碳纳米管包覆电线制造技术

本发明专利技术提供一种碳纳米管包覆电线，其具有与由铜或铝等构成的线材相当的优异导电性，并且能够实现优异的轻量化和散热特性，进而绝缘包覆体与芯线之间的粘接性优异。该碳纳米管包覆电线具备：碳纳米管线材，其由单个或多个碳纳米管集合体构成，该碳纳米管集合体由多个碳纳米管构成；以及绝缘包覆层，其包覆该碳纳米管线材，所述碳纳米管线材的外表面的周向的算术平均粗糙度(Ra1)大于所述绝缘包覆层的外表面的周向的算术平均粗糙度(Ra2)。

Carbon nanotube coated wire

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳纳米管包覆电线
本专利技术涉及利用绝缘材料包覆由多个碳纳米管构成的碳纳米管线材的碳纳米管包覆电线。
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、机械强度等的诸特性优异。但是，将CNT制成线材并不容易，并且使用CNT作为线材的技术较少。作为利用了数量少的CNT线的技术的例子，正在研究使用CNT替代形成于多层布线结构的通孔的埋入材料即金属。具体而言，为了降低多层布线结构的电阻，提出使用多层CNT作为2个以上的导线层的层间布线的布线结构，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线材具有的优异的热传导性，提出了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各样的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。并且，汽车、产业设备等的高性能化、高功能化正在推进，与之相伴，各种电气设备、控制设备等的配设数增加，并且存在用于这些设备的电气布线体的布线数和来自芯线的发热也增加的倾向。因此，要求在不损害绝缘包覆的绝缘性的情况下，提高电线的散热特性。并且，另一方面，为了应对环境，要提高汽车等移动体的燃料效率，因此也要求线材的轻量化。并且，碳纳米管线材与金属线相比不发生塑性变形而不易断线，因此弯曲角度的范围与金属线相比格外宽。由此，如果对将碳纳米管进行绝缘包覆的碳纳米管电线施加外力，则应力集中于绝缘包覆与碳纳米管线材的界面，从而绝缘包覆容易从芯线剥离。另一方面，为了长时间良好地维持电线的绝缘性，需要防止绝缘包覆体的磨损并提高绝缘包覆体的耐久性。(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)本专利技术的目的在于提供具有与由铜或铝等构成的线材相当的优异导电性，并且轻量化与散热特性优异，而且绝缘包覆与芯线之间的粘接性优异的碳纳米管包覆电线。(用于解决课题的技术手段)本专利技术的实施方式为一种碳纳米管包覆电线，其具备：碳纳米管线材，其具有单个或多个碳纳米管集合体，该碳纳米管集合体由多个碳纳米管构成；以及绝缘包覆层，其包覆该碳纳米管线材，所述碳纳米管线材的外表面的周向的算术平均粗糙度(Ra1)大于所述绝缘包覆层的外表面的周向的算术平均粗糙度(Ra2)。本专利技术的实施方式为一种碳纳米管包覆电线，其具备：碳纳米管线材，其具有单个或多个碳纳米管集合体，该碳纳米管集合体由多个碳纳米管构成；以及绝缘包覆层，其包覆该碳纳米管线材，所述碳纳米管线材的外表面的长度方向的算术平均粗糙度(Ra3)大于所述绝缘包覆层的外表面的长度方向的算术平均粗糙度(Ra4)。本专利技术的实施方式为一种碳纳米管包覆电线，其具备：碳纳米管线材，其具有单个或多个碳纳米管集合体，该碳纳米管集合体由多个碳纳米管构成；以及绝缘包覆层，其包覆该碳纳米管线材，所述碳纳米管线材的外表面的周向的算术平均粗糙度(Ra1)大于所述绝缘包覆层的外表面的周向的算术平均粗糙度(Ra2)，所述碳纳米管线材的外表面的长度方向的算术平均粗糙度(Ra3)大于所述绝缘包覆层的外表面的长度方向的算术平均粗糙度(Ra4)。本专利技术的实施方式为一种碳纳米管包覆电线，所述碳纳米管线材由多个所述碳纳米管集合体绞合而成。本专利技术的实施方式为一种碳纳米管包覆电线，绞合而成的所述碳纳米管线材的捻数为100T/m以上且14000T/m以下。本专利技术的实施方式为一种碳纳米管包覆电线，绞合而成的所述碳纳米管线材的捻数为500T/m以上且14000T/m以下。本专利技术的实施方式为一种碳纳米管包覆电线，绞合而成的所述碳纳米管线材的捻数为1000T/m以上且14000T/m以下。本专利技术的实施方式为一种碳纳米管包覆电线，绞合而成的所述碳纳米管线材的捻数为2500T/m以上且14000T/m以下。本专利技术的实施方式为一种碳纳米管包覆电线，所述绝缘包覆层的至少一部分与所述碳纳米管线材接触。本专利技术的实施方式为一种碳纳米管包覆电线，所述碳纳米管线材的外表面的周向的算术平均粗糙度(Ra1)为8.0μm以上且60.0μm以下，所述绝缘包覆层的外表面的周向的算术平均粗糙度(Ra2)为12.0μm以下。本专利技术的实施方式为一种碳纳米管包覆电线，所述碳纳米管线材的外表面的长度方向的算术平均粗糙度(Ra3)为8.0μm以上且45.0μm以下，所述绝缘包覆层的外表面的长度方向的算术平均粗糙度(Ra4)为15.0μm以下。本专利技术的实施方式为一种碳纳米管包覆电线，在所述碳纳米管线材与所述绝缘包覆层之间设置有金属层。本专利技术的实施方式为一种碳纳米管包覆电线，所述碳纳米管线材由多个所述碳纳米管集合体构成，表示多个该碳纳米管集合体的取向性的、利用小角X射线散射得到的方位图中的方位角的半值宽度Δθ为60°以下。本专利技术的实施方式为一种碳纳米管包覆电线，表示多个所述碳纳米管的密度的、利用X射线散射得到的散射强度的(10)峰中的峰顶的q值为2.0nm-1以上且5.0nm-1以下，并且半值宽度Δq为0.1nm-1以上且2.0nm-1以下。本专利技术的实施方式为一种线束，其使用上述的碳纳米管包覆电线。(专利技术效果)使用碳纳米管作为芯线的碳纳米管线材与金属制的芯线不同，在热传导中具有各向异性，并且与径向相比，热量优先在长度方向上传导。即，在碳纳米管线材中，由于散热特性具有各向异性，因此与金属制的芯线相比，具有优异的散热性，并且即使形成绝缘包覆层，也能够进行轻量化。并且，通过使碳纳米管线材的外表面的算术平均粗糙度大于绝缘包覆层的外表面的算术平均粗糙度，从而能够得到兼顾轻量化、散热特性以及绝缘包覆与芯线之间的粘接性的碳纳米管包覆电线。附图说明图1是本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纳米管包覆电线，其具备：/n碳纳米管线材，其由单个或多个碳纳米管集合体构成，该碳纳米管集合体由多个碳纳米管构成；以及/n绝缘包覆层，其包覆该碳纳米管线材，/n所述碳纳米管线材的外表面的周向的算术平均粗糙度Ra1大于所述绝缘包覆层的外表面的周向的算术平均粗糙度Ra2。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171026 JP 2017-2076721.一种碳纳米管包覆电线，其具备：
碳纳米管线材，其由单个或多个碳纳米管集合体构成，该碳纳米管集合体由多个碳纳米管构成；以及
绝缘包覆层，其包覆该碳纳米管线材，
所述碳纳米管线材的外表面的周向的算术平均粗糙度Ra1大于所述绝缘包覆层的外表面的周向的算术平均粗糙度Ra2。


2.一种碳纳米管包覆电线，其具备：
碳纳米管线材，其由单个或多个碳纳米管集合体构成，该碳纳米管集合体由多个碳纳米管构成；以及
绝缘包覆层，其包覆该碳纳米管线材，
所述碳纳米管线材的外表面的长度方向的算术平均粗糙度Ra3大于所述绝缘包覆层的外表面的长度方向的算术平均粗糙度Ra4。


3.一种碳纳米管包覆电线，其具备：
碳纳米管线材，其由单个或多个碳纳米管集合体构成，该碳纳米管集合体由多个碳纳米管构成；以及
绝缘包覆层，其包覆该碳纳米管线材，
所述碳纳米管线材的外表面的周向的算术平均粗糙度Ra1大于所述绝缘包覆层的外表面的周向的算术平均粗糙度Ra2，所述碳纳米管线材的外表面的长度方向的算术平均粗糙度Ra3大于所述绝缘包覆层的外表面的长度方向的算术平均粗糙度Ra4。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的碳纳米管包覆电线，其中，
所述碳纳米管线材由多个所述碳纳米管集合体绞合而成。


5.根据权利要求4所述的碳纳米管包覆电线，其中，
绞合而成的所述碳纳米管线材的捻数为100T/m以上且14000T/m以下。


6.根据权利要求4所述的碳纳米管包覆电线，其中，
绞合而成的所述碳纳米管线材的捻数为500T/m以上且14000T/m以下。


7.根据权利要求4所述的碳纳米管包覆电线，其中，

【专利技术属性】
技术研发人员：会泽英树，山崎悟志，山下智，畑本宪志，
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