KR20180100321A

KR20180100321A - 인출 장치 및 인출 방법

Info

Publication number: KR20180100321A
Application number: KR1020187018835A
Authority: KR
Inventors: 가즈히사 야마구치
Original assignee: 린텍 가부시키가이샤
Priority date: 2016-01-05
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2018-09-10
Also published as: WO2017119308A1; US10889498B2; EP3401275A4; TW201730105A; TWI743075B; EP3401275A1; CN108473314A; JP2017122018A; JP6685727B2; US20190002287A1

Abstract

인출 장치 (10) 는, 카본 나노 튜브 (CT) 를 성장시킨 성장체 (CB) 로부터 카본 나노 튜브 (CT) 를 인출하는 장치로서, 성장체 (CB) 의 일부를 유지 부재 (25) 로 유지하는 유지 수단 (20) 과, 성장체 (CB) 와 유지 수단 (20) 을 상대 이동시키는 이동 수단 (30) 을 구비하고, 유지 수단 (20) 은, 유지 부재 (25) 에 성장체 (CB) 의 일부를 감는 와인딩 수단 (22) 을 구비하고 있다.

Description

인출 장치 및 인출 방법

본 발명은, 인출 장치 및 인출 방법에 관한 것이다.

종래, 카본 나노 튜브를 성장시킨 성장체의 일부를 핀셋이나 테이프 등의 공구 (유지 부재) 로 유지하여 인출하고, 카본 나노 튜브 필름 (연장체) 을 형성하는 인출 장치가 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).

일본 공개특허공보 2009-184908호

그러나, 성장체의 두께는, 경우에 따라서는 수백 ㎛ 전후가 되기 때문에, 특허문헌 1 에 기재된 종래의 인출 장치에서는, 성장체의 단부 (端部) 를 유지 부재로 유지할 수 없고, 연장체를 형성할 수 없게 된다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 성장체의 일부를 확실하게 유지하여 연장체를 형성할 수 있는 인출 장치 및 인출 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 인출 장치는, 카본 나노 튜브를 성장시킨 성장체로부터 연장체를 인출하는 인출 장치로서, 상기 성장체의 일부를 유지 부재로 유지하는 유지 수단과, 상기 성장체와 상기 유지 부재를 상대 이동시키는 이동 수단을 구비하고, 상기 유지 수단은, 상기 유지 부재에 상기 성장체의 일부를 감는 와인딩 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 인출 장치에 있어서, 상기 유지 수단은, 상기 연장체의 인출 방향에 직교하는 방향의 축을 중심으로 상기 유지 부재를 회전시킴으로써, 당해 유지 부재에 상기 성장체의 일부를 감는 것이 바람직하다.

본 발명의 인출 방법은, 카본 나노 튜브를 성장시킨 성장체로부터 연장체를 인출하는 인출 방법으로서, 상기 성장체의 일부를 유지 부재로 유지하는 유지 공정과, 상기 성장체와 상기 유지 부재를 상대 이동시키는 이동 공정을 구비하고, 상기 유지 공정은, 상기 유지 부재에 상기 성장체의 일부를 감는 와인딩 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 성장체의 일부를 유지 부재에 감아 유지하므로, 당해 성장체의 일부를 확실하게 유지하여 연장체를 형성할 수 있다.

또, 연장체의 인출 방향에 직교하는 방향의 축을 중심으로 유지 부재를 회전시키면, 성장체로부터 연장체를 인출할 때에, 당해 연장체를 확실하게 유지할 수 있다.

도 1A 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 인출 장치의 측면도이다.
도 1B 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 인출 장치의 측면도이다.
도 2A 는 도 1A, 도 1B 의 인출 장치의 동작 설명도이다.
도 2B 는 도 1A, 도 1B 의 인출 장치의 동작 설명도이다.
도 2C 는 도 1A, 도 1B 의 인출 장치의 동작 설명도이다.
도 3A 는 본 발명의 변형예에 관련된 인출 장치의 부분 사시도이다.
도 3B 는 본 발명의 변형예에 관련된 인출 장치의 부분 사시도이다.

이하, 본 고안의 일 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

또한, 본 실시형태에 있어서의 X 축, Y 축, Z 축은, 각각이 직교하는 관계에 있고, X 축 및 Y 축은, 소정 평면 내의 축으로 하고, Z 축은, 상기 소정 평면에 직교하는 축으로 한다. 또한, 본 실시형태에서는, Y 축과 평행한 도 1A 중 앞쪽 방향으로부터 본 경우를 기준으로 하고, 방향을 나타낸 경우, 「상」이 Z 축의 화살표 방향이고 「하」가 그 역방향, 「우」가 X 축의 화살표 방향이고 「좌」가 그 역방향, 「전」이 Y 축과 평행한 도 1A 중 앞쪽 방향이고 「후」가 그 역방향으로 한다.

도 1A, 도 1B 에 있어서, 인출 장치 (10) 는, 카본 나노 튜브 (CT) 를 성장시킨 성장체 (CB) 로부터 연장체로서의 카본 나노 튜브 시트 (CS) (이하, 간단히 「시트 (CS)」라고 하는 경우가 있다) 를 인출하는 장치로서, 성장체 (CB) 의 일부를 유지 부재로서의 선재 (25) 로 유지하는 유지 수단 (20) 과, 성장체 (CB) 와 선재 (25) 를 상대 이동시키는 이동 수단 (30) 을 구비하고, 성장체 (CB) 를 지지하는 성장체 지지 수단 (40) 의 근방에 배치되어 있다. 또한, 성장체 (CB) 는, 기판 (SB) 의 일방의 면 상으로부터 상방으로 카본 나노 튜브 (CT) 를 성장시킨 것이고, 당해 기판 (SB) 에 지지된 일체물 (WK) 로서 형성되어 있다.

유지 수단 (20) 은, 장력 부여 수단으로서 구동 기기로서의 리니어 모터 (21) 와, 리니어 모터 (21) 의 한 쌍의 슬라이더 (21A) 각각에 지지되고, 선재 (25) 에 성장체 (CB) 의 일부를 감는 와인딩 수단으로서 구동 기기로서의 회동 (回動) 모터 (22) 와, 회동 모터 (22) 의 출력축 (22A) 에 지지되고, 그 슬라이더 (23A) 로 척 부재 (24) 를 지지하는 구동 기기로서의 리니어 모터 (23) 와, 척 부재 (24) 에 지지된 선재 (25) 를 구비하고, 시트 (CS) 의 인출 방향 (우방향) 에 직교하는 방향 (전후 방향) 의 축을 중심으로 선재 (25) 를 회전시킴으로써, 당해 선재 (25) 에 성장체 (CB) 의 일부를 감는 구성으로 되어 있다.

이동 수단 (30) 은, 그 슬라이더 (31A) 로 리니어 모터 (24A) 를 지지하는 구동 기기로서의 리니어 모터 (31) 를 구비하고 있다.

성장체 지지 수단 (40) 은, 감압 펌프나 진공 이젝터 등의 도시되지 않은 감압 수단에 의해 일체물 (WK) 을 기판 (SB) 의 타방의 면측으로부터 흡착 유지하는 유지면 (41A) 을 갖는 테이블 (41) 을 구비하고 있다.

이상의 인출 장치 (10) 에 있어서, 성장체 (CB) 로부터 시트 (CS) 를 인출하는 순서를 설명한다.

먼저, 각 부재가 초기 위치에 배치된 도 1A, 도 1B 에 나타내는 인출 장치 (10) 에 대해, 작업자가 도시되지 않은 조작 패널이나 퍼스널 컴퓨터 등의 입력 수단을 통하여 자동 운전 개시의 신호를 입력한다. 그러면, 유지 수단 (20) 이 리니어 모터 (21) 를 구동하고, 1 쌍의 슬라이더 (21A) 를 서로 이간되는 방향으로 이동시켜 선재 (25) 에 장력을 부여하고, 스탠바이 상태가 된다. 다음으로, 작업자 또는 도시되지 않은 반송 수단이, 일체물 (WK) 을 유지면 (41A) 의 소정 위치에 재치 (載置) 하면, 성장체 지지 수단 (40) 이 도시되지 않은 감압 수단을 구동하고, 유지면 (41A) 에서 일체물 (WK) 을 흡착 유지한다.

그리고, 이동 수단 (30) 이 리니어 모터 (31) 를 구동하고, 선재 (25) 를 좌방향으로 이동시키고, 도 2A 중 이점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 선재 (25) 를 성장체 (CB) 의 인출 방향 선단부에 맞닿게 한다. 이로써, 성장체 (CB) 의 일부가 자체의 점성에 의해 선재 (25) 에 접착한다. 그 후, 이동 수단 (30) 이 리니어 모터 (31) 를 구동하고, 도 2A 중 실선으로 나타내는 바와 같이, 선재 (25) 를 우방향으로 이동시키면, 성장체 (CB) 는, 카본 나노 튜브 (CT) 의 분자간력에 의해 결합하고, 인출 방향을 따라 배열된 띠상의 시트 (CS) 가 되어 인출된다.

이어서, 유지 수단 (20) 및 이동 수단 (30) 이 회동 모터 (22) 및 리니어 모터 (31) 를 구동하고, 도 2B 에 나타내는 바와 같이, 선재 (25) 를 회전시키면서 좌방향으로 이동시킴으로써, 성장체 (CB) 의 일부인 시트 (CS) 를 당해 선재 (25) 에 감는다. 그 후, 이동 수단 (30) 이 리니어 모터 (31) 를 구동하고, 도 2C 에 나타내는 바와 같이, 성장체 (CB) 로부터 다시 시트 (CS) 를 인출한다.

그리고, 시트 (CS) 의 인출 방향 선단부가 시트 (CS) 를 권취하는 권취 장치나, 시트 (CS) 를 절단하는 절단 장치 등의 도시되지 않은 수취 수단에 도달하면, 유지 수단 (20) 이 리니어 모터 (23) 를 구동하고, 선재 (25) 로 시트 (CS) 를 수취 수단에 넘겨준다. 그 후, 이동 수단 (30) 이 리니어 모터 (31) 를 구동하고, 선재 (25) 를 상자나 봉투 등의 도시되지 않은 회수 수단 상에 이동시킨 후, 유지 수단 (20) 이 리니어 모터 (23, 21) 를 구동하고, 선재 (25) 의 지지를 해제함으로써, 선재 (25) 를 도시되지 않은 회수 수단 내에 낙하시킨다. 그리고, 기판 (SB) 상의 성장체 (CB) 가 시트 (CS) 가 되어 모두 또는 소정량 인출되면, 성장체 지지 수단 (40) 이 도시되지 않은 감압 수단의 구동을 정지하고, 일체물 (WK) (기판 (SB)) 의 흡착 유지를 해제한 후, 도시되지 않은 반송 수단이 일체물 (WK) (기판 (SB)) 을 지지하여 회수한다. 이어서, 작업자 또는 다관절 로봇 등의 도시되지 않은 반송 수단이 1 쌍의 척 부재 (24) 사이에 다른 선재 (25) 를 위치시키면, 유지 수단 (20) 이 리니어 모터 (23, 21) 를 구동하고, 척 부재 (24) 로 선재 (25) 를 지지한다. 그 후, 각 수단이 각각의 구동 기기를 구동하고, 각 부재를 초기 위치에 복귀시키고, 이후 상기 동일한 동작이 반복된다.

이상과 같은 실시형태에 의하면, 성장체 (CB) 의 일부를 선재 (25) 에 감아 유지하므로, 당해 성장체 (CB) 의 일부를 확실하게 유지하여 시트 (CS) 를 형성할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 구성, 방법 등은, 상기 기재에서 개시되어 있지만, 본 발명은, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은, 주로 특정한 실시형태에 관하여 특히 도시되고, 또한 설명되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상 및 목적의 범위로부터 일탈하지 않고, 이상 서술한 실시형태에 대해, 형상, 재질, 수량, 그 밖의 상세한 구성에 있어서, 당업자가 다양한 변형을 가할 수 있는 것이다. 또, 상기에 개시한 형상, 재질 등을 한정한 기재는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서 예시적으로 기재한 것이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니기 때문에, 그들의 형상, 재질 등의 한정의 일부 혹은 전부의 한정을 벗어난 부재의 명칭으로의 기재는, 본 발명에 포함된다.

예를 들어, 유지 부재는, 실, 환봉, 각봉, 철사, 블레이드재 등이어도 되고, 그 재질은, 금속, 목재, 유리, 자기, 고무, 수지, 스펀지 등이어도 된다.

유지 부재는, 성장체 (CB) 의 일부를 나선상으로 감아도 된다.

유지 수단 (20) 은, 1 쌍의 슬라이더 (23A) 로 직접 선재 (25) 를 지지해도 되고, 미캐니컬 척이나 척 실린더 등의 척 수단, 쿨롱력, 접착제, 점착제, 점착 시트, 자력, 베르누이 흡착, 구동 기기 등으로 선재 (25) 를 지지해도 된다.

선재 (25) 는, 1 개의 리니어 모터 (23) 에 외팔보로 지지되어도 된다.

리니어 모터 (23) 는 없어도 되고, 이 경우, 예를 들어 회동 모터 (22) 의 출력축 (22A) 으로 직접 선재 (25) 를 지지하면 된다.

유지 수단 (20) 은, 도 2A 중 이점쇄선으로 나타내는 상태 (선재 (25) 를 성장체 (CB) 의 인출 방향 선단부에 맞닿게 한 상태) 에서, 당해 선재 (25) 를 회전시켜 성장체 (CB) 의 일부를 선재 (25) 에 감아도 된다.

유지 수단 (20) 은, 도 3A, 도 3B 에 나타내는 바와 같이, 좌우 방향이나 상하 방향 및 그 밖의 방향으로부터 성장체 (CB) 에 유지 부재로서의 선재 (26) 를 삽입하고, 당해 선재 (26) 를 회전시켜 성장체 (CB) 의 일부를 감아도 된다. 이 경우, 예를 들어, 회동 모터 (22) 의 출력축 (22A) 이나, 리니어 모터 (23) 의 슬라이더 (23A) 에 선재 (26) 를 외팔보로 지지시키고, 당해 선재 (26) 가 각 방향을 향하도록, 유지 수단 (20) 이나 이동 수단 (30) 등을 적당한 방향을 향하게 하여 배치하면 된다.

유지 수단은, 성장체 (CB) 의 표면에 외주면을 맞닿게 한 선재 (25, 26) 를 그 축 둘레로 회전시키면서 성장체 (CB) 의 표면에 따르게 하여 이동시킴으로써, 선재 (25, 26) 에 성장체 (CB) 의 일부를 감아도 된다.

리니어 모터 (21) 는 없어도 된다.

이동 수단 (30) 은, 시트 (CS) 를 선재 (25, 26) 에 감을 때, 좌우 상하 전후 및 그들 방향에 교차하는 방향으로 선재 (25, 26) 를 이동시켜도 되고, 어느 방향으로도 이동시키지 않아도 된다.

이동 수단 (30) 은, 선재 (25) 의 위치를 고정시켜 두고 테이블 (41) 을 이동시켜도 되고, 선재 (25) 및 테이블 (41) 의 양방을 이동시켜도 된다.

이동 수단 (30) 은, 좌우 상하 전후 및 그들 방향에 교차하는 방향으로 선재 (25) 를 이동시켜도 된다.

성장체 지지 수단 (40) 은, 유지면 (41A) 에서 성장체 (CB) 를 직접 유지해도 된다.

성장체 지지 수단 (40) 은, 미캐니컬 척이나 척 실린더 등의 척 수단, 쿨롱력, 접착제, 점착제, 점착 시트, 자력, 베르누이 흡착, 구동 기기 등으로 일체물 (WK) 이나 성장체 (CB) 를 지지하는 구성이어도 된다.

인출 장치 (10) 는, 시트 (CS) 를 도시되지 않은 수취 수단에 넘겨준 후, 사용이 끝난 선재 (25) 를 재이용 가능하게 세정하는 브러시, 블레이드, 분무 노즐 등의 청소 수단으로 세정하도록 해도 되고, 회수 수단이나 청소 수단에 반송하지 않고, 다시 사용해도 된다.

연장체는, 사상 (絲狀) 의 카본 나노 튜브 결합체이어도 된다.

본 발명에 있어서의 수단 및 공정은, 그들 수단 및 공정에 대해 설명한 동작, 기능 또는 공정을 완수할 수 있는 한 조금도 한정되는 것은 아니고, 하물며, 상기 실시형태에서 나타낸 단순한 일 실시형태의 구성물이나 공정에 전혀 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 이동 수단은, 성장체와 유지 수단을 상대 이동 가능한 것이면, 출원 당초의 기술 상식에 대조하여, 그 기술 범위 내의 것이면 조금도 한정되는 것은 아니다 (다른 수단 및 공정에 대한 설명은 생략한다).

또, 상기 실시형태에 있어서의 구동 기기는, 회동 (回動) 모터, 직동 모터, 리니어 모터, 단축 로봇, 다관절 로봇 등의 전동 기기, 에어 실린더, 유압 실린더, 로드리스 실린더 및 로터리 실린더 등의 액추에이터 등을 채용할 수 있는 데다가, 그들을 직접적 또는 간접적으로 조합한 것을 채용할 수도 있다 (실시형태에서 예시한 것과 중복되는 것도 있다).

10 : 인출 장치
20 : 유지 수단
22 : 회동 모터 (와인딩 수단)
25, 26 : 선재 (유지 부재)
30 : 이동 수단
CB : 성장체
CT : 카본 나노 튜브
CS : 카본 나노 튜브 시트 (연장체)

Claims

카본 나노 튜브를 성장시킨 성장체로부터 연장체를 인출하는 인출 장치로서,
상기 성장체의 일부를 유지 부재로 유지하는 유지 수단과,
상기 성장체와 상기 유지 부재를 상대 이동시키는 이동 수단을 구비하고,
상기 유지 수단은, 상기 유지 부재에 상기 성장체의 일부를 감는 와인딩 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 인출 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 유지 수단은, 상기 연장체의 인출 방향에 직교하는 방향의 축을 중심으로 상기 유지 부재를 회전시킴으로써, 당해 유지 부재에 상기 성장체의 일부를 감는 것을 특징으로 하는 인출 장치.
카본 나노 튜브를 성장시킨 성장체로부터 연장체를 인출하는 인출 방법으로서,
상기 성장체의 일부를 유지 부재로 유지하는 유지 공정과,
상기 성장체와 상기 유지 부재를 상대 이동시키는 이동 공정을 구비하고,
상기 유지 공정은, 상기 유지 부재에 상기 성장체의 일부를 감는 와인딩 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 인출 방법.