JP7316761B2 - CARBON NANOTUBE WIRE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, WIRE HARNESS - Google Patents

CARBON NANOTUBE WIRE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, WIRE HARNESS Download PDF

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本発明は、カーボンナノチューブ線材およびその製造方法、ワイヤハーネスに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a carbon nanotube wire, a method for producing the same, and a wire harness.

カーボンナノチューブ(以下、「CNT」と記載することがある。)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。 Carbon nanotubes (hereinafter sometimes referred to as “CNT”) are materials having various properties and are expected to be applied to many fields.

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、軽量であると共に電気伝導性、熱伝導性、機械的強度、電流密度等の諸特性に優れる。このため、CNTを線材化して使用することが要望され、電流に応じて線径を大きくしたカーボンナノチューブ素線や、複数のカーボンナノチューブ素線を有するカーボンナノチューブ線材の使用が求められている。 CNT is a three-dimensional network structure composed of a single layer of cylindrical bodies having a hexagonal lattice network structure or multiple layers arranged substantially coaxially, and is lightweight and has electrical conductivity, thermal conductivity, It has excellent properties such as mechanical strength and current density. Therefore, it is desired to use CNT in the form of a wire, and to use a carbon nanotube wire having a wire diameter increased according to current or a carbon nanotube wire having a plurality of carbon nanotube wires.

しかし、CNTは高い剛性を有するため素線や線材への加工が困難な場合があった。例えば、カーボンナノチューブ線材を製造する場合、カーボンナノチューブ素線間に隙間が生じないような高密度の線構造とすることが困難な場合があった。このようにカーボンナノチューブ素線間に隙間が存在すると該カーボンナノチューブ素線間の密着力が少ないため、カーボンナノチューブ線材に外力が負荷されるとカーボンナノチューブ素線がほぐれ易くなる場合があった。また、カーボンナノチューブ線材に電圧印加して電流を流した場合、カーボンナノチューブ素線間の隙間が電子の流れを妨げ、導電性の低下に至る場合があった。この結果、機械的強度が低く、導電性も低いカーボンナノチューブ線材となる場合があった。 However, since CNTs have high rigidity, it is sometimes difficult to process them into strands or wires. For example, when manufacturing a carbon nanotube wire, it has sometimes been difficult to obtain a high-density wire structure that does not cause gaps between carbon nanotube wires. If there is such a gap between the carbon nanotube wires, the adhesive strength between the carbon nanotube wires is small, so that when an external force is applied to the carbon nanotube wire, the carbon nanotube wires tend to loosen. Further, when a voltage is applied to the carbon nanotube wire and current is passed, the gaps between the carbon nanotube wires hinder the flow of electrons, which may lead to a decrease in conductivity. As a result, the carbon nanotube wire sometimes has low mechanical strength and low electrical conductivity.

特許文献1(特開2013-76198号公報)は、炭素繊維の表面に、複数のカーボンナノチューブが絡みついてカーボンナノチューブのネットワーク薄膜が形成された構造を有する、CNT/炭素繊維複合素材を開示する(請求項1)。特許文献1では、上記のような構成を有することにより、母材を炭素繊維表面に剥離しないように強固に接着した繊維強化成形品を得ることができる、としている。
特許文献2(特開2006-261084号公報)は、円形の断面形状を有する2本以上の絶縁被覆電線と1本以上の裸電線を備えたヒータ線を開示する(図1、3、5)。
特許文献3(特許第5819888号公報)は、乾式法により、CNTからなるフィブリルを凝集させて繊維性凝集体を形成する方法を開示する(請求項6)。
特許文献4(特許第5990202号公報)は、乾式法により、多層カーボンナノチューブを凝集させてファイバーの糸を形成する工程、多層カーボンナノチューブをドーパントでドープする工程を含む、カーボンナノチューブファイバーの製造方法を開示する(請求項15)。
特許文献5(特許第5350635号公報)は、乾式法により、CNTのファイバーを含む糸を製造する方法を開示する(請求項19)。
特許文献6(特許第5135620号公報)は、湿式法により、カーボンナノチューブを含む凝集紡糸構造体を製造する方法を開示する([0037]~[0040])。
Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-76198) discloses a CNT/carbon fiber composite material having a structure in which a plurality of carbon nanotubes are entangled on the surface of a carbon fiber to form a carbon nanotube network thin film ( Claim 1). According to Patent Document 1, it is possible to obtain a fiber-reinforced molded article in which the base material is firmly adhered to the surface of the carbon fiber so as not to be peeled off, by having the configuration as described above.
Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-261084) discloses a heater wire including two or more insulated wires having a circular cross-sectional shape and one or more bare wires (FIGS. 1, 3, and 5). .
Patent Document 3 (Japanese Patent No. 5819888) discloses a method of aggregating CNT fibrils to form a fibrous aggregate by a dry method (claim 6).
Patent Document 4 (Japanese Patent No. 5990202) discloses a method for producing a carbon nanotube fiber, comprising the steps of aggregating multi-walled carbon nanotubes to form a fiber thread and doping the multi-walled carbon nanotubes with a dopant by a dry method. Disclose (claim 15).
Patent Document 5 (Japanese Patent No. 5350635) discloses a method for producing a yarn containing CNT fibers by a dry method (claim 19).
Patent Document 6 (Japanese Patent No. 5135620) discloses a method for producing an aggregated spinning structure containing carbon nanotubes by a wet method ([0037] to [0040]).

特開2013-76198号公報JP 2013-76198 A 特開2006-261084号公報JP 2006-261084 A 特許第5819888号公報Japanese Patent No. 5819888 特許第5990202号公報Japanese Patent No. 5990202 特許第5350635号公報Japanese Patent No. 5350635 特許第5135620号公報Japanese Patent No. 5135620

しかし、特許文献1のCNT/炭素繊維複合素材では、カーボンナノチューブは単にネットワーク薄膜として使用されており、カーボンナノチューブ線材等に関するものではなかった。また、特許文献1のCNT/炭素繊維複合素材では、複数のカーボンナノチューブが絡みついているものの基本となる炭素繊維の導体自体は円形断面を有するため、上記のような機械的強度および導電性の低下に十分に対応できていなかった。
特許文献2のヒータ線を構成する電線は断面形状が円形であるため、電線間の接触率が小さく、電線に求められる特性を十分に満たさない場合があった。
CNT単体は剛性のある直線状分子であるが、CNT集合体は分子間力によって凝集している。そのためCNT集合体からなるCNT素線には、金属結合結晶からなる銅線のような剛性はなく、自重で垂れ下がってしまう。
また、特許文献3~5のような乾式法によりCNT素線を紡糸する場合には、炉や基板などからCNT素線を引き出す際、CNT単体間の凝集状態の制御は困難であった。特許文献6のような湿式法によりCNT素線を紡糸する場合、分散液からCNT素線を引き抜く際のCNT単体の凝集状態の制御は困難であった。このため、均一な径や真円の断面形状を有するCNT素線を作製することは困難であった。
したがって、従来の乾式法や湿式法で製造したCNT素線を撚りあわせる場合には、不均一な断面形状を有し、かつ剛性のないCNT素線を複数本、撚り合わせることとなり、真円の断面形状を有するCNT線材を作製することは困難であった。また、このようなCNT素線からなるCNT線材は巻取時に押しつぶされてしまい扁平形状となってしまう、といった問題も存在していた。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、優れた導電性および機械的強度を有するカーボンナノチューブ線材およびその製造方法を提供することを目的とする。
However, in the CNT/carbon fiber composite material of Patent Document 1, carbon nanotubes are used simply as network thin films, and are not related to carbon nanotube wires or the like. In addition, in the CNT/carbon fiber composite material of Patent Document 1, although a plurality of carbon nanotubes are entwined, the basic carbon fiber conductor itself has a circular cross section, so the mechanical strength and conductivity decrease as described above. could not adequately respond to
Since the electric wire constituting the heater wire of Patent Document 2 has a circular cross-sectional shape, the contact ratio between the electric wires is small, and the characteristics required for the electric wire may not be sufficiently satisfied.
Single CNTs are rigid linear molecules, but aggregates of CNTs are agglomerated by intermolecular forces. Therefore, a CNT wire made of a CNT aggregate does not have the rigidity of a copper wire made of metal-bonded crystals, and hangs down under its own weight.
In addition, in the case of spinning CNT strands by a dry method as in Patent Documents 3 to 5, it is difficult to control the state of agglomeration between individual CNTs when pulling out the CNT strands from a furnace, substrate, or the like. When the CNT wire is spun by a wet method as in Patent Document 6, it is difficult to control the state of aggregation of single CNTs when the CNT wire is pulled out from the dispersion. For this reason, it has been difficult to produce a CNT strand having a uniform diameter and a perfectly circular cross-sectional shape.
Therefore, in the case of twisting CNT wires manufactured by the conventional dry method or wet method, a plurality of CNT wires having non-uniform cross-sectional shapes and lacking rigidity are twisted together, resulting in a perfect circle. It has been difficult to produce a CNT wire having a cross-sectional shape. In addition, there is also a problem that a CNT wire made of such a CNT element wire is crushed during winding, resulting in a flattened shape.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a carbon nanotube wire having excellent electrical conductivity and mechanical strength and a method for producing the same.

本発明は、以下の各実施態様を有する。
[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からなるカーボンナノチューブ素線を複数、有するカーボンナノチューブ線材であって、
前記カーボンナノチューブ素線同士の接触率が5%以上である、カーボンナノチューブ線材。
[2]前記カーボンナノチューブ素線同士の接触率が10%以上である、上記[1]に記載のカーボンナノチューブ線材。
[3]前記接触率は15%以上である、上記[2]に記載のカーボンナノチューブ線材。
[4]前記カーボンナノチューブ素線の断面形状が多角形である、上記[1]から[3]までの何れか1つに記載のカーボンナノチューブ線材。
[5]上記[1]から[4]までの何れか1つに記載の前記カーボンナノチューブ線材を複数、有するワイヤハーネス。
[6]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からなるカーボンナノチューブ素線を複数、形成する工程と、
複数の前記カーボンナノチューブ素線を有するカーボンナノチューブ線材を形成する工程と、
前記カーボンナノチューブ線材に応力を負荷することにより、前記カーボンナノチューブ素線同士の接触率を5%以上とする工程と、
を有する、カーボンナノチューブ線材の製造方法。
The present invention has the following embodiments.
[1] A carbon nanotube wire having a plurality of carbon nanotube strands composed of a carbon nanotube aggregate composed of a plurality of carbon nanotubes,
A carbon nanotube wire, wherein the contact ratio between the carbon nanotube wires is 5% or more.
[2] The carbon nanotube wire according to [1] above, wherein the contact rate between the carbon nanotube wires is 10% or more.
[3] The carbon nanotube wire according to [2] above, wherein the contact ratio is 15% or more.
[4] The carbon nanotube wire according to any one of [1] to [3] above, wherein the cross-sectional shape of the carbon nanotube wire is polygonal.
[5] A wire harness having a plurality of the carbon nanotube wires according to any one of [1] to [4] above.
[6] A step of forming a plurality of carbon nanotube strands each composed of a carbon nanotube aggregate composed of a plurality of carbon nanotubes;
forming a carbon nanotube wire having a plurality of the carbon nanotube wires;
a step of applying a stress to the carbon nanotube wire so that the contact ratio between the carbon nanotube wires is 5% or more;
A method for producing a carbon nanotube wire.

優れた導電性および機械的強度を有するカーボンナノチューブ線材およびその製造方法を提供することができる。 A carbon nanotube wire having excellent electrical conductivity and mechanical strength and a method for producing the same can be provided.

第一実施形態に係るカーボンナノチューブ線材の説明図である。1 is an explanatory diagram of a carbon nanotube wire according to a first embodiment; FIG. 第一から第二実施形態に係るカーボンナノチューブ線材に用いるカーボンナノチューブ素線の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a carbon nanotube wire used for the carbon nanotube wire according to the first to second embodiments. 第一から第二実施形態に係るカーボンナノチューブ線材の変形例の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a modified example of the carbon nanotube wire according to the first to second embodiments; 第三実施形態のカーボンナノチューブ素線の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a carbon nanotube wire according to a third embodiment; 実施例における「ほぐれにくさ」の測定方法を表す概略図である。It is a schematic diagram showing a measuring method of "hardness to unravel" in an example.

1.カーボンナノチューブ線材
以下に、各実施形態に係るカーボンナノチューブ線材について、図面を用いながら説明する。
1. Carbon Nanotube Wire The carbon nanotube wire according to each embodiment will be described below with reference to the drawings.

図1(a)は第一実施形態のカーボンナノチューブ線材1の斜視図、図1(b)はCNT線材1の断面図である。第一実施形態に係るCNT線材1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集合体からなるカーボンナノチューブ素線2を複数、有する。CNT素線2の断面形状は六角形であり、CNT素線2同士の接触率は5%以上となっている。接触率は、得られたCNT線材1の断面画像より画像解析ソフトを用いてCNT素線2の外周部に対する接触部の割合をカウントすることで判断する。なお、CNT素線2の断面形状が多角形であるかどうかは、得られたCNT線材1の断面画像に対して画像解析ソフトを用いてCNT素線2の外周部を座標データ化し直線近似によって直線部をカウントする方法によって判断する。なお、図1では複数のCNT素線2が撚りあわされて撚線導体3となっている。複数のCNT素線2は、該CNT素線2を撚りあわせた撚線導体の形態となっていても、撚りあわせていなくてもよい。図1ではCNT素線2の断面形状は六角形であるが、CNT素線同士の接触率が5%以上であればこれ以外の断面形状を有していてもよい。また、CNT線材1は、CNT素線2を被覆するようにCNT線材1の外周部を構成する絶縁被覆層4を有する。なお、絶縁被覆層4は必須の構成ではなく、場合によっては、CNT線材1は絶縁被覆層4を有していなくてもよい。第一実施形態におけるCNT素線の接触率は10%以上(10~100%)であることが好ましく、15%以上(15~100%)であることがより好ましい。 FIG. 1(a) is a perspective view of the carbon nanotube wire 1 of the first embodiment, and FIG. 1(b) is a cross-sectional view of the CNT wire 1. As shown in FIG. A CNT wire 1 according to the first embodiment has a plurality of carbon nanotube strands 2 each composed of a carbon nanotube aggregate composed of a plurality of carbon nanotubes. The cross-sectional shape of the CNT wire 2 is hexagonal, and the contact ratio between the CNT wires 2 is 5% or more. The contact ratio is determined by counting the ratio of the contact portion to the outer peripheral portion of the CNT wire 2 using image analysis software from the obtained cross-sectional image of the CNT wire 1 . Whether or not the cross-sectional shape of the CNT wire 2 is polygonal can be determined by converting the outer peripheral portion of the CNT wire 2 into coordinate data using image analysis software for the obtained cross-sectional image of the CNT wire 1, and by linear approximation. Determined by the method of counting straight sections. In FIG. 1, a plurality of CNT strands 2 are twisted together to form a twisted wire conductor 3. As shown in FIG. The plurality of CNT wires 2 may or may not be in the form of a twisted wire conductor in which the CNT wires 2 are twisted. Although the cross-sectional shape of the CNT wire 2 is hexagonal in FIG. 1, it may have a cross-sectional shape other than this as long as the contact ratio between the CNT wires is 5% or more. Moreover, the CNT wire 1 has an insulating coating layer 4 forming the outer peripheral portion of the CNT wire 1 so as to cover the CNT wire 2 . Note that the insulating coating layer 4 is not an essential component, and the CNT wire 1 may not have the insulating coating layer 4 depending on the case. The contact ratio of the CNT wires in the first embodiment is preferably 10% or more (10 to 100%), more preferably 15% or more (15 to 100%).

一般的にCNT素線は不均一な形状の断面を有し、低い接触率となり、撚りあわせた場合であってもCNT素線間には微細な空隙が存在し、CNT線材の機械的強度を低下させる一因となる。また、CNT素線間の空隙は導電率が低いため、CNT線材全体の導電性を低下させることとなる。これに対して第一実施形態のCNT線材1は、CNT素線2同士の接触率が5%以上であるため、隣り合うCNT素線2間の接触面積を大きくして、CNT素線間の空隙を小さくすることができる。従って、CNT線材1全体の機械的強度を向上させて、折れ曲がりにくくして、外力に対する耐久性を向上させることができる。また、CNT線材1全体の導電性を優れたものとすることができる。 In general, CNT wires have a non-uniform cross section, resulting in a low contact ratio, and even when twisted, there are fine gaps between the CNT wires, which reduces the mechanical strength of the CNT wire. It is one of the reasons for the decrease. In addition, since the voids between the CNT strands have low electrical conductivity, the electrical conductivity of the entire CNT wire is reduced. On the other hand, in the CNT wire 1 of the first embodiment, the contact ratio between the CNT wires 2 is 5% or more. Voids can be made smaller. Therefore, the mechanical strength of the entire CNT wire 1 can be improved to make it less likely to bend and improve durability against external force. Moreover, the electrical conductivity of the entire CNT wire 1 can be made excellent.

第二実施形態のCNT線材は、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集合体からなるCNT素線の撚線導体を有する。すなわち、第二実施形態では、複数のCNT素線を撚りあわせることで撚線導体が形成されている。このCNT素線の接触率は5%以上(5~100%)である。第二実施形態ではCNT素線の接触率が5%以上であるため、隣り合うCNT素線間の接触面積を大きくして、CNT素線間の空隙を小さくすることができる。従って、CNT線材全体の導電性を優れたものとすることができる。第二実施形態におけるCNT素線の接触率は10%以上(10~100%)であることが好ましく、15%以上(15~100%)であることがより好ましい。また、CNT線材は、撚線導体を被覆するようにCNT線材の外周部を構成する絶縁被覆層を有していてもよい。 The CNT wire of the second embodiment has a twisted wire conductor of CNT strands composed of a carbon nanotube aggregate composed of a plurality of carbon nanotubes. That is, in the second embodiment, the stranded conductor is formed by twisting a plurality of CNT strands. The contact rate of this CNT wire is 5% or more (5 to 100%). In the second embodiment, since the contact ratio of the CNT wires is 5% or more, the contact area between the adjacent CNT wires can be increased and the gap between the CNT wires can be reduced. Therefore, the electrical conductivity of the entire CNT wire can be made excellent. The contact ratio of the CNT wires in the second embodiment is preferably 10% or more (10 to 100%), more preferably 15% or more (15 to 100%). Moreover, the CNT wire may have an insulating coating layer forming the outer peripheral portion of the CNT wire so as to cover the stranded conductor.

以下では、第一から第二実施形態に係るCNT線材を構成する各部について詳細に説明する。 Below, each part constituting the CNT wire according to the first to second embodiments will be described in detail.

(カーボンナノチューブ素線)
図2は、第一から第二実施形態に係るカーボンナノチューブ線材に用いるカーボンナノチューブ素線の模式図である。図2に示すように、CNT素線2は、1層以上の層構造を有する複数のCNT11a,11a,・・・で構成されるカーボンナノチューブ集合体(以下、「CNT集合体」と記載することがある。)11の単数から、または複数が束ねられて形成されている。ここで、CNT集合体およびCNT素線とは、CNTの割合が90質量%以上のものを意味する。なお、CNT素線におけるCNT割合の算定においては、メッキとドーパントは除く。図2では、CNT素線2は、CNT集合体11が、複数、束ねられた構成となっている。CNT素線2の円相当直径は、特に限定されないが、例えば、0.01mm以上4.0mm以下である。
(Carbon nanotube wire)
FIG. 2 is a schematic diagram of carbon nanotube wires used for the carbon nanotube wires according to the first and second embodiments. As shown in FIG. 2, the CNT wire 2 is a carbon nanotube aggregate (hereinafter referred to as "CNT aggregate") composed of a plurality of CNTs 11a, 11a, ... having a layer structure of one or more layers. ) is formed from eleven singular or plural bundled together. Here, the CNT aggregate and the CNT wire mean those having a CNT ratio of 90% by mass or more. Plating and dopants are excluded from the calculation of the CNT ratio in the CNT wire. In FIG. 2, the CNT wire 2 has a configuration in which a plurality of CNT aggregates 11 are bundled. The equivalent circle diameter of the CNT wire 2 is not particularly limited, but is, for example, 0.01 mm or more and 4.0 mm or less.

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。 The CNT aggregate 11 is a bundle of CNTs 11a having a layered structure of one or more layers. The longitudinal direction of the CNTs 11 a forms the longitudinal direction of the CNT aggregate 11 . A plurality of CNTs 11a, 11a, . Therefore, the plurality of CNTs 11a, 11a, . . . in the CNT aggregate 11 are oriented. The equivalent circle diameter of the CNT aggregate 11 is, for example, 20 nm or more and 1000 nm or less, more typically 20 nm or more and 80 nm or less. The width dimension of the outermost layer of the CNTs 11a is, for example, 1.0 nm or more and 5.0 nm or less.

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2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。なお、後述する第三実施形態と同様に、第一から第二実施形態のCNT素線2を構成するCNT集合体11の断面形状は多角形であってもよい。 The CNTs 11a constituting the CNT aggregate 11 are cylindrical bodies having a single-layer structure or a multi-layer structure, and are called SWNTs (single-walled nanotubes) and MWNTs (multi-walled nanotubes), respectively. In FIG. 2, for the sake of convenience, only the CNT 11a having a two-layer structure is shown, but the CNT assembly 11 also includes CNTs having a layer structure of three or more layers and CNTs having a single-layer structure. It may be formed from CNTs having a layer structure of three or more layers or from CNTs having a single-layer structure. Note that the cross-sectional shape of the CNT aggregate 11 constituting the CNT wire 2 of the first to second embodiments may be polygonal, as in the third embodiment described later.

CNT集合体11の配向性及びCNT11aの配向性は、後述する、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。 The orientation of the CNT aggregate 11 and the orientation of the CNTs 11a can be adjusted by appropriately selecting a spinning method such as wet spinning or liquid crystal spinning and the spinning conditions of the spinning method, which will be described later.

第一から第二実施形態において、CNT線材1におけるCNT素線2の断面形状は多角形であってもよい。この場合、第一から第二実施形態におけるCNT素線2の断面形状は多角形であれば特に限定されない。CNT素線2の断面形状としては例えば、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形、十角形、十二角形などを挙げることができる。多角形であれば、複数のCNT素線からCNT線材を作成した場合、圧力など外力をかけて成型すると、円形の断面形状を有するCNT素線とは異なり、CNT素線間に面接触が形成され、CNT素線間の接触面積が大きく増大する。また、CNT素線2の断面形状は、正多角形であっても、不規則な形状の多角形であってもよい。さらに、各々のCNT素線2の断面の大きさ・形状は異なっていてもよい。好ましくは、隣りあうCNT素線間の接触率を高くして高密度に充填できるため、各々のCNT素線2の断面形状は同じ大きさの正多角形であるのがよい。また、CNT線材1の断面で見た時に各々のCNT素線2は規則的に配置されていても、不規則に配置されていてもよい。好ましくは、隣りあうCNT素線間の接触率を高くできるため、各々のCNT素線2は規則的に配置されるのがよい。図3は、第一から第二実施形態のCNT線材1の断面図の例である。図3(a)、(b)、および(c)はそれぞれ、同じ大きさの正四角形、正八角形、および正十角形の断面形状を有するCNT素線2を規則的に配置したCNT線材1を表す図である。また、図3(d)は、同じ大きさの正四角形の断面形状を有するCNT素線2を不規則に配置したCNT線材1を表す図である。図3に示すように、第一から第二実施形態のCNT線材はその断面で見た時に、様々な多角形の断面形状を有するCNT素線を規則的または不規則に配置することができる。 In the first and second embodiments, the cross-sectional shape of the CNT wire 2 in the CNT wire 1 may be polygonal. In this case, the cross-sectional shape of the CNT wire 2 in the first and second embodiments is not particularly limited as long as it is polygonal. Examples of the cross-sectional shape of the CNT wire 2 include a triangle, a quadrangle, a pentagon, a hexagon, an octagon, a decagon, and a dodecagon. In the case of a polygonal shape, when a CNT wire is created from multiple CNT strands, surface contact is formed between the CNT strands when molded by applying an external force such as pressure, unlike CNT strands with a circular cross-sectional shape. and the contact area between the CNT strands is greatly increased. Moreover, the cross-sectional shape of the CNT wire 2 may be a regular polygon or an irregular polygon. Furthermore, the cross-sectional size and shape of each CNT wire 2 may be different. Preferably, the cross-sectional shape of each CNT wire 2 should be a regular polygon of the same size, since the contact ratio between adjacent CNT wires can be increased and the CNT wires 2 can be packed at a high density. Further, when viewed in cross section of the CNT wire 1, each CNT element wire 2 may be arranged regularly or irregularly. Preferably, the CNT strands 2 are arranged regularly because the contact ratio between adjacent CNT strands can be increased. FIG. 3 is an example of a cross-sectional view of the CNT wire 1 of the first to second embodiments. FIGS. 3(a), (b), and (c) respectively show a CNT wire 1 in which CNT wires 2 having the same size regular square, regular octagon, and regular decagonal cross-sectional shapes are regularly arranged. It is a figure representing. FIG. 3(d) is a diagram showing a CNT wire 1 in which CNT wires 2 having the same square cross-sectional shape are arranged irregularly. As shown in FIG. 3, the CNT wires of the first and second embodiments can be regularly or irregularly arranged with various polygonal cross-sectional shapes when viewed in cross section.

(撚線導体)
また、第一実施形態では、各々のCNT素線2は撚りあわされて撚線導体3を構成することができる。第二実施形態では、各々のCNT素線2は撚りあわされて撚線導体3を構成する。各実施形態において撚線導体3を構成するCNT素線2の平均直径、本数、撚り方等は特に限定されず、CNT線材1の種類・径・用途などに応じて適宜、所望のものを選択することができる。また、場合によっては、撚線導体3は、CNT以外の材料からなる素線を有していてもよい。
(stranded conductor)
Moreover, in the first embodiment, each CNT wire 2 can be twisted together to form the stranded conductor 3 . In the second embodiment, each CNT strand 2 is twisted together to form a stranded conductor 3 . In each embodiment, the average diameter, number, twisting method, etc. of the CNT wires 2 constituting the stranded conductor 3 are not particularly limited, and a desired one is appropriately selected according to the type, diameter, application, etc. of the CNT wire 1. can do. In some cases, the stranded conductor 3 may have strands made of a material other than CNT.

(絶縁被覆層)
第一から第二実施形態において、CNT線材1が有していてもよい絶縁被覆層4は樹脂を含むことができる。樹脂の種類は特に限定されず、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂の何れの材料も使用することができる。
(insulating coating layer)
In the first and second embodiments, the insulating coating layer 4 that the CNT wire 1 may have can contain resin. The type of resin is not particularly limited, and either thermoplastic resin or thermosetting resin can be used.

熱可塑性樹脂としては例えば、ポリエチレン,ポリプロピレン,ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアミドイミド、ポリスチレン,ポリ塩化ビニル、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-ビニルアルコール共重合体,ポリ乳酸樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリビニルアセトアセタール、ポリビニルベンザール、ポリビニルブチラール、アイオノマー樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール、ABS樹脂、フッ素樹脂などを挙げることができる。
熱硬化性樹脂としては例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド、ポリウレタン、シリコーン樹脂等を挙げることができる。
Examples of thermoplastic resins include polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyacrylate, polymethacrylate, polyamideimide, polystyrene, polyvinyl chloride, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polylactic acid resin, poly Butylene terephthalate, polyvinyl acetoacetal, polyvinyl benzal, polyvinyl butyral, ionomer resin, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polycarbonate, polyether ether ketone, polyacetal, ABS resin, fluorine resin and the like can be mentioned.
Examples of thermosetting resins include phenol resins, urea resins, melamine resins, epoxy resins, unsaturated polyester resins, polyimides, polyurethanes, and silicone resins.

2.カーボンナノチューブ素線
第三実施形態のカーボンナノチューブ素線は、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集合体の複数からなる。また、カーボンナノチューブ集合体の断面形状は多角形である。なお、CNT集合体の断面形状が多角形であるかどうかは前記CNT素線の場合と同様に、得られたCNT集合体の断面画像において直線部のカウントによって判断する。CNT素線におけるCNT集合体の断面形状は多角形であれば特に限定されない。CNT集合体の断面形状としては例えば、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形、十角形、十二角形などを挙げることができる。また、CNT集合体の断面形状は、正多角形であっても、不規則な形状の多角形であってもよい。さらに、各々のCNT集合体の断面の大きさ・形状は異なっていてもよい。好ましくは、隣りあうCNT集合体間の接触率を高くして高密度で充填できるため、各々のCNT集合体の断面形状は同じ大きさの正多角形であるのがよい。また、CNT素線の断面で見た時に各々のCNT集合体は規則的に配置されていても、不規則に配置されていてもよい。好ましくは、隣りあうCNT集合体間の接触率を高くできるため、各々のCNT集合体は規則的に配置されるのがよい。
2. Carbon Nanotube Wire The carbon nanotube wire of the third embodiment is composed of a plurality of carbon nanotube aggregates composed of a plurality of carbon nanotubes. Moreover, the cross-sectional shape of the aggregate of carbon nanotubes is polygonal. Whether or not the cross-sectional shape of the CNT aggregate is polygonal is determined by counting straight portions in the obtained cross-sectional image of the CNT aggregate, as in the case of the CNT wire. The cross-sectional shape of the CNT aggregate in the CNT wire is not particularly limited as long as it is polygonal. Examples of the cross-sectional shape of the CNT aggregate include triangular, quadrangular, pentagonal, hexagonal, octagonal, decagonal, and dodecagonal shapes. Moreover, the cross-sectional shape of the CNT aggregate may be a regular polygon or an irregular polygon. Furthermore, the cross-sectional size and shape of each CNT aggregate may be different. Preferably, the cross-sectional shape of each CNT aggregate should be a regular polygon of the same size, since the contact ratio between adjacent CNT aggregates can be increased and the CNT aggregates can be packed at a high density. In addition, each CNT aggregate may be arranged regularly or irregularly when viewed in cross section of the CNT wire. Preferably, the CNT aggregates are arranged regularly because the contact ratio between adjacent CNT aggregates can be increased.

図4は、第三実施形態に係るカーボンナノチューブ素線の模式図である。図4に示すように、CNT素線2は、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。ここで、CNT集合体とは、CNTの割合が90質量%以上のものを意味する。図4では、各々のCNT集合体11の断面形状が六角形になっている。CNT素線2は、CNT集合体11が、複数、束ねられた構成となっている。CNT素線2の円相当直径は、特に限定されないが、例えば、0.01mm以上4.0mm以下である。 FIG. 4 is a schematic diagram of a carbon nanotube wire according to the third embodiment. As shown in FIG. 4, the CNT wire 2 is formed by bundling a plurality of CNT aggregates 11 composed of a plurality of CNTs 11a, 11a, . . . having a layer structure of one or more layers. Here, the CNT aggregate means one having a CNT ratio of 90% by mass or more. In FIG. 4, each CNT aggregate 11 has a hexagonal cross-sectional shape. The CNT wire 2 has a configuration in which a plurality of CNT aggregates 11 are bundled. The equivalent circle diameter of the CNT wire 2 is not particularly limited, but is, for example, 0.01 mm or more and 4.0 mm or less.

3.カーボンナノチューブ線材の製造方法
カーボンナノチューブ線材の製造方法は、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集合体からなるカーボンナノチューブ素線を複数、形成する工程と、複数のカーボンナノチューブ素線を有するカーボンナノチューブ線材を形成する工程と、カーボンナノチューブ線材に応力を負荷することによりカーボンナノチューブ素線同士の接触率を5%以上とする工程とを有する。以下に、第一から第二実施形態に係るCNT線材1の製造例について説明する。
第一から第二実施形態ではまず、CNT11が凝集したCNT凝集体を製造する。CNT凝集体は、浮遊触媒法(特許第5819888号公報)や、基板法(特許第5590603号公報)などの手法で作製することができる。CNT素線2は例えば、湿式紡糸(特許第5135620号公報、特許第5131571号公報、特許第5288359号公報)、液晶紡糸(特表2014-530964号公報)等で作製することができるが、これらの方法に限定されない。より具体的には、CNTが溶解または分散した溶液からCNT素線2を作製する場合には、細孔を備えたノズル通過後の材料を凝固液中に浸漬させた後に乾燥することで所望の多角形の断面形状を有するCNT素線2を得ることができる。
3. Method for producing carbon nanotube wire A method for producing a carbon nanotube wire includes a step of forming a plurality of carbon nanotube strands each composed of a carbon nanotube assembly composed of a plurality of carbon nanotubes; The method includes a step of forming a wire, and a step of applying stress to the carbon nanotube wire so that the contact ratio between the carbon nanotube wires is 5% or more. A production example of the CNT wire 1 according to the first and second embodiments will be described below.
In the first and second embodiments, first, CNT aggregates in which CNTs 11 are aggregated are produced. CNT aggregates can be produced by methods such as the floating catalyst method (Japanese Patent No. 5819888) and the substrate method (Japanese Patent No. 5590603). For example, the CNT strand 2 can be produced by wet spinning (Patent No. 5135620, Patent No. 5131571, Patent No. 5288359), liquid crystal spinning (Japanese Patent Publication No. 2014-530964), etc., but these is not limited to the method of More specifically, when the CNT wire 2 is produced from a solution in which CNTs are dissolved or dispersed, the material after passing through a nozzle having pores is immersed in a coagulation liquid and then dried to obtain a desired result. A CNT wire 2 having a polygonal cross-sectional shape can be obtained.

次に、上記のようにして得られた複数のCNT素線2を束ねるか、または撚りあわせることによってCNT線材1を得る。CNT素線2を撚りあわせる場合には撚り機を用いることができる。次に、CNT線材1に応力を負荷することにより、CNT素線2同士の接触率を5%以上とする。CNT線材1に応力を負荷する方法は特に限定されないが例えば、CNT素線2の側面から外圧を負荷することにより、隣り合うCNT素線2間の接触率を向上させることができる。外圧は気体の圧力であっても、機械的な力であってもよい。外圧の値を調節することで、接触率を調節することができる。 Next, a CNT wire 1 is obtained by bundling or twisting a plurality of CNT wires 2 obtained as described above. A twister can be used to twist the CNT wires 2 together. Next, by applying stress to the CNT wire 1, the contact ratio between the CNT wires 2 is set to 5% or more. The method of applying stress to the CNT wire 1 is not particularly limited, but for example, by applying external pressure from the side surface of the CNT wire 2, the contact ratio between adjacent CNT wires 2 can be improved. The external pressure may be gas pressure or mechanical force. The contact rate can be adjusted by adjusting the value of the external pressure.

一実施形態に係るCNT線材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線材1を使用した一般電線からケーブルを作製してもよい。CNT線材1をワイヤハーネス等の一般電線として使用する場合、例えば、複数のCNT線材1を束ねることで、CNT線材1を複数、有するワイヤハーネスとすることができる。 The CNT wire 1 according to one embodiment can be used as a general electric wire such as a wire harness, and a general electric wire using the CNT wire 1 may be used to produce a cable. When the CNT wire 1 is used as a general electric wire such as a wire harness, for example, by bundling a plurality of CNT wires 1, a wire harness having a plurality of CNT wires 1 can be obtained.

(実施例1~5および比較例1~2)
浮遊触媒気相成長(CCVD)法を用い、CNT製造装置の電気炉によって、1300℃に加熱された、内径φ60mm、長さ1600mmのアルミナ管内部に、炭素源であるベンゼンまたはトルエン、ナフタレンのうち少なくとも一つ以上から得られる芳香族炭化水素組成物、触媒であるフェロセン、及び反応促進剤であるチオフェンを含む原料溶液を、スプレー噴霧により供給した。キャリアガスは、水素を9.5L/minで供給した。生成したCNTを連続的に巻き取りながら回収し、CNT凝集体を得た。次に、1質量%のCNT凝集体および1質量%のドデシルスルホン酸ナトリウムを含む水溶液を調整し、超音波ホモジナイザー処理を30分行い、CNT凝集体の分散液を得た。この分散液を、0.3mm正多角孔を有するノズルを用いてシリンジより、エタノール中へ1m/minの速度で注入した。続いて水槽へ移し洗浄および乾燥させることで、平均径が20μm、表1の断面形状を有するCNT素線を得た。次に、CNT素線を19本、束ねると共に、撚線機にて回転ピッチを撚りあわせることで表1の接触率を有するCNT線材を得た。なお、撚線機の回転ピッチ上げることで接触率を向上させ、下げることで接触率を低下させることができる。
(Examples 1-5 and Comparative Examples 1-2)
Using the floating catalyst vapor deposition (CCVD) method, an alumina tube with an inner diameter of 60 mm and a length of 1600 mm was heated to 1300 ° C. in an electric furnace of a CNT manufacturing apparatus. A raw material solution containing at least one aromatic hydrocarbon composition, ferrocene as a catalyst, and thiophene as a reaction accelerator was supplied by spraying. Hydrogen was supplied as carrier gas at 9.5 L/min. The produced CNTs were collected while being continuously wound up to obtain CNT aggregates. Next, an aqueous solution containing 1% by mass of CNT aggregates and 1% by mass of sodium dodecylsulfonate was prepared and treated with an ultrasonic homogenizer for 30 minutes to obtain a dispersion of CNT aggregates. This dispersion was injected into ethanol from a syringe using a nozzle having a 0.3 mm regular polygonal hole at a speed of 1 m/min. Subsequently, the CNT wire having an average diameter of 20 μm and the cross-sectional shape shown in Table 1 was obtained by transferring to a water tank, washing and drying. Next, 19 CNT wires were bundled and twisted at a rotational pitch with a wire twister to obtain a CNT wire having the contact ratio shown in Table 1. The contact rate can be improved by increasing the rotation pitch of the twisting machine, and can be decreased by decreasing the rotation pitch.

以下に、カーボンナノチューブ素線の断面形状の判定方法、接触率、体積抵抗率、および、ほぐれにくさの評価方法を示す。 The method for determining the cross-sectional shape of the carbon nanotube wire, and the method for evaluating the contact ratio, volume resistivity, and resistance to unraveling will be described below.

(カーボンナノチューブ素線の断面形状の判定方法)
各CNT素線を研磨により面出し、その断面を走査型電子顕微鏡(SEM)によって100~2000倍の倍率にて観察してその断面画像を得た。画像解析ソフトによりCNT素線の断面画像の外周部を座標データ化した。外周部の各直線部上の点を少なくとも5点以上抽出し、その座標データから最小二乗法を用いて直線近似を行った際に、相関係数の二乗R2が0.95以上となるものを直線部とみなした。該外周部が直線部で囲まれたものを多角形と判断した。また、多角形と判断される場合には、直線部の数の多角形と判断した(例えば、直線部の数がn個の場合には、n角形と判断した)。
(Method for Determining Cross-Sectional Shape of Carbon Nanotube Wire)
Each CNT wire was surfaced by polishing, and its cross section was observed with a scanning electron microscope (SEM) at a magnification of 100 to 2000 to obtain a cross-sectional image. The outer peripheral portion of the cross-sectional image of the CNT wire was converted into coordinate data using image analysis software. At least 5 points on each straight line part of the outer peripheral part are extracted, and when linear approximation is performed from the coordinate data using the least squares method, the square of the correlation coefficient R2 is 0.95 or more. regarded as a straight section. A polygon whose perimeter was surrounded by straight lines was judged to be a polygon. Also, when it was determined to be a polygon, it was determined to be a polygon with the number of straight lines (for example, when the number of straight lines was n, it was determined to be an n-sided polygon).

(接触率)
前記と同様に、断面画像上でのCNT素線における全周囲長に対する辺(面)接触している箇所の長さの割合を接触率とした。任意のCNT素線を10個以上選定し平均接触率を算出した。接触率が15%以上のものを「◎」、10%以上15%未満のものを「○」、5%以上10%未満のものを「△」、5%未満のものを「×」とした。
(contact rate)
In the same manner as described above, the contact ratio was defined as the ratio of the length of the portion where the sides (surfaces) were in contact with respect to the total perimeter of the CNT wire on the cross-sectional image. Ten or more arbitrary CNT strands were selected and the average contact ratio was calculated. A contact rate of 15% or more was marked as "◎", a contact rate of 10% or more and less than 15% was marked as "○", a contact rate of 5% or more and less than 10% was marked as "△", and a contact rate of less than 5% was marked as "×". .

(体積抵抗率)
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線材の断面積、L:測定長さ)の計算式に基づいて算出した。体積抵抗率が5×10-4Ωcm以下のものを「◎」、5×10-4Ωcmを超え8×10-4Ωcm以下のものを「○」、8×10-4Ωcmを超え1×10-3Ωcm以下のものを「△」、1×10-3Ωcm超のものを「×」とした。
(volume resistivity)
The CNT wire was connected to a resistance measuring machine (manufactured by Keithley Co., Ltd., device name "DMM2000"), and the resistance was measured by the four-terminal method. The volume resistivity was calculated based on the formula r=RA/L (R: resistance, A: cross-sectional area of CNT wire, L: measured length). A volume resistivity of 5×10 −4 Ωcm or less is indicated by “◎”, a volume resistivity of more than 5×10 −4 Ωcm to 8×10 −4 Ωcm is indicated by “○”, and a volume resistivity of more than 8×10 −4 Ωcm to 1×. A value of 10 −3 Ωcm or less was rated as “Δ”, and a value of over 1×10 −3 Ωcm was rated as “x”.

(ほぐれにくさ)
図5は、「ほぐれにくさ」の測定方法を表す概略図である。図5に示すようにまず、曲げR=3mmの治具20の間に1本のCNT線材21を担持させる(状態a)。次に、CNT線材21を冶具に沿って90度曲げた後(状態b)、元の直線状の状態aに戻し、更に反対方向に90度曲げた後(状態c)に、元の直線状の状態aに戻す。上記の一連の動作を1回として、毎分約20回の速度でCNT線材1の曲げ試験を行った。そして、CNT線材21がほぐれて内部のCNT素線がむき出しになるまで曲げ試験を繰り返し、CNT線材21のほぐれが発生するまでの曲げ回数が2000以上の場合を「◎」、1000以上1999以下の場合を「○」、500以上999以下の場合を「△」、500未満の場合を「×」とした。
上記の評価結果を下記表1に示す。
(difficult to unravel)
FIG. 5 is a schematic diagram showing a method for measuring "difficulty in unraveling". As shown in FIG. 5, first, a piece of CNT wire 21 is held between jigs 20 having a bend R of 3 mm (state a). Next, after bending the CNT wire 21 by 90 degrees along the jig (state b), it is returned to the original linear state a, and after being further bent 90 degrees in the opposite direction (state c), the original linear shape to state a. A bending test of the CNT wire 1 was performed at a speed of about 20 times per minute, with the series of operations described above being one time. Then, the bending test was repeated until the CNT wire rod 21 was unraveled and the CNT wire inside was exposed. A case of 500 or more and 999 or less was rated as "Δ", and a case of less than 500 was rated as "x".
The above evaluation results are shown in Table 1 below.

表1に示すように、接触率が5~100%の範囲内であることにより、カーボンナノチューブ線材は優れた体積抵抗率を示すと共にほぐれにくくなっていることが分かる。この結果、本発明では、優れた導電性および機械的強度を有するカーボンナノチューブ線材が得られることを確認できた。 As shown in Table 1, when the contact ratio is within the range of 5 to 100%, the carbon nanotube wire exhibits excellent volume resistivity and is less likely to fray. As a result, it was confirmed that a carbon nanotube wire having excellent electrical conductivity and mechanical strength can be obtained in the present invention.

1、21 カーボンナノチューブ線材
2 カーボンナノチューブ素線
3 撚線導体
4 絶縁被覆層
11 カーボンナノチューブ集合体
11a カーボンナノチューブ
20 治具
Reference Signs List 1, 21 Carbon nanotube wire 2 Carbon nanotube element wire 3 Twisted wire conductor 4 Insulating coating layer 11 Carbon nanotube assembly 11a Carbon nanotube 20 Jig

Claims (6)

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からなるカーボンナノチューブ素線を複数、有するカーボンナノチューブ線材であって、
前記カーボンナノチューブ素線同士の接触率が5%以上であり、
前記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素線を撚りあわせることで形成され、
下記試験において、前記カーボンナノチューブ線材のほぐれが発生するまでの曲げ回数が1000以上であることを特徴とするカーボンナノチューブ線材。
<試験>
曲げR=3mmの治具の間に1本のカーボンナノチューブ線材を直線状の状態に担持させ、次にカーボンナノチューブ線材を治具に沿って一方方向に90度曲げた後、元の直線状の状態に戻し、さらに反対方向に90度曲げた後、元の直線状の状態に戻す一連の動作を1回として、毎分20回の速度で試験を実施し、カーボンナノチューブ線材がほぐれて内部のカーボンナノチューブ素線がむき出しになるまでの回数を測定する。
A carbon nanotube wire having a plurality of carbon nanotube strands composed of a carbon nanotube aggregate composed of a plurality of carbon nanotubes,
The contact ratio between the carbon nanotube wires is 5% or more,
The carbon nanotube wire is formed by twisting the carbon nanotube wire,
A carbon nanotube wire, wherein the carbon nanotube wire is bent 1000 times or more until the carbon nanotube wire is unraveled in the following test.
<Test>
One carbon nanotube wire was held in a straight state between jigs with a bend R of 3 mm, then the carbon nanotube wire was bent 90 degrees in one direction along the jig, and then returned to its original straight shape. After returning to the state, bending 90 degrees in the opposite direction, and then returning to the original straight state, the test was performed at a speed of 20 times per minute, and the carbon nanotube wire was unraveled and the inside was The number of times until the carbon nanotube wire becomes bare is measured.
前記カーボンナノチューブ素線同士の接触率が10%以上である、請求項1に記載のカーボンナノチューブ線材。 2. The carbon nanotube wire according to claim 1, wherein the contact ratio between said carbon nanotube wires is 10% or more. 前記接触率は15%以上である、請求項2に記載のカーボンナノチューブ線材。 The carbon nanotube wire according to claim 2, wherein said contact ratio is 15% or more. 前記カーボンナノチューブ素線の断面形状が多角形である、請求項1から3までの何れか1項に記載のカーボンナノチューブ線材。 The carbon nanotube wire according to any one of claims 1 to 3, wherein the carbon nanotube wire has a polygonal cross-sectional shape. 請求項1から4までの何れか1項に記載の前記カーボンナノチューブ線材を複数、有するワイヤハーネス。 A wire harness comprising a plurality of the carbon nanotube wires according to any one of claims 1 to 4. 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からなるカーボンナノチューブ素線を複数、形成する工程と、
撚りあわせた複数の前記カーボンナノチューブ素線を有するカーボンナノチューブ線材を形成する工程と、
前記カーボンナノチューブ線材に応力を負荷することにより、前記カーボンナノチューブ素線同士の接触率を5%以上とし、且つ下記試験において、前記カーボンナノチューブ線材のほぐれが発生するまでの曲げ回数が1000以上となるようなカーボンナノチューブ線材とする工程と、
を有する、カーボンナノチューブ線材の製造方法。
<試験>
曲げR=3mmの治具の間に1本のカーボンナノチューブ線材を直線状の状態に担持させ、次にカーボンナノチューブ線材を治具に沿って一方方向に90度曲げた後、元の直線状の状態に戻し、さらに反対方向に90度曲げた後、元の直線状の状態に戻す一連の動作を1回として、毎分20回の速度で試験を実施し、カーボンナノチューブ線材がほぐれて内部のカーボンナノチューブ素線がむき出しになるまでの回数を測定する。
a step of forming a plurality of carbon nanotube strands each composed of a carbon nanotube assembly composed of a plurality of carbon nanotubes;
forming a carbon nanotube wire having a plurality of the carbon nanotube wires that are twisted together ;
By applying stress to the carbon nanotube wire, the contact ratio between the carbon nanotube wires is 5% or more, and the number of times of bending until the carbon nanotube wire is loosened is 1000 or more in the following test. A step of forming a carbon nanotube wire such as
A method for producing a carbon nanotube wire.
<Test>
One carbon nanotube wire was held in a straight state between jigs with a bend R of 3 mm, then the carbon nanotube wire was bent 90 degrees in one direction along the jig, and then returned to its original straight shape. After returning to the state, bending 90 degrees in the opposite direction, and then returning to the original straight state, the test was performed at a speed of 20 times per minute, and the carbon nanotube wire was unraveled and the inside was The number of times until the carbon nanotube wire becomes bare is measured.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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