專利名稱：一種具有形狀記憶纖維的自適應(yīng)、自修復(fù)服裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)、自修復(fù)服裝，更具體地，涉及一種具有形狀記憶纖維的自 適應(yīng)、自修復(fù)服裝。
背景技術(shù)：
為了提高服裝的舒適度、合身度以及形狀保持能力，目前通常采用形狀記憶布料 制造自適應(yīng)、自修復(fù)的服裝。形狀記憶布料由形狀記憶材料(如形狀記憶薄膜、形狀記憶紗 線、形狀記憶纖維等)制備得到，具有平面外觀、不起皺、耐皺和恢復(fù)初始形狀的性能以及 具有美觀效果。
目前，對(duì)形狀記憶布料的研究主要集中于機(jī)織布或非機(jī)織布。美國(guó)專利 (No. 5，128，1977/1992)中記載了具有形狀記憶纖維的機(jī)織布，該機(jī)織布取決于布料中形狀 記憶纖維的玻璃化溫度(Tg)具有不同功能。具有低Tg形狀記憶纖維的機(jī)織布不會(huì)起皺和 變形，可以用于寬松長(zhǎng)褲的折縫和短裙的打褶。具有高Tg形狀記憶纖維的機(jī)織布可以用于 休閑襯衫的衣領(lǐng)、袖口和墊肩，但是常溫下手感硬。
另外，已經(jīng)提出由具有形狀記憶樹(shù)脂的纖維和具有形狀記憶樹(shù)脂的粘合劑組成的 非機(jī)織布。但是它們的厚度不均，具有形狀記憶樹(shù)脂的粘合劑不僅價(jià)格昂貴，而且均勻分配 困難，制造不便。
另一方面，為了增強(qiáng)形狀記憶材料的美觀，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出形狀記憶合金。形狀記憶合 金通常為彈簧的形狀。在玻璃化溫度以下彈簧扁平，但是在它之上則可以延伸。通過(guò)在服裝 的各層之間合并這些合金，在活化溫度之上可以充分增加層之間的空隙。具有形狀記憶合 金的服裝還可以展示出形狀變化，比如衣袖蠕變或表面積變化。專利(W0/2005/045112)中 報(bào)導(dǎo)了具有可調(diào)整表面積的布料。但是，形狀記憶合金同樣具有價(jià)格昂貴、手感硬的缺陷， 不利于控制成本以及提高服裝的舒適度。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的由形狀記憶布料制成的服裝舒 適度不高且價(jià)格昂貴的缺點(diǎn)，提供一種合身、舒適、形狀保持良好且成本低的具有形狀記憶 纖維的自適應(yīng)、自修復(fù)服裝。
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一 種形狀記憶纖維，其中，所述形狀記憶纖維由形狀記憶聚氨酯制備得到。
在上述形狀記憶纖維中，所述形狀記憶纖維的玻璃化溫度為5 65°C，所述形狀 記憶纖維的線密度為30-180旦，所述形狀記憶纖維的斷裂伸長(zhǎng)率為30 400%。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種形狀記憶紗線，其中，所述形狀記憶紗線由紡織 品纖維和權(quán)利要求1的形狀記憶纖維制備得到。
在上述形狀記憶紗線中，所述紡織品纖維是天然纖維或合成纖維。
在上述形狀記憶紗線中，所述天然纖維是棉線或羊毛。
在上述形狀記憶紗線中，所述合成纖維是聚酰胺、聚酯、粘膠纖維或人造絲。
在上述形狀記憶紗線中，所述形狀記憶紗線中，所述紡織品纖維的重量百分比為 5 90%,所述形狀記憶纖維的重量百分比為10 95%。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種形狀記憶布料，其特征在于，所述形狀記憶布料 至少由權(quán)利要求1的形狀記憶纖維制成或至少由權(quán)利要求3的形狀記憶紗線制成。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種自適應(yīng)、自修復(fù)服裝，其特征在于，所述自適應(yīng)、 自修復(fù)服裝由權(quán)利要求7的形狀記憶布料制得。
實(shí)施本發(fā)明的具有形狀記憶纖維的自適應(yīng)、自修復(fù)服裝，可以獲得以下有益效果 本發(fā)明中，通過(guò)體溫引發(fā)服裝中形狀記憶纖維的形狀記憶效應(yīng)，形狀記憶纖維可以根據(jù)穿 用者的體型調(diào)整服裝的大小，服裝因此適合于不同的穿用者并變?nèi)彳洝?duì)穿用者的壓力?。?在熱環(huán)境下，也即在形狀記憶纖維的玻璃化溫度之上，形狀記憶纖維可以恢復(fù)至它所記憶 的初始緊密度、長(zhǎng)短、大小等，從而使服裝恢復(fù)至初始大小，消除穿用過(guò)程中的形變、褶皺 等。本發(fā)明中所使用的形狀記憶纖維來(lái)源廣泛、成本低；采用該材料制得的服裝質(zhì)地柔軟、 舒適度高并且可以長(zhǎng)期保持初始形狀與大小，實(shí)用性強(qiáng)。


以下將通過(guò)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。附圖中
圖1是本發(fā)明中具有形狀記憶纖維的自適應(yīng)、自修復(fù)服裝的自適應(yīng)過(guò)程的示意 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中具有彈性纖維的服裝的自適應(yīng)過(guò)程的示意圖3是本發(fā)明中具有形狀記憶纖維的自適應(yīng)、自修復(fù)服裝的自修復(fù)過(guò)程的示意 圖4是現(xiàn)有技術(shù)中具有非彈性纖維的服裝的自修復(fù)過(guò)程的示意圖。
具體實(shí)施方式
在本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明之前，首先定義本發(fā)明中使用的一些術(shù)語(yǔ)，便于理解與闡 述。術(shù)語(yǔ)“紡織品纖維”指?jìng)鹘y(tǒng)的、紡紗用的人造短纖維和絲狀纖維。本發(fā)明中使用的形狀 記憶纖維由申請(qǐng)人制備得到，本發(fā)明中使用的紡織品纖維則購(gòu)買自普通市場(chǎng)。
本發(fā)明中，構(gòu)成形狀記憶纖維的形狀記憶聚氨酯纖維可以通過(guò)濕紡、干紡、熔紡和 反應(yīng)紡絲制造。聚氨酯可以由形成可逆相的組分與形成固定相的組分制得得到；其中形成 可逆相的組分例如但不限于40-90重量份數(shù)的聚醚或聚酯二元醇、O. 12-0. 18重量份數(shù)的 催化劑、10-25重量份數(shù)的芳香族二異腈酸酯以及10-400重量份數(shù)的二甲基亞砜；形成固 定相的組分例如但不限于10-90重量份數(shù)的芳香族二異腈酸酯、O. 5-1. 5重量份數(shù)的交聯(lián) 劑三羥基多元醇、5-25重量份數(shù)的擴(kuò)鏈劑短鏈脂肪族二元醇以及10-150重量份數(shù)的二甲 基亞諷。
通過(guò)上述方法制備得到的形狀記憶纖維的玻璃化溫度為5_65°C，線密度為 30-180旦，斷裂伸長(zhǎng)率為30-400%。
形狀記憶紗線是具有兩類不同的纖維組分的復(fù)合材料，其中一個(gè)組分是本發(fā)明中 所涉及的形狀記憶纖維，另一個(gè)組分是傳統(tǒng)的紡織品纖維，包括天然紡織品纖維或合成紡織品纖維，比如棉線、天絲棉、滌綸紗、聚酰胺、粘膠纖維、聚酯或類似物。
通過(guò)現(xiàn)有紡紗技術(shù)可以將形狀記憶纖維與其它紡織品纖維，如天然纖維、人造纖 維、合成纖維或紗線等紡織成為合股紗、包芯紗或包纏紗。
為獲得質(zhì)量較高的形狀記憶包芯紗，外包纖維不會(huì)剝毛并露出形狀記憶纖維，對(duì) 形狀記憶纖維的線密度有一定的要求，其線密度優(yōu)選地小于70旦?？傮w上而言，形狀記憶 紗線包括按重量計(jì)算10-95%范圍的形狀記憶纖維和5-90%范圍的紡織品纖維。
本發(fā)明中的形狀記憶布料為針織布或機(jī)織布，至少由上述形狀記憶纖維制成或至 少由上述形狀記憶紗線制成，以下將通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)采用不同原材料制備形狀記憶布料 進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明中的自適應(yīng)、自修復(fù)服裝則由形狀記憶布料制得，包括休閑服裝、運(yùn)動(dòng)裝、 內(nèi)衣或配件等。應(yīng)該理解的是，人們對(duì)不同的服裝的舒適度、形變能力等要求不一，進(jìn)而不 同的服裝類型對(duì)布料的要求不一，因此，用于制造不同類型服裝時(shí)，形狀記憶布料中形狀記 憶纖維的重量百分比也不相同。
對(duì)應(yīng)用于機(jī)織布而言，尤其將其用于制造衣領(lǐng)、衣袖或底邊時(shí)，形狀記憶纖維的重 量百分比優(yōu)選為15-50%。對(duì)應(yīng)用于襪子、手套的針織產(chǎn)品而言，形狀記憶纖維的重量百分 比優(yōu)選為10-45%。對(duì)應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)裝和內(nèi)衣的針織布而言，形狀記憶纖維的重量百分比優(yōu)選 為 30-95% ο
參照?qǐng)D1、2，圖1是根據(jù)本發(fā)明的具有形狀記憶纖維的自適應(yīng)、自修復(fù)服裝的自適 應(yīng)過(guò)程的示意圖。圖1中的空白梯形表示穿用者的外形，填充有斜線的梯形表示自適應(yīng)、自 修復(fù)服裝。圖2是現(xiàn)有技術(shù)中具有彈性纖維的服裝的自適應(yīng)過(guò)程的示意圖。圖2中的空白 梯形表示穿用者的外形，填充有斜線的梯形表示具有彈性纖維的服裝。
從圖1、2中可以看出，本發(fā)明的自適應(yīng)、自修復(fù)服裝和具有彈性纖維的服裝均可 以根據(jù)穿用者的體型大小做出尺寸上的調(diào)整。區(qū)別在于，自適應(yīng)、自修復(fù)服裝在改變其大小 的過(guò)程中，對(duì)穿用者無(wú)壓力作用，使服裝合身的同時(shí)保證了服裝的舒適度；在與穿用者分離 后仍能保持與穿用者匹配的大小。具有彈性纖維的服裝雖然也可以適應(yīng)穿用者的體型，延 伸至對(duì)應(yīng)大小，但是其彈性纖維對(duì)抗其形變時(shí)產(chǎn)生的壓力作用于穿用者，降低了穿著過(guò)程 中的舒適度；在與穿用者分離后恢復(fù)至其初始大小。
參照?qǐng)D3、4，圖3是根據(jù)本發(fā)明的具有形狀記憶纖維的自適應(yīng)、自修復(fù)服裝的自適 應(yīng)過(guò)程的示意圖。圖3中的空白梯形表示穿用者的外形，填充有斜線的梯形表示自適應(yīng)、自 修復(fù)服裝。圖4是現(xiàn)有技術(shù)中具有彈性纖維的服裝的自適應(yīng)過(guò)程的示意圖。圖4中的空白 梯形表示穿用者的外形，填充有斜線的梯形表示具有彈性纖維的服裝。
從圖3、4中可以看出，在長(zhǎng)期穿著后，服裝通常會(huì)發(fā)生一定程度的形變，導(dǎo)致在大 小以及緊密度等方面不符合穿用者的要求。圖3中，在熱條件下，本發(fā)明的自適應(yīng)、自修復(fù) 服裝發(fā)生形變，恢復(fù)至其具有的形狀記憶纖維所記憶的初始形狀和大小。圖4中具有非彈 性纖維的服裝在熱條件下則不會(huì)發(fā)生形狀或大小上的變化，因此服裝在穿著過(guò)程中的形變 為不可逆形變。該形變達(dá)到一定程度后，服裝即不再具有使用價(jià)值。
以下通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明中涉及的形狀記憶纖維、形狀記憶復(fù)合纖維、形狀 記憶布料以及自適應(yīng)、自修復(fù)服裝進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)該明白的是，具體實(shí)施例僅用于闡述目 的，而不是限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)該指出的是，采用不同類型的布料制作服裝的各種技 術(shù)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，因此，在以下實(shí)施例中并不對(duì)該服裝的制作過(guò)程展開(kāi)敘述。
實(shí)施例1:形狀記憶纖維與形狀記憶紗線
通過(guò)濕法紡絲獲得30或70旦的形狀記憶纖維，由形狀記憶纖維和聚酰胺、棉線或人造絲制備得到下述表格中描述的紗線。
表I形狀記憶紗線的類型
編號(hào)紗線類型含量(％) /線密度(dtex)形狀記憶纖維 (%) (dtex)棉線 (%) (dtex)人造絲 (%)(dtex)聚酰胺 (%) (dtex)I長(zhǎng)絲9533577——2合股紗7077——30333包芯紗407760——4包芯紗2077—80308—5合股紗1533454088—6包繞紗1033——90297·
實(shí)施例2 :形狀記憶布料
形狀記憶布料1:機(jī)織布I
通過(guò)將棉作為經(jīng)紗，以及將表I中編號(hào)3的包芯紗作為緯紗，制得機(jī)織布I。機(jī)織布I初始為平坦外觀。
形狀記憶布料2 :機(jī)織布2
通過(guò)將表I中編號(hào)5的合股紗作為經(jīng)紗和一層緯紗，以及將滌綸作為其他層緯紗， 制得機(jī)織布2，具體地為雙層機(jī)織布。由于合股紗具有高于聚酯的彈性，從織機(jī)上取下時(shí)機(jī)織布2顯示出3維效果。
形狀記憶布料3 :針織布I
在圓形針織機(jī)上采用表I中編號(hào)2的合股紗制造針織布I。布料具有軟的手感和與具有尼龍的常見(jiàn)布料相似的外觀。
形狀記憶布料4 :針織布2
在針織橫機(jī)上采用表I中編號(hào)4的包芯紗編織針織布2，該針織布為針織衫面料。
為了對(duì)比說(shuō)明本發(fā)明中由形狀記憶布料制造的自適應(yīng)、自修復(fù)服裝的高舒適度與形狀記憶效應(yīng)，提供以下對(duì)比例
對(duì)比布料A 機(jī)織布A
對(duì)比布料A是將棉紗作為經(jīng)紗和緯紗的編織布料。所述布料初始是平坦的。
對(duì)比布料B :針織布B
在圓形針織機(jī)上采用人造絲制造針織布。
對(duì)比布料C :針織布C
在針織橫機(jī)上采用羊毛紗編織毛衣布料。
實(shí)施例3 自適應(yīng)、自修復(fù)服裝
自適應(yīng)、自修復(fù)服裝1:從表I標(biāo)號(hào)2的形狀記憶紗線編織內(nèi)衣。對(duì)比服裝D :采用 對(duì)比布料B制造內(nèi)衣內(nèi)衣。自適應(yīng)、自修復(fù)服裝I中選用玻璃化溫度在體溫以下的形狀記 憶纖維。當(dāng)將該服裝穿在身上時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)理論，內(nèi)衣變得柔軟并很好地適合體 型。對(duì)比服裝D因?yàn)椴痪哂行螤钣洃浌δ芑蛐巫児δ?，?dāng)其發(fā)生變形或大小不合適時(shí)，它不 可以像自適應(yīng)、自修復(fù)服裝I 一樣恢復(fù)至它的初始大小或適合不同的體型。限制其使用價(jià) 值。
自適應(yīng)、自修復(fù)服裝2 :可以通過(guò)布料4制作毛衣的衣領(lǐng)、衣袖、底邊和手肘部分， 采用棉紗制作其他部分。對(duì)比服裝B:采用對(duì)比布料C制造。在穿著過(guò)程中，毛衣的衣領(lǐng)、 衣袖和底邊將變松，手肘部分也將松弛。但是在熱條件下，具體地，在形狀記憶纖維的玻璃 化溫度之上時(shí)(比如用烘干機(jī)烘干)，自適應(yīng)、自修復(fù)服裝2中的這些部分由于形狀記憶纖 維的形狀記憶功能，可以恢復(fù)至它們所記憶的初始形狀和緊密度。而對(duì)比服裝B中的這些 部分不能如具有形狀記憶纖維的毛衣一樣，恢復(fù)至它們的初始形狀。如上所述，自適應(yīng)、自 修復(fù)服裝2具有形狀維持功能。
自適應(yīng)、自修復(fù)服裝3 :采用實(shí)例I中的布料I制造短裙。對(duì)比服裝C :采用對(duì)比布 料A制造短裙。在以上兩種服裝中均對(duì)短裙打褶。當(dāng)在自適應(yīng)、自修復(fù)服裝3中的形狀記 憶纖維的轉(zhuǎn)換溫度之上加熱時(shí)，即使穿著很長(zhǎng)時(shí)間，短裙也可以輕松地恢復(fù)至它們的初始 形狀和保留的褶皺。對(duì)比服裝C中的短裙在多次洗滌過(guò)后，皺褶變小。如上所述，自適應(yīng)、 自修復(fù)服裝2具有形狀記憶功能。
自適應(yīng)、自修復(fù)服裝4 :采用實(shí)例I的布料3制造運(yùn)動(dòng)裝。對(duì)比服裝D :由棉紗線和 彈性纖維編織運(yùn)動(dòng)裝。對(duì)比服裝D中，運(yùn)動(dòng)裝中由于具有彈性纖維，可以很好地適合身體輪 廓。但是穿用者感受到來(lái)自彈性纖維延伸力的壓力。當(dāng)運(yùn)動(dòng)裝延伸更多時(shí)，壓力更大。因 此運(yùn)動(dòng)裝顯示的是彈性而不是具有形狀記憶纖維的服裝的自適應(yīng)性。自適應(yīng)、自修復(fù)服裝4 中，形狀記憶纖維的玻璃化溫度不大于人體正常體溫，因此，在穿著過(guò)程中，可以發(fā)聲形變， 適應(yīng)穿用者的體型；同時(shí)，穿用者脫下衣服后，在玻璃化溫度之上加熱該服裝，它還可以恢 復(fù)至它初始的大小。
自適應(yīng)、自修復(fù)服裝5:采用表I中編號(hào)6的形狀記憶紗線在手套機(jī)上制作手套。 對(duì)比服裝E :采用棉紗線在手套機(jī)上制造手套。對(duì)比服裝E中的手套在穿戴一段時(shí)間后將 變松，大小不再適合。自適應(yīng)、自修復(fù)服裝5中，由于服裝具有形狀記憶纖維，其自修復(fù)性能 保證了在玻璃化溫度之上加熱時(shí)，手套恢復(fù)至形狀記憶纖維所記憶的初始大小。
綜上所述，本發(fā)明中具有形狀記憶纖維的自適應(yīng)、自修復(fù)服裝具有形狀記憶功能。 在其玻璃化溫度之上，可以適應(yīng)不同體型的穿用者或者恢復(fù)至原始形狀與大小，具有很高 的實(shí)用價(jià)值。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只限于這些說(shuō)明，還可以做出若干簡(jiǎn)單變化或改進(jìn)，這些變化或改進(jìn)都 應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種形狀記憶纖維，其特征在于，所述形狀記憶纖維由形狀記憶聚氨酯材料制備得到。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀記憶纖維，其特征在于，所述形狀記憶纖維的玻璃化溫度為5 65°C，所述形狀記憶纖維的線密度為30-180旦，所述形狀記憶纖維的斷裂伸長(zhǎng)率為 30 400%。
3.一種形狀記憶紗線，其特征在于，所述形狀記憶紗線由紡織品纖維和權(quán)利要求1的形狀記憶纖維制備得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的形狀記憶紗線，其特征在于，所述紡織品纖維是天然纖維或合成纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的形狀記憶紗線，其特征在于，所述天然纖維是棉線或羊毛。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的形狀記憶紗線，其特征在于，所述合成纖維是聚酰胺、聚酯、 粘膠纖維或人造絲。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的形狀記憶紗線，其特征在于，所述形狀記憶紗線中，所述紡織品纖維的重量百分比為5 90%，所述形狀記憶纖維的重量百分比為10 95%。
8.一種形狀記憶布料，其特征在于，所述形狀記憶布料至少由權(quán)利要求1的形狀記憶纖維制成或至少由權(quán)利要求3的形狀記憶紗線制成。
9.一種自適應(yīng)、自修復(fù)服裝，其特征在于，所述自適應(yīng)、自修復(fù)服裝由權(quán)利要求7的形狀記憶布料制得。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有形狀記憶纖維的自適應(yīng)、自修復(fù)服裝。其中，形狀記憶纖維由形狀記憶聚氨酯材料制備得到，形狀記憶紗線由紡織品纖維和本發(fā)明的形狀記憶纖維制備得到。本發(fā)明中，通過(guò)體溫引發(fā)自適應(yīng)、自修復(fù)服裝中形狀記憶纖維的形狀記憶效應(yīng)，其可以根據(jù)穿用者的體型調(diào)整服裝的大??；在形狀記憶纖維的玻璃化溫度之上，其可以恢復(fù)至它所記憶的初始緊密度、長(zhǎng)短、大小等，從而使服裝恢復(fù)至初始大小，消除穿著使用過(guò)程中的形變。本發(fā)明中所使用的形狀記憶纖維生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低；采用該材料制得的服裝質(zhì)地柔軟、舒適度高并且可以長(zhǎng)期保持初始形狀與大小，實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)D03D15/08GK102995157SQ20111026806
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者胡金蓮, 呂晶, 朱勇 申請(qǐng)人:香港理工大學(xué)