JP6373284B2 - ナノ構造フィルムのカートリッジベース払い出し - Google Patents
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Description
本開示によれば、ナノ構造体のモルフォロジーを維持できるナノ構造材料の収容、移送及び払い出しのためのシステム及び方法が提示される。例えば、長軸が互いに平行に配向整列されたカーボンナノチューブ(CNT)は、それらの空間構成において維持することができる。前記ナノ構造体は、コンパクトな形状のロール状に巻き上げることができるフレキシブル・サブストレート上に配置され、そのサブストレートは、所望の対象物にナノ構造体を成膜(deposit)する用途のために供給することができる。前記サブストレートは、ロール状に巻かれるときにサブストレートの表面をサブストレートの裏面からオフセットする隆起端縁(raised edges)を備え、損傷又はミスアライメントからナノ構造体の配向整列を保護することができる。ナノ構造体が配置され巻き上げられたサブストレートは、ナノ構造材料の取り扱いに関する現実の又は認知された環境、健康又は安全の懸念に対して保護するために密閉することができるカセットで供給することができる。前記サブストレートは、ナノ構造体の互いに平行な配向整列を維持しながら、サブストレート上に配置されているナノ構造体を対象物又は材料に供給できるようにカセット内で割り出し(index)することができる。
添付図面のいずれかを参照して、本開示の様々な実施形態について以下により詳しく説明する。
本出願は、2013年2月28日に出願された米国仮出願第61/771,072号(発明の名称:「METHOD AND APPARATUS FOR CARTRIDGE−BASED DISPENSING OF ALIGNED CARBON NANOTUBE FILMS」)に対して優先権を主張するものであり、その米国仮出願の内容は本明細書中に参照により組み込まれる。
Claims (28)
- ナノ構造材料管理システムであって、
持ち運び可能なカートリッジであって該カートリッジの内側領域と外側領域とを連通する開口部を有するカートリッジと、
少なくとも一方の面側にナノ構造フィルムを含むフレキシブル・サブストレートのロールと、を備え、
前記ロールは、前記カートリッジ内に回転可能に位置決めされ、
前記ロールは、前記フレキシブル・サブストレートが前記ロールから繰り出され前記フレキシブル・サブストレートの少なくとも一方の面側が前記開口部に位置するように配置及び構成され、それによって、前記ナノ構造フィルムの少なくとも一部は、前記カートリッジの外にある対象物に転写することができるように前記外側領域に露出している、ナノ構造材料管理システム。 - 前記カートリッジは、前記ナノ構造フィルムを払い出すレイアップ動作に使用されるカセットの少なくとも一部を形成する、請求項1に記載のシステム。
- 前記開口部を閉じるために前記開口部に位置し、それによって前記カートリッジの前記内側領域を密閉する密閉部材を更に備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記開口部に対して前記フレキシブル・サブストレートを変位させるために前記開口部とは反対側に位置する払い出しヘッドを更に備える、請求項1に記載のシステム。
- ロール構成における前記フレキシブル・サブストレートを隣接部分から間隔をあけて配置するために前記フレキシブル・サブストレートの表面から突出した少なくとも1つのストリップを更に備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記ロール構成における前記フレキシブル・サブストレートを隣接部分から間隔をあけて配置するために前記フレキシブル・サブストレートの表面に少なくとも2つのストリップを備え、前記少なくとも2つのストリップは前記フレキシブル・サブストレートの互いに対向する端縁部に位置している、請求項5に記載のシステム。
- 前記少なくとも2つのストリップの1つ又は複数のストリップは、前記フレキシブル・サブストレートから突出している前記少なくとも2つのストリップの1つ又は複数のストリップの突出量を減少させるように変更可能である、請求項6に記載のシステム。
- 前記少なくとも2つのストリップの1つ又は複数のストリップは、前記フレキシブル・サブストレートの表面から取り外し可能である、請求項7に記載のシステム。
- 前記フレキシブル・サブストレートと前記ナノ構造フィルムとの間に挿入された剥離可能な裏当て媒体を更に備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記剥離可能な裏当て媒体は、PTFE、ポリイミド、ポリエステル、ポリアクリルアミド、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、紙、金属箔、ポリマー、金属フィルム、紙フィルム、剥離ライナー、セロハン、粘土コートのクラフト紙、ポリプロピレン、グラシン紙、ポリエチレン又はシリコーンの1つ又は複数で構成されている、請求項9に記載のシステム。
- 前記開口部によって前記フレキシブル・サブストレートを割り出しするために前記フレキシブル・サブストレートに接続されたテープ・ドライブを更に備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記対象物に対する前記ナノ構造フィルムの配置に関連した現象を検出するためのセンサを更に備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記フレキシブル・サブストレートに対して移動、圧力、張力、速度、位置又は温度の1つ又は複数を適用するように動作可能なアクチュエータを更に備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記アクチュエータは、前記開口部を介して前記ナノ構造フィルムを突出させて前記対象物に接触させるために前記フレキシブル・サブストレートに移動又は圧力の1つ又は複数を適用するように動作する、請求項13に記載のシステム。
- 前記ナノ構造フィルムの中に配向整列されたナノ構造体を更に備え、
前記ナノ構造フィルムの少なくとも一部分が前記対象物に転写されるときに、前記配向整列されたナノ構造体の配向整列が維持される、請求項1に記載のシステム。 - ナノ構造材料を対象物に転写する方法であって、
ナノ構造フィルムをフレキシブル・サブストレートの少なくとも一方の面側に供給することと、
前記フレキシブル・サブストレートをロール状に巻き上げることと、
前記ロールが回転できる持ち運び可能なカートリッジに前記ロールを収容することと、
前記フレキシブル・サブストレートの前記少なくとも一方の面側が前記カートリッジにおける開口部に位置するように前記ロールから前記フレキシブル・サブストレートが繰り出され、それによって、前記ナノ構造フィルムの少なくとも一部分を前記フレキシブル・サブストレートから前記カートリッジの外部に位置する前記対象物に転写できるように前記ナノ構造フィルムは前記カートリッジの外部にアクセスできること、とを含む方法。 - 前記開口部によって前記フレキシブル・サブストレートを割り出して前記ナノ構造フィルムを前記対象物に成膜できるように動作するレイアップ機械に、前記カートリッジを装着することを更に含む、請求項16に記載の方法。
- 前記カートリッジを密閉するために前記開口部を覆うことを更に含む、請求項16に記載の方法。
- 前記フレキシブル・サブストレートに対して移動、圧力、張力、速度、位置又は温度の1つ又は複数を適用するためにアクチュエータを作動させることを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記ロールにおける前記フレキシブル・サブストレートを隣接部分から間隔をあけて配置するために前記フレキシブル・サブストレートの表面から突出した少なくとも1つのストリップを配置することを更に含む、請求項16に記載の方法。
- 前記フレキシブル・サブストレートと前記ナノ構造フィルムとの間に剥離可能な裏当て媒体を挿入することを更に含む、請求項16に記載の方法。
- 前記剥離可能な裏当て媒体は、PTFE、ポリイミド、ポリエステル、ポリアクリルアミド、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、紙、金属箔、ポリマー、金属フィルム、紙フィルム、剥離ライナー、セロハン、粘土コートのクラフト紙、ポリプロピレン、グラシン紙、ポリエチレン又はシリコーンの1つ又は複数で構成されている、請求項21に記載の方法。
- 前記対象物に対する前記ナノ構造フィルムの配置に関連した現象を検知することを更に含む、請求項16に記載の方法。
- 前記ナノ構造フィルム内に配向整列されたナノ構造体を設けることと、
前記ナノ構造フィルムの少なくとも一部分が前記対象物に転写されるときに、前記配向整列されたナノ構造体の配向整列が維持されること、とを更に含む、請求項16に記載の方法。 - 持ち運び可能なナノ構造材料管理システムであって、
レイアップ機械での使用に適した持ち運び可能なカートリッジに配置されたテープのロールを備え、
前記テープは、少なくとも一方の面側にナノ構造フィルムを含み、
前記少なくとも一方の面側は、外部の対象物に前記ナノ構造フィルムを転写できるように前記カートリッジの外部にアクセスできる、ナノ構造材料管理システム。 - 前記ナノ構造フィルム内の配向整列されたナノ構造体と、
前記ナノ構造フィルムの少なくとも一部分が前記対象物に転写されるときに維持されるように配向整列された前記ナノ構造体の配向整列と、を更に備える、請求項25に記載のシステム。 - ナノ構造材料管理システムであって、
持ち運び可能なカートリッジであって該カートリッジの内側領域と外側領域とを連通する開口部を有するカートリッジと、
少なくとも一方の面側に配向整列されたナノ構造体を有するナノ構造フィルムを含むフレキシブル・サブストレートのロールと、を備え、
前記ロールは、前記カートリッジ内に回転可能に位置決めされ、
前記ロールは、前記フレキシブル・サブストレートが前記ロールから繰り出され前記フレキシブル・サブストレートの少なくとも一方の面側が前記開口部に位置するように配置及び構成され、それによって、対象物への転写時に、前記配向整列されたナノ構造体の配向整列が維持された状態で、前記ナノ構造フィルムの少なくとも一部は、そのナノ構造フィルムの少なくとも一部を前記カートリッジの外にある対象物に転写できるように前記外側領域に露出している、ナノ構造材料管理システム。 - ナノ構造材料を対象物に転写する方法であって、
配向配列されたナノ構造体を有するナノ構造フィルムをフレキシブル・サブストレートの少なくとも一方の面側に供給することと、
前記フレキシブル・サブストレートをロール状に巻き上げることと、
前記ロールが回転できる持ち運び可能なカートリッジに前記ロールを収容することと、
前記フレキシブル・サブストレートの前記少なくとも一方の面側が前記カートリッジにおける開口部に位置するように前記ロールから前記フレキシブル・サブストレートが繰り出され、それによって、前記対象物への転写時に、前記配向整列されたナノ構造体の配向整列が維持された状態で、前記ナノ構造フィルムの少なくとも一部分を前記フレキシブル・サブストレートから前記カートリッジの外部に位置する対象物に転写できるように前記ナノ構造フィルムは前記カートリッジの外部にアクセスできること、とを含む方法。
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