聚氨基甲酸酯及形状记忆的布料结构及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种形状记忆的布料结构，其包含复数支天然纤维，该些天然纤维所占的比率介于50％至100％，其中，该些天然纤维经由20％至50％重量百分比浓度的聚氨基甲酸酯浸泡后，以一第一温度范围烘干后进行塑型，并以一第二温度范围进行形状记忆定型而产生一形状记忆的天然纤维结构。
【专利说明】聚氨基甲酸酯及形状记忆的布料结构及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种布料结构，特别是涉及一种聚氨基甲酸酯以及一种含天然纤维的形状记忆的布料结构及其制造方法。
【背景技术】
[0002]智能材料是一种能感应外界刺激，并且自我判断及回应的新型功能性材料，在本世纪受到相当广泛的研究及具备潜在应用价值，从日常生活、资讯科技，甚至于国防工业都可窥见其踪迹。一般而言，智能材料具备下列特征:(一)感应特性-能够感知外界或自身所处的环境条件，如负载、应力、应变、振动、热、光、电、磁、化学、核辐射等的强度及其变化；(二)回应特性-能够根据外界环境和内部条件变化，即时动态回应；(三)自我调节修复特性-能透过适应或再生机制，来修补某些局部损伤或破坏。
[0003]在纺织业中，为了使布料能于清洗后，重新恢复布料出厂时原本的压花或折纹，通常布料的材质会选择使用化学纤维的布料，因为化学纤维可利用高温压印出花纹或折纹，且这些花纹或折纹虽然经过清洗后，仍可恢复成出厂时原本的花纹及折纹。然而，天然纤维则无此特性，因此天然纤维所作成的花纹及折纹布料经过清洗后，即无法再恢复原本的花纹及折纹。有鉴于此，业界通常使用高分子材料(Polymer):其可分为化学交联及物理交联两类，化学交联部分:最早于I960年,聚乙烯(Polyethylene,简称PE)利用共价交联键结，可作为热缩管包覆于电缆线，其原理为形变的过程则由PE的结晶熔点(Meltingtemperature)驱动，而共价交联键结扮演固定形变角色，又如聚氯乙烯(Poly(vinylchloride)，简称PVC)利用加热可以获得高度交联结构，相同的也具备形状记忆特性。物理交联部分:如凝胶(Gel)系统，利用其对pH值、溶剂种类及离子强度的敏感度改变高分子的体积及澎润程度(Swelling)，但其主要缺点为机械强度差。
[0004]然而，尽管天然纤维可利用树脂材料进行形状定型，但是这些树脂材料常会造成衣料过硬不适宜穿戴的问题且形变后无法恢复原本形状(无形状记忆效果)，因此，业界中对于可用来使衣料定型且不会造成衣料过硬的形状记忆材料的需求仍然存在。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的，是通过有机聚氨酯于特定温度下可经由形状记忆而恢复形状，并可提供加工性佳及易改良材质等功能。
[0006]为达到上述的目的，本发明的用于布料结构的形状记忆定型的聚氨基甲酸酯包含多异氰酸酯以及多羟基化合物。该聚氨基甲酸酯包含氨基甲酸酯基(-NH-C0-0-)及脲基(-NH-C0-NH-)。多异氰酸酯包括30至99摩尔％的至少一芳香族二羧酯以及70至I摩尔％的至少一直链脂肪族二酯或含酰亚胺基二酯。多羟基化合物包括至少一直链脂肪族二醇，其中， 该多异氰酸酯及该多羟基化合物分别包含至少一酰胺基及至少一胺基。
[0007]为达到上述的目的，本发明的形状记忆的布料结构，其包含复数支天然纤维。该些天然纤维所占的比率介于50%至100%，其中，该些天然纤维经由20%至50%重量百分比浓度的聚氨基甲酸酯浸泡后，以一第一温度范围烘干后进行塑型，并以一第二温度范围进行形状记忆定型而产生一形状记忆的天然纤维结构。
[0008]为达到上述的目的，本发明的形状记忆布料结构的制造方法，其特征在于，复数支天然纤维所占的比率介于50%至100%，其中，该些天然纤维经由20%至50%重量百分比浓度的聚氨基甲酸酯浸泡后，以一第一温度范围烘干后进行塑型，并以一第二温度范围进行形状记忆定型而产生一形状记忆的天然纤维结构。
[0009]上文已相当广泛地概述了本发明的技术特征，通过下文的本发明的详细描述，可以获得更好的了解。构成本发明的权利要求的其它技术特征将描述于下文。本发明所属【技术领域】中具有通常知识者应了解，能够相当容易地利用下文公开的概念与特定实施例进行修改或设计其它结构或工序而实现与本发明相同的目的。本发明所属【技术领域】中具有通常知识者也应了解，这类等效建构无法脱离后附的权利要求书所界定的本发明的精神和范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是表示本发明的形状记忆的布料结构的成型加工过程的示意图。
【具体实施方式】
[0011]本发明在此所探讨的方向为形状记忆布料结构及其制造方法。为了能彻底地了解本发明，将在下列的描述中提出详尽的步骤及结构。显然地，本发明并未限定于相关领域的技术人员所熟习的特殊细节。另一方面，众所周知的结构或步骤并未描述于细节中，以避免造成本发明不必要的限制。本发明的较优选实施例会详细描述如下，然而除了这些详细描述之外，本发明还可以广泛地施行在其他的实施例中，且本发明的保护范围不受限定，其以权利要求书的范围为准。
[0012]参阅图1所示，热致 感应型形状记忆高分子材料能够在经过加工赋型后，加热到一定的温度，受外力作用后变形，在变形状态下冷却并冻结应力，当再次加热到一定温度时，材料的应力释放，能自动恢复到原来的赋型状态。本发明的形状记忆的布料结构包含复数支天然纤维，在此实施例中，该些天然纤维选自棉、麻及羊毛。该些天然纤维所占的比率介于50%至100%之间，该比率也可介于60%至95%、75%至85%、55%至89%之间。该些天然纤维经由20 %至50 %重量百分比浓度的聚氨基甲酸酯(形状记忆高分子材料，此时聚氨基甲酸酯的溶剂为水)浸泡后，以第一温度范围烘干后进行塑型，其中，该第一温度范围介于110°C至130°C之间。在此实施例中，聚氨基甲酸酯的重量百分比浓度也可介于22%至48%、25%至45%、30%至47%、39%至46%之间。此外，该第一温度范围也可介于89°C至132°C、95°C至125°C、107°C至121°C之间。第一温度设定的目的为干燥与使布料结构形成基本定型而记忆所预先设定的形状。
[0013]在此实施例中，该聚氨基甲酸酯的甲酸选自对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸。具体而言，聚氨基甲酸酯是由多异氰酸酯以及过量的多羟基化合物进行酯化与聚缩合反应而得到的无规的共聚酯，且该聚氨基甲酸酯包含氨基甲酸酯基(-NH-C0-0-)及脲基(-NH-C0-NH-)。该多异氰酸酯包括30至99摩尔％的至少一芳香族二羧酯以及70至I摩尔％的至少一直链脂肪族二酯或含酰亚胺基二酯；该多羟基化合物包括至少一直链脂肪族二醇，其中，该多异氰酸酯及该多羟基化合物分别包含至少一酰胺基及至少一胺基。该含酰亚胺基二酯的结构如下:
[0014]
【权利要求】
1.一种聚氨基甲酸酯，其用于布料结构的形状记忆定型，其包含: 多异氰酸酯，包括30至99摩尔％的至少一芳香族二羧酯以及70至I摩尔％的至少一直链脂肪族二酯或含酰亚胺基二酯；以及 多羟基化合物，包括至少一直链脂肪族二醇， 并且，该多异氰酸酯及该多羟基化合物分别包含至少一酰胺基及至少一胺基，该聚氨基甲酸酯包含氨基甲酸酯基(-NH-C0-0-)及脲基(-NH-CO-NH-)。
2.一种形状记忆的布料结构，其包含: 复数支天然纤维，该些天然纤维所占的比率介于50 %至100 %，并且该些天然纤维经由20%至50%重量百分比浓度的聚氨基甲酸酯浸泡后，以一第一温度范围烘干后进行塑型，并以一第二温度范围进行形状记忆定型而产生一形状记忆的天然纤维结构。
3.根据权利要求2所述的布料结构，其中，进一步包含复数支人造纤维，该些人造纤维所占的比率介于49%至0%之间。
4.根据权利要求3所述的布料结构，其中，所述人造纤维选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺纤维及阳离子可染共聚酯。
5.根据权利要求2所述的布料结构，其中，所述聚氨基甲酸酯的甲酸选自对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸。
6.根据权利要求2所述的布料结构，其中，所述天然纤维选自棉、麻及羊毛。
7.根据权利要求2所述的布料结构，其中，所述第一温度范围介于110°C至130°C之间。
8.根据权利要求2所述的布料结构，其中，所述第二温度范围介于165°C至169°C之间。
9.根据权利要求2所述的布料结构，其中，所述形状记忆的天然纤维结构经过复数次水洗后，经过烘干处理后会恢复该形状记忆的天然纤维结构。
10.根据权利要求9所述的布料结构，其中，所述烘干温度范围介于65°C至90°C之间。
11.一种形状记忆布料结构的制造方法，其特征在于，复数支天然纤维所占的比率介于50%至100%,该些天然纤维经由20%至50%重量百分比浓度的聚氨基甲酸酯浸泡后，以一第一温度范围烘干后进行塑型，并以一第二温度范围进行形状记忆定型而产生一形状记忆的天然纤维结构。
12.根据权利要求11所述的制造方法，其中，进一步包含复数支人造纤维，该些人造纤维所占的比率介于49 %至0 %之间。
13.根据权利要求12所述的制造方法，其中，所述人造纤维选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺纤维及阳离子可染共聚酯。
14.根据权利要求11所述的制造方法，其中，所述聚氨基甲酸酯的甲酸选自对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸。
15.根据权利要求11所述的制造方法，其中，所述天然纤维选自棉、麻及羊毛。
16.根据权利要求11所述的制造方法，其中，所述第一温度范围介于110°C至130°C之间。
17.根据权利要求11所述的制造方法，其中，所述第二温度范围介于165°C至169°C之间。
18.根据权利要求11所述的制造方法，其中，所述形状记忆的天然纤维结构经过复数次水洗后，经过烘干处理后会恢复该形状记忆的天然纤维结构。
19.根据权利要求 18所述的制造方法，其中，所述烘干温度范围介于65°C至90°C之间。
【文档编号】D06M15/564GK103524702SQ201210227881
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年7月4日 优先权日:2012年7月4日
【发明者】陈永钦, 锺信男, 林玲历, 刘孟勋, 白裕彰 申请人:福懋兴业股份有限公司