操縱變色材料的包囊的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及鞋類、服裝W及機(jī)器，其包含響應(yīng)于施加到一層或多層材料上的電荷 而改變顏色的材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 已經(jīng)存在若干關(guān)于變色材料發(fā)展的出版物。光子晶體具有特殊結(jié)構(gòu)，所述特殊結(jié) 構(gòu)在相比于光波長(zhǎng)的長(zhǎng)度尺度上顯示出折射率的周期變化。此周期性對(duì)于特定能量和波矢 量范圍意味著不允許光傳播通過(guò)介質(zhì)。如此不被允許的波長(zhǎng)組被稱為光子帶隙。由于其并 不歸因于存在染料或顏料，而在于材料本身的構(gòu)造，由此賦予光子結(jié)構(gòu)的著色被稱為結(jié)構(gòu) 色。光子晶體可W在自然界發(fā)現(xiàn)，例如在甲蟲(chóng)翅鱗、蝴蝶翅膀和嬰鳥(niǎo)醋羽毛中發(fā)現(xiàn)，也W利用 各種不同的技術(shù)來(lái)制造。
[0003] 近年來(lái)發(fā)現(xiàn)，氧化鐵膠體納米晶體簇廣CNCs")液體懸浮液受到磁場(chǎng)的影響將導(dǎo) 致CNCs組裝為形成光子晶體的周期性陣列，所述光子晶體衍射可見(jiàn)光譜W及紫外和紅外 光譜內(nèi)的光。調(diào)整施加于CNSs的磁場(chǎng)強(qiáng)度將改變光子晶體結(jié)構(gòu)化及所衍射光的波長(zhǎng)（顏 色）。換句話說(shuō)，CNCs所顯示的顏色可W通過(guò)改變施加于包含CNCs的懸混液上的磁場(chǎng)強(qiáng)度 來(lái)控制。
[0004] 最早的出版物之一為W02009/017525,其描述了粒子發(fā)展，所述粒子具有變色屬 性，其描述了超順磁性的磁鐵礦（Fe3〇4)CNCs的發(fā)展。聚丙締酸被用作表面活性劑W使駿基 與磁鐵礦表面的鐵離子強(qiáng)配位。W02009/017525還教導(dǎo)了一種用超順磁性的磁鐵礦CNCs封 端的聚丙締酸脂構(gòu)造膠體光子晶體的方法。由于表面覆蓋高度帶電的聚丙締酸脂W及磁鐵 礦CNCs的強(qiáng)磁響應(yīng)，膠體光子晶體展現(xiàn)出覆蓋整個(gè)可見(jiàn)光域的高度可調(diào)的衍射性。該些磁 鐵礦CNCs易于在極性溶劑中（比如水和鏈締醇類）基于磁場(chǎng)應(yīng)用而自組裝為膠體光子晶 體。光子晶體的光學(xué)響應(yīng)迅速且完全可逆。
[0005] W02010/096203教導(dǎo)了一種在非極性溶劑中通過(guò)利用電荷控制劑在CNCs上建立 長(zhǎng)期靜電斥力而將超順磁CNCs組裝為膠體光子晶體的方法。該方法包含用疏水涂層包覆 CNCs W便CNCs可溶于非極性溶劑溶液中，并向非極性溶劑溶液中添加表面活性劑（電荷控 制劑），其中表面活性劑增加了CNCs之間的電荷分離，W形成具有可調(diào)的微粒分離的有序 結(jié)構(gòu)。
[0006] W02012/051258描述了一種形成光子晶體的方法，所述光子晶體通過(guò)在磁性液體 介質(zhì)內(nèi)分散固體粒子來(lái)衍射光W產(chǎn)生顏色，并將磁性液體介質(zhì)內(nèi)的固體粒子磁性地組織為 膠體光子晶體結(jié)構(gòu)。固體粒子是非磁性的，磁性液體介質(zhì)是磁性的W納米粒子為基本成分 的磁流體，其通過(guò)在液體介質(zhì)中分散過(guò)渡金屬和金屬氧化物的磁性納米粒子而制備。所述 磁流體可W在極性或非極性溶劑中產(chǎn)生。
[0007] W02013/006207描述了一種通過(guò)在主納米結(jié)構(gòu)上疏水性納米粒子直接自組裝而制 造多功能復(fù)合粒子的方法，所述主納米結(jié)構(gòu)包含高密度表面硫醇基（thiol groups)。各種 組分的疏水性納米粒子及其結(jié)合可W通過(guò)金屬陽(yáng)離子與硫醇基之間的強(qiáng)配位相互作用而 直接地組裝到主表面上。所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)可w進(jìn)一步用常規(guī)的二氧化娃層進(jìn)行涂覆w穩(wěn)定該 組裝并使其在水中高度可分散。
[0008] W02010/120361教導(dǎo)了一種方法，其中CNCs被包覆于其他適合介質(zhì)的殼層中，例 如二氧化娃、二氧化鐵（氧化鐵）和/或聚合物（例如聚苯己締和聚甲基丙締酸甲醋），其中 涂層提供了良好的可分散性W及在光固化溶液或樹(shù)脂中提升溶解斥力的手段。在包含CNCs 的光固化溶液或樹(shù)脂被安置于不混溶的溶液（例如油）W形成乳液之后，被包覆的CNCs于 是被分散于光固化溶液或樹(shù)脂中。乳液被暴露于外部磁場(chǎng)W在光固化溶液或樹(shù)脂內(nèi)的乳滴 內(nèi)將被包覆的CNCs排列為一維鏈，且乳滴在光固化溶液或樹(shù)脂內(nèi)被固化為磁彩色微球，W 便當(dāng)磁場(chǎng)被移除時(shí)固定由CNCs所顯示的顏色。磁彩色組分可W用于彩色顯示、引導(dǎo)標(biāo)示、 生物和化學(xué)檢測(cè)和/或磁場(chǎng)傳感。
[0009] W02013/112224教導(dǎo)了一種穩(wěn)定電磁帶電粒子的方法，其包含用保護(hù)層包覆電磁 帶電粒子W及用二氧化娃刻蝕保護(hù)層W產(chǎn)生多孔保護(hù)層。
[0010] W02012/122216描述了一種制造具有磁性響應(yīng)光子特性的單獨(dú)固定納米鏈的方 法，其中CNCs被二氧化娃層包覆，磁場(chǎng)被施加于CNCs W將CNCs組裝為光子鏈，所述光子鏈 隨后被二氧化娃附加層所涂覆。微粒鏈于是由二氧化娃涂覆層所永久固定W便其在被分散 于溶液或被干燥于固體基質(zhì)上時(shí)保持穩(wěn)定。
[001U W02012/023991描述了一種用于調(diào)整雙穩(wěn)態(tài)材料的設(shè)備，比如聚合物或其他包含 CNCs的媒體/介質(zhì)。在特定實(shí)施例中，調(diào)整設(shè)備傳送能量至CNCs,其依次局部地軟化或融 化緊鄰每個(gè)CNCs周圍的熱可逆聚合物，因此，當(dāng)施加磁場(chǎng)用于調(diào)整雙穩(wěn)態(tài)材料所顯示的顏 色時(shí)，允許CNCs在聚合物內(nèi)進(jìn)行局部重定方位。在其他實(shí)施例中，電離福射（IR)設(shè)備可W 用于替代加熱。
[0012] W02011/126575描述了一種顏色可變的人造指甲，其中指甲由雙穩(wěn)態(tài)材料形成，例 如膽醬相液晶層，其適于響應(yīng)于電荷的應(yīng)用而改變顏色。
[0013] 雖然該些出版物描述了如何由懸浮在極性或非極性液體溶劑中的CNCs形成膠體 光子晶體，如何磁性地組織包含CNCs的磁流體內(nèi)的非磁性固體粒子，如何將CNCs結(jié)合于主 表面之上，如何在紫外扣V)固化樹(shù)脂中或通過(guò)涂敷二氧化娃的應(yīng)用來(lái)永久固定CNCs所顯 示的顏色，W及如何在雙穩(wěn)態(tài)介質(zhì)中可逆地固定CNCs所顯示的顏色，但是仍然存在對(duì)如下 方法的需求；將CNCs并入或?qū)NCs應(yīng)用于制造服裝、鞋類、體育器材和配件的材料中，W及 固定由CNCs所顯示的顏色（可逆地或永久地）W便當(dāng)磁場(chǎng)被移除時(shí)顏色不發(fā)生改變。
[0014] 此外，現(xiàn)有技術(shù)中用于制造相比于背景具有不同顏色細(xì)部的物品存在著局限性。 例如，織物中的雙色調(diào)顏色典型地是通過(guò)將彩色圖案升華于基質(zhì)之上或兩種不同色紗編織 到底布中來(lái)實(shí)現(xiàn)的。雖然升華可W產(chǎn)生生動(dòng)的色彩，但當(dāng)細(xì)部厚度小于3mm時(shí)用此工藝重 現(xiàn)銳譜線是困難的，例如圖1A和1B中所示的運(yùn)動(dòng)衫中V形標(biāo)記的厚度。因此，存在發(fā)展一 種用于制造相比于背景具有不同顏色細(xì)部的物品的改進(jìn)工藝的進(jìn)一步需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 此專利中所用的術(shù)語(yǔ)"發(fā)明"、"該發(fā)明"、"此發(fā)明"、"本發(fā)明"意于廣泛地設(shè)及此專 利和W下專利權(quán)利要求書(shū)的全部主題。包含該些術(shù)語(yǔ)的表述不應(yīng)被理解為于此對(duì)所描述主 題的限制或?qū)下專利權(quán)利要求書(shū)含義或范圍的限制。此專利所覆蓋的發(fā)明實(shí)施例由W下 權(quán)利要求進(jìn)行限定，而并不通過(guò)
【發(fā)明內(nèi)容】
進(jìn)行限定。此
【發(fā)明內(nèi)容】
為發(fā)明不同方面的高級(jí)概 述并引入了在下文詳細(xì)說(shuō)明部分所進(jìn)一步描述的一些概念。此
【發(fā)明內(nèi)容】
無(wú)意于確定所主張 主題的關(guān)鍵或必要特征，也無(wú)意于孤立地使用W確定所主張主題的范圍。所述主題應(yīng)當(dāng)參 考此專利整個(gè)說(shuō)明書(shū)的適當(dāng)部分、任意或全部附圖W及每個(gè)權(quán)利要求而理解。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例，提供了一種操縱轉(zhuǎn)換介質(zhì)或基質(zhì)所顯示顏色的方法， 所述轉(zhuǎn)換介質(zhì)或基質(zhì)包括配置于鏈內(nèi)的氧化鐵膠體納米晶體，其中每個(gè)納米晶體鏈被包于 囊中，所述方法包括；(a)將磁場(chǎng)施加于轉(zhuǎn)換介質(zhì)或基質(zhì)W控制轉(zhuǎn)換介質(zhì)或基質(zhì)所顯示的 顏色；W及化）將一定水平的能量施加于至少一部分納米晶體鏈W破壞被施加能量的納米 晶體鏈周圍的包囊。
[0017] 在一些實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包括，在將一定水平的能量施加于至少一部分 納米晶體鏈W破壞被施加能量的納米晶體鏈周圍的包囊之前，將能量施加于至少一部分納 米晶體鏈W軟化緊鄰被施加能量的納米晶體鏈周圍的轉(zhuǎn)換介質(zhì)或基質(zhì)。
[001引在特定實(shí)施例中，在轉(zhuǎn)換介質(zhì)或基質(zhì)被應(yīng)用于穿戴物之前，操縱所述轉(zhuǎn)換介質(zhì)或 基質(zhì)所顯示的顏色。在其他實(shí)施例中，在轉(zhuǎn)換介質(zhì)或基質(zhì)被應(yīng)用于穿戴物之后，操縱所述轉(zhuǎn) 換介質(zhì)或基質(zhì)所顯示的顏色。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的附加實(shí)施例，一種操縱穿戴物所顯示顏色的方法，所述穿戴物包括 配置于鏈內(nèi)的氧化鐵膠體納米晶體，其中每個(gè)納米晶體鏈被包于囊中，所述方法包括；(a) 由至少一種原材料形成穿戴物，其中至少一種原材料包括納米晶體鏈；(b)將磁場(chǎng)施加于 至少一種原材料；(C)將能量施加于至少一部分納米晶體鏈W軟化緊鄰被施加能量的納米 晶體鏈周圍的至少一種原材料內(nèi)的材料；（d)調(diào)整磁場(chǎng)強(qiáng)度W控制由至少一種原材料所顯 示的顏色；W及（e)將一定水平的附加能量施加于至少一部分納米晶體鏈W破壞被施加能 量的納米晶體鏈周圍的包囊。
[0020] 在特定實(shí)施例中，在形成穿戴物之前，操縱至少一種原材料所顯示的顏色。在其他 實(shí)施例中，在形成穿戴物之時(shí)，操縱轉(zhuǎn)換介質(zhì)或基質(zhì)所顯示的顏色。
[0021] 在一些實(shí)施例中，在形成穿戴物之后，操縱轉(zhuǎn)換介質(zhì)或基質(zhì)所顯示的顏色。
[0022] 所述方法可W進(jìn)一步包括，在接近平臺(tái)的第一端處展開(kāi)至少一種原材料，其中平 臺(tái)包括基本上平坦的表面和其中的間隙；將至少一種原材料的展開(kāi)部分安置于鄰近平臺(tái)表 面和其中的間隙；在接近平臺(tái)的第二端處重新卷起至少一種原材料。在一些實(shí)施例中，能 量和磁場(chǎng)被施加于安置于接近間隙的至少一種原材料的一部分。至少一種原材料包括紗或 線，所述方法進(jìn)一步包括，當(dāng)至少一種原材料正被送入織布機(jī)或針織機(jī)時(shí)，施加能量和磁場(chǎng) 于至少一種原材料。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例，提供了一種操縱多個(gè)穿戴物所顯示顏色的方法，每個(gè) 穿戴物包括配置于鏈內(nèi)的氧化鐵膠體納米晶體，其中每個(gè)納米晶體鏈被包于囊中，所述方 法包括；(a)將磁場(chǎng)施加于多個(gè)穿戴物；化）將能量施加于至少一部分納米晶體鏈W軟化緊 鄰被施加能量的納米晶體鏈周圍的多個(gè)穿戴物內(nèi)的材料；（C)調(diào)整磁場(chǎng)強(qiáng)度W控制多個(gè)穿 戴物所顯示的顏色；W及（d)將一定水平的附加能量施加于至少一部分納米晶體鏈W破壞 被施加能量的納米晶體鏈周圍的包囊。
[0024] 所述方法可W進(jìn)一步包括，將多個(gè)穿戴物插入激活隧道的中央開(kāi)口；W及通過(guò)基 本上圍繞激活隧道的多個(gè)螺線管施加磁場(chǎng)。所述方法還可W進(jìn)一步包括，將多個(gè)穿戴物插 入工業(yè)烘干機(jī)的滾筒中。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例，提供了一種操縱穿戴物所顯示顏色的方法，所述穿戴 物包括配置于鏈內(nèi)的氧化鐵膠體納米晶體，其中每個(gè)納米晶體鏈被包于囊中，所述方法包 括；(a)將磁場(chǎng)施加于穿戴物；化）將能量施加于至少一部分納米晶體鏈W軟化緊鄰被施 加能量的納米晶體鏈周圍的穿戴物內(nèi)的材料；（C)調(diào)整磁場(chǎng)強(qiáng)度W控制穿戴物所顯示的顏 色；W及（d)將一定水平的附加能量施加于至少一部分納米晶體鏈W破壞被施加能量的納 米晶體鏈周圍的包囊。
[0026] 所述方法可W進(jìn)一步包括，將穿戴物安置于平臺(tái)上，其中磁場(chǎng)被集聚并定向于垂 直平臺(tái)；W及通過(guò)數(shù)字控制設(shè)備所控制的激光器施加能量。所述方法還可W進(jìn)一步包括，將 穿戴物安置于金屬鞋植之上，其中磁場(chǎng)被集聚并定向于垂直金屬鞋植的表面。
[0027] 在一些實(shí)施例中，穿戴物包括第一層和至少一個(gè)附加層，所述第一層包括納米晶 體鏈，所述附加層不包括納米晶體鏈，進(jìn)一步包括通過(guò)95GHz福射束施加能量，所述福射束 穿透第一層而不穿透至少一個(gè)附加層。
【附圖說(shuō)明】
[002引在隨后的詳細(xì)說(shuō)明中，發(fā)明實(shí)施例參考W下附圖而描述。
[0029] 圖1A和1B是運(yùn)動(dòng)衫的正面局部視圖W及展示運(yùn)動(dòng)衫設(shè)計(jì)中特定銳譜線的特寫。
[0030] 圖2是在多顏色區(qū)域微注射娃貼片的圖像。
[0031] 圖3是根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的具有批處理平臺(tái)設(shè)計(jì)的調(diào)整設(shè)備的正視圖。
[0032] 圖4是展示了圖3中調(diào)整設(shè)備周圍所生成磁場(chǎng)的磁通量圖示。
[0033] 圖5A-5B是根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的具有批處理平臺(tái)設(shè)計(jì)的調(diào)整設(shè)備的正視圖 和側(cè)視圖，所述批處理平臺(tái)設(shè)計(jì)具有不同的線圈設(shè)計(jì)。
[0034] 圖6是根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的具有批處理平臺(tái)設(shè)計(jì)的調(diào)整設(shè)備的透視圖，所述 批處理平臺(tái)設(shè)計(jì)具有不同的線圈設(shè)計(jì)。
[0035] 圖7是根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的具有金屬鞋植設(shè)計(jì)的調(diào)整設(shè)備的正視圖。
[0036] 圖8是根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的具有連續(xù)平臺(tái)設(shè)計(jì)的調(diào)整設(shè)備的正視圖。
[0037] 圖9是具有一部分紡織物安置其中的圖8中調(diào)整設(shè)備的透視圖。
[003引 圖10是卷對(duì)卷（roU-to-roll)應(yīng)用的圖8中調(diào)整設(shè)備的透視圖。
[0039] 圖11是展示了圖8中調(diào)整設(shè)備周圍所生成磁場(chǎng)的磁通量圖示。
[0040] 圖12是展示了穿過(guò)圖8中調(diào)整設(shè)備間隙的磁場(chǎng)均勻性的圖形。
[0041] 圖13是展示了圖8中平臺(tái)與叉狀物之間具有較大距離的調(diào)整設(shè)備周圍所生成磁 場(chǎng)的磁通量圖示。
[0042] 圖14是展示了圖8中平臺(tái)與叉狀物之間具有較小距離的調(diào)整設(shè)備周圍所生成磁 場(chǎng)的磁通量圖示。
[0043] 圖15是根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的具有滾筒設(shè)計(jì)的調(diào)整設(shè)備的正視圖。
[0044] 圖16是根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的具有隧洞設(shè)計(jì)的調(diào)整設(shè)備的透視圖。
[0045] 圖17是根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的具有擠壓機(jī)線圈設(shè)計(jì)的調(diào)整設(shè)備的透視圖。
[0046] 圖18是根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的具有脈沖電磁體設(shè)計(jì)的調(diào)整設(shè)備或具有聚焦微 波激活設(shè)計(jì)的調(diào)整設(shè)備的正視圖。
[0047] 圖19A和19B是根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的用于定制穿戴物的尖筆的透視圖。
[0048] 圖20A、20B和20C是根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的配置為在大表面區(qū)域提供均勻磁場(chǎng) 的調(diào)整設(shè)備的正視圖和頂視圖。
[0049] 圖21是根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的配置為在大表面區(qū)域提供均勻磁場(chǎng)的調(diào)整設(shè)備 的透視圖。
[0050]圖22是根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的零售系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方面的簡(jiǎn)化框圖。
[0化1] 圖23展示了根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的用戶界面的示例。
[0052] 圖24展示了根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的用戶界面的另一示例。
[0化3] 圖25是展示了根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的用于基于表現(xiàn)成績(jī)?cè)趫D22的零售系統(tǒng)上 操縱穿戴物所顯示顏色的方法的簡(jiǎn)化流程圖。
[0054] 圖26是展示了根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的用于基于定制的偏好在圖22的零售系統(tǒng) 上操縱穿戴物所顯示顏色的方法的簡(jiǎn)化流程圖。
[0化5] 圖27是根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的計(jì)算機(jī)裝置的圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0化6] 本發(fā)明實(shí)施例的主題W滿足法定要求的特性在此描述，但此說(shuō)明書(shū)未必意于限定 權(quán)利要求的范圍。所主張的主題可W用其他方式體現(xiàn)，可W包含不同元件或步驟，并且可W 連同其他現(xiàn)存或?qū)?lái)的技術(shù)而使用。此說(shuō)明書(shū)不應(yīng)被看作意味著不同步驟或元件之中或之 間的任何特定順序或布置，除非個(gè)別步驟順序或元件布置被明確描述之時(shí)。
[0化7]根據(jù)特定實(shí)施例，本發(fā)明包括調(diào)整磁體或氧化鐵膠體納米晶體所顯示顏色的方 法，所述氧化鐵膠體納米晶體配置于鏈中并且并入或附屬于材料10,所述材料10用于制造 借助于磁場(chǎng)應(yīng)用的服裝、鞋類、體育器材和配件（穿戴物12)，并且固定顏色（可逆地或永久 地），W便當(dāng)磁場(chǎng)被移除時(shí)顏色不發(fā)生改變。
[005引在其他實(shí)施例中，納米晶體鏈可W并入薄膜、層壓材料、紗、線、織物、皮革、塑料或 泡沫巧VA、TPU)等內(nèi)或者納米晶體鏈可其他方式直接地與薄膜、層壓材料、紗、線、織 物、皮革、塑料或泡沫巧VA、TPU)等相結(jié)合，W此形成材料10和/或穿戴物12,而無(wú)需轉(zhuǎn)換 介質(zhì)。例如，納米晶體鏈可W嵌入PU包覆皮革和/或PU合成皮革的聚氨醋廣PU")表面涂 層或聚氨醋面漆。
[0059]在該些實(shí)施例中，如果材料10或穿戴物12(比如薄膜、層壓材料、紗、線或類似固 體材料）具有允許緊鄰納米晶體鏈周圍的區(qū)域局部軟化或融化而保持材料10或穿戴物12 整體固