[发明专利]碳纳米管复合线、碳纳米管包覆电线、线束、机器人的配线以及电车的架线

说明书

本发明涉及一种碳纳米管复合线，其与主要由铜、铝等金属制成的芯线构成的线材相比能够实现同等以上的导电性，并且能够实现优异的弯曲性，而且能够实现进一步轻量化。该碳纳米管复合线(2)通过将多个CNT线材(10)绞合而形成，所述CNT线材(10)是将多个CNT集合体(11)捆扎而形成，所述CNT集合体(11)由多个CNT(11a)构成。CNT线材(10)的捻数(t1)为0以上且小于2500T/m，CNT复合线(2)的捻数(t2)大于0且小于2500T/m。

技术领域

本发明涉及将由多个碳纳米管构成的多个碳纳米管线材绞合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的碳纳米管包覆电线、以及具有该包覆电线的线束、机器人的配线及电车的架线。

背景技术

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)。

并且，作为使用绞线作为导体的技术的示例，例如，提出由被金属包覆的有机纤维丝条构成的导体，通过在该导体上施加更多的捻，从而能够降低电阻值(专利文献4)。

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；

专利文献4：日本特开2015-203173号公报。

发明内容

(发明所要解决的课题)

近年来，汽车、产业设备等的进一步的高性能化、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，并且为了增大电线的容许电流，要求进一步提高导电性。另外，为了防止以汽车或机器人等为代表的移动体因反复运动等引起断线等异常，要求提高线材的弯曲性。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。