(57)【要約】  識別性に優れたカーボンナノチューブ被覆電線を提供する。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からなるカーボンナノチューブ線材と、カーボンナノチューブ線材を被覆する絶縁被覆層とを備え、絶縁被覆層は、識別マークを有する、カーボンナノチューブ被覆電線。
2019083030.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からなるカーボンナノチューブ線材と、該カーボンナノチューブ線材を被覆する絶縁被覆層と、
を備え、
前記絶縁被覆層は、識別マークを有する、カーボンナノチューブ被覆電線。
【請求項２】
前記識別マークは、前記絶縁被覆層の外表面の一部に位置し、
前記絶縁被覆層の外表面において、前記識別マークの色と前記識別マーク以外の部分の色とは異なる、請求項１に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブ線材が撚り線であり、前記識別マークは前記撚り線の撚りの方向を示す、請求項１または２に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
【請求項４】
前記識別マークは、前記絶縁被覆層の外表面に螺旋状に位置する、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被覆電線。
【請求項５】
前記識別マークは、前記絶縁被覆層の外表面の全体に位置した同一色の識別マークである、請求項１に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
【請求項６】
前記識別マークは、前記カーボンナノチューブ被覆電線の熱伝導率及び導電率からなる群から選択された少なくとも一つの特性値に応じて設定されている、請求項１又は２に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
【請求項７】
前記識別マークは、カプセルを含む、請求項１、２又は６に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
【請求項８】
前記カプセルは、蛍光物質又は導電材料を含む、請求項７に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
【請求項９】
前記識別マークは、蛍光物質を含むコア部と、シリカを含むシェル部とからなる、請求項１に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
【請求項１０】
前記識別マークは、タグを含む、請求項１に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
【請求項１１】
前記識別マークは、前記カーボンナノチューブ被覆電線の温度変化又は応力変化に応じて色が変化する材料を含む、請求項１に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
【請求項１２】
前記識別マークは、磁性材料を含む、請求項１に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
【請求項１３】
前記識別マークは、蛍光物質を含み、
前記カーボンナノチューブ被覆電線は、海底ケーブル、地中ケーブル、航空用ケーブル、または宇宙用ケーブルである、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被覆電線。
【請求項１４】
前記識別マークは、前記絶縁被覆層の外表面において、前記カーボンナノチューブ被覆電線の長手方向の少なくとも一方の端部に位置する、請求項１、２、６から１２までの何れか１項に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
【請求項１５】
前記識別マークは、前記絶縁被覆層の外表面を１周する環状の形状を有する、請求項１、２、６から１２までの何れか１項に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
【請求項１６】
前記絶縁被覆層を構成する材料の屈折率ｎＤは１．５未満であり、前記絶縁被覆層の膜厚／前記カーボンナノチューブ線材の線径は０．２未満である、請求項１から１５までの何れか１項に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
【請求項１７】
前記絶縁被覆層を構成する材料の、ＪＩＳ  ７３７５：２００８に規定する全光線透過率は９０％未満であり、前記絶縁被覆層の膜厚／前記カーボンナノチューブ線材の線径は０．２未満である、請求項１から１５までの何れか１項に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
【請求項１８】
前記カーボンナノチューブ線材が、複数の前記カーボンナノチューブ集合体からなり、複数の該カーボンナノチューブ集合体の配向性を示す小角Ｘ線散乱によるアジマスプロットにおけるアジマス角の半値幅Δθが６０°以下である、請求項１から１７までの何れか１項に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
【請求項１９】
複数の前記カーボンナノチューブの密度を示すＸ線散乱による散乱強度の（１０）ピークにおけるピークトップのｑ値が２．０ｎｍ−１以上５．０ｎｍ−１以下であり、且つ半値幅Δｑが０．１ｎｍ−１以上２．０ｎｍ−１以下である、請求項１から１８までの何れか１項に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
【請求項２０】
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からなるカーボンナノチューブ線材と、該カーボンナノチューブ線材を被覆する絶縁被覆層と、を備える、複数のカーボンナノチューブ被覆電線であって、
前記複数のカーボンナノチューブ被覆電線の絶縁被覆層は、互いに異なる識別マークまたは色を有する、カーボンナノチューブ被覆電線。
【請求項２１】
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からなるカーボンナノチューブ線材の２本以上の撚り線と、該カーボンナノチューブ線材を被覆する絶縁被覆層と、前記絶縁被覆層の外表面に前記撚り線の撚り方向を示す識別マークとを有するカーボンナノチューブ被覆電線を、前記識別マークが示す撚り方向にねじる工程を有する、カーボンナノチューブ被覆電線の施工方法。
【請求項２２】
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からなるカーボンナノチューブ線材の２本以上の撚り線と、該カーボンナノチューブ線材を被覆する絶縁被覆層と、前記絶縁被覆層の外表面に前記撚り線の撚り方向を示すと共に蛍光物質を含む識別マークとを有するカーボンナノチューブ被覆電線に対して光を照射して、前記蛍光物質から発せられた蛍光を検出することにより前記識別マークを検出する、識別マークの検出方法。
【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で構成されるカーボンナノチューブ線材を絶縁材料で被覆したカーボンナノチューブ被覆電線およびその施工方法、識別マークの検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」ということがある。）は、様々な特性を有する素材であり、多くの分野への応用が期待されている。【０００３】
例えば、ＣＮＴ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、ＣＮＴを線材化することは容易ではなく、ＣＮＴを線材として利用している技術は少ない。【０００４】
例えば、ＣＮＴ材料の導電性をさらに向上させるために、隣接したＣＮＴ線材の電気的接合点に、金属等からなる導電性堆積物を形成したカーボンナノチューブ材料が提案され、このようなカーボンナノチューブ材料は広汎な用途に適用できることが開示されている（特許文献１）。【０００５】
一方で、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。【０００６】
また、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と芯線からの発熱も増加する傾向にある。そこで、絶縁被覆による絶縁性を損なうことなく、電線の放熱特性を向上させることが要求されている。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、線材の軽量化も要求されている。【０００７】
更に、従来から、電線の種類・用途を識別するために、電線の外表面に識別マークが付与されていた。例えば、自動車には、多種多様な電気部品や電子機器が搭載され、電気部品（電子機器）間に電力や制御信号などを伝えるために、ワイヤハーネスが配索されている。このような各種の電線において、電気回路ごとに対応する電線を識別するための識別マークが付与されている。
カーボンナノチューブ線材は、銅やアルミニウム等からなる線材に匹敵する優れた導電性を有することができるが、カーボンナノチューブを使用したカーボンナノチューブ線材は、金属製の芯線とは異なり、熱伝導に異方性があり、径方向と比較して長手方向に優先的に熱が伝導する。すなわち、カーボンナノチューブ線材は金属線とは仕様が異なり、線材の使用用途などに応じた識別方法が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２０１５−５２３９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、カーボンナノチューブ被覆電線の識別性を向上させ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からなるカーボンナノチューブ線材と、該カーボンナノチューブ線材を被覆する絶縁被覆層と、
を備え、
前記絶縁被覆層は、識別マークを有する、カーボンナノチューブ被覆電線。
［２］前記識別マークは、前記絶縁被覆層の外表面の一部に位置し、
前記絶縁被覆層の外表面において、前記識別マークの色と前記識別マーク以外の部分の色とは異なる、上記［１］に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
［３］前記カーボンナノチューブ線材が撚り線であり、前記識別マークは前記撚り線の撚りの方向を示す、上記［１］または［２］に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
［４］前記識別マークは、前記絶縁被覆層の外表面に螺旋状に位置する、上記［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被覆電線。
［５］前記識別マークは、前記絶縁被覆層の外表面の全体に位置した同一色の識別マークである、上記［１］に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
［６］前記識別マークは、前記カーボンナノチューブ被覆電線の熱伝導率及び導電率からなる群から選択された少なくとも一つの特性値に応じて設定されている、上記［１］又は［２］に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
［７］前記識別マークは、カプセルを含む、上記［１］、［２］又は［６］に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
［８］前記カプセルは、蛍光物質又は導電材料を含む、上記［７］に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
［９］前記識別マークは、蛍光物質を含むコア部と、シリカを含むシェル部とからなる、上記［１］に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
［１０］前記識別マークは、タグを含む、上記［１］に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
［１１］前記識別マークは、前記カーボンナノチューブ被覆電線の温度変化又は応力変化に応じて色が変化する材料を含む、上記［１］に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
［１２］前記識別マークは、磁性材料を含む、上記［１］に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
［１３］前記識別マークは、蛍光物質を含み、
前記カーボンナノチューブ被覆電線は、海底ケーブル、地中ケーブル、航空用ケーブル、または宇宙用ケーブルである、上記［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被覆電線。
［１４］前記識別マークは、前記絶縁被覆層の外表面において、前記カーボンナノチューブ被覆電線の長手方向の少なくとも一方の端部に位置する、上記［１］、［２］、［６］から［１２］までの何れか１項に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
［１５］前記識別マークは、前記絶縁被覆層の外表面を１周する環状の形状を有する、上記［１］、［２］、［６］から［１２］までの何れか１項に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
［１６］前記絶縁被覆層を構成する材料の屈折率ｎＤは１．５未満であり、前記絶縁被覆層の膜厚／前記カーボンナノチューブ線材の線径は０．２未満である、上記［１］から［１５］までの何れか１項に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
［１７］前記絶縁被覆層を構成する材料の、ＪＩＳ  ７３７５：２００８に規定する全光線透過率は９０％未満であり、前記絶縁被覆層の膜厚／前記カーボンナノチューブ線材の線径は０．２未満である、上記［１］から［１５］までの何れか１項に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
［１８］前記カーボンナノチューブ線材が、複数の前記カーボンナノチューブ集合体からなり、複数の該カーボンナノチューブ集合体の配向性を示す小角Ｘ線散乱によるアジマスプロットにおけるアジマス角の半値幅Δθが６０°以下である、上記［１］から［１７］までの何れか１項に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
［１９］複数の前記カーボンナノチューブの密度を示すＸ線散乱による散乱強度の（１０）ピークにおけるピークトップのｑ値が２．０ｎｍ−１以上５．０ｎｍ−１以下であり、且つ半値幅Δｑが０．１ｎｍ−１以上２．０ｎｍ−１以下である、上記［１］から［１８］までの何れか１項に記載のカーボンナノチューブ被覆電線。
［２０］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からなるカーボンナノチューブ線材と、該カーボンナノチューブ線材を被覆する絶縁被覆層と、を備える、複数のカーボンナノチューブ被覆電線であって、
前記複数のカーボンナノチューブ被覆電線の絶縁被覆層は、互いに異なる識別マークまたは色を有する、カーボンナノチューブ被覆電線。
［２１］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からなるカーボンナノチューブ線材の２本以上の撚り線と、該カーボンナノチューブ線材を被覆する絶縁被覆層と、前記絶縁被覆層の外表面に前記撚り線の撚り方向を示す識別マークとを有するカーボンナノチューブ被覆電線を、前記識別マークが示す撚り方向にねじる工程を有する、カーボンナノチューブ被覆電線の施工方法。
［２２］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からなるカーボンナノチューブ線材の２本以上の撚り線と、該カーボンナノチューブ線材を被覆する絶縁被覆層と、前記絶縁被覆層の外表面に前記撚り線の撚り方向を示すと共に蛍光物質を含む識別マークとを有するカーボンナノチューブ被覆電線に対して光を照射して、前記蛍光物質から発せられた蛍光を検出することにより前記識別マークを検出する、識別マークの検出方法。
【発明の効果】
【００１１】
絶縁被覆層が識別マークを有することにより、カーボンナノチューブ被覆電線は優れた識別性を有することができる。
【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被覆電線の説明図である。
【図２】一実施形態に係るカーボンナノチューブ被覆電線に用いるカーボンナノチューブ線材の説明図である。
【図３】（ａ）図は、ＳＡＸＳによる複数のカーボンナノチューブ集合体の散乱ベクトルｑの二次元散乱像の一例を示す図であり、（ｂ）図は、二次元散乱像において、透過Ｘ線の位置を原点とする任意の散乱ベクトルｑの方位角−散乱強度の一例を示すグラフである。
【図４】カーボンナノチューブ集合体を構成する複数のカーボンナノチューブのＷＡＸＳによるｑ値−強度の関係を示すグラフである。
【図５】一実施形態に係る、識別マークを有するカーボンナノチューブ被覆電線の説明図である。
【図６】一実施形態に係る、識別マークを有するカーボンナノチューブ被覆電線の説明図である。
【図７】一実施形態に係る、識別マークを有す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被覆電線
以下に、一実施形態に係るカーボンナノチューブ被覆電線について、図面を用いながら説明する。
【００１４】
図１に示すように、一実施形態に係るカーボンナノチューブ被覆電線（以下、「ＣＮＴ被覆電線」ということがある。）１は、カーボンナノチューブ線材（以下、「ＣＮＴ線材」ということがある。）１０の外周面に絶縁被覆層２１が被覆された構成となっている。すなわち、ＣＮＴ線材１０の長手方向に沿って絶縁被覆層２１が被覆されている。ＣＮＴ被覆電線１では、ＣＮＴ線材１０の外周面全体が、絶縁被覆層２１によって被覆されている。また、ＣＮＴ被覆電線１では、絶縁被覆層２１はＣＮＴ線材１０の外周面と直接接した態様となっている。この場合、ＣＮＴ被覆電線１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からなるカーボンナノチューブ線材と、カーボンナノチューブ線材を被覆する絶縁被覆層とを備える。また、図１には示していないが、絶縁被覆層２１は識別マークを有する。図１では、ＣＮＴ線材１０は、１本のＣＮＴ線材１０からなる素線（単線）となっているが、ＣＮＴ線材１０は、複数本のＣＮＴ線材１０を撚り合わせた撚り線としてもよい。ＣＮＴ線材１０を撚り線の形態とすることで、ＣＮＴ線材１０の円相当直径や断面積を適宜、調節することができる。また、ＣＮＴ被覆電線１が複数のＣＮＴ線材１０を撚ることにより得られた撚り線を有する場合、各々のＣＮＴ線材１０の素線（単線）を被覆するように絶縁被覆層２１を形成した後、絶縁被覆層２１を形成後の各々のＣＮＴ線材１０を撚りあわせて撚り線としてもよいし、複数のＣＮＴ線材１０を撚りあわせて撚り線とした後、該撚り線を被覆するように絶縁被覆層２１を形成してもよい。また、ＣＮＴ線材１０が撚り線の場合、識別マークは撚り線の撚りの方向を示すものであってもよい。識別マークは絶縁被覆層２１の外表面の一部又は全部に位置してもよいし、絶縁被覆層２１の全体が識別マークであってもよい。
【００１５】
また、他の実施形態では、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からなるカーボンナノチューブ線材と、カーボンナノチューブ線材を被覆する絶縁被覆層とを備える、複数のカーボンナノチューブ被覆電線としてもよい。この場合、複数のカーボンナノチューブ被覆電線を構成する各々の絶縁被覆層は、互いに異なる識別マークまたは色を有する。また、複数のカーボンナノチューブ被覆電線は、複数のカーボンナノチューブ被覆電線の束となっていたり、複数のカーボンナノチューブ被覆電線の集合体となっていてもよい。一般的にカーボンナノチューブ線材は金属線より線径が細いため、その態様によっては識別マークとしての識別性が低い場合がある。また、カーボンナノチューブ線材はその撚り方や材料等により特性が変化し得るため、金属線のように、カーボンナノチューブ線材の断面や太さからその特性を特定しにくい場合がある。これに対して、複数のカーボンナノチューブ被覆電線について、それぞれの絶縁被覆層が互いに異なる識別マークまたは色を有する態様とした場合、各々の識別マークを高い識別性で視認することができる。このため、該複数のカーボンナノチューブ被覆電線の中でそれぞれのカーボンナノチューブ被覆電線に応じて異なる識別マークを絶縁被覆層に設けることで、各々のカーボンナノチューブ被覆電線の特性等を認識することができる。
【００１６】
図２に示すように、ＣＮＴ線材１０は、１層以上の層構造を有する複数のＣＮＴ１１ａ，１１ａ，・・・で構成されるカーボンナノチューブ集合体（以下、「ＣＮＴ集合体」ということがある。）１１の単数から、または複数が束ねられて形成されている。ここで、ＣＮＴ線材とはＣＮＴの割合が９０質量％以上のＣＮＴ線材を意味する。なお、ＣＮＴ線材におけるＣＮＴ割合の算定においては、メッキとドーパントは除く。図２では、ＣＮＴ線材１０は、ＣＮＴ集合体１１が、複数、束ねられた構成となっている。ＣＮＴ集合体１１の長手方向が、ＣＮＴ線材１０の長手方向を形成している。従って、ＣＮＴ集合体１１は、線状となっている。ＣＮＴ線材１０における複数のＣＮＴ集合体１１，１１，・・・は、その長軸方向がほぼ揃って配されている。従って、ＣＮＴ線材１０における複数のＣＮＴ集合体１１，１１，・・・は、配向している。素線であるＣＮＴ線材１０の円相当直径は、特に限定されないが、例えば、０．０１ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。また、撚り線としたＣＮＴ線材１０の円相当直径は、特に限定されないが、例えば、０．１ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。
【００１７】
ＣＮＴ集合体１１は、１層以上の層構造を有するＣＮＴ１１ａの束である。ＣＮＴ１１ａの長手方向が、ＣＮＴ集合体１１の長手方向を形成している。ＣＮＴ集合体１１における複数のＣＮＴ１１ａ，１１ａ、・・・は、その長軸方向がほぼ揃って配されている。従って、ＣＮＴ集合体１１における複数のＣＮＴ１１ａ，１１ａ、・・・は、配向している。ＣＮＴ集合体１１の円相当直径は、例えば、２０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、より典型的には、２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下である。ＣＮＴ１１ａの最外層の幅寸法は、例えば、１．０ｎｍ以上５．０ｎｍ以下である。
【００１８】
ＣＮＴ集合体１１を構成するＣＮＴ１１ａ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。図２では、便宜上、２層構造を有するＣＮＴ１１ａのみを記載しているが、ＣＮＴ集合体１１には、３層構造以上の層構造を有するＣＮＴや単層構造の層構造を有するＣＮＴも含まれていてもよく、３層構造以上の層構造を有するＣＮＴまたは単層構造の層構造を有するＣＮＴから形成されていてもよい。
【００１９】
２層構造を有するＣＮＴ１１ａでは、六角形格子の網目構造を有する２つの筒状体Ｔ１、Ｔ２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。
【００２０】
ＣＮＴ１１ａ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、ＣＮＴ１１ａ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。ＣＮＴ被覆電線１のＣＮＴ線材１０を構成するＣＮＴ集合体１１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ＣＮＴ１１ａの割合を増大させることが好ましい。
【００２１】
一方で、半導体性の挙動を示すカイラル型のＣＮＴ１１ａ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、カイラル型のＣＮＴ１１ａが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、金属性の挙動を示すＣＮＴ１１ａ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。
【００２２】
このように、金属性の挙動を示すＣＮＴ１１ａ及び半導体性の挙動を示すＣＮＴ１１ａ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ことから、理論的には金属性の挙動を示すＣＮＴ１１ａと半導体性の挙動を示すＣＮＴ１１ａとを別個に作製し、半導体性の挙動を示すＣＮＴ１１ａ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、金属性の挙動を示すＣＮＴ１１ａと半導体性の挙動を示すＣＮＴ１１ａとを選択的に作り分けることは困難であり、金属性の挙動を示すＣＮＴ１１ａと半導体性の挙動を示すＣＮＴ１１ａが混在した状態で作製される。このため、金属性の挙動を示すＣＮＴ１１ａと半導体性の挙動を示すＣＮＴ１１ａの混合物からなるＣＮＴ線材１０の導電性をさらに向上させるために、異種元素・分子によるドーピング処理が効果的となるＣＮＴ１１ａの層構造を選択することが好ましい。
【００２３】
例えば、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く、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。従って、ＣＮＴ線材１０の導電性をさらに向上させる点から、２層構造又は３層構造を有するＣＮＴの割合を増大させることが好ましい。具体的には、ＣＮＴ全体に対する２層構造又は３層構造をもつＣＮＴの割合が５０個数％以上が好ましく、７５個数％以上がより好ましい。２層構造又は３層構造をもつＣＮＴの割合は、ＣＮＴ集合体１１の断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察及び解析し、１００個のＣＮＴのそれぞれの層数を測定することで算出することができる。
【００２４】
次に、ＣＮＴ線材１０におけるＣＮＴ１１ａ及びＣＮＴ集合体１１の配向性について説明する。
【００２５】
図３（ａ）は、小角Ｘ線散乱（ＳＡＸＳ）による複数のＣＮＴ集合体１１，１１，・・・の散乱ベクトルｑの二次元散乱像の一例を示す図であり、図３（ｂ）は、二次元散乱像において、透過Ｘ線の位置を原点とする任意の散乱ベクトルｑの方位角−散乱強度の関係を示すアジマスプロットの一例を示すグラフである。
【００２６】
ＳＡＸＳは、数ｎｍ〜数十ｎｍの大きさの構造等を評価するのに適している。例えば、ＳＡＸＳを用いて、以下の方法でＸ線散乱画像の情報を分析することで、外径が数ｎｍであるＣＮＴ１１ａの配向性及び外径が数十ｎｍであるＣＮＴ集合体１１の配向性を評価することができる。例えば、ＣＮＴ線材１０についてＸ線散乱像を分析すると、図３（ａ）に示すように、ＣＮＴ集合体１１の散乱ベクトルｑ（ｑ＝２π／ｄ、ｄは格子面間隔）のｘ成分であるｑｘよりも、ｙ成分であるｑｙの方が狭く分布している。また、図３（ａ）と同じＣＮＴ線材１０について、ＳＡＸＳのアジマスプロットを分析した結果、図３（ｂ）に示すアジマスプロットにおけるアジマス角の半値幅Δθは、４８°である。これらの分析結果から、ＣＮＴ線材１０において、複数のＣＮＴ１１ａ，１１ａ・・・及び複数のＣＮＴ集合体１１，１１，・・・が良好な配向性を有しているといえる。このように、複数のＣＮＴ１１ａ，１１ａ・・・及び複数のＣＮＴ集合体１１，１１，・・・が良好な配向性を有しているので、ＣＮＴ線材１０の熱は、ＣＮＴ１１ａやＣＮＴ集合体１１の長手方向に沿って円滑に伝達して行きながら放熱されやすくなる。従って、ＣＮＴ線材１０は、上記ＣＮＴ１１ａ及びＣＮＴ集合体１１の配向性を調節することで、放熱ルートを長手方向、径の断面方向にわたり調節できるので、金属製の芯線と比較して優れた放熱特性を発揮する。なお、配向性とは、ＣＮＴを撚り集めて作製した撚り線の長手方向へのベクトルＶに対する内部のＣＮＴ及びＣＮＴ集合体のベクトルの角度差のことを指す。
【００２７】
複数のＣＮＴ集合体１１，１１，・・・の配向性を示す小角Ｘ線散乱（ＳＡＸＳ）のアジマスプロットにおけるアジマス角の半値幅Δθにより示される一定以上の配向性を得ることで、ＣＮＴ線材１０の放熱特性をより向上させる点から、アジマス角の半値幅Δθは６０°以下が好ましく、３０°以下が特に好ましい。
【００２８】
次に、ＣＮＴ集合体１１を構成する複数のＣＮＴ１１ａの配列構造及び密度について説明する。
【００２９】
図４は、ＣＮＴ集合体１１を構成する複数のＣＮＴ１１ａ，１１ａ，・・・のＷＡＸＳ（広角Ｘ線散乱）によるｑ値−強度の関係を示すグラフである。
【００３０】
ＷＡＸＳは、数ｎｍ以下の大きさの物質の構造等を評価するのに適している。例えば、ＷＡＸＳを用いて、以下の方法でＸ線散乱画像の情報を分析することで、外径が数ｎｍ以下であるＣＮＴ１１ａの密度を評価することができる。任意の１つのＣＮＴ集合体１１について散乱ベクトルｑと強度の関係を分析した結果、図４に示すように、ｑ＝３．０ｎｍ−１〜４．０ｎｍ−１付近に見られる（１０）ピークのピークトップのｑ値から見積られる格子定数の値が測定される。この格子定数の測定値とラマン分光法やＴＥＭなどで観測されるＣＮＴ集合体の直径とに基づいて、ＣＮＴ１１ａ，１１ａ，・・・が平面視で六方最密充填構造を形成していることを確認することができる。従って、ＣＮＴ線材１０内で複数のＣＮＴ集合体の直径分布が狭く、複数のＣＮＴ１１ａ，１１ａ，・・・が、規則正しく配列、すなわち、高密度を有することで、六方最密充填構造を形成して高密度で存在しているといえる。
このように、複数のＣＮＴ集合体１１，１１・・・が良好な配向性を有していると共に、更に、ＣＮＴ集合体１１を構成する複数のＣＮＴ１１ａ，１１ａ，・・・が規則正しく配列して高密度で配置されているので、ＣＮＴ線材１０の熱は、ＣＮＴ集合体１１の長手方向に沿って円滑に伝達して行きながら放熱されやすくなる。従って、ＣＮＴ線材１０は、上記ＣＮＴ集合体１１とＣＮＴ１１ａの配列構造や密度を調節することで、放熱ルートを長手方向、径の断面方向にわたり調節できるので、金属製の芯線と比較して優れた放熱特性を発揮する。
【００３１】
高密度を得ることで放熱特性をより向上させる点から、複数のＣＮＴ１１ａ，１１ａ，・・・の密度を示すＸ線散乱による散乱強度の（１０）ピークにおけるピークトップのｑ値が２．０ｎｍ−１以上５．０ｎｍ−１以下であり、且つ半値幅Δｑ（ＦＷＨＭ）が０．１ｎｍ−１以上２．０ｎｍ−１以下であることが好ましい。
【００３２】
ＣＮＴ集合体１１及びＣＮＴ１１の配向性、並びにＣＮＴ１１ａの配列構造及び密度は、後述する、乾式紡糸、湿式紡糸等の紡糸方法と該紡糸方法の紡糸条件とを適宜選択することで調節することができる。
【００３３】
次に、ＣＮＴ線材１０の外表面を被覆する絶縁被覆層２１について説明する。
【００３４】
絶縁被覆層２１はその外表面の一部又は全部、或いは絶縁被覆層２１の内部に、図示しない識別マークを有する。絶縁被覆層２１の材料としては、芯線として金属を用いた被覆電線の絶縁被覆層に用いる材料を使用することができ、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。
【００３５】
絶縁被覆層２１は、図１に示すように、一層としてもよく、これに代えて、二層以上としてもよい。また、必要に応じて、ＣＮＴ線材１０の外面と絶縁被覆層２１との間に、さらに、熱硬化性樹脂の層が設けられていてもよい。
絶縁被覆層２１は不透明であっても、透明であってもよい。透明な絶縁被覆層を形成し、該絶縁被覆層の外表面に蛍光物質を含む識別マークを付与した場合には、ＣＮＴ線材の黒色とのコントラストで識別マークの蛍光が精度よく検出、認識される。このようなカーボンナノチューブ被覆電線はバックグラウンドとして光が殆ど入ってこない環境での用途、例えば、海底ケーブル、地中ケーブル、または宇宙用ケーブルに適している。また、夜間や海上で修理を行う航空機で用いる航空用ケーブルとしても適している。
例えば、下記のようなＣＮＴ被覆電線を挙げることができる。
（ａ）絶縁被覆層２１を構成する材料の屈折率ｎＤは１．５未満であり、絶縁被覆層２１の膜厚／ＣＮＴ線材１０の線径は０．２未満である、ＣＮＴ被覆電線１、
（ｂ）絶縁被覆層２１を構成する材料の、ＪＩＳ  ７３７５：２００８に規定する全光線透過率は９０％未満であり、絶縁被覆層２１の膜厚／ＣＮＴ線材１０の線径は０．２未満である、ＣＮＴ被覆電線１。
上記（ｂ）の場合、ＪＩＳ  ７３７５：２００８に規定する全光線透過率は７５％以下が好ましい。 絶縁被覆層２１を構成する材料の屈折率ｎＤ及び全光線透過率が上記範囲内にあることにより、識別マークの識別性をより良好なものとすることができる。
また、絶縁被覆層２１の膜厚／ＣＮＴ線材１０の線径が０．２未満であることにより、識別マークの識別性をより良好なものとすることができる。なお、絶縁被覆層２１の膜厚及びＣＮＴ線材１０の線径は、１．０ｍのＣＮＴ被覆電線１の長手方向において１０ｃｍごとに径方向の同一断面について、ＣＮＴ被覆電線の断面をＳＥＭ或いは光学顕微鏡で観察した画像を用いて得た情報を平均して算出することができる。
【００３６】
次に、本発明の実施形態例に係るＣＮＴ被覆電線１の製造方法例について説明する。ＣＮＴ被覆電線１は、まず、ＣＮＴ１１ａを製造し、得られた複数のＣＮＴ１１ａからＣＮＴ線材１０を形成し、ＣＮＴ線材１０の外周面に絶縁被覆層２１を被覆することで、製造することができる。
【００３７】
ＣＮＴ１１ａは、浮遊触媒法（特許第５８１９８８８号明細書）や、基板法（特許第５５９０６０３号明細書）などの手法で作製することができる。ＣＮＴ線材１０の素線は、乾式紡糸（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（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（特表２０１４−５３０９６４号公報）等で作製することができる。
【００３８】
上記のようにして得られたＣＮＴ線材１０の外周面に絶縁被覆層２１を被覆する方法は、アルミニウムや銅の芯線に絶縁被覆層を被覆する方法を使用でき、例えば、絶縁被覆層２１の原料である熱可塑性樹脂を溶融させ、ＣＮＴ線材１０の周りに押し出して被覆する方法を挙げることができる。
【００３９】
本発明の実施形態例に係るＣＮＴ被覆電線１は、ワイヤハーネス等の一般電線として使用することができ、また、ＣＮＴ被覆電線１を使用した一般電線からケーブルを作製してもよい。
【００４０】
２．識別マーク
一実施形態に係るカーボンナノチューブ被覆電線の絶縁被覆層は識別マークを有する。識別マークは絶縁被覆層の露出した外表面の少なくとも一部又は内部に設けられている。識別マークは、カーボンナノチューブ被覆電線の種類、用途、状態（例えば、正常状態、異常状態）を識別するためのものであってよい。また、識別マークには、電線自体の情報や、電線に関連する情報など特定の情報が付与されていてもよい。識別マークの材料は、目視、双眼鏡、可視光やそれ以外の光など特定波長の電磁波、磁気等により識別可能なものであれば、特に限定されない。
例えば、識別マークは、絶縁被覆層の外表面の一部に位置し、絶縁被覆層の外表面において、識別マークの色と識別マーク以外の部分の色とを異なるものとすることができる。この場合、識別マークの色に加えて、識別マークの形状（例えば、環状形状）を様々な種類のものとすることで、識別マークに特定の情報を付与してもよい。
また、識別マークは、絶縁被覆層の外表面の全体に位置した同一色の識別マークであってもよい。この場合、識別マークを構成する色は特に限定されないが、遠方からでも識別性の高い、可視光の波長を有する色であることが好ましい。他の例では、識別マークの色は蛍光色とすることができる。さらに、カーボンナノチューブ線材が撚り線であり、識別マークは、絶縁被覆層の外表面に撚りの方向と同調して、例えば螺旋状に位置するなどして識別マークは撚り線の撚りの方向を示すものであってもよい。
【００４１】
識別マークは、カプセルを含むことができる。カプセルのサイズは特に限定されず、カプセルとしてマイクロカプセル、ナノカプセルを挙げることができる。カプセルは蛍光物質又は導電材料を含むことができる。また、識別マークは、蛍光物質を含むコア部と、シリカを含むシェル部とからなるものとすることができる。識別マークは、タグを含むことができる。また、識別マークは、担持体に担持された蛍光物質を含むことができる。また、識別マークは顔料、染料、樹脂、磁性材料や、カーボンナノチューブ被覆電線の温度変化又は応力変化に応じて色が変化する材料を含むことができる。識別マークが磁性材料を含む場合、磁気によって識別マークを識別することができる。絶縁被覆層の外表面に特定の色の識別マークを設ける場合、識別マークの材料として顔料、染料、蛍光物質等を用いることができる。以下では、識別マークを構成する各材料について詳細に説明する。
【００４２】
（カプセル）
カプセルは例えば、数十ｎｍから数百μｍの範囲の粒径を有するマイクロカプセル又はナノカプセルである。カプセルの形状としては、特に限定されず、例えば、球形、楕円形等のものを用いることができる。カプセル化法としては例えば、ｉｎｓｉｔｕ重合法、界面重合法、コアセルベーション法、噴霧乾燥法、乾式混合法、オリフィス法等を用いることができる。
【００４３】
（コア部とシェル部を有する識別マーク）
識別マークのコア部には液体材料を充填しており、シェル部により該液体材料を覆うことで液体材料をコア部に保持している。このため、コア部内に液体材料が保持されている時には識別マークは識別性を有さず、コア部内の液体材料が放出された際には該液体材料によって識別性を発現させることができる。例えば、識別マークとしてマイクロカプセルを用いた場合、マイクロカプセルに高い応力や高い温度が負荷された時には瞬間的にマイクロカプセルから液体材料が放出され、短時間で識別性を発現させることができる。また、コア部から液体材料が長い時間をかけて少量ずつ放出される場合（徐放性）には、徐々に識別性を発現させることができる。
【００４４】
なお、コア部に充填する液体材料は識別性に優れるものであれば特に限定されず、絶縁ゲルや、後述する顔料、染料、蛍光物質、磁性材料、導電材料などを用いることができる。これらの液体材料の中でも、特に暗所などでの識別性に優れるため、液体材料として蛍光物質を使用することが好ましい。識別マークは、蛍光物質を含むコア部と、シリカを含むシェル部とからなるものであることが好ましい。例えば、蛍光シリカ粒子などが挙げられる。また、識別マークがカーボンナノチューブ被覆電線の端部に位置する場合には、識別マークがカーボンナノチューブ被覆電線を端子に圧着させる時に識別マークには高い応力が負荷される。この応力により、識別マーク中の導電材料が放出されてカーボンナノチューブ被覆電線と端子間の電気的接続を良好なものとできるため、導電材料を含む識別マークが好ましい。
【００４５】
また、シェル部の材料は特に限定されず、熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹脂などを用いることができるが、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
【００４６】
（タグ）
識別マークは、タグを含むことができる。タグとしては特に限定されないが、ＩＣタグ、バーコードタグ等の認証タグを用いることができる。これらのタグには、カーボンナノチューブ被覆電線の種類、用途等の電線自体の情報や、電線に関連する情報など特定の情報を付与することができる。ＩＣタグを用いる場合、ＩＣチップリーダーで特定の情報を読み込んだり、ＩＣチップライターで特定の情報を書き込むことができる。また、バーコードタグを用いる場合、バーコードリーダーで特定の情報を読み込むことができる。タグは絶縁被覆層の外表面に位置しても、絶縁被覆層の内部に存在してもよい。タグが絶縁被覆層の内部に位置する場合、絶縁被覆層は透明又は半透明であることが好ましい。
【００４７】
（蛍光物質）
識別マークは蛍光物質を含むこともできる。識別マークの材料として蛍光物質を用いることで暗所でもカーボンナノチューブ被覆電線を認識することができる。蛍光物質に関して特に制限はなく、有機化合物、無機化合物、半導体粒子等である。蛍光物質の材料は特に限定されないが例えば、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、２、９、１２、１３、１４、１７、Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット１、３、７、１０、１１：１、１４、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー７３、１８４、２５０、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５１、５２、９２、９４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１１、２４、２６、８７、１００、１４７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトオレンジ２６、２９、２９：１、４６、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、１３、１７、２３９、２４０、２４２、２５４等を挙げることができる。また、蛍光物質の代わりに、吸光物質を用いてもよい。
従来のカーボンナノチューブ被覆電線のように、銅線などの線材を被覆する透明な絶縁被覆層を形成し、該絶縁被覆層の外表面に蛍光物質からなる識別マークを付与した場合、カーボンナノチューブ被覆電線の外側から励起光を照射すると銅線が励起光を反射するためバックグラウンドが高くなり、識別マークの視認性が悪くなる。一方、一実施形態のようにカーボンナノチューブ線材を被覆する透明な絶縁被覆層を形成し、該絶縁被覆層の外表面に蛍光物質からなる識別マークを付与した場合には、カーボンナノチューブ線材は黒色であるため該黒色とのコントラストで識別マークの蛍光を非常に識別しやすくなる。特に、暗所状態となる環境（例えば、海底、地下、夜の航空域、宇宙、天井裏など）下で一実施形態のカーボンナノチューブ被覆電線を使用する場合、識別マークの視認性・識別性が顕著に優れたものとなる。このような暗所状態で使用するカーボンナノチューブ被覆電線は例えば、海底ケーブル、地中ケーブル、航空用ケーブル、または宇宙用ケーブルである。
【００４８】
（顔料）
顔料としては特に限定されないが例えば、赤色顔料、青色顔料、緑色顔料、黄色顔料、オレンジ顔料、紫色顔料やこれらの顔料の組合せを用いることができる。また、無機顔料や有機顔料を使用することもできる。
【００４９】
無機顔料としては例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄（ＩＩＩ）)、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー等を挙げることができる。
【００５０】
有機顔料としては例えば、アントラキノン系顔料、アミノアントラキノン系顔料、キナクリドン系顔料、キナクリドンキノン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、アントアントロン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、ジスアゾ縮合物系顔料、アゾ系顔料、チオインジゴ系顔料、ピラントロン系顔料、ジオキサジン系顔料、キノフタロン系顔料、イソインドリン系顔料、フタロシアニン系顔料等を挙げることができる。
【００５１】
また、カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、黒鉛、鉄黒、アニリンブラック、シアニンブラック、チタンブラック等を挙げることができる。
【００５２】
識別マークの材料として顔料を使用することにより、識別マークの視認性を向上させることができる。
【００５３】
（染料）
染料としては特に限定されないが例えば、赤色染料、青色染料、緑色染料、黄色染料やこれらの染料の組合せを用いることができる。染料としては例えば、アゾ系染料、アントラキノン系染料、フタロシアニン系染料、キノンイミン系染料、キノリン系染料、ニトロ系染料、カルボニル系染料、メチン系染料等を挙げることができる。識別マークの材料として染料を使用することにより、識別マークの視認性を向上させることができる。
【００５４】
（変色材料）
識別マークは、カーボンナノチューブ被覆電線の特定の特性値や物性値が変化して、カーボンナノチューブ被覆電線が使用不可能な異常状態となった場合に、正常状態とは異なる色に変化する材料を含むことができる。例えば、識別マークは、カーボンナノチューブ被覆電線の温度変化又は応力変化に応じて色が変化する変色材料を含むことができる。変色材料は、可逆的に変色しても、不可逆的に変色してもよい。すなわち、変色材料が可逆的に変色する場合、カーボンナノチューブ被覆電線が異常状態になると変色するが、該カーボンナノチューブ被覆電線が正常状態に戻ると元の色に戻る。一方、変色材料が不可逆的に変色する場合、カーボンナノチューブ被覆電線が異常状態になると変色し、該カーボンナノチューブ被覆電線が正常状態に戻っても変色した色は変わらない。
【００５５】
温度変化に応じて色が変化する変色材料を含む識別マークを使用すると、カーボンナノチューブ被覆電線が低温や高温環境下におかれ使用不可能な温度になった時に、識別マークの変色を視認することにより、このような異常状態を認識することができる。従って、カーボンナノチューブ被覆電線の温度を直接、測定する必要がなく、遠方からでも該変色を確認できるため、簡易的に低コストでカーボンナノチューブ被覆電線の異常状態を確認でき、カーボンナノチューブ被覆電線の劣化を早期に検知できる。
【００５６】
温度変化に応じて色が変化する変色材料としては例えば、ロイコ染料、顕色性物質、及び変色温度調整剤を含有する顔料やこれらを樹脂でコーティングしてカプセル化したもの等が挙げられる。ロイコ染料としては、ジフェニルメタンフタリド類、インドリルフタリド類、ジフェニルメタンアザフタリド類、フェニルインドリルアザフタリド類、フルオラン類、スチリノキノリン類、ジアザローダミンラクトン類などを挙げることができる。ロイコ染料、顕色性物質、及び変色温度調整剤の組成内容を変更することで変色する色の種類や変色温度域を調節することも可能である。
【００５７】
応力変化に応じて色が変化する変色材料を含む識別マークを使用すると、カーボンナノチューブ被覆電線が曲がったり、雪などの重いものがカーボンナノチューブ被覆電線に載ることにより、カーボンナノチューブ被覆電線に高い応力が負荷された時に、識別マークの変色を視認することにより、このような異常状態を確認することができる。従って、カーボンナノチューブ被覆電線に負荷される応力を直接、測定する必要がなく、遠方からでも該変色を確認できるため、簡易的に低コストでカーボンナノチューブ被覆電線の異常状態を確認でき、カーボンナノチューブ被覆電線の劣化を早期に検知できる。また、ＣＮＴは金属線と比べて非常に強度が高いうえ、接続部材周辺で優先的に劣化が発生してしまう可能性がある。そのような状態変化も識別マークの変色により認識することが可能となる。
【００５８】
（樹脂）
識別マークは樹脂を含むこともできる。この場合、絶縁被覆層の外表面のうち、識別マークを構成する樹脂と、識別マーク以外の部分の材料を異なるものとすることで、識別マークとそれ以外の部分の表面性状、色、質感などが異なるものとなり、識別マークを視認することができる。識別マークを構成する樹脂としては熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂の何れの材料も使用することができる。
【００５９】
熱可塑性樹脂としては特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、（メタ）アクリル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体などビニル系ポリマー、ポリ乳酸樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル、ナイロン、ポリアミドアミンなどのポリアミド、ポリビニルアセトアセタール、ポリビニルベンザール、ポリビニルブチラール樹脂などのポリビニルアセタール樹脂、アイオノマー樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール、ＡＢＳ樹脂、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、エラストマー、またはこれらの樹脂の変性品などを挙げることができる。
【００６０】
熱硬化性樹脂としては特に限定されないが、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド、ポリウレタン、シリコン樹脂等を挙げることができる。
【００６１】
（磁性材料）
識別マークは磁性材料を含むことができる。識別マークが磁性材料を含むことにより、磁気を検知可能な機器によって識別マークを識別することができる。磁性材料としては特に限定されないが、マグネタイト、マグヘマイト、及びフェライト等の酸化鉄、又は他の金属酸化物を含む酸化鉄、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＮｉ等の金属、あるいは、これらの金属とＡｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｂｅ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｓｅ、Ｔｉ、Ｗ、及びＶ等の金属との合金、及びこれらの混合物等を挙げることができる。
【００６２】
（情報の付与）
識別マークには特定の情報を付与することもできる。「特定の情報」としては、電線自体の情報や、電線に関連する情報などを挙げることができる。より具体的には、特定の情報として、カーボンナノチューブ被覆電線の特性であるカーボンナノチューブ被覆電線のの線径、熱伝導率、導電率、用途、使用可能期間、カーボンナノチューブ線材の撚りに関する情報などを挙げることができる。そして、例えば、カーボンナノチューブ被覆電線の特性に応じて識別マークの色や形状、又は色と形状の組み合わせを変えることでカーボンナノチューブ被覆電線の特性が分かるようにしてもよい。これらの特性の中でも、熱伝導率及び導電率からなる群から選択された少なくとも一つの特性値は重要であるため、これらの特性値の数値範囲を識別マークの色や形状、又は色と形状の組み合わせで表示することが好ましい。すなわち、この場合、識別マークは、カーボンナノチューブ被覆電線の熱伝導率及び導電率からなる群から選択された少なくとも一つの特性値に応じて設定されている。これにより、識別マークによりカーボンナノチューブ被覆電線の熱伝導率及び導電率を簡便かつ確実に確認することができる。
【００６３】
（識別マークの付与方法）
カーボンナノチューブ被覆電線への識別マークの付与方法は特に限定されないが例えば、下記の方法を挙げることができる。
（ａ）所定の大きさ・形状を有する識別マークの材料と、識別マークの材料以外の絶縁被覆層の材料と、を混合した混合材料から絶縁被覆層を形成する方法、
（ｂ）カーボンナノチューブ被覆電線の外表面上へ識別マークを印刷したり、貼り付ける方法、
（ｃ）カーボンナノチューブ被覆電線の外表面の材料と、識別マークの材料とを化学的に反応させて、外表面の材料と識別マークの材料との間に化学結合を形成する方法。
【００６４】
上記（ａ）の方法において混合材料を得るための混合法は特に限定されないが、ボールミル混合、ビーズミル混合、Ｖ型混合器、ボーレコンテナミキサー等の容器回転型の混合方法、リボンミキサーのように機械的撹拌力により混合する方法、流動層のように気流により撹拌混合する方法等を挙げることができる。カーボンナノチューブ線材の外表面に、得られた混合材料を被覆させることで絶縁被覆層を得ることができる。例えば、絶縁被覆層全体を同一色の識別マークとする場合には、顔料、染料、蛍光物質又はその他の着色剤を、樹脂材料等の絶縁被覆層の他の材料と混合して混合材料を得た後、溶融させた混合材料によりカーボンナノチューブ線材を被覆することにより、識別マークを付与することができる。
【００６５】
上記（ｂ）の識別マークを印刷する方法としては特に限定されないが、カーボンナノチューブ線材の外表面に絶縁被覆層の材料を被覆させた後、該絶縁被覆層の材料の外表面の一部又は全部に、識別マークの材料を含むインクを印刷する方法を挙げることができる。インクの印刷法としては特に限定されないが、インクジェット印刷、スーパーインクジェット印刷、スクリーン印刷、転写印刷、オフセット印刷、ジェットプリンティング法、ディスペンサ、ジェットディスペンサ、ニードルディスペンサ、カンマコータ、スリットコータ、ダイコータ、グラビアコータ、凸版印刷、凹版印刷、グラビア印刷、ソフトリソグラフィ、ディップペンリソグラフィ、スプレーコータ、スピンコータ、ディップコータ、電着塗装等を挙げることができる。インクは、識別マークの材料以外の成分として、必要に応じて溶媒、分散剤、界面活性剤などを含むことができる。
【００６６】
上記（ｂ）の識別マークを貼り付ける方法としては特に限定されないが、例えば、タグなどを、接着層を介してカーボンナノチューブ被覆電線の外表面に貼り付ける方法を挙げることができる。
【００６７】
上記（ｃ）の方法としては特に限定されないが、カーボンナノチューブ線材の外表面に絶縁被覆層の材料を被覆させた後、該絶縁被覆層の材料の外表面に、有機過酸化物等を使用して該絶縁被覆層の材料と識別マークの材料とを化学反応させる方法を挙げることができる。有機過酸化物は、比較的低い温度で熱的に分解し、または、還元性物質と反応して、容易に遊離ラジカル（遊離基）を生成する。この生成した遊離ラジカルの性質は、絶縁被覆層の材料中の不飽和二重結合への識別マーク材料の付加や、水素原子等の引き抜き及び識別マーク材料の付加を促進させることができる。有機過酸化物としては特に限定されないが例えば、ケトンペルオキサイド、ペルオキシケタール、ハイドロペルオキサイド、ジアルキルペルオキサイド、ジアシルペルオキサイド、ペルオキシエステル、ペルオキシジカーボネート等を挙げることができる。
【００６８】
（識別マークの形状、大きさ、位置）
識別マークの形状及び大きさ、絶縁被覆層での識別マークの位置は特に限定されない。識別マークを付与する目的に応じて、識別マークの形状、大きさ、位置を適宜、決定することができる。識別マークの形状は例えば、多角形、丸、カーボンナノチューブ被覆電線の外周を囲む形状、文字、複数色からなる模様などとすることができる。また、識別マークの大きさは、絶縁被覆層の一部を占める大きさであれば特に限定されない。好ましくは、識別マークは、絶縁被覆層の外表面においてカーボンナノチューブ被覆電線の長手方向の少なくとも一方の端部に位置するのがよい。また、好ましくは、識別マークは、絶縁被覆層の外表面を１周する環状の形状を有するのがよい。この場合、環状形状の識別マークを特定の色とすることで、識別マークに特定の情報を付与してもよい。
【００６９】
図５（ａ）〜図５（ｄ）は、識別マークを有するＣＮＴ被覆電線１を表す模式図である。なお、図５（ａ）〜図５（ｄ）は絶縁被覆層の外表面のみを表した模式図であり、ＣＮＴ被覆電線１の内部の構造は省略する。
【００７０】
図５（ａ）は、識別マーク３１が、絶縁被覆層２１の外表面において、ＣＮＴ被覆電線１の長手方向３３の少なくとも一方の端部３２に位置する例である。識別マーク３１は、絶縁被覆層２１の一方の端部３２に位置しても、両側の端部に位置してもよい。図５（ａ）では例えば、端部３２に、導電材料を有するナノカプセルを含む識別マーク３１が位置することにより、ＣＮＴ被覆電線１と端子を圧着させる際には、ナノカプセルに高い応力が負荷される。この応力により、ナノカプセル中の導電材料が放出されてＣＮＴ被覆電線１と端子間の電気的接続を良好なものとすることができる。この場合、導電材料は導電助剤として働く。また、端部３２に位置するナノカプセルの色や密度を調節することにより、識別マーク３１の視認性を調節したり、識別マーク３１に特定の情報を付与することができる。
【００７１】
図５（ｂ）は、識別マーク３１が、絶縁被覆層２１の外表面において、ＣＮＴ被覆電線１の長手方向３３に一定間隔で位置する例である。図５（ｂ）では例えば、識別マーク３１を、ＣＮＴ被覆電線１の長さを認識するためのレングスマークとして使用することができる
【００７２】
図５（ｃ）は、絶縁被覆層２１の外表面において、ＣＮＴ被覆電線１の長手方向３３の第１の端部から第２の端部まで延在する識別マーク３１を設けた例である。すなわち、識別マーク３１は、両方の端部間を、長手方向３３に沿って連続して設けられている。図５（ｃ）では例えば、識別マーク３１が、ＣＮＴ被覆電線１の温度変化又は応力変化に応じて色が変化する材料を含む態様を挙げることができる。この態様では、低温又は高温環境下におかれたり、高い応力が負荷されることによりＣＮＴ被覆電線１の特定部分が劣化した場合、該特定部位に位置する識別マーク３１だけが、他の部位に位置する識別マーク３１とは異なる色を呈する。従って、ＣＮＴ被覆電線１の劣化部分を早期に検知して、その対応策をとることができる。
【００７３】
また、図５（ｄ）は、絶縁被覆層２１の外表面に、バーコードを識別マーク３１として設けた例であり、該バーコードにＣＮＴ被覆電線１に関する特定の情報を付与することができる。
【００７４】
図６は、識別マークを有する他のＣＮＴ被覆電線１を表す模式図であり、ＣＮＴ被覆電線１をその長手方向に垂直な断面で見た断面図である。図６ではＣＮＴ線材１０は撚り線であるが、模式的に表している。図６に示すように、絶縁被覆層２１は識別マークとしてナノカプセル４０を有し、ナノカプセル４０のコア部には蛍光物質が充填されている。摩擦などにより絶縁被覆層２１が薄膜化して薄膜部３８が生じた場合、該薄膜部３８の近傍に位置するナノカプセル４０にも大きな応力がかかりナノカプセル４０から蛍光物質が放出され、ＣＮＴ線材１０の撚り方向に沿って流れる。薄膜部３８は窪んだ形状となっているため、最終的に蛍光物質はこの薄膜部３８に溜まることとなる。この結果、薄膜部の識別性が顕著となり、早期に薄膜部３８の発生を検知することができる。
【００７５】
図７（ａ）〜（ｃ）は、識別マークを有する他のＣＮＴ被覆電線１を表す模式図である。なお、図７（ａ）〜（ｃ）ではＣＮＴ被覆電線１内部の構造は省略すると共に、絶縁被覆層２１の外表面を点線で表す。
【００７６】
図７（ａ）のＣＮＴ被覆電線１では、絶縁被覆層２１の全体にわたって蛍光物質３９が分布している。また、蛍光物質３９の量を多くすることにより、絶縁被覆層２１全体がほぼ蛍光性を有することとなり、暗所において非常に高い識別性を有するＣＮＴ被覆電線１とすることができる。
【００７７】
図７（ｂ）は、識別マーク３１が、絶縁被覆層２１の外表面を１周する環状の形状を有する例を示したものである。この識別マーク３１の線幅や色を様々な種類のものに変更することで、識別マーク３１に特定の情報を付与することができる。例えば、図示しないＣＮＴ線材が撚り線の場合、その撚りの程度などを識別マーク２１の線幅、色などにより認識することができる。
【００７８】
図７（ｃ）は、識別マーク３１が、絶縁被覆層２１の外表面に螺旋状に位置する例を示したものである。この識別マーク３１は絶縁被覆層２１の外表面を螺旋状にまわるように付与されているため、遠方からでもＣＮＴ被覆電線１の径（太さ）を認識しやすくなる。また、図示しないＣＮＴ線材が撚り線の場合、撚りの方向に沿って螺旋状の識別マークを付与することによって撚り線の撚り方向を認識することができる。特に、絶縁被覆層２１が不透明な場合、外部から撚り線の撚り方向を認識することは困難であるため、このような識別マーク３１は有用である。
【００７９】
（カーボンナノチューブ被覆電線の用途）
カーボンナノチューブ被覆電線の用途は識別マークの形状、大きさ、位置、材料、および、カーボンナノチューブ線材の材料、径、特性などによって適宜、選択することができる。例えば、絶縁被覆層が透明で、識別マークが蛍光物質を含む場合、カーボンナノチューブ被覆電線は海底ケーブル、地中ケーブル、航空用ケーブル、または宇宙用ケーブルであることができる。海底、地下、夜の航空域、宇宙、天井裏などは暗所となっており、従来の識別マークを視認することは困難である。しかし、本実施形態の識別マークが蛍光物質を含む場合、励起光源によって容易に蛍光を発することができる。また、カーボンナノチューブ線材は黒色であり周囲も暗所であるため、これらとのコントラストで識別マークが発する蛍光の視認性が向上し、海底、地下、夜の航空域、宇宙、天井裏なでの使用において識別マークは優れた視認性・識別力を有することができる。また、識別マークはカーボンナノチューブ被覆電線の長手方向全体に沿って連続して設けてもよいし、一部のみに設けてもよい。
【００８０】
海底ケーブルとしては送電用、通信用のケーブルなどを挙げることができ、数十ｍの水深の比較的、低圧から、数百ｍ〜数千ｍ程度の水深に対応する超高圧の海底ケーブルまで様々な種類の海底ケーブルを使用することができる。なお、超高圧の海底ケーブルとする場合は、カーボンナノチューブ線材を超高圧から十分に保護できるような絶縁被覆層の構成とする。
【００８１】
地中ケーブルとしては送電用、通信用のケーブルなどを挙げることができ、地下数ｍから、地下数十ｍ〜数百ｍ程度に対応する地中ケーブルまで様々な種類の地中ケーブルを使用することができる。なお、地下深くまで布設する地中ケーブルとする場合は、カーボンナノチューブ線材を十分に保護できるような絶縁被覆層の構成とする。
【００８２】
航空用ケーブルとしては航空機の内部や外部で使用する送電用、通信用のケーブルなどを挙げることができる。通常、航空機に布設された航空用ケーブルは、温度や気圧、湿度などが過酷な環境であるが、金属線と比べてカーボンナノチューブ線材は腐食に強いため、このような条件下でも高い耐久性を発揮することができる。
【００８３】
宇宙用ケーブルとしては、ロケット、宇宙船、人工衛星などの内部や外部で使用する送電用、通信用のケーブルなどを挙げることができる。ロケット、宇宙船、人工衛星などに布設された宇宙用ケーブルは、宇宙環境では宇宙線、温度などが非常に過酷な条件下におかれる。このため、このような非常に過酷な条件下でもカーボンナノチューブ線材を十分に保護できるような絶縁被覆層の構成とする。
【００８４】
３．カーボンナノチューブ被覆電線の施工方法
一実施形態のカーボンナノチューブ被覆電線の施工方法は、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からなるカーボンナノチューブ線材の２本以上の撚り線と、該カーボンナノチューブ線材を被覆する絶縁被覆層と、前記絶縁被覆層の外表面に前記撚り線の撚り方向を示す識別マークとを有するカーボンナノチューブ被覆電線を、前記識別マークが示す撚り方向にねじる工程を有する。
例えば、図７（ｃ）のような、カーボンナノチューブ線材の撚り線と絶縁被覆層２１とを備え、絶縁被覆層２１の露出した外表面は識別マーク３１を有するＣＮＴ被覆電線１を準備した場合、識別マーク３１は撚り線の撚り方向を示す。このため、図７（ｃ）のＣＮＴ被覆電線１の一端を固定し、他端を矢印Ａの方向にねじることによってＣＮＴ線材の撚り線の撚り状態を強くして該撚り線を断線しにくくすることができる。この一方で、従来のＣＮＴ被覆電線のように、撚り方向を示す識別マークが存在せず、撚り方向と逆方向にＣＮＴ被覆電線をねじった場合には、撚り線の撚りが元に戻ってしまいＣＮＴ線材がほぐれて断線しやすくなる。
【００８５】
４．識別マークの検出方法
一実施形態の識別マークの検出方法では、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からなるカーボンナノチューブ線材の２本以上の撚り線と、該カーボンナノチューブ線材を被覆する絶縁被覆層と、前記絶縁被覆層の外表面に前記撚り線の撚り方向を示すと共に蛍光物質を含む識別マークとを有するカーボンナノチューブ被覆電線に対して光を照射して、前記蛍光物質から発せられた蛍光を検出することにより前記識別マークを検出する。
一実施形態の識別マークの検出方法では、カーボンナノチューブ線材の黒色とのコントラストで識別マークの蛍光を精度よく検出して、撚り線の撚り方向を高精度で認識することができる。このような検出方法は、バックグラウンドとして光が殆ど入ってこない環境での用途、例えば、海底、地中、宇宙等での識別マークの検出に適している。また、夜間や海上で修理を行う航空機での識別マークの検出にも適している。撚り線の撚り方向を示す識別マークは典型的には、絶縁被覆層の外表面に螺旋状に位置している。従って、この場合、螺旋状の蛍光として検出される。蛍光物質の種類としては特に限定されないが、上記に記載の蛍光物質を使用することができる。照射する光源としては蛍光物質の種類や蛍光波長などに応じて適宜、選択できるが例えば、水銀ランプやキセノンランプを用いることができる。蛍光物質から発せられる蛍光を検出するための蛍光検出器は蛍光波長などに応じて、公知の蛍光検出器の中から適宜、選択することができる。
【実施例】
【００８６】
（実施例１）
浮遊触媒気相成長（ＣＣＶＤ）法を用い、ＣＮＴ製造装置の電気炉によって、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含む原料溶液を、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。生成したＣＮＴを連続的に巻き取りながら回収し、直径約１００μｍ、長さ７５ｍのＣＮＴ線材を得た。次に、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。その後、高純度化したＣＮＴ線材に対し、硝酸ドープを施した。次に、ＣＮＴ線材の素線を所定の本数束ね、一端を固定した状態でもう一端をひねることで、撚り線とした。次に、押出成形機を用いて熱可塑性樹脂（ポリテトラフルオロエチレン）を溶融させＣＮＴ線材の周りに押し出すことで、ＣＮＴ線材の外表面上に厚さが１００μｍの透明な絶縁被覆層を被覆させたＣＮＴ被覆電線を得た。次に、識別マーク付与用の印刷機を用いて、図７（ｂ）に示すように、絶縁被覆層２１の外周面上に環状の識別マーク３１を付与した。【００８７】
（実施例２）
実施例１と同様にして、ＣＮＴ線材の外表面上に厚さが１００μｍの透明な絶縁被覆層２１を被覆させたＣＮＴ被覆電線を得た。次に、識別マーク付与用の印刷機を用いて、絶縁被覆層２１の外表面上に、ＣＮＴ線材の撚り方向を示す螺旋状の識別マークを付与した。なお、識別マークの材料としてはアントラキノン染料を用いた。この識別マークにより、ＣＮＴ線材の撚り方向を確認することができた。【００８８】
（実施例３）
実施例２により得られた螺旋状の識別マークを有するＣＮＴ被覆電線の一端を固定し、他端を識別マークが示す撚り方向にねじらせた。【００８９】
（実施例４）
実施例２により得られた螺旋状の識別マークを有するＣＮＴ被覆電線を暗所中において、励起光源により該ＣＮＴ被覆電線の外表面に光を照射させた。この結果、螺旋状の蛍光による識別マークを明瞭に視認でき、撚り線の撚り方向を正確に認識することができた。
【符号の説明】
【００９０】
１                    カーボンナノチューブ被覆電線
１０                  カーボンナノチューブ線材
１１                  カーボンナノチューブ集合体
１１ａ                カーボンナノチューブ
２１                  絶縁被覆層
３１                  識別マーク
３２                  端部
３３                  長手方向
【図１】
2019083030.tif 000003
【図２】
2019083030.tif 000004
【図３】
2019083030.tif 000005
【図４】
2019083030.tif 000006
【図５】
2019083030.tif 000007
【図６】
2019083030.tif 000008
【図７】
2019083030.tif 000009
【国際調査報告】
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2019083030.tif 000011
2019083030.tif 000012
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