CN105358750A - 纱线制造装置 - Google Patents

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Abstract

纱线制造装置(1)是使CNT(碳纳米管)纤维组(F)凝集来制造CNT纱线(Y)的装置，具备：基板支承部(10)，其支承CNT形成基板(S)；卷取部(7)，其连续地拉出CNT纤维组(F)；纱线制造部(4)，其使CNT纤维组(F)凝集；状态监视部(6)，其对CNT纱线(Y)的状态进行监视；以及供给状态变更机构(20)，其根据状态监视部(6)的监视结果来变更CNT纤维组(F)的供给状态。

Description

纱线制造装置
技术领域
本发明涉及一种由碳纳米管纤维组制造碳纳米管纱线的纱线制造装置。
背景技术
作为上述那样的纱线制造装置，公知有如下装置：具备从碳纳米管形成基板连续地拉出碳纳米管纤维组的拉出部、和对由拉出部拉出的碳纳米管纤维组实施捻合来制造纱线的纱线制造部的纱线制造(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2010-116632号公报
在这样的纱线制造装置中，例如有时会因碳纳米管形成基板的品质等而导致从碳纳米管形成基板拉出碳纳米管纤维组时的拉出性能发生变动。在拉出性能降低的情况下，无法获得规定的量的碳纳米管纤维组，从而无法制造所希望的粗细的纱线。在这样的纱线制造装置的领域中，寻求稳定地制造所希望的粗细的碳纳米管纱线。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够稳定地制造所希望的粗细的碳纳米管纱线的纱线制造装置。
本发明的一方面所涉及的纱线制造装置是一种使碳纳米管纤维组凝集来制造碳纳米管纱线的装置，其具备基板支承部、连续拉出部、纱线制造部、状态监视部以及供给状态变更机构。基板支承部支承碳纳米管形成基板。连续拉出部从碳纳米管形成基板连续地拉出碳纳米管纤维组。纱线制造部使由连续拉出部拉出的碳纳米管纤维组凝集。状态监视部对从碳纳米管形成基板拉出的碳纳米管纤维组的状态、或碳纳米管纱线的状态进行监视。供给状态变更机构根据状态监视部的监视结果来对从碳纳米管形成基板拉出并向纱线制造部供给的碳纳米管纤维组的供给状态进行变更。
根据该纱线制造装置，能够根据状态监视部的监视结果来变更向纱线制造部供给的碳纳米管纤维组的供给状态。这样一来，能够通过根据碳纳米管纤维组或碳纳米管纱线的状态变更碳纳米管纤维组的供给状态，来将使用碳纳米管纤维组而制造的碳纳米管纱线的粗细保持为恒定。由此，能够稳定地制造所希望的粗细的碳纳米管纱线。
也可以构成为基板支承部设置有多个，供给状态变更机构通过变更拉出碳纳米管纤维组的碳纳米管形成基板的数量来变更碳纳米管纤维组的供给状态。这样一来，能够通过变更拉出碳纳米管纤维组的碳纳米管形成基板的数量来容易地变更碳纳米管纤维组的供给状态。
也可以构成为供给状态变更机构具备初始拉出部和控制部。在该情况下，初始拉出部可以从碳纳米管形成基板拉出碳纳米管纤维组，并使拉出的碳纳米管纤维组与从其他碳纳米管形成基板拉出的碳纳米管纤维组接触。控制部可以在追加拉出碳纳米管纤维组的碳纳米管形成基板的情况下，控制初始拉出部，以从碳纳米管形成基板拉出碳纳米管纤维组，并使拉出的碳纳米管纤维组与从其他碳纳米管形成基板拉出的碳纳米管纤维组接触。这样一来，能够通过使由初始拉出部拉出的碳纳米管纤维组与从其他碳纳米管形成基板拉出的碳纳米管纤维组接触来使两者结合。由此，能够将由初始拉出部拉出的碳纳米管纤维组与从其他碳纳米管形成基板拉出的碳纳米管纤维组一起向纱线制造部容易地供给。
也可以构成为初始拉出部通过吸引力来从碳纳米管形成基板拉出碳纳米管纤维组。此时，能够使用吸引力而以简单的结构拉出碳纳米管纤维组。
也可以构成为初始拉出部具备吸引管和驱动部。在该情况下，可以在吸引管设置有吸引碳纳米管纤维组的吸引口。驱动部可以以使被吸引管吸引出的碳纳米管纤维组与从其他碳纳米管形成基板拉出的碳纳米管纤维组交叉的方式，使吸引管相对于构成碳纳米管纤维组的拉出对象的碳纳米管形成基板进退。由此，若使吸引管向远离碳纳米管形成基板的方向移动，则能够通过吸引管的吸引力拉出碳纳米管纤维组。拉出的碳纳米管纤维组与从其他碳纳米管形成基板拉出的碳纳米管纤维组交叉，两者结合。因此，能够通过使吸引管进退来将由初始拉出部拉出的碳纳米管纤维组与从其他碳纳米管形成基板拉出的碳纳米管纤维组一起向纱线制造部容易地供给。
也可以构成为吸引管具有圆弧形状，驱动部使吸引管以包围从其他碳纳米管形成基板拉出的碳纳米管纤维组的周围的方式进退。在该情况下，若在由吸引管拉出碳纳米管纤维组的状态下使吸引管向远离碳纳米管形成基板的方向后退，则由吸引管拉出的碳纳米管纤维组以从碳纳米管形成基板拉出的拉出位置为支点而摆动。进一步使吸引管以包围从其他碳纳米管形成基板拉出的碳纳米管纤维组的周围的方式后退，从而由吸引管拉出的碳纳米管纤维组与从其他碳纳米管形成基板拉出的碳纳米管纤维组接触。由此，能够使由吸引管拉出的碳纳米管纤维组与从其他碳纳米管形成基板拉出的碳纳米管纤维组容易地接触。
也可以构成为驱动部具备驱动辊以及从动辊，上述驱动辊以及从动辊夹持吸引管，通过驱动驱动辊来使吸引管进退。此时，能够通过驱动驱动辊来使吸引管容易地进退。
也可以构成为在吸引管的与驱动辊对置的面，设置有沿着吸引管的延伸方向延伸的引导部，在驱动辊设置有与引导部卡合的凹部。或者，也可以构成为在吸引管的与从动辊对置的面，设置有沿着吸引管的延伸方向延伸的引导部，在从动辊设置有与引导部卡合的凹部。在上述情况下，能够使吸引管在预先确定的方向进退，而吸引管不会旋转。
根据本发明，能够稳定地制造所希望的粗细的碳纳米管纱线。
附图说明
图1是表示一实施方式所涉及的纱线制造装置的简要结构的俯视图。
图2是表示图1的纤维供给部周围的立体图。
图3是表示图1的纤维供给部周围的俯视图。
图4是表示图1的初始拉出部的立体图。
图5是表示图1的初始拉出部的动作的图，其中，(a)是表示使吸引管后退的状态的立体图，(b)是表示使吸引管进入的状态的立体图。
图6是沿CNT纤维组的行进方向观察吸引管后退的样子的示意图。
图7是表示臂的保持部向保持位置移动的样子的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。此外，在附图的说明中，对相同的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
如图1～图4所示，纱线制造装置1是边使碳纳米管纤维组(以下，称为“CNT纤维组”)F行进边由CNT纤维组F制造碳纳米管纱线(以下，称为“CNT纱线”)Y的装置。纱线制造装置1构成为包含纤维供给部2、纱线制造部4、夹持辊部5、状态监视部6以及卷取部(连续拉出部)7。纤维供给部2、纱线制造部4、夹持辊部5、状态监视部6以及卷取部7依次配置于规定线L上，CNT纤维组F以及CNT纱线Y从纤维供给部2朝向卷取部7行进。此外，CNT纤维组F是集合多个由碳纳米管构成的纤维而形成的。CNT纱线Y是通过纱线制造部4将CNT纤维组F凝集为纱线状而形成的。
纤维供给部2对拉出CNT纤维组F的碳纳米管形成基板(以下，称为“CNT形成基板”)S进行保持。CNT形成基板S是被称为碳纳米管森林(carbonnanotubeforest)或碳纳米管的垂直取向构造体等的结构，通过化学气相沉积法等在基板上高密度且高取向地形成碳纳米管(例如，单层碳纳米管、双层碳纳米管、多层碳纳米管等)。作为基板，例如使用玻璃基板、硅基板、金属基板等。
纤维供给部2具备基板支承部10、供给状态变更机构20以及基板更换机构30。在本实施方式中，基板支承部10在纤维供给部2设置有5个。基板支承部10能够装卸地对拉出CNT纤维组F的CNT形成基板S进行支承。供给状态变更机构20对从CNT形成基板S拉出并向纱线制造部4供给的CNT纤维组F的供给状态进行变更。基板更换机构30将被基板支承部10支承的CNT形成基板S更换为其他CNT形成基板S。基板支承部10、供给状态变更机构20以及基板更换机构30的详细情况稍后进行叙述。
纱线制造部4对由后述的夹持辊部5拉出的CNT纤维组F实施假捻(仮撚り)。纱线制造部4将供给的空气吹向CNT纤维组F的周围，通过气流对CNT纤维组F实施假捻，生成CNT纱线Y。
夹持辊部5具备一对拉出CNT纤维组F的辊。设置于夹持辊部5的辊夹持被纱线制造部4实施捻合而形成的CNT纱线Y，并伴随着辊的旋转向卷取部7侧输送CNT纱线Y。从纱线制造部4送出紧后的CNT纱线Y会发生抖动，但通过利用设置于夹持辊部5的辊夹持CNT纱线Y而能够抑制抖动。
状态监视部6对CNT纱线Y的状态进行监视，这里对CNT纱线Y的粗细进行检测。作为状态监视部6，例如只要是光学式、接触式或静电电容式的传感器等能够检测CNT纱线Y的粗细的传感器，可以使用各种传感器等。状态监视部6的检测结果向供给控制部250输出。
卷取部7具备卷取管7a。在卷取管7a卷绕有CNT纱线Y。卷取管7a卷取CNT纱线Y，由此能够从CNT形成基板S连续地拉出CNT纤维组F。
接下来，对基板支承部10的详细情况进行说明。如图1以及图2等所示，基板支承部10以相对于纤维供给部2的底板2a垂直地立起的方式支承CNT形成基板S。此外，并不限定于以相对于底板2a垂直地立起的方式支承CNT形成基板S，也可以以基板面平行于底板2a的面的方式支承CNT形成基板S。这里，从多个CNT形成基板S分别拉出的CNT纤维组F在规定线L上，在通过由纱线制造部4赋予的假捻而产生的捻合的传播点G处相互结合。多个CNT纤维组F因由纱线制造部4进行的捻合的力以及CNT纤维组F间的范德华力等而相互凝集。多个基板支承部10以靠拉出CNT纤维组F的一侧的端面朝向凝集多个CNT纤维组F的规定线L上的传播点G的方式排列设置于底板2a上。
如图7所示，基板支承部10具备背面支承部11以及端部支承部12。端部支承部12对CNT形成基板S的靠底板2a侧的端部进行支承。此外，在本实施方式中，底板2a水平地设置有供基板支承部10安装的面，将相对于底板2a设置基板支承部10等的一侧作为“上”、将相对于底板2a未设置基板支承部10等的一侧作为“下”来对方向进行说明。
背面支承部11从端部支承部12立起，抵接于CNT形成基板S的背面。这里，CNT形成基板S的背面是指CNT形成基板S的基板面中的不形成碳纳米管的面。背面支承部11与构成支承对象的CNT形成基板S的下侧的边缘部附近对置。在背面支承部11设置有从上缘朝向下方切掉的切口部11b。在背面支承部11的与CNT形成基板S的背面对置的部位设置有吸引口11a。通过来自吸引口11a的吸引力，CNT形成基板S吸附于背面支承部11，从而CNT形成基板S支承于背面支承部11以及端部支承部12。
接下来，对供给状态变更机构20的详细情况进行说明。如图1～图4所示，供给状态变更机构20具备初始拉出部200以及供给控制部250。初始拉出部200从CNT形成基板S通过吸引力拉出CNT纤维组F。具体而言，初始拉出部200构成为包括底板201、辊支承部202、驱动辊203、第一从动辊204、第二从动辊205、驱动马达(驱动部)206以及吸引管210。
底板201能够摆动地安装于纤维供给部2的底板2a。在本实施方式中，如图3所示，以位于底板201的靠基板支承部10侧的端部附近的轴P为中心而摆动。初始拉出部200以轴P为中心摆动使吸引管210朝向CNT形成基板S侧进入，由此能够使吸引管210的前端(吸引口213)接近设置于纤维供给部2的5片CNT形成基板S中的任一片。底板201借助驱动底板201的驱动源而摆动。
在底板201设置有贯通孔201a。吸引管210通过贯通孔201a。由此，在使吸引管210相对于CNT形成基板S侧进退时，吸引管210与底板201不会干涉。
辊支承部202固定于底板201的上表面。在辊支承部202的一面能够旋转地安装有驱动辊203、第一从动辊204以及第二从动辊205。驱动辊203配置于比第一从动辊204以及第二从动辊205更靠基板支承部10侧的位置。吸引管210夹持在第一从动辊204与第一从动辊204及第二从动辊205之间而被支承。驱动辊203被驱动马达206驱动旋转。吸引管210通过驱动辊203的旋转而相对于CNT形成基板S侧进退。第一从动辊204以及第二从动辊205伴随着吸引管210的进退而从动旋转。
在驱动辊203的周面设置有沿周向延伸的凹部203a。凹部203a夹持设置于吸引管210的引导部212的侧面。凹部203a的底部与吸引管210的引导部212的端部抵接，伴随着驱动辊203的旋转而使吸引管210相对于CNT形成基板S进退。通过驱动辊203的凹部203a夹持吸引管210的引导部212来限制吸引管210的旋转。
在第一从动辊204的周面以及第二从动辊205的周面分别设置有沿周向延伸的凹部204a以及凹部205a。凹部204a以及205a分别以沿着吸引管210的管部211的外形的方式使剖面具有圆弧形状。
设置于第一从动辊204的凹部204a以及设置于第二从动辊205的凹部205a与吸引管210的管部211卡合，设置于驱动辊203的凹部203a与吸引管210的引导部212卡合，从而能够防止吸引管210从驱动辊203、第一从动辊204以及第二从动辊205脱落。
吸引管210具备管部211以及引导部212。管部211是具有圆弧形状的管状部件。在管部211的一端设置有吸引口213。吸引口213是形成为狭缝状的开口，开口朝向具有圆弧形状的管部211的外周侧方向。管部211的另一端连接于吸引装置。管部211的圆弧形状的外周侧的面与第一从动辊204以及第二从动辊205对置，圆弧形状的内周侧的面与驱动辊203对置。
引导部212设置在管部211的与驱动辊203对置的面。引导部212具有薄板形状，沿管部211的延伸方向延伸。引导部212被设置于驱动辊203的周面的凹部203a夹持。由此，吸引管210的圆弧形状内周侧朝向基板支承部10侧。
接下来，对初始拉出部200从CNT形成基板S拉出CNT纤维组F的构成进行说明。初始拉出部200对CNT纤维组F的拉出在新的CNT形成基板S设置于基板支承部10并重新开始CNT纤维组F的拉出的情况下等进行。
如图5(a)以及图5(b)所示，初始拉出部200使吸引管210朝向构成CNT纤维组F的拉出对象的CNT形成基板S进入。此时，初始拉出部200以从其他CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F与吸引管210交叉的方式(从上方观察CNT纤维组F以及吸引管210时两者交叉的方式)调节底板201的摆动角度，使吸引管210进入。此外，在图5(a)以及图5(b)中，表示从图中近前侧的CNT形成基板S拉出CNT纤维组F的情形。
这里，吸引管210具有圆弧形状。因此，若从如图5(a)所示那样吸引管210导入到底板2a的下表面侧的状态使吸引管210如图5(b)所示那样朝向构成CNT纤维组F的拉出对象的CNT形成基板S进入，则吸引口213伴随着吸引管210的进入而移动到比CNT纤维组F更靠上的位置，之后，再次朝向下方侧移动。即，如图6所示，在沿着CNT纤维组F的行进方向观察吸引口213的情况下，吸引口213以包围从其他CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F的周围的方式移动。
如图5(b)所示，使吸引管210进入而使吸引管210的吸引口213接近CNT形成基板S的端部，由此借助来自吸引口213的吸引力从CNT形成基板S拉出CNT纤维组F。吸引口213朝向管部211的外周面侧。因此，在使吸引管210朝向CNT形成基板S进入了时，吸引口213与CNT形成基板S的端面对置。由此，能够借助来自吸引口213的吸引力来从CNT形成基板S可靠地拉出CNT纤维组F。
在借助来自吸引口213的吸引力从CNT形成基板S拉出CNT纤维组F的状态下，初始拉出部200使吸引管210后退。此时，如图6所示，吸引口213以包围从其他CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F的周围的方式移动。通过吸引口213以包围从其他CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F的周围的方式移动，从而被吸引口213吸出的CNT纤维组F在捻合的传播点G的下游与其他CNT纤维组F接触并附着，而被捻入其他CNT纤维组F并向纱线制造部4输送。
这样一来，在初始拉出部200使吸引管210进入而从CNT形成基板S拉出CNT纤维组F之后使吸引管210后退，从而使新拉出的CNT纤维组F与其他CNT纤维组F凝结，能够与其他CNT纤维组F一起向纱线制造部4输送。
接下来，对供给控制部250所进行的初始拉出部200的控制进行说明。供给控制部250根据状态监视部6的检测结果来控制初始拉出部200从CNT形成基板S拉出CNT纤维组F。这里，如图5(a)所示，将设置于纤维供给部2的5个CNT形成基板S中的最靠近前侧的CNT形成基板S作为预备CNT形成基板S。这里，将配置于最靠近前侧的CNT形成基板S作为预备基板，但并不限定于最靠近前侧，也可以是其他CNT形成基板S，或者，也可以将多个CNT形成基板S作为预备基板。
供给控制部250在除预备(最靠近前侧)CNT形成基板S以外的CNT形成基板S没有碳纳米管的(全部被拉出的)情况下，或者，在因拉出不良等而导致从除预备CNT形成基板S以外的CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F的拉出量降低的情况下，从预备CNT形成基板S拉出CNT纤维组F并与从其他CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F一起向纱线制造部4输送。
更详细地说，供给控制部250对使初始拉出部200的底板201摆动的驱动源以及使吸引口213进退的驱动马达206的驱动进行控制，而通过初始拉出部200从预备CNT形成基板S进行CNT纱线Y的拉出。例如，在由状态监视部6检测到CNT纱线Y的粗细比规定范围的下限值细的情况下，供给控制部250如上所述地控制初始拉出部200，以使吸引管210朝向预备CNT形成基板S进入并拉出CNT纤维组F。而且，供给控制部250控制初始拉出部200，以使吸引管210后退并使拉出的CNT纤维组F与其他CNT纤维组F凝结。
相反，在由状态监视部6检测到CNT纱线Y的粗细比规定范围的下限值粗的情况下，供给控制部250以使拉出的CNT纤维组F减少的方式进行控制。作为使拉出的CNT纤维组F减少的机构，采用在CNT形成基板S与捻合的传播点G之间设置刀具等切断机构来切断拉出的CNT纤维组F的构造。另外，在拉出CNT纤维组F的CNT形成基板S的附近，以横穿CNT纤维组F的行进路径的方式使棒部件移动，由此能够切断从CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F。由此，能够减少拉出CNT纤维组F的CNT形成基板S的片数，因此能够使CNT纱线Y的粗细变细.
这样一来，供给控制部250能够根据状态监视部6的检测结果控制初始拉出部200，而追加拉出CNT纤维组F的CNT形成基板S，或者变更片数，由此控制向纱线制造部4供给的CNT纤维组F的量(控制CNT纤维组F的供给状态)。也可以通过变更从一个CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F的拉出分量来控制向纱线制造部4供给的CNT纤维组F的量。
接下来，对基板更换机构30的详细情况进行说明。基板更换机构30将支承于基板支承部10的CNT形成基板S更换为其他CNT形成基板S。在本实施方式中，基板更换机构30进行收纳在设置于纤维供给部2的附近的基板收纳部W的CNT形成基板S、与支承于基板支承部10的CNT形成基板S的更换。其中，基板更换机构30也可以使支承于一个基板支承部10的CNT形成基板S向其他基板支承部10移动。
如图1所示，基板更换机构30构成为包括基板更换部300、更换控制部350以及余量监视部370。如图1～图3所示，基板更换部300具备臂(移动机构部)301、臂驱动部(移动机构部)302、主体部(移动机构部)303、保持部304以及轨道305。轨道305固定于底板2a。轨道305沿着多个基板支承部10的排列方向延伸。此外，轨道305的一端朝向基板收纳部W延伸。主体部303与轨道305卡合，并沿着轨道305移动。由此，臂301等沿着被各基板支承部10支承的CNT形成基板S的排列方向移动。
臂驱动部302安装于主体部303的上表面，以沿着上下方向的直线为轴而相对于主体部303旋转。在臂驱动部302的侧面连结有臂301的基端。臂驱动部302以其与臂301的连结部分为轴使臂301而摆动，以使臂301的前端(设置有保持部304的一侧)向相对于底板2a接近的方向以及分离的方向移动。另外，臂驱动部302能够使其与臂301的连接部分沿上下方向移动。即，臂驱动部302能够使臂301整体沿上下方向移动。
保持部304设置于臂301的前端(与连接于臂驱动部302的一侧的端部相反的一侧的端部)。保持部304抵接于CNT形成基板S的背面。如图7所示，保持部304具有在与基板支承部10抵接的部位向基板支承部10侧伸出的伸出部304b。在保持部304的与CNT形成基板S的背面对置的部位设置有吸引口304a。另外，在伸出部304b也设置有吸引口304a。通过来自吸引口304a的吸引力，CNT形成基板S吸附于保持部304，从而CNT形成基板S保持于保持部304。
在伸出部304b也设置有吸引口304a，从而能够通过吸引口304a遍及CNT形成基板S的整体地对其进行吸引，而不是通过吸引口304a对CNT形成基板S的一侧的部分进行吸引。由此，能够通过保持部304稳定且可靠地保持CNT形成基板S。
在从基板支承部10接受CNT形成基板S时，或者，在向基板支承部10交接CNT形成基板S时，基板更换部300以使构成对象的基板支承部10的背面支承部11的与CNT形成基板S抵接的面和保持部304的与CNT形成基板S抵接的面一致的方式使保持部304移动，而使伸出部304b落入切口部11b内。此外，将在从基板支承部10接受CNT形成基板S时或在向基板支承部10交接CNT形成基板S时的保持部304的位置称为“保持位置”。该保持位置针对各基板支承部10而分别设定。基板更换部300能够使保持部304向设定于各基板支承部10的保持位置移动。
基板更换部300使保持部304在保持位置与基板收纳部W之间或者在保持位置与其他保持位置之间移动。具体而言，基板更换部300通过使主体部303沿着轨道305移动、使臂驱动部302相对于主体部303旋转、使臂301整体上下移动、以及使臂301摆动，来使保持部304在保持位置与基板收纳部W之间等移动，而进行支承于基板支承部10的CNT形成基板S的更换。
余量监视部370对支承于各基板支承部10的CNT形成基板S的CNT纤维组F的余量进行监视。余量监视部370例如能够通过对支承于基板支承部10的CNT形成基板S的重量进行测定来掌握残存在CNT形成基板S的CNT纤维组F的量。或者，余量监视部370能够通过利用照相机拍摄CNT形成基板S并对拍摄到的图像进行处理来掌握残存在CNT形成基板S的CNT纤维组F的量。根据残存在该CNT形成基板S的CNT纤维组F的量随时间的变化，能够识别CNT纤维组F的拉出不良。
另外，余量监视部370也能够根据从CNT形成基板S是否拉出CNT纤维组F来掌握残存在CNT形成基板S的CNT纤维组F的量。这是例如能够利用照相机对从CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F所行进的区域进行拍摄，并根据拍摄到的图像来掌握从CNT形成基板S是否拉出CNT纤维组F。例如，在从CNT形成基板S未拉出CNT纤维组F的情况下，能够判断为CNT形成基板S没有CNT纤维组F的余量。余量监视部370可以不通过上述的CNT纤维组F的余量的监视方法，而通过各种方法来监视余量。
接下来，对更换控制部350所进行的基板更换部300的控制进行说明。更换控制部350根据余量监视部370对CNT纤维组F的余量的监视结果，控制基板更换部300，以对没有CNT纤维组F的余量或拉出不良的CNT形成基板S、与收纳于基板收纳部W的新的CNT形成基板S进行更换。
具体而言，在由余量监视部370检测到没有CNT纤维组F的余量的CNT形成基板S的情况下，更换控制部350控制基板更换部300，以从基板支承部10接受没有余量的CNT形成基板S。然后，更换控制部350控制基板更换部300，以将接受到的没有余量的CNT形成基板S收纳于基板收纳部W。接下来，更换控制部350控制基板更换部300，以从基板收纳部W接受新的CNT形成基板S，并向未支承CNT形成基板S的基板支承部10交付新的CNT形成基板S。这样一来，更换控制部350根据余量监视部370的监视结果控制基板更换部300，来更换CNT形成基板S。
本实施方式以如上方式构成，供给状态变更机构20根据状态监视部6的监视结果来变更向纱线制造部4供给的CNT纤维组F的供给状态。这样一来，能够通过根据CNT纱线Y的状态变更CNT纤维组F的供给状态，来将使用CNT纤维组F制造的CNT纱线Y的粗细保持为恒定。由此，能够稳定地制造所希望的粗细的CNT纱线Y。
供给状态变更机构20通过变更拉出CNT纤维组F的CNT形成基板S的数量来变更CNT纤维组F的供给状态。这样一来，能够通过变更拉出CNT纤维组F的CNT形成基板S的数量来容易地变更CNT纤维组F的供给状态。
供给状态变更机构20使从CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F与从其他CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F接触，将两者结合。由此，能够将由初始拉出部200拉出的CNT纤维组F与从其他CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F一起向纱线制造部4容易地供给。
初始拉出部200通过吸引力而从CNT形成基板S拉出CNT纤维组F。此时，能够使用吸引力而以简单的结构拉出CNT纤维组F。
初始拉出部200通过使吸引管210进退来从CNT形成基板S拉出CNT纤维组F。另外，初始拉出部200以使从CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F与从其他CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F交叉的方式使吸引管210后退。由此，拉出的CNT纤维组F与从其他CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F交叉，两者结合。因此，能够通过使吸引管210进退来将由初始拉出部200拉出的CNT纤维组F与从其他CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F一起向纱线制造部4容易地供给。
吸引管210形成为圆弧状，以包围从其他CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F的周围的方式使吸引管210进退。在该情况下，若在由吸引管210拉出CNT纤维组F的状态下使吸引管210向远离CNT形成基板S的方向后退，则由吸引管210拉出的CNT纤维组F以从CNT形成基板S拉出的拉出位置为支点而摆动。然后，以包围从其他CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F的周围的方式使吸引管210进一步后退，从而由吸引管210拉出的CNT纤维组F与从其他CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F接触。由此，能够使由吸引管210拉出的CNT纤维组F与从其他CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F容易地接触。
初始拉出部200通过将吸引管210夹在驱动辊203与第一从动辊204及第二从动辊205之间并驱动驱动辊203来使吸引管210进退。此时，能够通过驱动驱动辊203来使吸引管210容易地进退。
在吸引管210设置有与驱动辊203的凹部203a卡合的引导部212。由此，初始拉出部200能够使吸引管210在预先确定的方向进退，而吸引管210不会旋转。
以上，对本发明的一实施方式以及变形例进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，使用状态监视部6来检测CNT纱线Y的粗细，但也可以取代状态监视部6，而通过利用照相机对从CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F进行拍摄并对拍摄到的图像进行处理，来对从CNT形成基板S拉出的CNT纤维组F的量或拉出的有无等进行监视。在该情况下，供给控制部250能够根据基于拍摄到的图像而获得的CNT纤维组F的量或拉出的有无等，来控制初始拉出部200。
在从CNT形成基板S拉出CNT纤维组F时，使用来自吸引口213的吸引力，但也可以通过吸引力以外的方法来拉出CNT纤维组F。例如，可以通过被称为微型钻头(microdrill)的工具等从CNT形成基板S拉出CNT纤维组F。或者，也可以通过胶带或钩状部件等拉出CNT纤维组F。
在吸引管210设置引导部212，并使引导部212与驱动辊203的凹部203a卡合，但也可以在吸引口213的靠第一从动辊204侧设置引导部212，并使引导部212与第一从动辊204或第二从动辊205卡合。或者，也可以在吸引管210的靠驱动辊203侧以及靠第一从动辊204侧双方设置引导部212，并使之与驱动辊203的凹部203a以及第一从动辊204的凹部204a等卡合。使用齿条作为引导部212，使用小齿轮作为驱动辊203，从而能够使吸引管210更可靠地动作。
作为CNT纤维组F的供给源，可以取代CNT形成基板S，而使用连续地合成碳纳米管而供给CNT纤维组F的装置等。使用通过气流来对CNT纤维组F实施捻合的纱线制造部4，但也可以使用通过使用气流以外的方法来对CNT纤维组F实施捻合的纱线制造部。也可以取代纱线制造部4以及卷取部7，而使用边对CNT纤维组F实施捻合(实捻(実撚り))来制造CNT纱线Y边卷取CNT纱线Y的装置等。另外，也可以使用细管来制造无捻的凝集纱线。此时，不产生捻合的传播点G，因此可以在传播点G的位置采用使CNT纤维组F集中的辊或引导部。
工业上的利用可能性
根据本发明，能够稳定地制造所希望的粗细的碳纳米管纱线。
附图标记说明：
1…纱线制造装置；4…纱线制造部；6…状态监视部；7…卷取部(连续拉出部)；10…基板支承部；11a…吸引口(基板支承部的吸引口)；20…供给状态变更机构；30…基板更换机构；200…初始拉出部；203…驱动辊；203a…凹部；204…第一从动辊(从动辊)；204a…凹部；205…第二从动辊(从动辊)；205a…凹部；210…吸引管；206…驱动马达(驱动部)；212…引导部；213…吸引口；250…供给控制部(供给状态变更机构的控制部)；300…基板更换部；301…臂(移动机构部)；302…臂驱动部(移动机构部)；303…主体部(移动机构部)；304…保持部；304a…吸引口(保持部的吸引口)；350…更换控制部(基板更换机构的控制部)；370…余量监视部；F…CNT纤维组；S…CNT形成基板；Y…CNT纱线；W…基板收纳部。

Claims (9)

1.一种纱线制造装置，其使碳纳米管纤维组凝集来制造碳纳米管纱线，
所述纱线制造装置的特征在于，具备：
基板支承部，其支承碳纳米管形成基板；
连续拉出部，其从所述碳纳米管形成基板连续地拉出所述碳纳米管纤维组；
纱线制造部，其使由所述连续拉出部拉出的所述碳纳米管纤维组凝集；
状态监视部，其对从所述碳纳米管形成基板拉出的所述碳纳米管纤维组的状态、或所述碳纳米管纱线的状态进行监视；以及
供给状态变更机构，其根据所述状态监视部的监视结果来对从所述碳纳米管形成基板拉出并向所述纱线制造部供给的所述碳纳米管纤维组的供给状态进行变更。
2.根据权利要求1所述的纱线制造装置，其特征在于，
所述基板支承部设置有多个，
所述供给状态变更机构通过变更拉出所述碳纳米管纤维组的所述碳纳米管形成基板的数量来变更所述碳纳米管纤维组的供给状态。
3.根据权利要求2所述的纱线制造装置，其特征在于，
所述供给状态变更机构具备：
初始拉出部，其从所述碳纳米管形成基板拉出所述碳纳米管纤维组，并使拉出的所述碳纳米管纤维组与从其他所述碳纳米管形成基板拉出的所述碳纳米管纤维组接触；以及
控制部，在追加拉出所述碳纳米管纤维组的所述碳纳米管形成基板的情况下，所述控制部控制所述初始拉出部，以从所述碳纳米管形成基板拉出所述碳纳米管纤维组，并使拉出的所述碳纳米管纤维组与从其他所述碳纳米管形成基板拉出的所述碳纳米管纤维组接触。
4.根据权利要求3所述的纱线制造装置，其特征在于，
所述初始拉出部通过吸引力从所述碳纳米管形成基板拉出所述碳纳米管纤维组。
5.根据权利要求4所述的纱线制造装置，其特征在于，
所述初始拉出部具备：
吸引管，其设置有吸引所述碳纳米管纤维组的吸引口；以及
驱动部，其以使被所述吸引管吸引出的所述碳纳米管纤维组与从所述其他碳纳米管形成基板拉出的所述碳纳米管纤维组交叉的方式，使所述吸引管相对于构成所述碳纳米管纤维组的拉出对象的所述碳纳米管形成基板进退。
6.根据权利要求5所述的纱线制造装置，其特征在于，
所述吸引管具有圆弧形状，
所述驱动部使所述吸引管以包围从所述其他碳纳米管形成基板拉出的所述碳纳米管纤维组的周围的方式进退。
7.根据权利要求6所述的纱线制造装置，其特征在于，
所述驱动部具备驱动辊以及从动辊，所述驱动辊以及从动辊夹持所述吸引管，通过驱动所述驱动辊来使所述吸引管进退。
8.根据权利要求7所述的纱线制造装置，其特征在于，
在所述吸引管的与所述驱动辊对置的面，设置有沿着所述吸引管的延伸方向延伸的引导部，
在所述驱动辊设置有与所述引导部卡合的凹部。
9.根据权利要求7或8所述的纱线制造装置，其特征在于，
在所述吸引管的与所述从动辊对置的面，设置有沿所述吸引管的延伸方向延伸的引导部，
在所述从动辊设置有与所述引导部卡合的凹部。
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