JP2020180025A - Method and apparatus for producing carbon nanotube molding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カーボンナノチューブ成形体を製造する技術に関する。 The present invention relates to a technique for producing a carbon nanotube molded product.
近年、複数のカーボンナノチューブを様々な形状に成形し、ヒータやセンサ等の様々な製品に利用することが提案されている。例えば、特許文献1では、シート状または繊維状のカーボンナノチューブ構造体を接着剤を介して2枚の基板間に固定した比較的小型の加熱素子が開示されている。一方、特許文献2では、円筒状の基材表面に立設した多数のカーボンナノチューブの集合であるカーボンナノチューブアレイに対し、レーザを照射して螺旋状の溝を形成し、溝間に位置するサブアレイを引き出して線状のカーボンナノチューブワイヤを形成する技術が開示されている。
In recent years, it has been proposed to mold a plurality of carbon nanotubes into various shapes and use them in various products such as heaters and sensors. For example,
ところで、カーボンナノチューブを利用するヒータ等の製品を大型化しようとすると、通常、多数のカーボンナノチューブ繊維等を長手方向に接続し、さらに、当該長手方向に垂直な方向に配列して電極間に接続する必要があるため、製品の製造が複雑化するおそれがある。また、多数のカーボンナノチューブ繊維の配列方向において、発熱状態のムラが生じるおそれがある。このため、カーボンナノチューブ繊維よりも幅広の比較的長いテープ状のカーボンナノチューブ成形体が求められている。 By the way, in order to increase the size of a product such as a heater using carbon nanotubes, a large number of carbon nanotube fibers or the like are usually connected in the longitudinal direction, and further arranged in a direction perpendicular to the longitudinal direction and connected between electrodes. This can complicate product manufacturing. In addition, unevenness in the heat generation state may occur in the arrangement direction of a large number of carbon nanotube fibers. Therefore, there is a demand for a tape-shaped carbon nanotube molded product having a width wider than that of the carbon nanotube fiber.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、比較的長いテープ状のカーボンナノチューブ成形体を容易に製造することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to easily produce a relatively long tape-shaped carbon nanotube molded product.
請求項1に記載の発明は、カーボンナノチューブ成形体の製造方法であって、a)複数層の積層されたカーボンナノチューブシートである積層CNTシートを、保持ローラの円筒状の外側面に巻回された状態で準備する工程と、b)前記積層CNTシートが切断部により切断点にて積層方向に切断された状態で、軸方向を向く回転軸を中心として前記保持ローラを回転させて前記積層CNTシートを周方向に切断しつつ、前記切断点を前記保持ローラに対して前記軸方向に相対移動させることにより、前記積層CNTシートからテープ状のカーボンナノチューブ成形体を連続的に切り出す工程とを備える。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のカーボンナノチューブ成形体の製造方法であって、前記b)工程よりも後に、前記カーボンナノチューブ成形体を積層方向に挟んで圧密する工程をさらに備える。
The invention according to claim 2 is the method for producing a carbon nanotube molded article according to
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のカーボンナノチューブ成形体の製造方法であって、前記b)工程よりも後に、前記カーボンナノチューブ成形体を巻き取って回収する工程をさらに備え、前記カーボンナノチューブ成形体の回収速度を前記保持ローラからの前記カーボンナノチューブ成形体の繰り出し速度よりも速くすることにより、前記カーボンナノチューブ成形体が延伸される。
The invention according to claim 3 is the method for producing a carbon nanotube molded product according to
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれか1つに記載のカーボンナノチューブ成形体の製造方法であって、前記b)工程よりも後に、前記カーボンナノチューブ成形体の長手方向に離間する2つの測定位置間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗を測定する工程をさらに備える。
The invention according to claim 4 is the method for producing a carbon nanotube molded article according to any one of
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のカーボンナノチューブ成形体の製造方法であって、前記2つの測定位置間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗は4端子法にて測定される。 The invention according to claim 5 is the method for manufacturing a carbon nanotube molded body according to claim 4, and the resistance of the carbon nanotube molded body between the two measurement positions is measured by a four-terminal method.
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれか1つに記載のカーボンナノチューブ成形体の製造方法であって、前記b)工程よりも後に、テープ状の前記カーボンナノチューブ成形体を束ねて線状とする工程をさらに備える。
The invention according to claim 6 is the method for producing a carbon nanotube molded product according to any one of
請求項7に記載の発明は、テープ状のカーボンナノチューブ成形体を製造するカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、複数層の積層されたカーボンナノチューブシートである積層CNTシートを、円筒状の外側面に巻回された状態で保持する保持ローラと、軸方向を向く回転軸を中心として前記保持ローラを回転させる第1回転機構と、前記積層CNTシートを切断点にて積層方向に切断する切断部と、前記第1回転機構により前記保持ローラを回転させて前記積層CNTシートを周方向に切断するのと並行して、前記切断点を前記保持ローラに対して前記軸方向に相対移動させることにより、前記積層CNTシートからテープ状のカーボンナノチューブ成形体を連続的に切り出す切断点移動機構と、前記カーボンナノチューブ成形体を巻き取って回収する回収ローラと、前記回収ローラを回転させる第2回転機構とを備える。 The invention according to claim 7 is a carbon nanotube molded body manufacturing apparatus for manufacturing a tape-shaped carbon nanotube molded body, wherein a laminated CNT sheet, which is a laminated carbon nanotube sheet having a plurality of layers, is formed on a cylindrical outer surface. A holding roller that holds the CNT sheet in a wound state, a first rotating mechanism that rotates the holding roller around a rotation axis that faces the axial direction, and a cutting portion that cuts the laminated CNT sheet in the stacking direction at a cutting point. Then, in parallel with rotating the holding roller by the first rotating mechanism to cut the laminated CNT sheet in the circumferential direction, the cutting point is moved relative to the holding roller in the axial direction. , A cutting point moving mechanism for continuously cutting a tape-shaped carbon nanotube molded body from the laminated CNT sheet, a recovery roller for winding and collecting the carbon nanotube molded body, and a second rotating mechanism for rotating the recovery roller. To be equipped.
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、前記保持ローラと前記回収ローラとの間において、前記カーボンナノチューブ成形体を積層方向に挟んで圧密する一対の圧密ローラをさらに備える。 The invention according to claim 8 is the carbon nanotube molded article manufacturing apparatus according to claim 7, wherein the carbon nanotube molded article is sandwiched between the holding roller and the recovery roller in the stacking direction and compacted. It further includes a pair of compacted rollers.
請求項9に記載の発明は、請求項7または8に記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、前記第1回転機構および前記第2回転機構の少なくとも一方の回転速度を制御する回転制御部をさらに備え、前記回転制御部の制御により、前記回収ローラによる前記カーボンナノチューブ成形体の回収速度を前記保持ローラからの前記カーボンナノチューブ成形体の繰り出し速度よりも速くすることにより、前記保持ローラと前記回収ローラとの間において前記カーボンナノチューブ成形体が延伸される。 The invention according to claim 9 is the carbon nanotube molded body manufacturing apparatus according to claim 7 or 8, and is a rotation control unit that controls the rotation speed of at least one of the first rotation mechanism and the second rotation mechanism. By further controlling the rotation control unit, the recovery speed of the carbon nanotube molded body by the recovery roller is made faster than the feeding speed of the carbon nanotube molded body from the holding roller, whereby the holding roller and the said The carbon nanotube molded body is stretched between the recovery rollers.
請求項10に記載の発明は、請求項7ないし9のいずれか1つに記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、前記保持ローラと前記回収ローラとの間において、前記カーボンナノチューブ成形体の長手方向に離間する2つの測定位置間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗を測定する抵抗測定部をさらに備える。 The invention according to claim 10 is the carbon nanotube molded article manufacturing apparatus according to any one of claims 7 to 9, wherein the carbon nanotube molded article is placed between the holding roller and the recovery roller. A resistance measuring unit for measuring the resistance of the carbon nanotube molded product between two measurement positions separated in the longitudinal direction is further provided.
請求項11に記載の発明は、請求項10に記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、前記抵抗測定部は、一対の電源端子を介して前記2つの測定位置にて前記カーボンナノチューブ成形体に接触し、前記2つの測定位置の間に一定の大きさの電流を流す定電流電源と、一対の電圧計端子を介して前記2つの測定位置にて前記一対の電源端子と非接触状態で前記カーボンナノチューブ成形体に接触し、前記2つの測定位置の間の電圧を測定する電圧計とを備え、前記2つの測定位置間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗は、前記定電流電源からの電流値および前記電圧計による測定値に基づいて求められる。 The invention according to claim 11 is the carbon nanotube molded body manufacturing apparatus according to claim 10, wherein the resistance measuring unit is the carbon nanotube molded body at the two measurement positions via a pair of power supply terminals. In a non-contact state with the pair of power supply terminals at the two measurement positions via a pair of voltmeter terminals and a constant current power supply that contacts the two measurement positions and allows a constant magnitude of current to flow between the two measurement positions. A voltmeter that comes into contact with the carbon nanotube molded body and measures the voltage between the two measurement positions is provided, and the resistance of the carbon nanotube molded body between the two measurement positions is the current from the constant current power source. It is obtained based on the value and the value measured by the voltmeter.
請求項12に記載の発明は、請求項7に記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、前記保持ローラと前記回収ローラとの間において、前記カーボンナノチューブ成形体を積層方向に挟んで圧密する一対の第1ローラと、前記保持ローラと前記回収ローラとの間において、前記一対の第1ローラから前記カーボンナノチューブ成形体の長手方向に離間して配置され、前記カーボンナノチューブ成形体を積層方向に挟んで圧密する一対の第2ローラと、前記一対の第1ローラの一方と、前記一対の第2ローラの一方との間に一定の大きさの電流を流す定電流電源と、前記一対の第1ローラの他方と、前記一対の第2ローラの他方との間の電圧を測定する電圧計とを備え、前記一対の第1ローラと前記一対の第2ローラと間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗は、前記定電流電源からの電流値および前記電圧計による測定値に基づいて求められる。 The invention according to claim 12 is the carbon nanotube molded body manufacturing apparatus according to claim 7, wherein the carbon nanotube molded body is sandwiched between the holding roller and the recovery roller in the stacking direction and compacted. The pair of first rollers, the holding roller, and the recovery roller are arranged apart from the pair of first rollers in the longitudinal direction of the carbon nanotube molded body, and the carbon nanotube molded body is arranged in the stacking direction. A constant current power supply that allows a constant magnitude of current to flow between a pair of second rollers that are sandwiched and compacted, one of the pair of first rollers, and one of the pair of second rollers, and the pair of first rollers. A voltmeter for measuring the voltage between the other of the one roller and the other of the pair of second rollers, and the carbon nanotube molded body between the pair of first rollers and the pair of second rollers. The resistance is determined based on the current value from the constant current power source and the measured value by the voltmeter.
請求項13に記載の発明は、請求項7ないし12のいずれか1つに記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、前記保持ローラと前記回収ローラとの間において、テープ状の前記カーボンナノチューブ成形体を束ねて線状とする整形部をさらに備える。 The invention according to claim 13 is the carbon nanotube molded article manufacturing apparatus according to any one of claims 7 to 12, wherein the carbon nanotube in the form of a tape is provided between the holding roller and the collecting roller. A shaping portion for bundling the molded bodies into a linear shape is further provided.
本発明では、テープ状のカーボンナノチューブ成形体を容易に製造することができる。 In the present invention, a tape-shaped carbon nanotube molded product can be easily produced.
図1は、本発明の一の実施の形態に係るカーボンナノチューブ成形体製造装置1(以下、「CNT成形体製造装置1」とも呼ぶ。)の構成を示す側面図である。図2は、CNT成形体製造装置1の一部を示す斜視図である。CNT成形体製造装置1は、テープ状のカーボンナノチューブ成形体92(以下、「CNT成形体92」とも呼ぶ。)を製造する装置である。
FIG. 1 is a side view showing the configuration of a carbon nanotube molded body manufacturing apparatus 1 (hereinafter, also referred to as “CNT molded
CNT成形体製造装置1は、保持ローラ21と、第1回転機構22と、切断部23と、切断点移動機構24と、回収ローラ25と、第2回転機構26と、回転制御部31と、抵抗測定部4とを備える。なお、図2では、第1回転機構22、第2回転機構26、回転制御部31および抵抗測定部4の図示を省略している。
The CNT molded
保持ローラ21は、図1中の紙面に垂直な方向(以下、「軸方向」とも呼ぶ。)を向く回転軸J1を中心とする略円柱状または略円筒状の部材である。保持ローラ21の外側面は、軸方向に略平行に延びる略円筒面である。当該軸方向は、CNT成形体製造装置1において製造されるCNT成形体92の幅方向に対応する方向でもあるため、「幅方向」とも呼ぶ。
The
保持ローラ21の外側面上には、多数のカーボンナノチューブがシート状に成形された部材であるカーボンナノチューブシート(以下、「CNTシート」とも呼ぶ。)が、複数層積層された状態で巻回されている。換言すれば、保持ローラ21は、複数層の積層されたカーボンナノチューブシート(以下、「積層CNTシート91」とも呼ぶ。)を外側面上に巻回した状態で保持する。積層CNTシート91におけるCNTシートの積層数は、例えば、40〜100である。当該積層数は、2以上の範囲で適宜変更されてよい。積層CNTシート91を構成する多数のカーボンナノチューブは、保持ローラ21の回転軸J1を中心とする周方向に配向している。なお、本明細書におけるシート状とは、縦横の長さに対して厚さが薄い形状を意味する。また、本明細書におけるシート状とは、フィルム状と呼ばれる形状も含む概念である。
A carbon nanotube sheet (hereinafter, also referred to as “CNT sheet”), which is a member in which a large number of carbon nanotubes are formed into a sheet, is wound on the outer surface of the
第1回転機構22は、保持ローラ21を回転軸J1を中心として回転させる。図1に示す例では、第1回転機構22は、保持ローラ21を図中における時計回りに回転させる。第1回転機構22は、例えば、保持ローラ21に接続された電動回転モータである。
The
回収ローラ25は、軸方向を向く回転軸J2を中心とする略円柱状または略円筒状の部材である。回収ローラ25の外側面は、軸方向に略平行に延びる略円筒面である。第2回転機構26は、回収ローラ25を回転軸J2を中心として回転させる。図1に示す例では、第2回転機構26は、回収ローラ25を図中における時計回りに回転させる。第2回転機構26は、例えば、回収ローラ25に接続された電動回転モータである。
The
切断部23は、保持ローラ21に保持される積層CNTシート91を積層方向に切断する。当該積層方向とは、積層CNTシート91の厚さ方向であり、回転軸J1を中心とする径方向でもある。切断部23による積層CNTシート91の切断は、軸方向および回転軸J1を中心とする周方向における1点(以下、「切断点231」とも呼ぶ。)にて行われる。以下の説明では、回転軸J1を中心とする径方向および周方向を、単に「径方向」および「周方向」とも呼ぶ。
The cutting
図1に示す例では、切断部23は、積層CNTシート91および保持ローラ21の外側面に刃先を接触させた状態で、保持ローラ21の上方にて支持されるカッターである。当該カッターは、超音波を付与されることにより刃先が微細振動する超音波カッターであってもよい。切断部23は、例えば、切断点231(すなわち、略点状の切断位置)に向けてレーザ光を照射して積層CNTシート91の切断を行うレーザ光源であってもよい。切断部23は、切断点231において積層CNTシート91を切断することができるのであれば、カッターおよびレーザ光源以外の様々な構造を有していてもよい。
In the example shown in FIG. 1, the cutting
切断点移動機構24は、切断部23による切断点231を、保持ローラ21に対して軸方向に相対移動させる機構である。図1および図2に示す例では、切断点移動機構24は、軸方向に略直線状に延びるガイドに沿って移動する移動子を有する電動リニアモータである。当該移動子には、切断部23が固定されており、切断部23が移動子と共に軸方向に移動することにより、切断点231も軸方向に相対移動する。なお、切断部23は軸方向に移動せず、切断点移動機構24により保持ローラ21が軸方向に移動されることにより、切断点231が軸方向に相対移動されてもよい。上述のように、切断部23がレーザ光源である場合、切断点移動機構24は、切断部23から出射されたレーザ光を軸方向に走査する機構である。この場合、音響光学偏向素子、ポリゴンミラーまたは共振型ガルバノミラー等が切断点移動機構24として利用可能である。
The cutting point moving
CNT成形体製造装置1では、第1回転機構22により保持ローラ21を回転させることにより、切断部23の切断点231を積層CNTシート91に対して周方向に相対移動させて、積層CNTシート91を周方向に切断する。また、当該周方向の切断と並行して、切断点移動機構24により切断部23を移動させることにより、切断点231を積層CNTシート91に対して軸方向に相対移動させる。これにより、図2に示すように、積層CNTシート91からテープ状(すなわち、長さに対して幅が細い帯状)のCNT成形体92が螺旋状に連続的に切り出され、保持ローラ21から回収ローラ25に向かって繰り出される。
In the CNT molded
積層CNTシート91から切り出されるテープ状のCNT成形体92(いわゆる、カーボンナノチューブテープ)の幅は、例えば0.1mm〜100mmであり、好ましくは1mm〜50mmである。CNT成形体製造装置1では、保持ローラ21の回転速度、および、切断点231の軸方向における相対移動速度のうち少なくとも一方を調節することにより、CNT成形体92の幅が調節可能である。具体的には、保持ローラ21の回転速度を増大させることにより、あるいは、切断点231の相対移動速度を減少させることにより、CNT成形体92の幅を細くすることができる。また、保持ローラ21の回転速度を減少させることにより、あるいは、切断点231の相対移動速度を増大させることにより、CNT成形体92の幅を太くすることができる。
The width of the tape-shaped CNT molded body 92 (so-called carbon nanotube tape) cut out from the
図2では、積層CNTシート91のうち、切断部23により切断されて保持ローラ21から既に繰り出された部位(すなわち、テープ状のCNT成形体92として保持ローラ21から離間した部位)が存在していた位置を、二点鎖線にて示す。テープ状のCNT成形体92では、幅の細い複数層(例えば、40層〜100層)のCNTシートが厚さ方向(すなわち、図1中の上下方向)に積層されている。
In FIG. 2, there is a portion of the
保持ローラ21から繰り出されたテープ状のCNT成形体92は、第2回転機構26により回転される回収ローラ25により、巻き取られて回収される。回収ローラ25は、当該テープ状のCNT成形体92を、外側面状に巻回した状態で保持する。回収ローラ25は、例えば、図示省略の揺動機構により、回転軸J2に略平行に揺動しつつ(すなわち、往復移動しつつ)CNT成形体92を巻き取って回収する。当該揺動機構としては、例えば、電動リニアモータ等が利用可能である。
The tape-shaped CNT molded
回転制御部31は、第1回転機構22および第2回転機構26のうち少なくとも一方の回転速度を制御する。本実施の形態では、回転制御部31は、第1回転機構22および第2回転機構26の双方の回転速度を個別に制御する。回転制御部31は、例えば、プロセッサ、メモリ、入出力部およびバス等を備える通常のコンピュータシステムにより実現される。バスは、プロセッサ、メモリおよび入出力部を接続する信号回路である。メモリは、プログラムおよび各種情報を記憶する。プロセッサは、メモリに記憶されるプログラム等に従って、メモリ等を利用しつつ様々な処理(例えば、数値演算等)を実行する。入出力部は、操作者からの入力等を受け付け、他の構成(例えば、第1回転機構22および第2回転機構26)への信号を出力する。当該コンピュータシステムが所定のプログラムに基づいて処理を行うことにより、回転制御部31の各機能(例えば、記憶部および演算部)が実現される。回転制御部31は、例えば、プログラマブルロジックコントローラ(PLC:Programmable Logic Controller)であってもよく、回路基板等であってもよい。
The
CNT成形体製造装置1では、回転制御部31の制御により、例えば、回収ローラ25によるCNT成形体92の回収速度が、保持ローラ21からのCNT成形体92の繰り出し速度よりも速くされる。これにより、保持ローラ21と回収ローラ25との間において、テープ状のCNT成形体92が長手方向に延伸される。その結果、CNT成形体92が締められ(すなわち、高密度化され)、CNT成形体92を構成する多数のカーボンナノチューブ同士の密着性が向上する。なお、上述のCNT成形体92の回収速度と繰り出し速度とは同じであってもよく、回収速度が繰り出し速度よりも遅くされてもよい。
In the CNT molded
抵抗測定部4は、一対の第1ローラ41a,41bと、一対の第2ローラ42a,42bと、定電流電源43と、電圧計44と、抵抗演算部45とを備える。抵抗演算部45は、上述の回転制御部31と同様に、通常のコンピュータシステムにより実現される。抵抗演算部45は、回転制御部31を実現するコンピュータシステムにより、共に実現されてもよい。
The resistance measuring unit 4 includes a pair of
一対の第1ローラ41a,41bは、保持ローラ21と回収ローラ25との間に配置される。第1ローラ41aおよび第1ローラ41bはそれぞれ、図1中の紙面に垂直な方向を向く回転軸を中心とする略円柱状または略円筒状の部材であり、当該回転軸を中心として回転可能である。第1ローラ41aおよび第1ローラ41bはそれぞれ、保持ローラ21から回収ローラ25へと移動するテープ状のCNT成形体92の上側および下側に配置される。第1ローラ41aは、CNT成形体92の上側の主面(すなわち、上面)に接触する。第1ローラ41bは、CNT成形体92の下側の主面(すなわち、下面)に接触する。第1ローラ41a,41bは、好ましくは、CNT成形体92の幅方向の全幅に亘ってCNT成形体92に接触する。第1ローラ41a,41bは、例えば、外側面が金属または導電性樹脂等の導電性材料により形成された導電性ローラである。第1ローラ41a,41bは、CNT成形体92と電気的に接続される。
The pair of
第1ローラ41aと第1ローラ41bとは、CNT成形体92を挟んで、互いに非接触状態で上下方向に対向する。第1ローラ41aと第1ローラ41bとの間の上下方向の距離は、保持ローラ21から繰り出されるCNT成形体92の上下方向の厚さよりも小さい。したがって、当該CNT成形体92は、第1ローラ41aと第1ローラ41bとの間を通過することにより、上下方向(すなわち、厚さ方向)に圧縮される。換言すれば、一対の第1ローラ41a,41bは、CNT成形体92を積層方向に挟んで圧密する一対の圧密ローラである。なお、一対の第1ローラ41a,41bのうち一方が、間にCNT成形体92を挟んで、他方に向かって押圧されてもよい。当該押圧は、例えば、エアシリンダ等により実現される。
The
一対の第2ローラ42a,42bは、保持ローラ21と回収ローラ25との間に配置される。一対の第2ローラ42a,42bは、一対の第1ローラ41a,41bから図1中の左右方向(すなわち、テープ状のCNT成形体92の長手方向)に所定の距離、離間して配置される。図1に示す例では、一対の第2ローラ42a,42bは、一対の第1ローラ41a,41bと回収ローラ25との間に配置される。第2ローラ42aおよび第2ローラ42bはそれぞれ、図1中の紙面に垂直な方向を向く回転軸を中心とする略円柱状または略円筒状の部材であり、当該回転軸を中心として回転可能である。
The pair of
第2ローラ42aおよび第2ローラ42bはそれぞれ、保持ローラ21から回収ローラ25へと移動するテープ状のCNT成形体92の上側および下側に配置される。第2ローラ42aは、CNT成形体92の上面に接触する。第2ローラ42bは、CNT成形体92の下面に接触する。第2ローラ42a,42bは、好ましくは、CNT成形体92の幅方向の全幅に亘ってCNT成形体92に接触する。第2ローラ42a,42bは、例えば、外側面が金属または導電性樹脂等の導電性材料により形成された導電性ローラである。第2ローラ42a,42bは、CNT成形体92と電気的に接続される。
The
第2ローラ42aと第2ローラ42bとは、CNT成形体92を挟んで、互いに非接触状態で上下方向に対向する。第2ローラ42aと第2ローラ42bとの間の上下方向の距離は、一対の第1ローラ41a,41bを通過した後のCNT成形体92の上下方向の厚さよりも小さい。したがって、当該CNT成形体92は、第2ローラ42aと第2ローラ42bとの間を通過することにより、上下方向(すなわち、厚さ方向)に圧縮される。換言すれば、一対の第2ローラ42a,42bは、CNT成形体92を積層方向に挟んで圧密する一対の圧密ローラである。なお、一対の第2ローラ42a,42bのうち一方が、間にCNT成形体92を挟んで、他方に向かって押圧されてもよい。当該押圧は、例えば、エアシリンダ等により実現される。
The
抵抗測定部4では、一対の第1ローラ41a,41bと一対の第2ローラ42a,42bとの間におけるCNT成形体92の電気抵抗(以下、単に「抵抗」とも呼ぶ。)が測定される。以下の説明では、一対の第1ローラ41a,41bがCNT成形体92に接触する位置、および、一対の第2ローラ42a,42bがCNT成形体92に接触する位置をそれぞれ、「測定位置46」とも呼ぶ。すなわち、抵抗測定部4は、保持ローラ21と回収ローラ25との間において、CNT成形体92の長手方向に離間する2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗を測定する。
The resistance measuring unit 4 measures the electrical resistance (hereinafter, also simply referred to as “resistance”) of the CNT molded
具体的には、一対の第1ローラ41a,41bのうち一方の第1ローラと、一対の第2ローラ42a,42bのうち一方の第2ローラとに、定電流電源43が電気的に接続される。また、一対の第1ローラ41a,41bのうち他方の第1ローラと、一対の第2ローラ42a,42bのうち他方の第2ローラとに、電圧計44が電気的に接続される。
Specifically, the constant
図1に示す例では、定電流電源43は、第1ローラ41aおよび第2ローラ42bに電気的に接続される。定電流電源43は、第1ローラ41aを介してCNT成形体92の上面に電気的に接続され、第2ローラ42bを介してCNT成形体92の下面に電気的に接続される。電圧計44は第1ローラ41bおよび第2ローラ42aに電気的に接続される。電圧計44は、第1ローラ41bを介してCNT成形体92の下面に電気的に接続され、第2ローラ42aを介してCNT成形体92の上面に電気的に接続される。
In the example shown in FIG. 1, the constant
図1に示す例では、第1ローラ41aおよび第2ローラ42bは、CNT成形体92の2つの測定位置46と定電流電源43とを電気的に接続する一対の電源端子である。換言すれば、定電流電源43は、当該一対の電源端子である第1ローラ41aおよび第2ローラ42bを介して、2つの測定位置46にてCNT成形体92に接触する。定電流電源43は、第1ローラ41aと第2ローラ42bとの間(すなわち、2つの測定位置46の間)に、CNT成形体92を介して一定の大きさの電流を流す。
In the example shown in FIG. 1, the
また、第1ローラ41bおよび第2ローラ42aは、CNT成形体92の2つの測定位置46と電圧計44とを電気的に接続する一対の電圧計端子である。換言すれば、電圧計44は、当該一対の電圧計端子である第1ローラ41bおよび第2ローラ42aを介して、2つの測定位置46にてCNT成形体92に接触する。一対の電圧計端子である第1ローラ41bおよび第2ローラ42aは、上述のように、一対の電源端子である第1ローラ41aおよび第2ローラ42bと非接触状態で、CNT成形体92に接触する。電圧計44は、第1ローラ41bと第2ローラ42aとの間(すなわち、2つの測定位置46の間)の電圧を測定する。
The
定電流電源43から流される電流値、および、電圧計44による測定値(以下、「電圧測定値」とも呼ぶ。)は、抵抗演算部45へと送られる。抵抗演算部45では、当該電流値および電圧測定値に基づいて、一対の第1ローラ41a,41bと一対の第2ローラ42a,42bとの間(すなわち、2つの測定位置46の間)におけるCNT成形体92の抵抗が求められる。具体的には、上述の電圧測定値を電流値によって除算することにより、2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗が求められる。そして、当該抵抗を、2つの測定位置46間のCNT成形体92の長さ(すなわち、2つの測定位置46間の長手方向の距離)によって除算することにより、CNT成形体92の単位長さ当たりの抵抗が求められる。
The current value flowing from the constant
上述の電圧計44による電圧測定値の取得は、いわゆる4端子法により行われる。換言すれば、2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗は、4端子法にて測定される。4端子法では、一対の電圧計端子である第1ローラ41bおよび第2ローラ42aには、電圧計44の高い入力インピーダンスによりほとんど電流は流れない。このため、第1ローラ41bおよび第2ローラ42aの抵抗、並びに、第1ローラ41bおよび第2ローラ42aとCNT成形体92との接触抵抗の影響を抑制し、2つの測定位置46間における電圧を精度良く測定することができる。したがって、2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗、および、CNT成形体92の単位長さ当たりの抵抗が、精度良く求められる。
The acquisition of the voltage measurement value by the above-mentioned
次に、CNT成形体製造装置1によるCNT成形体92の製造の流れについて、図3を参照しつつ説明する。まず、外側面に積層CNTシート91が巻回された保持ローラ21が準備され、当該保持ローラ21がCNT成形体製造装置1に取り付けられることにより、積層CNTシート91が準備される(ステップS11)。上述の積層CNTシート91が巻回された保持ローラ21は、例えば、基板上に立設した多数のカーボンナノチューブの集合であるカーボンナノチューブアレイからCNTシートが引き出され、当該CNTシートが保持ローラ21の外側面に所定回数、巻回されることにより予め形成される。
Next, the flow of manufacturing the CNT molded
続いて、切断部23が保持ローラ21に近づけられ、保持ローラ21上の積層CNTシート91が、切断部23により切断点231にて積層方向に切断される。積層CNTシート91は、積層方向の厚さ全体に亘って切断部23により切断される。この状態で、第1回転機構22が駆動され、保持ローラ21が回転軸J1を中心として回転されることにより、積層CNTシート91が周方向に切断される。また、積層CNTシート91の周方向の切断と並行して、切断点移動機構24により切断点231を保持ローラ21に対して軸方向に移動させることにより、積層CNTシート91からテープ状のCNT成形体92が螺旋状に連続的に切り出される(ステップS12)。
Subsequently, the cutting
積層CNTシート91から切り出されたCNT成形体92は、一対の第1ローラ41a,41b、および、一対の第2ローラ42a,42bにより積層方向(すなわち、厚さ方向)に挟まれることにより圧密される(ステップS13)。また、ステップS13と並行して、抵抗測定部4により、2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗が測定される(ステップS14)。当該抵抗の測定は、上述のように、4端子法により行われる。
The CNT molded
抵抗測定部4では、保持ローラ21から回収ローラ25に向かって移動するCNT成形体92の2つの測定位置46間の抵抗が、継続的(すなわち、連続的または断続的)に測定される。そして、上述のように、CNT成形体92の単位長さ当たりの抵抗が求められて上記コンピュータシステムにより実現される記憶部等に記憶される。
The resistance measuring unit 4 continuously (that is, continuously or intermittently) measures the resistance between the two measuring
一対の第1ローラ41a,41bおよび一対の第2ローラ42a,42bの間を通過したCNT成形体92は、第2回転機構26により回転する回収ローラ25により、巻き取られて回収される(ステップS15)。CNT成形体製造装置1において、保持ローラ21に保持された1つの積層CNTシート91から得られるCNT成形体92の長さは、保持ローラ21の直径、積層CNTシート91の幅、および、CNT成形体92の幅等に応じて様々に変更可能である。例えば、保持ローラ21の直径および積層CNTシート91の幅がそれぞれ約300mmである場合、CNT成形体92の幅を約1mm〜約50mmの間で変更すると、CNT成形体92の長さは約5m〜約290mの間で変更される。CNT成形体92は、この長さのままで使用されてもよく、必要に応じて所定長さ(例えば、5cmまたは10cm)に切断されて使用されてもよい。
The CNT molded
CNT成形体製造装置1では、上述のように、回転制御部31により第1回転機構22および第2回転機構26が制御され、回収ローラ25におけるCNT成形体92の回収速度が、保持ローラ21からのCNT成形体92の繰り出し速度よりも速くされてもよい。これにより、保持ローラ21と回収ローラ25との間におけるCNT成形体92が長手方向に僅かに延伸されて高密度化される。
In the CNT molded
以上に説明したように、CNT成形体92の製造方法は、複数層の積層されたCNTシートである積層CNTシート91を、保持ローラ21の円筒状の外側面に巻回された状態で準備する工程(ステップS11)と、積層CNTシート91が切断部23により切断点231にて積層方向に切断された状態で、軸方向を向く回転軸J1を中心として保持ローラ21を回転させて積層CNTシート91を周方向に切断しつつ、切断点231を保持ローラ21に対して軸方向に相対移動させることにより、積層CNTシート91からテープ状のCNT成形体92を連続的に切り出す工程(ステップS12)と、を備える。これにより、比較的長いテープ状のCNT成形体92を容易に製造することができる。
As described above, in the method for manufacturing the CNT molded
上述のように、CNT成形体92の製造方法は、ステップS12よりも後に、CNT成形体92を積層方向に挟んで圧密する工程(ステップS13)をさらに備えることが好ましい。これにより、CNT成形体92を高密度化することができる。その結果、CNT成形体92の長手方向の略全長に亘って、CNT成形体92の厚さの均一性を向上することができる。また、CNT成形体92の強度を増大することもできる。
As described above, it is preferable that the method for manufacturing the CNT molded
上述のように、CNT成形体92の製造方法は、好ましくは、ステップS12よりも後に、CNT成形体92を巻き取って回収する工程(ステップS15)をさらに備える。また、好ましくは、CNT成形体92の回収速度を保持ローラ21からのCNT成形体92の繰り出し速度よりも速くすることにより、CNT成形体92が延伸される。この場合も、CNT成形体92を高密度化することができる。なお、CNT成形体92の高密度化は、CNT成形体92の当該延伸工程と、CNT成形体92の圧密工程(ステップS13)との双方により実現されてもよく、いずれか一方の工程のみにより実現されてもよい。
As described above, the method for producing the CNT molded
上述のように、CNT成形体92の製造方法は、ステップS12よりも後に、CNT成形体92の長手方向に離間する2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗を測定する工程(ステップS14)をさらに備えることが好ましい。これにより、CNT成形体92の製造中に、CNT成形体92の抵抗を取得することができる。その結果、抵抗が既知であるCNT成形体92を得ることができる。
As described above, the method for manufacturing the CNT molded
上述のように、2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗は、4端子法にて測定されることが好ましい。これにより、CNT成形体92の抵抗を精度良く測定することができる。
As described above, the resistance of the CNT molded
上述のように、抵抗測定部4では、CNT成形体92の製造と並行して、CNT成形体92の単位長さ当たりの抵抗が継続的に求められて記憶される。CNT成形体92がヒータまたはセンサ等の製品に使用される際には、CNT成形体92の単位長さ当たりの抵抗に基づいて製品設計が行われる。この場合、CNT成形体92の単位長さ当たりの抵抗について、CNT成形体92の全長に亘る算術平均が用いられてもよく、CNT成形体92の長手方向の各部分の抵抗が用いられてもよい。
As described above, the resistance measuring unit 4 continuously obtains and stores the resistance per unit length of the CNT molded
上述のCNT成形体製造装置1は、保持ローラ21と、第1回転機構22と、切断部23と、切断点移動機構24と、回収ローラ25と、第2回転機構26とを備える。保持ローラ21は、複数層の積層されたCNTシートである積層CNTシート91を、円筒状の外側面に巻回された状態で保持する。第1回転機構22は、軸方向を向く回転軸J1を中心として保持ローラ21を回転させる。切断部23は、積層CNTシート91を切断点231にて積層方向に切断する。切断点移動機構24は、第1回転機構22により保持ローラ21を回転させて積層CNTシート91を周方向に切断するのと並行して、切断点231を保持ローラ21に対して軸方向に相対移動させることにより、積層CNTシート91からテープ状のCNT成形体92を連続的に切り出す。回収ローラ25は、CNT成形体92を巻き取って回収する。第2回転機構26は、回収ローラ25を回転させる。当該CNT成形体製造装置1では、上記と同様に、長いテープ状のCNT成形体92を容易に製造することができる。
The above-mentioned CNT molded
上述のように、CNT成形体製造装置1は、保持ローラ21と回収ローラ25との間において、CNT成形体92を積層方向に挟んで圧密する一対の圧密ローラ(すなわち、一対の第1ローラ41a,41b、または、一対の第2ローラ42a,42b)をさらに備えることが好ましい。これにより、CNT成形体92を高密度化することができる。
As described above, the CNT
上述のように、CNT成形体92は、第1回転機構22および第2回転機構26の少なくとも一方の回転速度を制御する回転制御部31をさらに備えることが好ましい。また、好ましくは、回転制御部31の制御により、回収ローラ25によるCNT成形体92の回収速度を保持ローラ21からのCNT成形体92の繰り出し速度よりも速くすることにより、保持ローラ21と回収ローラ25との間においてCNT成形体92が延伸される。この場合も、CNT成形体92を高密度化することができる。
As described above, it is preferable that the CNT molded
上述のように、CNT成形体製造装置1は、保持ローラ21と回収ローラ25との間において、CNT成形体92の長手方向に離間する2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗を測定する抵抗測定部4をさらに備えることが好ましい。これにより、CNT成形体92の製造中に、CNT成形体92の抵抗を取得することができる。
As described above, the CNT molded
上述のように、抵抗測定部4は、定電流電源43と、電圧計44とを備えることが好ましい。定電流電源43は、一対の電源端子(すなわち、第1ローラ41aおよび第2ローラ42b)を介して2つの測定位置46にてCNT成形体92に接触し、当該2つの測定位置46の間に一定の大きさの電流を流す。電圧計44は、一対の電圧計端子(すなわち、第1ローラ41bおよび第2ローラ42a)を介して、2つの測定位置46にて上記一対の電源端子と非接触状態でCNT成形体92に接触し、2つの測定位置46の間の電圧を測定する。そして、2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗は、定電流電源43からの電流値、および、電圧計44による測定値に基づいて求められる。これにより、2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗を、4端子法を用いて精度良く測定することができる。
As described above, the resistance measuring unit 4 preferably includes a constant
上述のように、CNT成形体製造装置1は、一対の第1ローラ41a,41bと、一対の第2ローラ42a,42bと、定電流電源43と、電圧計44とを備えることが好ましい。一対の第1ローラ41a,41bは、保持ローラ21と回収ローラ25との間において、CNT成形体92を積層方向に挟んで圧密する。一対の第2ローラ42a,42bは、保持ローラ21と回収ローラ25との間において、一対の第1ローラ41a,41bからCNT成形体92の長手方向に離間して配置され、CNT成形体92を積層方向に挟んで圧密する。定電流電源43は、一対の第1ローラ41a,41bの一方と、一対の第2ローラ42a,42bの一方との間に一定の大きさの電流を流す。電圧計44は、一対の第1ローラ41a,41bの他方と、一対の第2ローラ42a,42bの他方との間の電圧を測定する。そして、一対の第1ローラ41a,41bと一対の第2ローラ42a,42bとの間におけるCNT成形体92の抵抗は、定電流電源43からの電流値、および、電圧計44による測定値に基づいて求められる。
As described above, the CNT molded
これにより、CNT成形体92の高密度化と、CNT成形体92の抵抗測定とを並行して行うことができる。また、CNT成形体92の高密度化を行う構造に、CNT成形体92の抵抗測定を行う構造を兼用させることにより、CNT成形体製造装置1の構造を簡素化することもできる。
As a result, the high density of the CNT molded
CNT成形体製造装置1では、図4に示すように、保持ローラ21と回収ローラ25との間に、テープ状のCNT成形体92を束ねて線状(ワイヤ状または糸状とも呼ぶ。)とする整形部47が設けられてもよい。図4に示す例では、整形部47は一対の第2ローラ42a,42bと回収ローラ25との間に配置される。整形部47は、例えば、CNT成形体92が通過する貫通孔を有する部材である。当該貫通孔は、例えば、貫通孔通過前のテープ状のCNT成形体92の幅よりも小さい直径を有する略円形である。
In the CNT molded
CNT成形体製造装置1に整形部47が設けられる場合、図3に示すステップS11〜S14が行われた後、テープ状のCNT成形体92は、一対の第2ローラ42a,42bから整形部47へと導かれる。テープ状のCNT成形体92は、整形部47の貫通孔を通過することにより、横断面が略円形となるように束ねられ、線状(いわゆる、無撚糸状)のCNT成形体92となる(図5:ステップS21)。当該線状のCNT成形体92は、図3の場合と同様に、回収ローラ25に巻き取られて回収される(ステップS15)。
When the shaping
以上に説明したように、図5に示すCNT成形体の製造方法は、テープ状のCNT成形体92の切り出し工程(ステップS12)よりも後に、テープ状のCNT成形体92を束ねて線状とする工程(ステップS21)をさらに備える。このように、一旦テープ状とされたCNT成形体92を束ねることにより、比較的太い線状のCNT成形体92(いわゆる、カーボンナノチューブワイヤ)を容易に製造することができる。
As described above, the method for manufacturing the CNT molded body shown in FIG. 5 is that the tape-shaped CNT molded
ステップS21は、ステップS12よりも後に行われるのであれば、必ずしもステップS14とステップS15との間に行われる必要はない。例えば、整形部47が、保持ローラ21と第1ローラ41a,41b(図1参照)との間に配置され、保持ローラ21から繰り出されるテープ状のCNT成形体92が、第1ローラ41a,41bに到達する前に、整形部47により横断面が略円形となるように束ねられ、線状(いわゆる、無撚糸状)のCNT成形体92とされてもよい。この場合、CNT成形体92の圧密は、整形部47により行われる。すなわち、図3に示すステップS12とステップS14との間において、ステップS13およびステップS21が、整形部47にて並行して行われる。これにより、線状のCNT成形体92における多数のカーボンナノチューブ同士の密着性がさらに向上する。この場合も、上記と同様に、比較的太い線状のCNT成形体92(いわゆる、カーボンナノチューブワイヤ)を容易に製造することができる。
If step S21 is performed after step S12, it does not necessarily have to be performed between step S14 and step S15. For example, the shaping
なお、整形部47は、必ずしも貫通孔が設けられた部材である必要はなく、様々に変更されてよい。例えば、整形部47は、テープ状のCNT成形体92を撚ることにより、線状(いわゆる、撚糸状)のCNT成形体92を形成する機構であってもよい。
The shaping
上述のCNT成形体製造装置1、および、CNT成形体92の製造方法では、様々な変更が可能である。
Various changes can be made in the above-mentioned CNT molded
例えば、第1回転機構22、第2回転機構26および切断点移動機構24は、上記説明にて例示された機構(すなわち、電動回転モータまたは電動リニアモータ)には限定されず、公知の様々な回転機構および移動機構であってよい。CNT成形体製造装置1の他の構成についても同様に、構造および形状は適宜変更されてよい。例えば、回収ローラ25の形状は、必ずしも略円柱状または略円筒状である必要はなく、他の様々な形状(例えば、略平板状)であってもよい。
For example, the
抵抗測定部4では、定電流電源43が第1ローラ41aおよび第2ローラ42aに接続され、電圧計44が第1ローラ41bおよび第2ローラ42bに接続されてもよい。あるいは、定電流電源43が第1ローラ41bおよび第2ローラ42bに接続され、電圧計44が第1ローラ41aおよび第2ローラ42aに接続されてもよい。
In the resistance measuring unit 4, the constant
抵抗測定部4では、4端子法による測定に利用される定電流電源43の一対の電源端子および電圧計44の一対の電圧計端子は、第1ローラ41a,41bおよび第2ローラ42a,42bとは別に設けられてもよい。この場合、抵抗測定部4によるCNT成形体92の抵抗測定(ステップS14)は、CNT成形体92の圧密(ステップS13)よりも前または後に行われてもよく、ステップS13と並行して行われてもよい。
In the resistance measuring unit 4, the pair of power supply terminals of the constant
抵抗測定部4では、2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗測定は、4端子法以外の方法により行われてもよい。
In the resistance measuring unit 4, the resistance of the CNT molded
CNT成形体製造装置1では、CNT成形体92の抵抗測定が不要である場合、抵抗測定部4は省略されてもよい。
In the CNT molded
CNT成形体92では、一対の第1ローラ41a,41bおよび一対の第2ローラ42a,42bのうち一方が省略され、他方が一対の圧密ローラとして利用されてもよい。CNT成形体92の高密度化が不要である場合、第1ローラ41a,41bおよび第2ローラ42a,42bは省略されてもよい。また、第1回転機構22および第2回転機構26の回転速度差によるCNT成形体92の延伸も省略されてよい。
In the CNT molded
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。 The above-described embodiments and configurations in the respective modifications may be appropriately combined as long as they do not conflict with each other.
1 CNT成形体製造装置
4 抵抗測定部
21 保持ローラ
22 第1回転機構
23 切断部
24 切断点移動機構
25 回収ローラ
26 第2回転機構
31 回転制御部
41a,41b 第1ローラ
42a,42b 第2ローラ
43 定電流電源
44 電圧計
46 測定位置
47 整形部
91 積層CNTシート
92 CNT成形体
231 切断点
J1 回転軸
S11〜S15,S21 ステップ
1 CNT molded body manufacturing equipment 4
Claims (13)
a)複数層の積層されたカーボンナノチューブシートである積層CNTシートを、保持ローラの円筒状の外側面に巻回された状態で準備する工程と、
b)前記積層CNTシートが切断部により切断点にて積層方向に切断された状態で、軸方向を向く回転軸を中心として前記保持ローラを回転させて前記積層CNTシートを周方向に切断しつつ、前記切断点を前記保持ローラに対して前記軸方向に相対移動させることにより、前記積層CNTシートからテープ状のカーボンナノチューブ成形体を連続的に切り出す工程と、
を備えることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体の製造方法。 A method for manufacturing carbon nanotube molded products.
a) A step of preparing a laminated CNT sheet, which is a laminated carbon nanotube sheet having a plurality of layers, in a state of being wound around a cylindrical outer surface of a holding roller.
b) In a state where the laminated CNT sheet is cut in the stacking direction at the cutting point by the cutting portion, the holding roller is rotated around a rotation axis facing the axial direction to cut the laminated CNT sheet in the circumferential direction. A step of continuously cutting out a tape-shaped carbon nanotube molded body from the laminated CNT sheet by moving the cutting point relative to the holding roller in the axial direction.
A method for producing a carbon nanotube molded product, which comprises the above.
前記b)工程よりも後に、前記カーボンナノチューブ成形体を積層方向に挟んで圧密する工程をさらに備えることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体の製造方法。 The method for producing a carbon nanotube molded product according to claim 1.
A method for producing a carbon nanotube molded product, which further comprises a step of sandwiching and compacting the carbon nanotube molded product in the stacking direction after the step b).
前記b)工程よりも後に、前記カーボンナノチューブ成形体を巻き取って回収する工程をさらに備え、
前記カーボンナノチューブ成形体の回収速度を前記保持ローラからの前記カーボンナノチューブ成形体の繰り出し速度よりも速くすることにより、前記カーボンナノチューブ成形体が延伸されることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体の製造方法。 The method for producing a carbon nanotube molded product according to claim 1 or 2.
A step of winding up and recovering the carbon nanotube molded product is further provided after the step b).
A method for producing a carbon nanotube molded product, which comprises stretching the carbon nanotube molded product by making the recovery speed of the carbon nanotube molded product faster than the feeding speed of the carbon nanotube molded product from the holding roller. ..
前記b)工程よりも後に、前記カーボンナノチューブ成形体の長手方向に離間する2つの測定位置間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗を測定する工程をさらに備えることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体の製造方法。 The method for producing a carbon nanotube molded product according to any one of claims 1 to 3.
A production of a carbon nanotube molded product, which further comprises a step of measuring the resistance of the carbon nanotube molded product between two measurement positions separated in the longitudinal direction of the carbon nanotube molded product after the step b). Method.
前記2つの測定位置間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗は4端子法にて測定されることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体の製造方法。 The method for producing a carbon nanotube molded product according to claim 4.
A method for producing a carbon nanotube molded product, wherein the resistance of the carbon nanotube molded product between the two measurement positions is measured by a four-terminal method.
前記b)工程よりも後に、テープ状の前記カーボンナノチューブ成形体を束ねて線状とする工程をさらに備えることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体の製造方法。 The method for producing a carbon nanotube molded product according to any one of claims 1 to 5.
A method for producing a carbon nanotube molded product, which further comprises a step of bundling the tape-shaped carbon nanotube molded product into a linear shape after the step b).
複数層の積層されたカーボンナノチューブシートである積層CNTシートを、円筒状の外側面に巻回された状態で保持する保持ローラと、
軸方向を向く回転軸を中心として前記保持ローラを回転させる第1回転機構と、
前記積層CNTシートを切断点にて積層方向に切断する切断部と、
前記第1回転機構により前記保持ローラを回転させて前記積層CNTシートを周方向に切断するのと並行して、前記切断点を前記保持ローラに対して前記軸方向に相対移動させることにより、前記積層CNTシートからテープ状のカーボンナノチューブ成形体を連続的に切り出す切断点移動機構と、
前記カーボンナノチューブ成形体を巻き取って回収する回収ローラと、
前記回収ローラを回転させる第2回転機構と、
を備えることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体製造装置。 A carbon nanotube molded product manufacturing device that manufactures a tape-shaped carbon nanotube molded product.
A holding roller that holds a laminated CNT sheet, which is a laminated carbon nanotube sheet of multiple layers, in a state of being wound around a cylindrical outer surface.
A first rotation mechanism that rotates the holding roller around a rotation axis that faces the axial direction,
A cutting portion that cuts the laminated CNT sheet in the stacking direction at a cutting point,
The holding roller is rotated by the first rotation mechanism to cut the laminated CNT sheet in the circumferential direction, and the cutting point is moved relative to the holding roller in the axial direction. A cutting point moving mechanism that continuously cuts out a tape-shaped carbon nanotube molded body from a laminated CNT sheet,
A recovery roller that winds up and collects the carbon nanotube molded product,
A second rotating mechanism for rotating the recovery roller and
A carbon nanotube molded product manufacturing apparatus, which comprises.
前記保持ローラと前記回収ローラとの間において、前記カーボンナノチューブ成形体を積層方向に挟んで圧密する一対の圧密ローラをさらに備えることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体製造装置。 The carbon nanotube molded product manufacturing apparatus according to claim 7.
An apparatus for producing a carbon nanotube molded product, further comprising a pair of compacted rollers that consolidate the carbon nanotube molded product by sandwiching it in the stacking direction between the holding roller and the collecting roller.
前記第1回転機構および前記第2回転機構の少なくとも一方の回転速度を制御する回転制御部をさらに備え、
前記回転制御部の制御により、前記回収ローラによる前記カーボンナノチューブ成形体の回収速度を前記保持ローラからの前記カーボンナノチューブ成形体の繰り出し速度よりも速くすることにより、前記保持ローラと前記回収ローラとの間において前記カーボンナノチューブ成形体が延伸されることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体製造装置。 The carbon nanotube molded product manufacturing apparatus according to claim 7 or 8.
A rotation control unit that controls the rotation speed of at least one of the first rotation mechanism and the second rotation mechanism is further provided.
By controlling the rotation control unit, the recovery speed of the carbon nanotube molded product by the recovery roller is made faster than the feeding speed of the carbon nanotube molded product from the holding roller, so that the holding roller and the recovery roller are brought into contact with each other. A carbon nanotube molded product manufacturing apparatus, characterized in that the carbon nanotube molded product is stretched between them.
前記保持ローラと前記回収ローラとの間において、前記カーボンナノチューブ成形体の長手方向に離間する2つの測定位置間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗を測定する抵抗測定部をさらに備えることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体製造装置。 The carbon nanotube molded product manufacturing apparatus according to any one of claims 7 to 9.
A resistance measuring unit for measuring the resistance of the carbon nanotube molded product at two measurement positions separated from each other in the longitudinal direction of the carbon nanotube molded product is further provided between the holding roller and the collecting roller. Carbon nanotube molded product manufacturing equipment.
前記抵抗測定部は、
一対の電源端子を介して前記2つの測定位置にて前記カーボンナノチューブ成形体に接触し、前記2つの測定位置の間に一定の大きさの電流を流す定電流電源と、
一対の電圧計端子を介して前記2つの測定位置にて前記一対の電源端子と非接触状態で前記カーボンナノチューブ成形体に接触し、前記2つの測定位置の間の電圧を測定する電圧計と、
を備え、
前記2つの測定位置間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗は、前記定電流電源からの電流値および前記電圧計による測定値に基づいて求められることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体製造装置。 The carbon nanotube molded product manufacturing apparatus according to claim 10.
The resistance measuring unit
A constant current power source that contacts the carbon nanotube molded product at the two measurement positions via the pair of power supply terminals and allows a current of a certain magnitude to flow between the two measurement positions.
A voltmeter that contacts the carbon nanotube molded body in a non-contact state with the pair of power supply terminals at the two measurement positions via the pair of voltmeter terminals and measures the voltage between the two measurement positions.
With
A carbon nanotube molded body manufacturing apparatus, characterized in that the resistance of the carbon nanotube molded body between the two measurement positions is determined based on a current value from the constant current power source and a measured value by the voltmeter.
前記保持ローラと前記回収ローラとの間において、前記カーボンナノチューブ成形体を積層方向に挟んで圧密する一対の第1ローラと、
前記保持ローラと前記回収ローラとの間において、前記一対の第1ローラから前記カーボンナノチューブ成形体の長手方向に離間して配置され、前記カーボンナノチューブ成形体を積層方向に挟んで圧密する一対の第2ローラと、
前記一対の第1ローラの一方と、前記一対の第2ローラの一方との間に一定の大きさの電流を流す定電流電源と、
前記一対の第1ローラの他方と、前記一対の第2ローラの他方との間の電圧を測定する電圧計と、
を備え、
前記一対の第1ローラと前記一対の第2ローラと間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗は、前記定電流電源からの電流値および前記電圧計による測定値に基づいて求められることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体製造装置。 The carbon nanotube molded product manufacturing apparatus according to claim 7.
A pair of first rollers that sandwich and compact the carbon nanotube molded body between the holding roller and the collecting roller,
A pair of first rollers are arranged between the holding roller and the collecting roller so as to be separated from the pair of first rollers in the longitudinal direction of the carbon nanotube molded body, and the carbon nanotube molded body is sandwiched and compacted in the stacking direction. With 2 rollers
A constant current power source that allows a current of a certain magnitude to flow between one of the pair of first rollers and one of the pair of second rollers.
A voltmeter that measures the voltage between the other of the pair of first rollers and the other of the pair of second rollers.
With
The resistance of the carbon nanotube molded product between the pair of first rollers and the pair of second rollers is determined based on the current value from the constant current power source and the measured value by the voltmeter. Carbon nanotube molded product manufacturing equipment.
前記保持ローラと前記回収ローラとの間において、テープ状の前記カーボンナノチューブ成形体を束ねて線状とする整形部をさらに備えることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体製造装置。 The carbon nanotube molded product manufacturing apparatus according to any one of claims 7 to 12.
An apparatus for manufacturing a carbon nanotube molded product, further comprising a shaping portion for bundling the tape-shaped carbon nanotube molded product into a linear shape between the holding roller and the collecting roller.
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JP2002028888A (en) * | 2000-07-14 | 2002-01-29 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Cutting method and device for rubbery elastic sheet |
US20110140309A1 (en) * | 2009-12-11 | 2011-06-16 | Beijing Funate Innovation Technology Co., Ltd. | Method for making carbon nanotube structure |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06179196A (en) * | 1992-12-15 | 1994-06-28 | Atsusato Kitamura | Manufacture of super long type and device therefor |
JP2002028888A (en) * | 2000-07-14 | 2002-01-29 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Cutting method and device for rubbery elastic sheet |
US20110140309A1 (en) * | 2009-12-11 | 2011-06-16 | Beijing Funate Innovation Technology Co., Ltd. | Method for making carbon nanotube structure |
JP2017137594A (en) * | 2016-02-04 | 2017-08-10 | 日立造船株式会社 | Method for producing carbon nanotube twisted yarn and carbon nanotube twisted yarn |
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