100年05月13日修正替换頁 1345792 • t 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明涉及一種線纜，尤其涉及一種基於奈米碳管的線 纜。 【先前技術】 [0002] 線纜係電子産業裏較爲常用的信號傳輸線材，微米級尺 寸的線纜更廣泛應用於IT産品、醫學儀器、空間設備中 。傳統的線缓内部設置有兩個導體*内導體用以傳輸電 信號，外導體用以屏蔽傳輸的電信號並且將其封閉於内 部，從而使線纜具有高頻損耗低、屏蔽及抗干擾能力强 、使用頻帶寬等特性，請參見文獻“Electromagnetic
Shielding of High-Voltage Cables'* (M. De Wulf, P. Wouters et. a 1., Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 316, e908-e901 (2007))。 [0003] 一般情况下，線纜從内至外的結構依次爲形成内導體的 纜芯、包覆於纜芯外表面的絕緣介質層、形成外導體的 屏蔽層和外護套。其中，纜芯用來傳輸電信號，材料以 銅、鋁或銅鋅合金爲主。屏蔽層通常由多股余屬線編織 或用金屬薄膜卷覆於絕緣介質層外形成，用以屏蔽電磁 干擾或無用外部信號干擾。對於以金屬材料形成的纜芯 ，最大問題在於交變電流於金屬導體中傳輸時會産生趨 膚效應（Skin Effect)。趨膚效應使金屬導體中通過電 流時的有效截面積减小，從而使導體的有效電阻變大， 導致線纜的傳輸效率降低或傳輸信號丟失。另外，以金 097108081 表單編號A0101 第3頁/共35頁 1003166897-0 1345792 __
100年05月13日-修正替换W 屬材料作爲纜芯及屏蔽層的線纜，其强度較小，質量及 直徑較大，無法滿足某些特定條件，如航天領域、空間 設備及超細微線纜的應用。 [0004] 奈米碳管係一種新型一維奈米材料，其具有優異的導電 性能、高的抗張强度和高熱穩定性，於材料科學、化學 、物理學等交叉學科領域已展現出廣闊的應用前景。目 前，已有將奈米碳管與金屬混合形成複合材料，從而用 來製造線纜的纜芯。然而，奈米碳管於金屬中爲無序分 散，仍無法解决上述金屬纜芯中的趨膚效應問題。 [0005] 有鑒於此，提供一種具有良好的導電性能、較强的機械 性能、較輕的質量及較小的直徑，並且易於製造，適於 低成本大量生産的線纜實為必要。 【發明内容】 [0006] 一種線纜，包括至少一個纜芯、包覆於纜芯外的至少一 個絕緣介質層、包覆於絕緣介質層外的至少一個屏蔽層 和包覆於屏蔽層外的一個外護套，該纜芯包括導電材料 及多個奈米碳管，其中，該纜芯中的奈米碳管沿纜芯軸 向有序排列，該導電材料包覆於奈米碳管表面。 [0007] 相較於先前技術，本技術方案採用含有有序排列的奈米 碳管的纜芯的線纜具有以下優點：其一，由於奈米碳管 於纜芯中沿纜芯軸向有序排列，故，該含有奈米碳管的 纜芯具有較好的導電性能。其二，由於奈米碳管具有優 異的力學性能，及較輕的質量，故，該含有奈米碳管的 線纜具有比採用純金屬纜芯的線纜更高的機械强度及更 輕的質量，適合特殊領域，如航天領域及空間設備的應 097108081 表單編號 A0101 第 4 頁/共 35 頁 1003166897-0
1345792 ' I 100年05月13日梭正替換頁 用。 【實施方式】 [0008] 以下將結合附圖詳細說明本技術方案實施例線纜的結構 及其製備方法。 [0009] 本技術方案實施例提供一種線纜，該線纜包括至少一纜 芯、包覆於纜芯外的至少一絕緣介質層、至少一屏蔽層 和一外護套。 [0010] 請參閱圖1，本技術方案第一實施例的線纜10爲同軸線纜 ，該同軸線纜包括一個纜芯110、包覆於纜芯110外的絕 緣介質層120、包覆於絕緣介質層120外的屏蔽層130和 包覆於屏蔽層130外的外護套140。其中，上述纜芯110 、絕緣介質層120、屏蔽層130和外護套140爲同轴設置 〇 [0011] 該纜芯110包括至少一奈米碳管長線結構。具體地，該纜 芯110可由一個單獨的奈米碳管長線結構構成，也可由多 個奈米碳管長線結構相互纏繞形成。本實施例中，該纜 芯110爲一奈米碳管長線結構。該纜芯110的直徑可以爲 4. 5奈米〜1毫米，優選地，該纜芯的直徑爲，10~30微米。 [0012] 該奈米碳管長線結構由奈米碳管和導電材料構成。具體 地，該奈米碳管長線結構包括多個奈米碳管，並且，每 個奈米碳管表面均包覆至少一導電材料層。其中，每個 奈米碳管具有大致相等的長度，並且，多個奈米碳管通 過凡德瓦爾力首尾相連形成一奈米碳管長線結構。於該 奈米碳管長線結構中，奈米碳管沿奈米碳管長線結構的 097108081 表單編號A0101 第5頁/共35頁 1003166897-0 1345792 100年05,g 13日梭正 轴向擇優取向排列。進一步地，該奈米碳管長線結構可 經過一扭轉過程，形成一絞線結構。於上述絞線結構申 ’奈米碳管繞絞線結構的轴向螺旋狀旋轉排列。該奈米 兔管長線結構的直徑可以爲4. 5奈米〜1〇〇微米，優選地， 該奈米碳管長線結構的直徑爲1〇〜30微米。 [0013] 請參見圖2，該奈米碳管長線結構中每一根奈米碳管ln 表面均包覆至少一導電材料層。具體地，該導電材料層 包括與奈米碳管111表面直接結合的潤濕層丨丨2 '設置於 潤濕層外的過渡層丨13、設置於過渡層113外的導電層 114及設置於導電層114外的抗氧化層丨15。 [0014] 由於奈米碳管111與大多數金屬之間的潤濕性不好，故， 上述潤濕層112的作用爲使導電層i丨4與奈米碳管丨1丄更 好的結合。形成該潤濕層112的材料可以爲鎳、鈀或鈦等 與奈米碳管111濁祕好的金屬或它們的合金，該潤濕層 112的厚度爲卜1〇奈米。本實施例中，該潤濕層ιΐ2的材 料爲錄’厚度約爲2奈米。可以理解，該潤濕層爲可選擇 結構。 [0015] 上述過渡層113的作用爲使潤濕層112與導電層114更好 的結合。形成該過渡層113的材料可以爲與潤濕層ιΐ2材 料及導電層114材料均能較好結合的材料，該過渡層 的厚度爲卜ίο奈米。本實施例中，該過渡層113的材料爲 銅’厚度爲2奈米。可以理解，該過渡層113爲可選擇结 構。 、。 [0016] 上述導電層114的作用爲使奈米碳管長線結構具有較好的 097108081 表單編號A0101 第6頁/共35頁 1003166897-0 1345792 [ΪΟΟ 年 05 月 13j~ V電性能。形成該導電層114的材料可以爲銅銀或金等 導电性好的金屬或它們的合金，該導電層〗14的厚度爲 卜20奈米。本實施例中，該導電層114的材料爲銀，厚度 約爲5奈米。 [0017] 上述抗氧化層115的作用爲防止於線纜1〇的製造過程中導 電層114於空氣_被氧化，從而使纜芯〗1〇的導電性能下 降。形成該抗氧化層115的材料可以爲金或鉑等於空氣_ 不易氧化的穩定金屬或它們的合金，該抗氧化層115的厚 度爲卜10奈米。本實施例中，該抗氧化層115的材料爲鉑 ，厚度爲2奈米。可以理解，該抗氧化層115爲可選擇結 構。 [0018] 進一步地，爲提高線纜10的强度，可於該抗氧化層115外 進一步設置一强化層116 ^形成該强化層116的材料可以 爲聚乙烯醇（PVA)、聚苯撑笨並二噁唑（pB〇)、聚乙 烯（PE)或聚氯乙烯（PVC)等强度較高的聚合物，該强 化層116的厚度爲〇. 微米。本實施例中，該强化層 11 6的材料爲聚乙烯醇，厚度爲〇. 5微米。可以理解，該 强化層11 6均爲可選擇結構β [0019] 絕緣介質層12G用於電氣絕緣，可以選用聚四氟乙稀、聚 乙稀、聚輯、聚苯乙稀、祕聚乙軸合物或奈米黏 土一高分子複合材料。奈米黏土一高分子複合材料中奈 米黏土係奈米級層狀結構的矽酸鹽礦物，係由多種水合 矽酸鹽和一定量的氧化鋁、鹼金屬氧化物及鹼土金屬氧 化物組成，具耐火阻燃等優良特性，如奈米高嶺土或奈 米蒙脫土。.高分子材料可以選用矽樹脂、聚醯胺、聚烯 097108081 表單編號Α0101 第7頁/共35頁 1003166897-0 1345792 100年05月13日修正替 烴如聚乙稀或聚⑽等，但並不以此爲限。本實施例優 選泡沫聚乙稀組合物。 [0020] 屏敗層130由-導電材料形成，用以屏蔽電磁干擾或無用 外孔號干擾。具體地，屏蔽層13〇可由多股金屬線編織 或用金屬薄膜卷覆於絕緣介質層120外形成，也可由多個 奈米碳管長線、單層有序奈米碳管薄膜、多層有序奈米 碳管薄膜或無序奈米碳管薄膜纏繞或卷覆於絕緣介質層 120外形成’或可由含有奈米碳管的複合材料直接包覆於 絕緣介質層120表面。 [0021] 其中，該金屬薄膜或金屬線的材料可以選擇爲銅、金或 銀等導電性好的金屬或它們的合金。該奈米碳管長線、 單層有序奈米碳管薄膜或多層有序奈米碳管薄膜包括多 個奈米碳管束諸’每個奈米碳管束片段具有大致相等 的長度且每個奈米碳管朿片段由多個相互平行的奈米碳 管構成，奈米碳管束片段兩端通過凡德瓦爾力相互連接 ，從而形成連續的奈米碳管薄膜或奈米碳管長線。該複 合材料可以爲金屬與奈米碳管的複合或聚合物與奈米碳 官的複合·>該聚合物材料可以選擇爲聚對苯二甲酸乙二 醇酯（Polyethylene Terephthalate，PET)、聚碳 酸酯（Polycarbonate, PC)、丙烯腈一丁二烯丙烯— 苯乙烯共聚物（Acrylonitrile-Butadiene Styrene
Terpolymer, ABS)、聚碳酸酯/丙稀腈—丁二稀—笨 乙烯共聚物（PC/ABS)等高分子材料。將奈米碳管均勻 刀放於上述聚合物材料的溶液中，並將該混合溶液均勻 塗覆於絕緣介質層120表面，待冷却後形成一含奈米碳管 097108081 表單編號A0101 第8頁/共35頁 1003166897-0 1345792 100年05月13日梭正替換頁 的聚合物層。可以理解，該屏蔽層130還可由奈米碳管複 合薄膜或奈米碳管複合長線結構包裹或纏繞於絕緣介質 層120外形成。具體地，所述奈米碳管金屬複合薄膜或奈 米碳管金屬複合長線結構中的奈米碳管有序排列，並且 ，該奈米碳管表面包覆至少一導電材料層。進一步地， 該屏蔽層130還可由上述多種材料於絕緣介質層120外組 合構成。 [0022] 外護套140由絕緣材料製成，可以選用奈米黏土一高分子 材料的複合材料，其中奈米黏土可以爲奈米高嶺土或奈 米蒙脫土，高分子材料可以爲矽樹脂、聚醯胺、聚烯烴 如聚乙烯或聚丙烯等，但並不以此爲限。本實施例優選 奈米蒙脫土一聚乙烯複合材料，其具有良好的機械性能 、耐火阻燃性能、低烟無鹵性能，不僅可以爲線纜10提 供保護，有效抵禦機械、物理或化學等外來損傷，同時 還能滿足環境保護的要求。 [0023] 請參閱圖3及圖4，本技術方案實施例中線纜10的製備方 法主要包括以下步驟： [0024] 步驟一：提供一奈米碳管陣列216，優選地，該陣列爲超 順排奈米碳管陣列。 [0025] 本技術方案實施例提供的奈米碳管陣列2 1 6爲單壁奈米碳 管陣列，雙壁奈米碳管陣列，及多壁奈米碳管陣列中的 一種或多種。本實施例中，該超順排奈米碳管陣列的製 備方法採用化學氣相沈積法，其具體步驟包括：（a)提 供一平整基底，該基底可選用P型或N型矽基底，或選用 097108081 表單編號A0101 第9頁/共35頁 1003166897-0 1345792 100年05月13日梭正替换苜 形成有氧化層的矽基底，本實施例優選爲採用4英寸的矽 基底；（b)於基底表面均勻形成一催化劑層，該催化劑 層材料可選用鐵（Fe)、鈷（Co)、鎳（Ni)或其任意 組合的合金之一；（c)將上述形成有催化劑層的基底於 700〜900 °C的空氣中退火約30分鐘-90分鐘；（d)將處 理過的基底置於反應爐中，於保護氣體環境下加熱到 500〜740 °C，然後通入碳源氣體反應約5〜30分鐘，生長 得到超順排奈米碳管陣列，其高度爲200〜400微米。該超 順排奈米碳管陣列爲多個彼此平行且垂直於基底生長的 奈米碳管形成的純奈米碳管陣列。通過上述控製生長條 件，該超順排奈米碳管陣列中基本不含有雜質，如無定 型碳或殘留的催化劑金屬顆粒等。該超順排奈米碳管陣 列中的奈米碳管彼此通過凡德瓦爾力緊密接觸形成陣列 。該超順排奈米碳管陣列與上述基底面積基本相同。 [0026] 本實施例中碳源氣可選用乙炔、乙烯、甲烷等化學性質 較活潑的碳氫化合物，本實施例優選的碳源氣爲乙炔； 保護氣體爲氮氣或惰性氣體，本實施例優選的保護氣體 爲氬氣。 [0027] 步驟二：採用一拉伸工具從所述奈米碳管陣列216中拉取 獲得一奈米碳管結構214。 [0028] 所述奈米碳管結構214的製備方法包括以下步驟：（a) 從上述奈米碳管陣列216中選定一定寬度的多個奈米碳管 束片段，本實施例優選爲採用具有一定寬度的膠帶或一 針尖接觸奈米碳管陣列21 6以選定一定寬度的多個奈米碳 管束片段；（b)以一定速度沿基本垂直於奈米碳管陣列 097108081 表單編號A0101 第10頁/共35頁 1003166897-0
1345792 • I
[0029] [0030] [0031] [0032] 100年05月13日梭正替換頁 216生長方向拉伸該多個奈米碳管束片段，以形成一連續 的奈米碳管結構214。 於上述拉伸過程中，該多個奈米碳管束片段於拉力作用 下沿拉伸方向逐漸脫離基底的同時，由於凡德瓦爾力作 用，該選定的多個奈米碳管束片段分別與其它奈米碳管 束片段首尾相連地連續地被拉出，從而形成一奈米碳管 結構。該奈米碳管結構214包括多個首尾相連且定向排列 的奈米碳管束。該奈米碳管結構214中奈米碳管的排列方 向基本平行於奈米碳管結構214的拉伸方向。 該奈米碳管結構214爲一奈米碳管薄膜或一奈米碳管線。 具體地，當所選定的多個奈米碳管束片段的寬度較大時 ，所獲得的奈米碳管結構214爲一奈米碳管薄膜，其微觀 結構請參閱圖5 ;當所選定的多個奈米碳管束片段的寬度 較小時，所獲得的奈米碳管結構214可近似爲一奈米碳管 線。 該直接拉伸獲得的擇優取向排列的奈米碳管結構214比無 序的奈米碳管結構具有更好的均勻性。同時該直接拉伸 獲得奈米碳管結構214的方法簡單快速，適宜進行工業化 應用。 步驟三：形成至少一導電材料層於所述奈米碳管結構214 表面，形成一奈米碳管長線結構222。 本實施例採用物理氣相沈積法（PVD)如真空蒸鍍或離子 濺射等沈積導電材料層。優選地，本實施例採用真空蒸 鍍法形成至少一層導電材料層。 097108081 表單編號A0101 第11頁/共35頁 1003166897-0 [0033] 1345792 100年05月13日核正替換w [0034] 所述採用真空蒸鍍法形成至少一層導電材料層的方法包 括以下步驟：首先，提供一真空容器210，該真空容器 210具有一沈積區間，該沈積區間底部和頂部分別放置至 少一個蒸發源212，該至少一個蒸發源212按形成至少一 層導電材料層的先後順序依次沿奈米碳管結構的拉伸方 向設置，且每個蒸發源21 2均可通過一個加熱裝置（圖未 示）加熱。上述奈米碳管結構214設置於上下蒸發源212 中間並間隔一定距離，其中奈米碳管結構214正對上下蒸 發源212設置。該真空容器210可通過外接一真空泵（圖 未示）抽氣達到預定的真空度。所述蒸發源212材料爲待 沈積的導電材料。其次，通過加熱所述蒸發源212，使其 熔融後蒸發或升華形成導電材料蒸汽，該導電材料蒸汽 遇到冷的奈米碳管結構214後，於奈米碳管結構214上下 表面凝聚，形成導電材料層。由於奈米碳管結構214中的 奈米碳管之間存在間隙，並且奈米碳管結構214厚度較薄 ，導電材料可以滲透進入奈米碳管結構214之中，從而沈 積於每根奈米破管表面。沈積導電材料層後的奈米碳管 結構214的微觀結構照片請參閱圖6和圖7。 [0035] 可以理解，通過調節奈米碳管結構214和每個蒸發源212 的距離及蒸發源212之間的距離，可使每個蒸發源212具 有一個沈積區。當需要沈積多層導電材料層時，可將多 個蒸發源212同時加熱，使奈米碳管結構214連續通過多 個蒸發源的沈積區，從而實現沈積多層導電材料層。 [0036] 爲提高導電材料蒸汽密度並且防止導電材料被氧化，真 空容器210内真空度應達到1帕（Pa)以上。本技術方案 097108081 表單編號A0101 第12頁/共35頁 1003166897-0 1345792 [0037] [0038] [0039] 100年05月13日修正替換頁 實施例中，真空容器中的真空度爲4xl(T4Pa。 可以理解，也可將步驟一中的奈米碳管陣列216直接放入 上述真空容器210中。首先，於真空容器210中採用一拉 伸工具從所述奈米碳管陣列中拉取獲得一奈米碳管結構 214。然後，加熱上述至少一個蒸發源212，沈積至少一 層導電材料於所述奈米碳管結構214表面。以一定速度不 斷地從所述奈米碳管陣列21 6中拉取奈米碳管結構214， 且使所述奈米碳管結構214連續地通過上述蒸發源212的 沈積區，進而形成奈米碳管長線結構222。故該真空容器 210可實現奈米碳管長線結構222的連續生産。 本技術方案實施例中，所述採用真空蒸鍍法形成至少一 層導電材料層的方法具體包括以下步驟：形成一層潤濕 層於所述奈米碳管結構214表面；形成一層過渡層於所述 潤濕層的外表面；形成一層導電層於所述過渡層的外表 面；形成一層抗氧化層於所述導電層的外表面。其中， 上述形成潤濕層、過渡層及抗氧化層的步驟均爲可選擇 的步驟。具體地，可將上述奈米碳管結構214連續地通過 上述各層材料所形成的蒸發源212的沈積區。 另外，於所述形成至少一層導電材料層於所述奈米碳管 結構214表面之後，可進一步包括於所述奈米碳管結構 214表面形成强化層的步驟。所述形成强化層的步驟具體 包括以下步驟：將形成有至少一個導電材料層的奈米碳 管結構214通過一裝有聚合物溶液的裝置220，使聚合物 溶液浸潤整個奈米碳管結構214，該聚合物溶液通過分子 間作用力黏附於所述至少一個導電材料層的外表面；及 097108081 表單編號A0101 第13頁/共35頁 1003166897-0 1345792 __ 100年05月13日梭正替换苜 凝固聚合物，形成一强化層。 [0040] 當所述奈米碳管結構214爲一奈米碳管線時，所述形成有 至少一個導電材料層的奈米碳管線即爲一奈米碳管長線 結構，不需要做後續處理。 [0041] 當所述奈米碳管結構214爲一奈米碳管薄膜時，所述形成 奈米碳管長線結構222的步驟可進一步包括對所述奈米碳 管結構214進行機械處理的步驟。該機械處理步驟可通過 以下兩種方式實現：對所述形成有至少一個導電材料層 的奈米碳管結構214進行扭轉，形成奈米碳管長線結構 222或切割所述形成有至少一個導電材料層的奈米碳管結 構214，形成奈米碳管長線結構222。 [0042] 對所述奈米碳管結構214進行扭轉，形成奈米碳管長線結 構222的步驟可通過以下兩種方式實現：其一，通過將黏 附於上述奈米碳管結構214 —端的拉伸工具固定於一旋轉 電機上，扭轉該奈米碳管結構214，從而形成一奈米碳管 長線結構222。其二，提供一個尾部可以黏住奈米碳管結 構214的紡紗軸，將該紡紗軸的尾部與奈米碳管結構214 結合後，將該紡紗軸以旋轉的方式扭轉該奈米碳管結構 214，形成一奈米碳管長線結構222 »可以理解，上述紡 紗軸的旋轉方式不限，可以正轉，可以反轉，或者正轉 和反轉相結合。優選地，所述扭轉該奈米礙管結構的步 驟爲將所述奈米碳管結構214沿奈米碳管結構214的拉伸 方向以螺旋方式扭轉。扭轉後所形成的奈米碳管長線結 構222爲一絞線結構，其掃描電鏡照片請參見圖8。 097108081 表單編號A0101 第14頁/共35頁 1003166897-0 1345792 [0043] [0044] [0045] [0046] [0047] [0048] 100年05月13日修正替換頁 所述切割奈米碳管結構214，形成奈米碳管長線結構222 的步驟爲：沿奈米碳管結構的拉伸方向切割所述奈米碳 管結構214，形成多個奈米碳管長線結構。上述多個奈米 碳管長線結構222可進一步進行重叠、扭轉，以形成一較 大直徑的奈米碳管長線結構222。 可以理解，本技術方案並不限於上述方法獲得奈米碳管 長線結構222，只要能使所述奈米碳管薄膜214形成奈米 碳管長線結構222的方法都於本技術方案的保護範圍之内 〇 所製得的奈米碳管長線結構222可進一步收集於一第一捲 筒224上。收集方式爲將奈米碳管長線結構222纏繞於所 述第一捲筒224上。所述奈米碳管長線結構222用作線纜 的纜芯。 可選擇地，上述奈米碳管結構214的形成步驟、形成至少 一層導電層的步驟、强化層的形成步驟、奈米碳管結構 21 4的扭轉步驟及奈米碳管長線結構222的收集步驟均可 於上述真空容器中進行，進而實現奈米碳管長線結構222 的連續生產。 步驟四：形成至少一絕緣介質層於所述所述奈米碳管長 線結構2 22的外表面。 所述絕緣介質層可通過一第一擠壓裝置230包覆於所述奈 米碳管長線結構222的外表面，該擠壓裝置將聚合物熔體 組合物塗覆於所述奈米碳管長線結構222的表面。本技術 方案實施例中，所述聚合物熔體組合物優選爲泡沫聚乙 097108081 表單編號A0101 第15頁/共35頁 1003166897-0 1345792 100年05月13日修正替換亩 烯組合物。一旦奈米碳管長線結構222離開所述第一擠壓 裝置230，聚合物熔體組合物就會發生膨脹，以形成絕緣 介質層。 [0049] 當所述絕緣介質層爲兩層或兩層以上時，可重複上述步 驟。 [0050] 步驟五：形成至少一屏蔽層於所述絕緣介質層的外表面 〇 [0051] 提供一屏蔽帶232，該屏蔽帶232由一第二捲筒234提供 。將該屏蔽帶232圍繞絕緣介質層卷覆，以便形成屏蔽層 。屏蔽帶232可選用一金屬薄膜、奈米碳管薄膜或奈米碳 管複合薄膜等帶狀膜結構或奈米碳管長線、奈米碳管複 合長線結構或金屬線等線狀結構。另外，所述屏蔽帶232 也可由上述多種材料形成的編織層共同組成，並通過黏 結劑黏結或直接纏繞於所述絕緣介質層外表面。 [0052] 本技術方案實施例中，所述屏蔽層由多個奈米碳管長線 組成，該奈米碳管長線直接或編織成網狀纏繞於所述絕 緣介質層外。每個奈米碳管長線包括多個從奈米碳管束 陣列長出的奈米碳管束片段，每個奈米碳管束片段具有 大致相等的長度且每個奈米碳管束片段由多個相互平行 的奈米碳管束構成，其中，奈米碳管束片段兩端通過凡 德瓦爾力相互連接。 [0053] 優選地，所述帶狀膜結構的屏蔽帶232沿縱向邊緣進行重 叠，以便完全屏蔽纜芯。所述奈米碳管長線、奈米碳管 複合長線結構或金屬線等線狀結構的屏蔽帶232可直接或 097108081 表單編號A0101 第16頁/共35頁 1003166897-0 1345792 [0054] [0055] [0056] [0057] [0058] 100年05月13日修正替換頁 編織成網狀纏繞於絕緣介質層的外表面。具體地，所述 多根奈米碳管長線或金屬線可通過多個繞線架236沿不同 的螺旋方向捲繞於絕緣介質層的外表面。 可以理解，當所述屏蔽層爲兩層或兩層以上結構時，可 重複上層步驟。步驟六：形成一外護套於所述屏蔽層的 外表面。 所述外護套可通過一第二擠壓裝置240施用到所述屏蔽層 外表面。所述聚合物熔體圍繞於所述屏蔽層的外表面被 擠壓，冷却後形成外護套。 進一步地，可將所製造的的線纜收集於一第三捲筒260上 ，以利於儲存和裝運。 請參閱圖9，本技術方案第二實施例提供一種線纜30包括 多個纜迖310 (圖9中共顯示七個纜芯）、每一纜芯310外 覆蓋一個絕緣介質層320、包覆於多個纜芯310外的一個 屏蔽層330和一個包覆於屏蔽層330外表面的外護套340 。屏蔽層330和絕緣介質層320的間隙内可填充絕緣材料 。其中，每個纜芯310及絕緣介質層320、屏蔽層330和 外護套340的結構、材料及製備方法與第一實施例中的纜 芯110、絕緣介質層120、屏蔽層130和外護套140的結構 、材料及製備方法基本相同。 請參閱圖10，本技術方案第三實施例提供一種線纜40包 括多個纜芯410 (圖10中共顯示五個纜芯）、每一纜芯 410外覆蓋一個絕緣介質層420和一個屏蔽層430、及包 覆於多個纜芯410外表面的外護套440。屏蔽層430的作 097108081 表單編號A0101 第17頁/共35頁 1003166897-0 1345792 100年05月13日按正替换苜 用於於對各個纜芯410進行單獨的屏蔽，這樣不僅可以防 止外來因素對纜芯410内部傳輸的電信號造成干擾而且可 以防止各纜芯410内傳輸的不同電信號間相互發生干擾。 其中，每個纜芯410、絕緣介質層420、屏蔽層430和外 護套440的結構、材料及製備方法與第一實施例中的纜芯 110、絕緣介質層120、屏蔽層130和外護套140的結構、 材料及製備方法基本相同。 [0059] 本技術方案實施例提供的採用奈米碳管長線結構作爲纜 芯的線纜及其製備方法具有以下優點：其一，奈米碳管 長線結構中包含多個通過凡德瓦爾力首尾相連的奈米碳 管束片段，且每根奈米碳管表面均形成有導電材料層， 其中，奈米碳管束片段起導電及支撑作用，於奈米碳管 上沈積金屬導電層後，形成的奈米碳管長線結構比採用 先前技術中的金屬拉絲方法得到的金屬導電絲更細，適 合製作超細微線纜。其二，由於奈米碳管爲中空的管狀 結構，且形成於奈米碳管外表面的金屬導電層厚度只有 幾個奈米，故，電流於通過金屬導電層時基本不會産生 趨膚效應，從而避免了信號於線纜中傳輸過程中的衰减 。其三，由於奈米碳管具有優異的力學性能，且具有中 空的管狀結構，故，該含有奈米碳管的線纜具有比採用 純金屬纜芯的線纜更高的機械强度及更輕的質量，適合 特殊領域，如航天領域及空間設備的應用。其四，採用 金屬包覆的奈米碳管形成的奈米碳管長線結構作爲纜芯 比採用純奈米碳管繩作爲纜芯具有更好的導電性。其五 ，由於奈米碳管長線結構係通過對奈米碳管薄膜進行旋 097108081 表單编號A0101 第18頁/共35頁 1003166897-0 100年05月13日核正替換頁 1345792 轉或直接從奈米碳管陣列中拉取而製造，該方法簡單、 成本較低。其六，所述從奈米碳管陣列_拉取獲得奈米 碳管結構的步驟及形成至少一層導電材料層的步驟均可 於一真空容器中進行，有利於纜芯的規模化生產，從而 有利於線纜的規模化生産。 [0060] 綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提 出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例 ，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案 技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化， 皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 [0061] 圖1係本技術方案第一實施例的線纜的截面結構示意圖。 [0062] 圖2係本技術方案第一實施例的線纜中單根奈米碳管的結 構示意圖。 [0063] 圖3係本技術方案第一實施例線纜的製造方法的流程圖。 [0064] 圖4係本技術方案第一實施例線纜的製造裝置的結構示意 圖。 [0065] 圖5係本技術方案第一實施例的奈米碳管薄膜掃描電鏡照 片。 [0066] 圖6係本技術方案第一實施例沈積導電材料層後的奈米碳 管薄膜的掃描電鏡照片。 [0067] 圖7係本技術方案第一實施例沈積導電材料層後的奈米碳 管薄膜中的奈米碳管的透射電鏡照片。 097108081 表單編號A0101 第19頁/共35頁 1003166897-0 1345792 _ 100年05月13日修正替換亩 [0068] 圊8係本技術方案第一實施例對奈米碳管結構進行扭轉後 所形成的纟父線結構的掃描電鏡照片。 [0069] 圖9係本技術方案第二實施例線纜的截面結構示意圖。 [0070] 圖10係本技術方案第三實施例線纜的截面結構示意圖。 【主要元件符號說明】 [0071] 線纜：10，30，40 [0072] 纜芯：110，310，410 [0073] 奈米碳管：111 [0074] 潤濕層：112 [0075] 過渡層：113 [0076] 導電層：114 [0077] 抗氧化層：115 [0078] 强化層：116 [0079] 絕緣介質層：120，320，420 [0080] 屏蔽層：130，330，430 [0081] 外護套：140，340，440 [0082] 真空容器：21 0 [0083] 蒸發源：212 [0084] 奈米碳管結構214 [0085] 奈米碳管陣列：216 097108081 表單編號A0101 第20頁/共35頁 1003166897-0 100年05月13日梭正替换頁 1345792 [0086] 裝置：220 [0087] 奈米碳管長線結構：222 [0088] 第一捲筒：224 [0089] 第一擠壓裝置：230 [0090] 屏蔽帶：232 [0091] 第二捲筒：234 [0092] 繞線架：236 [0093] 第二擠壓裝置：240 [0094] 第三捲筒：260 097108081 表單編號A0101 第21頁/共35頁 1003166897-0