JP2019179730A - カーボンナノチューブ複合線、カーボンナノチューブ被覆電線及びカーボンナノチューブ被覆電線の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示すように、本発明の実施形態に係るカーボンナノチューブ被覆電線(以下、「CNT被覆電線」ともいう。)1は、カーボンナノチューブ複合線(以下、「CNT複合線」ともいう。)2と、CNT複合線2を被覆する絶縁被覆層21とを備えている。すなわち、CNT複合線2の長手方向に沿って絶縁被覆層21が形成されている。CNT被覆電線1では、CNT複合線2の外周面全体が、絶縁被覆層21によって被覆されている。また、CNT被覆電線1では、絶縁被覆層21はCNT複合線2の外周面と直接接した態様となっている。
複数の導電性線材12,12,・・・は、それぞれ素線の単体、又は複数が束ねられて形成されており、複数のCNT線材10,10,・・・とは異なる材料で構成されている。複数の導電性線材12,12,・・・は、例えば金属で構成される。金属とは、金属の単体又は該金属を主成分とする合金を指し、例えば銅又は銅合金である。複数の導電性線材12,12,・・・が金属で構成されることで、CNT複合線2の導電性を向上することができる。また、図1に示すように、複数の導電性線材12,12,・・・が、複数のCNT線材10,10,・・・の外周部に配置されている構成において、複数の導電性線材12,12,・・・が銅又は銅合金で構成されることで、圧縮などの外力に因るCNT複合線2の変形を防止することができる。また、絶縁被覆層21を形成する際に、密着性の観点からCNTとの相性が悪くCNT複合線2を被覆するのが難しい被覆材を用いる場合であっても、銅又は銅合金などの金属と相性が良い被覆材であれば、当該被覆材でCNT複合線2を被覆することが可能となる。
次に、本実施形態に係るCNT被覆電線1の製造方法例について、図4を参照しながら説明する。まず、CNT11aを製造し、複数のCNT11a,11a,・・・で構成されるCNT集合体11の単数から、又は複数のCNT集合体11,11,・・・が束ねられて形成されるCNT線材10を作製する(ステップS1)。
浮遊触媒法で作製したCNTを直接紡糸する乾式紡糸方法(特許第5819888号)または湿式紡糸する方法(特許第5135620号、特許第5131571号、特許第5288359号)でCNT線材の素線(単線)を得て、その後CNT線材を束ねるか、或いは撚り合わせて円相当直径1mm〜2mmのCNT線材を得た。
自立性の評価方法として、図5に示すような試験装置100を用い、得られた試験線101の線径をD(mm)、試験装置100から横方向に延出した試験線101の延出長さをL(mm)としたときに、L2/Dが75000となるように、試験線101の長手方向端部を試験装置100の載置面100aに載置した状態で固定し、自重によって垂れ下がった試験線101の長手方向端部101aの元の位置(載置面100aの高さ方向位置を基準として試験線101がたわまないと仮定したときの位置)からの距離Xを(cm)としたとき、X/Lを自重たわみ度として測定した。X/Lが0.05未満である場合を極めて良好「◎」、0.05以上0.1未満である場合を良好「〇」、0.1以上である場合を不良「×」とした。
抵抗測定機(ケースレー社製、装置名「DMM2000」)にCNT線材を接続し、4端子法により抵抗測定を実施した。体積抵抗率は、r=RA/L(R:抵抗、A:CNT撚線の断面積、L:測定長さ)の計算式に基づいて算出した。体積抵抗率が2×104Ωcm未満である場合を極めて良好「◎」、2.0×104Ω・cm以上5.0×104Ω・cm未満である場合を良好「〇」、5.0×104Ω・cm以上である場合を不良「×」とした。
単位当たりの質量を、マイクロスコープから計測される断面積および長さで割ることで試験線の密度を測定した。密度が3g/cm3未満である場合を極めて良好「◎」、3g/cm3以上5g/cm3未満である場合を良好「〇」、5g/cm3以上である場合を不良「×」とした。
2 カーボンナノチューブ複合線(CNT複合線)
10 カーボンナノチューブ線材(CNT線材)
11 カーボンナノチューブ集合体(CNT集合体)
11a カーボンナノチューブ(CNT)
12 導電性線材
21 絶縁被覆層
100 試験装置
100a 載置面
101 試験線
101a 長手方向端部
Claims (12)
- 複数のカーボンナノチューブで構成されるカーボンナノチューブ集合体の単数から、又は複数の前記カーボンナノチューブ集合体が束ねられて形成されている複数のカーボンナノチューブ線材と、
前記複数のカーボンナノチューブ線材よりも剛性が高い1又は複数の導電性線材と、
を備え、
前記カーボンナノチューブ複合線の断面積に対する前記複数のカーボンナノチューブの断面積の割合が、65%以上95%未満であることを特徴とする、カーボンナノチューブ複合線。 - 前記複数のカーボンナノチューブ線材と前記1又は複数の導電性線材とが撚り合わされて構成される、請求項1記載のカーボンナノチューブ複合線。
- 前記1又は複数の導電性線材が、金属で構成される、請求項1又は2記載のカーボンナノチューブ複合線。
- 前記金属は、銅又は銅合金である、請求項3記載のカーボンナノチューブ複合線。
- 前記カーボンナノチューブ複合線の円相当直径が、50μm以上3mm以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のカーボンナノチューブ複合線。
- 前記カーボンナノチューブ複合線の断面積に対する前記複数のカーボンナノチューブの断面積の割合が、65%以上90%以下である、請求項1記載のカーボンナノチューブ複合線。
- 前記カーボンナノチューブ複合線の断面積に対する前記複数のカーボンナノチューブの断面積の割合が、75%以上85%以下である、請求項6記載のカーボンナノチューブ複合線。
- 前記カーボンナノチューブ複合線の断面において、前記複数のカーボンナノチューブ線材が、前記カーボンナノチューブ複合線の中央部に配置され、
前記複数の導電性線材が、前記複数のカーボンナノチューブ線材の外周部に配置されている、請求項1〜7のいずれか1項に記載のカーボンナノチューブ複合線。 - 前記カーボンナノチューブ複合線の断面において、前記複数のカーボンナノチューブ線材と前記複数の導電性部材とがランダムに配置されている、請求1〜7のいずれか1項に記載のカーボンナノチューブ複合線。
- 前記カーボンナノチューブ複合線の断面において、前記1又は複数の導電性線材が、前記カーボンナノチューブ複合線の中央部に配置され、
前記複数のカーボンナノチューブ線材が、前記1又は複数の導電性線材の外周部に配置されている、請求1〜7のいずれか1項に記載のカーボンナノチューブ複合線。 - 複数のカーボンナノチューブで構成されるカーボンナノチューブ集合体の単数から、又は複数の前記カーボンナノチューブ集合体が束ねられて形成されている複数のカーボンナノチューブ線材と、前記複数のカーボンナノチューブ線材よりも剛性が高い1又は複数の導電性線材とを有するカーボンナノチューブ複合線と、
前記カーボンナノチューブ複合線を被覆する絶縁被覆層と、
を備え、
前記カーボンナノチューブ複合線の断面積に対する前記複数のカーボンナノチューブの断面積の割合が、65%以上95%未満であることを特徴とする、カーボンナノチューブ被覆電線。 - 複数のカーボンナノチューブで構成されるカーボンナノチューブ集合体の単数から、又は複数の前記カーボンナノチューブ集合体が束ねられて形成されるカーボンナノチューブ線材を作製する工程と、
前記カーボンナノチューブ線材の複数と、複数の前記カーボンナノチューブ線材よりも剛性が高い1又は複数の導電性線材とを束ねてカーボンナノチューブ複合線を形成し、前記カーボンナノチューブ複合線の断面積に対する前記複数のカーボンナノチューブの断面積の割合を65%以上95%未満とする工程と、
前記カーボンナノチューブ複合線を被覆する絶縁被覆層を形成する工程と、
を有することを特徴とする、カーボンナノチューブ被覆電線の製造方法。
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JP2008091214A (ja) * | 2006-10-02 | 2008-04-17 | Kurabe Ind Co Ltd | 繊維複合電線導体及び絶縁電線 |
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