WO2020241177A1 - 積層体および積層体の製造方法 - Google Patents

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WO2020241177A1
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井上　鉄也
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日立造船株式会社
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    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
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    • H—ELECTRICITY
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01B5/02—Single bars, rods, wires, or strips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports

Definitions

  • the present invention relates to a laminate and a method for producing the laminate.
  • Carbon nanotubes are known to have excellent mechanical strength, thermal conductivity, and electrical conductivity, and the use of carbon nanotubes in various industrial products is being considered.
  • carbon nanotubes alone may not be able to sufficiently secure the required mechanical and electrical characteristics. Therefore, there is a demand for a composite material that can secure both the characteristics of carbon nanotubes and the characteristics of other materials by combining carbon nanotubes and other materials.
  • Such a carbon nanotube fiber composite draws carbon nanotube fibers from a carbon nanotube alignment film vertically oriented on a substrate, and then immerses the carbon nanotube fibers in a dispersion of metal nanoparticles and then twists them. Manufactured.
  • the carbon nanotube fiber composite described in Patent Document 1 since a plurality of carbon nanotubes constituting the carbon nanotube fibers come into contact with each other via the metal, it is possible to improve the electrical conductivity, while the voids inside Therefore, there is a limit to how much the density can be improved. Therefore, the carbon nanotube fiber composite described in Patent Document 1 may not be able to secure sufficient mechanical strength.
  • the present invention provides a laminate capable of improving mechanical strength while improving electrical conductivity, and a method for producing a laminate with high production efficiency.
  • the present invention [1] includes a laminated body in which metal layers and carbon nanotube layers are alternately laminated in the thickness direction of the metal layers.
  • the present invention [2] includes the laminate according to the above [1], wherein the metal layer and the carbon nanotube layer have a wound shape.
  • the present invention [3] includes the laminate according to the above [1] or [2], wherein the metal layer and the carbon nanotube layer have a roll shape.
  • the present invention [4] includes the laminate according to the above [1] or [2], wherein the metal layer and the carbon nanotube layer have a plate shape.
  • the present invention [5] includes the laminate according to the above [3] or [4], further comprising a core material around which the metal layer and the carbon nanotube layer are wound.
  • the present invention [6] includes the laminate according to the above [1], wherein the metal layer and the carbon nanotube layer have a sheet shape.
  • the carbon nanotube layer is continuously folded in a knot shape and includes a plurality of laminated portions overlapping in the thickness direction, and the metal layer is arranged between the laminated portions.
  • the laminate according to the above [6] is included.
  • a plurality of the carbon nanotube layers are arranged in the thickness direction at intervals so as not to be continuous, and the metal layers are arranged between the carbon nanotube layers.
  • 6] contains the laminate according to.
  • the present invention [9] includes the laminate according to the above [1], further comprising a core material in which the metal layer and the carbon nanotube layer are spirally wound, and having a thread shape.
  • the present invention [10] includes the laminate according to the above [1], wherein the metal layer and the carbon nanotube layer are spirally twisted to have a thread shape.
  • the present invention [11] includes a method for producing a laminated body, which comprises a step of alternately laminating metal layers and carbon nanotube layers in the thickness direction of the metal layers.
  • the present invention [12] includes the method for producing a laminate according to the above [11], wherein metal particles are adhered to the carbon nanotube layer before the step of laminating the metal layer and the carbon nanotube layer. There is.
  • the method for producing a laminate according to the above [11] or [12], wherein the metal layer contains at least one metal selected from the group consisting of Au, Ag, Cu and Al. includes.
  • metal layers and carbon nanotube layers are alternately laminated, and the metal layers extend continuously in a direction orthogonal to the thickness direction between the plurality of carbon nanotube layers. Therefore, it is possible to improve the electrical conductivity of the laminated body, reduce the voids inside the laminated body, and improve the mechanical strength of the laminated body.
  • the method for producing a laminate of the present invention includes a step of alternately laminating metal layers and carbon nanotube layers in the thickness direction of the metal layer, the above-mentioned laminate can be efficiently produced even though it is a simple method. Can be done.
  • FIG. 1A is a perspective view of a composite plyed yarn as a first embodiment of the laminated body of the present invention.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA of the composite twisted yarn shown in FIG. 1A.
  • FIG. 2 is a perspective view of a twisted yarn manufacturing apparatus for producing the composite twisted yarn shown in FIG.
  • FIG. 3A shows a step of forming a catalyst layer on the substrate shown in FIG.
  • FIG. 3B shows a step of heating the substrate to agglomerate the catalyst layer into a plurality of granules, following FIG. 3A.
  • FIG. 3C shows a step of supplying raw material gas to a plurality of granules to grow a plurality of carbon nanotubes, following FIG.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the twisted yarn manufacturing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a first modification (a mode in which a dipping tank is provided) of the twisted yarn manufacturing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a second modification (a mode in which a sprayer is provided) of the twisted yarn manufacturing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a composite plyed yarn as a second embodiment of the laminated body of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view of a twisted yarn manufacturing apparatus for producing the composite twisted yarn shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a composite plyed yarn as a third embodiment of the laminated body of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a twisted yarn manufacturing apparatus for producing the composite twisted yarn shown in FIG.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a composite sheet as a fourth embodiment of the laminated body of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view of an embodiment (a mode including a roller) of a sheet manufacturing apparatus for manufacturing the composite sheet shown in FIG.
  • FIG. 13A is a schematic configuration diagram of the sheet manufacturing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 13B is a perspective view of the composite sheet shown in FIG. FIG.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a plate-shaped wound body according to the manufacture of the composite sheet shown in FIG.
  • FIG. 15 is a schematic configuration of another embodiment (a mode including a plate) of the sheet manufacturing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of a composite sheet as a sixth embodiment of the laminated body of the present invention.
  • FIG. 17A is an explanatory diagram for explaining one embodiment of the composite twisted yarn manufacturing process as the seventh embodiment of the laminate of the present invention, and FIG. 17A shows a step of cutting the composite sheet.
  • FIG. 17B shows a state in which the cut composite sheet is being twisted, following FIG. 17A.
  • FIG. 17C shows a state in which the twisting of the composite sheet is completed following FIG. 17B.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram for explaining one embodiment of the manufacturing process of the composite untwisted yarn as the eighth embodiment of the laminated body of the present invention
  • FIG. 18A is a step of winding the cut composite sheet. Is shown.
  • FIG. 18B shows a step of preparing a wound composite sheet into a thread shape by a die following FIG. 18A.
  • FIG. 19 shows a cross-sectional view of the composite untwisted yarn shown in FIG. 18B.
  • the laminate of the present invention is a composite material in which a metal and carbon nanotubes (hereinafter referred to as CNT) are composited, and metal layers and carbon nanotube layers (hereinafter referred to as CNT layers) are alternately laminated. Has been done.
  • CNT metal and carbon nanotubes
  • CNT layers metal layers and carbon nanotube layers
  • the shape of such a laminated body is not particularly limited as long as the metal layers and the CNT layers are alternately laminated.
  • Examples of the shape (outer shape) of the laminated body include a thread shape, a sheet shape, a cylindrical shape, and a cylindrical shape.
  • examples of the laminating mode of the laminated body include a wound shape and a concentric circle shape.
  • the laminated body is a composite twisted yarn having a wound shape and a yarn shape.
  • the laminated body is a composite twisted yarn having a concentric shape and a yarn shape.
  • the laminated body is a composite sheet having a sheet shape.
  • the laminate is a composite twisted yarn produced from a composite sheet.
  • the laminate is a composite untwisted yarn manufactured from a composite sheet.
  • the composite twisted yarn 1 has a yarn shape extending in a predetermined direction.
  • the length direction of the composite twisted yarn 1 is the yarn length direction
  • the direction orthogonal to the yarn length direction is the yarn diameter direction.
  • the composite plying 1 includes a core material 10, a metal layer 11, and a carbon nanotube layer 12 (hereinafter referred to as a CNT layer 12).
  • the core material 10 has a linear shape extending in the thread length direction.
  • a metal layer 11 and a CNT layer 12 are spirally wound around the core material 10.
  • the cross-sectional shape of the core material 10 (the cross-sectional shape when the core material 10 is cut in the thread diameter direction) is not particularly limited, but has, for example, a circular shape.
  • the material of the core material 10 is appropriately selected depending on the use of the composite twisted yarn 1, and examples thereof include glass fiber, carbon fiber, CNT, metal, and polymer material. In the first embodiment, an embodiment in which the material of the core material 10 is a metal will be described.
  • metals for example, aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), silver (Ag),
  • metals for example, aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), silver (Ag),
  • metals for example, aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), silver (Ag),
  • preferred examples include gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), and alloys containing them.
  • the outer diameter of the core material 10 is, for example, 5 ⁇ m or more, for example, 100 ⁇ m or less, preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 30 ⁇ m or less, and particularly preferably 15 ⁇ m or less.
  • the metal layer 11 and the CNT layer 12 are arranged around the core material 10 and extend spirally in the thread length direction so as to cover the entire core material 10. Further, the metal layer 11 and the CNT layer 12 have a spiral shape in which the core material 10 is spirally wound, and are alternately laminated in the thread diameter direction.
  • the metal layer 11 has a spiral shape, specifically, has a predetermined thickness, and extends in a direction orthogonal to the thickness direction.
  • the thickness direction of the metal layer 11 is the same as the yarn diameter direction.
  • Examples of the material of the metal layer 11 include the above-mentioned metals, preferably gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), and alloys containing them, and more preferably. Examples include gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), and alloys containing them.
  • the material of the core material 10 is a metal
  • the material of the metal layer 11 is preferably the same metal as the core material 10 or an alloy containing the same metal as the core material 10.
  • the material of the metal layer 11 has a high affinity with the same metal as the core material 10 (for example, gold and copper, silver or platinum, or aluminum and titanium, nickel or magnesium), or an affinity with the core material 10. It is preferably an alloy containing a metal having high properties.
  • the thickness (dimension in the thread diameter direction) of the metal layer 11 is, for example, 0.1 ⁇ m or more, preferably 1 ⁇ m or more, for example, 20 ⁇ m or less, preferably 10 ⁇ m or less.
  • the metal layer 11 is preferably a thinly stretched metal having good malleability such as a metal foil.
  • the number of turns (number of layers) of the metal layer 11 is, for example, 2 times or more, for example, 10 times or less, preferably 5 times or less.
  • the volume ratio of the metal layer 11 is, for example, 1% by volume or more, preferably 5% by volume or more, for example, 50% by volume or less, preferably 30 volumes, based on the total volume of the metal layer 11 and the CNT layer 12. % Or less.
  • the CNT layer 12 is located between the metal layers 11 adjacent to each other in the yarn radial direction in the composite twisted yarn 1. As shown in FIG. 2, the CNT layer 12 includes a plurality of CNTs 13. Specifically, the CNT layer 12 includes a carbon nanotube web 14 (hereinafter referred to as CNT web 14). The CNT layer 12 may be composed of one CNT web 14, or may be composed of a plurality of CNT webs 14 stacked on each other.
  • the CNT web 14 is composed of a plurality of carbon nanotube single threads 15 (hereinafter referred to as CNT single threads 15), which will be described in detail later.
  • Each of the plurality of CNT single yarns 15 includes a plurality of CNTs 13 which are continuously connected in a linear shape.
  • the plurality of CNT single yarns 15 spirally extend around the core material 10 in the composite twisted yarn 1. That is, the CNT layer 12 includes a plurality of CNT single yarns 15 oriented in the same direction.
  • the thickness (dimension in the thread diameter direction) of the CNT layer 12 is, for example, 10 nm or more, preferably 50 nm or more, for example, 10 ⁇ m or less, preferably 5 ⁇ m or less.
  • the thickness of the CNT layer 12 (thickness of the CNT layer 12 / thickness of the metal layer 11) with respect to the thickness of the metal layer 11 is, for example, 1 or more, preferably 2 or more, for example, 10 or less, preferably 5 or less.
  • the range of the number of turns (number of layers) of the CNT layer 12 is the same as the range of the number of turns (number of layers) of the metal layer 11 described above, for example.
  • the volume ratio of the CNT layer 12 is, for example, 50% by volume or more, preferably 70% by volume or more, for example, 99% by volume or less, preferably 95% by volume, based on the total volume of the metal layer 11 and the CNT layer 12. % Or less.
  • the outer diameter of such a composite twisted yarn 1 is, for example, 10 ⁇ m or more, for example, 150 ⁇ m or less, preferably 60 ⁇ m or less, more preferably 40 ⁇ m or less, and particularly preferably 20 ⁇ m or less.
  • the number of twists of the composite twisted yarn 1 is, for example, 100 T / m or more, preferably 500 T / m or more, for example, 10,000 T / m or less, preferably 5000 T / m or less.
  • the density of the composite twisted yarn 1 is, for example, 2 g / cm 3 or more, preferably 3 g / cm 3 or more, for example, 10 g / cm 3 or less.
  • the density can be calculated by dividing the mass of the composite twisted yarn 1 by the volume.
  • the tensile strength of the composite twisted yarn 1 is, for example, 200 MPa or more, preferably 300 MPa or more, for example, 1 GPa or less, preferably 0.7 GPa or less.
  • the tensile strength of the composite plying is such that one end of the composite plying is fixed, the other end of the composite plying is fixed to a force gauge, and the load pulled up at 0.2 mm / sec to be torn is defined as the breaking strength. It can be calculated by dividing by the cross-sectional area of the composite plyed yarn (the same applies hereinafter).
  • the electrical resistivity of the composite twisted yarn 1 is, for example, 1 ⁇ 10 -5 m ⁇ ⁇ cm or less, preferably 4 ⁇ 10 -6 m ⁇ ⁇ cm or less in the yarn length direction.
  • the electrical resistivity can be measured by a known electrical resistance measuring device (the same applies hereinafter).
  • Such composite twisted yarn 1 is used in various industrial products such as textiles (sheets) in which carbon fibers are used and conductive wires for electronic devices (for example, motors, transformers, sensors, etc.).
  • the method for producing the composite plying 1 includes a step of alternately laminating the CNT layer 12 and the metal layer 11 composed of the CNT web 14 around the core material 10 in the thickness direction of the metal layer 11.
  • the vertically oriented carbon nanotube group 21 (Vertically Aligned carbon nanotubes; hereinafter referred to as VACNTs 21) is vertically oriented on the substrate 20. Prepare.
  • the substrate 20 is not particularly limited, and examples thereof include known substrates used in the CVD method, and commercially available products can be used.
  • Specific examples of the substrate 20 include a silicon substrate and a stainless steel substrate 23 on which the silicon dioxide film 22 is laminated, and preferably a stainless steel substrate 23 on which the silicon dioxide film 22 is laminated.
  • 3A to 3D show an embodiment in which the substrate 20 is a stainless steel substrate 23 on which the silicon dioxide film 22 is laminated.
  • the catalyst layer 24 is formed on the silicon dioxide film 22 (substrate 20).
  • a metal catalyst is formed on the silicon dioxide film 22 by a known film forming method.
  • metal catalyst examples include iron, cobalt, nickel and the like, and iron is preferable. Such metal catalysts can be used alone or in combination of two or more.
  • film forming method examples include vacuum vapor deposition and sputtering, and preferably vacuum vapor deposition.
  • the substrate 20 on which the catalyst layer 24 is arranged is heated to, for example, 700 ° C. or higher and 900 ° C. or lower.
  • the catalyst layer 24 aggregates into a plurality of granules 24A.
  • the raw material gas is supplied to the heated substrate 20 for, for example, 1 minute or more and 30 minutes or less.
  • the raw material gas contains a hydrocarbon gas having 1 to 4 carbon atoms (lower hydrocarbon gas).
  • the hydrocarbon gas having 1 to 4 carbon atoms include methane gas, ethane gas, propane gas, butane gas, ethylene gas, acetylene gas, and the like, and acetylene gas is preferable.
  • the raw material gas may include hydrogen gas, an inert gas (for example, helium, argon, etc.), water vapor, and the like, if necessary.
  • a plurality of CNTs 13 grow from each of the plurality of granules 24A as a starting point.
  • FIG. 3C for convenience, it is described that one CNT 13 grows from one granule 24A, but the present invention is not limited to this, and even if a plurality of CNTs 13 grow from one granule 24A. Good.
  • Each of the plurality of CNTs 13 may be either a single-walled carbon nanotube or a multi-walled carbon nanotube, and is preferably a multi-walled carbon nanotube. These CNTs 13 can be used alone or in combination of two or more.
  • the average outer diameter of CNT 13 is, for example, 1 nm or more, preferably 5 nm or more, for example, 100 nm or less, preferably 50 nm or less.
  • the average length (average axial dimension) of the CNT 13 is, for example, 1 ⁇ m or more, preferably 100 ⁇ m or more, for example, 1000 ⁇ m or less, preferably 500 ⁇ m or less.
  • the number of layers, the average outer diameter and the average length of the CNT 13 are measured by a known method such as Raman spectroscopic analysis or electron microscope observation.
  • the plurality of CNTs 13 extend on the substrate 20 in the thickness direction of the substrate 20 so as to be substantially parallel to each other, and are oriented (oriented vertically) so as to be orthogonal to the substrate 20. As a result, VACNTs 21 composed of a plurality of CNTs 13 grow on the substrate 20.
  • the VACNTs 21 arranged on the substrate 20 are prepared. As shown in FIG. 2, the VACNTs 21 have a substantially rectangular shape in a plan view extending in the plane direction (vertical direction and horizontal direction) orthogonal to the thickness direction (vertical direction) of the substrate 20.
  • the VACNTs 21 includes a plurality of rows 21A in which a plurality of CNTs 13 are linearly arranged in the vertical direction in the horizontal direction. In VACNTs 21, the plurality of CNTs 13 are densely packed with each other in the plane direction (vertical direction and horizontal direction).
  • the bulk density of VACNTs21 is, for example, 10 mg / cm 3 or more, preferably 20 mg / cm 3 or more, for example 60 mg / cm 3 or less, preferably 50 mg / cm 3 or less.
  • the CNTs 13 located at one end of each row 2A of the VACNTs 21 are collectively held by a drawer (not shown) and pulled away from the substrate 20.
  • the pulled CNT 13 is pulled out from the granular material 24A as shown in FIG. 3D.
  • the CNT 13 to be pulled out adheres to the adjacent CNT 13, and then the attached CNT 13 is pulled out from the granular material 24A.
  • a plurality of CNTs 13 are sequentially and continuously drawn out from the VACNTs 21, and a CNT single yarn 15 in which the plurality of CNTs 13 are continuously connected in a linear shape is formed.
  • FIG. 3D for convenience, it is described that the CNTs 13 are continuously connected one by one to form the CNT single yarn 15, but in reality, bundles composed of a plurality of CNTs 13 are continuously connected. They are connected to form a CNT single yarn 15.
  • Such a CNT single yarn 15 is an untwisted untwisted yarn, and the twist angle is approximately 0 °.
  • the outer diameter of the CNT single yarn 15 is, for example, 5 nm or more, preferably 8 nm or more, for example, 100 nm or less, preferably 80 nm or less, and more preferably 50 nm or less.
  • a plurality of CNT single yarns 15 are arranged in parallel so that the CNTs 13 of each row 2A are pulled out at the same time and in parallel.
  • the plurality of CNT single yarns 15 arranged in parallel are formed as the CNT web 14 having a substantially sheet shape.
  • the core material 10 described above and the metal layer 11 described above are prepared.
  • the core material 10 has a linear shape extending in the thread length direction, and the metal layer 11 has a long flat band shape (sheet shape).
  • the widthwise dimensions of the metal layer 11 are, for example, the same as the widthwise dimensions of the CNT web 14.
  • the metal layer 11 and the CNT web 14 are overlapped with each other, and they are simultaneously wound around the core material 10 from the same side with respect to the core material 10. Specifically, the core material 10 is moved in the thread length direction while rotating. As a result, the metal layer 11 and the CNT web 14 are spirally wound around the peripheral surface of the core material 10. As a result, the metal layer 11 and the CNT layer 12 composed of the CNT web 14 are alternately laminated in the thread diameter direction (thickness direction of the metal layer 11) around the core material 10.
  • one metal layer 11 and one CNT web 14 are wound around the core material 10, but a plurality of CNT webs 14 are stacked and the core material 10 is wound together with the metal layer 11. It can also be wrapped around. In this case, a plurality of VACNTs 21 are prepared, and the CNT web 14 is pulled out from each VACNTs 21.
  • the core material 10 in which the metal layer 11 and the CNT layer 12 are laminated is twisted to manufacture the composite twisted yarn 1.
  • the core material 10 is arranged substantially in the center of the composite twisted yarn 1, and the metal layer 11 and the CNT layer 12 are alternately laminated in the yarn diameter direction over the entire circumference of the core material 10 (FIG. See 1B).
  • the composite twisted yarn 1 may be pressurized to improve the density of the composite twisted yarn 1. Further, if necessary, the composite twisted yarn 1 may be inserted into a hole of the die to adjust the outer diameter of the composite twisted yarn 1.
  • the method for producing the composite twisted yarn 1 is continuously carried out by, for example, the plying production equipment 30.
  • the plying manufacturing apparatus 30 includes a core material supply unit 31, a take-up shaft 32, a web supply unit 33, and a metal layer supply unit 34.
  • the core material supply unit 31 and the take-up shaft 32 face each other with a gap from each other.
  • the core material supply unit 31 can send the core material 10 toward the take-up shaft 32.
  • the core material supply unit 31 includes a delivery shaft 35, a support portion 36, and a rotation shaft 37.
  • the delivery shaft 35 has a cylindrical shape.
  • the delivery shaft 35 is rotatable about an axis.
  • a plurality of the core members 10 described above are wound around the delivery shaft 35.
  • the support portion 36 has a substantially U-shape that opens toward the winding shaft 32. Both side walls of the support portion 36 rotatably support the delivery shaft 35.
  • the rotating shaft 37 is located on the opposite side of the take-up shaft 32 with respect to the support portion 36. One end of the rotating shaft 37 is fixed to the center of the support portion 36.
  • a driving force is input to the rotating shaft 37 from an external driving source (not shown), and the rotating shaft 37 rotates about the axis of the rotating shaft 37.
  • the support portion 36 can be rotationally driven around the axis of the rotary shaft 37.
  • the take-up shaft 32 can take up the composite twisted yarn 1 by rotational drive.
  • the take-up shaft 32 has a cylindrical shape.
  • the axial direction of the take-up shaft 32 intersects (orthogonally) the axial direction of the rotating shaft 37.
  • a driving force is input from an external driving source (not shown), and the winding shaft 32 rotates about the axis of the winding shaft 32.
  • the core material 10 is pulled out from the delivery shaft 35 and bridged to the take-up shaft 32.
  • the web supply unit 33 can supply the CNT web 14 to the core material 10 located between the core material supply unit 31 and the take-up shaft 32.
  • the web supply unit 33 includes the above-mentioned VACNTs 21.
  • the metal layer supply unit 34 can supply the metal layer 11 to the core material 10 located between the core material supply unit 31 and the take-up shaft 32.
  • the metal layer supply unit 34 includes a supply shaft 40.
  • the supply shaft 40 has a cylindrical shape.
  • the supply shaft 40 is rotatable about the axis.
  • a plurality of metal layers 11 having a long flat band shape are wound around the supply shaft 40.
  • the CNT web 14 drawn from the VACNTs 21 and the metal layer 11 drawn from the supply shaft 40 are overlapped and brought into contact with the peripheral surface of the core material 10. Then, a driving force is input to the winding shaft 32 and the rotating shaft 37 to rotate the winding shaft 32 and the rotating shaft 37.
  • the core material 10 is pulled by the rotation of the take-up shaft 32, and the delivery shaft 35 is driven to rotate. As a result, the core material 10 is pulled out from the delivery shaft 35 and moves toward the take-up shaft 32.
  • the support portion 36 rotates about the rotation shaft 37, and the core material 10 rotates accordingly.
  • each of the CNT web 14 and the metal layer 11 is pulled by the rotation of the core material 10.
  • the CNT web 14 is continuously pulled out from the VACNTs 21, and the metal layer 11 is continuously pulled out from the supply shaft 40.
  • the metal layer 11 and the CNT web 14 are continuously wound around the core material 10 in a spiral shape.
  • the composite ply yarn 1 in which the metal layer 11 and the CNT layer 12 composed of the CNT web 14 are alternately laminated around the core material 10 is manufactured. Then, as shown in FIG. 4, the composite plying 1 is, if necessary, passed between a pair of pressure rollers 41, pressed, and then wound around a take-up shaft 32.
  • the metal layer 11 and the CNT layer 12 are wound in the yarn diameter direction by a simple method of winding the metal layer 11 and the CNT web 14 around the core material 10. Can be stacked alternately. Therefore, the composite twisted yarn 1 can be efficiently manufactured.
  • the metal particles are preferably attached to the CNT web 14 before the CNT web 14 is wound around the core material 10.
  • the metal particles are attached to the CNT layer 12 before the step of laminating the metal layer 11 and the CNT layer 12.
  • the CNT web 14 may be immersed in the metal dispersion liquid as shown in FIG. 5, and the metal dispersion may be carried out on the CNT web 14 as shown in FIG. The liquid may be sprayed.
  • the metal dispersion has a solvent and metal particles dispersed in the solvent.
  • Examples of the solvent include water, an organic solvent and the like, and preferably an organic solvent.
  • organic solvents include lower (C1-3) alcohols (eg, methanol, ethanol, propanol, etc.), ketones (eg, acetone, etc.), ethers (eg, diethyl ether, tetrahydrofuran, etc.), alkyl esters (eg, diethyl ether, tetrahydrofuran, etc.).
  • ethyl acetate etc. halogenated aliphatic hydrocarbons (for example, chloroform, dichloromethane etc.), polar aprotons (for example, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide etc.) and the like can be mentioned.
  • halogenated aliphatic hydrocarbons for example, chloroform, dichloromethane etc.
  • polar aprotons for example, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide etc.
  • Such volatile liquids can be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the metal particles include the above-mentioned metal particles, and preferably the same metal particles as the metal layer 11.
  • the web supply unit 33 further includes an immersion tank 50.
  • the immersion tank 50 is arranged between the substrate 20 and the core material 10.
  • the immersion tank 50 has a substantially box shape that opens upward, and stores a metal dispersion liquid.
  • the CNT web 14 drawn from the VACNTs 21 is immersed in the metal dispersion in the immersion tank 50 and then dried as needed.
  • the web supply unit 33 when the metal dispersion liquid is sprayed on the CNT web 14, the web supply unit 33 further includes a sprayer 51.
  • the atomizer 51 is arranged between the substrate 20 and the core material 10.
  • the sprayer 51 is a known sprayer capable of spraying a metal dispersion on the CNT web 14.
  • the CNT web 14 drawn from the VACNTs 21 is sprayed with the metal dispersion by the sprayer 51 and then dried as needed.
  • the CNT web 14 to which the metal particles are attached as described above is wound around the core material 10 together with the metal layer 11, and the composite plying 1 is manufactured.
  • the CNT layer 12 includes a plurality of CNT single yarns 15 and metal particles adhering to the plurality of CNT single yarns 15.
  • the metal particles can be melted and integrated with the metal layer 11 by heat-treating the composite plying 1 in the presence of an inert gas.
  • the heating temperature is, for example, 800 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower
  • the heating time is, for example, 30 minutes or longer and 2 hours or shorter.
  • the composite plying 1 since the composite plying 1 has a structure in which the metal layer 11 and the CNT layer 12 are alternately laminated, even if the metal particles are attached to the CNT web 14, the composite twisted yarn 1 is excessively laminated inside. It is possible to suppress the formation of voids in the metal. Further, the metal particles can bond the CNT single thread 15 and the metal layer 11, and the adhesion between the metal layer 11 and the CNT layer 12 can be improved. As a result, delamination between the metal layer 11 and the CNT layer 12 can be suppressed, and by extension, the mechanical strength of the composite twisted yarn 1 can be further improved.
  • the pretreatment of the CNT web 14 is not limited to the above-mentioned metal particle adhesion treatment.
  • the CNT web 14 may be surface-treated (for example, plasma treatment, UV treatment, etc.).
  • the core material 10 is formed of metal, but the core material is not limited to this.
  • the core material 60 is formed of CNTs, more specifically, CNT yarns in which a plurality of CNT single yarns 15 are bundled.
  • the core material 60 includes a plurality of CNT single yarns 15 oriented in the yarn length direction. Similar to the core material 10, the metal layer 11 and the CNT layer 12 are spirally wound around the core material 60.
  • the core material 60 has a thread shape extending in the thread length direction.
  • the range of the outer diameter of the core material 60 is the same as the range of the outer diameter of the core material 10, for example.
  • the core material 60 prepares VACNTs 21 arranged on the substrate 20 in the same manner as described above, pulls out a plurality of CNT single threads 15 from the VACNTs 21, and bundles the plurality of CNT single threads 15. Is prepared by The core material 60 may be a non-twisted yarn in which a plurality of CNT single yarns 15 are not twisted together, or may be a twisted yarn in which a plurality of CNT single yarns 15 are twisted together.
  • the composite plying 2 including the core material 60 is manufactured by superimposing the metal layer 11 and the CNT web 14 and winding them around the core material 60 at the same time in the same manner as described above.
  • the core material supply unit 61 of the twisted yarn manufacturing apparatus 30 includes VACNTs 21 arranged on the substrate 20, a rotating unit 63, and a focusing unit 62.
  • the VACNTs21 included in the core material supply unit 61 will be referred to as the first VACNTs21X
  • the CNT web 14 drawn from the first VACNTs21X will be referred to as the first CNT web 14X.
  • the VACNTs21 included in the web supply unit 33 is referred to as a second VACNTs21Y
  • the CNT web 14 drawn from the second VACNTs21Y is referred to as a second CNT web 14Y.
  • the rotating unit 63 includes a support portion 65 and a rotating shaft 64.
  • the support portion 65 has a T-shape in a side view.
  • the support portion 65 supports the substrate 20 on which the first VACNTs 21X is arranged.
  • the rotating shaft 64 is located on the opposite side of the take-up shaft 32 with respect to the support portion 65.
  • One end of the rotating shaft 64 is fixed to the center of the support portion 65.
  • a driving force is input to the rotating shaft 64 from an external driving source (not shown), and the rotating shaft 64 rotates about the axis of the rotating shaft 64.
  • the support portion 65 can be rotationally driven around the axis of the rotating shaft 64.
  • the focusing unit 62 bundles a plurality of CNT single threads 15 drawn from the first VACNTs 21X into a thread shape to form a core material 60.
  • the focusing portion 62 includes a support plate 66 and a pair of shaft portions 67.
  • the support plate 66 rotatably supports a pair of shaft portions 67.
  • the pair of shaft portions 67 are arranged at a slight interval in the radial direction of the shaft portions 67.
  • the focusing portion 62 may be a die having a hole.
  • a first CNT web 14X drawn from the first VACNTs 21X is passed between a pair of shaft portions 67, and a plurality of CNT single yarns 15 included in the first CNT web 14X are bundled. As a result, the core material 60 is prepared.
  • the second CNT web 14Y drawn from the second VACNTs 21Y and the metal layer 11 drawn from the supply shaft 40 are overlapped and brought into contact with the peripheral surface of the core material 60. Then, a driving force is input to the take-up shaft 32 and the rotation shaft 64 to rotate the take-up shaft 32 and the rotation shaft 64.
  • the core material 60 is pulled by the rotation of the take-up shaft 32, and the first CNT web 14X is continuously pulled out from the first VACNTs 21X. After that, the first CNT web 14X is bundled by the focusing portion 62, and the core material 60 is continuously prepared. Further, the support portion 65 rotates about the rotation shaft 64, and the core material 60 rotates accordingly.
  • the core material 60 is twisted, the second CNT web 14Y is continuously pulled out from the second VACNTs 21Y, and the metal layer 11 is continuously pulled out from the supply shaft 40. Then, the metal layer 11 and the second CNT web 14Y are spirally and continuously wound around the core material 60.
  • the composite twisted yarn 2 in which the metal layer 11 and the CNT layer 12 composed of the second CNT web 14Y are alternately laminated around the core material 60 is manufactured (see FIG. 7). After that, the composite ply yarn 2 is pressed as necessary and then wound around the take-up shaft 32.
  • metal particles can be attached to the first CNT web 14X and / or the second CNT web 14Y in the same manner as in the above-described modification of the first embodiment.
  • the first CNT web 14X may have metal particles attached before being bundled by the focusing portion 62, and the metal particles may be attached after being bundled by the focusing portion 62 and before the second CNT web 14Y is wound. You may. Further, metal particles may be attached to the second CNT web 14Y before being wound around the core material 60.
  • the metal layers 11 and the CNT layers 12 are alternately laminated on the core material and have a concentric shape.
  • FIG. 9 shows a mode in which the composite twisted yarn 3 includes the core material 10 for convenience, but the core material is not limited to this and may be the core material 60.
  • the plying manufacturing apparatus 30 includes a plurality of web supply units 33 and a plurality of metal layer supply units 34 between the delivery shaft 35 and the take-up shaft 32.
  • the web supply unit 33 and the metal layer supply unit 34 are alternately arranged at intervals from each other.
  • the metal layer 11 and the CNT web 14 are alternately wound around the core material 10 which moves in the yarn length direction while rotating.
  • the metal layer 11 and the CNT layer 12 are alternately laminated around the core material 60 to produce a composite twisted yarn 3 having a concentric shape.
  • the composite sheet 4 of the fourth embodiment has a predetermined thickness, extends in a direction orthogonal to the thickness direction, and has a flat front surface and a flat back surface.
  • the composite sheet 4 includes a plurality of metal layers 11 and a plurality of CNT layers 12.
  • the metal layer 11 and the CNT layer 12 have a sheet shape and are laminated alternately in the thickness direction of the composite sheet 4.
  • the plurality of CNT layers 12 are arranged at intervals in the thickness direction so as not to be continuous.
  • Each CNT layer 12 includes a plurality of CNT single yarns 15, and the plurality of CNT single yarns 15 are oriented in a direction orthogonal to the thickness direction (see FIG. 13B).
  • the range of the number of laminated CNT layers 12 in the composite sheet 4 is, for example, the same as the range of the number of turns (number of laminated) of the CNT layer 12 in the composite twisted yarn 1 described above.
  • the range of the volume ratio of the CNT layer 12 in the composite sheet 4 is the same as the range of the volume ratio of the CNT layer 12 in the composite twisted yarn 1 described above, for example.
  • the metal layer 11 is arranged between the CNT layers 12 adjacent to each other among the plurality of CNT layers 12.
  • the range of the number of layers of the metal layer 11 in the composite sheet 4 is the same as the range of the number of turns (number of layers) of the metal layer 11 in the composite twisted yarn 1, for example.
  • the range of the volume ratio of the metal layer 11 in the composite sheet 4 is the same as the range of the volume ratio of the metal layer 11 in the composite twisted yarn 1 described above, for example.
  • the density range of the composite sheet 4 is the same as the density range of the composite twisted yarn 1 described above, for example.
  • the range of the tensile strength of the composite sheet 4 is the same as the range of the tensile strength of the composite twisted yarn 1 described above, for example.
  • the range of the electrical resistivity in the thickness direction of the composite sheet 4 is the same as the range of the electrical resistivity in the yarn length direction of the composite twisted yarn 1 described above, for example.
  • the method for manufacturing the composite sheet 4 includes a step of winding the metal layer 11 and the CNT layer 12 around the roller 70 to prepare the roll-shaped winding body 4A (see FIG. 12) and separating the roll-shaped winding body 4A from the roller 70. Includes steps (see FIGS. 13A and 13B).
  • the roller 70 has a cylindrical shape and can rotate around the axis of rotation. Further, a resin film is preferably provided on the peripheral surface of the roller 70.
  • the outer diameter of the roller 70 is, for example, 1 cm or more and 500 cm or less.
  • the axial dimension of the roller 70 is, for example, 3 cm or more and 500 cm or less.
  • the VACNTs 21 and the metal layer 11 are prepared in the same manner as in the first embodiment. Then, the CNT web 14 is pulled out from the VACNTs 21, the metal layer 11 and the CNT web 14 are overlapped with each other, and they are wound around the peripheral surface of the roller 70 a plurality of times.
  • a roll-shaped winding body 4A in which the metal layer 11 and the CNT layer 12 composed of the CNT web 14 are alternately laminated around the roller 70 is manufactured.
  • the roll-shaped wound body 4A is an example of a laminated body.
  • the metal layer 11 and the CNT layer 12 have a wound shape in which the roller 70 is spirally wound, and are alternately laminated in the radial direction of the roller 70.
  • the wound shape means a laminated mode in which the metal layer 11 and the CNT layer 12 are wound and laminated, and the outer shape of the laminated body is not particularly limited.
  • the outer shape of the roll-shaped wound body 4A is a roll shape (cylindrical shape). That is, in the roll-shaped wound body 4A, the metal layer 11 and the CNT layer 12 have a wound shape as a laminating mode and a roll shape as an outer shape.
  • the roller 70 acts as an example of a core material in which the metal layer 11 and the CNT layer 12 are wound in a spiral shape.
  • the roll-shaped winding body 4A is arranged on the peripheral surface of the roller 70 and is subjected to a high density treatment if necessary.
  • the densification treatment include a method of supplying a volatile liquid to the roll-shaped winding body 4A and a method of pressurizing the roll-shaped winding body 4A.
  • the roll-shaped winding body 4A is cut and unfolded in the axial direction of the roller 70 by a cutting blade (for example, a razor, a cutter blade, etc.) and separated from the roller 70.
  • a cutting blade for example, a razor, a cutter blade, etc.
  • the sheet manufacturing apparatus 71 includes the above-mentioned web supply unit 33, the above-mentioned metal layer supply unit 34, the above-mentioned roller 70, and a cutting blade (not shown).
  • the CNT web 14 drawn from the VACNTs 21 of the web supply unit 33 and the metal layer 11 drawn from the supply shaft 40 are overlapped and brought into contact with the peripheral surface of the roller 70. Then, a driving force is input to the roller 70 to rotate the roller 70. As a result, the metal layer 11 and the CNT web 14 are spirally wound around the roller 70 to prepare the roll-shaped wound body 4A. After that, the roll-shaped wound body 4A is pressed by the pressure roller 72 as needed (see FIG. 13A).
  • the roll-shaped winding body 4A is cut and unfolded in the axial direction of the roller 70 by a cutting blade (not shown), and is separated from the roller 70 as shown in FIG. 13B. As described above, the composite sheet 4 is manufactured.
  • the metal layers 11 and the CNT layers 12 are alternately laminated, and the metal layers 11 extend in a sheet shape between the CNT layers 12 adjacent to each other in the thickness direction. Therefore, while improving the electrical conductivity of the composite sheet 4, it is possible to suppress the formation of voids inside the composite sheet 4, and it is possible to improve the mechanical strength of the composite sheet 4.
  • the metal particles can be attached to the CNT web 14 in the same manner as the above-described modification of the first embodiment.
  • the CNT web 14 may have metal particles attached to it before it is wound around the roller 70, or metal particles may be attached to the CNT web 14 on the roller 70.
  • the metal layer 11 and the CNT layer 12 are wound around the roller 70 to prepare the roll-shaped winding body 4A, and then the roll-shaped winding body 4A is separated from the roller 70 to manufacture the composite sheet 4.
  • the method for manufacturing the composite sheet 4 is not limited to this.
  • the method for manufacturing the composite sheet 4 according to the fifth embodiment includes a step of winding the metal layer 11 and the CNT layer 12 around the plate 80 to prepare the plate-shaped wound body 4B, and separating the plate-shaped wound body 4B from the plate 80. Including the step of causing.
  • the plate 80 has a flat plate shape and is rotatable about an axis orthogonal to the thickness direction of the plate 80 (see FIG. 15).
  • the CNT web 14 is pulled out from the VACNTs 21, the metal layer 11 and the CNT web 14 are overlapped, and the plate 80 is wound around the plate 80 a plurality of times.
  • a plate-shaped wound body 4B in which the metal layer 11 and the CNT layer 12 composed of the CNT web 14 are alternately laminated around the plate 80 is manufactured.
  • the plate-shaped wound body 4B is an example of a laminated body.
  • the metal layer 11 and the CNT layer 12 have a wound shape wound around the plate 80.
  • the outer shape of the plate-shaped wound body 4B is a plate shape. That is, in the plate-shaped wound body 4B, the metal layer 11 and the CNT layer 12 have a wound shape as a laminating mode and a plate shape as an outer shape. Further, the plate-shaped wound body 4B is subjected to the above-mentioned densification treatment, if necessary.
  • the plate-shaped winding body 4B is cut and unfolded by the above-mentioned cutting blade to be separated from the plate 80. As described above, the composite sheet 4 is manufactured.
  • Such a method for manufacturing the composite sheet 4 is continuously carried out by, for example, the sheet manufacturing apparatus 81.
  • the sheet manufacturing apparatus 81 has the same configuration as the sheet manufacturing apparatus 71 except that the plate 80 is provided instead of the roller 70.
  • the CNT web 14 drawn from the VACNTs 21 of the web supply unit 33 and the metal layer 11 drawn from the supply shaft 40 are overlapped and brought into contact with the plate 80. Then, a driving force is input to the plate 80 to rotate the plate 80. As a result, the metal layer 11 and the CNT web 14 are spirally wound around the plate 80. As a result, the plate-shaped wound body 4B is prepared.
  • the plate-shaped wound body 4B is cut by a cutting blade (not shown) and separated from the plate 80. As described above, the composite sheet 4 is manufactured.
  • the plurality of CNT layers 12 are arranged at intervals in the thickness direction so as not to be continuous, but the CNT layers 12
  • the composition of is not limited to this.
  • the composite sheet 5 includes a CNT layer 12 and a plurality of metal layers 11, and the CNT layer 12 is continuously folded in a knot shape.
  • the CNT layer 12 has a plurality of laminated portions 12A and a plurality of connecting portions 12B.
  • the plurality of laminated portions 12A are arranged so as to overlap in the thickness direction.
  • Each connecting portion 12B extends in a U shape and connects the ends of the laminated portions 12A adjacent to each other among the plurality of laminated portions 12A.
  • Each metal layer 11 is arranged between laminated portions 12A adjacent to each other in the thickness direction. As a result, the metal layer 11 and the laminated portion 12A are alternately laminated in the thickness direction of the composite sheet 5.
  • the CNT layer 12 having a long sheet shape is folded in a knot shape so that the plurality of laminated portions 12A overlap in the thickness direction, and a metal layer is formed between the laminated portions 12A adjacent to each other.
  • the above-mentioned composite sheet is used, for example, for manufacturing a conductive wire rod used for an electronic device (for example, a motor, a transformer, a sensor, etc.).
  • the seventh embodiment a method of manufacturing the composite twisted yarn 7 for manufacturing the composite twisted yarn 7 from the composite sheet will be described with reference to FIGS. 17A to 17C.
  • the same members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the method for producing the composite twisted yarn 7 includes a step of preparing the composite sheet 4 and a step of twisting the composite sheet 4.
  • the above-mentioned composite sheet 4 is prepared (see FIG. 13B). Then, as shown in FIG. 17A, the composite sheet 4 is cut into a predetermined size as needed. For example, the composite sheet 4 is cut by the above-mentioned cutting blade so as to form a long strip in a predetermined direction. At this time, the composite sheet 4 is preferably cut along the orientation direction of the CNT single yarn 15. Further, metal particles may be attached to the surface of the cut composite sheet 4 in the same manner as in the above-described modification of the first embodiment.
  • the composite sheet 4 is twisted.
  • both ends of the composite sheet 4 in the longitudinal direction are gripped.
  • the first holding portion 90 includes two first plates 92. Each first plate 92 has a substantially flat plate shape. The two first plates 92 sandwich one end portion of the composite sheet 4 in the longitudinal direction between them.
  • the first sandwiching portion 90 is rotatable about an axis along the longitudinal direction of the composite sheet 4 as a rotation center.
  • the second holding portion 91 includes two second plates 93.
  • Each second plate 93 has a substantially flat plate shape.
  • the two second plates 93 sandwich the other end of the composite sheet 4 in the longitudinal direction between them.
  • the first sandwiching portion 90 is rotated with the second sandwiching portion 91 fixed. Then, if necessary, both ends of the gripped composite sheet 4 are cut and removed.
  • the composite sheet 4 is twisted in a spiral shape to produce the composite twisted yarn 7. That is, the composite twisted yarn 7 has a yarn shape in which the metal layer 11 and the CNT layer 12 are spirally twisted. In such a composite twisted yarn 7, the metal layer 11 having a sheet shape and the CNT layer 12 having a sheet shape are twisted together.
  • the range of the number of twists, the range of the outer diameter, the range of the density, the range of the tensile strength and the range of the electrical resistivity are the same as each range of the composite twisted yarn 1.
  • the method for manufacturing the composite non-twisted yarn 8 includes a step of preparing the composite sheet 4, a step of winding the composite sheet 4, and a step of processing the wound composite sheet 4 to a predetermined size.
  • the above-mentioned composite sheet 4 is prepared (see FIG. 13B).
  • the composite sheet 4 is wound so as to be rolled in the lateral direction to prepare a columnar wound body 4C.
  • the columnar wound body 4C is processed to a predetermined size to manufacture the composite non-twisted yarn 8.
  • the columnar wound body 4C is prepared into a thread shape by passing through the hole 96 of the die 95.
  • the die 95 has a cylindrical shape and has a hole 96.
  • the inner diameter of the hole 96 is appropriately changed according to the outer diameter of the composite untwisted yarn 8 to be manufactured.
  • one die 95 is arranged for convenience, but the number of dies 95 is not particularly limited.
  • a plurality of dies 95 may be arranged at intervals from each other. In this case, the columnar wound body 4C sequentially passes through the holes 96 of the plurality of dies 95.
  • the composite non-twisted yarn 8 is manufactured.
  • the composite untwisted yarn 8 is not twisted, and the twist angle is approximately 0 °.
  • the composite non-twisted yarn 8 does not have a core material, and the metal layer 11 and the CNT layer 12 are spirally wound and alternately laminated in the yarn diameter direction.
  • the CNT layer 12 is composed of the CNT web 14 including a plurality of CNT single yarns 15, but the CNT layer 12 is not limited thereto.
  • the CNT layer 12 may be prepared by applying or spraying the CNT dispersion liquid in which the CNT 13 is dispersed on the metal layer 11 and then drying it if necessary.
  • the laminate of the present invention is suitably used for various industrial products such as textiles (sheets) in which carbon fibers are used and conductive wires for electronic devices (for example, motors, transformers, sensors, etc.).

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Abstract

複合撚糸１において、金属層１１とＣＮＴ層１２とを、金属層１１の厚み方向に交互に積層する。

Description

積層体および積層体の製造方法
　本発明は、積層体および積層体の製造方法に関する。
　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おり、カーボンナノチューブを各種産業製品に利用することが検討されている。しかし、カーボンナノチューブ単独では、要求される機械特性や電気特性などを十分に確保できない場合がある。そこで、カーボンナノチューブと他の材料とを複合して、カーボンナノチューブの特性と他の材料の特性との両方を確保できる複合材料が望まれている。
　例えば、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繊維と、カーボンナノチューブ同士の接触面に存在する金属とからなるカーボンナノチューブ繊維複合体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　そのようなカーボンナノチューブ繊維複合体は、基板上に垂直に配向されるカーボンナノチューブ配向膜からカーボンナノチューブ繊維を引き出し、次いで、カーボンナノチューブ繊維を金属ナノ粒子の分散液に浸漬させた後、撚りをかけて製造される。
特開２０１１－３８２０３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繊維複合体では、カーボンナノチューブ繊維を構成する複数のカーボンナノチューブが金属を介して互いに接触するので、電気伝導性の向上を図ることができる一方、内部に空隙が生じるために、密度の向上を図るには限度がある。そのため、特許文献１に記載のカーボンナノチューブ繊維複合体では、機械強度を十分に確保することができない場合がある。
　本発明は、電気伝導性の向上を図ることができながら、機械強度の向上を図ることができる積層体、および、製造効率のよい積層体の製造方法を提供する。
　本発明［１］は、金属層とカーボンナノチューブ層とが、前記金属層の厚み方向に交互に積層される、積層体を含んでいる。
　本発明［２］は、前記金属層および前記カーボンナノチューブ層が巻回形状を有する、上記［１］に記載の積層体を含んでいる。
　本発明［３］は、前記金属層および前記カーボンナノチューブ層がロール形状を有する、上記［１］または［２］に記載の積層体を含んでいる。
　本発明［４］は、前記金属層および前記カーボンナノチューブ層が板形状を有する、上記［１］または［２］に記載の積層体を含んでいる。
　本発明［５］は、前記金属層および前記カーボンナノチューブ層が巻き付けられる芯材を、さらに備える、上記［３］または［４］に記載の積層体を含んでいる。
　本発明［６］は、前記金属層および前記カーボンナノチューブ層がシート形状を有する、上記［１］に記載の積層体を含んでいる。
　本発明［７］は、前記カーボンナノチューブ層は、葛折状に連続して折り畳まれており、前記厚み方向に重なる複数の積層部分を含み、前記金属層は、各前記積層部分の間に配置される、上記［６］に記載の積層体を含んでいる。
　本発明［８］は、前記カーボンナノチューブ層は、連続しないように前記厚み方向に、互いに間隔を空けて複数配置され、前記金属層は、各前記カーボンナノチューブ層の間に配置される、上記［６］に記載の積層体を含んでいる。
　本発明［９］は、前記金属層および前記カーボンナノチューブ層が螺旋状に巻き付けられる芯材をさらに備え、糸形状を有する、上記［１］に記載の積層体を含んでいる。
　本発明［１０］は、前記金属層および前記カーボンナノチューブ層が螺旋状に撚られて糸形状を有する、上記［１］に記載の積層体を含んでいる。
　本発明［１１］は、金属層とカーボンナノチューブ層とを前記金属層の厚み方向に交互に積層する工程を含む、積層体の製造方法を含んでいる。
　本発明［１２］は、前記金属層と前記カーボンナノチューブ層とを積層する工程の前に、前記カーボンナノチューブ層に金属粒子を付着させる、上記［１１］に記載の積層体の製造方法を含んでいる。
　本発明［１３］は、前記金属層は、Ａｕ、Ａｇ、ＣｕおよびＡｌからなる群より選択される少なくとも１種の金属を含む、上記［１１］または［１２］に記載の積層体の製造方法を含んでいる。
　本発明の積層体では、金属層とカーボンナノチューブ層とが交互に積層されており、金属層が、複数のカーボンナノチューブ層の間において厚み方向と直交する方向に連続して延びている。そのため、積層体の電気伝導性の向上を図ることができながら、積層体の内部における空隙を低減でき、積層体の機械強度の向上を図ることができる。
　本発明の積層体の製造方法では、金属層とカーボンナノチューブ層とを金属層の厚み方向に交互に積層する工程を含むので、簡易な方法でありながら、上記した積層体を効率よく製造することができる。
図１Ａは、本発明の積層体の第１実施形態としての複合撚糸の斜視図である。図１Ｂは、図１Ａに示す複合撚糸のＡ－Ａ断面図である。 図２は、図１に示す複合撚糸を製造する撚糸製造装置の斜視図である。 図３Ａは、図２に示す基板上に触媒層を形成する工程を示す。図３Ｂは、図３Ａ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３Ｃは、図３Ｂ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３Ｄは、図３Ｃ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４は、図２に示す撚糸製造装置の概略構成図である。 図５は、図２に示す撚糸製造装置の第１の変形例（浸漬槽を備える態様）の概略構成図である。 図６は、図２に示す撚糸製造装置の第２の変形例（噴霧器を備える態様）の概略構成図である。 図７は、本発明の積層体の第２実施形態としての複合撚糸の断面図である。 図８は、図７に示す複合撚糸を製造する撚糸製造装置の斜視図である。 図９は、本発明の積層体の第３実施形態としての複合撚糸の断面図である。 図１０は、図９に示す複合撚糸を製造する撚糸製造装置の概略構成図である。 図１１は、本発明の積層体の第４実施形態としての複合シートの断面図である。 図１２は、図１１に示す複合シートを製造するシート製造装置の一実施形態（ローラを備える態様）の斜視図である。 図１３Ａは、図１２に示すシート製造装置の概略構成図である。図１３Ｂは、図１１に示す複合シートの斜視図である。 図１４は、図１１に示す複合シートの製造に係る板状巻回体の断面図である。 図１５は、図１２に示すシート製造装置の他の実施形態（板を備える態様）の概略構成である。 図１６は、本発明の積層体の第６実施形態としての複合シートの断面図である。 図１７Ａは、本発明の積層体の第７実施形態としての複合撚糸の製造工程の一実施形態を説明するための説明図であって、図１７Ａは、複合シートを裁断する工程を示す。図１７Ｂは、図１７Ａに続いて、裁断した複合シートの撚りかけ途中の状態を示す。図１７Ｃは、図１７Ｂに続いて、複合シートの撚りかけが完了した状態を示す。 図１８は、本発明の積層体の第８実施形態としての複合無撚糸の製造工程の一実施形態を説明するための説明図であって、図１８Ａは、裁断した複合シートを巻回する工程を示す。図１８Ｂは、図１８Ａに続いて、巻回した複合シートをダイにより糸状に調製する工程を示す。 図１９は、図１８Ｂに示す複合無撚糸の断面図を示す。
　本発明の積層体は、金属とカーボンナノチューブ（以下、ＣＮＴとする。）とが複合された複合材料であって、金属層とカーボンナノチューブ層（以下、ＣＮＴ層とする。）とが交互に積層されている。
　このような積層体は、金属層とＣＮＴ層とが交互に積層されていれば、その形状は、特に制限されない。積層体の形状（外形形状）として、例えば、糸形状、シート形状、円筒形状、円柱形状などが挙げられる。また、積層体の積層態様として、例えば、巻回形状、同心円状などが挙げられる。
　そこで、第１実施形態および第２実施形態では、積層体が、巻回形状かつ糸形状を有する複合撚糸である態様を説明する。また、第３実施形態では、積層体が、同心円状かつ糸形状を有する複合撚糸である態様を説明する。また、第４実施形態～第６実施形態では、積層体が、シート形状を有する複合シートである態様を説明する。また、第７実施形態では、積層体が複合シートから製造される複合撚糸である態様を説明する。また、第８実施形態では、積層体が複合シートから製造される複合無撚糸である態様を説明する。
　１．第１実施形態
　１－１．複合撚糸
　図１Ａ～図２を参照して、本発明の第１実施形態としての複合撚糸１について説明する。
　図１Ａおよび図１Ｂに示すように、複合撚糸１は、所定方向に延びる糸形状を有している。なお、以下では、複合撚糸１の長さ方向を糸長方向とし、糸長方向と直交する方向を糸径方向とする。複合撚糸１は、芯材１０と、金属層１１と、カーボンナノチューブ層１２（以下、ＣＮＴ層１２とする。）とを備える。
　芯材１０は、糸長方向に延びる線形状を有している。芯材１０は、金属層１１およびＣＮＴ層１２が螺旋状に巻き付けられている。芯材１０の断面形状（芯材１０を糸径方向に切断したときの断面形状）は、特に制限されないが、例えば、円形状を有する。
　芯材１０の材料は、複合撚糸１の用途により適宜選択され、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、ＣＮＴ、金属、高分子材料などが挙げられる。第１実施形態では、芯材１０の材料が金属である態様について説明する。
　金属として、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、マグネシウム（Ｍｇ）および、それらを含む合金などが挙げられる。このような金属のなかでは、好ましくは、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）および、それらを含む合金が挙げられる。
　芯材１０の外径は、例えば、５μｍ以上、例えば、１００μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以下、さらに好ましくは、３０μｍ以下、とりわけ好ましくは、１５μｍ以下である。
　金属層１１およびＣＮＴ層１２は、芯材１０の周囲に配置され、芯材１０の全体を覆うように糸長方向に螺旋状に延びている。また、金属層１１およびＣＮＴ層１２は、芯材１０に渦巻き状に巻回される巻回形状を有し、糸径方向に交互に積層されている。
　金属層１１は、螺旋形状を有し、具体的には、所定の厚みを有し、前記厚み方向と直交する方向に延びている。複合撚糸１において、金属層１１の厚み方向は、糸径方向と同じである。
　金属層１１の材料として、例えば、上記した金属が挙げられ、好ましくは、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）および、それらを含む合金が挙げられ、さらに好ましくは、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）および、それらを含む合金が挙げられる。また、芯材１０の材料が金属である場合、金属層１１の材料は、芯材１０と同じ金属、または、芯材１０と同じ金属を含む合金であることが好ましい。または、金属層１１の材料は、芯材１０と同じ金属と親和性が高い金属（例えば、金と銅、銀もしくは白金、または、アルミニウムとチタン、ニッケルもしくはマグネシウム）、または、芯材１０と親和性が高い金属を含む合金であることが好ましい。
　金属層１１の厚み（糸径方向の寸法）は、例えば、０．１μｍ以上、好ましくは、１μｍ以上、例えば、２０μｍ以下、好ましくは、１０μｍ以下である。例えば、金属層１１は、金属箔のような展延性のよい金属を薄く打ち延ばしたものであることが好ましい。
　金属層１１の巻回数（積層数）は、例えば、２回以上、例えば、１０回以下、好ましくは、５回以下である。
　金属層１１の体積割合は、金属層１１とＣＮＴ層１２との総体積に対して、例えば、１体積％以上、好ましくは、５体積％以上、例えば、５０体積％以下、好ましくは、３０体積％以下である。
　ＣＮＴ層１２は、複合撚糸１において、糸径方向に互いに隣り合う金属層１１の間に位置する。図２に示すように、ＣＮＴ層１２は、複数のＣＮＴ１３を含む。詳しくは、ＣＮＴ層１２は、カーボンナノチューブウェブ１４（以下、ＣＮＴウェブ１４とする。）を含む。ＣＮＴ層１２は、１つのＣＮＴウェブ１４から構成されてもよく、互いに積層される複数のＣＮＴウェブ１４から構成されてもよい。
　ＣＮＴウェブ１４は、詳しくは後述するが、複数のカーボンナノチューブ単糸１５（以下、ＣＮＴ単糸１５とする。）から構成される。複数のＣＮＴ単糸１５のそれぞれは、線状に連続的に繋がる複数のＣＮＴ１３を含む。複数のＣＮＴ単糸１５は、複合撚糸１において、芯材１０の周囲を螺旋状に延びている。つまり、ＣＮＴ層１２は、同じ方向に配向された複数のＣＮＴ単糸１５を含んでいる。
　ＣＮＴ層１２の厚み（糸径方向の寸法）は、例えば、１０ｎｍ以上、好ましくは、５０ｎｍ以上、例えば、１０μｍ以下、好ましくは、５μｍ以下である。金属層１１の厚みに対するＣＮＴ層１２の厚み（ＣＮＴ層１２の厚み／金属層１１の厚み）は、例えば、１以上、好ましくは、２以上、例えば、１０以下、好ましくは、５以下である。
　ＣＮＴ層１２の巻回数（積層数）の範囲は、例えば、上記した金属層１１の巻回数（積層数）の範囲と同じである。
　ＣＮＴ層１２の体積割合は、金属層１１とＣＮＴ層１２との総体積に対して、例えば、５０体積％以上、好ましくは、７０体積％以上、例えば、９９体積％以下、好ましくは、９５体積％以下である。
　このような複合撚糸１の外径は、例えば、１０μｍ以上、例えば、１５０μｍ以下、好ましくは、６０μｍ以下、さらに好ましくは、４０μｍ以下、とりわけ好ましくは、２０μｍ以下である。
　複合撚糸１の撚り数は、例えば、１００Ｔ／ｍ以上、好ましくは、５００Ｔ／ｍ以上、例えば、１００００Ｔ／ｍ以下、好ましくは、５０００Ｔ／ｍ以下である。
　また、複合撚糸１の密度は、例えば、２ｇ／ｃｍ３以上、好ましくは、３ｇ／ｃｍ３以上、例えば、１０ｇ／ｃｍ３以下である。なお、密度は、複合撚糸１の質量を体積で除して算出できる。
　また、複合撚糸１の引張強度は、例えば、２００ＭＰａ以上、好ましくは、３００ＭＰａ以上、例えば、１ＧＰａ以下、好ましくは、０．７ＧＰａ以下である。なお、複合撚糸の引張強度は、複合撚糸の一端を固定し、複合撚糸の他端をフォースゲージへ固定して、０．２ｍｍ／ｓｅｃで引き上げて断裂した負荷を破断強度とし、その破断強度を複合撚糸の断面積で除して算出できる（以下同様）。
　また、複合撚糸１の電気抵抗率は、糸長方向において、例えば、１×１０－５ｍΩ・ｃｍ以下、好ましくは、４×１０－６ｍΩ・ｃｍ以下である。なお、電気抵抗率は、公知の電気抵抗測定装置により測定できる（以下同様）。
　このような複合撚糸１は、例えば、炭素繊維が用いられる織物（シート）、電子機器（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。
　１－２．複合撚糸の製造方法
　次に、図２～図４を参照して、複合撚糸１の製造方法について説明する。複合撚糸１の製造方法は、ＣＮＴウェブ１４から構成されるＣＮＴ層１２と金属層１１とを、芯材１０の周囲において、金属層１１の厚み方向に交互に積層する工程を含む。
　そのような複合撚糸１の製造方法では、まず、ＣＮＴウェブ１４を調製するために、基板２０上に垂直に配向される垂直配向カーボンナノチューブ群２１（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ　Ａｌｉｇｎｅｄ　ｃａｒｂｏｎ　ｎａｎｏｔｕｂｅｓ；以下、ＶＡＣＮＴｓ２１とする。）を準備する。
　ＶＡＣＮＴｓ２１を準備するには、図３Ａに示すように、まず、基板２０を準備する。基板２０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２０として、具体的には、シリコン基板や、二酸化ケイ素膜２２が積層されるステンレス基板２３などが挙げられ、好ましくは、二酸化ケイ素膜２２が積層されるステンレス基板２３が挙げられる。なお、図３Ａ～図３Ｄでは、基板２０が、二酸化ケイ素膜２２が積層されるステンレス基板２３である態様について示す。
　そして、図３Ａに示すように、二酸化ケイ素膜２２（基板２０）上に触媒層２４を形成する。二酸化ケイ素膜２２上に触媒層２４を形成するには、金属触媒を、公知の成膜方法により、二酸化ケイ素膜２２上に成膜する。
　金属触媒として、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、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。
　次いで、図３Ｂに示すように、触媒層２４が配置される基板２０を、例えば、７００℃以上９００℃以下に加熱する。これにより、触媒層２４が、凝集して、複数の粒状体２４Ａとなる。
　そして、図３Ｃに示すように、加熱された基板２０に、例えば、１分以上３０分以下、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。
　これによって、複数の粒状体２４Ａのそれぞれを起点として、複数のＣＮＴ１３が成長する。なお、図３Ｃでは、便宜上、１つの粒状体２４Ａから、１つのＣＮＴ１３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２４Ａから、複数のＣＮＴ１３が成長してもよい。
　複数のＣＮＴ１３のそれぞれは、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ＣＮＴ１３は、単独使用または２種類以上併用することができる。
　ＣＮＴ１３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以下である。ＣＮＴ１３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、例えば、１０００μｍ以下、好ましくは、５００μｍ以下である。なお、ＣＮＴ１３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。
　複数のＣＮＴ１３は、基板２０上において、互いに略平行となるように、基板２０の厚み方向に延びており、基板２０に対して直交するように配向（垂直に配向）されている。これによって、複数のＣＮＴ１３からなるＶＡＣＮＴｓ２１が、基板２０上に成長する。
　以上によって、基板２０上に配置されるＶＡＣＮＴｓ２１が準備される。ＶＡＣＮＴｓ２１は、図２に示すように、基板２０の厚み方向（上下方向）と直交する面方向（縦方向および横方向）に延びる平面視略矩形形状を有している。ＶＡＣＮＴｓ２１は、複数のＣＮＴ１３が縦方向に直線的に並ぶ列２１Ａを、横方向に複数備えている。ＶＡＣＮＴｓ２１において、複数のＣＮＴ１３は、面方向（縦方向および横方向）に互いに密集している。
　ＶＡＣＮＴｓ２１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。
　そして、ＶＡＣＮＴｓ２１からＣＮＴウェブ１４を引き出す。ＣＮＴウェブ１４をＶＡＣＮＴｓ２１から引き出すには、ＶＡＣＮＴｓ２１のうち、各列２Ａの一端部に位置するＣＮＴ１３を、図示しない引出具により一括して保持し、基板２０から離れるように引っ張る。
　すると、引っ張られたＣＮＴ１３は、図３Ｄに示すように、粒状体２４Ａから引き抜かれる。このとき、引き抜かれるＣＮＴ１３は、隣接するＣＮＴ１３に付着し、次いで、その付着されたＣＮＴ１３が、粒状体２４Ａから引き抜かれる。
　これによって、複数のＣＮＴ１３が、順次連続して、ＶＡＣＮＴｓ２１から引き出され、複数のＣＮＴ１３が線状に連続的に繋がるＣＮＴ単糸１５を形成する。なお、図３Ｄでは、便宜上、ＣＮＴ１３が１本ずつ連続的に繋がり、ＣＮＴ単糸１５を形成するように記載されているが、実際には、複数のＣＮＴ１３からなる束（バンドル）が連続的に繋がり、ＣＮＴ単糸１５を形成している。
　このようなＣＮＴ単糸１５は、撚り合わされていない無撚糸であって、撚り角度は、略０°である。ＣＮＴ単糸１５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。
　そして、ＣＮＴ単糸１５は、図２の拡大図に示すように、各列２ＡのＣＮＴ１３が同時かつ平行に一括して引き出されるために、複数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ＣＮＴ単糸１５が、略シート形状を有するＣＮＴウェブ１４として形成される。
　また、ＣＮＴウェブ１４とは別に、上記した芯材１０と、上記した金属層１１とを準備する。芯材１０は、糸長方向に延びる線形状を有しており、金属層１１は、長尺の平帯形状（シート形状）を有する。金属層１１の幅方向の寸法は、例えば、ＣＮＴウェブ１４の幅方向の寸法と同じである。
　そして、金属層１１とＣＮＴウェブ１４とを重ね合わせて、それらを同時に芯材１０に対して同じ側から芯材１０に巻きつける。詳しくは、芯材１０を回転させながら糸長方向に移動させる。これによって、金属層１１とＣＮＴウェブ１４とが、芯材１０の周面に螺旋状に巻き付けられる。これによって、金属層１１と、ＣＮＴウェブ１４から構成されるＣＮＴ層１２とが、芯材１０の周りにおいて、糸径方向（金属層１１の厚み方向）に交互に積層される。
　なお、図２および図４では、便宜上、１つの金属層１１と１つのＣＮＴウェブ１４とが芯材１０に巻き付けられているが、複数のＣＮＴウェブ１４を重ねて、金属層１１とともに芯材１０に巻き付けることもできる。この場合、複数のＶＡＣＮＴｓ２１を準備して、各ＶＡＣＮＴｓ２１からＣＮＴウェブ１４を引き出す。
　その後、金属層１１とＣＮＴ層１２とが積層された芯材１０に撚りをかけて、複合撚糸１を製造する。
　複合撚糸１において、芯材１０は、複合撚糸１の略中央に配置されており、金属層１１およびＣＮＴ層１２は、芯材１０の全周にわたって糸径方向に交互に積層されている（図１Ｂ参照）。なお、必要に応じて、複合撚糸１を加圧して、複合撚糸１の密度の向上を図ってもよい。また、必要に応じて、複合撚糸１をダイが有する穴に挿通して、複合撚糸１の外径を調整してもよい。
　１－３．撚糸製造装置
　複合撚糸１の製造方法は、例えば、撚糸製造装置３０により連続的に実施される。撚糸製造装置３０は、芯材供給部３１と、巻取軸３２と、ウェブ供給部３３と、金属層供給部３４とを備える。
　芯材供給部３１および巻取軸３２は、互いに間隔を空けて向かい合っている。芯材供給部３１は、巻取軸３２に向かって芯材１０を送出可能である。芯材供給部３１は、送出軸３５と、支持部３６と、回転軸３７とを備える。
　送出軸３５は、円柱形状を有する。送出軸３５は、軸線を中心に回転可能である。送出軸３５には、上記した芯材１０が複数周巻回されている。支持部３６は、巻取軸３２に向かって開放される略コ字状を有している。支持部３６の両側壁は、送出軸３５を回転可能に支持している。回転軸３７は、支持部３６に対して、巻取軸３２の反対側に位置する。回転軸３７の一端部は、支持部３６の中央に固定されている。回転軸３７は、図示しない外部の駆動源から駆動力が入力されて、回転軸３７の軸線を中心として回転する。これによって、支持部３６は、回転軸３７の軸線を中心として回転駆動可能である。
　巻取軸３２は、複合撚糸１を回転駆動により巻き取り可能である。巻取軸３２は、円柱形状を有する。巻取軸３２の軸線方向は、回転軸３７の軸線方向と交差（直交）する。巻取軸３２は、図示しない外部の駆動源から駆動力が入力されて、巻取軸３２の軸線を中心として回転する。なお、芯材１０は、送出軸３５から引き出されて、巻取軸３２まで架け渡されている。
　ウェブ供給部３３は、芯材供給部３１と巻取軸３２との間に位置する芯材１０に、ＣＮＴウェブ１４を供給可能である。ウェブ供給部３３は、上記したＶＡＣＮＴｓ２１を備える。
　金属層供給部３４は、芯材供給部３１と巻取軸３２との間に位置する芯材１０に、金属層１１を供給可能である。金属層供給部３４は、供給軸４０を備える。供給軸４０は、円柱形状を有する。供給軸４０は、軸線について回転可能である。供給軸４０には、長尺の平帯形状を有する金属層１１が複数周巻回されている。
　このような撚糸製造装置３０では、ＶＡＣＮＴｓ２１から引き出したＣＮＴウェブ１４と、供給軸４０から引き出した金属層１１とを重ね合わせて、芯材１０の周面に接触させる。そして、巻取軸３２および回転軸３７に駆動力を入力して、巻取軸３２および回転軸３７を回転させる。
　すると、芯材１０が、巻取軸３２の回転により引っ張られ、送出軸３５が従動回転する。これによって、芯材１０が、送出軸３５から引き出され、巻取軸３２に向かって移動する。
　また、支持部３６が、回転軸３７を中心として回転し、これに伴って芯材１０が回転する。これによって、ＣＮＴウェブ１４および金属層１１のそれぞれが、芯材１０の回転により引っ張られる。すると、ＣＮＴウェブ１４が、ＶＡＣＮＴｓ２１から連続的に引き出され、金属層１１が、供給軸４０から連続的に引き出される。そして、金属層１１およびＣＮＴウェブ１４は、芯材１０の周りに螺旋状に連続して巻き付けられる。
　これによって、金属層１１とＣＮＴウェブ１４から構成されるＣＮＴ層１２とが、芯材１０の周囲に互いに交互に積層される複合撚糸１が製造される。その後、図４に示すように、複合撚糸１は、必要に応じて、１対の加圧ローラ４１の間を通過してプレスされた後、巻取軸３２に巻き取られる。
　１－４．作用効果
　図１Ａおよび図１Ｂに示すように、複合撚糸１では、芯材１０の周面において、金属層１１とＣＮＴ層１２とが交互に積層されており、金属層１１が、糸径方向に互いに隣り合うＣＮＴ層１２の間において、巻回形状に連続して延びている。そのため、複合撚糸１の電気伝導性の向上を図ることができながら、複合撚糸１の内部に空隙が生じることを抑制でき、複合撚糸１の機械強度の向上を図ることができる。
　また、複合撚糸１の製造方法では、図２に示すように、金属層１１とＣＮＴウェブ１４とを芯材１０に巻きつけるという簡易な方法により、金属層１１とＣＮＴ層１２とを糸径方向に交互に積層できる。そのため、複合撚糸１を効率よく製造することができる。
　１－５．変形例
　上記した第１実施形態では、ＣＮＴウェブ１４が、前処理されることなく芯材１０に巻き付けられ、金属層１１と、ＣＮＴウェブ１４から構成されるＣＮＴ層１２とが積層されている。
　一方、ＣＮＴ層１２と金属層１１との密着性向上の観点から好ましくは、ＣＮＴウェブ１４を芯材１０に巻き付ける前に、ＣＮＴウェブ１４に金属粒子を付着させる。言い換えれば、金属層１１とＣＮＴ層１２とを積層する工程の前に、ＣＮＴ層１２に金属粒子を付着させる。
　ＣＮＴウェブ１４に金属粒子を付着させるには、例えば、図５に示すように、ＣＮＴウェブ１４を、金属分散液に浸漬させてもよく、図６に示すように、ＣＮＴウェブ１４に、金属分散液をスプレーしてもよい。金属分散液は、溶媒と、溶媒に分散する金属粒子とを有する。
　溶媒として、例えば、水、有機溶媒などが挙げられ、好ましくは、有機溶媒が挙げられる。有機溶媒として、例えば、低級（Ｃ１～３）アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、プロパノールなど）、ケトン類（例えば、アセトンなど）、エーテル類（例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなど）、アルキルエステル類（例えば、酢酸エチルなど）、ハロゲン化脂肪族炭化水素類（例えば、クロロホルム、ジクロロメタンなど）、極性非プロトン類（例えば、Ｎ－メチルピロリドン、ジメチルホルムアミドなど）などが挙げられる。
　このような溶媒のなかでは、好ましくは、低級アルコール類、さらに好ましくは、エタノールが挙げられる。このような揮発性の液体は、単独使用または２種類以上併用することができる。
　金属粒子として、例えば、上記した金属の粒子が挙げられ、好ましくは、金属層１１と同じ金属の粒子が挙げられる。
　図５に示すように、ＣＮＴウェブ１４を金属分散液に浸漬させる場合、ウェブ供給部３３は、浸漬槽５０をさらに備える。
　浸漬槽５０は、基板２０と芯材１０との間に配置される。浸漬槽５０は、上方に向かって開放される略ボックス形状を有しており、金属分散液が貯留されている。ＶＡＣＮＴｓ２１から引き出されたＣＮＴウェブ１４は、浸漬槽５０内の金属分散液に浸漬された後、必要に応じて乾燥される。
　また、図６に示すように、ＣＮＴウェブ１４に金属分散液をスプレーする場合、ウェブ供給部３３は、噴霧器５１をさらに備える。
　噴霧器５１は、基板２０と芯材１０との間に配置される。噴霧器５１は、公知の噴霧器であって、ＣＮＴウェブ１４に金属分散液をスプレー可能である。ＶＡＣＮＴｓ２１から引き出されたＣＮＴウェブ１４は、噴霧器５１により金属分散液がスプレーされた後、必要に応じて乾燥される。
　これらによって、ＣＮＴウェブ１４が含む複数のＣＮＴ単糸１５に金属粒子が付着する。
　上記のように金属粒子が付着したＣＮＴウェブ１４は、金属層１１とともに、芯材１０に巻き付けられ、複合撚糸１が製造される。このような複合撚糸１では、ＣＮＴ層１２は、複数のＣＮＴ単糸１５と、複数のＣＮＴ単糸１５に付着する金属粒子とを含む。
　また、ＣＮＴ層１２が金属粒子を含有する場合、不活性ガス存在下において、複合撚糸１を加熱処理することにより、金属粒子を溶融させて金属層１１と一体化させることもできる。この場合、加熱温度は、例えば、８００℃以上１５００℃以下であり、加熱時間は、例えば、３０分以上２時間以下である。
　このような変形例によれば、複合撚糸１が金属層１１とＣＮＴ層１２とを交互に積層する構成を有するので、ＣＮＴウェブ１４に金属粒子を付着させても、複合撚糸１の内部に過度に空隙が生じることを抑制できる。また、金属粒子がＣＮＴ単糸１５と金属層１１とを接着することができ、金属層１１とＣＮＴ層１２との密着性の向上を図ることができる。その結果、金属層１１とＣＮＴ層１２との層間剥離を抑制でき、ひいては、複合撚糸１の機械強度のさらなる向上を図ることができる。
　なお、ＣＮＴウェブ１４の前処理は、上記した金属粒子の付着処理に限定されない。例えば、前処理として、ＣＮＴウェブ１４を表面処理（例えば、プラズマ処理、ＵＶ処理など）してもよい。
　２．第２実施形態
　次に、図７および図８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１Ｂに示すように、芯材１０が金属から形成されるが、芯材は、これに限定されない。第２実施形態では、図７および図８に示すように、芯材６０は、ＣＮＴ、より具体的には、複数のＣＮＴ単糸１５が束ねられたＣＮＴ糸から形成される。
　芯材６０は、糸長方向に配向される複数のＣＮＴ単糸１５を含む。芯材６０には、芯材１０と同様に、金属層１１およびＣＮＴ層１２が螺旋状に巻き付けられている。芯材６０は、糸長方向に延びる糸形状を有している。芯材６０の外径の範囲は、例えば、芯材１０の外径の範囲と同様である。
　図８に示すように、芯材６０は、上記と同様にして、基板２０上に配置されるＶＡＣＮＴｓ２１を準備し、ＶＡＣＮＴｓ２１から複数のＣＮＴ単糸１５を引き出して、複数のＣＮＴ単糸１５を束ねることにより調製される。芯材６０は、複数のＣＮＴ単糸１５が撚り合わされていない無撚糸であってもよく、複数のＣＮＴ単糸１５が撚り合わされる撚糸であってもよい。
　そして、芯材６０を備える複合撚糸２は、上記と同様に、金属層１１とＣＮＴウェブ１４とを重ね合わせて、それらを同時に芯材６０に巻きつけることにより製造される。
　この場合、撚糸製造装置３０の芯材供給部６１は、基板２０上に配置されるＶＡＣＮＴｓ２１と、回転ユニット６３と、集束部６２とを備える。なお、以下では、芯材供給部６１が備えるＶＡＣＮＴｓ２１を、第１ＶＡＣＮＴｓ２１Ｘとし、第１ＶＡＣＮＴｓ２１Ｘから引き出されるＣＮＴウェブ１４を、第１ＣＮＴウェブ１４Ｘとする。また、ウェブ供給部３３が備えるＶＡＣＮＴｓ２１を、第２ＶＡＣＮＴｓ２１Ｙとし、第２ＶＡＣＮＴｓ２１Ｙから引き出されるＣＮＴウェブ１４を、第２ＣＮＴウェブ１４Ｙとする。
　回転ユニット６３は、支持部６５と、回転軸６４とを備える。支持部６５は、側面視Ｔ字状を有する。支持部６５は、第１ＶＡＣＮＴｓ２１Ｘが配置される基板２０を支持している。回転軸６４は、支持部６５に対して、巻取軸３２の反対側に位置する。回転軸６４の一端部は、支持部６５の中央に固定されている。回転軸６４は、図示しない外部の駆動源から駆動力が入力されて、回転軸６４の軸線を中心として回転する。これによって、支持部６５は、回転軸６４の軸線を中心として回転駆動可能である。
　集束部６２は、第１ＶＡＣＮＴｓ２１Ｘから引き出される複数のＣＮＴ単糸１５を糸状に束ねて、芯材６０を形成する。集束部６２は、支持板６６と、１対の軸部６７とを備える。支持板６６は、１対の軸部６７を回転可能に支持する。１対の軸部６７は、軸部６７の径方向に僅かな間隔を空けて配置される。なお、集束部６２は、穴を有するダイであってもよい。
　このような撚糸製造装置３０では、第１ＶＡＣＮＴｓ２１Ｘから引き出した第１ＣＮＴウェブ１４Ｘを１対の軸部６７の間を通過させて、第１ＣＮＴウェブ１４Ｘに含まれる複数のＣＮＴ単糸１５を束ねる。これにより、芯材６０が調製される。
　その後、第１実施形態と同様にして、第２ＶＡＣＮＴｓ２１Ｙから引き出した第２ＣＮＴウェブ１４Ｙと、供給軸４０から引き出した金属層１１とを重ね合わせて、芯材６０の周面に接触させる。そして、巻取軸３２および回転軸６４に駆動力を入力して、巻取軸３２および回転軸６４を回転させる。
　すると、芯材６０が巻取軸３２の回転により引っ張られ、第１ＣＮＴウェブ１４Ｘが第１ＶＡＣＮＴｓ２１Ｘから連続的に引き出される。その後、第１ＣＮＴウェブ１４Ｘは集束部６２により束ねられ、芯材６０が連続的に調製される。また、支持部６５が、回転軸６４を中心として回転し、これに伴って芯材６０が回転する。
　これによって、芯材６０が撚りかけられるとともに、第２ＣＮＴウェブ１４Ｙが第２ＶＡＣＮＴｓ２１Ｙから連続的に引き出され、金属層１１が供給軸４０から連続的に引き出される。そして、金属層１１および第２ＣＮＴウェブ１４Ｙは、芯材６０の周りに螺旋状に連続して巻き付けられる。
　その後、金属層１１と第２ＣＮＴウェブ１４Ｙから構成されるＣＮＴ層１２とが、芯材６０の周囲に交互に積層される複合撚糸２が製造される（図７参照）。その後、複合撚糸２は、必要に応じてプレスされた後、巻取軸３２に巻き取られる。
　このような第２実施形態によっても、上記した第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
　また、第１ＣＮＴウェブ１４Ｘおよび／または第２ＣＮＴウェブ１４Ｙには、上記した第１実施形態の変形例と同様にして、金属粒子を付着させることができる。例えば、第１ＣＮＴウェブ１４Ｘは、集束部６２によって束ねられる前に金属粒子が付着されてもよく、集束部６２によって束ねられた後、かつ、第２ＣＮＴウェブ１４Ｙが巻き付けられる前に金属粒子が付着されてもよい。また、第２ＣＮＴウェブ１４Ｙは、芯材６０に巻き付ける前に、金属粒子が付着されてもよい。
　３．第３実施形態
　次に、図９を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。なお、第３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３実施形態の複合撚糸３では、図９に示すように、金属層１１およびＣＮＴ層１２が、芯材に交互に積層されており、同心円状を有している。なお、図９では、便宜上、複合撚糸３が芯材１０を備える態様を示しているが、芯材はこれに限定されず、芯材６０であってもよい。
　このような複合撚糸３は、金属層１１およびＣＮＴ層１２を順次、芯材１０に巻きつけることにより製造される。この場合、図１０に示すように、撚糸製造装置３０は、送出軸３５と巻取軸３２との間において、複数のウェブ供給部３３と、複数の金属層供給部３４とを備える。ウェブ供給部３３と金属層供給部３４とは、互いに間隔を空けて交互に配置される。
　このような撚糸製造装置３０では、回転しながら糸長方向に移動する芯材１０に、金属層１１とＣＮＴウェブ１４とが交互に巻き付けられる。これによって、金属層１１とＣＮＴ層１２とが、芯材６０の周囲に互いに交互に積層され、同心円状を有する複合撚糸３が製造される。
　このような第３実施形態によっても、上記した第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、各ＣＮＴウェブ１４には、上記した第１実施形態の変形例と同様にして、金属粒子を付着させることができる。
　４．第４実施形態
　次に、図１１～図１３Ｂを参照して、本発明の第４実施形態について説明する。なお、第４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４実施形態の複合シート４は、所定の厚みを有し、前記厚み方向と直交する方向に延び、平坦な表面および平坦な裏面を有している。複合シート４は、複数の金属層１１と、複数のＣＮＴ層１２とを備える。金属層１１およびＣＮＴ層１２は、シート形状を有し、複合シート４の厚み方向に交互に積層されている。
　複数のＣＮＴ層１２は、連続しないように厚み方向に互いに間隔を空けて配置される。各ＣＮＴ層１２は、複数のＣＮＴ単糸１５を含み、複数のＣＮＴ単糸１５は、厚み方向と直交する方向に配向されている（図１３Ｂ参照）。複合シート４におけるＣＮＴ層１２の積層数の範囲は、例えば、上記した複合撚糸１におけるＣＮＴ層１２の巻回数（積層数）の範囲と同じである。また、複合シート４におけるＣＮＴ層１２の体積割合の範囲は、例えば、上記した複合撚糸１におけるＣＮＴ層１２の体積割合の範囲と同じである。
　金属層１１は、複数のＣＮＴ層１２のうち互いに隣り合うＣＮＴ層１２の間に配置される。複合シート４における金属層１１の積層数の範囲は、例えば、複合撚糸１における金属層１１の巻回数（積層数）の範囲と同じである。また、複合シート４における金属層１１の体積割合の範囲は、例えば、上記した複合撚糸１における金属層１１の体積割合の範囲と同じである。
　また、複合シート４の密度の範囲は、例えば、上記した複合撚糸１の密度の範囲と同じである。また、複合シート４の引張強度の範囲は、例えば、上記した複合撚糸１の引張強度の範囲と同じである。また、複合シート４の厚み方向における電気抵抗率の範囲は、例えば、上記した複合撚糸１の糸長方向における電気抵抗率の範囲と同じである。
　次に、複合シート４の製造方法について説明する。複合シート４の製造方法は、ローラ７０に金属層１１およびＣＮＴ層１２を巻き付けてロール状巻回体４Ａを調製する工程（図１２参照）と、ロール状巻回体４Ａをローラ７０から離脱させる工程（図１３Ａおよび図１３Ｂ参照）とを含む。
　図１２に示すように、ローラ７０は、円柱形状を有しており、軸線を回転中心として回転可能である。また、ローラ７０の周面には、好ましくは、樹脂フィルムが設けられている。ローラ７０の外径は、例えば、１ｃｍ以上５００ｃｍ以下である。ローラ７０の軸線方向の寸法は、例えば、３ｃｍ以上５００ｃｍ以下である。
　そして、ロール状巻回体４Ａを調製する工程では、第１実施形態と同様にして、ＶＡＣＮＴｓ２１および金属層１１を準備する。そして、ＶＡＣＮＴｓ２１からＣＮＴウェブ１４を引き出し、金属層１１とＣＮＴウェブ１４とを重ね合わせ、それらをローラ７０の周面に複数周巻き付ける。
　これによって、図１３Ａに示すように、金属層１１とＣＮＴウェブ１４から構成されるＣＮＴ層１２とが、ローラ７０の周囲に交互に積層されるロール状巻回体４Ａが製造される。
　ロール状巻回体４Ａは、積層体の一例である。ロール状巻回体４Ａにおいて、金属層１１およびＣＮＴ層１２は、ローラ７０に渦巻き状に巻回される巻回形状を有し、ローラ７０の径方向に交互に積層されている。なお、巻回形状とは、金属層１１およびＣＮＴ層１２を巻き回して積層させた積層態様を意味し、積層体の外形形状は、特に制限されない。ロール状巻回体４Ａの外形形状は、ロール形状（円筒形状）である。つまり、ロール状巻回体４Ａにおいて、金属層１１およびＣＮＴ層１２は、積層態様として巻回形状を有し、かつ、外形形状としてロール形状を有する。ローラ７０は、金属層１１およびＣＮＴ層１２が渦巻き状に巻き付けられる芯材の一例として作用する。
　なお、ロール状巻回体４Ａは、ローラ７０の周面に配置された状態で、必要により高密度化処理される。高密度化処理として、例えば、ロール状巻回体４Ａに揮発性の液体を供給する方法や、ロール状巻回体４Ａを加圧する方法が挙げられる。
　次いで、ロール状巻回体４Ａを、切断刃（例えば、剃刀、カッター刃など）により、ローラ７０の軸線方向に切断し展開して、ローラ７０から離脱させる。以上によって、複合シート４が製造される。
　このような複合シート４の製造方法は、図１２に示すように、例えば、シート製造装置７１により連続的に実施される。シート製造装置７１は、上記したウェブ供給部３３と、上記した金属層供給部３４と、上記したローラ７０と、図示しない切断刃とを備える。
　このようなシート製造装置７１では、ウェブ供給部３３のＶＡＣＮＴｓ２１から引き出したＣＮＴウェブ１４と、供給軸４０から引き出した金属層１１とを重ね合わせて、ローラ７０の周面に接触させる。そして、ローラ７０に駆動力を入力して、ローラ７０を回転させる。これによって、金属層１１およびＣＮＴウェブ１４が、ローラ７０の周りに渦巻き状に巻き付けられて、ロール状巻回体４Ａが調製される。その後、ロール状巻回体４Ａは、必要に応じて、加圧ローラ７２によりプレスされる（図１３Ａ参照）。
　その後、ロール状巻回体４Ａは、図示しない切断刃により、ローラ７０の軸線方向に切断され展開されて、図１３Ｂに示すように、ローラ７０から離脱される。以上によって、複合シート４が製造される。
　このような第４実施形態では、金属層１１とＣＮＴ層１２とが交互に積層されており、金属層１１が、厚み方向に互いに隣り合うＣＮＴ層１２の間においてシート状に延びている。そのため、複合シート４の電気伝導性の向上を図ることができながら、複合シート４の内部に空隙が生じることを抑制でき、複合シート４の機械強度の向上を図ることができる。
　また、第４実施形態においても、上記した第１実施形態の変形例と同様にして、ＣＮＴウェブ１４に金属粒子を付着させることができる。例えば、ＣＮＴウェブ１４は、ローラ７０に巻き付ける前に、金属粒子が付着されてもよく、ローラ７０上において、金属粒子が付着されてもよい。
　５．第５実施形態
　次に、図１４および図１５を参照して、本発明の第５実施形態について説明する。なお、第５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４実施形態では、ローラ７０に金属層１１およびＣＮＴ層１２を巻き付けてロール状巻回体４Ａを調製した後、ロール状巻回体４Ａをローラ７０から離脱させて、複合シート４を製造するが、複合シート４の製造方法は、これに限定されない。
　第５実施形態に係る複合シート４の製造方法は、板８０に金属層１１およびＣＮＴ層１２を巻き付けて板状巻回体４Ｂを調製する工程と、板状巻回体４Ｂを板８０から離脱させる工程とを含む。
　板８０は、平板形状を有しており、板８０の厚み方向と直交する軸線について回転可能である（図１５参照）。
　そして、図１５に示すように、板状巻回体４Ｂを調製する工程では、ＶＡＣＮＴｓ２１からＣＮＴウェブ１４を引き出し、金属層１１とＣＮＴウェブ１４とを重ね合わせ、板８０に複数周巻き付ける。
　これによって、図１４に示すように、金属層１１とＣＮＴウェブ１４から構成されるＣＮＴ層１２とが、板８０の周囲に交互に積層される板状巻回体４Ｂが製造される。
　板状巻回体４Ｂは、積層体の一例である。板状巻回体４Ｂにおいて、金属層１１およびＣＮＴ層１２は、板８０に巻回される巻回形状を有する。板状巻回体４Ｂの外形形状は、板形状である。つまり、板状巻回体４Ｂにおいて、金属層１１およびＣＮＴ層１２は、積層態様として巻回形状を有し、かつ、外形形状として板形状を有する。また、板状巻回体４Ｂは、必要に応じて、上記した高密度化処理される。
　次いで、板状巻回体４Ｂを、上記した切断刃により切断し展開して、板８０から離脱させる。以上によって、複合シート４が製造される。
　このような複合シート４の製造方法は、例えば、シート製造装置８１により連続的に実施される。シート製造装置８１は、ローラ７０に代えて板８０を備えること以外は、シート製造装置７１と同様の構成を有する。
　このようなシート製造装置８１では、ウェブ供給部３３のＶＡＣＮＴｓ２１から引き出したＣＮＴウェブ１４と、供給軸４０から引き出した金属層１１とを重ね合わせて、板８０に接触させる。そして、板８０に駆動力を入力して、板８０を回転させる。これによって、金属層１１およびＣＮＴウェブ１４が、板８０の周りに渦巻き状に巻き付けられる。これによって、板状巻回体４Ｂが調製される。
　その後、板状巻回体４Ｂは、図示しない切断刃により切断され、板８０から離脱される。以上によって、複合シート４が製造される。
　このような第５実施形態によっても、上記した第４実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
　６．第６実施形態
　次に、図１６を参照して、本発明の第６実施形態について説明する。なお、第６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４実施形態および第５実施形態では、図１１に示すように、複合シート４において、複数のＣＮＴ層１２は、連続しないように厚み方向に互いに間隔を空けて配置されるが、ＣＮＴ層１２の構成は、これに限定されない。
　第６実施形態では、図１６に示すように、複合シート５は、ＣＮＴ層１２と、複数の金属層１１とを備え、ＣＮＴ層１２は、葛折状に連続して折り畳まれている。ＣＮＴ層１２は、複数の積層部分１２Ａと、複数の連結部分１２Ｂとを有する。
　複数の積層部分１２Ａは、厚み方向に重なるように配置される。各連結部分１２Ｂは、Ｕ字状に延び、複数の積層部分１２Ａのうち互いに隣り合う積層部分１２Ａの端部を連結している。各金属層１１は、厚み方向に互いに隣り合う積層部分１２Ａの間に配置される。これによって、金属層１１および積層部分１２Ａは、複合シート５の厚み方向に交互に積層されている。
　このような複合シート５は、長尺のシート形状を有するＣＮＴ層１２を、複数の積層部分１２Ａが厚み方向に重なるように葛折状に折り畳みながら、互いに隣り合う積層部分１２Ａの間に金属層１１を挿入することにより製造される。
　このような第６実施形態によっても、上記した第４実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
　７．第７実施形態
　上記した複合シートは、例えば、電子機器（例えば、モータ、トランス、センサーなど）などに利用される導電線材の製造に用いられる。
　そこで、第７実施形態では、図１７Ａ～図１７Ｃを参照して、複合シートから複合撚糸７を製造する複合撚糸７の製造方法について説明する。なお、第７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。
　複合撚糸７の製造方法は、複合シート４を準備する工程と、複合シート４に撚りをかける工程とを含む。
　まず、上記した複合シート４を準備する（図１３Ｂ参照）。そして、図１７Ａに示すように、複合シート４を、必要に応じて、所定のサイズとなるように裁断する。例えば、複合シート４を、上記の切断刃により、所定方向に長手の短冊状となるように裁断する。このとき、複合シート４は、好ましくは、ＣＮＴ単糸１５の配向方向に沿って裁断される。また、切断した複合シート４の表面に、上記した第１実施形態の変形例と同様にして、金属粒子を付着させてもよい。
　次いで、図１７Ｂおよび図１７Ｃに示すように、複合シート４に撚りをかける。
　複合シート４に撚りをかけるには、図１７Ｂに示すように、複合シート４の長手方向（複数のＣＮＴ単糸１５の配向方向）の両端部を把持する。
　具体的には、第１挟持部９０および第２挟持部９１により、複合シート４の長手方向の両端部を把持する。第１挟持部９０は、２つの第１プレート９２を備える。各第１プレート９２は、略平板形状を有する。２つの第１プレート９２は、それらの間に複合シート４の長手方向の一端部を挟み込む。第１挟持部９０は、複合シート４の長手方向に沿う軸線を回転中心として、回転可能である。
　第２挟持部９１は、２つの第２プレート９３を備えている。各第２プレート９３は、略平板形状を有する。２つの第２プレート９３は、それらの間に複合シート４の長手方向の他端部を挟み込む。
　そして、図１７Ｃに示すように、第２挟持部９１を固定した状態で、第１挟持部９０を回転させる。その後、必要により、把持されている複合シート４の両端部を切断して除去する。
　これによって、複合シート４が螺旋状に撚られて、複合撚糸７が製造される。つまり、複合撚糸７は、金属層１１およびＣＮＴ層１２が螺旋状に撚られて糸形状を有する。このような複合撚糸７では、シート形状を有する金属層１１と、シート形状を有するＣＮＴ層１２とが、互いにねじり合わされている。
　複合撚糸７において、撚り数の範囲、外径の範囲、密度の範囲、引張強度の範囲および電気抵抗率の範囲は、それぞれ、複合撚糸１の各範囲と同様である。
　このような第７実施形態によっても、上記した第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
　８．第８実施形態
　また、第８実施形態では、図１８Ａ～図１９を参照して、複合シートから複合無撚糸８を製造する複合無撚糸８の製造方法について説明する。なお、第８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。
　複合無撚糸８の製造方法は、複合シート４を準備する工程と、複合シート４を巻回する工程と、巻回した複合シート４を所定サイズに加工する工程とを含む。
　まず、上記した複合シート４を準備する（図１３Ｂ参照）。次いで、図１８Ａに示すように、複合シート４を短手方向に丸めるように巻回して、円柱状巻回体４Ｃを調製する。
　その後、円柱状巻回体４Ｃを所定サイズに加工して、複合無撚糸８を製造する。例えば、円柱状巻回体４Ｃを、ダイ９５が有する穴９６を通過させて、糸状に調製する。
　ダイ９５は、円筒形状を有し、穴９６を有する。穴９６の内径は、製造する複合無撚糸８の外径に応じて適宜変更される。なお、図１８Ｂでは、便宜上、ダイ９５が１つ配置されるが、ダイ９５の個数は特に制限されない。複数のダイ９５が、互いに間隔を空けて配置されてもよい。この場合、円柱状巻回体４Ｃは、複数のダイ９５の穴９６を順次通過する。
　以上によって、複合無撚糸８が製造される。複合無撚糸８は、撚り合わされておらず、撚り角度は、略０°である。
　図１９に示すように、複合無撚糸８は、芯材を備えておらず、金属層１１およびＣＮＴ層１２が、渦巻き状に巻回され、糸径方向に交互に積層されている。
　このような第８実施形態によっても、上記した第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
　９．変形例
　上記した第１実施形態～第８実施形態では、ＣＮＴ層１２が、複数のＣＮＴ単糸１５を含むＣＮＴウェブ１４から構成されているが、ＣＮＴ層１２は、これに限定されない。
　例えば、ＣＮＴ層１２を、ＣＮＴ１３が分散されたＣＮＴ分散液を、金属層１１に塗布またはスプレーした後、必要に応じて乾燥させて調製してもよい。
　これら第１実施形態～第８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。
　なお、上記発明は、本発明の例示の実施形態として提供したが、これは単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。当該技術分野の当業者によって明らかな本発明の変形例は、後記請求の範囲に含まれる。
　本発明の積層体は、例えば、炭素繊維が用いられる織物（シート）、電子機器（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好適に用いられる。
　１　　　複合撚糸
　２　　　複合撚糸
　３　　　複合撚糸
　４　　　複合シート
　４Ａ　　ロール状巻回体
　４Ｂ　　板状巻回体
　４Ｃ　　円柱状巻回体
　５　　　複合シート
　７　　　複合撚糸
　８　　　複合無撚糸
　１０　　芯材
　１１　　金属層
　１２　　ＣＮＴ層
　１２Ａ　積層部分
　１３　　ＣＮＴ
　７０　　ローラ

Claims (13)

  1. 　金属層とカーボンナノチューブ層とが、前記金属層の厚み方向に交互に積層されることを特徴とする、積層体。
  2. 　前記金属層および前記カーボンナノチューブ層が巻回形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の積層体。
  3. 　前記金属層および前記カーボンナノチューブ層がロール形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の積層体。
  4. 　前記金属層および前記カーボンナノチューブ層が板形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の積層体。
  5. 　前記金属層および前記カーボンナノチューブ層が巻き付けられる芯材を、さらに備えることを特徴とする、請求項３に記載の積層体。
  6. 　前記金属層および前記カーボンナノチューブ層がシート形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の積層体。
  7. 　前記カーボンナノチューブ層は、葛折状に連続して折り畳まれており、前記厚み方向に重なる複数の積層部分を含み、
    　前記金属層は、各前記積層部分の間に配置されることを特徴とする、請求項６に記載の積層体。
  8. 　前記カーボンナノチューブ層は、連続しないように前記厚み方向に、互いに間隔を空けて複数配置され、
    　前記金属層は、各前記カーボンナノチューブ層の間に配置されることを特徴とする、請求項６に記載の積層体。
  9. 　前記金属層および前記カーボンナノチューブ層が螺旋状に巻き付けられる芯材をさらに備え、糸形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の積層体。
  10. 　前記金属層および前記カーボンナノチューブ層が螺旋状に撚られて糸形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の積層体。
  11. 　金属層とカーボンナノチューブ層とを前記金属層の厚み方向に交互に積層する工程を含むことを特徴とする、積層体の製造方法。
  12. 　前記金属層と前記カーボンナノチューブ層とを積層する工程の前に、前記カーボンナノチューブ層に金属粒子を付着させることを特徴とする、請求項１１に記載の積層体の製造方法。
  13. 　前記金属層は、Ａｕ、Ａｇ、ＣｕおよびＡｌからなる群より選択される少なくとも１種の金属を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の積層体の製造方法。
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