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碳纳米管包覆电线及其施工方法、识别标记的检测方法

2021-02-13 06:13:13

碳纳米管包覆电线及其施工方法、识别标记的检测方法

  技术领域

  本发明涉及用绝缘材料包覆由多个碳纳米管构成的碳纳米管线材的碳纳米管包覆电线及其施工方法、识别标记的检测方法。

  背景技术

  碳纳米管(以下,有时称作“CNT”)是具有各种各样的特性的原材料,被期待应用于许多领域。

  例如,CNT是由单层具有六角形格子的网眼结构的筒状体、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,该CNT轻量且导电性、导热性、机械强度等诸特性优异。但是,将CNT制作成线材并不容易,并且将CNT作为线材而利用的技术较少。

  例如,提出为了进一步提高CNT材料的导电性而在相邻的CNT线材的电接合点形成有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1)。

  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体构成的电线。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。

  并且,汽车、产业设备等的高性能化、高功能化正在推进,与之相伴,各种电气设备、控制设备等的配设数增加,并且存在用于这些设备的电气布线体的布线数和来自芯线的发热也增加的倾向。因此,要求在不损害绝缘包覆的绝缘性的情况下,提高电线的散热特性。另一方面,为了应对环境,为了提高汽车等移动体的燃料效率,也要求线材的轻量化。

  而且,以往,为了识别电线的种类、用途,在电线的外表面赋予识别标记。例如,在汽车搭载多种多样的电气部件或电子设备,为了在电气部件(电子设备)间传递电力或控制信号等,布线有线束。在这样的各种的电线中,对每个电路赋予用于识别对应的电线的识别标记。

  碳纳米管线材能够具有与由铜、铝等构成的线材相当的优异的导电性,但使用碳纳米管的碳纳米管线材与金属制的芯线不同,在热传导中具有各向异性,并且与径向相比,热量优先沿长度方向传导。即,碳纳米管线材与金属线的规格不同,需要与线材的使用用途等相应的识别方法。

  现有技术文献

  专利文献

  专利文献1:日本特表2015-523944号公报。

  发明内容

  (发明所要解决的课题)

  本发明的目的在于提高碳纳米管包覆电线的识别性。

  (用于解决课题的技术手段)

  本发明具有以下的各实施方式。

  [1]一种碳纳米管包覆电线,其具备:

  碳纳米管线材,其由单个或多个碳纳米管集合体构成,所述碳纳米管集合体由多个碳纳米管构成;以及

  绝缘包覆层,其包覆所述碳纳米管线材,

  所述绝缘包覆层具有识别标记。

  [2]在上述[1]中记载的碳纳米管包覆电线中,所述识别标记位于所述绝缘包覆层的外表面的一部分,

  在所述绝缘包覆层的外表面,所述识别标记的颜色与所述识别标记以外的部分的颜色不同。

  [3]在上述[1]或[2]中记载的碳纳米管包覆电线中,所述碳纳米管线材为绞线,所述识别标记表示所述绞线的绞合方向。

  [4]在上述[1]至[3]中任一项记载的碳纳米管包覆电线中,所述识别标记螺旋状地位于所述绝缘包覆层的外表面。

  [5]在上述[1]中记载的碳纳米管包覆电线中,所述识别标记是位于所述绝缘包覆层的整个外表面的同一颜色的识别标记。

  [6]在上述[1]或[2]中记载的碳纳米管包覆电线中,所述识别标记根据选自由所述碳纳米管包覆电线的热传导率以及导电率组成的组中的至少一个特性值而设定。

  [7]在上述[1]、[2]、[6]中任一项记载的碳纳米管包覆电线中,所述识别标记包括囊体。

  [8]在上述[7]中记载的碳纳米管包覆电线中,所述囊体包含荧光物质或导电材料。

  [9]在上述[1]中记载的碳纳米管包覆电线中,所述识别标记由包含荧光物质的核部和包含二氧化硅的壳部构成。

  [10]在上述[1]中记载的碳纳米管包覆电线中,所述识别标记包括标签。

  [11]在上述[1]中记载的碳纳米管包覆电线中,所述识别标记包含根据所述碳纳米管包覆电线的温度变化或应力变化而颜色变化的材料。

  [12]在上述[1]中记载的碳纳米管包覆电线中,所述识别标记包含磁性材料。

  [13]在上述[1]至[4]中任一项记载的碳纳米管包覆电线中,所述识别标记包含荧光物质,

  所述碳纳米管包覆电线为海底线缆、地下线缆、航空用线缆、或太空用线缆。

  [14]在上述[1]、[2]、[6]至[12]中任一项记载的碳纳米管包覆电线中,所述识别标记在所述绝缘包覆层的外表面中位于所述碳纳米管包覆电线的长度方向的至少一个端部。

  [15]在上述[1]、[2]、[6]至[12]中任一项记载的碳纳米管包覆电线,所述识别标记具有绕所述绝缘包覆层的外表面一周的环状的形状。

  [16]在上述[1]至[15]中任一项记载的碳纳米管包覆电线中,构成所述绝缘包覆层的材料的折射率nD小于1.5,所述绝缘包覆层的膜厚相对于所述碳纳米管线材的线径的比值小于0.2。

  [17]在上述[1]至[15]中任一项记载的碳纳米管包覆电线中,构成所述绝缘包覆层的材料的、基于JIS 7375:2008的总透射率小于90%,所述绝缘包覆层的膜厚相对于所述碳纳米管线材的线径的比值小于0.2。

  [18]在上述[1]至[17]中任一项记载的碳纳米管包覆电线中,所述碳纳米管线材由多个所述碳纳米管集合体构成,表示多个该碳纳米管集合体的取向性的、利用小角X射线散射的方位图中的方位角的半值宽度Δθ为60°以下。

  [19]在上述[1]至[18]中任一项记载的碳纳米管包覆电线中,表示多个所述碳纳米管的密度的、利用X射线散射的散射强度的(10)峰中的峰顶的q值为2.0nm-1以上且5.0nm-1以下,且半值宽度Δq为0.1nm-1以上且2.0nm-1以下。

  [20]一种碳纳米管包覆电线,其为多个碳纳米管包覆电线,所述多个碳纳米管包覆电线具备:碳纳米管线材,其由单个或多个碳纳米管集合体构成,所述碳纳米管集合体由多个碳纳米管构成;绝缘包覆层,其包覆所述碳纳米管线材,所述多个碳纳米管包覆电线的绝缘包覆层具有相互不同的识别标记或颜色。

  [21]一种碳纳米管包覆电线的施工方法,其包括将碳纳米管包覆电线沿识别标记所表示的绞合方向扭转的工序,所述碳纳米管包覆电线具有:2根以上碳纳米管线材的绞线,所述碳纳米管线材由单个或多个碳纳米管集合体构成,所述碳纳米管集合体由多个碳纳米管构成;绝缘包覆层,其包覆所述碳纳米管线材;以及识别标记,其在所述绝缘包覆层的外表面表示所述绞线的绞合方向。

  [22]一种识别标记的检测方法,在该识别标记的检测方法中,通过对碳纳米管包覆电线照射光,检测从荧光物质发出的荧光,由此检测所述识别标记,所述碳纳米管包覆电线具有:2根以上碳纳米管线材的绞线,所述碳纳米管线材由单个或多个碳纳米管集合体构成,所述碳纳米管集合体由多个碳纳米管构成;绝缘包覆层,其包覆所述碳纳米管线材;以及识别标记,其在所述绝缘包覆层的外表面表示所述绞线的绞合方向并且包含所述荧光物质。

  (发明效果)

  通过绝缘包覆层具有识别标记,从而碳纳米管包覆电线能够具有优异的识别性。

  附图说明

  图1是一个实施方式所涉及的碳纳米管包覆电线的说明图。

  图2是用于一个实施方式所涉及的碳纳米管包覆电线的碳纳米管线材的说明图。

  图3的(a)是表示利用SAXS的多个碳纳米管集合体的散射矢量q的二维散射像的一例的图,图3的(b)是表示在二维散射像中以透过X射线的位置为原点的任意的散射矢量q的方位角-散射强度的一例的曲线图。

  图4是表示构成碳纳米管集合体的多个碳纳米管的利用WAXS的q值-强度的关系的曲线图。

  图5是一个实施方式所涉及的具有识别标记的碳纳米管包覆电线的说明图。

  图6是一个实施方式所涉及的具有识别标记的碳纳米管包覆电线的说明图。

  图7是一个实施方式所涉及的具有识别标记的碳纳米管包覆电线的说明图。

  具体实施方式

  1.碳纳米管包覆电线

  以下,使用附图对一个实施方式所涉及的碳纳米管包覆电线进行说明。

  如图1所示,一个实施方式所涉及的碳纳米管包覆电线(以下,有时称作“CNT包覆电线”)1为在碳纳米管线材(以下,有时称作“CNT线材”)10的外周面包覆绝缘包覆层21的构成。即,沿CNT线材10的长度方向包覆有绝缘包覆层21。在CNT包覆电线1中,CNT线材10的外周面整体由绝缘包覆层21包覆。并且,在CNT包覆电线1中,绝缘包覆层21成为与CNT线材10的外周面直接接触的形态。在此情况下,CNT包覆电线1具备:由单个或多个碳纳米管集合体构成的碳纳米管线材,该碳纳米管集合体由多个碳纳米管构成;以及绝缘包覆层,其包覆碳纳米管线材。另外,虽然在图1中未示出,但是绝缘包覆层21具有识别标记。在图1中,CNT线材10为由1根CNT线材10构成的线材(单线),但CNT线材10也可以为将多根CNT线材10绞合而成的绞线。通过将CNT线材10设为绞线的形式,能够适当地调节CNT线材10的等效圆直径、截面积。在CNT包覆电线1具有通过将多个CNT线材10绞合而得到的绞线的情况下,可以在以包覆各个CNT线材10的线材(单线)的方式形成绝缘包覆层21之后,将形成绝缘包覆层21后的各个CNT线材10绞合而形成绞线,也可以在将多个CNT线材10绞合而形成绞线后,以包覆该绞线的方式形成绝缘包覆层21。并且,在CNT线材10为绞线的情况下,识别标记可以是表示绞线的绞合的方向的标记。识别标记可以位于绝缘包覆层21的外表面的一部分或全部,绝缘包覆层21的整体也可以是识别标记。

  另外,在其他实施方式中,也可以形成多个碳纳米管包覆电线,其具备:由单个或多个碳纳米管集合体构成的碳纳米管线材,该碳纳米管集合体由多个碳纳米管构成;以及绝缘包覆层,其包覆碳纳米管线材。在此情况下,构成多个碳纳米管包覆电线的各个绝缘包覆层具有相互不同的识别标记或颜色。并且,多个碳纳米管包覆电线可以为多个碳纳米管包覆电线的束,或者可以为多个碳纳米管包覆电线的集合体。通常碳纳米管线材的线径比金属线细,因此,该形态下,存在作为识别标记的识别性低的情况。另外,根据绞合方式、材料等,碳纳米管线材的特性可能发生变化,因此如金属线那样,存在难以根据碳纳米管线材的截面或粗细来确定其特性的情况。而对于多个碳纳米管包覆电线,在形成各自的绝缘包覆层具有相互不同的识别标记或颜色的情况下,能够以高识别性视觉确认各自的识别标记。因此,通过在该多个碳纳米管包覆电线中,根据各自的碳纳米管包覆电线在绝缘包覆层设置不同识别标记,从而能够识别各个碳纳米管包覆电线的特性等。

  如图2所示,CNT线材10为将单个或多个由具有1层以上的层结构的多个CNT11a、11a、……构成的碳纳米管集合体(以下,有时称作“CNT集合体”)11的捆扎而形成。在此,CNT线材是指CNT的比例为90质量%以上的CNT线材。此外,在CNT线材中的CNT比例的计算中,镀层和掺杂剂除外。在图2中,CNT线材10为捆扎多个CNT集合体11的构成。CNT集合体11的长度方向形成CNT线材10的长度方向。因此,CNT集合体11为线状。CNT线材10中的多个CNT集合体11、11、……配置成其长轴方向大致一致。因此,CNT线材10中的多个CNT集合体11、11、……是取向的。作为线材的CNT线材10的等效圆直径没有特别限定,但是例如为0.01mm以上且4.0mm以下。并且,形成为绞线的CNT线材10的等效圆直径没有特别限定,但是例如为0.1mm以上且15mm以下。

  CNT集合体11是具有1层以上的层结构的CNT11a的束。CNT11a的长度方向形成CNT集合体11的长度方向。CNT集合体11中的多个CNT11a、11a、……配置成其长轴方向大致一致。因此,CNT集合体11中的多个CNT11a、11a、……是取向的。CNT集合体11的等效圆直径例如为20nm以上且1000nm以下,优选为20nm以上且80nm以下。CNT11a的最外层的宽度尺寸例如为1.0nm以上且5.0nm以下。

  构成CNT集合体11的CNT11a是具有单层结构或多层结构的筒状体,分别被称为SWNT(single-walled nanotube,单壁碳纳米管)、MWNT(multi-walled nanotube,多壁碳纳米管)。在图2中,为了方便,仅记载具有2层结构的CNT11a,但在CNT集合体11中,也可以包含具有3层结构以上的层结构的CNT或具有单层结构的层结构的CNT,也可以由具有3层结构以上的层结构的CNT或具有单层结构的层结构的CNT形成。

  在具有2层结构的CNT11a中,为具有六角形格子的网眼结构的2个筒状体T1、T2以大致同轴的方式配置的三维网眼结构体,并被称为DWNT(Double-walled nanotube,双壁碳纳米管)。作为构成单位的六角形格子是在其顶点配置有碳原子的六元环,并与其他六元环相邻,且它们连续地键合。

  CNT11a的性质取决于上述筒状体的手性(chirality)。手性大致分为扶手椅型、锯齿型和手性型,扶手椅型呈现金属性行为,锯齿型呈现半导体性以及半金属性行为,手性型呈现半导体性以及半金属性行为。因此,CNT11a的导电性根据筒状体具有哪种手性而大不相同。在构成CNT包覆电线1的CNT线材10的CNT集合体11中,从进一步提高导电性的观点出发,优选增大呈现金属性行为的扶手椅型的CNT11a的比例。

  另一方面,已知通过在呈现半导体性行为的手性型的CNT11a中掺杂具有供电子性或电子接受性的物质(异种元素),从而手性型的CNT11a呈现金属行为。并且,在通常的金属中,通过掺杂异种元素,从而引起金属内部的传导电子的散射而降低导电性,但与之同样地,在呈现金属性行为的CNT11a中掺杂异种元素的情况下,引起导电性的下降。

  如此,从导电性的观点出发,向呈现金属性行为的CNT11a以及呈现半导体性行为的CNT11a的掺杂效果处于权衡关系,因此理论上优选分别制作呈现金属性行为的CNT11a和呈现半导体性行为的CNT11a,并仅对呈现半导体性行为的CNT11a实施掺杂处理之后,将它们组合。但是,在现有的制法技术中,选择性地分开制作呈现金属性行为的CNT11a和呈现半导体性行为的CNT11a是困难的,并且以呈现金属性行为的CNT11a和呈现半导体性行为的CNT11a混合存在的状态进行制作。因此,为了进一步提高由呈现金属性行为的CNT11a和呈现半导体性行为的CNT11a的混合物构成的CNT线材10的导电性,优选选择使利用异种元素、分子的掺杂处理变得有效的CNT11a的层结构。

  例如,如2层结构或3层结构的层数少的CNT与比其层数多的CNT相比,导电性比较高,并在实施掺杂处理时,在具有2层结构或3层结构的CNT中的掺杂效果最高。因此,从进一步提高CNT线材10的导电性的观点出发,优选增大具有2层结构或3层结构的CNT的比例。具体而言,具有2层结构或3层结构的CNT相对于CNT整体的比例优选为50个数%以上,更优选为75个数%以上。具有2层结构或3层结构的CNT的比例能够通过利用透射型电子显微镜(TEM)对CNT集合体11的截面进行观察以及分析,并对100个CNT的各自的层数进行测量来计算。

  接下来,对CNT线材10中的CNT11a以及CNT集合体11的取向性进行说明。

  图3的(a)是表示利用小角X射线散射(SAXS)的多个CNT集合体11、11、……的散射矢量q的二维散射像的一例的图,图3的(b)是表示方位图之一例的曲线图,示出在二维散射像中,以透过X射线的位置为原点的任意散射矢量q的方位角-散射强度的关系。

  SAXS适于评价几nm~几十nm的大小的结构等。例如,通过使用SAXS,利用以下的方法对X射线散射图像的信息进行分析,从而能够对外径为几nm的CNT11a的取向性以及外径为几十nm的CNT集合体11的取向性进行评价。例如,如果针对CNT线材10进行X射线散射像分析,则如图3的(a)所示,与CNT集合体11的散射矢量q(q=2π/d,d为晶格面间隔)的x成分即qx相比,y成分即qy更窄地分布。另外,关于与图3的(a)相同的CNT线材10,SAXS的方位图的分析结果、即图3的(b)所示的方位图中方位角的半值宽度Δθ为48°。从这些分析结果可见,在CNT线材10中,多个CNT11a、11a……以及多个CNT集合体11、11、……具有良好的取向性。如此,多个CNT11a、11a……以及多个CNT集合体11、11、……具有良好的取向性,因此CNT线材10的热量沿CNT11a或CNT集合体11的长度方向顺畅地传递的同时容易散热。因此,CNT线材10通过调节上述CNT11a以及CNT集合体11的取向性,从而能够在长度方向、直径的截面方向调节散热路径,由此与金属制的芯线相比,发挥更优异的散热特性。此外,取向性是指内部的CNT以及CNT集合体的矢量相对于将CNT绞合制作的绞线的长度方向的矢量V的角度差。

  通过使示出多个CNT集合体11、11、……的取向性的、利用小角X射线散射(SAXS)的的方位图中的方位角的半值宽度Δθ所表示的取向性为一定以上,从而进一步提高CNT线材10的散热特性,从该观点出发,优选方位角的半值宽度Δθ为60°以下,尤其优选为30°以下。

  接下来,对构成CNT集合体11的多个CNT11a的排列结构以及密度进行说明。

  图4是表示构成CNT集合体11的多个CNT11a、11a、……的、利用WAXS(广角X射线散射)的q值-强度的关系的曲线图。

  WAXS适于评价几nm以下的大小的物质的结构等。例如,通过使用WAXS,利用以下的方法对X射线散射图像的信息进行分析,从而能够评价外径为几nm以下的CNT11a的密度。关于任意的1个CNT集合体11,散射矢量q和强度的关系的分析结果如图4所示,测定由在q=3.0nm-1~4.0nm-1附近观察到的(10)峰的峰顶的q值估计的晶格常数的值。基于该晶格常数的测量值和利用拉曼分光法或TEM等观测的CNT集合体的直径,能够确认CNT11a、11a、……在俯视时形成了密排六方结构的情况。因此,通过在CNT线材10中多个CNT集合体的直径分布窄,且多个CNT11a、11a、……规律地排列,即具有高密度,从而可认为形成了密排六方结构并以高密度存在。

  如此,多个CNT集合体11、11……具有良好的取向性的同时,构成CNT集合体11的多个CNT11a、11a、……规律地排列并以高密度配置,因此CNT线材10的热量沿CNT集合体11的长度方向顺畅地传递的同时易于散热。因此,CNT线材10通过调节上述CNT集合体11和CNT11a的排列结构、密度,从而能够在长度方向、直径的截面方向上调节散热路径,由此与金属制的芯线相比,发挥更优异的散热特性。

  从通过得到高密度来进一步提高散热特性的观点出发,优选表示多个CNT11a、11a、……的密度的、利用X射线散射的散射强度的(10)峰的峰顶的q值为2.0nm-1以上且5.0nm-1以下,且半值宽度Δq(FWHM)为0.1nm-1以上且2.0nm-1以下。

  CNT集合体11以及CNT11的取向性以及CNT11a的排列结构及密度能够通过适当地选择后述的干式纺丝、湿式纺丝等纺丝方法和该纺丝方法的纺丝条件来进行调节。

  接下来,对包覆CNT线材10的外表面的绝缘包覆层21进行说明。

  绝缘包覆层21在其外表面的一部分或全部、或者绝缘包覆层21的内部具有未图示的识别标记。作为绝缘包覆层21的材料,能够使用在利用金属作为芯线的包覆电线的绝缘包覆层中采用的材料,例如,可列举热塑性树脂。作为热塑性树脂,例如,聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯、聚丙烯、聚缩醛,聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚氨酯,聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、丙烯酸树脂等。这些树脂可以单独使用,也可以适当混合2种以上使用。

  如图1所示,绝缘包覆层21可设为一层,取而代之,也可以设为两层以上。并且,根据需要,也可以在CNT线材10的外表面与绝缘包覆层21之间进一步设置有热固性树脂的层。

  绝缘包覆层21可以是不透明的,也可以是透明的。在形成透明的绝缘包覆层,并在该绝缘包覆层的外表面赋予包含荧光物质的识别标记的情况下,利用与CNT线材的黑色的对比度,能高精度地检测、识别识别标记的荧光。这样的碳纳米管包覆电线适用于背景中几乎没有光线进入的环境,例如适于海底线缆、地下线缆或太空用线缆。并且,也适于作为在夜间或在海上进行修理的航空器中使用的航空用线缆。

  例如,可列举如下述的CNT包覆电线。

  (a)构成绝缘包覆层21的材料的折射率nD小于1.5,绝缘包覆层21的膜厚/CNT线材10的线径小于0.2的CNT包覆电线1,

  (b)构成绝缘包覆层21的材料的JIS 7375:2008中规定的总透射率小于90%,绝缘包覆层21的膜厚/CNT线材10的线径小于0.2的CNT包覆电线1。

  在上述(b)的情况下,JIS 7375:2008中规定的总透射率优选为75%以下。通过使构成绝缘包覆层21的材料的折射率nD以及总透射率处于上述范围内,从而能够使识别标记的识别性更加良好。

  另外,通过使绝缘包覆层21的膜厚/CNT线材10的线径小于0.2,从而能够使识别标记的识别性更加良好。此外,绝缘包覆层21的膜厚以及CNT线材10的线径能够如下算出:在1.0m的CNT包覆电线1的长度方向上每隔10cm,针对径向的同一截面,利用SEM或光学显微镜对CNT包覆电线的截面进行观察,将使用观察得到的图像而获取的信息进行平均。

  接下来,对本发明的实施方式例所涉及的CNT包覆电线1的制造方法例进行说明。CNT包覆电线1能够通过如下方式制造:首先,制造CNT11a,并由得到的多个CNT11a形成CNT线材10,且在CNT线材10的外周面包覆绝缘包覆层21,从而制造出CNT包覆电线1。

  CNT11a能够利用浮游催化法(日本专利第5819888号说明书)、基板法(日本专利第5590603号说明书)等方法来制作。CNT线材10的线材能够利用干式纺丝(日本专利第5819888号说明书、日本专利第5990202号说明书、日本专利第5350635号说明书)、湿式纺丝(日本专利第5135620号说明书、日本专利第5131571号说明书、日本专利第5288359号说明书)、液晶纺丝(日本特表2014-530964号公报)等来制作。

  作为在如上述所述得到的CNT线材10的外周面包覆绝缘包覆层21的方法,能够使用在铝或铜的芯线包覆绝缘包覆层的方法,例如,能够列举使绝缘包覆层21的原料即热塑性树脂熔融,并在CNT线材10的周围挤出并包覆的方法。

  本发明的实施方式例所涉及的CNT包覆电线1能够作为线束等的普通电线使用,也可以由使用CNT包覆电线1的普通电线来制作线缆。

  2.识别标记

  一个实施方式所涉及的碳纳米管包覆电线的绝缘包覆层具有识别标记。识别标记设置于绝缘包覆层的露出的外表面的至少一部分或内部。识别标记可以是用于识别碳纳米管包覆电线的种类、用途、状态(例如,正常状态、异常状态)的标记。并且,在识别标记中,可以赋予与电线自身的信息、与电线相关的信息等特定的信息。识别标记的材料只要是能够通过目视、双筒望远镜、可见光或其以外的光等特定波长的电磁波、磁性等能够识别的材料,就没有特别限定。

  例如,识别标记位于绝缘包覆层的外表面的一部分,在绝缘包覆层的外表面,可以使识别标记的颜色与识别标记以外的部分的颜色不同。在此情况下,除识别标记的颜色之外,也可以通过将识别标记的形状(例如,环状形状)设为各种种类,来对识别标记赋予特定的信息。

  识别标记也可以是位于绝缘包覆层的外表面的整体的同一颜色的识别标记。在此情况下,构成识别标记的颜色没有特别限定,但优选即使从远处观察识别性也高并具有可见光的波长的颜色。在其他示例中,识别标记的颜色可以设为荧光色。而且,碳纳米管线材为绞线,识别标记也可以在绝缘包覆层的外表面与绞合的方向同步,例如以螺旋状存在等而识别标记表示绞线的绞合的方向。

  识别标记可以包括囊体。囊体的尺寸没有特别限定,作为囊体,可列举微囊体、纳米囊体。囊体可以包含荧光物质或导电材料。并且,识别标记可以设为由包含荧光物质的核部和包含二氧化硅的壳部构成。识别标记可以包含标签。并且,识别标记可以包含担载于担载体的荧光物质。并且,识别标记可以包含根据颜料、染料、树脂、磁性材料、碳纳米管包覆电线的温度变化或应力变化而颜色发生变化的材料。在识别标记包含磁性材料的情况下,能够通过磁性识别识别标记。在绝缘包覆层的外表面设置特定的颜色的识别标记的情况下,作为识别标记的材料,可以使用颜料、染料、荧光物质等。以下,对构成识别标记的各材料详细地进行说明。

  (囊体)

  囊体例如是具有几十nm到几百μm的范围的粒径的微囊体或纳米囊体。作为囊体的形状,没有特别限定,例如,可以使用球形、椭圆形等的形状。作为囊体化法,例如,可以使用原位聚合法、界面聚合法、凝聚法、喷雾干燥法、干式混合法,节流孔法等。

  (具有核部和壳部的识别标记)

  在识别标记的核部填充有液体材料,通过壳部覆盖该液体材料,由此将液体材料保持在核部中。因此,在核部内保持有液体材料时,识别标记不具有识别性,在核部内的液体材料被排出时,通过该液体材料能够表现识别性。例如,在作为识别标记使用微囊体的情况下,在对微囊体施加高应力或高温度时,液体材料瞬间从微囊体排出,能够在短时间表现出识别性。并且,在液体材料从核部花费较长的时间每次少量排出的情况(缓释性)下,能够逐渐表现出识别性。

  此外,只要填充于核部的液体材料是识别性优异的材料,就没有特别限定,可以使用绝缘凝胶、后述的颜料、染料、荧光物质、磁性材料、导电材料等。在这些液体材料中,特别是由于在暗处等的识别性优异,因此优选使用荧光物质作为液体材料。识别标记优选由包含荧光物质的核部和包含二氧化硅的壳部构成。例如,可列举荧光二氧化硅粒子等。并且,在识别标记位于碳纳米管包覆电线的端部的情况下,识别标记在将碳纳米管包覆电线压接于端子时,识别标记上被施加高应力。由于该应力,识别标记中的导电材料被排出而能够使碳纳米管包覆电线与端子间的电连接变得良好,因此优选包含导电材料的识别标记。

  并且,壳部的材料没有特别限定,可以使用热塑性树脂、热固性树脂等,但优选使用热塑性树脂。

  (标签)

  识别标记可以包括标签。作为标签,没有特别限定,可以使用IC标签、条形码标签等认证标签。在这些标签上,可以赋予碳纳米管包覆电线的种类、用途等的电线自身的信息、与电线相关的信息等特定的信息。在使用IC标签的情况下,可以利用IC芯片读取器读取特定的信息,或者可以利用IC芯片写入器写入特定的信息。并且,在使用条形码标签的情况下,可以利用条形码读取特定的信息。标签可以位于绝缘包覆层的外表面,也可以存在于绝缘包覆层的内部。在标签位于绝缘包覆层的内部的情况下,绝缘包覆层优选为透明或半透明。

  (荧光物质)

  识别标记可以包含荧光物质。通过作为识别标记的材料而使用荧光物质,从而即使在暗处也能够识别碳纳米管包覆电线。关于荧光物质,没有特别限定,为有机化合物、无机化合物、半导体粒子等。荧光物质的材料没有特别限定,例如可列举C.I.碱性红1、2、9、12、13、14、17、C.I.碱性紫1、3、7、10、11:1、14、C.I.酸性黄73、184、250、C.I.酸性红51,52,92,94,C.I.直接黄11、24、26、87、100、147、C.I.直接橙26、29、29:1、46、C.I.直接红1、13、17、239、240、242、254。并且,也可以代替荧光物质,使用吸光物质。

  如现有的碳纳米管包覆电线那样,在形成包覆铜线等的线材的透明的绝缘包覆层,并在该绝缘包覆层的外表面赋予由荧光物质组成的识别标记的情况下,从碳纳米管包覆电线的外侧照射激发光时,由于铜线反射激发光,因此背景变高,识别标记的视觉辨认性变差。另一方面,在一个实施方式中,形成用于包覆碳纳米管线材的透明的绝缘包覆层,并在该绝缘包覆层的外表面赋予由荧光物质组成的识别标记,此种情况下,碳纳米管线材为黑色,因此利用与该黑色的对比度使识别标记的荧光非常容易识别。特别是,在黑暗状态的环境(例如,海底、地下、夜晚的航空区域、宇宙、天花板背面等)下,在使用一个实施方式的碳纳米管包覆电线的情况下,识别标记的视觉辨认性、识别性变得显著优异。在这样的黑暗状态下使用的碳纳米管包覆电线例如为海底线缆、地下线缆、航空用线缆、或太空用线缆。

  (颜料)

  作为颜料没有特别限定,但是例如可使用红色颜料、蓝色颜料、绿色颜料、黄色颜料、橙色颜料、紫色颜料或这些颜料的组合。并且,也可以使用无机颜料或有机颜料。

  作为无机颜料,例如可列举氧化钛、硫酸钡、碳酸钙、锌白、硫酸铅、黄色铅、锌黄、铅黄(红色氧化铁(III))、镉红、群青、普鲁士蓝、氧化铬绿、钴绿、琥珀色等。

  作为有机颜料,例如可列举蒽醌系颜料、氨基蒽醌系颜料、喹吖啶酮系颜料、喹吖啶酮醌系颜料,二酮吡咯并吡咯类颜料、苝系颜料、紫环酮系颜料、蒽缔蒽酮系颜料,苯并咪唑酮系颜料、双偶氮缩合物系颜料、偶氮系颜料、硫靛系颜料、皮蒽酮系颜料、二噁嗪系颜料、喹酞酮系颜料、异吲哚啉系颜料、酞菁系颜料等。

  并且,可列举炭黑、乙炔黑、灯黑、石墨、铁黑、苯胺黑、花青黑、钛黑等。

  通过使用颜料作为识别标记的材料,从而能够提高识别标记的视觉辨认性。

  (染料)

  作为染料没有特别限定,例如可使用红色染料、蓝色染料、绿色染料、黄色染料或这些染料的组合。作为染料,例如可列举偶氮系染料、蒽醌系染料、酞菁系染料、醌亚胺系染料、喹啉系染料、硝基系染料、羰基系染料、次甲基系染料等。通过使用染料作为识别标记的材料,从而能够提高识别标记的视觉辨认性。

  (变色材料)

  识别标记能够包含在碳纳米管包覆电线的特定的特性值、物性值发生变化而碳纳米管包覆电线成为不能使用的异常状态的情况下,变化为与正常状态不同颜色的材料。例如,识别标记能够包含根据碳纳米管包覆电线的温度变化或应力变化而颜色发生变化的变色材料。变色材料可以可逆地变色,也可以不可逆地变色。即,在变色材料可逆地变色的情况下,在碳纳米管包覆电线成为异常状态时,发生变色,而在该碳纳米管包覆电线恢复正常状态时,恢复为原来的颜色。另一方面,在变色材料不可逆地变色的情况下,在碳纳米管包覆电线成为异常状态时,发生变色,而即使该碳纳米管包覆电线恢复为正常状态,变色后的颜色也不改变。

  若使用包含根据温度变化而颜色发生变化的变色材料的识别标记,则在碳纳米管包覆电线处于低温或高温环境下的、不能使用的温度时,通过视觉确认识别标记的变色,从而能够识别这样的异常状态。因此,无需直接测量碳纳米管包覆电线的温度,并且即使从远处也能够确认该变色,因此能够简易地以低成本确认碳纳米管包覆电线的异常状态,并能够早期检测碳纳米管包覆电线的劣化。

  作为根据温度变化而颜色发生变化的变色材料,例如可列举含有隐色染料、显色性物质以及变色温度调节剂的颜料或用树脂涂覆这些树脂而囊体化的材料等。作为隐色染料,可列举二苯基甲烷苯酞类、吲哚基苯酞类、二苯基甲烷氮杂苯酞类、苯基吲哚氮杂苯酞类、荧烷类、苯乙烯喹啉类、二氮杂罗丹明内酯类等。也能够通过变更隐色染料、显色性物质、以及变色温度调整剂的组成内容,调节变色的颜色的种类、变色温度区域。

  如果使用包含根据应力变化而颜色发生变化的变色材料的识别标记,则由于碳纳米管包覆电线弯曲,或雪等重物载置于碳纳米管包覆电线,而在碳纳米管包覆电线上施加有高应力时,能够通过视觉确认识别标记的变色,而确认这样的异常状态。因此,无需直接测量施加于碳纳米管包覆电线的应力,并且即使从远处也能够确认该变色,因此能够简易地以低成本确认碳纳米管包覆电线的异常状态,并能够早期检测碳纳米管包覆电线的劣化。并且,CNT与金属线相比不仅强度非常高,而且有可能在连接构件周边优先发生劣化。这样的状态变化也能够通过识别标记的变色来识别。

  (树脂)

  识别标记也可以包含树脂。在此情况下,通过在绝缘包覆层的外表面中,使构成识别标记的树脂与识别标记以外的部分的材料设为不同的材料,从而使识别标记与其以外的部分的表面性状、颜色、质感等成为不同的材料,而能够视觉确认识别标记。作为构成识别标记的树脂,也能够使用热塑性树脂、热固性树脂中任一种材料。

  作为热塑性树脂没有特别限定,可以列举聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、(甲基)丙烯酸树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物等乙烯基系聚合物、聚乳酸树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯、尼龙、聚酰胺胺等聚酰胺、聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯醇缩苯甲醛、聚乙烯醇缩丁醛树脂等聚乙烯醇缩醛树脂、离聚物树脂、聚苯醚,聚苯硫醚、聚碳酸酯、聚醚醚酮、聚缩醛,ABS树脂、LCP(液晶聚合物)、氟树脂、聚氨酯树脂、弹性体、或这些树脂的改性品等。

  作为热固性树脂,没有特别限定,可列举酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰亚胺、聚氨酯、硅树脂等。

  (磁性材料)

  识别标记可以包含磁性材料。通过识别标记包含磁性材料,从而能够利用可检测磁性的设备来识别识别标记。作为磁性材料没有特别限定,可列举磁铁矿、磁赤铁矿和铁氧体等的氧化铁、或包含其他的金属氧化物的氧化铁、Fe,Co,以及Ni等的金属、或这些金属与Al、Co、Cu、Pb、Mg、Ni、Sn、Zn、Sb、Be、Bi、Cd、Ca、Mn、Se、Ti、W、以及V等的金属的合金、以及这些物质的混合物等。

  (信息的赋予)

  在识别标记中,也能够赋予特定的信息。作为“特定的信息”,可列举电线自身的信息、与电线相关的信息等。更具体而言,作为特定的信息,可列举作为碳纳米管包覆电线的特性的碳纳米管包覆电线的线径、热传导率、导电率、用途、可使用期间、与碳纳米管线材的绞合有关的信息等。而且,也可以例如通过根据碳纳米管包覆电线的特性而改变识别标记的颜色、形状、或颜色与形状的组合来了解碳纳米管包覆电线的特性。在这些特性中,由于选自热传导率以及导电率中的至少一个特性值是重要的,因此优选通过识别标记的颜色、形状、或颜色与形状的组合来表示这些特性值的数值范围。即,在此情况下,识别标记根据选自碳纳米管包覆电线的热传导率以及导电率中的至少一个特性值来设定。由此,通过识别标记而能够简便且可靠地确认碳纳米管包覆电线的热传导率以及导电率。

  (识别标记的赋予方法)

  对碳纳米管包覆电线的识别标记的赋予方法没有特别限定,但是例如可列举下述的方法。

  (a)由将具有给定的大小、形状的识别标记的材料和识别标记的材料以外的绝缘包覆层的材料混合而成的混合材料形成绝缘包覆层的方法,

  (b)在碳纳米管包覆电线的外表面上印刷或贴附识别标记的方法,

  (c)使碳纳米管包覆电线的外表面的材料和识别标记的材料发生化学反应,而在外表面的材料与识别标记的材料之间形成化学键的方法。

  在上述(a)的方法中,用于得到混合材料的混合法没有特别限定,可列举球磨机混合、珠磨机混合、V型混合器、波勒容器混合器(Bohle Container Mixer)等容器旋转型的混合方法、如螺带式混合机那样利用机械搅拌力进行混合的方法、如流动层那样通过气流进行搅拌混合的方法等。能够通过在碳纳米管线材的外表面包覆得到的混合材料来得到绝缘包覆层。例如,在将绝缘包覆层整体设为同一颜色的识别标记的情况下,将颜料、染料、荧光物质或其他的着色剂与树脂材料等的绝缘包覆层的其他材料进行混合而得到混合材料后,通过利用熔融后的混合材料包覆碳纳米管线材,而能够赋予识别标记。

  作为上述(b)的印刷识别标记的方法没有特别限定,可列举在碳纳米管线材的外表面包覆绝缘包覆层的材料后,在该绝缘包覆层的材料的外表面的一部分或全部印刷包含识别标记的材料的墨水的方法。作为墨水的印刷法没有特别限定,可列举喷墨印刷、超级喷墨印刷、丝网印刷、转印印刷、胶版印刷、喷射印刷法、分配器、喷射分配器、针分配器、逗点涂布机、狭缝涂布机、模涂机、凹版涂布机、凸版印刷、凹版印刷、凹版印刷(gravureprinting)、软光刻、浸涂机、喷涂机、旋涂机、浸涂器、电沉积涂装等。墨水作为识别标记的材料以外的成分,根据需要可包含溶剂、分散剂、表面活性剂等。

  作为上述(b)的贴附识别标记的方法,没有特别限定,可列举例如将标签等隔着粘接层贴附在碳纳米管包覆电线的外表面的方法。

  作为上述(c)的方法,没有特别限定,可列举在碳纳米管线材的外表面包覆绝缘包覆层的材料后,在该绝缘包覆层的材料的外表面,使用有机过氧化物等而使该绝缘包覆层的材料和识别标记的材料发生化学反应的方法。有机过氧化物在比较低的温度下热分解,或者与还原性物质反应,容易地生成游离自由基(游离基)。该生成的游离自由基的性质能够促进绝缘包覆层的材料中的不饱和双键的识别标记材料的附加、氢原子等的提出以及识别标记材料的附加。作为有机过氧化物,没有特别限定,可列举例如过氧化酮、过氧化缩酮、氢过氧化物、二烷基过氧化物、二酰基过氧化物、过氧化酯、过氧化二碳酸酯等。

  (识别标记的形状、大小、位置)

  识别标记的形状以及大小、绝缘包覆层上的识别标记的位置没有特别限定。能够根据赋予识别标记的目的,适当决定识别标记的形状、大小、位置。识别标记的形状可设为例如多边形、圆、包围碳纳米管包覆电线的外周的形状、文字、由多种颜色组成的纹样等。并且,识别标记的大小只要是占据绝缘包覆层的一部分的大小,就没有特别限定。优选地,识别标记可以在绝缘包覆层的外表面位于碳纳米管包覆电线的长度方向的至少一个端部。并且,优选地,识别标记可以具有绕绝缘包覆层的外表面1周的环状的形状。在此情况下,可以通过将环状形状的识别标记设为特定的颜色,来对识别标记赋予特定的信息。

  图5的(a)~图5的(d)是表示具有识别标记的CNT包覆电线1的示意图。此外,图5的(a)~图5的(d)是仅表示绝缘包覆层的外表面的示意图,并省略CNT包覆电线1的内部的结构。

  图5的(a)是识别标记31在绝缘包覆层21的外表面位于CNT包覆电线1的长度方向33的至少一个端部32的示例。识别标记31可以位于绝缘包覆层21的一个端部32,也可以位于两侧的端部。在图5的(a)中,例如,通过包含具有导电材料的纳米囊体的识别标记31位于端部32,从而在使CNT包覆电线1与端子压接时,在纳米囊体中施加有高应力。通过该应力,纳米囊体中的导电材料被排出而能够使CNT包覆电线1与端子间的电连接变得良好。在此情况下,导电材料作为导电助剂发挥作用。并且,通过调节位于端部32的纳米囊体的颜色、密度,从而能够调节识别标记31的视觉辨认性或对识别标记31赋予特定的信息。

  图5的(b)是识别标记31在绝缘包覆层21的外表面沿CNT包覆电线1的长度方向33以一定间隔配置的示例。在图5的(b)中,例如能够将识别标记31作为用于识别CNT包覆电线1的长度的长度标记使用。

  图5的(c)是在绝缘包覆层21的外表面设置从CNT包覆电线1的长度方向33的第一端部延伸至第二端部的识别标记31的示例。即,识别标记31在两个端部之间沿长度方向33连续设置。在图5的(c)中,例如可列举识别标记31包含根据CNT包覆电线1的温度变化或应力变化而颜色发生变化的材料的方式。在该方式中,在由于处于低温或高温环境下或被施加高的应力,CNT包覆电线1的特定部分发生劣化的情况下,仅位于该特定部位的识别标记31呈现与位于其他部位的识别标记31不同的颜色。因此,能够早期检测CNT包覆电线1的劣化部分而采取对策。

  并且,图5的(d)是在绝缘包覆层21的外表面设置条形码作为识别标记31的示例,并能够对该条形码赋予与CNT包覆电线1有关的特定的信息。

  图6是表示具有识别标记的其他的CNT包覆电线1的示意图,是对CNT包覆电线1以与其长度方向垂直的截面进行观察的截面图。在图6中,CNT线材10虽然为绞线,但是示意性地示出。如图6所示,绝缘包覆层21具有纳米囊体40作为识别标记,在纳米囊体40的核部填充有荧光物质。在由于摩擦等而导致绝缘包覆层21薄膜化而产生薄膜部38的情况下,在位于该薄膜部38的附近的纳米囊体40也被施加大的应力,荧光物质从纳米囊体40排出,并沿CNT线材10的绞合方向流动。由于薄膜部38为凹陷的形状,因此荧光物质最终滞留在该薄膜部38中。其结果是,薄膜部的识别性变得显著,并能够早期检测薄膜部38的产生。

  图7的(a)~(c)是表示具有识别标记的其他的CNT包覆电线1的示意图。此外,在图7的(a)~(c)中,省略CNT包覆电线1内部的结构,并且用虚线表示绝缘包覆层21的外表面。

  在图7的(a)的CNT包覆电线1中,荧光物质39在绝缘包覆层21的整体分布。另外,通过增多荧光物质39的量,而使绝缘包覆层21整体几乎都具有荧光性,并能够制成在黑暗中具有非常高的识别性的CNT包覆电线1。

  图7的(b)是表示识别标记31具有绕绝缘包覆层21的外表面1周的环状的形状的示例的图。通过将该识别标记31的线宽、颜色变更为各种种类,从而能够对识别标记31赋予特定的信息。例如,在未图示的CNT线材为绞线的情况下,能够通过识别标记21的线宽、颜色等而识别绞合的程度等。

  图7的(c)是表示识别标记31螺旋状地位于绝缘包覆层21的外表面的示例的图。由于该识别标记31以螺旋状缠绕绝缘包覆层21的外表面的方式赋予,因此即使从远处也容易识别CNT包覆电线1的直径(粗细)。并且,在未图示的CNT线材为绞线的情况下,通过沿绞合的方向赋予螺旋状的识别标记,从而能够识别绞线的绞合方向。特别是,在绝缘包覆层21为不透明的情况下,由于难以从外部识别绞线的绞合方向,因此这样的识别标记31是有用的。

  (碳纳米管包覆电线的用途)

  碳纳米管包覆电线的用途能够通过识别标记的形状、大小、位置、材料、以及碳纳米管线材的材料、直径、特性等而适当选择。例如,在绝缘包覆层为透明且识别标记包含荧光物质的情况下,碳纳米管包覆电线可以作为海底线缆、地下线缆、航空用线缆、或太空用线缆。海底、地下、夜晚的航空区域、宇宙、天花板背面等均为暗处,难以视觉确认以往的识别标记。但是,在本实施方式的识别标记包含荧光物质的情况下,能够通过激发光源容易地发出荧光。并且,由于碳纳米管线材为黑色且周围也为暗环境,因此通过与其的对比度,识别标记发出的荧光的视觉辨认性提高,并且在海底、地下、夜晚的航空区域、太空、天花板背面等中使用时,识别标记能够具有优异的视觉辨认性、识别力。并且,识别标记可以沿碳纳米管包覆电线的整个长度方向连续设置,也可以仅在长度方向的一部分设置。

  作为海底线缆,可列举送电用、通信用的线缆等,并能够使用各种海底线缆,例如从几十m的水深的比较低的低压至对应几百m~几千m左右水深的超高压的海底线缆。此外,在为超高压的海底线缆的情况下,形成能够充分保护碳纳米管线材免受超高压的绝缘包覆层的结构。

  作为地下线缆,可列举送电用、通信用的线缆等,能够使用各种地下线缆,例如从地下几m至对应地下几十m~几百m左右的地下线缆。此外,在为布设至地下深处的地下线缆的情况下,形成能够充分保护碳纳米管线材的绝缘包覆层的结构。

  作为航空用线缆,可列举在航空器的内部或外部使用的送电用、通信用的线缆等。通常,对布设于航空器的航空用线缆而言,温度、气压、湿度等为严酷的环境,但与金属线相比,由于碳纳米管线材抗腐蚀性强,因此即使在这样的条件下,也能够发挥高的耐久性。

  作为太空用线缆,可列举在火箭、宇宙飞船、人造卫星等的内部或外部使用的送电用、通信用的线缆等。对布设于火箭、宇宙飞船、人造卫星等的太空用线缆而言,在宇宙环境下,处于宇宙线、温度等非常严酷的条件下。因此,形成即使在这样非常严酷的条件下也能够充分保护碳纳米管线材的绝缘包覆层的结构。

  3.碳纳米管包覆电线的施工方法

  一个实施方式的碳纳米管包覆电线的施工方法具有将碳纳米管包覆电线沿所述识别标记表示的绞合方向扭转的工序,所述碳纳米管包覆电线具有:碳纳米管线材的2根以上的绞线,所述碳纳米管线材由单个或多个碳纳米管集合体构成,所述碳纳米管集合体由多个碳纳米管构成;绝缘包覆层,其包覆该碳纳米管线材;以及识别标记,其在所述绝缘包覆层的外表面表示所述绞线的绞合方向。

  例如,在准备具备如图7的(c)的碳纳米管线材的绞线和绝缘包覆层21且绝缘包覆层21的露出的外表面具有识别标记31的CNT包覆电线1的情况下,识别标记31表示绞线的绞合方向。因此,将图7的(c)的CNT包覆电线1的一端固定,将另一端向箭头A的方向扭转,由此能够加强CNT线材的绞线的绞合状态而使该绞线不易断线。另一方面,如以往的CNT包覆电线那样,在不存在表示绞合方向的识别标记,并向与绞合方向相反的方向扭转CNT包覆电线的情况下,绞线的绞合复原,CNT线材解开而容易断线。

  4.识别标记的检测方法

  在一个实施方式的识别标记的检测方法中,碳纳米管包覆电线具有:碳纳米管线材的2根以上的绞线,所述碳纳米管线材由单个或多个碳纳米管集合体构成,所述碳纳米管集合体由多个碳纳米管构成;绝缘包覆层,其包覆该碳纳米管线材;以及识别标记,其在所述绝缘包覆层的外表面表示所述绞线的绞合方向并且包含荧光物质,通过对该碳纳米管包覆电线照射光,检测从所述荧光物质发出的荧光,由此检测所述识别标记。

  在一个实施方式的识别标记的检测方法中,能够通过与碳纳米管线材的黑色的对比度高精度地检测识别标记的荧光而以高精度识别绞线的绞合方向。这样的检测方法适合用于背景中几乎没有光线进入的环境、例如海底、地下、太空等中的识别标记的检测。并且,也适于在夜间或海上进行修理的航空器上的识别标记的检测。表示绞线的绞合方向的识别标记典型地以螺旋状位于绝缘包覆层的外表面。因此,在此情况下,被检测为螺旋状的荧光。作为荧光物质的种类,没有特别限定,但是能够使用以上所述的荧光物质。作为照射的光源,能够根据荧光物质的种类、荧光波长等而适当选择,例如能够使用水银灯、氙气灯。用于检测从荧光物质发出的荧光的荧光检测器能够根据荧光波长等从公知的荧光检测器中适当选择。

  [实施例]

  (实施例1)

  使用浮游催化气相生长(CCVD)法,通过CNT制造装置的电气炉,向加热到1300℃的内径φ为60mm、长度为1600mm的氧化铝管内部通过喷射喷雾供给包含作为碳源的十氢萘、作为催化剂的二茂铁、以及作为反应促进剂的噻吩的原料溶液。载气以9.5L/min供给氢。将生成的CNT一边连续地卷绕一边回收,得到直径约100μm、长度为75m的CNT线材。接下来,将得到的CNT线材在大气下加热至500℃,进一步通过实施酸处理进行高纯度化。之后,针对高纯度化后的CNT线材,实施硝酸掺杂。接下来,以给定的根数捆扎CNT线材的线材,通过在将一端固定的状态下将另一端扭结,从而制成绞线。接下来,通过使用挤出成型机使热塑性树脂(聚四氟乙烯)熔融,并在CNT线材的周围挤出,从而得到在CNT线材的外表面上包覆厚度为100μm的透明的绝缘包覆层的CNT包覆电线。接下来,使用识别标记赋予用的印刷机,如图7的(b)所示,在绝缘包覆层21的外周面上赋予环状的识别标记31。

  (实施例2)

  与实施例1同样地,得到在CNT线材的外表面上包覆厚度为100μm的透明的绝缘包覆层21的CNT包覆电线。接下来,使用识别标记赋予用的印刷机,在绝缘包覆层21的外表面上,赋予表示CNT线材的绞合方向的螺旋状的识别标记。此外,作为识别标记的材料,使用蒽醌染料。通过该识别标记,能够确认CNT线材的绞合方向。

  (实施例3)

  将通过实施例2得到的具有螺旋状的识别标记的CNT包覆电线的一端固定,将另一端沿识别标记所示的绞合方向扭转。

  (实施例4)

  将通过实施例2得到的具有螺旋状的识别标记的CNT包覆电线在暗处通过激发光源对该CNT包覆电线的外表面照射光。其结果,能够清晰地视觉辨认基于螺旋状的荧光的识别标记,进而能够准确地识别绞线的绞合方向。

  附图标记的说明

  1 碳纳米管包覆电线;10 碳纳米管线材;11 碳纳米管集合体;11a 碳纳米管;21绝缘包覆层;31 识别标记;32 端部;33 长度方向。

《碳纳米管包覆电线及其施工方法、识别标记的检测方法.doc》
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