[发明专利]磁性闭合件

说明书

一种可释放式闭合件，其具有第一结构，该第一结构封装基于磁性颗粒的磁性组合物，例如智能流体，智能流体是电流变流体、磁流变流体、铁磁流体的组中的流体，或者第一结构由具有分散的磁性颗粒的可印刷组合物形成。第一结构被相对的第二结构磁性地吸引，并且从而可结合到相对的第二结构，并且第一结构和第二结构形成可释放式闭合件。

相关申请

本申请要求2014年12月19日提交的序列号62/094,926的美国临时申请的权益和优先权，该临时申请的内容如同被全部陈述于此一样在此通过引用并入本文用于所有目的。

背景

本发明主题总体上涉及闭合件，其用于闭合物体中的开口或在物体的部分之间产生连接。闭合件是基于磁性的，并且旨在适合用作拉链和其它这种闭合件的替代品。例如，本发明的闭合件适用于服装和其它基于纺织品的物体以及鞋类应用。

磁体吸引铁磁材料，并且当相反的磁极对齐时磁体吸引磁体。磁场可以是永久的或是可选择的。也就是说，可以通过电流在物体中选择性地建立磁场，或者在当存在施加的磁场时可以被磁化的某些材料(例如智能流体(smart fluid))中引起磁场。

所有移动的带电粒子，诸如电流，都产生磁场。在导线中传导的电流围绕导线的长度产生同心圆形式的磁场线。在两根相邻的导线中传导的电流产生磁场，磁场产生磁力，根据电流的相对方向的不同，该磁力可以将导线吸引到一起或排斥导线。

一类流体(本文中称为“智能”流体)具有当受到外部电磁力时可以变化的性质。示例包括响应于施加的磁场改变流变特性的磁流变(MR)流体；在存在磁场的情况下被强磁化的铁磁流体；和电流变(ER)流体，其响应于电场，具有流体粘度的变化。

MR流体是具有在油或其它液体中的微米尺寸的磁性地可极化的颗粒的悬浮体系。当MR流体暴露于磁场时，流体内的通常随机定向的颗粒在磁场线的方向上形成颗粒链。这种对齐增加了流体的表观粘度，并且存在沿着对齐的颗粒的链的磁化(magnetization)。MR弹性体是具有在热固性弹性聚合物或橡胶中的微米尺寸的磁性地可极化的颗粒的悬浮体系。弹性体结构的硬度可以通过改变所施加的磁场的强度来改变。当暴露于磁场时，MR流体和弹性体通常仅在几毫秒内就改变粘度。停止将MR流体或弹性体暴露于磁场会逆转该过程：流体失去磁性并返回较低粘度的状态，并且弹性体返回其较低模量的状态。封闭在结构元件中的MR流体已经在美国专利5,547,049中公开。

铁磁流体是具有在液体载体中的磁性颗粒的稳定悬浮体系。这些颗粒通常具有约10nm的平均尺寸，这些颗粒涂覆有即使施加强磁场时也防止颗粒附聚的表面活性剂。各种磁性固体、表面活性剂和载体是已知和可获得的，并且可用于根据预期应用来调整铁磁流体性质。

不管它们的组分如何，铁磁流体通常表现相同。在没有磁场的情况下，铁磁流体中的颗粒的磁矩是随机分布的，并且流体不具有净磁化(net magnetization)。当磁场施加到铁磁流体时，颗粒的磁矩沿着场线定向，并且铁磁流体被磁化。铁磁流体通常几乎立即响应于所施加的磁场的变化，并且当所施加的场去除时，这些磁矩快速地再次随机化。可以通过改变流体的组分或改变引起磁化的磁场来调节铁磁流体的保持力(retention force)。

电流变(ER)流体是分散体系，其可以在施加的电场存在的情况下快速且可逆地改变其表观粘度。ER流体是具有在疏水的非导电油中的精细地分开的固体(<50微米)的分散体系，当处于足够强的电场中时，该分散体系具有改变其流变特性的能力，甚至达到成为固体的程度。当去除场时，流体恢复到其正常的液体状态。通过ER流体的电流可以非常低，并且仍然实现所需要的状态变化。

“印刷电子技术(printed electronics)”是指在各种基底上产生电气装置的印刷方法。通常的印刷设备和工艺，例如丝网印刷、柔版印刷、凹版印刷、胶版印刷和喷墨，可适用于界定材料上的电气图案。用电工作的电子墨水沉积在基底上，产生有源或无源器件，例如导体、晶体管和电阻器。