一种形状记忆纤维、其制造方法及其制成的纺织品的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种形状记忆纤维（shape memory fiber, SMF)，更具体地，涉及一种 熔融纺丝法制得的形状记忆纤维，并涉及制备这种纤维所需的聚合物配方、熔融纺丝工艺 以及应用方法。上述形状记忆纤维可用于制造具有舒适感和形状记忆功能的纺织品，在单 一尺寸下可用于不同体形并且在多次穿着后不会松弛。
【背景技术】
[0002] 人体轮廓易变，因而很难为某个人选择最合适的内衣或配饰。有时由于对人体施 加的不适当的压力，不合适的服装或配饰还可能导致人体不舒适甚至过敏。如果穿戴者想 要剧烈运动的话，这一问题将变得更严重。例如，传统短袜通常由弹性纤维或其他合成纤维 或两者的混合制成。袜口通常由用于增大弹性的弹性纤维或弹力线制成，以便短袜不会轻 易地从腿上滑落。然而，首先该弹性纤维/弹力线对腿所施加的不适当的压力是非常不舒 适的；其次，在长时间穿着之后，高压力可能在腿上引起压痕。已经发现的是，短袜引起的压 痕会阻碍血液循环，且因此对人腿有害。诸如衬里背心的常见内衣通常包含有弹性纤维；尽 管该服装具有一定弹性，但仍应制造出不同尺寸。正如目前我们所了解的，较大伸长率表示 弹性纤维有较大回复力。那么对弹性服装而言，适合不同体形的一个尺寸是不舒适的。
[0003] 近年来如何提高服装舒适性的研究已经成为本领域的研究热点，例如，美国专利 (No. 2010/0198181A1)公开了一种具有高倍保持性的氨纶，其用于具有较好舒适性和穿着 舒适度的一次性卫生产品，并且实际使用中不会在腿上产生红色标记。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中由弹性纤维或弹力线制成的服装 对人体施加显著压力并可能影响人体健康的缺陷，提供一种回复力低、形状固定性显著因 而在形变后对人体施加压力小且因此提高舒适度和无害于人体健康的形状记忆纤维；同时 提供采用这种形状记忆纤维制成的具有形状记忆功能的纺织品。
[0005] 本发明要解决的另一技术问题在于，针对现有技术中干法或湿法纺丝造成环境污 染的问题，提供一种对环境污染小、环境友好性强的形状记忆纤维的制造方法。
[0006] 本发明要解决的技术问题通过以下技术方案得以实现：提供一种具有低回复力 和高形状回复率的形状记忆纤维，所述形状记忆纤维由形状记忆聚氨酯制造得到，所述形 状记忆聚氨酯由形成硬链段的二异氰酸酯和扩链剂、以及形成软链段的长链多元醇制备得 到。
[0007] 在上述具有低回复力和高形状回复率的形状记忆纤维中，所述硬链段的质量百分 比为25%~60%，所述软链段的质量百分比为40%~75%。
[0008] 在上述具有低回复力和高形状回复率的形状记忆纤维中，所述二异氰酸酯为 1，6-己二异氰酸酯（HDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI);所述扩链剂为二元醇。
[0009] 在上述具有低回复力和高形状回复率的形状记忆纤维中，所述二元醇为1，4-丁 二醇或1，2-乙二醇。
[0010] 在上述具有低回复力和高形状回复率的形状记忆纤维中，所述长链多元醇分为Tg 型形状记忆多元醇和Tm型形状记忆多元醇；
[0011] 所述Tg型形状记忆多元醇是分子量为250~650的聚四亚甲基醚二醇、分子量为 250~650的聚己二酸己二醇中二醇、分子量为250~650的聚己二酸丁二醇酯二醇、分子 量为250~650的聚己二酸乙二醇酯二醇、分子量为250~650的聚己内酯二元醇、分子 量为250~650的聚碳酸酯二元醇、分子量为300~800的双酚A+环氧丙烷或分子量为 300~800的双酚A+环氧乙烷；所述Tm型形状记忆多元醇为分子量大于或等于1000的聚 己二酸己二醇酯二醇、分子量大于或等于2000的聚己二酸丁二醇酯二醇或分子量大于或 等于2000的聚己内酯二元醇。
[0012] 在上述具有低回复力和高形状回复率的形状记忆纤维中，所述二异氰酸酯、扩链 剂和长链多元醇的摩尔比为1. 5:0. 5:1-6:5:1。
[0013] 在上述具有低回复力和高形状回复率的形状记忆纤维中，所述形状记忆纤维的转 变温度范围为15~32°C。
[0014] 在上述具有低回复力和高形状回复率的形状记忆纤维中，当湿度为65±2%、温度 为20±1°C时，所述形状记忆纤维的形状固定率在200%伸长率下小于20%，在300%伸长率 下小于40%当所述温度大于转变温度时，所述形状记忆纤维的形状回复率为95~100%。
[0015] 在上述具有低回复力和高形状回复率的形状记忆纤维中，所述形状记忆纤维的断 裂伸长率大于300%。
[0016] 根据本发明的另一方面，提供一种上述形状记忆纤维的制造方法，其特征在于，所 述方法包括以下步骤：
[0017] S1、采用一步本体聚合法或二步本体聚合法制备由硬链段和软链段组成的形状记 忆聚氨酯；
[0018] S2、经由熔融纺丝法、采用步骤Sl中制得的形状记忆聚氨酯制造所述形状记忆纤 维：使所述形状记忆聚氨酯熔化后经由纤维喷丝头挤出制得纺丝，随后冷却固化即制得所 述形状记忆纤维。
[0019] 根据本发明的另一方面，提供一种具有形状记忆功能的纺织品，其特征在于，所述 纺织品由上述形状记忆纤维织造而成，或者
[0020] 所述纺织品由上述形状记忆纤维与天然纤维纱线或合成纤维的混合物织造而成。
[0021] 实施本发明可以获得以下有益效果：这一类型的形状记忆纤维在相同的线密度以 及相同的伸长率下具有比氨纶低的回复力。在体温下（32~34°C)该纤维容易伸长并且可 完全回复初始形状，其体现出超过300%的伸长率。与同样线密度的标准弹性纤维相比，在 设定伸长率下该形状记忆纤维的回复力降低至少20%。而在200%伸长率下，形状记忆纤维 具有较低的形状固定性，并且随着伸长率的增加形状固定性增加，因而相对于服装的初始 大小可提供额外尺寸而不会对身体施加额外作用力，具有不同体形的穿戴者对相同尺寸的 服装感觉舒适。另外，形状记忆纤维可单独使用，或可受诸如尼龙变形纱的其他自然纤维或 合成长丝绒线覆盖，也即与自然纤维或合成纤维配合使用。
[0022] 本发明采用熔融纺丝法制造形状记忆纤维不仅可实现希望的形状记忆性能，而且 该方法相比干法或湿法纺丝不会产生过多废液，环境友好性更高。另外，采用本发明的形 状记忆纤维织造的纺织品具有良好舒适性，并且一个尺寸的该纺织品可适应人体的不同体 形。
【具体实施方式】
[0023] 本发明公开了一种新的设计理念，其用于实现服装的功能性和穿着舒适度但并不 实现高倍保持性。这一发明施加较低回复力，因此在相同的伸长率下导致较低压力；而且在 较大伸长率下有一定的形状固定性，因而使得一个尺寸在具有舒适感的情况下适合不同体 形。在热处理后，例如在热水洗涤或烘干机烘干后，采用本发明的形状记忆纤维织造的纺织 品可回复到初始尺寸，而