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JP7214556B2 - Carbon nanotube molded body manufacturing method and carbon nanotube molded body manufacturing apparatus - Google Patents
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Carbon nanotube molded body manufacturing method and carbon nanotube molded body manufacturing apparatus Download PDF

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Description

本発明は、カーボンナノチューブ成形体を製造する技術に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique for producing a carbon nanotube compact.

近年、複数のカーボンナノチューブを様々な形状に成形し、ヒータやセンサ等の様々な製品に利用することが提案されている。例えば、特許文献1では、シート状または繊維状のカーボンナノチューブ構造体を接着剤を介して2枚の基板間に固定した比較的小型の加熱素子が開示されている。一方、特許文献2では、円筒状の基材表面に立設した多数のカーボンナノチューブの集合であるカーボンナノチューブアレイに対し、レーザを照射して螺旋状の溝を形成し、溝間に位置するサブアレイを引き出して線状のカーボンナノチューブワイヤを形成する技術が開示されている。 In recent years, it has been proposed to mold a plurality of carbon nanotubes into various shapes and use them in various products such as heaters and sensors. For example, Patent Document 1 discloses a relatively small heating element in which a sheet-like or fibrous carbon nanotube structure is fixed between two substrates via an adhesive. On the other hand, in Patent Document 2, a carbon nanotube array, which is an assembly of a large number of carbon nanotubes erected on the surface of a cylindrical substrate, is irradiated with a laser to form spiral grooves, and subarrays located between the grooves are formed. is disclosed to form a linear carbon nanotube wire.

特許第5721995号公報Japanese Patent No. 5721995 米国特許8431053号明細書U.S. Pat. No. 8,431,053

ところで、カーボンナノチューブを利用するヒータ等の製品を大型化しようとすると、通常、多数のカーボンナノチューブ繊維等を長手方向に接続し、さらに、当該長手方向に垂直な方向に配列して電極間に接続する必要があるため、製品の製造が複雑化するおそれがある。また、多数のカーボンナノチューブ繊維の配列方向において、発熱状態のムラが生じるおそれがある。このため、カーボンナノチューブ繊維よりも幅広の比較的長いテープ状のカーボンナノチューブ成形体が求められている。 By the way, when trying to increase the size of a product such as a heater using carbon nanotubes, usually, a large number of carbon nanotube fibers or the like are connected in the longitudinal direction, and then arranged in a direction perpendicular to the longitudinal direction and connected between electrodes. This can complicate the manufacturing of the product. In addition, there is a possibility that uneven heat generation occurs in the direction in which many carbon nanotube fibers are arranged. For this reason, there is a demand for a tape-shaped carbon nanotube molded body that is relatively long and wider than carbon nanotube fibers.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、比較的長いテープ状のカーボンナノチューブ成形体を容易に製造することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to easily produce a relatively long tape-shaped carbon nanotube molded body.

請求項1に記載の発明は、カーボンナノチューブ成形体の製造方法であって、a)複数層の積層されたカーボンナノチューブシートである積層CNTシートを、保持ローラの円筒状の外側面に巻回された状態で準備する工程と、b)前記積層CNTシートが切断部により切断点にて積層方向に切断された状態で、軸方向を向く回転軸を中心として前記保持ローラを回転させて前記積層CNTシートを周方向に切断しつつ、前記切断点を前記保持ローラに対して前記軸方向に相対移動させることにより、前記積層CNTシートからテープ状のカーボンナノチューブ成形体を連続的に切り出す工程と、c)前記b)工程よりも後に、前記カーボンナノチューブ成形体を巻き取って回収する工程と、d)前記b)工程と前記c)工程との間において、前記カーボンナノチューブ成形体の長手方向に離間する2つの測定位置間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗を継続的に測定する工程と、を備える。 The invention according to claim 1 is a method for producing a carbon nanotube molded body, wherein a) a laminated CNT sheet, which is a carbon nanotube sheet in which a plurality of layers are laminated, is wound around a cylindrical outer surface of a holding roller. b) in a state in which the laminated CNT sheet is cut at the cutting point in the lamination direction by the cutting unit, the holding roller is rotated around a rotation axis directed in the axial direction to prepare the laminated CNT; a step of continuously cutting out a tape-shaped carbon nanotube molded body from the laminated CNT sheet by moving the cutting point relative to the holding roller in the axial direction while cutting the sheet in the circumferential direction ; ) a step of winding and collecting the carbon nanotube molded body after the step b); and d) separating the carbon nanotube molded body in the longitudinal direction between the b) step and the c) step. continuously measuring the resistance of the carbon nanotube compact between two measurement positions .

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のカーボンナノチューブ成形体の製造方法であって、前記b)工程よりも後に、前記カーボンナノチューブ成形体を積層方向に挟んで圧密する工程をさらに備える。 The invention according to claim 2 is the method for producing the carbon nanotube molded body according to claim 1, further comprising a step of sandwiching and consolidating the carbon nanotube molded body in the stacking direction after the step b). Prepare.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のカーボンナノチューブ成形体の製造方法であって、前記カーボンナノチューブ成形体の回収速度を前記保持ローラからの前記カーボンナノチューブ成形体の繰り出し速度よりも速くすることにより、前記カーボンナノチューブ成形体が延伸される。 The invention according to claim 3 is the method for producing the carbon nanotube molded body according to claim 1 or 2 , wherein the collection speed of the carbon nanotube molded body is set by the feeding speed of the carbon nanotube molded body from the holding roller. By increasing the speed, the carbon nanotube compact is stretched.

請求項に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれか1つに記載のカーボンナノチューブ成形体の製造方法であって、前記2つの測定位置間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗は4端子法にて測定される。 The invention according to claim 4 is the method for manufacturing the carbon nanotube molded body according to any one of claims 1 to 3 , wherein the resistance of the carbon nanotube molded body between the two measurement positions is 4 terminals. measured by the law.

請求項に記載の発明は、請求項1ないしのいずれか1つに記載のカーボンナノチューブ成形体の製造方法であって、前記b)工程よりも後に、テープ状の前記カーボンナノチューブ成形体を束ねて線状とする工程をさらに備える。 The invention according to claim 5 is the method for producing the carbon nanotube molded body according to any one of claims 1 to 4 , wherein the tape-shaped carbon nanotube molded body is formed after the step b). It further comprises a step of bundling to form a line.

請求項に記載の発明は、テープ状のカーボンナノチューブ成形体を製造するカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、複数層の積層されたカーボンナノチューブシートである積層CNTシートを、円筒状の外側面に巻回された状態で保持する保持ローラと、軸方向を向く回転軸を中心として前記保持ローラを回転させる第1回転機構と、前記積層CNTシートを切断点にて積層方向に切断する切断部と、前記第1回転機構により前記保持ローラを回転させて前記積層CNTシートを周方向に切断するのと並行して、前記切断点を前記保持ローラに対して前記軸方向に相対移動させることにより、前記積層CNTシートからテープ状のカーボンナノチューブ成形体を連続的に切り出す切断点移動機構と、前記カーボンナノチューブ成形体を巻き取って回収する回収ローラと、前記回収ローラを回転させる第2回転機構と、前記保持ローラと前記回収ローラとの間において、前記カーボンナノチューブ成形体の長手方向に離間する2つの測定位置間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗を継続的に測定する抵抗測定部と、を備える。 According to a sixth aspect of the invention, there is provided a carbon nanotube molded body manufacturing apparatus for manufacturing a tape-shaped carbon nanotube molded body, wherein the laminated CNT sheet, which is a carbon nanotube sheet in which a plurality of layers are laminated, is formed on the cylindrical outer surface. a holding roller that holds the CNT sheet in a wound state, a first rotating mechanism that rotates the holding roller around a rotation axis facing the axial direction, and a cutting unit that cuts the laminated CNT sheet in the lamination direction at the cutting point. and, in parallel with rotating the holding roller by the first rotating mechanism to cut the laminated CNT sheet in the circumferential direction, by relatively moving the cutting point in the axial direction with respect to the holding roller. , a cutting point moving mechanism for continuously cutting out a tape-shaped carbon nanotube molded body from the laminated CNT sheet, a collection roller for winding and collecting the carbon nanotube molded body, and a second rotation mechanism for rotating the collection roller. and a resistance measuring unit for continuously measuring the resistance of the carbon nanotube molded body between two measuring positions spaced apart in the longitudinal direction of the carbon nanotube molded body between the holding roller and the collecting roller. .

請求項に記載の発明は、請求項に記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、前記保持ローラと前記回収ローラとの間において、前記カーボンナノチューブ成形体を積層方向に挟んで圧密する一対の圧密ローラをさらに備える。 The invention according to claim 7 is the carbon nanotube molded body manufacturing apparatus according to claim 6 , wherein the carbon nanotube molded body is sandwiched in the stacking direction and compacted between the holding roller and the recovery roller. It further comprises a pair of compaction rollers.

請求項に記載の発明は、請求項またはに記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、前記第1回転機構および前記第2回転機構の少なくとも一方の回転速度を制御する回転制御部をさらに備え、前記回転制御部の制御により、前記回収ローラによる前記カーボンナノチューブ成形体の回収速度を前記保持ローラからの前記カーボンナノチューブ成形体の繰り出し速度よりも速くすることにより、前記保持ローラと前記回収ローラとの間において前記カーボンナノチューブ成形体が延伸される。 The invention according to claim 8 is the carbon nanotube compact manufacturing apparatus according to claim 6 or 7 , wherein the rotation control unit controls the rotation speed of at least one of the first rotation mechanism and the second rotation mechanism. and the holding roller and the The carbon nanotube compact is stretched between the collection rollers.

請求項に記載の発明は、請求項に記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、前記抵抗測定部は、一対の電源端子を介して前記2つの測定位置にて前記カーボンナノチューブ成形体に接触し、前記2つの測定位置の間に一定の大きさの電流を流す定電流電源と、一対の電圧計端子を介して前記2つの測定位置にて前記一対の電源端子と非接触状態で前記カーボンナノチューブ成形体に接触し、前記2つの測定位置の間の電圧を測定する電圧計とを備え、前記2つの測定位置間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗は、前記定電流電源からの電流値および前記電圧計による測定値に基づいて求められる。 The invention according to claim 9 is the carbon nanotube molded body manufacturing apparatus according to claim 6 , wherein the resistance measurement unit measures the carbon nanotube molded body at the two measurement positions via a pair of power supply terminals. and in a non-contact state with the pair of power supply terminals at the two measurement positions through a constant current power supply that flows a constant amount of current between the two measurement positions, and a pair of voltmeter terminals. a voltmeter that is in contact with the carbon nanotube compact and measures the voltage between the two measurement positions, wherein the resistance of the carbon nanotube compact between the two measurement positions is the current from the constant current power supply value and the voltmeter measurement.

請求項10に記載の発明は、請求項に記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、前記抵抗測定部は、前記保持ローラと前記回収ローラとの間において、前記カーボンナノチューブ成形体を積層方向に挟んで圧密する一対の第1ローラと、前記保持ローラと前記回収ローラとの間において、前記一対の第1ローラから前記カーボンナノチューブ成形体の長手方向に離間して配置され、前記カーボンナノチューブ成形体を積層方向に挟んで圧密する一対の第2ローラと、前記一対の第1ローラの一方と、前記一対の第2ローラの一方との間に一定の大きさの電流を流す定電流電源と、前記一対の第1ローラの他方と、前記一対の第2ローラの他方との間の電圧を測定する電圧計とを備え、前記一対の第1ローラと前記一対の第2ローラと間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗が、前記2つの測定位置間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗として、前記定電流電源からの電流値および前記電圧計による測定値に基づいて求められる。 The invention according to claim 10 is the carbon nanotube molded body manufacturing apparatus according to claim 6 , wherein the resistance measuring unit stacks the carbon nanotube molded body between the holding roller and the recovery roller. a pair of first rollers sandwiching and compressing the carbon nanotube compact in a direction, and between the holding roller and the recovery roller, the carbon nanotube molded body is spaced apart from the pair of first rollers in the longitudinal direction of the carbon nanotube molded body, and the carbon nanotube A constant-current power supply for supplying a current of a constant magnitude between a pair of second rollers for sandwiching and consolidating the compact in the stacking direction, one of the pair of first rollers, and one of the pair of second rollers. and a voltmeter for measuring the voltage between the other of the pair of first rollers and the other of the pair of second rollers, wherein the voltage between the pair of first rollers and the pair of second rollers The resistance of the carbon nanotube molded body is obtained as the resistance of the carbon nanotube molded body between the two measurement positions based on the current value from the constant current power supply and the measured value by the voltmeter.

請求項11に記載の発明は、請求項ないし10のいずれか1つに記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、前記保持ローラと前記回収ローラとの間において、テープ状の前記カーボンナノチューブ成形体を束ねて線状とする整形部をさらに備える。 The invention according to claim 11 is the carbon nanotube molded body manufacturing apparatus according to any one of claims 6 to 10 , wherein the tape-shaped carbon nanotubes are disposed between the holding roller and the recovery roller. It further comprises a shaping section for bundling the molded bodies into a linear shape.

本発明では、テープ状のカーボンナノチューブ成形体を容易に製造することができる。 According to the present invention, a tape-shaped carbon nanotube compact can be easily produced.

一の実施の形態に係るCNT成形体製造装置を示す側面図である。It is a side view which shows the CNT molded object manufacturing apparatus which concerns on one embodiment. CNT成形体製造装置の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of CNT molded object manufacturing apparatus. CNT成形体の製造の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of manufacture of a CNT compact. CNT成形体製造装置を示す側面図である。It is a side view which shows a CNT molded object manufacturing apparatus. CNT成形体の製造の流れの一部を示す図である。It is a figure which shows a part of flow of manufacture of a CNT compact.

図1は、本発明の一の実施の形態に係るカーボンナノチューブ成形体製造装置1(以下、「CNT成形体製造装置1」とも呼ぶ。)の構成を示す側面図である。図2は、CNT成形体製造装置1の一部を示す斜視図である。CNT成形体製造装置1は、テープ状のカーボンナノチューブ成形体92(以下、「CNT成形体92」とも呼ぶ。)を製造する装置である。 FIG. 1 is a side view showing the configuration of a carbon nanotube compact manufacturing apparatus 1 (hereinafter also referred to as "CNT compact manufacturing apparatus 1") according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a part of the CNT compact manufacturing apparatus 1. FIG. The CNT molded body manufacturing apparatus 1 is an apparatus for manufacturing a tape-shaped carbon nanotube molded body 92 (hereinafter also referred to as "CNT molded body 92").

CNT成形体製造装置1は、保持ローラ21と、第1回転機構22と、切断部23と、切断点移動機構24と、回収ローラ25と、第2回転機構26と、回転制御部31と、抵抗測定部4とを備える。なお、図2では、第1回転機構22、第2回転機構26、回転制御部31および抵抗測定部4の図示を省略している。 The CNT molded body manufacturing apparatus 1 includes a holding roller 21, a first rotating mechanism 22, a cutting unit 23, a cutting point moving mechanism 24, a collecting roller 25, a second rotating mechanism 26, a rotation control unit 31, and a resistance measuring unit 4 . 2, illustration of the first rotating mechanism 22, the second rotating mechanism 26, the rotation control section 31, and the resistance measuring section 4 is omitted.

保持ローラ21は、図1中の紙面に垂直な方向(以下、「軸方向」とも呼ぶ。)を向く回転軸J1を中心とする略円柱状または略円筒状の部材である。保持ローラ21の外側面は、軸方向に略平行に延びる略円筒面である。当該軸方向は、CNT成形体製造装置1において製造されるCNT成形体92の幅方向に対応する方向でもあるため、「幅方向」とも呼ぶ。 The holding roller 21 is a substantially columnar or substantially cylindrical member centered on a rotation axis J1 oriented in a direction perpendicular to the plane of FIG. 1 (hereinafter also referred to as "axial direction"). The outer surface of the holding roller 21 is a substantially cylindrical surface extending substantially parallel to the axial direction. Since the axial direction is also the direction corresponding to the width direction of the CNT molded body 92 manufactured by the CNT molded body manufacturing apparatus 1, it is also referred to as the "width direction."

保持ローラ21の外側面上には、多数のカーボンナノチューブがシート状に成形された部材であるカーボンナノチューブシート(以下、「CNTシート」とも呼ぶ。)が、複数層積層された状態で巻回されている。換言すれば、保持ローラ21は、複数層の積層されたカーボンナノチューブシート(以下、「積層CNTシート91」とも呼ぶ。)を外側面上に巻回した状態で保持する。積層CNTシート91におけるCNTシートの積層数は、例えば、40~100である。当該積層数は、2以上の範囲で適宜変更されてよい。積層CNTシート91を構成する多数のカーボンナノチューブは、保持ローラ21の回転軸J1を中心とする周方向に配向している。なお、本明細書におけるシート状とは、縦横の長さに対して厚さが薄い形状を意味する。また、本明細書におけるシート状とは、フィルム状と呼ばれる形状も含む概念である。 A carbon nanotube sheet (hereinafter also referred to as a "CNT sheet"), which is a member in which a large number of carbon nanotubes are formed into a sheet shape, is wound on the outer surface of the holding roller 21 in a state of being laminated in multiple layers. ing. In other words, the holding roller 21 holds a plurality of laminated carbon nanotube sheets (hereinafter, also referred to as "laminated CNT sheet 91") in a wound state on the outer surface. The number of laminated CNT sheets in the laminated CNT sheet 91 is, for example, 40-100. The number of laminations may be appropriately changed within a range of 2 or more. A large number of carbon nanotubes forming the laminated CNT sheet 91 are oriented in the circumferential direction around the rotation axis J1 of the holding roller 21 . In this specification, the term "sheet-like" means a shape having a thin thickness with respect to the vertical and horizontal lengths. In addition, the sheet shape in this specification is a concept including a shape called a film shape.

第1回転機構22は、保持ローラ21を回転軸J1を中心として回転させる。図1に示す例では、第1回転機構22は、保持ローラ21を図中における時計回りに回転させる。第1回転機構22は、例えば、保持ローラ21に接続された電動回転モータである。 The first rotating mechanism 22 rotates the holding roller 21 about the rotation axis J1. In the example shown in FIG. 1, the first rotating mechanism 22 rotates the holding roller 21 clockwise in the drawing. The first rotating mechanism 22 is, for example, an electric rotating motor connected to the holding roller 21 .

回収ローラ25は、軸方向を向く回転軸J2を中心とする略円柱状または略円筒状の部材である。回収ローラ25の外側面は、軸方向に略平行に延びる略円筒面である。第2回転機構26は、回収ローラ25を回転軸J2を中心として回転させる。図1に示す例では、第2回転機構26は、回収ローラ25を図中における時計回りに回転させる。第2回転機構26は、例えば、回収ローラ25に接続された電動回転モータである。 The collecting roller 25 is a substantially columnar or substantially cylindrical member centered on the rotation axis J2 that faces in the axial direction. The outer surface of the collection roller 25 is a substantially cylindrical surface extending substantially parallel to the axial direction. The second rotating mechanism 26 rotates the recovery roller 25 around the rotation axis J2. In the example shown in FIG. 1, the second rotating mechanism 26 rotates the collection roller 25 clockwise in the drawing. The second rotating mechanism 26 is, for example, an electric rotating motor connected to the collection roller 25 .

切断部23は、保持ローラ21に保持される積層CNTシート91を積層方向に切断する。当該積層方向とは、積層CNTシート91の厚さ方向であり、回転軸J1を中心とする径方向でもある。切断部23による積層CNTシート91の切断は、軸方向および回転軸J1を中心とする周方向における1点(以下、「切断点231」とも呼ぶ。)にて行われる。以下の説明では、回転軸J1を中心とする径方向および周方向を、単に「径方向」および「周方向」とも呼ぶ。 The cutting section 23 cuts the laminated CNT sheet 91 held by the holding roller 21 in the lamination direction. The lamination direction is the thickness direction of the laminated CNT sheet 91, and is also the radial direction about the rotation axis J1. The cutting of the laminated CNT sheet 91 by the cutting section 23 is performed at one point (hereinafter also referred to as "cutting point 231") in the axial direction and in the circumferential direction about the rotation axis J1. In the following description, the radial direction and the circumferential direction about the rotation axis J1 are also simply referred to as the “radial direction” and the “circumferential direction”.

図1に示す例では、切断部23は、積層CNTシート91および保持ローラ21の外側面に刃先を接触させた状態で、保持ローラ21の上方にて支持されるカッターである。当該カッターは、超音波を付与されることにより刃先が微細振動する超音波カッターであってもよい。切断部23は、例えば、切断点231(すなわち、略点状の切断位置)に向けてレーザ光を照射して積層CNTシート91の切断を行うレーザ光源であってもよい。切断部23は、切断点231において積層CNTシート91を切断することができるのであれば、カッターおよびレーザ光源以外の様々な構造を有していてもよい。 In the example shown in FIG. 1 , the cutting unit 23 is a cutter supported above the holding roller 21 with the blade edge in contact with the outer surfaces of the laminated CNT sheet 91 and the holding roller 21 . The cutter may be an ultrasonic cutter that finely vibrates the cutting edge by applying ultrasonic waves. The cutting unit 23 may be, for example, a laser light source that cuts the laminated CNT sheet 91 by irradiating a laser beam toward a cutting point 231 (that is, a substantially dotted cutting position). The cutting part 23 may have various structures other than the cutter and the laser light source as long as the laminated CNT sheet 91 can be cut at the cutting point 231 .

切断点移動機構24は、切断部23による切断点231を、保持ローラ21に対して軸方向に相対移動させる機構である。図1および図2に示す例では、切断点移動機構24は、軸方向に略直線状に延びるガイドに沿って移動する移動子を有する電動リニアモータである。当該移動子には、切断部23が固定されており、切断部23が移動子と共に軸方向に移動することにより、切断点231も軸方向に相対移動する。なお、切断部23は軸方向に移動せず、切断点移動機構24により保持ローラ21が軸方向に移動されることにより、切断点231が軸方向に相対移動されてもよい。上述のように、切断部23がレーザ光源である場合、切断点移動機構24は、切断部23から出射されたレーザ光を軸方向に走査する機構である。この場合、音響光学偏向素子、ポリゴンミラーまたは共振型ガルバノミラー等が切断点移動機構24として利用可能である。 The cutting point moving mechanism 24 is a mechanism for moving the cutting point 231 by the cutting section 23 relative to the holding roller 21 in the axial direction. In the example shown in FIGS. 1 and 2, the breaking point moving mechanism 24 is an electric linear motor having a mover that moves along a guide extending substantially linearly in the axial direction. The cutting part 23 is fixed to the moving element, and the cutting part 23 moves axially together with the moving element, so that the cutting point 231 also moves relative to the moving element in the axial direction. The cutting portion 23 may not move in the axial direction, and the cutting point 231 may be relatively moved in the axial direction by moving the holding roller 21 in the axial direction by the cutting point moving mechanism 24 . As described above, when the cutting section 23 is a laser light source, the cutting point moving mechanism 24 is a mechanism for scanning the laser light emitted from the cutting section 23 in the axial direction. In this case, an acousto-optic deflection element, a polygon mirror, a resonant galvanomirror, or the like can be used as the breaking point moving mechanism 24 .

CNT成形体製造装置1では、第1回転機構22により保持ローラ21を回転させることにより、切断部23の切断点231を積層CNTシート91に対して周方向に相対移動させて、積層CNTシート91を周方向に切断する。また、当該周方向の切断と並行して、切断点移動機構24により切断部23を移動させることにより、切断点231を積層CNTシート91に対して軸方向に相対移動させる。これにより、図2に示すように、積層CNTシート91からテープ状(すなわち、長さに対して幅が細い帯状)のCNT成形体92が螺旋状に連続的に切り出され、保持ローラ21から回収ローラ25に向かって繰り出される。 In the CNT molded body manufacturing apparatus 1 , the holding roller 21 is rotated by the first rotating mechanism 22 to move the cutting point 231 of the cutting part 23 relative to the laminated CNT sheet 91 in the circumferential direction. cut in the circumferential direction. In parallel with the cutting in the circumferential direction, the cutting point moving mechanism 24 moves the cutting portion 23 to move the cutting point 231 relative to the laminated CNT sheet 91 in the axial direction. As a result, as shown in FIG. 2, a tape-shaped (that is, strip-shaped with respect to the length) CNT compact 92 is continuously cut out spirally from the laminated CNT sheet 91 and recovered from the holding roller 21. It is let out toward the roller 25 .

積層CNTシート91から切り出されるテープ状のCNT成形体92(いわゆる、カーボンナノチューブテープ)の幅は、例えば0.1mm~100mmであり、好ましくは1mm~50mmである。CNT成形体製造装置1では、保持ローラ21の回転速度、および、切断点231の軸方向における相対移動速度のうち少なくとも一方を調節することにより、CNT成形体92の幅が調節可能である。具体的には、保持ローラ21の回転速度を増大させることにより、あるいは、切断点231の相対移動速度を減少させることにより、CNT成形体92の幅を細くすることができる。また、保持ローラ21の回転速度を減少させることにより、あるいは、切断点231の相対移動速度を増大させることにより、CNT成形体92の幅を太くすることができる。 The width of the tape-shaped CNT compact 92 (so-called carbon nanotube tape) cut out from the laminated CNT sheet 91 is, for example, 0.1 mm to 100 mm, preferably 1 mm to 50 mm. In the CNT molded body manufacturing apparatus 1, the width of the CNT molded body 92 can be adjusted by adjusting at least one of the rotation speed of the holding roller 21 and the relative movement speed of the cutting point 231 in the axial direction. Specifically, the width of the CNT compact 92 can be narrowed by increasing the rotation speed of the holding roller 21 or decreasing the relative movement speed of the cutting point 231 . Also, the width of the CNT compact 92 can be increased by decreasing the rotation speed of the holding roller 21 or by increasing the relative movement speed of the cutting point 231 .

図2では、積層CNTシート91のうち、切断部23により切断されて保持ローラ21から既に繰り出された部位(すなわち、テープ状のCNT成形体92として保持ローラ21から離間した部位)が存在していた位置を、二点鎖線にて示す。テープ状のCNT成形体92では、幅の細い複数層(例えば、40層~100層)のCNTシートが厚さ方向(すなわち、図1中の上下方向)に積層されている。 In FIG. 2, the laminated CNT sheet 91 includes a portion that has been cut by the cutting section 23 and has already been fed out from the holding roller 21 (that is, a portion separated from the holding roller 21 as a tape-shaped CNT compact 92). The positions where the In the tape-shaped CNT molded body 92, multiple layers (for example, 40 to 100 layers) of thin CNT sheets are laminated in the thickness direction (that is, the vertical direction in FIG. 1).

保持ローラ21から繰り出されたテープ状のCNT成形体92は、第2回転機構26により回転される回収ローラ25により、巻き取られて回収される。回収ローラ25は、当該テープ状のCNT成形体92を、外側面状に巻回した状態で保持する。回収ローラ25は、例えば、図示省略の揺動機構により、回転軸J2に略平行に揺動しつつ(すなわち、往復移動しつつ)CNT成形体92を巻き取って回収する。当該揺動機構としては、例えば、電動リニアモータ等が利用可能である。 The tape-shaped CNT compact 92 fed out from the holding roller 21 is wound up and recovered by the recovery roller 25 rotated by the second rotating mechanism 26 . The recovery roller 25 holds the tape-shaped CNT molded body 92 in a state of being wound on the outer surface. The collecting roller 25 winds up and collects the CNT molded body 92 while swinging substantially parallel to the rotation axis J2 (that is, reciprocating) by a swinging mechanism (not shown). For example, an electric linear motor or the like can be used as the swinging mechanism.

回転制御部31は、第1回転機構22および第2回転機構26のうち少なくとも一方の回転速度を制御する。本実施の形態では、回転制御部31は、第1回転機構22および第2回転機構26の双方の回転速度を個別に制御する。回転制御部31は、例えば、プロセッサ、メモリ、入出力部およびバス等を備える通常のコンピュータシステムにより実現される。バスは、プロセッサ、メモリおよび入出力部を接続する信号回路である。メモリは、プログラムおよび各種情報を記憶する。プロセッサは、メモリに記憶されるプログラム等に従って、メモリ等を利用しつつ様々な処理(例えば、数値演算等)を実行する。入出力部は、操作者からの入力等を受け付け、他の構成(例えば、第1回転機構22および第2回転機構26)への信号を出力する。当該コンピュータシステムが所定のプログラムに基づいて処理を行うことにより、回転制御部31の各機能(例えば、記憶部および演算部)が実現される。回転制御部31は、例えば、プログラマブルロジックコントローラ(PLC:Programmable Logic Controller)であってもよく、回路基板等であってもよい。 Rotation control unit 31 controls the rotation speed of at least one of first rotation mechanism 22 and second rotation mechanism 26 . In the present embodiment, rotation control unit 31 individually controls the rotation speeds of both first rotation mechanism 22 and second rotation mechanism 26 . The rotation control unit 31 is implemented by, for example, a normal computer system including a processor, memory, input/output unit, bus, and the like. A bus is a signal circuit that connects a processor, a memory, and an input/output unit. The memory stores programs and various information. The processor executes various processes (for example, numerical calculations, etc.) while using the memory or the like according to programs or the like stored in the memory. The input/output unit receives inputs from the operator and outputs signals to other components (for example, the first rotation mechanism 22 and the second rotation mechanism 26). Each function of the rotation control unit 31 (for example, a storage unit and a calculation unit) is realized by the computer system performing processing based on a predetermined program. The rotation control unit 31 may be, for example, a programmable logic controller (PLC: Programmable Logic Controller), a circuit board, or the like.

CNT成形体製造装置1では、回転制御部31の制御により、例えば、回収ローラ25によるCNT成形体92の回収速度が、保持ローラ21からのCNT成形体92の繰り出し速度よりも速くされる。これにより、保持ローラ21と回収ローラ25との間において、テープ状のCNT成形体92が長手方向に延伸される。その結果、CNT成形体92が締められ(すなわち、高密度化され)、CNT成形体92を構成する多数のカーボンナノチューブ同士の密着性が向上する。なお、上述のCNT成形体92の回収速度と繰り出し速度とは同じであってもよく、回収速度が繰り出し速度よりも遅くされてもよい。 In the CNT molded body manufacturing apparatus 1 , the speed of collecting the CNT molded body 92 by the collection roller 25 is made faster than the delivery speed of the CNT molded body 92 from the holding roller 21 under the control of the rotation controller 31 . As a result, the tape-shaped CNT molded body 92 is stretched in the longitudinal direction between the holding roller 21 and the collecting roller 25 . As a result, the CNT molded body 92 is tightened (ie, densified), and the adhesion between many carbon nanotubes forming the CNT molded body 92 is improved. Note that the recovery speed and delivery speed of the CNT molded body 92 described above may be the same, or the recovery speed may be slower than the delivery speed.

抵抗測定部4は、一対の第1ローラ41a,41bと、一対の第2ローラ42a,42bと、定電流電源43と、電圧計44と、抵抗演算部45とを備える。抵抗演算部45は、上述の回転制御部31と同様に、通常のコンピュータシステムにより実現される。抵抗演算部45は、回転制御部31を実現するコンピュータシステムにより、共に実現されてもよい。 The resistance measuring section 4 includes a pair of first rollers 41a and 41b, a pair of second rollers 42a and 42b, a constant current power source 43, a voltmeter 44, and a resistance computing section 45. The resistance calculator 45 is implemented by a normal computer system, like the rotation controller 31 described above. The resistance calculator 45 may be realized together by a computer system that realizes the rotation controller 31 .

一対の第1ローラ41a,41bは、保持ローラ21と回収ローラ25との間に配置される。第1ローラ41aおよび第1ローラ41bはそれぞれ、図1中の紙面に垂直な方向を向く回転軸を中心とする略円柱状または略円筒状の部材であり、当該回転軸を中心として回転可能である。第1ローラ41aおよび第1ローラ41bはそれぞれ、保持ローラ21から回収ローラ25へと移動するテープ状のCNT成形体92の上側および下側に配置される。第1ローラ41aは、CNT成形体92の上側の主面(すなわち、上面)に接触する。第1ローラ41bは、CNT成形体92の下側の主面(すなわち、下面)に接触する。第1ローラ41a,41bは、好ましくは、CNT成形体92の幅方向の全幅に亘ってCNT成形体92に接触する。第1ローラ41a,41bは、例えば、外側面が金属または導電性樹脂等の導電性材料により形成された導電性ローラである。第1ローラ41a,41bは、CNT成形体92と電気的に接続される。 A pair of first rollers 41 a and 41 b are arranged between the holding roller 21 and the collection roller 25 . Each of the first roller 41a and the first roller 41b is a substantially columnar or substantially cylindrical member centered on a rotation axis perpendicular to the plane of FIG. 1, and is rotatable about the rotation axis. be. The first roller 41a and the first roller 41b are arranged above and below the tape-shaped CNT compact 92 moving from the holding roller 21 to the collection roller 25, respectively. The first roller 41 a contacts the upper main surface (that is, the upper surface) of the CNT compact 92 . The first roller 41b contacts the lower main surface (that is, the lower surface) of the CNT compact 92 . The first rollers 41 a and 41 b preferably contact the CNT molded body 92 over the entire width of the CNT molded body 92 . The first rollers 41a and 41b are, for example, conductive rollers whose outer surfaces are made of a conductive material such as metal or conductive resin. The first rollers 41 a and 41 b are electrically connected to the CNT compact 92 .

第1ローラ41aと第1ローラ41bとは、CNT成形体92を挟んで、互いに非接触状態で上下方向に対向する。第1ローラ41aと第1ローラ41bとの間の上下方向の距離は、保持ローラ21から繰り出されるCNT成形体92の上下方向の厚さよりも小さい。したがって、当該CNT成形体92は、第1ローラ41aと第1ローラ41bとの間を通過することにより、上下方向(すなわち、厚さ方向)に圧縮される。換言すれば、一対の第1ローラ41a,41bは、CNT成形体92を積層方向に挟んで圧密する一対の圧密ローラである。なお、一対の第1ローラ41a,41bのうち一方が、間にCNT成形体92を挟んで、他方に向かって押圧されてもよい。当該押圧は、例えば、エアシリンダ等により実現される。 The first roller 41a and the first roller 41b face each other vertically in a non-contact state with the CNT compact 92 interposed therebetween. The vertical distance between the first roller 41 a and the first roller 41 b is smaller than the vertical thickness of the CNT compact 92 fed from the holding roller 21 . Therefore, the CNT molded body 92 is compressed vertically (that is, in the thickness direction) by passing between the first roller 41a and the first roller 41b. In other words, the pair of first rollers 41a and 41b are a pair of compaction rollers that pinch and compact the CNT compact 92 in the stacking direction. Note that one of the pair of first rollers 41a and 41b may be pressed toward the other with the CNT compact 92 interposed therebetween. The pressing is realized by, for example, an air cylinder or the like.

一対の第2ローラ42a,42bは、保持ローラ21と回収ローラ25との間に配置される。一対の第2ローラ42a,42bは、一対の第1ローラ41a,41bから図1中の左右方向(すなわち、テープ状のCNT成形体92の長手方向)に所定の距離、離間して配置される。図1に示す例では、一対の第2ローラ42a,42bは、一対の第1ローラ41a,41bと回収ローラ25との間に配置される。第2ローラ42aおよび第2ローラ42bはそれぞれ、図1中の紙面に垂直な方向を向く回転軸を中心とする略円柱状または略円筒状の部材であり、当該回転軸を中心として回転可能である。 A pair of second rollers 42 a and 42 b are arranged between the holding roller 21 and the collecting roller 25 . The pair of second rollers 42a and 42b are spaced apart from the pair of first rollers 41a and 41b by a predetermined distance in the horizontal direction in FIG. . In the example shown in FIG. 1 , the pair of second rollers 42 a and 42 b are arranged between the pair of first rollers 41 a and 41 b and the collecting roller 25 . Each of the second roller 42a and the second roller 42b is a substantially columnar or substantially cylindrical member centered on a rotation axis perpendicular to the plane of FIG. 1, and is rotatable about the rotation axis. be.

第2ローラ42aおよび第2ローラ42bはそれぞれ、保持ローラ21から回収ローラ25へと移動するテープ状のCNT成形体92の上側および下側に配置される。第2ローラ42aは、CNT成形体92の上面に接触する。第2ローラ42bは、CNT成形体92の下面に接触する。第2ローラ42a,42bは、好ましくは、CNT成形体92の幅方向の全幅に亘ってCNT成形体92に接触する。第2ローラ42a,42bは、例えば、外側面が金属または導電性樹脂等の導電性材料により形成された導電性ローラである。第2ローラ42a,42bは、CNT成形体92と電気的に接続される。 The second roller 42a and the second roller 42b are arranged above and below the tape-shaped CNT compact 92 moving from the holding roller 21 to the collecting roller 25, respectively. The second roller 42 a contacts the upper surface of the CNT compact 92 . The second roller 42b contacts the lower surface of the CNT compact 92. As shown in FIG. The second rollers 42 a and 42 b preferably contact the CNT molded body 92 over the entire width of the CNT molded body 92 . The second rollers 42a and 42b are, for example, conductive rollers whose outer surfaces are made of a conductive material such as metal or conductive resin. The second rollers 42a, 42b are electrically connected to the CNT compact 92. As shown in FIG.

第2ローラ42aと第2ローラ42bとは、CNT成形体92を挟んで、互いに非接触状態で上下方向に対向する。第2ローラ42aと第2ローラ42bとの間の上下方向の距離は、一対の第1ローラ41a,41bを通過した後のCNT成形体92の上下方向の厚さよりも小さい。したがって、当該CNT成形体92は、第2ローラ42aと第2ローラ42bとの間を通過することにより、上下方向(すなわち、厚さ方向)に圧縮される。換言すれば、一対の第2ローラ42a,42bは、CNT成形体92を積層方向に挟んで圧密する一対の圧密ローラである。なお、一対の第2ローラ42a,42bのうち一方が、間にCNT成形体92を挟んで、他方に向かって押圧されてもよい。当該押圧は、例えば、エアシリンダ等により実現される。 The second roller 42a and the second roller 42b face each other in the vertical direction with the CNT molded body 92 interposed therebetween in a non-contact state. The vertical distance between the second roller 42a and the second roller 42b is smaller than the vertical thickness of the CNT compact 92 after passing through the pair of first rollers 41a and 41b. Therefore, the CNT molded body 92 is compressed vertically (that is, in the thickness direction) by passing between the second rollers 42a and 42b. In other words, the pair of second rollers 42a and 42b are a pair of compaction rollers that sandwich and compact the CNT compact 92 in the stacking direction. Note that one of the pair of second rollers 42a and 42b may be pressed toward the other with the CNT compact 92 interposed therebetween. The pressing is realized by, for example, an air cylinder or the like.

抵抗測定部4では、一対の第1ローラ41a,41bと一対の第2ローラ42a,42bとの間におけるCNT成形体92の電気抵抗(以下、単に「抵抗」とも呼ぶ。)が測定される。以下の説明では、一対の第1ローラ41a,41bがCNT成形体92に接触する位置、および、一対の第2ローラ42a,42bがCNT成形体92に接触する位置をそれぞれ、「測定位置46」とも呼ぶ。すなわち、抵抗測定部4は、保持ローラ21と回収ローラ25との間において、CNT成形体92の長手方向に離間する2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗を測定する。 The resistance measuring unit 4 measures the electric resistance (hereinafter also simply referred to as "resistance") of the CNT compact 92 between the pair of first rollers 41a, 41b and the pair of second rollers 42a, 42b. In the following description, the position at which the pair of first rollers 41a and 41b contact the CNT compact 92 and the position at which the pair of second rollers 42a and 42b contact the CNT compact 92 are referred to as "measurement position 46." Also called That is, the resistance measuring section 4 measures the resistance of the CNT molded body 92 between two measurement positions 46 separated in the longitudinal direction of the CNT molded body 92 between the holding roller 21 and the collection roller 25 .

具体的には、一対の第1ローラ41a,41bのうち一方の第1ローラと、一対の第2ローラ42a,42bのうち一方の第2ローラとに、定電流電源43が電気的に接続される。また、一対の第1ローラ41a,41bのうち他方の第1ローラと、一対の第2ローラ42a,42bのうち他方の第2ローラとに、電圧計44が電気的に接続される。 Specifically, a constant current power supply 43 is electrically connected to one of the pair of first rollers 41a and 41b and to one of the pair of second rollers 42a and 42b. be. A voltmeter 44 is electrically connected to the other first roller of the pair of first rollers 41a and 41b and the other second roller of the pair of second rollers 42a and 42b.

図1に示す例では、定電流電源43は、第1ローラ41aおよび第2ローラ42bに電気的に接続される。定電流電源43は、第1ローラ41aを介してCNT成形体92の上面に電気的に接続され、第2ローラ42bを介してCNT成形体92の下面に電気的に接続される。電圧計44は第1ローラ41bおよび第2ローラ42aに電気的に接続される。電圧計44は、第1ローラ41bを介してCNT成形体92の下面に電気的に接続され、第2ローラ42aを介してCNT成形体92の上面に電気的に接続される。 In the example shown in FIG. 1, the constant current power supply 43 is electrically connected to the first roller 41a and the second roller 42b. The constant current power supply 43 is electrically connected to the upper surface of the CNT compact 92 via the first roller 41a, and electrically connected to the lower surface of the CNT compact 92 via the second roller 42b. A voltmeter 44 is electrically connected to the first roller 41b and the second roller 42a. The voltmeter 44 is electrically connected to the bottom surface of the CNT molded body 92 via the first roller 41b, and electrically connected to the top surface of the CNT molded body 92 via the second roller 42a.

図1に示す例では、第1ローラ41aおよび第2ローラ42bは、CNT成形体92の2つの測定位置46と定電流電源43とを電気的に接続する一対の電源端子である。換言すれば、定電流電源43は、当該一対の電源端子である第1ローラ41aおよび第2ローラ42bを介して、2つの測定位置46にてCNT成形体92に接触する。定電流電源43は、第1ローラ41aと第2ローラ42bとの間(すなわち、2つの測定位置46の間)に、CNT成形体92を介して一定の大きさの電流を流す。 In the example shown in FIG. 1 , the first roller 41 a and the second roller 42 b are a pair of power supply terminals that electrically connect the two measurement positions 46 of the CNT compact 92 and the constant current power supply 43 . In other words, the constant current power supply 43 contacts the CNT compact 92 at the two measurement positions 46 via the first roller 41a and the second roller 42b, which are the pair of power supply terminals. The constant current power supply 43 applies a constant current through the CNT compact 92 between the first roller 41a and the second roller 42b (that is, between the two measurement positions 46).

また、第1ローラ41bおよび第2ローラ42aは、CNT成形体92の2つの測定位置46と電圧計44とを電気的に接続する一対の電圧計端子である。換言すれば、電圧計44は、当該一対の電圧計端子である第1ローラ41bおよび第2ローラ42aを介して、2つの測定位置46にてCNT成形体92に接触する。一対の電圧計端子である第1ローラ41bおよび第2ローラ42aは、上述のように、一対の電源端子である第1ローラ41aおよび第2ローラ42bと非接触状態で、CNT成形体92に接触する。電圧計44は、第1ローラ41bと第2ローラ42aとの間(すなわち、2つの測定位置46の間)の電圧を測定する。 Also, the first roller 41 b and the second roller 42 a are a pair of voltmeter terminals that electrically connect the two measurement positions 46 of the CNT compact 92 and the voltmeter 44 . In other words, the voltmeter 44 contacts the CNT compact 92 at two measurement positions 46 via the first roller 41b and the second roller 42a, which are the pair of voltmeter terminals. As described above, the first roller 41b and the second roller 42a, which are a pair of voltmeter terminals, are in contact with the CNT compact 92 in a non-contact state with the first roller 41a and the second roller 42b, which are a pair of power supply terminals. do. A voltmeter 44 measures the voltage between the first roller 41b and the second roller 42a (that is, between the two measurement positions 46).

定電流電源43から流される電流値、および、電圧計44による測定値(以下、「電圧測定値」とも呼ぶ。)は、抵抗演算部45へと送られる。抵抗演算部45では、当該電流値および電圧測定値に基づいて、一対の第1ローラ41a,41bと一対の第2ローラ42a,42bとの間(すなわち、2つの測定位置46の間)におけるCNT成形体92の抵抗が求められる。具体的には、上述の電圧測定値を電流値によって除算することにより、2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗が求められる。そして、当該抵抗を、2つの測定位置46間のCNT成形体92の長さ(すなわち、2つの測定位置46間の長手方向の距離)によって除算することにより、CNT成形体92の単位長さ当たりの抵抗が求められる。 A current value supplied from the constant-current power supply 43 and a value measured by the voltmeter 44 (hereinafter also referred to as “voltage measurement value”) are sent to the resistance calculator 45 . In the resistance calculator 45, the CNT between the pair of first rollers 41a, 41b and the pair of second rollers 42a, 42b (that is, between the two measurement positions 46) is calculated based on the current value and the voltage measurement value. The resistance of the compact 92 is determined. Specifically, the resistance of the CNT compact 92 between the two measurement locations 46 is determined by dividing the voltage measurement described above by the current value. Then, by dividing the resistance by the length of the CNT compact 92 between the two measurement locations 46 (i.e., the longitudinal distance between the two measurement locations 46), the resistance per unit length of the CNT compact 92 is resistance is required.

上述の電圧計44による電圧測定値の取得は、いわゆる4端子法により行われる。換言すれば、2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗は、4端子法にて測定される。4端子法では、一対の電圧計端子である第1ローラ41bおよび第2ローラ42aには、電圧計44の高い入力インピーダンスによりほとんど電流は流れない。このため、第1ローラ41bおよび第2ローラ42aの抵抗、並びに、第1ローラ41bおよび第2ローラ42aとCNT成形体92との接触抵抗の影響を抑制し、2つの測定位置46間における電圧を精度良く測定することができる。したがって、2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗、および、CNT成形体92の単位長さ当たりの抵抗が、精度良く求められる。 Acquisition of voltage measurements by the voltmeter 44 described above is performed by the so-called four-probe method. In other words, the resistance of the CNT compact 92 between the two measurement positions 46 is measured by the 4-probe method. In the four-terminal method, almost no current flows through the first roller 41b and the second roller 42a, which are a pair of voltmeter terminals, due to the high input impedance of the voltmeter 44. FIG. Therefore, the influence of the resistance of the first roller 41b and the second roller 42a and the contact resistance between the first roller 41b and the second roller 42a and the CNT compact 92 is suppressed, and the voltage between the two measurement positions 46 is reduced. Accurate measurement is possible. Therefore, the resistance of the CNT molded body 92 between the two measurement positions 46 and the resistance per unit length of the CNT molded body 92 can be obtained with high accuracy.

次に、CNT成形体製造装置1によるCNT成形体92の製造の流れについて、図3を参照しつつ説明する。まず、外側面に積層CNTシート91が巻回された保持ローラ21が準備され、当該保持ローラ21がCNT成形体製造装置1に取り付けられることにより、積層CNTシート91が準備される(ステップS11)。上述の積層CNTシート91が巻回された保持ローラ21は、例えば、基板上に立設した多数のカーボンナノチューブの集合であるカーボンナノチューブアレイからCNTシートが引き出され、当該CNTシートが保持ローラ21の外側面に所定回数、巻回されることにより予め形成される。 Next, the flow of manufacturing the CNT molded body 92 by the CNT molded body manufacturing apparatus 1 will be described with reference to FIG. First, the holding roller 21 around which the laminated CNT sheet 91 is wound is prepared, and the holding roller 21 is attached to the CNT compact manufacturing apparatus 1, thereby preparing the laminated CNT sheet 91 (step S11). . The holding roller 21 around which the laminated CNT sheet 91 is wound is, for example, a CNT sheet pulled out from a carbon nanotube array, which is an assembly of a large number of carbon nanotubes erected on a substrate. It is formed in advance by being wound on the outer surface a predetermined number of times.

続いて、切断部23が保持ローラ21に近づけられ、保持ローラ21上の積層CNTシート91が、切断部23により切断点231にて積層方向に切断される。積層CNTシート91は、積層方向の厚さ全体に亘って切断部23により切断される。この状態で、第1回転機構22が駆動され、保持ローラ21が回転軸J1を中心として回転されることにより、積層CNTシート91が周方向に切断される。また、積層CNTシート91の周方向の切断と並行して、切断点移動機構24により切断点231を保持ローラ21に対して軸方向に移動させることにより、積層CNTシート91からテープ状のCNT成形体92が螺旋状に連続的に切り出される(ステップS12)。 Subsequently, the cutting part 23 is brought close to the holding roller 21 and the laminated CNT sheet 91 on the holding roller 21 is cut by the cutting part 23 at the cutting point 231 in the stacking direction. The laminated CNT sheet 91 is cut by the cutting section 23 over the entire thickness in the lamination direction. In this state, the first rotating mechanism 22 is driven to rotate the holding roller 21 around the rotation axis J1, thereby cutting the laminated CNT sheet 91 in the circumferential direction. In addition, in parallel with cutting the laminated CNT sheet 91 in the circumferential direction, the cutting point moving mechanism 24 moves the cutting point 231 in the axial direction with respect to the holding roller 21, thereby forming tape-shaped CNTs from the laminated CNT sheet 91. The body 92 is continuously cut out spirally (step S12).

積層CNTシート91から切り出されたCNT成形体92は、一対の第1ローラ41a,41b、および、一対の第2ローラ42a,42bにより積層方向(すなわち、厚さ方向)に挟まれることにより圧密される(ステップS13)。また、ステップS13と並行して、抵抗測定部4により、2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗が測定される(ステップS14)。当該抵抗の測定は、上述のように、4端子法により行われる。 The CNT compact 92 cut out from the laminated CNT sheet 91 is compacted by being sandwiched in the lamination direction (that is, thickness direction) by a pair of first rollers 41a and 41b and a pair of second rollers 42a and 42b. (step S13). In parallel with step S13, the resistance measurement unit 4 measures the resistance of the CNT compact 92 between the two measurement positions 46 (step S14). The measurement of the resistance is made by the four-probe method, as described above.

抵抗測定部4では、保持ローラ21から回収ローラ25に向かって移動するCNT成形体92の2つの測定位置46間の抵抗が、継続的(すなわち、連続的または断続的)に測定される。そして、上述のように、CNT成形体92の単位長さ当たりの抵抗が求められて上記コンピュータシステムにより実現される記憶部等に記憶される。 The resistance measuring unit 4 continuously (that is, continuously or intermittently) measures the resistance between the two measurement positions 46 of the CNT compact 92 moving from the holding roller 21 toward the collection roller 25 . Then, as described above, the resistance per unit length of the CNT molded body 92 is obtained and stored in the memory or the like implemented by the computer system.

一対の第1ローラ41a,41bおよび一対の第2ローラ42a,42bの間を通過したCNT成形体92は、第2回転機構26により回転する回収ローラ25により、巻き取られて回収される(ステップS15)。CNT成形体製造装置1において、保持ローラ21に保持された1つの積層CNTシート91から得られるCNT成形体92の長さは、保持ローラ21の直径、積層CNTシート91の幅、および、CNT成形体92の幅等に応じて様々に変更可能である。例えば、保持ローラ21の直径および積層CNTシート91の幅がそれぞれ約300mmである場合、CNT成形体92の幅を約1mm~約50mmの間で変更すると、CNT成形体92の長さは約5m~約290mの間で変更される。CNT成形体92は、この長さのままで使用されてもよく、必要に応じて所定長さ(例えば、5cmまたは10cm)に切断されて使用されてもよい。 The CNT compact 92 that has passed between the pair of first rollers 41a and 41b and the pair of second rollers 42a and 42b is wound up and recovered by the recovery roller 25 rotated by the second rotation mechanism 26 (step S15). In the CNT molded body manufacturing apparatus 1, the length of the CNT molded body 92 obtained from one laminated CNT sheet 91 held by the holding roller 21 depends on the diameter of the holding roller 21, the width of the laminated CNT sheet 91, and the CNT molding. Various changes are possible according to the width of the body 92 and the like. For example, when the diameter of the holding roller 21 and the width of the laminated CNT sheet 91 are each about 300 mm, changing the width of the CNT compact 92 between about 1 mm and about 50 mm makes the length of the CNT compact 92 about 5 m. ~ about 290m. The CNT molded body 92 may be used as it is, or may be cut into predetermined lengths (eg, 5 cm or 10 cm) and used as necessary.

CNT成形体製造装置1では、上述のように、回転制御部31により第1回転機構22および第2回転機構26が制御され、回収ローラ25におけるCNT成形体92の回収速度が、保持ローラ21からのCNT成形体92の繰り出し速度よりも速くされてもよい。これにより、保持ローラ21と回収ローラ25との間におけるCNT成形体92が長手方向に僅かに延伸されて高密度化される。 In the CNT molded body manufacturing apparatus 1, as described above, the rotation control unit 31 controls the first rotation mechanism 22 and the second rotation mechanism 26, and the collection speed of the CNT molded body 92 by the collection roller 25 is changed from that of the holding roller 21 to may be faster than the delivery speed of the CNT molded body 92 of . As a result, the CNT compact 92 between the holding roller 21 and the collection roller 25 is slightly stretched in the longitudinal direction and densified.

以上に説明したように、CNT成形体92の製造方法は、複数層の積層されたCNTシートである積層CNTシート91を、保持ローラ21の円筒状の外側面に巻回された状態で準備する工程(ステップS11)と、積層CNTシート91が切断部23により切断点231にて積層方向に切断された状態で、軸方向を向く回転軸J1を中心として保持ローラ21を回転させて積層CNTシート91を周方向に切断しつつ、切断点231を保持ローラ21に対して軸方向に相対移動させることにより、積層CNTシート91からテープ状のCNT成形体92を連続的に切り出す工程(ステップS12)と、を備える。これにより、比較的長いテープ状のCNT成形体92を容易に製造することができる。 As described above, in the method for manufacturing the CNT molded body 92, the laminated CNT sheet 91, which is a CNT sheet in which multiple layers are laminated, is prepared in a state of being wound around the cylindrical outer surface of the holding roller 21. In the step (step S11), the laminated CNT sheet 91 is cut in the lamination direction at the cutting point 231 by the cutting unit 23, and the holding roller 21 is rotated around the rotation axis J1 directed in the axial direction to cut the laminated CNT sheet. A step of continuously cutting out a tape-shaped CNT compact 92 from the laminated CNT sheet 91 by moving the cutting point 231 relative to the holding roller 21 in the axial direction while cutting the CNT 91 in the circumferential direction (step S12). And prepare. Thereby, a relatively long tape-shaped CNT molded body 92 can be easily manufactured.

上述のように、CNT成形体92の製造方法は、ステップS12よりも後に、CNT成形体92を積層方向に挟んで圧密する工程(ステップS13)をさらに備えることが好ましい。これにより、CNT成形体92を高密度化することができる。その結果、CNT成形体92の長手方向の略全長に亘って、CNT成形体92の厚さの均一性を向上することができる。また、CNT成形体92の強度を増大することもできる。 As described above, the method for manufacturing the CNT molded body 92 preferably further includes, after step S12, the step of sandwiching and consolidating the CNT molded body 92 in the stacking direction (step S13). Thereby, the density of the CNT compact 92 can be increased. As a result, the thickness uniformity of the CNT molded body 92 can be improved over substantially the entire length of the CNT molded body 92 in the longitudinal direction. Also, the strength of the CNT molded body 92 can be increased.

上述のように、CNT成形体92の製造方法は、好ましくは、ステップS12よりも後に、CNT成形体92を巻き取って回収する工程(ステップS15)をさらに備える。また、好ましくは、CNT成形体92の回収速度を保持ローラ21からのCNT成形体92の繰り出し速度よりも速くすることにより、CNT成形体92が延伸される。この場合も、CNT成形体92を高密度化することができる。なお、CNT成形体92の高密度化は、CNT成形体92の当該延伸工程と、CNT成形体92の圧密工程(ステップS13)との双方により実現されてもよく、いずれか一方の工程のみにより実現されてもよい。 As described above, the method for manufacturing the CNT molded body 92 preferably further includes the step of winding and collecting the CNT molded body 92 (step S15) after step S12. Further, preferably, the CNT molded body 92 is stretched by making the collection speed of the CNT molded body 92 faster than the feeding speed of the CNT molded body 92 from the holding roller 21 . Also in this case, the density of the CNT compact 92 can be increased. The densification of the CNT molded body 92 may be achieved by both the stretching step of the CNT molded body 92 and the consolidation step (step S13) of the CNT molded body 92, or only one of the steps may be performed. may be implemented.

上述のように、CNT成形体92の製造方法は、ステップS12よりも後に、CNT成形体92の長手方向に離間する2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗を測定する工程(ステップS14)をさらに備えることが好ましい。これにより、CNT成形体92の製造中に、CNT成形体92の抵抗を取得することができる。その結果、抵抗が既知であるCNT成形体92を得ることができる。 As described above, the method for manufacturing the CNT molded body 92 includes, after step S12, the step of measuring the resistance of the CNT molded body 92 between the two measurement positions 46 separated in the longitudinal direction of the CNT molded body 92 (step S14 ) is preferably further provided. Thereby, the resistance of the CNT molded body 92 can be obtained during the manufacture of the CNT molded body 92 . As a result, a CNT compact 92 with a known resistance can be obtained.

上述のように、2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗は、4端子法にて測定されることが好ましい。これにより、CNT成形体92の抵抗を精度良く測定することができる。 As noted above, the resistance of the CNT compact 92 between the two measurement locations 46 is preferably measured using the four-probe method. Thereby, the resistance of the CNT compact 92 can be measured with high accuracy.

上述のように、抵抗測定部4では、CNT成形体92の製造と並行して、CNT成形体92の単位長さ当たりの抵抗が継続的に求められて記憶される。CNT成形体92がヒータまたはセンサ等の製品に使用される際には、CNT成形体92の単位長さ当たりの抵抗に基づいて製品設計が行われる。この場合、CNT成形体92の単位長さ当たりの抵抗について、CNT成形体92の全長に亘る算術平均が用いられてもよく、CNT成形体92の長手方向の各部分の抵抗が用いられてもよい。 As described above, the resistance measurement unit 4 continuously obtains and stores the resistance per unit length of the CNT molded body 92 in parallel with the manufacture of the CNT molded body 92 . When the CNT molded body 92 is used in a product such as a heater or sensor, the product is designed based on the resistance per unit length of the CNT molded body 92 . In this case, for the resistance per unit length of the CNT molded body 92, the arithmetic mean over the entire length of the CNT molded body 92 may be used, or the resistance of each portion in the longitudinal direction of the CNT molded body 92 may be used. good.

上述のCNT成形体製造装置1は、保持ローラ21と、第1回転機構22と、切断部23と、切断点移動機構24と、回収ローラ25と、第2回転機構26とを備える。保持ローラ21は、複数層の積層されたCNTシートである積層CNTシート91を、円筒状の外側面に巻回された状態で保持する。第1回転機構22は、軸方向を向く回転軸J1を中心として保持ローラ21を回転させる。切断部23は、積層CNTシート91を切断点231にて積層方向に切断する。切断点移動機構24は、第1回転機構22により保持ローラ21を回転させて積層CNTシート91を周方向に切断するのと並行して、切断点231を保持ローラ21に対して軸方向に相対移動させることにより、積層CNTシート91からテープ状のCNT成形体92を連続的に切り出す。回収ローラ25は、CNT成形体92を巻き取って回収する。第2回転機構26は、回収ローラ25を回転させる。当該CNT成形体製造装置1では、上記と同様に、長いテープ状のCNT成形体92を容易に製造することができる。 The CNT molded body manufacturing apparatus 1 described above includes a holding roller 21 , a first rotating mechanism 22 , a cutting section 23 , a cutting point moving mechanism 24 , a collecting roller 25 and a second rotating mechanism 26 . The holding roller 21 holds a laminated CNT sheet 91, which is a CNT sheet in which a plurality of layers are laminated, while being wound around the cylindrical outer surface. The first rotating mechanism 22 rotates the holding roller 21 around a rotation axis J1 that faces in the axial direction. The cutting section 23 cuts the laminated CNT sheet 91 at the cutting point 231 in the lamination direction. The cutting point moving mechanism 24 rotates the holding roller 21 by the first rotating mechanism 22 to cut the laminated CNT sheet 91 in the circumferential direction. By moving, tape-shaped CNT molded bodies 92 are continuously cut out from the laminated CNT sheet 91 . The collection roller 25 winds up and collects the CNT compact 92 . The second rotating mechanism 26 rotates the collecting roller 25 . The CNT molded body manufacturing apparatus 1 can easily manufacture a long tape-shaped CNT molded body 92 in the same manner as described above.

上述のように、CNT成形体製造装置1は、保持ローラ21と回収ローラ25との間において、CNT成形体92を積層方向に挟んで圧密する一対の圧密ローラ(すなわち、一対の第1ローラ41a,41b、または、一対の第2ローラ42a,42b)をさらに備えることが好ましい。これにより、CNT成形体92を高密度化することができる。 As described above, the CNT molded body manufacturing apparatus 1 includes a pair of compaction rollers (that is, a pair of first rollers 41a , 41b or a pair of second rollers 42a, 42b). Thereby, the density of the CNT compact 92 can be increased.

上述のように、CNT成形体92は、第1回転機構22および第2回転機構26の少なくとも一方の回転速度を制御する回転制御部31をさらに備えることが好ましい。また、好ましくは、回転制御部31の制御により、回収ローラ25によるCNT成形体92の回収速度を保持ローラ21からのCNT成形体92の繰り出し速度よりも速くすることにより、保持ローラ21と回収ローラ25との間においてCNT成形体92が延伸される。この場合も、CNT成形体92を高密度化することができる。 As described above, the CNT molded body 92 preferably further includes the rotation controller 31 that controls the rotation speed of at least one of the first rotation mechanism 22 and the second rotation mechanism 26. Further, preferably, by controlling the rotation control unit 31, the collection speed of the CNT molded body 92 by the collection roller 25 is made faster than the delivery speed of the CNT molded body 92 from the holding roller 21, so that the holding roller 21 and the collection roller 25, the CNT compact 92 is stretched. Also in this case, the density of the CNT compact 92 can be increased.

上述のように、CNT成形体製造装置1は、保持ローラ21と回収ローラ25との間において、CNT成形体92の長手方向に離間する2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗を測定する抵抗測定部4をさらに備えることが好ましい。これにより、CNT成形体92の製造中に、CNT成形体92の抵抗を取得することができる。 As described above, the CNT molded body manufacturing apparatus 1 measures the resistance of the CNT molded body 92 between the two measurement positions 46 spaced apart in the longitudinal direction of the CNT molded body 92 between the holding roller 21 and the collecting roller 25. It is preferable to further include a resistance measurement unit 4 that performs the measurement. Thereby, the resistance of the CNT molded body 92 can be obtained during the manufacture of the CNT molded body 92 .

上述のように、抵抗測定部4は、定電流電源43と、電圧計44とを備えることが好ましい。定電流電源43は、一対の電源端子(すなわち、第1ローラ41aおよび第2ローラ42b)を介して2つの測定位置46にてCNT成形体92に接触し、当該2つの測定位置46の間に一定の大きさの電流を流す。電圧計44は、一対の電圧計端子(すなわち、第1ローラ41bおよび第2ローラ42a)を介して、2つの測定位置46にて上記一対の電源端子と非接触状態でCNT成形体92に接触し、2つの測定位置46の間の電圧を測定する。そして、2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗は、定電流電源43からの電流値、および、電圧計44による測定値に基づいて求められる。これにより、2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗を、4端子法を用いて精度良く測定することができる。 As described above, the resistance measuring section 4 preferably includes the constant current power source 43 and the voltmeter 44 . The constant current power supply 43 contacts the CNT compact 92 at two measurement positions 46 via a pair of power supply terminals (that is, the first roller 41a and the second roller 42b), and between the two measurement positions 46 A constant amount of current flows. The voltmeter 44 contacts the CNT molded body 92 in a non-contact state with the pair of power supply terminals at two measurement positions 46 via a pair of voltmeter terminals (that is, the first roller 41b and the second roller 42a). and measure the voltage between the two measurement locations 46 . Then, the resistance of the CNT molded body 92 between the two measurement positions 46 is obtained based on the current value from the constant current power supply 43 and the measured value by the voltmeter 44. Thereby, the resistance of the CNT compact 92 between the two measurement positions 46 can be measured with high accuracy using the four-probe method.

上述のように、CNT成形体製造装置1は、一対の第1ローラ41a,41bと、一対の第2ローラ42a,42bと、定電流電源43と、電圧計44とを備えることが好ましい。一対の第1ローラ41a,41bは、保持ローラ21と回収ローラ25との間において、CNT成形体92を積層方向に挟んで圧密する。一対の第2ローラ42a,42bは、保持ローラ21と回収ローラ25との間において、一対の第1ローラ41a,41bからCNT成形体92の長手方向に離間して配置され、CNT成形体92を積層方向に挟んで圧密する。定電流電源43は、一対の第1ローラ41a,41bの一方と、一対の第2ローラ42a,42bの一方との間に一定の大きさの電流を流す。電圧計44は、一対の第1ローラ41a,41bの他方と、一対の第2ローラ42a,42bの他方との間の電圧を測定する。そして、一対の第1ローラ41a,41bと一対の第2ローラ42a,42bとの間におけるCNT成形体92の抵抗は、定電流電源43からの電流値、および、電圧計44による測定値に基づいて求められる。 As described above, the CNT molded body manufacturing apparatus 1 preferably includes a pair of first rollers 41 a and 41 b, a pair of second rollers 42 a and 42 b, a constant current power source 43 and a voltmeter 44 . The pair of first rollers 41 a and 41 b sandwiches the CNT compact 92 in the stacking direction between the holding roller 21 and the collection roller 25 to consolidate it. The pair of second rollers 42a and 42b are arranged between the holding roller 21 and the collecting roller 25 and separated from the pair of first rollers 41a and 41b in the longitudinal direction of the CNT compact 92. It is sandwiched in the stacking direction and compacted. A constant-current power supply 43 supplies a constant current between one of the pair of first rollers 41a and 41b and one of the pair of second rollers 42a and 42b. The voltmeter 44 measures the voltage between the other of the pair of first rollers 41a and 41b and the other of the pair of second rollers 42a and 42b. The resistance of the CNT molded body 92 between the pair of first rollers 41a, 41b and the pair of second rollers 42a, 42b is based on the current value from the constant current power supply 43 and the measured value by the voltmeter 44. is required.

これにより、CNT成形体92の高密度化と、CNT成形体92の抵抗測定とを並行して行うことができる。また、CNT成形体92の高密度化を行う構造に、CNT成形体92の抵抗測定を行う構造を兼用させることにより、CNT成形体製造装置1の構造を簡素化することもできる。 Thereby, the densification of the CNT molded body 92 and the resistance measurement of the CNT molded body 92 can be performed in parallel. Further, by combining the structure for increasing the density of the CNT molded body 92 with the structure for measuring the resistance of the CNT molded body 92, the structure of the CNT molded body manufacturing apparatus 1 can be simplified.

CNT成形体製造装置1では、図4に示すように、保持ローラ21と回収ローラ25との間に、テープ状のCNT成形体92を束ねて線状(ワイヤ状または糸状とも呼ぶ。)とする整形部47が設けられてもよい。図4に示す例では、整形部47は一対の第2ローラ42a,42bと回収ローラ25との間に配置される。整形部47は、例えば、CNT成形体92が通過する貫通孔を有する部材である。当該貫通孔は、例えば、貫通孔通過前のテープ状のCNT成形体92の幅よりも小さい直径を有する略円形である。 In the CNT molded body manufacturing apparatus 1, as shown in FIG. 4, the tape-shaped CNT molded body 92 is bundled between the holding roller 21 and the collecting roller 25 to form a line (also called a wire shape or a thread shape). A shaping section 47 may be provided. In the example shown in FIG. 4 , the shaping section 47 is arranged between the pair of second rollers 42 a and 42 b and the recovery roller 25 . The shaping section 47 is, for example, a member having a through hole through which the CNT molded body 92 passes. The through-hole has, for example, a substantially circular shape with a smaller diameter than the width of the tape-shaped CNT molded body 92 before passing through the through-hole.

CNT成形体製造装置1に整形部47が設けられる場合、図3に示すステップS11~S14が行われた後、テープ状のCNT成形体92は、一対の第2ローラ42a,42bから整形部47へと導かれる。テープ状のCNT成形体92は、整形部47の貫通孔を通過することにより、横断面が略円形となるように束ねられ、線状(いわゆる、無撚糸状)のCNT成形体92となる(図5:ステップS21)。当該線状のCNT成形体92は、図3の場合と同様に、回収ローラ25に巻き取られて回収される(ステップS15)。 In the case where the CNT molded body manufacturing apparatus 1 is provided with the shaping section 47, after steps S11 to S14 shown in FIG. led to. The tape-shaped CNT molded body 92 passes through the through-holes of the shaping portion 47 and is bundled so that the cross section is substantially circular to form a linear (so-called non-twisted) CNT molded body 92 ( FIG. 5: step S21). The linear CNT molded body 92 is recovered by being wound around the recovery roller 25, as in the case of FIG. 3 (step S15).

以上に説明したように、図5に示すCNT成形体の製造方法は、テープ状のCNT成形体92の切り出し工程(ステップS12)よりも後に、テープ状のCNT成形体92を束ねて線状とする工程(ステップS21)をさらに備える。このように、一旦テープ状とされたCNT成形体92を束ねることにより、比較的太い線状のCNT成形体92(いわゆる、カーボンナノチューブワイヤ)を容易に製造することができる。 As described above, in the method for manufacturing the CNT molded body shown in FIG. 5, the tape-shaped CNT molded body 92 is bundled into a linear shape after the step of cutting out the tape-shaped CNT molded body 92 (step S12). It further includes a step of performing (step S21). By bundling tape-shaped CNT compacts 92 in this way, relatively thick linear CNT compacts 92 (so-called carbon nanotube wires) can be easily produced.

ステップS21は、ステップS12よりも後に行われるのであれば、必ずしもステップS14とステップS15との間に行われる必要はない。例えば、整形部47が、保持ローラ21と第1ローラ41a,41b(図1参照)との間に配置され、保持ローラ21から繰り出されるテープ状のCNT成形体92が、第1ローラ41a,41bに到達する前に、整形部47により横断面が略円形となるように束ねられ、線状(いわゆる、無撚糸状)のCNT成形体92とされてもよい。この場合、CNT成形体92の圧密は、整形部47により行われる。すなわち、図3に示すステップS12とステップS14との間において、ステップS13およびステップS21が、整形部47にて並行して行われる。これにより、線状のCNT成形体92における多数のカーボンナノチューブ同士の密着性がさらに向上する。この場合も、上記と同様に、比較的太い線状のCNT成形体92(いわゆる、カーボンナノチューブワイヤ)を容易に製造することができる。 If step S21 is performed after step S12, it does not necessarily have to be performed between step S14 and step S15. For example, the shaping section 47 is arranged between the holding roller 21 and the first rollers 41a and 41b (see FIG. 1), and the tape-shaped CNT molded body 92 fed out from the holding roller 21 is arranged between the first rollers 41a and 41b. may be bundled by the shaping section 47 so as to have a substantially circular cross section to form a linear (so-called non-twisted) CNT molded body 92 . In this case, compaction of the CNT compact 92 is performed by the shaping section 47 . That is, between step S12 and step S14 shown in FIG. 3, step S13 and step S21 are performed in parallel by the shaping section 47. This further improves the adhesion between many carbon nanotubes in the linear CNT compact 92 . Also in this case, similarly to the above, a relatively thick linear CNT molded body 92 (so-called carbon nanotube wire) can be easily manufactured.

なお、整形部47は、必ずしも貫通孔が設けられた部材である必要はなく、様々に変更されてよい。例えば、整形部47は、テープ状のCNT成形体92を撚ることにより、線状(いわゆる、撚糸状)のCNT成形体92を形成する機構であってもよい。 Note that the shaping portion 47 does not necessarily have to be a member provided with a through hole, and may be changed in various ways. For example, the shaping section 47 may be a mechanism that forms a linear (so-called twisted) CNT molded body 92 by twisting a tape-shaped CNT molded body 92 .

上述のCNT成形体製造装置1、および、CNT成形体92の製造方法では、様々な変更が可能である。 Various modifications can be made to the CNT molded body manufacturing apparatus 1 and the method for manufacturing the CNT molded body 92 described above.

例えば、第1回転機構22、第2回転機構26および切断点移動機構24は、上記説明にて例示された機構(すなわち、電動回転モータまたは電動リニアモータ)には限定されず、公知の様々な回転機構および移動機構であってよい。CNT成形体製造装置1の他の構成についても同様に、構造および形状は適宜変更されてよい。例えば、回収ローラ25の形状は、必ずしも略円柱状または略円筒状である必要はなく、他の様々な形状(例えば、略平板状)であってもよい。 For example, the first rotating mechanism 22, the second rotating mechanism 26, and the breaking point moving mechanism 24 are not limited to the mechanisms exemplified in the above description (that is, electric rotary motors or electric linear motors), and various known It may be a rotating mechanism and a moving mechanism. Similarly, other configurations of the CNT molded body manufacturing apparatus 1 may be appropriately changed in structure and shape. For example, the shape of the recovery roller 25 does not necessarily have to be substantially columnar or substantially cylindrical, and may be various other shapes (for example, substantially plate-like).

抵抗測定部4では、定電流電源43が第1ローラ41aおよび第2ローラ42aに接続され、電圧計44が第1ローラ41bおよび第2ローラ42bに接続されてもよい。あるいは、定電流電源43が第1ローラ41bおよび第2ローラ42bに接続され、電圧計44が第1ローラ41aおよび第2ローラ42aに接続されてもよい。 In the resistance measuring section 4, a constant current power supply 43 may be connected to the first roller 41a and the second roller 42a, and a voltmeter 44 may be connected to the first roller 41b and the second roller 42b. Alternatively, the constant current power supply 43 may be connected to the first roller 41b and the second roller 42b, and the voltmeter 44 may be connected to the first roller 41a and the second roller 42a.

抵抗測定部4では、4端子法による測定に利用される定電流電源43の一対の電源端子および電圧計44の一対の電圧計端子は、第1ローラ41a,41bおよび第2ローラ42a,42bとは別に設けられてもよい。この場合、抵抗測定部4によるCNT成形体92の抵抗測定(ステップS14)は、CNT成形体92の圧密(ステップS13)よりも前または後に行われてもよく、ステップS13と並行して行われてもよい。 In the resistance measuring unit 4, the pair of power supply terminals of the constant current power supply 43 and the pair of voltmeter terminals of the voltmeter 44 used for measurement by the four-terminal method are connected to the first rollers 41a and 41b and the second rollers 42a and 42b. may be provided separately. In this case, the resistance measurement of the CNT compact 92 by the resistance measuring unit 4 (step S14) may be performed before or after the compaction of the CNT compact 92 (step S13), and may be performed in parallel with step S13. may

抵抗測定部4では、2つの測定位置46間におけるCNT成形体92の抵抗測定は、4端子法以外の方法により行われてもよい。 In the resistance measurement unit 4, the resistance measurement of the CNT compact 92 between the two measurement positions 46 may be performed by a method other than the four-probe method.

本発明の関連技術に係るCNT成形体製造装置では、CNT成形体92の抵抗測定が不要である場合、抵抗測定部4は省略されてもよい。 In the CNT molded body manufacturing apparatus according to the related art of the present invention , the resistance measurement unit 4 may be omitted when the resistance measurement of the CNT molded body 92 is unnecessary.

CNT成形体92では、一対の第1ローラ41a,41bおよび一対の第2ローラ42a,42bのうち一方が省略され、他方が一対の圧密ローラとして利用されてもよい。CNT成形体92の高密度化が不要である場合、第1ローラ41a,41bおよび第2ローラ42a,42bは省略されてもよい。また、第1回転機構22および第2回転機構26の回転速度差によるCNT成形体92の延伸も省略されてよい。 In the CNT molded body 92, one of the pair of first rollers 41a and 41b and the pair of second rollers 42a and 42b may be omitted, and the other may be used as a pair of compression rollers. The first rollers 41a, 41b and the second rollers 42a, 42b may be omitted if the CNT compact 92 does not need to be densified. Further, the stretching of the CNT compact 92 due to the difference in rotational speed between the first rotating mechanism 22 and the second rotating mechanism 26 may be omitted.

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。 The configurations in the above embodiment and each modified example may be combined as appropriate as long as they do not contradict each other.

1 CNT成形体製造装置
4 抵抗測定部
21 保持ローラ
22 第1回転機構
23 切断部
24 切断点移動機構
25 回収ローラ
26 第2回転機構
31 回転制御部
41a,41b 第1ローラ
42a,42b 第2ローラ
43 定電流電源
44 電圧計
46 測定位置
47 整形部
91 積層CNTシート
92 CNT成形体
231 切断点
J1 回転軸
S11~S15,S21 ステップ
1 CNT molded body manufacturing apparatus 4 resistance measuring unit 21 holding roller 22 first rotating mechanism 23 cutting unit 24 cutting point moving mechanism 25 recovery roller 26 second rotating mechanism 31 rotation control unit 41a, 41b first roller 42a, 42b second roller 43 constant current power source 44 voltmeter 46 measurement position 47 shaping unit 91 laminated CNT sheet 92 CNT compact 231 breaking point J1 rotating shaft S11 to S15, S21 step

Claims (11)

カーボンナノチューブ成形体の製造方法であって、
a)複数層の積層されたカーボンナノチューブシートである積層CNTシートを、保持ローラの円筒状の外側面に巻回された状態で準備する工程と、
b)前記積層CNTシートが切断部により切断点にて積層方向に切断された状態で、軸方向を向く回転軸を中心として前記保持ローラを回転させて前記積層CNTシートを周方向に切断しつつ、前記切断点を前記保持ローラに対して前記軸方向に相対移動させることにより、前記積層CNTシートからテープ状のカーボンナノチューブ成形体を連続的に切り出す工程と、
c)前記b)工程よりも後に、前記カーボンナノチューブ成形体を巻き取って回収する工程と、
d)前記b)工程と前記c)工程との間において、前記カーボンナノチューブ成形体の長手方向に離間する2つの測定位置間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗を継続的に測定する工程と、
を備えることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体の製造方法。
A method for producing a carbon nanotube molded body,
a) a step of preparing a laminated CNT sheet, which is a carbon nanotube sheet in which multiple layers are laminated, in a state of being wound around a cylindrical outer surface of a holding roller;
b) in a state in which the laminated CNT sheet is cut in the lamination direction at the cutting point by the cutting part, the holding roller is rotated around the rotation shaft facing the axial direction to cut the laminated CNT sheet in the circumferential direction; a step of continuously cutting out a tape-shaped carbon nanotube molded body from the laminated CNT sheet by relatively moving the cutting point in the axial direction with respect to the holding roller;
c) a step of winding and collecting the carbon nanotube molded body after the b) step;
d) between step b) and step c), continuously measuring the resistance of the carbon nanotube compact between two measurement positions spaced apart in the longitudinal direction of the carbon nanotube compact;
A method for producing a carbon nanotube molded body, comprising:
請求項1に記載のカーボンナノチューブ成形体の製造方法であって、
前記b)工程よりも後に、前記カーボンナノチューブ成形体を積層方向に挟んで圧密する工程をさらに備えることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体の製造方法。
A method for producing a carbon nanotube molded body according to claim 1,
A method for producing a carbon nanotube molded body, further comprising a step of sandwiching and consolidating the carbon nanotube molded body in the stacking direction after the step b).
請求項1または2に記載のカーボンナノチューブ成形体の製造方法であって
記カーボンナノチューブ成形体の回収速度を前記保持ローラからの前記カーボンナノチューブ成形体の繰り出し速度よりも速くすることにより、前記カーボンナノチューブ成形体が延伸されることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体の製造方法。
A method for producing a carbon nanotube molded body according to claim 1 or 2 ,
Manufacture of a carbon nanotube molded body characterized in that the carbon nanotube molded body is stretched by making the collecting speed of the carbon nanotube molded body faster than the delivery speed of the carbon nanotube molded body from the holding roller. Method.
請求項1ないし3のいずれか1つに記載のカーボンナノチューブ成形体の製造方法であって、
前記2つの測定位置間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗は4端子法にて測定されることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体の製造方法。
A method for producing a carbon nanotube molded body according to any one of claims 1 to 3 ,
A method for producing a carbon nanotube molded body, wherein the resistance of the carbon nanotube molded body between the two measurement positions is measured by a four-terminal method.
請求項1ないしのいずれか1つに記載のカーボンナノチューブ成形体の製造方法であって、
前記b)工程よりも後に、テープ状の前記カーボンナノチューブ成形体を束ねて線状とする工程をさらに備えることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体の製造方法。
A method for producing a carbon nanotube molded body according to any one of claims 1 to 4 ,
A method for producing a carbon nanotube molded body, further comprising a step of bundling the tape-shaped carbon nanotube molded body into a linear shape after the step b).
テープ状のカーボンナノチューブ成形体を製造するカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、
複数層の積層されたカーボンナノチューブシートである積層CNTシートを、円筒状の外側面に巻回された状態で保持する保持ローラと、
軸方向を向く回転軸を中心として前記保持ローラを回転させる第1回転機構と、
前記積層CNTシートを切断点にて積層方向に切断する切断部と、
前記第1回転機構により前記保持ローラを回転させて前記積層CNTシートを周方向に切断するのと並行して、前記切断点を前記保持ローラに対して前記軸方向に相対移動させることにより、前記積層CNTシートからテープ状のカーボンナノチューブ成形体を連続的に切り出す切断点移動機構と、
前記カーボンナノチューブ成形体を巻き取って回収する回収ローラと、
前記回収ローラを回転させる第2回転機構と、
前記保持ローラと前記回収ローラとの間において、前記カーボンナノチューブ成形体の長手方向に離間する2つの測定位置間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗を継続的に測定する抵抗測定部と、
を備えることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体製造装置。
A carbon nanotube molded body manufacturing apparatus for manufacturing a tape-shaped carbon nanotube molded body,
a holding roller that holds a laminated CNT sheet, which is a carbon nanotube sheet in which multiple layers are laminated, in a state of being wound around the outer surface of a cylindrical shape;
a first rotating mechanism that rotates the holding roller around a rotating shaft that faces in an axial direction;
a cutting section that cuts the laminated CNT sheet at a cutting point in the lamination direction;
In parallel with rotating the holding roller by the first rotating mechanism to cut the laminated CNT sheet in the circumferential direction, by relatively moving the cutting point in the axial direction with respect to the holding roller, the A cutting point moving mechanism for continuously cutting out a tape-shaped carbon nanotube molded body from a laminated CNT sheet,
a collection roller for winding and collecting the carbon nanotube molded body;
a second rotating mechanism that rotates the recovery roller;
a resistance measuring unit for continuously measuring the resistance of the carbon nanotube molded body between two measurement positions spaced apart in the longitudinal direction of the carbon nanotube molded body between the holding roller and the recovery roller;
A carbon nanotube molded body manufacturing apparatus comprising:
請求項に記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、
前記保持ローラと前記回収ローラとの間において、前記カーボンナノチューブ成形体を積層方向に挟んで圧密する一対の圧密ローラをさらに備えることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体製造装置。
The apparatus for producing a carbon nanotube molded body according to claim 6 ,
The apparatus for producing a carbon nanotube molded body, further comprising a pair of compaction rollers sandwiching and compressing the carbon nanotube molded body in the stacking direction between the holding roller and the collecting roller.
請求項またはに記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、
前記第1回転機構および前記第2回転機構の少なくとも一方の回転速度を制御する回転制御部をさらに備え、
前記回転制御部の制御により、前記回収ローラによる前記カーボンナノチューブ成形体の回収速度を前記保持ローラからの前記カーボンナノチューブ成形体の繰り出し速度よりも速くすることにより、前記保持ローラと前記回収ローラとの間において前記カーボンナノチューブ成形体が延伸されることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体製造装置。
The carbon nanotube compact manufacturing apparatus according to claim 6 or 7 ,
further comprising a rotation control unit that controls the rotation speed of at least one of the first rotation mechanism and the second rotation mechanism;
Under the control of the rotation control unit, the collection speed of the carbon nanotube molded body by the collection roller is set to be faster than the delivery speed of the carbon nanotube molded body from the holding roller. An apparatus for producing a carbon nanotube molded body, wherein the carbon nanotube molded body is stretched between the carbon nanotube molded bodies.
請求項に記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、
前記抵抗測定部は、
一対の電源端子を介して前記2つの測定位置にて前記カーボンナノチューブ成形体に接触し、前記2つの測定位置の間に一定の大きさの電流を流す定電流電源と、
一対の電圧計端子を介して前記2つの測定位置にて前記一対の電源端子と非接触状態で前記カーボンナノチューブ成形体に接触し、前記2つの測定位置の間の電圧を測定する電圧計と、
を備え、
前記2つの測定位置間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗は、前記定電流電源からの電流値および前記電圧計による測定値に基づいて求められることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体製造装置。
The apparatus for producing a carbon nanotube molded body according to claim 6 ,
The resistance measurement unit
a constant-current power supply that contacts the carbon nanotube molded body at the two measurement positions through a pair of power supply terminals and supplies a current of constant magnitude between the two measurement positions;
a voltmeter that contacts the carbon nanotube molded body in a non-contact state with the pair of power supply terminals at the two measurement positions through a pair of voltmeter terminals and measures the voltage between the two measurement positions;
with
The carbon nanotube molded body manufacturing apparatus, wherein the resistance of the carbon nanotube molded body between the two measurement positions is obtained based on the current value from the constant current power supply and the measured value by the voltmeter.
請求項に記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、
前記抵抗測定部は、
前記保持ローラと前記回収ローラとの間において、前記カーボンナノチューブ成形体を積層方向に挟んで圧密する一対の第1ローラと、
前記保持ローラと前記回収ローラとの間において、前記一対の第1ローラから前記カーボンナノチューブ成形体の長手方向に離間して配置され、前記カーボンナノチューブ成形体を積層方向に挟んで圧密する一対の第2ローラと、
前記一対の第1ローラの一方と、前記一対の第2ローラの一方との間に一定の大きさの電流を流す定電流電源と、
前記一対の第1ローラの他方と、前記一対の第2ローラの他方との間の電圧を測定する電圧計と、
を備え、
前記一対の第1ローラと前記一対の第2ローラと間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗が、前記2つの測定位置間における前記カーボンナノチューブ成形体の抵抗として、前記定電流電源からの電流値および前記電圧計による測定値に基づいて求められることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体製造装置。
The apparatus for producing a carbon nanotube molded body according to claim 6 ,
The resistance measurement unit
a pair of first rollers sandwiching and compacting the carbon nanotube compact in the stacking direction between the holding roller and the recovery roller;
Between the holding roller and the collecting roller, a pair of first rollers are arranged apart from the pair of first rollers in the longitudinal direction of the carbon nanotube molded body, and compress the carbon nanotube molded body by sandwiching the carbon nanotube molded body in the stacking direction. 2 rollers;
a constant-current power source that supplies a current of constant magnitude between one of the pair of first rollers and one of the pair of second rollers;
a voltmeter for measuring the voltage between the other of the pair of first rollers and the other of the pair of second rollers;
with
The resistance of the carbon nanotube compact between the pair of first rollers and the pair of second rollers is the current value from the constant current power supply and the resistance of the carbon nanotube compact between the two measurement positions. An apparatus for producing a carbon nanotube compact, characterized in that it is obtained based on the measured value by the voltmeter.
請求項ないし10のいずれか1つに記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、
前記保持ローラと前記回収ローラとの間において、テープ状の前記カーボンナノチューブ成形体を束ねて線状とする整形部をさらに備えることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体製造装置。
The carbon nanotube compact manufacturing apparatus according to any one of claims 6 to 10 ,
The apparatus for producing a carbon nanotube molded body, further comprising a shaping section between the holding roller and the collecting roller for bundling the tape-shaped carbon nanotube molded body into a linear shape.
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