(57)【要約】【課題】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、カーボンナノチューブ集合体間の接触抵抗を低減させると共にはんだ濡れ性に優れたカーボンナノチューブ線材を提供すること。【解決手段】複数のカーボンナノチューブで構成されるカーボンナノチューブ集合体の単数または複数と、複数の金属ナノワイヤーとを有するカーボンナノチューブ線材であって、カーボンナノチューブ線材の長手方向にわたり複数の金属ナノワイヤーが連続的に存在することを特徴とする、カーボンナノチューブ線材。【選択図】図１
2020167101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカーボンナノチューブで構成されるカーボンナノチューブ集合体の単数または複数と、
複数の金属ナノワイヤーと、
を有す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わたり前記複数の金属ナノワイヤーが連続的に存在す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】
前記金属ナノワイヤーが銅ナノワイヤーである、請求項１に記載のカーボンナノチューブ線材。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブ線材中の前記金属ナノワイヤーの含量が１〜３０質量％である、請求項１または２に記載のカーボンナノチューブ線材。
【請求項４】
前記カーボンナノチューブ線材の断面全体に対して、前記金属ナノワイヤーが占める面積の割合が０．００１〜０．５である、請求項１から３までの何れか１項に記載のカーボンナノチューブ線材。
【請求項５】
前記金属ナノワイヤーのアスペクト比が１０以上である、請求項１から４までの何れか１項に記載のカーボンナノチューブ線材。
【請求項６】
前記金属ナノワイヤーの直径が１ｎｍ〜１０００ｎｍである、請求項１から５までの何れか１項に記載のカーボンナノチューブ線材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンナノチューブ線材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、また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、熱伝導性、機械的強度等の諸特性に優れる。しかし、マイクロオーダーレベルのカーボンナノチューブ、複数のカーボンナノチューブがファンデルワールス力により集合するカーボンナノチューブ集合体を多数集合させて線材化することは容易ではなく、カーボンナノチューブを線材として利用している技術は少ない。
【０００３】
特許文献１は、湿式紡糸法によるカーボンナノチューブの線材化方法を開示する。特許文献１の方法では、カーボンナノチューブ分散体を含有するカーボンナノチューブ分散液を紡糸してカーボンナノチューブ紡糸を製造する。
【０００４】
特許文献２は、カーボンナノチューブと銀ナノワイヤーから構成した導電膜を開示する。より具体的には、特許文献２は、基板、該基板上に設けられたバインダー部、ならびに該バインダー部内に内在する銀ナノワイヤーおよびカーボンナノチューブからなる導電性繊維を有して成る導電部、該導電部を覆う封止部を備えた導電性構造体を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−２１６８６３号公報
【特許文献２】特開２０１５−６９９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の方法では、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同士の接触を良好に保つのが困難な場合があった。カーボンナノチューブ、カーボンナノチューブ集合体自体は高い導電性を有するものの、カーボンナノチューブ線材（素線）はカーボンナノチューブ、カーボンナノチューブ集合体を物理的、化学的な力で線材化して形成されたものである。このため、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、カーボンナノチューブ集合体間に隙間が生じるなどの理由から、カーボンナノチューブ、カーボンナノチューブ集合体間の接触抵抗が大きくなり、カーボンナノチューブ、カーボンナノチューブ集合体自体の導電性に比してカーボンナノチューブ線材全体の導電性が低下することとなっていた。
【０００７】
特許文献２の発明では、カーボンナノチューブを主体とした線を前提としていない。さらに、銀ナノワイヤーとカーボンナノチューブの比率が明らかではない。また、導電膜の発明であるため重量に関する制限がなく、カーボンナノチューブの軽量性を発揮させるための銀ナノワイヤーの量、配置に関する記載がない。
【０００８】
また、従来の金属系の電線同士、金属系の電線と金属端子との接合剤として用いられるはんだは、カーボンナノチューブに対して濡れ性が悪いため、カーボンナノチューブ上に直接、はんだを設け、さらに該はんだを介して他の部材と電気的に接合させることは困難であった。このため、カーボンナノチューブ線材を電線として用い、接合剤としてはんだを用いる場合、カーボンナノチューブ電線の有用な特性である導電性を低下させる要因と
もなっていた。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、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、カーボンナノチューブ集合体間の接触抵抗を低減させると共にはんだ濡れ性に優れたカーボンナノチューブ線材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下の各実施態様を有する。
［１］複数のカーボンナノチューブで構成されるカーボンナノチューブ集合体の単数または複数と、
複数の金属ナノワイヤーと、
を有す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わたり前記複数の金属ナノワイヤーが連続的に存在することを特徴とする、カーボンナノチューブ線材。
［２］前記金属ナノワイヤーが銅ナノワイヤーである、上記［１］に記載のカーボンナノチューブ線材。
［３］前記カーボンナノチューブ線材中の前記金属ナノワイヤーの含量が１〜３０質量％である、上記［１］または［２］に記載のカーボンナノチューブ線材。
［４］前記カーボンナノチューブ線材の断面全体に対して、前記金属ナノワイヤーが占める面積の割合が０．００１〜０．５である、上記［１］から［３］までの何れか１つに記載のカーボンナノチューブ線材。
［５］前記金属ナノワイヤーのアスペクト比が１０以上である、上記［１］から［４］までの何れか１つに記載のカーボンナノチューブ線材。
［６］前記金属ナノワイヤーの直径が１ｎｍ〜１０００ｎｍである、上記［１］から［５］までの何れか１つに記載のカーボンナノチューブ線材。
【発明の効果】
【００１１】
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、およびカーボンナノチューブ集合体間の接触抵抗を低減させると共にはんだ濡れ性に優れたカーボンナノチューブ線材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係るカーボンナノチューブ線材の説明図である。
【図２】一実施形態に係るカーボンナノチューブ被覆電線の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
１．カーボンナノチューブ線材
以下に、一実施形態に係るカーボンナノチューブ線材について説明する。
【００１４】
一実施形態のカーボンナノチューブ線材は、複数のカーボンナノチューブと、複数の金属ナノワイヤーとを有する。例えば、カーボンナノチューブ線材は、複数のカーボンナノチューブで構成されるカーボンナノチューブ集合体の単数または複数と、金属ナノワイヤーとを有する。また、１つのカーボンナノチューブ線材（素線）の長手方向にわたり複数の金属ナノワイヤーが連続的に存在する。カーボンナノチューブ線材（素線）の長手方向にわたり複数の金属ナノワイヤーが連続的に存在するか否かの判定は以下の方法により行う。カーボンナノチューブ線材（素線）をその長手方向に少なくとも５０ｃｍ切り出し、該切り出したカーボンナノチューブ線材の５ｃｍごとの断面のＳＥＭによる観察を行う。例えば、カーボンナノチューブ線材（素線）をその長手方向に５０ｃｍ切り出した場合、５ｃｍごとに１０等分して得た１０の断面についてＳＥＭにより観察を行う。ＳＥＭによる観察は例えば、ＳＵ８０２０（日立製作所製）を用いてカーボンナノチューブ線材の断
面画像を得た後、該断面画像中の炭素元素と銅元素の分布から、金属ナノワイヤーの有無を計測する。そして、５ｃｍごとに得た全ての断面において金属ナノワイヤーが何れかの位置に存在する場合には、該切り出した「カーボンナノチューブ線材（素線）の長手方向にわたり複数の金属ナノワイヤーが連続的に存在する」ものと判断することができる。なお、カーボンナノチューブ線材内において、各々の金属ナノワイヤーは互いに接するように存在しても、離間して存在してもよい。また、５ｃｍごとの各々の断面において観察される金属ナノワイヤーは同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。５ｃｍごとに得た各断面中に観察される金属ナノワイヤーの本数は、同じであっても、異なってもよい。例えば、第一の断面中に観察される金属ナノワイヤーの本数よりも、第二の断面中に観察される金属ナノワイヤーの本数の方が少なくてもよい。上記のように金属ナノワイヤーが測定された各断面に存在することによって連続的に金属ナノワイヤーが存在することとなる。このため、カーボンナノチューブ、カーボンナノチューブ集合体間の接触性を良好にすると共に、カーボンナノチューブ線材全体の導電性を優れたものとすることができる。なお、カーボンナノチューブ線材（素線）の長手方向全長にわたり複数の金属ナノワイヤーが連続的に存在してもよいし、カーボンナノチューブ線材（素線）の長手方向の一部に複数の金属ナノワイヤーが連続的に存在してもよいが、カーボンナノチューブ線材において複数の金属ナノワイヤーが連続的に存在する領域の長さは５０ｃｍ以上である。従って、一実施形態の変形例では、カーボンナノチューブ線材中に金属ナノワイヤーが存在しない領域があってもよい。
【００１５】
図１は一実施形態のカーボンナノチューブ線材を表す図であり、図１（ａ）はカーボンナノチューブ線材の長手方向に平行な方向の断面図、図１（ｂ）および（ｃ）は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図を表す。一般的な紡糸によりカーボンナノチューブ線材を作成した場合、カーボンナノチューブ線材に電圧をかけると、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やカーボンナノチューブ集合体自体には電流が良く流れるが、カーボンナノチューブ間の接点、およびカーボンナノチューブ集合体間の接点は電気抵抗が高いため、カーボンナノチューブ線材全体の電気抵抗も高くなってしまう。また、接合剤として用いられるはんだは、カーボンナノチューブに対して濡れ性が悪いという特性を有するため、カーボンナノチューブ上に直接、はんだを設け、さらに該はんだを介して他の部材と電気的に接合させることは困難であった。これに対して、図１（ａ）に例示されるように一実施形態のカーボンナノチューブ線材１は、カーボンナノチューブ２および金属ナノワイヤー３を有する。カーボンナノチューブ線材１に電圧をかけると、カーボンナノチューブ２を流れた電流は、カーボンナノチューブ２から金属ナノワイヤー３に流れ込む。続いて金属ナノワイヤー３からカーボンナノチューブ２に流れ込む。カーボンナノチューブと金属ナノワイヤーの接触抵抗は、カーボンナノチューブとカーボンナノチューブの接触抵抗より小さいため、カーボンナノチューブのみから構成された線材よりも、線材全体の電気抵抗が小さくなる。また、カーボンナノチューブ線材１の表面にも金属ナノワイヤー３が存在する場合、金属ナノワイヤー３を構成する金属は、はんだの濡れ性に優れる。このため、カーボンナノチューブ線材１の金属ナノワイヤー３上にはんだを設けることによって、カーボンナノチューブ線材１を他の部材と電気的に良好に接合させることができる。なお、図１（ａ）ではカーボンナノチューブ２間に金属ナノワイヤー３が存在する例を説明したが、金属ナノワイヤー３は小さく微小な空間内にも存在し得るため、カーボンナノチューブ２内に金属ナノワイヤー３が存在することでカーボンナノチューブ線材１全体の導電性を向上させることもできる。金属ナノワイヤー３は複数のカーボンナノチューブ間２に存在することで、該カーボンナノチューブ２間の導電パスとして存在することができる。金属ナノワイヤー３は、複数のカーボンナノチューブ２間の空隙、カーボンナノチューブ２の内部、カーボンナノチューブ集合体の内部、複数のカーボンナノチューブ集合体間の空隙に存在することができる。
【００１６】
また、カーボンナノチューブ２の直径に対する金属ナノワイヤー３の直径の比を制御す
ることによって、所望の特性を有するカーボンナノチューブ線材１とすることができる。例えば、図１（ｂ）はカーボンナノチューブ２と金属ナノワイヤー３の直径が同程度のカーボンナノチューブ線材１の断面図であり、カーボンナノチューブ２と金属ナノワイヤー３の接触面積が大きくなるため、カーボンナノチューブ線材１全体の導電性をより向上させることができる。この場合、（カーボンナノチューブの直径）／（金属ナノワイヤーの直径）は、０．１以上１０未満が好ましく、０．５以上５未満がより好ましく、０．７以上３未満がさらに好ましい。図１（ｃ）はカーボンナノチューブ２よりも金属ナノワイヤー３の直径が大きいカーボンナノチューブ線材１の断面図であり、金属ナノワイヤー３は高電圧に耐え得るため高電圧の印加時にも使用可能なカーボンナノチューブ線材１とすることができる。この場合、（カーボンナノチューブの直径）／（金属ナノワイヤーの直径）は、１０以上１００００未満が好ましく、５０以上２０００未満がより好ましく、２００以上１０００未満がさらに好ましい。
【００１７】
また、他の実施形態では、複数のカーボンナノチューブ線材（素線）を撚りあわせて撚り線の形態としてもよい。この場合、各々のカーボンナノチューブ線材（素線）の長手方向にわたり複数の金属ナノワイヤーが連続的に存在する。撚り線を構成する素線の本数および撚り方は特に限定されず、撚り線の用途などに応じて適宜、設定することができる。撚り線全体の円相当直径は、特に限定されないが、例えば、０．１ｍｍ〜１０ｍｍである。カーボンナノチューブ線材の撚り線とした場合、各素線については上記のように金属ナノワイヤーを含むため優れた導電性を有することができる。また、各素線間に微小な空隙が存在する場合であっても該空隙間に、金属ナノワイヤーが存在することによって各素線間に導電パスを形成し、撚り線全体の導電性を向上させることができる。また、撚り線の外周面上に金属ナノワイヤーが存在する場合、該金属ナノワイヤーははんだの濡れ性が優れる。このため、はんだを設けることによって、該はんだを介して他の部材と電気的に良好に接合させることができる。
【００１８】
カーボンナノチューブ線材（素線）の断面において、金属ナノワイヤーは均一に分布していても特定の領域に偏って分布していてもよい。金属ナノワイヤーが均一に分布する場合、カーボンナノチューブ線材全体の導電性を良好に向上させることができる。金属ナノワイヤーがカーボンナノチューブ線材の外周面上に偏って存在する場合、はんだとの濡れ性を向上させることができる。
【００１９】
カーボンナノチューブ線材の素線および撚り線の何れの場合であっても、各々のカーボンナノチューブ線材（素線）の断面全体に対して、金属ナノワイヤーが占める面積の割合は０．００１〜０．５であることが好ましく、０．００５〜０．３であることがより好ましく、０．０１〜０．２であることがさらに好ましい。この場合、カーボンナノチューブ線材の断面において金属ナノワイヤーが占める面積の割合は、カーボンナノチューブ線材の断面における金属ナノワイヤーの存在の判定方法と同様の方法によって判定することができる。すなわち、カーボンナノチューブ線材（素線）をその長手方向に少なくとも５０ｃｍ、切り出し、該切り出したカーボンナノチューブ線材を５ｃｍごとに等分して得た断面についてＳＥＭにより断面画像を得た後、該断面画像中の炭素元素と銅元素の分布から、金属ナノワイヤーの有無を計測することができる。そして、各断面において得た金属ナノワイヤーの面積割合の平均値を、「カーボンナノチューブ線材の断面において金属ナノワイヤーが占める面積の割合」とする。各断面に金属ナノワイヤーが存在することによって、カーボンナノチューブ線材は優れた導電性を有することができる。
【００２０】
以下では、カーボンナノチューブ線材１を構成する材料であるカーボンナノチューブと金属ナノワイヤーについてさらに詳細に説明する。
【００２１】
カーボンナノチューブ線材は、１層以上の層構造を有する複数のカーボンナノチューブ
から形成されている。カーボンナノチューブの長手方向は、カーボンナノチューブ線材の長手方向を形成している。従って、カーボンナノチューブは、線状となっている。素線であるカーボンナノチューブ線材の円相当直径は、特に限定されないが、例えば、０．０１ｍｍ〜４．０ｍｍである。
【００２２】
カーボンナノチューブは集合体を形成していてもよく、その場合カーボンナノチューブ集合体は、１層以上の層構造を有するカーボンナノチューブの束である。カーボンナノチューブの長手方向が、カーボンナノチューブ集合体の長手方向を形成している。カーボンナノチューブ集合体における複数のカーボンナノチューブは、その長軸方向がほぼ揃って配されている。従って、カーボンナノチューブ集合体における複数のカーボンナノチューブは、配向性が高くなる。カーボンナノチューブ集合体の円相当直径は、例えば、２０ｎｍ〜１０００ｎｍであり、より典型的には、２０ｎｍ〜８０ｎｍである。カーボンナノチューブの最外層の幅寸法は、例えば、１．０ｎｍ〜５．０ｎｍである。
【００２３】
カーボンナノチューブは、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。
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には、３層構造以上の層構造を有するカーボンナノチューブや単層構造の層構造を有するカーボンナノチューブも含まれていてもよく、３層構造以上の層構造を有するカーボンナノチューブまたは単層構造の層構造を有するカーボンナノチューブから形成されていてもよい。
【００２４】
２層構造を有するカーボンナノチューブでは、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。
【００２５】
カーボンナノチューブの性質は、上記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、及びカイラル型に大別され、アームチェア型は金属性、ジグザグ型は半導体性および半金属性、カイラル型は半導体性および半金属性の挙動を示す。従って、カーボンナノチューブの導電性は、筒状体がいずれのカイラリティを有するかによって大きく異なる。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集合体では、導電性をさらに向上させる点から、金属性の挙動を示すアームチェア型のカーボンナノチューブの割合を増大させることが好ましい。
【００２６】
金属ナノワイヤーの材料は導電性の金属であれば特に限定されないが、銀、金、インジウム、スズ、鉄、コバルト、白金、パラジウム、ニッケル、コバルト、チタン、銅、およびそれらの合金からなる群から選択される材料を含むことが好ましい。また、導電性に優れると共に安価で軽量であることから、金属ナノワイヤーは銅（Ｃｕ）ナノワイヤーであることがより好ましい。金属ナノワイヤーは水熱合成法や陽極酸化法など公知の方法により製造したものや、市販のものを入手して使用することができる。金属ナノワイヤーのアスペクト比が１０以上であることが好ましく、１５〜１００００００であることがより好ましく、２０〜１０００００であることがさらに好ましい。金属ナノワイヤーのアスペクト比が上記範囲内であることにより、カーボンナノチューブ間の空隙中に金属ナノワイヤーが存在しやすくなると共に、金属ナノワイヤーの表面積を大きくすることができる。この結果、カーボンナノチューブ線材全体の導電性をさらに向上させることができる。金属ナノワイヤーの直径は１ｎｍ〜１０００ｎｍであることが好ましく、１．２ｎｍ〜１０００ｎｍであることがより好ましく、１．５ｎｍ〜１００ｎｍであることがさらに好ましい。金属ナノワイヤーの直径がこれらの範囲内であることによって、金属ナノワイヤーの機械的強度とカーボンナノチューブ間の導電パスとしての機能を両立させることができる。カーボンナノチューブ線材（素線）中の金属ナノワイヤーの含量は１〜３０質量％である
ことが好ましく、２．５〜２５質量％であることがより好ましく、５〜１５質量％であることがさらに好ましい。金属ナノワイヤーの含量がこれらの範囲内にあることによって、カーボンナノチューブ線材全体の導電性をさらに向上させることができる。
【００２７】
上記のように、一実施形態のカーボンナノチューブ線材はその外周面上に絶縁被覆層を有していてもよい。図２は、カーボンナノチューブ線材の撚り線の外周面上にさらに絶縁被覆層を有する、カーボンナノチューブ被覆電線１２の例を表す図である。図２に示すように、複数のカーボンナノチューブ線材１１から撚り線１０が構成されている。また、カーボンナノチューブ線材１１の長手方向に沿って撚り線１０の外周面全体が、絶縁被覆層２１で被覆されている。絶縁被覆層２１の材料としては絶縁特性を有するものであれば特に限定されないが例えば、熱可塑性樹脂を挙げることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリル樹脂等を挙げることができる。これらは、単独で使用してもよく、２種以上を適宜混合して使用してもよい。
【００２８】
２．カーボンナノチューブ線材の製造方法
カーボンナノチューブ線材（素線）の製造方法は特に限定されないが、乾式紡糸法（特許第５８１９８８８号明細書、特許第５９９０２０２号明細書、特許第５３５０６３５号明細書）、湿式紡糸法（特許第５１３５６２０号明細書、特許第５１３１５７１号明細書、特許第５２８８３５９号明細書）、液晶紡糸法（特２０１４−５３０９６４号公報）等の公知の方法で作製することができる。例えば、湿式紡糸法では特定の溶媒中にカーボンナノチューブおよび金属ナノワイヤーを添加した分散液を得た後、押出成形器などにより該分散液を凝固液中に押し出すことによって、カーボンナノチューブ線材（素線）を得ることができる。また、撚り線の形態のカーボンナノチューブ線材を得る場合は、撚り器によってカーボンナノチューブ線材（素線）を撚ることによってカーボンナノチューブ線材を得ることができる。
【実施例】
【００２９】
（実施例１）
まず、０．１質量％コール酸ナトリウム水溶液中にカーボンナノチューブおよび銅ナノワイヤー（直径１５５ｎｍ、長さ８．５μｍ）を添加して分散液を得た。分散液を押出成形器に投入した後、該分散液をイソプロパノールの凝固液中に押し出すことにより、線径が０．２ｍｍのカーボンナノチューブ線材を作製した。このようにして作製したカーボンナノチューブ線材中の銅ナノワイヤーの含量は１８質量％であった。上記のように作製したカーボンナノチューブ線材を１２本、撚り器により撚りあわせて撚り線の形態とした。
【００３０】
（実施例２）
分散液中への銅ナノワイヤーの添加量を変えることにより、作製したカーボンナノチューブ線材中の銅ナノワイヤーの含量を１．２質量％とした。これ以外は、実施例１と同様にして撚り線を作製した。
【００３１】
（実施例３）
銅ナノワイヤーを、直径８３ｎｍ、長さ２．１μｍのものに変更した以外は、実施例２と同様にして撚り線を作製した。
【００３２】
（実施例４）
分散液中への銅ナノワイヤーの添加量を変えることにより、カーボンナノチューブ線材中の銅ナノワイヤーの含量を３５質量％とした。これ以外は、実施例３と同様にして、撚
り線を作製した。
【００３３】
（比較例１）
分散液中への銅ナノワイヤーの添加量を変えることにより、カーボンナノチューブ線材中の銅ナノワイヤーの含量を０．５質量％とした。これ以外は、実施例３と同様にして、撚り線を作製した。
【００３４】
＜評価＞
上記のようにして作製した各例のカーボンナノチューブ線材について以下の評価を行った。
（ａ）カーボンナノチューブ線材の断面における金属ナノワイヤーの有無
カーボンナノチューブ線材（素線）をその長手方向に５０ｃｍ、切り出し、該切り出したカーボンナノチューブ線材を５ｃｍごとに１０等分して得た１０の断面についてＳＥＭ（ＳＵ８０２０（日立製作所社製））により断面画像を得た。次にＥＤＳ分析（ＳＵ８０２０（日立製作所製））により、ＳＥＭ画像中に存在する炭素元素と銅元素の分布から、各断面における金属ナノワイヤーの有無を計測した。
【００３５】
（ｂ）体積抵抗率
ソースメータ（ケースレー２４００（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ社製））を用いて、電流０．１ｍＡを流したときの抵抗値を計測した。この値を用いてカーボンナノチューブ線材の体積抵抗率を算出した。この際、サンプルはカーボンナノチューブ線材１ｍを切り出し、１０ｃｍ間隔ずつ、１０カ所計測しその平均値を用いた。体積抵抗率を算出するための断面積は測定に用いた１ｍの線材を１０等分してそれぞれの断面積をマイクロスコープ（ＶＨＸ−７０００、キーエンス社製）で計測し、その平均値を用いた。予め各例について銅ナノワイヤーを含有しない以外は同条件で作製した撚り線の体積抵抗率を測定した。そして、銅ナノワイヤーを含有しないカーボンナノチューブ線材の体積抵抗率ρｖ０、各例で作製したカーボンナノチューブ線材の体積抵抗率をρｖとしたとき、ρｖ／ρｖ０を体積抵抗率の比（％）とした。体積抵抗率の比が低い値であると、銅ナノワイヤーによりカーボンナノチューブ線材中に良好な導電パスが形成され、カーボンナノチューブ線材全体の導電性が低くなったものと評価できる。
【００３６】
各例で使用した金属ナノワイヤーの特性、各例で作製したカーボンナノチューブ線材の特性、および評価結果を下記表１に示す。なお、下記表１の「カーボンナノチューブ線材の断面における金属ナノワイヤーの有無」欄では、１０の全ての断面に金属ナノワイヤーが存在する場合を「有」とし、１０の何れかの断面に金属ナノワイヤーが存在しない場合を「無」とした。
【００３７】
【表１】
2020167101.tif 000003
【００３８】
表１の結果より、実施例１〜４では、カーボンナノチューブ線材の長手方向にわたり複数の金属ナノワイヤーが存在する断面が連続的に存在するため、体積抵抗率の比が低くなることが分かる。
【符号の説明】
【００３９】
１、１１  カーボンナノチューブ線材
２  カーボンナノチューブ
３  金属ナノワイヤー
４  空隙
１０  撚り線
１２  カーボンナノチューブ被覆電線
２１  絶縁被覆層
【図１】
2020167101.tif 000004
【図２】
2020167101.tif 000005