穿戴物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及鞋类、服装以及机器，其包含响应于施加到一层或多层材料上的电荷 而改变颜色的材料。
【背景技术】
[0002] 已经存在若干关于变色材料发展的出版物。光子晶体具有特殊结构，所述特殊结 构在相比于光波长的长度尺度上显示出折射率的周期变化。此周期性对于特定能量和波矢 量范围意味着不允许光传播通过介质。如此不被允许的波长组被称为光子带隙。由于其并 不归因于存在染料或颜料，而在于材料本身的构造，由此赋予光子结构的着色被称为结构 色。光子晶体可以在自然界发现，例如在甲虫翅鳞、蝴蝶翅膀和鹦鹉羽毛中发现，也以利用 各种不同的技术来制造。
[0003] 近年来发现，氧化铁胶体纳米晶体簇（"CNCs")液体悬浮液受到磁场的影响将导 致CNCs组装为形成光子晶体的周期性阵列，所述光子晶体衍射可见光谱以及紫外和红外 光谱内的光。调整施加于CNSs的磁场强度将改变光子晶体结构以及所衍射光的波长（颜 色）。换句话说，CNCs所显示的颜色可以通过改变施加于包含CNCs的悬混液上的磁场强度 来控制。
[0004] 最早的出版物之一为W02009/017525,其描述了粒子发展，所述粒子具有变色属 性，其描述了超顺磁性的磁铁矿（Fe3O4)CNCs的发展。聚丙烯酸被用作表面活性剂以使羧基 与磁铁矿表面的铁离子强配位。W02009/017525还教导了一种用超顺磁性的磁铁矿CNCs封 端的聚丙烯酸脂构造胶体光子晶体的方法。由于表面覆盖高度带电的聚丙烯酸脂以及磁铁 矿CNCs的强磁响应，胶体光子晶体展现出覆盖整个可见光域的高度可调的衍射性。这些磁 铁矿CNCs易于在极性溶剂中（比如水和链烯醇类）基于磁场应用而自组装为胶体光子晶 体。光子晶体的光学响应迅速且完全可逆。
[0005] W02010/096203教导了一种在非极性溶剂中通过利用电荷控制剂在CNCs上建立 长期静电斥力而将超顺磁CNCs组装为胶体光子晶体的方法。该方法包含用疏水涂层包覆 CNCs以便CNCs可溶于非极性溶剂溶液中，并向非极性溶剂溶液中添加表面活性剂（电荷控 制剂），其中表面活性剂增加了 CNCs之间的电荷分离，以形成具有可调的微粒分离的有序 结构。
[0006] W02012/051258描述了一种形成光子晶体的方法，所述光子晶体通过在磁性液体 介质内分散固体粒子来衍射光以产生颜色，并将磁性液体介质内的固体粒子磁性地组织为 胶体光子晶体结构。固体粒子是非磁性的，磁性液体介质是磁性的以纳米粒子为基本成分 的磁流体，其通过在液体介质中分散过渡金属和金属氧化物的磁性纳米粒子而制备。所述 磁流体可以在极性或非极性溶剂中产生。
[0007] W02013/006207描述了一种通过在主纳米结构上疏水性纳米粒子直接自组装而制 造多功能复合粒子的方法，所述主纳米结构包含高密度表面硫醇基（thiol groups)。各种 组分的疏水性纳米粒子及其结合可以通过金属阳离子与硫醇基之间的强配位相互作用而 直接地组装到主表面上。所产生的结构可以进一步用常规的二氧化硅层进行涂覆以稳定该 组装并使其在水中高度可分散。
[0008] W02010/120361教导了一种方法，其中CNCs被包覆于其他适合介质的壳层中，例 如二氧化硅、二氧化钛（氧化钛）和/或聚合物（例如聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯），其中 涂层提供了良好的可分散性以及在光固化溶液或树脂中提升溶解斥力的手段。在包含CNCs 的光固化溶液或树脂被安置于不混溶的溶液（例如油）以形成乳液之后，被包覆的CNCs于 是被分散于光固化溶液或树脂中。乳液被暴露于外部磁场以在光固化溶液或树脂内的乳滴 内将被包覆的CNCs排列为一维链，且乳滴在光固化溶液或树脂内被固化为磁彩色微球，以 便当磁场被移除时固定由CNCs所显示的颜色。磁彩色组分可以用于彩色显示、引导标示、 生物和化学检测和/或磁场传感。
[0009] W02013/112224教导了一种稳定电磁带电粒子的方法，其包含用保护层包覆电磁 带电粒子以及用二氧化硅刻蚀保护层以产生多孔保护层。
[0010] W02012/122216描述了一种制造具有磁性响应光子特性的单独固定纳米链的方 法，其中CNCs被二氧化硅层包覆，磁场被施加于CNCs以将CNCs组装为光子链，所述光子链 随后被二氧化硅附加层所涂覆。微粒链于是由二氧化硅涂覆层所永久固定以便其在被分散 于溶液或被干燥于固体基质上时保持稳定。
[0011] W02012/023991描述了一种用于调整双稳态材料的设备，比如聚合物或其他包含 CNCs的媒体/介质。在特定实施例中，调整设备传送能量至CNCs，其依次局部地软化或融 化紧邻每个CNCs周围的热可逆聚合物，因此，当施加磁场用于调整双稳态材料所显示的颜 色时，允许CNCs在聚合物内进行局部重定方位。在其他实施例中，电离辐射（IR)设备可以 用于替代加热。
[0012] W02011/126575描述了一种颜色可变的人造指甲，其中指甲由双稳态材料形成，例 如胆留相液晶层，其适于响应于电荷的应用而改变颜色。
[0013] 虽然这些出版物描述了如何由悬浮在极性或非极性液体溶剂中的CNCs形成胶体 光子晶体，如何磁性地组织包含CNCs的磁流体内的非磁性固体粒子，如何将CNCs结合于主 表面之上，如何在紫外（UV)固化树脂中或通过涂敷二氧化硅的应用来永久固定CNCs所显 示的颜色，以及如何在双稳态介质中可逆地固定CNCs所显示的颜色，但是仍然存在对如下 方法的需求：将CNCs并入或将CNCs应用于制造服装、鞋类、体育器材和配件的材料中，以及 固定由CNCs所显示的颜色（可逆地或永久地）以便当磁场被移除时颜色不发生改变。
[0014] 此外，现有技术中用于制造相比于背景具有不同颜色细部的物品存在着局限性。 例如，织物中的双色调颜色典型地是通过将彩色图案升华于基质之上或两种不同色纱编织 到底布中来实现的。虽然升华可以产生生动的色彩，但当细部厚度小于3_时用此工艺重 现锐谱线是困难的，例如图IA和IB中所示的运动衫中V形标记的厚度。因此，存在发展一 种用于制造相比于背景具有不同颜色细部的物品的改进工艺的进一步需求。
【发明内容】
[0015] 此专利中所用的术语"发明"、"该发明"、"此发明"、"本发明"意于广泛地涉及此专 利和以下专利权利要求书的全部主题。包含这些术语的表述不应被理解为于此对所描述主 题的限制或对以下专利权利要求书含义或范围的限制。此专利所覆盖的发明实施例由以下 权利要求进行限定，而并不通过
【发明内容】
进行限定。此
【发明内容】
为发明不同方面的高级概 述并引入了在下文详细说明部分所进一步描述的一些概念。此
【发明内容】
无意于确定所主张 主题的关键或必要特征，也无意于孤立地使用以确定所主张主题的范围。所述主题应当参 考此专利整个说明书的适当部分、任意或全部附图以及每个权利要求而理解。
[0016] 根据本发明的特定实施例，穿戴物包括配置于链内的氧化铁胶体纳米晶体，其中 纳米晶体链显示由施加于纳米晶体链上的磁场强度所确定的颜色，其中，当磁场被移除时 颜色得以保持。穿戴物可以为鞋或服装。
[0017] 在一些实施例中，纳米晶体链嵌入用于形成穿戴物的材料或嵌入用于转换穿戴物 颜色的转换介质内。所述材料可以为薄膜、层压材料、纱、线、织物、皮革、塑料或泡沫，所述 转换介质可以为颜料、染料、墨水、薄膜、胶体、硅或粉末。在特定实施例中，直到穿戴物被制 造之后，磁场才施加于纳米晶体链。
[0018] 当磁场被施加以调整纳米晶体链所显示的颜色时，能量源可以施加于纳米晶体链 以软化紧邻被施加能量的纳米晶体链周围的材料或转换介质。根据一些实施例，在磁场被 移除之前，紧邻被施加能量的纳米晶体链周围的材料或转换介质硬化以便由纳米晶体链所 显示的颜色得以保持。
[0019] 根据附加实施例，由至少一种材料形成的穿戴物包括配置于链内的氧化铁胶体纳 米晶体，其中纳米晶体链显示由施加于纳米晶体链上的磁场强度所确定颜色，其中，当磁场 被移除时颜色得以保持。穿戴物可以为鞋或服装。
[0020] 所述至少一种材料可以为薄膜、层压材料、纱、线、织物、皮革、塑料或泡沫。在一些 实施例中，直到穿戴物被制造之后，磁场才施加于纳米晶体链。
[0021] 当磁场被施加以调整链所显示的颜色时，能量源可以施加于纳米晶体链以软化紧 邻被施加能量的纳米晶体链周围的至少一种材料。根据一些实施例，在磁场被移除之前，紧 邻被施加能量的纳米晶体链周围的至少一种材料硬化以便由纳米晶体链所显示的颜色得 以保持。
[0022] 根据本发明的特定实施例，一种穿戴物包括配置于链内的氧化铁胶体纳米晶体， 其中纳米晶体链显示由每个链内纳米晶体间的间隔所确定的颜色，其中，所述间隔通过能 量和磁场的应用而可调整。穿戴物可以为鞋或服装。
[0023] 在一些实施例中，纳米晶体链嵌入用于形成穿戴物的材料或嵌入用于转换穿戴物 颜色的转换介质内。所述材料可以为薄膜、层压材料、纱、线、织物、皮革、塑料或泡沫，所述 转换介质可以为颜料、染料、墨水、薄膜、胶体、硅或粉末。在特定实施例中，直到穿戴物被制 造之后，磁场才施加于纳米晶体链。
[0024] 当磁场被施加以调整纳米晶体链所显示的颜色时，能量可以施加于纳米晶体链以 软化紧邻被施加能量的纳米晶体链周围的材料或转换介质。根据一些实施例，在磁场被移 除之前，紧邻被施加能量的纳米晶体链周围的材料或转换介质硬化以便由纳米晶体链所显 示的颜色得以保持。
【附图说明】
[0025] 在随后的详细说明中，发明实施例参考以下附图而描述。
[0026] 图IA和IB是运动衫的正面局部视图以及展示运动衫设计中特定锐谱线的特写。
[0027] 图2是在多颜色区域微注射硅贴片的图像。
[0028] 图3是根据本发明特定实施例的具有批处理平台设计的调整设备的正视图。
[0029] 图4是展示了图3中调整设备周围所生成磁场的磁通量图示。
[0030] 图5A-5B是根据本发明特定实施例的具有批处理平台设计的调整设备的正视图 和侧视图，所述批处理平台设计具有不同的线圈设计。
[0031] 图6是根据本发明特定实施例的具有批处理平台设计的调整设备的透视图，所述 批处理平台设计具有不同的线圈设计。
[0032] 图7是根据本发明特定实施例的具有金属鞋楦设计的调整设备的正视图。
[0033] 图8是根据本发明特定实施例的具有连续平台设计的调整设备的正视图。
[0034] 图9是具有一部分纺织物安置其中的图8中调整设备的透视图。
[0035] 图10是卷对卷（roll-to-roll)应用的图8中调整设备的透视图。
[0036] 图11是展示了图8中调整设备周围所生成磁场的磁通量图示。
[0037] 图12是展示了穿过图8中调整设备间隙的磁场均匀性的图形。
[0038] 图13是展示了图8中平台与叉状物之间具有较大距离的调整设备周围所生成磁 场的磁通量图示。
[0039] 图14是展示了图8中平台与叉状物之间具有较小距离的调整设备周围所生成磁 场的磁通量图示。
[0040] 图15是根据本发明特定实施例的具有滚筒设计的调整设备的正视图。
[0041] 图16是根据本发明特定实施例的具有隧洞设计的调整设备的透视图。
[0042] 图17是根据本发明特定实施例的具有挤压机线圈设计的调整设备的透视图。
[0043] 图18是根据本发明特定实施例的具有脉冲电磁体设计的调整设备或具有聚焦微 波激活设计的调整设备的正视图。
[0044] 图19A和19B是根据本发明特定实施例的用于定制穿戴物的尖笔的透视图。
[0045] 图20A、20B和20C是根据本发明特定实施例的配置为在大表面区域提供均匀磁场 的调整设备的正视图和顶视图。
[0046] 图21是根据本发明特定实施例的配置为在大表面区域提供均匀磁场的调整设备 的透视图。
[0047] 图22是根据本发明特定实施例的零售系统网络方面的简化框图。
[0048] 图23展示了根据本发明特定实施例的用户界面的示例。
[0049] 图24展示了根据本发明特定实施例的用户界面的另一示例。
[0050] 图25是展示了根据本发明特定实施例的用于基于表现成绩在图22的零售系统上 操纵穿戴物所显示颜色的方法的简化流程图。
[0051] 图26是展示了根据本发明特定实施例的用于基于定制的偏好在图22的零售系统 上操纵穿戴物所显示颜色的方法的简化流程图。
[0052] 图27是根据本发明特定实施例的计算机装置的图示。
【具体实施方式】
[0053] 本发明实施例的主题以满足法定要求的特性在此描述，但此说明书未必意于限定 权利要求的范围。所主张的主题可以用其他方式体现，可以包含不同元件或步骤，并且可以 连同其他现存或将来的技术而使用。此说明书不应被看作意味着不同步骤或元件之中或之 间的任何特定顺序或布置，除非个别步骤顺序或元件布置被明确描述之时。
[0054] 根据特定实施例，本发明包括调整磁体或氧化铁胶体纳米晶体所显示颜色的方 法，所述氧化铁胶体纳米晶体配置于链中并且并入或附属于材料10,所述材料10用于制造 借助于磁场应用的服装、鞋类、体育器材和配件（穿戴物12)，并且固定颜色（可逆地或永久 地），以便当磁场被移除时颜色不发生改变。
[0055] 在其他实施例中，纳米晶体链可以并入薄膜、层压材料、纱、线、织物、皮革、塑料或 泡沫（EVA、TPU)等内或者纳米晶体链可以以其他方式直接地与薄膜、层压材料、纱、线、织 物、皮革、塑料或泡沫（EVA、TPU)等相结合，以此形成材料10和/或穿戴物12,而无需转换 介质。例如，纳米晶体链可以嵌入PU包覆皮革和/或合成皮革的聚氨酯（"PU")表面涂 层或聚氨酯面漆。
[0056] 在这些实施例中，如果材料10或穿戴物12 (比如薄膜、层压材料、纱、线或类似固 体材料）具有允许紧邻纳米晶体链周围的区域局部软化或融化而保持材料I0或穿戴物12 整体固态的属性，材料10和/或穿戴物12可以在缺少磁场时被初始地制造以便由材料10 和/或穿戴物12中的纳米晶体链所显示的颜色为磁体或氧化铁纳米晶体的固有颜色（生 锈色或铁锈色（rust color))。为了在制造之后通过调整设备110(如以下详细信息中描述 "机器概念"的章节所述）的应用来调整颜色，材料10和/或穿戴物12位于调整设备110 内或邻近调整设备110,能量源14被应用于将能量传输至在链内的纳米晶体并且所述链嵌 入材料10和/或穿戴物12内，其依次局部地软化或融化紧邻每个纳米晶体链周围的部分 材料10和/或穿戴物12,当调整设备110的磁场源16同时施加磁场以调整由纳米晶体链 所显示的颜色时，其允许链内的纳米晶体在材料10和/或穿戴物12内局部地重定方位。然 后能量源14被调整设备110所移除，其允许材料10和/或穿戴物12硬化或凝固，因此将 链内的纳米晶体固定于新位置，并因此固定纳米晶体链所显示的颜色。在其他实施例中，可 以在基质正被施加于材料10和/或穿戴物12上时施加磁场（即使材料10和/