KR20060109953A - 섬유 또는 필라멘트 - Google Patents

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KR20060109953A
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재콥 엠. 제이. 덴 툰더
요하네스 티. 에이. 윌더비크
잔 엠. 크란스
미첼 피. 비. 반 브루겐
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

필라멘트 또는 섬유(2)는 체적 조절 색 생성 물질(6); 적어도 부분적으로 광 투과성인 긴 코어 형태의 물질을 수용하기 위한 수용 수단(8); 및 상기 물질의 체적 변화를 형성하기 위하여 상기 물질을 자극하여, 필라멘트 또는 섬유의 색을 변화시키는 자극 수단(4)을 포함한다.
섬유, 필라멘트

Description

섬유 또는 필라멘트{Fibre or filament}
본 발명은 섬유 또는 필라멘트에 관한 것으로서, 특히 광학적으로 검출 가능한 효과들을 형성하기 위한 직물 또는 필라멘트에 포함시키기 적당한 섬유 또는 필라멘트에 관한 것이다.
색이 변화하는 또는 발광하는 섬유들을 생산하는 다양한 방법들이 알려져 있다.
한가지 알려진 방법은 광이 직물의 한쪽 단부에 공급될 때 관통구들을 통하여 광이 "누설(leak)"하는 관통된 광섬유를 사용한다. 이런 방법의 단점은 LED 같은 외부 광 소스를 요구하는 것이다.
다른 알려진 방법들은 특정 열색성 재료들, 즉, 온도 변화 영향하에서 색을 변화시키는 재료들을 이용한다. 상기 방법은 유럽특허 공개공보 EP 0410415에 개시된다. 많은 애플리케이션들에서 전기 자극을 집적 사용할 수 없고, 주변 온도는 상기 영향에 영향을 준다는 것이 단점이다.
다른 알려진 방법은 전기장의 영향하에서 광을 방출하는 일렉트로루미노포(electroluminophor) 재료를 사용하는 것을 바탕으로 한다. 상기 방법은 영국 특허 출원 GB 2 273 606 및 국제 특허 출원 WO 97/15939에 기술된다. 섬유에 적어 도 두 개의 전극들을 통합하는 것은 상기 방법들에 사용된 전기장을 생성한다.
비록 이 방법을 사용하여 섬유 색의 적극적인 제어를 달성하는 것이 가능하지만, 색 변화를 달성하기 위하여 섬유들에 고전압을 인가할 필요가 있다. 게다가, 상기 방법은, 일렉트로루미네스트(electroluminescent) 효과가 광을 방출하기 때문에, 낮에 빈약한 콘트래스트를 가진 섬유들을 형성한다.
본 발명은 특히 착용할 수 있는 전자 제품들에 관한 것이다. 이 분야는 의복들에 감지, 작동, 발광 및 색 변화 같은 특정 기능들을 통합하는 것이 목적이다. 특히 의복들의 형성을 위한 직물에 색 변화 특성들을 통합하는 것, 제공하는 것 등은 바람직하다. 상기 기술은 착용할 수 있는 디스플레이들, 착용할 수 있는 표시기들을 형성하고, 또한 심미적인 이유로 인해 직물들에 색 또는 패턴의 변화를 간단히 유발시키기 위하여 사용될 수 있다.
도전성 섬유들 및 전기 광학 재료를 포함하는 섬유들을 짜음으로써 착용할 수 있는 디스플레이를 형성하는 것이 공지되었다. 상기 디스플레이들이 가지는 문제는 발광 효과가 단일 섬유에 통합되지 않는 것이다. 이것은 상기 효과가 섬유들로부터 형성된 의복 또는 다른 작업에 걸쳐 균일하지 않다는 것을 의미한다. 게다가, 도전성 엘리먼트들을 포함하는 두 세트의 짜여진 섬유, 또는 짜여진 구조상에 배치된 부가적인 도전성 층들을 사용하는 것이 필요하다.
본 발명의 목적은 색 변화 기능이 단일 섬유 또는 필라멘트에 통합되는 섬유 또는 필라멘트를 제공하고, 색 변화는 능동적으로 제어될 수 있는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 저전압에서 색 변화를 달성하고, 우수한 색 콘트래스트를 달성하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 섬유가 예를들어 의복들 또는 가구 형태로 사용될 수 있는 본 발명에 따른 섬유 또는 필라멘트로부터의 직물을 형성하는 것이다.
본 발명의 제 1 측면에 따라 필라멘트 또는 섬유가 제공되고, 상기 필라멘트 또는 섬유는,
체적 조절 색 변화 생성 물질;
적어도 부분적으로 광을 투과하는 긴 코어 형태의 물질을 수용하는 수용 수단; 및
물질을 자극하여 물질의 체적에 변화를 생성하고 그에 의해 필라멘트 또느 섬유의 색을 변화시키는 자극 수단을 포함한다.
그러므로, 본 발명에 의해, 섬유 또는 필라멘트의 색 변화 또는 발광의 진정한 통합은 색 변화 기능이 단일 섬유, 필라멘트 또는 실에 통합되기 때문에 달성될 수 있다.
게다가, 본 발명의 섬유 또는 필라멘트에서 색 변화는 능동적으로 제어되고, 상기에 기술된 알려진 방법들에서 필요한 것보다 낮은 전압을 요구한다. 통상적으로, 색 변화는 10mV 정도의 전압을 사용하여 본 발명에 따른 섬유 또는 필라멘트에서 달성될 수 있다.
게다가, 체적 조절 색 생성 물질의 사용으로 인해, 색 변화는 반사 원리를 사용하여 달성된다. 이것은 낮에 우수한 콘트래스트가 달성되는 것을 의미한다.
상기 물질은 미국특허 6,287,485에 기술된 종류의 임의의 알려진 체적 조절 색 생성 물질을 포함할 수 있다.
상기 광 조절 재료들은 자연적으로 발견된 색소 셀들의 작용을 모방한다. 오징어 및 문어 같은 두족류 동물들은 피부 색 및 패턴을 빠르게 변화시키는 능력을 가진다. 이 현상은 그 피부에 존재하는 색소 셀들로 인한 것이다. 이런 종류의 색소 셀은 콘트래스트, 및 다수의 근섬유들을 포함하는 탄성 색소 백으로 구성된다. 색을 변화시키는 메카니즘은 근육들의 움직임과 함께 색소 백의 크기의 가역적인 변경을 유발하는 착색제의 확산 및 집합을 바탕으로 한다. 색소 백들이 확장할때, 색들은 나타나고, 색소 백들이 수축할때, 색들은 희어진다.
자연적인 색소 셀들의 이런 원리를 바탕으로, 재료들은 색 변화 메카니즘들(R. Akashi, H. Tsutsui, A. Komura: Polymer gel light-emitting-modulation imitating pigment cells, Adv. Mater. 2002, Vol. 14, No.24, pp. 1808-1811 참조)을 모사하도록 설계되었다.
상기 재료들은 색소들 같은 착색제들의 높은 집중을 포함하는 자극 응답 겔들이다. 상기 재료들은 온도, pH, 광, 또는 전기장의 변화 같은 외부 자극에 응답하여 가역할 수 있는 체적 전이들을 나타낸다.
350번 이상의 체적 변화들은 온도 유도 전이들 동안 관찰되었고, 반면 100 번까지의 특정 겔들의 체적 변화들이 1V/cm 같은 낮은 전기장들에 인가됨으로써 측정되었다.
광 변조 메카니즘은 가역할 수 있는 색 변화로 인한 것이고, 즉 광 변조는 겔들 내의 착색제들의 광 흡수 영역 변화 및 흡수 효율성 사이의 공동 작용 효과에 의해 발생된다.
체적 조절 색 생성 물질은 예를들어 액체, 겔 또는 체적 조절 색 변화 재료를 포함하는 다른 성분일 수 있다.
바람직하게, 상기 물질은 중합체 겔 입자들이 담겨진 수용성 용액을 포함한다. 중합체 겔 입자들은 인공적인 색소 셀들을 포함하고, 바람직하게 5 내지 100㎛ 범위에 속하는 직경을 가진다.
바람직하게, 수용성 용액내의 색소 셀들의 농도는 통상적으로 5 내지 40wt%이고, 상기 용액에서 겔 고형 함량은 통상적으로 1 내지 10wt%이다.
자극 수단에 의해 자극될때, 겔 입자들은 필수적으로 수용성 용액에서 주변 액체를 차지함으로써 팽창한다. 이것은 물질의 전체 체적이 실제로 동일하고, 단지 겔 입자들에 의해 차지된 체적만이 증가하는 것을 의미한다.
편리하게, 자극 수단은 물질을 가열하기 위한 가열 수단을 포함하고, 상기 물질은 체적 조절 착색제를 포함하고, 그 체적은 온도에 따라 변한다. 가열 수단은 예를들어 긴 코어를 통하여 실질적으로 축으로 연장하는 내부 전극 형태일 수 있다.
바람직하게, 내부 전극은 몇십 ㎛에서 몇백 ㎛ 범위의 거리, 예를들어 100㎛ 만큼 수용 수단으로부터 이격된다.
바람직하게, 필라멘트 또는 섬유는 전류가 가열 수단을 통하여 흐르게 하는 수단을 더 포함하여 필라멘트 또는 섬유에서 가열 효과를 유발하고 차례로 물질의 체적을 변화시키고 그러므로 색을 변화시킨다.
선택적으로, 자극 수단은 물질을 가로질러 전기장을 인가하기 위한 전기 수단을 포함하고, 상기 물질은 체적 조절 착색제를 포함하고, 상기 물질의 체적은 전기장에 따라 변화한다.
전기 수단은 긴 코어의 외부 표면을 따라 각각 연장하는 예를들어 한 쌍의 전극들을 포함할 수 있다. 필라멘트 또는 섬유는 적어도 부분적으로 전극들을 둘러싸는 적어도 부분적으로 광을 전송하는 절연 코팅을 더 포함한다.
바람직하게, 전극들은 얽히고 각각은 실질적으로 코어를 따라 나선형으로 연장한다.
선택적으로, 전기 수단은 코어를 통하여 실질적으로 축으로 연장하는 내부 전극, 및 수용 수단을 형성하는 외부 전극을 포함할 수 있고, 상기 필라멘트 또는 섬유는 제 2 전극을 적어도 부분적으로 둘러싸는 광 투과 절연 코팅을 더 포함한다.
상기 실시예에서, 제 2 전극은 필라멘트 또는 섬유에 대한 외장을 효과적으로 형성하고, 바람직하게 폴리(에틸렌디옥시시오프네)(ethylenedioxythiophene)(PEDOT) 또는 폴리아닐린(polyaniline)(PANI) 같은 도전성 중합체로 형성된다.
바람직하게, 섬유 또는 필라멘트는 미리 결정된 모양으로 섬유를 유지하기 위하여 스페이서 수단을 더 포함한다. 체적 조절 색 생성 물질의 성질에 따라, 만약 상기 물질이 액체 형태를 가지므로 자기 유지 모양을 가지지 않으면 특히 필라멘트 또는 섬유에 스페이서들을 포함하는 것을 바람직할 수 있다.
스페이서 수단은 바람직하게 비-도전성 재료로 형성되고 예를들어 긴 와이어들 또는 실질적으로 구형 구슬들 형태일 수 있다.
코어를 따라 실질적으로 축 방향으로 연장하는 내부 전극을 포함하는 본 발명의 실시예에서, 스페이서 수단은 내부 전극 및 외장 사이의 거리를 한정할 수 있다. 외부 전극을 포함하는 본 발명의 실시예들에서, 스페이서 수단은 내부 전극 및 외부 전극 사이에서 연장할 것이다.
바람직하게, 스페이서 수단은 내부 전극을 따라 실질적으로 나선형으로 연장하는 하나 이상의 와이어들을 포함한다.
바람직하게, 하나 이상의 와이어들의 직경은 수십 ㎛ 및 수백 마이크로 사이, 예를들어 100㎛이다. 하나 이상의 와이어들의 직경은 물질에 의해 형성된 색 변화 층의 두께를 한정한다.
선택적으로, 스페이서 수단은 상기 물질내에 배치되거나, 내부 전극상에 배치된 다수의 실질적으로 구형 구슬들을 포함한다. 바람직하게, 구슬들은 수십 ㎛ 및 수백 ㎛ 사이, 예를들어 100㎛의 직경을 가진다.
스페이서 수단은 내부 전극 및 외부 전극을 포함하는 본 발명의 실시예들에서 특히 바람직하다. 스페이서 수단은 섬유 또는 필라멘트가 자체적으로 붕괴되는 것을 방지하고, 따라서 내부 전극 및 외부 전극이 서로 접촉하는 것을 방지한다.
바람직하게, 수용 수단은 바람직하게 적어도 부분적으로 투명한 외부 외장을 포함한다. 그러나, 외부 외장은 선택적으로 불투명하다.
편리하게, 외부 외장은 가요성 중합체로 형성된다. 바람직하게, 수용 수단은 압출 성형된 중합체로 형성된 실질적으로 긴 부재를 수용한다. 바람직하게, 긴 부재는 실질적으로 원통형의 내부 중공 부분, 및 제 1 부분과 실질적으로 동축인 실질적으로 실린더형인 외부 부분을 포함한다.
편리하게, 제 1 부분은 그 내부에서 내부 전극 하우징을 형성한다. 추가의 공간은 내부 및 외부 부분들 사이에서 정의되고 상기 공간은 물질을 포함하도록 제공된다.
바람직하게, 긴 부재는 다수의 공동들을 형성하기 위하여 내부 부분에서 외부 부분으로 연장하는 하나 이상의 방사상 섹션들을 더 포함하고, 상기 방사상 섹션 각각은 물질을 포함할 수 있다.
방사상 섹션들은 실질적으로 고형이고, 따라서 공동들 사이의 물질 이동을 방지한다. 상기 실시예에서, 각 공동내의 물질은 자극시 다른 색을 형성하도록 선택될 수 있다.
선택적으로, 방사상 섹션들은 하나 이상의 공동들 사이의 교통을 허용할 수 있다.
바람직하게, 긴 부재는 내부 전극 하우징내에 배치되고, 긴 부재와 함께 공동으로 압출 성형된 내부 전극을 형성하는 도전성 코어를 더 포함한다.
본 발명의 제 2 측면에 따라, 다음 단계들을 포함하는 섬유 또는 필라멘트를 형성하는 방법이 제공되고, 상기 단계들은,
긴 코어 형태에 체적 조절 색 생성 물질을 수용하기 위한 수용 수단을 형성하는 단계;
체적 조절 색 생성 물질을 자극하기 위한 자극 수단을 상기 수용 수단과 연관시키는 단계; 및
수용 수단에 의해 형성된 공간에 체적 조절 색 생성 물질을 부가하는 단계; 및
수용 수단을 밀봉하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 수용 수단을 형성하는 단계, 및 상기 수용 수단과 자극 수단을 연관시키는 단계는 도전성 긴 코어를 둘러싸는 제 1 공동 긴 부분 형태로 공동 재료를 공동으로 압출 성형하는 단계를 포함하는 하나의 단계로 결합되고, 제 2 공동 축 공동 긴 부분은 제 1 긴 부분으로부터 이격되고, 상기 제 1 긴 부분 및 제 2 긴 부분은 제 1 긴 부분에서 제 2 긴 부분으로 연장하는 하나 이상의 방사상으로 연장하는 섹션들에 의해 결합된다.
바람직하게, 상기 방법은 투명한 도전성 층을 외부 긴 부분의 외부 표면상에 배치하는 단계를 더 포함한다. 바람직하게, 상기 방법은 투명한 보호 및 절연 코팅을 투명한 도전성 층의 외부 표면상에 배치하는 추가 단계를 포함한다.
본 발명은 첨부 도면들을 참조하여 예시적으로 추가로 기술될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 섬유의 제 1 실시예의 단면도.
도 2는 도 1의 섬유의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 섬유의 제 2 실시예의 개략도.
도 4는 도 3의 섬유의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 섬유의 제 3 실시예의 단면도.
도 6은 도 5 섬유의 개략도.
도 7a 및 7b는 본 발명에 따른 섬유의 제 4 실시예의 개략도.
도 8a 및 8b는 본 발명에 따른 섬유의 제 5 실시예의 개략도.
도 9는 본 발명에 따른 섬유의 제 6 실시예의 개략도.
도 1 및 도 2를 우선 참조하여, 본 발명에 따른 섬유는 참조 번호 2로 표시된다. 섬유(2)는 섬유(2)를 따라 실질적으로 중앙에서 연장하는 전극(4) 형태의 자극 수단을 포함한다.
섬유(2)는 인공 색소 셀들 형태의 체적 조절 착색제를 포함하는 체적 조절 색 생성 물질(6)을 더 포함한다. 물질은 투명하고 가요성 중합체로 형성된 외장 형태로 수용 수단(8)내에 유지된다. 전극은 구리 같은 임의의 적당한 재료로 형성된다. 전류가 전극(4)을 통하여 흐르게 될 때, 전극은 저항으로 인해 가열한다. 이런 가열은 용액에 담겨진 색소 셀들(도시되지 않음)의 체적 변화를 자극하는 물질(6)의 온도 증가를 유도한다. 이것은 차례로 색 변화를 유발한다. 외장(8)이 투명하기 때문에, 색 변화는 섬유(2)의 길이를 따라 가시적이다. 색소 셀들은 수용성 용액에 담겨진 중합체 겔 입자들내에 포함된다.
통상적으로 겔 입자들은 각각 5 내지 100㎛ 범위에 속하는 직경을 가지며, 물질(2)의 반경 깊이는 수십 ㎛ 및 수백 ㎛ 사이, 통상적으로 약 100㎛이다.
도 3 및 4를 참조하여, 본 발명에 따른 섬유의 제 2 실시예는 일반적으로 도면 번호 20으로 표시된다. 섬유(20)는 서로 얽혀지고 섬유(20)를 따라 축 방향으로 연장하는 두개의 전극들(22,24)을 포함한다. 각각의 전극(22,24)은 섬유(20)를 따라 실질적으로 나선형으로 연장한다. 섬유(20)는 외부 외장(28)내에 싸여진 색소 셀들(도시되지 않음)을 포함하는 체적 조절 색 생성 물질(26)을 더 포함한다. 두개의 전극들(22,24) 사이에 전압 차를 인가함으로써, 전기장은 유도되어 색소 셀들의 체적 변화를 자극하고, 이에 따라 색이 변화한다. 투명한 절연 코팅(30)은 전극들(22,24) 주위에 제공된다. 외장(28)의 직경은 수십 ㎛ 및 수백 ㎛ 사이, 통상적으로 100㎛이다.
도 5 및 6을 참조하여, 본 발명에 따른 섬유의 제 3 실시예는 일반적으로 참조 번호(40)에 의해 표시된다. 섬유(40)는 색소 셀들(도시되지 않음)을 포함하는 체적 조절 색 생성 물질(44)에 의해 둘러싸인 중앙 전극(42)을 포함한다. 제 2 전극(46)은 쉘 형태이고 그러므로 수용 수단으로서 작동한다. 제 2 전극은 바람직하게 ITO(인듐 주석 산화물) 같은 투명한 도전성 재료로 만들어진다. 그러나, 이 재료는 비교적 낮은 스트레인(통상적으로 2%)에서 파괴되기 때문에 제한된 가요성을 가진다. 섬유의 가요성을 유지하기 위하여, 전극(46)은 PEDOT 또는 PANI 같은 도전성 중합체로 형성될 수 있다. 전기장은 색소 셀들의 체적 변화를 자극하는 전극들(42 및 46) 사이에 전압 차를 인가하여 생성되어, 섬유(40)의 색을 변화시킨다. 섬유는 전극(46)을 둘러싸는 투명한 절연 외장(48)을 더 포함한다.
여기에 기술된 본 발명의 제 1 및 제 3 실시예들에서, 임의의 색의 적층부는 중앙 전극(4;42)에 부가될 수 있다. 상기 실시예는 색 적층부의 색이 보여지는 상태, 및 색소 셀들의 색이 이들 셀들의 체적 증가후 보여지는 제 2 상태 사이를 스위칭할 수 있다. 상기 층의 색은 색소 셀들내의 색소의 색일 수 있는 바와같이, 자유롭게 선택될 수 있다. 그러나, 색소 색은 층의 색과 달라야 한다.
도 7a 및 7b를 참조하면, 본 발명에 따른 섬유의 제 4 실시예는 일반적으로 참조 번호 70으로 표시된다. 섬유(70)는 섬유(40)(도 5 및 6)와 유사하고, 도 5 및 도 6에 도시된 이들 부분들에 대응하는 부분들은 용이한 이해를 위해 대응 참조 번호들로 제공된다.
섬유(70)는 스페이서 와이어들(72) 형태의 스페이서들을 더 포함한다. 스페이서 와이어들(72)은 물질(6) 체적에 대해 명확한 두께의 존재를 보장한다. 이것은 물질(6)이 액체 같은 특성들을 가지며 그러므로 고정된 모양을 가지지 않기 때문에 필요할 수 있다. 이 실시예에서 스페이서들은 내부 전극(42) 주변에 얽혀진 하나 이상의 와이어들 형태이다. 전극(42), 및 전극(74) 사이의 거리는 스페이서 와이어들(72)의 직경에 의해 형성된다. 도시된 실시예들에서, 각각의 스페이서 와이어의 직경은 수십 ㎛ 내지 수백 ㎛ 사이, 통상적으로 100㎛이다. 스페이서 와이어들은 내부 및 외부 전극들 사이의 단락 회로를 방지하기 위하여 비-도전성이어야 한다.
도 8a 및 8b를 참조하여, 본 발명에 따른 섬유의 제 5 실시예는 일반적으로 참조 번호(80)로 표시된다. 섬유(80)는 체적 조절 색 생성 물질(86)에 의해 둘러싸인 중앙 전극(82), 외부 전극(84) 및 외부 외장(88)을 포함한다. 섬유(80)는 물 질(86)내에 배치된 실질적으로 구형 스페이서 구슬들 형태의 스페이서들(90)을 더 포함한다. 구슬들(90) 각각의 직경은 실질적으로 내부 전극(82) 및 외부 전극(84) 사이의 목표된 거리와 동일하다. 이것은 차례로 수십 ㎛ 및 수백 ㎛ 사이, 예를들어 100㎛인 물질(86)의 두께를 형성한다. 스페이싱 구체들(90)은 내부 및 외부 전극들 사이의 단락 회로를 방지하기 위하여 비-도전성이어야 한다. 구슬들은 물질(86)내에 통합되거나, 내부 전극(82)상에 직접 배치된다.
도 9를 참조하여, 본 발명에 따른 섬유의 제 6 실시예의 개략도는 일반적으로 참조 번호(100)에 의해 표현된다. 섬유(100)는 공동 압출 성형에 의해 형성된다. 적어도 두개의 재료들은 압출 성형 공정에 사용된다: 내부 전극(110)을 형성하는 도전성 재료, 및 외장(120)을 형성하는 비-도전성 재료. 비-도전성 재료는 예를들어 중합체 재료일 수 있다.
외장(120)은 실질적으로 원통형의 내부 부분(130)에 의해 중앙 전극(110)을 적어도 에워싸도록 형성된다. 외장은 중앙 부분(130)으로부터 실질적으로 부분(130)과 동축인 실질적으로 원통형의 외부 부분(150)으로 연장하는 서로 이격된 방사상 섹션들(140)을 더 포함한다. 그러므로, 외장(120)은 섬유(100)의 길이를 따라 연장하는 공동들(160)을 형성한다. 공동들은 서로 절연될 수 있거나, 물질은 공동들 사이에서 이동할 수 있다.
하나의 기하구조는 출사 돌기를 통하여 공동 압출 성형하는 알려진 기술들을 사용하여 형성된다. 섬유(100)는 예를들어 ITO 또는 도전성 중합체로 형성된 투명한 도전성 층(170), 및 투명한 보호 및 절연 코팅(180)을 더 포함한다. 층(170) 및 코팅(180)은 압출 성형된 외장(120) 둘레에 배치된다. 그 다음 공동들(160)은 예를들어 모세관 현상 충전에 의해 체적 조절 색 생성 물질(190)로 충전된다.
비록 도 9가 3개의 공동들(160)을 가진 섬유(100)를 도시하지만, 다른 기하구조들 및 다른 수의 공동들은 가능하다는 것이 이해된다. 외장(180)은 섬유(100)에 강도 및 구조를 부가한다.
중앙 전극 및/또는 도 3에 도시된 감겨진 전극들을 가진 쉘 전극의 다른 가능한 결합은 전기장을 형성하기 위하여 가능하다는 것이 이해된다.
색소 셀들의 색소는 다른 색들을 얻기 위하여 가변될 수 있다. 색 변화 직물은 다른 색 특성들 또는 색소들을 가진 다양한 세트들의 섬유들을 짜고 독립적으로 각각의 세트를 제어함으로써 얻어질 수 있다.

Claims (37)

  1. 필라멘트 또는 섬유(2)로서,
    체적 조절 색 생성 물질(volume modulation colouration producing substance; 6);
    적어도 부분적으로 광을 전송하며, 긴 코어(elongated core) 형태로 상기 물질을 수용하기 위한 수용 수단(containment means; 8); 및
    상기 물질을 자극하여 상기 물질의 체적에 변화를 생성하고 그에 의해 상기 필라멘트 또는 섬유의 색을 변화시키는 자극 수단(40)을 포함하는, 필라멘트 또는 섬유.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 물질은 체적 조절 착색제(volume modulation colorant)를 포함하는, 필라멘트 또는 섬유.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 체적 조절 착색제는 인공 색소 셀들을 포함하는, 필라멘트 또는 섬유.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 체적 조절 착색제는 중합체 겔 입자들(polymer gel particles)을 포함하고, 상기 입자들은 수용성 용액에 담겨지고, 상기 중합체 겔 입자들 및 수용성 용액은 상기 물질을 함께 형성하는, 필라멘트 또 는 섬유.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 중합체 겔 입자들은 직경이 5 내지 100㎛ 범위내에 있는, 필라멘트 또는 섬유.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 중합체 겔 입자들의 농도는 5 및 40 wt% 사이이고, 겔 고체 함량은 1 내지 10wt%의 범위내에 있는, 필라멘트 또는 섬유.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수용 수단(8)은 외부 외장(outer sheath)을 포함하는, 필라멘트 또는 섬유.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 외부 외장은 투명한, 필라멘트 또는 섬유.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 외부 외장은 가요성 중합체(flexible polymer)로 형성되는, 필라멘트 또는 섬유.
  10. 제 2 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자극 수단은 상기 물질을 가열하기 위한 가열 수단을 포함하고, 상기 체적 조절 착색제는 온도에 따라 가변하는 체적을 가진 형태인, 필라멘트 또는 섬유.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 가열 수단은 긴 코어를 통하여 실질적으로 축 방향으로 연장하는 내부 전극(4)을 포함하는, 필라멘트 또는 섬유.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 가열 수단을 통하여 전류(electrical current)가 흐르게 하는 수단을 더 포함하는, 필라멘트 또는 섬유.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 내부 전극(4)은 수십 ㎛ 내지 수백 ㎛, 통상적으로 100㎛ 만큼 수용 수단으로부터 이격되는, 필라멘트 또는 섬유.
  14. 제 2 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자극 수단은 상기 물질 양단에 전기장을 인가하기 위한 전기 수단(22,24)을 포함하고, 상기 체적 조절 착색제는 전기장을 변화시키는 체적을 가진 형태인, 필라멘트 또는 섬유.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 전기 수단은 상기 긴 코어의 외부 표면을 따라 각각 연장하는 한 쌍의 외부 전극들(22,24)을 포함하고, 상기 필라멘트 또는 섬유는 적어도 부분적으로 전극들을 에워싸는 적어도 부분적으로 광을 투과하는 절연 코팅(28)을 더 포함하는, 필라멘트 또는 섬유.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 외부 전극들(22,24)은 얽혀(entwine)지고, 상기 코 어를 따라 실질적으로 나선형으로 연장하는, 필라멘트 또는 섬유.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 전기 수단은 코어를 따라 실질적으로 축방향으로 연장하는 내부 전극(42), 및 외부 전극(46)을 포함하는 수용 수단을 포함하고, 상기 필라멘트 또는 섬유는 상기 외부 전극을 적어도 부분적으로 에워싸는 광 투과 절연 코팅을 더 포함하는, 필라멘트 또는 섬유.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 외부 전극(46)은 도전성 중합체를 포함하는, 필라멘트 또는 섬유.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 외부 전극(46)은 투명한, 필라멘트 또는 섬유.
  20. 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 전극(46)은 가요성인, 필라멘트 또는 섬유.
  21. 제 15 항에 있어서, 상기 긴 코어를 통하여 축 방향으로 연장하는 내부 전극을 더 포함하는, 필라멘트 또는 섬유.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 스페이서 수단(spacer means)을 더 포함하는, 필라멘트 또는 섬유.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 스페이서 수단은 상기 코어를 통하여 실질적으로 축방향으로 연장하는 하나 이상의 스페이서 와이어들(72)을 포함하는, 필라멘트 또는 섬유.
  24. 제 22 항에 있어서, 상기 스페이서 수단은 실질적으로 구형인 복수의 구슬들(beads)(90)을 포함하는, 필라멘트 또는 섬유.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 실질적으로 구형인 구슬들은 상기 기판(6)내에 포함되는, 필라멘트 또는 섬유.
  26. 제 11 항 또는 제 21 항에 있어서, 또는 제 11 항 또는 제 21 항에 종속하는 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서 수단은 내부 전극(4) 및 수용 수단(8) 사이에 배치되는, 필라멘트 또는 섬유.
  27. 제 15 항 또는 제 17 항에 있어서, 또는 제 15 항 또는 제 17 항에 종속하는 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서 수단은 상기 내부 전극(4) 및 상기 하나 이상의 외부 전극들(46) 사이에 배치되는, 필라멘트 또는 섬유.
  28. 제 26 항 또는 제 27 항에 있어서, 상기 스페이서 수단은 상기 내부 전극을 따라 나선형으로 연장하는 하나 이상의 와이어들을 포함하는, 필라멘트 또는 섬유.
  29. 제 26 항 또는 제 27 항에 있어서, 상기 스페이서 수단은 상기 내부 전극상에 배치된 실질적으로 구형 구슬들을 포함하는, 필라멘트 또는 섬유.
  30. 제 22 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서 수단은 비-도전성 재료(non-conductive material)로 형성되는, 필라멘트 또는 섬유.
  31. 제 11 항 또는 제 21 항에 있어서, 상기 내부 전극(4)상에 색 층을 더 포함하는, 필라멘트 또는 섬유.
  32. 제 1 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 따른 복수의 필라멘트들 또는 섬유들로 형성된 의복.
  33. 제 1 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 따른 복수의 필라멘트들 또는 섬유들로 형성된 직물.
  34. 섬유 또는 필라멘트를 형성하는 방법으로서,
    긴 코어 형태로 체적 조절 색 생성 물질을 수용하기 위한 수용 수단을 형성 하는 단계;
    상기 체적 조절 색 생성 물질을 자극하기 위한 자극 수단을 상기 수용 수단과 연관시키는 단계;
    수용 수단에 의해 규정된 공간에 체적 조절 색 생성 물질을 부가하는 단계; 및
    수용 수단을 밀봉하는 단계를 포함하는, 섬유 또는 필라멘트 형성 방법.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 수용 수단을 형성하는 단계, 및 상기 수용 수단과 상기 자극 수단을 연관시키는 단계는 도전성 긴 코어를 둘러싸는 제 1 중공 긴 부분 형태의 비-도전성 재료와 중앙 긴 코어 형태의 도전성 재료를 공동 압출 성형(extruding)하는 단계를 포함하는 단일 단계로 결합되고, 제 2 동축 중공 긴 부분은 상기 제 1 긴 부분으로부터 이격되고, 상기 제 1 긴 부분 및 상기 제 2 긴 부분은 상기 제 1 긴 부분으로부터 상기 제 2 긴 부분으로 연장하는 하나 이상의 방사상으로 연장하는 섹션들에 의해 결합되는, 섬유 또는 필라멘트 형성 방법.
  36. 제 35 항에 있어서, 외부 긴 부분의 외부 표면상에, 투명한 도전성 층을 배치하는 단계를 더 포함하는, 섬유 또는 필라멘트 형성 방법.
  37. 제 36 항에 있어서, 투명한 도전성 층의 외부 표면상에 투명한 보호 및 절연 코팅을 배치하는 단계를 더 포함하는, 섬유 또는 필라멘트 형성 방법.
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