JP7152793B2 - 導電性コア及び変色性被覆を有する繊維 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は２０１７年１０月１８日に出願された米国特許仮出願第６２／５７３，８６１号、２０１７年１１月３日に出願された米国特許仮出願第６２／５８１，４２５号、及び２０１８年５月１５日に出願された米国特許仮出願第６２／６７１，９６６号の利益を主張するものであり、それらのすべては参照によりここに組み込まれるものとする。

本発明は、導電性コアと、導電性コアの周囲に沿うように配置された被覆とを含む変色性モノフィラメントに関するものである。

熱変色性色素は、熱刺激に応じて（例えば、それらが温度などを変えるにつれて）変色する。熱変色性色素は液晶を含み得るが、他の熱変色性色素は、ロイコ染料として知られる有機染料（例えばカーボンベース染料など）を含み得る。ロイコ染料は、（ｉ）第１の温度において光学的に透過性である、又は特定の色を有する、（ｉｉ）第２の温度において可視となる又は別の色に変わる。このような変化は、温度が上昇又は下降する際に観察者に明らかになる。ロイコ染料は、有機化学物質であり、熱エネルギが、それらの分子をロイコ（無色）及び非ロイコ（有色）として知られる二つの僅かに異なる構造の間でシフトさせるときに変色する。熱変色性液晶はそれらが熱くなる又は冷たくなるにつれ可視スペクトルの上下に色をシフトし得るが、ロイコ染料は、広範囲の温度において異なる種類の変色効果を生じさせるために様々な方法で混合可能である。

一つの実施形態は変色性モノフィラメントに関する。変色性モノフィラメントは、導電性コアと導電性コアの周囲に沿うように配置された被覆とを含む。被覆は変色性色素を有するポリマー材料の層を含む。

他の実施形態は変色性マルチフィラメントに関する。変色性マルチフィラメントは第１の繊維と第２の繊維とを含む。第２の繊維は、導電性コアと導電性コアの周辺に且つ沿うように配置された被覆とを含む。被覆は変色性色素を有するポリマー材料の層を含む。

更に他の実施形態は変色性製品に関する。変色性製品はファブリックを含む。ファブリックの少なくとも一部は、（ｉ）変色性繊維又は（ｉｉ）変色性繊維を含む変色性紡ぎ糸（ｙａｒｎ）の少なくとも一方を使用して仕立てられる。変色性繊維は、導電性コアと導電性コアの周囲に沿うように配置された被覆とを含む。被覆は変色性色素を有するポリマー材料の層を含む。

本概要は、例示に過ぎず、いかなる限定を意図するものではない。ここに記載するデバイス又はプロセスの他の態様、発明の特徴及び利点は、類似の参照番号は類似の要素を指し示す添付図面と共にここに記載する詳細な説明に明らかとなる。

図１は例示的実施形態に従う、変色性モノフィラメントの断面図である。 図２は他の例示的実施形態に従う、変色性モノフィラメントの断面図である。 図３は他の例示的実施形態に従う、変色性モノフィラメントの断面図である。 図４は他の例示的実施形態に従う、変色性モノフィラメントの断面図である。 図５は他の例示的実施形態に従う、変色性モノフィラメントの断面図である。 図６は他の例示的実施形態に従う、変色性モノフィラメントの断面図である。 図７は他の例示的実施形態に従う、変色性モノフィラメントの断面図である。 図８は例示的実施形態に従う、図１－図７の変色性モノフィラメントの１又はそれ以上から少なくとも部分的に形成された変色性モノフィラメントの側面図である。 図９は例示的実施形態に従う、変色性モノフィラメントを製造するために使用される繊維製造機械の斜視図である。 図１０Ａは例示的実施形態に従う、変色性モノフィラメントの被覆を形成するために図９の繊維製造機械によって使用され得る様々な原材料である。 図１０Ｂは例示的実施形態に従う、変色性モノフィラメントの被覆を形成するために図９の繊維製造機械によって使用され得る様々な原材料である。 図１０Ｃは例示的実施形態に従う、変色性モノフィラメントの被覆を形成するために図９の繊維製造機械によって使用され得る様々な原材料である。 図１０Ｄは例示的実施形態に従う、変色性モノフィラメントの被覆を形成するために図９の繊維製造機械によって使用され得る様々な原材料である。 図１０Ｅは例示的実施形態に従う、変色性モノフィラメントの被覆を形成するために図９の繊維製造機械によって使用され得る様々な原材料である。 図１１は例示的実施形態に従う、図９の繊維製造機械の溶融ポンプ及び紡糸口金の詳細図である。 図１２は例示的実施形態に従う、図９の繊維製造機械のクエンチアセンブリの詳細図である。 図１３は例示的実施形態に従う、図９の繊維製造機械の巻取アセンブリの詳細図である。 図１４は例示的実施形態に従う、図９の繊維製造機械の巻取アセンブリの詳細図である。 図１５は例示的実施形態に従う図９の繊維製造機械のマルチフィラメント紡糸口金の詳細図である。 図１６－１８は例示的実施形態に従う、ファブリックプロトタイプの様々な画像である。 同上。 同上。 図１９は例示的実施形態に従う、図１６－１８のファブリックプロトタイプの概略図である。 図２０は例示的実施形態に従う、電気的に制御可能な変色性最終製品を製造するプロセスを視覚的に表す。 図２１Ａ－２１Ｄは例示的実施形態に従う、変色性繊維を電源に電気的に接続するプロセスを視覚的に表す。 図２２は例示的実施形態に従う、コネクタの斜視図である。 図２３は例示的実施形態に従う、第１の状態及び第２の状態における第１の変色性製品を示す。 図２４は例示的実施形態に従う、第１の状態及び第２の状態における第１の変色性製品を示す。 図２５は例示的実施形態に従う、第１の状態及び第２の状態における第２の変色性製品を示す。 図２６は例示的実施形態に従う、第１の状態及び第２の状態における第２の変色性製品を示す。 図２７は例示的実施形態に従う、第１の状態及び第２の状態におけるパッチを有する第３の変色性製品を示す。 図２８は例示的実施形態に従う、第１の状態及び第２の状態におけるパッチを有する第３の変色性製品を示す。 図２９は例示的実施形態に従う、第１の状態及び第２の状態における刺繍部分を有する第４の変色性製品を示す。 図３０は例示的実施形態に従う、第１の状態及び第２の状態における刺繍部分を有する第４の変色性製品を示す。 図３１は例示的実施形態に従う、第１の状態及び第２の状態における刺繍部分を有する第５の変色性製品を示す。 図３２は例示的実施形態に従う、第１の状態及び第２の状態における刺繍部分を有する第５の変色性製品を示す。 図３３は例示的実施形態に従う、図２３－３２の変色性製品用の制御システムの概略図である。 図３４は例示的実施形態に従う、入力デバイスによって提供されるアプリケーションのグラフィカルユーザインタフェースの概略図である。

いくつかの例示的実施形態を詳細に説明する図面を参照する前に、本開示は明細書に記載にされたあるいは図面に示された細部や方法に限定されるものではないことを理解すべきである。ここで使用される述語は説明のためのものに過ぎず、限定とみなされるべきではない。
概要

本開示は概してファブリック技術を対象とするものであり、特に、オンデマンド（例えば、能動的、動的、選択的制御可能など）の変色能力を有する繊維、紡ぎ糸、及びファブリックを対象とする。例示的実施形態によれば、変色性モノフィラメント（例えばフィラメント、より糸（ｓｔｒａｎｄ）、繊維など）、これはオプションでマルチフィラメント（例えば紡ぎ糸、縫い糸（ｔｈｒｅａｄ））に形成（例えば、組み合わせる、より合わせる、編む、など）されるものであるが、これは（ｉ）既存の製品内に組み込まれる（例えば、縫い付ける、縫い合わせる、刺繍する、縫い合わせる、パッチを通して結びつける、など）、あるいは（ｉｉ）新製品を形成するために仕立てられる（例えば、編む、織る、など）、ように構成される。変色性モノフィラメントは、少なくとも一つの伝導性コア（例えば、導電性コア、熱伝導性コア、マルチコアなど）と、少なくとも一つの伝導性コアの周囲に沿うように配置された変色性の被覆とを含む。変色性の被覆は、１又はそれ以上（例えば、１、２、３、４など）の層を含む。１又はそれ以上の層のそれぞれは、個々の熱変色性色素を有する異なる変色性部分又はセグメントを有する。伝導性コアに供給される電流、及びそれによる伝導性コアの温度は、変色性の被覆の色を能動的且つ動的に調整するために選択的に制御可能である。

外観及び色を変える機能を有する既存のファブリック製品は、環境刺激（例えば、日光、体熱、など）に応じて受動的に制御される。例として、日光で色を変える衣服にフォトクロミック染料をプリントして使用することができる。他の例として、体熱及び／又は環境熱を介してファブリックの熱を受動的に変化させるために熱変色性染料を使用することができる。有利には、本開示の変色性モノフィラメントは、ファブリック又は製品の１又はそれ以上の視覚的特徴を要求に応じて動的に変化させることを容易にする。

様々な例示的実施形態によれば、変色性モノフィラメントは、（ｉ）ヘッドバンド、リストバンド、ネクタイ、蝶ネクタイ、シャツ、ジャージ、手袋、スカーフ、ジャケット、パンツ、ショートパンツ、ドレス、スカート、ブラウス、履物／靴、ベルト、帽子、などのアパレル、（ｉｉ）ハンドバッグ、バックパック、旅行鞄、財布、宝石、ヘアアクセサリ、などのアクセサリ、（ｉｉｉ）家庭用品、室内装飾品、例えばカーテン、ブラインド、家具、及び家具備品などの固定設備、テーブルクロス、毛布、ベッドシーツ、枕カバー、敷物、壁紙、美術品／絵画、自動車のインテリアなど、（ｉｖ）テント、日除け、傘、日除け、標識などの屋外用途及び設備、及び／又は（ｖ）更に他の適切な用途、を形成するために組み込まれ得るあるいはアレンジされ得る。更なる用途は、昼間、夜間、季節、砂漠地域、降雪地域、森林地域、市街地域、及び／又は他の環境状態に適応するようにカムフラージュ（例えば、軍事カモフラージュ、狩猟カムフラージュなど）を含んでも良く、これは動的に（例えば、選択的に、適応的になど）変化され得る。
変色性繊維

図１－７に示される様々な例示的実施形態によれば、変色性繊維１０として示される変色性モノフィラメント（例えば、フィラメント、繊維、より糸など）は、コア１２と示される伝導性コアと、被覆１４と示されておりコア１２が被覆１４内に埋め込まれるようにコア１２の周囲に沿うように配置された変色性被覆（例えば、シース、カバー、ケースなど）とを含む。例示的実施形態によれば、コア１２は導電性材料から製造される。一つの実施形態においては、コア１２は金属又は合金から製造される。例として、コア１２は、銅、ニッケル、アルミニウム、亜鉛、銀、金、チタン、タングステン、モリブデン、クロム、プラチナ、パラジウム、これらの組合せ、及び／又は他の適切な金属あるいは合金から製造し得る。他の実施形態においては、コア１２は、非金属導電性材料から製造される。例として、コア１２は、高濃度半導体、導電相が注入されたポリマー（例えば導電性（共役）のポリマーなど）、及び／又はカーボン相（例えば、グラファイト、グラフェン、カーボンナノファイバ、カーボンナノワイヤ、など）から製造されても良い。いくつかの実施形態においては、コア１２は、コア１２の材料と異なる金属材料から製造される導電性の接点を含む。そのような実施形態においては、コア１２自体は伝導性であってもなくても良い（例えば、プラスチックコア、織ることのできる任意の可撓性コアなど）。例示的実施形態によれば、変色性繊維１０は可撓であって織ること及び編むことが可能であり、結果として得られる最終製品が洗濯可能（即ち、洗うことができる又は洗浄することができる、など）であるように、テキスタイル繊維として耐久性を有する。

例示的実施形態によれば、変色性繊維１０は産業用織機で織ることに適する寸法（例えば、直径など）を有する。例として、変色性繊維１０及び／又はそれから得られるマルチフィラメント繊維（例えば、縫い糸、紡ぎ糸など）の横断寸法（例えば、直径、幅など）は、概して１ミリメートル未満である。いくつかの実施形態においては、横断寸法は６００マイクロメートル未満である。いくつかの実施形態においては、横断寸法は４０マイクロメートル未満である。いくつかの実施形態においては、横断寸法は１５マイクロメートルから３０マイクロメートルの範囲にある。コア１２の直径は１マイクロメートルと５００マイクロメートルとの間の範囲にある。変色性繊維１０の内部断面構造は、例えばクラッド被覆を有するシングルコアから、クラッド被覆を有するマルチコア、同心円被覆層を有するシングルコア、マルチセグメント方位角被覆を有するシングルコア、それらの組み合わせまでなど、多くのバリエーションを有し得る。更に、変色性繊維１０は、図１から７に円形の断面形状を有するものとして示されているが、他の実施形態においては、変色性繊維１０は異なる断面形状（例えば、正方形、三角形、矩形など）を有する。そのような実施形態においては、コア１２は円形の断面形状を有しても良く又は被覆１４の断面形状に対応する他の形状を有しても良い。

例示的実施形態によれば、被覆１４は、ポリマー材料（例えば、ポリマー、ポリマー複合材料、多結晶材料ポリマー、ハイトレル、環状オレフィン共重合体、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエステル、など）の１又はそれ以上の層を有する。ポリマー材料の１又はそれ以上の層の少なくとも一つは、各層がその温度の変化に応じて、及び／又は（ｉｉ）コア１２に供給される電流に応じて変色する（例えば、熱変色性色素は加熱されると第１の色から第２の色に移行し、冷却されると第２の色から第１の色に移行する、など）ように、それに結合（例えば、混合、化合、含浸など）された可逆的熱変色性色素を含む。一般的に、任意の適切な可逆的熱変色性色素の合成物を使用できる。例えば、熱変色性色素は液晶材料及び／又はロイコ染料を含んでも良い。一つの実施形態においては、被覆１４はポリマー材料の単一の層を含む。他の実施形態においては、被覆１４はポリマー材料の複数の同心円層を含む。いくつかの実施形態においては、ポリマー材料の複数の同心円層のそれぞれは、個々の熱変色性色素を含む。いくつかの実施形態においては、ポリマー材料の複数の層の少なくとも一つは熱変色性色素を含まず、この少なくとも一つのポリマー材料の色素は実質的に不動であり、（温度や電流に起因して）変化することはない。被覆１４の材料は、変色性繊維１０の特定の用途に基づき、その特性に応じて適切に選択することができる。

使用の際には、電流がコア１２に流される（例えば、携帯用途の場合にはバッテリ、ソーラーパネル、光起電力繊維などから供給され、固定設置用にはバッテリ、ソーラーパネル、光起電力繊維、主電源、標準的な壁ソケットなどから供給される）。電流に対するコア１２の抵抗は、コア１２の温度を上昇させ、それにより被覆１４の熱変色性色素を加熱して活性化させ、その色を第１の色から第２の色に移行させる（例えば、温度移行閾値を超えると、暗い色から明るい色に、不透明色から異なる不透明色に、不透明から透明に）。変色性繊維１０は低電圧（例えば、１２ボルト又はそれ以下など）で動作できる。例として、コア１２は、電源から引き出される電流が約１アンペアとなるように選択されることが可能であり、このとき５ボルト直流電力手段の場合、それは約５オームの抵抗を有するはずである。いくつかの実施形態においては、変色性繊維１０は、（例えば、印加される電力等の量に依存して）第１の色から第２の色に１０ミリ秒又は１００ミリ秒で移行する。いくつかの実施形態においては、エネルギ消費を抑えるため、移行は、秒、更には分の単位まで伸ばしても良い。

変色性繊維１０は、第２の色に継続的にバイアスされ、被覆１４の色が元の第１の色に移行することを可能にするためにユーザが印加電力を取り除くことを決めるまで第２の色に維持されても良い。いくつかの実施形態においては、電流を取り除くことは、被覆１４が第２の色から元の第１の色に移行する結果をもたらす。被覆１４は、電流を取り除いた後、第２の色に数秒又は数分留まることができる。第２の色から元の第１の色への移行時間は環境温度（例えば、人の体温、環境温度など）及び熱変色性色素が活性化／非活性化する温度（例えば、温度移行閾値など）に依存する。

いくつかの実施形態においては、電流を取り除くことは、被覆１４が第２の色から元の第１の色に移行する結果をもたらさない。例として、熱変色性色素が第１の色に戻る温度は環境温度より低い。このような場合、電流を取り除くことは、第２の色から元の第１の色への色移行をもたらさない。逆に、このような場合、色を元の第１の色に変化させるために変色性繊維１０に追加の冷却が加わるまで被覆１４の色は固定される。他の例として、被覆１４は、光熱挙動に熱ヒステリシスを示す個々の熱変色性色素を含んでも良い。例えば、個々の熱変色性色素がその温度移行閾値を超えるとその色は移行する。しかしながら、被覆１４は温度が温度移行閾値を下回っても新たな色に留まることができる。このような場合、各熱変色性色素は、その元の色に戻るためには温度移行閾値より低い温度にされる必要がある（例えば、温度移行閾値より低い５、１０、１５度など）。このような非対称移行機能は、被覆１４の元の第１の色から第２の色への移行後、被覆１４の第２の色を維持するために必要とされる電力を有利に減少させることを助ける。

例示的実施形態によれば、被覆１４の材料を１又はそれ以上の熱変色性色素に含浸させる、あるいは混合することは、結果として得られるファブリック又は変色性繊維１０が組み込まれる他の最終製品の光学特性を制御することを容易にする。例として、色素の濃度を変えることは、一方のソリッド色から他方への移行、ソリッド色から半透明シア効果への移行、ソリッド色から透明又は実質的透明への移行など、さまざまな動的制御可能な光学効果をもたらす。他の例として、被覆１４の材料内の色素の種類及び濃度の選択は、希望する元の色及び移行色を規定し、移行温度を最適化し、希望する移行時間を規定し、及び／又は移行を実行及び／又は維持するのに要求される電力消費を最小化すべく、個々の用途に適合するように厳密に調整可能である。

いくつかの実施形態においては、変色性繊維１０は、蛍光物質を含む（例えば、被覆１４内部に、コア１２と被覆１４との間に配置される、独立した被覆層内に、など）。蛍光物質は、選択的に制御可能な「暗闇で光る」効果を変色性繊維１０に与えることを容易にする。例として、蛍光物質が被覆の下方に配置され被覆１４が不透明状態から透明状態に移行する場合、透明状態にあるときには蛍光物質は被覆１４を通して光り、発光繊維を提供することができる。他の例として、被覆１４が蛍光物質を含む場合、電流が変色性繊維１０に供給されるときに蛍光物質は「光る」ことができる。

図１に示すように、変色性繊維１０の被覆１４は、コア１２の周囲に沿うように配置される層２０と示された、第１の層（例えば、単一の層など）を含む。層２０は、材料２２と示された第１の材料を含む。材料２２は、個々の熱変色性色素を含む個々のポリマー又はポリマー合成物を含んでも良い。材料２２は、第１の温度移行閾値で第１の色（例えば、比較的暗い色、紫、緑など）から第２の色（例えば、比較的明るい色、赤、黄など）に移行可能である。第１の温度移行閾値は、（ｉ）個々のポリマー又はポリマー合成物、（ｉｉ）個々の熱変色性色素、及び／又は（ｉｉｉ）個々の熱変色性色素の濃度、に依存しても良い。第１の温度移行閾値は、摂氏０度と摂氏７０度の間の温度になるように設計されても良い。温度移行閾値は、変色性繊維１０を含む最終製品の意図する用途に基づいて選択されても良い。例として、冬期屋外の用途を意図する衣服の場合、温度移行閾値は約摂氏０度（例えば、摂氏－１５度と１５度の間など）であっても良い。他の例として、屋内の用途を意図する衣服の場合、温度移行閾値は約摂氏２７度（例えば、摂氏１５度と３０度の間など）であっても良い。更に他の例として、夏季屋外の用途を意図する衣服の場合、温度移行閾値は約摂氏３８度（例えば、摂氏３０度と４５度の間など）であっても良い。更に他の例として、砂漠環境の用途（例えば、軍事用など）を意図する衣服の場合、温度移行閾値は約摂氏４９度（例えば、摂氏４５度と５０度の間など）であっても良い。いくつかの実施形態においては、第１の色から第２の色への移行は、第１の色と第２の色の間の色のスペクトルを含む。例として、第１の色が紫であり、第２の色が白であり、中間の一つの色又は複数の色が青及び／又は赤であっても良い。いくつかの実施形態においては、コア１２の色が露出し可視となるように、第２の色は無色又は透明である。

図２は他の例示的実施形態に従う変色性繊維を示しており、その被覆は異なるセグメントに分割されている（参照を容易にするため、ここで説明するさまざまな例示的実施形態における類似の要素には同じ参照番号を付している）。図２に示すように、変色性繊維１０の被覆１４は、４つの方位角セグメントを有するコア１２の周囲に沿うように配置された層２０を含み、第１のセグメントは材料２２を含み、第２のセグメントは第２の材料（材料２４と示される）を含み、第３のセグメントは第３の材料（材料２６と示される）を含み、第４のセグメントは第４の材料（材料２８と示される）を含む。他の実施形態においては、層２０は４よりも少ない又は多い数の方位角セグメント（例えば、２、３、５、６、などのセグメント）を有する。いくつかの実施形態において、方位角セグメントは等しい大きさに作られている。他の実施形態においては、方位角セグメントは異なる大きさに作られても良い。材料２２、材料２４、材料２６、及び／又は材料２８のそれぞれは、熱変色性色素を含むポリマー又はポリマー合成物を含んでも良い。さまざまなセグメントの組成は、希望する効果に応じて異なっても良い。いくつかの実施形態においては、材料２２、材料２４、材料２６、及び／又は材料２８のポリマー又はポリマー合成物は同じであり、それらの熱変色性色素及び／又は熱変色性色素の濃度は異なるセグメントの間で異なっても良い（他の実施形態によれば、様々なセグメントの１又はそれ以上に使用されるポリマー又はポリマー合成物もまた異なる）。材料２２、材料２４、材料２６、及び／又は材料２８のポリマー又はポリマー合成物のそれぞれは、第１の温度移行閾値、第２の温度移行閾値、第３の温度移行閾値、及び第４の温度移行閾値において第１の色から第２の色にそれぞれ移行しても良い。材料２２、材料２４、材料２６、及び／又は材料２８の第１の色は、異なっても同じでも良い。材料２２、材料２４、材料２６、及び材料２８の第２の色は、異なっても同じでも良い。第１の温度移行閾値、第２の温度移行閾値、第３の温度移行閾値、及び／又は第４の温度移行閾値は、同じでも類似しても異なっても良い（例えば、個々のポリマー又はポリマー合成物、及び／又は個々の熱変色性色素及びその濃度などに依存して）。

被覆１４の色は、被覆１４の方位角セグメントが見られる角度に基づき異なるように見えても良い。いくつかの実施形態においては、被覆１４の方位角セグメントは、きらめく又は虹色の材料の外観を提供することを容易にする。例として、被覆１４が複数の方位角セグメントを有するならば、変色性繊維１０が見られる角度は色の見え方を変えることができ、きらめき効果をもたらす。また、被覆１４の方位角セグメントの１又はそれ以上が透明状態に移行する色素を含むならば、コア１２が透けて見え、変色性繊維１０が見られる角度に応じたきらめき又は虹色効果をもたらす。

図３は変色性繊維の他の実施形態を図示する。図３に示されるように、変色性繊維１０の被覆１４は、コア１２の周囲に沿うように配置された層２０を含む複数の同心円層を有しており、層３０と示された第２の層は層２０の周囲に沿うように配置され、層４０と示された第３の層は層３０の周囲に沿うように配置されている。他の実施形態においては、被覆１４は、３よりも少ない又は多い数の層（例えば、２つ、４つなどの層）を含む。層２０、層３０、及び／又は層４０の厚さは同じでも異なっても良い。

図３に示されるように、層２０は材料２２を含み、層３０は材料３２と示された第２の材料を含み、層４０は材料４２と示された第３の材料を含む。材料２２、材料３２、及び／又は材料４２のそれぞれは、個々の熱変色性色素を含む個々のポリマー又はポリマー合成物を含んでも良い。いくつかの実施形態においては、材料２２、材料３２、及び／又は材料４２のポリマー又はポリマー合成物は同じであるが、それらの熱変色性色素及び／又は熱変色性色素の濃度は異なる。材料２２、材料３２、及び／又は材料４２のそれぞれは、第１の温度移行閾値、第２の温度移行閾値、第３の温度移行閾値でそれぞれ第１の色から第２の色に移行しても良い。いくつかの実施形態においては、層２０の材料２２はその色が実質的に固定されるよう、熱変色性色素を含まない。このような実施形態においては、層３０の材料３２及び層４０の材料４２は、層２０の固定色を露出するために不透明色から透明に移行しても良い。例示的実施形態によれば、第１の温度移行閾値は第２の温度移行閾値より大きく、及び／又は第２の温度移行閾値は第３の温度移行閾値より大きい。したがって、（ｉ）層４０の材料４２は、下方の層３０の材料３２の第２の色を露出するため第３の温度移行閾値で第１の色から透明に移行することが可能であり、（ｉｉ）層３０の材料３２は、下方の層２０の材料２２の第３の色を露出するように第２の温度移行閾値で第２の色から透明に移行することが可能であり、そして（ｉｉｉ）（ａ）層２０の材料２２は、コア１２を露出するように第１の温度移行閾値で第３の色から透明に移行することが可能であり、（ｂ）層２０の材料２２は第１の温度移行閾値で第３の色から第４の色（例えば、非透明色）に移行することが可能であり、あるいは（ｃ）材料２２の色は実質的に固定されている。

図４は変色性繊維の他の実施形態を図示している。図４に示されるように、変色性繊維１０の被覆１４は図２及び３に示される実施形態の組み合わせである。具体的には、被覆１４はコア１２の周囲に沿うように配置された層２０と層２０の周囲に沿うように配置された層３０とを含み、層２０は材料２２、材料２４、材料２６、及び材料２８を含む４つの方位角セグメントを有する。図４の層２０は図２の層２０のそれと類似であってもあるいは同様に機能しても良く、図４の層３０は図３の層３０のそれと類似であってもあるいは同様に機能しても良い。

図５は変色性繊維の他の実施形態を図示している。図５に示されるように、変色性繊維１０の被覆１４はコア１２の周囲に沿うように配置された層２０と層２０の周囲に沿うように配置された層３０とを含む。しかし、層２０及び層３０は、異なる材料（例えば、異なる熱変色性色素を有する類似のポリマー材料など）の複数の方位角セグメントを含み、これは（ｉ）層２０の付近に様々に配置された材料２２、材料２４、材料２６及び材料２８、及び（ｉｉ）層３０の付近に様々に配置された材料３２及び材料３４、を含んでいる。方位角セグメントの材料又は数の他の組み合わせを、層２０及び／又は層３０に使用することができる（例えば、単一の材料、より多くの材料、より少ない方位角セグメント、より多い方位角セグメントなど）。図５に示されるように、層２０及び層３０のみが隙間を残してコア１２の周囲に部分的に伸長している（例えば、４５、９０、１１５、１４５、１８０、２１５、２４５、２７０、３００、３１５、３３０度など）。隙間は、層２０及び層３０の厚みを伸長し、層５０と示された薄層で埋められている。いくつかの実施形態においては、変色性繊維１０は、層５０が３つまたはそれ以上の同心円層の厚みを伸長するように、３つまたはそれ以上の同心円層を含む。

図６及び７は変色性繊維の例示的実施形態を図示している。図６及び７に示されるように、変色性繊維１０は複数のコア１２（例えば、マルチコアなど）を有する。図６に示されるように、変色性繊維１０は、層２０の材料２２内に配置される９つの分離したコア１２を含む。他の実施形態においては、変色性繊維１０は異なる数のコア１２（例えば、２、３、４、５、６、７、８、１０など数のコア１２）を含む。図７に示されるように、変色性繊維１０は３つの分離したコア１２を含み、コア１２のそれぞれは異なる材料、即ち、層２０の材料２２、材料２４、及び材料２６内にそれぞれ配置されている。材料２２、材料２４、及び材料２６は、マルチセグメントパイ構造を有する変色性繊維１０の層２０を形成するように配置される。いくつかの実施形態においては、材料２２、材料２４、及び／又は材料２６のポリマー又はポリマー合成物は同じであるが、それらの熱変色性色素及び／又は熱変色性色素の濃度は異なる。他の実施形態においては、変色性繊維１０は異なる数のコア１２（例えば、２、４、５、など）を含み、層２０は、各コア１２が層２０の個々の材料内に埋め込まれるよう、対応する数の材料を含む。そのため、コア１２のそれぞれは、それに対応付けられる材料の視覚特性に影響を与えるための電流を個別に供給され得る。いくつかの実施形態においては、図６及び７の変色性繊維１０は、層２０の周囲に配置された追加の層（例えば、層３０、層４０など）を含む。

いくつかの実施形態においては、変色性繊維１０はモノフィラメントとしてファブリックを形成するために使用され（例えば、織り又は編みプロセスにおいて）、及び／又は既存の製品又はファブリックに組み込まれる（例えば、既存のファブリック、刺繍などに縫い合わされる）。いくつかの実施形態においては、図８に示されるように、変色性繊維１０は、変色性紡ぎ糸１００と示されたマルチフィラメント繊維（例えば、紡ぎ糸、縫い糸など）に形成又は組み込まれる。変色性紡ぎ糸１００は、繊維１１０と示された二つ又はそれ以上の繊維を捩じる、編む、あるいはつなぐことにより形成可能である。いくつかの実施形態においては、変色性紡ぎ糸１００の繊維１１０は、図１－７の１種類の変色性繊維１０を含む。他の実施形態においては、変色性紡ぎ糸１００の繊維１１０は、図１－７の２種類またはそれ以上の変色性繊維１０の組み合わせを含む。更に他の実施形態においては、変色性紡ぎ糸１００の繊維１１０は、図１－７の変色性繊維１０の少なくとも一つと少なくとも一つの非変色性繊維とを含む。非変色性繊維は、（ｉ）植物由来の繊維（例えば、綿、リネンなど）及び／又は動物由来の繊維（例えば、ウール、絹など）を含む天然繊維、及び／又は（ｉｉ）合成繊維（例えば、レーヨン、アセテート、ナイロン、アクリル、ポリエステルなど）であっても良い。

いくつかの実施形態においては、非変色性繊維は光起電力繊維である。光起電力繊維は（ｉ）電源に充電又は給電する、及び／又は（ｉｉ）変色性紡ぎ糸１００内の変色性繊維１０に対し、その可能な色の間の移行を促進すべく電流を直接に供給するために光エネルギから電気エネルギを生成するのに使用可能である。いくつかの実施形態においては、変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００は、ガラスコア又は他の種類の透明コアを含む。いくつかの実施形態においては、変色性繊維１０はセンサを含み、非変色性繊維はセンサを含み、及び／又はそうでない場合にはセンサは変色性紡ぎ糸１００の内部に埋め込まれる（例えば、温度、力、圧力、加速度、湿度などを測定するセンサ）。例として、センサは、押圧力又は圧力（例えば、変色性紡ぎ糸１００が織り込まれるファブリック上など）を測定する圧電センサであっても良く、又はこの圧電センサを含んでも良い。圧電センサはコントローラに電気信号を送ることが可能であり、コントローラは押圧に応答して適切な動作を取ることができる（例えば、熱変色性色素に色を移行させるために変色性繊維１０に電流を供給する、など）。
変色性繊維の製造

図９－１５に示される例示的実施形態によれば、繊維ファブリケータ２００と示された機械は変色性繊維１０を製造するように構成されている。図９に示されるように、繊維ファブリケータ２００は、第１のホッパー２１０及び第２のホッパー２１２と示された一対のホッパーを含み、これは第１のフィードチューブ２１４及び第２のフィードチューブ２１６と示された導管を介し、第１のスクリュー押出機２２０及び第２のスクリュー押出機２２２と示された一対のドライバに結合されている。

例示的実施形態によれば、第１のホッパー２１０は被覆１４の第１の原料を受容するように構成され、第２のホッパー２１２は被覆１４の第２の原料を受容するように構成される。例として、第１の原料は熱可塑性プラスチック、熱可塑性エラストマー、多結晶ポリマーなどのポリマー材料、及び／又は繊維スピニングシステムを通り抜けるため充分に軟化し、その後冷却されて固化する任意の適切な材料などであっても良い。第２の原料は（ｉ）熱変色性色素の濃縮物、（ｉｉ）充填剤又は添加剤が加えられた熱変色性色素の濃縮物、（ｉｉｉ）熱変色性色素の濃縮物及び／又はポリマーホスト内の添加剤、であっても良い。熱変色性色素の濃縮物は、粉末、任意の形状のペレット、スラリー、インク、及び／又は他の液体の形を取ることができる。他の実施形態においては、第１のホッパー２１０及び第２のホッパー２２０は同じ材料を受容する（例えば、熱変色性色素とびポリマーの混合、図１０Ａ－１０Ｅ参照、など）。更に他の実施形態においては、繊維ファブリケータ２００は異なる数のホッパー（例えば、３、４、８など）を含み、そのそれぞれは、繊維ファブリケータ２００内に投入され得る材料の容量を増加することを容易にする。

図９に示す例示的実施形態によれば、第１のスクリュー押出機２２０は第１のフィードチューブ２１４を介して第１の原料を受容するように構成され、第２のスクリュー押出機２２２は第２のフィードチューブ２１６を介して第２のホッパー２１２から第２の原料を受容するように構成される。他の実施形態においては、繊維ファブリケータ２００は第２のホッパー２１２、第２のフィードチューブ２１６、又は第２のスクリュー押出機２２２を含まず、繊維ファブリケータ２００は前もって混ぜた第１の原料とび第２の原料の混合物又は化合物を受容するように構成されている。したがって、（ｉ）色素の濃縮物は、未使用のポリマーペレット（例えば、熱可塑性プラスチック、熱可塑性エラストマー、多結晶ポリマーなど）と前もって一様に混ぜ、第１のスクリュー押出機２２０に供給することが可能であり、（ｉｉ）色素の濃縮物は、未使用のポリマーペレットと前もって化合し、第１のスクリュー押出機２２０に供給することが可能であり、及び／又は（ｉｉｉ）未使用のポリマーと色素の濃縮物を分離しておき、第１のスクリュー押出機２２０及び第２のスクリュー押出機２２２に別々に供給し、変色性繊維１０に望まれる色変化を生じさせる規定の比率で紡糸口金によって組み合わせることが可能である。

図１０Ａ－１０Ｅに示されるように、例としての原料２０２は、（ａ）粉末のフォームの熱変色性色素の濃縮物、（ｂ）未使用のホストポリマーと化合された粉末のフォームの熱変色性色素の濃縮物、（ｃ）添加剤及び充填剤が加えられたホスト樹脂内に分散されたペレットのフォームの熱変色性色素の濃縮物、（ｄ）未使用のポリマーペレットと混合された（ｃ）からのペレット、及び（ｅ）繊維ファブリケータ２００内に別々に導入可能な未使用のポリマーペレットと一緒の（ｃ）からのペレット、を含んでも良い。

図９－１１に示されるように、繊維ファブリケータ２００は、溶融ポンプ２３０と示されたポンプを含み、これは第１のスクリュー押出機２２０及び第２のスクリュー押出機２２２に結合されている。例示的実施形態によれば、第１のスクリュー押出機２２０及び第２のスクリュー押出機２２２は、該第１のスクリュー押出機２２０及び第２のスクリュー押出機２２２が溶融ポンプ２３０内に押し込む第１の原料及び／又は第２の原料を軟化又は溶融させる加熱素子を含む。例示的実施形態によれば、第１のスクリュー押出機２２０及び第２のスクリュー押出機２２２内の第１の原料及び第２の原料（例えば、原料２０２、など）の処理温度は、熱変色性色素の破壊を避けるべく熱変色性色素の劣化温度より低い。

図９－１１に示されるように、繊維ファブリケータ２００は、紡糸口金２４０と示された繊維コータを含み、これは溶融ポンプ２３０に結合されている。例示的実施形態によれば、溶融ポンプ２３０は、紡糸口金２４０内に供給される、軟化及び／又は溶融された材料の容量を調整するように構成されている。図１１に示されるように、紡糸口金は、ハウジング２４２と示された本体、及びハウジング２４２から延びる中空針２４４と示されたノズルを含む。図９に示されるように、繊維ファブリケータ２００は、ワイヤスプール２０４と示されたワイヤ繰出アタッチメントを含み、これは、巻きつけられたワイヤ２０６と示されている予め製造されたワイヤの長さを有する。

図１１に示されるように、繊維ファブリケータ２００はプーリー２４６と示された第１のプーリーを含み、これはワイヤスプール２０４からワイヤ２０６を受け取り、ワイヤ２０６を中空針２４４及び紡糸口金２４０のハウジング２４２内に案内するように構成されている。紡糸口金２４０は、溶融ポンプ２３０によって供給される材料でワイヤ２０６を被覆するように構成されており、ワイヤ２０６がコア１２として機能し、材料が被覆１４として機能する変色性繊維１０を形成するために、ワイヤ２０６上に倒れこむ。溶融ポンプ２３０によって紡糸口金２４０に供給される材料の量及び／又は紡糸口金２４０を通過するワイヤ２０６の速度を操作することにより、変色性繊維１０は、ハウジング２４２から所望の直径で引き出される、又は押し出される。

新たに形成された変色性繊維１０は次に急冷されて凝固し、ワイヤ２０６周囲の被覆１４の変形を防止する。図９、１１及び１２に示されるように、繊維ファブリケータ２００は、ウォータークエンチ２５０と示された急冷アセンブリを含む。図１２に示されるように、ウォータークエンチはタブ２５２と示された流体容器を含み、水（又は他の適切な流体）などの大量の流体を溜めこむ。ウォータークエンチ２５０は更に、流体中に沈んでタブ２５２の底部に配置され、タブ２５２の第１の端部に近接するプーリー２５４と示された第２のプーリーと、タブ２５２の反対の第２の端部においてタブ２５２の上縁部に沿うように配置されたプーリー２５６と示された第３のプーリーとを含む。プーリー２５４は紡糸口金２４０から変色性繊維１０を受け取り、タブ２５２内の流体を介して変色性繊維１０をプーリー２５６に案内するように配置される。他の実施形態においては、変色性繊維１０の被覆１４はエアブレードクエンチング又は外気環境クエンチングにより急冷される。

図９及び１３に示されるように、繊維ファブリケータ２００は、巻取機２６０と示された巻取りアセンブリを含む。巻取機２６０は、駆動モータ２６２と示されたモータと、延伸ロール２６４と示され、駆動モータ２６２に結合されて駆動される第４のプーリーと、トラバース２６６と示されたトラバースアセンブリと、繊維スプール２８０と示された巻取りロールとを含む。トラバース２６６は、トラック２６８と示されたガイドと、スライド２７０と示され、トラック２６８に摺動可能に結合されたスライドと、プーリー２７２と示され、スライド２７０に結合された第５のプーリーとを含む。延伸ロール２６４はウォータークエンチ２５０のプーリー２５６から変色性繊維１０を受け取り、トラバース２６６のプーリー２７２に変色性繊維１０を供給する。プーリー２７２は次に変色性繊維１０を繊維スプール２８０に案内する。例示的実施形態によれば、スライド２７０は、変色性繊維１０が繊維スプール２８０に蓄積する際にトラック２６８に沿って前後に移動し、変色性繊維１０を繊維スプール２８０上に均一に分配する。繊維スプール２８０は対応のモータにより駆動されても良い（例えば、延伸ロール２６４の速度などに基づく速度で）。

図９に示されるように、繊維ファブリケータ２００はコントローラ２９０と示された制御システムを含む。コントローラ２９０は、汎用プロセッサ、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、１又はそれ以上のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡｓ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、１又はそれ以上の処理コンポーネントを備える回路、マイクロプロセッサを支援する回路構成、処理コンポーネントの集合、又は他の適切な電子処理コンポーネントとして実現可能である。例示的実施形態によれば、コントローラ２９０は、プロセッサ及びメモリを有する処理回路を含む。処理回路は、ＡＳＩＣ，１又はそれ以上のＦＰＧＡｓ、ＤＳＰ、１又はそれ以上の処理コンポーネントを備える回路、マイクロプロセッサを支援する回路構成、処理コンポーネントの集合、又は他の適切な電子処理コンポーネントであっても良い。いくつかの実施形態においては、プロセッサは、ここに記載される動作を容易にするため、メモリに格納されているコンピュータコードを実行するように構成される。メモリは、ここに記載される動作に関連するデータ又はコンピュータコードを格納可能な任意の揮発性又は不揮発性のコンピュータ可読記憶メディアであっても良い。例示的実施形態によれば、メモリは、プロセッサによる実行用に構成されたコンピュータコードモジュール（例えば、実行可能なコード、オブジェクトコード、ソースコード、スクリプトコード、マシンコードなど）を含む。

例示的実施形態によれば、コントローラ２９０は第１のスクリュー押出機２２０、第２のスクリュー押出機２２２、溶融ポンプ２３０、紡糸口金２４０、駆動モータ２６２、及び／又はトラバース２６６の動作を制御するように構成される。例として、コントローラ２９０は、繊維ファブリケータ２００を通るワイヤ２０６の速度と（例えば、駆動モータ２６２の速度などを制御することにより）、ワイヤ２０６上に配置される被覆１４の厚さと（例えば、溶融ポンプ２３０により供給される溶融被覆の流れ、駆動モータ２６２の速度など制御することにより）、第１のスクリュー押出機２２０及び第２のスクリュー押出機２２２内の加熱素子の温度と、及び又は第１のスクリュー押出機２２０及び第２のスクリュー押出機２２２が駆動される速度と、を制御できる。

図９－１５に関連する繊維ファブリケータ２００の説明は、変色性繊維１０を製造するのに使用できる機械の一つの可能な具体化の例にすぎず、限定するものと考えるべきでないことを理解すべきである。他の具体化においては、繊維ファブリケータ２００は、異なる又は変形されたコンポーネント、追加のコンポーネント、より少ないコンポーネントなどを含むことができる。例として、繊維ファブリケータ２００は、より多くののホッパー（例えば、３つ、４つ、５つなどのホッパー）。他の例として、繊維コータ、クエンチアセンブリ、及び／又は巻取機は、ここに記載される紡糸口金２４０、ウォータークエンチ２５０、及び／又は巻取機２６０と異なっても良く又は変形であっても良い。

繊維ファブリケータ２００を、同じ数の巻取機２６０を有する複数の紡糸口金２４０を含むように調整することにより、生産量の増加が可能である。分配プレートの使用を通して、より複雑なモノフィラメント構造（例えば、図２、４、５、などに記載された構造）を製造できる。分配プレートは紡糸口金２４０の直下及び／又は内部に置くことが可能であり、希望する構造を製造するために慎重に設計された内部チャネルを通じて、異なるスクリュー押出機からの原料を組み合わせることができる。例として、分配プレートは、希望する断面パターンをコア１２上に作り出すよう、軟化したポリマーを案内することができる。これらの構造は、断面構造内の複数のセグメントのそれぞれに分離されている複数の異なる熱変色性色素を有する変色性繊維１０の製造を可能にする。多層被覆（例えば、図３－５などに示される被覆１４）を有する変色性繊維１０は、追加の層を被覆１４に付加するために、繊維ファブリケータ２００又は異なる繊維ファブリケータ２００に変色性繊維１０を１回又は追加の複数回通過させることにより製造可能である。非常に複雑なマルチコンポーネント断面を有する繊維、例えば単純にポリマーの変色性色素を混合する、又は異なる縫い糸を紡ぎ糸に編むだけでは得られない光学効果を可能にする、図７に示されるような２またはそれ以上の色の間で交互するマルチセグメントパイを製造するために溶融紡糸プロセスを用いることができる。

いくつかの実施形態においては、被覆１４のパターンは画素生成プリンタに類似のプロセスを使用して生成される。このような実施形態においては、画像である断面が生成されても良い。このようなプロセスは、軍事用及び／又は他の用途に適切であり得る。

他の例示的実施形態によれば、第２の製造手順は、ワイヤ２０６のような予め製造されたワイヤを使用するのではなく、伝導性のコア材料の連続的噴射を含む。第２の製造手順は原料の使用を含む。被覆１４用の原料は、コア１２を形成するための一つ又は複数の原料に加え、上述のものを含む（即ち、既存のワイヤは使用されない）。コア１２を形成する原料は、（ｉ）錫、インジウムなどの低融解温度金属、（ｉｉ）低融解温度合金、（ｉｉｉ）半導体材料、（ｉｖ）導電性ポリマー、又は（ｖ）それらの組み合わせを含んでも良い。いくつかの実施形態においては、コア１２用の原料の融解温度は被覆１４用の原料の融解温度より低い。

第２の製造手順は次のように行われても良い。（ｉ）被覆１４用の原料がホッパー（例えば、第１のホッパー２１０など）に供給され、（ｉｉ）コア１２用の原料が送出システム（例えば、第２のホッパー２１２及び第２のスクリュー押出機２２２など）に投入され、（ｉｉｉ）コア１２用及び被覆１４用の原料が溶融され、専用の紡糸口金（例えば、複合溶融押出しパックなど）に送出され、コア１２及び被覆１４がコア／クラッドモノフィラメント構造に一緒に押し出され、（ｉｖ）変色性繊維１０が急冷され、巻き取られる。

例示的実施形態によれば、ここに記載される繊維製造プロセスは、材料選択、構造、サイズ、さらには個々の繊維の形状に関し、柔軟性を提供する。このような自由度で制御を実行することは、個々の繊維から形成されるファブリック上の熱伝達及び熱分配を最適化することを容易にする。例えば、異なる熱伝導度を有する材料は、異なる速度で温まりそして冷える。熱を蓄積する（即ち、少ない電気エネルギで色を維持することを可能にする）、あるいは熱を発散する（即ち、高速の色の変化／戻りを可能にする）のいずれかの材料を選択する自由は、材料を用途に合わせることを容易にする。更に、変色性繊維１０のサイズ及びコア１２の直径に対する被覆１４の直径の比についての制御は、単位電力当たりの最大材料容積変化を最適化することを容易にする。更に、コア１２（典型的には重い金属コンポーネントである）の直径についての制御は、得られるファブリックの重さ（即ち、どれくらい「重い」）を制御することを容易にする。このような制御はしたがって、異なる用途のニーズに基づいて繊維を調整することを容易にする。

変色性紡ぎ糸１００の製造は多くの方法で行うことができる。一つの実施形態においては、繊維スプール２８０上の変色性繊維１０は、（ｉ）他の繊維スプール２８０上の１又はそれ以上の他の変色性繊維１０及び／又は（ｉｉ）他のスプール上の１又はそれ以上の非変色性繊維、と組み合わせられる（例えば、より合わせる、編む、など）。他の実施形態においては、複数の繊維ファブリケータ２００は並列にセットアップされる（例えば、それぞれがホッパー、スクリュー押出機、溶融ポンプ、紡糸口金、などを含む）。各繊維ファブリケータ２００から得られる変色性繊維１０は、複数の変色性繊維１０から変色性紡ぎ糸１００を形成する結合機械（例えば、編組機など）に送られても良い。変色性紡ぎ糸１００は次に巻き取られても良い。更に別の実施形態においては、図１５に示されるように、紡糸口金２４０（例えば、マルチフィラメント紡糸口金など）は、複数の変色性繊維１０が同時に紡糸口金２４０から出るように、複数のワイヤ２０６を受け取りそして被覆１４で複数のワイヤ２０６のそれぞれを被覆することを容易にするように構成されている。複数の変色性繊維１０は個々の巻取機２６０を使用して個別に巻き取られても良く、あるいは複数の変色性繊維１０は、該複数の変色性繊維１０から変色性紡ぎ糸１００を形成する結合機械（例えば、編組機など）に供給されても良い。
変色性ファブリック
プロトタイプファブリック及び試験

出願人は、研究及び開発を通じて様々な変色性ファブリックプロトタイプを製作した。第１世代のファブリックプロトタイプは、張力下で織る間、常温下で抜け出てファブリックのバックリングとなる環状オレフィンコポリマーを含んでいた。

第２世代のファブリックプロトタイプは、ハイトレルの種を含む熱可塑性エラストマー被覆を有する繊維を含んでおり、張力下で織る間の常温引き抜きは経なかった。繊維は、熱変色性色素に浸出されたポリマーを３７ＡＷＧ銅線の周囲に押出すための溶融紡糸機械（例えば、繊維ファブリケータ２００など）を使用して製造された。得られたモノフィラメント（例えば、変色性繊維１０など）は、ほぼ４５０マイクロメートルの外径を有していた。図１６－１９に示されるように、変色性ファブリック３００と示されたファブリックは、経方向の綿ナイロン混紡と共にモノフィラメントから織られた。図１６に示されるように、変色性ファブリック３００の活性領域は暗い色を有し、それは変色性繊維を含んでいた。変色性ファブリック３００は、５３インチ×２２インチの寸法を有し、変色性繊維を含む暗いストリップは、ほぼ４インチの幅であった。繊維のコアを電気的に接続するため、出願人は被覆を繊維の端部からほぼ１インチ選択的に溶解し、露出したコアの端部を残した。コアの端部は次に、かたまり又は別々のセグメントにグループ分けし、まとめてはんだ付けした（例えば、１２－１３の数のコアのグループなど）。

図１７－１９に示されるように、変色性繊維を含む変色性ファブリック３００の４インチ幅の部分は、第１のセグメント、第２のセグメント、第３のセグメント、第４のセグメント、及び第５のセグメントと示された５つのセグメントに電気的に分離された。図１９に示されるように、５つのセグメントの各々は、第１のリレー３３０、第２のリレー３３２、第３のリレー３３４、第４のリレー３３６、及び第５のリレー３３８と示された個々のスイッチデバイスに電気的に接続された。第１のリレー３３０、第２のリレー３３２、第３のリレー３３４、第４のリレー３３６、及び第５のリレー３３８は、第１のセグメント、第２のセグメント、第３のセグメント、第４のセグメント、及び第５のセグメントを、コントローラ３１０と示された制御システム（このプロトタイプではアルディーノコントローラ）、及び電源３２０と示された電源に選択的、電気的に結合させることを容易にするように構成された。コントローラ３１０は、電源からの電流を第１のセグメント、第２のセグメント、第３のセグメント、第４のセグメント、及び第５のセグメントに選択的に供給するため、第１のリレー３３０、第２のリレー３３２、第３のリレー３３４、第４のリレー３３６、及び第５のリレー３３８を選択的にオン及びオフにするように構成された。

図１７に示されるように、コントローラ３１０は、第２のセグメント及び第４のセグメントが暗い色（青）から明るい色（白／無色）に移行するように、第２のリレー３３２及び第４のリレー３３６を選択的にオンにし、一方、第１のセグメント、第３のセグメント、及び第５のセグメントは暗い色のままであるように、第１のリレー３３０、第３のリレー３３４、及び第５のリレー３３８はオフのままにされた。図１８に示されるように、コントローラ３１０は次に、（ｉ）第１のセグメント、第３のセグメント、及び第５のセグメントが暗い色から明るい色に移行するように、第１のリレー３３０、第３のリレー３３４、及び第５のリレー３３８を選択的にオンにし、（ｉｉ）第２のセグメント及び第４のセグメントが明るい色から暗い色に戻るように、第２のリレー３３２及び第４のリレー３３６を選択的にオフにした。

第３世代のファブリックプロトタイプは、より大きな活性領域を有する変色性繊維の新たなスプールから製造された。熱変色性色素の濃度は、熱変色性色素４質量％（未使用のハイトレル９６質量％）から熱変色性色素６質量％（未使用のハイトレル９４質量％）へと、第２のプロトタイプと比較しほぼ５０％増加され、そしてポリマー材料はハイトレルの異なる種に切り替えられた（ハイトレル３０３８からハイトレル５５２６）。第２のプロトタイプの繊維は、選択されたハイトレルの種の柔軟性に起因すると考えられるが、粘着性表面を有していた。この柔軟性は、織りプロセスを困難にし、遅延させた。ハイトレルの新たな種は、ワイヤコアを被覆した後には粘着性表面をもたらすことはなく、織り速度は毎分１５０ｐｉｃｋｓまで行うことができた。更に、異なる熱変色性色素濃縮物がハイトレルポリマーと混合され、これは変色性繊維を青から無色ではなく、緑から黄に移行させた。

セグメントが繊維のコア内の銅線に起因して活性化されたとき、第２のプロトタイプに赤色を見ることができた。銅上のエナメル被覆は赤みを帯びた色合いを有し、青色色素が無色に移行したときに繊維は半透明となり、内部のワイヤを露わにした。第３のプロトタイプでは、緑－黄色素は無色に移行せず、銅のワイヤコアは見えなかった。第３のファブリックプロトタイプにおける活性領域の幅は１６インチであり、活性領域の長さは６６インチであった。第３のプロトタイプにおいて、能動変色領域は第２のプロトタイプと比較し、ほぼ６．７倍に増加された。第３のプロトタイプにおいて、出願人はコアを、ファブリックの幅に沿った１６の数の独立して制御可能なセグメントにグループ分けした。様々なプロトタイプ及び試験により、出願人は変色性繊維１０及び変色性紡ぎ糸１００を製造し、そして変色性繊維１０及び変色性紡ぎ糸１００を、選択的に、適応的に、及び又は動的に制御され得る視覚特性（例えば色、パターンなど）を有するファブリック及び／又は最終製品に仕立てる（例えば、織る、編む、など）又は組み込む（例えば、刺繍する、縫い付ける、など）、さまざまな方法を特定した。
ファブリック製造プロセス

図２０を参照すると、電気的に制御可能な変色性最終製品を製造するプロセスが例示的実施形態に従って視覚的に表現されている。図２０に示されるように、繊維ファブリケータ２００は原料（例えば、被覆１４用の原料２０２、コア１２用のワイヤ２０６、コア１２用の原材料など）を受け取り、変色性繊維１０をそれから生成する。変色性繊維１０は次に、（ｉ）他の繊維（例えば、同じ変色性繊維１０、異なる変色性繊維１０、非変色性繊維、など）と組み合わされて変色性紡ぎ糸１００を作り、次に変色性ファブリック３００を形成するために非変色性繊維又は紡ぎ糸（例えば、綿ナイロン混紡、など）と共に織られる（例えば、非変色性繊維又は紡ぎ糸がファブリックの第１の方向に織られ、変色性紡ぎ糸１００が第２の方向に織られる、など）、（ｉｉ）変色性ファブリック３００を形成するためにそのまま非変色性繊維又は紡ぎ糸と共に織られる（例えば、非変色性繊維又は紡ぎ糸がファブリックの第１の方向に織られ、変色性繊維１０が第２の方向に織られる、など）、（ｉｉｉ）変色性紡ぎ糸１００を作るために、他の繊維と組み合わされ、次に変色性ファブリック３００（又は直接に変色性製品４００）を形成するために編まれる、又は（ｉｖ）変色性ファブリック３００（又は直接に変色性製品４００）を形成するために編まれる、ことが可能である。変色性ファブリック３００の変色性繊維１０は希望する方法で電気的に接続されても良く、そして、変色性製品４００と示された（例えば、ここではブラインドカーテンなどと示された）最終製品を形成するために変色性ファブリック３００は処理（例えば、カットする、成形する、他のファブリックに繋ぐ、など）されても良く、最終製品はその視覚特性を、状態４１０と示された第１の状態から状態４２０と示された第２の状態に移行可能である。

変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００を変色性ファブリック３００及び／又は変色性製品４００に仕立てるために様々な織及び／又は編技術を使用することができる。例として、織及び／又は編技術は、綾織り／杉綾織り、繻子織り、機織り、バスケット織り、平織り、ジャカード織り、オックスフォード織り、うね織り、コース及びウェールズ編み、縦横糸挿入編み、及び／又は他の適切な織及び／又は編技術を含むことができる。
電気接続

個々の変色性ファブリック３００及び／又は変色性製品４００の各々を電源（例えば電源３２０、電源５２０、など）及び／又は制御回路（例えば、コントローラ３１０、コントローラ５１０など）に接続することは、個々の変色性ファブリック３００及び／又は個々の変色性製品４００の希望する性能又は変色能力に応じて比較的単純なプロセスから比較的複雑なプロセスの範囲に渡り得る。

例として、変色性繊維１０を含む変色性ファブリック３００及び／又は変色性製品４００について均一な色変化が要求される場合、変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００への電気接続は２位置コネクタに単純化することができる。より具体的には、単一の均一な色変化用途について、出願人は、（ｉ）変色性ファブリック３００の各端部上のコア１２から被覆１４がはぎ取られる（例えば、選択的溶解など）、（ｉｉ）変色性ファブリック３００の各側部に沿う露出したコア１２がひとまとめに結合される（例えば、はんだ付け、超音波溶接などにより）、そして（ｉｉｉ）変色性ファブリック３００の接続された端部の各々が個々の電気ノードに電気的に接続され、次に閉ループを形成するように電源に結合される、という手順を考案した。

一方、色変化のためのより複雑なパターン又は制御機構は、変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００を個別に又はそれらをひとまとめにして接続すること及びアドレス指定することを必要とする。図２１Ａに示されるように、変色性ファブリック３００の縁部３０２は、そこから延びる変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００の未結線の端部を有しても良い。図２１Ｂに示されるように、被覆１４はそのコア１２を露出させるために、変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００の端部から選択的に除去されても良い。変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００の未結線の端部からの被覆１４の除去は、化学的除去プロセス（例えば、被覆１４を溶液内で溶解させる、など）、機械的除去プロセス（例えば、そこから被覆１４をはぎ取る、など）、及び／又は更に他の適切な除去プロセスを使用して行うことができる。図２１Ｃ及び２１Ｄに示されるように、選択されたコア１２の端部はひとまとめにされ互いに接続されても良い。例として、ひとまとめにされた端部は、互いにはんだ付けされても良い。他の例として、端部は超音波溶接プロセスを使用して接合されても良い。例えば、超音波溶接システムは、端部３０２の予め選択された距離（例えば、０．１インチ、０．２５インチ、０．５インチ、１インチ、１．５インチ、２インチ、４インチ、６インチ、１フィート、など）の間にある第１の複数のコア１２を接続し、変色性ファブリック３００を予め選択された距離だけ移動又はインデックスし（例えば、コンベヤーなどを介して）、端部３０２の予め選択された距離の間にある第２の複数のコア１２を接続する、等々しても良い。図２１Ｄに示すように、グループ３０４と示されたひとまとめにされた端部は次に、電気コネクタ３４０と示されたコネクタを介し、それぞれ電源及び／又は制御システムに接続されても良い。

大きな直径の変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００（例えば、固定器具に使用可能であり、コア１２が２２ＡＷＧ（即ち、０．６４４ミリメートル）と３６ＡＷＧ（即ち、０．１２７ミリメートル）との間にある）である場合、コア１２の端部から被覆１４をはぎ取る必要なく、複数の変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００を接続するために、図２２にＩＤＣ３５０と示された絶縁変位コネクタ（ＩＤＣ）器具（例えば、リボンケーブルコネクタなど）を使用できる。例示的実施形態によれば、ＩＤＣ３５０は、変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００を外部回路（例えば、電源、コントローラなど）に結合することを容易にする。変色性ファブリック３００の上端及び下端の両方において変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００の各々が既知のコネクタ接続位置を有するように、個々の変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００をＩＤＣ３５０に適切な順序で接続するよう注意すべきである。適切な順序が維持されると、変色性ファブリック３００内の変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００、又は他の応用例（例えば、変色性製品など）の各々は個別に活性化され得る。

繊維をプラグに個別に接続する他の方策は、化学的プロセスを使用して（例えば、クロロホルムなどを用いて）繊維端部の絶縁物を同時に除去し、次にはんだポットを使用してワイヤの端部を同時に錫メッキすることである。次に、個別に準備された繊維端部は、コネクタにはんだ付けされても、あるいはプリント基板に直接はんだ付けされても良い。この方法では、繊維がシーケンシャルな順序で接続されることを確認するよう、注意すべきである。個々の繊維を、それらをコネクタ又はプリント基板にはんだ付けする前に正しい順序に固定する器具を設計することも可能である。

他の検討事項は、変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００を、直列パターンか、並列パターンか、あるいはこの二つの組み合わせで相互に接続すべきかといった、変色性ファブリック３００全体の電気的接続性の性質である。これら三つの形態のいずれかの抵抗を調整するために、電気伝導率の異なる金属及びワイヤの利用可能性を選択することができる。
用途

例示的実施形態によれば、変色性繊維１０、変色性紡ぎ糸１００、及び／又は変色性ファブリック３００は、既存の製品に組み込む（例えば、刺繍を使用する、パッチとして、など）ことが可能であり、及び／又は変色能力により新たな製品、即ち変色性製品４００を形成するように仕立てる（例えば、織り、編みなどを使用して）ことができる。様々な変色性製品４００が図２３－３２に示されている。図２３－３２に示される変色性製品４００は、変色性繊維１０、変色性紡ぎ糸１００、及び／又は変色性ファブリック３００の可能な具体化の例であり、このような具体化の排他的又は網羅的表現と考えるべきでないことを理解すべきである。特に、変色性繊維１０、変色性紡ぎ糸１００、及び／又は変色性ファブリック３００の使用は広範囲にわたり、アパレル（例えば、ヘッドバンド、袖口、タイ、蝶ネクタイ、シャツ、ジャージ、手袋、スカーフ、ジャケット、ズボン、ショートパンツ、ドレス、スカート、ブラウス、履物／靴、ベルト、帽子など）、アクセサリ（例えば、ハンドバッグ、バックパック、旅行鞄、財布、宝石、ヘアアクセサリなど）、固定設備、家庭用品、室内装飾品（例えば、テーブルクロス、毛布、ベッドシーツ、枕カバー、カーテン、雨戸、敷物、壁紙、美術品／絵画、家具、家具備品、自動車のインテリアなど）、屋外用途及び設備（例えば、テント、日除け、傘、日除け、標識など）、カムフラージュ、などの製品、及び／又は更に他の適切な用途に使用できる。

図２３及び２４に示されるように、変色性製品４００は、ドレス４３０と示された製品として構成されている。図２３に示されるように、ドレス４３０は、第１の色状態４３２と示された第１の状態（例えば、第１の色など）にある。図２４に示されるように、ドレス４３０は、第２の色状態４３４と示された第２の状態（例えば、第２の色など）に移行される。例示的実施形態によれば、ドレス４３０は、ドレス４３０全体が第１の色状態４３２と第２の色状態４３４との間で移行可能であるように、変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００からすべて仕立てられる他の実施形態においては、ドレス４３０の一部だけが第１の色状態４３２と第２の色状態４３４との間で移行するように構成されている（例えば、ドレス４３０の一部だけが非変色性繊維又は紡ぎ糸などを含む、など）。

図２５及び２６に示されるように、変色性製品４００は、シャツ４４０と示された第２の製品として構成されている。図２５に示されるように、シャツ４４０は第１のパターン状態４４２と示された第１の状態にあり、そこではシャツ４４０はパターンを欠いている、あるいはすべて同じ色（例えば、ソリッド色など）である。図２６に示されるように、シャツ４４０は第２のパターン状態４４４と示された第２の状態に移行され、そこではシャツ４４０の様々な部分又はセグメントは、シャツ４４０の残りの部分とは異なる第２の色に移行する。図２６に示される実施形態によれば、第２のパターン状態４４４は、シャツ４４０の広範囲に生成される複数の縦縞４４６を含む。例示的実施形態によれば、シャツ４４０の縦縞４４６を選択的に生成するために移行する部分は、変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００を含む。他の実施形態においては、シャツ４４０内の変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００は、第２のパターン状態４４４が追加的又は択一的に横縞パターン、格子縞パターン、斜め縞パターン、水玉模様パターン、及び／又は他の適切なパターンとなるようにアレンジされる。いくつかの実施形態においては、シャツ４４０は複数の異なるパターンの間で選択的に移行することができる。

図２７及び２８に示されるように、変色性製品４００は、ジャージ４５０と示された第３の製品として構成される。ジャージ４５０は、ネームパッチ４５２と示された第１のパッチ、及びナンバーパッチ４５４と示され、それに結合されている（例えば、縫い付けられている、接着により結合されている、縫い合わされている、など）第２のパッチを含む。例示的実施形態によれば、ネームパッチ４５２及びナンバーパッチ４５４は変色性繊維１０及び／又はその中に一体化された又は刺繍された変色性紡ぎ糸１００を含む。例示的実施形態によれば、ネームパッチ４５２及びナンバーパッチ４５４は、ネームパッチ４５２及びナンバーパッチ４５４がそれにより、変色性製品４００を生成する「改装」策を提供できるように、ファブリック又は既存のジャージ（又は他の既存の製品）に結合可能である。いくつかの実施形態においては、ジャージ４５０は、ネームパッチ４５２又はナンバーパッチ４５４の一方を含まない。他の実施形態においては、ネームパッチ４５２及び／又はナンバーパッチ４５４は、別の種類のパッチ（例えば、ロゴパッチ、スポンサーパッチ、チームネームパッチなど）と取り換えられる。図２７に示すように、ジャージ４５０のネームパッチ４５２及びナンバーパッチ４５４は、第１のプレーヤー状態４５６と示された第１の状態にあり、そこではその変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００は選択的に活性化され、ネームパッチ４５２及びナンバーパッチ４５４の残りの部分と異なる色で第１のプレーヤーに関する第１のネーム及び第１のナンバーを表示する。図２８に示されるように、ジャージ４５０のネームパッチ４５２及びナンバーパッチ４５４は、第２のプレーヤー状態４５８と示された第２の状態に移行され、そこではその変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００は選択的に活性化され、ネームパッチ４５２及びナンバーパッチ４５４の残りの部分と異なる色で第２のプレーヤーに関する第２のネーム及び第２のナンバーを表示する。ネーム及びナンバーは例として使用されるものあって、限定するものであると解釈されるべきでないことを理解すべきである。変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００を含むパッチは、パッチ上の任意の種類のパターン、デザイン、表記、ナンバーなどを視覚的に提供することを容易にするように構成する（例えば、デザインされる、アレンジされる、など）ことができる。代替の実施形態においては、ネームパッチ４５２及び／又はナンバーパッチ４５４は、色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００をジャージ４５０内に直接刺繍することにより、ジャージ４５０内にそのまま一体化されている。

いくつかの実施形態においては、変色性製品４００に使用可能なパッチはここに記載される光起電力繊維を含む。パッチは、単独に光起電力繊維を含み、変色性繊維１０を含む紡ぎ糸に組み込まれ、及び／又は同様に変色性繊維１０を含むパッチ内に織り込まれるか、あるいは刺繍されても良い。このような光起電力繊維は、光エネルギから電源に蓄積すべき及び／又は色性繊維１０に供給すべき電気エネルギを発生するために使用することができる。

図２９及び３０に示されるように、変色性製品４００は、シャツ４６０と示された第４の製品として構成される。シャツ４６０は、刺繍部分４６２と示された刺繍セクションを含む。例示的実施形態によれば、刺繍部分４６２は、変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００を、ファブリック又は既存のシャツ（例えば、新たに製造されたシャツ、中古のシャツなど）（又は他の既存の製品）の他の材料内に直接に組み込むことにより形成される。変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００はしたがって変色性製品４００を生成する「改装」策を提供することを容易にする。図２９に示すように、刺繍部分４６２は、第１の色状態４６４と示された第１の状態にあり、そこではその変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００は、第１の色又は第１のセットの色となる、あるいは他の第１の視覚特性を有する（例えば、パターンなど）ように、選択的に活性化又は非活性化される。図３０に示すように、刺繍部分４６２は、第２の色状態４６６と示された第２の状態にあり、そこではその変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００は、第２の色又は第２のセットの色となる、あるいは第１の色状態４６４と異なる他の第２の視覚特性を有するように、選択的に活性化又は非活性化される。刺繍部分４６２は、パターン、ロゴ、スポーツチームネーム、スポンサーネーム、プレーヤーネーム、プレーヤーナンバーなどを含んでも良い。

図３１及び３２に示されるように、変色性製品４００は、靴４７０と示された第５の製品として構成される。靴４７０は、刺繍部分４７２と示された刺繍部分を含む。例示的実施形態によれば、刺繍部分４７２は、変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００をファブリック又は既存の靴（例えば、新たに製造された靴、中古の靴など）（又は他の既存の製品）の他の材料内に直接に組み込むことにより形成される。図３１に示されるように、刺繍部分４７２は第１の色状態４７４と示された第１の状態にあり、そこではその変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００は、第１の色又は第１のセットの色となる、あるいは他の第１の視覚特性を有するように、選択的に活性化又は非活性化される。図３２に示されるように、刺繍部分４７２は第２の色状態４７６と示された第２の状態にあり、そこではその変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００は、第２の色又は第２のセットの色となる、あるいは第１の色状態４７４と異なる他の第２の視覚特性（例えば、パターンなど）を有するように、選択的に活性化又は非活性化される。

上記の第１の製品、第２の製品、第３の製品、第４の製品、及び第５の製品に示されるコンセプトは、互いに独立していることは必要とせず、これらコンセプトは単一の製品の中で組み合されても良い。例として、単一の変色性製品４００は、（ｉ）変色性繊維１０、変色性紡ぎ糸１００、及び／又は変色性ファブリック３００から形成される（例えば、織られる、編まれる、など）、（ｉｉ）１又はそれ以上のパッチを含む、（ｉｉｉ）１又はそれ以上の刺繍部分を含み、それはすべて独立して制御及び活性化され得る、の組合せを含んでも良い。
製品制御システム

変色性繊維１０、変色性紡ぎ糸１００、変色性ファブリック３００、及び／又は変色性製品４００を制御するために任意の様々なシステム及び方法を使用することができる。図３３に示される例示的実施形態によれば、コントロールシステム５００と示されたコントロールシステムは変色性製品４００に結合され（例えば、電気的に結合される、通信可能に結合される、機械結合される、など）、コントローラ５１０と示されたコントロールデバイス（例えば、コントローラ３１０などに類似する）、電源５２０と示された電源（例えば、電源３２０などに類似する）、及び入力デバイス５３０と示されたユーザ入力を含む。コントローラ５１０は、汎用プロセッサ、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、１又はそれ以上のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡｓ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、１又はそれ以上の処理コンポーネントを備える回路、マイクロプロセッサを支援する回路構成、処理コンポーネントの集合、又は他の適切な電子処理コンポーネントとして実現可能である。図３３に示される例示的実施形態によれば、コントローラ５１０は、プロセッサ５１２及びメモリ５１４を有する処理回路を含む。処理回路は、ＡＳＩＣ，１又はそれ以上のＦＰＧＡｓ、ＤＳＰ、１又はそれ以上の処理コンポーネントを備える回路、マイクロプロセッサを支援する回路構成、処理コンポーネントの集合、又は他の適切な電子処理コンポーネントであっても良い。いくつかの実施形態においては、プロセッサ５１２は、ここに記載される動作を容易にするためにメモリ５１４に格納されているコンピュータコードを実行するように構成される。メモリ５１４は、ここに記載される動作に関連するデータ又はコンピュータコードを格納可能な任意の揮発性又は不揮発性のコンピュータ可読記憶メディアであっても良い。例示的実施形態によれば、メモリ５１４は、プロセッサ５１２による実行用に構成されたコンピュータコードモジュール（例えば、実行可能なコード、オブジェクトコード、ソースコード、スクリプトコード、マシンコードなど）を含む。

例示的実施形態によれば、電源５２０は、被覆１４内の熱変色性色素を活性化するために、（例えば、コントローラ５１０などにより供給されるコマンドに基づいて）変色性製品４００の変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００に電流を選択的に供給することを容易にするように構成されている。電源５２０は、充電式バッテリパック、交換可能バッテリパック、及び／又は他の適切な電源であっても良い。電源５２０は、外部電源（例えば、主電力線など）への直接的接続を用いて、またワイヤレス充電技術をワイヤレスに用いて充電可能であり、及び／又は状況に応じて内部のバッテリを交換することを要求しても良い。いくつかの実施形態においては、図３３に示されるように、変色性製品４００はＰＶ源４９０と示された光起電力源を含む。ＰＶ源４９０は、変色性紡ぎ糸１００に組み込まれた光起電力繊維、独立した光起電力パッチなどであっても、また、含んでも良い。ＰＶ源４９０は、電源５２０を充電し、電源５２０が変色性繊維１０に電流を供給することを補完し、及び／又は、いくつかの実施形態においては電源５２０の必要性を完全に不要とすることができる。

例示的実施形態によれば、入力デバイス５３０は、変色性製品４００のユーザ又はオペレータが変色性製品４００の外観（例えば、色、パターンなど）を制御することを容易にするように構成されている（例えば、ファブリック又は個々の繊維の色及び／又はパターンなどを遠隔で制御するのに使用可能である）。入力デバイス５３０は、任意の適切な無線通信プロトコル（例えば、ブルートゥース（登録商標）、ＮＦＣ，Ｚｉｇｂｅｅ、無線、セルラー、Ｗｉ－Ｆｉなど）及び／又は有線通信プロトコルを介してコントローラ５１０と通信するように構成されても良い。入力デバイス５３０は、携帯電話、「スマート」フォン、リモコン、ラップトップコンピュータなどの計算機、スイッチデバイス、ボタンデバイス、「スマートホーム」コントローラデバイス、又はハブ（例えば、アマゾンアレクサ、グーグルホーム、Ｚ－ｗａｖｅコントローラ）などであっても良い。一つの特定の例において、スマートフォンは、ユーザが繊維又はファブリックの１又はそれ以上の予め規定された色及び／又は予め規定されたパターンから選択することを可能にするアプリケーション（「アプリ（ａｐｐ）」）を含んでも良い。他の例では、スマートフォンのアプリは、ユーザがカスタムパターンをデザインすることを可能にする。スマートフォンは次に、例えば信号をワイヤレスでコントローラ５１０に関連する受信機に送信することにより、繊維／ファブリックを制御する役割を持つコントローラ５１０と通信しても良く、その後、ここにより詳しく説明した色の変化を生じさせるため、電流が１又はそれ以上の繊維に供給されても良い。

例として、変色性繊維を組み込んでいる衣類又は他の製品の物品は第１の状態において第１の色（例えば、紫、緑など）を示し、ユーザは、入力デバイス５３０を使用して第２の異なる色（例えば、赤、黄など）を選択可能であり、このときにはファブリックが第１の状態と異なる第２の状態となるように（図２３及び２４参照）、ファブリックを第１の色から第２の色に変えるべく信号をコントローラ５１０に送る。他の例として、ユーザはスマートフォンアプリ内の「縞」などのパターンを選択可能であり（例えば、「縞」ボタンなどを選択することにより）、ファブリックの様々な部分が第１の色から縞パターンに変わることが可能である（例えば、紫のファブリック内の青の縞、縞パターンを生じさせるためにファブリック内の特定の繊維の温度を選択的に変えることなどにより）（図２５及び２６参照）。入力デバイス５３０はしたがって、色変化がいつ生じるか、及び／又は変色性製品４００にどのようなパターンが現れるかをユーザが決定することを可能にする。

図３３に示されるように、いくつかの実施形態においては、変色性製品４００は、センサ４９２と示された１又はそれ以上のセンサを含む（例えば、温度、圧力、加速度、湿度などを測定するセンサ）。一つの実施形態においては、センサ４９２は、変色性繊維１０及び／又は変色性紡ぎ糸１００が含まれるファブリック上の押圧力又は圧力を感知するように構成された圧電センサを含む。圧電センサは、変色性製品４００のファブリック内に直接に、及び／又は変色性製品４００のファブリックに結合されたパッチ内に組み込まれても良い。圧電センサは、押圧力を検出することに応答して電気信号をコントローラ５１０に送ることができ、コントローラ５１０は信号に応答して適切な動作をとることができる（例えば、熱変色性色素を活性化して色、パターンなどを移行させるために電源５２０に対し変色性繊維１０に電流を供給するように命令する）。

図３４に示される例示的実施形態によれば、ＧＵＩ６００と示されたグラフィカルユーザインタフェースが入力デバイス５３０を介し、それに格納されたアプリ又はそれによりアクセスしたプログラムを通してユーザに提供される（例えば、その画面上などに）。図３４に示されるように、ＧＵＩ６００はロゴボタン６１０、製品イメージセクション６２０、第１パターンボタン６３０、第２パターンボタン６４０、第３パターンボタン６５０、バッテリメータボタン６６０、温度ボタン６７０、ネットワーク情報ボタン６８０、及びソーシャルメディアボタン６９０を有する。他の実施形態においては、ＧＵＩ６００は、より多い、より少ない、又は異なるボタン又はセクションを提供する。ロゴボタン６１０は、変色性製品４００のロゴ又は刺繍部分（例えば、刺繍部分４６２、刺繍部分４７２など）の外観（例えば、色、パターンなど）を選択的に操作することを容易にすることができる。製品イメージセクション６２０は、変色性製品４００の色及び／又はパターンを変更するコマンドを確認した後に（例えば、ロゴボタン６１０、第１パターンボタン６３０、第２パターンボタン６４０、第３パターンボタン６５０などを介して）、変色性製品４００が現在どのように見えているかを視覚的に表す、又は変色性製品４００がどのように見えるかの視覚レンダリングを提供することが可能である。

第１パターンボタン６３０、第２パターンボタン６４０、及び／又は第３パターンボタン６５０は、変色性製品４００の色及び／又はパターンを選択的に操作することを容易にすることが可能である。例として、第１パターンボタン６３０が第１の規定パターン（例えば、縞パターン、格子縞パターンなど）に関連付けられ、第２パターンボタン６４０が第２の規定パターン（例えば、勾配色パターンなど）に関連付けられ、第３パターンボタン６５０が第３の規定パターン（例えば、ソリッド色パターンなど）に関連付けられても良い。いくつかの実施形態においては、第１パターンボタン６３０、第２パターンボタン６４０、及び／又は第３パターンボタン６５０に関連付けられるパターンは、ユーザにより選択的に設定され（例えば、ダウンロードテーブル、より大きなリストなどから選択されるなど）、及び／又は選択的にカスタマイズ可能である。いくつかの実施形態においては、ＧＵＩ６００は３つより多い又は少ないパターン選択肢（例えば、２つ、４つ、５つなどの選択可能パターン）を提供する。

バッテリメータボタン６６０は、電源５２０又はＰＶ源４９０のバッテリ状態又はパワーレベルを入力デバイス５３０のユーザに選択的に呈示する（例えば、ユーザによる選択時などに）ことを容易にすることが可能である。温度ボタン６７０は、変色性製品４００又はその様々な個々の部分の温度設定及び／又は現在温度を入力デバイス５３０のユーザに選択的に呈示する（例えば、ユーザによる選択時などに）ことを容易にすることが可能である。ネットワーク情報ボタン６８０は、（ｉ）入力デバイス５３０を個々の変色性製品４００（即ち、そのコントローラ５１０）に選択的に接続すること、（ｉｉ）（ａ）入力デバイス５３０と（ｂ）コントローラ５１０との間の通信（例えば、通信プロトコルの種類、接続強度、入力デバイスに接続された変色性製品４００の識別子など）及び／又は外部ネットワーク（例えば、通信プロトコルの種類、接続強度など）、に関するネットワーク接続情報を入力デバイス５３０のユーザに対し、選択的に提示する（例えば、ユーザによる選択時などに）こと、を容易にすることが可能である。ソーシャルメディアボタン６９０は、入力デバイス５３０上のアプリをユーザのソーシャルメディアアカウント（単数又は複数）（例えば、フェイスブック、インスタグラム、スナップチャット、ツイッターなど）にリンクさせることを容易にすることが可能である。このようなリンクは、ユーザが彼らの仲間が作り出したパターンをシェアし、及び／又は他の人により作り出されたパターンを彼らのソーシャルメディアアカウントを介してダウンロードすることを容易にすることが可能である。

これらの例は、限定を意図するものではなく、単に、ここに記載される変色性繊維１０を含むファブリックがユーザによってどのように制御されるかについてのいくつかの通常の例を提供するために用意されたものである。上述の例は、通信し、ファブリック及び／又は個々の繊維の色及び／又はパターンを変えるためのスマートフォンなどのワイヤレス電子デバイスの使用を考察するものであるが、ファブリックの色及び／又はパターンを制御するために任意の様々な他の種類のコントローラが使用可能であり、無線又は有線の通信接続を採用可能であり、既知のあるいは今後開発されるであろう任意の有益な無線又は有線の通信接続を使用可能であることに留意すべきである。色及び／又はパターンの変化は、ユーザにより希望するときに手動で作動されても良く、以後の規定の時間に及び／又は時間をおいて起こる（又は起こらない）ようにプログラムされても良い。いくつかの実施形態においては、コントローラ５１０は、通知（例えば、テキストメッセージ、ｅメール、電話など）を受け取ったスマートフォンに応答して変色性繊維１０の少なくとも一部を活性化させるように構成される。活性化の種類（例えば、色、パターンなど）又は変色性製品４００の活性化された部分は、通知の種類又は上記のような通知（例えば、テキストメッセージ、ｅメール、電話など）の理由に対応しても良い。コントローラ５１０は、任意の様々な可能なプログラミング方法を使用してこのような時間設定及び／又は通知のプログラミングを可能にしても良く、そのすべてが本開示の範囲内にあるものと意図される。

ここで用いられる用語「ほぼ」、「約」、「実質的に」、及び類似の用語は、一般的であり、本開示の発明に関する技術について通常のスキル有するものに受け入れられる用法に調和する、広い意味を有するものと意図される。これらの用語は、記載されクレームされた特定の特徴の記述を、これらの特徴の範囲を規定された厳密な数値範囲に限定することなく、可能にするということが本開示を参照する当業者に理解されるべきである。したがって、内容がなく又は取るに足らない、記載されクレームされた発明の修正又は変更は、添付の特許請求の範囲に記載された開示の範囲内にあると考えられることを、これらの用語は示していると解釈されるべきである。

様々な実施形態を記載するためにここで使用される用語「例示的」及びその変形は、そのような実施形態は可能な例、表現、又は可能な実施形態の例示であることを示すためのものであること（及びそのような用語はそのような実施形態が必然的に特別である又は最良の例であることを暗示するためのものでないこと）に留意すべきである。

ここで使用される用語「結合された」及びその変形は、二つの部材を直接的に又は間接的に互いに接合することを意味する。そのような接合は静的（例えば、恒久的又は固定的）又は可動的（例えば、取り外し可能又は解除可能）であり得る。そのような接合は、互いに直接的に結合された二つの部材、互いに結合された別の介在部材及び任意の中間部材を使用して互いに結合された二つの部材、又は二つの部材の一方に単一の物体として一体に形成された介在部材を介して互いに結合された二つの部材、として実現できる。「結合された」又はその変形が追加の用語で修正（例えば、直接的に結合された）されると、上に定めた「結合された」の一般的定義は、追加の用語のプレイン・ランゲージの意味により修正され（例えば、「直接的に結合された」は二つの部材を別の部材を用いずに接合することを意味する）、その結果、上に定めた「接合された」の一般的定義より狭い定義となる。
このような結合は、機械的、電気的、又は流体的であり得る。

個々で使用される「又は」は、要素のリストを接続するために使用される場合、用語「又は」は、リスト内の要素の一つ、いくつか、又は全てを意味するようにその包含的意味で使用される（その排他的意味でない）。用語「Ｘ、Ｙ、及びＺの少なくとも一つ」などのコンジャンクティブ・ランゲージは特段の指定がない限り、要素は、Ｘ、Ｙ、Ｚのいずれか、Ｘ及びＹ、Ｘ及びＺ、Ｙ及びＺ、又はＸ、Ｙ、及びＺ（即ち、Ｘ、Ｙ、Ｚの任意の組み合わせ）であり得ることを伝えていると理解すべきである。したがって、特段の指定がない限り、このようなコンジャンクティブ・ランゲージは、特定の実施形態が少なくとも一つのＸ、少なくとも一つのＹ、及び少なくとも一つのＺがそれぞれ存在することを要求することを暗示するものではない。要素の位置についてのここでの言及（例えば、「上端」、「下端」、「上」、「下」）は、単に様々な要素の図面における向きを記述するために使用される。様々な要素の向きは、他の例示的実施形態によっては相違し得ること、及びこのような相違は本開示に包含されることに留意すべきである。

ここに開示される実施形態に関連する様々なプロセス、操作、例示的ロジック、論理ブロック、モジュール及び回路は、汎用シングル又はマルチチッププロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲート又はトランジスタロジック、ディスクリートハードウェアコンポーネント、又はここに記載された機能を実行するように設計されたこれらの任意の組み合わせで実現又は実行し得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサ、又は任意の従来型のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又は状態機械であっても良い。プロセッサはまた、ＤＳＰ及びマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと協働する１又は複数のマイクロプロセッサなどの計算デバイスの組み合わせ、又は任意の他のこのような構成として実現し得る。いくつかの実施形態においては、特定のプロセス及び方法は、所与の機能に特化した回路によって実行されても良い。メモリ（例えば、メモリ、メモリユニット、記憶デバイス）は、本開示に記載された様々なプロセス、レイヤー、及びモジュールを完了させる又は促進させるためのデータ及び／又はコンピュータコードを格納するための１又は複数のデバイス（例えば、ＲＡＭ，ＲＯＭ，フラッシュメモリ、ハードディスクストレージ）を含んでも良い。メモリは、揮発性メモリ又は不揮発性メモリであっても含んでも良く、本開示に記載された様々な動作及び情報構造を支援するためのデータベースコンポーネント、オブジェクトコードコンポーネント、スクリプトコンポーネント、又は任意の他の種類の情報構造を含んでも良い。例示的実施形態によれば、メモリは処理回路を介してプロセッサに通信可能に接続され、ここに記載された１又はそれ以上のプロセスを実行する（例えば、処理回路又はプロセッサにより）ためのコンピュータコードを含む。

本開示は、様々な操作を遂行するための任意の機械可読メディア上の方法、システム及びプログラム製品を考察する。本開示の実施形態は、既存のコンピュータプロセッサを使用して、又は、この又は他の目的のために組み込まれた適切なシステム用の特定用途コンピュータプロセッサ、又はハードワイヤドシステムによって実現し得る。本開示の範囲内の実施形態は、格納された機械実行可能命令又はデータ構造を運ぶ又は持つための機械可読メディアを備えるプログラム製品を含む。このような機械可読メディアは、汎用又は特定用途コンピュータ又はプロセッサを有する他の機械によってアクセスできる任意の入手可能なメディアであっても良い。例として、このような機械可読メディアは、ＲＡＭ，ＲＯＭ，ＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ、又は他の光学ディスクストレージ、磁気ディスクストレージ又は他の磁気ディスクストレージデバイス、又は必要なプログラムコードを機械実行可能プログラムコード又はデータ構造の形で運ぶ又は格納するために使用可能であり且つ汎用又は特定用途コンピュータ又はプロセッサを有する他の機械によってアクセスできる任意の他のメディアを備えることができる。上記の組み合わせもまた、機械可読メディアの範囲に含まれる。機械実行可能命令は、例えば、汎用コンピュータ、特定用途コンピュータ、又は特定用途処理機械に特定の機能又は機能グループを実行させる命令及びデータを含む。

図面及び明細書は、方法ステップの特定の順序を説明しているが、特に上に異なるように指定されていない限り、このようなステップの順序は描写され記載されたものと異なっても良い。また、２またはそれ以上のステップは、特に上に異なるように指定されていない限り、同時に又は部分的に同時に実行されても良い。このようなばらつきは、例えば、選択されたソフトウェア及びハードウェアシステム及びデザイナーチョイスに依存する。全てのこのようなばらつきは開示の範囲内にある。同様に、記載された方法のソフトウェア実装は、様々な接続ステップ、処理ステップ、比較ステップ、及び決定ステップを遂行するルールベースのロジック及び他のロジックを有する標準的プログラミング技術を用いて達成できる。

様々な実施形態に示されたような繊維、紡ぎ糸、ファブリック、及び最終製品の構成及び配置は例示に過ぎないことに留意することが重要である。更に、一つの実施形態に開示されたいかなる要素もここに開示された任意の他の実施形態に組み込むこと又は利用することが可能である別の実施形態に組み込むこと又は利用することが可能である、一つの実施形態からの要素の一つだけの例が上に記載されていたとしても、様々な実施形態の他の要素がここに記載された任意の他の実施形態に組み込むこと又は利用することが可能であることを認識すべきである。

Claims (13)

1. 変色性繊維を製造する方法であって、前記方法が、
   ポリマー材料および熱変色性色素材料を押出機、溶融ポンプおよび紡糸口金を備えた繊維製造機械に装填することであって、前記ポリマー材料および熱変色性色素材料が、（ａ）前記ポリマー材料を含む第１の原料および前記熱変色性色素材料を含む第２の原料、または（ｂ）熱変色性色素およびポリマーの混合物として提供される、装填することと、
   前記押出機を操作して前記ポリマー材料および前記熱変色性色素材料の溶融混合物を前記溶融ポンプに提供することと、
   前記溶融ポンプを用いて大量の前記溶融混合物を前記紡糸口金に提供することと、
   前記紡糸口金を操作して導電性コアを前記溶融混合物で被覆して、前記導電性コアの周囲に被覆層を形成し、変色性繊維を作製することと、
   （ｉ）前記変色性繊維を配置してファブリックの少なくとも一部分を形成すること、
   （ｉｉ）前記変色性繊維を前記ファブリックの前記一部分に刺繍すること、または、
   （ｉｉｉ）前記変色性繊維をパッチに配置し、前記パッチを前記ファブリックの前記一部分と連結させること、のうちの少なくとも１つを含み、
   前記変色性繊維の前記導電性コアが電源に接続可能であり、選択的に電流を前記導電性コアに供給して前記変色性繊維の前記被覆内の前記熱変色性色素材料を活性化させることが容易になる、方法。
2. 前記繊維製造機械が、前記ポリマー材料および前記熱変色性色素材料を受ける単一のホッパーおよび単一のスクリュー押出機を含む、または、
   前記繊維製造機械が、（ｉ）前記ポリマー材料を受ける第１のホッパーおよび第１のスクリュー押出機、ならびに（ｉｉ）前記熱変色性色素材料を受ける第２のホッパーおよび第２のスクリュー押出機を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記導電性コアが金属または非金属導電性材料を含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 変色性繊維を製造する方法であって、前記方法が、
   ポリマー材料および熱変色性色素材料を押出機、溶融ポンプおよび紡糸口金を備えた繊維製造機械に装填することであって、前記ポリマー材料および熱変色性色素材料が、（ａ）前記ポリマー材料を含む第１の原料および前記熱変色性色素材料を含む第２の原料、または（ｂ）熱変色性色素およびポリマーの混合物として提供される、装填することと、
   前記押出機を操作して前記ポリマー材料および前記熱変色性色素材料の溶融混合物を前記溶融ポンプに提供することと、
   前記溶融ポンプを用いて大量の前記溶融混合物を前記紡糸口金に提供することと、
   前記紡糸口金を操作して導電性コアを前記溶融混合物で被覆して、前記導電性コアの周囲に被覆層を形成し、変色性繊維を作製することであって、前記変色性繊維が第１の繊維である、ことと、
   前記第１の繊維を第２の繊維と組み合わせて変色性紡ぎ糸を提供することと、を含む方法。
5. 前記第２の繊維が前記第１の繊維と同じである、または前記第２の繊維が異なる変色性繊維である、または前記第２の繊維が天然繊維、合成繊維、または光起電力繊維のうちの少なくとも１つを含む非変色性繊維である、請求項４に記載の方法。
6. 前記被覆層が第１の被覆層であって、前記第２の繊維が、異なる熱変色性色素材料を有する、または前記第１の繊維上の前記第１の被覆層とは異なるポリマー材料を有する、のうちの少なくとも１つである第２の被覆層を含む、請求項４に記載の方法。
7. 前記導電性コアが複数のコアを含み、前記被覆層が前記複数のコアの周囲に、それに沿って、かつその間に配置される、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
8. 変色性繊維を製造する方法であって、前記方法が、
   ポリマー材料および熱変色性色素材料を押出機、溶融ポンプおよび紡糸口金を備えた繊維製造機械に装填することであって、前記ポリマー材料および熱変色性色素材料が、（ａ）前記ポリマー材料を含む第１の原料および前記熱変色性色素材料を含む第２の原料、または（ｂ）熱変色性色素およびポリマーの混合物として提供される、装填することと、
   前記押出機を操作して前記ポリマー材料および前記熱変色性色素材料の溶融混合物を前記溶融ポンプに提供することと、
   前記溶融ポンプを用いて大量の前記溶融混合物を前記紡糸口金に提供することと、
   前記紡糸口金を操作して導電性コアを前記溶融混合物で被覆して、前記導電性コアの周囲に被覆層を形成し、変色性繊維を作製することと、を含み、
   前記変色性繊維が、蛍光物質を（ｉ）前記被覆層内に、および／または（ｉｉ）前記被覆層と前記導電性コアとの間に配置されて含み、
   前記蛍光物質が、選択的に制御可能な暗闇で光る効果を提供することを可能とするように構成される、方法。
9. （ｉ）前記紡糸口金に提供される前記溶融混合物の体積を制御して、所望の厚さで前記導電性コア上に前記被覆層を提供すること、
   （ｉｉ）前記紡糸口金に通される前記導電性コアのスピードを制御して、所望の厚さで前記導電性コア上に前記被覆層を提供すること、
   （ｉｉｉ）前記溶融混合物で前記導電性コアを被覆した後、前記変色性繊維をクエンチすること、または、
   （ｉｖ）前記変色性繊維をスプール上に巻き取ること、のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項１～３または７のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記導電性コアが予め製造されたワイヤであって、前記方法が前記予め製造されたワイヤを前記紡糸口金に提供することをさらに含む、請求項１～３、７または９のいずれか一項に記載の方法。
11. 変色性繊維を製造する方法であって、前記方法が、
    ポリマー材料および熱変色性色素材料を押出機、コア送出システム、溶融ポンプおよび紡糸口金を備えた繊維製造機械に装填することであって、前記ポリマー材料および熱変色性色素材料が、（ａ）前記ポリマー材料を含む第１の原料および前記熱変色性色素材料を含む第２の原料、または（ｂ）熱変色性色素およびポリマーの混合物として提供される、装填することと、
    前記押出機を操作して前記ポリマー材料および前記熱変色性色素材料の溶融混合物を前記溶融ポンプに提供することと、
    前記溶融ポンプを用いて大量の前記溶融混合物を前記紡糸口金に提供することと、
    前記コア送出システムにコア原料を装填することと、
    前記コア送出システムを操作して（ｉ）前記コア原料を溶融コア材料に溶融して、（ｉｉ）前記溶融コア材料を前記紡糸口金に提供することと、
    前記紡糸口金を操作して導電性コアを前記溶融混合物で被覆して、前記導電性コアの周囲に被覆層を形成し、変色性繊維を作製することと、を含み、
    前記紡糸口金が、前記溶融コア材料および前記溶融混合物を、コア／クラッドモノフィラメント構造を有する前記変色性繊維の形態で一緒に押し出すように構成される、複合溶融押出しパックである、方法。
12. 前記被覆層が内側被覆層であり、前記方法がさらに、異なるポリマー材料または異なる熱変色性色素材料のうちの少なくとも１つを有する異なる溶融材料で前記変色性繊維を被覆して、前記内側被覆層の上に外側被覆層を形成することを含む、請求項１～３、７、９または１０のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記導電性コアが、前記紡糸口金を用いて前記溶融混合物で同時に被覆される複数の導電性コアを含み、前記溶融混合物で被覆された前記複数の導電性コアのそれぞれが個別の変色性繊維を形成し、
    （ｉ）前記個別の変色性繊維のそれぞれを個別のスプール上に個別に巻き取ること、または
    （ｉｉ）前記個別の変色性繊維のそれぞれを組み合わせて変色性紡ぎ糸を提供すること、のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。

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