JP7214645B2 - 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ワイヤハーネス - Google Patents
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ワイヤハーネス Download PDFInfo
- Publication number
- JP7214645B2 JP7214645B2 JP2019550349A JP2019550349A JP7214645B2 JP 7214645 B2 JP7214645 B2 JP 7214645B2 JP 2019550349 A JP2019550349 A JP 2019550349A JP 2019550349 A JP2019550349 A JP 2019550349A JP 7214645 B2 JP7214645 B2 JP 7214645B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wire
- carbon nanotube
- cnt
- composite wire
- twist
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 title claims description 482
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 438
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 title claims description 432
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 183
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 39
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 claims description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 description 21
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 5
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000000578 dry spinning Methods 0.000 description 4
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 4
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 4
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000002166 wet spinning Methods 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000002079 double walled nanotube Substances 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 2
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 2
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 2
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000333 X-ray scattering Methods 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 1
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000002772 conduction electron Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000007765 extrusion coating Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/158—Carbon nanotubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/158—Carbon nanotubes
- C01B32/168—After-treatment
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
- D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
- D02G3/02—Yarns or threads characterised by the material or by the materials from which they are made
- D02G3/16—Yarns or threads made from mineral substances
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
- D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
- D02G3/22—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
- D02G3/26—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre with characteristics dependent on the amount or direction of twist
- D02G3/28—Doubled, plied, or cabled threads
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/04—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of carbon-silicon compounds, carbon or silicon
-
- 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
- H01B5/08—Several wires or the like stranded in the form of a rope
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
- H01B7/0009—Details relating to the conductive cores
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2101/00—Inorganic fibres
- D10B2101/10—Inorganic fibres based on non-oxides other than metals
- D10B2101/12—Carbon; Pitch
- D10B2101/122—Nanocarbons
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
Description
本発明は、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線材の複数を撚り合わせてなるカーボンナノチューブ複合線、該カーボンナノチューブ複合線を絶縁材料で被覆したカーボンナノチューブ被覆電線、及び該被覆電線を有するワイヤハーネスに関するものである。
カーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」ということがある。）は、様々な特性を有する素材であり、多くの分野への応用が期待されている。
例えば、ＣＮＴは、六角形格子の網目構造を有する筒状体の単層、または略同軸で配された多層で構成される３次元網目構造体であり、軽量であると共に、導電性、熱伝導性、機械的強度等の諸特性に優れる。しかし、ＣＮＴを線材化することは容易ではなく、ＣＮＴを線材として利用する技術は提案されていない。
数少ないＣＮＴ線を利用した技術の例として、多層配線構造に形成されるビアホールの埋め込み材料である金属の代替として、ＣＮＴを使用することが検討されている。具体的には、多層配線構造の低抵抗化のために、多層ＣＮＴの成長基点から遠い側の端部へ同心状に伸延した多層ＣＮＴの複数の切り口を導電層にそれぞれ接触させた多層ＣＮＴを、２以上の導線層の層間配線として使用した配線構造が提案されている（特許文献１）。
その他の例として、ＣＮＴ材料の導電性をさらに向上させるために、隣接したＣＮＴ線材の電気的接合点に、金属等からなる導電性堆積物を形成したカーボンナノチューブ材料が提案され、このようなカーボンナノチューブ材料は広汎な用途に適用できることが開示されている（特許文献２）。また、ＣＮＴ線材の有する優れた熱伝導性から、カーボンナノチューブのマトリクスから作られた熱伝導部材を有する加熱器が提案されている（特許文献３）。
一方で、自動車や産業機器などの様々な分野における電力線や信号線として、一又は複数の線材からなる芯線と、該芯線を被覆する絶縁被覆とからなる電線が用いられている。芯線を構成する線材の材料としては、通常、電気特性の観点から銅又は銅合金が使用されるが、近年、軽量化の観点からアルミニウム又はアルミニウム合金が提案されている。例えば、アルミニウムの比重は銅の比重の約１／３、アルミニウムの導電率は銅の導電率の約２／３（純銅を１００％ＩＡＣＳの基準とした場合、純アルミニウムは約６６％ＩＡＣＳ）であり、アルミニウム線材に、銅線材と同じ電流を流すためには、アルミニウム線材の断面積を、銅の線材の断面積の約１．５倍と大きくする必要があるが、そのように断面積を大きくしたアルミニウム線材を用いたとしても、アルミニウム線材の質量は、純銅の線材の質量の半分程度であることから、アルミニウム線材を使用することは、軽量化の観点から有利である。
昨今、自動車、産業機器等の更なる高性能化・高機能化が急速に進められており、これに伴い、各種電気機器、制御機器などの配設数が増加すると共に、電線の許容電流を増大させるべく導電性をさらに向上させることが要求されている。また、自動車やロボット等に代表される移動体での繰返し運動などに因る断線等の異常の発生を防止するために、線材の耐屈曲性の向上が求められている。また、その一方で、環境対応のために自動車等の移動体の燃費を向上させるため、線材の更なる軽量化も要求されている。
本発明の目的は、優れたハンドリング性を実現し、加えて更なる軽量化を実現することができる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ワイヤハーネスを提供することにある。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、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複数本からなるカーボンナノチューブ線材を作製し、更に該カーボンナノチューブ線材の複数本を撚り合わせてカーボンナノチューブ複合線を電線として用いることを見出し、特に、カーボンナノチューブ線材を構成する複数のカーボンナノチューブ集合体の撚りの程度、カーボンナノチューブ複合線を構成する複数のカーボンナノチューブ線材の撚りの程度、或いはこれらの撚り方の組み合わせによって、カーボンナノチューブ複合線の耐屈曲性などの諸特性が異なるという知見を得、かかる知見に基づき本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明の要旨構成は以下の通りである。
［１］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複数が束ねられてなるカーボンナノチューブ線材の複数が撚り合わされてなるカーボンナノチューブ複合線であって、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１及び前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２の少なくとも一方が２５００Ｔ／ｍ以上であるか、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であり且つ前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が５００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であるか、又は、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満であり且つ前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満である、カーボンナノチューブ複合線。
［２］前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が２５００Ｔ／ｍ以上であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が５００Ｔ／ｍ以上である、上記［１］記載のカーボンナノチューブ複合線。
［３］前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が１０００Ｔ／ｍ以上である、上記［１］記載のカーボンナノチューブ複合線。
［４］前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が２５００Ｔ／ｍ以上である、上記［１］記載のカーボンナノチューブ複合線。
［５］前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が０を超え５００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が２５００Ｔ／ｍ以上であり、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り方向ｄ１がＳ方向及びＺ方向のうちの一方であり、且つ前記カーボンナノチューブ複合線の撚り方向ｄ２がＳ方向及びＺ方向のうちの他方である、上記［１］記載のカーボンナノチューブ複合線。
［６］前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り方向ｄ１がＳ方向及びＺ方向のうちの一方であり、且つ前記カーボンナノチューブ複合線の撚り方向ｄ２がＳ方向及びＺ方向のうちの他方である、上記［１］記載のカーボンナノチューブ複合線。
［７］前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り方向ｄ１がＳ方向及びＺ方向のうちの一方であり、且つ前記カーボンナノチューブ複合線の撚り方向ｄ２がＳ方向及びＺ方向のうちの他方である、上記［１］記載のカーボンナノチューブ複合線。
［８］前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が２５００Ｔ／ｍ以上であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が０を超え５００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り方向ｄ１がＳ方向及びＺ方向のうちの一方であり、且つ前記カーボンナノチューブ複合線の撚り方向ｄ２がＳ方向及びＺ方向のうちの他方である、上記［１］記載のカーボンナノチューブ複合線。
［９］前記カーボンナノチューブ線材の円相当直径が０．０１ｍｍ以上３０ｍｍ以下であり、且つ前記カーボンナノチューブ複合線の円相当直径が０．１ｍｍ以上６０ｍｍ以下である、上記［１］乃至［８］のいずれかに記載のカーボンナノチューブ複合線。
［１０］上記［１］乃至［９］のいずれかに記載の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の外周に設けられた絶縁被覆層とを有する、カーボンナノチューブ被覆電線。
［１１］上記［１０］記載のカーボンナノチューブ被覆電線を有するワイヤハーネス。
［１］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複数が束ねられてなるカーボンナノチューブ線材の複数が撚り合わされてなるカーボンナノチューブ複合線であって、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１及び前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２の少なくとも一方が２５００Ｔ／ｍ以上であるか、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であり且つ前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が５００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であるか、又は、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満であり且つ前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満である、カーボンナノチューブ複合線。
［２］前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が２５００Ｔ／ｍ以上であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が５００Ｔ／ｍ以上である、上記［１］記載のカーボンナノチューブ複合線。
［３］前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が１０００Ｔ／ｍ以上である、上記［１］記載のカーボンナノチューブ複合線。
［４］前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が２５００Ｔ／ｍ以上である、上記［１］記載のカーボンナノチューブ複合線。
［５］前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が０を超え５００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が２５００Ｔ／ｍ以上であり、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り方向ｄ１がＳ方向及びＺ方向のうちの一方であり、且つ前記カーボンナノチューブ複合線の撚り方向ｄ２がＳ方向及びＺ方向のうちの他方である、上記［１］記載のカーボンナノチューブ複合線。
［６］前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り方向ｄ１がＳ方向及びＺ方向のうちの一方であり、且つ前記カーボンナノチューブ複合線の撚り方向ｄ２がＳ方向及びＺ方向のうちの他方である、上記［１］記載のカーボンナノチューブ複合線。
［７］前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り方向ｄ１がＳ方向及びＺ方向のうちの一方であり、且つ前記カーボンナノチューブ複合線の撚り方向ｄ２がＳ方向及びＺ方向のうちの他方である、上記［１］記載のカーボンナノチューブ複合線。
［８］前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が２５００Ｔ／ｍ以上であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が０を超え５００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り方向ｄ１がＳ方向及びＺ方向のうちの一方であり、且つ前記カーボンナノチューブ複合線の撚り方向ｄ２がＳ方向及びＺ方向のうちの他方である、上記［１］記載のカーボンナノチューブ複合線。
［９］前記カーボンナノチューブ線材の円相当直径が０．０１ｍｍ以上３０ｍｍ以下であり、且つ前記カーボンナノチューブ複合線の円相当直径が０．１ｍｍ以上６０ｍｍ以下である、上記［１］乃至［８］のいずれかに記載のカーボンナノチューブ複合線。
［１０］上記［１］乃至［９］のいずれかに記載の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の外周に設けられた絶縁被覆層とを有する、カーボンナノチューブ被覆電線。
［１１］上記［１０］記載のカーボンナノチューブ被覆電線を有するワイヤハーネス。
本発明によれば、カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１及びカーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２の少なくとも一方が２５００Ｔ／ｍ以上であるか、カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であり且つカーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が５００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であるか、又は、カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満であり且つカーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であるので、カーボンナノチューブ複合線に加えられる応力が分散されることでカーボンナノチューブ複合線が軸方向に関して形状が保持されやすくなり、ハンドリング性を向上させることができる。また、芯線としてカーボンナノチューブを使用したカーボンナノチューブ線材は、金属製の芯線とは異なり、電気的特性に異方性があり、径方向と比較して長手方向に優先的に電荷が移動する。すなわち、カーボンナノチューブ線材には、導電性に異方性があるため、金属製の芯線と比較して優れた導電性を備えている。よって、カーボンナノチューブ複合線の撚りの度合い及び／又はカーボンナノチューブ線材の撚りの度合いが大きい場合に、カーボンナノチューブ複合線の中心軸の方向とカーボンナノチューブの長手方向とのずれが大きくなり、導電性がある程度低下するものの、電線としての使用に耐えうる導電性を確保することができる。更に、銅やアルミニウムなどの金属被覆電線と比較して更なる軽量化を実現することができる。
また、（ａ）カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が２５００Ｔ／ｍ以上であり、カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が５００Ｔ／ｍ以上であるか、（ｂ）カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であり、カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が１０００Ｔ／ｍ以上であるか、（ｃ）カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満であり、カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が２５００Ｔ／ｍ以上であるので、カーボンナノチューブ線材及びカーボンナノチューブ複合線の撚り方向に因らず、ハンドリング性を確実に向上することができる。
また、（ｄ）カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が０を超え５００Ｔ／ｍ未満であり、カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が２５００Ｔ／ｍ以上であり、カーボンナノチューブ線材の撚り方向ｄ１がＳ方向及びＺ方向のうちの一方であり、且つカーボンナノチューブ複合線の撚り方向ｄ２がＳ方向及びＺ方向のうちの他方であるか、（ｅ）カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満であり、カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であり、カーボンナノチューブ線材の撚り方向ｄ１がＳ方向及びＺ方向のうちの一方であり、且つカーボンナノチューブ複合線の撚り方向ｄ２がＳ方向及びＺ方向のうちの他方であるか、（ｆ）カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であり、カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満であり、カーボンナノチューブ線材の撚り方向ｄ１がＳ方向及びＺ方向のうちの一方であり、且つカーボンナノチューブ複合線の撚り方向ｄ２がＳ方向及びＺ方向のうちの他方であるか、又は、（ｇ）カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が２５００Ｔ／ｍ以上であり、カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が０を超え５００Ｔ／ｍ未満であり、カーボンナノチューブ線材の撚り方向ｄ１がＳ方向及びＺ方向のうちの一方であり、且つカーボンナノチューブ複合線の撚り方向ｄ２がＳ方向及びＺ方向のうちの他方であるので、カーボンナノチューブ線材及びカーボンナノチューブ複合線の撚り方向を考慮して、ハンドリング性を確実に向上することができる。
以下、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を、図面を参照しながら説明する。
［カーボンナノチューブ被覆電線の構成］
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」ということがある。）１は、カーボンナノチューブ複合線（以下、「ＣＮＴ複合線」ということがある。）２の外周面に絶縁被覆層２１が被覆された構成となっている。すなわち、ＣＮＴ複合線２の長手方向に沿って絶縁被覆層２１が被覆されている。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。
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」ということがある。）１は、カーボンナノチューブ複合線（以下、「ＣＮＴ複合線」ということがある。）２の外周面に絶縁被覆層２１が被覆された構成となっている。すなわち、ＣＮＴ複合線２の長手方向に沿って絶縁被覆層２１が被覆されている。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。
ＣＮＴ複合線２は、ＣＮＴ線材１０の複数が撚り合わされて形成されている。図１では、ＣＮＴ複合線２では、説明の便宜上、４本のＣＮＴ線材１０が撚り合わされているが、数本～数千本のＣＮＴ線材１０が撚り合わされていてもよい。ＣＮＴ複合線２の円相当直径は、好ましくは０．１ｍｍ以上であり、より好ましくは０．１ｍｍ以上６０ｍｍ以下である。また、ＣＮＴ複合線２を構成するＣＮＴ線材１０（素線）の本数は、例えば１４以上１００００以下である。
ＣＮＴ複合線２の撚り方向としては、例えば図２（ａ）に示すようなＳ方向、或いは図２（ｂ）に示すようなＺ方向を挙げることができる。Ｓ方向とは、ＣＮＴ線材１０の上下端のうちの上端を固定した状態で、下端をＣＮＴ複合線２の中心軸に対して時計回り（右回り）に捻ったときに生じる撚りの方向を指す。また、Ｚ方向とは、ＣＮＴ複合線２の上下端のうちの上端を固定した状態で、下端をＣＮＴ複合線２の中心軸に対して反時計回り（左回り）に捻ったときに生じる撚りの方向を指す。本実施形態では、ＣＮＴ複合線２の撚り方向をｄ２とする。ＣＮＴ複合線２の撚りの度合いについては後述する。
ＣＮＴ線材１０は、図３に示すように、１層以上の層構造を有する複数のＣＮＴ１１ａ，１１ａ，・・・で構成されるＣＮＴ集合体１１の複数が束ねられて形成されている。ＣＮＴ集合体１１が束ねられている状態とは、ＣＮＴ線材１０に撚りが在る場合と、ＣＮＴ線材１０に撚りが無いか或いは実質的に撚りが無い場合の双方を意味する。ここで、ＣＮＴ線材とは、ＣＮＴの割合が９０質量％以上のＣＮＴ線材、言い換えると不純物が１０質量％未満のＣＮＴ線材を意味する。なお、ＣＮＴ線材におけるＣＮＴ割合の算定においては、メッキとドーパントの質量は除く。
ＣＮＴ線材１０の撚り方向としては、ＣＮＴ複合線２と同様、図４（ａ）に示すようなＳ方向、或いは図４（ｂ）に示すようなＺ方向を挙げることができる。すなわち、ＣＮＴ線材１０のＳ方向及びＺ方向は、それぞれＣＮＴ複合線２の撚り方向であるＳ方向及びＺ方向と同じである。本実施形態では、ＣＮＴ線材１０の撚り方向をｄ１とする。但し、ＣＮＴ線材１０では、図４（ｃ）に示すように、ＣＮＴ集合体１１の長手方向とＣＮＴ線材１０の長手方向が同一或いは実質的に同一である状態を含んでいる。すなわち、ＣＮＴ線材１０は、ＣＮＴ集合体１１の複数が撚り合わされていない状態で束ねられているものを含む。ＣＮＴ線材１０の円相当直径は、例えば、０．０１ｍｍ以上３０ｍｍ以下であり、より好ましくは０．０１ｍｍ以上２５．０ｍｍ以下、更に好ましくは０．０１ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。ＣＮＴ線材１０の撚りの度合いについては後述する。
ＣＮＴ集合体１１は、１層以上の層構造を有するＣＮＴ１１ａの束である。ＣＮＴ１１ａの長手方向が、ＣＮＴ集合体１１の長手方向を形成している。ＣＮＴ集合体１１における複数のＣＮＴ１１ａ，１１ａ、・・・は、その長軸方向がほぼ揃って配されている。従って、ＣＮＴ集合体１１における複数のＣＮＴ１１ａ，１１ａ、・・・は、配向している。ＣＮＴ集合体１１の円相当直径は、例えば、２０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、より典型的には、２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下である。ＣＮＴ１１ａの最外層の幅寸法は、例えば、１．０ｎｍ以上５．０ｎｍ以下である。
ＣＮＴ集合体１１を構成するＣＮＴ１１ａは、単層構造又は複層構造を有する筒状体であり、それぞれ、ＳＷＮＴ（single-walled nanotube）、ＭＷＮＴ（multi-walled nanotube）と呼ばれる。図３では、便宜上、２層構造を有するＣＮＴ１１ａのみを記載しているが、ＣＮＴ集合体１１には、３層構造以上の層構造を有するＣＮＴや単層構造の層構造を有するＣＮＴも含まれていてもよく、３層構造以上の層構造を有するＣＮＴまたは単層構造の層構造を有するＣＮＴから形成されていてもよい。
２層構造を有するＣＮＴ１１ａでは、六角形格子の網目構造を有する２つの筒状体Ｔ１、Ｔ２が略同軸で配された３次元網目構造体となっており、ＤＷＮＴ（Double-walled nanotube）と呼ばれる。構成単位である六角形格子は、その頂点に炭素原子が配された六員環であり、他の六員環と隣接してこれらが連続的に結合している。
ＣＮＴ１１ａの性質は、上記筒状体のカイラリティ（chirality）に依存する。カイラリティは、アームチェア型、ジグザグ型、及びカイラル型に大別され、アームチェア型は金属性、ジグザグ型は半導体性および半金属性、カイラル型は半導体性および半金属性の挙動を示す。従って、ＣＮＴ１１ａの導電性は、筒状体がいずれのカイラリティを有するかによって大きく異なる。ＣＮＴ被覆電線１のＣＮＴ線材１０を構成するＣＮＴ集合体１１では、導電性をさらに向上させる点から、金属性の挙動を示すアームチェア型のＣＮＴ１１ａの割合を増大させることが好ましい。
一方で、半導体性の挙動を示すカイラル型のＣＮＴ１１ａに電子供与性もしくは電子受容性を持つ物質（異種元素）をドープすることにより、カイラル型のＣＮＴ１１ａが金属的挙動を示すことが分かっている。また、一般的な金属では、異種元素をドープすることによって金属内部での伝導電子の散乱が起こって導電性が低下するが、これと同様に、金属性の挙動を示すＣＮＴ１１ａに異種元素をドープした場合には、導電性の低下を引き起こす。
このように、金属性の挙動を示すＣＮＴ１１ａ及び半導体性の挙動を示すＣＮＴ１１ａへのドーピング効果は、導電性の観点からはトレードオフの関係にあることから、理論的には金属性の挙動を示すＣＮＴ１１ａと半導体性の挙動を示すＣＮＴ１１ａとを別個に作製し、半導体性の挙動を示すＣＮＴ１１ａにのみドーピング処理を施した後、これらを組み合わせることが望ましい。しかし、現状の製法技術では、金属性の挙動を示すＣＮＴ１１ａと半導体性の挙動を示すＣＮＴ１１ａとを選択的に作り分けることは困難であり、金属性の挙動を示すＣＮＴ１１ａと半導体性の挙動を示すＣＮＴ１１ａが混在した状態で作製される。このため、金属性の挙動を示すＣＮＴ１１ａと半導体性の挙動を示すＣＮＴ１１ａの混合物からなるＣＮＴ線材１０の導電性をさらに向上させるために、異種元素・分子によるドーピング処理が効果的となるＣＮＴ１１ａの層構造を選択することが好ましい。
例えば、２層構造又は３層構造のような層数が少ないＣＮＴは、それより層数の多いＣＮＴよりも比較的導電性が高く、ドーピング処理を施した際には、２層構造又は３層構造を有するＣＮＴでのドーピング効果が最も高い。従って、ＣＮＴ線材１０の導電性をさらに向上させる点から、２層構造又は３層構造を有するＣＮＴの割合を増大させることが好ましい。具体的には、ＣＮＴ全体に対する２層構造又は３層構造をもつＣＮＴの割合が５０個数％以上が好ましく、７５個数％以上がより好ましい。２層構造又は３層構造をもつＣＮＴの割合は、ＣＮＴ集合体１１の断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察及び解析し、５０個～２００個の範囲内の所定数の任意のＣＮＴを選択し、それぞれのＣＮＴの層数を測定することで算出することができる。
高密度を得ることで、導電性や放熱特性をより向上させる観点から、複数のＣＮＴ１１ａ，１１ａ，・・・の密度を示すＸ線散乱による強度の（１０）ピークにおけるピークトップのｑ値が２．０ｎｍ－１以上５．０ｎｍ－１以下であり、且つ半値幅Δｑ（ＦＷＨＭ）が０．１ｎｍ－１以上２．０ｎｍ－１以下であることが好ましい。この（１０）ピークから見積られる格子定数の測定値と、ラマン分光法やＴＥＭなどで観測されるＣＮＴ直径とに基づいて、ＣＮＴ集合体１１内で複数のＣＮＴ１１ａの直径分布が狭く、複数のＣＮＴ１１ａ，１１ａ，・・・が、規則正しく配列、すなわち、良好な配向性を有することで、六方最密充填構造を形成しているといえる。よって、ＣＮＴ集合体１１中の電荷は、ＣＮＴ１１ａの長手方向に沿って流れ易くなり、導電性がより向上する。また、ＣＮＴ集合体１１の熱は、ＣＮＴ１１ａの長手方向に沿って円滑に伝達して行きながら放熱され易くなる。ＣＮＴ集合体１１及びＣＮＴ１１の配向性、並びにＣＮＴ１１ａの配列構造及び密度は、後述する、乾式紡糸、湿式紡糸等の紡糸方法と該紡糸方法の紡糸条件とを適宜選択することで調節することができる。
ＣＮＴ複合線２及びＣＮＴ線材１０の撚りの度合いは、甘撚り、中撚り、強撚り及び極強撚りのうちのいずれかに分類することができる。甘撚りとは、撚り数０を超え５００Ｔ／ｍ未満の範囲内の値を指し、中撚りとは、撚り数５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満の範囲内の値を指す。また、強撚りとは、撚り数１０００以上２５００Ｔ／ｍ未満の範囲内の値を指し、極強撚りとは、撚り数２５００Ｔ／ｍ以上の範囲内の値を指す。
ＣＮＴ複合線２の撚り数とは、１本のＣＮＴ複合線を構成する複数のＣＮＴ線材１０，１０，・・・を撚り合わせた際の単位長さ当たりの巻き数（Ｔ／ｍ）である。本実施形態では、ＣＮＴ複合線２の撚り数をｔ２とする。また、ＣＮＴ線材１０の撚り数とは、１本のＣＮＴ線材１０を構成する複数のＣＮＴ集合体１１，１１，・・・を撚り合わせた際の単位長さ当たりの巻き数（Ｔ／ｍ）である。本実施形態では、ＣＮＴ線材１０の撚り数をｔ１とする。
ＣＮＴ複合線２では、ＣＮＴ線材１０の撚り数ｔ１及びＣＮＴ複合線２の撚り数ｔ２の少なくとも一方が２５００Ｔ／ｍ以上であるか、ＣＮＴ線材１０の撚り数ｔ１が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であり且つＣＮＴ複合線２の撚り数ｔ２が５００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であるか、又は、ＣＮＴ線材１０の撚り数ｔ１が５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満であり且つＣＮＴ複合線２の撚り数ｔ２が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満である。ＣＮＴ線材１０及びＣＮＴ複合線２の少なくとも一方が極強撚り以上であるか、ＣＮＴ線材１０が強撚りであってＣＮＴ複合線２が中撚り、強撚りのいずれかであるか、又は、ＣＮＴ線材１０が中撚りであってＣＮＴ撚り線２が強撚りであることで、ＣＮＴそれ自体は弾性変形し易い特性を有するものの、撚りの度合いを強めた複合的な撚り線とすることで、ＣＮＴ複合線２の応力が分散されることでＣＮＴ複合線２が軸方向に関して形状が保持されやすくなり、電線配索時におけるＣＮＴ複合線２のハンドリング性を向上させることができる。
また、ハンドリング性を確実に向上する観点から、（ａ）ＣＮＴ線材１０の撚り数ｔ１が２５００Ｔ／ｍ以上であり、ＣＮＴ複合線２の撚り数ｔ２が５００Ｔ／ｍ以上であるか、（ｂ）ＣＮＴ線材１０の撚り数ｔ１が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であり、ＣＮＴ複合線２の撚り数ｔ２が１０００Ｔ／ｍ以上であるか、（ｃ）ＣＮＴ線材１０の撚り数ｔ１が５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満であり、ＣＮＴ複合線２の撚り数ｔ２が２５００Ｔ／ｍ以上であるのが好ましい。ＣＮＴ線材１０が極強撚りであってＣＮＴ複合線２が中撚り以上であるか、ＣＮＴ線材１０が強撚りであってＣＮＴ線材１０が強撚り以上であるか、又は、ＣＮＴ線材１０中撚りであってＣＮＴ複合線２が強撚りであることで、ＣＮＴ複合線２の撚り方向に因らず、電線配索時におけるＣＮＴ複合線２の優れたハンドリング性を実現することができる。
また、ハンドリング性を確実に向上する観点から、（ｄ）ＣＮＴ線材１０の撚り数ｔ１が０を超え５００Ｔ／ｍ未満であり、ＣＮＴ複合線２の撚り数ｔ２が２５００Ｔ／ｍ以上であり、ＣＮＴ線材１０の撚り方向ｄ１がＳ方向及びＺ方向のうちの一方であり、且つＣＮＴ複合線２の撚り方向ｄ２がＳ方向及びＺ方向のうちの他方であるか、（ｅ）ＣＮＴ線材１０の撚り数ｔ１が５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満であり、ＣＮＴ複合線２の撚り数ｔ２が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であり、ＣＮＴ線材１０の撚り方向ｄ１がＳ方向及びＺ方向のうちの一方であり、且つＣＮＴ複合線２の撚り方向ｄ２がＳ方向及びＺ方向のうちの他方であるか、（ｆ）ＣＮＴ線材１０の撚り数ｔ１が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であり、ＣＮＴ複合線２の撚り数ｔ２が５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満であり、ＣＮＴ線材１０の撚り方向ｄ１がＳ方向及びＺ方向のうちの一方であり、且つＣＮＴ複合線２の撚り方向ｄ２がＳ方向及びＺ方向のうちの他方であるか、又は、（ｇ）ＣＮＴ線材１０の撚り数ｔ１が２５００Ｔ／ｍ以上であり、ＣＮＴ複合線２の撚り数ｔ２が０を超え５００Ｔ／ｍ未満であり、ＣＮＴ線材１０の撚り方向ｄ１がＳ方向及びＺ方向のうちの一方であり、且つＣＮＴ複合線２の撚り方向ｄ２がＳ方向及びＺ方向のうちの他方であるのが好ましい。ＣＮＴ線材１０が甘撚りであってＣＮＴ複合線２が極強撚り以上であり且つＣＮＴ線材１０の撚りとＣＮＴ複合線２の撚りを逆方向とするか、ＣＮＴ線材１０が中撚りであってＣＮＴ複合線２が強撚りであり且つＣＮＴ線材１０の撚りとＣＮＴ複合線２の撚りを逆方向とするか、ＣＮＴ線材１０が強撚りであってＣＮＴ複合線２が中撚りであり且つＣＮＴ線材１０の撚りとＣＮＴ複合線２の撚りを逆方向とするか、又は、ＣＮＴ線材１０が極強撚りであってＣＮＴ複合線２が甘撚りであり且つＣＮＴ線材１０の撚りとＣＮＴ複合線２の撚りを逆方向とすることで、ＣＮＴ複合線２全体での撚り方向の偏りが抑制され、電線配索時におけるＣＮＴ複合線２の優れたハンドリング性を実現することができる。
ＣＮＴ線材１０の外周に形成される絶縁被覆層２１（図１参照）の材料としては、芯線として金属を用いた被覆電線の絶縁被覆層に用いる材料を使用することができ、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を挙げることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリル樹脂等を挙げることができる。熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリイミド、フェノール樹脂等を挙げることができる。これらは、単独で使用してもよく、２種以上を適宜混合して使用してもよい。
絶縁被覆層２１は、図１に示すように、一層としてもよく、これに代えて、二層以上としてもよい。例えば、絶縁被覆層が、ＣＮＴ線材１０の外周に形成された第１絶縁被覆層と、該第１絶縁被覆層の外周に形成された第２絶縁被覆層とを有していてもよい。この場合、第２絶縁被覆層に含有された他のＣＮＴの含有量が、前記第１絶縁被覆層に含有された他のＣＮＴの含有量よりも小さくなるように構成されていてもよい。また、必要に応じて、絶縁被覆層２１上に、さらに、熱硬化性樹脂の一又は二以上の層が設けられていてもよい。また、上記熱硬化性樹脂が、繊維形状或いは粒子形状を有する充填材を含有していてもよい。
ＣＮＴ被覆電線１では、ＣＮＴ複合線２の径方向の断面積に対する絶縁被覆層２１の径方向の断面積の比率は、０．００１以上１．５以下の範囲である。前記断面積の比率が０．０１以上１．５以下の範囲であることにより、芯線が銅やアルミニウム等と比較して軽量であるＣＮＴ線材１０である上、絶縁被覆層２１の厚さを薄肉化できることから、絶縁信頼性を十分に確保すると共に、ＣＮＴ複合線２の熱に対して優れた放熱特性を得ることができる。また、絶縁被覆層が形成されていても、銅やアルミニウムなどの金属被覆電線と比較して軽量化を実現することができる。
また、上記断面積の比率にて絶縁被覆層２１がＣＮＴ線材１０の外面に被覆されていることにより、ＣＮＴ被覆電線１の長手方向における形状を維持し易くなる。従って、ＣＮＴ被覆電線１の配索時のハンドリング性を高めることができる。
さらに、ＣＮＴ線材１０は、外面に微細な凹凸が形成されていることから、アルミニウムや銅の芯線を用いた被覆電線と比較して、ＣＮＴ線材１０と絶縁被覆層２１との間の接着性が向上し、ＣＮＴ線材１０と絶縁被覆層２１との間の剥離を抑制することができる。
前記断面積の比率は０．００１以上１．５以下の範囲であれば、特に限定されないが、前記断面積の比率の上限値は、ＣＮＴ被覆電線１のさらなる軽量化とＣＮＴ線材１０の熱に対する放熱特性をさらに向上させる点から１．０が好ましく、０．２７が特に好ましい。
前記断面積の比率が０．００１以上１．５以下の範囲である場合、ＣＮＴ複合線２の径方向の断面積は、特に限定されないが、例えば、０．１ｍｍ２以上３０００ｍｍ２以下が好ましく、１００ｍｍ２以上３０００ｍｍ２以下が更に好ましく、１０００ｍｍ２以上２７００ｍｍ２以下が特に好ましい。また、絶縁被覆層２１の径方向の断面積は、特に限定されないが、絶縁信頼性と放熱性とのバランスの観点から、例えば、０．００１ｍｍ２以上４５００ｍｍ２以下が好ましい。
断面積は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察の画像から測定することができる。具体的には、ＣＮＴ被覆電線１の径方向断面のＳＥＭ像（１００倍～１０，０００倍）を得た後に、ＣＮＴ複合線２の外周で囲われた部分の面積からＣＮＴ線材１０内部に入り込んだ絶縁被覆層２１の材料の面積を差し引いた面積、ＣＮＴ複合線２の外周を被覆する絶縁被覆層の部分の面積とＣＮＴ線材１０内部に入り込んだ絶縁被覆層２１の材料の面積との合計を、それぞれ、ＣＮＴ複合線２の径方向の面積、絶縁被覆層２１の径方向の断面積とする。絶縁被覆層２１の径方向の断面積には、ＣＮＴ線材１０間に入り込んだ樹脂も含む。
断面積は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察の画像から測定することができる。具体的には、ＣＮＴ被覆電線１の径方向断面のＳＥＭ像（１００倍～１０，０００倍）を得た後に、ＣＮＴ複合線２の外周で囲われた部分の面積からＣＮＴ線材１０内部に入り込んだ絶縁被覆層２１の材料の面積を差し引いた面積、ＣＮＴ複合線２の外周を被覆する絶縁被覆層の部分の面積とＣＮＴ線材１０内部に入り込んだ絶縁被覆層２１の材料の面積との合計を、それぞれ、ＣＮＴ複合線２の径方向の面積、絶縁被覆層２１の径方向の断面積とする。絶縁被覆層２１の径方向の断面積には、ＣＮＴ線材１０間に入り込んだ樹脂も含む。
絶縁被覆層２１の長手方向に対し直交方向（すなわち、径方向）の肉厚は、ＣＮＴ被覆電線１の絶縁性及び耐摩耗性を向上させる点から均一化されていることが好ましい。具体的には、絶縁被覆層２１の偏肉率は、絶縁性及び耐摩耗性を向上させる点から５０％以上であり、また、これらに加えてハンドリング性を向上させる点から８０％以上が好ましい。なお、本明細書中、「偏肉率」とは、ＣＮＴ被覆電線１の長手方向の任意の１．０ｍにおいて１０ｃｍごとに、径方向断面について、それぞれ、α＝（絶縁被覆層２１の肉厚の最小値／絶縁被覆層２１の肉厚の最大値）×１００の値を算出し、各断面にて算出したα値を平均した値を意味する。また、絶縁被覆層２１の肉厚は、例えば、ＣＮＴ線材１０を円近似してＳＥＭ観察の画像から測定することができる。ここで、長手方向中心側とは、線の長手方向からみて中心に位置する領域をさす。
絶縁被覆層２１の偏肉率は、例えば、押出被覆にてＣＮＴ線材１０の外周面に絶縁被覆層２１を形成する場合、押出工程時にダイスへ通す際にＣＮＴ線材１０の長手方向に付与する張力を調整することで向上させることができる。
［カーボンナノチューブ被覆電線の製造方法］
次に、本発明の実施形態に係るＣＮＴ被覆電線１の製造方法例について説明する。ＣＮＴ被覆電線１は、まず、ＣＮＴ１１ａを製造し、得られた複数のＣＮＴ１１ａをＳ方向或いはＺ方向に撚り合わせてＣＮＴ線材１０を形成し、更に、ＣＮＴ線材１０の複数本をＳ方向或いはＺ方向に撚り合わせてＣＮＴ複合線２を形成し、ＣＮＴ複合線２の外周面に絶縁被覆層２１を被覆することで、製造することができる。
次に、本発明の実施形態に係るＣＮＴ被覆電線１の製造方法例について説明する。ＣＮＴ被覆電線１は、まず、ＣＮＴ１１ａを製造し、得られた複数のＣＮＴ１１ａをＳ方向或いはＺ方向に撚り合わせてＣＮＴ線材１０を形成し、更に、ＣＮＴ線材１０の複数本をＳ方向或いはＺ方向に撚り合わせてＣＮＴ複合線２を形成し、ＣＮＴ複合線２の外周面に絶縁被覆層２１を被覆することで、製造することができる。
ＣＮＴ１１ａは、浮遊触媒法（特許第5819888号）、基板法（特許第5590603号）などの手法で作製することができる。ＣＮＴ線材１０の素線は、例えば、乾式紡糸（特許第5819888号、特許第5990202号、特許第5350635号）、湿式紡糸（特許第5135620号、特許第5131571号、特許第5288359号）、液晶紡糸（特表2014-530964号公報）等で作製することができる。また、ＣＮＴ複合線２は、例えばＣＮＴ複合線２は、例えば、作成したＣＮＴ線材の両端を基板に固定し、対向する基板の一方を回転させることで作製することができる。
このとき、ＣＮＴ集合体を構成するＣＮＴの配向性は、例えば乾式紡糸、湿式紡糸、液晶紡糸等の紡糸方法と該紡糸方法の紡糸条件とを適宜選択することで調節することができる。
上記のようにして得られたＣＮＴ複合線２の外周面に絶縁被覆層２１を被覆する方法は、アルミニウムや銅の芯線に絶縁被覆層を被覆する方法を使用でき、例えば、絶縁被覆層２１の原料である熱可塑性樹脂を溶融させ、ＣＮＴ複合線２の周りに押し出して被覆する方法や、或いはＣＮＴ複合線２の周りに塗布する方法を挙げることができる。
上記方法で作製されたＣＮＴ被覆電線１或いはＣＮＴ複合線２は、ＣＮＴが耐腐食性に優れていることから、極限環境下で使用されるロボットの配線に好適である。極限環境としては、例えば原子炉内、高温・多湿環境、深海などの水中、宇宙空間などが挙げられる。特に、原子炉内では多くの中性子が発生しており、仮に銅或いは銅合金で構成される導体を移動体などの配線として使用している場合、中性子を吸収して放射性亜鉛に変化する。この放射線亜鉛は半減期が２４５日と長く、放射線を放出し続ける。すなわち、銅或いは銅合金は、中性子に因って放射性物質に変化し、外部に様々な悪影響を及ぼす原因となる。一方、ＣＮＴで構成されるＣＮＴ複合線を配線として使用することで、上記のような反応が起こり難くなり、放射性物質の生成を抑制することができる。
本発明の実施形態に係るＣＮＴ被覆電線１は、ワイヤハーネス等の一般電線として使用することができ、また、ＣＮＴ被覆電線１を使用した一般電線からケーブルを作製してもよい。
次に、本発明の実施例を説明するが、本発明の趣旨を超えない限り、下記実施例に限定されるものではない。
（実施例１～４０、比較例１～２４について）
ＣＮＴ線材の製造方法について
先ず、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、或いは撚り方向及び撚り数を調節して撚り合わせて表１～表４に示すような断面積のＣＮＴ線材を得た。
ＣＮＴ線材の製造方法について
先ず、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、或いは撚り方向及び撚り数を調節して撚り合わせて表１～表４に示すような断面積のＣＮＴ線材を得た。
次に、各種紡糸方法で製造されたＣＮＴ線材であるＣＮＴ素線を、所定の直径の複合線になる様に素線を選ぶ。その後、穴の開いたディスク状の基板に各素線を、基板の中心の穴から法線状に通した後、ＣＮＴ素線を基板に巻きつけて固定する。もう一方のＣＮＴ素線らの端部を一箇所に集めて固定し、その後所定の巻き数になる様に基板を回転させて撚る。そして、複数のＣＮＴ線材の撚り方向及び撚り数を調節して撚り合わせて、表１～表４に示すような断面積のＣＮＴ複合線を得た。
（ａ）ＣＮＴ複合線及びＣＮＴ線材の断面積の測定
ＣＮＴ複合線の径方向の断面をイオンミリング装置（日立ハイテクノロジーズ社製ＩＭ４０００）により切り出した後、走査電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社製ＳＵ８０２０、倍率：１００～１０，０００倍）で得られたＳＥＭ像から、ＣＮＴ複合線の径方向の断面積を測定した。ＣＮＴ被覆電線の長手方向中心側の任意の１．０ｍにおいて１０ｃｍごとに同様の測定を繰り返し、その平均値をＣＮＴ複合線の径方向の断面積とした。なお、ＣＮＴ複合線の断面積として、ＣＮＴ複合線内部に入り込んだ樹脂は測定に含めなかった。
また、ＣＮＴ線材についても同様に、ＣＮＴ線材の径方向の断面をイオンミリング装置（日立ハイテクノロジーズ社製ＩＭ４０００）により切り出した後、走査電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社製ＳＵ８０２０、倍率：１００～１０，０００倍）で得られたＳＥＭ像から、ＣＮＴ線材の径方向の断面積を測定した。ＣＮＴ被覆電線の長手方向中心側の任意の１．０ｍにおいて１０ｃｍごとに同様の測定を繰り返し、その平均値をＣＮＴ線材の径方向の断面積とした。ＣＮＴ線材の断面積として、ＣＮＴ線材内部に入り込んだ樹脂は測定に含めなかった。
ＣＮＴ複合線の径方向の断面をイオンミリング装置（日立ハイテクノロジーズ社製ＩＭ４０００）により切り出した後、走査電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社製ＳＵ８０２０、倍率：１００～１０，０００倍）で得られたＳＥＭ像から、ＣＮＴ複合線の径方向の断面積を測定した。ＣＮＴ被覆電線の長手方向中心側の任意の１．０ｍにおいて１０ｃｍごとに同様の測定を繰り返し、その平均値をＣＮＴ複合線の径方向の断面積とした。なお、ＣＮＴ複合線の断面積として、ＣＮＴ複合線内部に入り込んだ樹脂は測定に含めなかった。
また、ＣＮＴ線材についても同様に、ＣＮＴ線材の径方向の断面をイオンミリング装置（日立ハイテクノロジーズ社製ＩＭ４０００）により切り出した後、走査電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社製ＳＵ８０２０、倍率：１００～１０，０００倍）で得られたＳＥＭ像から、ＣＮＴ線材の径方向の断面積を測定した。ＣＮＴ被覆電線の長手方向中心側の任意の１．０ｍにおいて１０ｃｍごとに同様の測定を繰り返し、その平均値をＣＮＴ線材の径方向の断面積とした。ＣＮＴ線材の断面積として、ＣＮＴ線材内部に入り込んだ樹脂は測定に含めなかった。
（ｂ）ＣＮＴ複合線及びＣＮＴ線材の撚り数の測定
撚り線の場合、複数の単線を束ね、一端を固定した状態で、もう一端を所定の回数ひねることで、撚り線とすることができる。撚り数は、ひねった回数（Ｔ）を線の長さ（ｍ）で割った値（単位：Ｔ／ｍ）で表すことができる。
ＣＮＴ線材及びその複合線をカーボンテープの上に設置し、走査型電子顕微鏡で得られたＳＥＭ像を観察する。観察する際は、倍率を１０００～１０００００倍に設定する。１．０ｍサンプルで５ｃｍごとに測定し、平均値をひと巻きの長さとして１ｍあたりの撚り数を算出する。ひと巻き長さの測定方法は、ＳＥＭ像より、一つの撚り線が線側面の端部から他方の端部までたどり着くまでの距離とＣＮＴ線材及び複合線の断面より、線の長手方向の距離を算出し、その二倍の値を一巻きの長手方向の長さとする。この一巻きの長さの逆数をＴ／ｍとした。
撚り線の場合、複数の単線を束ね、一端を固定した状態で、もう一端を所定の回数ひねることで、撚り線とすることができる。撚り数は、ひねった回数（Ｔ）を線の長さ（ｍ）で割った値（単位：Ｔ／ｍ）で表すことができる。
ＣＮＴ線材及びその複合線をカーボンテープの上に設置し、走査型電子顕微鏡で得られたＳＥＭ像を観察する。観察する際は、倍率を１０００～１０００００倍に設定する。１．０ｍサンプルで５ｃｍごとに測定し、平均値をひと巻きの長さとして１ｍあたりの撚り数を算出する。ひと巻き長さの測定方法は、ＳＥＭ像より、一つの撚り線が線側面の端部から他方の端部までたどり着くまでの距離とＣＮＴ線材及び複合線の断面より、線の長手方向の距離を算出し、その二倍の値を一巻きの長手方向の長さとする。この一巻きの長さの逆数をＴ／ｍとした。
ＣＮＴ複合線の上記各測定の結果を、下記表１～表４に示す。
次に、上記のようにして作製したＣＮＴ複合線について、以下の評価を行った。なお、全ての実施例において、抵抗率が９．０×１０－５Ω・ｃｍ以下のものをサンプルとして使用した。
（１）ハンドリング性
ＣＮＴ被覆電線を用いて、直径１０ｍｍのコアに幅１０ｍｍで５層の巻線を手巻きで一定速度で行った。得られたコイルの断面観察から、占積率（占積率（%）=（ＣＮＴ被覆電線の断面積の和）／（コイル断面積） × 100）を求めた。コイルは、各ＣＮＴ被覆電線について５回作製し、占積率は５回の平均値とした。占積率が５０％以上はハンドリング性が良いとして「○」、占積率が５０％未満はハンドリング性が良くないとして「×」とした。
ＣＮＴ被覆電線を用いて、直径１０ｍｍのコアに幅１０ｍｍで５層の巻線を手巻きで一定速度で行った。得られたコイルの断面観察から、占積率（占積率（%）=（ＣＮＴ被覆電線の断面積の和）／（コイル断面積） × 100）を求めた。コイルは、各ＣＮＴ被覆電線について５回作製し、占積率は５回の平均値とした。占積率が５０％以上はハンドリング性が良いとして「○」、占積率が５０％未満はハンドリング性が良くないとして「×」とした。
上記評価の結果を下記表１～表４に示す。
上記表１に示すように、実施例１～４では、ＣＮＴ線材が甘撚りでＣＮＴ複合線が極強撚りであり、ハンドリング性が概ね良好か、或いは良好であった。特に、実施例１，４では、ＣＮＴ線材が甘撚りでＣＮＴ複合線が極強撚りであり、且つＣＮＴ線材とＣＮＴ複合線が逆方向（一方がＳ方向、他方がＺ方向）の撚りであり、ハンドリング性が良好であった。
一方、比較例１～１２では、ＣＮＴ線材が甘撚りでＣＮＴ複合線が甘撚り～強撚りであり、ハンドリング性が不良であった。
また、表２に示すように、実施例５～１２では、ＣＮＴ線材が中撚りでＣＮＴ複合線が強撚り～極強撚りであり、ハンドリング性が概ね良好か、或いは良好であった。特に、実施例５，７，１０，１２では、ＣＮＴ線材が中撚りでＣＮＴ複合線が強撚り～極強撚りであり、且つＣＮＴ線材とＣＮＴ複合線が逆方向（一方がＳ方向、他方がＺ方向）の撚りであり、ハンドリング性が良好であった。
一方、比較例１３～２０では、ＣＮＴ線材が中撚りでＣＮＴ複合線が甘撚り～中撚りであり、ハンドリング性が不良であった。
また、表３に示すように、実施例１３～２４では、ＣＮＴ線材が強撚りでＣＮＴ複合線が中撚り～極強撚りであり、ハンドリング性が概ね良好か、或いは良好であった。特に、実施例１３，２０では、ＣＮＴ線材が強撚りでＣＮＴ複合線が中撚りであり、且つＣＮＴ線材とＣＮＴ複合線が逆方向（一方がＳ方向、他方がＺ方向）の撚りであり、ハンドリング性が良好であった。また、実施例１５～１８，２１～２４では、ＣＮＴ線材が強撚りでＣＮＴ複合線が強撚り～極強撚りであり、ハンドリング性が良好であった。
一方、比較例２１～２４では、ＣＮＴ線材が強撚りでＣＮＴ複合線が甘撚りであり、ハンドリング性が不良であった。
また、表４に示すように、実施例２５～４０では、ＣＮＴ線材が極強撚りでＣＮＴ複合線が甘撚り～極強撚りであり、ハンドリング性が概ね良好か、或いは良好であった。特に、実施例２５，３４では、ＣＮＴ線材が極強撚りでＣＮＴ複合線が甘撚りであり、且つＣＮＴ線材とＣＮＴ複合線が逆方向（一方がＳ方向、他方がＺ方向）の撚りであり、ハンドリング性が良好であった。また、実施例２７～３２，３５～４０では、ＣＮＴ線材が極強撚りでＣＮＴ複合線が中撚り～極強撚りであり、ハンドリング性が良好であった。
１ カーボンナノチューブ被覆電線（ＣＮＴ被覆電線）
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）
２１ 絶縁被覆層
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）
２１ 絶縁被覆層
Claims (11)
- 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複数が束ねられてなるカーボンナノチューブ線材の複数が撚り合わされてなるカーボンナノチューブ複合線であって、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１及び前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２の少なくとも一方が２５００Ｔ／ｍ以上１１２００Ｔ／ｍ以下であるか、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であり且つ前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が５００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であるか、又は、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り数ｔ１が５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満であり且つ前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満である、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線材の撚り数ｔ１が２５００Ｔ／ｍ以上であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が５００Ｔ／ｍ以上である、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線材の撚り数ｔ１が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が１０００Ｔ／ｍ以上である、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線材の撚り数ｔ１が５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が２５００Ｔ／ｍ以上である、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線材の撚り数ｔ１が０を超え５００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が２５００Ｔ／ｍ以上であり、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り方向ｄ１がＳ方向及びＺ方向のうちの一方であり、且つ前記カーボンナノチューブ複合線の撚り方向ｄ２がＳ方向及びＺ方向のうちの他方である、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線材の撚り数ｔ１が５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り方向ｄ１がＳ方向及びＺ方向のうちの一方であり、且つ前記カーボンナノチューブ複合線の撚り方向ｄ２がＳ方向及びＺ方向のうちの他方である、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線材の撚り数ｔ１が１０００Ｔ／ｍ以上２５００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が５００Ｔ／ｍ以上１０００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り方向ｄ１がＳ方向及びＺ方向のうちの一方であり、且つ前記カーボンナノチューブ複合線の撚り方向ｄ２がＳ方向及びＺ方向のうちの他方である、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線材の撚り数ｔ１が２５００Ｔ／ｍ以上であり、
前記カーボンナノチューブ複合線の撚り数ｔ２が０を超え５００Ｔ／ｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブ線材の撚り方向ｄ１がＳ方向及びＺ方向のうちの一方であり、且つ前記カーボンナノチューブ複合線の撚り方向ｄ２がＳ方向及びＺ方向のうちの他方である、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線材の円相当直径が０．０１ｍｍ以上３０ｍｍ以下であり、且つ前記カーボンナノチューブ複合線の円相当直径が０．１ｍｍ以上６０ｍｍ以下である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のカーボンナノチューブ複合線。
- 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の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の外周に設けられた絶縁被覆層とを有する、カーボンナノチューブ被覆電線。
- 請求項１０記載のカーボンナノチューブ被覆電線を有するワイヤハーネス。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017207668 | 2017-10-26 | ||
| JP2017207668 | 2017-10-26 | ||
| PCT/JP2018/039980 WO2019083038A1 (ja) | 2017-10-26 | 2018-10-26 | 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ワイヤハーネス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2019083038A1 JPWO2019083038A1 (ja) | 2020-12-03 |
| JP7214645B2 true JP7214645B2 (ja) | 2023-01-30 |
Family
ID=66246962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019550349A Active JP7214645B2 (ja) | 2017-10-26 | 2018-10-26 | 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ワイヤハーネス |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20200258648A1 (ja) |
| EP (1) | EP3703077B1 (ja) |
| JP (1) | JP7214645B2 (ja) |
| CN (1) | CN111279428B (ja) |
| WO (1) | WO2019083038A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7214644B2 (ja) * | 2017-10-26 | 2023-01-30 | 古河電気工業株式会社 | 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、ワイヤハーネス、ロボットの配線及び電車の架線 |
| EP3703083B1 (en) * | 2017-10-26 | 2022-06-22 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Carbon nanotube composite wire, carbon nanotube-coated electric wire, and wire harness |
| JP7372092B2 (ja) * | 2019-09-18 | 2023-10-31 | 日立造船株式会社 | カーボンナノチューブ撚糸の製造方法 |
| TR202015500A2 (tr) * | 2020-09-30 | 2021-05-21 | Atatuerk Ueniversitesi Rektoerluegue Bilimsel Arastirma Projeleri Bap Koordinasyon Birimi | CNT-METAL (Al, Cu, VD) ULTRAİLETKEN KOMPOZİT TELLER VE ULTRAİLETKEN TEL ÜRETİMİ İÇİN YÖNTEM VE SİSTEM |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007119747A1 (ja) | 2006-04-13 | 2007-10-25 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | 微細炭素繊維撚糸を連続的に製造する方法、装置、及び該方法によって製造された微細炭素繊維撚糸 |
| JP2012011172A (ja) | 2010-07-05 | 2012-01-19 | Qinghua Univ | 脳ペースメーカー及びそれに利用した電極線 |
| WO2019083039A1 (ja) | 2017-10-26 | 2019-05-02 | 古河電気工業株式会社 | 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ワイヤハーネス |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2195592A (en) * | 1936-01-16 | 1940-04-02 | American Steel & Wire Co | Cordage structure and method of making same |
| JPS5131571B2 (ja) | 1971-11-01 | 1976-09-07 | ||
| JPS5135620B2 (ja) | 1973-04-04 | 1976-10-04 | ||
| JPS5819888B2 (ja) | 1977-08-12 | 1983-04-20 | 本田技研工業株式会社 | デイスクブレ−キ装置 |
| JP3177611B2 (ja) * | 1993-12-27 | 2001-06-18 | 東京特殊電線株式会社 | 中空リッツ線の製造方法 |
| DE10101641A1 (de) * | 2001-01-16 | 2002-07-18 | Nexans France S A | Elektrische Leitung |
| JP2006120730A (ja) | 2004-10-19 | 2006-05-11 | Fujitsu Ltd | 層間配線に多層カーボンナノチューブを用いる配線構造及びその製造方法 |
| WO2007015710A2 (en) * | 2004-11-09 | 2007-02-08 | Board Of Regents, The University Of Texas System | The fabrication and application of nanofiber ribbons and sheets and twisted and non-twisted nanofiber yarns |
| US7709732B2 (en) * | 2006-12-12 | 2010-05-04 | Motorola, Inc. | Carbon nanotubes litz wire for low loss inductors and resonators |
| CN101556839B (zh) * | 2008-04-09 | 2011-08-24 | 清华大学 | 线缆 |
| JP5968621B2 (ja) | 2008-05-07 | 2016-08-10 | ナノコンプ テクノロジーズ インコーポレイテッド | ナノ構造体ベースの加熱装置およびその使用方法 |
| JP5557992B2 (ja) * | 2008-09-02 | 2014-07-23 | 国立大学法人北海道大学 | カーボンナノチューブが付着した導電性繊維、導電性糸、繊維構造体およびそれらの製造方法 |
| US8524622B2 (en) * | 2009-04-10 | 2013-09-03 | Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha | Skin material of vehicle interior equipment and manufacturing method for the same |
| JP5590603B2 (ja) | 2010-04-09 | 2014-09-17 | 日本ゼオン株式会社 | カーボンナノチューブ配向集合体の製造装置 |
| CN102063959B (zh) * | 2010-11-18 | 2013-02-13 | 清华大学 | 线缆 |
| JP5135620B2 (ja) | 2010-11-22 | 2013-02-06 | 古河電気工業株式会社 | 凝集紡糸構造体および電線 |
| US20140084219A1 (en) * | 2011-02-28 | 2014-03-27 | William Marsh Rice University | Doped multiwalled carbon nanotube fibers and methods of making the same |
| JP5786564B2 (ja) * | 2011-08-29 | 2015-09-30 | 株式会社デンソー | カーボンナノチューブ糸接続体及びその製造方法 |
| JP6554727B2 (ja) * | 2013-12-03 | 2019-08-07 | 国立大学法人静岡大学 | カーボンナノチューブ撚糸、カーボンナノチューブ撚糸の製造方法および紡績源 |
| US9322131B2 (en) * | 2013-12-31 | 2016-04-26 | Apple Inc. | Cut-resistant cable structures and systems and methods for making the same |
| JP6324128B2 (ja) * | 2014-03-14 | 2018-05-16 | 古河電気工業株式会社 | 線材、これを用いた被覆電線および自動車用ワイヤハーネス、線材の製造方法 |
| CN105097065B (zh) * | 2014-04-23 | 2018-03-02 | 北京富纳特创新科技有限公司 | 碳纳米管复合导线 |
| CN204066767U (zh) * | 2014-04-23 | 2014-12-31 | 北京富纳特创新科技有限公司 | 碳纳米管复合导线 |
| JP6625877B2 (ja) * | 2015-12-08 | 2019-12-25 | ヤマハ株式会社 | 導電体、歪みセンサー、及び導電体の製造方法 |
| JP6719243B2 (ja) * | 2016-03-24 | 2020-07-08 | 古河電気工業株式会社 | カーボンナノチューブ線材の製造方法 |
| JP6868609B2 (ja) * | 2016-03-24 | 2021-05-12 | 古河電気工業株式会社 | カーボンナノチューブ複合体及びカーボンナノチューブ線材 |
| JP6407500B1 (ja) * | 2017-03-29 | 2018-10-17 | タツタ電線株式会社 | リード線 |
-
2018
- 2018-10-26 CN CN201880070251.3A patent/CN111279428B/zh active Active
- 2018-10-26 EP EP18869654.6A patent/EP3703077B1/en active Active
- 2018-10-26 WO PCT/JP2018/039980 patent/WO2019083038A1/ja unknown
- 2018-10-26 JP JP2019550349A patent/JP7214645B2/ja active Active
-
2020
- 2020-04-24 US US16/857,729 patent/US20200258648A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007119747A1 (ja) | 2006-04-13 | 2007-10-25 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | 微細炭素繊維撚糸を連続的に製造する方法、装置、及び該方法によって製造された微細炭素繊維撚糸 |
| JP2012011172A (ja) | 2010-07-05 | 2012-01-19 | Qinghua Univ | 脳ペースメーカー及びそれに利用した電極線 |
| WO2019083039A1 (ja) | 2017-10-26 | 2019-05-02 | 古河電気工業株式会社 | 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ワイヤハーネス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20200258648A1 (en) | 2020-08-13 |
| CN111279428B (zh) | 2022-07-08 |
| WO2019083038A1 (ja) | 2019-05-02 |
| EP3703077B1 (en) | 2022-03-09 |
| CN111279428A (zh) | 2020-06-12 |
| EP3703077A1 (en) | 2020-09-02 |
| JPWO2019083038A1 (ja) | 2020-12-03 |
| EP3703077A4 (en) | 2021-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7214645B2 (ja) | 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ワイヤハーネス | |
| JP7306996B2 (ja) | カーボンナノチューブ被覆電線及びコイル | |
| JP7214644B2 (ja) | 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、ワイヤハーネス、ロボットの配線及び電車の架線 | |
| JP7393858B2 (ja) | カーボンナノチューブ被覆電線、コイル及び被覆電線 | |
| JP7254708B2 (ja) | 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ワイヤハーネス | |
| JP7195711B2 (ja) | カーボンナノチューブ被覆電線 | |
| JP7306995B2 (ja) | カーボンナノチューブ被覆電線 | |
| JP7195712B2 (ja) | カーボンナノチューブ被覆電線 | |
| CN111279436B (zh) | 碳纳米管包覆电线 | |
| CN111418028A (zh) | 碳纳米管包覆电线 | |
| JP7050719B2 (ja) | カーボンナノチューブ被覆電線 | |
| US20200258656A1 (en) | Coated carbon nanotube electric wire | |
| JP2020184421A (ja) | 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ワイヤハーネス | |
| JP2020184422A (ja) | 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ワイヤハーネス | |
| JP2020184420A (ja) | 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、ワイヤハーネス、ロボットの配線及び電車の架線 | |
| CN111373493A (zh) | 碳纳米管包覆电线 | |
| CN111279440A (zh) | 碳纳米管包覆电线 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210623 |
|
| RD07 | Notification of extinguishment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7427 Effective date: 20220209 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220816 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221006 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230105 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230118 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7214645 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |