(57)【要約】【課題】簡易な方法で、カーボンナノチューブ集合体の端部を樹脂層から露出させることができるカーボンナノチューブ・樹脂複合体の製造方法を提供する。【解決手段】  複数のカーボンナノチューブが集合したカーボンナノチューブ集合体２を準備し、カーボンナノチューブ集合体２に、特定の電磁波が透過する樹脂１４を充填して、カーボンナノチューブと樹脂１４との複合体１５を得る充填工程と、複合体１５に特定の電磁波を照射してカーボンナノチューブを加熱することにより、カーボンナノチューブの端部Ｅ１、Ｅ２を、樹脂１４の被膜１４Ａ、１４Ｂから露出させる。【選択図】図１
2019043001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカーボンナノチューブが集合したカーボンナノチューブ集合体を準備する準備工程と、
前記カーボンナノチューブ集合体に、特定の電磁波が透過する樹脂を充填して、前記カーボンナノチューブ集合体と前記樹脂との複合体を得る充填工程と、
前記複合体に前記特定の電磁波を照射して前記カーボンナノチューブを加熱することにより、前記カーボンナノチューブ集合体の端部を、前記樹脂の被膜から露出させる照射工程と
を含むことを特徴とする、カーボンナノチューブ・樹脂複合体の製造方法。
【請求項２】
前記充填工程は、
前記樹脂を液体の状態で前記カーボンナノチューブ集合体に含浸させる含浸工程と、
前記カーボンナノチューブ集合体の一端部に含浸された前記樹脂の一部を除去する除去工程と、
前記カーボンナノチューブ集合体に含浸された残りの前記樹脂を固化させる固化工程と
を含むことを特徴とする、請求項１に記載のカーボンナノチューブ・樹脂複合体の製造方法。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブ集合体は、互いに分離した複数の所定パターン形状のカーボンナノチューブ柱として形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のカーボンナノチューブ・樹脂複合体の製造方法。
【請求項４】
前記カーボンナノチューブ集合体は、複数のカーボンナノチューブが垂直方向に配向したカーボンナノチューブアレイであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブ・樹脂複合体の製造方法。
【請求項５】
前記カーボンナノチューブ集合体の表面が金属で被覆されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブ・樹脂複合体の製造方法。
【請求項６】
樹脂層の厚さ方向に配向するようにカーボンナノチューブ集合体が前記樹脂層に含まれるカーボンナノチューブ・樹脂複合体であって、
前記カーボンナノチューブ集合体は、前記樹脂層の一方の面から突出及び露出され、
前記樹脂層は、前記突出した前記カーボンナノチューブ集合体の周囲を覆う被覆部を有することを特徴とする、カーボンナノチューブ・樹脂複合体。
【請求項７】
前記被覆部は、０μｍよりも長く、７５μｍ以下であることを特徴とする、請求項６に記載のカーボンナノチューブ・樹脂複合体。
【請求項８】
前記カーボンナノチューブ集合体の表面が金属で被覆されていることを特徴とする、請求項６または７に記載のカーボンナノチューブ・樹脂複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンナノチューブ・樹脂複合体の製造方法、および、カーボンナノチューブ・樹脂複合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カーボンナノチューブ群の両端部が樹脂から露出した異方導電性シートが知られている（下記特許文献１参照）。
【０００３】
この異方導電性シートでは、成長基板の上に触媒をパターン配置し、次いで、触媒の上にカーボンナノチューブ群を成長させ、次いで、カーボンナノチューブ群に樹脂を充填して硬化させ、次いで、硬化した樹脂とカーボンナノチューブ群とを成長基板から剥離し、その後、硬化した樹脂の両面をプラズマアッシングによって削り取って、カーボンナノチューブ群の両端部を樹脂から露出させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８８８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した特許文献１に記載される異方導電性シートでは、カーボンナノチューブ群の両端部を樹脂から露出させるときに、硬化した樹脂の両面をプラズマアッシングによって削り取っている。そのため、プラズマアッシングなどの設備を要し、異方導電性シートを製造する方法が複雑である。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、簡易な方法で、カーボンナノチューブ集合体の端部を樹脂層から露出させることができるカーボンナノチューブ・樹脂複合体の製造方法、および、カーボンナノチューブ集合体の端部が樹脂層から露出したカーボンナノチューブ・樹脂複合体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、カーボンナノチューブ・樹脂複合体を製造するにあたり、複数のカーボンナノチューブが集合したカーボンナノチューブ集合体を準備し、前記カーボンナノチューブ集合体に、特定の電磁波が透過する樹脂を充填して、前記カーボンナノチューブと前記樹脂との複合体を得て、前記複合体に前記特定の電磁波を照射して前記カーボンナノチューブを加熱することにより、前記カーボンナノチューブの端部を、前記樹脂の被膜から露出させることにより、カーボンナノチューブ・樹脂複合体を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００８】
本発明［１］は、複数のカーボンナノチューブが集合したカーボンナノチューブ集合体を準備する準備工程と、前記カーボンナノチューブ集合体に、特定の電磁波が透過する樹脂を充填して、前記カーボンナノチューブと前記樹脂との複合体を得る充填工程と、前記複合体に前記特定の電磁波を照射して前記カーボンナノチューブを加熱することにより、前記カーボンナノチューブの端部を、前記樹脂の被膜から露出させる照射工程とを含む、カーボンナノチューブ・樹脂複合体の製造方法を含む。
【０００９】
本発明［２］は、前記充填工程が、前記樹脂を液体の状態で前記カーボンナノチューブ集合体に含浸させる含浸工程と、前記カーボンナノチューブの前記端部に含浸された前記樹脂の一部を除去する除去工程と、前記カーボンナノチューブ集合体に含浸された残りの前記樹脂を固化させる固化工程とを含む、上記［１］のカーボンナノチューブ・樹脂複合体の製造方法を含む。
【００１０】
本発明［３］は、前記カーボンナノチューブ集合体が、互いに分離した複数の所定パターン形状のカーボンナノチューブ柱として形成されている、上記［１］または[２]のカーボンナノチューブ・樹脂複合体の製造方法を含む。
【００１１】
本発明［４］は、前記カーボンナノチューブ集合体が、複数のカーボンナノチューブが垂直方向に配向したカーボンナノチューブアレイである、上記［１］〜［３］のいずれか１つのカーボンナノチューブ・樹脂複合体の製造方法を含む。
【００１２】
本発明［５］は、前記カーボンナノチューブ集合体の表面が金属で被覆されている、上記［１］〜［４］のいずれか１つのカーボンナノチューブ・樹脂複合体の製造方法を含む。
【００１３】
本発明［６］は、樹脂層の厚さ方向に配向するようにカーボンナノチューブ集合体が前記樹脂層に含まれるカーボンナノチューブ・樹脂複合体であって、前記カーボンナノチューブ集合体が、前記樹脂層の一方の面から突出及び露出され、前記樹脂層が、前記突出した前記カーボンナノチューブ集合体の周囲を覆う被覆部を有する、カーボンナノチューブ・樹脂複合体を含む。
【００１４】
本発明［７］は、前記被覆部が、０μｍよりも長く、７５μｍ以下である、上記［６］のカーボンナノチューブ・樹脂複合体を含む。
【００１５】
本発明［８］は、前記カーボンナノチューブ集合体の表面が金属で被覆されている、上記［６］または［７］のカーボンナノチューブ・樹脂複合体を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のカーボンナノチューブ・樹脂複合体の製造方法によれば、簡易な方法で、カーボンナノチューブ集合体の端部が樹脂層から露出したカーボンナノチューブ・樹脂複合体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、カーボンナノチューブ・樹脂複合体の断面図である。
【図２】図２は、カーボンナノチューブ・樹脂複合体の製造方法を説明するための説明図であって、図２Ａは、準備工程に含まれる１つの工程であって、成長基板の上に、所定のパターンを有するマスクを配置する工程を示し、図２Ｂは、準備工程に含まれる１つの工程であって、成長基板およびマスクの上に触媒層を形成する工程を示し、図２Ｃは、準備工程に含まれる１つの工程であって、成長基板から、マスク、および、マスクの上に配置される触媒層を取り除く工程を示し、図２Ｄは、準備工程に含まれる１つの工程であって、成長基板の上の触媒層からカーボンナノチューブを成長させる工程を示す。
【図３】図３は、図２に続いて、カーボンナノチューブ・樹脂複合体の製造方法を説明するための説明図であって、図３Ａは、充填工程に含まれる１つの工程であって、含浸工程を示し、図３Ｂは、充填工程に含まれる１つの工程であって、除去工程を示し、図３Ｃは、充填工程に含まれる１つの工程であって、固化工程を示し、図３Ｄは、成長基板からカーボンナノチューブと樹脂との複合体を剥がす工程を示す。
【図４】図４は、図３に続いて、カーボンナノチューブ・樹脂複合体の製造方法を説明するための説明図であって、照射工程を示す。
【図５】図５は、変形例を説明するための説明図であって、図５Ａは、準備工程に含まれる１つの工程であって、所定のパターンに加工されていないカーボンナノチューブ集合体を準備する工程を示し、図５Ｂは、準備工程に含まれる１つの工程であって、所定形状の複数の貫通孔を有するマスクによって固着層が覆われた固着用シートを準備する工程を示し、図５Ｃは、準備工程に含まれる１つの工程であって、カーボンナノチューブ集合体の少なくとも一部を、貫通孔を通して固着層に固着させる工程を示し、図５Ｄは、準備工程に含まれる１つの工程であって、カーボンナノチューブ集合体を固着用シートから剥がす工程を示す。
【図６】図６は、固化工程が終了したときのカーボンナノチューブ・樹脂複合体の表面を示す走査型電子顕微鏡写真である。
【図７】図７は、固化工程が終了したときのカーボンナノチューブ・樹脂複合体の断面を示す走査型電子顕微鏡写真である。
【図８】図８は、照射工程が終了したときのカーボンナノチューブ・樹脂複合体の表面を示す走査型電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、具体的に説明するが、本発明は下記の実施形態に限定されるものではなく、適宜様々な変更が可能である。
【００１９】
図１は、カーボンナノチューブ・樹脂複合体の断面図である。
【００２０】
カーボンナノチューブ・樹脂複合体１は、カーボンナノチューブ集合体２と、樹脂層３とを有する。
【００２１】
カーボンナノチューブ集合体２は、複数のカーボンナノチューブが成長基板に対して垂直方向に配向したカーボンナノチューブアレイであることが好ましい。カーボンナノチューブ集合体２を構成するカーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブまたは多層カーボンナノチューブのいずれであってもよい。また、カーボンナノチューブ集合体２の表面は、金属で被覆されていてもよい。金属により、カーボンナノチューブ集合体２の導電性を向上させることができる。
【００２２】
カーボンナノチューブ集合体２は、樹脂層３の厚さ方向から見て、所定パターン形状を有する。カーボンナノチューブ集合体２は、互いに分離した複数のカーボンナノチューブ柱２Ａから構成されている。なお、カーボンナノチューブ集合体２は、１つのカーボンナノチューブ柱２Ａのみから構成されていてもよい。カーボンナノチューブ柱２Ａは、複数のカーボンナノチューブが集合することにより構成されている。複数のカーボンナノチューブ柱２Ａを有する所定パターン形状としては、具体的には、互いに分離した複数のドットを含むドットパターン、互いに平行する複数のラインを含むストライプパターン、互いに交差する複数のラインを含むチェックパターンなどが挙げられる。複数のカーボンナノチューブ柱２Ａを有さない所定パターン形状としては、具体的には、矩形の平板形状などが挙げられる。
【００２３】
カーボンナノチューブ集合体２が互いに分離した複数のカーボンナノチューブ柱２Ａを有する場合、隣り合う２つのカーボンナノチューブ柱２Ａの間隔Ｄ１は、例えば、１０μｍ以上、５００μｍ以下が好ましい。間隔Ｄ１が１０μｍ以上であると、隣り合うカーボンナノチューブ柱２Ａ同士が接触することなくシート化できる。間隔Ｄ１が５００μｍ以下であると、隣り合うカーボンナノチューブ柱２Ａの間に樹脂を保持しやすくなるため、容易にシート化できる。
【００２４】
また、１つのカーボンナノチューブ柱２Ａの幅（厚み方向と直交する方向の長さ）Ｄ２は、例えば、１０μｍ以上、１０ｍｍ（すなわち、１００００μｍ）以下が好ましい。幅Ｄ２が１０μｍ以上であると、カーボンナノチューブ柱２Ａの強度を確保できるので、カーボンナノチューブ柱２Ａを倒すことなく、樹脂を充填できる。幅Ｄ２が１０ｍｍ以下であると、カーボンナノチューブ柱２Ａの内部に樹脂を含浸しやすくなるため、容易にシート化できる。
【００２５】
カーボンナノチューブ集合体２は、樹脂層３の厚さ方向に配向するように、樹脂層３に含まれる。カーボンナノチューブ集合体２は、樹脂層３の厚さ方向において、樹脂層３を貫通している。カーボンナノチューブ集合体２の一端部Ｅ１は、樹脂層３の一方の面Ｓ１から突出及び露出される。詳しくは、カーボンナノチューブ集合体２の一端部Ｅ１は、被覆部３Ａを通って突出及び露出される。被覆部３Ａについては、後述する。また、カーボンナノチューブ集合体２の他端部Ｅ２は、樹脂層３の他方の面Ｓ２の凹部３Ｂ内において、樹脂層３から突出及び露出する。凹部３Ｂについては、後述する。
【００２６】
被覆部３Ａからの一端部Ｅ１の突出長さ（厚さ方向長さ）Ｌ１は、例えば、０μｍ以上、１０μｍ以下である。被覆部３Ａからの一端部Ｅ１の突出長さＬ１は、被覆部３Ａの突出長さＬ１１に対して、例えば、０％以上、１０％以下である。
【００２７】
また、凹部３Ｂ内における他端部Ｅ２の突出長さ（厚さ方向長さ）Ｌ２は、例えば、０μｍ以上、１０μｍ以下である。凹部３Ｂ内における他端部Ｅ２の突出長さＬ２は、凹部３Ｂの深さＬ１２に対して、例えば、０％以上、１０％以下である。
【００２８】
樹脂層３は、カーボンナノチューブ集合体２の形状を保持する。樹脂層３は、被覆部３Ａと、凹部３Ｂとを有する。樹脂層３は、所定の厚さのシート形状を有する。
【００２９】
被覆部３Ａは、樹脂層３の一方の面Ｓ１から突出する。被覆部３Ａは、突出したカーボンナノチューブ集合体２の周囲を覆う。詳しくは、被覆部３Ａは、カーボンナノチューブ集合体２の一端部Ｅ１の周囲を覆う。なお、被覆部３Ａは、樹脂層３の厚さ方向一方から見て、カーボンナノチューブ集合体２の一端部Ｅ１を覆わない。カーボンナノチューブ集合体２が互いに分離した複数のカーボンナノチューブ柱２Ａを有する場合、被覆部３Ａは、複数のカーボンナノチューブ柱２Ａのそれぞれに対応して、複数設けられる。１つの被覆部３Ａは、１つのカーボンナノチューブ柱２Ａの周囲を覆う。
【００３０】
被覆部３Ａの突出長さ（厚さ方向長さ）Ｌ１１は、例えば、０μｍよりも長く、７５μｍ以下である。被覆部３Ａの突出長さ（厚さ方向長さ）Ｌ１１が０μｍよりも長いと、カーボンナノチューブ柱２Ａが被接触対象物に接触できる。被覆部３Ａの突出長さ（厚さ方向長さ）Ｌ１１が７５μｍ以下であると、カーボンナノチューブ柱２Ａの機械的な強度を高めることができる。
【００３１】
凹部３Ｂは、樹脂層３の他方の面Ｓ２に設けられる。凹部３Ｂは、樹脂層３の厚さ方向において、他方の面Ｓ２から一方の面Ｓ１に向かって凹む。凹部３Ｂは、カーボンナノチューブ集合体２の他端部Ｅ２の周囲に設けられる。凹部３Ｂ内には、カーボンナノチューブ集合体２の他端部Ｅ２が突出する。カーボンナノチューブ集合体２が互いに分離した複数のカーボンナノチューブ柱２Ａを有する場合、凹部３Ｂは、複数のカーボンナノチューブ柱２Ａのそれぞれに対応して、複数設けられる。１つの凹部３Ｂは、１つのカーボンナノチューブ柱２Ａの周囲に設けられる。
【００３２】
凹部３Ｂの深さ（厚さ方向長さ）Ｌ１２は、例えば、０μｍ以上、１０μｍ以下である。
【００３３】
このようなカーボンナノチューブ・樹脂複合体１であれば、カーボンナノチューブ集合体２が、樹脂層３の厚さ方向に配向するように、樹脂層３に含まれており、さらに、カーボンナノチューブ集合体２の両端Ｅ１、Ｅ２が、樹脂層３から突出している。
【００３４】
そのため、カーボンナノチューブの電気伝導性や熱伝導性により、カーボンナノチューブ・樹脂複合体１の厚さ方向に、電気や熱を伝えることができる。一方、樹脂層３により、厚さ方向と交差する方向への電気や熱の伝わりを抑制することができる。
【００３５】
その結果、カーボンナノチューブ・樹脂複合体１の厚さ方向のみに、電気や熱を伝えることができる。
【００３６】
また、樹脂層３は、突出したカーボンナノチューブ集合体２の周囲を覆う被覆部３Ａを有しているため、カーボンナノチューブ柱２Ａに荷重をかけた後、解放するというプロセスを経ても、カーボンナノチューブ柱２Ａの形状を保つことができる。
【００３７】
図２Ａから図４は、カーボンナノチューブ・樹脂複合体の製造方法を説明するための説明図である。
【００３８】
カーボンナノチューブ・樹脂複合体１の製造方法は、複数のカーボンナノチューブが集合したカーボンナノチューブ集合体２を準備する準備工程（図２Ａから図２Ｄ参照）と、カーボンナノチューブ集合体２に、特定の電磁波が透過する樹脂１４を充填して、カーボンナノチューブ集合体２と樹脂１４との複合体１５を得る充填工程（図３Ａから図３Ｄ参照）と、複合体１５に特定の電磁波を照射してカーボンナノチューブを加熱することにより、カーボンナノチューブ集合体２の端部Ｅ１、Ｅ２を、それを覆う樹脂１４の被膜１４Ａ、１４Ｂから露出させる照射工程（図４参照）とを含む。
【００３９】
図２Ａから図２Ｄを参照して、準備工程について説明する。準備工程は、複数のカーボンナノチューブが集合したカーボンナノチューブ集合体２を準備する工程である。
【００４０】
例えば、準備工程は、成長基板１１の上に所定のパターンを有するマスク１２を配置する工程（図２Ａ参照）と、成長基板１１およびマスク１２の上に触媒層１３を形成する工程（図２Ｂ参照）と、成長基板１１からマスク１２とマスク１２の上に配置される触媒層１３Ｂとを取り除く工程（図２Ｃ参照）と、成長基板１１の上の触媒層１３Ａからカーボンナノチューブを成長させる工程（図２Ｄ参照）とを含む。
【００４１】
図２Ａに示すように、準備工程では、まず、成長基板１１の上に所定のパターンを有するマスク１２を配置する。
【００４２】
成長基板１１は、例えば、ステンレスなどの金属からなる平板である。成長基板１１の表面は、例えば、シリカなどの不動態膜で覆われている。
【００４３】
マスク１２は、成長基板１１の表面を覆う。マスク１２は、所定パターン形状の複数の貫通孔１２Ａを有する。マスク１２は、例えば、ステンレス、銅、ニッケルとコバルトとの合金、ニッケルなどの金属からなるパンチングメタルが挙げられる。
【００４４】
次いで、図２Ｂに示すように、成長基板１１およびマスク１２の上に触媒層１３を形成する。
【００４５】
触媒層１３は、例えば、触媒金属を蒸着させることにより、形成される。触媒金属としては、例えば、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）などが挙げられる。触媒層１３は、マスク１２の貫通孔１２Ａを介して成長基板１１の上に形成される触媒層１３Ａと、マスク１２の上に形成される触媒層１３Ｂとを有する。
【００４６】
次いで、図２Ｃに示すように、成長基板１１から、マスク１２と、マスク１２の上の触媒層１３Ａとを取り除く。
【００４７】
具体的には、成長基板１１からマスク１２を剥がすことにより、マスク１２の上の触媒層１３Ｂが、マスク１２とともに成長基板１１から取り除かれる。一方、触媒層１３Ａは、成長基板１１の上に残る。これにより、成長基板１１の上には、所定パターン形状の触媒層１３Ａが形成される。
【００４８】
次いで、図２Ｄに示すように、成長基板１１の上の触媒層１３Ａからカーボンナノチューブを成長させる。カーボンナノチューブを成長させる方法としては、例えば、化学気相成長法（ＣＶＤ法）などが挙げられる。
【００４９】
これにより、成長基板１１の上に、所定パターン形状のカーボンナノチューブ集合体２が形成される。マスク１２が、互いに分離した複数の貫通孔１２Ａを有していた場合、カーボンナノチューブ集合体２は、互いに分離した複数の所定パターン形状のカーボンナノチューブ柱２Ａより形成される。カーボンナノチューブ集合体２は、複数のカーボンナノチューブが成長基板１１に対して垂直方向に配向したカーボンナノチューブアレイである。なお、得られたカーボンナノチューブ集合体２の表面に、金、銀、銅などの金属を蒸着してもよい。すなわち、カーボンナノチューブ集合体２の表面は、金属で被覆されていてもよい。
【００５０】
次いで、図３Ａから図３Ｄを参照して、充填工程について説明する。充填工程は、カーボンナノチューブ集合体２に、特定の電磁波が透過する樹脂１４を充填して、カーボンナノチューブ集合体２と樹脂１４との複合体１５を得る工程である。
【００５１】
充填工程は、樹脂１４を液体の状態でカーボンナノチューブ集合体２に含浸させる含浸工程（図３Ａ参照）と、カーボンナノチューブ集合体２の一端部Ｅ１に含浸された樹脂１４の一部を除去する除去工程（図３Ｂ参照）と、カーボンナノチューブ集合体２に含浸された残りの樹脂１４を固化させる固化工程（図３Ｃ参照）とを含む。
【００５２】
まず、含浸工程について説明する。図３Ａに示すように、含浸工程は、樹脂１４を液体の状態でカーボンナノチューブ集合体２に含浸させる工程である。
【００５３】
樹脂１４としては、固化工程において固化した状態で、特定の電磁波を透過させることができる樹脂が、選択される。
【００５４】
特定の電磁波とは、照射することにより、カーボンナノチューブを加熱することができる電磁波である。特定の電磁波は、例えば、樹脂１４の色には反応せずに、カーボンナノチューブの黒色に反応してカーボンナノチューブを加熱することができる電磁波である。特定の電磁波は、照射工程（図４参照）において、カーボンナノチューブ集合体２と樹脂１４との複合体１５に照射される。特定の電磁波としては、例えば、赤外線などの光や、マイクロ波などの電波などが挙げられる。特定の電磁波としては、赤外線などの光が好ましく、レーザー光であることが、より好ましい。特定の電磁波が赤外線のレーザー光であると、カーボンナノチューブ集合体２を、局所的に効率よく加熱することができる。
【００５５】
樹脂１４としては、例えば、熱硬化性樹脂（例えば、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂など）、熱可塑性樹脂（例えば、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂など）などが挙げられる。
【００５６】
特定の電磁波が特定の波長の赤外線である場合、固化した状態の樹脂１４に対するその赤外線の全光線透過率は、例えば、６０％以上、９９％以下であることが好ましい。全光線透過率が上記範囲内であると、照射工程において、カーボンナノチューブ集合体２を効率よく加熱することができる。
【００５７】
樹脂１４をカーボンナノチューブ集合体２に含浸させるには、樹脂１４を、液体の状態で成長基板１１の上に流し込み、真空脱泡により、カーボンナノチューブ集合体２の内部に浸透させる。樹脂１４が熱硬化性樹脂である場合、Ｂステージ状態の樹脂１４を加熱することにより、樹脂１４を液体の状態にすることができる。また、樹脂１４が二液硬化型の熱硬化性樹脂である場合、第１液と第２液との混合液を成長基板１１の上に流し込んでもよい。樹脂１４が熱可塑性樹脂である場合、加熱により樹脂１４を液体の状態にすることができる。
【００５８】
樹脂１４をカーボンナノチューブ集合体２に含浸するとき、樹脂１４の粘度は、例えば、１Ｐａ・ｓ以上、１０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。樹脂１４の粘度が１Ｐａ・ｓ以上であると、取り扱いが容易であるため、容易に含浸作業ができる。樹脂１４の粘度が１０Ｐａ・ｓ以下であると、カーボンナノチューブ柱２Ａの内部の空隙に、樹脂１４を含浸させることができる。
【００５９】
含浸工程の後、樹脂１４の表面Ｓ１１は、カーボンナノチューブ集合体２の一端部Ｅ１よりも上（カーボンナノチューブ集合体２に対して成長基板１１の反対側）に位置する。
【００６０】
次いで、除去工程について説明する。図３Ｂに示すように、除去工程は、カーボンナノチューブ集合体２の一端部Ｅ１に含浸された樹脂１４の一部を除去する工程である。
【００６１】
樹脂１４の一部を除去するには、例えば、樹脂１４の一部を拭き取る。
【００６２】
除去工程の後、樹脂１４の表面Ｓ１２は、カーボンナノチューブ集合体２の一端部Ｅ１よりも下（カーボンナノチューブ集合体２の一端部Ｅ１と成長基板１１との間）に位置する。言い換えると、カーボンナノチューブ集合体２の一端部Ｅ１は、樹脂１４の表面Ｓ１２よりも上に突出する。
【００６３】
ここで、除去工程では、カーボンナノチューブ集合体２の一端部Ｅ１に含浸された樹脂１４は、完全には除去されない。除去工程の後、カーボンナノチューブ集合体２の一端部Ｅ１には、除去されなかった樹脂１４が、付着している。これにより、樹脂１４の表面Ｓ１２よりも上に突出したカーボンナノチューブ集合体２の一端部Ｅ１は、樹脂１４の被膜１４Ａにより、覆われる。
【００６４】
次いで、固化工程について説明する。図３Ｃに示すように、固化工程は、カーボンナノチューブ集合体２に含浸された樹脂１４を固化させる工程である。樹脂１４が熱硬化性樹脂である場合、液体の状態の樹脂１４を、加熱硬化することにより、固化させる。また、樹脂１４が熱可塑性樹脂である場合、液体の状態の樹脂１４を、冷却することにより、固化させる。
【００６５】
これにより、固化した樹脂１４から樹脂層３が形成され、カーボンナノチューブ集合体２と樹脂１４との複合体１５を得ることができる。カーボンナノチューブ集合体２の一端部Ｅ１は、固化した樹脂１４の被膜１４Ａにより、覆われる。
【００６６】
被膜１４Ａの厚さＴ（被膜１４Ａの表面からカーボンナノチューブ集合体２の一端部Ｅ１までの厚さ方向長さ、図４参照）は、例えば、１０μｍ以下であることが好ましい。被膜１４Ａの厚さＴが１０μｍ以下であると、照射工程において、カーボンナノチューブの一端部Ｅ１を、被膜１４Ａから確実に露出させることができる。なお、被膜１４Ａの厚さＴは、例えば、１μｍ以上である。
【００６７】
なお、固化工程の後、図３Ｄに示すように、成長基板１１から複合体１５を剥がす。このとき、カーボンナノチューブの他端部Ｅ１は、樹脂１４の被膜１４Ｂによって覆われている。
【００６８】
次いで、照射工程について説明する。図４に示すように、照射工程は、複合体１５に特定の電磁波を照射してカーボンナノチューブを加熱することにより、カーボンナノチューブの端部Ｅ１、Ｅ２を覆う樹脂１４の被膜１４Ａ、１４Ｂから露出させる工程である。
【００６９】
複合体１５に特定の電磁波を照射するには、樹脂層３の厚さ方向において、一方側から、樹脂層３の一方の面Ｓ１に対して、照射する。なお、電磁波を照射する方向は、カーボンナノチューブを加熱できれば、特に限定されない。樹脂層３の側面に、電磁波を照射してもよい。また、特定の電磁波がレーザー光である場合、樹脂層３の一方の面Ｓ１に沿って走査してもよい。
【００７０】
また、特定の電磁波は、樹脂層３を蒸発させることができない出力で、照射される。すなわち、特定の電磁波は、樹脂層３を蒸発させずに、樹脂層３中のカーボンナノチューブを選択的に加熱する。
【００７１】
特定の電磁波が赤外線のレーザー光であり、樹脂層３がシリコーン樹脂からなる場合、レーザー光の出力は、例えば、１．５×１０−３Ｊ／ｍｍ２以上、５．０×１０−３Ｊ／ｍｍ２以下であることが好ましい。レーザー光の出力が上記範囲内であると、樹脂層３を蒸発させることなく、樹脂層３中のカーボンナノチューブを選択的に加熱することができる。
【００７２】
すると、カーボンナノチューブの熱は、カーボンナノチューブの熱伝導性によって、樹脂層３の厚さ方向に伝わる。これにより、一端部Ｅ１を覆う被膜１４Ａ、および、他端部Ｅ２を覆う被膜１４Ｂが加熱される。
【００７３】
すると、被膜１４Ａが収縮することにより裂けて、一端部Ｅ１が、被膜１４Ａから露出する。なお、被膜１４Ａは、一端部Ｅ１の周りに、被覆部３Ａとして残る。また、被膜１４Ｂが収縮することにより裂けて、他端部Ｅ２が、凹部３Ｂ内に露出する。
【００７４】
これにより、カーボンナノチューブ集合体２の両端Ｅ１、Ｅ２が樹脂層３から露出し、図１に示すカーボンナノチューブ・樹脂複合体１を得ることができる。
【００７５】
上記したカーボンナノチューブ・樹脂複合体１の製造方法によれば、カーボンナノチューブ集合体２と樹脂１４との複合体１５に特定の電磁波を照射してカーボンナノチューブを加熱するという、簡易な方法で、カーボンナノチューブ集合体２の端部Ｅ１、Ｅ２を、樹脂１４から露出させることができる。
【００７６】
（変形例）
準備工程において、所定のパターンのカーボンナノチューブ集合体を得る方法は、特に限定されない。
【００７７】
例えば、フォトリソグラフィーやインクジェット印刷などの方法によって、成長基板１１の上に所定のパターンの触媒層を形成し、その後、触媒層からカーボンナノチューブを成長させて、所定のパターンのカーボンナノチューブ集合体を得てもよい。
【００７８】
また、所定のパターンに加工されていないカーボンナノチューブ集合体の一部を削ることにより、所定のパターンのカーボンナノチューブ集合体を得てもよい。カーボンナノチューブ集合体の一部を削る方法としては、例えば、成長基板からカーボンナノチューブを除去できる程度の出力で、カーボンナノチューブ集合体の一部にレーザー光を照射する方法が挙げられる。
【００７９】
また、所定のパターンに加工されていないカーボンナノチューブ集合体２１（図５Ａ参照）と、所定パターン形状の複数の貫通孔２２Ａを有するマスク２２によって固着層２３が覆われた固着用シート２４（図５Ｂ参照）とを準備し、カーボンナノチューブ集合体２１の少なくとも一部を、貫通孔２２Ａを通して固着層２３に固着させ（図５Ｃ参照）、その後、カーボンナノチューブ集合体２１を固着用シート２４から剥がす（図５Ｄ参照）ことにより、所定のパターンのカーボンナノチューブ集合体２を得てもよい。
【００８０】
これらの変形例においても、上記した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【実施例】
【００８１】
次に、本発明を、実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は、下記の実施例によって限定されるものではない。なお、「部」および「％」は、特に言及がない限り、質量基準である。また、以下の記載において用いられる配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値）に代替することができる。
【００８２】
（実施例１）
まず、成長基板に、互いに分離した複数のドットを含むドットパターンの貫通孔を有するマスクを介して、触媒を蒸着した。その後、マスクを取り除くことにより、成長基板の上に、ドットパターンの触媒層を形成した。
【００８３】
次いで、化学気相成長法（ＣＶＤ法）により、触媒層からカーボンナノチューブを成長させて、成長基板の上に、ドットパターンのカーボンナノチューブ集合体を得た（準備工程）。なお、得られたカーボンナノチューブ集合体は、カーボンナノチューブが成長基板に対して垂直に配向したカーボンナノチューブアレイであった。ドットの径は、１５０μｍであった。カーボンナノチューブの長さは、１００μｍであった。
【００８４】
次いで、二液硬化型のシリコーン樹脂の第１液と第２液とを混合した混合液（粘度（２３℃）：５Ｐａ・ｓ）を、成長基板の上に流し込み、真空脱泡により、カーボンナノチューブアレイの内部に浸透させた（含浸工程）。
【００８５】
次いで、カーボンナノチューブアレイの一端部（上端部）に含浸されたシリコーン樹脂の一部を拭き取った（除去工程）。
【００８６】
次いで、カーボンナノチューブアレイに含浸されているシリコーン樹脂を、１５０℃で３０分加熱することにより、硬化させた（固化工程）。
【００８７】
これにより、シリコーン樹脂がカーボンナノチューブアレイに充填され、シリコーン樹脂とカーボンナノチューブアレイとの複合体が得られた。その後、複合体を成長基板から剥がした。得られた複合体の表面（図６参照）および断面（図７参照）を走査型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブアレイの一端部は、シリコーン樹脂の被膜によって覆われた状態で、シリコーン樹脂の表面よりも上に突出していた。
【００８８】
次いで、レーザー光（波長：１０６４ｎｍ）を、出力９．５〜１３Ｗ（１．５×１０−３〜５．０×１０−３Ｊ／ｍｍ２）、スキャンスピード１１０００〜１２０００ｍｍ／ｓ、Ｑスイッチ周波数０ｋＨｚの条件で、１０μｍ間隔で複合体の表面をスキャンするように、複合体に照射した。
【００８９】
これにより、カーボンナノチューブアレイの一端部がシリコーン樹脂の被膜から露出したカーボンナノチューブ・樹脂複合体を得た。図８に、カーボンナノチューブ・樹脂複合体の表面の走査型電子顕微鏡写真を示す。
【００９０】
（実施例２）
シリコーン樹脂をカーボンナノチューブアレイに充填するときに、深さ５０μｍの凹みを有する容器にシリコーン樹脂を注入し、次いで、容器内のシリコーン樹脂にカーボンナノチューブアレイを重ねて、圧力０．３ＭＰａでプレスしながら、１３０℃で３０分加熱し、シリコーン樹脂を硬化させた以外は、実施例１と同様にして、カーボンナノチューブ・樹脂複合体を得た。
【００９１】
（実施例３）
ドットパターンのカーボンナノチューブアレイを準備するときに、まず、成長基板の上にマスクを使用しないで触媒層を形成し、ドットパターンを有さないカーボンナノチューブアレイを作製した後、カーボンナノチューブアレイにレーザー光を照射して、カーボンナノチューブアレイをドットパターンに加工した以外は、実施例１と同様にして、カーボンナノチューブ・樹脂複合体を得た。
【００９２】
（実施例４）
ドットパターンのカーボンナノチューブアレイを準備した後、蒸着により、カーボンナノチューブアレイの表面を銀（Ａｇ）で被覆（被覆厚み１．３μｍ）した以外は、実施例１と同様にして、カーボンナノチューブ・樹脂複合体を得た。
【符号の説明】
【００９３】
１      カーボンナノチューブ・樹脂複合体
２      カーボンナノチューブ集合体
３      樹脂層
３Ａ    被覆部
１４    樹脂
１４Ａ  被膜
１４Ｂ  被膜
１５    複合体
Ｅ１    一端部
Ｅ２    他端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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