特許 6015862 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】6015862

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年10月26日

(54)【発明の名称】糸製造装置

(51)【国際特許分類】

   D02G 3/16 20060101AFI20161013BHJP

   D01F 9/127 20060101ALI20161013BHJP

【ＦＩ】

   D02G3/16

   D01F9/127

【請求項の数】16

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-528038(P2015-528038)

(86)(22)【出願日】2013年7月22日

(86)【国際出願番号】JP2013069816

(87)【国際公開番号】WO2015011771

(87)【国際公開日】20150129

【審査請求日】2015年11月27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】 国際公開第２００７／１１９７４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−１１６６３２（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凝集させて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をカーボンナノチューブ形成基板から連続的に引き出す引き出し部と、
前記引き出し部によって引き出された前記カーボンナノチューブ繊維群を凝集させる糸製造部と、
前記カーボンナノチューブ糸の状態を監視する状態監視部と、
を備え、
前記状態監視部は、前記カーボンナノチューブ糸の太さを検知する光学式又は静電容量式の糸太さ検知センサである、糸製造装置。

【請求項2】

前記状態監視部における監視結果に応じて、前記引き出し部によって引き出される前記カーボンナノチューブ繊維群の量を制御する制御部を更に備える、請求項１に記載の糸製造装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記引き出し部における前記カーボンナノチューブ繊維群の引き出し速度を変更することにより、引き出される前記カーボンナノチューブ繊維群の量を制御する、請求項２に記載の糸製造装置。

【請求項4】

複数設けられた前記カーボンナノチューブ形成基板から、前記カーボンナノチューブ繊維群を引き出す前記カーボンナノチューブ形成基板の枚数を変更する引出枚数変更部を更に備え、
前記制御部は、前記引出枚数変更部を制御して前記カーボンナノチューブ繊維群を引き出す前記カーボンナノチューブ形成基板の枚数を変更することにより、引き出される前記カーボンナノチューブ繊維群の量を制御する、請求項２に記載の糸製造装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記状態監視部により前記カーボンナノチューブ糸の走行が検出されない場合、前記引き出し部の動作と、前記糸製造部の動作とを停止させる、請求項２から４のいずれか一項に記載の糸製造装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記引き出し部によって引き出される前記カーボンナノチューブ繊維群の量を制御した後、前記カーボンナノチューブ糸の所望の太さが得られない場合、前記引き出し部及び前記糸製造部の動作を停止させる、請求項２から５のいずれか一項に記載の糸製造装置。

【請求項7】

カーボンナノチューブ繊維群を凝集させて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をカーボンナノチューブ形成基板から連続的に引き出す引き出し部と、
前記引き出し部によって引き出された前記カーボンナノチューブ繊維群を凝集させる糸製造部と、
前記カーボンナノチューブ形成基板から引き出された前記カーボンナノチューブ繊維群、又は前記カーボンナノチューブ糸の状態を監視する状態監視部と、
前記状態監視部における監視結果に応じて、前記引き出し部によって引き出される前記カーボンナノチューブ繊維群の量を制御する制御部と、
を備える糸製造装置。

【請求項8】

前記状態監視部は、前記カーボンナノチューブ糸の太さを検知する糸太さ検知センサである、請求項７に記載の糸製造装置。

【請求項9】

前記制御部は、前記引き出し部における前記カーボンナノチューブ繊維群の引き出し速度を変更することにより、引き出される前記カーボンナノチューブ繊維群の量を制御する、請求項７又は８に記載の糸製造装置。

【請求項10】

複数設けられた前記カーボンナノチューブ形成基板から、前記カーボンナノチューブ繊維群を引き出す前記カーボンナノチューブ形成基板の枚数を変更する引出枚数変更部を更に備え、
前記制御部は、前記引出枚数変更部を制御して前記カーボンナノチューブ繊維群を引き出す前記カーボンナノチューブ形成基板の枚数を変更することにより、引き出される前記カーボンナノチューブ繊維群の量を制御する、請求項７又は８に記載の糸製造装置。

【請求項11】

前記制御部は、前記状態監視部により前記カーボンナノチューブ繊維群又は前記カーボンナノチューブ糸の走行が検出されない場合、前記引き出し部の動作と、前記糸製造部の動作とを停止させる、請求項７から１０のいずれか一項に記載の糸製造装置。

【請求項12】

前記制御部は、前記引き出し部によって引き出される前記カーボンナノチューブ繊維群の量を制御した後、前記カーボンナノチューブ糸の所望の太さが得られない場合、前記引き出し部及び前記糸製造部の動作を停止させる、請求項７から１１のいずれか一項に記載の糸製造装置。

【請求項13】

前記糸製造部は、気流によって前記カーボンナノチューブ繊維群に撚りを施す、請求項１から１２のいずれか一項に記載の糸製造装置。

【請求項14】

カーボンナノチューブ繊維群を凝集させて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をカーボンナノチューブ形成基板から連続的に引き出す引き出し部と、
前記引き出し部によって引き出された前記カーボンナノチューブ繊維群を凝集させる糸製造部と、
前記カーボンナノチューブ形成基板から引き出された前記カーボンナノチューブ繊維群、又は前記カーボンナノチューブ糸の状態を監視する状態監視部と、
を備え、
前記糸製造部は、気流によって前記カーボンナノチューブ繊維群に撚りを施す、糸製造装置。

【請求項15】

前記状態監視部は、前記カーボンナノチューブ糸の太さを検知する糸太さ検知センサである、請求項１４に記載の糸製造装置。

【請求項16】

前記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１から１５のいずれか一項に記載の糸製造装置。

【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に関する。

【背景技術】

【0002】

上述したような糸製造装置として、カーボンナノチューブ形成基板からカーボンナノチューブ繊維群を引き出す引き出し部と、引き出し部によって引き出されたカーボンナノチューブ繊維群に撚りを施して糸を製造する糸製造部と、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】

ここで、例えば、カーボンナノチューブ形成基板からカーボンナノチューブ繊維群を引き出す際の引き出し速度に応じて、カーボンナノチューブ繊維群の引き出し性能に変動が生じることが知られている。このため、このような糸製造装置の分野においては、カーボンナノチューブ糸の状態を監視することが求められている。

【0005】

そこで、本発明は、カーボンナノチューブ糸の製造状態を監視することが可能な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に撚り又は仮撚りを加えてカーボンナノチューブ糸を製造する糸製造装置である。この糸製造装置は、引き出し部と、糸製造部と、状態監視部とを備える。引き出し部は、カーボンナノチューブ繊維群をカーボンナノチューブ形成基板から連続的に引き出す。糸製造部は、引き出し部によって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。状態監視部は、カーボンナノチューブ糸の状態を監視する。状態監視部は、カーボンナノチューブ糸の太さを検知する光学式又は静電容量式の糸太さ検知センサである。
本発明の他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凝集させてカーボンナノチューブ糸を製造する糸製造装置である。この糸製造装置は、引き出し部と、糸製造部と、状態監視部と、制御部とを備える。引き出し部は、カーボンナノチューブ繊維群をカーボンナノチューブ形成基板から連続的に引き出す。糸製造部は、引き出し部によって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。状態監視部は、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、又はカーボンナノチューブ糸の状態を監視する。制御部は、状態監視部における監視結果に応じて、引き出し部によって引き出されるカーボンナノチューブ繊維群の量を制御する。
本発明のさらに他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凝集させてカーボンナノチューブ糸を製造する糸製造装置である。この糸製造装置は、引き出し部と、糸製造部と、状態監視部とを備える。引き出し部は、カーボンナノチューブ繊維群をカーボンナノチューブ形成基板から連続的に引き出す。糸製造部は、引き出し部によって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。状態監視部は、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、又はカーボンナノチューブ糸の状態を監視する。糸製造部は、気流によってカーボンナノチューブ繊維群に撚りを施す。

【0007】

この糸製造装置では、状態監視部によってカーボンナノチューブ繊維群又はカーボンナノチューブ糸の状態を監視することで、カーボンナノチューブ糸の製造状態を監視することができる。このようにカーボンナノチューブ糸の製造状態を監視することで、例えば、状態監視部によって検出された不具合等に応じた対応が可能となる。

【0008】

状態監視部は、カーボンナノチューブ糸の太さを検知する糸太さ検知センサであってもよい。この場合には、カーボンナノチューブ糸の太さを検知することができるので、糸太さに不具合があるカーボンナノチューブ糸が製造されることを防ぐことができる。なお、糸太さ検知センサとして、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の繊維量に基づいてカーボンナノチューブ糸の太さを検知する、又は、カーボンナノチューブ糸の太さを直接検知するものを用いることができる。

【0009】

糸製造装置は、状態監視部における監視結果に応じて、引き出し部によって引き出されるカーボンナノチューブ繊維群の量を制御する制御部を更に備えていてもよい。この場合には、状態監視部による監視結果をカーボンナノチューブ繊維群の引き出し量にフィードバックさせることができ、監視結果に基づいてカーボンナノチューブ繊維群の引き出し量を制御することで均一な太さのカーボンナノチューブ糸を製造することができる。

【0010】

制御部は、引き出し部におけるカーボンナノチューブ繊維群の引き出し速度を変更することにより、引き出されるカーボンナノチューブ繊維群の量を制御してもよい。この場合には、カーボンナノチューブ繊維群の引き出し速度を変更するだけで、カーボンナノチューブ繊維群の量を容易に制御することができる。

【0011】

糸製造装置は、複数設けられたカーボンナノチューブ形成基板から、カーボンナノチューブ繊維群を引き出すカーボンナノチューブ形成基板の枚数を変更する引出枚数変更部を更に備え、制御部は、引出枚数変更部を制御してカーボンナノチューブ繊維群を引き出すカーボンナノチューブ形成基板の枚数を変更することにより、引き出されるカーボンナノチューブ繊維群の量を制御してもよい。この場合は、カーボンナノチューブ繊維群を引き出すカーボンナノチューブ形成基板の枚数を変更するだけで、カーボンナノチューブ繊維群の量を容易に制御することができる。

【0012】

制御部は、状態監視部によりカーボンナノチューブ繊維群又はカーボンナノチューブ糸の走行が検出されない場合、引き出し部の動作と、糸製造部の動作とを停止させてもよい。この場合には、カーボンナノチューブ繊維群又はカーボンナノチューブ糸が走行していないにも関わらず、引き出し部及び糸製造部が動作を続けることが防止され、糸製造装置の好適な制御が可能となる。

【0013】

制御部は、引き出し部によって引き出されるカーボンナノチューブ繊維群の量を制御した後、所望のカーボンナノチューブ糸の太さが得られない場合、引き出し部及び糸製造部の動作を停止させてもよい。この場合には、所望のカーボンナノチューブ糸の太さが得られないにも関わらず、カーボンナノチューブ糸が製造され続けることを防止することができる。

【0014】

糸製造部は、気流によってカーボンナノチューブ繊維群に仮撚りを施してもよい。ここで、気流を用いる場合には、カーボンナノチューブ繊維群に高速に仮撚りを施すことができる。このため、カーボンナノチューブ形成基板からカーボンナノチューブ繊維群を高速に引き出す必要が生じるが、引き出し速度が速くなると、所望の量のカーボンナノチューブ繊維群を引き出すことができない場合が生じる傾向がある。そこで、気流によってカーボンナノチューブ繊維群に仮撚りを施す糸製造装置に状態監視部を設けてカーボンナノチューブ糸の状態を監視することで、例えば、状態監視部によって検出された不具合等に応じた対応等をより好適に行うことができる。

【0015】

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いてもよい。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。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、カーボンナノチューブ糸の製造状態を監視することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】一実施形態に係る糸製造装置の概略構成を示す平面図である。

【図2】図１の制御部が行う処理の流れを示すフローチャートである。

【図3】第１の変形例に係る糸製造装置の概略構成を示す平面図である。

【図4】第２の変形例に係る糸製造装置の概略構成を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0019】

図１に示すように、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、フロントローラ部（引き出し部）３、糸製造部４、ニップローラ部５、糸太さ検知センサ（状態監視部）６、巻取部７、及び、制御部８を含んで構成される。基板支持部２、フロントローラ部３、糸製造部４、ニップローラ部５、糸太さ検知センサ６、及び、巻取部７は、この順序で所定線Ｌ上に配置されており、ＣＮＴ繊維群Ｆ及びＣＮＴ糸Ｙは、基板支持部２から巻取部７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、糸製造部４によってＣＮＴ繊維群Ｆに撚り（仮撚り）が掛けられたものである。

【0020】

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、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等によって、ＣＮＴ形成基板ＳからＣＮＴ繊維群Ｆを引き出すことができる。

【0021】

フロントローラ部３は、駆動ローラ３０ａ、従動ローラ３０ｂ、及び、駆動モータ３１を備える。駆動ローラ３０ａ及び従動ローラ３０ｂは、外周面同士が当接する。駆動ローラ３０ａは、駆動モータ３１からの駆動力によって回転する。従動ローラ３０ｂは、駆動ローラ３０ａの回転に伴って従動回転する。駆動ローラ３０ａ及び従動ローラ３０ｂは、ＣＮＴ形成基板Ｓから引き出されたＣＮＴ繊維群Ｆを挟み込み、駆動ローラ３０ａ及び従動ローラ３０ｂの回転に伴ってＣＮＴ形成基板ＳからＣＮＴ繊維群Ｆを連続的に引き出して、糸状に凝集させる。

【0022】

糸製造部４は、フロントローラ部３によってＣＮＴ形成基板Ｓから引き出されたＣＮＴ繊維群Ｆに、撚りを施す。糸製造部４は、ノズル４０、及び、空気供給部４１を備える。空気供給部４１は、ノズル４０に対して空気を供給する。ノズル４０は、空気供給部４１から供給された空気をＣＮＴ繊維群Ｆの周囲に吹き付けて、気流によってＣＮＴ繊維群Ｆに撚り（仮撚り）を施し、ＣＮＴ糸Ｙを生成する。

【0023】

ニップローラ部５は、駆動ローラ５０ａ、従動ローラ５０ｂ、及び、駆動モータ５１を備える。駆動ローラ５０ａ及び従動ローラ５０ｂは、外周面同士が当接する。駆動ローラ５０ａは、駆動モータ５１からの駆動力によって回転する。従動ローラ５０ｂは、駆動ローラ５０ａの回転に伴って従動回転する。糸製造部４によって撚りが施されたＣＮＴ糸Ｙは、駆動ローラ３０ａ及び従動ローラ３０ｂによって挟み込まれる。糸製造部４から送り出された直後のＣＮＴ糸Ｙにはばたつきが生じているが、駆動ローラ５０ａ及び従動ローラ５０ｂによって挟み込まれることでばたつきが抑制される。

【0024】

糸太さ検知センサ６は、ＣＮＴ糸Ｙの状態を監視するものであり、ここではＣＮＴ糸Ｙの太さを検知する。糸太さ検知センサ６として、例えば、光学式、接触式、或は、静電容量式の糸太さ検知センサ等、ＣＮＴ糸Ｙの太さを検知できるものであれば、各種のセンサ等を用いることができる。糸太さ検知センサ６による検知結果は、制御部８に出力される。

【0025】

巻取部７は、巻取管７０、及び、駆動モータ７１を備える。巻取管７０には、ＣＮＴ糸Ｙが巻き付けられる。駆動モータ７１は、巻取管７０を回転駆動し、巻取管７０にＣＮＴ糸Ｙを巻き付ける。

【0026】

制御部８は、糸太さ検知センサ６の検知結果に基づいて、駆動モータ３１、５１及び７１の回転速度の制御、及び、空気供給部４１におけるノズル４０への空気の供給量の制御を行う。より詳細には、糸太さ検知センサ６によってＣＮＴ糸Ｙの太さが所定範囲の下限値よりも細くなったことが検知された場合、制御部８は、駆動モータ３１、５１及び７１の回転速度を遅くし、且つ、空気供給部４１からノズル４０へ供給される空気の量を少なくすることで、ＣＮＴ形成基板ＳからのＣＮＴ繊維群Ｆの引き出し速度を遅くする。ＣＮＴ形成基板ＳからのＣＮＴ繊維群Ｆの引き出し速度を遅くすると、ＣＮＴ繊維群Ｆの引き出し性能が向上し、引き出した単位長さあたりのＣＮＴ繊維群Ｆの量が多くなる。これにより、ＣＮＴ糸Ｙの太さを太くすることができる。

【0027】

一方、糸太さ検知センサ６によってＣＮＴ糸Ｙの太さが所定範囲の上限値よりも太くなったことが検知された場合、制御部８は、駆動モータ３１、５１及び７１の回転速度を早くし、且つ、空気供給部４１からノズル４０へ供給される空気の量を多くすることで、ＣＮＴ形成基板ＳからのＣＮＴ繊維群Ｆの引き出し速度を早くする。ＣＮＴ形成基板ＳからのＣＮＴ繊維群Ｆの引き出し速度を早くすると、ＣＮＴ繊維群Ｆの引き出し性能が低下し、引き出した単位長さあたりのＣＮＴ繊維群Ｆの量が少なくなる。これにより、ＣＮＴ糸Ｙの太さを細くすることができる。

【0028】

このように、制御部８によって、駆動モータ３１、５１及び７１の回転速度の制御、及び、空気供給部４１におけるノズル４０への空気の供給量の制御を行うことで、ＣＮＴ糸Ｙの太さを制御することができる。

【0029】

また、制御部８は、駆動モータ３１等及び空気供給部４１を制御してＣＮＴ形成基板Ｓから引き出されるＣＮＴ繊維群Ｆの量を制御した後、糸太さ検知センサ６によって所望の糸太さ（所定範囲内の糸太さ）が検知されない場合、駆動モータ３１、５１及び７１の回転を停止させ、且つ、空気供給部４１におけるノズル４０への空気の供給を停止させる。

【0030】

更に、制御部８は、糸太さ検知センサ６によってＣＮＴ糸Ｙの太さが検知されない場合、即ち、糸切れ等が生じてＣＮＴ糸Ｙの走行が検知されない場合、駆動モータ３１、５１及び７１の回転を停止させ、且つ、空気供給部４１におけるノズル４０への空気の供給を停止させる。

【0031】

次に、制御部８で行われる処理の流れについて説明する。図２に示すように、制御部８は、糸太さ検知センサ６の検知結果に基づいてＣＮＴ糸Ｙが走行しているか否かを判断する（ステップＳ１０１）。ＣＮＴ糸Ｙが走行している場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、制御部８は、糸太さ検知センサ６の検知結果に基づいて、ＣＮＴ糸Ｙの太さが所定範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。ＣＮＴ糸Ｙの太さが所定範囲内である場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、制御部８は、駆動モータ３１等及び空気供給部４１に対して通常時の制御を行う（ステップＳ１０３）。この通常時の制御とは、例えば、予め定められた制御値、又は、ＣＮＴ糸Ｙの太さが所定範囲内である現在の状態における駆動モータ３１等及び空気供給部４１の制御値によって、駆動モータ３１等及び空気供給部４１の制御を行うことをいう。通常時の制御の後、制御部８は、上述のステップＳ１０１の処理を行う。

【0032】

一方、ＣＮＴ糸Ｙの太さが所定範囲内でない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、制御部８は、駆動モータ３１等及び空気供給部４１に対して異常時の制御を行う（ステップＳ１０４）。この異常時の制御とは、上述したように、駆動モータ３１等の回転速度及びノズル４０への空気の供給量を制御して、ＣＮＴ糸Ｙの太さが所定範囲内となるように制御することをいう。

【0033】

異常時の制御の後、制御部８は、糸太さ検知センサ６の検知結果に基づいて、ＣＮＴ糸Ｙの太さが所定範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。この処理は、異常時制御を行ったことによってＣＮＴ糸Ｙの太さが所定範囲内になったか否かを判断するものである。ＣＮＴ糸Ｙの太さが所定範囲内である場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、制御部８は、上述のステップＳ１０１の処理を行う。

【0034】

また、ＣＮＴ糸Ｙが走行していない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、或は、異常時制御の後、ＣＮＴ糸Ｙの太さが所定範囲内にならなかった場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、制御部８は、駆動モータ３１、５１及び７１の回転を停止させ、且つ、空気供給部４１におけるノズル４０への空気の供給を停止させる（ステップＳ１０６）。

【0035】

本実施形態は以上のように構成され、糸製造装置１では、糸太さ検知センサ６を用いることで、ＣＮＴ糸Ｙの製造状態を監視することができる。このＣＮＴ糸Ｙの製造状態を監視することで、例えば、糸太さ検知センサ６によって検出された不具合等に応じた対応が可能となる。

【0036】

ＣＮＴ糸Ｙの太さを検知する糸太さ検知センサ６を用いることで、糸太さに不具合があるＣＮＴ糸Ｙが製造されることを防ぐことができる。

【0037】

糸太さ検知センサ６の検知結果に基づいて駆動モータ３１等の制御を行う制御部８を備えることで、糸太さ検知センサ６による検知結果をＣＮＴ繊維群Ｆの引き出し量にフィードバックさせることができる。糸太さ検知センサ６の検知結果に基づいてＣＮＴ繊維群Ｆの引き出し量を制御することで均一な太さのＣＮＴ糸Ｙを製造することができる。

【0038】

制御部８は、糸太さ検知センサ６によってＣＮＴ糸Ｙの走行が検出されない場合、駆動モータ３１等の動作を停止させる。この場合には、ＣＮＴ糸Ｙが走行していないにも関わらず、フロントローラ部３及び糸製造部４等が動作を続けることが防止され、糸製造装置１の好適な制御が可能となる。

【0039】

制御部８は、駆動モータ３１等を制御してＣＮＴ形成基板Ｓから引き出されるＣＮＴ繊維群Ｆの量を制御した後、所望のＣＮＴ糸Ｙの太さが得られない場合、駆動モータ３１等の動作を停止させる。この場合には、所望のＣＮＴ糸Ｙの太さが得られないにも関わらず、ＣＮＴ糸Ｙが製造され続けることを防止することができる。

【0040】

糸製造部４は、気流によってＣＮＴ繊維群Ｆに撚りを施すノズル４０を備える。ここで、気流を用いる場合には、ＣＮＴ繊維群Ｆに高速に撚りを施すことができる。このため、ＣＮＴ形成基板ＳからＣＮＴ繊維群Ｆを高速に引き出す必要が生じるが、引き出し速度が速くなると、所望のＣＮＴ繊維群Ｆの量を引き出すことができない場合が生じる傾向がある。そこで、気流によってＣＮＴ繊維群Ｆに撚りを施す糸製造装置１に糸太さ検知センサ６を設けてＣＮＴ糸Ｙの状態を監視することで、例えば、糸太さ検知センサ６によって検出された不具合等に応じた対応等をより好適に行うことができる。

【0041】

ＣＮＴ形成基板Ｓを支持する基板支持部２を備えることで、ＣＮＴ繊維群Ｆを安定して供給することができる。

【0042】

次に、第１の変形例について説明する。上記実施形態では、糸太さ検知センサ６を用いてＣＮＴ糸Ｙの太さを検知するものとしたが、糸太さ検知センサ６に代えて、ＣＮＴ形成基板Ｓから引き出されたＣＮＴ繊維群Ｆを監視してもよい。以下、第１の変形例として、ＣＮＴ繊維群Ｆを監視して駆動モータ３１等の制御を行う糸製造装置について説明する。図３に示すように、本変形例に係る糸製造装置１Ａは、上記実施形態における糸製造装置１の糸太さ検知センサ６に代えて繊維群検出部(状態監視部)９が設けられる。糸製造装置１Ａにおける他の構成要素は、実施形態に係る糸製造装置１と同じであるため、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

【0043】

繊維群検出部９は、カメラ９０、及び、画像処理部９１を備える。カメラ９０は、ＣＮＴ形成基板Ｓから引き出された後、フロントローラ部３よりも前の状態のＣＮＴ繊維群Ｆを撮像する。画像処理部９１は、カメラ９０によって撮像された画像に基づいて、ＣＮＴ繊維群Ｆの量を算出する。この算出は、例えば、既知の画像処理技術を用い、カメラ９０によって撮像された画像に基づいて、撮像範囲中においてＣＮＴ繊維群Ｆが占める割合等より、ＣＮＴ形成基板Ｓから引き出されたＣＮＴ繊維群Ｆの量を算出することができる。ＣＮＴ繊維群Ｆの量が多い場合にはＣＮＴ糸Ｙの太さが太くなり、ＣＮＴ繊維群Ｆの量が少ない場合にはＣＮＴ糸Ｙの太さが細くなる。このため、ＣＮＴ形成基板Ｓから引き出されたＣＮＴ繊維群Ｆの量によって、ＣＮＴ糸Ｙの太さを推定することができる。画像処理部９１は、算出されたＣＮＴ繊維群Ｆの量に基づいてＣＮＴ糸Ｙの太さを推定し、制御部８に出力する。

【0044】

また、画像処理部９１は、カメラ９０によって撮像された画像に基づいて、ＣＮＴ形成基板ＳからＣＮＴ繊維群Ｆが引き出されていない状態、即ち、ＣＮＴ糸Ｙの走行が走行していない状態を検出することができる。

【0045】

制御部８は、上述した実施形態と同様に、ＣＮＴ糸Ｙの太さに基づいて駆動モータ３１等の制御を行う。これにより、本変形例においても、実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0046】

次に、第２の変形例について説明する。第２の変形例では、基板支持部２が複数のＣＮＴ形成基板Ｓを支持可能であり、ＣＮＴ繊維群Ｆを引き出すＣＮＴ形成基板Ｓの枚数を変更するものである。図４に示すように、本変形例に係る糸製造装置１Ｂは、上記実施形態における糸製造装置１に対し、制御部８を制御部８Ｂに代え、引出枚数変更部１０及び基板交換部１１を追加したものである。糸製造装置１Ｂにおける他の構成要素は、実施形態に係る糸製造装置１と同じであるため、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

【0047】

基板支持部２は、複数の基板支持体２ａを備える。各基板支持体２ａは、それぞれＣＮＴ形成基板Ｓを支持する。基板支持体２ａは、基板支持部２の表面に対してＣＮＴ形成基板Ｓが起立するように、ＣＮＴ形成基板Ｓを支持する。引出枚数変更部１０は、基板支持体２ａに支持された複数のＣＮＴ形成基板Ｓのうち、ＣＮＴ繊維群Ｆを引き出すＣＮＴ形成基板Ｓの枚数を変更する。具体的には、新たにＣＮＴ繊維群Ｆを引き出すＣＮＴ形成基板Ｓを追加する場合、引出枚数変更部１０は、引き出し対象となるＣＮＴ形成基板Ｓに対して引出ノズル１０ａを伸ばし、引出ノズル１０ａの吸引力によってＣＮＴ形成基板ＳからＣＮＴ繊維群Ｆを引き出す。引出枚数変更部１０は、引き出したＣＮＴ繊維群Ｆを他のＣＮＴ形成基板Ｓから引き出されたＣＮＴ繊維群Ｆに接触させる。これにより、新たに引き出されたＣＮＴ繊維群Ｆは、他のＣＮＴ形成基板Ｓから引き出されたＣＮＴ繊維群Ｆと共に糸製造部４へ送られる。

【0048】

基板交換部１１は、基板支持部２に支持されたＣＮＴ形成基板Ｓのうち、カーボンナノチューブ繊維群が無くなったＣＮＴ形成基板Ｓを、新たなＣＮＴ形成基板Ｓと交換する。

【0049】

制御部８Ｂは、糸太さ検知センサ６によるＣＮＴ糸Ｙの太さの検知結果に基づいて、引出枚数変更部１０を制御し、ＣＮＴ繊維群Ｆを引き出すＣＮＴ形成基板Ｓの枚数を変更する。具体的には、制御部８Ｂは、糸太さ検知センサ６によってＣＮＴ糸Ｙの太さが細くなったことが検知された場合、引出枚数変更部１０を制御し、ＣＮＴ繊維群Ｆを引き出すＣＮＴ形成基板Ｓの枚数を増やす。

【0050】

一方、糸太さ検知センサ６によってＣＮＴ糸Ｙの太さが太くなったことが検知された場合、制御部８Ｂは、ＣＮＴ形成基板Ｓを支持する基板支持体２ａを制御し、ＣＮＴ繊維群Ｆの引き出し方向に対してＣＮＴ形成基板Ｓを傾けることによってＣＮＴ繊維群Ｆの引き出しを停止させ、ＣＮＴ繊維群Ｆが引き出されるＣＮＴ形成基板Ｓの枚数を減らす。なお、ＣＮＴ繊維群Ｆの引き出しの停止の方法はこれに限定されず、例えば、切断手段によってＣＮＴ形成基板Ｓから引き出されているＣＮＴ繊維群Ｆを切断して引き出しを停止させる等、各種の方法を用いることができる。

【0051】

このように、制御部８Ｂが、糸太さ検知センサ６の検知結果に基づいて引出枚数変更部１０及び基板支持体２ａを制御することによっても、ＣＮＴ繊維群Ｆの引き出し量を制御することができ、均一な太さのＣＮＴ糸Ｙを製造することができる。

【0052】

以上、本発明の一実施形態及び変形例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、制御部８は、糸太さ検知センサ６によって検知されたＣＮＴ糸Ｙの太さに基づいて駆動モータ３１等を制御するものとしたが、糸太さ検知センサ６によって検出された糸の太さを、ＣＮＴ糸Ｙの位置と共に記憶装置に記録させることもできる。これにより、製造されたＣＮＴ糸Ｙにおいて、例えば、所定範囲外の太さの部位の位置を把握することができる。

【0053】

糸太さ検知センサ６又は繊維群検出部９を用いて、ＣＮＴ糸Ｙの太さ及びＣＮＴ糸Ｙの走行の有無を検知する以外にも、他の検出装置等を用いて、ＣＮＴ糸Ｙの走行速度を検知したり、ＣＮＴ糸Ｙが製造された長さ等を検知したりしてもよい。

【0054】

ＣＮＴ繊維群Ｆの供給源として、ＣＮＴ形成基板Ｓに代えて、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。気流によりＣＮＴ繊維群Ｆに撚りを施す糸製造部４を用いるものとしたが、気流を用いる以外の方法によってＣＮＴ繊維群Ｆに撚りを施す糸製造部を用いてもよい。糸製造部４及び巻取部７に代えて、ＣＮＴ繊維群Ｆに撚り（実撚り）を掛けてＣＮＴ糸Ｙを製造しながらＣＮＴ糸Ｙを巻き取る装置等を用いてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本発明によれば、カーボンナノチューブ糸の製造状態を監視す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】

【0056】

１，１Ａ…糸製造装置、２…基板支持部、３…フロントローラ部（引き出し部）、４…糸製造部、５…ニップローラ部、６…糸太さ検知センサ（状態監視部）、７…巻取部、８…制御部、９…繊維群検出部（状態監視部）、１０…引出枚数変更部、Ｆ…ＣＮＴ繊維群、Ｓ…ＣＮＴ形成基板、Ｙ…ＣＮＴ糸。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】