KR102598779B1 - 카본 나노 튜브로 이루어진 장척물의 제조 방법 - Google Patents

카본 나노 튜브로 이루어진 장척물의 제조 방법 Download PDF

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토쿠센 코교 가부시키가이샤
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Abstract

다수의 카본 나노 튜브를 포함하는 장척물의 제조 방법은, (1) 제1 어레이로부터 상기 카본 나노 튜브를 서서히 인출하여 제1 웨브(10a)를 얻는 공정, (2) 상기 제1 웨브(10a)의 일부를 제1 유지 기구(12a)에 접촉시켜, 이 제1 유지 기구(12a)에 이 제1 웨브(10a)를 유지하는 공정, (3) 제2 어레이로부터 상기 카본 나노 튜브를 서서히 인출하여 제2 웨브(10b)를 얻는 공정, (4) 상기 제2 웨브(10b)의 일부를 제2 유지 기구(12b)에 접촉시켜, 이 제2 유지 기구(12b)에 이 제2 웨브(10b)를 유지하는 공정, 및 (5) 상기 제1 웨브(10a)의 폭방향과 상기 제2 웨브(10b)의 폭방향이 실질적으로 일치하는 상태로, 상기 제1 웨브(10a)의 상기 제1 유지 기구(12a)의 근방과, 상기 제2 웨브(10b)의 상기 제2 유지 기구(12b)의 근방을 중합하여 조인트를 형성하는 공정을 포함한다.

Description

카본 나노 튜브로 이루어진 장척물의 제조 방법
본 발명은, 그 재질이 카본 나노 튜브인 장척물(Long Member)의 제조 방법에 관한 것이다.
카본 나노 튜브는, 도전성, 열전도성 및 비강도가 우수하다. 여러 분야에서 카본 나노 튜브의 이용이 검토되고 있다. 개개의 카본 나노 튜브는 미세하다. 따라서, 구조의 요소로는, 다수의 카본 나노 튜브의 집합물이 이용될 수 있다. 집합물로서 웨브(Web) 및 선(Yarn)이 알려져 있다.
카본 나노 튜브는 화학 기상 성장법으로 제조될 수 있다. 이 방법에 의해 카본 나노 튜브의 어레이가 얻어진다. 이 어레이에서는 다수의 카본 나노 튜브가 소정 방향으로 배향되어 있다. 이 어레이로부터 카본 나노 튜브가 서서히 인출된다. 이들 카본 나노 튜브는 웨브를 형성한다. 웨브는 시트형이다.
이 웨브가 다른 웨브와 연결됨으로써 조인트가 형성되고, 장척 웨브가 얻어진다. 이 장척 웨브로부터 장척의 선도 얻을 수 있다. 조인트를 갖는 선의 제조 방법이 일본특허공개 제2011-153392호 공보에 개시되어 있다.
특허문헌 1 : 일본특허공개 제2011-153392호 공보
카본 나노 튜브는 다른 물체에 대한 부착력이 크다는 성질을 갖는다. 따라서 카본 나노 튜브는 취급성이 떨어진다. 일본특허공개 제2011-153392호 공보에 개시된 방법에서는, 조인트의 형성에 어려움이 따른다. 또한, 이 방법으로 얻어진 장척 웨브에서는, 조인트에 있어서 카본 나노 튜브의 배치가 흐트러진다. 따라서, 조인트와 다른 부분에서, 카본 나노 튜브가 발휘하는 특성이 크게 다르다. 이 방법에서는, 고품질의 장척물은 얻을 수 없다.
본 발명의 목적은, 그 재질이 카본 나노 튜브이고 또한 고품질의 장척물이 얻어지는 제조 방법의 제공에 있다.
본 발명은, 다수의 카본 나노 튜브를 포함하는 장척물의 제조 방법에 관한 것이다. 이 제조 방법은,
(1) 제1 어레이로부터 상기 카본 나노 튜브를 서서히 인출하여 제1 웨브를 얻는 공정,
(2) 상기 제1 웨브의 일부를 제1 유지 기구에 접촉시켜, 이 제1 유지 기구에 이 제1 웨브를 유지하는 공정,
(3) 제2 어레이로부터 상기 카본 나노 튜브를 서서히 인출하여 제2 웨브를 얻는 공정,
(4) 상기 제2 웨브의 일부를 제2 유지 기구에 접촉시켜, 이 제2 유지 기구에 이 제2 웨브를 유지하는 공정,
(5) 상기 제1 웨브의 폭방향과 상기 제2 웨브의 폭방향이 실질적으로 일치하는 상태로, 상기 제1 웨브의 상기 제1 유지 기구의 근방과, 상기 제2 웨브의 상기 제2 유지 기구의 근방을 중합하여 조인트를 형성하는 공정
을 포함한다.
바람직하게는, 이 제조 방법은 상기 공정(5) 후에,
상기 조인트에 장력을 부여하는 공정
을 더 포함한다.
바람직하게는, 이 제조 방법은 상기 공정(5) 후에,
상기 조인트를 가압하는 공정
을 더 포함한다.
바람직하게는, 이 제조 방법은 상기 공정(5) 후에,
상기 제1 웨브의 상기 제1 유지 기구에 잔존하는 부분이 상기 조인트로부터 분리되는 공정
을 더 포함한다.
바람직하게는, 이 제조 방법은 상기 공정(5) 후에,
상기 제2 웨브의 상기 제2 유지 기구에 잔존하는 부분이 상기 조인트로부터 분리되는 공정
을 더 포함한다.
바람직하게는, 이 제조 방법은 상기 공정(5) 후에,
상기 장척물의 길이 방향에 대하여 교차하는 방향으로 상기 제1 유지 기구 또는 상기 제2 유지 기구를 이동시켜, 상기 조인트에서의 상기 카본 나노 튜브의 밀도를 높이는 공정
을 더 포함한다.
바람직하게는, 이 제조 방법은 상기 공정(5) 후에,
상기 제1 웨브 및 상기 제2 웨브에서의 카본 나노 튜브를 집속시켜 선형으로 하는 공정
을 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 공정(2)에서, 제1 웨브의 폭 이상의 폭을 갖는 제1 유지 기구가 이용된다. 바람직하게는, 상기 공정(4)에서, 제2 웨브의 폭 이상의 폭을 갖는 제2 유지 기구가 이용된다.
바람직하게는, 상기 공정(2)에서, 그 재질이, 천연 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 혹은 우레탄 고무를 기재로 하는 고무 조성물; 우레탄 수지 혹은 불소 수지를 기재로 하는 수지 조성물; 세라믹스 또는 금속인 제1 유지 기구가 이용된다. 바람직하게는, 상기 공정(4)에서, 그 재질이, 천연 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 혹은 우레탄 고무를 기재로 하는 고무 조성물; 우레탄 수지 혹은 불소 수지를 기재로 하는 수지 조성물; 세라믹스 또는 금속인 제2 유지 기구가 이용된다.
바람직하게는, 상기 공정(2)에서, 그 연장 방향이 제1 웨브의 폭방향에 대하여 경사진 제1 유지 기구가 이용된다. 바람직하게는, 상기 공정(4)에서, 그 연장 방향이 제2 웨브의 폭방향에 대하여 경사진 제2 유지 기구가 이용된다.
바람직하게는, 상기 공정(2)에서, 제1 유지 기구의 근방에서 하류로 갈수록 그 폭이 서서히 커지는 형상을 갖는 제1 웨브가 이용된다. 바람직하게는, 상기 공정(4)에서, 제2 유지 기구의 근방에서 상류로 갈수록 그 폭이 서서히 커지는 형상을 갖는 제2 웨브가 이용된다.
바람직하게는, 상기 공정(5)에서 형성되는 조인트의 길이는 2 mm 이상 50 mm 이하이다.
다른 관점에 의하면, 본 발명에 관한 장치는, 다수의 카본 나노 튜브를 포함하는 장척물의 제조에 사용된다. 이 장치는,
상기 카본 나노 튜브로 이루어진 제1 웨브를 유지하기 위한 제1 유지 기구,
상기 카본 나노 튜브로 이루어진 제2 웨브를 유지하기 위한 제2 유지 기구,
상기 제2 웨브가 상기 제1 웨브와 중복되도록, 상기 제2 유지 기구를 상기 제1 유지 기구에 대하여 상대적으로 이동시킬 수 있는 이동 기구
를 갖는다.
바람직하게는, 제1 유지 기구의 폭은 제1 웨브의 폭보다 크다. 바람직하게는, 제2 유지 기구의 폭은 제2 웨브의 폭보다 크다.
본 발명에 관한 제조 방법에서는, 제1 웨브가 제2 웨브와 연결된다. 따라서 이 제조 방법에서는, 그 재질이 카본 나노 튜브인 장척물이 얻어진다. 이 장척물에서는, 제1 웨브와 제2 웨브의 조인트에 있어서, 카본 나노 튜브의 나열이 균일하다. 이 장척물은 품질이 우수하다.
도 1은, 본 발명의 일실시형태에 관한 장척체의 제조 방법에 사용되는 제1 어레이가 기판과 함께 도시된 사시도이다.
도 2는, 도 1의 제1 어레이가 이용된 장척체의 제조 방법이 도시된 플로우도이다.
도 3의 (a)는 도 2의 제조 방법의 하나의 공정이 도시된 정면도이며, 도 3의 (b)는 그 평면도이다.
도 4의 (a)는 도 2의 제조 방법의 다른 공정이 도시된 정면도이며, 도 4의 (b)는 그 평면도이다.
도 5는, 도 2의 제조 방법의 또 다른 공정이 도시된 확대 정면도이다.
도 6은, 도 5의 공정이 도시된 평면도이다.
도 7의 (a)는 도 2의 제조 방법의 또 다른 공정이 도시된 정면도이며, 도 7의 (b)는 그 평면도이다.
도 8은, 도 2의 제조 방법의 또 다른 공정이 도시된 확대 정면도이다.
도 9는, 도 8의 공정이 도시된 평면도이다.
도 10은, 도 2의 제조 방법의 또 다른 공정이 도시된 확대 정면도이다.
도 11은, 도 2의 제조 방법의 또 다른 공정이 도시된 확대 정면도이다.
도 12는, 도 11의 공정이 도시된 평면도이다.
도 13은, 도 2의 제조 방법의 또 다른 공정이 도시된 확대 정면도이다.
도 14는, 도 2의 제조 방법으로 얻어진 장척 웨브의 일부가 도시된 확대 평면도이다.
도 15는, 도 2의 제조 방법의 또 다른 공정이 도시된 확대 정면도이다.
도 16은, 도 2의 제조 방법의 또 다른 공정이 도시된 확대 정면도이다.
도 17은, 도 2의 제조 방법의 또 다른 공정이 도시된 확대 정면도이다.
도 18의 (a)는 본 발명의 다른 실시형태에 관한 제조 방법의 하나의 공정이 도시된 평면도이며, 도 18의 (b)는 이 제조 방법의 다른 공정이 도시된 평면도이다.
도 19는, 도 18의 제조 방법으로 얻어진 장척 웨브의 일부가 도시된 확대 평면도이다.
도 20은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 제조 방법의 하나의 공정이 도시된 평면도이다.
도 21은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 제조 방법의 하나의 공정이 도시된 평면도이다.
도 22는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 제조 방법의 하나의 공정이 도시된 정면도이다.
도 23은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 제조 방법의 하나의 공정이 도시된 정면도이다.
도 24는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 제조 방법의 하나의 공정이 도시된 정면도이다.
도 25는, 도 2의 방법을 위한 제조 장치가 도시된 정면도이다.
도 26은, 도 25의 장치가 도시된 좌측면도이다.
이하, 적절하게 도면을 참조하면서, 바람직한 실시형태에 기초하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1에는, 제1 어레이(2a)와 기판(4)이 도시되어 있다. 제1 어레이(2a)는 블록 형상을 갖는다. 이 제1 어레이(2a)는 다수의 카본 나노 튜브(6)의 집합체이다. 설명의 편의상, 도 1에서 카본 나노 튜브(6)가 해칭되어 있다. 이들 카본 나노 튜브(6)는 제1 어레이(2a)의 두께 방향(Z 방향)으로 배향되어 있다. 바꾸어 말하면, 개개의 카본 나노 튜브(6)는 기판(4)에 대하여 대체로 기립해 있다. 제1 어레이(2a)의 제조에는 여러 방법이 채용될 수 있다. 전형적인 방법은 화학 기상 성장법이다. 이 방법에서는, 기판(4)으로부터 상측으로 갈수록 개개의 카본 나노 튜브(6)가 서서히 성장한다.
각각의 카본 나노 튜브(6)의 직경은, 통상은 0.5 nm 이상 100 nm 이하이다. 이 카본 나노 튜브(6)의 길이는, 통상은 0.5μ m 이상 10 mm 이하이다. 카본 나노 튜브(6)의 층구조는, 단층 구조이어도 좋고, 2층 구조이어도 좋고, 다층 구조이어도 좋다. 구조가 다른 복수종류의 카본 나노 튜브(6)로 제1 어레이(2a)가 형성되어도 좋다.
도 2는, 도 1의 제1 어레이(2a)가 이용된 장척체의 제조 방법이 도시된 플로우도이다. 이 제조 방법에서는, 제1 어레이(2a)로부터의 카본 나노 튜브(6)의 인출이 시작된다(STEP1).
도 3에, 이 인출의 양상이 도시되어 있다. 도 3의 (a)는 정면도이며, 도 3의 (b)는 평면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 인출은 제1 어레이(2a)의 측면(8)으로부터 이루어진다. 1개 또는 소수의 카본 나노 튜브(6)가 척되어 인출된다. 인출된 카본 나노 튜브(6)에 추종하여, 제1 어레이(2a)로부터 다른 카본 나노 튜브(6)가 순차적으로 인출된다. 이 때의 카본 나노 튜브(6)끼리는 반데르발스 힘에 의해 결합하고 있다. 카본 나노 튜브(6)는 하류측(도 3에서의 우측)으로 진행한다.
이 인출이 계속되는 것에 의해 제1 웨브(10a)가 형성된다(STEP2). 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 웨브(10a)의 두께(Z 방향의 사이즈)는 작다. 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 웨브(10a)의 폭(Y 방향의 사이즈)은 크다. 바꾸어 말하면, 제1 웨브(10a)는 시트형이다. 본 실시형태에서는, 제1 웨브(10a)의 폭은 하류로 갈수록 서서히 작아졌다. 바꾸어 말하면, 제1 웨브(10a)의 폭은, 제1 어레이(2a)의 폭과 동일하거나 이것보다 작다. 제1 웨브(10a)의 폭이 일정해도 좋다. 제1 웨브(10a)의 폭이 하류로 갈수록 서서히 커져도 좋다.
도 3에는, 유지 기구로서의 제1 롤러(12a)가 도시되어 있다. 도 3의 (a)에서 명확한 바와 같이, 제1 롤러(12a)는 제1 웨브(10a)의 하측에 위치하고 있고, 제1 웨브(10a)로부터 이격되어 있다. 도 3의 (b)에서 명확한 바와 같이, 제1 롤러(12a)의 폭(Y 방향의 사이즈)은 제1 웨브(10a)의 폭에 비하여 충분히 크다.
이 인출이 계속되는 것에 의해 제1 웨브(10a)가 성장한다. 이 인출이 계속되는 것에 의해, 카본 나노 튜브(6)가 소비되고, 제1 어레이(2a)의 사이즈가 축소된다. 도 4에는, 축소된 제1 어레이(2a)가 도시되어 있다.
충분히 인출된 후, 제1 웨브(10a)에 제1 롤러(12a)가 접촉한다(STEP3). 이 실시형태에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 웨브(10a)의 하면에 제1 롤러(12a)가 접촉한다. 또한, 이 제1 롤러(12a)보다 상류에서 제1 웨브(10a)가 절단된다(STEP4). 절단에 의해, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 웨브(10a)의 일부가 제1 롤러(12a)에 감긴다. 이 감긴 부분은, 제1 웨브(10a)의 유지 여유(14a)(마진)이다. 이 유지 여유(14a)의 흡착력에 의해, 제1 웨브(10a)가 제1 롤러(12a)에 유지된다(STEP5). 제1 롤러(12a)가 제1 웨브(10a)의 폭 이상의 폭을 갖기 때문에, 카본 나노 튜브(6)의 배치가 흐트러지지 않고, 제1 웨브(10a)가 제1 롤러(12a)에 유지될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 이 상태의 제1 웨브(10a)는 제1 어레이(2a)(도 4 참조)와 가장자리가 끊어져 있다. 절단(STEP4)이, 감기에 의한 유지(STEP5) 후에 행해져도 좋다. 흡착량이 충분하지 않은 경우, 접착제, 양면 테이프 등의 보조 수단에 의해 유지되어도 좋다.
한편, 도 7에 도시되는 제2 어레이(2b)가 준비된다. 이 제2 어레이(2b)의 구조는 제1 어레이(2a)의 구조와 동일하다. 제2 어레이(2b)는 다수의 카본 나노 튜브(6)를 갖는다. 이 제2 어레이(2b)로부터의 카본 나노 튜브(6)의 인출이 시작된다(STEP6). 인출된 카본 나노 튜브(6)에 추종하여, 제2 어레이(2b)로부터 다른 카본 나노 튜브(6)가 순차적으로 인출된다. 이 때의 카본 나노 튜브(6)끼리는, 반데르발스 힘에 의해 결합하고 있다. 카본 나노 튜브(6)는 하류측으로 진행한다. 이 인출에 의해 제2 웨브(10b)가 형성된다(STEP7). 제2 웨브(10b)는 제1 웨브(10a)와 마찬가지로 시트 형상을 갖는다. 본 실시형태에서는, 제2 웨브(10b)의 폭은 하류로 갈수록 서서히 작아졌다. 바꾸어 말하면, 제2 웨브(10b)의 폭은, 제2 어레이(2b)의 폭과 동일하거나 이것보다 작다. 제2 웨브(10b)의 폭이 일정해도 좋다. 제2 웨브(10b)의 폭이 하류로 갈수록 서서히 커져도 좋다.
도 7에는, 제2 롤러(12b)가 도시되어 있다. 도 7의 (b)에서 명확한 바와 같이, 이 제2 롤러(12b)의 폭(Y 방향의 사이즈)은 제2 웨브(10b)의 폭에 비하여 충분히 크다.
이 인출의 비교적 이른 단계(제2 어레이(2b)의 잔존 사이즈가 큰 단계)에서, 제2 웨브(10b)에 제2 롤러(12b)가 접촉한다(STEP8). 이 실시형태에서는, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 웨브(10b)의 상면에 제2 롤러(12b)가 접촉한다. 또한, 이 제2 롤러(12b)보다 하류에서 제2 웨브(10b)가 절단된다(STEP9). 절단에 의해, 도 8 및 9에 도시된 바와 같이, 제2 웨브(10b)의 일부가 제2 롤러(12b)에 감긴다. 이 감긴 부분은 제2 웨브(10b)의 유지 여유(14b)(마진)이다. 이 유지 여유(14b)의 흡착력에 의해 제2 웨브(10b)가 제2 롤러(12b)에 유지된다(STEP10). 이 상태의 제2 웨브(10b)는 제2 어레이(2b)와 이어져 있다. 제2 롤러(12b)가 제2 웨브(10b)의 폭 이상의 폭을 갖기 때문에, 카본 나노 튜브(6)의 배치가 흐트러지지 않고, 제2 웨브(10b)가 제2 롤러(12b)에 유지될 수 있다. 절단(STEP9)이, 감기에 의한 유지(STEP10) 후에 행해져도 좋다. 흡착량이 충분하지 않은 경우, 접착제, 양면 테이프 등의 보조 수단에 의해 유지되어도 좋다.
제2 어레이(2b)로부터의 카본 나노 튜브(6)의 인출의 개시(STEP6)로부터, 제2 웨브(10b)의 제2 롤러(12b)에 의한 유지(STEP10)까지의 공정이, 제1 어레이(2a)로부터의 카본 나노 튜브(6)의 인출의 개시(STEP1)로부터, 제1 웨브(10a)의 제1 롤러(12a)에 의한 유지(STEP5)까지의 공정에 앞서서 행해져도 좋다. 제2 어레이(2b)로부터의 카본 나노 튜브(6)의 인출의 개시(STEP6)로부터, 제2 웨브(10b)의 제2 롤러(12b)에 의한 유지(STEP10)까지의 공정이, 제1 어레이(2a)로부터의 카본 나노 튜브(6)의 인출의 개시(STEP1)로부터, 제1 웨브(10a)의 제1 롤러(12a)에 의한 유지(STEP5)까지의 공정과 동시에 진행해도 좋다.
제2 웨브(10b)의 유지(STEP10)가 완료한 후의 제1 롤러(12a) 및 제2 롤러(12b)가 도 10에 도시되어 있다. 도 10에서는, 제1 롤러(12a)는 제2 롤러(12b)의 상류(좌측)에 위치하고 있다. 또한 제1 롤러(12a)는 제2 롤러(12b)의 하측에 위치하고 있다. 따라서, 제1 웨브(10a)는 제2 웨브(10b)의 하측에 위치하고 있다. 제1 웨브(10a) 중 유지 여유(14a)를 제외한 부분은, 제1 롤러(12a)의 상부(16)의 근방으로부터 하류(우측)를 향해 연장되어 있다. 제2 웨브(10b) 중 유지 여유(14b)를 제외한 부분은, 제2 롤러(12b)의 하부(18)의 근방으로부터 상류를 향해 연장되어 있다.
제1 롤러(12a)가 제2 롤러(12b)의 상측에 위치해도 좋다. 이 경우, 제1 웨브(10a) 중 유지 여유(14a)를 제외한 부분은, 제1 롤러(12a)의 하부의 근방으로부터 하류를 향해 연장된다. 제2 웨브(10b) 중 유지 여유(14b)를 제외한 부분은, 제2 롤러(12b)의 상부의 근방으로부터 상류를 향해 연장된다.
다음으로, 제2 롤러(12b)는, Z 방향에서 상대적으로 제1 롤러(12a)에 근접한다(STEP11). 본 실시형태에서는, 제1 롤러(12a) 및 제2 롤러(12b)가 모두 이동한다. 구체적으로는, 제1 롤러(12a)는 도 10의 화살표 A1이 나타내는 방향으로 이동하고, 제2 롤러(12b)는 도 10의 화살표 A2가 나타내는 방향으로 이동한다. 이동(STEP11)이 완료한 후의 제1 롤러(12a) 및 제2 롤러(12b)가 도 11 및 12에 도시되어 있다.
도 12에서는, 제1 웨브(10a)의 폭방향은 Y 방향이고, 제2 웨브(10b)의 폭방향도 Y 방향이다. 바꾸어 말하면, 제1 웨브(10a)의 폭방향과 제2 웨브(10b)의 폭방향은 일치하고 있다. 제1 웨브(10a)의 폭방향과 제2 웨브(10b)의 폭방향이 다소는 상이해도 좋다.
도 11 및 12에서는, 제1 웨브(10a) 중 제1 롤러(12a)의 상부(16)와 제2 롤러(12b)의 하부(18) 사이의 부분과, 제2 웨브(10b) 중 제1 롤러(12a)의 상부(16)와 제2 롤러(12b)의 하부(18) 사이의 부분이 중복되어 있다. 바꾸어 말하면, 제1 롤러(12a)의 근방에 있는 제1 웨브(10a)와 제2 롤러(12b)의 근방에 있는 제2 웨브(10b)가 중복되어 있다. 이 중복에 의해 조인트(20)가 형성되어 있다(STEP12). 이 조인트(20)에서는, 제1 웨브(10a)의 카본 나노 튜브(6)와 제2 웨브(10b)의 카본 나노 튜브(6)가, 반데르발스 힘에 의해 결합하고 있다.
다음으로, 제1 웨브(10a)의 유지 여유(14a)가 이 제1 웨브(10a)의 잔여 부분으로부터 분리된다. 마찬가지로, 제2 웨브(10b)의 유지 여유(14b)가 이 제2 웨브(10b)의 잔여 부분으로부터 분리된다. 바꾸어 말하면, 유지 여유(14a) 및 유지 여유(14b)가 조인트(20)로부터 분리된다(STEP13). 이러한 분리는, 바늘 또는 커터날에 의해 행해질 수 있다. 이러한 분리가 행해지지 않아도 좋다. 이러한 분리가 나중에 행해져도 좋다. 유지 여유(14a) 및 유지 여유(14b)의 어느 한쪽만이 분리되어도 좋다.
다음으로, 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 롤러(12a)가 Z 방향으로 이동하여 조인트(20)로부터 떨어지고, 제2 롤러(12b)가 Z 방향으로 이동하여 조인트(20)로부터 떨어진다(STEP14).
전술한 바와 같이, 제1 웨브(10a)의 유지 여유(14a)는 이 제1 웨브(10a)의 잔여 부분으로부터 분리되어 있다. 따라서, 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 웨브(10a)의 유지 여유(14a)는 제1 롤러(12a)에 잔존한다. 유지 여유(14a)가 제1 웨브(10a)의 잔여 부분으로부터 분리되지 않는 경우는, 제1 롤러(12a)가 조인트(20)로부터 떨어지기 전에 이 제1 롤러(12a)가 시계 방향으로 회전하고, 이 유지 여유(14a)가 제2 웨브(10b)에 중복된다. 바꾸어 말하면, 이 유지 여유(14a)는 조인트(20)의 일부가 된다.
전술한 바와 같이, 제2 웨브(10b)의 유지 여유(14b)는 이 제2 웨브(10b)의 잔여 부분으로부터 분리되어 있다. 따라서, 도 13에 도시된 바와 같이, 제2 웨브(10b)의 유지 여유(14b)는 제2 롤러(12b)에 잔존한다. 유지 여유(14b)가 제2 웨브(10b)의 잔여 부분으로부터 분리되지 않는 경우는, 제2 롤러(12b)가 조인트(20)로부터 떨어지기 전에 이 제2 롤러(12b)가 시계 방향으로 회전하고, 이 유지 여유(14b)가 제1 웨브(10a)에 중복된다. 바꾸어 말하면, 이 유지 여유(14b)는 조인트(20)의 일부가 된다.
이상의 공정에 의해, 제1 웨브(10a)에 제2 웨브(10b)가 연결되고, 장척 웨브가 얻어진다. 도 14에, 이 장척 웨브(22)가 도시되어 있다. 또한, 이 제2 웨브(10b)에 다른 웨브가 연결되어도 좋다. 다수의 연결이 행해짐으로써, 다수의 웨브로 이루어진 장척 웨브를 얻을 수 있다.
이 장척 웨브(22)가 릴에 권취된다. 장척 웨브(22)에 띠형상의 세퍼레이터가 중복되어, 이 장척 웨브(22)가 권취되어도 좋다. 이 세퍼레이터는, 장척 웨브(22)의 표면과 이면의 접촉을 저지한다. 세퍼레이터로서, 수지 필름, 종이 등이 예시된다. 이 장척 웨브(22)가 집속되어 선(Yarn)이 얻어져도 좋다. 이 장척 웨브(22)가 다이스에 통과되어 선(Yarn)이 얻어져도 좋다. 이 장척 웨브(22)가 꼬여 연선(Strand)이 얻어져도 좋다.
도 14에서 화살표 L은 조인트(20)의 길이이다. 길이 L은 장척 웨브(22)의 연장 방향(X 방향)을 따라 측정된다. 길이 L은 2 mm 이상 50 mm 이하가 바람직하다. 길이 L이 2 mm 이상인 조인트(20)에 있어서, 2개의 웨브가 견고하게 연결될 수 있다. 이 관점에서, 길이 L은 5 mm 이상이 보다 바람직하고, 8 mm 이상이 특히 바람직하다. 길이 L이 50 mm 이하인 장척 웨브(22)는 균질성이 우수하다. 이 관점에서, 길이 L은 40 mm 이하가 보다 바람직하고, 35 mm 이하가 특히 바람직하다.
제1 롤러(12a)의 표면(즉 제1 웨브(10a)와의 접촉면)의 바람직한 재질로서, 고무 조성물, 수지 조성물, 세라믹스, 금속 및 탄소계 재료가 예시된다. 고무 조성물의 바람직한 기재로서, 천연 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 및 우레탄 고무가 예시된다. 수지 조성물의 바람직한 기재로서, 우레탄 수지 및 불소 수지가 예시된다. 바람직한 금속으로서 스테인레스 스틸이 예시된다. 바람직한 탄소계 재료로서 흑연이 예시된다. 제1 롤러(12a)의 표면이, 다이아몬드 라이크 카본 등의 탄소계 재료로 코팅되어도 좋다. 표면이 이 재질인 제1 롤러(12a)는, 카본 나노 튜브(6)를 고착시키기 어렵다. 이 관점에서, 전술한 고무 조성물이 특히 바람직하다.
제2 롤러(12b)의 표면(즉 제2 웨브(10b)와의 접촉면)의 바람직한 재질로서, 고무 조성물, 수지 조성물, 세라믹스, 금속 및 탄소계 재료가 예시된다. 고무 조성물의 바람직한 기재로서, 천연 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 및 우레탄 고무가 예시된다. 수지 조성물의 바람직한 기재로서, 우레탄 수지 및 불소 수지가 예시된다. 바람직한 금속으로서 스테인레스 스틸이 예시된다. 바람직한 탄소계 재료로서 흑연이 예시된다. 제2 롤러(12b)의 표면이, 다이아몬드 라이크 카본 등의 탄소계 재료로 코팅되어도 좋다. 표면이 이 재질인 제2 롤러(12b)는 카본 나노 튜브(6)를 고착시키기 어렵다. 이 관점에서, 전술한 고무 조성물이 특히 바람직하다.
이 제조 방법이, 조인트(20)에 장력을 부여하는 공정을 포함해도 좋다. 이 공정은, 조인트(20)를 형성한(STEP12) 후, 롤러(12a, 12b)가 떨어지기(STEP14) 전에 행해진다. 도 15에는, 이 공정이 도시되어 있다. 이 공정에서는, 제1 롤러(12a) 또는 제2 롤러(12b)가 Z 방향으로 이동한다. 도 15의 실시형태에서는, 도 11에 도시된 상태에 비하여, 제1 롤러(12a)가 상측으로 이동하고, 제2 롤러(12b)가 하측으로 이동하고 있다. 도 15는, 이러한 이동이 완료한 상태가 도시되어 있다. 이러한 이동에 의해 조인트(20)에 장력이 가해진다. 이 장력에 의해, 제2 웨브(10b)가 제1 웨브(10a)에 견고하게 연결된다.
도 15에서의 화살표 θ는, 장척 웨브(22)의 연장 방향(X 방향)에 대한 조인트(20)의 각도이다. 조인트(20)에 충분한 장력이 가해진다는 관점에서, 각도 θ는 2° 이상이 바람직하고, 4° 이상이 보다 바람직하고, 5° 이상이 특히 바람직하다. 장척 웨브(22)의 파단이 억제된다는 관점에서, 각도 θ는 30° 이하가 바람직하고, 20° 이하가 보다 바람직하고, 15° 이하가 특히 바람직하다.
이 제조 방법이, 조인트(20)를 가압하는 공정을 포함해도 좋다. 이 공정은, 조인트(20)를 형성한(STEP12) 후, 롤러(12a, 12b)가 떨어지기(STEP14) 전에 행해진다. 도 16에는, 이 공정이 도시되어 있다. 도 16에 화살표로 도시된 바와 같이, 이 공정에서는, 제1 롤러(12a) 또는 제2 롤러(12b)가 회전하면서 X 방향으로 이동한다. 이 이동에 의해, 조인트(20)가 제1 롤러(12a) 및 제2 롤러(12b) 사이에 끼인다. 조인트(20)는, 제1 롤러(12a) 및 제2 롤러(12b)에 의해 가압된다. 이 가압에 의해, 제2 웨브(10b)가 제1 웨브(10a)에 견고하게 연결된다. 제1 롤러(12a) 및 제2 롤러(12b) 이외의 수단에 의해 가압되어도 좋다.
이 제조 방법이, 조인트(20)에서의 카본 나노 튜브(6)의 밀도를 높이는 공정을 포함해도 좋다. 이 공정은, 조인트(20)를 형성한(STEP12) 후, 롤러(12a, 12b)가 떨어지기(STEP14) 전해 행해진다. 도 17에는, 이 공정이 도시되어 있다. 이 공정에서는, 제1 롤러(12a)가 제2 롤러(12b)에 대하여 상대적으로 이동을 반복한다. 도 17에서의 화살표 A3은 이 이동의 방향을 나타낸다. 이동 방향은, 길이 방향에 대하여 교차하는 방향이다. 본 실시형태에서는, 이동 방향은 폭방향(Y 방향)이다. 제1 롤러(12a)와 제2 롤러(12b)가 모두 이동해도 좋다. 제2 롤러(12b)만이 이동해도 좋다. 이 이동에 의해, 조인트(20)에 있어서 카본 나노 튜브(6)가 집속한다. 이 집속에 의해, 제2 웨브(10b)가 제1 웨브(10a)에 견고하게 연결된다. 3 이상의 롤러(또는 다른 유지 기구)에 의해 카본 나노 튜브(6)가 집속되어도 좋다.
조인트(20) 이외의 장소에서, 제1 롤러(12a)가 제2 롤러(12b)에 대하여 상대적인 이동을 반복해도 좋다. 이 반복에 의해, 조인트(20) 이외의 장소에서의, 카본 나노 튜브(6)의 밀도가 높은 장척물(예컨대 선)을 얻을 수 있다.
풍압에 의해 장척 웨브(22)의 카본 나노 튜브(6)가 집속함으로써 선이 얻어져도 좋다. 장척 웨브(22)에 유기 용제(예컨대 에탄올)가 분무됨으로써 카본 나노 튜브(6)의 집속이 촉진되어도 좋다.
도 18의 (a)는 본 발명의 다른 실시형태에 관한 제조 방법의 하나의 공정이 도시된 평면도이며, 도 18의 (b)는 이 제조 방법의 다른 공정이 도시된 평면도이다.
도 18의 (a)에서는, 사이즈가 축소된 제1 어레이(24a)로부터 제1 웨브(26a)가 인출되고 있다. 도 18의 (a)에는, 제1 유지 기구로서의 제1 롤러(28a)가 도시되어 있다. 이 제1 롤러(28a)의 연장 방향은 제1 웨브(26a)의 폭방향(Y 방향)에 대하여 경사져 있다. 도 3-6에 도시된 실시형태와 마찬가지로, 이 제1 롤러(28a)가 제1 웨브(26a)에 접촉한다. 또한, 이 제1 롤러(28a)보다 상류에서 제1 웨브(26a)가 절단된다. 절단에 의해, 제1 웨브(26a)의 일부가 제1 롤러(28a)에 감긴다. 이 감긴 부분은 제1 웨브(26a)의 유지 여유(마진)이다. 이 유지 여유의 흡착력에 의해, 제1 웨브(26a)가 제1 롤러(28a)에 유지된다.
도 18의 (b)에서는, 사이즈가 큰 제2 어레이(24b)로부터 제2 웨브(26b)가 인출되고 있다. 도 18의 (b)에는, 제2 유지 기구로서의 제2 롤러(28b)가 도시되어 있다. 이 제2 롤러(28b)의 연장 방향은 제2 웨브(26b)의 폭방향(Y 방향)에 대하여 경사져 있다. 도 7-9에 도시된 실시형태와 마찬가지로, 이 제2 롤러(28b)가 제2 웨브(26b)에 접촉한다. 또한, 이 제2 롤러(28b)보다 상류에서 제2 웨브(26b)가 절단된다. 절단에 의해, 제2 웨브(26b)의 일부가 제2 롤러(28b)에 감긴다. 이 감긴 부분은 제2 웨브(26b)의 유지 여유(마진)이다. 이 유지 여유의 흡착력에 의해, 제2 웨브(26b)가 제2 롤러(28b)에 유지된다.
도 10-13에 도시된 실시형태와 마찬가지로, 제2 롤러(28b)가 제1 롤러(28a)에 근접함으로써 조인트가 형성된다. 이 조인트에 의해 제2 웨브(26b)가 제1 웨브(26a)에 연결되어 장척 웨브가 얻어진다.
이 장척 웨브(30)의 일부가 도 19에 도시되어 있다. 도 19에는 조인트(32)의 근방이 도시되어 있다. 도 19에서 화살표 A4는 조인트(32)의 연장 방향을 나타낸다. 제1 롤러(28a)의 연장 방향이 제1 웨브(26a)의 폭방향에 대하여 경사져 있고, 제2 롤러(28b)의 연장 방향이 제2 웨브(26b)의 폭방향에 대하여 경사져 있기 때문에, 조인트(32)의 연장 방향은 장척 웨브(30)의 폭방향(Y 방향)에 대하여 경사져 있다. 이 장척 웨브(30)에서는, 카본 나노 튜브의 밀도의 길이 방향에 따른 변화가 급격하지 않다. 이 장척 웨브(30)는 고품질이다. 이 장척 웨브(30)로부터 얻어진 선도 고품질이다.
제1 롤러(28a)의 연장 방향이 제1 웨브(26a)의 폭방향에 대하여 경사지고, 제2 롤러(28b)의 연장 방향이 제2 웨브(26b)의 폭방향과 일치하는 장치에서도, 고품질의 장척 웨브(30)를 얻을 수 있다. 제1 롤러(28a)의 연장 방향이 제1 웨브(26a)의 폭방향과 일치하고, 제2 롤러(28b)의 연장 방향이 제2 웨브(26b)의 폭방향에 대하여 경사진 장치에서도, 고품질의 장척 웨브(30)를 얻을 수 있다.
도 20은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 제조 방법의 하나의 공정이 도시된 평면도이다. 도 20에는, 제1 유지 기구로서의 제1 롤러(34)와, 이 제1 롤러(34)에 유지된 제1 웨브(36)가 도시되어 있다. 이 제1 웨브(36)는, 제1 롤러(34)의 근방에서 하류(우측)로 갈수록 그 폭이 서서히 커지는 형상을 갖는다. 이 형상은 웨브의 재단에 의해 얻을 수 있다. 도 10-13에 도시된 실시형태와 마찬가지로, 제2 롤러가 제1 롤러(34)에 근접함으로써 조인트가 형성된다. 이 조인트에 의해 제2 웨브가 제1 웨브(36)에 연결되어 장척 웨브가 얻어진다. 제1 웨브(36)가 전술한 형상을 갖기 때문에, 이 조인트에서는 카본 나노 튜브의 밀도의 길이 방향에 따른 변화가 급격하지 않다. 이 장척 웨브는 고품질이다. 이 장척 웨브로부터 얻어진 선도 고품질이다.
도 21은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 제조 방법의 하나의 공정이 도시된 평면도이다. 도 21에는, 제2 유지 기구로서의 제2 롤러(38)와, 이 제2 롤러(38)에 유지된 제2 웨브(40)가 도시되어 있다. 이 제2 웨브(40)는, 제2 롤러(38)의 근방에서 상류(좌측)로 갈수록 그 폭이 서서히 커지는 형상을 갖는다. 이 형상은 웨브의 재단에 의해 얻을 수 있다. 도 10-13에 도시된 실시형태와 마찬가지로, 제2 롤러(38)가 제1 롤러에 근접함으로써 조인트가 형성된다. 이 조인트에 의해 제2 웨브(40)가 제1 웨브에 연결되어 장척 웨브가 얻어진다. 제2 웨브(40)가 전술한 형상을 갖기 때문에, 이 조인트에서는 카본 나노 튜브의 밀도의 길이 방향에 따른 변화가 급격하지 않다. 이 장척 웨브는 고품질이다. 이 장척 웨브로부터 얻어진 선도 고품질이다.
도 22는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 제조 방법의 하나의 공정이 도시된 정면도이다. 도 22에는, 제1 유지 기구(42), 제2 유지 기구(44), 제1 웨브(46) 및 제2 웨브(48)가 도시되어 있다. 제1 유지 기구(42)의 단면 형상은 타원이다. 제2 유지 기구(44)의 단면 형상은 타원이다. 제1 웨브(46)는 제1 유지 기구(42)에 유지되어 있다. 타원인 제1 유지 기구(42)는 이 제1 유지 기구(42)로부터의 제1 웨브(46)의 이탈을 억제한다. 제2 웨브(48)는 제2 유지 기구(44)에 유지되어 있다. 타원인 제2 유지 기구(44)는 이 제2 유지 기구(44)로부터의 제2 웨브(48)의 이탈을 억제한다. 도 10-13에 도시된 실시형태와 마찬가지로, 제2 유지 기구(44)가 제1 유지 기구(42)에 근접함으로써 조인트가 형성된다. 이 조인트에 의해 제2 웨브(48)가 제1 웨브(46)에 연결되어 장척 웨브가 얻어진다.
도 23은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 제조 방법의 하나의 공정이 도시된 정면도이다. 도 23에는, 제1 유지 기구(50), 제2 유지 기구(52), 제1 웨브(54) 및 제2 웨브(56)가 도시되어 있다. 제1 유지 기구(50)의 단면 형상은 직사각형이다. 제2 유지 기구(52)의 단면 형상은 직사각형이다. 제1 웨브(54)는 제1 유지 기구(50)에 유지되어 있다. 제1 유지 기구(50)의 코너(58)는 이 제1 유지 기구(50)로부터의 제1 웨브(54)의 이탈을 억제한다. 제2 웨브(56)는 제2 유지 기구(52)에 유지되어 있다. 제2 유지 기구(52)의 코너(60)는 이 제2 유지 기구(52)로부터의 제2 웨브(56)의 이탈을 억제한다. 도 10-13에 도시된 실시형태와 마찬가지로, 제2 유지 기구(52)가 제1 유지 기구(50)에 근접함으로써 조인트가 형성된다. 이 조인트에 의해 제2 웨브(56)가 제1 웨브(54)에 연결되어 장척 웨브가 얻어진다.
도 24는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 제조 방법의 하나의 공정이 도시된 정면도이다. 도 24에는, 제1 유지 기구(62), 제2 유지 기구(64), 제1 웨브(66) 및 제2 웨브(68)가 도시되어 있다. 제1 유지 기구(62)는 판형이다. 제2 유지 기구(64)는 판형이다. 제1 웨브(66)는 제1 유지 기구(62)에 유지되어 있다. 제1 유지 기구(62)의 코너(70)는 이 제1 유지 기구(62)로부터의 제1 웨브(66)의 이탈을 억제한다. 제2 웨브(68)는 제2 유지 기구(64)에 유지되어 있다. 제2 유지 기구(64)의 코너(72)는 이 제2 유지 기구(64)로부터의 제2 웨브(68)의 이탈을 억제한다. 도 10-13에 도시된 실시형태와 마찬가지로, 제2 유지 기구(64)가 제1 유지 기구(62)에 근접함으로써 조인트가 형성된다. 이 조인트에 의해 제2 웨브(68)가 제1 웨브(66)에 연결되어 장척 웨브가 얻어진다.
본 발명에 관한 제조 방법에는, 여러가지 형상의 유지 기구가 이용될 수 있다. 단면이 다각형(삼각형, 오각형, 육각형, 팔각형 등)인 유지 기구가 이용될 수 있다. 단면이 장원인 유지 기구도 이용될 수 있다. 장원의 개념에는, 육상경기장의 트랙과 유사한 형상이 포함된다. 이 형상은, 소정 간격을 두고 대향하는 2개의 반원과, 이들 반원의 사이를 연결하는 2개의 직선으로 이루어진다.
도 25 및 26에, 본 발명에 관한 제조 방법에 적합한 장치(74)의 일례가 도시되어 있다. 이 장치(74)는, 베이스(76), 제1 파트(78a) 및 제2 파트(78b)를 갖고 있다. 베이스(76)는 그 상면에 4개의 홈(80)을 갖고 있다, 제1 파트(78a)는 제2 파트(78b)보다 상류(도 25의 좌측)에 위치하고 있다.
제1 파트(78a)는, 제1 언더마운트(82a), 4개의 제1 피스톤(84a), 제1 어퍼마운트(86a), 한쌍의 제1 서포트(88a), 제1 롤러(90a)(제1 유지 기구) 및 제1 아암(92a)를 갖고 있다.
제1 언더마운트(82a)는 2개의 제1 레일(94a)을 갖고 있다. 각각의 제1 레일(94a)은 베이스(76)의 홈(80)에 끼워져 있다. 이 제1 레일(94a)은 홈(80)에 대하여 마찰 가능하다. 레일(94a) 대신에, 또는 레일(94a)과 함께, 제1 언더마운트(82a)가 굴림대, 차륜 등을 가져도 좋다.
각각의 제1 피스톤(84a)은 제1 언더마운트(82a)로부터 기립해 있다. 이 제1 피스톤(84a)의 하단은 제1 언더마운트(82a)에 고정되어 있다. 이 제1 피스톤(84a)은 신축할 수 있다. 신축의 방향은 상하 방향(Z 방향)이다.
제1 어퍼마운트(86a)는 4개의 제1 피스톤(84a)의 위에 위치하고 있다. 각각의 제1 피스톤(84a)의 상단은 제1 어퍼마운트(86a)에 고정되어 있다. 이 제1 피스톤(84a)의 신축에 의해, 제1 어퍼마운트(86a)는 상하 방향으로 이동할 수 있다.
각각의 제1 서포트(88a)는 제1 어퍼마운트(86a)로부터 기립해 있다. 이 제1 서포트(88a)는 제1 어퍼마운트(86a)에 고정되어 있다. 한쪽의 제1 서포트(88a)와 다른쪽의 제1 서포트(88a) 사이에 제1 롤러(90a)가 가설되어 있다. 이 제1 롤러(90a)는, 도 3-6에 도시된 롤러(12a)의 구조와 동일한 구조를 갖는다. 전술한 바와 같이, 제1 어퍼마운트(86a)는 상하 방향으로 이동할 수 있다. 이 이동에 따라, 제1 서포트(88a) 및 제1 롤러(90a)도 상하 방향으로 이동한다.
제1 아암(92a)의 일단은 제1 언더마운트(82a)에 연결되어 있다. 도 26에 도시된 바와 같이, 제1 아암(92a)은 Y 방향으로 연장되어 있다. 이 제1 아암(92a)의 타단은, 도시되지 않은 구동 장치에 연결되어 있다. 전형적인 구동 장치는 모터이다. 이 구동 장치에 의해, 도 26에서 화살표 A3이 나타낸 바와 같이, 제1 아암(92a)이 왕복 운동을 한다. 이 왕복 운동은 Y 방향의 운동이다. 이 왕복 운동에 따라, 제1 파트(78a)가 전체로서 왕복 운동을 한다. 이 왕복 운동은, 제1 레일(94a)이 홈(80)으로 안내되면서 이루어진다.
제2 파트(78b)는, 제2 언더마운트(82b), 4개의 제2 피스톤(84b), 제2 어퍼마운트(86b), 한쌍의 제2 서포트(88b), 제2 롤러(90b)(제2 유지 기구) 및 제2 아암(92b)을 갖고 있다.
제2 언더마운트(82b)는 2개의 제2 레일(94b)을 갖고 있다. 각각의 제2 레일(94b)은 베이스(76)의 홈(80)에 끼워져 있다. 이 제2 레일(94b)은 홈(80)에 대하고 마찰 가능하다. 레일(94b) 대신에, 또는 레일(94b)과 함께, 제2 언더마운트(82b)가 굴림대, 차륜 등을 가져도 좋다.
각각의 제2 피스톤(84b)은 제2 언더마운트(82b)로부터 기립해 있다. 이 제2 피스톤(84b)의 하단은 제2 언더마운트(82b)에 고정되어 있다. 이 제2 피스톤(84b)은 신축할 수 있다. 신축의 방향은 상하 방향(Z 방향)이다.
제2 어퍼마운트(86b)는 4개의 제2 피스톤(84b)의 위에 위치하고 있다. 각각의 제2 피스톤(84b)의 상단은 제2 어퍼마운트(86b)에 고정되어 있다. 이 제2 피스톤(84b)의 신축에 의해, 제2 어퍼마운트(86b)는 상하 방향으로 이동할 수 있다.
각각의 제2 서포트(88b)는 제2 어퍼마운트(86b)로부터 기립해 있다. 이 제2 서포트(88b)는 제2 어퍼마운트(86b)에 고정되어 있다. 한쪽의 제2 서포트(88b)와 다른쪽의 제2 서포트(88b) 사이에 제2 롤러(90b)가 가설되어 있다. 이 제2 롤러(90b)는, 도 7-9에 도시된 롤러(12b)의 구조와 동일한 구조를 갖는다. 전술한 바와 같이, 제2 어퍼마운트(86b)는 상하 방향으로 이동할 수 있다. 이 이동에 따라, 제2 서포트(88b) 및 제2 롤러(90b)도 상하 방향으로 이동한다.
제2 아암(92b)의 일단은 제2 언더마운트(82b)에 연결되어 있다. 도시되어 있지 않지만, 제2 아암(92b)은 Y 방향으로 연장되어 있다. 이 제2 아암(92b)의 타단은, 도시되지 않은 구동 장치에 연결되어 있다. 전형적인 구동 장치는 모터이다. 이 구동 장치에 의해 제2 아암(92b)이 Y 방향으로 왕복 운동을 한다. 이 왕복 운동에 따라, 제2 파트(78b)가 전체로서 왕복 운동을 한다. 이 왕복 운동은, 제2 레일(94b)이 홈(80)으로 안내되면서 이루어진다.
이하, 이 장치(74)의 사용 방법의 일례가 설명된다. 이 장치(74)에 의해 장척 웨브가 얻어지기 위해서는, 제1 웨브(96a)의 상류측단이 제1 롤러(90a)로 유지된다. 또한, 제2 웨브(96b)의 하류측단이 제2 롤러(90b)로 유지된다. 다음으로, 제1 피스톤(84a)이 신장함으로써, 도 25에서 화살표 A1이 나타낸 바와 같이 제1 롤러(90a)가 상승한다. 또한, 제2 피스톤(84b)이 신장함으로써, 도 25에서 화살표 A2가 나타낸 바와 같이 제2 롤러(90b)가 하강한다. 이 상승 및 하강에 의해 제2 웨브(96b)가 제1 웨브(96a)와 중복된다. 이 중복에 의해 조인트(20)(도 14 참조)가 형성되고, 장척 웨브가 얻어진다. 제1 롤러(90a)가 이동하지 않고, 제2 롤러(90b)만이 이동해도 좋다. 제2 롤러(90b)가 이동하지 않고, 제1 롤러(90a)만이 이동해도 좋다.
다음으로, 제1 파트(78a)가 Y 방향의 왕복 운동을 행하고, 또한 제2 파트(78b)가 Y 방향의 왕복 운동을 행한다. 제1 파트(78a)의 왕복 운동의 주기는 제2 파트(78b)의 왕복 운동의 주기와 동일하다. 제1 파트(78a)의 이동 방향은 제2 파트(78b)의 이동 방향과 반대이다. 이러한 왕복 운동에 의해, 조인트(20)에 있어서 카본 나노 튜브가 집속하고, 이들 카본 나노 튜브의 밀도가 높아진다. 제1 파트(78a)가 왕복 운동을 행하지 않고, 제2 파트(78b)만이 왕복 운동을 행해도 좋다. 제2 파트(78b)가 왕복 운동을 행하지 않고, 제1 파트(78a)만이 왕복 운동을 행해도 좋다. 왕복 운동의 기구를 갖지 않는 장치(74)에 의해 장척 웨브가 얻어져도 좋다.
제1 파트(78a)가, 제1 롤러(90a) 대신에 다른 제1 유지 기구를 가져도 좋다. 도 22-24에 기재된 제1 유지 기구를 제1 파트(78a)는 가질 수 있다. 제2 파트(78b)가, 제2 롤러(90b) 대신에 다른 제2 유지 기구를 가져도 좋다. 도 22-24에 기재된 제2 유지 기구를 제2 파트(78b)는 가질 수 있다.
제1 피스톤(84a) 및 제2 피스톤(84b)은 롤러를 위한 이동 기구이다. 장치(74)가 피스톤 이외의 이동 기구를 가져도 좋다.
본 발명에 관한 제조 방법에 의해, 카본 나노 튜브의 특성을 이용하는 여러가지 용도에 적합한 장척물을 얻을 수 있다.
2a : 제1 어레이
2b : 제2 어레이
4 : 기판
6 : 카본 나노 튜브
10a : 제1 웨브
10b : 제2 웨브
12a : 제1 롤러
12b : 제2 롤러
14a : 제1 웨브의 유지 여유
14b : 제2 웨브의 유지 여유
20 : 조인트
22 : 장척 웨브
24a : 제1 어레이
24b : 제2 어레이
26a : 제1 웨브
26b : 제2 웨브
28a : 제1 롤러
28b : 제2 롤러
30 : 장척 웨브
32 : 조인트
34 : 제1 롤러
36 : 제1 웨브
38 : 제2 롤러
40 : 제2 웨브
42 : 제1 유지 기구
44 : 제2 유지 기구
46 : 제1 웨브
48 : 제2 웨브
50 : 제1 유지 기구
52 : 제2 유지 기구
54 : 제1 웨브
56 : 제2 웨브
62 : 제1 유지 기구
64 : 제2 유지 기구
66 : 제1 웨브
68 : 제2 웨브
74 : 장치
76 : 베이스
78a : 제1 파트
78b : 제2 파트
80 : 홈
82a : 제1 언더마운트
82b : 제2 언더마운트
84a : 제1 피스톤
84b : 제2 피스톤
86a : 제1 어퍼마운트
86b : 제2 어퍼마운트
88a : 제1 서포트
88b : 제2 서포트
90a : 제1 롤러
90b : 제2 롤러
92a : 제1 아암
92b : 제2 아암
94a : 제1 레일
94b : 제2 레일
96a : 제1 웨브
96b : 제2 웨브

Claims (17)

  1. 다수의 카본 나노 튜브를 포함하는 장척물의 제조 방법으로서,
    (1) 제1 어레이로부터 상기 카본 나노 튜브를 서서히 인출하여 제1 웨브를 얻는 공정,
    (2) 상기 제1 웨브의 일부를 제1 유지 기구에 접촉시켜, 상기 제1 유지 기구에 상기 제1 웨브를 유지하는 공정,
    (3) 제2 어레이로부터 상기 카본 나노 튜브를 서서히 인출하여 제2 웨브를 얻는 공정,
    (4) 상기 제2 웨브의 일부를 제2 유지 기구에 접촉시켜, 상기 제2 유지 기구에 상기 제2 웨브를 유지하는 공정,

    (5) 상기 제1 웨브의 폭방향과 상기 제2 웨브의 폭방향이 일치하는 상태로, 상기 제1 웨브의 상기 제1 유지 기구의 근방과, 상기 제2 웨브의 상기 제2 유지 기구의 근방을 중합하여 조인트를 형성하는 공정
    을 포함하는 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공정(5) 후에,
    상기 조인트에 장력을 부여하는 공정
    을 더 포함하는 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공정(5) 후에,
    상기 조인트를 가압하는 공정
    을 더 포함하는 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공정(5) 후에,
    상기 제1 웨브의 상기 제1 유지 기구에 잔존하는 부분이 상기 조인트로부터 분리되는 공정
    을 더 포함하는 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공정(5) 후에,
    상기 제2 웨브의 상기 제2 유지 기구에 잔존하는 부분이 상기 조인트로부터 분리되는 공정
    을 더 포함하는 제조 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공정(5) 후에,
    상기 장척물의 길이 방향에 대하여 교차하는 방향으로 상기 제1 유지 기구 또는 상기 제2 유지 기구를 이동시켜, 상기 조인트에서의 상기 카본 나노 튜브의 밀도를 높이는 공정
    을 더 포함하는 제조 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공정(5) 후에,
    상기 제1 웨브 및 상기 제2 웨브에서의 카본 나노 튜브를 집속시켜 선형으로 하는 공정
    을 더 포함하는 제조 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공정(2)에서, 상기 제1 웨브의 폭 이상의 폭을 갖는 상기 제1 유지 기구가 이용되는 것인 제조 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공정(4)에서, 상기 제2 웨브의 폭 이상의 폭을 갖는 상기 제2 유지 기구가 이용되는 것인 제조 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공정(2)에서, 그 재질이, 천연 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 혹은 우레탄 고무를 기재로 하는 고무 조성물; 우레탄 수지 혹은 불소 수지를 기재로 하는 수지 조성물; 세라믹스 또는 금속인 상기 제1 유지 기구가 이용되는 것인 제조 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공정(4)에서, 그 재질이, 천연 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 혹은 우레탄 고무를 기재로 하는 고무 조성물; 우레탄 수지 혹은 불소 수지를 기재로 하는 수지 조성물; 세라믹스 또는 금속인 상기 제2 유지 기구가 이용되는 것인 제조 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공정(2)에서, 상기 제1 유지 기구의 근방에서 하류로 갈수록 그 폭이 서서히 커지는 형상을 갖는 제1 웨브가 이용되는 것인 제조 방법.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공정(4)에서, 상기 제2 유지 기구의 근방에서 상류로 갈수록 그 폭이 서서히 커지는 형상을 갖는 제2 웨브가 이용되는 것인 제조 방법.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공정(5)에서 형성되는 상기 조인트의 길이가 2 mm 이상 50 mm 이하인 것인 제조 방법.
  15. 다수의 카본 나노 튜브를 포함하는 장척물을 위한 제조 장치로서,
    상기 카본 나노 튜브로 이루어진 제1 웨브를 유지하기 위한 제1 유지 기구,
    상기 카본 나노 튜브로 이루어진 제2 웨브를 유지하기 위한 제2 유지 기구,

    상기 제2 웨브가 상기 제1 웨브와 중복되도록, 상기 제2 유지 기구를 상기 제1 유지 기구에 대하여 상대적으로 이동시킬 수 있는 이동 기구
    를 갖는 제조 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 유지 기구의 폭이 상기 제1 웨브의 폭보다 큰 것인 제조 장치.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 제2 유지 기구의 폭이 상기 제2 웨브의 폭보다 큰 것인 제조 장치.
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