TW201520390A - 線製造裝置 - Google Patents

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    • D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
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    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
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    • D10B2101/10—Inorganic fibres based on non-oxides other than metals
    • D10B2101/12—Carbon; Pitch
    • D10B2101/122—Nanocarbons

Abstract

本發明之線製造裝置1係為一面使CNT(奈米碳管)纖維群F傳送一面自該CNT纖維群F製造CNT線Y的裝置，其具備有：捲取驅動機構20，其藉由使安裝有捲取管T之捲取軸21，繞著其捲取中心線周圍旋轉，而將CNT線Y加以捲取至捲取管T；加捻驅動機構30，其藉由使導引CNT線Y至捲取管T之導引部31在捲取管T之周圍旋轉，一面使CNT纖維群F或CNT線Y迴旋，一面對CNT纖維群F進行加捻而製造CNT線Y；及往復運動驅動機構40，其相對於捲取管T而使導引部31沿著捲取軸21之捲取中心線相對地往返移動，藉此使CNT線Y在捲取管T上進行往復運動。

Description

線製造裝置
本發明係關於一種一面傳送纖維群一面將該纖維群製成線之線製造裝置。
作為如上所述之線製造裝置，於日本專利特開2010-65339號公報之圖1中，記載有一面對奈米碳管纖維群進行加捻而製造奈米碳管線一面捲取該奈米碳管線之環型之紡織裝置。
然而，於以如奈米碳管纖維群般耐負重值相對較低且質量相對較小之纖維群為對象之情形時，在日本專利特開2010-65339號公報圖1所記載之裝置中，存在有如下之危險：無法使呈環狀配置之線導引用鋼絲圈(traveller)適當地旋轉，其結果，所製成之線無法獲得充分之性能。
因此，本發明之目的在於提供一種使所製成之線可獲得充分之性能之線製造裝置。
本發明之線製造裝置係為一面使纖維群傳送一面自該纖維群製造線之線製造裝置，其具備有：捲取驅動機構，其藉由使安裝有捲取管之捲取軸繞其捲取中心線周圍進行旋轉，而將線加以捲取至捲取管；加捻驅動機構，其藉由使導引線至捲取管之導引 部，在捲取管之周圍旋轉，一面使纖維群或線迴旋，一面對纖維群進行加捻而製造線；及往復運動驅動機構，其相對於捲取管而使導引部沿著捲取軸之捲取中心線相對地往返移動，藉此使線在捲取管上進行往復運動。
於該線製造裝置中，藉由用以使線於捲取管往復運動 之導引部於捲取管之周圍旋轉，可使纖維群或線迴旋，並對纖維群進行加捻而製成線。藉此，即便於以如奈米碳管纖維群般耐負重值相對較低且質量相對較小之纖維群為對象之情形時，亦可較佳地對該纖維群進行加捻。又，藉由使纖維群或線迴旋而形成氣圈(纖維群或線因離心力而呈氣球狀膨脹之狀態)，則即便於如奈米碳管纖維群般纖維群之伸縮性相對較小之情形時，亦可一面藉由氣圈較佳地吸收該纖維群所產生之張力變動，一面效率佳地對該纖維群進行加捻。因此，根據該線製造裝置，可使所製成之線獲得充分之性能。
在本發明之線製造裝置中，亦可為，纖維群係為奈米 碳管纖維群，線係為奈米碳管線，加捻驅動機構係一面形成由纖維群或線之迴旋所產生之氣圈，一面對纖維群進行加捻而製造線。即便於以耐負重值相對較低且質量相對較小之奈米碳管纖維群為對象之情形時，根據上述構成，亦可使所製成之奈米碳管線獲得充分之性能。
本發明之線製造裝置亦可更進一步具備有基板支撐 部，該基板支撐部係對抽出奈米碳管纖維群之奈米碳管形成基板進行支撐。藉此，可穩定地供給奈米碳管纖維群。
本發明之線製造裝置亦可更進一步具備有：框架，其支撐捲取驅動機構及往復運動驅動機構；及平台，其以可沿著捲取 軸之捲取中心線進行往返移動之方式安裝在框架上，並支撐加捻驅動機構；捲取驅動機構係具有：捲取驅動源，其被固定在框架上；及捲取動力傳遞機構，其藉由捲取驅動源之驅動力，而使捲取軸繞著其捲取中心線周圍旋轉；加捻驅動機構係具有：加捻驅動源，其被固定在平台上；及加捻動力傳遞機構，其藉由加捻驅動源之驅動力，使導引部在捲取管之周圍旋轉；往復運動驅動機構係具有：往復運動驅動源，其被固定在框架上；及往復運動動力傳遞機構，其藉由往復運動驅動源之驅動力，使平台沿著捲取軸之捲取中心線進行往返移動，藉此相對於捲取管而使導引部沿著捲取軸之捲取中心線相對地往返移動。藉此，可獨立地控制捲取驅動源、加捻驅動源及往復運動驅動源之各者，而較佳地實施捲取動作、加捻動作及往復運動動作之各動作。
根據本發明，可提供一種可使所製成之線獲得充分之性能之線製造裝置。
1‧‧‧線製造裝置
2‧‧‧基板支撐部
5‧‧‧加捻捲取裝置
5a‧‧‧框架
10‧‧‧控制部
20‧‧‧捲取驅動機構
21‧‧‧捲取軸
21a‧‧‧前端部
21b‧‧‧基端部
22‧‧‧捲取驅動馬達(捲取驅動源)
22a、32a、43a‧‧‧驅動軸
23、44‧‧‧軸接頭
24‧‧‧軸承
30‧‧‧加捻驅動機構
31‧‧‧導引部
31a‧‧‧本體
31b‧‧‧支臂
31c‧‧‧插通孔
32‧‧‧加捻驅動馬達(加捻驅動源)
33‧‧‧正齒輪
34‧‧‧平台
35‧‧‧導環
40‧‧‧往復運動驅動機構
41‧‧‧滾珠螺桿軸
42‧‧‧滾珠螺桿螺帽
43‧‧‧往復運動驅動馬達(往復運動驅動源)
B‧‧‧氣圈
F‧‧‧CNT纖維群
L‧‧‧既定線
S‧‧‧CNT形成基板
T‧‧‧捲取管
Y‧‧‧CNT線
圖1係本發明一實施形態之線製造裝置之俯視圖。
圖2係圖1之線製造裝置之加捻捲取裝置之局部剖面圖。
以下，參照圖式，對本發明較佳之實施形態進行詳細說明。再者，對各圖中相同或相當部分標註相同符號，並省略重複說明。
如圖1所示，線製造裝置1係一面將奈米碳管纖維群(以下稱為「CNT纖維群」)F傳送一面將該CNT纖維群F製成奈米 碳管線(以下稱為「CNT線」)Y的裝置。線製造裝置1具備有基板支撐部2、加捻捲取裝置5、及控制部10。基板支撐部2及加捻捲取裝置5係配置於直線之既定線L上，CNT纖維群F係自基板支撐部2朝向加捻捲取裝置5被傳送。控制部10係控制加捻捲取裝置5之動作。再者，CNT纖維群F係由複數由奈米碳管所構成之線條體(纖維)集合而成者。CNT線Y係對CNT纖維群F進行加捻(真捻或假捻)而成者。以下，將CNT纖維群F傳送方向之上游側簡稱為「上游側」，將CNT纖維群F傳送方向之下游側簡稱為「下游側」。
基板支撐部2係於保持有被抽出CNT纖維群F之奈 米碳管形成基板(以下簡稱為「CNT形成基板」)S之狀態下支撐該基板S。CNT形成基板S係被稱為奈米碳管叢(carbon nanotubeforest)、或奈米碳管之垂直配向構造體等者，係藉由化學氣相沈積法等而於基板上高密度地且高配向地形成有奈米碳管(例如單層奈米碳管、雙層奈米碳管、多層奈米碳管等)者。作為基板，例如可使用玻璃基板、矽基板、金屬基板等。再者，於開始製造CNT線Y時、更換CNT形成基板S時等，可使用被稱為微型鑽頭之治具，自CNT形成基板S抽出CNT纖維群F。又，可使用抽吸裝置、黏著膠帶等取代微型鑽頭，自CNT形成基板S抽出CNT纖維群F。
加捻捲取裝置5係一面對自CNT形成基板S抽出之CNT纖維群F進行加捻，一面將所製成之CNT線Y捲取至捲取管。更具體而言，如圖2所示，加捻捲取裝置5具備有：捲取驅動機構20，其係將CNT線Y捲取至捲取管T；加捻驅動機構30，其係一面使CNT纖維群F或CNT線Y迴旋，一面對CNT纖維群F進行加捻而製造CNT線Y；及往復運動驅動機構40，其係使CNT線Y 於捲取管T往復運動。此外，加捻捲取裝置5具備有：框架5a，其係支撐捲取驅動機構20和往復運動驅動機構40；及平台34，其係支撐加捻驅動機構30。
捲取驅動機構20具有以既定線L為捲取中心線之捲 取軸21、及使捲取軸21旋轉之捲取驅動馬達(捲取驅動源)22。捲取管T係安裝於捲取軸21之上游側端部即前端部21a，可相對於捲取軸21裝卸。捲取軸21之下游側端部即基端部21b係經由軸接頭23而與捲取驅動馬達22之驅動軸22a連結。捲取軸21係經由軸承24而樞轉支承於加捻捲取裝置5之框架5a。捲取驅動馬達22係固定於框架5a。
以上之捲取驅動機構20係使捲取驅動馬達22驅動， 而使安裝有捲取管T之捲取軸21繞其捲取中心線(即既定線L)旋轉，藉此將CNT線Y捲取至捲取管T。於該捲取驅動機構20中，由軸接頭23構成捲取動力傳遞機構。捲取動力傳遞機構係藉由捲取驅動馬達22之驅動力使捲取軸21繞其捲取中心線旋轉之機構。
加捻驅動機構30具有：導引部31，其係將CNT線Y 導引至捲取管T；及加捻驅動馬達(加捻驅動源)32，其係使導引部31於捲取管T之周圍旋轉。導引部31包含有：筒狀之本體31a，其包圍捲取軸21；及一對支臂31b，其係自本體31a延伸至上游側。 於一支臂31b之上游側端部即前端部，設置有供被導引至捲取管T之CNT線Y插通之插通孔31c。插通至插通孔31c之CNT線Y，係以CNT纖維群F或CNT線Y之狀態通過配置於既定線L上之導環35，而被導引至捲取管T。導引部31之本體31a係經由複數個正齒輪33而與加捻驅動馬達32之驅動軸32a連結。加捻驅動馬達 32係固定於平台34。平台34係以可沿著捲取軸21之捲取中心線往返移動之方式安裝於框架5a。再者，亦可於捲取軸21與本體31a之間，配置襯套作為滑動軸承。
以上之加捻驅動機構30係使加捻驅動馬達32驅動， 而使將CNT線Y導引至捲取管T之導引部31於捲取管T之周圍旋轉，藉此一面使CNT纖維群F或CNT線Y以導環35為支點迴旋而形成CNT纖維群F或CNT線Y之氣圈B，一面對CNT纖維群F進行加捻而製造CNT線Y。再者，所謂CNT纖維群F或CNT線Y，係包含仍為CNT纖維群F之狀態、被加捻而成為CNT線Y之狀態、及處於其等中間之狀態之意。於該加捻驅動機構30中，加捻動力傳遞機構係由正齒輪33所構成。加捻動力傳遞機構係藉由加捻驅動馬達32之驅動力使導引部31於捲取管T之周圍旋轉之機構。
往復運動驅動機構40具有：滾珠螺桿軸41，其係以 平行於既定線L之線為中心線；滾珠螺桿螺帽42，其係與滾珠螺桿軸41螺合；及往復運動驅動馬達(往復運動驅動源)43，其係使滾珠螺桿軸41旋轉。滾珠螺桿軸41之下游側端部即基端部，係經由軸接頭44而與往復運動驅動馬達43之驅動軸43a連結。滾珠螺桿螺帽42係固定於加捻驅動機構30之平台34。往復運動驅動馬達43係固定於框架5a。
以上之往復運動驅動機構40係藉由使往復運動驅動 馬達43驅動而使滾珠螺桿軸41正轉及反轉，從而使加捻驅動機構30沿著既定線L往返移動(亦即，藉由使導引部31相對於捲取管T而沿著捲取軸21之捲取中心線往返移動)，來使CNT線Y於捲取 管T往復運動。再者，於使CNT線Y在捲取管T往復運動時，只要能夠使導引部31相對於捲取管T而沿著捲取軸21之捲取中心線相對地往返移動即可，例如使捲取管T相對於導引部31而沿著捲取軸21之捲取中心線往返移動等。於該往復運動驅動機構40中，往復運動動力傳遞機構係由滾珠螺桿軸41、滾珠螺桿螺帽42及軸接頭44所構成。往復運動動力傳遞機構係如下之機構：藉由往復運動驅動馬達43之驅動力，使平台34沿著捲取軸21之捲取中心線往返移動，藉此使導引部31相對於捲取管T而沿著捲取軸21之捲取中心線相對地往返移動。
如以上所說明，於線製造裝置1中，藉由用以使CNT 線Y於捲取管T往復運動之導引部31於捲取管T之周圍旋轉，可使CNT纖維群F或CNT線Y迴旋，並對CNT纖維群F進行加捻而製成CNT線Y。藉此，雖然CNT纖維群F為耐負重值相對較低且質量相對較小之纖維群，但可較佳地對如此之CNT纖維群F進行加捻。又，由於使CNT纖維群F或CNT線Y迴旋而形成氣圈B，因此雖然CNT纖維群F為伸縮性相對較小之纖維群，但仍可一面藉由氣圈B較佳地吸收如此之CNT纖維群F所產生之張力變動，一面效率佳地對CNT纖維群F進行加捻。因此，根據線製造裝置1，可使所製造之CNT線Y獲得充分之性能。
又，於線製造裝置1中，由於可使用控制部10獨立 地控制捲取驅動馬達22、加捻驅動馬達32及往復運動驅動馬達43之各者，因此可較佳地實施捲取動作、加捻動作及往復運動動作之各動作。
又，於線製造裝置1，設置有支撐被抽出CNT纖維群 F之CNT形成基板S之基板支撐部2。藉此，可穩定地供給CNT纖維群F。
以上，雖然已對本發明一實施形態進行說明，但本發明並不限定於上述實施形態。例如，作為CNT纖維群F之供給源，亦可使用將奈米碳管連續地合成而供給CNT纖維群F之裝置等取代CNT形成基板S。又，亦可於加捻捲取裝置5中，將在可對CNT纖維群F進行加捻之程度之範圍內使CNT纖維群F凝集之細管等凝集部，配置於加捻捲取裝置5之上游側。又，於上述實施形態中，雖然一面形成氣圈B一面對CNT纖維群F進行加捻而製成CNT線Y，但亦可於未形成氣圈B之條件下對CNT纖維群F進行加捻而製造CNT線Y。又，本發明可將除奈米碳管纖維群以外之纖維群、及除奈米碳管線以外之線作為對象。
根據本發明，可提供一種可使所製造之線獲得充分之性能之線製造裝置。
5‧‧‧加捻捲取裝置
5a‧‧‧框架
20‧‧‧捲取驅動機構
21‧‧‧捲取軸
21a‧‧‧前端部
21b‧‧‧基端部
22‧‧‧捲取驅動馬達(捲取驅動源)
22a、32a、43a‧‧‧驅動軸
23、44‧‧‧軸接頭
24‧‧‧軸承
30‧‧‧加捻驅動機構
31‧‧‧導引部
31a‧‧‧本體
31b‧‧‧支臂
31c‧‧‧插通孔
32‧‧‧加捻驅動馬達(加捻驅動源)
33‧‧‧正齒輪
34‧‧‧平台
35‧‧‧導環
40‧‧‧往復運動驅動機構
41‧‧‧滾珠螺桿軸
42‧‧‧滾珠螺桿螺帽
43‧‧‧往復運動驅動馬達(往復運動驅動源)
B‧‧‧氣圈
F‧‧‧CNT纖維群
L‧‧‧既定線
T‧‧‧捲取管
Y‧‧‧CNT線

Claims (4)

  1. 一種線製造裝置，其為係一方面將纖維群傳送另一方面自該纖維群製造線之線製造裝置，其具備有：捲取驅動機構，其藉由使安裝有捲取管之捲取軸繞其捲取中心線周圍進行旋轉，而將上述線加以捲取至上述捲取管；加捻驅動機構，其藉由使導引上述線至上述捲取管之導引部，在上述捲取管之周圍旋轉，一面使上述纖維群或上述線迴旋，一面對上述纖維群進行加捻而製造上述線；及往復運動驅動機構，其相對於上述捲取管而使上述導引部沿著上述捲取軸之上述捲取中心線相對往返移動，藉此使上述線在上述捲取管上進行往復運動。
  2. 如申請專利範圍第1項之線製造裝置，其中，上述纖維群係奈米碳管纖維群，上述線係奈米碳管線，上述加捻驅動機構係一面形成由上述纖維群或上述線之迴旋所產生之氣圈，一面對上述纖維群進行加捻而製造上述線。
  3. 如申請專利範圍第2項之線製造裝置，其中，更進一步具備有基板支撐部，該基板支撐部係對抽出上述奈米碳管纖維群之奈米碳管形成基板進行支撐。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之線製造裝置，其中，更進一步具備有：框架，其支撐上述捲取驅動機構及往復運動驅動機構；及平台，其以可沿著上述捲取軸之上述捲取中心線進行往返移動之方式安裝在上述框架上，並支撐上述加捻驅動機構；上述捲取驅動機構係具有：捲取驅動源，其被固定在上述框架上；及捲取動力傳遞機構，其藉由上述捲取驅動源之驅動力，而使上述捲取軸繞著其上述捲取中心線周圍旋轉；上述加捻驅動機構係具有：加捻驅 動源，其被固定在上述平台上；及加捻動力傳遞機構，其藉由上述加捻驅動源之驅動力，使上述導引部在上述捲取管之周圍旋轉；上述往復運動驅動機構係具有：往復運動驅動源，其被固定在上述框架上；及往復運動動力傳遞機構，其藉由上述往復運動驅動源之驅動力，使上述平台沿著上述捲取軸之上述捲取中心線進行往返移動，藉此相對於上述捲取管而使上述導引部沿著上述捲取軸之上述捲取中心線相對地往返移動。
TW103124540A 2013-07-22 2014-07-17 Line manufacturing device TWI551744B (zh)

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