[发明专利]碳纳米管加捻纱的电线和该电线的制造方法

说明书

提供一种碳纳米管加捻纱的电线的制造方法。所述方法包括：通过干纺法获得碳纳米管加捻纱；使所述碳纳米管加捻纱经受石墨化处理；向石墨化的所述碳纳米管加捻纱引入含氧官能团；以及向已经引入含氧官能团的所述碳纳米管加捻纱引入具有比含氧官能团更强的吸电子性的吸电子基团。利用这样的配置，能够制造具有高导电性的碳纳米管加捻纱的电线。

技术领域

本发明涉及一种碳纳米管加捻纱的电线和该电线的制造方法。更具体地，本发明涉及一种通过干纺法制造的碳纳米管加捻纱的电线和该电线的制造方法。

背景技术

碳纳米管(以下也称作“CNT”)重量轻且具有导电性，并且由此被期待用作轻量导电材料。具体地，期待将通过扭绞纺CNT获得的碳纳米管加捻纱(CNT加捻纱)用作导线。

作为使用CNT加捻纱的导线，例如，JP 4577385提出一种由多个CNT构成的导线以及一种由含硼氮的细纤维的纤维聚集体构成的导线，通过用硼取代构成CNT的碳中的至少一部分碳而获得所述含硼氮的细纤维，并且提出了所述导线的制造方法。此外，JP 2011-26192 A提出一种通过扭绞从CNT阵列抽出的CNT薄膜而制造扭绞的CNT线的方法。此外，JP2011-207646 A提出一种通过制备由在基底上化学气相沉积形成的CNT聚集体，并且使用该CNT聚集体获得CNT加捻纱的CNT加捻纱的获得方法。

然而，JP 4577385、JP 2011-26192 A以及JP 2011-207646 A中描述的CNT加捻纱等不意图改善导电性。因此，CNT加捻纱等的导电性未超出CNT固有的导电性的范围。

通过诸如湿纺法或者干纺法的方法制造CNT加捻纱。由于湿纺法在各步骤中需要大量化学制品，所以湿纺法是高成本的纺丝法。与之相反，由于在干纺法中直接从CNT基底进行纺丝，所以干纺法是低成本的简单纺丝法。然而，通过干纺法难以制造具有高导电性的CNT加捻纱。因此，进行了改善通过干纺法获得的CNT加捻纱的导电性的尝试。

JP 2014-169521 A描述了一种CNT纤维，其中大量CNT在径向上被压缩并且其间无间隙地以高密度聚集。制成这样的结构以改善导电性和机械性能。

此外，JP 5699387公开了一种通过层叠多个CNT片以降低CNT束的例如定向、厚度和CNT束之间的间隙的不均匀性，将CNT束聚集成一束并随后扭绞和拉伸该一束而获得的CNT加捻纱。对于该CNT加捻纱，尝试通过提高CNT束的直线性和平行度而改善CNT加捻纱的导电性和机械性能。

发明内容

然而，虽然能够预期JP 2014-169521 A和JP 5699387中描述的CNT加捻纱在导电性方面的一些改善，但是该改善不充分。

已经鉴于传统技术的这些问题做出了本发明。本发明的目的是提供一种具有高导电性的碳纳米管加捻纱的电线以及能够通过干纺法制造具有高导电性的碳纳米管加捻纱的电线的方法。

根据本发明的第一方面的碳纳米管加捻纱的电线的制造方法包括：通过干纺法获得碳纳米管加捻纱；使所述碳纳米管加捻纱经受石墨化处理；向石墨化的所述碳纳米管加捻纱引入含氧官能团；以及向已经引入含氧官能团的所述碳纳米管加捻纱引入具有比含氧官能团更强的吸电子性的吸电子基团。

根据本发明的第二方面的碳纳米管加捻纱的电线的制造方法涉及根据第一方面的碳纳米管加捻纱的电线的制造方法，并且还包括向已经引入吸电子基团的所述碳纳米管加捻纱掺杂一种以上的掺杂物。

根据本发明的第三方面的碳纳米管加捻纱的电线的制造方法涉及根据第一方面的碳纳米管加捻纱的电线的制造方法，其中，所述一种以上的掺杂物为选自由卤素、卤素化合物、碱金属、第二族元素、酸以及受电子有机化合物所组成的组群中的至少一者。