(57)【要約】【課題】カーボンナノチューブ線材とはんだの間の良好な接合を実現することができるカーボンナノチューブ線材を提供する。【解決手段】本発明のＣＮＴ線材１は、複数のＣＮＴ束１１，１１，・・・を撚り合わせてなるＣＮＴ線材であって、ＣＮＴ線材１の長手方向に沿って設けられ、ＣＮＴ線材１の表層部１ａに配されためっき部１２を備える。複数のＣＮＴ束１１，１１，・・・の撚り度が１０〜３０００Ｔ／ｍであり、ＣＮＴ線材１が、ＣＮＴ線材１の表層部１ａに配された第１ＣＮＴ束群１１Ａと、ＣＮＴ線材１の内部に配された第２ＣＮＴ束群１１Ｂとを有する。ＣＮＴ線材１の長手方向に垂直な方向の断面において、第１ＣＮＴ束群１１Ａを構成する各ＣＮＴ束の表面全長に対する、ＣＮＴ束の表面に厚さ１μｍ以上のめっき部１２が形成された部分の長さの比が０．５以上であるＣＮＴ束の個数を、第１ＣＮＴ束群１１Ａを構成するＣＮＴ束の総数で除した値の比率が、５０％以上である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカーボンナノチューブ束を撚り合わせて構成され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線材の長手方向に沿って設けられ、前記カーボンナノチューブ線材の表層部に配されためっき部を備え、
前記複数のカーボンナノチューブ束の撚り度が１０〜３０００Ｔ／ｍ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線材の前記表層部に配された第１カーボンナノチューブ束群と、前記カーボンナノチューブ線材の内部に配された第２カーボンナノチューブ束群とを有し、
前記カーボンナノチューブ線材の長手方向に垂直な方向の断面において、前記第１カーボンナノチューブ束群を構成する各カーボンナノチューブ束の表面全長に対する、当該カーボンナノチューブ束の表面に厚さ１μｍ以上のめっき部が形成された部分の長さの比が０．５以上であるカーボンナノチューブ束の個数を、前記第１カーボンナノチューブ束群を構成するカーボンナノチューブ束の総数で除した値の比率が、５０％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。
【請求項２】
前記カーボンナノチューブ線材の長手方向に垂直な方向の断面において、前記第１カーボンナノチューブ束群を構成する各カーボンナノチューブ束の表面全長に対する、当該カーボンナノチューブ束の表面に厚さ１μｍ以上のめっき部が形成された部分の長さの比が０．５以上であるカーボンナノチューブ束の個数を、前記第１カーボンナノチューブ束群を構成するカーボンナノチューブ束の総数で除した値の比率が、５０％以上９９％以下であることを特徴とする、請求項１記載のカーボンナノチューブ線材。
【請求項３】
前記複数のカーボンナノチューブ束の撚り度が、５０〜４００Ｔ／ｍであることを特徴とする、請求項１又は２に記載のカーボンナノチューブ線材。
【請求項４】
前記複数のカーボンナノチューブ束の撚り本数が１０〜１０００本であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のカーボンナノチューブ線材。
【請求項５】
前記複数のカーボンナノチューブ束の撚り本数が５０〜３００本であることを特徴とする、請求項４に記載のカーボンナノチューブ線材。
【請求項６】
前記めっき部は、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択される金属或いはこれらの金属の少なくとも１種を含む合金で形成されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のカーボンナノチューブ線材。
【請求項７】
前記めっき部の下地を構成し、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）及びコバルト（Ｃｏ）からなる群から選択される金属或いはこれらの金属の少なくとも１種を含む合金で形成された下地部を更に有することを特徴とする、請求項１〜６のいずか１項に記載のカーボンナノチューブ線材。
【請求項８】
異種元素がドープされていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のカーボンナノチューブ線材。
【請求項９】
前記カーボンナノチューブ線材を構成するカーボンナノチューブが、２層又は３層の層構造を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のカーボンナノチューブ線材。
【請求項１０】
複数のカーボンナノチューブ束を１０〜３０００Ｔ／ｍの撚り度で撚り合わせて構成されるカーボンナノチューブ線材と、前記カーボンナノチューブ線材に接続されるはんだ部とを備えるカーボンナノチューブ線材接続構造体であって、
前記カーボンナノチューブ線材は、該カーボンナノチューブ線材の長手方向に沿って設けられ、前記カーボンナノチューブ線材の表層部に配されためっき部を備え、
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線材の前記表層部に配された第１カーボンナノチューブ束群と、前記カーボンナノチューブ線材の内部に配された第２カーボンナノチューブ束群とを有し、
前記カーボンナノチューブ線材の長手方向に垂直な方向の断面において、前記第１カーボンナノチューブ束群を構成する各カーボンナノチューブ束の表面全長に対する、当該カーボンナノチューブ束の表面に厚さ１μｍ以上のめっき部が形成された部分の長さの比が０．５以上であるカーボンナノチューブ束の個数を、前記第１カーボンナノチューブ束群を構成する複数のカーボンナノチューブ束の総数で除した値の比率が、５０％以上であり、
前記はんだ部が、前記めっき部を介して前記カーボンナノチューブ線材と接続されていることを特徴とするカーボンナノチューブ線材接続構造体。
【請求項１１】
複数のカーボンナノチューブ束を１０〜３０００Ｔ／ｍの撚り度で撚り合わせたカーボンナノチューブ線材本体に無電界めっき処理を施して下地部を形成する工程と、
前記無電界めっき処理を施したカーボンナノチューブ線材本体に電界めっき処理を施して、前記カーボンナノチューブ線材本体の長手方向に沿って、該カーボンナノチューブ線材本体の表層部にめっき部を形成する工程と、
を有することを特徴とする、カーボンナノチューブ線材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のカーボンナノチューブを束ねてなるカーボンナノチューブ束の複数を撚り合わせて構成されるカーボンナノチューブ線材、カーボンナノチューブ線材と該線材に接続されるはんだ部とを備えるカーボンナノチューブ線材接続構造体、及びカーボンナノチューブ線材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車や産業機器などの様々な分野における電力線や信号線として、一又は複数の線材からなる芯線と、該芯線を被覆する絶縁被覆とからなる電線が用いられている。芯線を構成する線材の材料としては、通常、電気特性の観点から銅又は銅合金が使用されるが、近年、軽量化の観点からアルミニウム又はアルミニウム合金が提案されている。例えば、アルミニウムの比重は銅の比重の約１／３、アルミニウムの導電率は銅の導電率の約２／３（純銅を１００％ＩＡＣＳの基準とした場合、純アルミニウムは約６６％ＩＡＣＳ）であり、アルミニウム線材に、銅線材と同じ電流を流すためには、アルミニウム線材の断面積を、銅の線材の断面積の約１．５倍と大きくする必要があるが、そのように断面積を大きくしたアルミニウム線材を用いたとしても、アルミニウム線材の質量は、純銅の線材の質量の半分程度であることから、アルミニウム線材を使用することは、軽量化の観点から有利である。
【０００３】
上記のような背景のもと、昨今では、自動車、産業機器等の高性能化・高機能化が進められており、これに伴い、各種電気機器、制御機器などの配設数が増加するとともに、これら機器に使用される電気配線体の配線数も増加する傾向にある。また、その一方で、環境対応のために自動車等の移動体の燃費を向上させるため、線材の軽量化が強く望まれている。
【０００４】
こうした更なる軽量化を達成するための新たな手段の一つとして、カーボンナノチューブを線材として活用する技術が新たに提案されている。カーボンナノチューブは、六角形格子の網目構造を有する筒状体の単層、あるい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、導電性、電流容量、弾性、機械的強度等の特性に優れるため、電力線や信号線に使用されている金属に代替する材料として注目されている。
【０００５】
カーボンナノチューブの比重は、銅の比重の約１／５（アルミニウムの約１／２）であり、また、カーボンナノチューブ単体は、銅（抵抗率１．６８×１０−６Ω・ｃｍ）よりも高導電性を示す。したがって理論的には、複数のカーボンナノチューブを撚り合わせてカーボンナノチューブ集合体を形成すれば、更なる軽量化、高導電率の実現が可能となる。しかしながら、ｎｍ単位のカーボンナノチューブを撚り合わせて、μｍ〜ｍｍ単位のカーボンナノチューブ線材を作製した場合、構成単位となる１本当たりの外径が非常に小さいため、カーボンナノチューブ間の接触抵抗や内部欠陥形成が要因となり、線材全体の抵抗値が増大してしまうという問題がある。そのため、カーボンナノチューブをそのまま線材として使用することが困難であった。また、接続の観点から、カーボンナノチューブ線材とはんだからなるカーボンナノチューブ接続構造体を作製する場合、カーボンナノチューブ線材とはんだの相性が悪く、接続強度や電気特性を確保することが困難であった。
【０００６】
カーボンナノチューブ撚線（線材）の端部でＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等によってＣＮＴを成長させ、当該端部から伸びた成長ＣＮＴを他のカーボンナノチューブ撚線或いはその成長ＣＮＴと接続することにより、カーボンナノチューブ撚線同士の接続強度や電気的特性を実現することが可能な製造方法が提案されている（特許文献１）。
【０００７】
複数のカーボンナノチューブ線を撚り合わせて構成したカーボンナノチューブ線材の表面を金属被覆し、導電性の向上ができ、ソレノイド材料として使用した場合に渦電流を低減できるカーボンナノチューブ線材が提案されている（特許文献２）。
【０００８】
５０ｍｍ以上の長いカーボンナノチューブからなるカーボンナノチューブ撚線を構成するカーボンナノチューブ線を金属被覆し、端部をはんだや、圧着端子で接合したアセンブリが提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１３−４７４０２号公報
【特許文献２】特許第５９３４６４３号公報
【特許文献３】特開２０１８−１７０２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１では、複数のカーボンナノチューブを撚り合わせてなるカーボンナノチューブ線材の端部同士を、成長ＣＮＴを介して接続することが開示されているにすぎない。特に、カーボンナノチューブ線材（炭素）とはんだは異種材料であり、接合部に異種材料の界面が形成されることから、カーボンナノチューブ線材とはんだを接合しにくいという問題がある。
【００１１】
特許文献２では、複数のカーボンナノチューブ線を撚り合わせてなるカーボンナノチューブ線材の一部を金属被覆し、はんだとの接合性を改善しているものの、カーボンナノチューブ線材は金属線よりも柔らかいため線材の形状が安定しにくく、撚線にする際に撚線を構成するカーボンナノチューブ線が表面に露出しやすい。そのため金属被覆されていない部分ではんだ接合され、接合強度が安定しない。また、特許文献３では、撚線を構成するカーボンナノチューブ素線の表面全体がめっきされているため、線材の重量が重くなり、軽量な電線が実現できない。
【００１２】
本発明の目的は、カーボンナノチューブ線材とはんだの間の良好な接合強度を実現することができるカーボンナノチューブ線材、カーボンナノチューブ接続構造体及びカーボンナノチューブ線材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の要旨構成は、以下の通りである。
［１］複数のカーボンナノチューブ束を撚り合わせて構成され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線材の長手方向に沿って設けられ、前記カーボンナノチューブ線材の表層部に配されためっき部を備え、
前記複数のカーボンナノチューブ束の撚り度が１０〜３０００Ｔ／ｍ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線材の前記表層部に配された第１カーボンナノチューブ束群と、前記カーボンナノチューブ線材の内部に配された第２カーボンナノチューブ束群とを有し、
前記カーボンナノチューブ線材の長手方向に垂直な方向の断面において、前記第１カーボンナノチューブ束群を構成する各カーボンナノチューブ束の表面全長に対する、当該カーボンナノチューブ束の表面に厚さ１μｍ以上のめっき部が形成された部分の長さの比が０．５以上であるカーボンナノチューブ束の個数を、前記第１カーボンナノチューブ束群を構成する複数のカーボンナノチューブ束の総数で除した値の比率が、５０％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。
［２］前記カーボンナノチューブ線材の長手方向に垂直な方向の断面において、前記第１カーボンナノチューブ束群を構成する各カーボンナノチューブ束の表面全長に対する、当該カーボンナノチューブ束の表面に厚さ１μｍ以上のめっき部が形成された部分の長さの比が０．５以上であるカーボンナノチューブ束の個数を、前記第１カーボンナノチューブ束群を構成するカーボンナノチューブ束の総数で除した値の比率が、５０％以上９９％以下であることを特徴とする、上記［１］に記載のカーボンナノチューブ線材。
［３］前記複数のカーボンナノチューブ束の撚り度が、５０〜４００Ｔ／ｍであることを特徴とする、上記［１］又は［２］に記載のカーボンナノチューブ線材。
［４］前記複数のカーボンナノチューブ束の撚り本数が１０〜１０００本であることを特徴とする上記［１］〜［３］のいずれかに記載のカーボンナノチューブ線材。
［５］前記複数のカーボンナノチューブ束の撚り本数が５０〜３００本であることを特徴とする上記［４］に記載のカーボンナノチューブ線材。
［６］前記めっき部は、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択される金属或いはこれらの金属の少なくとも１種を含む合金で形成されることを特徴とする、上記［１］〜［５］のいずれかに記載のカーボンナノチューブ線材。
［７］前記めっき部の下地を構成し、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）及びコバルト（Ｃｏ）からなる群から選択される金属或いはこれらの金属の少なくとも１種を含む合金で形成された下地部を更に有することを特徴とする、上記［１］〜［６］のいずれかに記載のカーボンナノチューブ線材。
［８］異種元素がドープされていることを特徴とする、上記［１］〜［７］のいずれかに記載のカーボンナノチューブ線材。
［９］前記カーボンナノチューブ線材を構成するカーボンナノチューブが、２層又は３層の層構造を有することを特徴とする、上記［１］〜［８］のいずれかに記載のカーボンナノチューブ線材。
［１０］複数のカーボンナノチューブ束を１０〜３０００Ｔ／ｍの撚り度で撚り合わせて構成されるカーボンナノチューブ線材と、前記カーボンナノチューブ線材に接続されるはんだ部とを備えるカーボンナノチューブ線材接続構造体であって、
前記カーボンナノチューブ線材は、該カーボンナノチューブ線材の長手方向に沿って設けられ、前記カーボンナノチューブ線材の表層部に配されためっき部を備え、
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線材の前記表層部に配された第１カーボンナノチューブ束群と、前記カーボンナノチューブ線材の内部に配された第２カーボンナノチューブ束群とを有し、
前記カーボンナノチューブ線材の長手方向に垂直な方向の断面において、前記第１カーボンナノチューブ束群を構成する各カーボンナノチューブ束の表面全長に対する、当該カーボンナノチューブ束の表面に厚さ１μｍ以上のめっき部が形成された部分の長さの比が０．５以上であるカーボンナノチューブ束の個数を、前記第１カーボンナノチューブ束群を構成する複数のカーボンナノチューブ束の総数で除した値の比率が、５０％以上であり、
前記はんだ部が、前記めっき部を介して前記カーボンナノチューブ線材と接続されていることを特徴とするカーボンナノチューブ線材接続構造体。
［１１］複数のカーボンナノチューブ束を１０〜３０００Ｔ／ｍの撚り度で撚り合わせたカーボンナノチューブ線材本体に無電界めっき処理を施して下地部を形成する工程と、
前記無電界めっき処理を施したカーボンナノチューブ線材本体に電界めっき処理を施して、前記カーボンナノチューブ線材本体の長手方向に沿って、該カーボンナノチューブ線材本体の表層部にめっき部を形成する工程と、
を有することを特徴とする、カーボンナノチューブ線材の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、カーボンナノチューブ線材とはんだとの界面接続の良好な接合強度を実現することができる。
【００１５】
また、カーボンナノチューブ線材が主として表層部にめっき部を備えるので、カーボンナノチューブ線材における金属の含有割合を抑制することができ、良好な接合と軽量化の両立を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るカーボンナノチューブ線材の構成の一例を示す模式図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るカーボンナノチューブ線材接続構造体の構成の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
＜カーボンナノチューブ線材の構成＞
図１は、本実施形態に係るカーボンナノチューブ線材の構成の一例を示す模式図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はカーボンナノチューブ線材の長手方向に垂直な方向（径方向）の断面図である。なお、図１におけるカーボンナノチューブ線材接続構造体は、その一例を示すものであり、本発明に係る各構成の形状、寸法等は、図１のものに限られないものとする。
【００１９】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、カーボンナノチューブ線材１（以下、ＣＮＴ線材ともいう）は、複数のカーボンナノチューブ束１１，１１，・・・を撚り合わせて構成されるＣＮＴ線材であって、ＣＮＴ線材１の長手方向に沿って設けられ、ＣＮＴ線材１の表層部１ａに配されためっき部１２を備える。
【００２０】
ＣＮＴ線材１は、具体的には、ＣＮＴ線材１の表層部１ａに配された第１カーボンナノチューブ束群１１Ａ（以下、第１ＣＮＴ束群ともいう）と（図１（ｂ））、ＣＮＴ線材１の内部１ｂに配された第２カーボンナノチューブ束群（以下、第２ＣＮＴ束群ともいう）とを有している。第１ＣＮＴ束群１１Ａは、複数のＣＮＴ束１１ａ，１１ａ，・・・で構成され、複数のＣＮＴ束１１ａ，１１ａ，・・・がＣＮＴ線材１の長手方向に垂直な断面（以下、単に「断面」ともいう）において円環状に配置されている。図１の第１ＣＮＴ束群１１Ａでは、ＣＮＴ線材１の径方向或いは厚み方向に関して一のＣＮＴ束が配置されているが、二以上のＣＮＴ束が配置されてもよい。第２ＣＮＴ束群１１Ｂは、複数のＣＮＴ束１１ｂ，１１ｂ，・・・で構成され、複数のＣＮＴ束１１ｂ，１１ｂ，・・・が、第１ＣＮＴ束群１１Ａの内方であって且つＣＮＴ線材１の断面において丸形状或いは楕円形状に配置されている。
【００２１】
表層部１ａに配されたＣＮＴ束１１ａは、具体的には、以下のように定義することができる。ＣＮＴ線材１の断面において、めっき部１２まで含めたＣＮＴ線材１の断面形状の重心をＸ、めっき部１２を含まない各ＣＮＴ束の断面形状の重心をＹｉ、重心Ｘと重心Ｙｉの双方を通る直線とめっき部１２まで含めたＣＮＴ線材１の断面形状の外縁との交点をＺｉとしたとき、線分Ｘ−Ｙｉの長さを線分Ｘ−Ｚｉの長さで除した値が０．７以上であるＣＮＴ束を、表層部１ａのＣＮＴ束１１ａとする。そして、線分Ｘ−Ｙｉの長さを線分Ｘ−Ｚｉの長さで除した値が０．７以上を満たすＣＮＴ束の集合体を、第１ＣＮＴ束群１１Ａとすることができる。
【００２２】
本実施形態では、第１ＣＮＴ束群１１Ａにおいて、複数のＣＮＴ束１１ａ，１１ａ，・・・がＣＮＴ線材１の断面において円環状に配置され、複数のＣＮＴ束１１ｂ，１１ｂ，・・・が、ＣＮＴ線材１の断面において略丸型に配置されているが、これに限られない。例えば、複数のＣＮＴ束１１ａ，１１ａ，・・・がＣＮＴ線材１の断面において環状に配置され、複数のＣＮＴ束１１ｂ，１１ｂ，・・・が、ＣＮＴ線材１の断面において略多角形等の他の形状に配置されてもよい。
【００２３】
めっき部１２は表層部１ａに配されており、めっき部１２の一部が、上記第１ＣＮＴ束群１１Ａを構成する各ＣＮＴ束の外周面の一部又は全体にめっき層として配置されている。図１では、めっき部１２は、複数のＣＮＴ束１１ａ，１１ａの表面に別個に形成されているが、複数のＣＮＴ束１１ａ，１１ａ，・・・の表面に一体で形成されてもよい。また、めっき部１２は、表層部１ａのみに形成され、内部１ｂに形成されないのがより好ましい。
【００２４】
このめっき部１２では、ＣＮＴ線材１の長手方向に垂直な方向の断面において、第１ＣＮＴ束群１１Ａを構成する各ＣＮＴ束の表面（外縁）全長に対する、当該ＣＮＴ束の表面（外縁）に厚さ１μｍ以上のめっき部が形成された部分の長さの比が０．５以上であり、０．６５以上であることが好ましく、０．８以上であることがより好ましい。上記比が０．５未満であると、はんだ付けの際にはんだの濡れ性が悪くなる。また、ＣＮＴ束の表面（外縁）に形成されるめっき部の厚さが１μｍ未満であると、はんだ付けの際にめっきが剥がれてＣＮＴが露出し、ＣＮＴ線材１とはんだとの間に良好な接合性が付与されない。また、上記比が０．５以上であるＣＮＴ束の個数を、第１ＣＮＴ束群１１Ａを構成する複数のＣＮＴ束１１ａ，１１ａ，・・・の総数で除した値の比率は、５０％以上である。上記値の比率が５０％未満であると、所定の厚さを有するめっき部の割合が少なすぎるため、はんだ付けの際にＣＮＴ線材１とはんだとの間の良好な接合強度が実現しにくい。また、上記値の比率は９９％以下であることが好ましく、９０％以下であることがより好ましい。特に、上記値の比率が９０％以下であることにより、ＣＮＴ線材１とはんだとの間に良好な接合性が付与しつつ、めっき部の増大に伴う線材の重量が増大を抑制し、電線の軽量化を図ることができる。
【００２５】
各ＣＮＴ束の断面が円形であるか或いは円相当直径が算出可能である場合、ＣＮＴ線材の長手方向に垂直な方向の断面において、第１ＣＮＴ束群１１Ａを構成する各ＣＮＴ束の外周全長に対する、当該ＣＮＴ束の外周に厚さ１μｍ以上のめっき部が形成された周部分の長さの比ははんだの濡れ性をよくする観点から、上記比は０．５以上であるのが好ましい。また、はんだの濡れ性をよくし、かつめっき割れによる劣化を防ぐ観点から０．６５以上、０．９５以下がより好ましく、０．８以上、０．９以下が更に好ましい。また、上記比が０．５以上であるカーボンナノチューブ束の個数を、第１ＣＮＴ束群１１Ａを構成する複数のカーボンナノチューブ束１１ａ，１１ａ，・・・の総数で除した値の比率が、５０％以上９９％以下であることが好ましく、５０％以上９０％以下であることがより好ましい。上記値の比率が５０％未満であると、所定の厚さを有するめっき部の割合が少なすぎるため、はんだ付けの際にＣＮＴ線材１とはんだとの間の良好な接合強度が実現しにくい傾向にある。また、９０％を超えると、線材の重量が重くなり、電線の軽量化が難しくなる傾向にある。
【００２６】
めっき部１２は、表層部１ａに位置する、隣接する複数のＣＮＴ間、例えば隣接する２つのＣＮＴ束１１ａ，１１ａ間に形成されてもよい。また、めっき部１２は、内部１ｂの一部、例えば内部１ｂのＣＮＴ束１１ｂと表層部１ａのＣＮＴ束１１ａとの間や、表層部１ａの近傍に位置する、隣接するＣＮＴ束１１ｂ，１１ｂ間に形成されてもよい。但し、軽量化の観点から、めっき部１２は、内部１ｂに形成されず、ＣＮＴ線材１の表層部１ａのみに形成されているのが好ましい。
【００２７】
めっき部１２は、ＣＮＴ線材１の長手方向の全長の一部に形成されてもよいし、ＣＮＴ線材１の長手方向の全長に亘って形成されてもよい。このめっき部１２では、第１ＣＮＴ束群１１Ａを構成する各ＣＮＴ束の外縁全長に対する、当該ＣＮＴ束の外縁に厚さ１μｍ以上のめっき部が形成された部分の長さの比が、ＣＮＴ線材１の長手方向に関してばらつきが小さいのが好ましい。例えば、長さ１．０ｍのＣＮＴ線材を概ね１０箇所で切断して各断面をＳＥＭで観察し、上述の算出方法を用いて各ＣＮＴ束の上記比を算出する。得られた複数の上記比の値を平均することで、めっき部１２の長手方向における上記比の平均値を得ることができる。また、１０箇所で得られた上記比の標準偏差を求めることで、ＣＮＴ線材１の長手方向に関する上記比のばらつきを確認することができる。
【００２８】
めっき部１２は、はんだとＣＮＴ線材１との相性の観点から、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択される金属或いはこれらの金属の少なくとも１種を含む合金で形成されているのが好ましく、銅又はスズで形成されているのがより好ましい。
【００２９】
ＣＮＴ線材１は、めっき部１２以外の他の金属部を有していてもよい。例えば、ＣＮＴ線材１は、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択される金属或いはこれらの金属の少なくとも１種を含む合金で形成されためっき部と、該めっき部の下地を構成し、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）及びコバルト（Ｃｏ）から選択される金属或いはこれらの金属の少なくとも１種を含む合金で形成された下地部とを備えてもよい。下地部は、好ましくはめっきで形成されており、この場合、上記めっき部とは異なる他のめっき部を構成する。また、ＣＮＴ線材１にめっき部及び下地部の双方が形成される場合、下地部の一部が、ＣＮＴ束１１ａの外表面に形成され、めっき部の一部が、下地部の外表面に更に形成されるのが好ましい。このとき、ＣＮＴ束１１ａの重心を基準としてＣＮＴ束の内側に位置する下地部を第１層、外側に位置するめっき部を第２層とすることができる。更に、ＣＮＴ線材１にめっき部及び下地部の双方が形成される場合、上記下地部の複層が形成されてもよいし、上記めっき部の複層が形成されてもよい。ＣＮＴ線材１或いはＣＮＴ束１１ａに下地部が設けられることで、下地部とめっきとの濡れ性が向上し、接着強度を向上させることができる。
【００３０】
めっき部１２の厚さは、母材（ＣＮＴ束）の保護及びコスト等を考慮し、０．３μｍ〜３．０μｍである。めっき部と下地部の双方が形成される場合、めっき部と下地部の合計厚さは、０．３μｍ〜３．０μｍである。このとき、ＣＮＴ束の１層目に相当する下地部の材料は、ＣＮＴ束との密着力に優れた金属、２層目に相当するめっき部の材料は、電気伝導の優れた金属であることが好ましい。
【００３１】
ＣＮＴ線材１は、１層以上の層構造を有するＣＮＴの複数が束ねられてなるＣＮＴ束１１同士を撚り合わせて構成された撚り線である。撚り線としたＣＮＴ線材１の円相当直径は、例えば０．０１ｍｍ〜５ｍｍである。
【００３２】
撚り線としたＣＮＴ線材１において、複数のＣＮＴ束１１（ＣＮＴ線材１）の撚り度は、複数のＣＮＴ束１１を撚り合わせた際のＣＮＴ線材１の単位長さ当たりの巻き数で表される。すなわち、撚り度は、複数のＣＮＴ束１１のひねった回数（Ｔ）をＣＮＴ線材１の長さ（ｍ）で除した値（単位：Ｔ／ｍ）で表すことができる。複数のＣＮＴ束１１の撚り度は、１０〜３０００Ｔ／ｍであり、５０〜４００Ｔ／ｍであることが好ましい。撚り度が小さすぎると、ＣＮＴ線材１の内部の未めっき部分が露出しやすく、はんだ付けの際にＣＮＴ線材１とはんだとの間に良好な接合性を付与できない。また、撚り度が大きすぎると、はんだがＣＮＴ線材１になじみにくく、良好な接合性が得られない。そのため、撚り度は１０〜３０００Ｔ／ｍであることにより、はんだ付けの際にＣＮＴ線材１とはんだとの間に、良好な接合性を付与させることができる。また、複数のＣＮＴ束１１の撚り本数は、１０〜１０００本であることが好ましく、５０〜３００本であることがより好ましい。撚線の本数が多い程、めっきがＣＮＴ線材１に浸み込みやすく、接合性を向上させることができる。そのため、接合性の向上と生産性のバランスの観点から、複数のＣＮＴ束１１の撚り本数は１０〜１０００本であることが好ましい。
【００３３】
ＣＮＴ束１１は、複数のＣＮＴが纏められた束状体となっている。ＣＮＴ線材１は、異種元素がドープされていてもよい。この場合、ＣＮＴ束１１に異種元素がドープされてなるカーボンナノチューブ複合体の複数を撚り合わせて構成されてもよい。
【００３４】
ＣＮＴ線材１を構成するＣＮＴ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。例えば、２層構造を有するＣＮＴは、六角形格子の網目構造を有する２つの筒状体が略同軸で配された３次元網目構造体となっており、ＤＷＮＴ（Double-walled nanotube）と呼ばれる。構成単位である六角形格子は、その頂点に炭素原子が配された六員環であり、他の六員環と隣接してこれらが連続的に結合している。
【００３５】
ＣＮＴの性質は、上記のような筒状体のカイラリティ（chirality）に依存する。カイラリティは、アームチェア型、ジグザグ型、及びそれ以外のカイラル型に大別され、アームチェア型は金属性、カイラル型は半導体性、ジグザグ型はその中間の挙動を示す。よってＣＮＴの導電性はいずれのカイラリティを有するかによって大きく異なり、ＣＮＴ線材の導電性を向上させるには、金属性の挙動を示すアームチェア型のＣＮＴの割合を増大させることが重要とされてきた。一方、半導体性を有するカイラル型のＣＮＴに電子供与性もしくは電子受容性を持つ物質（異種元素）をドープすることにより、金属的挙動を示すことが分かっている。また、一般的な金属では、異種元素をドープすることによって金属内部での伝導電子の散乱が起こって導電性が低下するが、これと同様に、金属性ＣＮＴに異種元素をドープした場合には、導電性の低下を引き起こす。
【００３６】
このように、金属性ＣＮＴ及び半導体性ＣＮＴへのドーピング効果は、導電性の観点からはトレードオフの関係にあると言えることから、理論的には金属性ＣＮＴと半導体性ＣＮＴとを別個に作製し、半導体性ＣＮＴにのみドーピング処理を施した後、これらを組み合わせることが望ましい。しかし、現状の製法技術では金属性ＣＮＴと半導体性ＣＮＴとを選択的に作り分けることは困難であり、金属性ＣＮＴと半導体性ＣＮＴが混在した状態で作製される。このため、金属性ＣＮＴと半導体性ＣＮＴの混合物からなるＣＮＴ線材の導電性を向上させるには、異種元素・分子によるドーピング処理が効果的となるＣＮＴ構造を選択することが好ましい。
【００３７】
ＣＮＴ線材１を構成するＣＮＴは、２層又は３層の層構造を有するのが好ましい。具体的には、ＣＮＴ線材１を構成するＣＮＴ束１１において、複数のＣＮＴの個数に対する、２層構造又は３層構造を有するＣＮＴの個数の和の比率が５０％以上であるのが好ましく、７５％以上であるのがより好ましい。すなわち、一のＣＮＴ束を構成する全ＣＮＴの総数をＮTOTAL、上記全ＣＮＴのうち２層構造を有するＣＮＴ（２）の数の和をＮCNT(2)、上記全ＣＮＴのうち３層構造を有するＣＮＴ（３）の数の和をＮCNT(3)としたとき、下記式（１）で表すことができる。
｛（ＮCNT(2)＋ＮCNT(3)）／ＮTOTAL｝×１００（％）≧５０（％）  ・・・（１）
【００３８】
２層構造又は３層構造のような層数が少ないＣＮＴは、それより層数の多いＣＮＴよりも比較的導電性が高い。また、ドーパントは、ＣＮＴの最内層の内部、もしくは複数のＣＮＴで形成されるＣＮＴ間の隙間に導入される。ＣＮＴの層間距離はグラファイトの層間距離である０．３３５ｎｍと同等であり、多層ＣＮＴの場合その層間にドーパントが入り込むことはサイズ的に困難である。このことからドーピング効果はＣＮＴの内部および外部にドーパントが導入されることで発現するが、多層ＣＮＴの場合は最外層および最内層に接していない内部に位置するチューブのドープ効果が発現しにくくなる。以上のような理由により、複層構造のＣＮＴにそれぞれドーピング処理を施した際には、２層構造又は３層構造を有するＣＮＴでのドーピング効果が最も高い。また、ドーパントは、強い求電子性もしくは求核性を示す、反応性の高い試薬であることが多い。単層構造のＣＮＴは多層よりも剛性が弱く、耐薬品性に劣るためにドーピング処理を施すと、ＣＮＴ自体の構造が破壊されてしまうことがある。よって、ＣＮＴ束に含まれる２層構造又は３層構造を有するＣＮＴの個数に着目する。また、２層又は３層構造のＣＮＴの個数の和の比率が５０％未満であると、単層構造或いは４層以上の複層構造を有するＣＮＴの比率が高くなり、ＣＮＴ集合体全体としてドーピング効果が小さくなり、高導電率が得にくくなる。よって、２層又は３層構造のＣＮＴの個数の和の比率を上記範囲内の値とすることが好ましい。
【００３９】
ＣＮＴにドープされるドーパントは、導電性が向上すれば特に限定はないが、例えば硝酸、硫酸、ヨウ素、臭素、カリウム、ナトリウム、ホウ素及び窒素からなる群から選択される１つ以上の異種元素もしくは分子である。
【００４０】
また、ＣＮＴ束１１を構成するＣＮＴの最外層の外径は５．０ｎｍ以下であるのが好ましい。ＣＮＴ束１１を構成するＣＮＴの最外層の外径が５．０ｎｍを超えると、ＣＮＴ間および最内層の隙間に起因する空孔率が大きくなり、導電性が低下してしまうため、好ましくない。
【００４１】
ＣＮＴ線材１は、線材全体の強度及び導電性の観点から、その当該線材に分散配置された他の金属部材を有していてもよい。他の金属部材は、例えば長尺状の線材或いは粒子であり、このような形状を有する他の金属部材がＣＮＴに混合されていてもよい。上記他の金属部材の金属は、例えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金を主成分とする材料である。
【００４２】
＜カーボンナノチューブ線材の製造方法＞
本実施形態に係るＣＮＴ線材の製造方法は、複数のカーボンナノチューブ束を１０〜３０００Ｔ／ｍの撚り度で撚り合わせたカーボンナノチューブ線材本体に無電界めっき処理を施す工程と、上記無電界めっき処理を施したカーボンナノチューブ線材本体に電界めっき処理を施して、上記カーボンナノチューブ線材本体の長手方向に沿って、該カーボンナノチューブ線材本体の表層部にめっき部を形成する工程と、を有する。
【００４３】
具体的には、先ず、複数のＣＮＴ束を１０〜３０００Ｔ／ｍの撚り度で撚り合わせたＣＮＴ線材本体を準備し、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）及びコバルト（Ｃｏ）から選択される金属或いはこれらの金属の少なくとも１種を含む合金を含有するめっき浴に所定時間浸漬して、ＣＮＴ線材本体にめっき部の下地となる下地部を形成する。ＣＮＴ線材本体に下地部を形成することで、ＣＮＴ線材本体とめっき部との接着性を向上できる点で優れている。また、ＣＮＴ束を１０〜３０００Ｔ／ｍの撚り度で撚り合わせることにより、めっきをＣＮＴ束の表面に浸透させやすくなる。そのため、複数のＣＮＴ束を前述の撚り度で撚り合わせた後、ＣＮＴ線材本体にめっき処理をすることにより、めっきをＣＮＴ束毎にかける必要がないため生産性が向上し、さらには、めっき部の定着が促進する。
【００４４】
次に、下地部が形成されたＣＮＴ線材本体を、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択される金属或いはこれらの金属の少なくとも１種を含む合金を含有するめっき浴に所定時間浸漬して、ＣＮＴ線材本体にめっき部を形成する。これにより、ＣＮＴ線材の表層部に配された第１ＣＮＴ束群を構成する各ＣＮＴ束の外周面にめっき部が形成される。本電界めっき処理により、表層部にめっき部が形成された上記のＣＮＴ線材１が得られる。
【００４５】
上記無電界めっき或いは電界めっき処理によって形成されるめっき部の深さ方向の割合、すなわちＣＮＴ線材の外縁から重心までの長さに対するめっき部の厚さの比は、複数のＣＮＴ束の撚り度によって制御することができる。例えば、ＣＮＴ線材本体の撚り度を強くすることで、めっき浴のめっきがＣＮＴ線材本体に浸透する量が少なくなり、ＣＮＴ線材の表層部に配された第１ＣＮＴ束群を構成する各ＣＮＴ束に選択的にめっき部を形成することができる。具体例として、例えば、円相当直径１００μｍのＣＮＴ束１２本でＣＮＴ線材を作製する場合、１２本のＣＮＴ束の撚り度を１０Ｔ／ｍ以上とすることで、ＣＮＴ線材の表層部に配された第１ＣＮＴ束群を構成する各ＣＮＴ束に選択的にめっきをすることができる。このような工程により、表層部１ａに配されためっき部１２を備えるＣＮＴ線材１が得られる。
【００４６】
＜カーボンナノチューブ線材接続構造体の構成＞
図２は、本実施形態に係るカーボンナノチューブ線材接続構造体の構成の一例を示す断面図である。なお、図２におけるカーボンナノチューブ線材接続構造体は、その一例を示すものであり、本発明に係る各構成の形状、寸法等は、図２のものに限られないものとする。
【００４７】
図２に示すように、カーボンナノチューブ線材接続構造体１０（以下、ＣＮＴ線材接続構造体ともいう）は、複数のＣＮＴ束１１，１１，・・・を１０〜３０００Ｔ／ｍの撚り度で撚り合わせて構成される上記のＣＮＴ線材１と、ＣＮＴ線材１に接続されるはんだ部２とを備える。はんだ部２は、めっき部１２を介してＣＮＴ線材１と接続されると共に、銅板などの被接続部材２０と接続されている。
【００４８】
はんだ部２は、例えば、銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）から選択される金属或いはこれらの金属の少なくとも１種を含む合金で形成されている。はんだ部２は、例えばリフロー方式や、糸状はんだとはんだごてを用いた方法で形成することができる。
【００４９】
はんだ部２は、めっき部１２と同様、ＣＮＴ線材の長手方向に沿って設けられるのが好ましい。このはんだ部２は、ＣＮＴ線材１の表層部１ａに配されためっき部１２と接合されており、めっき部１２は、ＣＮＴ線材１、特にＣＮＴ線材１の表層部１ａに配されたＣＮＴ束１１ａと接合されている。これにより、はんだ部２とめっき部１２が良好に接着し、はんだ部２とＣＮＴ線材１との機械的接続及び電気的接続が確保される。
【００５０】
図１では、はんだ部２は、ＣＮＴ線材１の長手方向に垂直な方向の断面において、ＣＮＴ線材１の表層部１ａに配されためっき部１２の表面全体に形成されているが、ＣＮＴ線材１との良好な接続性が確保できる範囲で、めっき部１２の一部に形成されていてもよい。また、はんだ部２は、ＣＮＴ線材１の表層部１ａの表面全体に形成されているが、ＣＮＴ線材１との良好な接続性が確保できる範囲で、ＣＮＴ線材１の表層部１ａの一部に形成されていてもよい。
【００５１】
上述したように、本実施形態によれば、複数のＣＮＴ束１１，１１，・・・が所定の撚り度で撚り合わされたＣＮＴ線材１は、該ＣＮＴ線材の長手方向に沿って設けられ、且つＣＮＴ線材１の表層部１ａに配されためっき部１２を備えており、また、第１ＣＮＴ束群１１Ａを構成する各ＣＮＴ束の表面全長に対する、ＣＮＴ束の表面に厚さ１μｍ以上のめっき部１２が形成された部分の長さの比が０．５以上であるＣＮＴ束を、第１ＣＮＴ束群１１Ａを構成する複数のＣＮＴ束１１ａ，１１ａ，・・・に対して所定の比率で有しているため、ＣＮＴ線材１とはんだとの界面接続の良好な接合強度を実現することができる。また、ＣＮＴ線材１が主として表層部１ａにめっき部１２を備えるので、ＣＮＴ線材１の内部１ｂにめっき部が実質的に形成されていない構成とすることができ、ＣＮＴ線材１における金属の含有割合を抑制することができ、良好な接合と軽量化の両立を実現することができる。
【００５２】
また、ＣＮＴ線材接続構造体１０が、複数のＣＮＴ束１１，１１，・・・を所定の撚り度で撚り合わせて構成される上記のＣＮＴ線材１と、ＣＮＴ線材１に接続されるはんだ部２とを備え、はんだ部２が、めっき部１２を介してＣＮＴ線材１と接続されているので、ＣＮＴ線材１とはんだ部２との界面接続の良好な接合強度を実現することができ、これにより、ＣＮＴ線材１と被接続部材２０との良好な接続を実現することが可能となる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態に係るＣＮＴ線材、ＣＮＴ接続構造体およびその製造方法について述べたが、本発明は記述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００５５】
（実施例１〜５）
先ず、浮遊触媒気相成長（ＦＣＣＶＤ）法を用い、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、炭素源であるデカヒドロナフタレン、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、体積比率にてそれぞれ１００：４：１で含む原料溶液Ｌ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。得られたＣＮＴを回収機にて回収した。得られたＣＮＴ線材を、大気下において５００℃に加熱し、さらに酸処理を施すことによって高純度化を行った。
【００５６】
得られたＣＮＴ５０ｍｇとコール酸ナトリウム４５０ｍｇを２４．５ｇの水に加え超音波攪拌装置を用いて３０分攪拌した後、超音波ホモジナイザーを用いて分散液とした。続いて、内径１ｍｍの注入ノズルを介して、前記ＣＮＴ分散液をイソプロピルアルコール中に注入し、糸状に凝集させ、さらに乾燥させることで、円相当直径が０．１ｍｍであるＣＮＴからなる素線（ＣＮＴ束）を得た。同様の操作を行い、合計１８本の素線を作製した。続いて１８本の素線を表１に示す撚り度で撚り、円相当直径が４２４μｍのＣＮＴ線材本体を得た。
【００５７】
ＣＮＴ線材本体を硫酸銅、ホルマリン、ロシェル塩からなるめっき液に浸漬し、無電解銅めっきした。その後、硫酸銅と硫酸の水溶液からなるめっき液にＣＮＴ線材本体を浸漬し、１Ａで４０分電解めっきすることで、当該ＣＮＴ線材本体に電解めっき処理が施されたＣＮＴ線材を作製した。
【００５８】
（実施例６〜１０）
めっき処理として、無電解銅めっきの代わりに、塩化スズからなるめっき液を用いた無電解スズめっきを行った以外は実施例１〜５と同様の方法を行い、ＣＮＴ線材本体に電解めっき処理が施されたＣＮＴ線材を作製した。
【００５９】
（実施例１１〜１３）
ＣＮＴ線材本体として、円相当直径が０．０５ｍｍであるＣＮＴからなる素線（ＣＮＴ束）を７２本作製し、７２本の素線を表１に示す撚り度で撚り合わせて得たＣＮＴ線材本体を用いた以外は実施例１、２、４と同様の方法を行い、ＣＮＴ線材本体に電解めっき処理が施されたＣＮＴ線材を作製した。
【００６０】
（比較例１）
実施例２と同じ方法で、円相当直径が０．１ｍｍであるＣＮＴからなる素線を１８本作製した。続いて、１８本の素線を１００Ｔ／ｍで撚り、円相当直径が４２４μｍの撚り線であるＣＮＴ線材を得た。続いて実施例２と同様の方法で、ＣＮＴ線材本体を硫酸銅、ホルマリン、ロシェル塩からなるめっき液に浸漬し、無電解銅めっきした。その後、硫酸銅と硫酸の水溶液からなるめっき液にＣＮＴ線材本体を浸漬し、１Ａで８分電解めっきすることで、当該ＣＮＴ線材本体に電界めっき処理が施されたＣＮＴ線材を作製した。
【００６１】
（比較例２）
実施例１３と同じ方法で、円相当直径が０．０５ｍｍのＣＮＴからなる素線を７２本作製した。続いて、これを実施例１３と同じ方法で無電解銅めっきした。その後、硫酸銅と硫酸の水溶液からなるめっき液にＣＮＴ線材本体を浸漬し、１Ａで１６０分電解めっきすることで、７２本の素線を電解めっきした。続いて、めっきした７２本の素線を５００Ｔ／ｍで撚り、撚り線であるＣＮＴ線材を得た。
【００６２】
（参考例１）
実施例１と同様の方法で得たＣＮＴ線材本体を、実施例１と同じめっき液を用いて０．４Ａで３０分電解めっきすることで、めっき部の厚さが０．６μｍ、ＣＮＴ線材の表層部に配された各素線の表面の全長に対するめっき部が形成されている部分の長さの比（被覆割合）が０．７のＣＮＴ線材を作製した。
【００６３】
（参考例２）
実施例１と同様の方法で得たＣＮＴ線材本体を、実施例１と同じめっき液を用いて１．２Ａで６分電解めっきすることで、めっき部の厚さが１．２μｍ、被覆割合が０．３のＣＮＴ線材を作製した。
【００６４】
（ａ）めっき割合の測定
（ＣＮＴ線材の表層部における素線（ＣＮＴ束）の本数の測定）
１．０ｍのＣＮＴ撚り線を長手方向に１０ｃｍ毎に測定した断面写真において、めっき部まで含めたＣＮＴ撚り線の断面形状の重心を求め、これをＸとした。続いて、各素線に、めっき部を含まない素線の断面形状から、各素線の重心を求めこれをＹｉとした。続いて、重心Ｘと重心Ｙｉを通る直線を引き、この直線とＣＮＴ撚り線の断面形状の外縁との交点をＺｉとした。線分Ｘ−Ｙｉの長さ及び線分Ｘ−Ｚｉの長さを測定し、線分Ｘ−Ｙｉの長さを線分Ｘ−Ｚｉの長さで除した値が０．７以上である素線を表層部に配された素線とし、各断面におけるその本数の平均を求めた。
【００６５】
（表層部における、めっき部が形成された素線（ＣＮＴ束）の本数の測定）
１．０ｍのＣＮＴ撚り線（ＣＮＴ線材）を長手方向に１０ｃｍ毎に垂直な面で切断し、イオンミリングによって断面を研磨した。つづいてＳＥＭ観察を行った。ＣＮＴ線材の表層部に配された各素線の表面の全長を求めこれをＡとした。つづいて、当該素線の表面のうち厚さ１μｍ以上のめっき部が形成されている部分の長さをＢとした。Ｂ／Ａが０．５以上の素線を、表層部にめっき部が形成されている素線とし、その本数を求めた。
【００６６】
上記にて求めた厚さ１μｍ以上のめっき部が形成された素線の本数を表層部の素線の総数で除した値の比率を、ＣＮＴ線材の表層部のめっき割合（％）とした。
【００６７】
（ｂ）はんだとの接合性
ＣＮＴ撚り線の末端と銅板をはんだにて接続して、はんだ部が形成されたＣＮＴ接続構造体を作製し、銅板とＣＮＴ撚り線の間の接続抵抗（ｍΩ）を測定した。接続抵抗が５０ｍΩ以下である場合を接合性が良好であると評価した。
【００６８】
（ｃ）ＣＮＴ撚り線の密度
密度勾配管を用いて、上記ＣＮＴ撚り線の密度を測定した。長手方向の長さが２ｃｍのサンプルを用いた。ＣＮＴ撚り線の密度は、アルミの密度と同等の２．７ｇ／ｃｍ３未満である場合を、軽量電線として有効であるとした。
【００６９】
上記実施例１〜１３及び比較例１〜２の測定、評価結果を表１に示す。
【００７０】
【表１】
2020181686.tif 000003
【００７１】
表１に示すように、実施例１〜１３では、ＣＮＴ線材の表層部にめっき部が設けられており、表層部において、該表層部に配された素線の総数に対する、めっきされている素線の本数の割合（表層部のめっき割合）がいずれも６０％以上、９０％以下であった。また、はんだとの接合性もいずれも良好であり、さらにはＣＮＴ撚り線の密度もいずれも２．０以下であるため、軽量電線として有効であった。特に、撚り度が５０Ｔ／ｍ以上４００Ｔ／ｍ以下である実施例２、３、７、８、１２では、いずれも接続抵抗が１５ｍΩ以下であり、優れた接合性を示した。また、撚り本数が多い実施例１１〜１３では、いずれも高い接合性を示し、特に撚り度が５０Ｔ／ｍ以上４００Ｔ／ｍ以下である実施例１２は接合性が顕著に優れていた。
【００７２】
一方、比較例１、２では、いずれもＣＮＴ撚り線の密度が２．０以下であるため、軽量電線として有効であったものの、ＣＮＴ線材のめっき割合が不十分であり、ＣＮＴ撚り線のはんだとの接合性が不良であった。参考例１では、めっき部の厚さが１μｍ未満であるため、はんだ付けの際にめっきが剥がれてＣＮＴが露出し、ＣＮＴ線材とはんだとの間に良好な接合性を付与させることができなかった。参考例２では、めっき部の厚さは１μｍ以上であるものの、被覆割合が０．５未満であるため、はんだ付けの際にはんだの濡れ性が悪く、参考例１と同様、ＣＮＴ線材とはんだとの間に良好な接合性を付与させることができなかった。
【符号の説明】
【００７３】
１  カーボンナノチューブ線材（ＣＮＴ線材）
１ａ  表層部
１ｂ  内部
２  はんだ部
１０  カーボンナノチューブ線材接続構造体（ＣＮＴ線材接続構造体）
１１  カーボンナノチューブ束（ＣＮＴ束）
１１Ａ  第１カーボンナノチューブ束群（第１ＣＮＴ束群）
１１ａ  カーボンナノチューブ束（ＣＮＴ束）
１１Ｂ  第２カーボンナノチューブ束群（第２ＣＮＴ束群）
１１ｂ  カーボンナノチューブ束（ＣＮＴ束）
１２  めっき部
２０  被接続部材
【図１】
2020181686.tif 000004
【図２】
2020181686.tif 000005