JP2006193359A - カーボンナノチューブの転写装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】常に導電性フィルムに均一にカーボンナノチューブを均一に転写でき、かつ、連続生産が可能なカーボンナノチューブの転写装置を提供する。
【解決手段】カーボンナノチューブ生成基板2 に導電性シート3 を重ね合わせ、カーボンナノチューブを基板から同シートへ転写する装置は、カーボンナノチューブ生成基板と導電性シートの重ね合わせ体を加熱する加熱ゾーンと、加熱ゾーンの下流に隣接して設けられ、かつ加熱状態の上記重ね合わせ体を冷やす冷却ゾーンとからなり、加熱ゾーンは、テーブル11の上にあって、導風管10と上部送りローラ4,9 を備えた加熱室6 と、テーブルの下にある下部送りローラ5 とからなり、上部送りローラと下部送りローラは上記重ね合わせ体を挟んでテーブル上を移動させ、冷却ゾーンは、テーブル上を送られて来る上記重ね合わせ体に冷風を当てる冷却ファン7 からなる、

【選択図】 図１

Description

本発明は、カーボンナノチューブ生成基板に導電性シートを重ね合わせ、カーボンナノチューブを基板から同シートへ転写する装置に関するものである。
近年、カーボンナノチューブは、大比表面積等のメリットを生かし、例えば、キャパシタや燃料電池、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）に応用されている。
一方、カーボンナノチューブ生成には、平滑な基板上にＦｅ等からなる触媒金属膜を形成し、基板温度を７００℃前後にした後、アセチレンガスを流すことで製造されてきた（特許文献１）。
しかし、カーボンナノチューブの生成には、６００℃以上の雰囲気における化学蒸着法（ＣＶＤ）を用いるので、カーボンナノチューブを生成させるための基板は、例えば、ガラスや金属のような耐熱性の高い材料からなるものに限られていた。
そこで、発明者らは、カーボンナノチューブ導電性材料を生成するのに転写法を適用して、導電性フィルム上にブラシ状のカーボンナノチューブを転写したカーポンナノチューブ導電性材料を用いることで、耐熱性がない材料にもカーボンナノチューブを生成することができるとともに、垂直配向のブラシ状カーボンナノチューブを有する導電性材料を大量に生産できる方法を見出した（特許文献２）。
特開２００１−２２０６７４号公報 特開２００４−３０９２６号公報
ところが、前記のように導電性フィルムにブラシ状のカーボンナノチュープを転写する方法では、転写時間および冷却温度、転写圧力の調整が不適切であると、カーボンナノチュープが導電性フィルムに均一に転写されないため、大量生産においては、歩留まり低下の原因となり、生産性が上がらないという問題があった。
本発明は、このような問題に鑑み、常に導電性フィルムに均一にカーボンナノチューブを均一に転写でき、かつ、連続生産が可能なカーボンナノチューブの転写装置を提供することを課題とする。
本発明の第１のものは、
カーボンナノチューブ生成基板に導電性シートを重ね合わせ、カーボンナノチューブを基板から同シートへ転写する装置であって、
上記装置は、カーボンナノチューブ生成基板と導電性シートの重ね合わせ体を加熱する加熱ゾーンと、加熱ゾーンの下流に隣接して設けられ、かつ加熱状態の上記重ね合わせ体を冷やす冷却ゾーンとからなり、
加熱ゾーンは、テーブルの上にあって、導風管と上部送りローラを備えた加熱室と、テーブルの下にある下部送りローラとからなり、上部送りローラと下部送りローラは上記重ね合わせ体を挟んでテーブル上を移動させ、
冷却ゾーンは、テーブル上を送られて来る上記重ね合わせ体に冷風を当てる冷却ファンからなる、
カーボンナノチューブの転写装置に係るものである。
第２の発明は、
第１の発明において、上記上部送りローラの内部に加熱源を設けたカーボンナノチューブの転写装置に係るものである。
第３の発明は、
カーボンナノチューブ生成基板に導電性シートを重ね合わせ、カーボンナノチューブを基板から同シートへ転写する装置であって、
上記装置は、カーボンナノチューブ生成基板と導電性シートの重ね合わせ体を加熱する加熱ゾーンと、加熱ゾーンの下流に隣接して設けられ、かつ加熱状態の上記重ね合わせ体を冷やす冷却ゾーンとからなり、
加熱ゾーンは、テーブルの上にあって、内部に加熱源を有する上部送りローラを備えた加熱室と、テーブルの下にある下部送りローラとからなり、上部送りローラと下部送りローラは上記重ね合わせ体を挟んでテーブル上を移動させ、
冷却ゾーンは、テーブル上を送られて来る上記重ね合わせ体に冷風を当てる冷却ファンからなる、
カーボンナノチューブの転写装置に係るものである。
本発明のカーボンナノチューブの転写装置によれば、常に均一に基板から導電性フィルムにカーボンナノチューブを転写でき、かつ、連続生産が可能である。
つぎに、本発明を具体的に説明するために、本発明の実施例を挙げる。
実施例１
図１〜５において、カーボンナノチューブの転写装置は、トレー(1) 上にその長さ方向に配列された複数のカーボンナノチューブ生成基板(2) に導電性シート(3) を重ね合わせ、カーボンナノチューブを基板から同シートへ転写する装置である。この実施例では同装置はカーボンナノチューブ生成基板(2) と導電性シート(3) の重ね合わせ体を加熱する加熱ゾーンと、加熱ゾーンの下流に隣接して設けられ、かつ加熱状態の上記重ね合わせ体を冷やす冷却ゾーンとからなる。
加熱ゾーンは、テーブル(11)の上にあって、熱風を導入する導風管(10)と複数の上部送りローラ(4)(9) を備えた加熱室(6) と、テーブル(11)の下にあって複数の下部送りローラ(5) とからなる。複数の上部送りローラ(4)(9) と複数の下部送りローラ(5) はそれぞれ対を成し、各対が上記重ね合わせ体を挟んでテーブル(11)上を移動させる。
導風管(10)は熱風発生器(14)から加熱室(6) の頂部に配されている。加熱室(6) にはアルミニウム製の導風板(16)が設けられ、導風管(10)から導入された熱風を上部送りローラ(9)に向ける。導風管(10)において熱風発生器(14)から加熱室(6) に至る部分は、グラスウールからなる断熱カバー(17)で被覆されている。加熱室(6) は熱風温度の低下を防ぐために木製であり、室内面はシリコーンシートで内張りされている。
上部送りローラ(4)(9) および下部送りローラ(5) はいずれもステンレスパイプとこれを覆うシリコーンゴムチューブからなる。シリコーンゴムチューブ被覆によりトレーの滑りを防ぐことができる。下部送りローラ(5) はチェーン(8) およびスプロケット(13)を介して駆動手段(20)により回転させられる。上部送りローラ(4)(9) はプラスチックギヤ(19)を介して下部送りローラ(5) と連動する。
冷却ゾーンはテーブル(11)上を加熱ゾーンから送られて来る上記重ね合わせ体に冷風を当てる冷却ファン(7) からなる。テーブル(11)の下には複数の下部送りローラ(5) が設けられ、テーブル(11)の上には複数の押えローラ(18)が設けられている。押えローラ(18)もステンレスパイプとこれを覆うシリコーンゴムチューブからなる。
下部送りローラ(5) および押えローラ(18)によってカーボンナノチューブ生成基板(2) と導電性シート(3) の重ね合わせ体がテーブル(11)上のトレー(1) にばねの付勢力で押付けられ、この状態で加熱後の重ね合わせ体が冷却ファン(7) によって冷やされる。
上記構成のカーボンナノチューブ転写装置において、トレー(1) 上にその長さ方向に配列されたカーボンナノチューブ生成基板(2) と、導電性シート(3) とが重ね合わされた状態でテーブル(11)の上を加熱ゾーンに送り込まれ、同ゾーンを通過する間に、上部送りローラ(4)(9) と下部送りローラ(5) によって圧着されると共に、導風管(10)から来る熱風により１０％未満（よりよくは５％前後０〜１７０℃に加熱される。次いで基板(2) の先端が加熱ゾーンから冷却ゾーンへ出た時点で冷却ゾーンにおいて冷却ファン(7) が駆動し始める。テーブル(11)の下には複数の下部送りローラ(5) が設けられ、基板(2) と導電性シート(3) の重ね合わせ体は５０℃以下まで冷却される。その後、基板(2) から導電性シート(3) が剥される。こうして、基板(2) から導電性フィルム(3) にカーボンナノチューブが転写される。
実施例２
この実施例では、上記加熱ゾーンの熱源として、導風管(10)による熱風供給の外、内部に加熱源を設けた上部送りローラを用いる。図６において、上流側の上部送りローラ(4)は中空構造をなし、円筒状のローラ軸(15)とその外側のローラ本体(12)とその外側のシリコンゴム外層(21)とからなる。その内部に加熱源としてシーズヒータ(22)が配設されている。
上流側の上部送りローラ(4)自体の加熱と導風管(10)による熱風供給との組み合わせにより、導電性シート全体がほぼ均一な温度分布となるため、カーボンナノチューブを導電性シートに確実に転写することができる。
実施例３
この実施例では、上記加熱ゾーンの熱源として、内部に加熱源を設けた上部送りローラ(4) だけを用いる。内部に加熱源を設けた上部送りローラ(4) の構成は、図６に基づいて実施例２で説明した通りである。
このように上流側の上部送りローラ(4) だけでも導電性シートを確実に加熱できる。
実施例のカーボンナノチューブの転写装置を示す平面図である。 実施例のカーボンナノチューブの転写装置を示す平面図である。 図１中のIII−III線に沿う断面図である。 図１中のIV−IV線に沿う断面図である。 図１中のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 内部に加熱源を設けた例を示す一部切欠側面図である。 図６ａ中のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
符号の説明
(1) ：トレー
(2) ：カーボンナノチューブ生成基板
(3) ：導電性シート
(4) ：上流側の上部送りローラ
(5) ：下部送りローラ
(6) ：加熱室
(7) ：冷却ファン
(8) ：チェーン
(9) ：下流側の上部送りローラ
(10)：導風管
(11)：テーブル
(12)：ローラ本体
(13)：スプロケット
(14)：熱風発生器
(15)：ローラ軸
(16)：導風板
(17)：断熱カバー
(18)：押えローラ
(19)：プラスチックギヤ
(20)：駆動手段
(21)：シリコンゴム外層
(22)：シーズヒータ

Claims (3)

  1. カーボンナノチューブ生成基板に導電性シートを重ね合わせ、カーボンナノチューブを基板から同シートへ転写する装置であって、
    上記装置は、カーボンナノチューブ生成基板と導電性シートの重ね合わせ体を加熱する加熱ゾーンと、加熱ゾーンの下流に隣接して設けられ、かつ加熱状態の上記重ね合わせ体を冷やす冷却ゾーンとからなり、
    加熱ゾーンは、テーブルの上にあって、導風管と上部送りローラを備えた加熱室と、テーブルの下にある下部送りローラとからなり、上部送りローラと下部送りローラは上記重ね合わせ体を挟んでテーブル上を移動させ、
    冷却ゾーンは、テーブル上を送られて来る上記重ね合わせ体に冷風を当てる冷却ファンからなる、
    カーボンナノチューブの転写装置。
  2. 上記上部送りローラの内部に加熱源を設けた請求項１記載のカーボンナノチューブの転写装置。
  3. カーボンナノチューブ生成基板に導電性シートを重ね合わせ、カーボンナノチューブを基板から同シートへ転写する装置であって、
    上記装置は、カーボンナノチューブ生成基板と導電性シートの重ね合わせ体を加熱する加熱ゾーンと、加熱ゾーンの下流に隣接して設けられ、かつ加熱状態の上記重ね合わせ体を冷やす冷却ゾーンとからなり、
    加熱ゾーンは、テーブルの上にあって、内部に加熱源を有する上部送りローラを備えた加熱室と、テーブルの下にある下部送りローラとからなり、上部送りローラと下部送りローラは上記重ね合わせ体を挟んでテーブル上を移動させ、
    冷却ゾーンは、テーブル上を送られて来る上記重ね合わせ体に冷風を当てる冷却ファンからなる、
    カーボンナノチューブの転写装置。
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