JP2009091240A - カーボンナノチューブフィルムの製造装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、カーボンナノチューブフィルムの製造装置及びその製造方法に関する。
【解決手段】本発明のカーボンナノチューブフィルムの製造装置は、順番に配列された試料台、棒部材供給ユニット、積載ユニット及び引き伸ばしユニットを含み、前記棒部材供給ユニットと前記試料台が隣接し、前記積載ユニットが前記棒部材供給ユニット及び前記引き伸ばしユニットの間に配置される。さらに、本発明は、カーボンナノチューブフィルムの製造方法も提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、カーボンナノチューブフィルムの製造装置及びその製造方法に関する。

カーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏｔｕｂｅ，ＣＮＴ）は、１９９１年に発見された新しい一次元ナノ材料として知られているものである（非特許文献１を参照）。カーボンナノチューブの特殊な構造は、カーボンナノチューブが特殊な性質をもたらす。例えば、カーボンナノチューブは高引張強さと高熱安定性を有し、また、カーボンナノチューブの螺旋構造の変化により、金属が有する性質または半導体が有する性質などを呈出する。カーボンナノチューブは理想的な一次元構造を有し、優れた力学特性、電気特性、熱学特性などの性質を有するので、材料科学、化学、物理などの科学領域、例えば、フィールドエミッタ（ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｔｔｅｒ）を応用した平面ディスプレイ、単一電子デバイス（ｓｉｎｇｌｅ−ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｄｅｖｉｃｅ）、原子間力顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ， ＡＦＭ）のプローブ、熱センサー、光センサー、フィルターなどに広く応用されている。科学的研究及び産業的応用においてもますます関心が持たれている。

カーボンナノチューブは性能が優れ、広く応用されるものであるが、従来の技術で製造されたカーボンナノチューブは粒子の形状または粉末の形状であるから、応用に多大な不便をもたらす。便利に応用するために、カーボンナノチューブをカーボンナノチューブフィルムに製造する必要がある。

現在、カーボンナノチューブフィルムの製造方法には、直接生長法と、スパッタ法と、ラングミュア−ブロジェット（Ｌａｎｇｍｕｉｒ Ｂｌｏｄｇｅｔｔ，ＬＢ）法などがある。その中で、直接生長法は、例えば、硫黄を添加剤として利用すること、または複数の触媒層を配列することなどの反応条件を制御することによって、化学気相堆積法を利用して、直接にカーボンナノチューブフィルムを形成する方法である。スパッタ法は、カーボンナノチューブの粉末を溶剤に入れてカーボンナノチューブを含む溶液に形成し、該カーボンナノチューブを含む溶液を基材の表面に塗布し、乾燥させてから、カーボンナノチューブフィルムを形成する方法である。しかし、直接生長法またはスパッタ法で製造されたカーボンナノチューブフィルムには、カーボンナノチューブが凝集しやすいので、カーボンナノチューブフィルムの厚さが不均一になる課題がある。

ラングミュア−ブロジェット法は、カーボンナノチューブを含む溶液を、それと同じでない密度を有する溶液（例えば、有機溶剤である）に混入し、カーボンナノチューブを溶液の表面に浮ばせてカーボンナノチューブフィルムを形成する方法である（非特許文献２を参照）。ラングミュア−ブロジェット法によって製造されたカーボンナノチューブフィルムは、均一的な網状構造であり、該カーボンナノチューブフィルムにカーボンナノチューブが均一に分布される。しかし、前記カーボンナノチューブフィルムには、カーボンナノチューブが配向して配列していないので、カーボンナノチューブの性能を発揮することに不便であり、カーボンナノチューブの応用が制限される課題がある。

なお、上記のカーボンナノチューブフィルムの製造方法は、実験室での利用に限り、量産に適していないという課題がある。
Ｓ．Ｉｉｊｉｍａ、"Ｈｅｌｉｃａｌ ｍｉｃｒｏｔｕｂｕｌｅｓ ｏｆ ｇｒａｐｈｉｔｉｃ ｃａｒｂｏｎ"、Ｎａｔｕｒｅ、１９９１年、第３５４巻、ｐ．５６ Ｙ．Ｋｉｍ、"Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍｓ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ−ｗａｌｌ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ ｂｙ ｔｈｅ Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ"、Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｍｅｔａｌｓ、２００３年、第１３５巻、ｐ．７４７ Ｋａｉｌｉ Ｊｉａｎｇ、Ｑｕｎｑｉｎｇ Ｌｉ、Ｓｈｏｕｓｈａｎ Ｆａｎ、"Ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ ｙａｒｎｓ"、Ｎａｔｕｒｅ、２００２年、第４１９巻、ｐ．８０１

前記課題を解決するために、カーボンナノチューブフィルムの製造装置及びその製造方法を提供する必要がある。該製造方法により、簡単にカーボンナノチューブフィルムを量産することができる。前記製造方法によって製造されたカーボンナノチューブフィルムには、カーボンナノチューブが均一的に分布され、選択方向に沿って配列される。

本発明のカーボンナノチューブフィルムの製造装置は、順番に配列された試料台、棒部材供給ユニット、積載ユニット及び引き伸ばしユニットを含み、前記棒部材供給ユニットと前記試料台が隣接し、前記積載ユニットが前記棒部材供給ユニット及び前記引き伸ばしユニットの間に配置される。

前記棒部材供給ユニット、前記積載ユニット及び前記引き伸ばしユニットは前記試料台の同じ側に配置される。

前記棒部材供給ユニットは、水平面に垂直な方向に沿って昇降して移動する。

前記積載ユニットは積載基台を含み、前記積載基台は、水平面に垂直な方向に沿って、昇降して移動し、該積載基台は水平面に垂直する軸まわりを回転する。

前記引き伸ばしユニットは挟みヘッドを含み、該挟みヘッドは水平面、又は水平面に垂直な方向に沿って、移動する。

カーボンナノチューブフィルムの製造方法は、カーボンナノチューブアレイが成長された基板を提供し、該基板を前記試料台に固定する第一ステップと、前記カーボンナノチューブアレイから初期カーボンナノチューブフィルムを引き出し、該初期カーボンナノチューブフィルムを前記棒部材供給ユニットから提供された第一棒部材に接着する第二ステップと、前記第一棒部材を前記引き伸ばしユニットに固定し、前記引き伸ばしユニットを移動させて前記第一棒部材を引き、前記初期カーボンナノチューブフィルムを引き伸ばして連続的なカーボンナノチューブフィルムを形成する第三ステップと、前記連続的なカーボンナノチューブフィルムの一部を前記棒部材供給ユニットから提供された第二棒部材に接着する第四ステップと、支持体を提供し、該支持体を前記積載ユニットに置き、前記連続的なカーボンナノチューブフィルムを前記支持体に接着する第五ステップと、前記第一棒部材と前記支持体の間、及び前記第二棒部材と前記支持体の間でそれぞれ前記連続的なカーボンナノチューブフィルムを切って、カーボンナノチューブフィルムを形成する第六ステップと、を含む。

カーボンナノチューブフィルムの製造方法は、前記第二棒部材を前記引き伸ばしユニットに固定し、該第二棒部材に接着された前記連続的なカーボンナノチューブフィルムを引き伸ばす第七ステップと、前記連続的なカーボンナノチューブフィルムの一部を前記棒部材供給ユニットから提供された第三棒部材に接着する第八ステップと、前記連続的なカーボンナノチューブフィルムが接着された支持体を調節し、前記第二棒部材と第三棒部材の間に位置された前記連続的なカーボンナノチューブフィルムを前記カーボンナノチューブフィルムが接着された支持体に接着する第九ステップと、前記第二棒部材と前記支持体の間、及び前記第三棒部材と前記支持体の間でそれぞれ前記連続的なカーボンナノチューブフィルムを切る第十ステップと、を含み、前記第七ステップ〜第十ステップを繰り返し、多層のカーボンナノチューブフィルムを形成する。

前記引き伸ばしユニットで前記カーボンナノチューブフィルムを引き伸ばす方向と、カーボンナノチューブアレイの成長方向との成す角度は、３０度〜９０度である。

従来の技術と比べると、本発明のカーボンナノチューブフィルムの製造装置を利用して、半自動的にカーボンナノチューブフィルムを量産することができる。また、本発明のカーボンナノチューブフィルムの製造方法は、機械の引っ張り力を利用して、カーボンナノチューブアレイから、直接にカーボンナノチューブフィルムを引き伸ばすことができる。また、該カーボンナノチューブアレイのカーボンナノチューブは分子間力で連接され、前記カーボンナノチューブフィルムに均一的に分布され、選択方向に沿って配列されることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

（実施形態１）
図１を参照すると、本実施形態はカーボンナノチューブフィルムの製造装置１００を提供する。前記製造装置１００は、試料台１１０、棒部材供給ユニット１２０、積載ユニット１３０、引き伸ばしユニット１４０を含む。前記棒部材供給ユニット１２０と前記試料台１１０が隣接し、前記積載ユニット１３０が前記棒部材供給ユニット１２０及び前記引き伸ばしユニット１４０の間に配置される。前記棒部材供給ユニット１２０、前記積載ユニット１３０、前記引き伸ばしユニット１４０が順番に前記試料台１１０の同じ側に配置される。

前記試料台１１０は平面１１２を有する。該平面１１２は、カーボンナノチューブアレイ１１６が成長された基板１１４を固定するため用いられる。その固定方式は機械接続、接着方式などを含む。前記カーボンナノチューブアレイ１１６から複数のカーボンナノチューブを引出して、カーボンナノチューブフィルム１１８を形成させることができる。

前記棒部材供給ユニット１２０は供給基台１２２を含む。該供給基台１２２は、手動制御または自動制御により、水平面に垂直な方向に沿って昇降して移動できる。前記棒部材供給ユニット１２０は、連続して棒部材を供給することができる。前記棒部材はストリップ形状又は立方体に形成されている。

前記カーボンナノチューブフィルムの製造装置１００を使用する場合、予め前記試料台１１０の平面１１２にカーボンナノチューブアレイ１１６を固定させ、該カーボンナノチューブアレイ１１６から複数のカーボンナノチューブを引き出し、初期カーボンナノチューブフィルムを形成する。この後、該初期カーボンナノチューブフィルムを前記棒部材供給ユニット１２０に置かれた第一棒部材棒部材１２４に接着する。前記第一棒部材１２４を前記引き伸ばしユニット１４０に固定し、該引き伸ばしユニット１４０を制御することによって、該初期カーボンナノチューブフィルムを引き伸ばし、連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８が形成される。該連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８を所定の長さに引き伸ばしてから、該連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８を前記棒部材供給ユニット１２０に置かれた第二棒部材１２６に接触させて接着する。前記第一棒部材１２４及び前記第二棒部材１２６の間に位置されたカーボンナノチューブフィルム１１８を切った後、該第二棒部材１２６で前記カーボンナノチューブアレイから引き出した初期カーボンナノチューブフィルムを保持することができる。前記棒部材供給ユニット１２０で連続して棒部材を供給し、該棒部材をカーボンナノチューブフィルム１１８に接触させて、接着させることによって、前記初期カーボンナノチューブフィルムが引き伸ばされた状態を保持することができる。

前記積載ユニット１３０は積載基台１３２を含む。該積載ユニット１３０及び前記棒部材供給ユニット１２０は前記試料台１１０の同じ側に配置され、該棒部材供給ユニット１２０は前記試料台１１０及び前記積載ユニット１３０の間に配置され、該積載ユニット１３０は前記連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８を引き出す方向に沿って配置される。該積載ユニット１３０の積載基台１３２は、積載平面（図示せず）を有する。該積載基台１３２は前記積載平面に垂直する中心軸まわりに３６０度回転することができ、水平面に垂直な方向に沿って昇降して移動することもできる。前記積載ユニット１３０及び前記積載基台１３２は、例えばコンピューターによる制御により、移動することができる。前記カーボンナノチューブフィルムの製造装置１００を使用する場合、前記積載ユニット１３０の積載基台１３２に支持体１３４を設置して、該積載ユニット１３０及び該積載基台１３２を移動させ、前記支持体１３４と前記連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８の底部とを十分に接触させ、前記連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８を支持体１３４に接着させる。さらに、前記積載基台１３２を回転させることにより、前記支持体１３４を異なる角度で前記連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８に接触させて、接着させる。

前記引き伸ばしユニット１４０は挟みヘッド１４２を含み、該挟みヘッド１４２と前記棒部材供給ユニット１２０と前記積載ユニット１３０とが前記試料台１１０の同じ側に向けて配置され、該積載ユニット１３０が前記棒部材供給ユニット１２０と前記引き伸ばしユニット１４０の間に配置される。前記挟みヘッド１４２は、形状がＵ字型であり、開口端を有する。該開口端は前記カーボンナノチューブアレイ１１６に向かって設置される。該開口端の大きさは、調節することができる。前記挟みヘッド１４２を水平に移動させてカーボンナノチューブフィルムを引き伸ばす。前記挟みヘッド１４２は水平面に垂直に昇降して移動することもできる。該挟みヘッド１４２の移動方向及び移動速度は、たとえばコンピューターによって制御されることができる。前記カーボンナノチューブフィルムの製造装置１００を使用する場合、前記挟みヘッド１４２が棒部材の両端を挟み、該連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８を引き伸ばす。

（実施形態２）
図２を参照すると、本実施形態は、前記カーボンナノチューブフィルムの製造装置１００を利用して、カーボンナノチューブフィルムを製造する方法を提供する。該製造方法は、下記のようなステップを含む。

（一）カーボンナノチューブアレイ１１６が成長された基板１１４を提供し、該基板１１４を試料台１１０に固定する。

本実施形態において、前記カーボンナノチューブアレイ１１６は、超配列カーボンナノチューブアレイ（Ｓｕｐｅｒａｌｉｇｎｅｄ ａｒｒａｙ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ，非特許文献３）である。該超配列カーボンナノチューブアレイ１１６の製造方法は、化学気相堆積法を採用する。まず、平らな基板１１４を提供する。該基板１１４はＰ型のシリコン基板、Ｎ型のシリコン基板、酸化層が形成されたシリコン基板のいずれか一種である。本実施形態において、４インチのシリコン基板を利用することが好ましい。前記基板１１４の表面に、均一的に触媒層を形成する。該触媒層の材料は鉄、コバルト、ニッケル、またはそれらのいずれか二種の合金である。前記触媒層が形成された基板１１４を７００℃〜９００℃の空気で３０分〜９０分間アニーリングする。アニーリングされた基板１１４を反応炉に置き、保護ガスで５００℃〜７４０℃の温度で加熱した後、カーボンを含むガスを導入して、５分〜３０分間反応を行って、超配列カーボンナノチューブアレイ１１６を成長させることができる。該超配列カーボンナノチューブアレイ１１６は、相互に平行し、基板１１４に垂直に生長された複数のカーボンナノチューブからなる。該カーボンナノチューブアレイ１１６の高さは２００μｍ〜４００μｍである。生長の条件を制御することによって、前記超配列カーボンナノチューブアレイ１１６に、例えば、無定形炭素及び残りの触媒としての金属粒子などの不純物を含まないようにすることができる。前記カーボンナノチューブアレイ１１６のカーボンナノチューブは、相互に分子間力（ファンデルワールス力）で緊密に連接されている。

本実施形態において、カーボンを含むガスは、例えば、エチレンなどの活性な炭化水素であり、保護ガスは窒素ガス、アンモニアなどの不活性ガスである。

前記カーボンナノチューブアレイ１１６が成長された前記基板１１４を前記試料台１１０に固定する方式は、テープ、接着剤などを採用する。

（二）前記カーボンナノチューブアレイ１１６から、初期カーボンナノチューブフィルムを引き出し、該初期カーボンナノチューブフィルムの一端を棒部材供給ユニット１２０に置かれた第一棒部材１２４に接着させる。

テープを利用して、前記カーボンナノチューブアレイ１１６における複数のカーボンナノチューブを接着し、所定の速度と角度で複数のカーボンナノチューブを引き出し、初期カーボンナノチューブフィルムを形成することができる。前記角度は、前記初期カーボンナノチューブフィルムと、前記カーボンナノチューブアレイ１１６の生長方向と成す角度であり、該角度が３０°〜９０°である。本実施形態において、該角度は８５°であることが好ましい。前記棒部材供給ユニット１２０を調整して、前記初期カーボンナノチューブフィルムの底部を前記棒部材供給ユニット１２０に置かれた第一棒部材１２４に接触させて、接着させ、前記初期カーボンナノチューブフィルムを引き伸ばす状態に保持させる。

前記初期カーボンナノチューブフィルムを引き出す過程において、前記複数のカーボンナノチューブは、引っ張り力によって、引き伸ばされる方向に沿って前記基板１１４から離れ、同時に、前記複数のカーボンナノチューブ及びそれらと隣接するカーボンナノチューブは分子間力で、それぞれに端と端とが連接し、連続して引き出され、初期カーボンナノチューブフィルムが形成される。該初期カーボンナノチューブフィルムは、端と端とが連接された複数のカーボンナノチューブからなり、所定の幅を有する初期カーボンナノチューブフィルムである。該初期カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブの配列方向は、該初期カーボンナノチューブフィルムが引き出された方向に平行する。

本実施形態において、前記初期カーボンナノチューブフィルムの幅は、カーボンナノチューブアレイ１１６が成長された基板１１４に密接に関係する。該初期カーボンナノチューブフィルムの長さに制限はなく、実際の応用に応じて製造することができる。本実施形態において、４インチの基板１１４に超配列カーボンナノチューブアレイ１１６を生長させるので、該初期カーボンナノチューブフィルムの幅が１ｃｍ〜１０ｃｍであり、厚さが０．０１μｍ〜１００μｍである。

前記棒部材の材料は、金属、ガラス、ゴムまたはプラスチックなどを含む。本実施形態において、該棒部材が金属からなる、該棒部材が前記棒部材供給ユニット１２０の前記供給基台１２２に置かれる。該棒部材は前記棒部材供給ユニット１２０から離れて、自由に移動することができる。該棒部材の長さが初期カーボンナノチューブフィルムの幅より大きくように設けられる。

本実施形態のステップ（一）において、超配列カーボンナノチューブアレイ１１６は不純物を含まない。また、カーボンナノチューブ自体の比表面積が大きいので、該初期カーボンナノチューブフィルムは強い接着性を有する。該初期カーボンナノチューブフィルムの接着性を利用して、前記カーボンナノチューブフィルムを直接に棒部材に接着させることができる。

（三）前記第一棒部材１２４を引き伸ばしユニット１４０に固定し、前記引き伸ばしユニット１４０を移動させて前記第一棒部材１２４を引き、前記初期カーボンナノチューブフィルムを引き伸ばして、連続的なカーボンナノチューブフィルムを形成する。

まず、前記引き伸ばしユニット１４０の挟みヘッド１４２を移動し、該挟みヘッド１４２を前記第一棒部材１２４に隣接させ、該挟みヘッド１４２で前記第一棒部材１２４を前記引き伸ばしユニット１４０に固定する。前記引き伸ばしユニット１４０の高さを調整し、カーボンナノチューブアレイ１１６の生長方向に垂直する方向に沿って、前記初期カーボンナノチューブフィルムを前記積載ユニット１３０及び前記引き伸ばしユニット１４０の間に引き伸ばし続ける。

本実施形態において、該挟みヘッド１４２は、形状がＵ字型であり、その開口端の幅が調節することができる。前記Ｕ字型の挟みヘッド１４２を前記第一棒部材１２４に移動し、該第一棒部材１２４を該Ｕ字型の挟みヘッド１４２の開口端に配置させ、該Ｕ字型の挟みヘッド１４２の開口端の幅を調整し、前記第一棒部材１２４の両端を挟ませ、該第一棒部材１２４を前記引き伸ばしユニット１４０に固定するようにする。

前記引き伸ばしユニット１４０の挟みヘッド１４２の位置を調節し、前記棒部材供給ユニット１２０、前記積載ユニット１３０及び前記引き伸ばしユニット１４０が並列されて成す方向に沿って、前記初期カーボンナノチューブフィルムを前記積載ユニット１３０及び前記引き伸ばしユニット１４０の間に引き伸ばし続け、連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８を形成する。

（四）前記連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８を前記棒部材供給ユニット１２０から提供された第二棒部材１２６に接着する。

前記棒部材供給ユニット１２０は、第二棒部材１２６を提供し、前記棒部材供給ユニット１２０の高さを調節し、前記連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８の底部を該第二棒部材１２６に接着させる。

この場合、前記第一棒部材１２４と前記第二棒部材１２６との間に位置された前記連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８は、懸架されている。

（五）支持体１３４を提供し、該支持体１３４を前記積載基台１３２に置き、前記第一棒部材１２４と前記第二棒部材１２６との間に位置された前記連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８を前記支持体１３４に接着させる。

前記支持体１３４は、所定の形状を有し、前記連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８を支持する棒部材である。該支持体は、基板または固定フレームから選択される。本実施形態において、該支持体１３４が方形の基板である。

前記支持体１３４の材料は、例えば、金属、プラスチック、ゴム、ガラスのいずれか一種である。本実施形態において、前記支持体１３４は、金属からなる。

前記支持体１３４を前記積載ユニット１３０の前記積載基台１３２に置き、該積載基台１３２を調節し、前記支持体１３４を前記第一棒部材１２４と前記第二棒部材１２６との間に位置された前記連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８の下方に配置させる。前記積載基台１３２と前記挟みヘッド１４２の高さを調節し、前記連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８の底部を前記支持体１３４に十分に接触させ、前記第一棒部材１２４と前記第二棒部材１２６との間に位置された連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８を前記支持体１３４に接着させる。

（六）前記第二棒部材１２６と前記支持体１３４の間、及び前記第一棒部材１２４と前記支持体１３４の間でそれぞれ前記連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８を切って、所定のカーボンナノチューブフィルムを形成する。

前記第二棒部材１２６と前記支持体１３４の間、及び前記第一棒部材１２４と前記支持体１３４の間にそれぞれ前記連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８を切って、前記支持体１３４に一枚の所定のカーボンナノチューブフィルムを形成する。

また、前記積載基台１３２の支持体１３４をもう一本の支持体で入れ替え、前記ステップ（三）、前記ステップ（四）、前記ステップ（五）及び前記ステップ（六）を繰り返し、連続して複数のカーボンナノチューブフィルムを製造することができる。

また、前記連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８を切った後、前記第二棒部材１２６で前記連続的なカーボンナノチューブフィルム１１８を引き伸す状態で、前記ステップ（三）、前記ステップ（四）、前記ステップ（五）及び前記ステップ（六）を繰り返すことができる。前記支持体１３４をもう一本の支持体で入れ替えない場合、多枚のカーボンナノチューブフィルム１１８を支持体１３４に積層して接着することができる。前記積載基台１３２が３６０度も回転することができるので、前記積載基台１３２に置かれた支持体１３４も３６０度も回転することができる。前記支持体１３４を回転することによって、異なる角度で該支持体１３４に多枚の前記カーボンナノチューブフィルムを積層させて、多層のカーボンナノチューブフィルムを形成することができる。

本発明の実施形態に係るカーボンナノチューブフィルムの製造装置を示す図である。 本発明の実施形態に係るカーボンナノチューブフィルムの製造方法のフローチャートである。

符号の説明

１００ 製造装置
１１０ 試料台
１１２ 平面
１１４ 基板
１１６ カーボンナノチューブアレイ
１１８ カーボンナノチューブフィルム
１２０ 棒部材供給ユニット
１２２ 供給基台
１２４ 第一棒部材
１２６ 第二棒部材
１３０ 積載ユニット
１３２ 積載基台
１３４ 支持体
１４０ 引き伸ばしユニット
１４２ 挟みヘッド

Claims (8)

1. 順番に配列された試料台、棒部材供給ユニット、積載ユニット及び引き伸ばしユニットを含み、
   前記棒部材供給ユニットと前記試料台が隣接し、前記積載ユニットが前記棒部材供給ユニット及び前記引き伸ばしユニットの間に配置されていることを特徴とするカーボンナノチューブフィルムの製造装置。
2. 前記棒部材供給ユニット、前記積載ユニット及び前記引き伸ばしユニットは前記試料台の同じ側に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のカーボンナノチューブフィルムの製造装置。
3. 前記棒部材供給ユニットが、水平面に垂直な方向に沿って昇降して移動することを特徴とする、請求項１に記載のカーボンナノチューブフィルムの製造装置。
4. 前記積載ユニットが積載基台を含み、
   前記積載基台が、水平面に垂直な方向に沿って、昇降して移動し、
   該積載基台は水平面に垂直な軸まわりを回転することを特徴とする、請求項１に記載のカーボンナノチューブフィルムの製造装置。
5. 前記引き伸ばしユニットが挟みヘッドを含み、
   該挟みヘッドが水平面、又は水平面に垂直な方向に沿って、移動することを特徴とする、請求項１に記載のカーボンナノチューブフィルムの製造装置。
6. カーボンナノチューブアレイが成長された基板を提供し、該基板を前記試料台に固定する第一ステップと、
   前記カーボンナノチューブアレイから初期カーボンナノチューブフィルムを引き出し、該初期カーボンナノチューブフィルムを前記棒部材供給ユニットから提供された第一棒部材に接着する第二ステップと、
   前記第一棒部材を前記引き伸ばしユニットに固定し、前記引き伸ばしユニットを移動させて前記第一棒部材を引き、前記初期カーボンナノチューブフィルムを引き伸ばして連続的なカーボンナノチューブフィルムを形成する第三ステップと、
   前記連続的なカーボンナノチューブフィルムの一部を前記棒部材供給ユニットから提供された第二棒部材に接着する第四ステップと、
   支持体を提供し、該支持体を前記積載ユニットに置き、前記連続的なカーボンナノチューブフィルムを前記支持体に接着する第五ステップと、
   前記第一棒部材と前記支持体の間、及び前記第二棒部材と前記支持体の間でそれぞれ前記連続的なカーボンナノチューブフィルムを切って、カーボンナノチューブフィルムを形成する第六ステップと、
   を含むことを特徴とするカーボンナノチューブフィルムの製造方法。
7. 前記第二棒部材を前記引き伸ばしユニットに固定し、該第二棒部材に接着された前記連続的なカーボンナノチューブフィルムを引き伸ばす第七ステップと、
   前記連続的なカーボンナノチューブフィルムの一部を前記棒部材供給ユニットから提供された第三棒部材に接着する第八ステップと、
   前記連続的なカーボンナノチューブフィルムが接着された支持体を調節し、前記第二棒部材と第三棒部材の間に位置された前記連続的なカーボンナノチューブフィルムを前記カーボンナノチューブフィルムが接着された支持体に接着する第九ステップと、
   前記第二棒部材と前記支持体の間、及び前記第三棒部材と前記支持体の間でそれぞれ前記連続的なカーボンナノチューブフィルムを切る第十ステップと、を含み、
   前記第七ステップ〜第十ステップを繰り返し、多層のカーボンナノチューブフィルムを形成することを特徴とする、請求項６に記載のカーボンナノチューブフィルムの製造方法。
8. 前記引き伸ばしユニットで前記カーボンナノチューブフィルムを引き伸ばす方向と、カーボンナノチューブアレイの成長方向との成す角度が、３０度〜９０度であることを特徴とする、請求項６に記載のカーボンナノチューブフィルムの製造方法。

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