JP2022133282A - コイル化アクチュエータのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2017年4月10日に出願された「COILED ACTUATOR SYSTEM AND METHOD」という標題の米国特許仮出願第62/483,839号に基づく利益を主張するものであり、この仮出願は、当該参照により、その全体が、あらゆる目的で本明細書に援用される。
本発明は、米国エネルギー省により付与されたDE-AR0000536の下、米国政府の支援によりなされたものである。米国政府は、本発明において一定の権利を有する。
図13及び図14は、本明細書に記載されている方法に従って作製した環境応答性の2つのコイル状繊維アクチュエータを示している。図13及び図14の顕微鏡画像は、2つの異なる方法によって作製した形状を有するコイルを示している。スケールバーの長さは0.5mmである。
以上に記載されたこれらの技法を用いて、5mm/m/Kを上回る規模(マイナスの熱膨張性を有するコイルでは、これは、-5mm/m/K未満または-0.005/K未満の値を意味する)のCTE値である熱アクチュエータを作製し、2mm/m/Kを上回る規模であるアクチュエータも作製した。これらの実施態様例のいずれも、体温近辺で作動し、アパレル用途に適する応答性織布を作製可能にする。
表1:異なる温度で熱セットした加撚及びコイル化ポリエステル繊維アクチュエータの要約データ
(項目1)
装着されるとともに、ユーザの体の一部分を少なくとも部分的に覆うように構成された熱適応性衣服の構築方法であって、
複数のコイル化アクチュエータ繊維を作製する工程と、
前記作製された複数のコイル化アクチュエータ繊維を含む熱適応性布を作製する工程と、
前記熱適応性布によって画定される衣服本体を作製する工程と、
を備え、
前記複数のコイル化アクチュエータ繊維の各々は、
繊維を加撚して、繊維バイアス角度α繊維が25°~50°である高度に加撚した繊維を作製し、
前記高度に加撚した繊維を犠牲芯に巻き付けて、前記高度に加撚した繊維にコイルを作製し、
前記犠牲芯上に配置された前記高度に加撚した繊維コイルに熱を加えるかまたは化学的セット剤を塗布することによって、前記高度に加撚した繊維コイルをセットし、
前記犠牲芯を溶媒に溶解させて前記犠牲芯を除去して、
2.0以上のコイルばね指数(C)、
20℃以上のコイル部分接触温度、
|CTE|≧2mm/m/Kの熱応答性、
25°~50°の繊維バイアス角度α繊維、
という特徴を有するコイル化アクチュエータ繊維を作製する、
ことによって作製され、
前記衣服本体は、
装着するユーザの体と面するように構成された内面を有する内側部分と、
前記装着するユーザの外側環境と面するように構成された外面を有する外側部分と、を含み、
前記熱適応性布は、第1の環境温度範囲に応答して、基本の構成を取るように構成されており、
前記熱適応性布は、前記第1の環境温度範囲とは別の第2の環境温度範囲に応答して、嵩高な構成を取るように構成されている、方法。
(項目2)
前記繊維が、1または複数の繊維を含む糸、または、単一の細長い要素を含む繊維、のうちの1つを含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
水への溶解を通じて、前記犠牲芯が除去される、項目1または2に記載の方法。
(項目4)
前記犠牲芯が、水溶性ポリマーの、モノフィラメント、フィラメント糸または短繊維糸を含む、項目1乃至3のいずれかに記載の方法。
(項目5)
前記コイル化アクチュエータ繊維が布に組み込まれた後に、前記犠牲芯が除去される、項目1乃至4のいずれかに記載の方法。
(項目6)
複数のコイル化アクチュエータ繊維の作製方法であって、
前記複数のコイル化アクチュエータ繊維の各々は、
繊維を加撚して、繊維バイアス角度α繊維が25°~50°である加撚繊維を作製する工程と、
前記加撚繊維を犠牲芯に巻き付けて、前記加撚繊維にコイルを作製する工程と、
前記犠牲芯上に配置された前記加撚繊維コイルに熱を加えるかまたは化学的セット剤を塗布することによって、前記高度に加撚した繊維コイルをセットする工程と、
前記犠牲芯を溶媒に溶解させて前記犠牲芯を除去する工程であって、
2.0以上のコイルばね指数(C)、
20℃以上のコイル部分接触温度、
|CTE|≧2mm/m/Kの熱応答性、
25°~50°の繊維バイアス角度α繊維、
という特徴のうちの2以上を有するコイル化アクチュエータ繊維を作製する工程と、
によって作製される、方法。
(項目7)
前記繊維が、1または複数の繊維または他の要素を含む糸、単一の細長い要素を含む繊維、のうちの1つを含む、項目6に記載の方法。
(項目8)
コイル化アクチュエータ繊維の作製方法であって、
繊維を加撚して、加撚繊維を作製する工程と、
前記加撚繊維を芯に巻き付けて、前記加撚繊維にコイルを作製する工程と、
前記芯の少なくとも一部を除去して、コイル化アクチュエータ繊維を形成する工程と、
を含む方法。
(項目9)
前記繊維が、1または複数の繊維を含む糸、または、単一の細長い要素を含む繊維、のうちの1つを含む、項目8に記載の方法。
(項目10)
熱または化学的処理によって、前記コイル化アクチュエータ繊維をセットする工程
を更に含む、項目8または9に記載の方法。
(項目11)
前記芯を部分的または完全に除去する前に、前記加撚繊維コイルのセット工程が行われる、項目10に記載の方法。
(項目12)
前記コイル化アクチュエータ繊維のスプール上で、前記加撚繊維コイルのセット工程が行われる、項目10に記載の方法。
(項目13)
前記コイル化アクチュエータ繊維のコイルばね指数(C)が、2.0以上である、項目8乃至12のいずれかに記載の方法。
(項目14)
前記コイル化アクチュエータ繊維のコイル部分接触温度が、10℃以上である、項目8乃至13のいずれかに記載の方法。
(項目15)
前記コイル化アクチュエータ繊維の熱応答性が、|CTE|≧2mm/m/Kである、項目8乃至14のいずれかに記載の方法。
(項目16)
少なくとも2本の加撚繊維を芯に巻き付けて、前記加撚繊維にコイルを作製する工程
を更に含む、項目8乃至15のいずれかに記載の方法。
(項目17)
a.溶解、
b.化学反応、または、
c.これらの組み合わせ
を通じて、前記芯が除去される、項目8乃至16のいずれかに記載の方法。
(項目18)
前記芯は、除去可能な部分と同じ条件下で溶解不可能であるかまたは化学反応性のない除去不可能な部分をさらに含み、当該芯の一部が残る、項目17に記載の方法。
(項目19)
前記繊維を加撚して前記加撚繊維を作製する工程は、前記繊維を加撚して、繊維バイアス角度α繊維が25°超になるようにする工程を含む、項目8乃至18のいずれかに記載の方法。
(項目20)
前記繊維を加撚して前記加撚繊維を作製する工程は、前記繊維を加撚して、繊維バイアス角度α繊維が30°~40°になるようにする工程を含む、項目8乃至19のいずれかに記載の方法。
(項目21)
a.当該コイル状繊維が体温であるとともに、
b.無負荷状態であるときに、
コイル間に物理的な空間を有するコイル状繊維アクチュエータの作製方法であって、
セットプロセス中に、前記コイル状繊維アクチュエータの実質的な膨張または収縮を防ぐ物理的拘束下で、前記コイル状繊維アクチュエータが、
c.熱または
d.化学的処理
のいずれかの少なくとも1つによってセットされる、方法。
(項目22)
前記コイル化アクチュエータ繊維のコイルばね指数(C)が、2.0以上である、項目21に記載の方法。
(項目23)
前記コイル状繊維アクチュエータの熱応答性が、|CTE|≧2mm/m/Kである、項目21または22に記載の方法。
(項目24)
セット中に加えられる前記物理的拘束は、前記コイル状繊維アクチュエータのスプールに加えられる、項目21乃至23のいずれかに記載の方法。
(項目25)
セット中に加えられる前記物理的拘束は、
c.前記セットプロセス中に、前記コイル状繊維アクチュエータの実質的な膨張または収縮を防ぎ、かつ
d.そのコイル間に物理的な空間が存在する位置に、前記コイル状繊維アクチュエータを保持する、項目21乃至24のいずれかに記載の方法。
(項目26)
前記コイル状繊維アクチュエータは、121℃以上の温度で熱セットされる、項目21乃至25のいずれかに記載の方法。
(項目27)
c.前記コイル状繊維が室温であるとともに、
d.無負荷状態であるときに、
前記コイル状繊維アクチュエータは、そのコイル間に物理的な空間を有する、項目21乃至26のいずれかに記載の方法。
(項目28)
c.当該コイル状繊維が体温であるとともに、
d.無負荷状態であるときに、
コイル間に物理的な空間を有するコイル状繊維アクチュエータの作製方法であって、
最初に前記コイルを形成した後に、前記コイル状繊維アクチュエータが、
d.前記コイルを形成するために用いられた加撚方向と反対方向に、
e.最初にコイルを形成する際に前記繊維に加えられた張力よりも小さい張力下で、
f.最初に形成したコイルの大半が元の状態を保つ程度だけ、
加撚され、
前記部分的に解撚されたコイル状繊維アクチュエータが、
c.熱または
d.化学的処理
のいずれかの少なくとも1つによってセットされる、方法。
(項目29)
前記コイル化アクチュエータ繊維のコイルばね指数(C)が、2.0以上である、項目28に記載の方法。
(項目30)
前記コイル状繊維アクチュエータの熱応答性が、|CTE|≧2mm/m/Kである、項目28または29に記載の方法。
(項目31)
前記コイル状繊維アクチュエータは、121℃以上の温度で熱セットされる、項目28乃至30のいずれかに記載の方法。
(項目32)
e.前記コイル状繊維が室温であるとともに、
f.無負荷状態であるときに、
前記コイル状繊維アクチュエータは、そのコイル間に物理的な空間を有する、項目28乃至31のいずれかに記載の方法。
(項目33)
g.当該コイル状繊維が体温であるとともに、
h.無負荷状態であるときに、
コイル間に物理的な空間を有するコイル状繊維アクチュエータの作製方法であって、
前記コイル状繊維アクチュエータは、
d.繊維を加撚して加撚繊維を作製し、
e.前記加撚繊維を犠牲芯に巻き付けて、前記加撚繊維にコイルを作製し、
f.前記犠牲芯の少なくとも一部を除去して、コイル化アクチュエータ繊維を作製する
ことによって作製され、
前記コイル状繊維アクチュエータは、
c.熱または
d.化学的処理
のいずれかの少なくとも1つによってセットされる、方法。
(項目34)
溶解を通じて、前記芯が除去される、項目33に記載の方法。
(項目35)
前記芯は、完全に除去される、項目33または34に記載の方法。
(項目36)
芯に巻き付けてコイルを作製する前に、前記加撚繊維がセットされる、項目33乃至35のいずれかに記載の方法。
(項目37)
前記加撚繊維の繊維バイアス角度が、20°以上である、項目33乃至36のいずれかに記載の方法。
(項目38)
前記コイル状繊維アクチュエータの熱応答性が、|CTE|≧2mm/m/Kである、項目33乃至37のいずれかに記載の方法。
(項目39)
前記芯を除去する前に、前記コイル状繊維アクチュエータが熱セットされる、項目33乃至38のいずれかに記載の方法。
(項目40)
i.前記コイル状繊維が室温であるとともに、
j.無負荷状態であるときに、
前記コイル状繊維アクチュエータは、そのコイル間に物理的な空間を有する、項目33乃至39のいずれかのいずれかに記載の方法。
(項目41)
犠牲芯に巻き付けられたか、犠牲芯の周囲でコイル化された、高度に加撚した繊維または糸から作製されたコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータであって、
前記犠牲芯は、部分的にまたは全部除去されている、コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータ。
(項目42)
繊維バイアス角度が、25°~45°である、項目41に記載のコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータ。
(項目43)
溶解を通じて、前記犠牲芯が除去されている、項目41または42に記載のコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータ。
(項目44)
水への溶解を通じて、前記犠牲芯が除去されている、項目41乃至43のいずれかに記載のコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータ。
(項目45)
前記犠牲芯が、水溶性ポリマーの、モノフィラメント、フィラメント糸または短繊維糸である、項目41乃至44のいずれかに記載のコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータ。
(項目46)
前記犠牲芯を除去する前に、当該コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータは、熱または化学的手段によってセットされている、項目41乃至45のいずれかに記載のコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータ。
(項目47)
コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータの作製方法であって、
a.繊維または糸を加撚する工程と、
b.前記加撚繊維または加撚糸を犠牲芯材に巻き付けるか、または犠牲芯材の周囲でコイル化する工程と、
c.前記犠牲芯材を部分的にまたは全部除去する工程と、
を含む方法。
(項目48)
コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータにおけるコイル形状の変更方法であって、
d.前記コイルの形成時に加えられた張力以下の張力を加える工程と、
e.前記コイルを解撚して、前記コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータのコイル指数を増大させる工程と、
を含む方法。
(項目49)
解撚の際に加えられる前記張力は、前記コイルの形成時に加えられた張力の50%未満である、項目48に記載の方法。
(項目50)
解撚中に、前記コイルの直径が監視され、
f.張力、
g.巻き取り速度、または
h.加撚速度
というプロセスパラメータのうちの少なくとも1つを制御する際に、直径データが使用される、項目48または49に記載の方法。
(項目51)
高度に加撚した繊維または糸から作製されたコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータであって、
第1の張力下で撚りを挿入することを通じてコイル化され、
当該コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータのコイル指数を変化させるのに充分な第2の張力下で解撚された、コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータ。
(項目52)
同一の加撚条件、コイル化条件及びセット条件下で、ただし、前記解撚工程なしに作製された第2のコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータのコイル接触温度が、前記解撚工程を含む同じプロセスから作製された前記コイルよりも低い、項目51に記載のコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータ。
(項目53)
i.2.0以上のコイル指数、または
j.室温よりも高いコイル接触温度
のいずれかの少なくとも1つを有する、項目51または52に記載のコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータ。
(項目54)
コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータの作製方法であって、
k.第1の張力下で、繊維または糸を加撚する工程と、
l.i.コイル化するまで撚りを挿入する、あるいは、ii.前記加撚繊維または加撚糸を犠牲芯もしくはマンドレルに巻き付けてコイル化する、のいずれか1つを通じて、前記加撚繊維または加撚糸をコイル化する工程と、
m.第2の張力下で、前記コイルを解撚する工程と、
を含む方法。
(項目55)
前記第2の張力は、前記第1の張力未満である、項目54に記載の方法。
(項目56)
前記第2の張力は、前記第1の張力の10%以下である、項目54または55に記載の方法。
(項目57)
n.当該コイル化アクチュエータが室温超であるとともに、
o.無負荷状態である、
という条件下で、コイル間に物理的な空間を有するコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータであって、
セットプロセス中に実質的な膨張または収縮を防ぐ物理的拘束下で、
k.熱または
l.化学的処理
のいずれかの少なくとも1つによってセットされている、コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータ。
(項目58)
セット前の当該コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータは、室温において、隣接するコイルと接しているコイルを有する、項目57に記載のコイル状繊維またはコイル状糸。
(項目59)
セット前の当該コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータは、最小限の張力下にある、項目57または58に記載のコイル状繊維またはコイル状糸。
(項目60)
p.相対的または絶対的な繊維径または糸径と、
q.繊維速度または糸速度と、
r.繊維または糸のねじれ位置と、
のリストからの少なくとも1つを求めるカメラ及び画像解析を備えるセンサであって、
d.張力と、
e.巻き取り速度と
f.加撚速度と、
のリストからの少なくとも1つのプロセス変数であって、繊維または糸の製造または加工の際に使用されるプロセス変数、に関する製造制御情報を供給する、センサ。
(項目61)
項目60に記載のセンサを用いるプロセスで作製された繊維アクチュエータ。
(項目62)
コイル指数値が2.0以上である繊維アクチュエータであって、筒状のねじれを誘導するまで撚りを挿入することを通じて、コイルが作製された、繊維アクチュエータ。
(項目63)
コイル接触温度が20℃超である、項目62に記載の繊維アクチュエータ。
Claims (63)
- 装着されるとともに、ユーザの体の一部分を少なくとも部分的に覆うように構成された熱適応性衣服の構築方法であって、
複数のコイル化アクチュエータ繊維を作製する工程と、
前記作製された複数のコイル化アクチュエータ繊維を含む熱適応性布を作製する工程と、
前記熱適応性布によって画定される衣服本体を作製する工程と、
を備え、
前記複数のコイル化アクチュエータ繊維の各々は、
繊維を加撚して、繊維バイアス角度α繊維が25°~50°である高度に加撚した繊維を作製し、
前記高度に加撚した繊維を犠牲芯に巻き付けて、前記高度に加撚した繊維にコイルを作製し、
前記犠牲芯上に配置された前記高度に加撚した繊維コイルに熱を加えるかまたは化学的セット剤を塗布することによって、前記高度に加撚した繊維コイルをセットし、
前記犠牲芯を溶媒に溶解させて前記犠牲芯を除去して、
2.0以上のコイルばね指数(C)、
20℃以上のコイル部分接触温度、
|CTE|≧2mm/m/Kの熱応答性、
25°~50°の繊維バイアス角度α繊維、
という特徴を有するコイル化アクチュエータ繊維を作製する、
ことによって作製され、
前記衣服本体は、
装着するユーザの体と面するように構成された内面を有する内側部分と、
前記装着するユーザの外側環境と面するように構成された外面を有する外側部分と、を含み、
前記熱適応性布は、第1の環境温度範囲に応答して、基本の構成を取るように構成されており、
前記熱適応性布は、前記第1の環境温度範囲とは別の第2の環境温度範囲に応答して、嵩高な構成を取るように構成されている、方法。 - 前記繊維が、1または複数の繊維を含む糸、または、単一の細長い要素を含む繊維、のうちの1つを含む、請求項1に記載の方法。
- 水への溶解を通じて、前記犠牲芯が除去される、請求項1に記載の方法。
- 前記犠牲芯が、水溶性ポリマーの、モノフィラメント、フィラメント糸または短繊維糸を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記コイル化アクチュエータ繊維が布に組み込まれた後に、前記犠牲芯が除去される、請求項1に記載の方法。
- 複数のコイル化アクチュエータ繊維の作製方法であって、
前記複数のコイル化アクチュエータ繊維の各々は、
繊維を加撚して、繊維バイアス角度α繊維が25°~50°である加撚繊維を作製する工程と、
前記加撚繊維を犠牲芯に巻き付けて、前記加撚繊維にコイルを作製する工程と、
前記犠牲芯上に配置された前記加撚繊維コイルに熱を加えるかまたは化学的セット剤を塗布することによって、前記高度に加撚した繊維コイルをセットする工程と、
前記犠牲芯を溶媒に溶解させて前記犠牲芯を除去する工程であって、
2.0以上のコイルばね指数(C)、
20℃以上のコイル部分接触温度、
|CTE|≧2mm/m/Kの熱応答性、
25°~50°の繊維バイアス角度α繊維、
という特徴のうちの2以上を有するコイル化アクチュエータ繊維を作製する工程と、
によって作製される、方法。 - 前記繊維が、1または複数の繊維または他の要素を含む糸、単一の細長い要素を含む繊維、のうちの1つを含む、請求項6に記載の方法。
- コイル化アクチュエータ繊維の作製方法であって、
繊維を加撚して、加撚繊維を作製する工程と、
前記加撚繊維を芯に巻き付けて、前記加撚繊維にコイルを作製する工程と、
前記芯の少なくとも一部を除去して、コイル化アクチュエータ繊維を形成する工程と、
を含む方法。 - 前記繊維が、1または複数の繊維を含む糸、または、単一の細長い要素を含む繊維、のうちの1つを含む、請求項8に記載の方法。
- 熱または化学的処理によって、前記コイル化アクチュエータ繊維をセットする工程
を更に含む、請求項8に記載の方法。 - 前記芯を部分的または完全に除去する前に、前記加撚繊維コイルのセット工程が行われる、請求項10に記載の方法。
- 前記コイル化アクチュエータ繊維のスプール上で、前記加撚繊維コイルのセット工程が行われる、請求項10に記載の方法。
- 前記コイル化アクチュエータ繊維のコイルばね指数(C)が、2.0以上である、請求項8に記載の方法。
- 前記コイル化アクチュエータ繊維のコイル部分接触温度が、10℃以上である、請求項8に記載の方法。
- 前記コイル化アクチュエータ繊維の熱応答性が、|CTE|≧2mm/m/Kである、請求項8に記載の方法。
- 少なくとも2本の加撚繊維を芯に巻き付けて、前記加撚繊維にコイルを作製する工程
を更に含む、請求項8に記載の方法。 - a.溶解、
b.化学反応、または、
c.これらの組み合わせ
を通じて、前記芯が除去される、請求項8に記載の方法。 - 前記芯は、除去可能な部分と同じ条件下で溶解不可能であるかまたは化学反応性のない除去不可能な部分をさらに含み、当該芯の一部が残る、請求項17に記載の方法。
- 前記繊維を加撚して前記加撚繊維を作製する工程は、前記繊維を加撚して、繊維バイアス角度α繊維が25°超になるようにする工程を含む、請求項8に記載の方法。
- 前記繊維を加撚して前記加撚繊維を作製する工程は、前記繊維を加撚して、繊維バイアス角度α繊維が30°~40°になるようにする工程を含む、請求項8に記載の方法。
- a.当該コイル状繊維が体温であるとともに、
b.無負荷状態であるときに、
コイル間に物理的な空間を有するコイル状繊維アクチュエータの作製方法であって、
セットプロセス中に、前記コイル状繊維アクチュエータの実質的な膨張または収縮を防ぐ物理的拘束下で、前記コイル状繊維アクチュエータが、
c.熱または
d.化学的処理
のいずれかの少なくとも1つによってセットされる、方法。 - 前記コイル化アクチュエータ繊維のコイルばね指数(C)が、2.0以上である、請求項21に記載の方法。
- 前記コイル状繊維アクチュエータの熱応答性が、|CTE|≧2mm/m/Kである、請求項21に記載の方法。
- セット中に加えられる前記物理的拘束は、前記コイル状繊維アクチュエータのスプールに加えられる、請求項21に記載の方法。
- セット中に加えられる前記物理的拘束は、
c.前記セットプロセス中に、前記コイル状繊維アクチュエータの実質的な膨張または収縮を防ぎ、かつ
d.そのコイル間に物理的な空間が存在する位置に、前記コイル状繊維アクチュエータを保持する、請求項21に記載の方法。 - 前記コイル状繊維アクチュエータは、121℃以上の温度で熱セットされる、請求項21に記載の方法。
- c.前記コイル状繊維が室温であるとともに、
d.無負荷状態であるときに、
前記コイル状繊維アクチュエータは、そのコイル間に物理的な空間を有する、請求項21に記載の方法。 - c.当該コイル状繊維が体温であるとともに、
d.無負荷状態であるときに、
コイル間に物理的な空間を有するコイル状繊維アクチュエータの作製方法であって、
最初に前記コイルを形成した後に、前記コイル状繊維アクチュエータが、
d.前記コイルを形成するために用いられた加撚方向と反対方向に、
e.最初にコイルを形成する際に前記繊維に加えられた張力よりも小さい張力下で、
f.最初に形成したコイルの大半が元の状態を保つ程度だけ、
加撚され、
前記部分的に解撚されたコイル状繊維アクチュエータが、
c.熱または
d.化学的処理
のいずれかの少なくとも1つによってセットされる、方法。 - 前記コイル化アクチュエータ繊維のコイルばね指数(C)が、2.0以上である、請求項28に記載の方法。
- 前記コイル状繊維アクチュエータの熱応答性が、|CTE|≧2mm/m/Kである、請求項28に記載の方法。
- 前記コイル状繊維アクチュエータは、121℃以上の温度で熱セットされる、請求項28に記載の方法。
- e.前記コイル状繊維が室温であるとともに、
f.無負荷状態であるときに、
前記コイル状繊維アクチュエータは、そのコイル間に物理的な空間を有する、請求項28に記載の方法。 - g.当該コイル状繊維が体温であるとともに、
h.無負荷状態であるときに、
コイル間に物理的な空間を有するコイル状繊維アクチュエータの作製方法であって、
前記コイル状繊維アクチュエータは、
d.繊維を加撚して加撚繊維を作製し、
e.前記加撚繊維を犠牲芯に巻き付けて、前記加撚繊維にコイルを作製し、
f.前記犠牲芯の少なくとも一部を除去して、コイル化アクチュエータ繊維を作製する
ことによって作製され、
前記コイル状繊維アクチュエータは、
c.熱または
d.化学的処理
のいずれかの少なくとも1つによってセットされる、方法。 - 溶解を通じて、前記芯が除去される、請求項33に記載の方法。
- 前記芯は、完全に除去される、請求項33に記載の方法。
- 芯に巻き付けてコイルを作製する前に、前記加撚繊維がセットされる、請求項33に記載の方法。
- 前記加撚繊維の繊維バイアス角度が、20°以上である、請求項33に記載の方法。
- 前記コイル状繊維アクチュエータの熱応答性が、|CTE|≧2mm/m/Kである、請求項33に記載の方法。
- 前記芯を除去する前に、前記コイル状繊維アクチュエータが熱セットされる、請求項33に記載の方法。
- i.前記コイル状繊維が室温であるとともに、
j.無負荷状態であるときに、
前記コイル状繊維アクチュエータは、そのコイル間に物理的な空間を有する、請求項33のいずれかに記載の方法。 - 犠牲芯に巻き付けられたか、犠牲芯の周囲でコイル化された、高度に加撚した繊維または糸から作製されたコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータであって、
前記犠牲芯は、部分的にまたは全部除去されている、コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータ。 - 繊維バイアス角度が、25°~45°である、請求項41に記載のコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータ。
- 溶解を通じて、前記犠牲芯が除去されている、請求項41に記載のコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータ。
- 水への溶解を通じて、前記犠牲芯が除去されている、請求項41に記載のコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータ。
- 前記犠牲芯が、水溶性ポリマーの、モノフィラメント、フィラメント糸または短繊維糸である、請求項41に記載のコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータ。
- 前記犠牲芯を除去する前に、当該コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータは、熱または化学的手段によってセットされている、請求項41に記載のコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータ。
- コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータの作製方法であって、
a.繊維または糸を加撚する工程と、
b.前記加撚繊維または加撚糸を犠牲芯材に巻き付けるか、または犠牲芯材の周囲でコイル化する工程と、
c.前記犠牲芯材を部分的にまたは全部除去する工程と、
を含む方法。 - コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータにおけるコイル形状の変更方法であって、
d.前記コイルの形成時に加えられた張力以下の張力を加える工程と、
e.前記コイルを解撚して、前記コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータのコイル指数を増大させる工程と、
を含む方法。 - 解撚の際に加えられる前記張力は、前記コイルの形成時に加えられた張力の50%未満である、請求項48に記載の方法。
- 解撚中に、前記コイルの直径が監視され、
f.張力、
g.巻き取り速度、または
h.加撚速度
というプロセスパラメータのうちの少なくとも1つを制御する際に、直径データが使用される、請求項48に記載の方法。 - 高度に加撚した繊維または糸から作製されたコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータであって、
第1の張力下で撚りを挿入することを通じてコイル化され、
当該コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータのコイル指数を変化させるのに充分な第2の張力下で解撚された、コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータ。 - 同一の加撚条件、コイル化条件及びセット条件下で、ただし、前記解撚工程なしに作製された第2のコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータのコイル接触温度が、前記解撚工程を含む同じプロセスから作製された前記コイルよりも低い、請求項51に記載のコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータ。
- i.2.0以上のコイル指数、または
j.室温よりも高いコイル接触温度
のいずれかの少なくとも1つを有する、請求項51に記載のコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータ。 - コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータの作製方法であって、
k.第1の張力下で、繊維または糸を加撚する工程と、
l.i.コイル化するまで撚りを挿入する、あるいは、ii.前記加撚繊維または加撚糸を犠牲芯もしくはマンドレルに巻き付けてコイル化する、のいずれか1つを通じて、前記加撚繊維または加撚糸をコイル化する工程と、
m.第2の張力下で、前記コイルを解撚する工程と、
を含む方法。 - 前記第2の張力は、前記第1の張力未満である、請求項54に記載の方法。
- 前記第2の張力は、前記第1の張力の10%以下である、請求項54に記載の方法。
- n.当該コイル化アクチュエータが室温超であるとともに、
o.無負荷状態である、
という条件下で、コイル間に物理的な空間を有するコイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータであって、
セットプロセス中に実質的な膨張または収縮を防ぐ物理的拘束下で、
k.熱または
l.化学的処理
のいずれかの少なくとも1つによってセットされている、コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータ。 - セット前の当該コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータは、室温において、隣接するコイルと接しているコイルを有する、請求項57に記載のコイル状繊維またはコイル状糸。
- セット前の当該コイル状繊維アクチュエータまたはコイル状糸アクチュエータは、最小限の張力下にある、請求項57に記載のコイル状繊維またはコイル状糸。
- p.相対的または絶対的な繊維径または糸径と、
q.繊維速度または糸速度と、
r.繊維または糸のねじれ位置と、
のリストからの少なくとも1つを求めるカメラ及び画像解析を備えるセンサであって、
d.張力と、
e.巻き取り速度と
f.加撚速度と、
のリストからの少なくとも1つのプロセス変数であって、繊維または糸の製造または加工の際に使用されるプロセス変数、に関する製造制御情報を供給する、センサ。 - 請求項60に記載のセンサを用いるプロセスで作製された繊維アクチュエータ。
- コイル指数値が2.0以上である繊維アクチュエータであって、筒状のねじれを誘導するまで撚りを挿入することを通じて、コイルが作製された、繊維アクチュエータ。
- コイル接触温度が20℃超である、請求項62に記載の繊維アクチュエータ。
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