[發明專利]形狀記憶立體織物復合材料

有效

• 申請號: 201810651643.0
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN109109392B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 芮祥鵬
• 申請（專利權）人: 臺北智慧材料股份有限公司
• 主分類號: B32B3/08
• 分類號: B32B3/08;B32B3/28;B32B27/06;B32B27/20;B32B27/36;B32B33/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 閆加賀;姚亮

本發明提供了一種形狀記憶立體織物復合材料，其為表面具有形狀記憶高分子層的一立體織物，其中，該立體織物是由2層外部層及夾于該2層外部層之間的中間層所構成，該形狀記憶高分子層覆蓋于該2層的外部層及該中間層的表面上；該形狀記憶高分子層是由選自聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醇所成群的至少一種無規共聚物或嵌段共聚物所構成；該無規共聚物或嵌段共聚物具有至少一相變化溫度在40?80℃的范圍內。

技術領域

本發明是關于一種形狀記憶立體織物復合材料，特別是關于一種固定裝置或支持裝置用的形狀記憶立體織物復合材料。

背景技術

立體織物或網布(3-D fabric或spacer fabric)，具有結構強韌富彈性且因多孔而質輕的特點，在各個層面的應用，正持續被開發中，例如服飾、鞋材、交通運輸、建筑、農用及醫療等創新應用。對立體織物進行特殊的功能性附加，可使立體織物具有智能特性，例如國際公開專利WO2006/079602記載的結合熱塑性材料與立體織物作為骨折固定裝置、美國專利第6482167號記載的骨科鑄造技術等，因為立體織物具有透氣性佳及質輕的特性，再加上熱塑性材料的機械強度及可塑性，非常適合取代傳統石膏作為骨折的固定夾板或支持板。

形狀記憶高分子(聚合物)材料，屬于智能材料的一種，具有因例如熱、光、電場、磁場等的外界刺激可從一變形的暫態(暫時形狀)回到其永久狀態(初始形狀)的能力的材料，已被廣泛應用于例如電子電路元件、熱感應元件、生物醫學領域等，例如專利文獻(美國專利第6740094號記載的形狀記憶致動器及導管、美國專利第5910357號記載的分離膜、美國公開專利公告第2016/0044971號記載的形狀記憶胸罩、中國臺灣專利TWI556757記載的鞋楦系統)等的記載。

形狀可塑及記憶的原理，通常是材料具有2個Tg及1-2個Tm點，衍生出2個到3個高原區，在高溫高原區受力變形，使溫度驟降至低溫高原區，分子來不及松弛即被凍結，此時變形的形狀的回復需等到溫度再度回到高溫高原區時才有回復的驅動力。然而，雖可達成塑形，是否從變形形狀回復到初始形狀，視材料變形后分子的松弛程度，若是變形后在高溫經歷較久的松弛，在未加外力下“記憶回復”到初始形狀的程度不會太多，所以如果有3個高原區，在高溫高原區與低溫高原區之間插入一中間溫度高原區(記憶回復區)，熱塑后，無需理會松弛時間長短，只要溫度在記憶回復區之間，便可塑形，之后冷卻至低溫高原區，在該溫度范圍內使用。若使用發生變形，只要再升溫至記憶回復區，可回復當初的塑形。

形狀記憶高分子材料應用于立體織物時，與使用熱塑性材料的情況比較，除熱可塑形外，由于形狀記憶性及具有2個至3個記憶形狀，可賦予立體織物更多樣性的功能。

傳統使用石膏固定骨折部位，或者如美國專利第7867180號記載的使用熱塑性聚烯烴所構成的包扎條帶作為骨折部位的固定或支持裝置，但是石膏或包扎條帶，有使用上不方便及透氣性不足的問題，再者骨折部位使用石膏或包扎條帶固定的期間，不易暫時拆除，無法利用外部裝置對該部位提供輔助骨折部位復原的機制，石膏或包扎條帶也沒有促進骨細胞生長的機構，只是單純的固定或支持裝置。由于促進骨細胞生長的研究，有效的方式皆需要定期(例如每天)提供例如電場、磁場、超音波、沖擊波等的刺激，然而實用上骨折部位被賦予固定或支持裝置后，不易進行如此的治療。

發明內容

鑒于上述的發明背景，為了符合產業上的要求，本發明的目的之一在于提供一種形狀記憶立體織物復合材料，藉由形狀記憶高分子與立體織物的結合，賦予立體織物形狀記憶的效果，藉由調整形狀記憶高分子的玻璃轉化溫度Tg及熔點Tm、分子交聯度或結晶度，可得到不同機械強度及不同的分子松弛時間(亦即熱塑形操作時間)的形狀記憶立體織物復合材料，可具有質輕、透氣性佳、對欲固定部位的追隨性佳、操作性佳等的優點。