使用形状记忆聚合物的可穿戴设备制造技术

本发明专利技术公开了一种可穿戴设备，该可穿戴设备包括具有一个或多个嵌入式电子部件的主体，该主体还包含热固性材料，该热固性材料具有带有至少一个氨基甲酸酯键的聚合物主链并且具有玻璃化转变温度。该主体在低于该玻璃化转变温度的第一温度处具有初始形状。当将该主体加热至高于该玻璃化转变温度的第二温度时，该主体能够从该初始形状变形为第一形状，并且当将该主体冷却至低于该璃化转变温度的第三温度时，该第一形状可被保持。该主体还被构造为当将该主体从该第三温度加热至高于该玻璃化转变温度的第四温度时，从该第一形状转变为该初始形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用形状记忆聚合物的可穿戴设备
技术介绍
本公开涉及由热固性形状记忆聚合物制成或部分地由热固性形状记忆聚合物制成的用于改善舒适度、稳定性和总体可穿戴性的可穿戴设备。可商购获得的可穿戴设备通常以标准尺寸提供，以适合大多数消费者而非每个单独的消费者。由于此类可穿戴设备并非被定制为贴合每个人的独特解剖特征，因此并不适合于提供全天的舒适感。虽然通常认为定制合身的产品可实现最佳的贴合，但现有的定制方法可能是昂贵、耗时和/或复杂的。一些定制策略依赖于使用处于软化状态的热塑性塑料(诸如聚己内酯)，这导致美观问题和温度稳定性问题。其他定制解决方案依赖于带有嵌入在预成型件中的催化剂和固化剂的可紫外线固化硅酮。遗憾的是，即使在不存在紫外线的情况下这些材料也倾向于固化。另外，这些解决方案提供了单一的不可逆的压印作用。如果用户在固化过程中出错，则需要新的产品。此外，这些可定制产品被设计用于单一的最终用户。在多个用户之间进行共享是不可能的。因此，本领域需要用于定制可穿戴设备的廉价、快速、容易且可逆的系统和方法，该系统和方法在初始模制不成功或者两个或更多个不同用户希望共享单个可定制设备的情况下允许重复定制。
技术实现思路
下文提及的所有示例和特征均可以任何技术上可能的方式组合。在一个方面，可穿戴设备包括具有一个或多个嵌入式电子部件和热固性材料的主体，该热固性材料具有聚合物主链和玻璃化转变温度，该聚合物主链具有至少一个氨基甲酸酯键。该主体在低于该玻璃化转变温度的第一温度处具有初始形状。当将该主体加热至高于该玻璃化转变温度的第二温度时，该主体能够从该初始形状变形为第一形状，并且当将该主体冷却至低于该璃化转变温度的第三温度时，该第一形状可被保持。该主体被构造为当将该主体从该第三温度加热至高于该玻璃化转变温度的第四温度时，从该第一形状转变为该初始形状。在一个示例中，该热固性材料包含多元醇组分、异氰酸酯组分、交联剂和用于使该异氰酸酯和该多元醇组分聚合的催化剂的反应产物。在一个示例中，该多元醇组分包含多官能聚醚和聚醚二醇或多官能聚酯和聚醚二醇。在一个示例中，该热固性材料被灌封在软涂层中以改善舒适度。在一个示例中，该热固性材料还包括导电添加剂或光热添加剂以及电阻加热元件，该电阻加热元件被构造为将主体加热到该第二温度和该第四温度，该第二温度和该第四温度高于所述玻璃化转变温度。在一个示例中，该一个或多个嵌入式电子部件包括电极传感器以拾取生物信号。在一个示例中，用加热垫、光或水对该主体进行加热。在另一方面，可穿戴设备包括具有一个或多个嵌入式电子部件和热固性材料的主体，该热固性材料包含多元醇组分和异氰酸酯组分的反应产物。该热固性材料还具有玻璃化转变温度。该主体在低于该玻璃化转变温度的第一温度处具有初始形状。当将该主体加热至高于该玻璃化转变温度的第二温度时，该主体能够从该初始形状变形为第一形状，并且当将该主体冷却至低于该璃化转变温度的第三温度时，该第一形状可被保持。该主体被构造为当将该主体从该第三温度加热至高于该玻璃化转变温度的第四温度时，从该第一形状转变为该初始形状。在一个示例中，该多元醇组分由多官能聚醚组成。在另一方面，该多元醇组分包含多官能聚醚和聚醚二醇。在一个示例中，该多元醇组分包含50％的聚醚二醇和50％的多官能聚醚。在另一方面，该多元醇组分包含该多官能聚醚多于该聚醚二醇。在另一方面，该多元醇组分包含多官能聚酯和聚醚二醇。在一个示例中，该多元醇组分包含该多官能聚酯多于该聚醚二醇。在一个示例中，该热固性材料被灌封在软涂层中以改善舒适度。在一个示例中，该一个或多个嵌入式电子部件包括电极传感器以拾取生物信号。在一个示例中，该可穿戴设备还包括电阻加热元件，该电阻加热元件被构造为将该主体加热到高于该玻璃化转变温度的该第二温度和该第四温度。在另一方面，耳机包括用于将所接收的音频信号转换为声能的声学驱动器以及包含热固性材料的主体，该热固性材料包含多元醇组分和异氰酸酯组分的反应产物。该热固性材料还具有玻璃化转变温度，其中该主体在低于该玻璃化转变温度的第一温度处具有初始形状。当将该主体加热至高于该玻璃化转变温度的第二温度时，该主体能够从该初始形状变形为第一形状，并且当将该主体冷却至低于该璃化转变温度的第三温度时，该第一形状可被保持。该主体被构造为当将该主体从该第三温度加热至高于该玻璃化转变温度的第四温度时，从该第一形状转变为该初始形状。在一个示例中，该耳机为被构造为贴合用户耳朵内部的入耳式耳机。又如，该耳机为被构造为定位在用户耳朵上的绕耳式耳机。提供具有热固性形状记忆聚合物的可穿戴设备优于提供热软化热塑性聚合物，原因在于(例如)热固性形状记忆聚合物不熔融并且可在定制形状与其初始模制形式之间可逆地转变。提供具有形状记忆聚合物的可穿戴设备优于提供形状记忆合金，原因在于(例如)形状记忆聚合物不如形状记忆合金致密，并且允许更大程度的变形，同时变形所需应力的量更小。形状记忆聚合物在低压条件下加工，而形状记忆合金在高压条件下加工。此外，形状记忆聚合物比形状记忆合金便宜。其他特征和优点在具体实施方式和权利要求书中将是显而易见的。附图说明图1A示出了根据实施方案的示例性可定制的可穿戴设备的正视图。图1B示出了根据实施方案的与耳机联接并定位在耳朵中的图1A的示例性可定制的可穿戴设备。图1C示出了根据实施方案的图1A的示例性可定制的可穿戴设备的顶部正视透视图和底部正视透视图。图2是根据实施方案的示例性形状记忆聚合物的储能模量曲线的图形表示。图3是根据实施方案的可逆地定制可穿戴设备的示例性方法的流程图。图4示出了根据实施方案的由用户佩戴的另一个示例性可穿戴设备的前透视图。图5单独示出了根据实施方案的图4的示例性可穿戴设备的后透视图。图6示出了根据实施方案的另一个示例性可穿戴设备的前透视图。图7示出了根据实施方案的由用户佩戴的另一个示例性可穿戴设备的透视图。图8单独示出了根据实施方案的图7的示例性可穿戴设备的正透视图。具体实施方式本公开描述了使用热固性形状记忆聚合物来改善可穿戴设备的可穿戴性的各种可穿戴设备。本公开至少部分地基于如下认识：消费者佩戴可穿戴在身体上的产品的时间变得更长了，并且为了提供改善的总体消费者满意度，希望改善与舒适性相关联(例如，稳定性、型面配合方面和施加在皮肤/身体上的压力)的元件。已经进行了各种尝试来改善可穿戴设备的可穿戴性。例如，常规定制解决方案涉及捕获解剖学几何结构(例如，通过压印或扫描)，之后是部件制造(例如，CAD建模、印刷模具、将软材料注入到模具中、固化、脱模和修整)。然而，由于所需的步骤数量，此类常规解决方案对于大多数消费者而言是不切实际的。虽然目前已通过例如将热塑性塑料和可紫外线固化硅酮热软化产生了家用定制解决方案以减少所需的步骤数量，但此类尝试受到阻碍了其广泛部署和接受度的材料相关限制。本文所公开或以其他方式设想的实施方案和具体实施可与由热固性形状记忆聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可穿戴设备，所述可穿戴设备包括：/n主体，所述主体包括一个或多个嵌入式电子部件，所述主体包含热固性材料，所述热固性材料具有包含至少一个氨基甲酸酯键的聚合物主链，所述热固性材料具有玻璃化转变温度，其中所述主体在低于所述玻璃化转变温度的第一温度处具有初始形状；/n其中当将所述主体加热至高于所述玻璃化转变温度的第二温度时，所述主体能够从所述初始形状变形为第一形状，并且当将所述主体冷却至低于所述玻璃化转变温度的第三温度时，所述第一形状被保持；并且/n其中所述主体被构造为当将所述主体从所述第三温度加热至高于所述玻璃化转变温度的第四温度时，从所述第一形状转变为所述初始形状。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180831 US 16/119,8811.一种可穿戴设备，所述可穿戴设备包括：
主体，所述主体包括一个或多个嵌入式电子部件，所述主体包含热固性材料，所述热固性材料具有包含至少一个氨基甲酸酯键的聚合物主链，所述热固性材料具有玻璃化转变温度，其中所述主体在低于所述玻璃化转变温度的第一温度处具有初始形状；
其中当将所述主体加热至高于所述玻璃化转变温度的第二温度时，所述主体能够从所述初始形状变形为第一形状，并且当将所述主体冷却至低于所述玻璃化转变温度的第三温度时，所述第一形状被保持；并且
其中所述主体被构造为当将所述主体从所述第三温度加热至高于所述玻璃化转变温度的第四温度时，从所述第一形状转变为所述初始形状。


2.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其中所述热固性材料包含多元醇组分、异氰酸酯组分、交联剂和用于使所述异氰酸酯组分和所述多元醇组分聚合的催化剂的反应产物。


3.根据权利要求2所述的可穿戴设备，其中所述热固性材料还包括导电添加剂或光热添加剂和电阻加热元件，所述电阻加热元件被构造为将所述主体加热到所述第二温度和所述第四温度，所述第二温度和所述第四温度高于所述玻璃化转变温度。


4.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其中所述一个或多个嵌入式电子部件包括电极传感器以拾取生物信号。


5.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其中用加热垫、光或水对所述主体进行加热。


6.根据权利要求2所述的可穿戴设备，其中所述多元醇组分包含多官能聚醚和聚醚二醇或者多官能聚酯和聚醚二醇。


7.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其中所述热固性材料被灌封在软涂层中以改善舒适度。


8.一种可穿戴设备，所述可穿戴设备包括：
主体，所述主体包括一个或多个嵌入式电子部件，所述主体包含热固性材料，所述热固性材料包含多元醇组分和异氰酸酯组分的反应产物，所述热固性材料具有玻璃化转变温度，其中所述主体在低于所述玻璃化转变温度的第一温度处具有初始形状；
其中当将所述主体加热至高于所述玻璃化转变温度的第二温度时，所述主体能够从所述初始形状变形为第一形状，并且当将所述主体冷却至低于所述玻璃化转变温度的第三温度时，所述第一形状被保持；并且
其中所述主体被构造为当将...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·J·普雷沃伊尔，高恺，
申请(专利权)人：伯斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US