(57)【要約】【課題】カーボンナノチューブ束間の接触抵抗を低減させ、過電流の発生を抑制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】ＣＮＴ線材１は、複数のＣＮＴ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、前記ＣＮＴ線材の内部及び表層部に配されためっき部１２を備え、ＣＮＴ線材１の長手方向に垂直な方向の断面において、ＣＮＴ束１１の表面全長に対する、当該ＣＮＴ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ＣＮＴ束の個数を、複数のＣＮＴ束１１，１１，・・・の総数で除した値の比率が、７０％以上であり、複数のカーボンナノチューブ束１１，１１，・・・の撚り度が１０〜３０００Ｔ／ｍ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内部及び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の長手方向に垂直な方向の断面において、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、７０％以上であり、
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】
前記めっき部が、前記複数のカーボンナノチューブ束のうちの隣接する複数のカーボンナノチューブ束間に３次元的に形成されていることを特徴とする請求項１に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、５０〜１０００Ｔ／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度が、１００〜４００Ｔ／ｍであることを特徴とする、請求項３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１０〜１０００本であることを特徴とする、請求項１〜４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６】
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５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１〜６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内部及び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の長手方向に垂直な方向の断面において、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、７０％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接続構造体。
【請求項１１】
複数のカーボンナノチューブ束で構成される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内部及び表層部にめっき部を形成する工程と、
前記電界めっきを施す工程の後に、前記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、導電性の向上や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)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−４７４０２号公報
【特許文献２】特許第５９３４６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。カーボンナノチューブ束を撚り合わせて作成したカーボンナノチューブ線材では、カーボンナノチューブ束間の接触抵抗が高く、特定のカーボンナノチューブ束に電流が集中する、いわゆる過電流が生じやすい問題がある。
【００１０】
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に金属被覆し、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カーボンナノチューブ線間の接触抵抗が向上し、渦電流が発生しやすくなる。また、複数のカーボンナノチューブ線を撚線化した場合に、一定の撚り度にしないと、カーボンナノチューブ線間の接触抵抗が大きくなり、撚線の許容電流が小さくなる問題、カーボンナノチューブ線材の端末を端子にはんだ付けした際に、はんだがカーボンナノチューブ線になじみにくくなる問題、そしてカーボンナノチューブ線の強度自体が低下する問題があるが、特許文献２では撚り度について言及されていない。さらに、金属被覆として使用しためっきが薄い場合、カーボンナノチューブ線はめっきと異種材料であるため、めっき剥がれが金属線へのめっきに比べて起こりやすい。そのため、カーボンナノチューブ線からのめっきの剥がれが生じやすくなり、大きな電流が流れた際にめっきの薄い部分、カーボンナノチューブが露出した部分等で発熱が生じ、カーボンナノチューブ線材の耐久性が低くなる問題がある。また、このような薄いめっき厚を有するカーボンナノチューブ線材の端末を端子にはんだ付けする場合、めっきがはんだに溶解することでカーボンナノチューブが露出し、カーボンナノチューブ線材とはんだとの接続性が悪化し、接続抵抗が増大する問題もある。しかしながら、特許文献２ではめっきの厚さについて言及されていない。そのため、特許文献２には、撚り度とめっき厚に起因する上記問題点の改善については開示されていない。
【００１１】
本発明の目的は、カーボンナノチューブ束間の接触抵抗を低減させ、過電流の発生を抑制することができるカーボンナノチューブ線材、及びカーボンナノチューブ接続構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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内部及び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の長手方向に垂直な方向の断面において、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、７０％以上であり、
前記複数のカーボンナノチューブ束の撚り度が１０〜３０００Ｔ／ｍであることを特徴とするカーボンナノチューブ線材。
［２］前記めっき部が、前記複数のカーボンナノチューブ束のうちの隣接する複数のカーボンナノチューブ束間に３次元的に形成されてい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、５０〜１０００Ｔ／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度が、１００〜４００Ｔ／ｍであることを特徴とする、上記［３］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１０〜１０００本であることを特徴とする、上記［１］〜［４］のいずれかに記載のカーボンナノチューブ線材。
［６］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［５］に記載のカーボンナノチューブ線材。
［７］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］〜［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内部及び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の長手方向に垂直な方向の断面において、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、７０％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接続構造体。
［１１］複数のカーボンナノチューブ束で構成される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内部及び表層部にめっき部を形成する工程と、
前記電界めっきを施す工程の後に、前記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】
【００１３】
本発明によれば、カーボンナノチューブ線材における過電流の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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】
【００１５】
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。
【００１６】
＜カーボンナノチューブ線材の構成＞
図１は、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。
【００１７】
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，・・・（以下、ＣＮＴ束という）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の内部１ｂ及び表層部１ａに配されためっき部１２を備え、ＣＮＴ線材１の長手方向に垂直な方向の断面（以下、単に「断面」ともいう）において、ＣＮＴ束１１（以下、ＣＮＴ束を「素線」ともいう）の表面全長に対する、当該ＣＮＴ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ＣＮＴ束の個数を、複数のＣＮＴ束１１，１１，・・・の総数で除した値の比率が、７０％以上である。
【００１８】
内部１ｂ及び表層部１ａに配されためっき部１２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以上となる領域に存在する各ＣＮＴ束１１ａに形成されためっき部を表層部１ａに配されためっき部とし、ＣＮＴ線材１から各ＣＮＴ束１１ａを除いた領域に存在する各ＣＮＴ束１１ｂに形成されためっき部を内部１ｂに配されためっき部とする。
【００１９】
めっき部１２は、複数のＣＮＴ束１１，１１，・・・のうちの隣接する複数のＣＮＴ束間に３次元的に形成されているのが好ましい。例えば、めっき部１２は、複数のＣＮＴ束１１，１１，・・・間に連通して形成された３次元構造を有している。また、めっき部１２の一部が、各ＣＮＴ束１１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のが好ましい。
【００２０】
めっき部１２は、好ましくは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の全体に偏り無く配されており、均一に分散して配置されている。図１では、めっき部１２は、複数のＣＮＴ束１１，１１の表面に別個に形成されているが、表層部１ａにおいて、めっき部１２は、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、隣接する複数のＣＮＴ間、例えば隣接する２つのＣＮＴ１１，１１間に形成されるのが好ましい。更に、めっき部１２は、隣接する複数のＣＮＴ間に、当該隣接する複数のＣＮＴのいずれとも密着した状態で形成されるのがより好ましい。
【００２１】
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。
【００２２】
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１１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１１の重心から見て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設けられてもよいし、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１１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、ＣＮＴ線材１とめっき部１２との接着強度を向上させることができる。
【００２３】
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。
【００２４】
複数のＣＮＴ束の撚り線において、めっきされていないＣＮＴ束同士では接触抵抗が大きく、素線間の導通がとりにくい。そのため、端末から電流を流す場合に、撚り線を構成する素線全部に電流が流れない場合があり、特に大電流を流した場合、特定の素線にのみ電流が流れ、素線の許容電流量を超え、素線が切断してしまう場合がある。
【００２５】
ＣＮＴ束である素線がめっき処理されている場合、めっきされていない素線と素線同士に比べて、めっきされた素線同士では１／１００程度、めっきされた素線とめっきされていない素線では１／１０程度に接触抵抗が下がるため、素線同士の導通が向上し、素線全体に電流が流れるようになる。その結果、大電流を流した場合でも特定の素線にのみ過剰な電流が流れて素線が切断されることがない。
【００２６】
そこで、本実施形態では、ＣＮＴ線材１の長手方向に垂直な方向の断面において、ＣＮＴ束１１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以上であるＣＮＴ束の個数を、複数のＣＮＴ束１１，１１，・・・の総数で除した値の比率が７０％以上であり、７５％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。上記値の比率が７０％未満であると、素線間の接触抵抗が十分下がらず、大きな電流が流れたときに特性の素線に過電流が生じやすい。上記値の比率の下限値が７０％以上であることにより、ＣＮＴ束間の接触抵抗を低減させ、過電流の発生を抑制することができる。また、上記値の比率の上限値は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を付与しつつ、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。
【００２７】
ＣＮＴ線材１の長手方向に垂直な方向の断面において、ＣＮＴ束１１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は、０．５以上であり、０．６５以上がより好ましく、０．８以上が更に好ましい。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傾向にある。さらに、めっきされていない素線同士での接触割合が多いため、素線同士の導通の向上が図れず、特定の素線に過電流が生じやすい。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おそれがあり、めっきの剥離に伴い、特定の部分において過電流が発生しやすくなる。
【００２８】
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１の長手方向に垂直な方向の断面において、ＣＮＴ束１１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、複数のカーボンナノチューブ束１１，１１，・・・の総数で除した値の比率が、７０％以上９９％以下であることが好ましく、７０％以上９０％以下であることがより好ましい。上記値の比率が７０％未満であると、素線間の接触抵抗が十分下がらず、大きな電流が流れたときに特性の素線に過電流が生じやすい傾向にある。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。
【００２９】
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、ＣＮＴ束１１の外縁全長に対する、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以上であるＣＮＴ束の個数を、複数のＣＮＴ束１１，１１，・・・の総数で除した値の比率が、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束の上記値を算出する。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値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値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値のばらつきを確認することができる。
【００３０】
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。
【００３１】
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、５０〜１０００Ｔ／ｍであることが好ましく、１００〜４００Ｔ／ｍであることがより好ましい。撚り度が小さすぎると、素線同士の接触が弱いため、ＣＮＴ線材に大きな電流が流れた場合、ＣＮＴ線材にめっきされてない部分があると、他の線材に電流が逃げられないため、特定の素線に過電流を生じやすい。そのため、特定の素線への過電流の発生を抑制させる観点から、複数のＣＮＴ束１１の撚り度の下限値は１０Ｔ／ｍ以上であり、５０Ｔ／ｍ以上であることが好ましく、１００Ｔ／ｍ以上であることがより好ましい。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。ＣＮＴ線材１に良好な接合性を付与させる観点から、撚り度の上限値は３０００Ｔ／ｍ以下であり、１０００Ｔ／ｍ以下であることが好ましく、４００Ｔ／ｍ以下であることがさらに好ましい。このように、撚り度が１０〜３０００Ｔ／ｍであることにより、特定の素線への過電流の発生を抑制できると共に、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、特に、撚り度が１００〜４００Ｔ／ｍであることにより、特定の素線への過電流の発生を抑制しやすい上、優れた接合性を示す。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。
【００３２】
ＣＮＴ線材１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。
【００３３】
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。
【００３４】
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集合体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。
【００３５】
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。
【００３６】
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）
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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に混合されている。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。
【００４１】
＜カーボンナノチューブ線材の製造方法＞
本実施形態に係るカーボンナノチューブ線材の製造方法は、複数のカーボンナノチューブ束で構成される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内部及び表層部にめっき部を形成する工程と、電界めっきを施す工程の後に、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る工程と、を有する。
【００４２】
具体的には、先ず、複数のＣＮＴ束で構成される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。これにより、ＣＮＴ線材の内部及び表層部に下地部が形成される。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。
【００４３】
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線材の内部及び表層部にめっき部が形成される。本電界めっき処理により、ＣＮＴ線材の内部及び表層部にめっき部が形成される。
【００４４】
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束の撚り度に依存する。めっき部の深さ方向の割合を好ましい範囲内の値にするには、上記無電界めっきを施す工程の後に、複数のＣＮＴ束を所定の撚り度に撚り合わせる工程を行うことが好ましい。無電界めっき処理を撚り線化する前の複数のＣＮＴ束に行うことで、めっき浴のめっきが複数のＣＮＴ束間を介してＣＮＴ線材本体全体に浸透しやすくなり、ＣＮＴ線材の表層部に位置するＣＮＴ束に加えて、ＣＮＴ線材の内部に位置するＣＮＴ束にもめっき部を形成することができる。このような工程により、内部及び表層部の両方にめっき部１２を形成することができる。
【００４５】
次いで、下地部及びめっき部が形成された複数のカーボンナノチューブ束を撚り合わせる。これにより、内部１ｂ及び表層部１ａの両方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１の長手方向に沿って設けられ、ＣＮＴ線材１の内部１ｂ及び表層部１ａに配される。めっき部１２は、上述のように、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、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、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、７０％以上である。そして、はんだ部２は、ＣＮＴ線材１の内部１ｂ及び表層部１ａに上述の割合で配されためっき部１２と接合されている。これにより、はんだ部２とめっき部１２とが良好に接着し、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の内部１ｂ及び表層部１ａに配されためっき部１２を備え、ＣＮＴ線材１の長手方向に垂直な方向の断面において、ＣＮＴ束１１の表面全長に対する、当該ＣＮＴ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、複数のＣＮＴ束１１，１１，・・・の総数で除した値の比率が７０％以上であるので、めっき部１２の介在によってＣＮＴ束間の接触抵抗が低減し、ＣＮＴ線材１を構成する複数のＣＮＴ束１１，１１，・・・のほぼ全体に電流を流すことができる。これにより、ＣＮＴ束間の接触抵抗を低減させ、過電流の発生を抑制することができる。
【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１〜６）
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を回収機にてシート状に回収し、これらを集めてＣＮＴ集合体を製造し、更にＣＮＴ集合体を束ねてＣＮＴ線材を製造し、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３ｍの素線（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。
【００５７】
得られた各素線を硫酸銅、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５０分電解めっきすることで、電解めっきされた１８本の素線を作製した。続いて銅めっきされた１８本の素線を表１に示す撚り度で撚り、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。
【００５８】
（実施例７〜１２）
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１〜６と同様の方法を行い、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。
【００５９】
（実施例１３〜１７）
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たＣＮＴ線材本体を用いた以外は実施例１〜５と同様の方法を行い、ＣＮＴ線材本体に電界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と同様の方法で作製した円相当直径が０．１ｍｍであるＣＮＴからなる素線を用いて、銅めっきされていない素線１０本と、銅めっきされた素線８本をそれぞれ１００Ｔ／ｍで撚り合わせた、ＣＮＴ線材本体の一部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１７と同様の方法で作製した円相当直径が０．０５ｍｍであるＣＮＴからなる素線を用いて、銅めっきされていない素線２６本と、銅めっきされた素線４６本を５００Ｔ／ｍで撚り合わせた、ＣＮＴ線材本体の一部に電界めっき処理が施されたＣＮＴ線材を作製した。
【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０．２Ａで５０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１Ａで１５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）めっきされた素線の割合の測定
（ＣＮＴ線材の表層部及び内部にめっき部が形成されている素線（ＣＮＴ束）の確認）
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、それ以外の素線を内部に配された素線とし、各断面において表層部及び内部にめっき部が形成されている素線を確認した。
【００６５】
（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、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、ＣＮＴ線材全体の素線の総数で除した値の比率を、めっきされた素線の割合（％）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）許容電流
ＣＮＴ撚り線１０ｃｍのサンプルを用い、直流電源（ケースレー社製  ２２６８シリーズ）を用いて、１Ａの電流を１分間通電した。ＣＮＴ撚り線が断線しなかった場合、１分間室温で静置後、電流値を０．１Ａ上げて１分通電した。同様の操作をＣＮＴ撚り線が断線する電流値まで繰り返した。断線しないで１分間通電できた最大の電流値をＣＮＴ撚り線の断面積で割った値を算出し、許容電流（Ａ／ｍｍ２）を測定した。許容電流が２５Ａ／ｍｍ２以上である場合を過電流の発生が抑制されていると評価した。
【００６９】
（ｄ）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評価した。
【００７０】
上記実施例１〜１７及び比較例１〜２の測定、評価結果を表１に示す。
【００７１】
【表１】
2020181687.tif 000003
【００７２】
表１に示すように、実施例１〜１７では、ＣＮＴ線材の内部及び表層部にめっき部が設けられており、ＣＮＴ線材において、めっきされた素線の割合がいずれも７０％以上であった。また、過電流の発生も抑えられていることから、耐久性に優れていた。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１００Ｔ／ｍ以上４００Ｔ／ｍ以下である実施例２〜４、８〜１０、１４〜１６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１３〜１７では、いずれも高い接合性を示し、特に実施例１４は接合性が顕著に優れていた。
【００７３】
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線材において、めっきされた素線の割合が不十分であり、過電流が頻繁に発生し、耐久性に劣っていた。また、接続抵抗が実施例１〜１７と比較して格段に大きいことから、ＣＮＴ撚り線のはんだとの接合性も不良であった。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。また、めっきの剥離に伴い、過電流が発生した。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。また、めっきされていない素線同士での接触割合が多いため、素線同士の導通の向上が図れず、過電流が発生した。
【符号の説明】
【００７４】
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  カーボンナノチューブ束（ＣＮＴ束）
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】
2020181687.tif 000004
【図２】
2020181687.tif 000005