纱线制造装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一边使碳纳米管纤维组行进一边由该碳纳米管纤维组制造碳纳米管纱线的纱线制造装置。
【背景技术】
[0002]作为上述那样的纱线制造装置，公知具有如下机构的纱线制造装置:夹持机构，其使从碳纳米管形成基板引出的碳纳米管纤维组凝集；和加捻机构，其对通过夹持机构凝集的碳纳米管纤维组加捻(例如参照专利文献1)。
[0003]另外，在专利文献2(图4)中，公开有生成出悬浮的纳米管阵列的定向性的纺纱头喷嘴。通过该纺纱头喷嘴使纳米管悬浮液中的拉伸流强度显著增加，由此使碳纳米管的整列度增加。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2010-116632号公报
[0007]专利文献2:日本专利第3954967号
【发明内容】
[0008]在专利文献1记载的纱线制造装置中，由于作为使碳纳米管纤维组凝集的夹持机构，而使用一对能够旋转的罗拉，所以对碳纳米管纤维组没有稳定地作用针对其行进的阻力，其结果为，基于加捻机构的加捻状态变得不稳定，而有可能无法在所制造的碳纳米管纱线中得到充分的强度。另外，为了在通过专利文献2记载的纺纱头喷嘴而制造的碳纳米管纱线中得到充分的强度，需要根据所期望的粗细的碳纳米管纱线每次更换纺纱头喷嘴。
[0009]因此，本发明的目的在于提供一种能够在所制造的碳纳米管纱线中得到充分的强度的纱线制造装置。
[0010]本发明的纱线制造装置是一边使碳纳米管纤维组行进一边由该碳纳米管纤维组制造碳纳米管纱线的纱线制造装置，具有:事前凝集部，其一边向碳纳米管纤维组作用针对其行进的阻力一边使碳纳米管纤维组凝集；和加捻部，其对通过事前凝集部凝集的碳纳米管纤维组加捻。
[0011]在该纱线制造装置中，在通过事前凝集部凝集碳纳米管纤维组时，对碳纳米管纤维组作用有针对其行进的阻力。因此，通过加捻部在碳纳米管纤维组高密度地凝集的状态下对碳纳米管纤维组加捻。由此，根据该纱线制造装置，能够在所制造的碳纳米管纱线中得到充分的强度。
[0012]在本发明的纱线制造装置中，事前凝集部也可以具有调整碳纳米管纤维组的凝集状态的调整机构。由此，例如即使碳纳米管纤维组的量发生变动，也能够使碳纳米管纤维组以所期望的密度凝集。
[0013]在本发明的纱线制造装置中，也可以是，事前凝集部具有多个组装部件，该多个组装部件形成一边使碳纳米管纤维组接触一边使其通过的通过孔，调整机构通过调整组装部件的位置关系来调整通过孔的开口面积，而调整碳纳米管纤维组的凝集状态。由此，能够任意地调整作用于碳纳米管纤维组的阻力的大小及碳纳米管纤维组的凝集状态。而且，例如即使碳纳米管纤维组堵塞在通过孔中，也能够分离组装部件而容易地除去碳纳米管纤维组。
[0014]在本发明的纱线制造装置中，也可以是，事前凝集部具有分别设有第1切缺及第2切缺的第1板状部件及第2板状部件来作为组装部件，该第1切缺及第2切缺划定通过孔。调整机构通过使第1板状部件及第2板状部件中的至少一个移动来调整第1切缺与第2切缺的重叠状态，而调整通过孔的开口面积。由此，能够容易且可靠地调整通过孔的开口面积。
[0015]在本发明的纱线制造装置中，也可以是，事前凝集部具有划定通过孔的多根金属丝及分别保持金属丝的端部的多个保持片，来作为组装部件，调整机构通过使各个保持片摆动来调整金属丝彼此的重叠状态，而调整通过孔的开口面积。由此，能够容易且可靠地调整通过孔的开口面积。
[0016]在本发明的纱线制造装置中，也可以是，调整机构对作用于在事前凝集部与加捻部之间行进的碳纳米管纤维组的张力值进行监控，并根据该监控结果，通过反馈控制而使通过孔的开口面积变化。由此，能够将作用于碳纳米管纤维组的张力值维持为所期望的值。
[0017]本发明的纱线制造装置也可以还具有张力付与部，该张力付与部作用于在事前凝集部与加捻部之间行进的碳纳米管纤维组，并对通过加捻部而加捻的碳纳米管纤维组付与张力。由此，能够对碳纳米管纤维组付与所期望的值的张力，并在加捻部中在使碳纳米管纤维组高密度地凝集的状态下对碳纳米管纤维组加捻。
[0018]在本发明的纱线制造装置中，张力付与部也可以是空气式的张力付与机构，通过对碳纳米管纤维组喷射空气，而使力沿碳纳米管纤维组的行进方向的相反方向作用于碳纳米管纤维组。由此，能够避免因接触而使碳纳米管纤维组以必要以上凝集、而良好地对碳纳米管纤维组付与张力。
[0019]在本发明的纱线制造装置中，张力付与部也可以是门式的张力付与机构，通过使用交替配置的梳齿状的接触部来使碳纳米管纤维组弯曲，而对碳纳米管纤维组的行进作用阻力。由此，能够不使碳纳米管纤维组以必要以上凝集，而良好地对碳纳米管纤维组付与张力。
[0020]本发明的纱线制造装置也可以还具有支承碳纳米管形成基板的基板支承部，从该碳纳米管形成基板引出碳纳米管纤维组。由此，能够稳定地供给碳纳米管纤维组。
[0021]在本发明的纱线制造装置中，也可以是，加捻部具有:卷绕驱动机构，其通过使安装有卷绕管的卷绕轴绕其卷绕中心线旋转，而将碳纳米管纱线卷绕到卷绕管上；加捻驱动机构，其通过使将碳纳米管纱线引导到卷绕管的引导部在卷绕管的周围旋转，而一边使碳纳米管纤维组及/或碳纳米管纱线旋转一边对碳纳米管纤维组加捻来制造碳纳米管纱线；和横动驱动机构，其通过使引导部相对于卷绕管沿着卷绕轴的卷绕中心线相对地往复移动，而在卷绕管上使碳纳米管纱线横动。由此，通过使碳纳米管纤维组及/或碳纳米管纱线旋转来形成气圈(碳纳米管纤维组及/或碳纳米管纱线因离心力而膨胀成气球状的状态)，而能够一边通过气圈良好地吸收在伸缩性较小的碳纳米管纤维组中产生的张力变动一边高效地对碳纳米管纤维组加捻。
[0022]发明效果
[0023]根据本发明，能够提供一种可在所制造的碳纳米管纱线中得到充分的强度的纱线制造装置。
【附图说明】
[0024]图1是本发明的第1实施方式的纱线制造装置的俯视图。
[0025]图2是图1的纱线制造装置的加捻卷绕装置的局部剖视图。
[0026]图3是本发明的第2实施方式的纱线制造装置的俯视图。
[0027]图4是图3的纱线制造装置的事前凝集部的俯视图。
[0028]图5是图4的事前凝集部的第1及第2板状部件的主视图。
[0029]图6是图5的第1及第2板状部件的主要部分放大图。
[0030]图7是图3的纱线制造装置的事前凝集部的变形例的立体图。
[0031]图8是图3的纱线制造装置的事前凝集部的变形例的主视图。
【具体实施方式】
[0032]以下，参照附图来详细说明本发明的优选实施方式。此外，在各图中，对相同或相当的部分标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
[0033][第1实施方式]
[0034]如图1所示，纱线制造装置1A是一边使碳纳米管纤维组(以下称为“CNT纤维组”)F行进一边由该CNT纤维组F制造碳纳米管纱线(以下称为“CNT纱线”)Y的装置。纱线制造装置1A具有基板支承部2、事前凝集部3A、张力付与部4和加捻卷绕装置(加捻部)5。基板支承部2、事前凝集部3A、张力付与部4及加捻卷绕装置5以该顺序配置在呈直线的规定线L上，CNT纤维组F从基板支承部2向加捻卷绕装置5行进。此外，CNT纤维组F是多条由碳纳米管构成的纱条体(纤维)集合而成的。CNT纱线Y是对CNT纤维组F加捻(实捻或虚捻)而成的。
[0035]基板支承部2在保持着碳纳米管形成基板(以下称为“CNT形成基板”)S的状态下对其进行支承，其中从该碳纳米管形成基板引出CNT纤维组F。CNT形成基板S被称为碳纳米管森林(carbon nanotube forest)或碳纳米管的垂直取向构造体等，是通过化学气相生长法等在基板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)而成的。作为基板，例如使用玻璃基板、硅基板、金属基板等。此外，在CNT纱线Y的制造开始时、CNT形成基板S的更换时等，能够使用被称为微型钻孔(micro-drill)的钻模，从CNT形成基板S引出CNT纤维组F。另外，能够代替微型钻孔而使用吸引装置、粘接带等，来从CNT形成基板S引出CNT纤维组F。
[0036]事前凝集部3A