JP2017007919A - カーボンナノチューブウェブの製造方法、カーボンナノチューブ集合体の製造方法およびカーボンナノチューブウェブの製造装置 - Google Patents

カーボンナノチューブウェブの製造方法、カーボンナノチューブ集合体の製造方法およびカーボンナノチューブウェブの製造装置 Download PDF

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Abstract

【課題】カーボンナノチューブアレイからカーボンナノチューブウェブを安定して引き出すことができ、生産効率の向上を図ることができるカーボンナノチューブウェブの製造方法、そのカーボンナノチューブウェブから形成されるカーボンナノチューブ集合体の製造方法およびカーボンナノチューブウェブの製造装置を提供すること。【解決手段】基板１上に配置され、基板１に対して垂直に配向される複数のカーボンナノチューブ４からなるカーボンナノチューブアレイ２を準備し、複数のカーボンナノチューブ４が連続的に繋がるカーボンナノチューブ単糸１０が複数並列配置されるカーボンナノチューブウェブ３を、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐが、引出方向Ｄにおいて同一の位置に維持されるように、カーボンナノチューブアレイ２から引き出す。【選択図】図１

Description

本発明は、カーボンナノチューブウェブの製造方法、カーボンナノチューブ集合体の製造方法およびカーボンナノチューブウェブの製造装置に関する。
カーボンナノチューブは、優れた機械強度、熱伝導性および電気伝導性を有していることが知られている。そのようなカーボンナノチューブの優れた特性を利用すべく、複数のカーボンナノチューブを、所定の形状に形成して、各種産業製品の材料とすることが検討されている。そのような検討の中で、カーボンナノチューブの高い紡績性能を利用し、複数のカーボンナノチューブからなるカーボンナノチューブアレイをウェブ状に引き出す技術がある。
例えば、基板上に、複数のカーボンナノチューブからなるカーボンナノチューブアレイを成長させた後、基板を固定し、固定された基板上のカーボンナノチューブアレイから、複数のカーボンナノチューブを引き出して、カーボンナノチューブフィルムを形成するカーボンナノチューブフィルムの製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００９−９１２４０号公報
しかるに、特許文献１に記載のカーボンナノチューブフィルムの製造方法では、カーボンナノチューブアレイを支持する基板が固定されているので、カーボンナノチューブの引き出しに伴なって、カーボンナノチューブアレイが基板から順次剥離されると、カーボンナノチューブのカーボンナノチューブアレイからの引出位置が、カーボンナノチューブの引出方向の上流に向かって徐々に移動する。
カーボンナノチューブの引出位置が移動すると、カーボンナノチューブフィルムとカーボンナノチューブアレイとの相対的な位置関係が変動するため、カーボンナノチューブアレイからの引き出しが不安定となる場合がある。
そこで、本発明の目的は、カーボンナノチューブアレイからカーボンナノチューブウェブを安定して引き出すことができ、生産効率の向上を図ることができるカーボンナノチューブウェブの製造方法、カーボンナノチューブ集合体の製造方法およびカーボンナノチューブウェブの製造装置を提供することにある。
［１］本発明は、基板上に配置され、前記基板に対して垂直に配向される複数のカーボンナノチューブからなるカーボンナノチューブアレイを準備する工程と、前記カーボンナノチューブアレイから、複数のカーボンナノチューブが連続的に繋がるカーボンナノチューブ単糸が、前記カーボンナノチューブ単糸の延びる方向と交差する方向に複数並列配置されるカーボンナノチューブウェブを引き出す工程と、を含み、前記カーボンナノチューブウェブを引き出す工程において、前記カーボンナノチューブウェブの前記カーボンナノチューブアレイからの引出位置を、前記カーボンナノチューブウェブの引出方向において、同一の位置に維持することを特徴とする、カーボンナノチューブウェブの製造方法である。
このような方法によれば、カーボンナノチューブウェブを引き出す工程において、カーボンナノチューブウェブの引出位置が、カーボンナノチューブウェブの引出方向において、同一の位置に維持されるので、カーボンナノチューブウェブとカーボンナノチューブアレイとの相対的な位置関係が変動することを抑制できる。
そのため、カーボンナノチューブウェブを、カーボンナノチューブアレイから安定して引き出すことができ、カーボンナノチューブウェブの生産効率の向上を図ることができる。
［２］また、本発明は、前記カーボンナノチューブウェブを引き出す工程において、前記カーボンナノチューブアレイは、前記カーボンナノチューブウェブの引き出しに伴なって、前記基板から順次剥離され、前記引出位置は、前記基板に対して前記引出方向の上流に移動され、前記基板を、前記引出位置が前記引出方向において同一の位置を維持するように、前記引出位置おいて、前記引出位置の移動速度と同一の速度で前記引出方向の下流に移動させる、上記［１］に記載のカーボンナノチューブウェブの製造方法を含む。
このような方法によれば、カーボンナノチューブウェブを引き出す工程において、カーボンナノチューブウェブの引出位置が、基板に対して引出方向の上流に移動する一方、基板が、カーボンナノチューブウェブの引出位置おいて、引出位置の移動速度と同一の速度で引出方向の下流に移動する。
そのため、カーボンナノチューブウェブの引出位置の移動を、基板の引出位置おける移動によって相殺でき、カーボンナノチューブウェブの引出位置を、カーボンナノチューブウェブの引出方向において、同一の位置に確実に維持することができる。
そして、カーボンナノチューブウェブの引出位置おいて、基板が引出方向の下流に移動するので、カーボンナノチューブウェブの引出位置に、基板上に配置されるカーボンナノチューブアレイを、順次供給することができる。
その結果、カーボンナノチューブウェブを、カーボンナノチューブアレイから、連続かつ安定して引き出すことができる。
［３］また、本発明は、前記カーボンナノチューブウェブを引き出す工程において、前記カーボンナノチューブアレイが剥離された前記基板を巻き取る、上記［２］に記載のカーボンナノチューブウェブの製造方法を含む。
このような方法によれば、カーボンナノチューブウェブを引き出す工程において、基板は、カーボンナノチューブウェブの引出位置を引出方向の下流に向かって通過し、カーボンナノチューブアレイが剥離された後、巻き取られる。
そのため、基板が、カーボンナノチューブウェブの引出位置を通過した後、カーボンナノチューブウェブの引き出しの邪魔になることを抑制でき、かつ、基板を効率的に回収でき、省スペース化を図ることができる。
［４］また、本発明は、前記カーボンナノチューブウェブを引き出す工程において、前記カーボンナノチューブウェブが、前記カーボンナノチューブアレイにおける前記カーボンナノチューブの配向方向と直交する仮想平面に対して、０°以上１５°以下の角度で傾斜するように、前記カーボンナノチューブアレイから引き出される、上記［１］〜［３］のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブウェブの製造方法を含む。
しかるに、カーボンナノチューブウェブが、カーボンナノチューブアレイのカーボンナノチューブと直交する仮想平面に対して、１５°を超過する角度で傾斜するように、カーボンナノチューブアレイから引き出されると、カーボンナノチューブウェブの引き出しが不安定となり、カーボンナノチューブウェブの引き出しにおいて、カーボンナノチューブウェブの一部が途切れてしまう場合がある。
一方、上記の方法によれば、カーボンナノチューブウェブが、カーボンナノチューブアレイのカーボンナノチューブと直交する仮想平面に対して、０°以上１５°以下の角度で傾斜するように、カーボンナノチューブアレイから引き出される。
そのため、カーボンナノチューブウェブを、カーボンナノチューブアレイからより一層安定して引き出すことができ、カーボンナノチューブウェブの引き出しにおいて、カーボンナノチューブウェブの一部が途切れてしまうことを抑制できる。
［５］本発明は、円柱形状を有するローラを準備する工程と、上記［１］〜［４］のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブウェブの製造方法により製造されるカーボンナノチューブウェブを、前記ローラの周面に位置するように、前記ローラの周方向に引き回す工程と、前記カーボンナノチューブウェブを、前記ローラ上を通過させた後、加工する工程と、を含んでいる、カーボンナノチューブ集合体の製造方法を含む。
このような方法によれば、上記のように引き出されたカーボンナノチューブウェブが、加工されることなく、ローラの周方向に引き回され、ローラ上を通過した後、加工される。
つまり、カーボンナノチューブウェブにおける複数のカーボンナノチューブ単糸は、カーボンナノチューブウェブの引出位置とローラとの間において、カーボンナノチューブ単糸の延びる方向と交差する方向に並列配置される状態、すなわち、互いに略平行となるように配置される状態が維持されている。
しかるに、カーボンナノチューブウェブの引出位置とローラとの間において、カーボンナノチューブウェブが、例えば、撚り合わされるなど加工されると、その加工に起因する力が、複数のカーボンナノチューブ単糸を介して、カーボンナノチューブウェブの引出位置に作用する。
すると、カーボンナノチューブウェブの引き出しが不安定となり、引出位置を通過した基板上に、カーボンナノチューブアレイが残存する場合や、カーボンナノチューブウェブの一部が途切れてしまう場合がある。
一方、上記の方法によれば、カーボンナノチューブウェブは、ローラ上を通過した後、加工されるので、その加工に起因する力が、カーボンナノチューブウェブの引出位置に作用することを、ローラにより抑制できる。
そのため、カーボンナノチューブウェブの安定した引き出しを確保でき、カーボンナノチューブウェブを円滑に加工することができる。その結果、カーボンナノチューブ集合体の生産効率の向上を図ることができる。
［６］また、本発明は、前記カーボンナノチューブウェブを加工する工程において、前記カーボンナノチューブウェブを撚り合わせて撚糸とする工程を含む、上記［５］に記載のカーボンナノチューブ集合体の製造方法を含む。
このような方法によれば、カーボンナノチューブウェブを撚り合わせるという簡易な方法により、カーボンナノチューブウェブを円滑に加工でき、撚糸を製造できる。そのため、撚糸の生産性の向上を図ることができる。
［７］また、本発明は、前記カーボンナノチューブウェブを加工する工程は、円柱形状を有する巻回軸を準備する工程と、前記カーボンナノチューブウェブを、前記巻回軸の周面に複数周巻き付ける工程と、前記巻回軸の周面に複数周巻き付けられた前記カーボンナノチューブウェブを、前記巻回軸の軸線方向に切断して、シート形状に形成する工程と、を含む、上記［５］に記載のカーボンナノチューブ集合体の製造方法を含む。
このような方法によれば、カーボンナノチューブウェブを巻回軸に複数周巻き付け、切断するという簡易な方法により、カーボンナノチューブウェブを円滑に加工でき、複数のカーボンナノチューブウェブが積層されるシート（以下、カーボンナノチューブ積層シートとする。）を製造できる。そのため、カーボンナノチューブ積層シートの生産性の向上を図ることができる。
［８］本発明は、垂直に配向される複数のカーボンナノチューブからなるカーボンナノチューブアレイが配置される基板と、複数のカーボンナノチューブが連続的に繋がるカーボンナノチューブ単糸が、前記カーボンナノチューブ単糸の延びる方向と交差する方向に複数並列配置されるカーボンナノチューブウェブを、前記カーボンナノチューブアレイから引き出す引出部材と、前記カーボンナノチューブウェブの前記カーボンナノチューブアレイからの引出位置において、前記基板を、前記カーボンナノチューブウェブの引出方向の下流に向かって搬送する搬送部材と、を備える、カーボンナノチューブウェブの製造装置である。
このような構成によれば、引出部材が、カーボンナノチューブウェブを、カーボンナノチューブアレイから引き出すとともに、搬送部材が、カーボンナノチューブウェブの引出位置において、基板を引出方向の下流に向かって搬送する。
そのため、カーボンナノチューブウェブの引き出しにおいて、カーボンナノチューブウェブとカーボンナノチューブアレイとの相対的な位置関係が変動することを調整でき、カーボンナノチューブウェブを、カーボンナノチューブアレイから安定して引き出すことができる。
また、カーボンナノチューブウェブの引出位置に、基板上に配置されるカーボンナノチューブアレイを、順次供給することができるので、カーボンナノチューブウェブを、カーボンナノチューブアレイから、連続かつ安定して引き出すことができる。
本発明のカーボンナノチューブウェブの製造方法では、カーボンナノチューブウェブをカーボンナノチューブアレイから安定して引き出すことができ、生産効率の向上を図ることができる。
本発明のカーボンナノチューブ集合体の製造方法では、安定して引き出したカーボンナノチューブウェブを円滑に加工することができ、生産効率の向上を図ることができる。
本発明のカーボンナノチューブウェブの製造装置では、カーボンナノチューブウェブをカーボンナノチューブアレイから、連続かつ安定して引き出すことができ、生産効率の向上を図ることができる。
図１は、本発明のカーボンナノチューブウェブの製造装置の第１実施形態としての紡績装置の斜視図である。 図２Ａは、図１に示すカーボンナノチューブアレイの調製工程の一実施形態を説明するための説明図であって、基板上に触媒層を形成する工程を示す。図２Ｂは、図２Ａに続いて、基板を加熱して、触媒層を複数の粒状体に凝集させる工程を示す。図２Ｃは、図２Ｂに続いて、複数の粒状体に原料ガスを供給して、複数のカーボンナノチューブを成長させる工程を示す。図２Ｄは、図２Ｃに続いて、複数のカーボンナノチューブを引き出して、カーボンナノチューブウェブを調製する工程を示す。 図３Ａは、図１に示す紡績装置の概略構成図である。図３Ｂは、図３Ａに示す紡績装置の変形例の概略構成図である。 図４Ａは、本発明のカーボンナノチューブウェブの製造装置の第２実施形態としてのシート製造装置の概略構成図である。図４Ｂは、図４Ａに示すシート製造装置により製造されるカーボンナノチューブ積層シートの斜視図である。 図５は、図３Ａに示すウェブ製造ユニットの変形例の概略構成図である。
１．第１実施形態
（１）カーボンナノチューブウェブの製造方法
本発明のカーボンナノチューブウェブの製造方法の第１実施形態は、例えば、図１に示すように、基板１上に配置されるカーボンナノチューブアレイ２を準備する工程（調製工程）と、カーボンナノチューブアレイ２からカーボンナノチューブウェブ３を引き出す工程（引出工程）とを含んでいる。
このような製造方法では、まず、基板１上に配置されるカーボンナノチューブアレイ２を準備する。
カーボンナノチューブアレイ２を準備するには、例えば、図２Ａ〜図２Ｃに示すように、化学気相成長法（ＣＶＤ法）により、基板１上に、垂直に配向される複数のカーボンナノチューブ４を成長させる。
より詳しくは、図２Ａに示すように、まず、基板１を準備する。基板１は、特に限定されず、例えば、ＣＶＤ法に用いられる公知の基板が挙げられ、市販品を用いることができる。基板１としては、例えば、シリコン基板や、二酸化ケイ素膜７が積層されるステンレス基板８などが挙げられ、好ましくは、二酸化ケイ素膜７が積層されるステンレス基板８が挙げられる。
基板１は、図１に示すように、後述するカーボンナノチューブアレイ２の連続供給の観点から、好ましくは、長尺かつ平帯形状を有しており、かつ、後述する基板１の巻き取りの観点から、好ましくは、可撓性を有している。
第１実施形態では、基板１は、図１〜図２Ｄに示すように、二酸化ケイ素膜７が積層されるステンレス基板８であり、可撓性を有する長尺かつ平帯形状を有している。
なお、以下の説明において、基板１の厚み方向を上下方向とし、基板１の長尺方向を前後方向とし、基板１の幅方向を左右方向とする。具体的には、各図に示す方向矢印を基準とする。
基板１が、二酸化ケイ素膜７が積層されるステンレス基板８である場合、ステンレス基板８の厚み（上下方向寸法）は、例えば、２０μｍ以上、好ましくは、５０μｍ以上、例えば、１００μｍ以下、好ましくは、８０μｍ以下であり、二酸化ケイ素膜７の厚みは、例えば、１０ｎｍ以上、好ましくは、１００ｎｍ以上、例えば、１μｍ以下、好ましくは、５００ｎｍ以下である。
そして、図２Ａに示すように、基板１上、好ましくは、二酸化ケイ素膜７上に触媒層９を形成する。基板１上に触媒層９を形成するには、金属触媒を、公知の成膜方法により、基板１（好ましくは、二酸化ケイ素膜７）上に成膜する。
金属触媒としては、例えば、鉄、コバルト、ニッケルなどが挙げられ、好ましくは、鉄が挙げられる。このような金属触媒は、単独使用または２種類以上併用することができる。成膜方法としては、例えば、真空蒸着およびスパッタリングが挙げられ、好ましくは、真空蒸着が挙げられる。
これによって、基板１上に触媒層９が配置される。なお、基板１が、二酸化ケイ素膜７が積層されるステンレス基板８である場合、二酸化ケイ素膜７および触媒層９は、例えば、特開２０１４−９４８５６号公報に記載されるように、二酸化ケイ素前駆体溶液と金属触媒前駆体溶液とが混合される混合溶液を、ステンレス基板８に塗布した後、その混合液を相分離させ、次いで、乾燥することにより、同時に形成することもできる。
触媒層９の厚み（上下方向寸法）は、例えば、１ｎｍ以上、好ましくは、２ｎｍ以上、例えば、４ｎｍ以下、好ましくは、１０ｎｍ以下である。
次いで、触媒層９が配置される基板１を、図２Ｂに示すように、例えば、７００℃以上９００℃以下に加熱する。これにより、触媒層９が、凝集して、複数の粒状体９Ａとなる。
そして、加熱された基板１に、図２Ｃに示すように、原料ガスを供給する。原料ガスは、炭素数１〜４の炭化水素ガス（低級炭化水素ガス）を含んでいる。炭素数１〜４の炭化水素ガスとしては、例えば、メタンガス、エタンガス、プロパンガス、ブタンガス、エチレンガス、アセチレンガスなどが挙げられ、好ましくは、アセチレンガスが挙げられる。
また、原料ガスは、必要により、水素ガスや、不活性ガス（例えば、ヘリウム、アルゴンなど）、水蒸気などを含むこともできる。
原料ガスが水素ガスや不活性ガスを含む場合、原料ガスにおける炭化水素ガスの濃度は、例えば、１体積％以上、好ましくは、３０体積％以上、例えば、９０体積％以下、好ましくは、５０体積％以下である。原料ガスの供給時間としては、例えば、１分以上、好ましくは、５分以上、例えば、６０分以下、好ましくは、３０分以下である。
これによって、複数の粒状体９Ａのそれぞれを起点として、複数のカーボンナノチューブ４が成長する。なお、図２Ｃでは、便宜上、１つの粒状体９Ａから、１つのカーボンナノチューブ４が成長するように記載されているが、これに限定されず、１つの粒状体９Ａから、複数のカーボンナノチューブ４が成長してもよい。
このような複数のカーボンナノチューブ４は、基板１上において、互いに略平行となるように、基板１の厚み方向（上下方向）に延びている。つまり、複数のカーボンナノチューブ４は、基板１に対して直交するように配向（垂直に配向）されている。
カーボンナノチューブ４は、単層カーボンナノチューブおよび多層カーボンナノチューブのいずれであってもよく、好ましくは、多層カーボンナノチューブである。これらカーボンナノチューブ４は、単独使用または２種類以上併用することができる。
カーボンナノチューブ４の平均外径は、例えば、１ｎｍ以上、好ましくは、５ｎｍ以上、例えば、１００ｎｍ以下、好ましくは、５０ｎｍ以下、さらに好ましくは、２０ｎｍ以下である。
カーボンナノチューブ４の平均長さ（平均軸線方向寸法）は、例えば、１μｍ以上、好ましくは、１００μｍ以上、さらに好ましくは、２００μｍ以上、例えば、１０００μｍ以下、好ましくは、５００μｍ以下、さらに好ましくは、４００μｍ以下である。なお、カーボンナノチューブ４の層数、平均外径および平均長さは、例えば、ラマン分光分析や、電子顕微鏡観察などの公知の方法により測定される。
これによって、複数のカーボンナノチューブ４を備えるカーボンナノチューブアレイ２が、基板１上に形成される。
カーボンナノチューブアレイ２は、図１に示すように、上下方向に厚みを有し、上下方向と直交する面方向（前後方向および左右方向）に沿って延びる略シート形状を有している。詳しくは、カーボンナノチューブアレイ２は、複数のカーボンナノチューブ４が前後方向に直線的に並ぶ列２Ａを、左右方向に複数備えている。
カーボンナノチューブアレイ２において、複数の列２Ａは、左右方向に、例えば、１００ｎｍ〜２００ｎｍの間隔を隔てて配置されており、各列２Ａにおいて、複数のカーボンナノチューブ４は、前後方向に、例えば、１００ｎｍ〜２００ｎｍの間隔を隔てて配置されている。つまり、カーボンナノチューブアレイ２において、複数のカーボンナノチューブ４は、前後左右方向に密集している。
カーボンナノチューブアレイ２の嵩密度は、例えば、１０ｍｇ／ｃｍ３以上、好ましくは、２０ｍｇ／ｃｍ３以上、例えば、６０ｍｇ／ｃｍ３以下、好ましくは、５０ｍｇ／ｃｍ３以下である。なお、カーボンナノチューブアレイ２の嵩密度は、例えば、単位面積当たり質量（目付量：単位 ｍｇ／ｃｍ２）と、カーボンナノチューブの長さ（ＳＥＭ（日本電子社製）または非接触膜厚計（キーエンス社製）により測定）とから算出される。
次いで、図１および図２Ｄに示すように、カーボンナノチューブアレイ２から、カーボンナノチューブウェブ３を引き出すとともに、基板１を、カーボンナノチューブウェブ３のカーボンナノチューブアレイ２からの引出位置Ｐにおいて、カーボンナノチューブウェブ３の引出方向Ｄの下流に移動するように搬送する。
カーボンナノチューブアレイ２からカーボンナノチューブウェブ３を引き出すには、図１に示すように、例えば、カーボンナノチューブアレイ２のうち、各列２Ａの前端部に位置するカーボンナノチューブ４を、図示しない引出具により一括して保持し、基板１の厚み方向と交差する方向、好ましくは、前側に向かって引っ張る。
すると、引っ張られたカーボンナノチューブ４は、図２Ｄに示すように、対応する粒状体９Ａから引き抜かれる。このとき、引き抜かれるカーボンナノチューブ４に前後方向に隣接するカーボンナノチューブ４は、引き抜かれるカーボンナノチューブ４との摩擦力およびファンデルワ―ルス力などにより、そのカーボンナノチューブ４の一端（下端）が、引き抜かれるカーボンナノチューブ４の一端（下端）に付着され、対応する粒状体９Ａから引き抜かれる。
このとき、一端（下端）にカーボンナノチューブ４が付着されたカーボンナノチューブ４は、その一端（下端）が引出方向Ｄの下流に引っ張られることにより、カーボンナノチューブ４の他端（上端）が引出方向Ｄの上流に向かうように傾倒し、隣接するカーボンナノチューブ４の他端（上端）に付着する。
次いで、他端（上端）にカーボンナノチューブ４が付着されたカーボンナノチューブ４は、その他端（上端）が引出方向Ｄの下流に引っ張られることにより、その一端（下端）が対応する粒状体９Ａから引き抜かれ、隣接するカーボンナノチューブ４の一端（下端）に付着する。
これによって、複数のカーボンナノチューブ４が、順次連続して、カーボンナノチューブアレイ２から引き出され、複数のカーボンナノチューブ４が直線状に連続的に繋がるカーボンナノチューブ単糸１０を形成する。
より詳しくは、カーボンナノチューブ単糸１０において、連続するカーボンナノチューブ４は、それらカーボンナノチューブ４の一端（下端）同士または他端（上端）同士が付着されており、カーボンナノチューブ単糸１０の延びる方向に沿うように配向されている。
なお、図１および図２Ｄでは、便宜上、カーボンナノチューブ４が１本ずつ連続的に繋がり、カーボンナノチューブ単糸１０を形成するように記載されているが、実際には、複数のカーボンナノチューブ４からなる束（バンドル）が連続的に繋がり、カーボンナノチューブ単糸１０を形成している。
このようなカーボンナノチューブ単糸１０は、撚り合わされていない無撚糸であって、糸形状（線形状）を有している。つまり、カーボンナノチューブ単糸１０の撚り角度は、略０°である。
カーボンナノチューブ単糸１０の外径は、例えば、５ｎｍ以上、好ましくは、８ｎｍ以上、例えば、１００ｎｍ以下、好ましくは、８０ｎｍ以下、さらに好ましくは、５０ｎｍ以下である。
このようなカーボンナノチューブ単糸１０は、図１の拡大図に示すように、各列２Ａのカーボンナノチューブ４が、同時かつ平行に一括して引き出されるため、カーボンナノチューブ単糸１０の延びる方向と交差する方向に複数並列配置されている。
具体的には、複数のカーボンナノチューブ単糸１０は、前後方向に沿って延びており、左右方向に並列配置されている。これによって、並列配置される複数のカーボンナノチューブ単糸１０は、略シート形状を有しており、カーボンナノチューブウェブ３として形成される。
以上によって、基板１上のカーボンナノチューブアレイ２から、カーボンナノチューブウェブ３が引き出される。
このとき、カーボンナノチューブウェブ３は、図３Ａに示すように、カーボンナノチューブアレイ２におけるカーボンナノチューブ４の配向方向と直交する仮想平面Ｉ、すなわち、前後左右方向に沿って延びる仮想平面Ｉに対して、所定の引出角度θで傾斜するように、カーボンナノチューブアレイ２から引き出される。
カーボンナノチューブウェブ３の引出角度θとしては、実験の結果（表１参照）から例えば、０°以上、好ましくは、０°を超過し、さらに好ましくは、２°以上、例えば、３０°以下、好ましくは、１５°以下、さらに好ましくは、１０°以下、とりわけ好ましくは、５°以下である。
なお、カーボンナノチューブウェブ３は、仮想平面Ｉに対して、基板１と同じ側（具体的には下側）に、上記の引出角度θで傾斜してもよいが（図３Ａの仮想線参照）、好ましくは、仮想平面Ｉに対して、基板１と反対側（具体的には上側）に、上記の引出角度θで傾斜する（図３Ａの実線参照）。
カーボンナノチューブウェブ３の引き出し速度としては、例えば、１０ｍｍ／分以上、好ましくは、１００ｍｍ／分以上、さらに好ましくは、３００ｍｍ／分以上、例えば、１００００ｍｍ／分以下、好ましくは、１０００ｍｍ／分以下、さらに好ましくは、７００ｍｍ／分以下である。
また、カーボンナノチューブウェブ３がカーボンナノチューブアレイ２から引き出されると、図２Ｄに示されるように、複数のカーボンナノチューブ４がカーボンナノチューブアレイ２から引き出されるため、カーボンナノチューブアレイ２は、カーボンナノチューブウェブ３の引き出しに伴なって、基板１から順次剥離される。
すると、カーボンナノチューブウェブ３のカーボンナノチューブアレイ２からの引出位置Ｐは、基板１に対して、引出方向Ｄの上流に向かって移動する。
ここで、カーボンナノチューブウェブ３は、カーボンナノチューブ４の平均長さが２００μｍ〜４００μｍ、カーボンナノチューブアレイ２の嵩密が２０ｍｇ／ｃｍ３〜５０ｍｇ／ｃｍ３である場合、前後方向において、カーボンナノチューブアレイ２の１ｍｍ当たり、例えば、４００ｍｍ以上５００ｍｍ以下、引き出される。
そのため、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐの移動速度は、カーボンナノチューブウェブ３の引き出し速度に依存し、カーボンナノチューブウェブ３の引き出し速度に対して、例えば、１／７５０以上、好ましくは、１／６００以上、例えば、１／４００以下、好ましくは、１／２５０以下、さらに好ましくは、１／５００程度である。
具体的には、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐの移動速度は、例えば、０．５ｍｍ／分以上１．５ｍｍ／分以下である。
また、上記したように、カーボンナノチューブウェブ３の引き出しとともに、基板１を、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐにおいて、引出方向Ｄの下流に移動するように搬送する。例えば、カメラで引出位置Ｐをモニタリングしながら、引出速度および引出角度θを制御してもよい。
基板１の引出位置Ｐにおける移動速度は、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐの移動速度と同一である。
これによって、引出位置Ｐの基板１に対する移動が、基板１の引出位置Ｐにおける移動により相殺されて、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐが、引出方向Ｄにおいて、同一の位置に維持される。また、基板１の引出位置Ｐにおける移動により、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐに、カーボンナノチューブアレイ２が連続して供給され、カーボンナノチューブウェブ３が、カーボンナノチューブアレイ２から連続して引き出される。
その後、引出位置Ｐを通過し、カーボンナノチューブアレイ２が剥離された基板１は、図１に示すように、好ましくは、巻き取られる。より具体的には、搬送部材の一例としての巻取軸２５が、引出位置Ｐを通過した基板１を巻き取り回収する。
巻取軸２５は、左右方向に延びる円柱形状を有している。巻取軸２５は、その軸線を中心として回転可能である。巻取軸２５は、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐに対して、下側に間隔を空けて配置されている。
そして、巻取軸２５は、引出位置Ｐを通過した基板１が固定された後、左側面視時計回り方向に回転することにより、基板１に駆動力を供給して、基板１を上記の移動速度で搬送するとともに巻き取る。
また、第１実施形態では、基板１は、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐを通過した直後に、巻取軸２５に巻き取られている。つまり、基板１は、図３Ａに示すように、引出位置Ｐまで前後方向に沿って搬送され、引出位置Ｐを通過直後に、下方に向かって湾曲し、巻取軸２５に巻き取られている。
なお、基板１は、図示しないが、好ましくは、カーボンナノチューブアレイ２が形成された基板１をロール軸に巻回し、ロール軸から送り出される基板１を、巻取軸２５に巻き取ることにより搬送できる。
また、ロールツーロール方式により、搬送される基板１上に、カーボンナノチューブアレイ２を順次形成することもできる。詳しくは、カーボンナノチューブアレイ２が形成されていない基板１をロール軸に巻回し、基板１をロール軸から巻取軸２５に向かって搬送し、ロール軸と巻取軸２５との間において、搬送される基板１上に、カーボンナノチューブアレイ２を順次形成することもできる。
以上によって、カーボンナノチューブウェブ３が連続して製造されるとともに、カーボンナノチューブアレイ２が剥離された基板１が連続して回収される。
（２）カーボンナノチューブ集合体の製造方法
このようなカーボンナノチューブウェブ３は、各種産業製品、例えば、カーボンナノチューブ撚糸５、カーボンナノチューブ積層シート６（図４Ｂ参照）などに加工される。
第１実施形態では、カーボンナノチューブウェブ３が、カーボンナノチューブ集合体の一例としてのカーボンナノチューブ撚糸５に加工される態様について詳述する。
カーボンナノチューブウェブ３を、カーボンナノチューブ撚糸５に加工するには、まず、ローラの一例としてのテンションローラ２２を準備する（準備工程）。
テンションローラ２２は、左右方向に延びる円柱形状を有している。テンションローラ２２の外径は、特に制限されず、例えば、１ｃｍ以上２０ｃｍ以下である。テンションローラ２２の左右方向の寸法は、カーボンナノチューブウェブ３の左右方向の寸法よりも大きければ、特に制限されず、例えば、１ｃｍを超過し６００ｃｍ以下である。
そして、テンションローラ２２は、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐに対して、前側に間隔を隔てて配置されている。テンションローラ２２と引出位置Ｐとの間の間隔は、例えば、１０ｃｍ以上２０ｃｍ以下である。
次いで、カーボンナノチューブウェブ３を、テンションローラ２２の周面に位置するように、テンションローラ２２の周方向に引き回す（引回工程）。
このとき、カーボンナノチューブウェブ３は、テンションローラ２２における中心角が、例えば、５°〜１８０°の範囲、好ましくは、１０°〜１５０°の範囲、さらに好ましくは、６０〜１２０°の範囲のテンションローラ２２の周面上に配置される。
また、カーボンナノチューブウェブ３がテンションローラ２２の周面に引き回された状態において、カーボンナノチューブウェブ３の仮想平面Ｉに対する引出角度θは、上記の範囲に維持される。
次いで、カーボンナノチューブウェブ３を、テンションローラ２２上を通過させるように、テンションローラ２２から引き出す。
そして、カーボンナノチューブウェブ３を、回転させて、複数のカーボンナノチューブ単糸１０を撚り合わせる（加工工程）。これによって、カーボンナノチューブ撚糸５が製造される。
カーボンナノチューブ撚糸５の外径は、例えば、５μｍ以上、好ましくは、４０μｍ以上、例えば、８０μｍ以下、好ましくは、６０μｍ以下、さらに好ましくは、３０μｍ以下である。
また、カーボンナノチューブ撚糸５の嵩密度は、例えば、０．６ｇ／ｃｍ３以上、好ましくは、０．６ｇ／ｃｍ３を超過し、さらに好ましくは、０．８ｇ／ｃｍ３以上、例えば、２．０ｇ／ｃｍ３以下である。
（３）カーボンナノチューブウェブの製造装置
カーボンナノチューブ撚糸５の製造方法は、例えば、図１に示すように、カーボンナノチューブウェブの製造装置の一例としての紡績装置２０により連続的に実施される。紡績装置２０は、ウェブ製造ユニット２１と、引出部材の一例としての紡績ユニット２３とを備えている。
ウェブ製造ユニット２１は、紡績装置２０の後側部分に配置されており、カーボンナノチューブアレイ２からカーボンナノチューブウェブ３を連続して引き出すように構成されている。
ウェブ製造ユニット２１は、カーボンナノチューブアレイ２が配置される基板１と、図示しない引出具と、上記のテンションローラ２２と、上記の巻取軸２５とを備えている。
基板１は、可撓性を有しており、長尺かつ平帯形状を有している。カーボンナノチューブアレイ２は、基板１上において、前後方向に延びるように配置されている。
巻取軸２５は、基板１の前端部の下側に配置されている。巻取軸２５の周面には、基板１の前端部が固定されている。
テンションローラ２２は、カーボンナノチューブアレイ２の前端部に対して、前側に間隔を空けて配置されている。
紡績ユニット２３は、テンションローラ２２に対して下側に間隔を空けて配置されており、収束部２６と、回収部２４とを備えている。
収束部２６は、テンションローラ２２に対して下側に間隔を空けて配置されており、支持板２７と、１対の軸２８とを備えている。
支持板２７は、左右方向に延びる正面視略矩形形状の板形状を有している。１対の軸２８は、支持板２７の前面において、左右方向に互いに僅かな間隔を隔てて配置されている。軸２８は、前後方向に延びる略円柱形状を有しており、支持板２７に、軸芯周りに相対回転可能に支持されている。
回収部２４は、収束部２６に対して下側に間隔を空けて配置されている。回収部２４は、回転部３０と、糸巻軸２９と、回転軸３１とを備えている。
回転部３０は、上側に向かって開放される正面視略コ字状を有している。糸巻軸２９は、回転部３０の左右両側壁の間に配置されている。糸巻軸２９は、左右方向に延びる略円柱形状を有し、回転部３０の左右両側壁に回転可能に支持されている。
回転軸３１は、回転部３０に対して下側に配置されている。回転軸３１は、上下方向に延びる略円柱形状を有しており、その上端部が、回転部３０の下壁の左右方向中央に固定されている。これによって、回転部３０は、回転軸３１、つまり、上下方向に沿う軸線を回転中心として回転可能である。
このような紡績装置２０では、カーボンナノチューブアレイ２から、図示しない引出具により、各列２Ａのカーボンナノチューブ４を同時かつ平行に、前側に向かって引き出す。これにより、複数のカーボンナノチューブ単糸１０が、左右方向に並列配置される略シート形状のカーボンナノチューブウェブ３として、カーボンナノチューブアレイ２から引き出される。
次いで、カーボンナノチューブウェブ３を、テンションローラ２２の周方向に、テンションローラ２２の上端部から前端部に向かって略１／４周引き回す。その後、カーボンナノチューブウェブ３を、テンションローラ２２上を通過するように、テンションローラ２２から下側に引き出し、１対の軸２８の間を通過させる。
これによって、カーボンナノチューブウェブ３、つまり、複数のカーボンナノチューブ単糸１０が、線形状（糸形状）に束ねられる。そして、束ねられた複数のカーボンナノチューブ単糸１０の下端部を、回収部２４の糸巻軸２９に固定する。
このとき、カーボンナノチューブウェブ３は、カーボンナノチューブアレイ２とテンションローラ２２との間、および、テンションローラ２２と回収部２４との間のそれぞれにおいて、テンションローラ２２により張力がかけられている。
次いで、巻取軸２５、テンションローラ２２、糸巻軸２９および回転軸３１に駆動力を入力する。すると、巻取軸２５、テンションローラ２２および糸巻軸２９のそれぞれは、左側面視時計回り方向に回転し、回転部３０は、平面視時計回り方向に回転する。
すると、カーボンナノチューブウェブ３が、テンションローラ２２および糸巻軸２９の回転により、上記の引出速度で、カーボンナノチューブアレイ２から引き出されるとともに、基板１が、巻取軸２５の回転により、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐにおいて引出方向Ｄの下流に向かうように、上記の移動速度で搬送される。
これにより、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐが、引出方向Ｄにおいて、同一の位置に維持される。
そして、基板１は、引出位置Ｐにカーボンナノチューブアレイ２を連続して供給し、引出位置Ｐを通過した後、巻取軸２５に巻き取られる。なお、巻取軸２５は、基板１の巻き取りの進行に伴なって、下側に移動するように構成されている。
一方、カーボンナノチューブウェブ３は、引出角度θが上記の値（同一の角度）に維持されたまま、カーボンナノチューブアレイ２から連続して引き出される。
そして、カーボンナノチューブウェブ３は、テンションローラ２２上を通過した後、テンションローラ２２から下側に送り出され、１対の軸２８を通過して収束部２６に束ねられた後、回転軸３１の回転により、平面視時計回り方向に回転し撚り合わされながら、下側に向かって移動し、糸巻軸２９に巻き取られる。
このとき、回転部３０の回転速度（周速度）は、例えば、１０００ｒｐｍ以上、好ましくは、２０００ｒｐｍ以上、例えば、５０００ｒｐｍ以下、好ましくは、４０００ｒｐｍ以下である。
以上によって、カーボンナノチューブ撚糸５が、紡績装置２０により製造される。
このようなカーボンナノチューブ撚糸５は、例えば、炭素繊維が用いられる織物（シート）、電気機器（例えば、モータ、トランス、センサーなど）の導電線材など各種産業製品に利用される。
２．作用効果
カーボンナノチューブウェブ３を引き出す工程において、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐは、図１および図３Ａに示されるように、カーボンナノチューブウェブ３の引出方向Ｄにおいて、実質的に同一の位置に維持される。
そのため、カーボンナノチューブウェブ３とカーボンナノチューブアレイ２との相対的な位置関係が変動することを抑制できる。その結果、カーボンナノチューブウェブ３を、カーボンナノチューブアレイ２から安定して引き出すことができ、カーボンナノチューブウェブ３の生産効率の向上を図ることができる。
また、カーボンナノチューブウェブ３を引き出す工程において、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐは、図１および図３Ａに示されるように、基板１に対して引出方向Ｄの上流に移動する一方、基板１が、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐおいて、引出位置Ｐの移動速度と同一の速度で引出方向Ｄの下流に移動する。
そのため、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐの移動を、基板１の引出位置Ｐおける移動によって相殺でき、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐを、カーボンナノチューブウェブ３の引出方向Ｄにおいて、実質的に同一の位置に維持することができる。
そして、基板１が、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐおいて、引出方向Ｄの下流に移動するので、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐに、基板１上に配置されるカーボンナノチューブアレイ２を、順次供給することができる。
その結果、カーボンナノチューブウェブ３を、カーボンナノチューブアレイ２から、連続かつ安定して引き出すことができる。
また、カーボンナノチューブウェブ３を引き出す工程において、基板１は、図１および図３Ａに示されるように、引出位置Ｐを引出方向Ｄの下流に向かって通過し、カーボンナノチューブアレイ２が剥離された後、巻き取られる。
そのため、基板１が、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐを通過した後、カーボンナノチューブウェブ３の引き出しの邪魔になることを抑制でき、かつ、基板１を効率的に回収でき、省スペース化を図ることができる。
また、カーボンナノチューブウェブ３は、図３Ａに示すように、カーボンナノチューブアレイ２のカーボンナノチューブ４と直交する仮想平面Ｉに対して、０°以上１０°以下の角度で傾斜するように、カーボンナノチューブアレイ２から引き出される。
そのため、カーボンナノチューブウェブ３を、カーボンナノチューブアレイ２からより一層安定して引き出すことができ、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐを通過した基板１上に、カーボンナノチューブアレイ２が残存することを抑制できる。
カーボンナノチューブウェブ３は、図１に示すように、加工されることなく、テンションローラ２２の周方向に引き回され、テンションローラ２２上を通過した後、加工される。
つまり、カーボンナノチューブウェブ３おける複数のカーボンナノチューブ単糸１０は、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐとテンションローラ２２との間において、カーボンナノチューブ単糸１０の延びる方向と交差する方向に並列配置される状態、すなわち、互いに略平行となるように配置される状態が維持されている。
そして、カーボンナノチューブウェブ３は、テンションローラ２２上を通過した後、加工される。
そのため、加工に起因する力が、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐに作用することを、テンションローラ２２により抑制できる。
その結果、カーボンナノチューブウェブ３の安定した引き出しを確保でき、カーボンナノチューブウェブ３を円滑に加工することができる。その結果、カーボンナノチューブ４集合体の生産効率の向上を図ることができる。
また、図１に示すように、カーボンナノチューブウェブ３を撚り合わせるという簡易な方法により、カーボンナノチューブウェブ３を円滑に加工でき、カーボンナノチューブ撚糸５を製造できる。そのため、カーボンナノチューブ撚糸５の生産性の向上を図ることができる。
３．第２実施形態
次に、図４Ａおよび図４Ｂを参照して、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態では、上記した第１実施形態と同様の部材には同様の符号を付し、その説明を省略する。
第１実施形態では、図１に示すように、カーボンナノチューブウェブ３がカーボンナノチューブ撚糸５に加工されるが、第２実施形態では、カーボンナノチューブウェブ３が、図４Ｂに示すように、カーボンナノチューブ集合体の一例としてのカーボンナノチューブ積層シート６に加工される。
カーボンナノチューブウェブ３を、カーボンナノチューブ積層シート６に加工するには、図４Ａに示すように、まず、引出部材の一例としての巻回軸３４を準備する。
巻回軸３４は、左右方向に延びる円柱形状を有している。巻回軸３４は、テンションローラ２２よりも、カーボンナノチューブウェブ３の搬送方向の下流側に配置されている。
そして、カーボンナノチューブウェブ３を、カーボンナノチューブアレイ２から引き出した後、テンションローラ２２上を通過させ、次いで、カーボンナノチューブウェブ３の前端部（遊端部）を、巻回軸３４の周面に固定する。その後、巻回軸３４を左側面視時計回り方向に回転させる。
すると、カーボンナノチューブウェブ３が、上記の引出速度で、カーボンナノチューブアレイ２から引き出されるとともに、カーボンナノチューブウェブ３が、巻回軸３４の周面に順次巻き付けられる。
次いで、巻回軸３４に巻き付けられたカーボンナノチューブウェブ３を、切断刃（例えば、剃刀、カッター刃など）により、左右方向に切断し、巻回軸３４から離脱させる。
これによって、図４Ｂに示すように、シート形状を有するカーボンナノチューブ積層シート６が製造される。
カーボンナノチューブ積層シート６は、厚み方向に、複数のカーボンナノチューブウェブ３が積層されている。カーボンナノチューブウェブ３の積層数は、例えば、５層以上、好ましくは、１０層以上、例えば、１０００層以下、好ましくは、５００層以下である。
また、カーボンナノチューブ積層シート６の厚みは、例えば、０．０１μｍ以上、好ましくは、５μｍ以上、例えば、５００μｍ以下、好ましくは、２００μｍ以下である。
このようなカーボンナノチューブ積層シート６は、図４Ａに示すように、シート製造装置３３により連続的に製造することができる。なお、シート製造装置３３は、紡績ユニット２３に代えて、巻回軸３４を備える点以外は、紡績装置２０と同様である。すなわち、シート製造装置３３は、ウェブ製造ユニット２１と、巻回軸３４とを備えている。巻回軸３４は、テンションローラ２２に対して下側に間隔を空けて配置されている。
このような第２実施形態によれば、カーボンナノチューブウェブ３を巻回軸３４に複数周巻き付け、切断するという簡易な方法により、カーボンナノチューブウェブ３を円滑に加工でき、複数のカーボンナノチューブウェブ３が積層されるカーボンナノチューブ積層シート６を製造できる。そのため、カーボンナノチューブ積層シート６の生産性の向上を図ることができる。
このような第２実施形態によっても、上記の第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
４．変形例
第１実施形態および第２実施形態では、図３Ａおよび図４Ａに示すように、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐを通過した基板１が、巻取軸２５により巻き取られているが、これに限定されず、図５に示すように、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐを通過した基板１は、巻き取られなくてもよい。この場合、基板１は、可撓性を有していなくてもよい。
なお、図５では、基板１が、前側に向かうに従って、僅かに下側に傾斜するように搬送されており、カーボンナノチューブウェブ３が前後方向に沿うように引き出されている。
また、第１実施形態では、図３Ａに示すように、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐを通過した基板１が、引出位置Ｐの通過直後に、巻取軸２５に巻き取られているが、これに限定されず、引出位置Ｐを通過した基板１は、軸部材３５により搬送方向が変更された後、巻取軸２５に巻き取られてもよい。
軸部材３５は、左右方向に延びる略円柱形状を有している。軸部材３５は、その軸線を中心として回転可能である。そして、軸部材３５は、カーボンナノチューブウェブ３の引出位置Ｐに対して、下側に間隔を空けて配置されている。
この場合、巻取軸２５は、軸部材３５に対して、下側に間隔を空けて配置されており、基板１の巻き取りの進行に伴なって移動するように構成されなくてもよい。
また、第１実施形態では、テンションローラ２２および糸巻軸２９の回転により、カーボンナノチューブウェブ３が、カーボンナノチューブアレイ２から引き出されているが、これに限定されず、テンションローラ２２および糸巻軸２９のいずれか一方の回転のみにより、カーボンナノチューブウェブ３を、カーボンナノチューブアレイ２から引き出してもよい。
また、第１実施形態では、紡績装置２０が、ウェブ製造ユニット２１、テンションローラ２２および紡績ユニット２３を有し、カーボンナノチューブウェブ３のカーボンナノチューブアレイ２からの引き出しと、カーボンナノチューブウェブ３のカーボンナノチューブ撚糸５への加工とを連続して実施しているが、これに限定されない。
カーボンナノチューブウェブ３のカーボンナノチューブアレイ２からの引き出しと、カーボンナノチューブウェブ３の加工（紡績）とを別工程で実施してもよい。
例えば、図４Ａに示すように、カーボンナノチューブアレイ２から引き出されたカーボンナノチューブウェブ３を、巻回軸３４に巻回した後、巻回軸３４から引き出したカーボンナノチューブウェブ３を、別途加工してもよい。
また、第１実施形態では、図１に示すように、カーボンナノチューブウェブ３をカーボンナノチューブ撚糸５に加工するが、これに限定されず、カーボンナノチューブウェブ３を、カーボンナノチューブ集合体の一例としてのカーボンナノチューブ無撚糸に加工することもできる。
この場合、例えば、特開２０１４−１６９５２１号公報に記載の方法などにより、カーボンナノチューブウェブ３（複数のカーボンナノチューブ単糸１０）を穴部を有するダイに通過させる。
これら変形例によっても、上記の第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
これら第１実施形態、第２実施形態および変形例は、適宜組み合わせることができる。
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、それらに限定されない。以下の記載において用いられる配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値）に代替することができる。
実施例１
ステンレス製の基板（ステンレス基板）に二酸化ケイ素膜を積層した後、二酸化ケイ素膜上に、触媒層として鉄を蒸着した。なお、基板は、長尺の平帯形状を有しており、基板の長尺方向（縦方向）の長さは、１０ｍ、基板の幅方向（横方向）の長さは、２０ｍｍである。また、基板の厚みは、５０μｍである。
次いで、基板を所定の温度に加熱して、触媒層に原料ガス（アセチレンガス）を供給した。これにより、基板上において、長尺の平帯形状のカーボンナノチューブアレイを形成した（調製工程）。
カーボンナノチューブアレイにおいて、複数のカーボンナノチューブは、互いに略平行となるように延び、基板に対して直交するように配向（垂直配向）されていた。カーボンナノチューブの平均外径は、約１２ｎｍ、カーボンナノチューブの平均長さは、約３００μｍ、カーボンナノチューブアレイの嵩密度は、約４０ｍｇ／ｃｍ３であった。
次いで、カーボンナノチューブアレイが形成された基板を、図１および図３Ａに示すウェブ製造ユニット（カーボンナノチューブウェブ製造装置）にセットした。このとき、基板の前端部を、巻取軸の上端部に固定するとともに、カーボンナノチューブアレイの前端部を、ローラに対して、後側に位置させた。
そして、カーボンナノチューブアレイの前端部に配置される複数のカーボンナノチューブを、引出具により、全幅にわたって一括して保持し、前側に向かって引っ張った。
これによって、基板上のカーボンナノチューブアレイから、カーボンナノチューブウェブが引き出された。なお、カーボンナノチューブウェブにおいて、複数のカーボンナノチューブ単糸が、左右方向に並列配置されていた。カーボンナノチューブ単糸の平均径は、約６０ｎｍ〜８０ｎｍであった。
次いで、カーボンナノチューブウェブを前側に移動させるとともに、ローラに駆動力を入力して、ローラを左側面視時計回り方向に回転させた。
これによって、基板上のカーボンナノチューブアレイから、カーボンナノチューブウェブを連続して引き出すとともに、基板を、カーボンナノチューブウェブの引出位置において、前側に移動させた後、ローラに巻き付けた（引出工程）。
このとき、カーボンナノチューブウェブは、カーボンナノチューブアレイのカーボンナノチューブの配向方向と直交する仮想平面に対して、５°（引出角度θ）傾斜していた。
また、カーボンナノチューブウェブの引き出し速度は、５００ｍｍ／分であり、カーボンナノチューブアレイの剥離速度は、１ｍｍ／分であった。そして、基板の移動速度は、１ｍｍ／分であった。つまり、カーボンナノチューブアレイの剥離速度と、基板の移動速度は、同一の値であった。
そのため、カーボンナノチューブウェブの引出位置は、カーボンナノチューブウェブの引出方向において、常に同一の位置に維持され、仮想平面に対するカーボンナノチューブウェブの引出角度θは、５°に維持された。
以上により、長尺かつ平帯形状のカーボンナノチューブウェブを調製した。
実施例２
引出工程において、仮想平面に対するカーボンナノチューブウェブの引出角度θが、２°に変更されたこと以外は、実施例１と同様にして、長尺のカーボンナノチューブウェブを調製した。
実施例３
引出工程において、仮想平面に対するカーボンナノチューブウェブの引出角度θが、３°に変更されたこと以外は、実施例１と同様にして、長尺のカーボンナノチューブウェブを調製した。
実施例４
引出工程において、仮想平面に対するカーボンナノチューブウェブの引出角度θが、８°に変更されたこと以外は、実施例１と同様にして、長尺のカーボンナノチューブウェブを調製した。
実施例５
引出工程において、仮想平面に対するカーボンナノチューブウェブの引出角度θが、１０°に変更されたこと以外は、実施例１と同様にして、長尺のカーボンナノチューブウェブを調製した。
実施例６
引出工程において、仮想平面に対するカーボンナノチューブウェブの引出角度θが、１２°に変更されたこと以外は、実施例１と同様にして、長尺のカーボンナノチューブウェブを調製した。
実施例７
引出工程において、仮想平面に対するカーボンナノチューブウェブの引出角度θが、１５°に変更されたこと以外は、実施例１と同様にして、長尺のカーボンナノチューブウェブを調製した。
実施例８
引出工程において、仮想平面に対するカーボンナノチューブウェブの引出角度θが、０°に変更されたこと以外は、実施例１と同様にして、長尺のカーボンナノチューブウェブを調製した。
比較例１
引出工程において、基板を移動させなかったこと以外は、実施例１と同様にして、長尺のカーボンナノチューブウェブを調製した。
つまり、比較例１では、引出工程において、カーボンナノチューブウェブの引出位置は、カーボンナノチューブウェブの引き出しに伴なって、引出方向の上流に向かって移動し、仮想平面に対するカーボンナノチューブウェブの引出角度は、５°から徐々に小さくなるように変動した。
評価：
各実施例および比較例において、引出工程のカーボンナノチューブウェブおよびカーボンナノチューブアレイを目視により確認し、下記の基準で評価した。その結果を表１に示す。
Ａ：カーボンナノチューブアレイの全てが、カーボンナノチューブウェブとして、基板から剥離され、カーボンナノチューブウェブが連続して引き出された。
Ｂ：カーボンナノチューブアレイの一部（カーボンナノチューブアレイの全体に対して５％未満）が、基板上に残存したが、カーボンナノチューブウェブは、連続して引き出された。
Ｃ：カーボンナノチューブアレイの一部（カーボンナノチューブアレイの全体に対して６％以上１０％未満）が、基板上に残存したが、カーボンナノチューブウェブは、連続して引き出された。
Ｄ：カーボンナノチューブアレイの一部（カーボンナノチューブアレイの全体に対して１１％以上）が、基板上に残存し、カーボンナノチューブウェブの一部が途切れた。
１ 基板
２ カーボンナノチューブアレイ
４ カーボンナノチューブ
５ カーボンナノチューブ撚糸
６ カーボンナノチューブ積層シート
１０ カーボンナノチューブ単糸
２０ 紡績装置
２３ 紡績ユニット
２５ 巻取軸
３３ シート製造装置
３４ 巻回軸

Claims (8)

  1. 基板上に配置され、前記基板に対して垂直に配向される複数のカーボンナノチューブからなるカーボンナノチューブアレイを準備する工程と、
    前記カーボンナノチューブアレイから、複数のカーボンナノチューブが連続的に繋がるカーボンナノチューブ単糸が、前記カーボンナノチューブ単糸の延びる方向と交差する方向に複数並列配置されるカーボンナノチューブウェブを引き出す工程と、を含み、
    前記カーボンナノチューブウェブを引き出す工程において、
    前記カーボンナノチューブウェブの前記カーボンナノチューブアレイからの引出位置を、前記カーボンナノチューブウェブの引出方向において、同一の位置に維持することを特徴とする、カーボンナノチューブウェブの製造方法。
  2. 前記カーボンナノチューブウェブを引き出す工程において、
    前記カーボンナノチューブアレイは、前記カーボンナノチューブウェブの引き出しに伴なって、前記基板から順次剥離され、前記引出位置は、前記基板に対して前記引出方向の上流に移動され、
    前記基板を、前記引出位置が前記引出方向において同一の位置を維持するように、前記引出位置おいて、前記引出位置の移動速度と同一の速度で前記引出方向の下流に移動させ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ウェブの製造方法。
  3. 前記カーボンナノチューブウェブを引き出す工程において、前記カーボンナノチューブアレイが剥離された前記基板を巻き取ることを特徴とする、請求項２に記載のカーボンナノチューブウェブの製造方法。
  4. 前記カーボンナノチューブウェブを引き出す工程において、前記カーボンナノチューブウェブが、前記カーボンナノチューブアレイにおける前記カーボンナノチューブの配向方向と直交する仮想平面に対して、０°以上１５°以下の角度で傾斜するように、前記カーボンナノチューブアレイから引き出されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブウェブの製造方法。
  5. 円柱形状を有するローラを準備する工程と、
    請求項１〜４のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブウェブの製造方法により製造されるカーボンナノチューブウェブを、前記ローラの周面に位置するように、前記ローラの周方向に引き回す工程と、
    前記カーボンナノチューブウェブを、前記ローラ上を通過させた後、加工する工程と、を含んでいることを特徴とする、カーボンナノチューブ集合体の製造方法。
  6. 前記カーボンナノチューブウェブを加工する工程において、前記カーボンナノチューブウェブを撚り合わせて撚糸とする工程を含むことを特徴とする、請求項５に記載のカーボンナノチューブ集合体の製造方法。
  7. 前記カーボンナノチューブウェブを加工する工程は、
    円柱形状を有する巻回軸を準備する工程と、
    前記カーボンナノチューブウェブを、前記巻回軸の周面に複数周巻き付ける工程と、
    前記巻回軸の周面に複数周巻き付けられた前記カーボンナノチューブウェブを、前記巻回軸の軸線方向に切断して、シート形状に形成する工程と、を含むことを特徴とする、請求項５に記載のカーボンナノチューブ集合体の製造方法。
  8. 垂直に配向される複数のカーボンナノチューブからなるカーボンナノチューブアレイが配置される基板と、
    複数のカーボンナノチューブが連続的に繋がるカーボンナノチューブ単糸が、前記カーボンナノチューブ単糸の延びる方向と交差する方向に複数並列配置されるカーボンナノチューブウェブを、前記カーボンナノチューブアレイから引き出す引出部材と、
    前記カーボンナノチューブウェブの前記カーボンナノチューブアレイからの引出位置において、前記基板を、前記カーボンナノチューブウェブの引出方向の下流に向かって搬送する搬送部材と、を備えることを特徴とする、カーボンナノチューブウェブの製造装置。
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