TWI787676B - 纜線及製作纜線的方法 - Google Patents

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Abstract

本揭露內容關於纜線及製作纜線的方法。在至少一個實施例中，一種用於製作纜線之方法包含將導電材料引入至包含熱收縮材料之片材上。此方法包含將片材的第一部分壓縮至片材的第二部分上以形成具有內部容積之護套，其中將導電材料設置在內部容積中。在至少一個實施例中，纜線包含護套，此護套包含熱收縮材料。纜線包含內部容積，此內部容積包含含導電碳材料之導電材料。

Description

纜線及製作纜線的方法
本揭露內容關於纜線及製作纜線的方法。
近年來，在某些應用中，諸如光纖之類的數據傳輸纜線已經超過銅線，用於諸如電信，特別是高速通訊之類的數據傳輸。如今，已在使用數百萬英里的數據傳輸纜線，諸如光纖用於長途運輸及設施或建築物內的本地分佈二者。由於所涉及組件的易碎性質，數據傳輸纜線的現場安裝、服務、及修復可能為一種微妙、耗時的、且常常為麻煩的處理。舉例而言，光纖通常由諸如石英、多組分玻璃、或合成樹脂的材料所製成，並鑑於它們通常較小的直徑，當在與(光)纖軸正交之方向上施加力時，此類(光)纖易於經歷高應力。由石英或多組分玻璃所製成的光纖容易斷裂，而由合成樹脂所製成的光纖在此力之下容易彎曲或斷裂。甚至光纖中之略彎曲(微彎曲)可能獲致嚴重的光洩漏及後續的訊號損失，小的變形會引發破裂，此等破裂隨著時間的推移傳播至大的裂縫中。
針對光纖光學器件纜線有相應的許多不同的設計，此等纜線具有放置在光纖光學器件纜線周圍之沉重外套材料。儘管沉重的外套材料被用於在安裝期間將纜線透過機架及通風室佈線時保護纜線的目的，但由於外套的剛度，它們的存在限制纜線的彈性。舉例而言，外套的剛度可能會防止將此等纜線方便地佈線至機櫃或面板的背平面。額外地，此等沉重的外套的大直徑可能會防止緊密半徑的佈線及此等纜線與產業標準連接器的機械配合。若去除外部保護外套以允許纜線的端子部分更彈性的處置，則端子部分的實體保護不足。
此外，對於銅基的纜線，可用有限數量的銅以製作纜線，並需要相當大的能量以從過期的纜線回收銅。最後，製作纜線的常規方法常常包含稀釋劑的使用，必須在完成纜線形成之前去除稀釋劑，且纜線中之殘留稀釋劑影響電性性質。
需要改善的纜線，諸如數據傳輸纜線，及製作纜線的方法。
在至少一個實施例中，一種用於製造纜線的方法包含將導電材料引入至包含熱收縮材料之片材上。此方法包含將片材的第一部分壓縮至片材的第二部分上以形成具有內部容積之護套，其中將導電材料設置在內部容積中。
在至少一個實施例中，纜線包含護套，護套包含熱收縮材料。纜線包含內部容積，此內部容積包含含導電碳材料之導電材料。
本揭露內容提供製造纜線之方法。本揭露內容的方法可提供用於製作可被工業規模化之電性纜線之快速且低成本的方法。本揭露內容進一步提供纜線。與諸如數據傳輸纜線的常規纜線相比較，本揭露內容的纜線可提供銅的減少使用，同時保持或改善電性質及強度。 製作纜線之方法
本揭露內容提供製造纜線之方法。在一些實施例中，用於製作纜線之方法包含將導電材料引入至包含熱收縮材料之片材上。此方法包含將片材的第一部分壓縮至片材的第二部分上以形成具有內部容積之護套，其中將導電材料設置在內部容積中。如本文中所使用，「導電材料」是指電性地導電材料。
此圖為可被使用於進行本揭露內容的方法之設備100的示意簡圖。設備100包含輸送機102，將其配置成從熱收縮材料源104接收熱收縮材料。熱收縮材料源104包含線軸106，將此線軸配置成將熱收縮材料壓縮成片材。線軸106可為任何合適的線軸，諸如擠出機。將片材設置至輸送機102上。輸送機102可具有凹入形狀，用於促進將片材同樣地呈凹入形狀。舉例而言，輸送機102可具有V形狀或U形狀，且一旦將片材設置至輸送機102上，片材亦可同樣具有V形狀或U形狀。將被設置在輸送機102上之片材配置成從導電材料源108接收導電材料。導電材料源108可為任何合適的導電材料源，諸如臥式烘箱。可將導電材料源108用於乾燥及/或形成導電材料。舉例而言，臥式烘箱可使用熱量以從碳基的起始材料形成碳奈米管及/或富勒烯。可將一種或更多種額外的導電材料源(未圖示)用於提供一種或更多種額外的導電材料及/或填充材料。可將導電材料以粉末形式提供給片材，或作為具有一種或更多種稀釋劑的溶液/分散液。稀釋劑可包含具有電子/光子性質之聚合物、金屬奈米顆粒、有機溶劑(諸如甲苯、三氯甲烷、間甲酚、鄰甲酚、或苯，舉例而言)、酸(諸如以鹽酸、硫酸、或氯磺酸為例)、或其等的組合。在被提供至片材上之後，可使用一個或更多個加熱器(未圖示)去除稀釋劑，將此加熱器配置成從片材及導電材料中蒸發出稀釋劑。粉末形式的導電材料的使用可使導電材料，諸如導電碳材料的外壁、或外邊緣、或平面表面的官能化成為備選的(步驟)，因此而節省時間、資源、及否則準備導電材料所需之能量。常規地進行導電碳材料的官能化以促進溶劑中之材料的溶解能力。此外，避免稀釋劑的使用防止以後從所形成之纜線去除稀釋劑的需要。纜線中存在之稀釋劑會對纜線的導電率產生負面影響。
由於本揭露內容的製程可為無溶劑，所以此製程高度適用於電性纜線的快速形成，而使能使用最小能量及工作來創建電性纜線。如上文所提及，可，舉例而言，在製造奈米管時(例如，在導電材料源108中)直接以連續製程進行製程。
可將其上設置有導電材料之片材引入至壓縮機110。壓縮機110可為任何合適的壓縮機，諸如熱壓輥。壓縮機可壓縮片材以形成封閉合的片材(護套)。舉例而言，壓縮機可將片材自身封閉，使得將導電材料設置在封閉的片材(護套)之內。可將一種或更多種黏附劑使用在片材的一個或更多個側面上，一旦用於形成護套之片材壓縮即促進進一步的黏附。用以形成護套之片材的壓縮可促進被設置在護套之內之導電材料間之接觸。壓縮可使得被壓縮的導電材料變為類織物，且此類織物狀材料比壓縮之前之導電材料更堅固。有利地為了工業規模放大，可將低壓用於片材的壓縮。低壓對於保持導電材料諸如碳奈米管及富勒烯的化學結構亦為有利的。在一些實施例中，壓縮機向片材提供約10牛頓或更小，諸如約0.1N至約1N的壓力。
亦可將熱量提供給片材及/或護套。舉例而言，可藉由壓縮機110及/或熱源112提供熱量。舉例而言，由於護套包含熱收縮材料，所以被提供給護套之熱量促進護套在導電材料周圍之收縮及導電材料的進一步壓縮。若使用壓縮機110提供熱量，則熱量可與壓力同時提供給片材以形成護套。在一些實施例中，被提供給片材及/或護套之熱量為約220℃或更低的溫度，諸如約50℃至約100℃。
壓縮及備選的加熱之後，使用切割機114切割護套。切割機可為任何合適的切割機，諸如斷頭台式切割機、液壓切割機、斜切鋸、帶鋸、劈鋸、模切鋸、旋轉模切機、或雷射切割機。由於本揭露內容的方法可利用連續的護套(例如，最初以來自源104之材料提供)，所以與使用管狀護套的方法不同，本揭露內容的方法可提供具有長連續護套的纜線。舉例而言，並如後文所更詳細地描述，本揭露內容的纜線可具有長度量測為千米之連續護套。
此外，由於稀釋劑的使用為備選的(例如，不使用溶劑)，所以本揭露內容的纜線的護套(包括熱收縮材料)不易起泡，此乃因纜線的內部容積(且最終為護套)中揮發性稀釋劑的存在已被減少或消除。減少或消除的起泡提供了降低的孔隙率及增加的護套強度，使得同樣減少或消除了在護套及/或纜線的內部容積中使用強度促進填充劑材料。
此外，導電碳材料通常為交聯的，但這會減少導電碳材料的導電性。鑑於本揭露內容的方法的壓力施加，導電碳材料可充分地黏在一起以促進導電性，而無需對導電碳材料進行化學改性(例如，交聯)，從而促進常規導電碳材料的改善的導電性。換言之，使用化學改性的導電碳材料為備選。 纜線
本揭露內容提供纜線。纜線可為任何合適的電性纜線，諸如數據傳輸纜線。在一些實施例中，纜線包含護套，此護套包含熱收縮材料。纜線包含內部容積，此內部容積包含含導電碳材料之導電材料。
纜線可具有護套(包含熱收縮材料)及內部容積。此護套可具有熱收縮材料層及備選地一個或更多個額外材料的額外層，諸如編織線、導電碳線、或編織帶、或其他金屬絲網(例如，使用由源104使用前文所描述之線軸106所提供的多層片材形成的護套)，且此等線可根據需要絞合或非絞合。導電材料可存在於內部體積中。除了提供對導電材料的緊密壓實之外，護套(包含熱收縮材料)可在使用期間保護導電材料不受環境條件，諸如化學及/或物理條件的影響。
與使用管狀護套的方法不同，本揭露內容的方法可提供具有長連續護套的纜線。舉例而言，本揭露內容的纜線可具有連續的護套，此護套具有約1米或更長之長度、諸如約50米或更長、諸如約300米或更長、諸如1公里或更長、諸如約1米至約5公里、諸如約300米至約3公里、諸如約400米至約1公里、諸如約500米至約600米。
舉例而言，與常規的光纖光學器件纜線相比較，本揭露內容的纜線可為輕重量。舉例而言，纜線的密度可為約250000g/m3 或更小、諸如約150000g/m3 至約204000g/或m3 、替代地為約250000g/m3 至約1400000g/m3 ，其藉由ASTM D2320-98(2017)實心螺距的密度(相對密度)的標準測試方法(比重瓶法)來決定。與常規的光纖光學器件纜線相比較，除了提供輕的重量外，導電碳材料亦可提供改善的纜線彈性。改善的彈性在安裝及/或使用期間為纜線提供減少或消除的破碎。
此外，由於稀釋劑的使用為備選的(例如，不使用溶劑)，所以本揭露內容的纜線的護套不易起泡，此乃因纜線的內部體積中揮發性稀釋劑的存在已被減少或消除。在一些實施例中，藉由ASTM(C830-00(2016)(每單位體積的孔隙空間)決定，本揭露內容的纜線的護套可具有約1或更小、諸如小於約0.5、諸如約0.5至約0.001的孔隙率。藉由本揭露內容的方法所提供之減少或消除的起泡，可提供護套的減少孔隙率及增加強度，使得同樣減少或消除在護套及/或纜線的內部容積中之強度促進填充劑材料的使用。舉例而言，護套可具有約150,000MPa或更高，諸如約150,000MPa至約250,000MPa、替代地約250,000MPa至約350,000MPa之拉伸強度，其藉由ASTM D638使用IV型拉伸棒、根據ASTM D4703模製之壓縮及模切所決定。護套的強度可存在而不會損害護套/纜線的彈性。
在一些實施例中，內部容積可具有約50％或更大，諸如約60％或更大、諸如約70％或更大、諸如約80％或更大、諸如約90％至約100％、諸如約95％至約99％、替代地為約100％之固體含量，其藉由ASTM D4404-18所決定。
本揭露內容的纜線可具有相當大重量百分比的導電材料，其提供優異的導電性，同時仍然提供輕重量的纜線。舉例而言，在一些實施例中，纜線具有導電材料與(護套的)熱收縮材料的重量比值為約3g至約1g，諸如約2g至約1g。在至少一個實施例中，基於纜線的重量，纜線具有約25wt%或更大、諸如約25wt%至約35wt%、諸如約35wt%至約45wt%之導電材料含量。在一些實施例中，基於纜線的重量，纜線具有約75wt%或更高，諸如約75wt%至約85wt%之熱收縮材料含量。
如上文所提及，護套可提供強度，使得存在於纜線的內部容積中之填充劑材料為備選。然而，在一些實施例中，本揭露內容的纜線的內部容積具有填充劑材料，此填充劑材料為惰性填充劑材料。舉例而言，基於導電材料+惰性填充劑材料的重量，內部容積可具有約75wt%至約100wt%之惰性填充劑材料。內部容積中之惰性填充劑材料的存在可幫助減少纜線的成本，同時仍允許為纜線的預期用途提供足夠的導電性。在一些實施例中，惰性填充劑材料為碳纖維、碳煙灰、碳焦炭、聚合物、或其等的組合。
在一些實施例中，本揭露內容的纜線的內部容積具有導電碳材料及導電過渡金屬材料的組合。舉例而言，基於導電材料+惰性填充劑材料(若有)的重量，內部容積可具有約75wt%至約100wt%之導電碳材料，諸如約85wt%至約100wt%。在一些實施例中，基於導電材料+惰性填充劑材料(若有)的重量，內部容積可具有約75wt%至約100wt%之導電過渡金屬材料，諸如約85wt%至約100wt%。
本揭露內容的纜線可具有約2500微米或更大的內部直徑，諸如約2500微米至約2600毫米、替代地為約2600微米至約2700毫米。舉例而言，用作數據傳輸纜線之本揭露內容的纜線可具有約2500微米至約2600毫米的內部直徑，替代地為約2600微米至約2700毫米。
本揭露內容的纜線可具有約2700微米或更大的外徑，諸如約2700微米至約2800毫米，替代地為約2800微米至約2900毫米。舉例而言，用作數據傳輸纜線之本揭露內容的纜線可具有約2700微米至約2800毫米的外徑，替代地為約2800微米至約2900毫米。
本揭露內容的纜線的護套可具有約100微米至約150毫米、替代地為約150微米至約200毫米之平均厚度，其藉由ASTM D6988-13決定。
本揭露內容的纜線可具有導電率，其平均電阻為約35歐姆至約200歐姆，諸如約38.7歐姆至約182.8歐姆。
與常規纜線相比較，本揭露內容的纜線在使用期間可已減少或消除電弧或短路。
此外，護套可充當電性絕緣體，因而允許纜線的人員處置而不必擔心電擊。
此外，若導電材料包含導電碳材料，則本揭露內容的方法提供不需要導電碳材料的纏繞紗線之纜線，例如，此乃因可在本揭露內容的方法中使用粉末導電碳材料。 導電材料
導電材料可包含任何合適的導電材料，諸如導電碳材料或導電過渡金屬材料。在一些實施例中，導電碳材料為碳黑、單一壁碳奈米管、多壁碳奈米管、石墨烯、石墨、富勒烯、碳纖維、或其等的組合。由於存在有限數量的銅及過量的碳可用於工業應用，且由於從過期的纜線回收銅會消耗大量能量，因此本揭露內容的方法及纜線提供纜線中銅的相當大量或完全替換。換言之，在本揭露內容的纜線中之銅的使用為備選。
導電碳材料通常為交聯，但這會減少導電碳材料的導電性。鑑於本揭露內容的方法的壓力施加，導電碳材料可充分地黏附在一起以促進導電性，而不需要對導電碳材料進行化學改性(例如，交聯)。換言之，使用化學改性的導電碳材料為備選。
如本文中所使用，術語「過渡金屬」包含後過渡金屬，諸如鋁。在一些實施例中，導電過渡金屬材料包含銀、銅、金、銀、鉻、鈀、鉑、鎳、金、或鍍銀的鎳、鋁、銦氧化錫、鍍銀的銅、鍍銀的鋁、銻摻雜的氧化錫、鋁、其等的合金、或其等的組合。在一些實施例中，導電過渡金屬材料為銅、金、銀、鉻、鋁、及其等的合金、或其等的組合。
導電材料可為顆粒(例如，球形顆粒)的形式。顆粒可具有約10奈米至約10毫米之平均長度。導電材料可為纖維的形式。纖維可具有約1至約2百萬的平均長寬比。長寬比為平均長度除以平均寬度。纖維可具有約50奈米至約250微米的平均長度，及/或約5奈米至約25微米的平均寬度。
導電材料可為粉末的形式，並在壓力施加之後，導電材料被冷凝以形成壓實的材料。壓實的材料促進導電材料的顆粒間之電性連通。 碳奈米管
導電材料可包含碳奈米管，諸如單一壁碳奈米管(SWNT)、或多壁碳奈米管(MWNT)。碳奈米管為碳結構，其中將具有六個碳的互鎖六邊形之蜂窩狀圖案鍵合成具有管的形狀。碳奈米管具有優異的機械性質、熱阻抗性、化學阻抗性、及類似物。
碳奈米管可具有幾奈米或幾十奈米的直徑及幾十毫米或更大的長度，且因此具有大的長寬比。舉例而言，碳奈米管可具有約25至約5,000，諸如約200至約500的長寬比(長度/直徑的比值)。
碳奈米管可具有約1奈米至約50奈米，諸如約5奈米至約20奈米、諸如約8奈米至約15奈米的直徑，及約10□m至約120□m、諸如約10□m至約100□m、諸如約10□m至約70□m的長度。
在一些實施例中，碳奈米管具有約1,315m2 /g或更高，或約1,315m2 /g至約1,415m2 /g、替代地為約1,415m2 /g至約1,515m2 /g的Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面積。可使用BET分析儀量測BET比表面積。 單一壁碳奈米管
導電材料可包含單一壁碳奈米管(SWNT)。SWNT可包含兩種、至少兩種、三種、至少三種、四種、及至少四種類型的SWNT中的任何一種。SWNT包含中空碳纖維，此中空碳纖維具有形成纖維壁之大致上單一層的碳原子。SWNT可被認為包含單一層石墨烯片材。SWNT包括碳的晶體管狀形式。
SWNT的平均直徑可為約0.8奈米至約50奈米、諸如約1奈米至約40奈米、諸如約2奈米至約30奈米、諸如約3奈米至約20奈米、諸如約5奈米至約10奈米、替代地為約10奈米至約20奈米。SWNT的平均管長度與SWNT的平均直徑的比值可為約3至約10,000、諸如約5至約5,000、諸如約100至約500、或約500至約1000、替代地為約5至約100。
SWNT及製作SWNT的方法為習知。見，舉例而言，美國專利號5,424,054；5,753,088；6,063,243；6,331,209；6,333,016；6,413,487；6,426,134；6,451,175；6,455,021；6,517,800；美國專利公開號2002/0122765A1；各以引用的方式併入本文中。
可將至少一部分的SWNT官能化(例如，衍生化)，舉例而言，採用含有PVOH或EVOH之共聚物官能化。 多壁碳奈米管
導電材料可包含多壁碳奈米管(MWNT)。MWNT具有石墨烯管的多個同心捲曲層。MWNT中之層間距離接近石墨中石墨烯層之間之距離，大約為3.4埃。
MWNT的平均直徑可為約10奈米至約400奈米，諸如約10奈米至約100奈米、替代地為約100奈米至約200奈米、替代地為約200奈米至約300奈米、替代地為約300奈米至約400奈米。MWNT的平均管長度與MWNT材料的平均直徑的比值可為約3,000,000至約300,000，諸如約300,000至約150,000，替代地為約100,000至約75,000。
MWNT及製作MWNT的方法為習知。見，舉例而言，美國專利號US4,663,230；US7,244,408；US5,346,683；US5,747,161；US7,195,780；US7,615,204，各以引用的方式併入本文中。
可將MWNT材料的至少一部分官能化(例如，衍生化)，舉例而言，採用含有PVOH或EVOH之共聚物官能化。 石墨烯
石墨烯為針對具有二維結構之碳的改性的用詞，其中每個碳原子被三個另外的碳原子所圍繞以便形成類蜂窩狀圖案。石墨烯在結構上與石墨緊密地相關，可將石墨認為是複數個重疊的石墨烯。藉由石墨的剝落(分裂成基平面)可獲得相對大數量的石墨烯。為此目的，可將氧氣插置至石墨晶格中，接著使其與碳發生部分地反應，並引起此等層的固有排斥。
石墨烯可為單一層石墨烯片材或多層石墨烯片材。單一層石墨烯片材是由佔據二維六邊形晶格之碳原子所組成。多層石墨烯是由超過一個的石墨烯平面所組成的薄板。石墨烯可包含原始石墨烯(例如，約99％或更大的碳原子)、稍微地氧化的石墨烯(例如，按重量計約5％或更少之氧)、石墨烯氧化物(大於約5％之氧)、稍微地氟化的石墨烯(按重量計約5％或更少之氟)、石墨烯氟化物(按重量計大於5％之氟)、其他鹵化的石墨烯、或其他化學官能化的石墨烯。
石墨烯及製作石墨烯的方法為習知。見，舉例而言，美國專利公告號2019/0345344；US10,826,109；US10,822,239；US10,822,238；US10,777,406；US10,773,954，各以引用的方式併入本文中。
單一層石墨烯為二維材料，且為單一層的石墨。如本文中所使用，超過一個層的石墨烯可被稱作石墨烯，舉例而言，在1至200層之間(例如，約1至100層、約1至50層、約1至10層)。 石墨
石墨顆粒可具有約0.1□m至約50□m，諸如約1□m至約30□m，之平均直徑。
石墨及製作石墨的方法為習知。見，舉例而言，美國專利號US9,499,408B2；UUS10,322,935；US10,336,620；US10,266,942；US10,167,198，各以引用的方式併入本文中。 富勒烯
富勒烯為具有三共軛(Sp2 -雜化)碳原子之球形或部分地球形的芳族化合物。通常而言，富勒烯具有碳原子的五邊形或六邊形佈置。將碳原子各自鍵合至三個毗鄰的碳原子。
在一些實施例中，富勒烯包含C60 、C70 、C76 、C78 、C84 、C100 、或其等的組合。
可將富勒烯化學或物理改性，諸如氟化的富勒烯或加合物或衍生物(諸如，舉例而言，在Cardulla et al., Helv.Chim.Acta 80:343-371, 1997; Zhou et al., J Chem.Soc., Perkin Trans.2：1-5,1997; Okino et al., Synth.Chem.Soc., (1997)中所描述)。金屬70:1447-1448, 1995；Okino et al., Recent Advances in the Chemistry and Physics of Fullerenes and Related Materials, vol. 3, 1996, pp. 191-199； Haddon et al., Nature 350:320-322, 1991； Chabre et al., J. Am. Chem. Soc. 114:764-766, 1992；Gromov et al., Chem. Commun. 2003-2004, 1997；Strasser et al., J. Phys. Chem. B 102:4131-4134, 1998；Cristofolini et al., Phys. Rev. B:Cond. Matter Mater. Phys. 59:8343-8346, 1999；Wang et al., 合成金屬103(1):2350-2353, 1999:Wang et al., Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 413:571, 1996; Kallinger et al., 合成金屬101:285-286, 1999；Kajii et al., 合成金屬86:2351-2352, 1997；及Araki et al., 合成金屬77:291-298, 1996)，暨聚合的、共聚的或交聯的富勒烯。
在富勒烯中，與金屬相當，由於分子結構，每個碳原子存在一個自由電子。結果為，觀察到富勒烯的導電率與金屬導電率相當。富勒烯的導電率甚至可能比銅的導電率更高五倍。
通常而言，可根據任何合適的方法，諸如碳電弧法(亦稱作Kratschmer-Huffman法)合成富勒烯並藉由任何合適的方法純化富勒烯，諸如溶液的緩慢濃縮、擴散方法、飽和溶液的冷卻、採用溶劑之沉澱、昇華、電化學、藉由液相色譜法分離、且純化可在惰性氣氛中進行。
富勒烯及製作富勒烯的方法為習知。見，舉例而言，美國專利公告號2004/0091783；2007/0048209；US5,876,684；US6,855,231；US7,632,569；US5,851,503；US7,655,302，各以引用的方式併入本文中。 碳纖維、碳奈米纖維、及氣相成長碳纖維
碳纖維為碳材料的石墨同素異形體的一部分，且其為高長寬比的纖維尺寸的細長狀形式，主要由佈置在蜂窩狀晶格中之sp2 碳原子所製成。碳纖維可具有奈米向量尺寸，並被稱為碳奈米纖維。奈米纖維可具有可具有魚骨結構之管狀定向。碳奈米纖維可為連續的材料，或可被製成顆粒。碳纖維可由聚丙烯腈所製成，且被稱為PAN碳纖維。碳纖維亦可由原油衍生物所製成，且因此被稱為瀝青碳纖維。碳纖維被用於結構材料之高強度添加劑，且亦歸因於其導電性質而被使用。
可以氣相狀態製作碳纖維，並被稱為氣相成長碳纖維。碳纖維及碳奈米纖維可具有約100奈米至約10微米的直徑。碳纖維的長度可為約100奈米至約1毫米。最早是由Thomas Edison於1879年使用棉及竹子製成碳奈米纖維。但通常是在過渡金屬催化劑(諸如鐵)的存在下使用芳族烴，或與有機金屬過渡金屬化合物（諸如二茂鐵）一起使用(諸如，舉例而言，在Orbaek et al J. Mater. Chem. A, 1:14122-14132, 2013; Bhatt, P. & Goe, A. Mater. Sci. Res. India 14:52–57, 2017；Feng, L., et al. Materials (Basel). 7:3919–3945, 2014中所描述者)。
氣相成長碳纖維及製作氣相成長碳纖維的方法為習知。見，舉例而言，美國專利號US6,969,503；US7,122,132；US7,524,479；US7,527,779；US7,846,415；US8,206,678；US9,126,837；US6,506,355，各以引用的方式併入本文中。 熱收縮材料
熱收縮材料可包含一種或更多種熱塑性聚合物，舉例而言，聚烯烴(例如，聚乙烯、聚丙烯)、乙烯/乙烯醇共聚物、離聚物、乙烯基塑料(例如，聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯)、聚醯胺、聚酯、或其等的組合。基於熱收縮材料的重量，熱收縮材料可包含一種或更多種其量為約100wt%之熱塑性聚合物。替代地，基於熱收縮材料的重量，熱收縮材料可包含一種或更多種熱塑性聚合物，其量為約30wt%至約99wt%、諸如約40wt%至約97wt%、諸如約45wt%至約75wt%、諸如約50wt%至約70wt%、諸如約55wt%至約65wt%、替代地為約80wt%至約95wt%、諸如約85wt%至約90wt%。 聚烯烴類
範例聚烯烴可包含乙烯均聚物與共聚物及丙烯均聚物與共聚物。術語「聚烯烴」包含含有至少50重量百分比衍生自烯烴之單體單元之共聚物。乙烯均聚物包含高密度聚乙烯(「HDPE」)及低密度聚乙烯(「LDPE」)。乙烯共聚物包含乙烯/α-烯烴共聚物(「EAOs」)、乙烯/不飽和酯共聚物、及乙烯/(甲基)丙烯酸。(如本文中所使用之「共聚物」意指衍生自兩種或更多種類型的單體之聚合物，且包含三元共聚物，等)。
EAO為乙烯及一種或更多種α-烯烴的共聚物，此共聚物具有乙烯作為主要的莫耳百分比含量。共聚單體可包含一種或更多種C3-C20α-烯烴、一種或更多種C4-C12α-烯烴、及一種或更多種C4-C8α-烯烴。α-烯烴包含但不限於1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、及其等的混合物。
EAO可包含以下一項或更多項：1)中密度聚乙烯(「MDPE」)，舉例而言，具有自0.926至0.94g/cm3 的密度；2)線性中密度聚乙烯(「LMDPE」)，舉例而言，具有自0.926至0.94g/cm3 的密度；3)線性低密度聚乙烯(「LLDPE」)，舉例而言，具有自0.915至0.930g/cm3 的密度；4)超低密度或極低密度聚乙烯(「VLDPE」及「ULDPE」)，舉例而言，具有低於0.915g/cm3 之密度，及/或5)均質EAO。除非另為表示，否則EAO的密度為根據ASTM D1505所量測。
聚乙烯聚合物可為異質或均質。異質聚合物在分子量及組成分佈上具有相對寬的變化。異質聚合物可採用，舉例而言，常規的齊格勒-納塔催化劑所製備。
另一方面，均質聚合物通常使用茂金屬或其他單一部位催化劑所製備。均質聚合物與異質聚合物在結構上不同之處在於，均質聚合物在鏈之中展現相對均勻的共聚單體序列、在所有鏈中之序列分佈的鏡向對稱、及所有鏈中之長度的相似性。結果為，均質聚合物具有相對窄的分子量及組成分佈。均質聚合物的範例包含茂金屬催化的線性均相乙烯/α-烯烴共聚物樹脂，此樹脂以EXACT為商標，可購自ExxonMobil Chemical Company(Baytown,Tex.)；線性均相乙烯/α-烯烴共聚物樹脂，此樹脂以TAFMER為商標，可購自E三井石油化學公司；及長鏈支化、茂金屬催化的均相乙烯/α-烯烴共聚物樹脂，此樹脂以AFFINITY為商標，可購自從陶氏化學公司。
另一種有用的乙烯共聚物為乙烯/不飽和酯共聚物，其為乙烯與一種或更多種不飽和酯單體的共聚物。有用的不飽和酯包含：1)脂肪族羧酸的乙烯基酯，其中酯具有自4至12個碳原子，及2)丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯(統稱作，「烷基(甲基)丙烯酸酯」)，其中酯具有自4至12個碳原子。
單體的第一(「乙烯基酯」)基團的代表性範例可包含乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、己酸乙烯酯、2-乙基己酸乙烯酯、或其等的組合。乙烯基酯單體可具有自4至8個碳原子、自4至6個碳原子、自4至5個碳原子，諸如4個碳原子。
單體的第二(「烷基(甲基)丙烯酸酯」)基團的代表性範例可包含丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、或其等的組合。烷基(甲基)丙烯酸酯單體可具有自4至8個碳原子、自4至6個碳原子、且優選地為自4至5個碳原子。
基於共聚物的重量，乙烯/不飽和酯共聚物的不飽和酯(即，乙烯基酯或烷基(甲基)丙烯酸酯)的共聚單體含量可為約6wt%至約18wt%，諸如約8wt%至約12wt%。基於共聚物的重量，乙烯/不飽和酯共聚物的乙烯含量可為約82wt%至約94wt%，諸如約85wt%至約93wt%，諸如約88wt%至約92wt%。
乙烯/不飽和酯共聚物的代表性範例包含乙烯/丙烯酸甲酯、乙烯/甲基、甲基丙烯酸酯、乙烯/丙烯酸乙酯、乙烯/甲基丙烯酸乙酯、乙烯/丙烯酸丁酯、乙烯/2-甲基丙烯酸乙基己酯、及乙烯/乙酸乙烯酯。
另一種有用的乙烯共聚物為乙烯/(甲基)丙烯酸，其為乙烯與丙烯酸、甲基丙烯酸、或兩者的共聚物。
丙烯共聚物包含丙烯/乙烯共聚物(「EPC」)，其為具有丙烯為主要的wt%含量之丙烯及乙烯的共聚物，諸如具有約2wt%至約10wt%（諸如約3wt%至約6wt%）的乙烯共聚單體含量者。 乙烯/乙烯基醇共聚物
乙烯/乙烯基醇共聚物(「EVOH」為另一種有用的熱塑性(塑料)。EVOH可具有約20wt%至約40wt%，諸如約25wt%至約35wt%、諸如約30wt%至約33wt%、諸如約32wt%的乙烯含量。 離聚物
熱塑性(塑料)可為離聚物，其為乙烯及具有被金屬離子，諸如鈉或鋅所部分地中和之羧酸基團的烯鍵式不飽和及單羧酸的共聚物。離聚物可包含其中存在足夠的金屬離子以中和離聚物中自約10％至約60％的酸基團。羧酸可為「(甲基)丙烯酸」，意指丙烯酸及/或甲基丙烯酸。有用的離聚物包含具有至少50重量百分比，優選至少80重量百分比的乙烯單元的那些。有用的離聚物亦包含具有1至20重量百分比的酸單元的那些。有用的離聚物可，舉例而言，以SURLYN商標，購自Dupont Corporation (Wilmington,Del.)。 乙烯基塑料
有用的乙烯基塑料包含聚氯乙烯(「PVC」)、偏二氯乙烯聚合物(「PVdC」)、及聚乙烯醇(「PVOH」)。聚氯乙烯(「PVC」)是指含有氯乙烯的聚合物或共聚物——亦即，包含至少50重量百分比衍生自氯乙烯(CH2 =CHCl)之單體單元之聚合物，且亦備選地，舉例而言，衍生自乙酸乙烯酯之一種或更多種共聚單體單元。可將一種或更多種增塑劑與PVC複合在一起，以軟化樹脂及/或增強彈性和可加工性。
另一範例性的乙烯基塑料為偏二氯乙烯聚合物(「PVdC」)，是指含有偏二氯乙烯之聚合物或共聚物——亦即，包含衍生自偏二氯乙烯的單體單元的聚合物，諸如偏二氯乙烯(CH2 =CCl2 )，且亦備選地，衍生自氯乙烯、苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯腈、(甲基)丙烯酸的C1 -C12 烷基酯(例如，丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯)中的一種或更多種的單體單元、或其等的組合。如本文中所使用，「(甲基)丙烯酸」是指丙烯酸及/或甲基丙烯酸二者。「(甲基)丙烯酸酯」是指丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯二者。PVdC的範例包含以下一種或更多種：偏二氯乙烯均聚物、偏二氯乙烯/氯乙烯共聚物(「VDC/VC」)、偏二氯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物、偏二氯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、偏二氯乙烯/甲基丙烯酸乙酯共聚物、偏二氯乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物、偏二氯乙烯/丙烯酸丁酯共聚物、偏二氯乙烯/苯乙烯共聚物、偏二氯乙烯/丙烯腈共聚物、及/或偏二氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物。
基於PVdC的重量，PVdC可具有75wt%至約98wt%、諸如約80wt%至約95wt%之偏二氯乙烯單體。基於PVdC的重量，PVdC可具有約5wt%至約25wt%，諸如約15wt%至約20wt%的共聚單體。
PVdC可具有約10,000g/mol至約180,000g/mol、諸如約50,000g/mol至約170,000g/mol、諸如約100,000g/mol至約150,000gmol、諸如約120,000g/mol至約140,000g/mol之重量平均分子量(Mw)，其藉由凝膠滲透色譜法所決定。PVdC可具有約130,000g/mol至約300,000g/mol、諸如170,000g/mol至約250,000g/mol之黏度平均分子量(Mz)），其藉由凝膠滲透色譜法所決定。 聚醯胺
聚醯胺可包含藉由一種或更多種二胺與一種或更多種二酸的縮聚所形成之類型的聚醯胺及/或可藉由一種或更多種氨基酸的縮聚所形成之類型的聚醯胺。聚醯胺可包含脂族聚醯胺及/或脂族/芳族聚醯胺。
用於製作聚醯胺之代表性脂族二胺包含具有下式者： H2N(CH2)nNH2 其中n為具有1至16的整數值。代表性範例包含三亞甲基二胺、四亞甲基二胺、五亞甲基二胺、六亞甲基二胺、八亞甲基二胺、十亞甲基二胺、十二亞甲基二胺、十六亞甲基二胺。代表性的芳族二胺包含對苯二胺、4,4'-二氨基二苯醚、4,4'二氨基二苯砜、4,4'-二氨基二苯乙烷、或其等的組合。代表性的烷基化二胺包含2,2-二甲基五亞甲基二胺、2,2,4-三甲基六亞甲基二胺、2,4,4-三甲基五亞甲基二胺、或其等的組合。代表性脂環族二胺包含二氨基二環己基甲烷。其他有用的二胺包含七亞甲基二胺、九亞甲基二胺、或其等的組合。
用於製作聚醯胺的代表性二酸包含二羧酸，其可由下式所代表： HOOC—Z—COOH 其中Z為含有至少2個碳原子的二價脂族或環狀基團的代表。代表性範例包含脂族二羧酸，諸如己二酸、癸二酸、十八烷二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、十二烷二酸、及戊二酸；及芳族二羧酸、諸如間苯二甲酸、及對苯二甲酸、或其等組合。
一種或更多種二胺與一種或更多種二酸的縮聚反應產物可形成有用的聚醯胺。可藉由一種或更多種二胺與一種或更多種二酸的縮聚反應形成的類型的代表性聚醯胺可包含脂肪族聚醯胺，諸如聚(六亞甲基己二醯胺)(「尼龍-6,6」)、聚(六亞甲基癸二醯胺)(「尼龍-6,10」)、聚(庚二甲基庚二醯胺)(「尼龍-7,7」)、聚(八亞甲基亞仲醯胺)(「尼龍-8,8」)、聚(六亞甲基丙烯醯胺)(「尼龍-6,9」)、聚(壬二甲基壬醯胺)(「尼龍9,9」)、聚(癸二甲基壬醯胺)(「尼龍10,9」)、聚(四亞甲基二胺-共草酸)(「尼龍4.2」)、正十二烷二酸及六亞甲基二胺的聚醯胺(「尼龍-6,12」)、十二烷二胺及正十二烷二酸的聚醯胺(「尼龍-12,12」)、或其等組合。
代表性的脂族/芳族聚醯胺包含聚(四亞甲基二胺-共間苯二甲酸)(「尼龍-4,I」)、聚六亞甲基間苯二醯胺(「尼龍-6,I」)、聚六亞甲基對苯二甲醯胺(「尼龍-6,T」)、聚(2,2,2-三甲基六亞甲基對苯二甲醯胺)、聚(間二甲苯基己二醯胺)(「尼龍-MXD,6」)、聚(對二甲苯基己二醯胺)，聚(六亞甲基對苯二甲醯胺)、聚(十二烷基對苯二甲醯胺)、或其等的組合。
可藉由一種或更多種氨基酸之縮聚反應所形成之代表性聚醯胺類型可包含聚(4-氨基丁酸)(「尼龍4」)、聚(6-氨基己酸)(「尼龍-6」或「聚己內醯胺」)、聚(7-氨基庚酸)(「尼龍7」)、聚（8-氨基辛酸)(「尼龍8」)、聚(9-氨基壬酸)(「尼龍9」)、聚(10-氨基癸酸)(「尼龍10」)、聚(11-氨基十一烷酸)(「尼龍11」)、和聚(12-氨基十二烷酸)(「尼龍12」)、或其等的組合。
代表性共聚醯胺可包含基於被使用於製作任何上述聚醯胺之單體的組合之共聚物，諸如尼龍-4/6、尼龍-6/6、尼龍-6/9、尼龍-6/12、己內醯胺/六亞甲基己二醯胺共聚物(「尼龍-6,6/6」)、六亞甲基己二醯胺/己內醯胺共聚物（「尼龍-6/6,6」)、三亞甲基己二醯胺/六亞甲基氮雜醯胺共聚物(「尼龍-三甲基6,2/6,2」)、六亞甲基己二醯胺-六亞甲基-氮雜醯胺-己內醯胺共聚物(「尼龍-6,6/6,9/6」)、六亞甲基己二醯胺/六亞甲基間苯二甲醯胺(「尼龍-6,6/6，I」)、六亞甲基己二醯胺/六亞甲基對苯二甲醯胺(「尼龍-6,6/6，T」)、尼龍-6,T/6,I、尼龍-6 MXD，T/MXD，I、尼龍-6,6/6,10、尼龍-6,I/6,T、或其等的組合。
基於聚合物的重量，聚醯胺共聚物可包含約50wt%至約99wt%，諸如約60wt%至約99wt%，諸如約80wt%至約90wt%的共聚物中之最普遍聚合物單元(例如，六亞甲基己二醯胺作為共聚物尼龍-6,6/6中之聚合物單元)。基於聚合物的重量，聚醯胺共聚物可包含約1wt%至約50wt%，諸如約20wt%至約40wt%，諸如約30wt%至約40wt%、替代地為約1wt%至約10wt%的共聚物中之第二最普遍聚合物單元(例如，己內醯胺作為共聚物尼龍-6,6/6中之聚合物單元)。 聚酯
聚酯可能包含藉由以下所製成之聚酯：1)多官能羧酸與多官能醇的縮合、2)羥基羧酸的縮聚、及3)環狀酯(例如，內酯)的聚合。
範例性多官能羧酸(及其衍生物，諸如酸酐或簡單的酯，如甲酯)包含芳族二羧酸及衍生物(例如，對苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸二甲酯、間苯二甲酸二甲酯)、及脂族二羧酸及衍生物(例如，己二酸、壬二酸、癸二酸、草酸、琥珀酸、戊二酸、十二烷二酸、1,4-環己烷二羧酸、-1,4-環己烷二羧酸二甲酯、己二酸二甲酯、或其等的組合)。二羧酸可包含如前文在聚醯胺段落中所論述者。可使用多官能羧酸的酸酐及酯，產生聚酯。
範例性多官能醇包含二元醇(及雙酚)，諸如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,4-環己烷二甲醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,6-己二醇、聚（四羥基-1,1'-聯苯、1,4-氫醌、雙酚A、或其等的組合。
範例性羥基羧酸及內酯包含4-羥基苯甲酸、6-羥基-2-萘甲酸、新戊內酯、己內酯、或其等的組合。
有用的聚酯包含均聚物及共聚物。此等可衍生自前文所論述之一種或更多種成分。範例性聚酯包含聚(對苯二甲酸乙二醇酯)(「PET」)、聚(對苯二甲酸丁二醇酯)(「PBT」)、及聚(萘二甲酸乙二醇酯)(「PEN」)。若聚酯包含衍生自對苯二甲酸的mer單元，則聚酯的二酸的此mer含量(莫耳%)可為至少約70％、75％、80％、85％、90％、或95％。
聚酯(例如，共聚酯)可為非晶，或可為部分地晶體(半晶體)，諸如具有約10％至約50％、諸如約15％至約40％、諸如約20％至約30％之結晶度。 備選的能量處理
可使熱收縮材料交聯，舉例而言，以改善熱收縮材料的強度。可藉由使用化學添加劑或使熱收縮材料經受一種或更多種高能輻射處理—諸如紫外線、X射線、伽傌射線、貝塔射線、高能量電子束處理、或其等的組合—實現交聯，以引發被輻照材料的分子間之交聯。輻射劑量可為約5kGy(kiloGRay)至約150kGy、諸如約10kGy至約130kGy、諸如約20kGy至約100kGy、諸如約40kGy至約80kGy、諸如約60kGy至約70kGy。
交聯可在施加壓力至熱收縮材料以形成本揭露內容的方法的護套之前及/或施加之後發生，舉例而言，以增強膜強度及/或促進熱收縮。 額外態樣
尤其是，本揭露內容提供以下態樣，每個態樣可被認為是備選地包含任何替代態樣。 條例1、一種製作纜線之方法，包括以下步驟： 將導電材料引入至包括熱收縮材料之片材上；及 將片材的第一部分壓縮至片材的第二部分上以形成具有內部容積之護套，其中將導電材料設置在內部容積中。 條例2、如條例1所述之方法，其中片材具有凹入形狀。 條例3、如條例1或2所述之方法，其中凹入形狀為V形狀或U形狀。 條例4、如條例1至3中任一項所述之方法，其中方法是使用包括烘箱及輸送機之設備所進行，方法進一步在將導電材料引入至片材上之前，從烘箱中去除導電材料，其中將片材設置在輸送機上。 條例5、如條例1至4中任一項所述之方法，其中 導電材料包括碳奈米管、富勒烯、或其等的組合；及 烘箱使用碳基的起始材料形成碳奈米管或富勒烯。 條例6、如條例1至5中任一項所述之方法，其中當被引入至片材時，導電材料為粉末。 條例7、如條例1至6中任一項所述之方法，其中壓縮步驟是使用熱壓輥所進行。 條例8、如條例1至7中任一項所述之方法，其中藉由向片材提供藉由ASTM D854-14所決定之約0N至約45N的壓力，進行壓縮。 條例9、如條例1至8中任一項所述之方法，進一步包括加熱片材或護套， 條例10、如條例1至9中任一項所述之方法，其中壓縮步驟及加熱步驟各使用熱壓輥所進行。 條例11、如條例1至10中任一項所述之方法，其中在約180℃至約220℃的溫度下進行加熱。 條例12、如條例1至11中任一項所述之方法，進一步包括切割護套以形成纜線。 條例13、一種纜線，包括： 護套，包括熱收縮材料；及 內部容積，包括導電碳材料。 條例14。如條例13所述之纜線，其中護套為具有約50米或更長的長度之連續護套。 條例15。如條例13或14所述之纜線，其中長度約為1公里或更長。 條例16、如條例13至15中任一項所述之纜線，其中纜線具有約204000g/m3 或更小的密度。 條例17、如條例13至16中任一項所述之纜線，其中護套具有約0至約1藉由ASTM C830-00(2016)所決定之孔隙率。 條例18、如條例13至17中任一項所述之纜線，其中護套具有約150,000MPa至約350,000MPa之拉伸強度，其藉由ASTM D638使用IV型拉伸棒、根據ASTM D4703模製之壓縮及模切所決定。 條例19、如條例13至18中任一項所述之纜線，其中內部容積具有約90％至約99％藉由ASTM C1039-85(2019)所決定之固體含量。 條例20、如條例13至19中任一項所述之纜線，其中纜線具有約3至約1之導電碳材料與熱收縮材料的重量比值。 條例21、如條例13至20中任一項所述之纜線，其中纜線具有基於纜線的重量，約75wt%至約100wt%的導電碳材料含量。 條例22、如條例13至21中任一項所述之纜線，其中纜線具有基於纜線的重量，約75wt%至約100wt%的熱收縮材料含量。 條例23、如條例13至項22中任一項所述之纜線，其中導電碳材料是選自由以下所組成之群組：單一壁碳奈米管、多壁碳奈米管、富勒烯、或其等的組合。 條例24、如條例13至23中任一項所述之纜線，其中內部容積進一步包括導電過渡金屬材料。 條例25、如條例13至24中任一項所述之纜線，其中過渡金屬材料包括銅、鐵、銀、金、鉻、鋁、或其等的組合。 範例
範例1在碳奈米管粉末纜線的生產中，使用80毫米長(熱收縮之前的內部直徑為2.5毫米)的收縮管。首先，採用盲孔夾將收縮管的一個端部緊緊地夾住。接著採用刮刀每次將一個0.32克碳奈米管粉末(假設碳奈米管粉末的質量密度=1.6gcm-3 )填充收縮包裹，在一根棒(直徑小於2.5毫米)的幫助下將CNT粉末牢固地向內推至收縮包褱的被夾端部。在採用碳奈米管粉末填充收縮包裹之後，亦採用盲孔夾將收縮包裹的另一端部夾住。將熱鐵(溫度範圍為100°C–200°C)均勻地放置在收縮包裹的頂部上，直到整個收縮包裹的直徑從2.5毫米收縮至1.25毫米。隨後，去除盲孔夾，並在兩個端部處插入銅纜線。最後，將其餘未收縮包裹熨燙並採用電工膠帶包褱在兩個開口處。所量測之CNT纜線1的電阻為66.9(歐姆)。
範例2除了CNT的添加值小於0.32g外，跟隨範例1中所說明之程序。纜線2的電阻經量測分別為71.5(歐姆)。
範例3在碳奈米管巴克紙纜線的生產時，使用80毫米長(熱收縮之前之內部直徑為2.5毫米)的收縮管及80毫米長(熱收縮之前之內部直徑為3毫米)的收縮管。首先，藉由剪刀將2.5毫米直徑的收縮管水平切割成兩半。接著將收縮包裹的內部採用帶有鑷子之數個Buckypaper條狀物(2.5毫米寬度，20毫米長度=總共5張Buckypapers)所覆蓋。接著，將3毫米直徑的收縮管插入至現有的2.5毫米直徑的管周圍。亦將銅纜線附接至收縮管的兩個端部。將熱鐵(溫度範圍100℃-200℃)放置在收縮包裹的頂部上，直到整個收縮包裹的直徑從2.5毫米收縮到1.25毫米。最後，在兩個開口處採用電工膠帶包裹收縮包裹。
範例4在碳奈米管纜線的端部，在收縮管道之前，將一根銅線插入熱收縮管道的端部處。因而，使得碳奈米管纜線的任一端部與銅佈線緊密接觸。
範例5在範例4之後，將具有銅線觸點之碳奈米管電線使用於將電性訊號轉換成音訊聲音。為此，使用三根CNT纜線將它們連接至3.5毫米耳機插孔，作為左、右、及中性線頭，被使用於傳輸電性數據訊號。銅線的端部很容易被焊接至商用3.5毫米耳機插孔。接著將耳機插孔放置在音訊傳輸元件，諸如行動電話，的耳機插孔中，而將另 一3.5毫米耳機插孔放置在揚聲器系統的插孔中。一旦從音訊傳輸裝置播放音樂，揚聲器系統就正常地運行。以此方式，顥示藉由將音訊訊號從發射器發送至揚聲器組來將CNT纜線充作數據傳輸纜線。
範例6在範例4之後，將具有銅線觸點之碳奈米管電線使用於在兩個RJ45插頭間傳輸數據訊號。將此等插頭及線路用作與以太網纜線的比較，以將訊號從數據機傳輸至膝上型電腦。使用在線網路速度測試網站，對數據轉移進行了十次量測，以決定上傳及下載速度的平均值及範圍。平均下載速度為9.19Mb/s，具有9.30Mb/s的最大值，及9.04Mb/s的最小值。平均上傳速度為7.40Mb/s，具有8.85Mb/s的最大值，及6.70Mb/s的最小值。一旦連接至網路，就可能從在線資源串流視訊及聲音。
整體而言，本揭露內容的方法可提供用於製作可被工業地規模化之電性纜線之快速且低成本的方法。與諸如數據傳輸纜線的常規纜線相比較，本揭露內容的纜線可提供銅的減少使用，同時保持或改善電性質及強度。
儘管本文中所描述之最終用途與電性纜線相關，諸如數據傳輸纜線，但應當瞭解，可將本揭露內容的纜線用於任何其他合適的最終用途應用中。
為了簡潔起見，本文中僅明確地揭露某些範圍。然而，可將來自任何下限之範圍與任何上限結合以闡述未被明確地闡述之範圍，暨，可將來自任何下限之範圍與任何其他下限結合以闡述未被明確地闡述之範圍，同樣地， 可將來自任何上限之範圍與任何其他上限結合以闡述未被明確地闡述之範圍。額外地，在一個範圍內，即使沒有明確地闡述，亦包含其端點間之每個點或個別值。因此，每個點或個別值與任何其他點或單個值或任何其他下限或上限相結合，可充作其自身的下限或上限，以闡述未明確地闡述之範圍。
從上述一般描述及特定實施例中顯而易見的是，儘管已例示及描述本揭露內容的形式，但可在不脫離本揭露內容的精神及範圍的情況下進行各種修改。據此，本揭露內容不應由此受到限制。同樣地，每當組成物、元素、或元素組前置有轉接詞「包括」時，可進一步考量到在相同的組成物、元素、或元素的敘述前置有轉接詞「大致上由...組成」、「由…組成」、「選自由以下所組成的組」、或「為」，反之亦然。
雖然本揭露內容已參照數個實施例及範例描述，但受益於本揭露的熟習此項技藝者將理解，可設計不脫離本揭露的範圍及精神之其他範實施例。
100:設備
102:輸送機
104:熱收縮材料源
106:線軸
108:導電材料源
110:壓縮機
112:熱源
114:切割機
為了可詳細地理解本揭露內容的上述特徵的方式，可藉由參考態樣進行上面簡要概述的本揭露內容的更具體地描述，其中一些在附圖中示出。然而，應當注意到，附圖僅例示本揭露內容的典型態樣，且因而不應被認為是對其範圍的限制，此乃因本揭露內容可允許其他等效的態樣。
圖1為根據一個實施例，被使用於進行本揭露內容的方法之設備的示意簡圖。
為了有助於瞭解，在可能的地方已使用一致的元件符號，以表示圖中共同元件。附圖未按比例繪製，且為清楚起見可簡化。已考量到，可將一個態樣的元件及特徵有益地併入其他態樣，而無需進一步闡述。
100:設備
102:輸送機
104:熱收縮材料源
106:線軸
108:導電材料源
110:壓縮機
112:熱源
114:切割機

Claims (24)

  1. 一種製作一纜線之方法，包括以下步驟：將包括一粉末的一導電材料引入至包括一熱收縮材料之一片材上；及將該片材的一第一部分壓縮至該片材的一第二部分上以形成具有一內部容積之一護套，其中將該導電材料設置在該內部容積中。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該片材具有一凹入形狀。
  3. 如請求項2所述之方法，其中該凹入形狀為一V形狀或一U形狀。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該方法是使用包括一烘箱及一輸送機之一設備所進行，該方法進一步包括以下步驟：在將該導電材料引入至該片材上之前，從該烤箱中去除該導電材料，其中將該片材設置在該輸送機上。
  5. 如請求項4所述之方法，其中：該導電材料包括一碳奈米管、一富勒烯、或其等的組合；及該烘箱使用一碳基的起始材料形成該碳奈米管或該富勒烯。
  6. 如請求項1所述之方法，其中壓縮步驟使用一熱壓輥所進行。
  7. 如請求項1所述之方法，其中藉由向該片材 提供藉由ASTM D854-14所決定之0N至45N的一壓力，進行壓縮。
  8. 如請求項1所述之方法，進一步包括加熱該片材或護套。
  9. 如請求8所述之方法，其中壓縮步驟及加熱步驟各使用一熱壓輥所進行。
  10. 如請求項8所述之方法，其中在180℃至220℃的一溫度下進行加熱。
  11. 如請求項1所述之方法，進一步包括以下步驟：切割該護套以形成該纜線。
  12. 一種纜線，包括：一護套，包括一熱收縮材料；及一內部容積，包括一導電碳材料，該導電碳材料包括一粉末。
  13. 如請求項12所述之纜線，其中該護套為具有50米或更長的一長度之一連續護套。
  14. 如請求項13所述之纜線，其中該長度為1公里或更長。
  15. 如請求項12所述之纜線，其中該纜線具有204,000g/m3或更小的一密度。
  16. 如請求項12所述之纜線，其中該護套具有0至1之一孔隙率，其藉由ASTM C1039-85(2019)所決定。
  17. 如請求項12所述之纜線，其中該護套具有150,000MPa至350,000MPa之一拉伸強度，其藉由ASTM D638使用IV型拉伸棒、根據ASTM D4703模製之壓縮及模切所決定。
  18. 如請求項12所述之纜線，其中該內部容積具有90%至99%藉由ASTM D4404-18所決定之一固體含量。
  19. 如請求項12所述之纜線，其中該纜線具有3至1的該導電碳材料與該熱收縮材料之一重量比值。
  20. 如請求項12所述之纜線，其中該纜線具有基於該纜線的重量，15wt%至25wt%的一導電碳材料含量。
  21. 如請求項12所述之纜線，其中該纜線具有基於該纜線的重量，75wt%至85wt%的一熱收縮材料含量。
  22. 如請求項12所述之纜線，其中該導電碳材料是選自由以下所組成之群組：一石墨、一石墨烯、一單一壁碳奈米管、一多壁碳奈米管、一氣相成長碳纖維、一富勒烯、或其等的組合。
  23. 如請求項22所述之纜線，其中該內部容積進一步包括一導電過渡金屬材料。
  24. 如請求項23所述之纜線，其中該導電過渡金屬材料包括銅。
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