前头发的拉伸强度降低。
[0139]
[0142]表1和2显示了适用于根据本发明的高热传递设备的组合物;对比例(：_1至(：_3展示 了较低的导热性，运是因为缺乏导热性添加剂。
[0143]表3显示了包含导热性添加剂的根据本发明的高热传递设备，与根据现有技术的 直发器（因而具有侣制的接触表面)相比，其展示出较少的头发损伤。对比例C显示：向头发 应用保护喷雾之后，头发也展示出较少损伤。根据本发明的高热传递设备展示出相似的结 果但无需在头发上应用保护喷雾。特别地，50个冲程之后，用无套的直发器处理过的头发展 示出大量损伤，运可W通过与未经处理的头发相比较低的拉伸强度值和DSC值看到。通过根 据本发明的高热传递设备处理的头发显示出相似的拉伸强度值和DSC值，从而例证了几乎 没有观察到任何损伤。
【主权项】
1. 高热传递设备，其适用于直发器、卷发器或熨烫装置中且适合通过与基材直接接触 从而向所述基材传递热，所述高热传递设备包含至少一个具有热传递接触表面区域的元件 (A)和至少一个具有热传递接触表面区域的元件(B)， 其中所述元件(A)包含导热性热塑性聚合物组合物，所述导热性热塑性聚合物组合物 包含至少一种聚合物和导热性添加剂;且其中元件(B)包含热塑性聚合物组合物，所述热塑 性聚合物组合物包含聚合物和至少一种热释放性物质。2. 根据权利要求1所述的设备，其中所述设备包含两个元件(B)。3. 根据权利要求2所述的设备，其中所述元件(B)包含导热性添加剂。4. 根据权利要求1-3中任一项所述的设备，其中元件(A)包含至少一种热释放性物质。5. 根据权利要求2-4中任一项所述的设备，其中元件(B)部分嵌入元件(A)中。6. 根据权利要求1-5中任一项所述的设备，其中所述导热性热塑性聚合物组合物包含 热塑性聚合物，所述热塑性聚合物选自由聚酰胺、聚酯、聚亚苯基硫醚、聚亚苯基氧化物、聚 砜、聚芳酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、和聚醚酰亚胺、及其混合物和其共聚物组成的组。7. 根据权利要求2-6中任一项所述的设备，其中所述元件(A)的热传递接触表面积构成 元件(A)和(B)的总热传递接触表面积的20-80%且元件(B)构成元件(A)和(B)的总热传递 接触表面积的80-20%。8. 根据权利要求1-7中任一项所述的设备，其中所述设备的厚度为0.7mm-l. 5mm。9. 根据权利要求1-8中任一项所述的设备，其中在200°C下，元件(A)的穿过平面的导热 性和/或元件(B)的穿过平面的导热性在0.3-2.5W/mK的范围内。10. 根据权利要求1-9中任一项所述的设备，其中元件(A)和/或所述元件(B)中至少一 种包含导热性添加剂，所述导热性添加剂选自由石墨、膨胀石墨、炭黑和氮化硼组成的组。11. 根据权利要求1-10中任一项所述的设备，其中元件(A)的热塑性导热性热塑性聚合 物组合物包含 (i)30-85重量％的热塑性聚合物； (ii)5-50重量％的导热性添加剂。12. 根据权利要求1-11中任一项所述的设备，其中元件(B)的热塑性导热性热塑性聚合 物组合物包含 (i)30-85重量％的聚合物； (ii)5-50重量％的导热性添加剂 (iii) 1-25重量％的待释放的物质。13. 根据权利要求2-12中任一项所述的设备，其中所述热释放性物质包含香料和/或 油，所述油选自由摩洛哥坚果油、鳄梨油、向日葵油、荷荷巴油和山茶油、及其混合物组成的 组。14. 根据权利要求6-13中任一项所述的设备，其中（A)和/或(B)中的聚合物组合物包含 选自由聚酯、共聚酯和聚酯共混物组成的组中的聚合物。15. 根据权利要求1-14中任一项所述的设备，其中元件(A)和(B)是注射模制件。16. 从如权利要求2-15中任一项所限定的组合物中释放油的方法，所述方法包括:加热 所述导热性组合物，和从而释放所述热释放性物质。17. 发型设计装置，其包含根据权利要求1-15中任一项所述的高热传递设备。18.熨烫装置，其包含根据权利要求1-15中任一项所述的高热传递设备。
【专利摘要】本发明涉及高热传递设备，其适用于直发器、卷发器或熨烫装置中且适合通过与基材直接接触从而向所述基材传递热，所述高热传递设备包含至少一个具有热传递接触表面区域的元件(A)和至少一个具有热传递接触表面区域的元件(B)，其中所述元件(A)包含导热性热塑性聚合物组合物，所述导热性热塑性聚合物组合物包含至少一种聚合物和导热性添加剂；且其中所述元件(B)包含热塑性聚合物组合物，所述热塑性聚合物组合物包含聚合物和至少一种热释放性物质。此外，本发明涉及释放热释放性物质的方法。另外，本发明涉及包含所述高热传递设备的熨烫装置、直发器和卷发器。
【IPC分类】A45D1/00, A45D2/00, D06F75/00
【公开号】CN105491911
【申请号】CN201480047681
【发明人】罗宾·伊丽莎白·玛利亚·雅克布斯·达能, 亚历山大·安东尼厄斯·马莉亚·斯特雷克斯, 弗兰西斯克斯·约翰内斯·马莉亚·德克斯, 彼得·吉斯曼, 其他发明人请求不公开姓名
【申请人】帝斯曼知识产权资产管理有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月29日
【公告号】EP3038489A1, US20160201256, WO2015028632A1
【专利说明】高热传递设备
[0001] 本发明设及高热传递设备。此外，本发明设及包含所述高热传递设备的變烫装置、 直发器和卷发器。
[0002] 向基材有效传递热难W进行。如果热传递不够有效，则合适的加热可能需要非常 高的溫度。大多数加热装置包含与待被加热的基材接触的加热金属板。
[0003] 向基材传递热可损伤基材。特别地，在高溫(例如，高于150°C的溫度)下接触基材 可引起基材燃烧。一个具体的实例是直发器应用，其中待被矫直的头发经受高溫并导致头 发的实质损伤，例如烧焦、发梢分叉、断裂、急弯(sharp bends)等。
[0004] US 6,622,735描述了一种烫发器，其包含包覆着由耐热性合成纤维的纺织布或无 纺布制成的變烫压盖的變烫器的加压表面和头发加热表面。
[0005] US 2008/0041408叙述了一种发型设计装置，其具有加热构件和包覆所述加热构 件的聚四氣乙締布。
[0006] 因此，本发明的一个目标是提供一种高热传递设备，其在等于或高于150°C的溫度 下向基材有效传递热，同时对基材造成较少损伤。
[0007] 凭借适合通过与基材直接接触从而向所述基材传递热的高热传递设备实现了该 目标，所述高热传递设备包含至少一个具有热传递接触表面区域的元件(A)，其中所述元件 (A)包含导热性热塑性聚合物组合物或者由导热性热塑性聚合物组合物组成，所述导热性 热塑性聚合物组合物包含至少一种聚合物和导热性添加剂。根据本发明的设备实现了向基 材有效提供所需热且对所述基材造成较少损伤的目标。
[000引在本发明的一个实施方式中，所述设备还包含至少一个具有热传递接触表面区域 的元件(B)，其中所述元件(B)包含聚合物组合物，所述聚合物组合物包含至少一种聚合物 和至少一种热释放性物质。在运种实施方式中，设备的元件(B)连同元件(A)允许物质释放 到基材上或基材中。热释放性物质的释放随着元件(B)的加热进行。术语"热释放性"应被理 解为在热的作用下释放物质。
[0009] 因此，根据本发明的设备通过加热的元件(A)和(B)向基材提供热。
[0010] 在根据本发明的另一个实施方式中，元件(B)包含导热性添加剂。因此，元件(B)包 含导热性热塑性聚合物组合物。
[0011] 在根据本发明的另一个实施方式中，元件(A)包含至少一种热释放性物质。
[0012] 当组合物是包含热释放性物质的导热性热塑性聚合物组合物时，热释放性物质W 均匀方式释放到基材上或基材中。当期望释放和基材加热同时进行时，导热性聚合物与热 释放性表面的存在是有益的。当设备的至少一个元件的组合物包含热释放性物质时，在热 传递至基材的同时释放物质并可进一步向基材提供护理。
[0013] 在本发明的上下文中，第二元件(B)的存在允许设备包含两种具有不同组成的元 件。
[0014] 在本发明的一个实施方式中，其中元件(A)和/或元件(B)还包含至少一种热释放 性物质。所释放的提供给基材的热释放性物质（例如香料、油或另一种护理物质）允许处理 基材。因此，在运个实施方式中，设备允许加热基材但较少损伤基材，且它还通过加热设备 向基材提供护理。因此，在本发明的上下文中，可在传递热的同时通过热释放性物质处理基 材。处理或护理基材可使得没有必要额外处理基材。因此，当使用包含根据本发明的高热传 递设备的发型设计装置时，所释放的物质调节头发，W至于设计式样之前不需要额外的保 护性发胶。
[0015] 在本发明的另一个实施方式中，元件(B)部分嵌入元件(A)中。术语"嵌入"应被理 解为"物理上包含在……中"。在本发明的上下中，至少一种元件(B)至少部分包含在元件 (A)中。换言之，元件(B)包含在元件(A)中，但元件(B)的至少一部分提供元件(B)与基材的 热传递接触表面区域。
[0016] 在本发明的上下文中，术语"高热"应被理解为最低150°C，优选地170°C，更优选地 最低180°C，最优选地最低190°C的溫度。运些应用的上限溫度通常为最高240°C，优选地最 高230°C，最优选地最高220°C。
[0017] 在本发明的上下文中，"高热传递"应被理解为通过与基材直接接触从而从设备向 基材传递热。因此，根据本发明的设备是加热设备。
[0018] 当所述设备被放置在发型设计装置中或装置上时，设备提供W下优点：减少由在 高溫下设计式样对头发造成的物理损伤，例如发梢分叉、干燥、断裂等。此外，由于根据本发 明的设备由本文所述的元件制成，所W热更加可控地转移到基材。
[0019] 在本发明的上下文中，术语"设备"应被理解为包含至少一种根据本发明的元件的 加热构件。特别地，设备可被指定为大体为矩形、大体为圆柱形、大体为=角形或适合将设 备固定在提供热的装置(例如，发型设计装置，或者用于除去织物權皱的變烫器）中或上的 任何几何形状的套(sleeve)。
[0020] 设备的优点是:热从发型设计装置或者用于除去织物權皱的變烫器通过所述设备 传递到基材(例如，头发或一件织物）。根据本发明的高热传递设备的优点是：向基材传递高 热且出现较少基材损伤，例如燃烧或者由过高溫度引起的任何损伤。设备的总厚度(元件 (A)和/或(B)的厚度)有利地在0.5-5mm的范围内，更有利地0.7-3mm，最有利地l-2mm。运种 特定厚度范围的优点为具有特别有效的热传递。
[0021 ]在本发明的上下文中，术语"通过直接接触"应被理解为根据本发明的设备和待被 加热的基材之间没有任何中间层的接触。因此，根据本发明的设备与必须向其传递热量的 基材直接接触。因此，根据本发明的设备通过与基材直接接触从而向基材传递热，设备与基 材之间没有中间织物。
[0022] 在本发明的上下文中，基材具有待被加热的表面。基材可W由任何材料组成。当高 热传递设备是发型设计装置(例如，直发器、卷发器或烫发装置)的一部分时，基材是头发。 在本发明的上下文中，作为发型设计装置的一部分的设备允许与头发直接接触W设计式 样、干燥、矫直或烫发而不损伤头发。设备可适用在发型设计装置中或其上。当设备是直发 器的一部分时，头发可被夹在在两个根据本发明的设备之间。如果设备是卷发器的圆柱件， 则头发可被固定在设备周围。
[0023] 当高热传递设备被用在變烫装置中时，基材是须要除去權皱的织物或一件衣服。
[0024] 在本发明的上下文中，设备包含至少一个元件，例如一个、两个、=个、四个或更多 个元件。
[0025] 元件具有接触基材和传递热的表面区域。在本发明中，表面区域应被理解为元件 的弯曲表面和面的全部面积。
[00%] 元件(A)包含导热性热塑性聚合物组合物，所述组合物包含至少一种热塑性聚合 物和至少一种导热性添加剂。元件(B)包含导热性热塑性聚合物组合物，所述组合物包含至 少一种热塑性聚合物、至少一种热释放性物质和任选地至少一种导热性添加剂。
[0027] 因此，设备可包含至少两种元件，其中当向设备提供热时，一种元件可释放物质。
[0028] 在本发明的上下文中，元件(A)和/或(B)中的导热性热塑性聚合物组合物包含至 少一种热塑性聚合物。元件(A)和/或(B)中的热塑性聚合物组合物是无面热塑性聚合物，例 如无氣或无氯热塑性聚合物。导热性热塑性聚合物组合物可选自聚酷胺;聚醋;聚亚芳基硫 酸例如聚亚苯基硫酸(polyphenylene sulfide);聚亚芳基氧化物（polyairlene oxide)例 如聚亚苯基氧化物;聚讽;聚芳醋;聚酷亚胺;聚(酸酬)例如聚酸酸酬;聚酸酷亚胺;聚碳酸 醋;所述聚合物相互之间和/或与其它聚合物的共聚物，包括热塑性弹性体，例如共聚酸醋 嵌段共聚物、共聚醋醋嵌段共聚物和共聚酸酷胺嵌段共聚物；W及所述聚合物和共聚物的 混合物。热塑性聚合物合适地是半结晶或液晶聚合物、热塑性弹性体、或其组合。
[0029] 优选地，热塑性聚合物选自由聚酷胺、聚醋、聚亚苯基硫酸、聚亚苯基氧化物、聚 讽、聚芳醋、聚酷亚胺、聚酸酸酬、和聚酸酷亚胺、及其混合物和共聚物组成的组。当元件(A) 和/或(B)中的聚合物选自由聚酷胺、聚醋、聚亚苯基硫酸、聚亚苯基氧化物、聚讽、聚芳醋、 聚酷亚胺、聚酸酸酬和聚酸酷亚胺、及其混合物和其共聚物组成的组时，获得了有益的结 果。
[0030] 更优选地，热塑性聚合物包含聚酷胺。热塑性聚酷胺的优点是具有良好的热性能 和模具填充特征。仍然更优选地，热塑性聚合物包含烙点为最低200°C、更优选地最低220 °C、最优选地最低230°C的聚酷胺。烙点较高的聚酷胺的优点是:热性能被进一步改善。术语 "烙点"在本文中被理解为通过DSC利用5°C的加热速率测量的落在烙融范围内且显示出最 高烙融速率的溫度。
[0031] 在本发明的上下文中，导热性热塑性聚合物组合物包含导热性添加剂。
[0032] 导热性添加剂在本发明中的含义，包括任何下述材料，所述材料可分散在至少一 种热塑性聚合物中且其导热性MW/m.K)比至少一种热塑性聚合物的导热性高至少5倍、优 选地至少10倍、更优选地至少25倍。
[0033] 导热性添加剂是本领域技术人员已知的，其包括金属、陶瓷或碳。具体地，常见的 导热性添加剂的实例包括侣、氧化侣、铜、儀、黄铜、碳(例如炭黑和石墨）、氮化娃、氮化侣、 氮化棚、氧化锋、玻璃、云母、氧化铁、氧化巧和碳化棚。优选地，根据本发明的设备包含石 墨，更优选地膨胀石墨。
[0034] 优选地，导热性添加剂的形式是薄片形状的石墨粉。"薄片"在本文中应被理解为 =维差异巨大W至于最小的维度(厚度）比颗粒在另外两个维度(长度和宽度）的尺寸要小 得多的扁平形颗粒。薄片可由一个或多个紧密堆积在一起的各个石墨层组成。
[0035] 薄片的厚度(最小维度)小于5(K)nm，优选地小于200nm，更优选地小于lOOnm，甚至 更优选地小于80皿，最优选地小于50nm。为了清楚起见，应该指出：薄片不需要具有扁平结 构。由于厚度极低，所W可W使运些薄片变弯、弯曲、成波浪形或者W其它方式变形。
[0036] 薄片的厚度可通过标准方法(例如，通过电子显微镜学)来测定。
[0037] 如果没有另外指出，术语"石墨粉"包含小于500皿的薄片，运还旨在包括更薄薄片 的优选实施方式。运种石墨粉也被表示为薄片形式的石墨粉。
[0038] 出乎意料地，即使重量百分比相对低的石墨粉导热性添加剂也能赋予热塑性聚合 物相对高的导热性。基于聚合物组合物的总重量，热塑性组合物中负载5-40重量％的石墨 粉足W获得具有合理的导热性值的聚合物组合物。优选地，基于聚合物组合物的总重量，根 据本发明的导热性聚合物组合物包含10-30重量％的石墨粉。由于导热性添加剂的量相对 低，所W相较于大多数需要大量导热性添加剂W获得合理导热性值的已知导热性聚合物组 合物，本发明的聚合物组合物具有较好的流动和机械性质。
[0039] 通常，导热性热塑性聚合物组合物中使用的石墨粉的特征为：相对高的比表面积 和相对大的颗粒尺寸。优选地，石墨粉的BET比表面积为至少IOmVg且其颗粒尺寸分布特征 是D(v，0.9)为至少50WI1。包含合成石墨和天然石墨二者的正常石墨粉具有高比表面积和小 颗粒尺寸的组合，或者反之，低比表面积和大颗粒尺寸的组合。
[0040] 导热性热塑性聚合物组合物中使用的石墨粉的肥T比表面积优选地为至少IOmV g，更优选地至少15m 2/g，甚至更优选地至少20mVg，最优选地至少25m2/g"BET比表面积根据 ASTM D3037来测定。
[0041] 本发明的石墨粉的颗粒尺寸分布具有W下特征:D(v，0.9)优选地为至少50皿，更 优选地至少sown，甚至更优选地至少70WI1，最优选地至少sown。在一些实施方式中，颗粒尺 寸分布还具有W下特征:体积中值直径D (V，0.5)为至少20iitm，优选地至少25WI1，更优选地 至少30皿，最优选地至少35皿。此外，颗粒尺寸分布通常具有W下特征:D(v，0.1)为至少化 m，优选地至少7皿，更优选地至少祉m，最优选地至少9皿。在一个实施方式中，石墨粉的颗粒 尺寸分布具有W下特征:D(V，0.9)为至少50皿，体积中值直径D(V，0.5)为至少20邮，D(V， 0.1)为至少6WI1。颗粒尺寸不受特定最大限度的束缚，但在实际中，颗粒尺寸受所需的最小 比表面积的限制。最小比表面积越大，则颗粒通常越小且颗粒的最大尺寸约小。
[0042] D(v，0.9)、D(v，0.5)和D(v，0.1)是通过激光衍射利用Malvern Mastersizer测定 的。
[0043] 通常，石墨粉的二甲苯密度在2.0-2.4g/cm3、优选地2.1-2.3g/cm 3、更优选地2.20-2.27g/cm3的范围内。适合作为导热性聚合物组合物中的导热性添加剂的石墨粉可W W商 品名TlMREX⑥BNB90购自TIMCAL Ltd. ,Bodio，瑞±。
[0044] 导热性热塑性聚合物组合物可任选地包含本领域技术人员已知通常用在聚合物 组合物中的任何辅助添加剂。优选地，运些其它添加剂不应该有损于，或者显著有损于本发 明。
[0045] 运种添加剂包括非传导性填料;颜料;分散助剂;加工助剂例如润滑剂、脱模剂、流 动添加剂;抗冲击改性剂;塑化剂;结晶促进剂;成核剂;阻燃剂;UV稳定剂;抗氧化剂;热稳 定剂。
[0046] 特别地，运种添加剂包括被认为不导热的其它填料，例如非传导性增强填料。可被 用作导热性聚合物组合物的添加剂的非传导性填料包括非传导性无机填料。适合用作非传 导性无机填料的是所有填料，例如本领域技术人员已知的增强和增容填料，例如石棉、云 母、黏±、般烧黏±、滑石、娃酸盐例如巧娃石、和二氧化娃，尤其是玻璃纤维。在该上下文 中，"不导热的"或者"非传导性的"被用于描述运样的填充材料，其固有导热性A(W/m.K)比 至少一种热塑性聚合物的导热性高不到5倍。
[0047] 在一个实施方式中，根据本发明的设备的元件包含导热性热塑性聚合物组合物， 所述聚合物组合物还包含玻璃纤维，通常是基于包含填料和其它任选组分的聚合物组合物 的总重量10-40重量％的玻璃纤维。
[0048] 在本发明的上下文中，设备的至少一种元件包含导热性热塑性聚合物组合物，所 述聚合物组合物穿过平面的导热性为〇.3-5W/m ? K，优选地0.75-3W/m ? K，更优选地0.8-2.5W/m ? Ko
[0049] 在本发明的上下文中，设备包含导热性热塑性聚合物组合物，所述聚合物组合物 具有高导热性和良好机械性能，其可因导热性添加剂的量而在宽范围内变化;和任选的其 它添加剂。归因于薄片形式的石墨粉，即使导热性添加剂的总量很低，也能获得合理的高导 热性，所述合理的高导热性要利用含量高得多的许多其它导热性填料才能达到且W机械性 能为代价。在导热性添加剂的总量较高时，获得了比用量相似的其它导热性添加剂高得多 的导热性。
[0050] 根据本发明的一个实施方式，高热传递设备元件(A)构成元件(A)和/或(B)的总热 传递接触表面积的5-100%，元件(B)构成元件(A)和/或(B)的总热传递接触表面积的95-0%。有利地，高热传递设备元件(A)构成元件(A)和/或（B)的总热传递接触表面积的20-80 %，优选地40-60 %，最优选地50 %。元件(B)构成元件(A)和/或(B)的总热传递接触表面 积的20-80%，优选地40-60%，最优选地50%。
[0051 ]在本发明的一个实施方式中，在200°C下，元件(A)穿过平面的导热性为0.7-3.抓/ !!!?1(，优选地1.0-2.抓/111*1(，更优选地1.5-2.1胖/111*1(。
[0052] 在本发明的一个实施方式中，元件(B)穿过平面的导热性为0.3-2.5W/m-K，优选 地0.6-2.5胖/111*1(。
[0053] 在本发明的上下文中，术语"至少一个"应被理解为一个、两个、=个、四个、五个、 六个或更多个。
[0054] 在本发明的一个实施方式中，元件(B) W两个分开的部分存在。因此，在该实施方 式中，元件(B)包含一个元件(A)且2个元件(B)彼此分开。
[0055] 在本发明的上下文中，设备包含至少一个含有导热性热塑性聚合物组合物的元件 (A)和/或(B)，所述导热性热塑性聚合物组合物包含
[0化6] (i)基于组合物的总重量，30-85重量％、有利地40-75重量％的至少一种热塑性聚 合物；
[0化7] (ii)基于组合物的总重量，5-50重量％、有利地15-30重量％的导热性添加剂。
[005引任选地，元件(A)和/或(B)包含
[0化9] (iii)基于组合物的总重量，1-25重量％、有利地1-20重量％、更有利地1-7重量％ 的待释放的物质。
[0060] 因此，在本发明的一个实施方式中，高热传递设备包含至少两个由不同组合物制 成的元件(元件(A)和元件(B))。该设备适合通过与基材直接接触而向所述基材传递热，
[0061] 其中高热传递设备元件(A)包含第一导热性热塑性聚合物组合物，所述组合物包 含：
[0062] (a)至少一种聚合物.
[0063] (b)至少一种导热性添加剂；
[0064] (C)任选地，热释放性物质；
[0065] 其中高热传递设备元件(B)包含第二导热性热塑性聚合物组合物，所述组合物包 含 ：
[0066] (i)聚合物；
[0067] (ii)至少一种热释放性物质；
[0068] (i i i)任选地，至少一种导热性添加剂。
[0069] 如上文所指出，根据本发明的设备包含至少一种含导热性热塑性聚合物组合物的 元件，所述组合物具有确保良好热加工性的良好流动性，例如具有至少40mm，更优选地至少 70mm，最优选地至少IOOmm的螺旋流动长度。通过将烙融的热塑性材料注射到尺寸为280X 15X Imm的长螺旋通道腔室中来测定螺旋流动长度，所产生的材料流的长度即为其螺旋流 动长度。通过使用理论射出容积为38cm 3的22mm Engel 45B L/d = 19注射模塑机来注射材 料;料筒溫度比主要聚合物组分的烙点高l〇°C，且有效注射压力为lOOMPa。
[0070] 根据本发明的高热传递设备还具有W下特征:其由具有合理的机械性能的材料制 成的元件组成，所述合理的机械性能例如：
[0071 ]-最低40MPa、优选地最低50MPa、更优选地最低60MPa的拉伸强度；
[0072] -至少0.7%、优选地至少1.0%、更优选地至少1.5%的断裂伸长率；
[0073] -最低4000MPa、更优选地最低6000M化的刚度；
[0074] -拉伸模量、拉伸强度和断裂伸长率是在23°C和5mm/min下根据ISO 527测定的;设 备的不同元件的热塑性材料的干燥粒化是在注射模塑W形成用于拉伸试验的符合ISO 527 IA型的厚度为4mm的试验棒之后检测的。
[0075] 在本发明的上下文中，热释放性物质是提供热时可被释放的物质，其包括本领域 已知的通常可接受的物质。换言之，当本发明的含热释放性物质的导热性热塑性聚合物组 合物被加热时，释放所述物质。在高热传递设备中，当设备被加热并通过与基材直接接触而 向所述基材传递热时，物质被释放到基材上。在本发明的实施方式中，热释放性物质可W是 香料和/或油。香料提供香味或味道，所述香味或味道由蒸汽形式的香料的释放提供。油作 为液体释放到基材上并向基材提供护理或处理。
[0076] 在本发明的一个实施方式中，热释放性物质可选自由天然油，例如摩洛哥坚果油、 鳄梨油、向日葵油、荷荷己油、山茶油；甘油立醋；聚二甲基硅氧烷(PDMS);硅油；石油馈出 物，例如角整締、角整烧、石蜡组成的组。
[0077] 热释放性物质是根据本发明的设备的至少一个元件的任选组分，其优点为:不需 要在基材或设备上额外涂覆物质。换言之，因为热释放性物质可W是处理物质、个人护理物 质和/或提供维生素、矿物质、水分的物质，所W在使用设备之前、期间或之后，不需要在基 材或设备上预先涂覆任何物质。
[0078] 根据本发明，通过注射模塑来制造设备。因此，元件(A)和(B)优选地是注射模制 件。元件(A)和(B)还可W通过本身已知的方法2K模塑来制造。
[0079] 本发明的一个方面设及一种装置，所述装置包含根据本发明的高热传递设备，例 如发型设计装置或變烫装置。
[0080] 如下测量材料的导热性。使用来自化tzsch的LFA447Nanof Iash进行导热性测量。 样品获自120xl20xlmm的注射模制件并从模制件的中间切下W避免可能的边缘效应，边缘 效应反过来可能会影响导热性。利用运种类型的几何体时，通常可利用W下3个参数来描述 方向依赖性的导热性：A丄、A//和A±，其中Al是穿过面的导热性，A//是最大面内导热性 方向上的面内导热性，A±是最小面内导热性方向上的面内导热性。对于穿过面的测量，使 用厚度为1mm的IOmmX IOmm的标准几何体。
[0081] 测量方法使用所谓的闪光法，其中通过闪光灯加热材料的一侧并利用红外检测器 在材料的另一侧测量材料的溫度曲线。提前利用石墨喷雾将材料喷涂成黑色，W获得黑色 福射体。由测量到的溫度曲线的合适参数来计算热扩散性a(T)，一些理论模型可供利用。通 常使用所谓的Cowan模型。为了测定样品的热容，在每个测量循环中还必须测量参照样品 (具有已知的热性能）。通常使用Pyroceram 9606。可通过将未知样品测量到的溫度曲线的 峰高与参照样品的峰高进行比较来计算热容。为了得到恰当的热容结果，样品的几何形状 应该尽可能接近参照样品的维度(使用厚度为1mm的IOmmX IOmm的参照正方形样品）。通过 测量样品的长度、宽度和厚度并测量样品的质量来测定样品的密度。由热扩散性(D)、密度 (P)和热容(Cp),可W测定材料的导热性。对于穿过面的传导性(A丄），应用下式：
[0082] A丄=a丄（T)*p*Cp。
[0083] 所有测量均可在周围环境至300°C的溫度范围内进行。
[0084] 通过下图来阐释本发明。通过实施例和对比例来进一步阐释本发明。
[0085] 图1:根据本发明的高热传递设备（横断面），其包含本文所述的元件(A)和元件 (B)。
[0086] 图2:根据本发明的高热传递设备（顶视图），其包含本文所述的元件(A)和元件 (B)。 实施例
[0087] 使用的材料 [008引聚合物：
[0089] PA-6 =聚酷胺-6 = DSM的Akulon K125或Akulon K122
[0090] PA-66 =聚酷胺-6,6 = DSM 的 S222
[0091 ] PA-46 =聚酷胺-4，6 = DSM 的 KS200
[0092] PA-4,10 =聚酷胺-4, IO = DSM的EcoPaxx Q150MS
[0093] SPS =间规聚苯乙締 （Idemitsu 化emicals EuropeiXarec 90ZC，Xarec 300ZC， Xarec 142ZE)
[0094] 阳T(5018)=聚对苯二甲酸乙二醇醋=DSM的 Amite?BAGA 5018
[00巧]PBT-Eco = DSM的聚对苯二甲酸下二醇醋-共-二聚脂肪酸20%DFA(烙融体积率= 3)
[0096] PBT-Ec〇-2 = DSM的聚对苯二甲酸下二醇醋-共-二聚脂肪酸20%DFA(烙融体积率 = 25)
[0097] PBT-Ec〇-3 = DSM的聚对苯二甲酸下二醇醋-共-二聚脂肪酸40%DFA(烙融体积率 = 40)
[009引 PBT-E = DSM的聚对苯二甲酸下二醇醋-共-聚四氨巧喃=Arm化!狼化740 (烙融体 积率= 15)
[0099] PBT =聚对苯二甲酸下二醇醋
[0100] PBN-D =聚对苯二甲酸下二醇醋-共-二聚脂肪酸酷胺=DSM的实验产品
[OW] Comp =用于PA与SPS的增容剂：酸改性的聚（亚苯基酸）CX-I，FA-PPE( Idemitsu Kosan Co.,Ltd)
[0102] 导热性添加剂
[0103] 膨胀石墨（C-Therm 01)
[0104] 膨胀石墨化CO地it GFG1200)
[01 化]炭黑（Timcal Ensaco260G)
[0106] 氮化棚
[0107] 油；
[0108] 摩洛哥坚果油= DSM Nutritional Products的产品代码50 3808 1
[0109] 鳄梨油=酪梨油，Avoaodo oil RBDJMCD的代码266554
[0110] 向日葵油=Volatile的产品代码1665N
[0111] 山茶巧油=Cropure 化chayu-LQ-(肝），Croda的产品代码SV70391
[0112] 荷荷己油=荷荷己巧油=化oda的化opure Jojoba [011引其它添加剂：
[0114] Irganox-1076 = Ciba(BASF)的稳定剂 Irganoxl076
[0115] Irganox-1098 = Ciba(BASF)的稳定剂 Irganoxl098
[0116] bganox-Bl 171 =Ciba(BASF)的稳定剂Irganox BI 171
[0117] 玻璃= Owens Corning的3B CS173-X11
[0118] 表1显示了其导热性被测量的根据本发明的各种组合物。
[0119] 制备组合物
[0120] 根据下表制备各种组合物。在最低等于组合物的聚合物的Tg或Tm的最高值的加工 溫度下在双螺杆挤出机如ZSK30/44D上混合组合物。混合之后，在水浴或冷却带中冷却热聚 合物组合物线(string)并切割成适合注射模塑的颗粒。
[0。。注射模塑
[0122] 在E ngel 110上进行注射模塑，Engel 110是螺杆直径为30mm且最大锁模力为110 吨的机器。使用120xl20xlmm的板在该机器上生产几乎所有组合物的120xl20xlmm板，对于 一些材料，机械试验棒也在Engel 110上生产，对于运些试验棒，使用板ISO 527-1A pr.80* 10*42v。从板上切下小板(plaque) W测定当用在矫直器上时，从组合物释放的热释放性物 质。试验棒(狗骨式)被用于产生各种组合物的应力应变曲线。
[01U] 头发损伤测量(表3)
[0124] 将表3中列出的矫直器加热至200°C。头发样品通过胶合部分结合在一起作为宽 1.5em、自由长度为23em的试验材料被使用，其中所述胶合部分不用矫直器化Iebe化esse dicht aus Euro-Natur-Haar,remis,Farbe 6/0,Kerling International Haarfabrik GmbH,货号826500)拉伸。一个冲程(stroke)被定义为利用矫直器W每次拉伸约10秒来拉伸 头发样品。
[0125] 为了供套(sleeve)使用，利用W下组合物通过化模塑来制备2个厚1.5mm的套：
[0126] 套1:元件A =与表1的实施例2中所述相同的组合物，且
[0127]元件B =与表2的组合物6相似但不含油的组合物；
[012引套2:元件A =与表1的实施例2中所述相同的组合物，且 [0129]元件B =与表2的实施例6中所述相同的组合物，因此含有油。
[0。0] DSC 测量
[0131] 测量之前，将头发样品切成细小的片断（~2mm)并储存在受控条件（~24小时，22 °C，55%的相对湿度)下W确保含水量不变。称量7-lOmg每种样品片断并放入相蜗内。
[0132] 在密封相蜗之前，加入SOiiL蒸馈水(pH 6.7)并储存密封的相蜗过夜（测量前约~ 14小时）W允许头发纤维变湿。
[0133] 在加热速率为lOK/min下，DSC扫描的溫度范围为50-180°C。每个样品进行3次测 量，表征吸热效应的洽AH和峰值溫度化各自被报告为平均值。数据被归一化为片断的加权 量。受损头发显示出的DSC值比处理前头发的DSC值降低。
[0134] 拉伸强度方法
[0135] 给定的冲程数之后且在拉伸测量之前，将头发样品储存在恒定的环境室内条件 (~48小时，22°C，55%的相对湿度)下W确保含水量不变。然后，使用带有抛光顶面的不诱 钢样品装置和压力机在金属權皱物krimp)中卷曲单根头发纤维。凹槽向下跑到具有2个用 于定位卷曲标记的相距30mm的具有标签的块上，且与扫描仪上的样品垫匹配。
[0136] 使用由Miniature Tensile Tester Model 675(MTT675)和Fibre Dimensional Analysis Unit Model 765(FDAS765)(它们二者均通过UvWin软件进行操作）组成的Dia-Stron设备进行干燥(22°C,55%的相对湿度)拉伸测量。FDAS765是围绕Mitutoyo LSM500激 光扫描测量仪建立的精确工具。
[0137] 20mm/min的拉伸速率、Igmf的Gauge力被设置为初始条件。
[0138] 受损头发显示出的拉伸强度比处理前头发的拉伸强度降低。
[0139]
[0142]表1和2显示了适用于根据本发明的高热传递设备的组合物;对比例(：_1至(：_3展示 了较低的导热性，运是因为缺乏导热性添加剂。
[0143]表3显示了包含导热性添加剂的根据本发明的高热传递设备，与根据现有技术的 直发器（因而具有侣制的接触表面)相比，其展示出较少的头发损伤。对比例C显示：向头发 应用保护喷雾之后，头发也展示出较少损伤。根据本发明的高热传递设备展示出相似的结 果但无需在头发上应用保护喷雾。特别地，50个冲程之后，用无套的直发器处理过的头发展 示出大量损伤，运可W通过与未经处理的头发相比较低的拉伸强度值和DSC值看到。通过根 据本发明的高热传递设备处理的头发显示出相似的拉伸强度值和DSC值，从而例证了几乎 没有观察到任何损伤。
【主权项】
1. 高热传递设备，其适用于直发器、卷发器或熨烫装置中且适合通过与基材直接接触 从而向所述基材传递热，所述高热传递设备包含至少一个具有热传递接触表面区域的元件 (A)和至少一个具有热传递接触表面区域的元件(B)， 其中所述元件(A)包含导热性热塑性聚合物组合物，所述导热性热塑性聚合物组合物 包含至少一种聚合物和导热性添加剂;且其中元件(B)包含热塑性聚合物组合物，所述热塑 性聚合物组合物包含聚合物和至少一种热释放性物质。2. 根据权利要求1所述的设备，其中所述设备包含两个元件(B)。3. 根据权利要求2所述的设备，其中所述元件(B)包含导热性添加剂。4. 根据权利要求1-3中任一项所述的设备，其中元件(A)包含至少一种热释放性物质。5. 根据权利要求2-4中任一项所述的设备，其中元件(B)部分嵌入元件(A)中。6. 根据权利要求1-5中任一项所述的设备，其中所述导热性热塑性聚合物组合物包含 热塑性聚合物，所述热塑性聚合物选自由聚酰胺、聚酯、聚亚苯基硫醚、聚亚苯基氧化物、聚 砜、聚芳酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、和聚醚酰亚胺、及其混合物和其共聚物组成的组。7. 根据权利要求2-6中任一项所述的设备，其中所述元件(A)的热传递接触表面积构成 元件(A)和(B)的总热传递接触表面积的20-80%且元件(B)构成元件(A)和(B)的总热传递 接触表面积的80-20%。8. 根据权利要求1-7中任一项所述的设备，其中所述设备的厚度为0.7mm-l. 5mm。9. 根据权利要求1-8中任一项所述的设备，其中在200°C下，元件(A)的穿过平面的导热 性和/或元件(B)的穿过平面的导热性在0.3-2.5W/mK的范围内。10. 根据权利要求1-9中任一项所述的设备，其中元件(A)和/或所述元件(B)中至少一 种包含导热性添加剂，所述导热性添加剂选自由石墨、膨胀石墨、炭黑和氮化硼组成的组。11. 根据权利要求1-10中任一项所述的设备，其中元件(A)的热塑性导热性热塑性聚合 物组合物包含 (i)30-85重量％的热塑性聚合物； (ii)5-50重量％的导热性添加剂。12. 根据权利要求1-11中任一项所述的设备，其中元件(B)的热塑性导热性热塑性聚合 物组合物包含 (i)30-85重量％的聚合物； (ii)5-50重量％的导热性添加剂 (iii) 1-25重量％的待释放的物质。13. 根据权利要求2-12中任一项所述的设备，其中所述热释放性物质包含香料和/或 油，所述油选自由摩洛哥坚果油、鳄梨油、向日葵油、荷荷巴油和山茶油、及其混合物组成的 组。14. 根据权利要求6-13中任一项所述的设备，其中（A)和/或(B)中的聚合物组合物包含 选自由聚酯、共聚酯和聚酯共混物组成的组中的聚合物。15. 根据权利要求1-14中任一项所述的设备，其中元件(A)和(B)是注射模制件。16. 从如权利要求2-15中任一项所限定的组合物中释放油的方法，所述方法包括:加热 所述导热性组合物，和从而释放所述热释放性物质。17. 发型设计装置，其包含根据权利要求1-15中任一项所述的高热传递设备。18.熨烫装置，其包含根据权利要求1-15中任一项所述的高热传递设备。
【专利摘要】本发明涉及高热传递设备，其适用于直发器、卷发器或熨烫装置中且适合通过与基材直接接触从而向所述基材传递热，所述高热传递设备包含至少一个具有热传递接触表面区域的元件(A)和至少一个具有热传递接触表面区域的元件(B)，其中所述元件(A)包含导热性热塑性聚合物组合物，所述导热性热塑性聚合物组合物包含至少一种聚合物和导热性添加剂；且其中所述元件(B)包含热塑性聚合物组合物，所述热塑性聚合物组合物包含聚合物和至少一种热释放性物质。此外，本发明涉及释放热释放性物质的方法。另外，本发明涉及包含所述高热传递设备的熨烫装置、直发器和卷发器。
【IPC分类】A45D1/00, A45D2/00, D06F75/00
【公开号】CN105491911
【申请号】CN201480047681
【发明人】罗宾·伊丽莎白·玛利亚·雅克布斯·达能, 亚历山大·安东尼厄斯·马莉亚·斯特雷克斯, 弗兰西斯克斯·约翰内斯·马莉亚·德克斯, 彼得·吉斯曼, 其他发明人请求不公开姓名
【申请人】帝斯曼知识产权资产管理有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月29日
【公告号】EP3038489A1, US20160201256, WO2015028632A1
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