[发明专利]一种具备记忆功能的纤维的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子纤维的制造领域，具体为一种具备记忆功能的纤维的制造方法。

背景技术

“形状记忆材料”是指具有某一原始形状的制品，经过形变并固定后，在特定的外界条件(如热、机械、光、磁或电等外加刺激)下能自动回复到初始形状的一类材料。形状记忆纤维则是指纤维一次成型时，能记忆外界赋予的初始形状和特性，定型后的纤维可以任意的发生形变，并在较低的温度下将此形变固定下来(二次成形)或者是在外力的强迫下将此变形固定下来。但当给予变形的纤维特定的外部刺激条件时形状记忆纤维可回复至原始形状，也就是说最终的产品具有对纤维最初形状记忆的特性，使用该种形状记忆纤维制得的织物被称为形状记忆织物。

目前，形状记忆材料还处于起步研究阶段，国内外也仅发表了少量基础研究和综述文章，提出在纺织、生物医学材料、包装材料、工业密封材料等领域的各种用途。在纺织领域形状记忆材料主要用途包括运动服，军用作战服，登山服，帐篷等。利用聚氨酯的形状记忆功能，可以作矫形、保形用品如涂层绷带、腹带等。但是，由于目前还没有形状记忆纤维纺织加工具有形状记忆特性的织物，故其应用主要是通过在织物/非纺织物上层压聚氨酯膜或涂饰聚氨酯涂层来赋予织物以形状记忆的特征。如日本专利(公开号252353/1986)公开了由形状记忆树脂、形状记忆粘合剂和无纺布通过层压制备形状记忆织物的方法。美国专利(US5098776/1992；US5128197/1992)亦公开了一种形状记忆织物的制备方法，这种织物是由天然纤维/合成纤维和一层具有形状记忆的聚合物粉末组成。CN1706998A涉及一种形状记忆纤维及其制备方法，该形状记忆纤维是由形状记忆聚氨酯制成，所述聚氨酯由形成可逆相的组分(A)与形成固定相的组分(B)制备得到。CN1159498则提供了用于织物和成衣抗皱的形状记忆处理剂，包括主剂和辅剂两部分，在普通印染厂和服装厂设备上均可使用。处理后洗可穿级别大于3.5级，褶裥防皱大于4级。

聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维兼具常规聚酯(PET)纤维和尼龙(PA)纤维的优点，成为新合纤的代表。PTT与PET相比具有许多优点，如模量小，弹性和拉伸回复性好、染色性好、手感柔软等。目前PTT长丝的纺丝生产通常采用聚对苯二甲酸乙二醇酯的生产装置来进行，生产工艺则仅根据PTT的物性加以适当的调整。其中热辊法纺丝、牵伸一步法工艺生产全牵伸丝最为普遍被采用，经过喷丝板挤出的熔体细流经过冷却后在一对牵伸辊中经过一定倍率的牵伸，并经过定型辊的定型，最后卷绕得到全牵伸丝。

众所周知，丝束的成纤加工过程中，纤维的牵伸和热处理在化纤生产中是一个非常重要的工艺过程，初生纤维经过牵伸后大分子取向程度和结晶程度得到提高，纤维的结晶规整性得到提高，从而纤维能获得后道纺织所必要的断裂强度。现有的PTT全牵伸丝制造方法通常将后道牵伸的牵伸倍率控制在1.3～3.5倍。这种现有的PTT全牵伸丝制造方法存在明显的缺陷，即牵伸后的纤维尽管经历了定型辊的热定型，但仍然存在较大的内应力，由于PTT纤维的玻璃化温度低，丝束在卷绕过程中会在筒管上产生较强的收缩从而造成卷装卡轴，给退卷带来困难，也造成了纤维结构和性能的不稳定。

现有技术中通过以下一些技术方案来弥补上述缺陷：一、采用较低的纺丝速度制得卷装成形良好的低取向丝，控制初生纤维的取向度来解决PTT的卷装成形问题，然后再对低取向的初生纤维进行牵伸加工制得全牵伸丝；二、减小卷装满卷重量，卷装量减小后筒管所承受的总应力减小，丝束的收缩程度得到控制，以此来实现顺利退卷的目的；三、卷绕前再增加一对热辊，通过进一步的松弛和延长纺程上丝束的松弛时间来消除丝束的残余应力。

但是，这些方法或降低生产效率，或制得的纤维成品结构和性能上还是存在很大的缺陷和不足，因此，结果都不尽理想。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是提高一种具有形状记忆特性的功能纤维的制备方法，用该方法制得的纤维具有良好的卷装外观成型、良好的结构稳定性、极其柔软的手感，且纤维具有更低的模量而仍具良好的弹性和拉伸回复性能，用该方法制得的纤维制成的织物具有良好的形状记忆特性。