CN103964410B - 碳纳米管膜贴膜方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碳纳米管膜贴膜方法，该贴膜方法包括以下步骤：提供一碳纳米管阵列；从所述碳纳米管阵列中拉取获得一初始碳纳米管膜，并将该初始碳纳米管膜悬空设置，该初始碳纳米管膜包括多个沿一第一方向延伸的碳纳米管；使用一雾化的有机溶剂浸润处理所述悬空设置的初始碳纳米管膜，获得一处理后的碳纳米管膜，该雾化的有机溶剂包括多个分散的有机溶剂雾滴，该多个有机溶剂雾滴的粒径大于等于10微米，且小于等于100微米；以及提供一支撑膜，将所述处理后的碳纳米管膜贴附在所述支撑膜表面。

Description

碳纳米管膜贴膜方法

技术领域

本发明涉及一种碳纳米管膜贴膜方法。

背景技术

范守善等人在2008年8月13日公开的中国专利申请CN101239712A中揭露了一种从一碳纳米管阵列中直接拉取获得的连续的宏观尺度的碳纳米管膜，这种碳纳米管膜包括多个在范德华力作用下首尾相接的碳纳米管。由于该碳纳米管膜中碳纳米管基本平行于碳纳米管膜表面排列，这种宏观尺度的碳纳米管膜具有一定的透光度。另外，由于该碳纳米管膜中碳纳米管基本沿同一方向排列，因此该碳纳米管膜能够较好的发挥碳纳米管轴向具有的导电及导热等各种优异性质，具有极为广泛的应用前景。

然而，由于上述碳纳米管膜的一般呈现黑色或灰黑色，作为透明导电元件在应用上具有一定的局限性。另外，上述碳纳米管膜中的碳纳米管之间主要依靠范德华力相互吸引维持该碳纳米管膜的形状，且该碳纳米管膜的厚度比较薄，比较易被破坏，所以该碳纳米管膜通常需要贴在一支撑膜上才能使用。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种碳纳米管膜贴膜方法，且该方法中使用的碳纳米管膜比较透明。

一种碳纳米管膜贴膜方法，包括：提供一碳纳米管阵列；从所述碳纳米管阵列中拉取获得一初始碳纳米管膜，并将该初始碳纳米管膜悬空设置，该初始碳纳米管膜包括多个沿一第一方向延伸的碳纳米管；使用一雾化的有机溶剂浸润处理所述悬空设置的初始碳纳米管膜，获得一处理后的碳纳米管膜，该雾化的有机溶剂包括多个分散的有机溶剂雾滴，该多个有机溶剂雾滴的粒径大于等于10微米，且小于等于100微米；以及提供一支撑膜，将所述处理后的碳纳米管膜贴附在所述支撑膜表面。

一种碳纳米管膜贴膜方法，包括：提供一碳纳米管阵列，从所述碳纳米管阵列中直接拉取获得连续的悬空设置的初始碳纳米管膜，该初始碳纳米管膜包括多个碳纳米管沿第一方向延伸；采用雾化的有机溶剂浸润处理所述悬空设置的初始碳纳米管膜，获得一处理后的碳纳米管膜，该雾化的有机溶剂包括多个分散的有机溶剂雾滴，该多个有机溶剂雾滴的粒径大于等于10微米，且小于等于100微米；提供一支撑膜供给单元，用以连续地提供一支撑膜；以及提供一压合装置，将所述支撑膜与所述处理后的碳纳米管膜接触贴合后，连续地通过所述压合装置。

与现有技术相比较，由本发明提供的碳纳米管膜贴膜方法中多次使用雾化的有机溶剂浸润处理所述初始碳纳米管膜，且该雾化的有机溶剂包括多个分散的有机溶剂雾滴，该多个有机溶剂雾滴的粒径大于等于10微米，且小于等于100微米，从而使得该初始碳纳米管膜中的碳纳米管收缩形成肉眼几乎看不到的结构，因此，该处理后的碳纳米管膜变得比较透明。

附图说明

图1为本发明第一实施例所提供的碳纳米管膜贴膜方法流程图。

图2为本发明第一实施例碳纳米管膜贴膜工艺流程图。

图3为本发明第一实施例采用的初始碳纳米管膜的扫描电镜照片图。

图4本发明第一实施例使用的未经有机溶剂处理的初始碳纳米管膜的制备工艺照片图。

图5本发明第一实施例提供的碳纳米管膜的照片图。

图6为本发明第二实施例碳纳米管膜贴膜工艺流程图。

图7为本发明第三实施例碳纳米管膜贴膜工艺流程图。

主要元件符号说明

碳纳米管膜贴膜结构	100；300
		碳纳米管阵列	110
支撑膜	120
		初始碳纳米管膜	130
有机溶剂	132
		有机溶剂雾滴	134
雾化喷头	136
		处理后的碳纳米管膜	140
压辊	250
		粘胶层	260
收集装置	170；270
		卷轴	280
展平轴	282
		第一卷轴	380
第一展平轴	382
		第二卷轴	384
第二展平轴	386
		保护膜	390

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1及图2，本发明第一实施例提供一种碳纳米管膜贴膜方法，该贴膜方法包括以下步骤：

S10，提供一碳纳米管阵列110；

S20，从所述碳纳米管阵列100中拉取一初始碳纳米管膜130，并将该初始碳纳米管膜130悬空设置，该初始碳纳米管膜130包括多个沿一第一方向X延伸的碳纳米管；

S30，使用一雾化的有机溶剂浸润处理所述悬空设置的初始碳纳米管膜130形成一处理后的碳纳米管膜140，该雾化的有机溶剂包括多个分散的有机溶剂雾滴，该多个有机溶剂雾滴的粒径大于等于10微米，且小于等于100微米；以及

S40，提供一支撑膜120，将所述处理后的碳纳米管膜140贴附在所述支撑膜120的表面。

步骤S10中的碳纳米管阵列110优选为超顺排碳纳米管阵列。

所述碳纳米管阵列110为单壁碳纳米管阵列、双壁碳纳米管阵列及多壁碳纳米管阵列中的一种或多种。本实施例中，该超顺排碳纳米管阵列的制备方法采用化学气相沉积法，其具体步骤包括：（a）提供一平整基底，该基底可选用P型或N型硅基底，或选用形成有氧化层的硅基底，本实施例优选为采用4英寸的硅基底；（b）在基底表面均匀形成一催化剂层，该催化剂层材料可选用铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）或其任意组合的合金之一；（c）将上述形成有催化剂层的基底在700℃~900℃的空气中退火约30分钟~90分钟；（d）将处理过的基底置于反应炉中，在保护气体环境下加热到500℃~740℃，然后通入碳源气体反应约5~30分钟，生长得到超顺排碳纳米管阵列，其高度为50微米~5毫米。该超顺排碳纳米管阵列为多个彼此平行且垂直于基底生长的碳纳米管形成的纯碳纳米管阵列。通过上述控制生长条件，该超顺排碳纳米管阵列中基本不含有杂质，如无定型碳或残留的催化剂金属颗粒等。该碳纳米管阵列中的碳纳米管彼此通过范德华力紧密接触形成阵列。该碳纳米管阵列与上述基底面积基本相同。本实施例中碳源气可选用乙炔、乙烯、甲烷等化学性质较活泼的碳氢化合物，本实施例优选的碳源气为乙炔；保护气体为氮气或惰性气体，本实施例优选的保护气体为氩气。

可以理解，所述碳纳米管阵列110不限于上述制备方法，也可为石墨电极恒流电弧放电沉积法、激光蒸发沉积法等。

S20，包括以下步骤：（a）采用一拉伸工具从上述碳纳米管阵列110中选定一定宽度的多个碳纳米管片断，本实施例优选为采用具有一定宽度的胶带接触碳纳米管阵列110以选定一定宽度的多个碳纳米管片断；（b）以一定速度沿基本平行于第一方向X拉取该多个碳纳米管片断，以形成一连续的初始碳纳米管膜130。其中，所述拉伸工具可以为具有一定宽度的胶带、镊子或夹子。本实施例中，所述拉取方向基本平行与所述第一方向X，即，该拉取方向为沿基本垂直于碳纳米管阵列110的生长方向。该第一方向X平行于所述初始碳纳米管膜130中的碳纳米管的延伸方向。

在上述拉伸过程中，该多个碳纳米管在拉力作用下沿拉伸方向逐渐脱离生长基底的同时，由于范德华力作用，该选定的多个碳纳米管分别与其它碳纳米管首尾相连地连续地被拉出，从而形成一连续、均匀且具有一定宽度的自支撑的初始碳纳米管膜130。该初始碳纳米管膜130包括多个首尾相连的碳纳米管，该碳纳米管基本沿拉伸方向择优取向排列。该直接拉伸获得该初始碳纳米管膜130的方法简单快速，适宜进行工业化应用。

所述初始碳纳米管膜130是由若干碳纳米管组成的自支撑结构。请参阅图3，所述初始碳纳米管膜130中大多数碳纳米管的轴向基本沿同一方向延伸。而且，所述大多数碳纳米管的整体延伸方向基本平行于初始碳纳米管膜的表面。进一步地，所述初始碳纳米管膜130包括多个相互平行的碳纳米管及通过范德华力首尾相连的碳纳米管。具体地，所述初始碳纳米管膜130中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。当然，所述初始碳纳米管膜130中存在少数偏离该延伸方向的碳纳米管，这些碳纳米管不会对初始碳纳米管膜中大多数碳纳米管的整体取向排列构成明显影响。所述自支撑主要通过初始碳纳米管膜130中存在连续的通过范德华力首尾相连延伸排列的碳纳米管而实现。

具体地，所述初始碳纳米管膜130中基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管，并非绝对的直线状，可以适当的弯曲；或者并非完全按照延伸方向上排列，可以适当的偏离延伸方向。因此，不能排除初始碳纳米管膜的基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管中并列的碳纳米管之间可能存在部分接触。

具体地，所述初始碳纳米管膜130包括多个连续且定向排列的碳纳米管束。该多个碳纳米管束通过范德华力沿同一方向首尾相连。每一碳纳米管束包括多个通过范德华力紧密结合的相互平行的碳纳米管。该碳纳米管束具有任意的长度、厚度、均匀性及形状。该初始碳纳米管膜130中的碳纳米管沿同一方向择优取向排列。

该初始碳纳米管膜130的宽度与碳纳米管阵列110的尺寸以及步骤（a）中拉伸工具选定的多个碳纳米管的宽度有关，该初始碳纳米管膜130的长度不限，可根据实际需求制得。当该碳纳米管阵列110的生长面积为4英寸时，该初始碳纳米管膜130的宽度为0.5纳米~10厘米。该初始碳纳米管膜130的厚度为0.5纳米~100微米。

可以理解，在初始碳纳米管膜130从所述碳纳米管阵列110中拉出的过程中，所述碳纳米管阵列110面积不断减小，所述碳纳米管阵列110中的碳纳米管不断被从碳纳米管阵列110中首尾相连的拉出从而形成所述初始碳纳米管膜130。由于该初始碳纳米管膜130仍处于拉取阶段，并未与碳纳米管阵列110脱离，该初始碳纳米管膜130的一端与该碳纳米管阵列110通过范德华力相连，另一端与所述拉伸工具相连。

可以理解，可同时提供多个碳纳米管阵列110，并同时分别从该多个碳纳米管阵列110中拉取获得多个初始碳纳米管膜130。另外，也可以从一个碳纳米管阵列110中拉取获得多个初始碳纳米管膜130。

步骤S30主要是使用雾化的有机溶剂至少一次浸润处理悬空的初始碳纳米管膜130。其中，该雾化的有机溶剂可以是事先准备，也可以是即时制备的。当该雾化的有机溶剂是即时制备时，该步骤S30可以包括：提供一挥发性有机溶剂132；将所述有机溶剂132雾化形成所述多个分散的有机溶剂雾滴134，该多个有机溶剂雾滴134喷洒在所述悬空设置的初始碳纳米管膜130的表面并逐渐渗透进该初始碳纳米管膜130中的碳纳米管上，使得该悬空的初始碳纳米管膜130被该多个有机溶剂雾滴134浸润至少一次。所述有机溶剂雾滴134为悬浮于周围介质中的细小的有机溶剂液滴。其中，可以采用超声波雾化、高压雾化等方式使所述有机溶剂132雾化成有机溶剂雾滴134，使得雾化后的有机溶剂的粒径大于等于10微米，且小于等于100微米。

具体地，提供所述有机溶剂132；将所述有机溶剂132雾化成细小的有机溶剂雾滴134，该有机溶剂雾滴134的粒径大于等于10微米，且小于等于100微米，如20微米，50微米；然后将该有机溶剂有机溶剂雾滴134喷洒在所述初始碳纳米管膜130的表面，进入该初始碳纳米管膜130中，使得有机溶剂雾滴134至少一次浸润该初始碳纳米管膜130，进而使得该初始碳纳米管膜130收缩形成所述处理后的碳纳米管膜140。其中，该有机溶剂雾滴的粒径大于等于10微米，且小于等于100微米可以保证该初始碳纳米管膜130与该有机溶剂雾滴之间具有合适的界面张力使该初始碳纳米管膜130收缩，且使得该初始碳纳米管膜130中的碳纳米管均匀分散，从而形成所述处理后的碳纳米管膜140。

由于有机溶剂132具有较高的挥发性，易于挥发，所以，当所述有机溶剂雾滴134喷洒在所述初始碳纳米管膜130上，并渗透进该初始碳纳米管膜130时，有机溶剂雾滴134挥发，使初始碳纳米管膜130中原有的比较松散的碳纳米管束收紧，由于所述有机溶剂雾滴134的粒径大于等于10微米，且小于等于100微米，尺寸较小，每个有机溶剂雾滴134浸润的初始碳纳米管膜130中的碳纳米管束的范围有限，从而使得初始碳纳米管膜130中的碳纳米管束收缩后的直径小于等于10微米，同时肉眼几乎观察不到处理后的碳纳米管膜140中的碳纳米管束。因此，所述初始碳纳米管膜130由原来的呈黑色或灰黑色，如图4所示，经过有机溶剂液滴处理后，形成的处理后的碳纳米管膜140变得比较透明，如图5所示。所以，该透明的处理后的碳纳米管膜的制备方法比较简单、高效，而且易于操作。另外，该透明的处理后的碳纳米管膜140的制备方法不会对环境造成污染，适合大规模生产。所以，该处理后的碳纳米管膜140可以作为透明导电元件，可以广泛地应用于显示器件中，如触摸屏。

所述有机溶剂132具有较高的挥发性，易于挥发。该有机溶剂132可以为乙醇、甲醇、丙酮或乙酸等可挥发性溶剂。在喷洒有机溶剂132的有机溶剂雾滴134的过程中，应确保有机溶剂雾滴134喷出时的气流的压强比较小，不能吹破所述初始碳纳米管膜130。

该步骤S30包括使用所述雾化的有机溶剂多次浸润处理悬空的初始碳纳米管膜130。此时，该步骤可以包括以下分步骤：

提供至少一个雾化喷头136，该至少一个雾化喷头136设置于所述初始碳纳米管膜130的上方；以及

使该至少一个雾化喷头136与所述悬空设置的初始碳纳米管膜130沿平行于第一方向X的方向做相对运动，同时，雾化所述有机溶剂132使所述有机溶剂132形成多个有机溶剂雾滴134，该多个有机溶剂雾滴134从所述至少一个雾化喷头136喷洒在所述初始碳纳米管膜130上，以浸润该初始碳纳米管膜130使该初始碳纳米管膜130收缩形成所述处理后的碳纳米管膜140。

当所述初始碳纳米管膜130经过多次有机溶剂雾滴134浸润处理时，所述雾化喷头136的数量可以是一个，该一个雾化喷头136可以沿所述第一方向X在所述初始碳纳米管膜130上方移动。具体地，固定所述悬空设置的碳纳米管膜，同时，采用该一个雾化喷头136沿平行于所述第一方向X的方向来回移动，且使得该初始碳纳米管膜130在各个方向上均被多次浸润，即，经过该雾化喷头136喷出的有机溶剂雾滴134不仅覆盖该初始碳纳米管膜130的长度方向，而且也覆盖该初始碳纳米管膜130的宽度方向。此外，该步骤S30也可以采用多个沿一第二方向设置的雾化喷头136，且使该多个雾化喷头136沿平行于该第一方向X的方向往复运动，从而使得悬空设置的初始碳纳米管膜130被多次浸润处理。其中，该第二方向与第一方向X交叉设置。优选地，该第二方向垂直于该第一方向X。

另外，该步骤S30还可以通过以下步骤实现。具体地，提供多个雾化喷头136，且该多个雾化喷头136沿第一方向X设置于所述初始碳纳米管膜130的上方；以及雾化所述有机溶剂132使所述有机溶剂132形成有机溶剂雾滴134，并分别从多个雾化喷头136喷出并洒在所述初始碳纳米管膜130上，同时使所述碳纳米管膜沿第一方向X移动，从而使得该初始碳纳米管膜130经过多次有机溶剂的有机溶剂雾滴134的浸润形成所述处理后的碳纳米管膜140。

因此，无论该步骤S30采用何种方向实现，至少使得悬空设置的初始碳纳米管膜130在宽度方向上被所述雾化的有机溶剂浸润。优选地，该初始碳纳米管膜130在长度方向及宽度方向上均被雾化的有机溶剂浸润。具体地，该步骤S30无论采用一个雾化喷头136还是多个雾化喷头136实现，雾化喷头136的排列方式都应该满足使得从雾化喷头136中喷出的有机溶剂雾滴134至少能够覆盖所述初始碳纳米管膜130的宽度方向，从而保证该初始碳纳米管膜130均匀被浸润。其中，所述多个雾化喷头136包括至少两个雾化喷头136。

本实施例中，该步骤S30采用一个雾化喷头136沿第一方向X做往返运动，使得所述初始碳纳米管膜130两次经过有机溶剂雾滴134的浸润处理。具体地，所述初始碳纳米管膜130的一端与所述碳纳米管阵列110连接，另一端固定于一收集装置170，且位于该碳纳米管阵列110与收集装置170之间的初始碳纳米管膜130是悬空设置的。其中，运动该收集装置170可以使得该初始碳纳米管膜130沿第一方向X连续地从所述碳纳米管阵列110中拉出。所述一个雾化喷头136设置在所述悬空设置的初始碳纳米管膜130的上方。采用高压雾化的方式使得所述有机溶剂132形成多个有机溶剂有机溶剂雾滴134并分别从该雾化喷头136中喷出洒落在所述悬空设置的初始碳纳米管膜130的表面，浸润该初始碳纳米管膜130使该初始碳纳米管膜130收缩。旋转所述收集装置170，初始碳纳米管膜130连续地沿第一方向X从碳纳米管阵列中被拉出，所述雾化喷头136的在该初始碳纳米管膜130的上方做往返运动使该初始碳纳米管膜130两次经过所述有机溶剂雾滴134浸润处理，并收缩形成所述处理后的碳纳米管膜140。本实施例中，所述有机溶剂132为乙醇。

该初始碳纳米管膜130经过多次的雾化的有机溶剂浸润处理可以使得该初始碳纳米管膜130多次收缩在一起。具体地，该初始碳纳米管膜130多次受到有机溶剂雾滴134的浸润并多次收缩。在该初始碳纳米管膜130受到多次浸润处理的过程中，由于所述多个有机溶剂雾滴134在该多次浸润处理中洒落在该初始碳纳米管膜130的位置不同，由于雾滴尺寸小，该初始碳纳米管膜130中的位于同一位置的碳纳米管束先后受到的表面张力也不同，从而使得该位于同一位置的初始碳纳米管膜中的碳纳米管束先后受到不同程度的收缩，不会将多个碳纳米管束聚集形成黑色线状结构，收缩后的碳纳米管束相互交叉形成一具有均匀的网状结构的处理后的碳纳米管膜140，该处理后的碳纳米管膜140中的网状结构肉眼几乎观察不到。因此，该处理后的碳纳米管膜140比较透明。同时，该初始碳纳米管膜130经过多次浸润处理后，该初始碳纳米管膜130均匀收缩，从而使得形成的处理后的碳纳米管膜140中的碳纳米管分布更加均匀，也使得该处理后的碳纳米管膜140具有较高的抗拉强度。优选地，该步骤S20中，所述初始碳纳米管膜130经过多次有机溶剂浸润处理，且每次有机溶剂132都经过雾化处理形成有机溶剂雾滴134。所述初始碳纳米管膜130需要经过多次上述的雾化的有机溶剂处理形成的处理后的碳纳米管膜140不仅比较透明，而且还具有较高的强度，即使该处理后的碳纳米管膜140缠绕在收集装置170上，该处理后的碳纳米管膜140也不会被拉断，从而可以实现连续生产处理后的碳纳米管膜140。

可以理解，所述收集装置170不仅可以使得所述初始碳纳米管膜130不断从碳纳米管阵列中拉出外，还可以收集、铺设所述处理后的碳纳米管膜140。

步骤S40中的可以通过将所述处理后的碳纳米管膜140直接贴附在支撑膜120上实现并形成一碳纳米管膜贴膜结构100。由于所述碳纳米管阵列110中的碳纳米管非常纯净，且由于碳纳米管本身的比表面积非常大，所以所述处理后的碳纳米管膜140也具有较好的粘性。因此，该处理后的碳纳米管膜140可直接通过自身的粘性固定在所述支撑膜120表面。另外，也可以进一步预先在支撑膜120的表面形成一粘胶层，该处理后的碳纳米管膜140应直接覆盖该支撑膜120具有该粘胶层的表面，并通过该粘胶层固定于所述支撑膜120表面。所述粘胶层可以通过喷涂粘胶等方式形成在所述支撑膜120的表面。

所述支撑膜120可以为玻璃、石英等硬质材料，也可以为柔性薄膜状材料。所述柔性材料可选择为聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚砜(PES)、聚亚酰胺(PI)、纤维素酯、苯并环丁烯(BCB)、聚氯乙烯(PVC)及丙烯酸树脂等材料中的一种或多种。优选地，所述支撑膜120的透光度在75%以上的柔性材料。可以理解，形成所述支撑膜120的材料并不限于上述列举的材料，只要能使支撑膜120起到支撑和透光的作用即可。

该步骤S40也可以包括以下步骤：S41，提供一支撑膜供给单元，用以连续地提供一支撑膜；以及S42，提供一压合装置，将所述支撑膜与所述处理后的碳纳米管膜接触贴合后，连续地通过所述压合装置，连续地形成所述碳纳米管贴膜结构100。因此，可以采用卷对卷（roll-to-roll）的制程将处理后的碳纳米管膜140贴在支撑膜120上。进一步，可以包括步骤S43，提供一收集装置，用于连续地收集所述碳纳米管贴膜结构100。

本实施例中，所述支撑膜120为一平面型的PET膜，且该PET膜置于一收集装置170上，随着收集装置170的旋转，该处理后的碳纳米管膜140不断地铺设在支撑膜120上并依靠其自身的粘性直接粘附在该支撑膜120上，且所述初始碳纳米管膜130连续从碳纳米管阵列110中拉出，依次经过两次有机溶剂处理，连续地形成所述处理后的碳纳米管膜140，且该处理后的碳纳米管膜140不断地铺设在支撑膜120上，可以工业化生产。

可以理解，当同时分别从多个碳纳米管阵列110中拉取多个初始碳纳米管膜130，且该多个碳纳米管阵列110在所述碳纳米管的生长方向上间隔设置时，即该多个碳纳米管阵列110相互间隔地层叠设置时，该多个初始碳纳米管膜130在远离该多个碳纳米管阵列110的一端分别相互层叠形成一悬空设置的初始碳纳米管结构，该悬空设置的初始碳纳米管结构经过溶剂浸润处理以形成所述处理后的碳纳米管膜140，再将该处理后的碳纳米管膜140贴在所述支撑膜120上。当该多个碳纳米管阵列110并排设置时，从该多个碳纳米管阵列110中拉取的多个初始碳纳米管膜130在远离碳纳米管阵列110的一端，该多个初始碳纳米管膜130并排且悬空设置，该多个悬空设置的初始碳纳米管膜130经过溶剂浸润处理之后形成多个处理后的碳纳米管膜140，再将该多个处理后的碳纳米管膜140并排铺设在所述支撑膜120上，使得该处理后的碳纳米管膜140的宽度不限，从而使该碳纳米管膜贴膜结构100的宽度不限。

请参阅图6，本发明第二实施例提供一碳纳米管膜贴膜方法，该贴膜方法可以采用卷对卷（roll-to-roll）的制程实现，具体包括以下步骤：

步骤一：提供一碳纳米管阵列110、支撑膜120以及一对压辊250，该支撑膜120通过该一对压辊250之间。

在该步骤中，所述支撑膜120由所述支撑膜供给单元提供。当所述支撑膜120由柔性材料组成时，该支撑膜供给单元包括一卷轴280以及缠绕于该卷轴280上的支撑膜120。优选地，该支撑膜供给单元进一步包括一展平轴282，该展平轴282用于绷紧提供给所述压辊250的支撑膜120，使得该支撑膜120的表面比较平坦、光滑，以便后续形成的处理后的碳纳米管膜140可以较好地贴在该支撑膜120上，减少或避免该处理后的碳纳米管膜140在贴附过程中产生褶皱。所以，使用该展平轴282绷紧支撑膜120的步骤位于利用所述卷轴280提供支撑膜与压合支撑膜120与处理后的碳纳米管膜140的步骤之间。也就是说，缠绕于卷轴280上的支撑膜120通过展平轴282绷紧之后提供给所述一对压辊250。

所述一对压辊250为所述压合装置，为通过其间的物体施加一压力。该压辊250可以为橡胶辊或金属辊。所述压合装置包括一控制单元及该一对压辊250，且通过该控制单元控制该一对压辊250以一定速度沿相反的方向转动。该两个压辊250相互贴合并有一定相互作用力，从而能够为通过其间的物体施加一压力。其中，所述一对压辊250平行且相互贴合设置，该一对压辊250优选为两个表面光滑的圆辊。具体地，该压辊250可以为一热轧机中的压辊，该压辊可以被加热至一定温度。所述压辊250的长度应大于等于所述支撑膜120的宽度。

步骤一还进一步提供一收集装置270，所述支撑膜120通过该一对压辊250之间并与该收集装置270连接；该收集装置可以主要用于连续收集碳纳米管膜贴膜结构100，如，收集轴。本实施例中，所述收集装置270为一卷轴。为使该支撑膜120能够平滑地通过所述一对压辊250并受到所述收集装置270的牵引，所述收集装置270、卷轴280以及一对压辊250的轴线相互平行。

步骤二：从所述碳纳米管阵列110中拉取一初始碳纳米管膜130，该初始碳纳米管膜130的一端与所述碳纳米管阵列110相连，该初始碳纳米管膜130悬空设置，且包括多个沿一第一方向X延伸的碳纳米管。该初始碳纳米管膜130的宽度应小于等于所述支撑膜120及两个压辊250的宽度。

本实施例该步骤二的实施方式与第一实施例提供的步骤S20的实施方式基本相同。

步骤三：多次使用一雾化的有机溶剂浸润处理所述悬空设置的初始碳纳米管膜130形成一处理后的碳纳米管膜140，该雾化的有机溶剂包括多个有机溶剂雾滴134，该多个有机溶剂雾滴134的粒径大于等于10微米，且小于等于100微米。

步骤三与第一实施例提供的步骤S30基本相同。不同之处在于：该具体实施例中采用多个雾化喷头136实现所述初始碳纳米管膜130多次雾化的有机溶剂浸润处理。

本实例中，所述初始碳纳米管膜130的一端与所述碳纳米管阵列110连接，另一端固定于所述支撑膜120，且位于该碳纳米管阵列110与一对压辊250之间的初始碳纳米管膜130是悬空设置的。两个雾化喷头136沿第一方向X间隔设置在所述悬空设置的初始碳纳米管膜130的上方。所述一对压辊250以相反的方向转动，带动该初始碳纳米管膜130沿第一方向X连续地从所述碳纳米管阵列110中拉出。同时，采用高压雾化的方式使得所述有机溶剂132形成多个有机溶剂有机溶剂雾滴134并分别从该两个雾化喷头136中喷出洒落在所述悬空设置的初始碳纳米管膜130的表面，两次浸润该初始碳纳米管膜130使该初始碳纳米管膜130收缩。本实施例中，所述有机溶剂132为乙醇。

步骤四：将所述处理后的碳纳米管膜140与所述支撑膜120层叠通过该一对压辊250之间压合在一起形成所述碳纳米管膜贴膜结构100。具体地，同时使所述一对压辊250及所述收集装置270运动，所述处理后的碳纳米管膜140与所述支撑膜120重叠设置，该两个压辊250将该重叠设置的支撑膜120及所述处理后的碳纳米管膜140压合在一起，使得处理碳纳米管膜140与支撑膜120具有较大的接触面积，从而使得处理后的碳纳米管膜140与支撑膜120结合在一起形成碳纳米管膜贴膜结构100，该收集装置270在带动该碳纳米管膜贴膜结构100运动。

该压辊250的轴线与所述碳纳米管阵列110表面平行，从而使从所述碳纳米管阵列110中拉取的初始碳纳米管膜130、处理后的碳纳米管膜140与压辊250的轴线基本平行，以达到将所述支撑膜120固定在收集装置270上的目的。

本实施例中，该步骤四还可以包括以下步骤：在该支撑膜120待与所述处理后的碳纳米管膜140接触的表面喷涂UV胶，以形成一粘胶层260，且该粘胶层260处于待固化或待凝固的状态；该处理后的碳纳米管膜140与该粘胶层260接触并与支撑膜120一起进入所述一对压辊250，该处理后的碳纳米管膜140、粘胶层260与该支撑膜120该压辊250压合在一起，使处理后的碳纳米管膜140中的至少部分碳纳米管嵌入该粘胶层260中；以及采用紫外光照射该粘胶层260，从而使该粘胶层260感光固化，并与所述处理后的碳纳米管膜140牢固地结合。

另外，当该一对压辊250具有一较高的温度时，可以热压通过于其间的支撑膜120以及处理后的碳纳米管膜140，从而使该处理后的碳纳米管膜140与所述支撑膜120更牢固的结合。当具有粘胶层260的支撑膜120通过加热的压辊250时，该粘胶层260可被融化，所述处理后的碳纳米管膜140中的部分碳纳米管嵌入该粘胶层260中，从而将该支撑膜120与该处理后的碳纳米管膜140牢固地结合在一起。

在该步骤四中，所述一对压辊250以相反的方向转动，重叠设置并压合通过该一对压辊250的支撑膜120以及处理后的碳纳米管膜140，从而使得该处理后的碳纳米管膜140压合在支撑膜120上形成所述碳纳米管膜贴膜结构100。随着所述压辊250的转动，所述处理后的碳纳米管膜140不断形成，从而带动所述初始碳纳米管膜130连续从所述碳纳米管阵列110中拉出，并使得该初始碳纳米管膜130连续经过多次有机溶剂雾滴134的浸润处理形成该处理后的碳纳米管膜140。同时，该压辊250的转动带动所述支撑膜120连续不断地从所述卷轴280拉出，并在压辊250之间与所述处理后的碳纳米管膜140压合在一起形成所述碳纳米管膜贴膜结构100。随着收集装置270与所述压辊250以相同的速度运动，所述碳纳米管膜贴膜结构100连续地缠绕在该收集装置270上。因此，本发明第二实施例提供的碳纳米管膜贴膜方法可以实现大规模连续生产。也就是说，本发明第二实施例提供的碳纳米管膜贴膜方法可以实现连续地将碳纳米管膜贴在一支撑膜上。本实施例提供的碳纳米管膜贴膜方法得到的碳纳米管膜贴膜结构100可以作为透明导电元件，尤其是具有较高透光度及导电异向性的透明元件。可以广泛地应用于显示器件中，如触摸屏。

请参阅图7，本发明第三实施例提供一碳纳米管膜贴膜方法，该贴膜方法与第一实施例提供的碳纳米管膜贴膜方法基本相同，不同之处在于：该第二实施例中提供一第一卷轴380、第一展平轴382、一第二卷轴384、一第二展平轴386以及一保护膜390。所述支撑膜120缠绕在该第一卷轴380上可以实现连续提供该支撑膜120。该支撑膜120由该第一卷轴380提供，并通过该第一展平轴382绷紧后传送到压辊250之间。所述保护膜390由一保护膜供给单元连续提供。该保护膜供给单元包括所述第二卷轴384，所述第二展平轴386以及缠绕在该第二卷轴384上的保护膜390。该保护膜390由该第二卷轴384通过该第二展平轴386传送到压辊250之间。该第二展平轴386用于绷紧390。

具体地，该第三实施例提供的碳纳米管膜贴膜方法包括以下步骤：

提供所述碳纳米管阵列110、缠绕于第一卷轴380的支撑膜120、第一展平轴382、第二展平轴386、一缠绕于第二卷轴384的保护膜390、所述一对压辊250以及所述收集装置270，该支撑膜120通过该一对压辊250之间并与该收集装置270连接。其中，所述压辊250的长度应大于所述支撑膜120以及保护膜390的宽度。本实施例中，所述第一卷轴380、第一展平轴382、第二卷轴384、第二展平轴386以及两压辊250的轴线相互平行。该支撑膜120由所述第一展平轴382绷紧后穿过所述压辊250并卷绕于所述收集装置270。所述保护膜390通过第二展平轴386绷紧后穿过所述压辊250并卷绕于所述收集装置270。

该保护膜390包括一保护基膜以及一隔离层。该隔离层均匀涂布并固定于该保护基膜一表面。该保护基膜的材料可以与所述支撑膜120相同，另外，该保护基膜的材料还可以选择为纸张或其它纤维质材料。该隔离层的材料可以选择为硅、石蜡及特氟隆(teflon)中的一种或多种。另外，该保护膜390还可选择为一不干胶中不粘的底纸或底膜。本实施例中，该隔离层为一特氟隆涂层。

从所述碳纳米管阵列110中拉取所述初始碳纳米管膜130，该初始碳纳米管膜130的一端与所述碳纳米管阵列110相连，另一端固定于所述支撑膜120。该初始碳纳米管膜130在进入所述一对压辊250之前悬空设置。该初始碳纳米管膜130包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管通过范德华力首尾相连且沿第一方向X延伸。

提供所述挥发性有机溶剂132及多个雾化喷头136，该多个雾化喷头136沿第一方向X间隔设置在所述初始碳纳米管膜130的上方。转动所述一对压辊250，该初始碳纳米管膜130沿第一方向X向远离碳纳米管阵列110的方向移动，并经过所述多个雾化喷头136的下方。同时，雾化所述有机溶剂132形成多个有机溶剂雾滴134，该多个有机溶剂雾滴134通过该多个雾化喷头136喷出并洒在所述悬空设置的初始碳纳米管膜130上，使该初始碳纳米管膜130收缩形成处理后的碳纳米管膜140。

将所述保护膜390、所述处理后的碳纳米管膜140及所述支撑膜120层叠通过该一对压辊250之间压合在一起形成一碳纳米管膜贴膜结构300。其中，该保护膜390的隔离层与该初始碳纳米管膜130及后续形成的处理后的碳纳米管膜140易于分离。具体地，本实施例中，在所述支撑膜120的一个表面喷涂UV胶形成所述粘胶层260，且该粘胶层260处于待固化或待凝固的状态。将所述处理后的碳纳米管膜140的一端沿支撑膜120的长度方向与所述通过压辊250前的支撑膜120表面的粘胶层260相贴合，并将所述保护膜390的一端沿支撑膜120的长度方向覆盖于所述贴合于支撑膜120的初始碳纳米管膜130表面并固定。该保护膜390直接覆盖所述处理后的碳纳米管膜140表面，并使该保护膜390的隔离层与所述初始碳纳米管膜130直接接触。转动所述一对压辊250，该两个压辊250将所述支撑膜120、所述处理后的碳纳米管膜140以及所述保护膜390压合在一起。紫外光照射所述粘胶层260，从而使该粘胶层260固化并与该处理后的碳纳米管膜140牢固地结合，使得该处理后的碳纳米管膜140牢固固定在支撑膜120上，从而形成所述碳纳米管膜贴膜结构300。同时，转动该收集装置270，该所述碳纳米管膜贴膜结构300连续不断地缠绕在收集装置270上。此外，随着所述压辊250的转动，所述处理后的碳纳米管膜140不断的形成，而且该支撑膜120及保护膜390分别从所述第一卷轴380及第二卷轴384上拉出。因此，该碳纳米管膜贴膜结构300可以连续不断地形成，该第三实施例提供的碳纳米管膜贴膜方法可以连续地大规模工业化生产。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (17)

1.一种碳纳米管膜贴膜方法，包括：

提供一碳纳米管阵列；

从所述碳纳米管阵列中拉取获得一初始碳纳米管膜，并将该初始碳纳米管膜悬空设置，该初始碳纳米管膜包括多个沿一第一方向延伸的碳纳米管；

使用一雾化的挥发性有机溶剂浸润处理所述悬空设置的初始碳纳米管膜，获得一处理后的碳纳米管膜，该雾化的挥发性有机溶剂包括多个分散的挥发性有机溶剂雾滴，该多个挥发性有机溶剂雾滴的粒径大于10微米，且小于等于100微米；以及

提供一支撑膜，将所述处理后的碳纳米管膜贴附在所述支撑膜表面。

2.如权利要求1所述的碳纳米管膜贴膜方法，其特征在于，所述使用雾化的挥发性有机溶剂浸润处理所述悬空设置的初始碳纳米管膜的步骤进一步包括多次使用所述雾化的挥发性有机溶剂浸润处理所述悬空设置的初始碳纳米管膜。

3.如权利要求1所述的碳纳米管膜贴膜方法，其特征在于，所述使用雾化的挥发性有机溶剂浸润处理所述悬空设置的初始碳纳米管膜的步骤具体包括：提供至少一雾化喷头；使所述至少一雾化喷头与所述悬空设置的初始碳纳米管膜沿平行于所述第一方向的方向相对移动。

4.如权利要求1所述的碳纳米管膜贴膜方法，其特征在于，所述使用雾化的挥发性有机溶剂浸润处理所述悬空设置的初始碳纳米管膜的步骤具体包括：提供多个雾化喷头，并将该多个雾化喷头沿所述第一方向设置在所述初始碳纳米管膜的上方；以及使所述初始碳纳米管膜连续地通过所述多个雾化喷头的下方。

5.如权利要求1所述的碳纳米管膜贴膜方法，其特征在于，所述使用雾化的挥发性有机溶剂浸润处理所述悬空设置的初始碳纳米管膜的步骤具体包括：提供多个雾化喷头，该多个雾化喷头沿一第二方向排列，将所述多个雾化喷头与所述悬空设置的初始碳纳米管膜沿平行于所述第一方向的方向相对移动，其中，该第二方向与第一方向交叉设置。

6.如权利要求1所述的碳纳米管膜贴膜方法，其特征在于，所述雾化挥发性有机溶剂的方法为超声波雾化法或高压雾化法。

7.如权利要求6所述的碳纳米管膜贴膜方法，其特征在于，所述雾化的挥发性有机溶剂为乙醇、甲醇、丙酮或乙酸。

8.如权利要求1所述的碳纳米管膜贴膜方法，其特征在于，在将所述碳纳米管膜贴附在所述支撑膜表面的步骤之后进一步包括采用热压处理该贴附有碳纳米管膜的支撑膜的步骤。

9.如权利要求1所述的碳纳米管膜贴膜方法，其特征在于，进一步提供一保护膜，该保护膜覆盖在所述碳纳米管膜的表面，使得该碳纳米管膜层叠设置于该保护膜与所述支撑膜之间。

10.一种碳纳米管膜贴膜方法，包括：

提供一碳纳米管阵列，从所述碳纳米管阵列中直接拉取获得连续的悬空设置的初始碳纳米管膜，该初始碳纳米管膜包括多个沿第一方向延伸的碳纳米管；

采用雾化的挥发性有机溶剂浸润处理所述悬空设置的初始碳纳米管膜，获得一处理后的碳纳米管膜，该雾化的挥发性有机溶剂包括多个分散的挥发性有机溶剂雾滴，该多个挥发性有机溶剂雾滴的粒径大于等于10微米，且小于等于100微米；

提供一支撑膜供给单元，用以连续地提供一支撑膜；以及

提供一压合装置，将所述支撑膜与所述处理后的碳纳米管膜接触贴合后，连续地通过所述压合装置。

11.如权利要求10所述碳纳米管膜贴膜方法，其特征在于，所述采用雾化的挥发性有机溶剂浸润处理所述悬空设置的初始碳纳米管膜的步骤进一步包括多次使用所述雾化的挥发性有机溶剂浸润处理所述悬空设置的初始碳纳米管膜。

12.如权利要求10所述的碳纳米管膜贴膜方法，其特征在于，所述采用雾化的挥发性有机溶剂浸润处理所述悬空设置的初始碳纳米管膜的步骤具体包括：提供至少一雾化喷头；使所述至少一雾化喷头与所述悬空设置的初始碳纳米管膜沿平行于所述第一方向的方向相对往返移动。

13.如权利要求10所述的碳纳米管膜贴膜方法，其特征在于，所述采用雾化的挥发性有机溶剂浸润处理所述悬空设置的初始碳纳米管膜的步骤具体包括：提供多个雾化喷头，并将该多个雾化喷头沿所述第一方向设置在所述初始碳纳米管膜的上方；以及使所述初始碳纳米管膜连续地通过所述多个雾化喷头的下方。

14.如权利要求10所述的碳纳米管膜贴膜方法，其特征在于，所述采用雾化的挥发性有机溶剂浸润处理所述悬空设置的初始碳纳米管膜的步骤具体包括：提供多个雾化喷头，该多个雾化喷头沿一第二方向排列，将所述多个雾化喷头与所述悬空设置的初始碳纳米管膜沿平行于所述第一方向的方向相对移动，其中，该第二方向与第一方向交叉设置。

15.如权利要求10所述的碳纳米管膜贴膜方法，其特征在于，所述支撑膜单元包括一卷轴，且所述支撑膜缠绕于该卷轴；所述压合装置包括一对压辊，所述支撑膜与所述处理后的碳纳米管膜通过该一对压辊之间压合在一起；所述支撑膜单元、所述压合装置配合所述碳纳米管阵列使用卷对卷制程使处理后的碳纳米管膜连续贴在所述支撑膜上。

16.如权利要求15所述的碳纳米管膜贴膜方法，其特征在于，进一步提供一收集装置，该收集装置收集贴合有处理后的碳纳米管膜的支撑膜；且该收集装置与所述支撑膜单元、所述压合装置及所述碳纳米管阵列配合使用卷对卷制程使处理后的碳纳米管膜连续贴在所述支撑膜上。

17.如权利要求15所述的碳纳米管膜贴膜方法，其特征在于，进一步提供一保护膜供给单元，该保护膜供给单元连续提供一保护膜；且该保护膜供给单元与所述支撑膜单元、所述压合装置及所述碳纳米管阵列配合使用卷对卷制程使处理后的碳纳米管膜连续贴在所述支撑膜及保护膜之间上。