زمينه ي فني اين اختراع مربوط به ذخيره ي انرژي گرمايي مي باشد كه در اكثر صنايع اعم از صنايع ساختمان و نساجي كاربرد دارد. فرآيند تبديل ماده از حالتي به حالت ديگر، تغيير فاز ناميده مي شود و موادي كه تحت اين فرآيند قرار ميگيرند را به عنوان مواد تغيير دهنده ي فاز (PCM) مي شناسند. نمكهاي هيدراته ازگروه مواد تغيير دهنده ي فاز معدني هستند كه به دليل دانسيته ي ذخيره حجمي بالا، رسانايي گرمايي نسبتاً بالا و قيمت مناسب تر در مقايسه با مواد آلي، براي استفاده در ذخيره ي انرژي گرمايي مواد مناسبي هستند. اگرچه اين مواد مزاياي زيادي دارند ولي دو مشكل جدايي فاز و subcooling سبب كاهش پايداري خواص حرارتي اين تركيبات در تكرار سيكل هاي حرارتي مي شود. در اين اختراع ماده ي تغيير دهنده فاز جامد-مايع براي ذخيره ي انرژي گرمايي در كاربرد در دماي پايين آماده شد. اين ماده بر پايه ي سديم سولفات 10آبه مي باشد كه در محدوده دمايي 35-30 بدون مشكلات ذوب نايكنواخت و subcooling ذوب مي شود. خواص حرارتي اين ماده ي تغيير دهنده فاز با استفاده از سديم تترابورات و نانورس اصلاح شد. علاوه بر اين به جاي استفاده از كريستالهاي سديم سولفات10آبه ي خالص از محلول سديم سولفات ناخالص استفاده شد و خواص حرارتي مشابهي مشاهده گرديد.

الياف و منسوجاتي كه ويژگي تطبيق پذيري با شرايط آب و هوايي پيرامون را دارند اخيراً توجه زيادي را به خود جلب كرده اندكه مي توان با استفاده از مواد تغيير دهنده ي فاز به اين ويژگي دست يافت. در بيشتر موارد براي كاربرد مواد تغيير دهنده ي فاز در منسوجات لازم است كه اين مواد ميكروكپسول گردند. ميكروكپسول كردن مزاياي زيادي دارد ولي اين تكنيك براي مواد تغيير دهنده ي فاز معدني مناسب نيست. يكي از مشكلات نمك هاي هيدراته با دماي ذوب در محدوده دماي بدن انسان، سرعت بالاي دي هيدراته شدن اين مواد است بنابراين نمي توان اين مواد را به روش هاي معمول در ساختار منسوج وارد كرد. در اين اختراع به منظور بهبود خواص حرارتي منسوج از يك ماتريس پليمري الاستومر براي حبس و نگهداري PCM معدني بر روي منسوج استفاده شد كه يك روش مناسب است؛ زيرا ديگر نيازي به ميكروكپسول كردن PCM نمي باشدو همچنين به اين روش مي توان مشكلات جدايي فاز و subcooling ماده ي تغيير دهنده ي فاز معدني را برطرف نمود.

در اين اختراع روش جديدي براي سنتز تونر الكتروگرافي ارائه شده است. در اين روش، پليمريزاسيون به گونه اي انجام مي شود كه با حداقل زمان ممكن، تونري با ويژگي هاي فيزيكي مطلوب و با حداكثر راندمان به دست خواهد آمد.

در نوآوري حاضر كه براي اولين بار در ايران انجام شده است اثر ضد ميكروبي با استفاده از چاي سبز و روناس به همراه دندانه آلومينيوم بر روي كالاي پشمي ايجاد شد. در واقع از اين دو رنگزا براي رنگرزي و تكميل ضد ميكروب استفاده گرديد. براي استخراج رنگزا از روش جوشاندن پودر اين گياهان استفاده شد. پودر چاي سبز و روناس به مدت 1 ساعت با استفاده از دستگاه TEXOMAT جوشانده شد. محلول حاصله را از صافيهاي با نمره مش بالا عبور داده و بدين ترتيب محصول رنگزا را صاف كرده و از محلول زير صافي به عنوان رنگزا استفاده نموديم. تكنيك رنگرزي روش پيش دندانه دار كردن بوده و براي بررسي اثر ضد ميكروب از روش AATCC Test Method 100-1993 استفاده شد. انواع باكتريهايي كه در اين نورآوري مورد بررسي قرار گرفته است اشرشياكلي، استافيلوكوكوس اورئوس ، سودوموناس مي باشد. نتايج نشان داد كه اين دو رنگزا قادر به از بين بردن بيش از 97% باكتري بوده و در عين حال شيدهاي رنگي مطلوب با ثبات خيلي خوب در مقابل شستشو و نور را براي ما ايجاد كرده اند. انجام اين كار به لحاظ صنعتي مشكل اجرايي نداشته و قابل اجرا در اكثر كارخانجات صنعت نساجي مي باشد و نياز به تجهيزات خاص و غير قابل دسترس به لحاظ صنعتي نمي باشد.

امروزه علاقه به كالاهاي رنگرزي شده با رنگهاي طبيعي در بين جوامع مختلف رو به گسترش مي باشد. از جمله دلايل گرايش به كالاهاي رنگرزي شده با رنگهاي طبيعي، دوستدار محيط زيست بودن، سلامتي ذاتي اين رنگها و به همان اندازه خاصيت سميت و آلرژيك پايين در آنها مي باشد. در نوآوري حاضر ما از پوست انار، پوست گردو و حنا به منظور ضد ميكروب كردن كالاي پشمي استفاده نموده و در حقيقت عمليات رنگرزي و ضد ميكروب نمودن همزمان كالاي پشمي را با استفاده از اين سه رنگزاي گياهي انجام داديم. براي استخراج رنگزا از روش جوشاندن پودر اين گياهان استفاده شد. پودر پوست گردو، پوست انار و حنا با استفاده از دستگاه TEXOMAT جوشانده شد. محلول حاصله را از صافيهاي با نمره مش بالا عبور داده و بدين ترتيب محلول رنگزا را صاف كرده و از محلول زير صافي به عنوان رنگزا استفاده نموديم. براي رنگرزي از روش دندانه دار كردن با نمكهاي فلزي استفاده نموده. در تحقيق حاضر ما از نمكهاي سولفات مس و سولفات آلومينيوم به عنوان دندانه استفاده كرديم. براي بررسي اثر ضد ميكروب نيز از روش AATCC 100-1993 استفاده شد. انواع باكتريهايي كه در اين نوآوري مورد بررسي قرار گرفته است اشرشياكلي ، استافيلوكوكوس اورئوس، پسودوموناس مي باشد. اين نوآوري براي اولين بار در ايران انجام شده و به لحاظ صنعتي مشكل اجرائي نداشته و تمامي مراحل قابل اجرا در اكثر كارخانجات صنعت نساجي بوده و نياز به تجهيزات خاص و غير قابل دسترس به لحاظ صنعتي نمي باشد.

تعداد زيادي از گياهان علاوه بر اينكه مي توانند به عنوان رنگ به كار روند، خواص داروئي نيز داشته و تعدادي از آنها خاصيت ضد ميكروب قابل توجهي را نشان داده اند و چون خاصيت سميت نداشته و دوستدار محيط زيست هستند توجه زيادي را به خود جلب كرده اند. چنين مواردي ما بر آن داشت كه سعي بر استفاده از گياهان طبيعي به منظور ضد ميكروب كالاي پشمي نموده و در واقع عمليات رنگرزي و ضد ميكروب نمودن همزمان كالاي پشمي را با استفاده از دو رنگزاي گلبرگ زعفران و زرد چوبه انجام دهيم. براي استخراج رنگزا از روش جوشاندن پودر اين گياهان استفاده شد. پودر گلبرگ زعفران و زرد چوبه با استفاده از دستگاه TEXOMAT جوشاندهخ شد. محلول حاصله را از صافيهاي با نمره مش بالا عبور داده و بدين ترتيب محلول رنگزا را صاف كرده و از محلول زير صافي به عنوان رنگزا استفاده نموديم. در رنگرزي از روش Bottom chrome استفاده شد. در راستاي عمليات دندانه دار كردن از نمك سولفات آلومينيوم استفاده گرديد. براي بررسي اثر ضد ميكروب نيز از روش AATCC Test Method 100-1993 استفاده نموديم. اثر ضد ميكروب منسوجات رنگرزي شده با باكتري هاي استافيلوكوكوس اورئوس، سودوموناس آئروژينوزا، اشرشياكلي انجام شد. اين نورآوري براي اولين بار در ايران انجام شده است. در اين نوآوري كالاي حاصله پايداري و دوام بالايي در برابر شستشو داشته و صرفه جويي زيادي در هزينه ، زمان و مواد مصرفي ايجاد مي كند. روش كاربرد آن هم راحت بوده و الودگي محيط زيست بوجود نمي آيد. از لحاظ صنعتي مشكل اجرايي نداشته و نياز به تجهيزات خاص و غير قابل دسترس نمي باشد.

امروزه كپسوله كردن ماده فعال درون يك ماتريس در مقياس ميكرو و نانو به دليل پايداري و افزايش خواص ماده فعال بسيار مورد توجه قرار گرفته است. يكي از موادي كه اخيراً مورد توجه محققان قرار گرفته است، مواد تغيير فاز دهنده است. موادي كه دماي ذوب آنها نزديك دماي مطلوبي است به طوري كه گرماي ذوب آنها مي¬تواند نوسانات حراراتي محيط را كنترل كند. اين مواد مي¬توانند طي انتقال فاز در نقاط ذوب خود، مقدار زيادي از انرژي حرارتي را جذب، نگهداري و آزاد كنند. اين امر سبب مي¬شود كه انرژي ذخيره شود و ماده عايق با دماي پايدار ايجاد كند. به دليل افزايش قيمت انرژي و تقاضا براي مواد با كارايي بالا براي مديريت انرژي حرارتي، مواد تغيير فاز دهنده موضوع اصلي محققان در صنايع و مراكز علمي قرار گرفته است. از آنجا كه ذوب و انجماد ماده تغيير فاز دهنده طي مصرف به سرعت صورت مي¬گيرد لذا پايدار نمودن آن درون يك ماتريس جامد ضروري است. امروزه توليد ميكروكپسول¬هاي حاوي مواد تغيير فاز دهنده به روش پليمريزاسيون بين سطحي، پليمريزاسيون درجا و توده¬سازي انجام مي¬شود. با توجه به برخي معايب اين فرآيندها نظير محدوديت در توليد كپسول با ابعاد ريز، عدم كنترل دقيق اندازه و شكل كپسول، استفاده از مواد افزودني و سطح فعال¬ها، نياز به تنظيم اسيديته محيط، فرآيند چند مرحله¬اي و غيره، طراحي فرايند جديد يك مرحله¬اي و بدون نياز به مواد افزودني مي¬تواند در توليد ميكروكپسول مواد تغيير فاز دهنده جالب توجه باشد. لذا هدف اختراع، توليد ميكروكپسول مواد تغيير فاز دهنده به روشي جديد و بر مبناي توسعه فرآيند الكترواسپري است. در اين روش، توليد ميكروكپسول طي يك مرحله و بدون نياز به افزودن سطح فعال و تنظيم اسيديته صورت مي¬گيرد و اندازه كپسول، ضخامت ديواره پوسته و راندمان كپسوله كردن مواد مغزي قابل كنترل است. در اين اختراع، روش توسعه يافته بر مبناي ذوب الكترواسپري هم محور براي توليد نانوكپسول و نانوالياف تغيير فاز دهنده ارائه شده است. در اين روش، تلفيق ذوب الكترواسپري و رشته ساز هم محور استفاده شده است كه طي آن مي¬توان مواد جامد غيرقطبي نظير پارافين ها را در يك مرحله كپسوله كرد. كپسول تغيير فاز دهنده با بهره¬گيري از مزيت گرماي ذوب بالاي پارافين¬ها و جذب، نگهداري و آزادسازي مقدار بالايي از انرژي حرارتي طي يك دماي معين، پتانسيل كاربردي فوق العاده¬اي دارد.

زمينه فني كه اختراع در آن قرار دارد به منسوجات تعلق دارد. به منظور تطابق حرارتي كاربرد نانو و ميكروكپسول هاي حاوي مواد تغيير فازدهنده در حال پيشرفت است. مواد تغيير فاز دهنده (PCMs)، مواد ذخيره كننده حرارت هستند كه قادرند مقدار زيادي انرژي را در يك دماي ثابت جذب يا آزاد كنند. مواد تغيير فاز دهنده مانند پارافين را نمي توان به طور مستقيم بر روي منسوج به كار برد، زيرا در حالت مايع از منسوج خارج مي گردند. براي رفع اين مشكل آن ها را درون ميكروكپسول قرار مي دهند، كه خود مشكلاتي به همراه دارد. به طور مثال استفاده از ميكروكپسول هاي مواد تغيير فاز دهنده در دماهاي بالاتر از 100 درجه سانتي گراد كاربرد كمي دارد، به دليل مشكلاتي همچون چكه كردن مواد تغيير فاز دهنه در مدت ذوب و تفاوت در نسبت انبساط بين مواد تغيير فاز دهنده و كپسول، به همين دليل ضخامت لايه (پوسته) كپسول بايد افزايش يابد كه در نتيجه، ظرفيت ذخيره حرارتي كپسول كاهش مي يابد. راه حل اجرايي براي حل مشكلات فوق الذكر استفاده از كامپوزيت تغيير فاز با استفاده از نانو ميكرو پودر سنگ معدني مي باشد، كه يك روش مناسب مي باشد.

با پيشرفت سريع جوامع، روند نياز به انرژي در حال افزايش است، بنابراين ذخيره سازي انرژي بسيار مورد توجه قرار مي گيرد. سيستم هاي ذخيرهسازي انرژي حرارتي شامل گرماي نهان تغيير فاز و گرماي ويژه مي باشند. مواد ذخيره كننده گرماي نهان را مواد تغيير فازدهنده مي نامند كه قابليت جذب و يا آزادسازي گرما را دارا هستند. پرليت ماده اي معدني بر پايه شيشه از سنگ هاي آتشفشاني مي باشد، كه در محيط آبي و با انجماد سريع گدازه آتشفشان به صورت آمورف (غيركريستالي) تشكيل شده است و نزديك به 70 درصد آن را SiO2 تشكيل مي دهد. كه پس از انبساط به رنگ سفيد در مي آيد. استفاده از مواد تغيير فاز دهنده به طور مستقيم در منسوجات مشكلاتي را به همراه د ارد. به طور مثال مواد تغيير فاز دهنده آلي به دليل داشتن نقطه ذوب پايين، نمي توان به طور مستقيم بر روي منسوج قرار گيرند، پس آنها بايد درون ميكروكپسول قرار گيرند تا در حالت مايع از منسوج خارج نشوند. كپسوله كردن مواد تغيير فازدهنده با استفاده از ميكروكپسول، خود مشكلاتي را به وجود مي آورد، از جمله كاهش ظرفيت ذخيره سازي انرژي حرارتي. راه حل اجرايي براي حل مشكلات مذكور استفاده از كامپوزيت مواد تغيير فاز دهنده / ميكرو پودر پرليت منبسط شده مي باشد، كه يك روش مناسب است.