TWI732750B - 碳奈米管高密度集合體的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的碳奈米管高密度集合體的製造方法包括以下步驟：準備配置於基板上、且包含相對於基板而垂直地配向的多根碳奈米管的碳奈米管集合體；以及於2600℃以上對碳奈米管集合體進行加熱處理。

Description

碳奈米管高密度集合體的製造方法
本發明是有關於一種碳奈米管高密度集合體及碳奈米管高密度集合體的製造方法。
已知碳奈米管具有優異的機械強度、導熱性及導電性。因此，正在研究使多根碳奈米管成長而製成碳奈米管集合體，用於各種產業製品。
對於此種碳奈米管集合體而言，為了進一步提高導熱性及導電性，期望多根碳奈米管的高密度化，因而正在研究各種可實現高密度化的碳奈米管集合體的製造方法。
例如已提出有一種配向碳奈米管．塊集合體的製造方法，其藉由化學氣相成長方法於基板上使與基板面垂直而配向的多根碳奈米管成長後，將多根碳奈米管自基板剝離，將剝離的多根碳奈米管暴露於水等液體下，繼而加以乾燥(例如參照專利文獻1)。
而且，於此種配向碳奈米管．塊集合體的製造方法中，製造密度為0.2g/cm3~1.5g/cm3的配向碳奈米管．塊集合體。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2007-182352號公報
然而，於專利文獻1所記載的配向碳奈米管．塊集合體的製造方法中，於將多根碳奈米管暴露於液體下時，有時多根碳奈米管的配向產生混亂，難以於配向碳奈米管．塊集合體中確保多根碳奈米管的配向性。
因此，對於此種配向碳奈米管．塊集合體而言，於碳奈米管的配向方向上分別提高導熱率及導電率存在極限。
因此，本發明的目的在於提供一種可於碳奈米管的配向方向上分別提高導熱率及導電率的碳奈米管高密度集合體及碳奈米管高密度集合體的製造方法。
本發明[1]包括一種碳奈米管高密度集合體的製造方法，其包括以下步驟：準備配置於基板上、且包含相對於所述基板而垂直地配向的多根碳奈米管的碳奈米管集合體；以及於2600℃以上對所述碳奈米管集合體進行加熱處理。
根據此種方法，將包含相對於基板而垂直地配向的多根碳奈米管的碳奈米管集合體於2600℃以上進行加熱處理，故構成碳奈米管的石墨烯(graphene)的結晶性提高，碳奈米管的配向性(直線性)提高。
若碳奈米管的配向性(直線性)提高，則於碳奈米管集 合體中，彼此鄰接的碳奈米管凝聚。
結果，碳奈米管高密度集合體可確保多根碳奈米管的配向性，並且提高多根碳奈米管的平均密度，且可實現多根碳奈米管的密度的均勻化。藉此，碳奈米管高密度集合體可於碳奈米管的配向方向上分別提高導熱率及導電率。
即，根據本發明的碳奈米管高密度集合體的製造方法，其為簡易的方法，並且可製造可於碳奈米管的配向方向上分別提高導熱率及導電率的碳奈米管高密度集合體。
本發明[2]包括如所述[1]所記載的碳奈米管高密度集合體的製造方法，其中於對所述碳奈米管集合體進行加熱處理的步驟中，將所述碳奈米管集合體自所述基板剝離後，對所述碳奈米管集合體進行加熱處理。
根據此種方法，對自基板剝離的碳奈米管集合體進行加熱處理，故可於碳奈米管集合體中，使多根碳奈米管以可靠地維持配向性的狀態順暢地凝聚。
另外，若於2600℃以上對配置於基板上的碳奈米管集合體進行加熱處理，則有時基板溶解，該溶解的基板附著於碳奈米管集合體、用以對碳奈米管集合體進行加熱的加熱爐上。
另一方面，根據所述方法，對自基板剝離的碳奈米管集合體進行加熱處理，故可抑制基板溶解，進而可抑制溶解的基板附著於碳奈米管集合體、加熱爐上的情況。
本發明[3]包括如所述[1]或[2]所記載的碳奈米管高密度 集合體的製造方法，其中於對所述碳奈米管集合體進行加熱處理的步驟中，以無負載的狀態對所述碳奈米管集合體進行加熱。
然而，若於對碳奈米管集合體施加負載的狀態下實施加熱處理，則妨礙多根碳奈米管的凝聚，有時因該負載而導致碳奈米管高密度集合體斷裂。
另一方面，根據所述方法，將碳奈米管集合體以無負載的狀態加熱，故確保多根碳奈米管的順暢的凝聚，可抑制碳奈米管高密度集合體斷裂的情況。
本發明[4]包括如所述[1]至[3]中任一項所記載的碳奈米管高密度集合體的製造方法，其中於對所述碳奈米管集合體進行加熱處理的步驟之後，更包括將所述碳奈米管集合體冷卻至2000℃以下的步驟，且依序反覆進行對所述碳奈米管集合體進行加熱處理的步驟、與將所述碳奈米管集合體冷卻的步驟。
根據此種方法，依序反覆進行對碳奈米管集合體進行加熱處理的步驟、與將碳奈米管集合體冷卻的步驟，故可進一步提高構成碳奈米管的石墨烯的結晶性，進而可可靠地分別提高碳奈米管高密度集合體的導熱率及導電率。
本發明[5]包括如所述[1]至[4]中任一項所記載的碳奈米管高密度集合體的製造方法，其中於對所述碳奈米管集合體進行加熱處理的步驟之後，更包括對所述碳奈米管集合體供給液體的步驟。
根據此種方法，對經加熱處理的碳奈米管集合體供給液 體。然而，經加熱處理的碳奈米管集合體中，多根碳奈米管的平均密度提高，故即便供給液體，亦可確保多根碳奈米管的配向性。
而且，藉由液體氣化，於經加熱處理的碳奈米管集合體中，彼此鄰接的碳奈米管凝聚。因此，可進一步提高碳奈米管高密度集合體的密度。
本發明[6]包括一種碳奈米管高密度集合體，其是藉由如所述[1]至[5]中任一項所記載的碳奈米管高密度集合體的製造方法而製造。
因此，可分別提高碳奈米管的配向方向上的導熱率及導電率。
本發明[7]包括一種碳奈米管高密度集合體，其是將沿既定方向配向的多根碳奈米管以於所述既定方向上不彼此連續、且於與所述既定方向正交的方向上彼此連續而成為片材形狀的方式排列，且排列成片材形狀的所述多根碳奈米管的平均體積密度超過50mg/cm3且為200mg/cm3以下，於排列成片材形狀的所述多根碳奈米管中，各部的體積密度相對於所述平均體積密度之比例為80%以上且120%以下，於所述多根碳奈米管中，以碳奈米管彼此接觸的方式保持形狀。
根據此種構成，沿既定方向配向、且排列成片材形狀的多根碳奈米管的平均體積密度超過50mg/cm3且為200mg/cm3以下，於排列成片材形狀的多根碳奈米管中，各部的密度相對於平均體積密度之比例為80%以上且120%以下。
因此，可於碳奈米管的配向方向上分別提高導熱率及導電率。
本發明的碳奈米管高密度集合體的製造方法為簡易的方法，並且可製造可於碳奈米管的配向方向上分別提高導熱率及導電率的碳奈米管高密度集合體。
另外，本發明的碳奈米管高密度集合體可於碳奈米管的配向方向上分別提高導電率及導熱率。
1:碳奈米管高密度集合體
2:碳奈米管
8:基板
9:不鏽鋼基板
10:二氧化矽膜
11:觸媒層
11A:粒狀體
13:碳奈米管集合體
13A:行
16:切斷刀
17:耐熱容器
17A:容器本體
17B:蓋部
圖1A為用以對本發明的碳奈米管高密度集合體的製造方法的一實施形態加以說明的說明圖，且表示於基板上形成觸媒層的步驟。圖1B表示繼圖1A之後對基板進行加熱，使觸媒層凝聚成多個粒狀體的步驟。圖1C表示繼圖1B之後對多個粒狀體供給原料氣體，使多根碳奈米管成長而製備碳奈米管集合體的步驟。圖1D表示繼圖1C之後將碳奈米管集合體自基板切斷的步驟。
圖2A表示繼圖1D之後將碳奈米管集合體自基板剝離的步驟。圖2B表示繼圖2A之後將碳奈米管集合體收容於耐熱容器內的步驟。圖2C表示繼圖2B之後對碳奈米管集合體進行加熱處理，製造碳奈米管高密度集合體的步驟。
圖3A為圖1C所示的碳奈米管集合體及基板的立體圖，且表示將碳奈米管集合體配置於基板上的狀態。圖3B為圖3A所示的 碳奈米管集合體及基板的立體圖，且表示將碳奈米管集合體自基板剝離的狀態。圖3C為圖2C所示的碳奈米管高密度集合體的立體圖。
圖4A為用以對比較例2的碳奈米管集合體的機械壓縮加以說明的說明圖，且表示碳奈米管集合體的壓縮前的狀態。圖4B表示繼圖4A後對碳奈米管集合體自一側進行機械壓縮的狀態。圖4C表示繼圖4B之後將碳奈米管集合體自另一側進行機械壓縮，製備比較例2的機械壓縮碳奈米管集合體的狀態。
圖5A表示實施例1的碳奈米管高密度集合體的拉曼光譜(Raman spectrum)。圖5B表示比較例3的碳奈米管集合體的拉曼光譜。
圖6為表示實施例1、實施例4~實施例6及比較例1的相對於加熱處理溫度的平均體積密度的圖表。
圖7A表示實施例1的碳奈米管高密度集合體的周緣部的掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope，SEM)照片。圖7B表示實施例1的碳奈米管高密度集合體的中央部的SEM照片。
圖8A表示比較例2的機械壓縮碳奈米管集合體的周緣部的SEM照片。圖8B表示比較例2的機械壓縮碳奈米管集合體的中央部的SEM照片。
圖9為用以對實施例1~實施例7的碳奈米管高密度集合體、及比較例1~比較例5的碳奈米管集合體各自的各部的體積密度的測定方法加以說明的說明圖。
圖10為表示各實施例的碳奈米管高密度集合體的熱阻的圖表。
1.碳奈米管高密度集合體的構成
如圖3C所示，碳奈米管高密度集合體1具有具備可撓性的片材狀(膜狀)，具體而言於既定方向上具有厚度，且於與既定方向(厚度方向)正交的面方向(縱向及橫向)上延伸而具有平坦的表面及平坦的背面。
碳奈米管高密度集合體1的厚度方向的尺寸例如為10μm以上，較佳為100μm以上，且例如為1000μm以下，較佳為400μm以下。
另外，碳奈米管高密度集合體1的形狀並無特別限制，自厚度方向觀察，例如為多角形形狀或圓形形狀，較佳為矩形形狀。
於自厚度方向觀察而碳奈米管高密度集合體1為矩形形狀的情形時，碳奈米管高密度集合體1的縱向尺寸例如為1mm以上，較佳為10mm以上，進而佳為25mm以上，且例如為300mm以下，較佳為50mm以下，橫向尺寸例如為1mm以上，較佳為10mm以上，進而佳為25mm以上，且例如為200mm以下，較佳為50mm以下。
如圖2C所示，此種碳奈米管高密度集合體1包含多根碳奈米管2。
多根碳奈米管2分別沿厚度方向配向，並且以於厚度方向上不彼此連續、且於面方向(縱向及橫向)上彼此連續而成為片材形狀的方式排列。藉此，碳奈米管高密度集合體1以多根碳奈米管2彼此接觸的方式保持形狀。再者，多根碳奈米管2中，於彼此鄰接的碳奈米管2間，凡得瓦力(Van Der Waals force)發揮作用。
多根碳奈米管2分別可為單層碳奈米管、二層碳奈米管及多層碳奈米管的任一種，較佳為多層碳奈米管。該些碳奈米管2可單獨使用或併用兩種以上。
多根碳奈米管2各自的平均外徑例如為1nm以上，較佳為5nm以上，且例如為100nm以下，較佳為50nm以下，進而佳為20nm以下。
另外，多根碳奈米管2各自的平均長度(平均配向方向的尺寸)並無特別限制，例如為10μm以上，較佳為100μm以上，進而佳為200μm以上，且例如為1000μm以下，較佳為500μm以下，進而佳為400μm以下。再者，碳奈米管2的平均外徑及平均長度例如可藉由電子顯微鏡觀察等公知的方法來測定。
另外，於碳奈米管高密度集合體1中，多根碳奈米管2的平均體積密度超過50mg/cm3，較佳為60mg/cm3以上，進而佳為100mg/cm3以上，且例如為300mg/cm3以下，較佳為200mg/cm3以下，進而佳為150mg/cm3以下。再者，碳奈米管2的平均體積密度例如是根據每單位面積的質量(基重：單位mg/cm2)、及碳奈 米管的平均長度(藉由SEM(日本電子公司製造)或非接觸膜厚計(基恩斯(Keyence)公司製造)測定)而算出。
另外，於碳奈米管高密度集合體1中，各部的體積密度相對於平均體積密度之比例(即，碳奈米管高密度集合體1中的特定(任意)部分相對於平均體積密度100%之程度)為80%以上，較佳為90%以上，且為120%以下，較佳為110%以下。
再者，關於碳奈米管高密度集合體1的各部的體積密度相對於平均體積密度之比例，例如可藉由以下方式算出：將碳奈米管高密度集合體1以體積彼此相等的方式多等分(例如三等分)後，與所述平均體積密度同樣地算出等分的碳奈米管高密度集合體1的各部分的體積密度，求出各部分的體積密度相對於所述平均體積密度之百分率。
另外，碳奈米管高密度集合體1的平均G/D比例如為2以上，較佳為5以上，進而佳為10以上，尤佳為20以上，且例如為30以下，較佳為25以下。
所謂G/D比，是指於碳奈米管的拉曼光譜中，在1590cm-1附近觀測到的被稱為G帶(G-band)的波峰(peak)的光譜強度相對於在1350cm-1附近觀測到的被稱為D帶(D-band)的波峰的光譜強度之比。
再者，D帶的光譜來源於碳奈米管的缺陷，G帶的光譜來源於碳的六員環的面內振動。
而且，碳奈米管高密度集合體1的導電率於厚度方向上 例如為4000S/m以上，較佳為8000S/m以上，進而佳為15000S/m以上，尤佳為22000S/m以上，且例如為50000S/m以下，較佳為30000S/m以下。再者，導電率可藉由公知的導電率測定裝置來測定。
另外，碳奈米管高密度集合體1的導熱率於厚度方向上例如為5W/(m．K)以上，較佳為10W/(m．K)以上，進而佳為20W/(m．K)以上，尤佳為30W/(m．K)以上，且例如為60W/(m．K)以下，較佳為40W/(m．K)以下。再者，導熱率可藉由公知的導熱率測定裝置來測定。
此種碳奈米管高密度集合體1例如是作為導熱性片材、導電性片材等而用於各種產業製品。
2.碳奈米管高密度集合體的製造方法
繼而，對碳奈米管高密度集合體1的製造方法加以說明。
如圖1A~圖2C所示，碳奈米管高密度集合體1的製造方法例如包括以下步驟：準備配置於基板8上的碳奈米管集合體13(參照圖1A~圖1C)；以及對碳奈米管集合體13進行加熱處理(參照圖1D~圖2C)。
於此種製造方法中，首先如圖1A所示般準備基板8。
基板8並無特別限定，例如可列舉可用於化學氣相成長法(化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition，CVD)法)的公知的基板，可使用市售品。
基板8具體可列舉矽基板、積層有二氧化矽膜10的不 鏽鋼基板9等，較佳可列舉積層有二氧化矽膜10的不鏽鋼基板9。再者，於圖1A~圖2A、圖3A及圖3B中，示出基板8為積層有二氧化矽膜10的不鏽鋼基板9的情形。
繼而如圖1A所示，於基板8上、較佳為二氧化矽膜10上形成觸媒層11。
於基板8上形成觸媒層11時，藉由公知的成膜方法於基板8(較佳為二氧化矽膜10)上將金屬觸媒成膜。
金屬觸媒例如可列舉鐵、鈷、鎳等，較佳可列舉鐵。此種金屬觸媒可單獨使用或併用兩種以上。
成膜方法例如可列舉真空蒸鍍及濺鍍，較佳可列舉真空蒸鍍。
藉此於基板8上配置觸媒層11。
再者，於基板8為積層有二氧化矽膜10的不鏽鋼基板9的情形時，例如亦可如日本專利特開2014-94856號公報所記載般，藉由以下方式同時形成二氧化矽膜10及觸媒層11：將二氧化矽前驅物溶液與金屬觸媒前驅物溶液混合，將所得的混合溶液塗佈於不鏽鋼基板9上後，使該混合液發生相分離，繼而加以乾燥。
繼而如圖1B所示，將配置有觸媒層11的基板8加熱至例如700℃以上且900℃以下。藉此，觸媒層11凝聚，成為多個粒狀體11A。
而且，如圖1C所示，對經加熱的基板8供給原料氣體。
原料氣體包含碳數1~4的烴氣體(低級烴氣體)。
碳數1~4的烴氣體例如可列舉甲烷氣體、乙烷氣體、丙烷氣體、丁烷氣體、乙烯氣體、乙炔氣體等，較佳可列舉乙炔氣體。
另外，原料氣體視需要亦可包含氫氣、惰性氣體(例如氦氣、氬氣等)、水蒸氣等。
於原料氣體包含氫氣、惰性氣體的情形時，原料氣體中的烴氣體的濃度例如為1體積%以上，較佳為30體積%以上，且例如為90體積%以下，較佳為50體積%以下。
原料氣體的供給時間例如為1分鐘以上，較佳為5分鐘以上，且例如為60分鐘以下，較佳為30分鐘以下。
藉此，將多個粒狀體11A分別作為起點，多根碳奈米管2成長。再者，圖1C中為方便起見，以自一個粒狀體11A成長一根碳奈米管2的方式記載，但不限定於此，亦可自一個粒狀體11A成長多根碳奈米管2。
此種多根碳奈米管2分別於基板8上以彼此大致成平行的方式於基板8的厚度方向上延伸。即，多根碳奈米管2是以相對於基板8而正交的方式配向(垂直地配向)。
藉此於基板8上形成包含多根碳奈米管2的碳奈米管集合體13。
此種碳奈米管集合體13如圖3A所示，於縱向上具備多個將多根碳奈米管2以於橫向上直線排列的方式配置的行13A。
於碳奈米管集合體13中，多根碳奈米管2的平均體積 密度例如為10mg/cm3以上，較佳為20mg/cm3以上，且例如為50mg/cm3以下。
繼而，視需要如圖2A及圖3B所示，將碳奈米管集合體13自基板8剝離。
於將碳奈米管集合體13自基板8剝離時，如圖1D所示，例如藉由切斷刀16將多根碳奈米管2的基端部(基板8側端部)一起切斷。
切斷刀16例如可列舉切割刀、剃刀等公知的金屬刀，較佳可列舉切割刀。切斷刀16的縱向尺寸較碳奈米管集合體13的縱向尺寸更長。
而且，以相對於碳奈米管集合體13而橫向鄰接的方式將切斷刀16配置於基板8的上表面後，使切斷刀16沿著基板8的上表面橫向滑動。
藉此將多根碳奈米管2的基端部一起切斷，將碳奈米管集合體13自基板8分離。
繼而，如圖2A所示，將自基板8分離的碳奈米管集合體13向上方提起。藉此將碳奈米管集合體13自基板8剝離。
自基板8剝離的碳奈米管集合體13藉由在多根碳奈米管2中彼此鄰接的碳奈米管2間發揮作用的凡得瓦力等而保持形狀。
此種碳奈米管集合體13的平均G/D比例如為1以上且小於2。
繼而如圖2C所示，對碳奈米管集合體13進行加熱處理。
於對碳奈米管集合體13進行加熱處理時，首先將碳奈米管集合體13配置於加熱爐內。
加熱爐並無特別限制，例如可列舉電阻加熱爐、感應加熱爐、直通電式電爐等，較佳為可列舉電阻加熱爐。另外，加熱爐可為批次式，亦可為連續式。
另外，碳奈米管集合體13較佳為如圖2B所示，以收容於耐熱容器17內的狀態而配置於加熱爐內。
耐熱容器17為耐熱溫度超過2600℃的耐熱容器，且例如可列舉由碳形成的碳容器、由陶瓷形成的陶瓷容器等公知的耐熱容器。此種耐熱容器中，較佳可列舉碳容器。
此種耐熱容器17例如具備向上方開放的容器本體17A、及用以將容器本體17A的上端部封閉的蓋部17B。
容器本體17A的形狀並無特別限制，例如可列舉向上方開放的大致箱形狀、向上方開放且將下端部封閉的大致圓筒形狀等。
容器本體17A的上下方向的內部尺寸為碳奈米管集合體13的上下方向的尺寸以上，且較佳為大於碳奈米管集合體13的上下方向的尺寸。更詳細而言，相對於碳奈米管集合體13的上下方向的尺寸，容器本體17A的上下方向的內部尺寸例如為1.0倍以上，較佳為1.5倍以上，且例如為10倍以下，較佳為5倍以下。
另外，於容器本體17A具有大致箱形狀的情形時，容器本體17A的橫向及縱向各方向的內部尺寸分別大於碳奈米管集合體13的橫向及縱向各方向的尺寸，於容器本體17A具有大致圓筒形狀的情形時，容器本體17A的內徑大於碳奈米管集合體13的橫向及縱向各方向的尺寸。
而且，碳奈米管集合體13較佳為以於上下方向上與蓋部17B空開間隔的方式收容於耐熱容器17內，進而佳為以相對於容器本體17A的側壁空開間隔的方式配置。
繼而，於加熱爐內流入惰性氣體，將加熱爐內置換為惰性氣體環境。惰性氣體例如可列舉氮氣、氬氣等，較佳為可列舉氬氣。
再者，於將碳奈米管集合體13收容於耐熱容器17內的情形時，藉由向加熱爐內流入惰性氣體、進行加熱爐的沖洗(purge)等，可抑制碳奈米管集合體13飛散的情況。
繼而，使加熱爐內的溫度以既定的升溫速度上升至加熱溫度後，於維持溫度的狀態下放置既定時間。
升溫速度例如為1℃/分鐘以上，較佳為3℃/分鐘以上，進而佳為5℃/分鐘以上，且例如為40℃/分鐘以下，較佳為20℃/分鐘以下，進而佳為小於10℃/分鐘。
加熱溫度為2600℃以上，較佳為2700℃以上，進而佳為2800℃以上。
若加熱溫度為所述下限以上，則可於碳奈米管集合體13 中使多根碳奈米管2可靠地凝聚。
另外，加熱溫度只要低於碳奈米管2的昇華溫度即可，較佳為3000℃以下。
若加熱溫度為所述上限以下，則可抑制碳奈米管2昇華。
既定時間(加熱時間)例如為10分鐘以上，較佳為1小時以上，且例如為5小時以下，較佳為3小時以下。
若既定時間為所述下限以上，則可於碳奈米管集合體13中使多根碳奈米管2可靠地凝聚，若既定時間為所述上限以下，則可提高碳奈米管高密度集合體1的量產性。
另外，碳奈米管集合體13較佳為以無負載的狀態(未對碳奈米管集合體13施加負重的狀態，即大氣壓下)進行加熱處理。
於對碳奈米管集合體13以無負載的狀態進行加熱處理時，如圖2C所示，將碳奈米管集合體13以於上下方向上與蓋部17B空開間隔、且相對於容器本體17A的側壁空開間隔的方式收容於耐熱容器17內後，藉由加熱爐對該耐熱容器17進行加熱。
藉由以上操作，對碳奈米管集合體13進行加熱處理。
而且，若如上文所述般對碳奈米管集合體13進行加熱處理，則於碳奈米管集合體13中，構成多根碳奈米管2的石墨烯的結晶性提高，碳奈米管2的配向性(直線性)提高。於是，於碳奈米管集合體13中，彼此鄰接的碳奈米管2藉由在該些碳奈米管2間發揮作用的凡得瓦力等，於維持配向性(直線性)的狀態 下以成為束狀的方式凝聚。
藉此，使碳奈米管集合體13全體均勻地凝聚，製備碳奈米管高密度集合體1。其後，視需要將碳奈米管高密度集合體1冷卻(例如自然冷卻)。
關於碳奈米管高密度集合體1的上下方向的尺寸(厚度)，因多根碳奈米管2於維持配向性(直線性)的狀態下凝聚，故與加熱處理前的碳奈米管集合體13的上下方向的尺寸(厚度)大致相同。更具體而言，相對於加熱處理前的碳奈米管集合體13的上下方向的尺寸，碳奈米管高密度集合體1的上下方向的尺寸例如為95%以上且105%以下，較佳為100%。
而且，相對於凝聚前的碳奈米管集合體13的體積，碳奈米管高密度集合體1的體積例如為5%以上，較佳為10%以上，進而佳為20%以上，且例如為90%以下，較佳為85%以下，進而佳為50%以下。
於此種碳奈米管高密度集合體1中，如圖2C及圖3C所示，沿厚度方向配向、且排列成片材形狀的多根碳奈米管2的平均體積密度超過50mg/cm3且為200mg/cm3以下。
另外，碳奈米管高密度集合體1的各部的體積密度相對於碳奈米管高密度集合體1的平均體積密度之比例(碳奈米管高密度集合體1中的特定(任意)部分相對於平均體積密度100%之程度)為80%以上且120%以下。即，碳奈米管高密度集合體1與藉由機械壓縮所製備的碳奈米管高密度集合體相比較，遍及碳奈 米管高密度集合體1全體而抑制體積密度的不均一。
因此，碳奈米管高密度集合體1可遍及其全體而分別提高碳奈米管2的配向方向(碳奈米管高密度集合體1的厚度方向)的導熱率及導電率。
再者，此種加熱處理是至少實施一次，亦可反覆多次。於加熱處理步驟中，藉由分別適當變更升溫速度及加熱處理的次數，可控制碳奈米管2的結晶性、及碳奈米管高密度集合體1的平均體積密度。
即，碳奈米管高密度集合體1的製造方法較佳為包括多次所述加熱處理步驟。於該情形時，碳奈米管高密度集合體1的製造方法於所述加熱處理步驟之後，包括將碳奈米管集合體13(碳奈米管高密度集合體1)冷卻的冷卻步驟，依序反覆進行加熱處理步驟與冷卻步驟。
再者，以下將第1次加熱處理步驟稱為一次加熱處理步驟，將進行了第1次加熱處理步驟的碳奈米管高密度集合體1稱為一次碳奈米管高密度集合體1。而且，將第n次(n=2以上)加熱處理步驟稱為n次加熱處理步驟(例如二次加熱處理步驟)，將進行了第n次加熱處理步驟的碳奈米管高密度集合體1稱為n次碳奈米管高密度集合體1(例如二次碳奈米管高密度集合體1)。
更具體而言，將如上文所述般經加熱處理的碳奈米管高密度集合體1(一次碳奈米管高密度集合體1)冷卻至既定的冷卻溫度以下(冷卻步驟)。
碳奈米管高密度集合體1的冷卻方法並無特別限制，可列舉公知的方法，較佳可列舉自然冷卻。
降溫速度並無特別限制，例如為-1℃/分鐘以上，較佳為-5℃/分鐘以上，進而佳為-50℃/分鐘以上，且例如為-300℃/分鐘以下，較佳為-150℃/分鐘以下。
冷卻溫度為2000℃以下，較佳為1000℃以下，進而佳為40℃以下，且例如為0℃以上。
若冷卻溫度為所述上限以下，則能可靠地提高石墨烯的結晶性，從而能可靠地提高碳奈米管高密度集合體1的平均G/D比。
另外，加熱溫度與冷卻溫度之差(加熱溫度-冷卻溫度)例如為600℃以上，較佳為1000℃以上，進而佳為2500℃以上，且例如為3000℃以下，較佳為2900℃以下。
若加熱溫度與冷卻溫度之差為所述範圍內，則能可靠地提高石墨烯的結晶性，從而能可靠地提高碳奈米管高密度集合體1的平均G/D比。
而且，將碳奈米管高密度集合體1於冷卻溫度以下維持既定時間。
既定時間例如為1秒鐘以上，較佳為10分鐘以上，進而佳為15分鐘以上，且例如為5小時以下，較佳為3小時以下，進而佳為1小時以下。
繼而，與所述加熱處理同樣地對經冷卻的碳奈米管高密 度集合體1進行加熱(二次加熱處理步驟)。而且，依序反覆進行加熱處理步驟與冷卻步驟。
加熱處理步驟與冷卻步驟的反覆次數例如為2次以上，且例如為100次以下，較佳為10次以下，尤佳為2次。
若反覆次數為所述下限以上，則能可靠地提高碳奈米管高密度集合體1的平均G/D比。若反覆次數為所述上限以下、特別是2次，則可提高碳奈米管高密度集合體1的量產性。
藉此製備n次碳奈米管高密度集合體1。
相對於一次碳奈米管高密度集合體1的體積，n次碳奈米管高密度集合體1的體積例如為80%以上且100%以下，n次碳奈米管高密度集合體1的平均體積密度的範圍與一次碳奈米管高密度集合體1的平均體積密度的範圍相同。即，於n次加熱處理步驟中，與一次加熱處理步驟相比較，碳奈米管高密度集合體1的體積密度的上升比例少。
另一方面，於n次加熱處理步驟中，構成碳奈米管的石墨烯的結晶性進一步提高。具體而言，相對於一次碳奈米管高密度集合體1的平均G/D比，n次碳奈米管高密度集合體1的平均G/D比例如超過1倍，較佳為1.2倍以上，且例如為3倍以下，進而佳為2倍以下。再者，一次碳奈米管高密度集合體1的平均G/D比例如為2以上且20以下。
另外，碳奈米管高密度集合體1的製造方法較佳為於所述加熱處理步驟之後，包括對碳奈米管集合體13(碳奈米管高密 度集合體1)供給液體的步驟(液體處理步驟)。
對碳奈米管高密度集合體1供給液體的方法例如可列舉：對碳奈米管高密度集合體1噴霧液體的方法、使碳奈米管高密度集合體1浸漬於液體中的方法等。此種供給液體的方法中，較佳可列舉使碳奈米管高密度集合體1浸漬於液體中的方法。
液體為於常溫常壓下揮發的液體(揮發性的液體)，且例如可列舉水、有機溶劑等。有機溶劑例如可列舉：低級(C1~C3)醇類(例如甲醇、乙醇、丙醇等)、酮類(例如丙酮等)、醚類(例如二乙醚、四氫呋喃等)、烷基酯類(例如乙酸乙酯等)、鹵化脂肪族烴類(例如氯仿、二氯甲烷等)、極性非質子類(例如N-甲基吡咯啶酮、二甲基甲醯胺等)、脂肪族烴類(例如己烷、庚烷、辛烷等)、脂環族烴類(例如環己烷、甲基環己烷等)、芳香族烴類(例如苯、甲苯等)等。
此種液體中，較佳可列舉水、低級醇類及脂肪族烴類。此種液體可單獨使用或併用兩種以上。
另外，液體處理步驟中的溫度例如為5℃以上，較佳為10℃以上，且例如為40℃以下，較佳為30℃以下。
液體的供給時間(浸漬時間)例如為3分鐘以上，較佳為5分鐘以上，且例如為120分鐘以下，較佳為90分鐘以下。
其後，視需要藉由公知的方法(例如自然乾燥等)使碳奈米管高密度集合體1乾燥。
藉此對碳奈米管高密度集合體1進行液體處理。
若對碳奈米管高密度集合體1供給液體，則藉由液體氣化，多根碳奈米管2維持配向性並且彼此凝聚，碳奈米管高密度集合體1的密度進一步提高。
具體而言，相對於液體處理前的碳奈米管高密度集合體1的體積，液體處理後的碳奈米管高密度集合體1的體積例如為30%以上，較佳為50%以上，且例如為90%以下，較佳為80%以下，進而佳為70%以下。
此種液體處理後的碳奈米管高密度集合體1中，多根碳奈米管2的平均體積密度為100mg/cm3以上且300mg/cm3以下。
再者，亦可將多次加熱處理步驟與液體處理步驟組合而實施。即，亦可依序反覆進行加熱處理步驟、冷卻步驟及液體處理步驟。另外，亦可於依次反覆進行加熱處理步驟及冷卻步驟後，實施液體處理步驟，亦可於實施一次加熱處理後，實施液體處理步驟，其後依次反覆進行加熱處理步驟及冷卻步驟。
另外，於碳奈米管高密度集合體1的製造方法中，如圖2C所示，於2600℃以上且3000℃以下對包含多根碳奈米管2的碳奈米管集合體13進行加熱處理。
藉此，構成碳奈米管2的石墨烯的結晶性提高，碳奈米管2的配向性(直線性)提高。於是，於碳奈米管集合體13中，多根碳奈米管2凝聚。
結果，與藉由伴隨著液體蒸發而產生的凝聚、機械壓縮而製備的情形相比較，碳奈米管高密度集合體1可確保多根碳奈 米管2的配向性，並且提高多根碳奈米管2的平均密度，且可實現多根碳奈米管2的密度的均勻化。
藉此，碳奈米管高密度集合體1可於碳奈米管2的配向方向上分別提高導熱率及導電率。
即，所述碳奈米管高密度集合體1的製造方法為簡易的方法，並且可製造所述碳奈米管高密度集合體1，故可降低製造成本。
另外，如圖2A~圖2C所示，將碳奈米管集合體13自基板8剝離後，進行加熱處理。
因此，可於碳奈米管集合體13中，使多根碳奈米管2以可靠地維持配向性的狀態順暢地凝聚。
另外，加熱處理步驟中，可抑制基板8溶解，進而可抑制溶解的基板8附著於碳奈米管集合體13、加熱爐上的情況。
另外，如圖2C所示，碳奈米管集合體13是以無負載的狀態進行加熱。因此，確保多根碳奈米管2的順暢的凝聚，可抑制碳奈米管高密度集合體1斷裂的情況。
另外，亦可實施多次加熱處理步驟。更具體而言，亦可反覆進行對碳奈米管集合體13進行加熱處理的步驟、與將碳奈米管集合體13冷卻的步驟。
藉此，可進一步提高構成碳奈米管2的石墨烯的結晶性，進而可分別可靠地提高碳奈米管高密度集合體1(n次碳奈米管高密度集合體1)的導熱率及導電率。
另外，亦可對經加熱處理的碳奈米管集合體13(碳奈米管高密度集合體1)供給液體。
藉此，若液體氣化，則於碳奈米管高密度集合體1中，彼此鄰接的碳奈米管2維持配向性並且凝聚。因此，可進一步提高碳奈米管高密度集合體1的密度。
再者，於碳奈米管高密度集合體1中，若多根碳奈米管2中大部分碳奈米管2彼此接觸，則一部分碳奈米管2亦可彼此空開少許的間隔而配置。更詳細而言，於將多根碳奈米管2全體設為100%的情形時，例如90%以上、較佳為95%以上、進而佳為98%以上，且例如100%以下、較佳為小於100%的碳奈米管2彼此接觸。
[實施例]
以下示出實施例對本發明加以更具體說明，但本發明不限定於該些實施例。以下的記載中所用的調配比例(含有比例)、物性值、參數等的具體數值可代替為所述「實施方式」中記載的與該些對應的調配比例(含有比例)、物性值、參數等相應記載的上限值(以「以下」、「小於」的形式定義的數值)或下限值(以「以上」、「超過」的形式定義的數值)。
實施例1
於不鏽鋼製的基板上全體積層二氧化矽膜後，於二氧化矽膜上蒸鍍鐵作為觸媒層。再者，基板具有俯視大致長方形形狀。
繼而，將基板加熱至700℃，對觸媒層供給原料氣體(乙 炔氣體)15分鐘。藉此，於基板上形成俯視大致長方形形狀的碳奈米管集合體。碳奈米管集合體中，多根碳奈米管以彼此大致成平行的方式延伸，且以相對於基板而正交的方式配向(垂直配向)。
碳奈米管的平均外徑為約12nm，碳奈米管的平均長度為約200μm。
另外，碳奈米管集合體的縱向尺寸為20mm，碳奈米管集合體的橫向尺寸為30mm，碳奈米管集合體的上下方向的尺寸與碳奈米管的平均長度相同。即，碳奈米管集合體的面積為600mm2，體積為120mm3。
另外，碳奈米管集合體中的多根碳奈米管的平均體積密度為約50mg/cm3。
繼而，使切割刀沿著基板移動，將碳奈米管集合體自基板割開並剝離。
繼而，將剝離的碳奈米管集合體收容於作為耐熱容器的碳容器內，將該碳容器配置於電阻加熱爐內。再者，碳容器具有向上方開放的容器本體、及將容器本體的上端部封閉的蓋部。容器本體的上下方向的內部尺寸為1mm，縱向的內部尺寸為45mm，橫向的內部尺寸為45mm。
詳細而言，於將碳奈米管集合體收容於碳容器內的狀態下，相對於蓋部於上下方向上空開間隔而配置，且相對於碳容器的側壁，於縱向及橫向上空開間隔而配置。即，碳奈米管集合體於收容於碳容器內的狀態下為無負載。
繼而，將電阻加熱爐內置換為氬氣環境後，以10℃/分鐘升溫至2800℃，於2800℃下保持2小時。
藉此，對收容於碳容器內的碳奈米管集合體以無負載的狀態進行加熱處理，製備碳奈米管高密度集合體。
其後，藉由自然冷卻(降溫速度：-100℃/分鐘)將碳奈米管高密度集合體冷卻至室溫。
碳奈米管高密度集合體的縱向尺寸為11mm，碳奈米管集合體的橫向尺寸為22mm，碳奈米管高密度集合體的上下方向的尺寸為約200μm。
即，碳奈米管高密度集合體的面積為242mm2，體積為48mm3。
實施例2
與實施例1同樣地形成多根碳奈米管的平均長度為約100μm的碳奈米管集合體。
即，碳奈米管集合體的縱向尺寸為20mm，碳奈米管集合體的橫向尺寸為30mm，碳奈米管集合體的上下方向的尺寸為約100μm。
另外，碳奈米管集合體中的多根碳奈米管的平均體積密度為約50mg/cm3。
繼而，與實施例1同樣地將碳奈米管集合體自基板剝離，進行加熱處理後，自然冷卻，獲得碳奈米管高密度集合體。
碳奈米管高密度集合體的縱向尺寸為11mm，碳奈米管 集合體的橫向尺寸為22mm，碳奈米管高密度集合體的上下方向的尺寸為約100μm。
實施例3
與實施例1同樣地形成多根碳奈米管的平均長度為約300μm的碳奈米管集合體。
即，碳奈米管集合體的縱向尺寸為20mm，碳奈米管集合體的橫向尺寸為30mm，碳奈米管集合體的上下方向的尺寸為約300μm。
另外，碳奈米管集合體中的多根碳奈米管的平均體積密度為約50mg/cm3。
繼而，與實施例1同樣地將碳奈米管集合體自基板剝離，進行加熱處理後，自然冷卻，獲得碳奈米管高密度集合體。
碳奈米管高密度集合體的縱向尺寸為11mm，碳奈米管集合體的橫向尺寸為22mm，碳奈米管高密度集合體的上下方向的尺寸為約300μm。
實施例4
除了將碳奈米管集合體的加熱處理溫度由2800℃變更為2600℃的方面以外，與實施例1同樣地獲得碳奈米管高密度集合體。
碳奈米管高密度集合體的縱向尺寸為18mm，碳奈米管集合體的橫向尺寸為27mm，碳奈米管高密度集合體的上下方向的尺寸為約200μm。
實施例5
除了將碳奈米管集合體的加熱處理溫度由2800℃變更為2900℃的方面以外，與實施例1同樣地製備碳奈米管高密度集合體。
碳奈米管高密度集合體的縱向尺寸為13mm，碳奈米管集合體的橫向尺寸為18mm，碳奈米管高密度集合體的上下方向的尺寸為約200μm。
實施例6
除了將碳奈米管集合體的加熱處理溫度由2800℃變更為3000℃的方面以外，與實施例1同樣地製備碳奈米管高密度集合體。
碳奈米管高密度集合體的縱向尺寸為12mm，碳奈米管集合體的橫向尺寸為17mm，碳奈米管高密度集合體的上下方向的尺寸為約200μm。
實施例7
除了於碳奈米管集合體的加熱處理時，於碳奈米管集合體上配置約2g的碳板的方面以外，與實施例5同樣地製備碳奈米管高密度集合體。
再者，實施例7中，碳奈米管高密度集合體1的一部分斷裂。
實施例8
除了碳奈米管的平均長度為約300μm以外，與實施例1同樣 地製備自基板剝離的碳奈米管集合體。
繼而，與實施例1同樣地將剝離的碳奈米管集合體收容於碳容器內，將該碳容器配置於電阻加熱爐內。
繼而，將電阻加熱爐內置換為氬氣環境後，以3℃/分鐘(2400℃~2800℃的範圍)升溫至2800℃，於2800℃下保持2小時(一次加熱處理)。
藉此，對收容於碳容器內的碳奈米管集合體以無負載的狀態進行加熱處理，製備一次碳奈米管高密度集合體。
其後，藉由自然冷卻(降溫速度：約-100℃/分鐘)將一次碳奈米管高密度集合體冷卻至室溫(冷卻步驟)。
一次碳奈米管高密度集合體的縱向尺寸為11mm，一次碳奈米管高密度集合體的橫向尺寸為22mm，一次碳奈米管高密度集合體的上下方向的尺寸為約300μm。
即，一次碳奈米管高密度集合體的面積為242mm2，體積為72.6mm3。
繼而，將一次碳奈米管高密度集合體再次收容於碳容器內，配置於電阻加熱爐內。
繼而，將電阻加熱爐內置換為氬氣環境後，以3℃/分鐘(2400℃~2800℃的範圍)升溫至2800℃，於2800℃下保持2小時(二次加熱處理)。
藉此製備二次碳奈米管高密度集合體。
其後，藉由自然冷卻(約-100℃/分鐘)將二次碳奈米管 高密度集合體冷卻至室溫(冷卻步驟)。
二次碳奈米管高密度集合體的尺寸與一次碳奈米管高密度集合體的尺寸相同。
實施例9
除了將一次加熱處理的加熱溫度變更為2600℃，及將二次加熱處理的加熱溫度變更為2600℃以外，與實施例8同樣地製備二次碳奈米管高密度集合體。
再者，一次碳奈米管高密度集合體及二次碳奈米管高密度集合體各自的縱向尺寸為18mm，碳奈米管集合體的橫向尺寸為27mm，碳奈米管高密度集合體的上下方向的尺寸為約300μm。
實施例10
與實施例8同樣地製備一次碳奈米管高密度集合體。再者，不實施二次加熱處理步驟。
實施例11
除了將升溫速度變更為1℃/分鐘以外，與實施例8同樣地製備一次碳奈米管高密度集合體。再者，不實施二次加熱處理步驟。
實施例12
與實施例8同樣地對碳奈米管集合體進行一次加熱處理後，自2800℃起以5℃/分鐘降溫至2000℃，繼而藉由自然冷卻(降溫速度：-100℃/分鐘)冷卻至室溫，製備一次碳奈米管高密度集合體。再者，不實施二次加熱處理步驟。
實施例13
除了將一次加熱處理的加熱時間變更為4小時以外，與實施例8同樣地製備一次碳奈米管高密度集合體。再者，不實施二次加熱處理步驟。
實施例14
除了碳奈米管的平均長度為約100μm以外，與實施例1同樣地製備自基板剝離的碳奈米管集合體。
再者，碳奈米管集合體的縱向尺寸為16mm，碳奈米管集合體的橫向尺寸為15mm，碳奈米管集合體的上下方向的尺寸與碳奈米管的平均長度相同。即，碳奈米管集合體的面積為240mm2，體積為24mm3。
繼而，與實施例1同樣地將剝離的碳奈米管集合體收容於碳容器內，將該碳容器配置於電阻加熱爐內。再者，碳容器的容器本體的上下方向的內部尺寸為0.5mm。
繼而，將電阻加熱爐內置換為氬氣環境後，以3℃/分鐘(2400℃~2800℃的範圍)升溫至2800℃，於2800℃下保持2小時。
藉此，對收容於碳容器內的碳奈米管集合體以無負載的狀態進行加熱處理，製備碳奈米管高密度集合體。
其後，藉由自然冷卻(約-100℃/分鐘)將碳奈米管高密度集合體冷卻至室溫。
碳奈米管高密度集合體的縱向尺寸為10.2mm，碳奈米管高密度集合體的橫向尺寸為9.2mm，碳奈米管高密度集合體的 上下方向的尺寸為約100μm。
即，碳奈米管高密度集合體的面積為93.8mm2，體積為9.38mm3。
繼而，於碳容器的容器本體內添加水，使碳奈米管高密度集合體於室溫(25℃)下於容器本體內的水中浸漬10分鐘(液體處理)。其後，將碳奈米管高密度集合體自水中提起，使其自然乾燥。
藉此，碳奈米管高密度集合體經液體處理。
經液體處理的碳奈米管高密度集合體的縱向尺寸為7.5mm，橫向尺寸為7.5mm，上下方向的尺寸為約100μm。
即，經液體處理的碳奈米管高密度集合體的面積為56.3mm2，體積為5.63mm3。
比較例1
除了將碳奈米管集合體的加熱處理溫度由2800℃變更為2200℃的方面以外，與實施例1同樣地製備經加熱處理的碳奈米管集合體(以下稱為低溫加熱碳奈米管集合體)。
低溫加熱碳奈米管集合體的縱向尺寸為20mm，低溫加熱碳奈米管集合體的橫向尺寸為30mm，低溫加熱碳奈米管集合體的上下方向的尺寸為約200μm。
比較例2
與實施例1同樣地準備自基板剝離的碳奈米管集合體。
繼而，如圖4A~圖4C所示，將碳奈米管集合體載置於 水平面上，以橫向尺寸成為21mm的方式自橫向一側將碳奈米管集合體機械壓縮後，以橫向尺寸成為12mm的方式自橫向另一側將碳奈米管集合體機械壓縮。
藉由以上操作而製備機械壓縮碳奈米管集合體。
機械壓縮碳奈米管集合體的縱向尺寸為20mm，機械壓縮碳奈米管集合體的橫向尺寸為12mm，機械壓縮碳奈米管集合體的上下方向的尺寸為約200μm。
比較例3
與實施例1同樣地製備多根碳奈米管的平均長度為約200μm的碳奈米管集合體。再者，碳奈米管集合體不進行加熱處理。
比較例4
與實施例1同樣地製備多根碳奈米管的平均長度為約100μm的碳奈米管集合體。再者，碳奈米管集合體不進行加熱處理。
比較例5
與實施例1同樣地製備多根碳奈米管的平均長度為約300μm的碳奈米管集合體。再者，碳奈米管集合體不進行加熱處理。
比較例6
與實施例14同樣地製備碳奈米管集合體。而且，對碳奈米管集合體不實施加熱處理，而與實施例14同樣地進行液體處理。
此時，碳奈米管集合體中，多根碳奈米管的配向混亂，多根碳奈米管於多處局部凝聚，並未均勻地高密度化。由此，碳奈米管集合體成為多孔性的結構，多根碳奈米管散亂。
(評價)
(1)G/D比測定
藉由拉曼分光裝置(日本分光公司製造)對各實施例中所得的碳奈米管高密度集合體、各比較例中所得的碳奈米管集合體(低溫加熱碳奈米管集合體、機械壓縮碳奈米管集合體及碳奈米管集合體)進行分析，根據所得的拉曼光譜算出G/D比。將其結果示於表1及表2中。
再者，將實施例1的碳奈米管高密度集合體的拉曼光譜示於圖5A中，將比較例3的碳奈米管集合體的拉曼光譜示於圖5B中。
(2)平均體積密度的測定
對各實施例的碳奈米管高密度集合體、比較例1的低溫加熱碳奈米管集合體及比較例2的機械壓縮碳奈米管集合體的平均體積密度進行測定。
再者，平均體積密度是根據每單位面積的質量(基重：單位mg/cm2)、及碳奈米管的長度(藉由SEM(日本電子公司製造)或非接觸膜厚計(基恩斯(Keyence)公司製造)進行測定)而算出。
而且，將相對於加熱處理溫度的平均體積密度的圖表示於圖6中。
(3)碳奈米管高密度集合體(碳奈米管集合體)的各部的體積密度測定
藉由下述方法對各實施例中所得的碳奈米管高密度集合體、各比較例中所得的碳奈米管集合體的各部的體積密度進行測定。
詳細而言，如圖9所示，將碳奈米管高密度集合體(或碳奈米管集合體)於橫向上三等分。而且，將碳奈米管高密度集合體(碳奈米管集合體)的橫向的一側部分稱為一周邊部，將碳奈米管高密度集合體(碳奈米管集合體)的橫向中央部分稱為中央部，將碳奈米管高密度集合體(碳奈米管集合體)的橫向的另一側部分稱為另一周邊部。
而且，與所述平均體積密度的算出同樣地算出一周邊部、中央部及另一周邊部各自的體積密度。將一周邊部及中央部的體積密度示於表1中。
再者，於各實施例的碳奈米管高密度集合體、各比較例的碳奈米管集合體中，一周邊部的體積密度與另一周邊部的體積密度大致相同。
另外，於比較例2的碳奈米管集合體中，另一周邊部的體積密度為95mg/cm3。
而且，對碳奈米管高密度集合體及碳奈米管集合體分別算出各部(一周邊部及中央部)的體積密度相對於平均體積密度之比例。將其結果示於表1中。
再者，將實施例1的碳奈米管高密度集合體的周緣部的掃描式電子顯微鏡(SEM)照片示於圖7A中，將實施例1的碳奈米管高密度集合體的中央部的SEM照片示於圖7B中。
另外，將比較例2的機械壓縮碳奈米管集合體的周緣部的SEM照片示於圖8A中，將比較例2的機械壓縮碳奈米管集合體的中央部的SEM照片示於圖8B中。
根據圖7A~圖8B，於實施例1的碳奈米管高密度集合體中，確認到於周緣部及中央部中分別於維持多根碳奈米管的配向性的狀態下凝聚成束狀，且該碳奈米管束經高密度地排列。
相對於此，於比較例2的機械壓縮碳奈米管集合體中，於周緣部中確認到多根碳奈米管的高密度化，但未確認到多根碳奈米管凝聚成束狀，另外，確認到一部分碳奈米管的配向混亂。
導電率：
對於各實施例中所得的碳奈米管高密度集合體、及各比較例中所得的碳奈米管集合體，藉由導電率測定裝置(吉時利(KEITHLEY)公司製造)來測定厚度方向(碳奈米管的配向方向)的導電率。將其結果示於表1中。再者，實施例7中所得的碳奈米管高密度集合體由於一部分斷裂，故無法測定導電率。
導熱率：
對於各實施例中所得的碳奈米管高密度集合體、及各比較例中所得的碳奈米管集合體，藉由熱阻定裝置(商品名：T3Ster DynTIM試驗器(Tester)，明導國際(Mentor Graphics)公司製造)來測定厚度方向(碳奈米管的配向方向)的熱阻。
更具體而言，藉由熱阻測定裝置所具備的加熱器及冷台(cold stage)，自厚度方向(碳奈米管的配向方向)的外側夾持碳 奈米管高密度集合體(碳奈米管集合體)，自厚度方向的外側藉由加熱器以既定的壓力加壓。而且，測定各壓力下的熱阻。將其結果示於圖10中。
而且，根據所測定的熱阻算出導熱率。將其結果示於表1及表2中。
Figure 105105758-A0305-02-0040-1
Figure 105105758-A0305-02-0041-2
再者，所述發明是作為本發明的實施形態而提供，其僅不過為例示，並不限定性地解釋。該技術領域的從業人員明知的本發明的變形例包括在後述申請專利範圍內。
[產業上之可利用性]
本發明的碳奈米管高密度集合體的製造方法可較佳地用於製造各種產業製品中使用的碳奈米管高密度集合體。
1:碳奈米管高密度集合體
2:碳奈米管
17:耐熱容器
17A:容器本體
17B:蓋部

Claims (3)

  1. 一種碳奈米管高密度集合體的製造方法，其特徵在於包括以下步驟：準備配置於基板上、且包含相對於所述基板而垂直地配向的多根碳奈米管的碳奈米管集合體；以及將所述碳奈米管集合體自所述基板剝離後，於惰性氣體環境下，以2800℃以上對所述碳奈米管集合體進行加熱處理。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的碳奈米管高密度集合體的製造方法，其中於對所述碳奈米管集合體進行加熱處理的步驟之後，更包括將所述碳奈米管集合體冷卻至2000℃以下的步驟，且依序反覆進行對所述碳奈米管集合體進行加熱處理的步驟、與將所述碳奈米管集合體冷卻的步驟。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的碳奈米管高密度集合體的製造方法，其中於對所述碳奈米管集合體進行加熱處理的步驟之後，更包括對所述碳奈米管集合體供給液體的步驟。
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