碳纳米管复合线、碳纳米管包覆电线以及线束制造技术

本发明专利技术涉及一种碳纳米管复合线，其与主要由铜、铝等金属制芯线构成的线材相比能够实现进一步的轻量化，并且能够兼顾良好的耐弯曲性和操作性。CNT复合线(2)是将多个CNT线材(10)绞合而形成的碳纳米管复合线，CNT线材(10)通过将多个CNT集合体(11)捆扎而形成，CNT集合体(11)由多个CNT(11a)构成。CNT线材(10)的捻数(t1)以及CNT复合线(2)的捻数(t2)中的至少一者为1000T/m以上。

Carbon nanotube composite wire, carbon nanotube coated wire and wire harness

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳纳米管复合线、碳纳米管包覆电线以及线束
本专利技术涉及将由多个碳纳米管构成的碳纳米管线材绞合多个而形成的碳纳米管复合线、利用绝缘材料包覆该碳纳米管复合线而形成的碳纳米管包覆电线、以及具有该包覆电线的线束。
技术介绍
碳纳米管(以下，有时称作“CNT”)是具有各种特性的原材料，被期待应用于许多领域。例如，CNT是由单层具有六角形格子状网眼结构的筒状体、或该筒状体大致同轴地配置多层而构成的三维网眼结构体，其轻量且导电性、导热性、机械强度等诸特性优异。但是，将CNT制成线材并不容易，并且没有提出使用CNT作为线材的技术。作为利用了数量少的CNT线的技术的例子，正在研究使用CNT替代形成于多层配线结构的通孔的埋入材料即金属。具体而言，为了降低多层配线结构的电阻，提出将多层CNT作为2个以上的导线层的层间布线使用的布线结构，在多层CNT中，从多层CNT的生长基点向远侧的端部以同心状延伸的多层CNT的多个切口分别与导电层接触(专利文献1)。作为其他示例，为了进一步提高CNT材料的导电性，提出在相邻的CNT线材的电接合点形成由金属等构成的导电性堆积物的碳纳米管材料，该碳纳米管材料能够适用于广泛的用途(专利文献2)。并且，由于CNT线材具有优异的热传导性，提出具有将碳纳米管作为基质而制作的热传导构件的加热器(专利文献3)。另一方面，作为汽车或产业设备等各种领域中的电力线或信号线，使用由一个或多个线材构成的芯线和包覆该芯线的绝缘包覆所构成的电线。作为构成芯线的线材的材料，通常，从电气特性的观点出发，使用铜或铜合金，但是在近年来，从轻量化的观点出发，提出了铝或铝合金。例如，铝的比重为铜的比重的约1/3，铝的导电率为铜的导电率的约2/3(在以纯铜为100％IACS的基准的情况下，纯铝为约66％IACS)，为了在铝线材流过与铜线材相同的电流，需要使铝线材的截面积大到铜的线材的截面积的约1.5倍，但即使使用这样增大了截面积的铝线材，铝线材的质量也为纯铜的线材的质量的一半左右，因此从轻量化的观点出发，使用铝线材是有利的。(现有技术文献)(专利文献)专利文献1：日本特开2006-120730号公报；专利文献2：日本特表2015-523944号公报；专利文献3：日本特开2015-181102号公报。
技术实现思路
(专利技术所要解决的课题)近年来，汽车、产业设备等的进一步高性能化、高功能化正在迅速推进，与之相伴，各种电气设备、控制设备等的配设数增加，并且要求提高作业者对电线进行布线时的操作性。另外，为了防止以汽车或机器人等为代表的移动体发生反复运动等引起的断线等异常，要求提高线材的耐弯曲性。另一方面，由于为了应对环境而提高汽车等移动体的燃料效率，因此也要求线材的进一步的轻量化。本专利技术的目的在于提供碳纳米管复合线、碳纳米管包覆电线以及线束，其与主要由铜、铝等金属制芯线构成的线材相比能够实现进一步轻量化，并且能够兼顾良好的耐弯曲性和操作性这二者。(用于解决课题的技术手段)本专利技术人等为了达成上述目的而反复进行了深入研究，结果制作出由多根碳纳米管集合体构成的碳纳米管线材，该碳纳米管集合体由多根碳纳米管构成，而且，将多根该碳纳米管线材绞合而形成碳纳米管复合线，并将该复合线用作电线，特别是，得到了如下见解：根据构成碳纳米管线材的多个碳纳米管集合体的绞合程度、构成碳纳米管复合线的多个碳纳米管线材的绞合程度、或者它们的绞合方式的组合，碳纳米管复合线的导电性、耐弯曲性等诸特性不同，基于该见解完成了本专利技术。即，本申请专利技术的主旨构成如下。[1]一种碳纳米管复合线，其是将多个碳纳米管线材绞合而成的碳纳米管复合线，所述碳纳米管线材将多个碳纳米管集合体捆扎而成，所述碳纳米管集合体由多个碳纳米管构成，所述碳纳米管线材的捻数t1以及所述碳纳米管复合线的捻数t2中的至少一者为1000T/m以上。[2]在上述[1]记载的碳纳米管复合线中，所述碳纳米管线材的等效圆直径为20μm以上且200μm以下，所述碳纳米管复合线的等效圆直径为0.1mm以上且60mm以下，构成所述碳纳米管复合线的所述碳纳米管线材的根数为15以上且5000以下。[3]在上述[1]记载的碳纳米管复合线中，所述碳纳米管线材的捻数t1大于0且小于500T/m，所述碳纳米管复合线的捻数t2为1000T/m以上且小于2500T/m，所述碳纳米管线材的绞合方向d1为S方向以及Z方向中的一者，并且所述碳纳米管复合线的绞合方向d2与所述碳纳米管线材的绞合方向相同。[4]在上述[1]记载的碳纳米管复合线中，所述碳纳米管线材的捻数t1为500T/m以上且小于1000T/m，所述碳纳米管复合线的捻数t2为1000T/m以上且小于2500T/m，所述碳纳米管线材的绞合方向d1为S方向以及Z方向中的一者，并且所述碳纳米管复合线的绞合方向d2与所述碳纳米管线材的绞合方向相同。[5]在上述[1]记载的碳纳米管复合线中，所述碳纳米管线材的捻数t1为1000T/m以上且小于2500T/m，所述碳纳米管复合线的捻数t2大于0且小于1000T/m，所述碳纳米管线材的绞合方向d1为S方向以及Z方向中的一者，并且所述碳纳米管复合线的绞合方向d2与所述碳纳米管线材的绞合方向相同。[6]在上述[1]记载的碳纳米管复合线中，所述碳纳米管线材的捻数t1为2500T/m以上，所述碳纳米管复合线的捻数t2大于0且小于500T/m，所述碳纳米管线材的绞合方向d1为S方向以及Z方向中的一者，并且所述碳纳米管复合线的绞合方向d2与所述碳纳米管线材的绞合方向相同。[7]在上述[1]至[6]中任一项记载的碳纳米管复合线中，所述碳纳米管线材的等效圆直径为0.01mm以上且30mm以下，并且所述碳纳米管复合线的等效圆直径为0.1mm以上且60mm以下。[8]一种碳纳米管包覆电线，其具有上述[1]至[7]中任一项所述的碳纳米管复合线和设置于所述碳纳米管复合线的外周的绝缘包覆层。[9]一种线束，其具有上述[8]所述的碳纳米管包覆电线。(专利技术效果)根据本专利技术，由于碳纳米管线材的捻数t1以及碳纳米管复合线的捻数t2中的至少一者为1000T/m以上，因此在外力作用时产生的应力由于绞合而分散，抑制应力集中的发生，并且弯曲特性适度地提高的同时碳纳米管复合线容易在轴向上保持形状，且能够同时实现良好的耐弯曲性与操作性的。特别是，碳纳米管线材与由铜或铝等构成的线材相比拉伸强度格外大，并且能够对碳纳米管线材施加大捻数的强捻加工，因此能够制作由金属线无法实现的大绞合度的绞线。并且，(a)碳纳米管线材的捻数t1为大于0且小于500T/m，碳纳米管复合线的捻数t2为1000T/m以上且小于2500T/m，碳纳米管线材的绞合方向d1为S方向以及Z方向中的一者，并且碳纳米管复合线的绞合方向d2与碳纳米管线材的绞合方向相同，或者(b)碳纳米管线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纳米管复合线，其通过将多个碳纳米管线材绞合而形成，所述碳纳米管线材是将多个碳纳米管集合体捆扎而形成，所述碳纳米管集合体由多个碳纳米管构成，/n所述碳纳米管线材的捻数t1以及所述碳纳米管复合线的捻数t2中的至少一者为1000T/m以上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171026 JP 2017-2076691.一种碳纳米管复合线，其通过将多个碳纳米管线材绞合而形成，所述碳纳米管线材是将多个碳纳米管集合体捆扎而形成，所述碳纳米管集合体由多个碳纳米管构成，
所述碳纳米管线材的捻数t1以及所述碳纳米管复合线的捻数t2中的至少一者为1000T/m以上。


2.根据权利要求1所述的碳纳米管复合线，其中，
所述碳纳米管线材的等效圆直径为20μm以上且200μm以下，
所述碳纳米管复合线的等效圆直径为0.1mm以上且60mm以下，
构成所述碳纳米管复合线的所述碳纳米管线材的根数为15以上且5000以下。


3.根据权利要求1所述的碳纳米管复合线，其中，
所述碳纳米管线材的捻数t1大于0且小于500T/m，
所述碳纳米管复合线的捻数t2为1000T/m以上且小于2500T/m，
所述碳纳米管线材的绞合方向d1为S方向以及Z方向中的一者，并且所述碳纳米管复合线的绞合方向d2与所述碳纳米管线材的绞合方向相同。


4.根据权利要求1所述的碳纳米管复合线，其中，
所述碳纳米管线材的捻数t1为500T/m以上且小于1000T/m，
所述碳纳米管复合线的捻数t2为1000T/m以上且小于2500T/m，
所述碳纳米管线材的...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎悟志，山下智，畑本宪志，会泽英树，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP