WO2015011755A1 - 糸製造装置 - Google Patents

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弘樹 高嶌
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村田機械株式会社
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
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    • D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a yarn manufacturing apparatus for manufacturing a yarn from the fiber group while running the fiber group.
  • FIG. 1 of Patent Document 1 describes a ring-type spinning apparatus that winds a carbon nanotube yarn while producing the carbon nanotube yarn by twisting the carbon nanotube fiber group. Yes.
  • an object of the present invention is to provide a yarn manufacturing apparatus capable of obtaining sufficient performance in the manufactured yarn.
  • a fiber group or a yarn is swung and a fiber group is twisted to produce a yarn by rotating a guide portion for traversing the yarn in the winding tube around the winding tube. Is done.
  • the fiber group can be suitably twisted.
  • the fiber group or thread is swirled to form a balloon (the fiber group or thread is inflated in a balloon shape by centrifugal force), so that the stretchability of the fiber group is relatively low like the carbon nanotube fiber group. Even in such a case, the fiber group can be efficiently twisted while the tension fluctuation generated in the fiber group is suitably absorbed by the balloon. Therefore, according to this yarn manufacturing apparatus, sufficient performance can be obtained in the manufactured yarn.
  • the yarn manufacturing apparatus includes a frame that supports the winding drive mechanism and the traverse drive mechanism, and a frame that is reciprocally movable along the winding center line of the winding shaft.
  • a take-up drive mechanism, and a take-up drive mechanism configured to rotate the take-up shaft around the take-up center line by the drive force of the take-up drive source.
  • the traverse drive mechanism has a traverse drive source fixed to the frame, and a reciprocating movement of the stage along the take-up center line of the take-up shaft by the drive force of the traverse drive source.
  • each of a winding drive source, a twist drive source, and a traverse drive source can be controlled independently, and each of a winding operation, a twist operation, and a traverse operation can be suitably performed.
  • the substrate support unit 2 supports a carbon nanotube-formed substrate (hereinafter referred to as “CNT-formed substrate”) S from which the CNT fiber group F is drawn out.
  • the CNT-forming substrate S is referred to as a carbon nanotube forest or a vertically aligned structure of carbon nanotubes, etc., and carbon with high density and high orientation on the substrate by a chemical vapor deposition method or the like.
  • Nanotubes for example, single-walled carbon nanotubes, double-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, etc.
  • the substrate for example, a glass substrate, a silicon substrate, a metal substrate, or the like is used.
  • the CNT fiber group F can be pulled out from the CNT-formed substrate S using a jig called a microdrill when the manufacture of the CNT yarn Y is started or when the CNT-formed substrate S is replaced. Further, the CNT fiber group F can be pulled out from the CNT-formed substrate S using a suction device, an adhesive tape, or the like instead of the micro drill.
  • the twisting winding device 5 winds the produced CNT yarn Y around a winding tube while twisting the CNT fiber group F drawn from the CNT-forming substrate S. More specifically, as shown in FIG. 2, the twist winding device 5 swirls the winding drive mechanism 20 that winds the CNT yarn Y around the winding tube T, and the CNT fiber group F to the CNT yarn Y.
  • the twist driving mechanism 30 that twists the CNT fiber group F to produce the CNT yarn Y and the traverse driving mechanism 40 that traverses the CNT yarn Y in the winding tube T are provided. Further, the twisting winding device 5 includes a frame 5 a that supports the winding driving mechanism 20 and the traverse driving mechanism 40, and a stage 34 that supports the twisting driving mechanism 30.
  • the winding drive mechanism 20 includes a winding shaft 21 having a predetermined line L as a winding center line, and a winding drive motor (winding drive source) 22 that rotates the winding shaft 21.
  • the winding tube T is attached to a distal end portion 21 a that is an upstream end portion of the winding shaft 21, and is detachable from the winding shaft 21.
  • a base end portion 21 b that is a downstream end portion of the take-up shaft 21 is connected to a drive shaft 22 a of the take-up drive motor 22 through a shaft joint 23.
  • the winding shaft 21 is pivotally supported by the frame 5 a of the twist winding device 5 via a bearing 24.
  • the winding drive motor 22 is fixed to the frame 5a.
  • the winding drive mechanism 20 described above drives the winding drive motor 22 to rotate the winding shaft 21 to which the winding tube T is attached around its winding center line (that is, the predetermined line L).
  • the CNT yarn Y is wound around the winding tube T.
  • a winding power transmission mechanism is configured by the shaft coupling 23.
  • the take-up power transmission mechanism is a mechanism for rotating the take-up shaft 21 around the take-up center line by the driving force of the take-up drive motor 22.
  • the twist drive mechanism 30 includes a guide portion 31 that guides the CNT yarn Y to the take-up tube T, and a twist drive motor (twist drive source) 32 that rotates the guide portion 31 around the take-up tube T.
  • the guide portion 31 includes a cylindrical main body 31a surrounding the winding shaft 21 and a pair of arms 31b extending from the main body 31a to the upstream side.
  • An insertion hole 31c through which the CNT yarn Y guided by the take-up tube T is inserted is provided at the distal end that is the upstream end of one arm 31b.
  • the above-described twisting drive mechanism 30 drives the twisting drive motor 32 and rotates the guide portion 31 that guides the CNT yarn Y to the winding tube T around the winding tube T, thereby causing the guide ring 35 to rotate.
  • the CNT fiber group F to CNT yarn Y is turned as a fulcrum to form a balloon B by the CNT fiber group F to CNT yarn Y, and the CNT fiber group F is twisted to produce the CNT yarn Y.
  • the CNT fiber group F to the CNT yarn Y mean a state in which the CNT fiber group F remains, a state in which the CNT fiber group is twisted to become the CNT yarn Y, and an intermediate state thereof.
  • a spur gear 33 constitutes a twist power transmission mechanism.
  • the twisting power transmission mechanism is a mechanism for rotating the guide portion 31 around the winding tube T by the driving force of the twisting drive motor 32.
  • the traverse drive mechanism 40 includes a ball screw shaft 41 having a line parallel to the predetermined line L as a center line, a ball screw nut 42 screwed into the ball screw shaft 41, and a traverse drive motor ( Traverse drive source) 43.
  • a base end portion, which is a downstream end portion of the ball screw shaft 41, is connected to a drive shaft 43 a of the traverse drive motor 43 via a shaft joint 44.
  • the ball screw nut 42 is fixed to the stage 34 of the twist drive mechanism 30.
  • the traverse drive motor 43 is fixed to the frame 5a.
  • the traverse drive mechanism 40 drives the traverse drive motor 43 to rotate the ball screw shaft 41 forward and backward, and reciprocates the twist drive mechanism 30 along a predetermined line L (that is, winding).
  • the CNT yarn Y is traversed in the winding tube T by reciprocating the guide portion 31 along the winding center line of the winding shaft 21 with respect to the tube T).
  • the winding tube T is reciprocated along the winding center line of the winding shaft 21 with respect to the guide portion 31.
  • the guide portion 31 can be reciprocated relatively along the winding center line of the winding shaft 21.
  • a traverse power transmission mechanism is configured by the ball screw shaft 41, the ball screw nut 42, and the shaft coupling 44.
  • the traverse power transmission mechanism reciprocates the stage 34 along the winding center line of the winding shaft 21 by the driving force of the traverse drive motor 43, thereby moving the guide portion 31 relative to the winding tube T to the winding shaft. This is a mechanism for reciprocating relatively along the winding center line of 21.
  • the guide portion 31 for traversing the CNT yarn Y in the winding tube T is rotated around the winding tube T, so that the CNT fiber group F to the CNT yarn Y are rotated. Turns and the CNT fiber group F is twisted to produce the CNT yarn Y.
  • the CNT fiber group F is a fiber group having a relatively low load bearing value and a relatively small mass, the CNT fiber group F can be suitably twisted.
  • the balloon B is formed by turning the CNT fiber group F to the CNT yarn Y
  • the CNT fiber group F is a fiber group having relatively little stretchability, but the tension fluctuation generated in such a CNT fiber group F Can be efficiently twisted on the CNT fiber group F while being suitably absorbed by the balloon B. Therefore, according to the yarn manufacturing apparatus 1, sufficient performance can be obtained in the manufactured CNT yarn Y.
  • the winding drive motor 22, the twist drive motor 32, and the traverse drive motor 43 can be independently controlled by using the control unit 10.
  • each of the traverse operations can be suitably performed.
  • the yarn manufacturing apparatus 1 is provided with a substrate support portion 2 that supports the CNT-formed substrate S from which the CNT fiber group F is drawn. Thereby, the CNT fiber group F can be supplied stably.
  • this invention is not limited to the said embodiment.
  • a supply source of the CNT fiber group F an apparatus that continuously synthesizes carbon nanotubes and supplies the CNT fiber group F instead of the CNT-forming substrate S may be used.
  • an agglomeration portion such as a thin tube that agglomerates the CNT fiber group F within a range in which the CNT fiber group F can be twisted in the twist winding device 5 is arranged on the upstream side of the twist winding device 5. Also good.
  • the CNT fiber group F is twisted while the balloon B is formed to produce the CNT yarn Y.
  • the CNT fiber group F is twisted under the condition that the balloon B is not formed. It is also possible to manufacture.
  • the present invention can be applied to fiber groups other than carbon nanotube fiber groups and yarns other than carbon nanotube yarns.

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Abstract

　糸製造装置１は、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）繊維群Ｆを走行させつつ当該ＣＮＴ繊維群ＦからＣＮＴ糸Ｙを製造する装置であって、巻取管Ｔが取り付けられた巻取軸２１をその巻取中心線周りに回転させることにより、巻取管ＴにＣＮＴ糸Ｙを巻き取る巻取駆動機構２０と、ＣＮＴ糸Ｙを巻取管Ｔに案内するガイド部３１を巻取管Ｔの周りにおいて回転させることにより、ＣＮＴ繊維群Ｆ乃至ＣＮＴ糸Ｙを旋回させつつ、ＣＮＴ繊維群Ｆに撚りを掛けてＣＮＴ糸Ｙを製造する撚掛駆動機構３０と、巻取管Ｔに対してガイド部３１を巻取軸２１の巻取中心線に沿って相対的に往復移動させることにより、巻取管ＴにおいてＣＮＴ糸Ｙをトラバースさせるトラバース駆動機構４０と、を備える。

Description

糸製造装置
　本発明は、繊維群を走行させつつ当該繊維群から糸を製造する糸製造装置に関する。
　上述したような糸製造装置として、特許文献１の図１には、カーボンナノチューブ繊維群に撚りを掛けてカーボンナノチューブ糸を製造しつつ当該カーボンナノチューブ糸を巻き取るリングタイプの紡績装置が記載されている。
特開２０１０－６５３３９号公報
　しかしながら、カーボンナノチューブ繊維群のように、耐荷重値が比較的低く且つ質量が比較的小さい繊維群が対象となる場合、特許文献１の図１記載の装置では、リングに配置される糸案内用のトラベラーを適切に回転させることができず、その結果、製造された糸において十分な性能を得られないおそれがある。
　そこで、本発明は、製造された糸において十分な性能を得ることができる糸製造装置を提供することを目的とする。
　本発明の糸製造装置は、繊維群を走行させつつ当該繊維群から糸を製造する糸製造装置であって、巻取管が取り付けられた巻取軸をその巻取中心線周りに回転させることにより、巻取管に糸を巻き取る巻取駆動機構と、糸を巻取管に案内するガイド部を巻取管の周りにおいて回転させることにより、繊維群乃至糸を旋回させつつ、繊維群に撚りを掛けて糸を製造する撚掛駆動機構と、巻取管に対してガイド部を巻取軸の巻取中心線に沿って相対的に往復移動させることにより、巻取管において糸をトラバースさせるトラバース駆動機構と、を備える。
　この糸製造装置では、巻取管において糸をトラバースさせるためのガイド部が巻取管の周りにおいて回転させられることで、繊維群乃至糸が旋回し、繊維群に撚りが掛けられて糸が製造される。これにより、カーボンナノチューブ繊維群のように、耐荷重値が比較的低く且つ質量が比較的小さい繊維群が対象となる場合であっても、当該繊維群に好適に撚りを掛けることができる。また、繊維群乃至糸を旋回させてバルーン（繊維群乃至糸が遠心力により風船状に膨らんだ状態）を形成することで、カーボンナノチューブ繊維群のように、繊維群の伸縮性が比較的少ない場合であっても、当該繊維群に生じるテンション変動をバルーンで好適に吸収しつつ、当該繊維群に効率良く撚りを掛けることができる。よって、この糸製造装置によれば、製造された糸において十分な性能を得ることができる。
　本発明の糸製造装置においては、繊維群は、カーボンナノチューブ繊維群であり、糸は、カーボンナノチューブ糸であり、撚掛駆動機構は、繊維群乃至糸の旋回によるバルーンを形成しつつ、繊維群に撚りを掛けて糸を製造してもよい。耐荷重値が比較的低く且つ質量が比較的小さいカーボンナノチューブ繊維群が対象となる場合であっても、上述した構成によれば、製造されたカーボンナノチューブ糸において十分な性能を得ることができる。
　本発明の糸製造装置は、カーボンナノチューブ繊維群が引き出されるカーボンナノチューブ形成基板を支持する基板支持部を更に備えてもよい。これによれば、カーボンナノチューブ繊維群を安定して供給することができる。
　本発明の糸製造装置は、巻取駆動機構及びトラバース駆動機構を支持するフレームと、巻取軸の巻取中心線に沿って往復移動可能となるようにフレームに取り付けられ、撚掛駆動機構を支持するステージと、を更に備え、巻取駆動機構は、フレームに固定された巻取駆動源と、巻取駆動源の駆動力によって巻取軸をその巻取中心線周りに回転させる巻取動力伝達機構と、を有し、撚掛駆動機構は、ステージに固定された撚掛駆動源と、撚掛駆動源の駆動力によってガイド部を巻取管の周りにおいて回転させる撚掛動力伝達機構と、を有し、トラバース駆動機構は、フレームに固定されたトラバース駆動源と、トラバース駆動源の駆動力によって、ステージを巻取軸の巻取中心線に沿って往復移動させることにより、巻取管に対してガイド部を巻取軸の巻取中心線に沿って相対的に往復移動させるトラバース動力伝達機構と、を有してもよい。これによれば、巻取駆動源、撚掛駆動源及びトラバース駆動源のそれぞれを独立に制御して、巻取動作、撚掛動作及びトラバース動作のそれぞれを好適に実施することができる。
　本発明によれば、製造された糸において十分な性能を得ることができる糸製造装置を提供することが可能となる。
本発明の一実施形態の糸製造装置の平面図である。 図１の糸製造装置の撚掛巻取装置の一部断面図である。
　以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
　図１に示されるように、糸製造装置１は、カーボンナノチューブ繊維群（以下、「ＣＮＴ繊維群」という）Ｆを走行させつつ当該ＣＮＴ繊維群Ｆからカーボンナノチューブ糸（以下、「ＣＮＴ糸」という）Ｙを製造する装置である。糸製造装置１は、基板支持部２と、撚掛巻取装置５と、制御部１０と、を備えている。基板支持部２及び撚掛巻取装置５は、直線の所定線Ｌ上に配置されており、ＣＮＴ繊維群Ｆは、基板支持部２から撚掛巻取装置５に向かって走行させられる。制御部１０は、撚掛巻取装置５の動作を制御する。なお、ＣＮＴ繊維群Ｆは、カーボンナノチューブからなる糸条体（繊維）が複数集合したものである。ＣＮＴ糸Ｙは、ＣＮＴ繊維群Ｆに撚り（実撚り又は仮撚り）が掛けられたものである。以下、ＣＮＴ繊維群Ｆの走行方向における上流側を単に「上流側」といい、ＣＮＴ繊維群Ｆの走行方向における下流側を単に「下流側」という。
　基板支持部２は、ＣＮＴ繊維群Ｆが引き出されるカーボンナノチューブ形成基板（以下、「ＣＮＴ形成基板」という）Ｓを保持した状態で支持する。ＣＮＴ形成基板Ｓは、カーボンナノチューブフォレスト（carbon　nanotube　forest）、或いは、カーボンナノチューブの垂直配向構造体等と称されるものであり、化学気相成長法等によって基板上に高密度且つ高配向にカーボンナノチューブ（例えば、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ等）が形成されたものである。基板としては、例えば、ガラス基板、シリコン基板、金属基板等が用いられる。なお、ＣＮＴ糸Ｙの製造開始時、ＣＮＴ形成基板Ｓの交換時等には、マイクロドリルと称される治具を用いて、ＣＮＴ形成基板ＳからＣＮＴ繊維群Ｆを引き出すことができる。また、マイクロドリルに代えて、吸引装置、粘着テープ等を用いて、ＣＮＴ形成基板ＳからＣＮＴ繊維群Ｆを引き出すことができる。
　撚掛巻取装置５は、ＣＮＴ形成基板Ｓから引き出されたＣＮＴ繊維群Ｆに撚りを掛けつつ、製造されたＣＮＴ糸Ｙを巻取管に巻き取る。より具体的には、図２に示されるように、撚掛巻取装置５は、巻取管ＴにＣＮＴ糸Ｙを巻き取る巻取駆動機構２０と、ＣＮＴ繊維群Ｆ乃至ＣＮＴ糸Ｙを旋回させつつ、ＣＮＴ繊維群Ｆに撚りを掛けてＣＮＴ糸Ｙを製造する撚掛駆動機構３０と、巻取管ＴにおいてＣＮＴ糸Ｙをトラバースさせるトラバース駆動機構４０と、を備えている。更に、撚掛巻取装置５は、巻取駆動機構２０及びトラバース駆動機構４０を支持するフレーム５ａと、撚掛駆動機構３０を支持するステージ３４と、を備えている。
　巻取駆動機構２０は、所定線Ｌを巻取中心線とする巻取軸２１と、巻取軸２１を回転させる巻取駆動モータ（巻取駆動源）２２と、を有している。巻取管Ｔは、巻取軸２１の上流側端部である先端部２１ａに取り付けられており、巻取軸２１に対して着脱可能となっている。巻取軸２１の下流側端部である基端部２１ｂは、軸継手２３を介して巻取駆動モータ２２の駆動軸２２ａと連結されている。巻取軸２１は、ベアリング２４を介して撚掛巻取装置５のフレーム５ａに軸支されている。巻取駆動モータ２２は、フレーム５ａに固定されている。
　以上の巻取駆動機構２０は、巻取駆動モータ２２を駆動させて、巻取管Ｔが取り付けられた巻取軸２１をその巻取中心線（すなわち、所定線Ｌ）周りに回転させることにより、巻取管ＴにＣＮＴ糸Ｙを巻き取る。この巻取駆動機構２０においては、軸継手２３によって、巻取動力伝達機構が構成されている。巻取動力伝達機構は、巻取駆動モータ２２の駆動力によって巻取軸２１をその巻取中心線周りに回転させる機構である。
　撚掛駆動機構３０は、ＣＮＴ糸Ｙを巻取管Ｔに案内するガイド部３１と、ガイド部３１を巻取管Ｔの周りにおいて回転させる撚掛駆動モータ（撚掛駆動源）３２と、を有している。ガイド部３１は、巻取軸２１を包囲する筒状の本体３１ａと、本体３１ａから上流側に延在する一対のアーム３１ｂと、を含んでいる。一方のアーム３１ｂの上流側端部である先端部には、巻取管Ｔに案内されるＣＮＴ糸Ｙが挿通される挿通孔３１ｃが設けられている。挿通孔３１ｃに挿通されるＣＮＴ糸Ｙは、所定線Ｌ上に配置されたガイドリング３５をＣＮＴ繊維群Ｆ乃至ＣＮＴ糸Ｙの状態で通過させられて、巻取管Ｔに案内される。ガイド部３１の本体３１ａは、複数の平歯車３３を介して撚掛駆動モータ３２の駆動軸３２ａと連結されている。撚掛駆動モータ３２は、ステージ３４に固定されている。ステージ３４は、巻取軸２１の巻取中心線に沿って往復移動可能となるようにフレーム５ａに取り付けられている。なお、巻取軸２１と本体３１ａとの間に、すべり軸受としてブッシュを配置してもよい。
　以上の撚掛駆動機構３０は、撚掛駆動モータ３２を駆動させて、ＣＮＴ糸Ｙを巻取管Ｔに案内するガイド部３１を巻取管Ｔの周りにおいて回転させることにより、ガイドリング３５を支点としてＣＮＴ繊維群Ｆ乃至ＣＮＴ糸Ｙを旋回させてＣＮＴ繊維群Ｆ乃至ＣＮＴ糸ＹによるバルーンＢを形成しつつ、ＣＮＴ繊維群Ｆに撚りを掛けてＣＮＴ糸Ｙを製造する。なお、ＣＮＴ繊維群Ｆ乃至ＣＮＴ糸Ｙとは、ＣＮＴ繊維群Ｆのままの状態、撚りが掛けられてＣＮＴ糸Ｙとなった状態、及びそれらの中間の状態を含む意味である。この撚掛駆動機構３０においては、平歯車３３によって、撚掛動力伝達機構が構成されている。撚掛動力伝達機構は、撚掛駆動モータ３２の駆動力によってガイド部３１を巻取管Ｔの周りにおいて回転させる機構である。
　トラバース駆動機構４０は、所定線Ｌに平行な線を中心線とするボールねじ軸４１と、ボールねじ軸４１と螺合されたボールねじナット４２と、ボールねじ軸４１を回転させるトラバース駆動モータ（トラバース駆動源）４３と、を有している。ボールねじ軸４１の下流側端部である基端部は、軸継手４４を介してトラバース駆動モータ４３の駆動軸４３ａと連結されている。ボールねじナット４２は、撚掛駆動機構３０のステージ３４に固定されている。トラバース駆動モータ４３は、フレーム５ａに固定されている。
　以上のトラバース駆動機構４０は、トラバース駆動モータ４３を駆動させてボールねじ軸４１を正回転及び逆回転させ、撚掛駆動機構３０を所定線Ｌに沿って往復移動させることにより（すなわち、巻取管Ｔに対してガイド部３１を巻取軸２１の巻取中心線に沿って往復移動させることにより）、巻取管ＴにおいてＣＮＴ糸Ｙをトラバースさせる。なお、巻取管ＴにおいてＣＮＴ糸Ｙをトラバースさせる際には、例えばガイド部３１に対して巻取管Ｔを巻取軸２１の巻取中心線に沿って往復移動させるなど、巻取管Ｔに対してガイド部３１を巻取軸２１の巻取中心線に沿って相対的に往復移動させることができればよい。このトラバース駆動機構４０においては、ボールねじ軸４１、ボールねじナット４２及び軸継手４４によって、トラバース動力伝達機構が構成されている。トラバース動力伝達機構は、トラバース駆動モータ４３の駆動力によって、ステージ３４を巻取軸２１の巻取中心線に沿って往復移動させることにより、巻取管Ｔに対してガイド部３１を巻取軸２１の巻取中心線に沿って相対的に往復移動させる機構である。
　以上説明したように、糸製造装置１では、巻取管ＴにおいてＣＮＴ糸Ｙをトラバースさせるためのガイド部３１が巻取管Ｔの周りにおいて回転させられることで、ＣＮＴ繊維群Ｆ乃至ＣＮＴ糸Ｙが旋回し、ＣＮＴ繊維群Ｆに撚りが掛けられてＣＮＴ糸Ｙが製造される。これにより、ＣＮＴ繊維群Ｆは、耐荷重値が比較的低く且つ質量が比較的小さい繊維群であるものの、そのようなＣＮＴ繊維群Ｆに好適に撚りを掛けることができる。また、ＣＮＴ繊維群Ｆ乃至ＣＮＴ糸Ｙを旋回させてバルーンＢを形成するので、ＣＮＴ繊維群Ｆは、伸縮性が比較的少ない繊維群であるものの、そのようなＣＮＴ繊維群Ｆに生じるテンション変動をバルーンＢで好適に吸収しつつ、ＣＮＴ繊維群Ｆに効率良く撚りを掛けることができる。よって、糸製造装置１によれば、製造されたＣＮＴ糸Ｙにおいて十分な性能を得ることができる。
　また、糸製造装置１では、制御部１０に用いて、巻取駆動モータ２２、撚掛駆動モータ３２及びトラバース駆動モータ４３のそれぞれを独立に制御することができるので、巻取動作、撚掛動作及びトラバース動作のそれぞれを好適に実施することができる。
　また、糸製造装置１には、ＣＮＴ繊維群Ｆが引き出されるＣＮＴ形成基板Ｓを支持する基板支持部２が設けられている。これにより、ＣＮＴ繊維群Ｆを安定して供給することができる。
　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、ＣＮＴ繊維群Ｆの供給源として、ＣＮＴ形成基板Ｓに替えて、カーボンナノチューブを連続的に合成してＣＮＴ繊維群Ｆを供給する装置等を用いてもよい。また、撚掛巻取装置５においてＣＮＴ繊維群Ｆに撚りを掛けられる程度の範囲内でＣＮＴ繊維群Ｆを凝集させる細管等の凝集部を、撚掛巻取装置５の上流側に配置してもよい。また、上記実施形態では、バルーンＢを形成しつつＣＮＴ繊維群Ｆに撚りを掛けてＣＮＴ糸Ｙを製造したが、バルーンＢが形成されない条件でＣＮＴ繊維群Ｆに撚りを掛けてＣＮＴ糸Ｙを製造することも可能である。また、本発明は、カーボンナノチューブ繊維群以外の繊維群、及びカーボンナノチューブ糸以外の糸を対象とすることができる。
　本発明によれば、製造された糸において十分な性能を得ることができる糸製造装置を提供することが可能となる。
　１…糸製造装置、２…基板支持部、５ａ…フレーム、２０…巻取駆動機構、２１…巻取軸、２２…巻取駆動モータ（巻取駆動源）、２３…軸継手（巻取動力伝達機構）、３０…撚掛駆動機構、３１…ガイド部、３２…撚掛駆動モータ（撚掛駆動源）、３３…平歯車（撚掛動力伝達機構）、３４…ステージ、４０…トラバース駆動機構、４１…ボールねじ軸（トラバース動力伝達機構）、４２…ボールねじナット（トラバース動力伝達機構）、４３…トラバース駆動モータ（トラバース駆動源）、４４…軸継手（トラバース動力伝達機構）。

Claims (4)

  1. 　繊維群を走行させつつ当該繊維群から糸を製造する糸製造装置であって、
    　巻取管が取り付けられた巻取軸をその巻取中心線周りに回転させることにより、前記巻取管に前記糸を巻き取る巻取駆動機構と、
    　前記糸を前記巻取管に案内するガイド部を前記巻取管の周りにおいて回転させることにより、前記繊維群乃至前記糸を旋回させつつ、前記繊維群に撚りを掛けて前記糸を製造する撚掛駆動機構と、
    　前記巻取管に対して前記ガイド部を前記巻取軸の前記巻取中心線に沿って相対的に往復移動させることにより、前記巻取管において前記糸をトラバースさせるトラバース駆動機構と、を備える、糸製造装置。
  2. 　前記繊維群は、カーボンナノチューブ繊維群であり、前記糸は、カーボンナノチューブ糸であり、
    　前記撚掛駆動機構は、前記繊維群乃至前記糸の旋回によるバルーンを形成しつつ、前記繊維群に撚りを掛けて前記糸を製造する、請求項１記載の糸製造装置。
  3. 　前記カーボンナノチューブ繊維群が引き出されるカーボンナノチューブ形成基板を支持する基板支持部を更に備える、請求項２記載の糸製造装置。
  4. 　前記巻取駆動機構及びトラバース駆動機構を支持するフレームと、
    　前記巻取軸の前記巻取中心線に沿って往復移動可能となるように前記フレームに取り付けられ、前記撚掛駆動機構を支持するステージと、を更に備え、
    　前記巻取駆動機構は、
    　前記フレームに固定された巻取駆動源と、
    　前記巻取駆動源の駆動力によって前記巻取軸をその前記巻取中心線周りに回転させる巻取動力伝達機構と、を有し、
    　前記撚掛駆動機構は、
    　前記ステージに固定された撚掛駆動源と、
    　前記撚掛駆動源の駆動力によって前記ガイド部を前記巻取管の周りにおいて回転させる撚掛動力伝達機構と、を有し、
    　前記トラバース駆動機構は、
    　前記フレームに固定されたトラバース駆動源と、
    　前記トラバース駆動源の駆動力によって、前記ステージを前記巻取軸の前記巻取中心線に沿って往復移動させることにより、前記巻取管に対して前記ガイド部を前記巻取軸の前記巻取中心線に沿って相対的に往復移動させるトラバース動力伝達機構と、を有する、請求項１～３のいずれか一項記載の糸製造装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112342648A (zh) * 2019-08-07 2021-02-09 村田机械株式会社 空气纺纱装置及纤维引导部件

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3026158A4 (en) * 2013-07-22 2017-06-14 Murata Machinery, Ltd. Yarn manufacturing device
US9945053B2 (en) * 2013-07-22 2018-04-17 Murata Machinery, Ltd. Yarn manufacturing apparatus
EP3312320B1 (en) * 2013-07-22 2022-03-16 Murata Machinery, Ltd. Carbon nanotube yarn production device
CN105339537B (zh) * 2013-07-22 2017-08-08 村田机械株式会社 纱线制造装置
WO2018118682A1 (en) * 2016-12-19 2018-06-28 Lintec Of America, Inc. Nanofiber yarn spinning system
KR101867328B1 (ko) * 2017-05-10 2018-07-19 김재혁 탄소섬유와 필라멘트 섬유용 꼬임장치
CN109095276A (zh) * 2018-10-08 2018-12-28 中铁武汉电气化局集团有限公司广州分公司 拉线绑线缠绕装置及拉线制作设备
KR102105591B1 (ko) * 2018-12-28 2020-04-28 주식회사 제이오 꼬임 구조 탄소나노튜브 섬유의 제조 장치
CN110002277B (zh) * 2019-03-29 2021-04-23 北京理工大学 线束缠绕方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53111136A (en) * 1977-03-02 1978-09-28 Marzoli & Co Flli Rotary ring used for ring fine spinning and yarn twisting machines
JP2010065339A (ja) 2008-09-10 2010-03-25 Toray Ind Inc カーボンナノチューブ連続繊維の製造方法および製造装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US808084A (en) * 1900-11-10 1905-12-26 American Thread Co Twisting-machine.
US1446646A (en) * 1920-12-09 1923-02-27 American Thread Co Twisting machinery
BE627345A (ja) * 1962-01-25
US3472013A (en) * 1967-09-25 1969-10-14 Roberts Co Roving frame
US4235070A (en) * 1978-09-20 1980-11-25 Dynamex Corporation Wire stranding machine and control means therefor
US4304091A (en) * 1979-09-12 1981-12-08 Ragan Ralph L Apparatus for using external drive motors for twisting and winding strand material onto a receiver
DE3111872A1 (de) * 1981-03-26 1982-10-21 Diósgyöri Gépgyár, Miskolc "einfachschlag-verseilmaschine"
CA2201849A1 (en) * 1997-04-04 1998-10-04 Michel Brazeau Apparatus for making twisted wire
EP2025643B1 (en) * 2006-04-24 2018-03-07 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Method for producing single-walled carbon nanotubes
JP5229732B2 (ja) * 2008-11-11 2013-07-03 地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所 微細炭素繊維撚糸の製造装置及び製造方法
CN101905878A (zh) * 2009-06-04 2010-12-08 清华大学 碳纳米管线状结构及其制备方法
JP5597152B2 (ja) 2011-03-23 2014-10-01 株式会社神戸製鋼所 長繊維強化樹脂ストランドの製造方法及び製造装置
EP3312320B1 (en) * 2013-07-22 2022-03-16 Murata Machinery, Ltd. Carbon nanotube yarn production device
JP5943150B2 (ja) * 2013-07-22 2016-06-29 村田機械株式会社 糸製造装置及び凝集部

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53111136A (en) * 1977-03-02 1978-09-28 Marzoli & Co Flli Rotary ring used for ring fine spinning and yarn twisting machines
JP2010065339A (ja) 2008-09-10 2010-03-25 Toray Ind Inc カーボンナノチューブ連続繊維の製造方法および製造装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3026156A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112342648A (zh) * 2019-08-07 2021-02-09 村田机械株式会社 空气纺纱装置及纤维引导部件
CN112342648B (zh) * 2019-08-07 2023-09-08 村田机械株式会社 空气纺纱装置及纤维引导部件

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JP5954496B2 (ja) 2016-07-20
KR101821332B1 (ko) 2018-01-23

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