特許 5971421 糸製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5971421

(24)【登録日】2016年7月22日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】糸製造装置

(51)【国際特許分類】

   D02G 3/16 20060101AFI20160804BHJP

   D01F 9/127 20060101ALI20160804BHJP

【ＦＩ】

   D02G3/16

   D01F9/127

【請求項の数】11

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-528035(P2015-528035)

(86)(22)【出願日】2013年7月22日

(86)【国際出願番号】JP2013069813

(87)【国際公開番号】WO2015011768

(87)【国際公開日】20150129

【審査請求日】2015年12月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006297

【氏名又は名称】村田機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(72)【発明者】

【氏名】矢野 史章

(72)【発明者】

【氏名】福原 修一

(72)【発明者】

【氏名】高嶌 弘樹

【審査官】 斎藤 克也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１１６６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５３３９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０１Ｂ ３１／００ − ３１／１４

Ｄ０１Ｆ ９／０８ − ９／３２

Ｄ０１Ｈ １／００ − １７／０２

Ｄ０２Ｇ １／００ − ３／４８

Ｄ０２Ｊ １／００ − １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

カーボンナノチューブ繊維群を走行させつつ当該カーボンナノチューブ繊維群からカーボンナノチューブ糸を製造する糸製造装置であって、
前記カーボンナノチューブ繊維群の走行と伴に可動し、前記カーボンナノチューブ繊維群を凝集させる凝集部を備え、
前記凝集部は、その一部に前記カーボンナノチューブ繊維群を凝集させる溝が設けられていることを特徴とする糸製造装置。

【請求項2】

前記凝集部は、前記カーボンナノチューブ繊維群の走行方向に直交する方向を軸として回転すると共に前記カーボンナノチューブ繊維群を挟む位置に対向配置された一対のローラーであり、
前記溝は、一対の前記ローラーの少なくとも一方の外周部に設けられており、前記ローラーの周方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１記載の糸製造装置。

【請求項3】

前記溝は、一対の前記ローラーのそれぞれに設けられており、断面が円弧形状を呈していることを特徴とする請求項２記載の糸製造装置。

【請求項4】

前記溝は、断面が略半円形形状を呈していることを特徴とする請求項３記載の糸製造装置。

【請求項5】

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集合体を支持する支持面を有する支持部を備え、
一対の前記ローラーは、前記カーボンナノチューブ繊維群の走行方向に直交する方向で且つ前記支持部の前記支持面に直交する方向を軸として回転することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項記載の糸製造装置。

【請求項6】

前記カーボンナノチューブ繊維群の走行方向における前記凝集部の下流側に、当該凝集部により凝集された前記カーボンナノチューブ繊維群を更に凝集させる第２凝集部を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の糸製造装置。

【請求項7】

前記第２凝集部は、外周部に前記カーボンナノチューブ繊維群を凝集させる溝が設けられたローラー、前記カーボンナノチューブ繊維群に圧縮空気の旋回流によって仮撚りを施す糸製造部、前記カーボンナノチューブ繊維群にその走行に対する抵抗力を作用させつつ前記カーボンナノチューブ繊維群を凝集させる細管部、及び、前記カーボンナノチューブ繊維群に機械的に撚りを施す撚糸部のいずれかであることを特徴とする請求項６記載の糸製造装置。

【請求項8】

前記第２凝集部は、外周部に前記カーボンナノチューブ繊維群を凝集させる溝が設けられたローラーであり、
前記第２凝集部に設けられた前記溝は、前記凝集部に設けられた前記溝よりも断面積が小さいことを特徴とする請求項６記載の糸製造装置。

【請求項9】

前記カーボンナノチューブ繊維群の走行方向において、外周部に前記カーボンナノチューブ繊維群を凝集させる溝が設けられたローラー、前記カーボンナノチューブ繊維群に圧縮空気の旋回流によって仮撚りを施す糸製造部、前記カーボンナノチューブ繊維群にその走行に対する抵抗力を作用させつつ前記カーボンナノチューブ繊維群を凝集させる細管部、及び、前記カーボンナノチューブ繊維群に機械的に撚りを施す撚糸部のいずれかで構成された第２凝集部の下流側において、当該第２凝集部で凝集された前記カーボンナノチューブ繊維群を前記凝集部で更に凝集させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の糸製造装置。

【請求項10】

前記カーボンナノチューブ繊維群の走行方向における前記凝集部の上流側に、前記カーボンナノチューブ繊維群を凝集させる第２凝集部を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の糸製造装置。

【請求項11】

前記第２凝集部は、外周部に前記カーボンナノチューブ繊維群を凝集させる溝が設けられたローラー、前記カーボンナノチューブ繊維群に圧縮空気の旋回流によって仮撚りを施す糸製造部、前記カーボンナノチューブ繊維群にその走行に対する抵抗力を作用させつつ前記カーボンナノチューブ繊維群を凝集させる細管部、及び、前記カーボンナノチューブ繊維群に機械的に撚りを施す撚糸部のいずれかであることを特徴とする請求項１０記載の糸製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カーボンナノチューブ糸を製造する糸製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

糸製造装置として、カーボンナノチューブ形成基板から引き出されたカーボンナノチューブ繊維群を凝集させる一対のローラーと、一対のローラーによって凝集させられたカーボンナノチューブ繊維群に撚りを掛ける撚掛手段と、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−１１６６３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１記載の糸製造装置においては、カーボンナノチューブ形成基板から引き出されたカーボンナノチューブ繊維群を一対のローラーにより挟持して凝集させている。ここで、カーボンナノチューブの繊維は、凝集し易い特性を有しており、一度凝集するとその形状を保持する。そのため、従来の糸製造装置では、一対のローラーを通過したカーボンナノチューブ繊維群が帯状（扁平な形状）に凝集し、所望する形状のカーボンナノチューブ糸を得ることが難しかった。

【0005】

本発明は、所望する形状のカーボンナノチューブ糸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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一側面に係る糸製造装置は、カーボンナノチューブ繊維群を走行させつつ当該カーボンナノチューブ繊維群からカーボンナノチューブ糸を製造する糸製造装置であって、カーボンナノチューブ繊維群の走行と伴に可動し、カーボンナノチューブ繊維群を凝集させる凝集部を備え、凝集部は、その一部にカーボンナノチューブ繊維群を凝集させる溝が設けられていることを特徴とする。

【0007】

この糸製造装置では、凝集部の一部に、カーボンナノチューブ繊維群を凝集させる溝が設けられている。これにより、糸製造装置では、溝の形状を所望するカーボンナノチューブ糸の断面形状とすることにより、所望する形状のカーボンナノチューブ糸を得ることができる。また、凝集部がカーボンナノチューブ繊維群の走行と伴に可動するため、カーボンナノチューブ繊維群への抵抗を軽減しつつ凝集できる。

【0008】

一実施形態においては、凝集部は、カーボンナノチューブ繊維群の走行方向に直交する方向を軸として回転すると共にカーボンナノチューブ繊維群を挟む位置に対向配置された一対のローラーであり、溝は、一対のローラーの少なくとも一方の外周部に設けられており、ローラーの周方向に沿って形成されていてもよい。これにより、糸製造装置では、凝集部において、カーボンナノチューブ繊維群を凝集させると共に、カーボンナノチューブ繊維群を走行方向に沿って送る（走行させる）ことができる。また、一対のローラーを離間及び近接させる操作により、カーボンナノチューブ繊維群を容易に通すことができる。

【0009】

一実施形態においては、溝は、一対のローラーのそれぞれに設けられており、断面が円弧形状を呈していてもよい。この場合、溝は、断面が略半円形形状を呈していてもよい。これにより、糸製造装置では、断面が略円形形状のカーボンナノチューブ糸を製造することができる。

【0010】

一実施形態においては、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集合体を支持する支持面を有する支持部を備え、一対のローラーは、カーボンナノチューブ繊維群の走行方向に直交する方向で且つ支持部の支持面に直交する方向を軸として回転してもよい。カーボンナノチューブ繊維群は、物体と接触したときに凝集するため、ファーストタッチが重要となる。支持部の支持面に支持されたカーボンナノチューブ集合体は、支持面に沿って帯状に引き出される。このような構成に対して、糸製造装置では、支持部の支持面に垂直に直交する方向を軸としてローラーが回転する。このとき、ローラーの溝は、支持面の面方向に沿っている。これにより、カーボンナノチューブ集合体から引き出されたカーボンナノチューブ繊維群は、ファーストタッチが溝となり、そのまま溝により凝集される。したがって、糸製造装置では、カーボンナノチューブ繊維群を良好に凝集することができ、所望する形状のカーボンナノチューブ糸をより良好に得ることができる。

【0011】

一実施形態においては、カーボンナノチューブ繊維群の走行方向における凝集部の下流側に、当該凝集部により凝集されたカーボンナノチューブ繊維群を更に凝集させる第２凝集部を備えていてもよい。これにより、糸製造部では、凝集部によって凝集されたカーボンナノチューブ繊維群を更に凝集させたカーボンナノチューブ糸を得ることができる。

【0012】

一実施形態においては、第２凝集部は、外周部にカーボンナノチューブ繊維群を凝集させる溝が設けられたローラー、カーボンナノチューブ繊維群に圧縮空気の旋回流によって仮撚りを施す糸製造部、カーボンナノチューブ繊維群にその走行に対する抵抗力を作用させつつカーボンナノチューブ繊維群を凝集させる細管部、及び、カーボンナノチューブ繊維群に機械的に撚りを施す撚糸部のいずれかであってもよい。

【0013】

一実施形態においては、第２凝集部は、外周部にカーボンナノチューブ繊維群を凝集させる溝が設けられたローラーであり、第２凝集部に設けられた溝は、凝集部に設けられた溝よりも断面積が小さくてもよい。これにより、糸製造装置では、凝集部の溝で凝集されたカーボンナノチューブ繊維群を、第２凝集部の溝により更に凝集させることができる。

【0014】

一実施形態においては、カーボンナノチューブ繊維群の走行方向において、外周部にカーボンナノチューブ繊維群を凝集させる溝が設けられたローラー、カーボンナノチューブ繊維群に圧縮空気の旋回流によって仮撚りを施す糸製造部、カーボンナノチューブ繊維群にその走行に対する抵抗力を作用させつつカーボンナノチューブ繊維群を凝集させる細管部、及び、カーボンナノチューブ繊維群に機械的に撚りを施す撚糸部のいずれかで構成された第２凝集部の下流側において、当該第２凝集部で凝集されたカーボンナノチューブ繊維群を凝集部で更に凝集させてもよい。これにより、糸製造装置では、カーボンナノチューブ繊維群を更に凝集させることができる。

【0015】

一実施形態においては、カーボンナノチューブ繊維群の走行方向における凝集部の上流側に、カーボンナノチューブ繊維群を凝集させる第２凝集部を備えていてもよい。この場合、第２凝集部は、外周部にカーボンナノチューブ繊維群を凝集させる溝が設けられたローラー、カーボンナノチューブ繊維群に圧縮空気の旋回流によって仮撚りを施す糸製造部、カーボンナノチューブ繊維群にその走行に対する抵抗力を作用させつつカーボンナノチューブ繊維群を凝集させる細管部、及び、カーボンナノチューブ繊維群に機械的に撚りを施す撚糸部のいずれかであってもよい。これにより、糸製造部では、第２凝集部及び凝集部によって、カーボンナノチューブ繊維群を凝集させることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、所望する形状のカーボンナノチューブ糸を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、一実施形態に係る糸製造装置を横から見た図である。

【図2】図２は、図１に示す糸製造装置を上から見た図である。

【図3】図３は、フロントローラーを示す斜視図である。

【図4】図４は、図３に示すフロントローラーの正面図である。

【図5】図５は、フロントローラーの一部を拡大して示す図である。

【図6】図６は、糸製造部を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【0019】

図１は、第１実施形態に係る糸製造装置を示す図である。図２は、図１に示す糸製造装置の一部を示す斜視図である。各図に示されるように、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。

【0020】

糸製造装置１は、基板支持部３と、フロントローラー（凝集部）５ａ，５ｂと、糸製造部（第２凝集部）７と、ニップローラー（第２凝集部）９ａ，９ｂと、巻取装置１１と、を備えている。基板支持部３、フロントローラー５ａ，５ｂ、糸製造部７、ニップローラー９ａ，９ｂ及び巻取装置１１は、この順序で所定線上に配置されており、ＣＮＴ繊維群Ｆは、基板支持部３から巻取装置１１に向かって走行させられる。なお、ＣＮＴ繊維群Ｆは、カーボンナノチューブからなる繊維が複数集合したものである。ＣＮＴ糸Ｙは、ＣＮＴ繊維群Ｆに仮撚りが掛けられたて凝集したものである。

【0021】

基板支持部３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Ｂ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）が形成されたカーボンナノチューブ集合体である。基板Ｂとしては、例えば、プラスチック基板、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によって、ＣＮＴ形成基板ＳからＣＮＴ繊維群Ｆを引き出すことができる。基板支持部３は、ＣＮＴ形成基板Ｓが載置される平坦な載置面（支持面）３ａを有する。

【0022】

フロントローラー５ａ，５ｂは、ＣＮＴ形成基板Ｓから引き出されたＣＮＴ繊維群Ｆを凝集させる。図３は、フロントローラーを示す斜視図である。図４は、フロントローラーの正面図である。フロントローラー５ａ，５ｂは、円柱状を成している。フロントローラー５ａ，５ｂは、走行するＣＮＴ繊維群Ｆを挟む位置に対向して配置されている。フロントローラー５ａの外周面とフロントローラー５ｂの外周面とは、接触している。フロントローラー５ａ，５ｂは、ＣＮＴ繊維群Ｆの走行と伴に可動する。具体的には、フロントローラー５ａ，５ｂは、ＣＮＴ繊維群Ｆの走行方向に直交し、且つ、基板支持部３の載置面３ａに垂直な方向に沿った軸ＡＸ１，ＡＸ２を中心に回転する。

【0023】

本実施形態では、フロントローラー５ａは、例えば図示しない駆動源（モーター等）により駆動されて回転する。フロントローラー５ｂは、接触するフロントローラー５ａの回転に従動して回転する。なお、フロントローラー５ａ，５ｂのいずれも駆動源により駆動されて回転する構成であってもよい。フロントローラー５ａ，５ｂの回転の同期の観点からは、一方のローラーが他方のローラーに従動して回転する構成であることが好ましい。また、フロントローラー５ａ，５ｂは、駆動源により駆動されずに回転自在に設けられていてもよい。本実施形態では、フロントローラー５ａ，５ｂは、例えば樹脂、金属等の材料により形成されている。フロントローラー５ａ，５ｂの材料は特に限定されるものではない。

【0024】

フロントローラー５ａ，５ｂのそれぞれには、凹状の溝６が設けられている。溝６は、フロントローラー５ａ，５ｂの周方向に沿って、全周に亘って形成されている。溝６は、フロントローラー５ａ，５ｂの軸方向において、略中央部に設けられている。溝６の内周面６ａは、フロントローラー５ａ，５ｂが配置されたときに、ＣＮＴ繊維群Ｆを走行方向に沿って搬送する搬送面である。図４及び図５に示されるように、本実施形態では、溝６は、断面が半円形形状（円弧形状）を呈している。つまり、図４に示すように、フロントローラー５ａ，５ｂが配置された状態では、溝６，６により、正面視において略円形形状の空間Ｈが画成される。そのため、フロントローラー５ａ，５ｂを通過するＣＮＴ繊維群Ｆは、断面が略円形形状に凝集される。

【0025】

糸製造部７は、圧縮空気（エアー）の旋回流によってＣＮＴ繊維群Ｆに仮撚りを施して凝集させる。すなわち、糸製造部７は、フロントローラー５ａ，５ｂにより凝集されたＣＮＴ繊維群Ｆを更に凝集させる。図６は、糸製造部を示す図である。図６では、ノズル本体部２０を断面で示している。図６に示されるように、糸製造部７は、ノズル本体部２０と、第１ノズル部３０と、第２ノズル部４０と、を備えている。第１ノズル部３０及び第２ノズル部４０は、ノズル本体部２０に設けられており、ノズル本体部２０、第１ノズル部３０及び第２ノズル部４０は、ユニット化されている。

【0026】

ノズル本体部２０は、ＣＮＴ繊維群Ｆを挿通させると共に、第１ノズル部３０及び第２ノズル部４０を保持するハウジングである。ノズル本体部２０は、例えば真鍮等の材料により形成されている。ノズル本体部２０には、第１ノズル部３０及び第２ノズル部４０が配置されている。

【0027】

第１ノズル部３０は、ＣＮＴ繊維群Ｆの走行方向において一端側（糸製造部７が図１に示されるように配置されたときに、ＣＮＴ繊維群Ｆの走行方向の上流側となる位置）に設けられている。第２ノズル部４０は、ＣＮＴ繊維群Ｆの走行方向において他端側（糸製造部７が図１に示されるように配置されたときに、第１ノズル部３０の下流側となる位置）に設けられている。

【0028】

第１ノズル部３０と第２ノズル部４０との間には、空気逃し部２２が設けられている。空気逃し部２２は、第１ノズル部３０において発生した第１旋回流及び第２ノズル部４０において発生した第２旋回流を逃す部分である。空気逃し部２２は、ノズル本体部２０の一部を切り欠いた切欠き部とされている。空気逃し部２２は、ＣＮＴ繊維群Ｆの走行路を含んで設けられている。第１ノズル部３０と第２ノズル部４０との間のＣＮＴ繊維群Ｆの走行路は、空気逃し部２２により開放されている一方、ノズル本体部２０により一部が囲われている。

【0029】

ノズル本体部２０には、第１流路部２４と、第２流路部２６と、が設けられている。第１流路部２４は、第１ノズル部３０に圧縮空気を供給する流路である。第２流路部２６は、第２ノズル部４０に圧縮空気を供給する流路である。

【0030】

第１ノズル部３０は、第１旋回流を発生させてＣＮＴ繊維群Ｆにバルーンを形成し、ＣＮＴ繊維群Ｆに撚りを施す。第１ノズル部３０は、例えばセラミックスにより形成されている。第１ノズル部３０は、ＣＮＴ繊維群Ｆを挿通させる共に、第１旋回流を発生させる空間を画成する筒状部３２を有している。筒状部３２は、ＣＮＴ繊維群Ｆの走行方向に沿って設けられている。

【0031】

第２ノズル部４０は、第２旋回流を発生させてＣＮＴ繊維群Ｆにバルーンを形成し、ＣＮＴ繊維群Ｆに撚りを施す。第２ノズル部４０は、例えばセラミックにより形成されている。第２ノズル部４０には、ＣＮＴ繊維群Ｆを挿通させると共に、第２旋回流を発生される空間を画成する筒状部４２を有している。筒状部４２は、ＣＮＴ繊維群Ｆの走行方向に沿って設けられている。

【0032】

ニップローラー９ａ，９ｂは、糸製造部７により仮撚りされて凝集されたＣＮＴ糸Ｙを搬送する。ニップローラー９ａ，９ｂは、走行するＣＮＴ繊維群Ｆを挟む位置に対向して一対配置されている。ニップローラー９ａ，９ｂは、糸製造部７から伝播するＣＮＴ繊維群Ｆの撚り（バルーン）を止める。ニップローラー９ａ，９ｂには、フロントローラー５ａ，５ｂと同様に、溝（図示しない）が設けられている。この溝は、フロントローラー５ａ，５ｂの溝と同様の構成を有している。ニップローラー９ａ，９ｂの溝は、フロントローラー５ａ，５ｂの溝６よりも断面積が小さい形状であることが好ましい。糸製造部７により仮撚りされたＣＮＴ繊維群Ｆは、ニップローラー９ａ，９ｂの溝により更に凝集され、最終的な製造物であるＣＮＴ糸Ｙとされる。

【0033】

巻取装置１１は、糸製造部７によって仮撚りされてニップローラー９ａ，９ｂを通過したＣＮＴ糸Ｙをボビンに巻き取る。

【0034】

続いて、糸製造装置１におけるＣＮＴ糸Ｙの製造方法について説明する。最初に、ＣＮＴ形成基板Ｓから引き出されたＣＮＴ繊維群Ｆは、フロントローラー５ａ，５ｂの溝６により凝集される。次に、フロントローラー５ａ，５ｂにより凝集されたＣＮＴ繊維群Ｆは、糸製造部５に導入され、糸製造部５の第２ノズル部４０の第２旋回流により撚りが開始される。第２旋回流により撚りが施され、凝集したＣＮＴ繊維群Ｆは、第１ノズル部３０の第１旋回流により撚りが戻される。また、第１ノズル部３０の第１旋回流により、第２旋回流により凝集されなかったＣＮＴ繊維群Ｆの一部（外面の部分）が凝集した表面に巻き付けられる。これにより、糸製造部５によりＣＮＴ繊維群Ｆを凝集させる。糸製造部５により撚りが施されたＣＮＴ繊維群Ｆは、ニップローラー９ａ，９ｂを通過してＣＮＴ糸Ｙとなり、巻取装置１１によりボビンに巻き取られる。糸製造装置１では、例えば数十ｍ／ｍｉｎでＣＮＴ糸Ｙが製造される。

【0035】

以上説明したように、本実施形態に係る糸製造装置１では、一対のフロントローラー５ａ，５ｂの外周部に、ＣＮＴ繊維群Ｆを凝集させる溝６が設けられている。これにより、糸製造装置１では、溝６の形状を所望するＣＮＴ糸Ｙの断面形状とすることにより、所望する形状のＣＮＴ糸Ｙを得ることができる。また、フロントローラー５ａ，５ｂがＣＮＴ繊維群Ｆの走行と伴に回転するため、ＣＮＴ繊維群Ｆへの抵抗を軽減しつつ凝集できる。

【0036】

本実施形態では、凝集部としてフロントローラー５ａ，５ｂを用いている。これにより、糸製造装置１では、フロントローラー５ａ，５ｂにおいて、ＣＮＴ繊維群Ｆを凝集させると共に、ＣＮＴ繊維群Ｆを走行方向に沿って送る（走行させる）ことができる。また、一対のフロントローラー５ａ，５ｂを離間及び近接させる操作により、ＣＮＴ繊維群Ｆを容易に通すことができる。

【0037】

上記のフロントローラー５ａ，５ｂに設けられる溝６は、断面が略半円形形状を呈している。これにより、本実施形態の糸製造装置１では、断面が略円形形状のＣＮＴ糸Ｙを製造することができる。

【0038】

本実施形態では、ＣＮＴ形成基板Ｓは、基板支持部３の載置面３ａに載置されており、ＣＮＴ繊維群Ｆは、載置面３ａの面方向に沿って引き出される。このとき、図２に示すように、ＣＮＴ繊維群Ｆは、帯状に引き出されている。ここで、ＣＮＴ繊維群Ｆは、物体と接触したときに凝集するため、ファーストタッチが重要となる。これについて、本実施形態では、載置面３ａに垂直に直交する方向を軸としてフロントローラー５ａ，５ｂが回転する。このとき、フロントローラー５ａ，５ｂの溝６は、載置面３ａの面方向に沿っている。これにより、ＣＮＴ形成基板Ｓから引き出されたＣＮＴ繊維群Ｆは、ファーストタッチが溝６となり、そのまま溝６により凝集される。つまり、ＣＮＴ繊維群Ｆは、溝６以外の部分に当たることなく凝集される。したがって、糸製造装置１では、ＣＮＴ繊維群Ｆを良好に凝集することができ、所望する形状のＣＮＴ糸Ｙをより良好に得ることができる。

【0039】

本実実施形態では、ＣＮＴ繊維群Ｆの走行方向におけるフロントローラー５ａ，５ｂの下流側に、フロントローラー５ａ，５ｂにより凝集されたＣＮＴ繊維群Ｆに仮撚りを施す（ＣＮＴ繊維群Ｆを更に凝集させる）糸製造部７が設けられている。これにより、糸製造装置１では、フロントローラー５ａ，５ｂにより所望する形状に凝集されたＣＮＴ繊維群Ｆに旋回流により仮撚りが施されるため、所望する形状を有し且つ仮撚りにより更に凝集されたＣＮＴ糸Ｙを得ることができる。

【0040】

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を供給する浮遊触媒装置等を用いてもよい。

【0041】

上記実施形態では、ＣＮＴ形成基板Ｓから引き出されたＣＴ繊維群Ｆを凝集させる凝集部としてフロントローラー５ａ，５ｂを一例に説明したが、凝集部はこれに限定されない。この凝集部としては、溝を有すると共に、ＣＮＴ繊維群Ｆの走行方向と伴に可動するベルト等であってもよい。また、ローラーが千鳥状に設けられていてもよい。

【0042】

上記実施形態では、フロントローラー５ａ，５ｂの溝６の形状を半円形形状としているが、溝の形状はこれに限定されない。溝の形状は、所望するＣＮＴ糸Ｙの断面形状に応じて適宜設定されればよく、例えば三角形形状等であってもよい。

【0043】

上記実施形態では、フロントローラー５ａ，５ｂのいずれにも溝６が設けられている構成を一例に説明したが、溝はフロントローラー５ａ，５ｂのいずれか一方に設けられていてもよい。この場合、溝の形状が所望するＣＮＴ糸Ｙの断面形状であればよい。

【0044】

上記実施形態では、ニップローラー９ａ，９ｂに溝が設けられる構成を一例に説明したが、ニップローラー９ａ，９ｂには溝が設けられていなくてもよい。また、上記実施形態では、ニップローラー９ａ，９ｂの溝が、フロントローラー５ａ，５ｂの溝６よりも断面積が小さい形状を一例に説明したが、ニップローラー９ａ，９ｂの溝は、フロントローラー５ａ，５ｂの溝６と同じ大きさであってもよい。

【0045】

上記実施形態では、フロントローラー５ａ，５ｂの下流側に設けられる第２凝集部として糸製造部７を一例に説明したが、この凝集部としては、ＣＮＴ繊維群Ｆにその走行に対する抵抗力を作用させつつＣＮＴ繊維群Ｆを凝集させる細管部、又は、機械的にＣＮＴ繊維群Ｆに撚りを施すフライヤ式の撚糸部等であってもよい。

【0046】

上記実施形態では、ノズル本体部２０に第１ノズル部３０及び第２ノズル部４０が配置さている構成を一例に説明したが、ノズル本体部２０に形成される空間をそれぞれ第１ノズル部及び第２ノズル部としてもよい。すなわち、ノズル本体部２０において、第１ノズル部３０及び第２ノズル部４０に相当する構成が一体に形成されていてもよい。

【0047】

上記実施形態に加えて、ニップローラー９ａ，９ｂの下流側に、更に凝集部を設けてもよい。

【0048】

上記実施形態に加えて、ＣＮＴ繊維群Ｆの走行方向におけるロントローラー５ａ，５ｂの上流側に、更に凝集部（第２凝集部）を設けてもよい。この凝集部としては、ＣＮＴ繊維群Ｆにその走行に対する抵抗力を作用させつつＣＮＴ繊維群Ｆを凝集させる細管部、又は、機械的にＣＮＴ繊維群Ｆに撚りを施すフライヤ式の撚糸部等であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明によれば、所望する形状のカーボンナノチューブ糸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。

【符号の説明】

【0050】

１…糸製造装置、３…基板支持部（支持部）、３ａ…載置面（支持面）、５ａ，５ｂ…フロントローラー（凝集部）、７…糸製造部（第２凝集部）、９ａ，９ｂ…ニップローラー（第２凝集部）、Ｆ…ＣＮＴ繊維群（カーボンナノチューブ繊維群）、Ｓ…ＣＮＴ形成基板（カーボンナノチューブ集合体）、Ｙ…ＣＮＴ糸（カーボンナノチューブ糸）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】