KR102431255B1 - 전기 전도성 코어 및 변색 코팅을 갖는 섬유 - Google Patents

전기 전도성 코어 및 변색 코팅을 갖는 섬유 Download PDF

Info

Publication number
KR102431255B1
KR102431255B1 KR1020207013654A KR20207013654A KR102431255B1 KR 102431255 B1 KR102431255 B1 KR 102431255B1 KR 1020207013654 A KR1020207013654 A KR 1020207013654A KR 20207013654 A KR20207013654 A KR 20207013654A KR 102431255 B1 KR102431255 B1 KR 102431255B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
color
fiber
changing
electrically conductive
fibers
Prior art date
Application number
KR1020207013654A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200083987A (ko
Inventor
에이만 아부라디
조슈아 카프만
펠릭스 탄
모건 먼로
Original Assignee
유니버시티 오브 센트럴 플로리다 리서치 파운데이션, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 유니버시티 오브 센트럴 플로리다 리서치 파운데이션, 인코포레이티드 filed Critical 유니버시티 오브 센트럴 플로리다 리서치 파운데이션, 인코포레이티드
Publication of KR20200083987A publication Critical patent/KR20200083987A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102431255B1 publication Critical patent/KR102431255B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B67/00—Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
    • C09B67/0001—Post-treatment of organic pigments or dyes
    • C09B67/0004—Coated particulate pigments or dyes
    • C09B67/0008—Coated particulate pigments or dyes with organic coatings
    • C09B67/0013—Coated particulate pigments or dyes with organic coatings with polymeric coatings
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/34—Core-skin structure; Spinnerette packs therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B67/00—Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
    • C09B67/0071—Process features in the making of dyestuff preparations; Dehydrating agents; Dispersing agents; Dustfree compositions
    • C09B67/0084—Dispersions of dyes
    • C09B67/0085—Non common dispersing agents
    • C09B67/009—Non common dispersing agents polymeric dispersing agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B67/00—Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
    • C09B67/0097—Dye preparations of special physical nature; Tablets, films, extrusion, microcapsules, sheets, pads, bags with dyes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/26—Thermosensitive paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K9/00—Tenebrescent materials, i.e. materials for which the range of wavelengths for energy absorption is changed as a result of excitation by some form of energy
    • C09K9/02—Organic tenebrescent materials
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D11/00—Other features of manufacture
    • D01D11/06—Coating with spinning solutions or melts
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/32—Side-by-side structure; Spinnerette packs therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/04—Pigments
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/44—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • D01F6/54—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polymers of unsaturated nitriles
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/004—Dyeing with phototropic dyes; Obtaining camouflage effects
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/34—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs
    • H05B3/342—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs heaters used in textiles
    • H05B3/347—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs heaters used in textiles woven fabrics

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

변색 모노필라멘트는 전기 전도성 코어 및 전기 전도성 코어 주위에 그리고 전기 전도성 코어를 따라 배치된 코팅을 포함한다. 코팅은 변색 안료를 갖는 중합체 재료의 층을 포함한다.

Description

전기 전도성 코어 및 변색 코팅을 갖는 섬유
관련된 특허 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 10월 18일자로 출원된 미국 가출원 번호 제62/573,861호, 2017년 11월 3일자로 출원된 미국 가출원 번호 제62/581,425호, 및 2018년 5월 15일자로 출원된 미국 가출원 번호 제62/671,966호의 이득 및 그들에 대한 우선권을 주장하고, 그들 모두는 전체적으로 참조로써 본 명세서에 통합된다.
시온 안료(thermochromic pigment)는 (예로서, 그들이 온도 등을 변경함에 따른) 열 자극에 응답하여 색을 변경한다. 시온 안료는 액정을 포함할 수 있는 반면, 다른 시온 안료는 건염염료(leucodye)로서 알려진 유기 염료(예로서, 탄소계 염료 등)를 사용할 수 있다. 건염염료는 (i) 광학적으로 투명하거나 제1 온도에서 특정한 색을 가지며 (ii) 제2 온도에서 보이게 하거나 상이한 색으로 변경된다. 이러한 변경은 온도가 상승 또는 하강함에 따라 관찰자에게 분명하다. 건염염료는, 열 에너지가 그들의 분자로 하여금 류코(leuco)(무색) 및 비 류코(착색) 형태로서 알려진 2개의 미묘하게 상이한 구조 사이에서 앞뒤로 움직이게 할 때 색을 변경시키는 유기 화학 물질이다. 시온 액정은 그들이 더 뜨거워지거나 더 차가워짐에 따라 색을 가시 스펙트럼 위아래로 이동시킬 수 있는 반면, 건염염료는 광범위한 온도에서 상이한 종류의 변색 효과를 생성하기 위해 다양한 방식으로 혼합될 수 있다.
하나의 실시형태는 변색 모노필라멘트에 관한 것이다. 변색 모노필라멘트는 전기 전도성 코어 및 전기 전도성 코어 주위에 그리고 전기 전도성 코어를 따라 배치된 코팅을 포함한다. 코팅은 변색 안료를 갖는 중합체 재료의 층을 포함한다.
또 다른 실시형태는 변색 멀티필라멘트에 관한 것이다. 변색 멀티필라멘트는 제1 섬유 및 제2 섬유를 포함한다. 제2 섬유는 전기 전도성 코어 및 전기 전도성 코어 주위에 그리고 전기 전도성 코어를 따라 배치된 코팅을 포함한다. 코팅은 변색 안료를 갖는 중합체 재료를 포함한다.
여전히 또 다른 실시형태는 변색 제품에 관한 것이다. 변색 제품은 직물을 포함한다. 직물의 적어도 일부는 (i) 변색 섬유 또는 (ii) 변색 섬유를 포함하는 변색 얀(color-changing yarn) 중 적어도 하나를 사용하여 배열된다. 변색 섬유는 전기 전도성 코어 및 전기 전도성 코어 주위에 그리고 전기 전도성 코어를 따라 배치된 코팅을 포함한다. 코팅은 변색 안료를 갖는 중합체 재료를 포함한다.
이 요약은 단지 예시적인 것이고 임의의 방식으로 제한하도록 의도되지 않는다. 본 명세서에서 설명된 디바이스 또는 프로세스의 다른 양태, 창의적인 특징, 및 장점은 첨부 도면과 결부하여 취해진 본 명세서에 제시된 상세한 설명에서 명백해질 것이며, 유사한 참조 부호는 유사한 요소를 언급한다.
도 1은 예시적인 실시형태에 따른, 변색 모노필라멘트의 단면도.
도 2는 또 다른 예시적인 실시형태에 따른, 변색 모노필라멘트의 단면도.
도 3은 또 다른 예시적인 실시형태에 따른, 변색 모노필라멘트의 단면도.
도 4는 또 다른 예시적인 실시형태에 따른, 변색 모노필라멘트의 단면도.
도 5는 또 다른 예시적인 실시형태에 따른, 변색 모노필라멘트의 단면도.
도 6은 또 다른 예시적인 실시형태에 따른, 변색 모노필라멘트의 단면도.
도 7은 또 다른 예시적인 실시형태에 따른, 변색 모노필라멘트의 단면도.
도 8은 예시적인 실시형태에 따른, 도 1 내지 도 7의 변색 모노필라멘트 중 하나 이상으로부터 적어도 부분적으로 형성된 변색 멀티필라멘트의 측면도.
도 9는 예시적인 실시형태에 따른, 변색 모노필라멘트를 생성하기 위해 사용된 섬유 제작 기계의 사시도.
도 10A 내지 도 10E는 예시적인 실시형태에 따른, 변색 모노필라멘트의 코팅을 형성하기 위해 도 9의 섬유 제작 기계에 의해 사용될 수 있는 다양한 연료를 도시한 도면.
도 11은 예시적인 실시형태에 따른, 도 9의 섬유 제작 기계의 용융 펌프 및 방사구(spinneret)의 상세도.
도 12는 예시적인 실시형태에 따른, 도 9의 섬유 제작 기계의 급랭 조립체(quench assembly)의 상세도.
도 13 및 도 14는 예시적인 실시형태에 따른, 도 9의 섬유 제작 기계의 와인더 조립체의 상세도.
도 15는 예시적인 실시형태에 따른, 도 9의 섬유 제작 기계의 멀티필라멘트 방사구의 상세도.
도 16 내지 도 18은 예시적인 실시형태에 따른, 직물 원형의 다양한 이미지를 도시한 도면.
도 19는 예시적인 실시형태에 따른, 도 16 내지 도 18의 직물 원형의 개략도.
도 20은 예시적인 실시형태에 따른, 전기적으로 제어 가능한 변색 최종 제품을 제조하는 프로세스를 시각적으로 묘사한 도면.
도 21A 내지 도 21D는 예시적인 실시형태에 따른, 변색 섬유를 전력원에 전기적으로 연결하는 프로세스를 시각적으로 묘사한 도면.
도 22는 예시적인 실시형태에 따른, 연결기의 사시도.
도 23 및 도 24는 예시적인 실시형태에 따른, 제1 상태 및 제2 상태의 제1 변색 제품을 도시한 도면.
도 25 및 도 26은 예시적인 실시형태에 따른, 제1 상태 및 제2 상태의 제2 변색 제품을 도시한 도면.
도 27 및 도 28은 예시적인 실시형태에 따른, 제1 상태 및 제2 상태의 패치를 갖는 제3 변색 제품을 도시한 도면.
도 29 및 도 30은 예시적인 실시형태에 따른, 제1 상태 및 제2 상태의 자수 부분을 갖는 제4 변색 제품을 도시한 도면.
도 31 및 도 32는 예시적인 실시형태에 따른, 제1 상태 및 제2 상태의 자수 부분을 갖는 제5 변색 제품을 도시한 도면.
도 33은 예시적인 실시형태에 따른, 도 23 내지 도 32의 변색 제품을 위한 제어 시스템의 개략도.
도 34는 예시적인 실시형태에 따른, 입력 디바이스에 의해 제공된 애플리케이션의 그래픽 사용자 인터페이스의 개략도.
특정 예시적인 실시형태를 상세히 도시하는 도면으로 돌아가기 전에, 본 발명이 설명에 제시되거나 도면에 도시된 상세 또는 방법론으로 제한되지 않음을 이해해야 한다. 본 명세서에서 사용된 전문용어가 단지 설명의 목적을 위한 것이며 제한하는 것으로서 간주되어서는 안된다는 것을 또한 이해해야 한다.
개요
본 발명은 일반적으로, 직물(fabric) 기술 분야에 관한 것이고, 특히 주문형(예로서, 활성, 동적, 선택적으로 제어 가능한 등) 변색 능력을 갖는 섬유, 얀, 및 직물에 관한 것이다. 예시적인 실시형태에 따르면, 멀티필라멘트(예로서, 얀, 스레드(thread) 등)로 선택적으로 형성되는(예로서, 조합되거나, 꼬이거나(twisted), 땋은(braided) 등) 변색 모노필라멘트(예로서, 필라멘트, 스트랜드, 섬유 등)는 (i) 기존 제품에 통합되거나(예로서, 패치를 통하여 스티칭되거나, 재봉되거나, 자수(embroider)되거나, 통합되거나, 결합됨 등) (ii) 새로운 제품을 형성하기 위해 배열(예로서, 편직, 직조 등)되도록 구성된다. 변색 모노필라멘트는 적어도 하나의 전도성 코어(예로서, 전기 전도성 코어, 열 전도성 코어, 멀티 코어 등) 및 적어도 하나의 전도성 코어 주위에 그리고 적어도 하나의 전도성 코어를 따라 배치된 변색 코팅을 포함한다. 변색 코팅은 하나 이상의 층(예로서, 1개, 2개, 3개, 4개 등)을 포함한다. 하나 이상의 층의 각각은 각각의 시온 안료를 갖는 하나 이상의 상이한 변색 부분 또는 세그먼트를 갖는다. 전도성 코어에 제공된 전류, 및 그에 의해 전도성 코어의 온도는 변색 코팅의 색을 능동적이고 동적으로 조정하도록 선택적으로 제어 가능하다.
외관 및 변색 능력을 갖는 현재 직물 제품은 환경 자극(예로서, 햇빛, 체열 등)에 응답하여 수동적으로 제어된다. 예로서, 광색성 염료는 햇빛을 받아 색을 변경시키는 의류의 인쇄물에서 사용될 수 있다. 또 다른 예로서, 시온 염료는 체열 및/또는 주변 열을 통해 직물의 색을 수동적으로 변경하기 위해 사용될 수 있다. 유리하게, 본 발명의 변색 모노필라멘트는 주문형 직물 또는 제품의 하나 이상의 시각적 특성을 동적으로 변경하는 것을 용이하게 한다.
다양한 예시적인 실시형태에 따르면, 변색 모노필라멘트는 (i) 머리밴드, 팔찌, 타이, 보우티, 셔츠, 저지, 장갑, 스카프, 재킷, 바지, 반바지, 드레스, 스커트, 블라우스, 신발/신, 벨트, 모자 등과 같은 의류; (ii) 작은 지갑, 배낭, 짐, 지갑, 보석류, 헤어 액세서리 등과 같은 액세서리; (iii) 커튼, 창문 블라인드, 가구 및 가구 액세서리, 테이블 보, 담요, 침대 시트, 베개 케이스, 깔개, 벽지, 예술품/그림, 자동차 인테리어 등과 같은 가정 용품, 장식, 및 고정 설비; (iv) 텐트, 차양, 우산, 캐노피, 사이니지 등과 같은 실외 애플리케이션 및 장비: 및/또는 (v) 여전히 다른 적합한 애플리케이션으로 통합될 수 있거나 그들을 형성하도록 배열된다. 부가적인 애플리케이션은 위장(예로서, 군사 위장, 사냥 위장 등)을 포함할 수 있으며, 이는 낮, 야간, 계절, 사막 위치, 눈 위치, 산림 위치, 도시 위치, 및/또는 다른 환경 조건에 적합하도록 동적으로(예로서, 선택적으로, 적응적으로 등) 변경될 수 있다.
변색 섬유
도 1 및 도 7에 도시된 다양한 예시적인 실시형태에 따르면, 변색 섬유(10)로서 도시된 변색 모노필라멘트(예로서, 필라멘트, 섬유, 스트랜드 등)는 코어(12)로서 도시된 전도성 코어, 및 코어(12)가 코팅(14) 내에 내장되도록 코어(12) 주위에 그리고 해당 코어를 따라 배치된, 코팅(14)으로서 도시된 변색 코팅(예로서, 시스, 커버, 케이싱 등)을 포함한다. 예시적인 실시형태에 따르면, 코어(12)는 전기 전도성 재료로 제조된다. 하나의 실시형태에서, 코어(12)는 금속 또는 금속 합금으로 제조된다. 예로서, 코어(12)는 구리, 니켈, 알루미늄, 아연, 은, 금, 티타늄, 텅스텐, 몰리브덴, 크롬, 백금, 팔라듐, 이들의 조합, 및/또는 또 다른 적합한 금속 또는 금속 합금으로 제조될 수 있다. 다른 실시형태에서, 코어(12)는 비 금속 전기 전도성 재료로 제조된다. 예로서, 코어(12)는 고농도로 도핑된 반도체, 전도성 상(예로서, 전기 전도성(공액) 중합체 등)으로 도핑된 중합체, 및/또는 탄소 상(예로서, 흑연, 그래핀, 탄소 나노섬유, 탄소 나노와이어 등)으로 제조될 수 있다. 일부 실시형태에서, 코어(12)는 코어(12)의 재료와 상이한 금속 재료로 제조된 전기 전도성 접촉부를 포함한다. 이러한 실시형태에서, 코어(12) 자체(예로서, 플라스틱 코어, 직조될 수 있는 임의의 가요성 코어 등)는 전도성일 수 있거나 아닐 수 있다. 예시적인 실시형태에 따르면, 변색 섬유(10)는 결과적인 최종 제품이 세탁가능하도록(즉, 씻겨지거나 세탁될 수 있는) 직물 섬유로서 직조하고 편직하며 내구성이 있는 것을 허용하도록 가요성이다.
예시적인 실시형태에 따르면, 변색 섬유(10)는 산업 직기에서 직조하기 위해 적합한 치수(예로서, 직경 등)를 갖는다. 예로서, 변색 섬유(10) 및/또는 그로부터 형성된 멀티필라멘트 섬유(예로서, 스레드, 얀 등)의 가로 치수(예로서, 직경, 폭 등)는 일반적으로 1 밀리미터 미만일 수 있다. 일부 실시형태에서, 가로 치수는 600 마이크로미터 미만이다. 일부 실시형태에서, 가로 치수는 40 마이크로미터 미만이다. 일부 실시형태에서, 가로 치수는 그 범위가 15 마이크로미터로부터 30 마이크로미터까지이다. 코어(12)의 직경은 1 마이크로미터와 500 마이크로미터의 범위일 수 있다. 변색 섬유(10)의 내부 단면 구조는 예를 들면, 클래딩 코팅을 갖는 단일 코어, 클래딩 코팅 내의 멀티 코어, 동심 링 코팅층을 갖는 단일 코어, 방위각 방향으로 멀티 세그먼트 코팅을 갖는 단일 코어, 이들의 조합 등으로부터 많은 변형을 가질 수 있다. 게다가, 변색 섬유(10)가 원형 단면 형상을 갖도록 도 1 내지 도 7에 도시되었지만, 다른 실시형태에서, 변색 섬유(10)는 상이한 단면 형상(예로서, 정사각형, 삼각형, 직사각형 등)을 갖는다. 이러한 실시형태에서, 코어(12)는 원형 단면 형상을 가질 수 있거나 코팅(14)의 단면 형상과 대응하는 또 다른 형상을 가질 수 있다.
예시적인 실시형태에 따르면, 코팅(14)은 중합체 재료(예로서, 중합체, 중합체 복합물, 다결정질 재료를 갖는 중합체, 하이트렐(Hytrel), 환식 올레핀 공중합체, 폴리프로필렌, 나일론, 폴리에스터 등)의 하나 이상의 층을 포함한다. 중합체 재료의 하나 이상의 층 중 적어도 하나는 각각의 층이 그의 온도 변화(예로서, 시온 안료는 가열될 때 제1 색으로부터 제2 색으로 전이되고, 냉각될 때 제2 색으로부터 제1 색으로 전이함 등)에 응답하여 그리고/또는 (ii) 전류가 코어(12)에 제공되는 것에 응답하여 색을 변경하도록 그와 조합된(예로서, 혼합된, 배합된, 침윤된 등) 가역적 시온 안료를 포함한다. 일반적으로, 임의의 적합한 가역성 시온 안료 구성이 사용될 수 있다. 예를 들면, 시온 안료는 액정 재료 및/또는 건염염료를 포함할 수 있다. 하나의 실시형태에서, 코팅(14)은 단일 층의 중합체 재료를 포함한다. 또 다른 실시형태에서, 코팅(14)은 중합체 재료의 복수의 동심층을 포함한다. 일부 실시형태에서, 중합체 재료의 복수의 동심층의 각각은 각각의 시온 안료를 포함한다. 일부 실시형태에서, 중합체 재료의 복수의 층 중 적어도 하나는 시온 안료를 포함하지 않지만, 오히려 상기 적어도 하나의 중합체 재료의 안료는 실질적으로 고정되고 (온도 또는 전류로 인해) 변하지 않는다. 코팅(14)의 재료는 변색 섬유(10)에 대한 특정 적용에 기초하여 그것의 속성에 대해 적절하게 선택될 수 있다.
동작 시에, 전류(예로서, 휴대가능한 애플리케이션을 위해 배터리, 태양 전지판, 광전지 섬유 등과 같은 전력원에 의해 제공됨; 고정 설비를 위해 배터리, 태양 전지판, 광전지 섬유, 주 전원, 표준 벽 소켓 등과 같은 전력원에 의해 제공됨; 등)는 코어(12)를 통해 이동된다. 전류에 대한 코어(12)의 저항은 코어(12)의 온도로 하여금 상승하게 하여 그에 의해, 시온 안료의 색을 제1 색으로부터 제2 색으로(예로서, 온도 전이 임계치에 도달될 때 더 어두운 색으로부터 더 밝은 색으로, 하나의 불투명한 색으로부터 상이한 불투명한 색으로, 불투명으로부터 투명으로 등) 전이시키기 위해 코팅(14)의 시온 안료를 가열하고 활성화한다. 변색 섬유(10)는 저 전압(예로서, 12 볼트 이하 등)에서 동작할 수 있다. 예로서, 코어(12)는 전력원으로부터 인출된 전류가 약 1 암페어가 되도록 선택될 수 있으며, 그것은 그 다음, 5 볼트 DC 전력에 대해 코어(12)가 약 5 옴의 저항을 가져야 함을 의미한다. 일부 실시형태에서, 변색 섬유(10)는 (예로서, 인가된 전력량 등에 의존하여) 10초 또는 100 밀리초 후에 제1 색으로부터 제2 색으로 전이한다. 일부 실시형태에서, 전이는 에너지 소비를 감소시키기 위해 수 초 또는 심지어 수 분으로 연장될 수 있다.
변색 섬유(10)는 제2 색에서 지속적으로 바이어싱된 상태로 유지될 수 있고, 따라서 사용자가 코팅(14)의 색을 다시 제1 색으로 전이시키는 것을 가능하게 하기 위해 인가된 전력을 제거하기로 결정할 때까지 제2 색을 유지한다. 일부 실시형태에서, 전류를 제거하는 것은 코팅(14)이 제2 색으로부터 다시 제1 색으로 전이하는 것을 야기한다. 코팅(14)은 전류의 제거에 이어서 몇 초 또는 몇 분 동안 제2 색으로 유지될 수 있다. 다시 제2 색으로부터 제1 색으로의 전이 시간은 환경 온도(예로서, 사람의 체온, 주위 환경의 온도 등) 및 시온 안료가 활성화/비활성화되는 온도(예로서, 온도 전이 임계치 등)에 의존할 수 있다.
일부 실시형태에서, 전류를 제거하는 것은 코팅(14)이 제2 색으로부터 다시 제1 색으로 전이되는 것을 야기하지 않는다. 예로서, 시온 안료가 제1 색으로 되돌아오는 온도는 환경 온도 미만일 수 있다. 이러한 경우에, 전류를 제거하는 것은 색이 제2 색으로부터 다시 제1 색으로 전이하는 것을 야기하지 않는다. 오히려, 이러한 실시형태에서, 코팅(14)의 색은 색을 다시 제1 색으로 변경하기 위해 추가 냉각이 변색 섬유(10)에 적용될 때까지 고정된 상태로 유지될 수 있다. 또 다른 예로서, 코팅(14)은 그것의 광열 거동(photothermal behavior)에서 열적 이력을 나타내는 각각의 시온 안료를 포함할 수 있다. 예를 들면, 일단 각각의 시온 안료가 그것의 온도 전이 임계치에 도달하면, 그의 색이 전이한다. 그러나, 코팅(14)은 심지어 온도가 온도 전이 임계치 미만으로 떨어질 때 새로운 색을 유지할 수 있다. 이러한 경우에, 각각의 시온 안료는 그것의 원래 색으로 되돌아가기 위해 온도 전이 임계치보다 낮은 온도(예로서, 온도 전이 임계치보다 낮은 5도, 10도, 15도 등)가 될 필요가 있을 수 있다. 이러한 비대칭 전이 능력은 코팅(14)의 원래의 제1 색으로부터 제2 색으로의 전이에 이어서 코팅(14)의 제2 색을 유지하기 위해 필요한 전력을 감소시키는 것을 유리하게 도울 수 있다.
예시적인 실시형태에 따르면, 코팅(14)의 재료를 하나 이상의 시온 안료와 함침시키거나 그렇지 않으면, 혼합하는 것은 변색 섬유(10)가 통합되는 결과적인 직물 또는 다른 최종 제품의 광학 속성을 제어하는 것을 용이하게 한다. 예로서, 안료 농도를 변경하는 것은 하나의 단색으로부터 또 다른 단색으로의 전이, 단색으로부터 반투명 쉬어 효과(sheer effect)로의 전이, 단색으로부터 투명하거나 실질적으로 투명한 것으로의 전이 등과 같은 다양한 동적으로 제어 가능한 광학 효과를 야기할 수 있다. 또 다른 예로서, 코팅(14)의 재료 내에서 안료의 유형 및 농도의 선택은 원하는 원색 및 전이 색을 제공하고, 전이 온도를 최적화하고, 원하는 전이 시간을 제공하고/하거나, 전이를 수행하고/하거나 유지하기 위해 요구된 전력 소비를 최소화하기 위해 각각의 개별적인 애플리케이션에 적합하도록 구체적으로 맞춰질 수 있다.
일부 실시형태에서, 변색 섬유(10)는 형광체(phosphor)(예로서, 코팅(14) 내의, 코어(12)와 코팅(14) 사이에 배치된, 독립적인 코팅층에서의 등)를 포함한다. 형광체는 선택적으로 제어 가능한 "야광"(glow-in-the-dark) 효과를 갖는 변색 섬유(10)를 제공하는 것을 용이하게 할 수 있다. 예로서, 코팅(14)이 불투명한 상태로부터 투명 상태로 전이하고, 코팅 아래에 형광체가 배치되면, 형광체는 발광 섬유를 제공하기 위해 투명 상태에 있을 때 코팅(14)을 통해 발광할 수 있다. 또 다른 예로서, 코팅(14)이 형광체를 포함하면, 전류가 변색 섬유(10)에 제공됨에 따라 형광체가 "발광"할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 변색 섬유(10)의 코팅(14)은 코어(12) 주위에 그리고 해당 코어를 따라 배치된, 층(20)으로서 도시된 제1 층(예로서, 단일 층 등)을 포함한다. 층(20)은 재료(22)로서 도시된 제1 재료를 포함한다. 재료(22)는 각각의 시온 안료를 포함하는 각각의 중합체 또는 중합체 복합물을 포함할 수 있다. 재료(22)는 제1 온도 전이 임계치에서 제1 색(예로서, 상대적으로 더 어두운 색, 보라색, 녹색 등)으로부터 제2 색(예로서, 상대적으로 더 밝은 색, 적색, 노란색 등)으로 전이될 수 있다. 제1 온도 전이 임계치는 (i) 각각의 중합체 또는 중합체 복합물, (ii) 각각의 시온 안료, 및/또는 (iii) 각각의 시온 안료의 농도에 의존할 수 있다. 제1 온도 전이 임계치는 약 0℃ 내지 약 70℃ 사이의 온도에 있도록 설계될 수 있다. 온도 전이 임계치는 변색 섬유(10)를 포함하는 최종 제품의 의도된 적용에 기초하여 선택될 수 있다. 예로서, 온도 전이 임계치는 겨울 실외 적용을 위해 의도된 의복에 대해 약 0℃(예로서, -15℃ 내지 15℃ 사이 등)일 수 있다. 또 다른 예로서, 온도 전이 임계치는 실내 적용을 위해 의도된 의복에 대해 약 27℃(예로서, 15℃ 내지 30℃ 사이 등)일 수 있다. 여전히 또 다른 예로서, 온도 전이 임계치는 여름 실외 적용을 위해 의도된 의복에 대해 약 38℃(예로서, 30℃ 내지 45℃ 사이 등)일 수 있다. 여전히 또 다른 예로서, 온도 전이 임계치는 사막 환경 적용(예로서, 군사 용도 등)을 위해 의도된 의복에 대해 약 49℃(예로서, 45℃ 내지 50℃ 사이 등)일 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 색으로부터 제2 색으로의 전이는 제1 색과 제2 색 사이의 색의 스펙트럼을 포함한다. 예로서, 제1 색은 보라색일 수 있고, 제2 색은 백색일 수 있으며, 중간 색 또는 색들은 청색 및/또는 적색일 수 있다. 일부 실시형태에서, 제2 색은 코어(12)의 색이 노출되고 가시적이도록 무색 또는 투명하다.
도 2는 또 다른 예시적인 실시형태에 따른 변색 섬유를 도시하고, 여기서 그의 코팅은 상이한 세그먼트로 분할된다(참조의 편의를 위해, 본 명세서에서 논의된 다양한 예시적인 실시형태의 유사한 구성요소는 동일한 참조 부호를 갖는다). 도 2에 도시된 바와 같이, 변색 섬유(10)의 코팅(14)은 제1 세그먼트가 재료(22)를 포함하고, 제2 세그먼트가 제2 재료(재료(24)로서 도시됨)를 포함하고, 제3 세그먼트가 제3 재료(재료(26)로서 도시됨)를 포함하며, 제4 세그먼트가 제4 재료(재료(28)로서 도시됨)를 포함하는, 4개의 방위각 세그먼트를 갖는 코어(12) 주위에 그리고 해당 코어를 따라 배치된 층(20)을 포함한다. 다른 실시형태에서, 층(20)은 4개보다 적거나 많은 방위각 세그먼트(예로서, 2개, 3개, 5개, 6개 등의 세그먼트)를 포함한다. 일부 실시형태에서, 방위각 세그먼트는 동일한 크기이다. 다른 실시형태에서, 방위각 세그먼트는 상이한 크기일 수 있다. 재료(22), 재료(24), 재료(26), 및/또는 재료(28)의 각각은 시온 안료를 포함하는 중합체 또는 중합체 복합물을 포함할 수 있다. 다양한 세그먼트의 구성은 원하는 효과에 의존하여 상이할 수 있다. 일부 실시형태에서, 재료(22), 재료(24), 재료(26) 및/또는 재료(28)의 중합체 또는 중합체 복합물은 동일하고, 그의 시온 안료 및/또는 시온 안료의 농도는 상이한 세그먼트(또 다른 실시형태에 따르면, 다양한 세그먼트 중 하나 이상을 위해 사용된 중합체 또는 중합체 복합물은 또한 달라질 수 있음) 사이에서 상이할 수 있다. 재료(22), 재료(24), 재료(26), 및/또는 재료(28)의 각각은 제1 온도 전이 임계치, 제2 온도 전이 임계치, 제3 온도 전이 임계치, 및 제4 온도 전이 임계치 각각에서 제1 색으로부터 제2 색으로 전이할 수 있다. 재료(22), 재료(24), 재료(26), 및/또는 재료(28)의 제1 색은 상이하거나 동일할 수 있다. 재료(22), 재료(24), 재료(26), 및/또는 재료(28)의 제2 색은 상이하거나 동일할 수 있다. 제1 온도 전이 임계치, 제2 온도 전이 임계치, 제3 온도 전이 임계치, 및/또는 제4 온도 전이 임계치는 (예로서, 각각의 중합체 또는 중합체 복합물 및/또는 각각의 시온 안료 및 그의 농도 등에 따라서) 동일하거나, 유사하거나, 상이할 수 있다.
코팅(14)의 색은 코팅(14)의 방위각 세그먼트가 뷰잉(viewing)되고 있는 각도에 기초하여 상이하게 보여질 수 있다. 일부 실시형태에서, 코팅(14)의 방위각 세그먼트는 희미하게 빛나거나 무지개 빛깔의 재료의 외관을 제공하는 것을 용이하게 한다. 예로서, 코팅(14)이 다수의 방위각 세그먼트를 가지면, 변색 섬유(10)가 뷰잉되는 각도가 색이 어떻게 나타나는지를 변경할 수 있어서, 희미하게 빛나는 효과를 야기한다. 또한, 코팅(14)의 방위각 세그먼트 중 하나 이상이 투명 상태로 전이하는 안료를 포함하면, 코어(12)가 그를 통해 보일 수 있어서, 변색 섬유(10)가 뷰잉되는 각도에 의존하여 희미하게 빛나거나 무지개 빛깔의 효과를 야기한다.
도 3은 변색 섬유의 또 다른 실시형태를 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 변색 섬유(10)의 코팅(14)은 코어(12) 주위에 그리고 해당 코어를 따라 배치된 층(20), 층(20) 주위에 그리고 해당 층을 따라 배치된, 층(30)으로서 도시된 제2 층, 층(30) 주위에 그리고 해당 층을 따라 배치된, 층(40)으로서 도시된 제3 층을 포함하는 복수의 동심층을 갖는다. 다른 실시형태에서, 코팅(14)은 3개보다 적거나 많은 층(예로서, 2개, 4개 등의 층)을 포함한다. 층(20), 층(30) 및/또는 층(40)의 두께는 동일하거나 상이할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 층(20)은 재료(22)를 포함하고, 층(30)은 재료(32)로서 도시된 제2 재료를 포함하고, 층(40)은 재료(42)로서 도시된 제3 재료를 포함한다. 재료(22), 재료(32) 및/또는 재료(42)의 각각은 각각의 시온 안료를 포함하는 각각의 중합체 또는 중합체 복합물을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 재료(22), 재료(32) 및/또는 재료(42)의 중합체 또는 중합체 복합물은 동일하지만, 그의 시온 안료 및/또는 시온 안료의 농도는 상이하다. 재료(22), 재료(32), 및/또는 재료(42)의 각각은 제1 온도 전이 임계치, 제2 온도 전이 임계치, 및 제3 온도 전이 임계치 각각에서 제1 색으로부터 제2 색으로 전이할 수 있다. 일부 실시형태에서, 층(20)의 재료(22)는 그의 색이 실질적으로 고정되도록 시온 안료를 포함하지 않는다. 이러한 실시형태에서, 층(30)의 재료(32) 및 층(40)의 재료(42)는 층(20)의 고정된 색을 노출시키기 위해 불투명한 색으로부터 투명한 것으로 전이할 수 있다. 예시적인 실시형태에 따르면, 제1 온도 전이 임계치는 제2 온도 전이 임계치보다 크고/크거나 제2 온도 전이 임계치는 제3 온도 전이 임계치보다 크다. 그에 따라, (i) 층(40)의 재료(42)는 아래의 층(30)의 재료(32)의 제2 색을 노출시키기 위해 제3 온도 전이 임계치에서 제1 색으로부터 투명한 것으로 전이할 수 있고, (ii) 층(30)의 재료(32)는 아래의 층(20)의 재료(22)의 제3 색을 노출시키기 위해 제2 온도 전이 임계치에서 제2 색으로부터 투명한 것으로 전이할 수 있고, (iii) 층(20)의 재료(22)는 코어(12)를 노출시키기 위해 제1 온도 전이 임계치에서 제3 색으로부터 투명한 것으로 전이할 수 있거나, (b) 층(20)의 재료(22)는 제1 온도 전이 임계치에서 제3 색으로부터 제4 색(예로서, 비투명색 등)으로 전이할 수 있거나, (c) 재료(22)의 색은 실질적으로 고정된다.
도 4는 변색 섬유의 또 다른 실시형태를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 변색 섬유(10)의 코팅(14)은 도 2 및 도 3에 도시된 실시형태의 조합이다. 구체적으로, 코팅(14)은 코어(12) 주위에 그리고 해당 코어를 따라 배치된 층(20) 및 층(20) 주위에 그리고 층(20)을 따라 배치된 층(30)을 포함하고, 여기서 층(20)은 재료(22), 재료(24), 재료(26) 및 재료(28)를 포함하는 4개의 방위각 세그먼트를 갖는다. 도 4의 층(20)은 도 2의 층(20)과 유사하거나 이와 유사하게 기능할 수 있고 도 4의 층(30)은 도 3의 층(30)과 유사하거나 도 3의 층(30)의 그것과 유사하게 기능할 수 있다.
도 5는 변색 섬유의 또 다른 실시형태를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 변색 섬유(10)의 코팅(14)은 코어(12) 주위에 그리고 해당 코어를 따라 배치된 층(20) 및 층(20) 주위에 그리고 해당 층을 따라 배치된 층(30)을 포함한다. 층(20) 및 층(30) 둘 모두는 (i) 층(20) 주위에 다양하게 배치된 재료(22), 재료(24), 재료(26), 및 재료(28) 및 (ii) 층(30) 주위에 다양하게 배치된 재료(32) 및 재료(34)를 포함하는 상이한 재료(예로서, 상이한 시온 안료를 갖는 유사한 중합체 재료 등)의 복수의 방위각 세그먼트를 포함한다. 층(20) 및/또는 층(30) 내에서 재료의 다른 조합 또는 다수의 방위각 세그먼트(예로서, 단일 재료, 더 많은 재료, 더 적은 방위각 세그먼트, 더 많은 방위각 세그먼트 등)가 사용될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 층(20) 및 층(30)은 코어(12) 주위에 (예로서, 45도, 90도, 115도, 145도, 180도, 215도, 245도, 270도, 300도, 315도, 330도 등) 단지 부분적으로 연장되어 갭을 남긴다. 갭은 층(20) 및 층(30)의 두께를 연장시키는 층(50)으로서 도시된 더 두꺼운 층으로 채워진다. 일부 실시형태에서, 변색 섬유(10)는 층(50)이 3개 이상의 동심층의 두께를 연장할 수 있도록 3개 이상의 동심층을 포함한다.
도 6 및 도 7은 변색 섬유의 부가적인 예시적인 실시형태를 도시한다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 변색 섬유(10)는 복수의 코어(12)(예로서, 멀티 코어 등)를 포함한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 변색 섬유(10)는 층(20)의 재료(22) 내에 배치된 9개의 별개의 코어(12)를 포함한다. 다른 실시형태에서, 변색 섬유(10)는 상이한 수의 코어(12)(예로서, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 10개 등의 코어(12))를 포함한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 변색 섬유(10)는 3개의 별개의 코어(12)를 포함하고, 여기서 코어(12)의 각각은 층(20)의 상이한 재료, 즉 재료(22), 재료(24), 및 재료(26) 각각 내에 배치된다. 재료(22), 재료(24) 및 재료(26)는 멀티 세그먼트 파이 구조를 갖는 변색 섬유(10)의 층(20)을 형성하도록 배열된다. 일부 실시형태에서, 재료(22), 재료(24) 및/또는 재료(26)의 중합체 또는 중합체 복합물은 동일하지만, 그의 시온 안료 및/또는 시온 안료의 농도는 상이하다. 다른 실시형태에서, 변색 섬유(10)는 상이한 수의 코어(12)(예로서, 2개, 4개, 5개 등)를 포함하고 층(20)은 코어(12)의 각각이 층(20)의 각각의 재료 내에 내장되도록 대응하는 수의 재료를 포함한다. 코어(12)의 각각은 따라서, 그와 연관된 재료의 시각적 특성에 영향을 주기 위해 전류를 개별적으로 제공받을 수 있다. 일부 실시형태에서, 도 6 및 도 7의 변색 섬유(10)는 층(20) 주위에 배치된 부가적인 층(예로서, 층(30), 층(40) 등)을 포함한다.
일부 실시형태에서, 변색 섬유(10)는 모노필라멘트로서 (예로서, 직조 또는 편직 프로세스 등에서) 직물을 형성하기 위해 사용되고/되거나 모노필라멘트로서 기존 제품 또는 직물에 통합(예로서, 기존 직물에 재봉, 자수 등)된다. 일부 실시형태에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 변색 섬유(10)는 변색 얀(100)로서 도시된 멀티필라멘트 섬유(예로서, 얀, 스레드 등)로 형성되거나 통합된다. 변색 얀(100)은 섬유(110)로서 도시된 2개 이상의 섬유를 꼬이거나, 땋거나, 다르게는 결합함으로써 형성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 변색 얀(100)의 섬유(110)는 도 1 내지 도 7의 변색 섬유(10)의 하나의 유형을 포함한다. 다른 실시형태에서, 변색 얀(100)의 섬유(110)는 도 1 내지 도 7의 변색 섬유(10)의 2개 이상의 유형의 조합을 포함한다. 여전히 다른 실시형태에서, 변색 얀(100)의 섬유(110)는 도 1 내지 도 7의 변색 섬유(10) 중 적어도 하나 및 적어도 하나의 비-변색 섬유를 포함한다. 비-변색 섬유는 (i) 식물계 섬유(예로서, 면, 린넨 등) 및/또는 동물계 섬유(예로서, 양모, 실크 등)를 포함하는 천연 섬유 및/또는 (ii) 합성 섬유(예로서, 레이온, 아세테이트, 나일론, 아크릴, 폴리에스터 등)일 수 있다.
일부 실시형태에서, 비-변색 섬유는 광전지 섬유(photovoltaic fiber)이다. 광전지 섬유는 (i) 전력원을 충전하거나 그것에 전력을 공급하도록 그리고/또는 (ii) 변색 얀(100) 내의 변색 섬유(10)에 전류를 직접적으로 제공하여 그의 가능한 색 사이의 전이를 용이하게 하도록 광 에너지로부터 전기 에너지를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 변색 섬유(10) 및 변색 얀(100)은 유리 코어 또는 또 다른 유형의 투명 코어를 포함한다. 일부 실시형태에서, 변색 섬유(10)는 센서를 포함하고, 비-변색 섬유는 센서를 포함하고, 그리고/또는 센서(예로서, 온도, 힘, 압력, 가속도, 습기 등을 측정하는 센서)는 다르게는 변색 얀(100) 내에 내장된다. 예로서, 센서는 (예로서, 변색 얀(100)이 직조되는 직물 등 상의) 디프레시브(depressive) 힘 또는 압력을 감지하는 압전 센서일 수 있거나 압전 센서를 포함할 수 있다. 압전 센서는 전기 신호를 제어기로 전송할 수 있고 제어기는 디프레션에 응답하여 적절한 조치(예로서, 색을 전이시키도록 시온 안료를 활성화하기 위해 변색 섬유(10)에 전류를 제공하는 등)를 취할 수 있다.
변색 섬유의 제조
도 9 내지 도 15에 도시된 예시적인 실시형태에 따르면, 섬유 제작기(200)로서 도시된 기계는 변색 섬유(10)를 제조하도록 구성된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 섬유 제작기(200)는 제1 공급관(214) 및 제2 공급관(216)으로서 각각 도시된, 도관을 통하여 제1 스크루 압출기(220) 및 제2 스크루 압출기(222)로서 도시된 한 쌍의 구동기에 결합된 제1 호퍼(210) 및 제2 호퍼(212)로서 도시된 한 쌍의 호퍼를 포함한다.
예시적인 실시형태에 따르면, 제1 호퍼(210)는 코팅(14)의 제1 원료를 수용하도록 구성되고 제2 호퍼(212)는 코팅(14)의 제2 원료를 수용하도록 구성된다. 예로서, 제1 원료는 열가소성 플라스틱, 열가소성 엘라스토머, 다결정질 중합체, 및/또는 섬유 방사 시스템을 가로지르고, 이어서, 냉각 시에 고형화되기 위해 충분히 연화되는 임의의 다른 적합한 재료와 같은 중합체 재료일 수 있다. 제2 원료는 (i) 시온 안료의 농축물, (ii) 부가된 충전제 또는 첨가제를 갖는 시온 안료의 농축물, 및/또는 (iii) 중합체 호스트에서 시온 안료 및/또는 첨가제의 농축물일 수 있다. 시온 안료의 농축물은 분말, 임의의 형상의 펠릿, 슬러리, 잉크, 및/또는 또 다른 액체의 형태로 나올 수 있다. 다른 실시형태에서, 제1 호퍼(210) 및 제2 호퍼(220)는 동일한 재료(예로서, 시온 안료 및 중합체 혼합물; 예로서, 도 10A 내지 도 10E 참조; 등)를 수용한다. 여전히 다른 실시형태에서, 섬유 제작기(200)는 각각 상이한 재료를 수용하고/하거나 섬유 제작기(200) 내로 로딩될(loaded) 수 있는 재료의 용량을 증가시키는 것을 용이하게 하는 상이한 수의 호퍼(예로서, 3개, 4개, 8개 등)를 포함한다.
도 9에 도시된 예시적인 실시형태에 따르면, 제1 스크루 압출기(220)는 제1 공급관(214)을 통해 제1 원료를 수용하도록 구성되고 제2 스크루 압출기(222)는 제2 공급관(216)을 통해 제2 호퍼(212)로부터 제2 원료를 수용하도록 구성된다. 다른 실시형태에서, 섬유 제작기(200)는 제2 호퍼(212), 제2 공급관(216) 또는 제2 스크루 압출기(222)를 포함하지 않지만, 오히려 섬유 제작기(200)는 제1 원료와 제2 원료의 미리 혼합된 혼합물 또는 화합물을 수용하도록 구성된다. 따라서, (i) 안료의 농축물은 (예로서, 열가소성 플라스틱, 열가소성 엘라스토머, 다결정질 중합체 등의) 버진 중합체 펠릿과 균일하게 미리 혼합되어 제1 스크루 압출기(220)에 공급될 수 있고, (ii) 안료의 농축물은 버진 중합체 펠릿과 미리 혼합되어 제1 스크루 압출기(220)로 공급될 수 있고/있거나, (iii) 버진 중합체 및 안료의 농축물은 변색 섬유(10)에 대한 원하는 변색을 생성하기 위해 규정된 비로 방사구에 의해 조합되도록 분리된 채로 유지되어 제1 스크루 압출기(220) 및 제2 스크루 압출기(222)에 별개로 공급될 수 있다.
도 10A 내지 도 10E에 도시된 바와 같이, 예시적인 원료(202)는 (A) 분말 형태의 시온 안료의 농축물, (B) 호스트 버진 중합체와 혼합된 분말 형태의 시온 안료의 농축물, (C) 첨가제 및 충전제와 함께 호스트 수지에 분산된 펠릿 형태의 시온 안료의 농축물, (D) 버진 중합체 펠릿과 혼합된 (C)로부터의 펠릿, 및 (E) 섬유 제작기(200)에 별개로 도입될 수 있는 버진 중합체 펠릿과 함께 (C)로부터의 펠릿을 포함한다.
도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 섬유 제작기(200)는 제1 스크루 압출기(220) 및 제2 스크루 압출기(222)에 결합된, 용융 펌프(230)로서 도시된 펌프를 포함한다. 예시적인 실시형태에 따르면, 제1 스크루 압출기(220) 및 제2 스크루 압출기(222)는 제1 원료 및/또는 제2 원료를 각각 연화시키거나 용융시키는 가열 요소를 포함하고, 제1 스크루 압출기(220) 및 제2 스크루 압출기(222)는 용융 펌프(230) 내로 구동한다. 예시적인 실시형태에 따르면, 제1 스크루 압출기(220) 및 제2 스크루 압출기(222) 내의 제1 원료 및 제2 원료(예로서, 원료(202) 등)의 프로세싱 온도는 시온 안료의 파괴를 회피하기 위해 시온 안료의 열화 온도 미만이다.
도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 섬유 제작기(200)는 용융 펌프(230)에 결합된, 방사구(240)로서 도시된 섬유 코터를 포함한다. 예시적인 실시형태에 따르면, 용융 펌프(230)는 방사구(240) 내로 계량되는 연화되고/되거나 용융된 재료의 체적을 조절하도록 구성된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 방사구는 하우징(242)으로서 도시된 몸체, 및 하우징(242)으로부터 연장되는, 중공 니들(244)로서 도시된 노즐을 포함한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 섬유 제작기(200)는 와이어 스풀(wire spool)(204)로서 도시된 와이어 페이오프 부착물을 포함하며, 와이어 페이오프 부착물은 주위에 권취된, 와이어(206)로서 도시된 한 가닥의 사전제작된(prefabricated) 와이어를 갖는다.
도 11에 도시된 바와 같이, 섬유 제작기(200)는 와이어 스풀(204)로부터 와이어(206)를 수용하고 와이어(206)를 중공 니들(244)로 그리고 방사구(240)의 하우징(242)으로 안내하도록 배치된 도르래(246)로서 도시된 제1 도르래를 포함한다. 방사구(240)는 변색 섬유(10)를 형성하기 위해 와이어(206) 상에 붕괴되는, 용융 펌프(230)에 의해 제공된 재료로 와이어(206)를 코팅하도록 구성되고, 여기서 와이어(206)는 코어(12)로서 기능하고 재료는 코팅(14)으로서 기능한다. 변색 섬유(10)는 용융 펌프(230)에 의해 방사구(240)에 제공된 재료의 양 및/또는 방사구(240)를 통과하는 와이어(206)의 속도를 조작함으로써 원하는 직경으로 하우징(242) 밖으로 인출되거나 해당 하우징으로부터 압출된다.
새롭게 형성된 변색 섬유(10)는 그 다음, 와이어(206) 주위의 코팅(14)을 고형화하고 해당 코팅의 변형을 방지하기 위해 급랭될 수 있다. 도 9, 도 11, 및 도 12에 도시된 바와 같이, 섬유 제작기(200)는 물 퀀치(water quench)(250)로서 도시된 급랭 조립체를 포함한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 물 퀀치는 물(또는 다른 적합한 유체)과 같은 다량의 유체를 보유하는 통(252)으로서 도시된 유체 용기를 포함한다. 물 퀀치(250)는 도르래(254)로서 도시되고, 통(252)의 하부에 배치되고, 유체에 잠기며, 통(252)의 제1 단부에 근접하는 제2 도르래, 및 도르래(256)로서 도시되고, 통(252)의 대향하는 제2 단부에서 통(252)의 상부 에지를 따라 배치된 제3 도르래를 더 포함한다. 도르래(254)는 방사구(240)로부터 변색 섬유(10)를 수용하고 통(252)의 유체를 통해 변색 섬유(10)를 도르래(256)로 안내하도록 배치된다. 다른 실시형태에서, 변색 섬유(10)의 코팅(14)은 주변 공기 환경에서 에어 블레이드 급랭 또는 급랭을 통하여 급랭된다.
도 9 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 섬유 제작기(200)는 와인더(260)로서 도시된 와인딩 조립체를 포함한다. 와인더(260)는 구동 모터(262)로서 도시된 모터, 구동 모터(262)에 결합되고 그에 의해 구동된, 고데 롤(godet roll)(264)로서 도시된 제4 도르래, 트래버스(266)로서 도시된 트래버스 조립체, 및 섬유 스풀(280)로서 도시된 테이크 업 롤(take-up roll)을 포함한다. 트래버스(266)는 트랙(268)으로서 도시된 가이드, 슬라이드(270)로서 도시되고 트랙(268)에 슬라이딩가능하게 결합된 슬라이드, 및 도르래(272)로서 도시되고 슬라이드(270)에 결합된 제5 도르래를 포함한다. 고데 롤(264)은 물 퀀치(250)의 도르래(256)로부터 변색 섬유(10)를 수용하고 변색 섬유(10)를 트래버스(266)의 도르래(272)에 제공한다. 도르래(272)는 그 다음, 변색 섬유(10)를 섬유 스풀(280)로 안내한다. 예시적인 실시형태에 따르면, 슬라이드(270)는 섬유 스풀(280) 상에 변색 섬유(10)를 균일하게 분배하기 위해 변색 섬유(10)가 섬유 스풀(280) 상에 축적됨에 따라 트랙(268)을 따라 앞뒤로 이동하도록 구성된다. 섬유 스풀(280)은 대응하는 모터에 의해 (예로서, 고데 롤(264)의 속도 등에 기초한 속도로) 구동될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 섬유 제작기(200)는 제어기(290)로서 도시된 제어 시스템을 포함한다. 제어기(290)는 범용 프로세서, 주문형 반도체(application specific integrated circuit: ASIC), 하나 이상의 필드 프로그래밍가능한 게이트 어레이(FPGA), 디지털 신호 프로세서(DSP), 하나 이상의 처리 구성요소를 포함하는 회로, 마이크로프로세서를 지원하기 위한 회로, 처리 구성요소의 그룹, 또는 다른 적합한 전자 처리 구성요소로서 구현될 수 있다. 예시적인 실시형태에 따르면, 제어기(290)는 프로세서 및 메모리를 갖는 프로세싱 회로를 포함한다. 프로세싱 회로는 ASIC, 하나 이상의 FPGA, DSP, 하나 이상의 처리 구성요소를 포함하는 회로, 마이크로프로세서를 지원하기 위한 회로, 처리 구성요소의 그룹, 또는 다른 적합한 전자 처리 구성요소를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 프로세서는 본 명세서에서 설명된 활동을 용이하게 하기 위해 메모리에 저장된 컴퓨터 코드를 실행하도록 구성된다. 메모리는 본 명세서에서 설명된 활동과 관련된 데이터 또는 컴퓨터 코드를 저장할 수 있는 임의의 휘발성 또는 비 휘발성 컴퓨터 판독가능한 저장 매체일 수 있다. 예시적인 실시형태에 따르면, 메모리는 프로세서에 의해 실행하기 위해 구성된 컴퓨터 코드 모듈(예로서, 실행가능한 코드, 객체 코드, 소스 코드, 스크립트 코드, 기계 코드 등)을 포함한다.
예시적인 실시형태에 따르면, 제어기(290)는 제1 스크루 압출기(220), 제2 스크루 압출기(222), 용융 펌프(230), 방사구(240), 구동 모터(262), 및/또는 트래버스(266)의 동작을 제어하도록 구성된다. 예로서, 제어기(290)는 섬유 제작기(200)를 통해 와이어(206)의 속도(예로서, 구동 모터(262)의 속도 등을 제어함으로써), 와이어(206) 상에 배치된 코팅(14)의 두께(예로서, 용융 펌프(230)에 의해 제공된 용융 코팅의 흐름, 구동 모터(262)의 속도 등을 제어함으로써), 제1 스크루 압출기(220) 및 제2 스크루 압출기(222)에서의 가열 요소의 온도, 및/또는 제1 스크루 압출기(220) 및 제2 스크루 압출기(222)가 구동되는 속도를 제어할 수 있다.
도 9 내지 도 15에 관한 섬유 제작기(200)의 설명은 변색 섬유(10)를 제조하기 위해 사용될 수 있는 기계의 단지 하나의 가능한 구현일 뿐이고 제한하는 것으로 고려되어서는 안됨을 이해해야 한다. 다른 구현에서, 섬유 제작기(200)는 상이한 구성요소 또는 구성요소의 변형, 부가적인 구성요소, 더 적은 구성요소 등을 포함할 수 있다. 예로서, 섬유 제작기(200)는 더 많은 호퍼(예로서, 3개, 4개, 5개 등의 호퍼)를 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 섬유 코터, 급랭 조립체, 및/또는 와인더는 본 명세서에 도시된 방사구(240), 물 퀀치(water quench)(250), 및/또는 와인더(260)와 상이하거나 그들의 변형일 수 있다.
동일한 수의 와인더(260)를 갖는 다수의 방사구(240)를 포함하도록 섬유 제작기(200)를 조정함으로써 증가된 생산이 가능하다. 더 복잡한 모노필라멘트 구조(예로서, 도 2, 도 4 및 도 5에서 설명된 구조 등)는 분배 판의 사용을 통해 생성될 수 있다. 분배 판은 방사구(240) 바로 아래 및/또는 내에 배치되고, 신중하게 설계된 내부 채널을 통해, 상이한 스크루 압출기로부터의 연료를 조합하여 원하는 구조를 생성할 수 있다. 예로서, 분배 판은 코어(12) 상에 원하는 단면 패턴을 생성하는 방식으로 연화된 중합체를 안내할 수 있다. 이들 구조는 다수의 상이한 시온 안료가 단면 구조 내의 복수의 세그먼트의 각각으로 분리된 변색 섬유(10)의 생산을 가능하게 할 수 있다. 멀티층 코팅(예로서, 도 3 내지 도 5의 코팅(14) 등)을 갖는 변색 섬유(10)는 코팅에 부가적인 층(14)을 부가하기 위해 한번 이상의 부가적인 횟수로 변색 섬유(10)를 섬유 제작기(200) 또는 상이한 섬유 제작기(200)를 통과시킴으로써 생성될 수 있다. 용융 방사 프로세스는 도 7에 도시된 바와 같이 2개 이상의 색 사이에서 교번하는 멀티 세그먼트 파이와 같은, 매우 복잡한 멀티 구성요소 단면을 갖는 섬유를 생성하기 위해 이용될 수 있고, 이는 중합체에서 시온 안료를 단순히 혼합하거나 상이한 스레드를 얀으로 땋음으로써 성취될 수 없는 광학 효과를 가능하게 할 수 있다.
일부 실시형태에서, 코팅(14)의 단면 패턴은 픽셀 생성 프린터와 유사한 프로세스를 사용하여 생성된다. 이러한 실시형태에서, 이미지인 단면이 생성될 수 있다. 이러한 프로세스는 군사용 및/또는 다른 적용을 위해 적합할 수 있다.
또 다른 예시적인 실시형태에 따르면, 제2 제작 절차는 와이어(206)와 같은 사전제작된 와이어를 사용하는 대신 전도성 코어 재료의 지속적 주입을 수반한다. 제2 제작 절차는 원료의 사용을 포함한다. 코팅(14)을 위한 원료는 코어(12)를 형성하기 위한 원료 또는 원료들에 더하여(즉, 어떠한 기존의 와이어도 사용되지 않음) 상기 설명된 것을 포함한다. 코어(12)를 형성하기 위한 원료는 (i) 주석, 인듐 등과 같은 낮은 용융 온도 금속, (ii) 낮은 용융 온도 금속 합금, (iii) 반도체 재료, (iv) 전도성 중합체, 또는 (v) 그의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 코어(12)를 위한 원료의 용융 온도는 코팅(14)을 위한 원료의 용융 온도 미만이다.
제2 제작 절차는 다음과 같이 수행될 수 있다: (i) 코팅(14)을 위한 원료가 호퍼(예로서, 제1 호퍼(210) 등)에 공급되고, (ii) 코어(12)를 위한 연료가 전달 시스템(예로서, 제2 호퍼(212) 및 제2 스크루 압출기(222) 등과 유사한) 내로 로딩되고, (iii) 코어(12) 및 코팅(14)을 위한 원료가 용융되고 특수화된 방사구(예로서, 2성분 용융 압출 팩(bicomponent melt extrusion pack) 등)로 전달되고, 여기서 코어(12) 및 코팅(14)은 코어/클래딩 모노필라멘트 아키텍처로 공압출되며, (iv) 변색 섬유(10)가 급랭되고 스풀링된다.
예시적인 실시형태에 따르면, 본 명세서에 개시된 섬유 제작 프로세스는 각각의 개별적인 섬유의 재료 선택, 구조, 크기, 및 심지어 형상과 관련하여 유연성을 제공한다. 이들 자유도에 대한 제어를 연습하는 것은 개별적인 섬유로부터 형성된 직물에 대한 열 전달 및 열 분포를 최적화하는 것을 용이하게 한다. 예를 들면, 열전도율이 상이한 재료는 상이한 속도로 가열 및 냉각될 수 있다. 열을 유지하거나(즉, 변색을 유지하기 위해 더 적은 전기 에너지를 허용함) 열을 소산시키는(즉, 더 빠른 변색/복귀를 허용하는) 재료를 자유롭게 선택하는 것은 재료를 애플리케이션에 맞추는 것을 용이하게 한다. 게다가, 변색 섬유(10)의 크기 및 코팅(14)의 직경에 대한 코어(12)의 직경의 비에 대한 제어는 단위 전기 에너지 당 최대 재료 체적 변화를 최적화하는 것을 용이하게 한다. 또한, 코어(12)의 직경(전형적으로 더 무거운 금속 구성요소)에 대한 제어는 결과적인 직물의 중량을(즉, 얼마나 "무거운"지를) 제어하는 것을 용이하게 한다. 이러한 제어는 따라서, 상이한 애플리케이션 요구에 기초하여 섬유를 맞추는 것을 용이하게 한다.
변색 얀(100)의 제작은 많은 방식으로 수행될 수 있다. 하나의 실시형태에서, 섬유 스풀(280) 상의 변색 섬유(10)는 (i) 다른 섬유 스풀(280)로부터의 하나 이상의 다른 변색 섬유(10) 및/또는 (ii) 다른 스풀로부터의 하나 이상의 비-변색 섬유와 조합(예로서, 꼬이거나, 땋아짐 등)된다. 또 다른 실시형태에서, 다수의 섬유 제작기(200)(예로서, 각각은 호퍼, 스크루 압출기, 용융 펌프, 방사구 등을 포함함)는 병렬로 설정된다. 각각의 섬유 제작기(200)로부터의 결과적인 변색 섬유(10)는 복수의 변색 섬유(10)로부터 변색 얀(100)을 형성하는 조합 기계(예로서, 편조기 등)에 공급될 수 있다. 이어서, 변색 얀(100)은 스풀링될 수 있다. 여전히 또 다른 실시형태에서, 도 15에 도시된 바와 같이, 방사구(240)(예로서, 멀티필라멘트 방사구 등)는 복수의 와이어(206)를 수용하고 복수의 변색 섬유(10)가 방사구(240)를 동시에 빠져나가도록 복수의 와이어(206)의 각각을 코팅(14)으로 코팅하는 것을 용이하게 하도록 구성된다. 복수의 변색 섬유(10)는 각각의 와인더(260)를 사용하여 개별적으로 스풀링될 수 있거나 복수의 변색 섬유(10)는 복수의 변색 섬유(10)로부터 변색 얀(100)을 형성하는 조합 기계(예로서, 편조기 등)에 공급될 수 있다.
변색 직물
원형 직물 및 테스팅
출원인은 다양한 변색 직물 원형의 연구 및 개발을 통해 그것을 생산하였다. 제1 세대 직물 원형은 직조 동안 장력 하에서 냉간 인발된 환식 올레핀 공중합체로부터의 섬유를 포함하여 직물의 좌굴을 초래하였다.
제2 세대 직물 원형은 직조 프로세스 동안 장력 하에서 냉간 인발을 경험하지 않은 하이트렐 종을 포함하는 열가소성 엘라스토머 코팅을 갖는 섬유를 포함하였다. 섬유는 용융 방사 기계(예로서, 섬유 제작기(200) 등)를 사용하여 제작되어 37 AWG 구리 와이어 주위에 시온 안료가 주입된 중합체를 압출시켰다. 결과적인 모노필라멘트(예로서, 변색 섬유(10) 등)는 대략 450 마이크로미터의 외경을 가졌다. 도 16 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 변색 직물(300)로서 도시된 직물은 날실 방향으로 면 나일론 혼합을 통해 모노필라멘트로부터 직조되었다. 도 16에 도시된 바와 같이, 변색 직물(300)의 활성 영역은 변색 섬유를 포함한 어두운 색(예로서, 청색 등)을 가졌다. 변색 직물(300)은 53인치×22인치의 치수를 가졌으며, 변색 섬유를 포함하는 어두운 스트립은 그 폭이 대략 4인치였다. 섬유의 코어를 전기적으로 연결하기 위해, 출원인은 섬유의 단부로부터 코팅의 약 1인치를 선택적으로 용해시켜, 코어의 단부를 노출된 채로 남겨둔다. 코어의 단부는 그 다음, 클러스터 또는 별개의 세그먼트로 그룹화되고(예로서, 12개 및 13개의 코어의 그룹 등) 함께 납땜되었다.
도 17 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 변색 섬유를 포함하는 변색 직물(300)의 4인치 폭 부분은 제1 세그먼트, 제2 세그먼트, 제3 세그먼트, 제4 세그먼트, 및 제5 세그먼트로서 도시된 5개의 세그먼트로 전기적으로 분리되었다. 도 19에 도시된 바와 같이, 5개의 세그먼트의 각각은 제1 계전기(330), 제2 계전기(332), 제3 계전기(334), 제4 계전기(336) 및 제5 계전기(338)로서 도시된 각각의 스위치 디바이스에 전기적으로 결합되었다. 제1 계전기(330), 제2 계전기(332), 제3 계전기(334), 제4 계전기(336) 및 제5 계전기(338)는 제1 세그먼트, 제2 세그먼트, 제3 세그먼트, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트를 각각 제어기(310)로서 도시된 제어 시스템(이 원형에서 아두이노 제어기(Arduino controller)), 및 전원(320)으로서 도시된 전력원에 선택적으로 전기적으로 연결하는 것을 용이하게 하도록 구성되었다. 제어기(310)는 전원(320)으로부터 제1 세그먼트, 제2 세그먼트, 제3 세그먼트, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트에 각각 전류를 선택적으로 제공하기 위해 제1 계전기(330), 제2 계전기(332), 제3 계전기(334), 제4 계전기(336) 및 제5 계전기(338)를 선택적으로 맞물리게 하고 분리하도록 구성되었다.
도 17에 도시된 바와 같이, 제어기(310)는 제2 세그먼트 및 제4 세그먼트가 더 어두운 색(청색)으로부터 더 밝은 색(백색/무색)으로 전이되도록 제2 계전기(332) 및 제4 계전기(336)를 선택적으로 맞물리게 했고, 제1 계전기(330), 제3 계전기(334), 및 제5 계전기(338)는 제1 세그먼트, 제3 세그먼트, 및 제5 세그먼트가 더 어두운 색을 유지하도록 분리된 채로 남겨두었다. 도 18에 도시된 바와 같이, 제어기(310)는 그 다음, (i) 제1 세그먼트, 제3 세그먼트 및 제5 세그먼트가 더 어두운 색으로부터 더 밝은 색으로 전이되도록 제1 계전기(330), 제3 계전기(334), 및 제5 계전기(338)를 선택적으로 맞물리게 했고 (ii) 제2 세그먼트 및 제4 세그먼트가 더 밝은 색으로부터 더 어두운 색으로 다시 전이되도록 제2 계전기(332) 및 제4 계전기(336)를 선택적으로 분리했다.
제3 세대 직물 원형은 훨씬 더 큰 활성 영역을 갖는 변색 섬유의 새로운 스풀로부터 제작되었다. 시온 안료의 농도는 질량이 4%인 시온 안료(질량이 96%인 버진 하이트렐)로부터 질량이 6%인 시온 안료(질량이 94%인 버진 하이트렐)로 제2 원형에 비해 대략 50% 증가되었고 중합체 재료는 상이한 종의 하이트렐(하이트렐 3038로부터 하이트렐 5526까지)로 전환되었다. 제 원형의 섬유는 아마도 선택된 하이트렐 종의 부드러움으로 인해 끈적한 표면을 가졌다. 점착성은 직조 프로세스를 어렵고 느리게 만들었다. 하이트렐의 새로운 종은 와이어 코어를 코팅한 후에 끈적한 표면을 야기하지 않았으며, 직조 속도는 분당 최대 150개의 픽(pick)으로 수행될 수 있었다. 게다가, 상이한 시온 안료 농축물은 하이트렐 중합체와 혼합되어서, 변색 섬유로 하여금 청색으로부터 무색으로가 아닌 녹색으로부터 노란색으로 전이되게 하였다.
섬유의 코어에서 구리 와이어로 인해 세그먼트가 활성화되었을 때, 제2 원형에서 적색 색조가 보여질 수 있다. 구리의 에나멜 코팅은 붉은 색조를 띠고, 청색안료가 무색으로 전이되었을 때, 섬유는 반투명해져 와이어 내부를 드러낸다. 제3 원형을 통해, 녹색에서 노란색으로 변하는 안료는 구리 와이어 코어가 보이지 않도록 결코 무색으로 전환되지 않았다. 제3 직물 원형에서 활성 영역의 폭은 16인치였고 활성 영역의 길이는 66인치였다. 제3 원형에서, 활성 변색 영역은 제2 원형에 비해 약 6.7배 증가했다. 제3 원형에서, 출원인은 코어를 직물의 폭을 따라 16개의 독립적으로 제어 가능한 세그먼트로 그룹화했다. 다양한 원형 및 테스팅을 통해, 출원인은 변색 섬유(10) 및 변색 얀(100)을 제작하고 그 다음, 변색 섬유(10) 및 변색 얀(100)을 선택적으로, 적응적으로, 그리고/또는 동적으로 제어될 수 있는 시각적 특성(예로서, 색, 패턴 등)을 갖는 직물 및/또는 최종 제품으로 배열(예로서, 직조, 편직 등)하거나 통합(예로서, 자수, 스티치 등)하기 위한 다양한 방식을 식별했다.
직물 제조 프로세스
도 20을 참조하면, 예시적인 실시형태에 따라 전기적으로 제어 가능한 변색 최종 제품을 제조하는 프로세스가 시각적으로 묘사된다. 도 20에 도시된 바와 같이, 섬유 제작기(200)는 원료(예로서, 코팅(14)을 위한 원료(202), 코어(12)를 위한 와이어(206), 코어(12)를 위한 원료 등)를 수용하고 그로부터 변색 섬유(10)를 생성한다. 변색 섬유(10)는 그 다음: (i) 다른 섬유(예로서, 동일한 변색 섬유(10), 다른 변색 섬유(10), 비-변색 섬유 등)와 조합되어 변색 얀(100)을 만들고, 해당 변색 얀은 그 다음 변색 직물(300)을 형성하기 위해 비-변색 섬유 또는 연(예로서, 면 나일론 혼합 등)으로 직조(예로서, 비-변색 섬유 또는 얀은 직물의 제1 방향으로 직조되고 변색 얀(100)은 제2 방향으로 직조 등)될 수 있고, (ii) 변색 직물(300)을 형성하기 위해 비-변색 섬유 또는 실로 직접적으로 직조(예로서, 비-변색 섬유 또는 얀은 직물의 제1 방향으로 직조되고 변색 섬유(10)는 제2 방향으로 직조됨 등)될 수 있고, (iii) 변색 얀(100)을 형성하기 위해 다른 섬유와 조합되고, 해당 변색 얀은 그 다음 변색 직물(300)을(또는 변색 제품(400)을 직접적으로) 형성하기 위해 편직될 수 있거나, 또는 (iv) 변색 직물(300)을(또는 변색 제품(400)을 직접적으로) 형성하기 위해 편직될 수 있다. 변색 직물(300)의 변색 섬유(10)는 원하는 방식으로 전기적으로 연결될 수 있고 그 다음, 변색 직물(300)은 변색 제품(400)(예로서, 본 명세서에서 윈도우 블라인드 등으로서 도시됨)으로서 도시된 최종 제품을 형성하기 위해 조작(예로서, 절단, 성형, 다른 직물에 결합 등)될 수 있고, 최종 제품은 상태(410)로서 도시된 제1 상태로부터 상태(420)로서 도시된 제2 상태로 그의 시각적 특성을 전이시킬 수 있다.
변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)을 변색 직물(300) 및/또는 변색 제품(400)에 배열하기 위해 다양한 직조 및/또는 편직 기술이 사용될 수 있다. 예로서, 직조 및/또는 편직 기술은 능직/헤링본 직조, 새틴 직조, 룸 직조, 바스킷 직조, 평직, 자카드 직조, 옥스포드 직조, 리브 직조, 코스 및 웨일 편직, 씨실 및 날실 편직, 및/또는 다른 적합한 직조 및/또는 편직 기술을 포함할 수 있다.
전기 연결
각각의 변색 직물(300) 또는 각각의 변색 제품(400)의 변색 섬유(10)의 각각을 전력원(예로서, 전원(320), 전원(520) 등) 및/또는 제어 회로(예로서, 제어기(310), 제어기(510) 등)에 연결하는 것은 그 범위가 각각의 변색 직물(300) 및/또는 각각의 변색 제품(400)의 원하는 성능 또는 변색 능력에 의존하여 상대적으로 단순한 프로세스로부터 상대적으로 복잡한 프로세스까지일 수 있다.
예로서, 변색 섬유(10)를 포함하는 변색 직물(300) 또는 변색 제품(400)의 전체 영역에 대해 균일한 변색이 요구되면, 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)에 대한 전기 연결은 2개의 위치 연결기로 단순화될 수 있다. 더 구체적으로, 단일의 균일한 변색 적용을 위해, 출원인은: (i) 변색 직물(300)의 각각의 단부 상의 코어(12)로부터 (예로서, 선택적 용해 등에 의해) 코팅(14)이 벗겨지고, (ii) 변색 직물(300)의 각각의 측을 따라 노출된 코어(12)가 함께 (예로서, 납땜에 의해, 초음파 용접에 의해 등) 집단으로 결합되고, (iii) 변색 직물(300)의 연결된 단부의 각각이 각각의 전기 노드에 전기적으로 연결되고, 그 다음 전력원에 결합되어 폐쇄 루프를 형성하는 절차를 고안하였다.
반면에, 변색을 위한 더 복잡한 패턴 또는 제어 방식이 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)을 개별적으로 연결하고 어드레싱하거나 그들을 함께 그룹화할 필요가 있을 수 있다. 도 21A에 도시된 바와 같이, 변색 직물(300)의 에지(302)는 변색 섬유(10) 및/또는 그로부터 연장되는 변색 얀(100)의 느슨한 단부를 가질 수 있다. 도 21B에 도시된 바와 같이, 코팅(14)은 그의 코어(12)를 노출시키기 위해 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)의 단부로부터 선택적으로 제거될 수 있다. 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)의 느슨한 단부로부터의 코팅(14)의 제거는 화학 제거 프로세스(예로서, 코팅(14)을 용액에 용해시키는 것 등), 기계 제거 프로세스(예로서, 그로부터 코팅(14)을 기계적으로 벗겨내는 것 등), 및/또는 여전히 또 다른 적합한 제거 프로세스를 사용하여 수행될 수 있다. 도 21C 및 도 21D에 도시된 바와 같이, 선택된 코어(12)의 단부는 그룹화되고 함께 연결될 수 있다. 예로서, 그룹화된 단부는 함께 납땜될 수 있다. 또 다른 예로서, 단부는 초음파 용접 프로세스를 사용하여 결합될 수 있다. 예를 들면, 초음파 용접 시스템은 에지(302)의 미리 선택된 거리(예로서, 0.1인치, 0.25인치, 0.5인치, 1인치, 1.5인치, 2인치, 4인치, 6인치, 1피트 등)를 따라 제1 복수의 코어(12)를 연결하고, 변색 직물(300)을 미리 선택된 거리(예로서, 컨베이어 등을 통하여)로 이동시키거나 인덱싱하며, 에지(302)의 미리 선택된 거리를 따라 복수의 제2 코어(12)를 연결 등을 할 수 있다. 도 21D에 도시된 바와 같이, 그룹(304)으로서 도시된 그룹화된 단부는 그 다음, 각각 전기 연결기(340)로서 연결된 연결기를 통하여 전력원 및/또는 제어 시스템에 연결될 수 있다.
더 큰 직경의 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)(예로서, 정지된 고정구에서 사용될 수 있음)에 대해, 22 AWG(즉, 0.644 밀리미터)와 36 AWG(즉, 0.127 밀리미터) 사이에 있는 코어(12)에 대해, 도 22에서 IDC(350)로서 도시된, 절연 변위 연결기(IDC) 고정구(예로서, 리본 케이블 연결기 등)는 코어(12)의 단부로부터 코팅(14)을 벗겨낼 필요 없이 복수의 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)을 연결하기 위해 사용될 수 있다. 예시적인 실시형태에 따르면, IDC(350)는 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)을 외부 회로(예로서, 전력원, 제어기 등)에 결합하는 것을 용이하게 한다. 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)의 각각이 변색 직물(300)의 상부 및 하부 둘 모두에서 알려진 연결기 위치를 갖도록 개별적인 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)을 적절한 순서로 IDC(350)에 연결하기 위해 주의가 필요하다. 적절한 순서가 유지되면, 변색 직물(300) 또는 다른 애플리케이션(예로서, 변색 제품(400) 등에서 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)의 각각은 개별적으로 활성화될 수 있다.
섬유를 플러그에 개별적으로 연결하기 위한 또 다른 전략은 화학 프로세스를 사용하여(예로서, 클로로포름 등을 사용하여) 섬유 단부의 절연을 동시에 제거하고, 그 다음 납땜 포트를 사용하여 와이어의 단부를 동시에 주석처리하는 것이다. 다음에, 개별적으로 제조된 섬유 단부는 연결기 또는 직접적으로 인쇄 회로 기판에 납땜될 수 있다. 이 방법을 통해, 섬유가 순차적인 순서로 연결됨을 보장하기 위해 주의가 필요하다. 개별적인 섬유를 연결기 또는 인쇄 회로 기판에 납땜하기 전에 그들을 올바른 순서로 고정하기 위한 고정구를 설계하는 것이 가능할 수 있다.
또 다른 고려 사항은 변색 직물(300)을 가로지르는 전기 연결의 속성이다: 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)을 직렬 패턴, 병렬 패턴, 또는 둘의 조합으로 함께 연결할지의 여부. 이러한 3가지 구성 중 임의의 구성의 저항을 조정하기 위해 다양한 전기 전도성을 갖는 금속 및 와이어의 가용성이 선택될 수 있다.
적용
예시적인 실시형태에 따르면, 변색 섬유(10), 변색 얀(100), 및/또는 변색 직물(300)은 (예로서, 자수를 패치로서 사용하여 등) 기존의 제품에 통합될 수 있고/있거나 변색 능력을 갖는 새로운 제품, 즉 변색 제품(400)을 형성하도록 (예로서, 직조, 편직 등을 사용하여) 배열된다. 변색 제품(400)의 다양한 예가 도 23 내지 도 32에 도시된다. 도 23 내지 도 32에 도시된 변색 제품(400)이 변색 섬유(10), 변색 얀(100) 및/또는 변색 직물(300)의 가능한 구현의 예이며, 이러한 구현의 배타적이거나 철저한 표현으로서 고려되지 않아야 함을 이해해야 한다. 구체적으로, 변색 섬유(10), 변색 얀(100) 및/또는 변색 직물(300)의 사용은 광범위하며, 의복(예로서, 머리밴드, 팔찌, 타이, 보우티, 셔츠, 저지, 장갑, 스카프, 재킷, 바지, 반바지, 드레스, 스커트, 블라우스, 신발/신, 벨트, 모자 등), 액세서리(예로서, 작은 지갑, 배낭, 짐, 지갑, 보석류, 헤어 액세서리 등), 고정 설비, 가정 용품, 및 장식(예로서, 테이블 보, 담요, 침대 시트, 베개 케이스, 커튼, 창문 블라인드, 깔개, 벽지, 벽 예술품/그림, 가구 및 가구 액세서리, 자동차 인테리어 등), 실외 애플리케이션 및 장비(예로서, 텐트, 차양, 우산, 캐노피, 사이니지 등), 위장, 및/또는 여전히 다른 적합한 애플리케이션과 같은 제품에서 사용될 수 있다.
도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이, 변색 제품(400)은 드레스(430)로서 도시된 제1 제품으로서 구성된다. 도 23에 도시된 바와 같이, 드레스(430)는 제1 색 상태(432)로서 도시된 제1 상태(예로서, 제1 색 등)에 있다. 도 24에 도시된 바와 같이, 드레스(430)는 제2 색 상태(434)로서 도시된 제2 상태(예로서, 제2 색 등)로 전이된다. 예시적인 실시형태에 따르면, 드레스(430)는 전체 드레스(430)가 제1 색 상태(432)와 제2 색 상태(434) 사이에서 전이할 수 있도록 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)로부터 완전히 배열된다. 다른 실시형태에서, 드레스(430)의 일부만이 제1 색 상태(432)와 제2 색 상태(434) 사이에서 전이하도록 구성된다(예로서, 드레스(430)의 적어도 일부는 비-변색 섬유 또는 얀 등을 포함한다).
도 25 및 도 26에 도시된 바와 같이, 변색 제품(400)은 셔츠(440)로서 도시된 제2 제품으로서 구성된다. 도 25에 도시된 바와 같이, 셔츠(440)는 제1 패턴 상태(442)로서 도시된 제1 상태에 있으며, 여기서 셔츠(440)는 패턴이 부족하거나 모두 동일한 색(예로서, 단색 등)이다. 도 26에 도시된 바와 같이, 셔츠(440)는 제2 패턴 상태(444)로서 도시된 제2 상태로 전이되고, 여기서 셔츠(440)의 다양한 부분 또는 세그먼트는 셔츠(440)의 나머지 부분과 상이한 제2 색으로 전이한다. 도 26에 도시된 실시형태에 따르면, 제2 패턴 상태(444)는 셔츠(440)를 가로질러 생성된 복수의 수직 줄무늬(446)를 포함한다. 예시적인 실시형태에 따르면, 수직 줄무늬(446)를 선택적으로 생성하도록 전이하는 셔츠(440)의 부분은 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)을 포함한다. 다른 실시형태에서, 셔츠(440) 내의 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)은 제2 패턴 상태(444)가 부가적으로 또는 대안적으로 수평 줄무늬 패턴, 체크무늬 패턴, 대각선 줄무늬 패턴, 물방울무늬 패턴, 및/또는 또 다른 적합한 패턴을 갖도록 배열된다. 일부 실시형태에서, 셔츠(440)는 복수의 상이한 패턴 사이에서 선택적으로 전이할 수 있다.
도 27 및 도 28에 도시된 바와 같이, 변색 제품(400)은 저지(450)로서 도시된 제3 제품으로서 구성된다. 저지(450)는 이름 패치(452)로서 도시된 제1 패치 및 그에 결합(예로서, 스티칭, 접착 결합, 재봉 등)된, 번호 패치(454)로서 도시된 제2 패치를 포함한다. 예시적인 실시형태에 따르면, 이름 패치(452) 및 번호 패치(454)는 변색 섬유(10) 및/또는 그 안에 통합되거나 그에 자수된 변색 얀(100)을 포함한다. 예시적인 실시형태에 따르면, 이름 패치(452) 및 번호 패치(454)는 이름 패치(452) 및 번호 패치(454)가 따라서, 변색 제품(400)을 생성하기 위해 "개장" 솔루션을 제공할 수 있도록 기존의 저지(또는 다른 기존 제품)의 직물 또는 다른 재료에 결합 가능하다. 일부 실시형태에서, 저지(450)는 이름 패치(452) 또는 번호 패치(454) 중 하나를 포함하지 않는다. 다른 실시형태에서, 이름 패치(452) 및/또는 번호 패치(454)는 또 다른 유형의 패치(예로서, 로고 패치, 스폰서 패치, 팀 이름 패치 등)로 대체된다. 도 27에 도시된 바와 같이, 저지(450)의 이름 패치(452) 및 번호 패치(454)는 제1 플레이어 상태(456)로서 도시된 제1 상태에 있으며, 여기서 변색 섬유(10) 및/또는 그의 변색 얀(100)은 이름 패치(452) 및 번호 패치(454)의 나머지와 상이한 색으로 제1 플레이어와 연관된 제1 이름 및 제1 번호를 디스플레이하도록 선택적으로 활성화된다. 도 28에 도시된 바와 같이, 저지(450)의 이름 패치(452) 및 번호 패치(454)는 제2 플레이어 상태(458)로서 도시된 제2 상태로 전이되며, 여기서 변색 섬유(10) 및/또는 그의 변색 얀(100)은 이름 패치(452) 및 번호 패치(454)의 나머지와 상이한 색으로 제2 플레이어와 연관된 제2 이름 및 제2 번호를 디스플레이하도록 선택적으로 활성화된다. 이름 및 번호가 일례로서 사용되며 제한하는 것으로서 해석되지 않아야 함을 이해해야 한다. 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)을 포함하는 패치는 패치 상에 사실상 임의의 유형의 패턴, 디자인, 문구, 번호 등을 제공하는 것을 용이하게 하도록 구성(예로서, 설계, 배열 등)될 수 있다. 일 대안적인 실시형태에서, 이름 패치(452) 및/또는 번호 패치(454)의 기능은 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)을 저지(450)에 직접적으로 자수함으로써 저지(450)에 직접적으로 통합된다.
일부 실시형태에서, 변색 제품(400)에 사용가능한 패치는 본 명세서에 개시된 광전지 섬유를 포함한다. 패치는 광전지 섬유를 독점적으로 포함하고, 변색 섬유(10)를 포함하는 얀에 통합되고/되거나 변색 섬유(10)를 또한 포함하는 패치에 직조 또는 자수될 수 있다. 이러한 광전지 섬유는 전력원에 저장되고/되거나 변색 섬유(10)에 제공되도록 광 에너지로부터 전지 에너지를 생성하기 위해 사용될 수 있다.
도 29 및 도 30에 도시된 바와 같이, 변색 제품(400)은 셔츠(460)로서 도시된 제4 제품으로서 구성된다. 셔츠(460)는 자수 부분(462)으로서 도시된 자수 섹션을 포함한다. 예시적인 실시형태에 따르면, 자수 부분(462)은 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)을 기존 셔츠(예로서, 새롭게 제조된 셔츠, 사용된 셔츠 등)(또는 다른 기존 제품)의 직물 또는 다른 재료에 직접적으로 통합함으로써 형성된다. 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)은 따라서, 변색 제품(400)을 생성하기 위해 "개장" 솔루션을 제공하는 것을 용이하게 할 수 있다. 도 29에 도시된 바와 같이, 자수 부분(462)은 제1 색 상태(464)로서 도시된 제1 상태에 있으며, 여기서 변색 섬유(10) 및/또는 그의 변색 얀(100)은 제1 색, 제1 세트의 색이 되도록 선택적으로 활성화되거나 비활성화되거나, 다른 제1 시각적 특성(예로서, 패턴 등)을 갖는다. 도 30에 도시된 바와 같이, 자수 부분(462)은 제2 색 상태(466)로서 도시된 제2 상태에 있으며, 여기서 변색 섬유(10) 및/또는 그의 변색 얀(100)은 제2 색, 제2 세트의 색이 되도록 선택적으로 활성화되거나 비활성화되거나, 제1 색 상태(464)와는 상이한 다른 제2 시각적 특성을 갖는다. 자수 부분(462)은 패턴, 로고, 스포츠 팀 이름, 스폰서 이름, 플레이어 이름, 플레이어 번호 등을 포함할 수 있다.
도 31 및 도 32에 도시된 바와 같이, 변색 제품(400)은 신발(470)로서 도시된 제5 제품으로서 구성된다. 신발(470)은 자수 부분(472)으로서 도시된 자수 부분을 포함한다. 예시적인 실시형태에 따르면, 자수 부분(472)은 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)을 기존 신발(예로서, 새롭게 제조된 신발, 사용된 신발 등)(또는 다른 기존 제품)의 직물 또는 다른 재료에 직접적으로 통합함으로써 형성된다. 도 31에 도시된 바와 같이, 자수 부분(472)은 제1 색 상태(474)로서 도시된 제1 상태에 있으며, 여기서 변색 섬유(10) 및/또는 그의 변색 얀(100)은 제1 색, 제1 세트의 색이 되도록 선택적으로 활성화되거나 비활성화되거나, 다른 제1 시각적 특성을 갖는다. 도 32에 도시된 바와 같이, 자수 부분(472)은 제2 색 상태(476)로서 도시된 제2 상태에 있으며, 여기서 변색 섬유(10) 및/또는 그의 변색 얀(100)은 제2 색, 제2 세트의 색이 되도록 선택적으로 활성화되거나 비활성화되거나, 제1 색 상태(474)와 상이한 다른 제2 시각적 특성(예로서, 패턴 등)을 갖는다.
상기 제1 제품, 제2 제품, 제3 제품, 제4 제품 및 제5 제품에서 제공한 개념이 서로 독립적인 것이 되도록 요구되지 않지만, 오히려 개념이 단일 제품에서 조합될 수 있음을 이해해야 한다. 예로서, 단일 변색 제품(400)은 (i) 변색 섬유(10), 변색 얀(100) 및/또는 변색 직물(300)로부터 형성(예로서, 직조, 편직 등)되는 것의 조합을 포함, (ii) 하나 이상의 패치를 포함, 그리고/또는 (iii) 하나 이상의 자수 부분을 포함할 수 있으며, 그들은 모두 독립적으로 제어되고 활성화될 수 있다.
제품 제어 시스템
본 명세서에 개시된 변색 섬유(10), 변색 얀(100), 변색 직물(300), 및/또는 변색 제품(400)을 제어하기 위해 다양한 시스템 및 방법 중 임의의 시스템 및 방법이 사용될 수 있다. 도 33에 도시된 예시적인 실시형태에 따르면, 제어 시스템(500)으로서 도시된 제어 시스템은 변색 제품(400)에 결합(예로서, 전기적으로 결합되거나, 통신 가능하게 결합되거나, 기계적으로 결합 등)되고 제어기(510)로서 도시된 제어 디바이스(예로서, 제어기(310)와 유사한 것 등), 전원(520)으로서 도시된 전력원(예로서, 전원(320)과 유사한 것 등), 및 입력 디바이스(530)로서 도시된 사용자 입력부를 포함한다. 제어기(510)는 범용 프로세서, 주문형 반도체(ASIC), 하나 이상의 필드 프로그래밍가능한 게이트 어레이(FPGA), 디지털 신호 프로세서(DSP), 하나 이상의 처리 구성요소를 포함하는 회로, 마이크로프로세서를 지원하기 위한 회로, 처리 구성요소의 그룹, 또는 다른 적합한 전자 처리 구성요소로서 구현될 수 있다. 도 33에 도시된 예시적인 실시형태에 따르면, 제어기(510)는 프로세서(512) 및 메모리(514)를 갖는 프로세싱 회로를 포함한다. 프로세싱 회로는 ASIC, 하나 이상의 FPGA, DSP, 하나 이상의 처리 구성요소를 포함하는 회로, 마이크로프로세서를 지원하기 위한 회로, 처리 구성요소의 그룹, 또는 다른 적합한 전자 처리 구성요소를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 프로세서(512)는 본 명세서에서 설명된 활동을 용이하게 하기 위해 메모리(514)에 저장된 컴퓨터 코드를 실행하도록 구성된다. 메모리(514)는 본 명세서에서 설명된 활동과 관련된 데이터 또는 컴퓨터 코드를 저장할 수 있는 임의의 휘발성 또는 비 휘발성 컴퓨터 판독가능한 저장 매체일 수 있다. 예시적인 실시형태에 따르면, 메모리(514)는 프로세서(512)에 의해 실행하기 위해 구성된 컴퓨터 코드 모듈(예로서, 실행 코드, 객체 코드, 소스 코드, 스크립트 코드, 기계 코드 등)을 포함한다.
예시적인 실시형태에 따르면, 전원(520)은 코팅(14)에서 시온 안료를 활성화하기 위해 (예로서, 제어기(510)에 의해 제공된 명령어 등에 기초하여) 변색 제품(400)의 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)에 전류를 선택적으로 제공하는 것을 용이하게 하도록 구성된다. 전원(520)은 재충전 가능한 배터리 팩, 교체가능한 배터리 팩 및/또는 또 다른 적합한 전원일 수 있다. 전원(520)은 무선 충전 기술을 사용하여 무선으로 외부 전원(예로서, 주 전력선 등)에 대한 직접 연결을 사용하여 충전 가능하고/하거나, 경우에 따라 그 안의 배터리를 교체할 것을 요구할 수 있다. 일부 실시형태에서, 도 33에 도시된 바와 같이, 변색 제품(400)은 PV 소스(490)로서 도시된 태양광 소스를 포함한다. PV 소스(490)는 변색 얀(100), 독립 태양광 패치 등에 통합된 광전지 섬유일 수 있거나 그들을 포함할 수 있다. PV 소스(490)는 전원(520)을 충전하고, 변색 섬유(10)에 전류를 제공할 때 전원(520)을 보충하고, 그리고/또는 일부 실시형태에서 전원(520)에 대한 필요성을 완전히 제거할 수 있다.
예시적인 실시형태에 따르면, 입력 디바이스(530)는 변색 제품(400)의 사용자 또는 오퍼레이터가 변색 제품(400)의 시각적 외관(예로서, 색, 패턴 등)을 선택적으로 제어하는 것을 용이하게 하도록 구성된다(예로서, 직물의 또는 개별적인 섬유 등의 색 및/또는 패턴을 원격으로 제어하기 위해 사용될 수 있다). 입력 디바이스(530)는 임의의 적합한 무선 통신 프로토콜(예로서, 블루투스, NFC, 지그비( Zigbee), 무선, 셀룰러, 와이파이 등) 및/또는 유선 통신 프로토콜을 통하여 제어기(510)와 통신하도록 구성될 수 있다. 입력 디바이스(530)는 셀룰러 폰, "스마트" 폰, 리모콘, 랩톱 컴퓨터와 같은 컴퓨팅 디바이스, 스위치 디바이스, 버튼 디바이스, "스마트 홈" 제어기 디바이스 또는 허브(예로서, 아마존 알렉사(Amazon Alexa), 구글 홈(Google Home), 지 웨이브 제어기(Z-wave controller) 등) 등일 수 있다. 하나의 특정 예에서, 스마트 폰은 사용자가 섬유 또는 직물에 대해 하나 이상의 미리 정의된 색 및/또는 미리 정의된 패턴으로부터 선택하는 것을 허용하는 애플리케이션("앱")을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 스마트 폰 상의 앱은 사용자가 맞춤형 패턴을 설계하는 것을 허용할 수 있다. 스마트 폰은 그 다음, 예로서, 제어기(510)와 연관된 수신기로 신호를 무선으로 송신함으로써 섬유/직물을 제어할 책임이 있는 제어기(510)와 통신할 수 있으며, 그 후에 전류는 본 명세서에서 더 상세히 논의된 바와 같이 변색에 영향을 주도록 하나 이상의 섬유에 제공될 수 있다.
일례로서, 변색 섬유를 통합하는 의류 품목 또는 또 다른 제품은 정상적으로, 제1 상태에서 제1 색(예로서, 보라색, 녹색 등)을 나타낼 수 있고, 사용자는 입력 디바이스(530)를 사용하여 제2 상이한 색(예로서, 적색, 노란색 등)을 선택할 수 있으며, 결과적으로 직물이 제1 상태(예로서, 도 23 및 도 24 참조)와 상이한 제2 상태에 있도록 제1 색으로부터 제2 색으로 직물을 전환하기 위해 신호를 제어기(510)로 전송한다. 또 다른 예로서, 사용자는 스마트 폰 앱에서 (예로서, "줄무늬" 버튼 등을 선택함으로써) "줄무늬"와 같은 패턴을 선택할 수 있고, 직물의 다양한 부분은 제1 색으로부터 줄무늬 패턴(예로서, 줄무늬 패턴 등에 영향을 주기 위해 직물에서 특정 섬유의 온도를 선택적으로 변경함으로써, 보라색 직물에서의 청색 줄무늬)으로 변경될 수 있다(예로서, 도 25 및 도 26 참조). 입력 디바이스(530)는 따라서, 사용자가 변색이 언제 발생하는지 그리고/또는 변색 제품(400) 상에 어떤 패턴이 나타나는지를 결정하는 것을 허용할 수 있다.
도 33에 도시된 바와 같이, 일부 실시형태에서, 변색 제품(400)은 센서(492)로서 도시된 하나 이상의 센서(예로서, 온도, 힘, 압력, 가속도, 습기 등을 측정하기 위한 센서)를 포함한다. 하나의 실시형태에서, 센서(492)는 변색 섬유(10) 및/또는 변색 얀(100)이 포함된 직물에 대한 디프레시브 힘 또는 압력을 감지하도록 구성되는 압전 센서를 포함한다. 압전 센서는 변색 제품(400)의 직물에 그리고/또는 변색 제품(400)의 직물에 결합된 패치에 직접적으로 통합될 수 있다. 압전 센서는 디프레시브 힘의 검출에 응답하여 전기 신호를 제어기(510)로 전송할 수 있고 제어기(510)는 신호(예로서, 전원(520)에 색, 패턴 등을 전이시키기 위해 시온 안료를 활성화시키기 위해 변색 섬유(10)에 전류를 제공하도록 명령함)에 응답하여 적절한 조치를 취할 수 있다.
도 34에 도시된 예시적인 실시형태에 따르면, GUI(600)로서 도시된 그래픽 사용자 인터페이스는 그에 저장된 앱 또는 그에 의해 액세스된 프로그램을 통해 입력 디바이스(530)(예로서, 그의 디스플레이 상의 등)를 통하여 사용자에게 제공된다. 도 34에 도시된 바와 같이, GUI(600)는 로고 버튼(610), 제품 이미지 섹션(620), 제1 패턴 버튼(630), 제2 패턴 버튼(640), 제3 패턴 버튼(650), 배터리 계량기 버튼(660), 온도 버튼(670), 네트워크 정보 버튼(680) 및 소셜 미디어 버튼(690)을 갖는다. 다른 실시형태에서, GUI(600)는 더 많거나, 더 적거나, 상이한 버튼 또는 섹션을 제공한다. 로고 버튼(610)은 변색 제품(400)의 로고 또는 자수 부분(예로서, 자수 부분(462), 자수 부분(472) 등)의 시각적 외관(예로서, 색, 패턴 등)을 선택적으로 조작하는 것을 용이하게 할 수 있다. 제품 이미지 섹션(620)은 변색 제품(400)이 현재 어떻게 보이는지를 시각적으로 묘사하거나 변색 제품(400)의 색 및/또는 패턴을 변경하라는 명령어의 확인에 이어서 변색 제품(400)이 어떻게 보일지에 대한 시각적 렌더링을 제공할 수 있다(예로서, 로고 버튼(610), 제1 패턴 버튼(630), 제2 패턴 버튼(640), 제3 패턴 버튼(650) 등을 통하여).
제1 패턴 버튼(630), 제2 패턴 버튼(640) 및/또는 제3 패턴 버튼(650)은 변색 제품(400)의 색 및/또는 패턴을 선택적으로 조작하는 것을 용이하게 할 수 있다. 예로서, 제1 패턴 버튼(630)은 제1 미리 정의된 패턴(예로서, 줄무늬 패턴, 체크무늬 패턴 등)과 연관될 수 있고, 제2 패턴 버튼(640)은 미리 정의된 패턴(예로서, 그래디언트 색 패턴 등)과 연관될 수 있으며, 제3 패턴 버튼(650)은 제3 미리 정의된 패턴(예로서, 단색 패턴 등)과 연관될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 패턴 버튼(630), 제2 패턴 버튼(640), 및/또는 제3 패턴 버튼(650)과 연관된 패턴은 사용자에 의해 선택적으로 설정되고/되거나(예로서, 다운로드 가능함, 더 큰 목록으로부터 선택됨 등) 선택적으로 맞춤화 가능하다. 일부 실시형태에서, GUI(600)는 3개보다 적거나 많은 패턴 옵션(예로서, 2개, 4개, 5개 등의 선택가능한 패턴)을 제공한다.
배터리 계량기 버튼(660)은 입력 디바이스(530)의 사용자에게 (예로서, 사용자에 의한 선택 시에 등) 전원(520) 또는 PV 소스(490)의 배터리 상태 또는 전력 레벨을 선택적으로 제공하는 것을 용이하게 할 수 있다. 온도 버튼(670)은 입력 디바이스(530)의 사용자에게 (예로서, 사용자에 의한 선택 시에 등) 변색 제품(400) 또는 그의 다양한 개별적인 부분의 온도 설정 및/또는 현재 온도를 선택적으로 제공하는 것을 용이하게 할 수 있다. 네트워크 정보 버튼(680)은 (i) 입력 디바이스(530)를 각각의 변색 제품(400)(즉, 그의 제어기(510))에 선택적으로 연결하는 것 및/또는 (ii) (a) 입력 디바이스(530)와 (b) 제어기(510) 사이의 통신에 관한 네트워크 연결 정보(예로서, 통신 프로토콜 유형, 연결 강도, 입력 디바이스(530)에 연결된 변색 제품(400)의 식별자 등) 및/또는 외부 네트워크 사이의 통신에 관한 네트워크 연결 정보(예로서, 통신 프로토콜 유형, 연결 강도 등)를 입력 디바이스(530)의 사용자에게 (예로서, 사용자에 의한 선택 시에 등) 선택적으로 제공하는 것을 용이하게 할 수 있다. 소셜 미디어 버튼(690)은 입력 디바이스(530) 상의 앱을 사용자의 소셜 미디어 계정(들)(예로서, 페이스북, 인스타그램, 스냅챗, 트위터 등)에 연결하는 것을 용이하게 할 수 있다. 이러한 연결은 사용자가 그들이 생성한 패턴을 그들의 동료와 공유하는 것을 허용하고/하거나 소셜 미디어 계정을 통하여 다른 사람에 의해 생성된 패턴을 다운로드하는 것을 용이하게 할 수 있다.
이들 예는 제한적인 것으로서 의도되지 않지만 본 명세서에 개시된 변색 섬유(10)를 통합하는 직물이 사용자에 의해 제어될 수 있는 방법의 특정 비 배타적인 예를 제공하기 위해 단지 제공된다. 상기 언급된 예가 직물 및/또는 개별적인 섬유의 색 및/또는 패턴과 통신하고 그들을 변경하기 위해 스마트 폰과 같은 무선 전자 디바이스의 사용을 고려하지만, 다양한 다른 유형의 제어기 중 임의의 제어기가 직물의 색 및/또는 패턴을 제어하기 위해 사용될 수 있고, 유선 또는 무선 통신 연결을 이용할 수 있으며, 현재 알려지거나 이후에 개발될 수 있는 임의의 유용한 유선 또는 무선 프로토콜을 사용할 수 있음에 주의해야 한다. 색 및/또는 패턴 변경은 사용자에 의해 원하는 시간에 수동으로 활성화될 수 있거나 미래에 정의된 시간 및/또는 간격으로 발생하도록(또는 발생하지 않도록) 프로그래밍될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제어기(510)는 스마트폰이 통보(예로서, 문자 메시지, 이메일, 전화 등)를 수신하는 것에 응답하여 변색 섬유(10)의 적어도 일부를 활성화하도록 구성된다. 활성화되는 변색 제품(400)의 일부 또는 활성화 유형(예로서, 색, 패턴 등)은 통보의 유형 또는 이러한 통보의 원인(예로서, 사람에 의한 문자 메시지 교환, 이메일 교환, 전화하기 등)과 대응할 수 있다. 제어기(510)는 다양한 가능한 프로그래밍 방법 중 임의의 것을 사용하여 이러한 타이머 설정 및/또는 통보의 프로그래밍을 허용할 수 있으며, 이들 모두는 본 발명의 범위 내에 속하도록 의도된다.
본 명세서에서 활용된 바와 같이, 용어 "대략", "약", "실질적으로", 및 유사한 용어는 본 발명의 주제가 속하는 당업자에 의해 공통적이고 수용되는 용법과 조화를 이루는 넓은 의미를 갖도록 의도된다. 본 발명은 검토하는 당업자에 의해 이들 용어가 이들 특징의 범위를 제공된 정확한 수치 범위로 제한하지 않고 설명되고 청구된 특정 특징의 설명을 허용하도록 의도된다는 것을 이해해야 한다. 그에 따라, 이들 용어는 설명되고 청구된 주제의 비실질적이거나 비순차적인 수정 또는 변경이 첨부된 청구항에 인용된 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 고려됨을 나타내는 것으로서 해석되어야 한다.
다양한 실시형태를 설명하기 위해 본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어("예시적인") 및 그의 변형이 이러한 실시형태가 가능한 실시형태의 가능한 예, 표현, 또는 예시임을 나타내도록 의도됨(그리고 이러한 용어는 이러한 실시형태가 반드시 특별하거나 최상의 예임을 함축하도록 의도되지 않음)에 주의해야 한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "결합된" 및 그의 변형은 2개의 부재가 서로 직접적으로 또는 간접적으로 결합되는 것을 의미한다. 이러한 결합은 정지된(예로서, 영구적 또는 고정적) 또는 이동가능한(예로서, 착탈 가능하거나 해제가능한) 것일 수 있다. 이러한 결합은 서로 직접적으로 결합된 2개의 부재를 통해, 별개의 개재 부재 및 서로 결합된 임의의 부가적인 중간 부재를 사용하여 서로 결합된 2개의 부재를 통해, 또는 2개의 부재 중 하나와 일체형 단일체로서 일체로 형성되는 개재 부재를 사용하여 서로 결합된 2개의 부재를 통해 성취될 수 있다. "결합된" 또는 그의 변형이 부가적인 용어(예로서, 직접적으로 결합됨)에 의해 수정되면, 상기 제공된 "결합된"의 일반적인 정의는 부가적인 용어의 일반 언어 의미에 의해 수정되어(예로서, "직접적으로 결합된"은 임의의 별개의 개재 부재가 없는 2개의 부재의 결합을 의미함), 상기 제공된 "결합된"의 일반적인 정의보다 좁은 정의를 야기한다. 이러한 결합은 기계, 전기, 또는 유체적인 것일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "또는"은 (그의 배타적인 의미가 아닌) 그의 포괄적인 의미로 사용되어서, 요소의 목록을 연결하기 위해 사용될 때, 용어 "또는"은 목록에서 요소 중 하나, 일부, 또는 전부를 의미한다. 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 문구 "X, Y, 및 Z 중 적어도 하나"와 같은 결합 언어는 요소가 X, Y, Z; X 및 Y; X 및 Z; Y 및 Z; 또는 X, Y 및 Z(즉, X, Y 및 Z의 임의의 조합)일 수 있음을 전달하도록 이해된다. 따라서, 이러한 결합 언어는 일반적으로, 특정 실시형태가 달리 표현되지 않는 한, X 중 적어도 하나, Y 중 적어도 하나, 및 Z 중 적어도 하나가 각각 존재하도록 요구하는 것을 암시하도록 의도되지 않는다.
본 명세서에서 요소의 위치(예로서, "상부", "하부", "위", "아래")에 대한 언급은 도면에서 다양한 요소의 방향을 설명하기 위해 단지 사용된다. 다양한 구성요소의 방향이 다른 예시적인 실시형태에 따라 달라질 수 있고, 이러한 변형이 본 발명에 의해 포함되도록 의도됨을 주의해야 한다.
본 명세서에 개시된 실시형태와 관련하여 설명된 다양한 프로세스, 동작, 예시적인 로직, 논리 블록, 모듈 및 회로를 구현하기 위해 사용된 하드웨어 및 데이터 처리 구성요소는 범용 단일 또는 멀티 칩 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 반도체(ASIC), 필드 프로그래밍가능한 게이트 어레이(FPGA), 또는 다른 프로그래밍가능한 논리 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 구성요소, 또는 본 명세서서 설명된 기능을 수행하도록 설계된 그들의 임의의 조합으로 구현되거나 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서, 또는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 기계일 수 있다. 프로세서는 또한, DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 결부하는 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 이러한 구성과 같은 컴퓨팅 디바이스의 조합으로서 구현될 수 있다. 일부 실시형태에서, 특정 프로세스 및 방법은 주어진 기능에 특정한 회로에 의해 수행될 수 있다. 메모리(예로서, 메모리, 메모리 유닛, 저장 디바이스)는 본 발명에서 설명된 다양한 프로세스, 층 및 모듈을 완료하거나 용이하게 하기 위한 데이터 및/또는 컴퓨터 코드를 저장하기 위한 하나 이상의 디바이스(예로서, RAM, ROM, 플래시 메모리, 하드 디스크 저장장치)를 포함할 수 있다. 메모리는 휘발성 메모리 또는 비 휘발성 메모리일 수 있거나 그를 포함할 수 있고, 데이터베이스 구성요소, 객체 코드 구성요소, 스크립트 구성요소, 또는 본 발명에서 설명된 다양한 활동 및 정보 구조를 지원하기 위한 임의의 다른 유형의 정보 구조를 포함할 수 있다. 예시적인 실시형태에 따르면, 메모리는 프로세싱 회로를 통하여 프로세서에 통신 가능하게 연결되며, 본 명세서에서 설명된 하나 이상의 프로세스를 (예로서, 프로세싱 회로 또는 프로세서에 의해) 실행하기 위한 컴퓨터 코드를 포함한다.
본 발명은 다양한 동작을 성취하기 위한 임의의 기계 판독가능한 매체에 대한 방법, 시스템 및 프로그램 제품을 고려한다. 본 발명의 실시형태는 기존의 컴퓨터 프로세서를 사용하여, 또는 적절한 시스템 또는 다른 목적을 위해 통합된, 이러한 시스템을 위한 특수 목적의 컴퓨터 프로세서에 의해, 또는 하드웨어에 내장된 시스템에 의해 구현될 수 있다. 본 발명의 범위 내의 실시형태는 기계 실행가능한 명령어 또는 그에 저장된 데이터 구조를 운반하기 위한 또는 그것을 갖는 기계 판독가능한 매체를 포함하는 프로그램 제품을 포함한다. 이러한 기계 판독가능한 매체는 범용 또는 특수 목적 컴퓨터 또는 프로세서를 갖는 다른 기계에 의해 액세스될 수 있는 임의의 사용가능한 매체일 수 있다. 예로서, 이러한 기계 판독가능한 매체는 RAM, ROM, EPROM, EEPROM, 또는 다른 광학 디스크 저장장치, 자기 디스크 저장장치 또는 다른 자기 저장 디바이스, 또는 원하는 프로그램 코드를 기계 실행가능한 명령어 또는 데이터 구조의 형태로 운반하거나 저장하기 위해 사용될 수 있고 범용 또는 특수 목적 컴퓨터 또는 프로세서를 갖는 다른 기계에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 상기 내용의 조합은 기계 판독가능한 매체의 범위 내에 또한 포함된다. 기계 실행가능한 명령어는 예를 들면, 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터, 또는 특수 목적 프로세싱 기계로 하여금 특정 기능 또는 기능의 그룹을 수행하게 하는 명령어 및 데이터를 포함한다.
도면 및 설명이 특정 순서의 방법 단계를 나타낼 수 있지만, 이러한 단계의 순서는 상기 다르게 명시되지 않는 한, 묘사되고 설명된 것과 상이할 수 있다. 또한, 상기 다르게 명시되지 않는 한, 2개 이상의 단계가 동시에 또는 부분적으로 동시에 수행될 수 있다. 이러한 변형은 예를 들면, 선택된 소프트웨어 및 하드웨어 시스템에 그리고 설계자 선택에 의존할 수 있다. 이러한 모든 변형은 본 발명의 범위 내에 있다. 마찬가지로, 설명된 방법의 소프트웨어 구현은 다양한 연결 단계, 프로세싱 단계, 비교 단계, 및 결정 단계를 달성하기 위해 규칙 기반 논리 및 다른 논리를 갖는 표준 프로그래밍 기술로 달성될 수 있다.
다양한 예시적인 실시형태에 도시된 바와 같은 섬유, 얀, 직물, 및 최종 제품의 구성 및 배열이 단지 예시적인 것임에 주의하는 것이 중요하다. 부가적으로, 하나의 실시형태에 개시된 임의의 요소는 본 명세서에 개시된 임의의 다른 실시형태와 통합되거나 그것과 함께 활용될 수 있다. 또 다른 실시형태에 통합되거나 또 다른 실시형태에서 활용될 수 있는 하나의 실시형태로부터의 요소의 단지 하나의 예가 상기 설명되었지만, 다양한 실시형태의 다른 요소가 본 명세서에 개시된 다른 실시형태 중 임의의 실시형태와 통합되거나 그것과 함께 활용될 수 있음을 인식해야 한다.

Claims (20)

  1. 변색 섬유를 제작하는 방법으로서,
    압출기, 용융 펌프(melt pump) 및 방사구(spinneret)를 포함하는 섬유 제작 기계에 중합체 재료 및 시온 안료(thermochromic pigment)를 로딩(loading)하는 단계로서, 상기 중합체 재료 및 시온 안료 재료는 (a) 상기 중합체 재료를 포함하는 제1 원료 및 상기 시온 안료를 포함하는 제2 원료 또는 (b) 시온 안료 및 중합체 혼합물로서 제공되는, 상기 로딩하는 단계;
    상기 압출기를 작동시켜 상기 중합체 재료와 상기 시온 안료 재료의 용융 혼합물을 상기 용융 펌프에 제공하는 단계;
    상기 용융 펌프에 의해 일정 용적의 상기 용융 혼합물을 상기 방사구에 제공하는 단계; 및
    상기 방사구를 작동시켜, 전기 전도성 코어가 상기 방사구의 하우징을 통하여 이동할 때 상기 전기 전도성 코어 상에 상기 용융된 혼합물을 붕괴시켜 상기 전기 전도성 코어를 상기 용융 혼합물로 코팅함으로써, 상기 전기 전도성 코어 둘레에 코팅층을 형성하여 변색 섬유를 생성시키는 단계
    를 포함하는, 변색 섬유를 제작하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 섬유 제작 기계는 상기 중합체 재료 및 상기 시온 안료 재료를 수용하는 단일 스크루 압출기 및 단일 호퍼를 포함하거나; 또는
    상기 섬유 제작 기계는 (i) 상기 중합체 재료를 수용하는 제1 스크루 압출기 및 제1 호퍼 및 (ii) 상기 시온 안료 재료를 수용하는 제2 스크루 압출기 및 제2 호퍼를 포함하는 것인, 변색 섬유를 제작하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전기 전도성 코어는 금속성 또는 비금속성 전기 전도성 재료를 포함하는 것인, 변색 섬유를 제작하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 변색 섬유는 제1 섬유이고, 상기 방법은 상기 제1 섬유를 제2 섬유와 땋아서(braiding) 변색 얀(color-changing yarn)을 제공하는 단계를 더 포함하는, 변색 섬유를 제작하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 섬유는 상기 제1 섬유와 동일하거나, 또는 상기 제2 섬유는 상이한 변색 섬유이거나, 또는 상기 제2 섬유는 천연 섬유, 합성 섬유 또는 광전지 섬유(photovoltaic fiber) 중 적어도 하나를 포함하는 비-변색 섬유인, 변색 섬유를 제작하는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 코팅층은 제1 코팅층이고, 상기 제2 섬유는 적어도 하나가 상이한 시온 안료 재료를 갖거나 또는 상기 제1 섬유 상에 상기 제1 코팅층과는 상이한 중합체 재료를 갖는 제2 코팅층을 포함하는 것인, 변색 섬유를 제작하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전기 전도성 코어는 복수의 코어를 포함하고, 상기 코팅층은 상기 복수의 코어 둘레에, 상기 복수의 코어를 따라 그리고 상기 복수의 코어 사이에 배치되는 것인, 변색 섬유를 제작하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 변색 섬유는 (i) 상기 코팅층 내에 그리고/또는 (ii) 상기 코팅층과 상기 전기 전도성 코어 사이에 배치된 형광체를 포함하고; 그리고
    상기 형광체는 선택적으로 제어 가능한 야광(glow-in-the-dark) 효과를 제공하는 것을 용이하게 하도록 구성된 것인, 변색 섬유를 제작하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    (i) 상기 전기 전도성 코어 상에 상기 코팅층을 목적하는 두께로 제공하도록 상기 방사구에 제공되는 상기 일정 용적의 상기 용융 혼합물을 제어하는 단계;
    (ii) 상기 전기 전도성 코어 상에 상기 코팅층을 목적하는 두께로 제공하도록 상기 전기 전도성 코어가 상기 방사구를 통해 구동되는 속도를 제어하는 단계;
    (iii) 상기 용융 혼합물로 상기 전기 전도성 코어를 코팅한 후에 상기 변색 섬유를 급랭(quenching)시키는 단계; 또는
    (iv) 상기 변색 섬유를 스풀(spool) 상에 감는 단계
    중 적어도 하나를 포함하는, 변색 섬유를 제작하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 전기 전도성 코어는 사전제작된(prefabricated) 와이어이고, 상기 방법은 상기 사전제작된 와이어를 상기 방사구에 제공하고 상기 방사구의 하우징을 통해 상기 사전제작된 와이어를 공급하는 단계를 더 포함하는, 변색 섬유를 제작하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 섬유 제작 기계는 코어 전달 시스템을 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 코어 전달 시스템에 코어 원료를 로딩하는 단계;
    상기 코어 전달 시스템을 작동시켜 (i) 상기 코어 원료를 용융 코어 재료로 용융시키고 그리고 (ii) 상기 용융 코어 재료를 상기 방사구에 제공하는 단계로서, 상기 방사구는 상기 용융 코어 재료 및 상기 용융 혼합물을 상기 변색 섬유의 형태로 공압출하도록 구성된 2성분 용융 압출 팩(bicomponent melt extrusion pack)인, 단계; 및
    상기 방사구를 작동시켜, 상기 용융 코어 재료로부터 상기 방사구의 하우징 내에 상기 전기 전도성 코어를 형성하고, 상기 전기 전도성 코어가 상기 방사구의 하우징을 통하여 이동할 때 상기 용융 코어 재료로부터 형성된 상기 전기 전도성 코어 상에 상기 용융된 혼합물을 붕괴시키는 단계
    를 더 포함하는, 변색 섬유를 제작하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 코팅층은 내부 코팅층이고, 상기 방법은 상기 변색 섬유를 상이한 중합체 재료 또는 상이한 시온 안료 재료 중 적어도 하나를 갖는 상이한 용융 혼합물로 코팅하여 상기 내부 코팅층 위에 외부 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 변색 섬유를 제작하는 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    (i) 직물(fabric)의 적어도 일부를 형성하도록 상기 변색 섬유를 배열하는 단계;
    (ii) 상기 직물의 상기 일부에 상기 변색 섬유를 자수하는 단계; 또는
    (iii) 상기 변색 섬유를 패치에 배열하고 상기 패치를 상기 직물의 상기 일부에 결합시키는 단계
    중 적어도 하나를 더 포함하되;
    상기 변색 섬유의 상기 전기 전도성 코어는, 상기 전기 전도성 코어에 전류를 선택적으로 제공하여 상기 변색 섬유의 코팅 내에 상기 시온 안료 재료를 활성화시키는 것을 용이하게 하도록 전력원에 연결 가능한 것인, 변색 섬유를 제작하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 전기 전도성 코어는 상기 방사구를 사용해서 상기 용융 혼합물로 동시에 코팅된 복수의 전기 전도성 코어를 포함하고, 상기 용융 혼합물로 코팅된 상기 복수의 전기 전도성 코어의 각각은, 개별의 변색 섬유를 형성하고, 상기 방법은,
    (i) 개별의 스풀 상에 상기 개별의 변색 섬유의 각각을 선택적으로 감는 단계; 또는
    (ii) 상기 개별의 변색 섬유의 각각을 땋아서 변색 얀(color-changing yarn)을 제공하는 단계
    중 적어도 하나를 더 포함하는, 변색 섬유를 제작하는 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
KR1020207013654A 2017-10-18 2018-10-17 전기 전도성 코어 및 변색 코팅을 갖는 섬유 KR102431255B1 (ko)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762573861P 2017-10-18 2017-10-18
US62/573,861 2017-10-18
US201762581425P 2017-11-03 2017-11-03
US62/581,425 2017-11-03
US201862671966P 2018-05-15 2018-05-15
US62/671,966 2018-05-15
PCT/US2018/056323 WO2019079478A1 (en) 2017-10-18 2018-10-17 FIBERS HAVING ELECTRICALLY CONDUCTIVE CORE AND COLOR-CHANGING COATING

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200083987A KR20200083987A (ko) 2020-07-09
KR102431255B1 true KR102431255B1 (ko) 2022-08-11

Family

ID=66096413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207013654A KR102431255B1 (ko) 2017-10-18 2018-10-17 전기 전도성 코어 및 변색 코팅을 갖는 섬유

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20190112733A1 (ko)
EP (1) EP3697949A4 (ko)
JP (1) JP7152793B2 (ko)
KR (1) KR102431255B1 (ko)
CN (1) CN111527243A (ko)
WO (1) WO2019079478A1 (ko)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101849295B1 (ko) * 2017-08-02 2018-04-16 주식회사 동아티오엘 자카드직기를 이용하여 3중직의 자카드조직으로 제직한 위장복지 및 그 제직방법
US20200240041A1 (en) * 2017-10-18 2020-07-30 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Fibers having electrically conductive core and color-changing coating
US11560240B2 (en) * 2018-03-29 2023-01-24 Airbus Operations Gmbh Aircraft area having a textile display, aircraft passenger seat having a textile display, and aircraft including an aircraft area
GB2581782A (en) * 2019-02-21 2020-09-02 Theunseen Ltd Polymer fibre
GB2581512A (en) * 2019-02-21 2020-08-26 Theunseen Ltd Fibre
WO2021168377A1 (en) * 2020-02-21 2021-08-26 Viberent, Inc. Reversible color-changing fabric with hollow fibers and replaceable fluids and solids
US11708649B2 (en) * 2020-05-21 2023-07-25 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Color-changing fabric having printed pattern
US11479886B2 (en) * 2020-05-21 2022-10-25 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Color-changing fabric and applications
EP4153799A1 (en) * 2020-05-21 2023-03-29 University of Central Florida Research Foundation, Inc. Color-changing fabric and applications
CN114457456A (zh) * 2020-06-19 2022-05-10 华中科技大学 一种热致仿生变色纤维、纱线和织物及其制备方法
CN112663207A (zh) * 2020-10-15 2021-04-16 魏桥纺织股份有限公司 一种智能大提花面料的生产方法及该面料的应用
IT202100012038A1 (it) * 2021-05-12 2022-11-12 Technocell Ag Filo tessile elettrocromico e relativi tessuti
JP7438169B2 (ja) * 2021-08-31 2024-02-26 株式会社Zozo スマートテキスタイル及びシステム
US20230115308A1 (en) * 2021-10-07 2023-04-13 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Color changing coaxial polymer fibers
CN114318604B (zh) * 2021-12-15 2022-11-18 苏州大学 一种光致变色混纺棉纱及其制备方法和应用
CN114646404A (zh) * 2022-03-17 2022-06-21 向东 一种基于温变材料的测温衣服
KR20240000064A (ko) 2022-06-23 2024-01-02 현대자동차주식회사 다양한 외부자극에 의해 변색이 가능한 복합섬유 및 이의 제조방법
US20240008585A1 (en) * 2022-07-08 2024-01-11 Puma SE Article of footwear having a textile display system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004137614A (ja) 2002-10-16 2004-05-13 Pilot Ink Co Ltd 多色感温変色性繊維
WO2014020266A1 (fr) * 2012-07-30 2014-02-06 Institut Polytechnique De Bordeaux Matériau composite thermochrome et procédé de fabrication d'un tel article

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3217734A (en) * 1963-09-09 1965-11-16 Monsanto Co Apparatus for generating patterned fluid streams
JPH0241415A (ja) * 1988-07-25 1990-02-09 Mitsubishi Rayon Co Ltd 原着繊維
JP2826134B2 (ja) 1989-05-09 1998-11-18 株式会社クラレ 貼付剤
JPH04122620A (ja) * 1990-09-12 1992-04-23 Mitsubishi Cable Ind Ltd 着色電線、ケーブル等の押出成形装置
JP3110521B2 (ja) 1991-10-21 2000-11-20 三菱電線工業株式会社 着色長尺体の製造装置
JPH0959823A (ja) * 1995-06-13 1997-03-04 Kanebo Ltd 複合繊維
GB9601527D0 (en) 1996-01-25 1996-03-27 Scapa Group Plc Phase separation apparatus
JPH1153969A (ja) * 1997-08-07 1999-02-26 Fujikura Ltd 樹脂絶縁ケーブルの製造方法
JPH11195329A (ja) * 1998-01-07 1999-07-21 Kenji Hagiwara 樹脂被覆電線及び樹脂被覆配線器具
US20030224155A1 (en) 2002-06-03 2003-12-04 International Fashion Machines, Inc. Electronically controllable, visually dynamic textile, fabric, or flexible substrate
GB0329567D0 (en) * 2003-12-20 2004-01-28 Koninkl Philips Electronics Nv Fibre or filament
GB0407230D0 (en) * 2004-03-30 2004-05-05 Koninkl Philips Electronics Nv Fibre or filament with lateral electric fields
US20060081639A1 (en) 2004-10-14 2006-04-20 Lifetime Hoan Corporation Thermochromic cookware
GB2426255B (en) 2005-05-16 2009-09-23 Univ Manchester Operative devices
GB2440738A (en) 2006-08-08 2008-02-13 Univ Manchester Electroluminescent fabric
US8728373B2 (en) 2007-03-20 2014-05-20 Albany International Corp. Industrial fabric having a thermochromic sensor
US8178020B2 (en) * 2007-07-24 2012-05-15 Pascale Industries, Inc. Multicomponent textile fibers, methods for their production, and products made using them
JP2011524474A (ja) * 2008-06-05 2011-09-01 パフォーマンス インディケーター エルエルシー フォトルミネセンス繊維、組成物、およびそれより製造された布
CN102186643B (zh) * 2008-08-21 2014-05-21 因诺瓦动力学股份有限公司 增强的表面、涂层及相关方法
FR2946176A1 (fr) * 2009-05-27 2010-12-03 Arkema France Fibre conductrice multicouche et son procede d'obtention par co-extrusion.
US20100315755A1 (en) * 2009-06-12 2010-12-16 William David Gavin Apparatus And Methods For Forming Electrodes For Electronic Weaponry And Deployment Units
DE102009052848A1 (de) * 2009-11-11 2011-05-12 Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzspinnen monofiler Grasfasern
US8474146B2 (en) 2010-06-22 2013-07-02 Nike, Inc. Article of footwear with color change portion and method of changing color
CN104246459B (zh) * 2012-03-05 2018-08-03 联邦科学和工业研究组织 复合传感器纤维及其应用
US10081887B2 (en) 2012-12-14 2018-09-25 Intel Corporation Electrically functional fabric for flexible electronics
WO2015021464A2 (en) * 2013-08-09 2015-02-12 WestPoint Home LLC Laundry process temperature indicators / markers and fabrics incorporating same
US9182561B2 (en) 2013-08-13 2015-11-10 Corning Cable Systems Llc Optical fiber cable with cable heating element
BR112016023646A2 (pt) * 2014-04-10 2017-08-15 3M Innovative Properties Co fibras e artigos as que incluem

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004137614A (ja) 2002-10-16 2004-05-13 Pilot Ink Co Ltd 多色感温変色性繊維
WO2014020266A1 (fr) * 2012-07-30 2014-02-06 Institut Polytechnique De Bordeaux Matériau composite thermochrome et procédé de fabrication d'un tel article

Also Published As

Publication number Publication date
JP7152793B2 (ja) 2022-10-13
EP3697949A4 (en) 2021-07-14
US20190112733A1 (en) 2019-04-18
EP3697949A1 (en) 2020-08-26
WO2019079478A1 (en) 2019-04-25
CN111527243A (zh) 2020-08-11
KR20200083987A (ko) 2020-07-09
JP2021500493A (ja) 2021-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102431255B1 (ko) 전기 전도성 코어 및 변색 코팅을 갖는 섬유
US20200283931A1 (en) Color-changing fabric and applications
US20200240041A1 (en) Fibers having electrically conductive core and color-changing coating
US11976389B2 (en) Color-changing fabric and applications
US11708649B2 (en) Color-changing fabric having printed pattern
CN103541146B (zh) 一种双色或多色提花经编布的形成方法及其形成的经编布
US20030224155A1 (en) Electronically controllable, visually dynamic textile, fabric, or flexible substrate
CN102046864A (zh) 导电垫及其制造方法
CN106110599A (zh) 运动类球的球胎件
US20220145498A1 (en) Fibre
CN107761236A (zh) 一种阻燃抗静电针织面料及其制造方法
CN107313171A (zh) 具有视觉三维效果的单层经编网布织造方法
Berzowska et al. Soft computation through conductive textiles
US8389093B2 (en) Systems and methods for producing a tilewave fabric
CN111133140A (zh) 编织扣环产品
WO2021236805A1 (en) Color-changing fabric and applications
CN113308761A (zh) 一种基于复合纺丝技术的多彩纤维制备方法及其面料
CN106218181A (zh) 一种无胶水贴合织物的低温生产工艺
CN114318705A (zh) 一种基于温致变色刺绣的织物界面制造工艺
CN107190378A (zh) 制造可变色纤维的方法
JP2022521310A (ja) ポリマー繊維
KR20220037489A (ko) 적외선 흡수성 섬유, 편직물, 또는 부직포
CN204570153U (zh) 一种电致发光面料
CN207362439U (zh) 一种色纺丝双色经编汽车面料
TWI837413B (zh) 紅外線吸收性纖維、編織物或不織布

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)