纱线制造装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及制造碳纳米管纱线的纱线制造装置。
【背景技术】
[0002]作为现有的碳纳米管纱线的纱线制造装置，公知有例如专利文献1所记载的装置。在专利文献1所记载的纱线制造装置中，通过设置于碳纳米管纤维群的行进方向的上游侧的旋转区域对碳纳米管纤维群朝一个方向加捻，并且通过设置于上述旋转区域的下游侧的其它旋转区域朝与一个方向相反的另一方向加捻。
[0003]专利文献1:国际公开第2008/22129号手册
[0004]在从碳纳米管纤维群制造碳纳米管纱线的纱线制造装置中，要求更快速地制造碳纳米管纱线。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种能够实现碳纳米管纱线制造的快速化的纱线制造装置。
[0006]本发明的一个方面的纱线制造装置一边使碳纳米管纤维群行进一边由该碳纳米管纤维群制造碳纳米管纱线，其特征在于，具备使行进的碳纳米管纤维群聚集的纱线制造部，纱线制造部具有:喷嘴主体部，其供碳纳米管纤维群插通；第一喷嘴部，其设置于喷嘴主体部，利用压缩空气在与碳纳米管纤维群的行进方向正交的方向产生第一旋转流；以及第二喷嘴部，其设置于喷嘴主体部，利用压缩空气在与碳纳米管纤维群的行进方向正交的方向且是与第一旋转流相反的方向产生第二旋转流，在喷嘴主体部中，第一喷嘴部和第二喷嘴部在碳纳米管纤维群的行进方向上设置于不同的位置。此外，上述正交的方向的旋转流包括含有与碳纳米管纤维群的行进方向正交的方向的旋转分量的旋转流。即，即使在向碳纳米管纤维群的行进方向产生压缩空气的情况下，在包含与碳纳米管纤维群的行进方向正交的方向的旋转分量时也包含于本发明的旋转流。
[0007]在该纱线制造装置中，利用旋转流对碳纳米管纤维群进行加捻，所以能够快速制造将碳纳米管纤维群聚集而成的碳纳米管纱线。此时，在纱线制造装置中，利用第一喷嘴部产生第一旋转流，利用第二喷嘴部产生与第一旋转流方向相反的第二旋转流。因此，在纱线制造装置中，能够对碳纳米管纤维群实施假捻并使其快速聚集。另外，在纱线制造装置中，由于是利用压缩空气产生旋转流并对碳纳米管纤维群进行加捻的构造，所以能够通过调整压缩空气的量容易调整加捻情况。另外，在纱线制造装置中，第一喷嘴部和第二喷嘴部分别设置于喷嘴主体部并被单元化，在碳纳米管纤维群的行进方向上设置于不同的位置。由此，在纱线制造装置中，容易使碳纳米管纤维群通过第一喷嘴部以及第二喷嘴部。
[0008]在一实施方式中，可以是第一喷嘴部在碳纳米管纤维群的行进方向上设置于第二喷嘴部的上游侧，用于形成第一旋转流的压缩空气的压力比用于形成第二旋转流的压缩空气的压力小。这样，在将第一喷嘴部设置于第二喷嘴部的上游侧的结构中，使形成第一旋转流的压缩空气的压力较小，即形成第二旋转流的压缩空气的压力较大，由此能够很好地对碳纳米管纤维群施加假捻并使其聚集。
[0009]在一实施方式中，可以是在第一喷嘴部中产生的第一旋转流主要卷绕碳纳米管纤维群的外层的一部分，在第二喷嘴部中产生的第二旋转流主要对碳纳米管纤维群实施假捻并使其聚集。由此，在纱线制造装置中，能够很好地对碳纳米管纤维群施加假捻并使其聚集。
[0010]在一实施方式中，可以是在喷嘴主体部且在第一喷嘴部与第二喷嘴部之间设置有空气排出部。由此，在纱线制造装置中，能够抑制第一喷嘴部的第一旋转流与第二喷嘴部的第二旋转流干涉。由此，能够抑制各喷嘴部的旋转流产生混乱，能够抑制碳纳米管纱线的品质的可靠性的降低。
[0011]在一实施方式中，空气排出部可以是将喷嘴主体部的一部分切去而成的切口部。由此，在纱线制造装置中，能够利用除切口部以外的喷嘴主体部，抑制碳纳米管纤维群飞散。
[0012]在一实施方式中，可以在第一喷嘴部以及第二喷嘴部的至少一方，设置供给交联剂溶液的交联剂溶液供给机构。由此，在纱线制造装置中，能够利用旋转流使交联剂溶液有效附着于碳纳米管纤维群。因此，在纱线制造装置中，能够利用交联剂溶液使碳纳米管纤维群交联。其结果是，在纱线制造装置中，能够制造很好的碳纳米管纱线。特别是若向第一喷嘴部供给交联剂溶液，则能够通过下游侧的第二喷嘴部的第二旋转流使溶剂高效地气化。
[0013]在一实施方式中，可以设置用于使交联剂溶液发生化学反应的交联促进照射装置。由此，在纱线制造装置中，能够更有效地使碳纳米管纤维群交联。
[0014]在一实施方式中，可以在第一喷嘴部以及第二喷嘴部的至少一方，设置供给聚集液的聚集液供给机构。由此，在纱线制造装置中，能够高效地使被假捻的碳纳米管纤维群聚集。由此，在纱线制造装置中，能够利用第一旋转流使聚集液有效附着于碳纳米管纤维群。因此，在纱线制造装置中，能够制造很好的碳纳米管纱线。特别是若向第一喷嘴部供给聚集液，则能够利用下游侧的第二喷嘴部的第二旋转流使聚集液高效地气化。
[0015]根据本发明，能够实现碳纳米管纱线制造的快速化。
【附图说明】
[0016]图1是表示第一实施方式的纱线制造装置的图。
[0017]图2是表示图1所示的纱线制造装置的一部分的立体图。
[0018]图3是表示纱线制造部的图。
[0019]图4是图3所示的纱线制造部的分解图。
[0020]图5是表示纱线制造部的气流的图。
[0021]图6是表示第二实施方式的纱线制造装置的图。
[0022]图7是表示第三实施方式的纱线制造装置的图。
【具体实施方式】
[0023]以下，参照附图，详细说明本发明的优选实施方式。此外，在附图的说明中对相同或者相当的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
[0024][第一实施方式]
[0025]图1是表示第一实施方式的纱线制造装置的图。图2是表示图1所示的纱线制造装置的一部分的立体图。如各图所示，纱线制造装置1是一边使碳纳米管纤维群(以下，称为“CNT纤维群”)F行进一边由该CNT纤维群F制造碳纳米管纱线(以下，称为“CNT纱线”)Y的装置。
[0026]纱线制造装置1具备基板支承部3、纱线制造部5、夹持辊7a、7b、卷取装置9。基板支承部3、纱线制造部5、夹持辊7a、7b以及卷取装置9按照该顺序配置于规定线上，CNT纤维群F从基板支承部3向卷取装置9行进。此外，CNT纤维群F是将由碳纳米管构成的纤维集合多个而成的。CNT纱线Y是对CNT纤维群F进行假捻并聚集而成的。
[0027]基板支承部3以保持用于拉出CNT纤维群F的碳纳米管形成基板(以下，称为“CNT形成基板”)S的状态对其进行支承。CNT形成基板S被称为碳纳米管森林(carbon nanotubeforest)或碳纳米管的垂直取向构造体等，通过化学气相沉积法等在基板B上高密度且高取向地形成碳纳米管(例如，单层碳纳米管、双层碳纳米管、多层碳纳米管等)。例如使用塑料基板、玻璃基板、硅基板、金属基板等作为基板B。此外，在CNT纱线Y的制造开始时、CNT形成基板S的更换时等，能够利用被称为微型钻头的工具，从CNT形成基板S拉出CNT纤维群F。
[0028]纱线制造部5利用压缩空气(AIR)的旋转流对CNT纤维群F实施假捻并使其聚集。图3是表示纱线制造部的图。图4是图3所示的纱线制造部的分解图。在图3以及图4中，用剖面示出了喷嘴主体部10。如图3以及图4所示，纱线制造部5具备喷嘴主体部10、第一喷嘴部20、第二喷嘴部30。第一喷嘴部20以及第二喷嘴部30设置于喷嘴主体部10，喷嘴主体部10、第一喷嘴部20以及第二喷嘴部30被单元化。
[0029]喷嘴主体部10是供CNT纤维群F插通并