可撓性を有する絶縁線を製造する方法
【課題】絶縁線（１００）を製造する方法（２００）を提供すること。
【解決手段】一実施形態において、単なる例として、方法（２００）は、第１のスラリーの層を導電線（３２０）の上に塗布するために第１のパッド（３０４、３０６、３０８）を通して導電線（３２０）を引き抜くステップ（２０４）であって、第１のパッド（３０４、３０６、３０８）がシャモア革材料（３２２）を含み、シャモア革材料（３２２）の上に置かれた第１のスラリーを含み、第１のスラリーが、第１の誘電性前駆体材料と、有機成分を有する第１の結合体とを含む、ステップと、絶縁線（１００）を形成するために導電線（３２０）を熱処理するステップとを含む。
【解決手段】一実施形態において、単なる例として、方法（２００）は、第１のスラリーの層を導電線（３２０）の上に塗布するために第１のパッド（３０４、３０６、３０８）を通して導電線（３２０）を引き抜くステップ（２０４）であって、第１のパッド（３０４、３０６、３０８）がシャモア革材料（３２２）を含み、シャモア革材料（３２２）の上に置かれた第１のスラリーを含み、第１のスラリーが、第１の誘電性前駆体材料と、有機成分を有する第１の結合体とを含む、ステップと、絶縁線（１００）を形成するために導電線（３２０）を熱処理するステップとを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の主題は、一般に、絶縁線に関し、より詳細には、可撓性を有する絶縁線を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁線は、無数の用途において使用される。例えば、絶縁線は、電動機など、電磁気的装置を作成するために使用されうる。特に、線は、磁気コアの周りに巻かれるコイルを形成することができる。電流が線を通して流れるときに、コアを動かし、力を発生させることができる磁界が生成される。他の場合には、絶縁線は、往復形可変差動変圧器など、センサの一部として使用されうる。ここに、線は、ボアを確定する一次巻線および二次巻線を構成することができ、また磁気コアは、ボアの中に配置されうる。磁気コアは、ボア内で巻線に対して軸方向に動き、巻線を通る差動電流の流れを発生させるように構成されうる。
【０００３】
一般に、絶縁線は、絶縁材料の被覆を含む導電性材料から作製される。ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、塩化ビニル（ＰＶＣ）、誘電材料、または絶縁特性を有する他の適当な材料であってよい絶縁材料は、一般に、噴霧により導電性材料に塗布される。例えば、自動噴霧システムが、導電性材料の上に絶縁材料を噴霧することができる。噴霧は、十分な結果を生み出すが、自動噴霧システムは、潜在的に詰まる可能性があり、そのことが、システムの休止時間を増加させ、生産性を低下させる可能性がある。さらに、噴霧は、正確な被覆厚さを有する絶縁線を生産するのには有用ではない可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、線が比較的高温の環境（例えば、約２４０℃超）の中で使用可能であり、絶縁材で被覆された後の任意の時点で所望の形状に曲げられうる、絶縁線を形成する改良された方法を有することが望ましい。さらに、改良された方法が、比較的安価であり、実施が簡単であることが望ましい。さらに、本発明の主題の他の望ましい特徴および特性は、添付の図面および本発明の主題のこの背景と併せて取り上げられる、以下の詳細な本発明の主題に関する説明、および添付の特許請求の範囲から、明らかと成るであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
絶縁線を製造する方法が提供される。
一実施形態において、単なる例として、一方法は、第１のスラリーの層を導電線の上に塗布するために第１のパッドを通して導電線を引き抜くステップであって、第１のパッドがシャモア革材料を含み、シャモア革材料の上に置かれた第１のスラリーを含み、第１のスラリーが第１の誘電性前駆体材料と、有機成分を有する第１の結合体とを含む、ステップと、絶縁線を形成するために導電線を熱処理するステップとを含む。
【０００６】
他の一実施形態において、単なる例として、一方法は、第１のスラリーの層を導電線の上に塗布するために第１のパッドを通して導電線を引き抜くステップであって、第１のパッドがシャモア革材料を含み、シャモア革材料の上に置かれた第１のスラリーを含み、第１のスラリーが第１の誘電性前駆体材料と、有機成分を含む第１の結合体とを含む、ステップと、引き抜くステップの後で導電線を乾燥させるステップと、導電線の上に第１のスラリーの複数の層を生成するために引き抜くステップと乾燥させるステップを繰り返すステップと、熱処理するステップの前に第１のスラリーの複数の層の上に第２のスラリーを塗布するステップであって、第２のスラリーが誘電性前駆体材料と、第２の結合体と、窒化ほう素とを含む、ステップと、塗布するステップの後で第２のスラリーを乾燥させるステップと、絶縁線を形成するために導電線を熱処理するステップとを含む。
【０００７】
これ以降、本発明の主題が以下の図面と共に説明され、同じ数字は同じ要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態による絶縁線の断面図である。
【図２】一実施形態による絶縁線の製造方法を示す流れ図である。
【図３】一実施形態による絶縁線の製造に使用されうる構成の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の詳細な説明は、本質的に単なる例であり、本発明の主題または用途、ならびに本発明の主題の利用を限定する意図はない。さらに、前出の背景または以下の詳細な説明の中で提示されるいかなる理論によっても拘束される意図はない。
【００１０】
図１は、一実施形態による絶縁線１００の断面図である。線１００は、比較的柔軟であるように構成され、この関連で、シャモア革材料を使用して、導電性材料の上に被覆材料を塗布することにより製造される。一実施形態において、線１００は、被覆の欠損を示すことなく３．１７５ｍｍ（１／８”）のマンドレル周りに曲げられる能力を有する。この関連で、線１００は、導体１０２および被覆１０４を含む。一実施形態によれば、導体１０２は、第１の導電性材料で作製される主本体１０６を含むことができる。第１の導電性材料は、ニッケル、銅、アルミニウム、銀、および／またはそれらの合金を含む金属などであるがそれらに限定されない、多くの導電性材料のうちの任意の１つを含むことができる。他の一実施形態において、導体１０２は、主本体１０６の上に配置された外部本体１０８（破線で示す）を、さらに含むことができる。そのような一実施形態において、外部本体１０８は、上述の導電性材料のうちの１つなど、第２の導電性材料を含むことができる。一実施形態において、第２の導電性材料は、第１の導電性材料とは異なり、例えば、第１の導電性材料よりも電導度が高くてよくまたは低くてよい。他の一実施形態によれば、第２の導電性材料は、第１の導電性材料より高いかまたは低い融点を有することができる。一例において、第１の導電性材料は銅を含んでよく、一方、第２の導電性材料はニッケルを含んでよい。いずれの場合においても、導体１０２は、一実施形態において、約０．０５ミリメートル（ｍｍ）から約６．５ｍｍまでの範囲内の平均直径を有することができる。他の一実施形態において、導体１０２は、前述の範囲より大きいかまたは小さい平均直径を有することができる。
【００１１】
被覆１０４は、導体１０２の少なくとも一部分の上に配置される。一実施形態によれば、被覆１０４は、誘電性前駆体材料（本明細書において「誘電性前駆体」とも呼ばれる）、および、製造中に実質的に分解するように配合される有機成分を有する結合体から配合されうる。誘電性前駆体材料は、処理された後に、導体１０２の絶縁に適する比較的低い比誘電率を持つ材料を含むことができる。例えば、誘電性前駆体材料は、１０未満の比誘電率（κ）を有することができる。他の一実施形態において、比誘電率は、約１と約１０の間の範囲の値を取りうる。絶縁線１００が交流用途において使用される実施形態において、材料の比誘電率は１に近づく傾向がある。他の一実施形態において、誘電性前駆体材料は、２４０℃を超える温度に曝されるときに、導体１０２を絶縁することができる可能性がある。一実施形態によれば、誘電性前駆体材料は、分子ふるい材料を含むことができる。本明細書で使われるように、用語「分子ふるい材料」は、約１０オングストローム未満の最大直径を有する実質的に均一な大きさの開口（例えば、約±０．５ミクロンの範囲内）を含む多孔質材料であると定義されうる。適切な分子ふるい材料は、アルミナ、シリカ、シリカアルミネート、およびゼオライト（３Ａ、４Ａ、５Ａ、１３ｘなど）、および他の材料を含むがこれらに限らない成分から成る。他の一実施形態において、誘電性前駆体材料は、窒化ほう素など、他の無機酸化物を含むことができる。結合体は、熱処理を受けると実質的に完全に分解されうる有機成分を含むことができる。一実施形態において、有機成分は、少なくとも１つの、酸素原子を有する高分子成分を含むことができる。そのような有機成分は、他の種類の有機成分に比べて、熱処理に曝されると、より容易に分解することができる。適切な有機成分は、メチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリ酸化エチレン、またはそれぞれの組合せを含むが、それらに限らない。他の実施形態において、異なる誘電材料および／または結合体が、代替として利用されうる。
【００１２】
いずれの場合においても、被覆１０４は、一実施形態において、単一の材料を含むことができる。他の一実施形態において、被覆１０４は、２つ以上の材料を含み、２つ以上の部分で構成されうる。例えば、被覆１０４は、導体１０２の上に配置される第１の部分１１２と、第１の部分１１２の上に配置される第２の部分１１４（破線で示す）とを含むことができる。一実施形態によれば、第１の部分１１２および第２の部分１１４は、異なる被覆材料組成を含むことができる。例えば、第１の部分１１２は、第１の誘電性前駆体材料と第１の結合体とを、第１の比において含む第１の被覆材料構成を有することができ、第２の部分１１４は、第１の誘電性前駆体材料と第１の結合体とを、第２の比において含む第２の被覆構成を有することができる。他の一実施形態において、第１の部分１１２は、第１の誘電性前駆体材料と第１の結合体とを含む第１の被覆材料構成を有することができ、第２の部分１１４は、第２の誘電性前駆体材料と第２の結合体とを含む第２の被覆材料構成を有することができる。他の一実施形態において、第１の部分１１２は、第１の誘電性前駆体材料と第１の結合体とを含む第１の被覆材料構成を有することができ、第２の部分１１４は、第１の誘電性前駆体材料と、第２の誘電性前駆体材料と、第１の結合体とを含む第２の被覆構成を有することができる。例えば、第１の誘電材料がゼオライトを含むことができ、第２の誘電性前駆体材料がゼオライトおよび窒化ほう素を含むことができ、第１の結合体がポリビニルアルコールおよびポリ酸化エチレンを含むことができる。他の一実施形態において、第１の部分１１２が、第１の誘電性前駆体材料と第１の結合体とを含む第１の被覆材料構成を有することができ、第２の部分１１４が、第２の誘電性前駆体材料と第１の結合体とを含む第２の被覆構成を有することができる。他の一実施形態において、第１の部分１１２が、第１の誘電性前駆体材料と第１の結合体とを含む第１の被覆材料構成を有することができ、第２の部分１１４が、第２の誘電性前駆体材料と第２の結合体とを含む第２の被覆構成を有することができる。いずれの場合においても、被覆１０４の全体の厚さ（導体１０２の外部表面から被覆１０４の外部表面まで測定される）は、約０．０３８１ミリメートル（ｍｍ）（１．５ミル）から約０．０７６２ｍｍ（３ミル）までの範囲内にありうる。一実施形態において、厚さは、前述の範囲より厚くてよくまたは薄くてよい。被覆１０４が２つの部分（例えば、第１の部分１１２および第２の部分１１４）を含む実施形態において、第１の部分１１２が、約０．０１９１ｍｍから約０．０３８１ｍｍまでの範囲内の厚さを有することができ、一実施形態において、第２の部分１１４が、約０．０１９１ｍｍから約０．０３８１ｍｍまでの範囲内の厚さを有することができる。他の実施形態において、各部分の厚さは、前述の範囲より厚くてよくまたは薄くてよい。
【００１３】
導体１０２の上に被覆１０４を形成するために、一実施形態において、図２に示す可撓性を有する絶縁線を製造する方法２００が利用されうる。方法２００は、被覆工程のために第１のスラリーおよび導電線を準備するステップ、ステップ２０２を含む。一実施形態において、第１のスラリーは、誘電性前駆体材料と結合体とを含む混合物を含む。一実施形態によれば、誘電性前駆体材料は、上述の被覆１０４に使用される多くの絶縁材料のうちの任意の１つから選択可能であり、例えば、分子ふるい材料でありうる。結合体は、上述の被覆１０４に使用される材料を含むことができる。
【００１４】
第１のスラリーは、一実施形態において、市販の成分から得られうる。しかし、特定の粒子サイズが望まれうる実施形態において、第１のスラリーは、調製されうる。そのような場合には、誘電性前駆体材料および結合体材料は、別々に調製されうる。一実施形態において、分子ふるい材料を含むことができる誘電性前駆体材料は、前処理およびミリングを経ることができる。一実施形態において、分子ふるい材料は、分子ふるい粉末として得ることができ、前処理は、分子ふるい粉末を空気中で熱処理するステップを含むことができる。一実施形態によれば、分子ふるい粉末を熱処理するステップは、粉末を、真空環境に、約４２５℃から約４７５℃までの範囲内の温度で約５時間から約７時間の間、曝すステップを含むことができる。他の一実施形態において、分子ふるい粉末を熱処理するステップは、粉末を、真空環境で約４５０℃の範囲の温度に約６時間、曝すステップを含むことができる。他の一実施形態において、分子ふるい粉末を熱処理するステップは、粉末を窒素ガスに曝すステップと、粉末を４２５℃から約４７５℃の温度に曝すステップとをさらに含むことができる。
【００１５】
分子ふるい粉末が温度処理工程を経た後、粉末は、粉砕された誘電性前駆体材料を形成するために粉砕されうる。一実施形態によれば、ボールミルなどの装置を使用するミリングが、均一な粒子サイズを得るために使用されうる。一実施形態において、粉末は、脱イオン水およびミリングビーズと共にボールミルジャーの中に置かれる。一例において、ボールミルジャーは、１リットル（Ｌ）のジャーであってよいが、他の実施形態において、ジャーは、より大きくてもより小さくてもよい。他の一例によれば、約２５０ミリリットル（ｍＬ）の分子ふるい粉末が、約３２グラム（ｇ）の脱イオン水および５００ｍＬのミリングビーズと共にジャーの中に置かれる。他の実施形態において、より多いかまたはより少ない、粉末および／または水および／またはミリングビーズが、ジャーの中に置かれてよい。ミリングビーズは、ジルコニアまたは他の一般的に使用されるミリングビーズ材料を含むことができる。ミルジャーは、ミルの上に置かれて回転させられうる。一実施形態において、ミルは、少なくとも２４時間、３０回転／分（ｒｐｍ）で回転させられうる。他の実施形態において、ミルは、より長いかまたはより短い間、より速いかまたはより遅い速度で回転させられうる。
【００１６】
結合体材料は、誘電性前駆体材料の調製と同時に、あるいは誘電性前駆体材料が調製される前または後に調製されうる。一実施形態において、ある量の脱イオン水が反応釜の中に置かれ、結合体材料が脱イオン水に加えられる。一実施形態によれば、反応釜は１Ｌの釜を含むことができ、脱イオン水の量は約３００ｍＬから約９００ｍＬまでの範囲内にあることができ、脱イオン水に加えられた結合体材料の量は約５ｇから約５０ｇまでの範囲内にあることができる。他の一実施形態において、５００ｍＬの脱イオン水および２８ｇの結合体材料が使用されうる。他の一実施形態において、結合体材料がポリビニルアルコールおよびポリ酸化エチレンを含むことができ、結合体材料が約２０ｇのポリビニルアルコールおよび８グラムのポリ酸化エチレンを含むことができる。他の実施形態において、より大きな反応釜、または、より多いかまたはより少ない脱イオン水および結合体材料が使用されうる。他の実施形態において、より多いかまたはより少ないポリビニルアルコールおよび／またはポリ酸化エチレンが、結合体材料の中に含まれうる。他の一実施形態において、０．１％から１％のメチルセルロースの追加が、結合体材料に加えられうる。
【００１７】
結合体材料および脱イオン水が反応釜の中に置かれた後、反応釜が封止され、反応釜の内容物が攪拌され、約２時間から約１２時間までの範囲の間、約６０℃から約９０℃までの範囲内の温度で加熱されることができる。他の一実施形態において、内容物は、約３時間の間、約８５℃で加熱されうる。次いで、内容物は、室温まで冷却され、冷却中に攪拌される。
【００１８】
粉砕された誘電性前駆体材料および結合体材料は、次いで、好ましくはジャーミルを使用して、共に組み合わされ、混合される。一実施形態によれば、粉砕された誘電性前駆体材料および結合体材料は、ミリングビーズを含むミルジャーの中に置かれ、粉砕される。一実施形態において、ミルジャーは、約５０ｍＬのミリングビーズと、約１０ｇから約１５ｇの範囲の量の粉砕された誘電性前駆体材料と、約８０ｇから約９０ｇの範囲の量の結合体材料とを含むことができる。他の一実施形態において、約１２ｇの粉砕された誘電性前駆体材料および約８８ｇの結合体材料が、ミルジャーの中に置かれうる。他の実施形態において、より多いまたはより少ない材料がミルジャーの中に置かれることができ、それぞれの特定の量は、使用される第１のスラリーの特定の構成に依存する。ミルジャーは、次いで、ミルの上に置かれて回転させられる。一実施形態において、ミルは、粉砕された第１のスラリーを形成するために、少なくとも１２時間の間、３０回転／分（ｒｐｍ）で回転させられうる。他の実施形態において、ミルは、より速いかまたはより遅い速度で、より長いかまたはより短い間、回転させられうる。粉砕された第１のスラリーは、次いで、ミリングビーズから分離され、容器の中に置かれ、少なくとも４時間の間、磁気攪拌プレートの上に置かれる。他の一実施形態において、粉砕された第１のスラリーは、より長いかまたはより短い時間の間、磁気攪拌プレートの上に置かれうる。
【００１９】
他の一実施形態によれば、方法２００はまた、第２のスラリーを調製するステップを含むことができる。一実施形態において、誘電性前駆体材料および結合体は、１つまたは複数の異なる材料が、誘電性前駆体材料および／または結合体のために使用されうること以外は、第１のスラリーのために上で述べたとおり調製されうる。他の一実施形態において、誘電性前駆体材料および結合体は、粉砕された誘電性前駆体材料および結合体材料が粉砕されるステップにおいて、ある量の窒化ほう素がミルジャーの中に加えられうること以外は、上で述べたとおりに調製されうる。例えば、約０．０１０ｇと約０．１００ｇの間の範囲内の量の窒化ほう素が、ミルジャーに加えられうる。他の一実施形態において、約０．０１２ｇの窒化ほう素が、ミルジャーに加えられうる。
【００２０】
上で簡単に述べたとおり、導電線はまた、前処理を受けることができる。一実施形態において、導電線は、ニッケル、銅、アルミニウム、銀、およびそれらの合金など、多くの一般に使用される導電性材料のうちの任意の１つを含むことができる。一実施形態において、導電線は、単一の導体または複数の導体の束でありうる。他の一実施形態において、導体は、その上に層を含む主本体で構成されうる。そのような場合には、主本体は、ニッケル、銅、アルミニウム、銀、またはそれらの合金など、第１の導電性材料であることができ、また、層を形成するために第２の導電性材料で被覆されうる。第２の導電性材料は、第１の導電性材料よりも高い融点を有する導電性材料でありうる。いずれの場合にも、各導電性材料の選択は、絶縁線１００（図１）が、製造工程の間または後のいずれかに受ける可能性のある特定の温度環境に依存する。導体は、商業的に得ることができるか、あるいは方法２００の一部のように形成されうる。
【００２１】
一実施形態によれば、前処理のステップは、油および／または油脂を除去するために導電線を洗浄するステップを含むことができる。導電線を洗浄するステップはまた、被覆材料の導電線への粘着性を改良するために有用でありうる。いくつかの場合において、洗浄ステップは、被覆材料が点状に剥離することを減少させうる。一実施形態において、水溶性の洗浄液が使用されうる。例えば、水溶性の洗浄液は、水溶性のアルカリ性洗浄剤を含むことができる。一実施形態によれば、導電線は、水溶性の洗浄液の中に浸漬され、脱イオン水ですすぎ洗いされうる。そのような場合には、水溶性洗浄液は、一実施形態において、１２％の水溶性アルカリ性洗浄剤を含むことができる。他の一実施形態において、水溶性洗浄液は、約８０℃まで加熱されることができ、導電線は、約１分から約２４０分までの範囲の間、水溶性洗浄液の中に配置されうる。他の一実施形態において、導電線は、約０．５時間の間、水溶性洗浄液の中に配置されうる。他の実施形態において、水溶性洗浄液は、より高いかまたはより低い温度まで加熱されることができ、導電線は、洗浄剤の中に、より長いかまたはより短い時間の間、配置されうる。導電線は、１回すすぎ洗いされうるか、または２回以上すすぎ洗いされうる。他の一実施形態において、導電線は、加熱された水溶性洗浄液の容器を通して引っ張られうる。そのような場合には、水溶性洗浄液は、一実施形態において、約６０℃まで加熱されうる、４０％の水溶性アルカリ性洗浄剤を含むことができる。他の一実施形態において、導電線は、約１．５分から約３０分までの範囲の間、水溶性洗浄液の中に沈められうる。他の一実施形態において、導電線は、約４分の間、水溶性洗浄液の中に沈められうる。導電線が水溶性洗浄液の容器を通して引っ張られた後、導電線は、室温（例えば、１９℃から２５℃）において脱イオン水を含む水浴を通して引き抜かれうる。
【００２２】
第１のスラリーの導電線への粘着性を改良するために、導電線は、温度処理を受けることができる。一実施形態によれば、導電線は、導電線の表面上に酸化被覆を形成するために、オーブンの中に置かれ、約４００℃から約８００℃までの範囲内の温度に曝されうる。他の実施形態において、温度処理は省略されうる。他の一実施形態において、導電線は、約５時間の間、約６００℃で熱処理されうる。
【００２３】
温度処理の後、導電線は冷却され、塗装装置の中に置かれうる。図３は、一実施形態によれば、塗装装置３００の概略図である。塗装装置３００は、一実施形態において、第１の巻枠３０２と、１つまたは複数の被覆パッド３０４、３０６、３０８と、１つまたは複数の空気乾燥機３１２、３１４、３１６と、第２の巻枠３１０とを含むことができる。巻枠３０２、３１０、被覆パッド３０４、３０６、３０８、および空気乾燥機３１２、３１４、３１６は、一般的な台により支持されうる。第１の巻枠３０２および第２の巻枠３１０は、導電線３２０が巻枠３０２、３１０の周りに巻かれうるように構成されうる。一実施形態において、巻枠３０２、３１０は、セラミック材料、木、金属、または他の材料を含むことができる。巻枠３０２、３１０の直径は、約２ｃｍから約１０ｃｍまでの範囲の中にありうる。一実施形態において、巻枠３０２、３１０は、１０ｃｍより大きい直径を有する。他の実施形態において、巻枠３０２、３１０の直径は、前述の値より大きくてよくまたは小さくてよい。一実施形態によれば、巻枠３０２、３１０は、実質的に等しい直径を含むことができ、実質的に同じ速さで回転するように構成されうる。他の実施形態において、第１の巻枠３０２は、第２の巻枠３１０よりも直径が小さく、第１の巻枠３０２が第２の巻枠３１０より速く回転することができる。他の一実施形態において、第１の巻枠３０２は第２の巻枠３１０より直径が大きく、第１の巻枠３０２の回転が、第２の巻枠３１０の回転を補償するために可変であることができる。
【００２４】
１つまたは複数の被覆パッド３０４、３０６、３０８は、２つの巻枠３０２、３１０の間に配置され、被覆材料を導電線３２０の上に塗布するように構成される。一実施形態において、被覆パッド３０４、３０６、３０８は、少なくとも１つのシャモア革材料３２２を含む。本明細書で使用されるように、用語「シャモア革材料」は、水に曝されると微孔性膜として作用し、アルカンまたはポリマーなど、炭化水素材料に曝されると耐水材料として作用する、合成のまたは天然の（動物などから）皮革材料として定義されうる。結果として、スラリーがシャモア革材料３２２の上に置かれる場合、スラリーがフェルト、織布、または発泡体に接触したときのように液体から粒子を分離するほどには、シャモア革材料３２２は十分に多孔質でないので、スラリーの粒子はスラリーの液体から分離されない。その代わりに、シャモア革材料３２２とスラリーの間、およびスラリーと導電線３２０の間の表面張力が、それにより、導電線３２０とシャモア革材料３２２の間にメニスカスを形成するように存在する。シャモア革材料３２２は、一実施形態において、約１．５８７５ｍｍから約３．１７５ｍｍまでの範囲内の厚さを有することができる。他の実施形態において、シャモア革材料３２２の厚さは、前述の範囲より厚くてよくまたは薄くてよい。
【００２５】
シャモア革材料３２２は、導電線３２０が引き抜かれうるように、導電線３２０を取り囲む形状に構成されうる。この関連で、シャモア革材料３２２は、一実施形態において、チューブの中に折りたたまれうる。例えば、シャモア革材料３２２は、２層以上の材料で構成されうるように、１回または複数回以上、チューブを形成するために折りたたまれうる。一実施形態において、一層のシャモア革材料３２２が含まれうる。他の一実施形態において、シャモア革材料３２２は、被覆パッド３０４、３０６、３０８の合計厚さが約０．１ｍｍから約１ｃｍまでの範囲内にあるように、折りたたまれるかまたは構成されうる。他の実施形態において、合計の厚さは、前述の範囲より大きくてよくまたは小さくてよい。
【００２６】
一実施形態において、チューブは、導電線３２０の直径より大きな内部表面直径を有し、それにより、導電線３２０が引き抜かれるときにシャモア革材料が導電線３２０に接触しないように、シャモア革材料３２２を収容する隙間を形成する。スラリーは、シャモア革材料３２２の表面と導電線３２０の外部表面の間の隙間に架橋することができるので、シャモア革材料３２２と、被覆パッド３０４、３０６、３０８を通して引き抜かれる導電線３２０の外部表面の間の距離は、導電線３２０に塗布されるスラリーの厚さを制御するように構成されうる。例えば、シャモア革材料３２２の表面と導電線３２０の外部表面の間の距離が短いほど、比較的薄い層の形成が可能であり、一方、シャモア革材料３２２の表面と導電線３２０の外部表面の間の距離が長いほど、より厚い層の形成が可能である。シャモア革材料３２２のチューブ形状を維持するために、摩擦チューブ、スプリングクリップ、クランプ、または他の種類の保持機器３２４が、シャモア革材料３２２の周りに配置されうる。一実施形態において、シャモア革材料３２２は、チューブ形の構造の内部表面に装着されうる。
【００２７】
３つの被覆パッド３０４、３０６、３０８を図３に示すが、他の実施形態において、より少ないかまたはより多いパッドが含まれてよい。より少ないパッドが含まれる一実施形態において、導電線３２０に複数の層を塗布し、それにより所望の合計被覆厚さを有する被覆を作成するために、パッドは２回以上使用されうる。他の一実施形態において、塗装装置３００の中に含まれる被覆パッドの総数は、導電線３２０に塗布されうる層の所望の総数に依存する。例えば、第１および／または第２のスラリー材料の１８の層が所望されうる一実施形態においては、したがって、合計１８の被覆パッドが、塗装装置３００の中に含まれうる。他の一実施形態において、複数の被覆パッドが塗装装置３００と共に含まれうるが、各被覆パッドは、導電線３２０に塗布されうる層の所望の総数にしたがって、１回の塗布工程の間に２回以上使用されうる。
【００２８】
一実施形態において、被覆パッド３０４、３０６、３０８のすべては、第１のスラリーを含むことができる。他の一実施形態において、いくつかの被覆パッド（例えば、被覆パッド３０４および３０６）が第１のスラリーを含み、いくつかの被覆パッド（例えば、被覆パッド３０８）が第２のスラリーを含む。一実施形態によれば、被覆パッドの多数（例えば、被覆パッド３０４および３０６）が第１のスラリーを含み、残りの被覆パッド（例えば、被覆パッド３０８）が第２のスラリーを含むことができる。いずれの場合にも、第１および／または第２のスラリー材料は、少なくとも被覆パッド３０４、３０６、３０８のシャモア革材料の上に置かれうる。一実施形態によれば、シャモア革材料は、注入、浸漬、またはシャモア革材料をスラリー材料に曝すことにより、第１および／または第２のスラリー材料に湿らされうるかまたは浸漬されうる。
【００２９】
１つまたは複数の乾燥機３１２、３１４、３１６は、各被覆パッド３０４、３０６、３０８の後ろに配置されうる。このようにして、導電線３２０は、第１または第２のスラリーで被覆された後、乾燥されうる。一実施形態によれば、各乾燥機は、熱い空気、例えば、約１００℃を超える温度を有する空気を供給するように構成される。一実施形態によれば、乾燥機３１２、３１４、３１６のそれぞれは、単一の空気源と流体的に接続されるノズルおよび／または配管を含むことができる。他の実施形態において、乾燥機３１２、３１４、３１６はそれぞれ、１つの空気源を有することができる。一実施形態において、乾燥機３１２、３１４、３１６の総数は、被覆パッド３０４、３０６、３０８の総数に対応する。したがって、１８の被覆パッドが含まれる一実施形態において、１８の乾燥機が、同様に含まれうる。
【００３０】
１つまたは複数のローラ３２６、３２８、３３０、３３２が、塗布工程中に、導電線３２０を塗布装置３００を通して誘導するために使用されうる。一実施形態において、ローラ３２６、３２８、３３０、３３２はそれぞれ、ローラ組立体（例えば、２つのローラ）を含むことができ、導電線３２０がローラの間に供給されうる。他の一実施形態において、ローラ３２６、３２８、３３０、３３２はそれぞれ、単一のローラを含むことができ、導電線３２０がローラの凹部を通して誘導されうる。他の実施形態において、ローラ３２６、３２８、３３０、３３２は、異なる構成を有することができる。
【００３１】
さらに図２を参照すると、前処理の後、ステップ２０４において、導電線は、第１のパッドを通して引き抜かれ、第１のスラリーの第１の層が、線上に塗布される。例えば、導電線３２０の一端が、巻枠３０２、３１０、被覆パッド３０４、３０６、３０８、およびローラ３２６、３２８、３３０、３３２を通して供給され、導電線３２０の一端が第２の巻枠３１０に装着されうる。一実施形態によれば、第１および／または第２の巻枠３０２、３１０の一方または両方が、回転を始めることができる。一実施形態において、第２の巻枠３１０の回転が、塗布装置３００を通して導電線３２０に引っ張りを生じることができる。導電線３２０は、第１のスラリーの第１の層が導電線３２０に塗布されるように、塗布装置３００の第１のパッド３０４を通して引き抜かれうる。一実施形態によれば、第１の層は、約０．００１ｍｍから約０．１２７ｍｍまでの範囲内、より好ましくは０．０１ｍｍの厚さを有することができる。他の一実施形態において、第１の層の厚さは、前述の範囲より厚くてよくまた薄くてよい。
【００３２】
一実施形態によれば、塗布に続いて、ステップ２０６において、第１のスラリーの層が、被覆された導体を形成するために乾燥される。例えば、第２の巻枠３１０の回転が、第１のパッド３０４を通して導電線３２０に引っ張りを生じさせることができ、第１の乾燥機３１２が、第１のスラリーの第１の層の上に熱い空気を当て、それによりスラリーを乾燥させることができる。スラリーの追加の層が、第１の層のいかなる部分も除去されることなく第１の層に塗布されうるように、第１のスラリーの第１の層が乾燥される。
【００３３】
ステップ２０６の後、ステップ２０８において、引き抜きのステップ（例えば、ステップ２０４）および乾燥のステップ（例えば、ステップ２０６）は、線上に第１のスラリーの複数の層を生成するために繰り返されうる。追加の被覆パッド（例えば、パッド３０６および３０８）が含まれる一実施形態によれば、第２の巻枠３１０の回転が、第１の層の上に第２の層を形成するために第１のスラリーの追加の量を塗布するために、前に被覆された導電線３２０を第２のパッド３０６の中に引き込ませることができる。一実施形態によれば、第２の層は、０．００１ｍｍから約０．１２７ｍｍまでの範囲内、より好ましくは０．０１ｍｍの厚さの増加を有することができる。他の一実施形態において、第２の層の厚さは、前述の範囲より厚くてよくまた薄くてよい。他の実施形態において、第２の層は、第１の層の厚さと実質的に等しい厚さを有してよい。他の実施形態において、第１および第２の層が等しい厚さを有さなくてよく、第１の層が第２の層より厚くてよく、かつ／または薄くてよい。塗布装置３００の特定の構成に応じて、第２の層は、第１の乾燥機３１２を使用して乾燥されてよく、または２つ以上の乾燥機（例えば、乾燥機３１４および３１６）が含まれる一実施形態において、第２の層が第２の乾燥機３１４を使用して乾燥されてよい。
【００３４】
ステップ２０８は、複数の層が所望の厚さを有する被覆を形成するまで、１回または複数回繰り返されてよい。例えば、ステップ２０８は、合計１８から２４までの第１のスラリーの層を形成するために、１７から２３の追加の回数繰り返されてよい。一実施形態によれば、第１のスラリーの複数の層の合計厚さは、約５ｍｍから約１５ｍｍまでの範囲の中にあってよい。他の一実施形態において、第１のスラリーの複数の層の合計厚さは、約１０ｍｍであってよい。他の実施形態において、第１のスラリーの複数の層の合計厚さは、前述の範囲および／または値より厚くてよくまたは薄くてよい。
【００３５】
上で簡単に述べたとおり、いくつかの実施形態において、ステップ２１０において、第２のスラリーが、第１のスラリーの上に塗布されてよく、第２のスラリーは、各塗布の後に乾燥されてよい。そのような場合は、第１のスラリーを含む被覆パッドの後ろに配置された１つまたは複数の被覆パッド（例えば、被覆パッド３０６および／または３０８など）が第２のスラリーを含んでよく、導電線３２０は、第２のスラリーを含む第２の被覆パッドを通して引き抜かれてよい。例えば、既に形成されている第１のスラリーの１層または複数層の上に第２のスラリーの１層または複数層を形成するために、第２の巻枠３１０の回転が、導電線３２０を、第２のスラリーを塗布するための被覆パッドの中に引き込ませることができる。他の一実施形態において、第２のスラリーが、第１のスラリーの１層または複数層の上に噴霧されてよい。例えば、第２のスラリーがエアブラシ噴霧器または他の種類の噴霧器の中に配置され、第１のスラリーの１層または複数層の上に塗布されてよい。
【００３６】
一実施形態によれば、第２のスラリーの各層は、約０．００１ｍｍから約０．１２７ｍｍまでの範囲内、より好ましくは０．０１ｍｍの厚さを有することができる。他の一実施形態において、第２のスラリーの各層の厚さは、前述の範囲より厚くてよくまたは薄くてよい。一実施形態によれば、ステップ２１０は、ステップ２０６またはステップ２０８の後に実施されてよい。
【００３７】
他の一実施形態によれば、ステップ２１２において、ステップ２１０が、複数の層が所望の厚さを有する被覆（例えば、第２の部分１１４）の一部を形成するまで、１回または複数回繰り返されてよい。一例において、ステップ２１０は、第２のスラリーの合計２層から１２層を形成するために、１から１１の追加の回数繰り返されてよい。一実施形態によれば、第２のスラリーの複数層の合計厚さは、約０．０１９１ミリメートル（ｍｍ）から約０．１２７ｍｍまでの範囲の中にあってよい。他の一実施形態において、第２のスラリーの複数層の合計厚さは、約０．０７５ｍｍであってよい。さらに他の実施形態において、第２のスラリーの複数層の合計厚さは、前述の範囲および／または値より厚くてよくまたは薄くてよい。他の実施形態において、第２のスラリーの１層または複数層の合計厚さは、第１のスラリーの１層または複数層の合計厚さと比べて、実質的に等しいか、より厚いか、またはより薄くてよい。第２のスラリーが塗布される特定の工程、例えば、塗布装置３００の利用、または噴霧による工程に応じて、第２のスラリーの層が、乾燥機を使用して乾燥されてよい。例えば、一実施形態において、第１の乾燥機３１２が使用されてよい。追加の乾燥機（例えば、乾燥機３１４および３１６）が含まれる他の一実施形態において、第２のスラリーの層が、追加の乾燥機３１４を使用して乾燥されてよい。さらに、ステップの間のいずれの時点においても、第１および／または第２のスラリーの追加の量が、被覆パッドに加えられてよい。一例において、スラリーは被覆パッドにピペットで与えられるか、塗装されるか、または塗布されてよい。
【００３８】
いずれの場合においても、一実施形態において、被覆（第１のスラリー（およびもし存在する場合は第２のスラリー）の層を含む）の所望の合計厚さは、約０．０２５ｍｍから約０．１２７ｍｍ（０．００１インチから約０．００５インチ）までの間の範囲の中にあってよい。しかし、任意の厚さが使用可能であり、絶縁線１００が使用される目的によって決まることが理解されよう。シャモア革材料を含む被覆パッドを使用することにより、第１および／または第２のスラリーの次の層が、第１および／または第２のスラリーの初めの乾燥された層（例えば、第１の層および／または他の実施形態における第２の層などの次に塗布され乾燥された層）の上に、初めの乾燥された層のかなりの部分を除去することなく、塗布されうる。特に、シャモア革材料の上に置かれた第１および／または第２のスラリーを含む粒子が溶液の中に留まるため、シャモア革材料は有用でありうる。したがって、乾燥された第１および／または第２のスラリーの層の上への第１および／または第２のスラリーの次の塗布は、湿ったままであり、乾燥された層に粘着する。
【００３９】
次に、被覆された導体は、ステップ２１４において、絶縁線１００を形成するために熱処理される。一実施形態において、被覆された導体は、ステップ２０８の後および／またはステップ２１０（含まれている場合）の後で、熱処理される。熱処理は、少なくとも１つの被覆された導体の外部表面上の有機成分を実質的にすべて分解するために、かつ／またはか焼を生じさせるために、所定の温度において所定の期間、行われてよい。一実施形態において、熱処理は、約３００℃と約１０００℃の間の範囲内で約２時間と約１０時間の間の期間、行われてよい。一実施形態において、熱処理は、真空環境の中で行われてよい。他の一実施形態において、熱処理は、空気または酸素を含む環境の中で行われてよい。他の一実施形態において、熱処理は、窒素環境の中で行われてよい。いずれの場合においても、熱処理の後、結果として得られる被覆１０４は、絶縁線１００が曲げられるときに熱処理された誘電性前駆体材料の中に微小割れが形成するために、裂けることなく曲げられうる可能性がある誘電性前駆体材料である。その結果、絶縁線１００は、所望の形状に曲げることが可能であり、たわみ線が有用でありうる種々の用途において使用されうる。
【００４０】
以下の例は、本発明の主題のより完全な理解をもたらすために提示される。例として説明された、具体的な技術、条件、材料、および報告されたデータは、例であり、本発明の主題の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【００４１】
２つの方法が評価されており、第１の６０．９６ｍ（２００フィート）のサンプルが、噴霧塗装方法を使用して準備され、複数の第２の６０．９６ｍ（２００フィート）のサンプルが、上述の引き抜き塗装方法の一実施形態を使用して準備された。両方法に対して、２つのスラリーが形成された。両スラリーに対して、０．５ｎｍの平均細孔寸法を有する５Ａ ゼオライト Ａ（本明細書において「ＵＯＰ ５Ａ」と呼ばれる）を含む活性化された分子ふるい粉末の誘電性前駆体材料が、ＵＯＰ ５Ａ上の残留有機材料を除去するために、４５０℃で６時間の間、か焼により前処理された。２５０ミリリットル（ｍＬ）のＵＯＰ ５Ａ粉末が、３２グラム（ｇ）の脱イオン水と共に１Ｌのボールミルジャーの中に置かれ、５００ｍＬのジルコニアミリングビーズが、ミルジャーに加えられた。ミルジャーは、ミルの上に置かれ、調製されたＵＯＰ ５Ａ材料を得るために、３０ｒｐｍで２４時間を超えて回転させられた。次に、結合体材料が、５００ｍＬの脱イオン水を加熱された１Ｌの反応釜に加え、２０ｇのポリビニルアルコールと８ｇのポリ酸化エチレンを脱イオン水に加えることにより、調製された。反応釜は封止され、釜の中の内容物は、調製された結合体材料を得るために、攪拌され、８５℃で３時間の間加熱された。攪拌は、調製された結合体材料が冷却されるまで継続され、調製された結合体材料は保存容器まで運ばれた。
【００４２】
代替の第１のスラリーがまた、ＵＯＰ ５Ａを使用して形成されたが、結合体材料への添加物としてメチルセルロースが使用された。この構成において、ＵＯＰ ５Ａが、上述のとおりに前処理された。次に、結合体材料が、上述のとおりに前処理され、１％までのメチルセルロース（０．２８ｇ）が調製された結合体材料を形成するために、加えられた。
【００４３】
誘電性前駆体材料および結合体が調製された後、５０のジルコニアミリングビーズと、１２ｇの調製されたＵＯＰ ５Ａ材料と、８８ｇの調製された結合体材料とがボールミルジャーに加えられた。ミルジャーは、ミルの上に置かれ、３０ｒｐｍで１２時間を超えて回転させられた。ミリングビーズは、次いで、ミルジャーから取り除かれ、ミルジャーは、第１のスラリーを形成するために、磁気攪拌プレートの上に４時間超、置かれた。
【００４４】
第２のスラリーが、５０のジルコニアミリングビーズと、１２ｇの調製されたＵＯＰ ５Ａ材料と、８８ｇの調製された結合体材料と、０．０１２ｇの窒化ほう素とをボールミルジャーに加えることにより、形成された。ミルジャーは、ミルの上に置かれ、３０ｒｐｍで１２時間を超えて回転させられた。ミリングビーズは、次いで、ミルジャーから取り除かれ、ミルジャーは、磁気攪拌プレートの上に４時間超、置かれた。
【００４５】
第１のサンプルを準備するために、スラリーが、次いで、線の上に噴霧された。特に、約３０ｍＬの第１のスラリーが、エアブラシ噴霧器のジャーに加えられた。６０．９６ｍ（２００フィート）のニッケル線の最初の３．０４８ｍ（１０フィート）の長さが、約１０ｍｍの直径が得られるまで、エアブラシで噴霧された。エアブラシは、線から１０１．６ｍｍ（４インチ）以内で、複数回、通過した。次に、エアブラシ噴霧器は、６０．９６ｍ（２００フィート）のニッケル線の第２の３．０４８ｍ（１０フィート）の長さを噴霧し、第２の３．０４８ｍ（１０フィート）の長さの最初の３０４．８ｍｍ（１２インチ）が、最初の３．０４８ｍ（１０フィート）の長さと重なりあった。約１０ｍｍの直径が得られるまで、エアブラシで噴霧が実施された。６０．９６ｍ（２００フィート）のニッケル線の全体が被覆されるまで、残された３．０４８ｍ（１０フィート）の長さのそれぞれに対して、その工程が繰り返された。６０．９６ｍ（２００フィート）のニッケル線の１つの３．０４８ｍ（１０フィート）の長さが、エアブラシ噴霧器を使用して、第２のスラリーで噴霧された。被覆された線（「線Ａ」で識別される）は、次いで、か焼のために、８００℃で約５時間の間、熱処理に曝された。
【００４６】
第２のサンプルを準備するために、スラリーがまた、３本の６０．９６ｍ（２００フィート）のニッケル線の上への引き抜き塗装工程の中で使用された。各線は、第１の巻枠の上に巻き付けられ、シャモア革材料を含む２つから６つの被覆パッド中を通された。２本の線（線ＢおよびＣで識別）に対して、第１のスラリーが、ドロッパを介して各被覆パッドに加えられ、シャモア革材料は、引き抜き塗装工程の間、濡れを保った。線は、被覆パッドを通して引き抜かれ、第１のスラリーの層が線の上に形成された。ヒートガンが、塗布後の各層を乾燥するために使用された。その工程は、第１の被覆の所望の厚さが得られるまで、繰り返された。第２のスラリーが、第１のスラリーの上に塗布され、全体の被覆の所望の厚さが得られるまで、繰り返された。被覆された線のそれぞれが、次いで、か焼のために、８００℃で約５時間の間、熱処理に曝された。別の１本の線（線Ｄで識別）に対して、代替の第１のスラリーが、ドロッパを介して各被覆パッドに加えられ、シャモア革材料は、引き抜き塗装工程の間、濡れを保った。線は、被覆パッドを通して引き抜かれ、第１のスラリーの層が、線の上に形成された。ヒートガンが、塗布後の各層を乾燥させるために使用された。第２のスラリーが、形成された第１のスラリーの所望の数の層の上に塗布された。被覆された線は、次いで、か焼のために、８００℃で約５時間の間、熱処理に曝された。線Ｂに対して、第１のスラリーの１３の層が塗布され、第２のスラリーの１２の層が塗布された。線Ｂは、２回の熱処理に曝され、各回毎に、か焼が行われた。線Ｃに対して、第１のスラリーの１１の層が塗布され、第２のスラリーの８層が塗布された。線Ｄに対して、代替の第１のスラリーの１４の層が塗布され、第２のスラリーの１６の層が塗布された。
【００４７】
上の方法で製造された線は、比較的高温の環境（例えば、約２４０℃超）の中で有用であることが見出され、また、従来どおりに形成された絶縁線の上への塗装の粘着性が改良されて、３．１９ｍｍ（１／８”）の曲げ半径まで曲げることが可能であった。改良された粘着性は、被覆の塗布に対するシャモア革材料の使用に帰することができる。特に、シャモア革材料は、スラリーの水溶性材料からスラリーの粒子を分離しないので、スラリーは、既に置かれたスラリーの層を摩耗（したがって、除去）することなく、塗布されうる。さらに、シャモア革材料の使用が、導電線の上に置かれる各層の量および／または厚さの制御を改良することができる。さらに、改良された方法は、比較的安価であり、実施が簡単でありうる。
【００４８】
少なくとも１つの例示的実施形態が本発明の主題に対する上記の詳細な説明の中で提示されてきたが、非常に多くの変形が存在することが理解されるべきである。また、１つまたは複数の例示的実施形態は単なる例であり、決して、本発明の主題の範囲、適用性、または構成を限定することを意図されていないことも理解されるべきである。むしろ、上記の詳細な説明は、本発明の主題の例示的実施形態を実施するための便利な手引きを、当業者に提供するであろう。添付の特許請求の範囲の中で説明される本発明の主題の範囲から逸脱することなく、種々の変化が、例示的実施形態の中で説明された要素の機能および配置において実施されうることを理解されたい。
【符号の説明】
【００４９】
１００ 絶縁線
１０２ 導体
１０４ 被覆
１０６ 主本体
１０８ 外部本体
１１２ 第１の部分
１１４ 第２の部分
２００ 方法
２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１４ ステップ
３００ 塗装装置
３０２ 第１の巻枠
３０４、３０６、３０８ 被覆パッド
３１０ 第２の巻枠
３１２、３１４、３１６ 空気乾燥機
３２０ 導電線
３２２ シャモア革材料
３２４ 保持機器
３２６、３２８、３３０、３３２ ローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明の主題は、一般に、絶縁線に関し、より詳細には、可撓性を有する絶縁線を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁線は、無数の用途において使用される。例えば、絶縁線は、電動機など、電磁気的装置を作成するために使用されうる。特に、線は、磁気コアの周りに巻かれるコイルを形成することができる。電流が線を通して流れるときに、コアを動かし、力を発生させることができる磁界が生成される。他の場合には、絶縁線は、往復形可変差動変圧器など、センサの一部として使用されうる。ここに、線は、ボアを確定する一次巻線および二次巻線を構成することができ、また磁気コアは、ボアの中に配置されうる。磁気コアは、ボア内で巻線に対して軸方向に動き、巻線を通る差動電流の流れを発生させるように構成されうる。
【０００３】
一般に、絶縁線は、絶縁材料の被覆を含む導電性材料から作製される。ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、塩化ビニル（ＰＶＣ）、誘電材料、または絶縁特性を有する他の適当な材料であってよい絶縁材料は、一般に、噴霧により導電性材料に塗布される。例えば、自動噴霧システムが、導電性材料の上に絶縁材料を噴霧することができる。噴霧は、十分な結果を生み出すが、自動噴霧システムは、潜在的に詰まる可能性があり、そのことが、システムの休止時間を増加させ、生産性を低下させる可能性がある。さらに、噴霧は、正確な被覆厚さを有する絶縁線を生産するのには有用ではない可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、線が比較的高温の環境（例えば、約２４０℃超）の中で使用可能であり、絶縁材で被覆された後の任意の時点で所望の形状に曲げられうる、絶縁線を形成する改良された方法を有することが望ましい。さらに、改良された方法が、比較的安価であり、実施が簡単であることが望ましい。さらに、本発明の主題の他の望ましい特徴および特性は、添付の図面および本発明の主題のこの背景と併せて取り上げられる、以下の詳細な本発明の主題に関する説明、および添付の特許請求の範囲から、明らかと成るであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
絶縁線を製造する方法が提供される。
一実施形態において、単なる例として、一方法は、第１のスラリーの層を導電線の上に塗布するために第１のパッドを通して導電線を引き抜くステップであって、第１のパッドがシャモア革材料を含み、シャモア革材料の上に置かれた第１のスラリーを含み、第１のスラリーが第１の誘電性前駆体材料と、有機成分を有する第１の結合体とを含む、ステップと、絶縁線を形成するために導電線を熱処理するステップとを含む。
【０００６】
他の一実施形態において、単なる例として、一方法は、第１のスラリーの層を導電線の上に塗布するために第１のパッドを通して導電線を引き抜くステップであって、第１のパッドがシャモア革材料を含み、シャモア革材料の上に置かれた第１のスラリーを含み、第１のスラリーが第１の誘電性前駆体材料と、有機成分を含む第１の結合体とを含む、ステップと、引き抜くステップの後で導電線を乾燥させるステップと、導電線の上に第１のスラリーの複数の層を生成するために引き抜くステップと乾燥させるステップを繰り返すステップと、熱処理するステップの前に第１のスラリーの複数の層の上に第２のスラリーを塗布するステップであって、第２のスラリーが誘電性前駆体材料と、第２の結合体と、窒化ほう素とを含む、ステップと、塗布するステップの後で第２のスラリーを乾燥させるステップと、絶縁線を形成するために導電線を熱処理するステップとを含む。
【０００７】
これ以降、本発明の主題が以下の図面と共に説明され、同じ数字は同じ要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態による絶縁線の断面図である。
【図２】一実施形態による絶縁線の製造方法を示す流れ図である。
【図３】一実施形態による絶縁線の製造に使用されうる構成の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の詳細な説明は、本質的に単なる例であり、本発明の主題または用途、ならびに本発明の主題の利用を限定する意図はない。さらに、前出の背景または以下の詳細な説明の中で提示されるいかなる理論によっても拘束される意図はない。
【００１０】
図１は、一実施形態による絶縁線１００の断面図である。線１００は、比較的柔軟であるように構成され、この関連で、シャモア革材料を使用して、導電性材料の上に被覆材料を塗布することにより製造される。一実施形態において、線１００は、被覆の欠損を示すことなく３．１７５ｍｍ（１／８”）のマンドレル周りに曲げられる能力を有する。この関連で、線１００は、導体１０２および被覆１０４を含む。一実施形態によれば、導体１０２は、第１の導電性材料で作製される主本体１０６を含むことができる。第１の導電性材料は、ニッケル、銅、アルミニウム、銀、および／またはそれらの合金を含む金属などであるがそれらに限定されない、多くの導電性材料のうちの任意の１つを含むことができる。他の一実施形態において、導体１０２は、主本体１０６の上に配置された外部本体１０８（破線で示す）を、さらに含むことができる。そのような一実施形態において、外部本体１０８は、上述の導電性材料のうちの１つなど、第２の導電性材料を含むことができる。一実施形態において、第２の導電性材料は、第１の導電性材料とは異なり、例えば、第１の導電性材料よりも電導度が高くてよくまたは低くてよい。他の一実施形態によれば、第２の導電性材料は、第１の導電性材料より高いかまたは低い融点を有することができる。一例において、第１の導電性材料は銅を含んでよく、一方、第２の導電性材料はニッケルを含んでよい。いずれの場合においても、導体１０２は、一実施形態において、約０．０５ミリメートル（ｍｍ）から約６．５ｍｍまでの範囲内の平均直径を有することができる。他の一実施形態において、導体１０２は、前述の範囲より大きいかまたは小さい平均直径を有することができる。
【００１１】
被覆１０４は、導体１０２の少なくとも一部分の上に配置される。一実施形態によれば、被覆１０４は、誘電性前駆体材料（本明細書において「誘電性前駆体」とも呼ばれる）、および、製造中に実質的に分解するように配合される有機成分を有する結合体から配合されうる。誘電性前駆体材料は、処理された後に、導体１０２の絶縁に適する比較的低い比誘電率を持つ材料を含むことができる。例えば、誘電性前駆体材料は、１０未満の比誘電率（κ）を有することができる。他の一実施形態において、比誘電率は、約１と約１０の間の範囲の値を取りうる。絶縁線１００が交流用途において使用される実施形態において、材料の比誘電率は１に近づく傾向がある。他の一実施形態において、誘電性前駆体材料は、２４０℃を超える温度に曝されるときに、導体１０２を絶縁することができる可能性がある。一実施形態によれば、誘電性前駆体材料は、分子ふるい材料を含むことができる。本明細書で使われるように、用語「分子ふるい材料」は、約１０オングストローム未満の最大直径を有する実質的に均一な大きさの開口（例えば、約±０．５ミクロンの範囲内）を含む多孔質材料であると定義されうる。適切な分子ふるい材料は、アルミナ、シリカ、シリカアルミネート、およびゼオライト（３Ａ、４Ａ、５Ａ、１３ｘなど）、および他の材料を含むがこれらに限らない成分から成る。他の一実施形態において、誘電性前駆体材料は、窒化ほう素など、他の無機酸化物を含むことができる。結合体は、熱処理を受けると実質的に完全に分解されうる有機成分を含むことができる。一実施形態において、有機成分は、少なくとも１つの、酸素原子を有する高分子成分を含むことができる。そのような有機成分は、他の種類の有機成分に比べて、熱処理に曝されると、より容易に分解することができる。適切な有機成分は、メチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリ酸化エチレン、またはそれぞれの組合せを含むが、それらに限らない。他の実施形態において、異なる誘電材料および／または結合体が、代替として利用されうる。
【００１２】
いずれの場合においても、被覆１０４は、一実施形態において、単一の材料を含むことができる。他の一実施形態において、被覆１０４は、２つ以上の材料を含み、２つ以上の部分で構成されうる。例えば、被覆１０４は、導体１０２の上に配置される第１の部分１１２と、第１の部分１１２の上に配置される第２の部分１１４（破線で示す）とを含むことができる。一実施形態によれば、第１の部分１１２および第２の部分１１４は、異なる被覆材料組成を含むことができる。例えば、第１の部分１１２は、第１の誘電性前駆体材料と第１の結合体とを、第１の比において含む第１の被覆材料構成を有することができ、第２の部分１１４は、第１の誘電性前駆体材料と第１の結合体とを、第２の比において含む第２の被覆構成を有することができる。他の一実施形態において、第１の部分１１２は、第１の誘電性前駆体材料と第１の結合体とを含む第１の被覆材料構成を有することができ、第２の部分１１４は、第２の誘電性前駆体材料と第２の結合体とを含む第２の被覆材料構成を有することができる。他の一実施形態において、第１の部分１１２は、第１の誘電性前駆体材料と第１の結合体とを含む第１の被覆材料構成を有することができ、第２の部分１１４は、第１の誘電性前駆体材料と、第２の誘電性前駆体材料と、第１の結合体とを含む第２の被覆構成を有することができる。例えば、第１の誘電材料がゼオライトを含むことができ、第２の誘電性前駆体材料がゼオライトおよび窒化ほう素を含むことができ、第１の結合体がポリビニルアルコールおよびポリ酸化エチレンを含むことができる。他の一実施形態において、第１の部分１１２が、第１の誘電性前駆体材料と第１の結合体とを含む第１の被覆材料構成を有することができ、第２の部分１１４が、第２の誘電性前駆体材料と第１の結合体とを含む第２の被覆構成を有することができる。他の一実施形態において、第１の部分１１２が、第１の誘電性前駆体材料と第１の結合体とを含む第１の被覆材料構成を有することができ、第２の部分１１４が、第２の誘電性前駆体材料と第２の結合体とを含む第２の被覆構成を有することができる。いずれの場合においても、被覆１０４の全体の厚さ（導体１０２の外部表面から被覆１０４の外部表面まで測定される）は、約０．０３８１ミリメートル（ｍｍ）（１．５ミル）から約０．０７６２ｍｍ（３ミル）までの範囲内にありうる。一実施形態において、厚さは、前述の範囲より厚くてよくまたは薄くてよい。被覆１０４が２つの部分（例えば、第１の部分１１２および第２の部分１１４）を含む実施形態において、第１の部分１１２が、約０．０１９１ｍｍから約０．０３８１ｍｍまでの範囲内の厚さを有することができ、一実施形態において、第２の部分１１４が、約０．０１９１ｍｍから約０．０３８１ｍｍまでの範囲内の厚さを有することができる。他の実施形態において、各部分の厚さは、前述の範囲より厚くてよくまたは薄くてよい。
【００１３】
導体１０２の上に被覆１０４を形成するために、一実施形態において、図２に示す可撓性を有する絶縁線を製造する方法２００が利用されうる。方法２００は、被覆工程のために第１のスラリーおよび導電線を準備するステップ、ステップ２０２を含む。一実施形態において、第１のスラリーは、誘電性前駆体材料と結合体とを含む混合物を含む。一実施形態によれば、誘電性前駆体材料は、上述の被覆１０４に使用される多くの絶縁材料のうちの任意の１つから選択可能であり、例えば、分子ふるい材料でありうる。結合体は、上述の被覆１０４に使用される材料を含むことができる。
【００１４】
第１のスラリーは、一実施形態において、市販の成分から得られうる。しかし、特定の粒子サイズが望まれうる実施形態において、第１のスラリーは、調製されうる。そのような場合には、誘電性前駆体材料および結合体材料は、別々に調製されうる。一実施形態において、分子ふるい材料を含むことができる誘電性前駆体材料は、前処理およびミリングを経ることができる。一実施形態において、分子ふるい材料は、分子ふるい粉末として得ることができ、前処理は、分子ふるい粉末を空気中で熱処理するステップを含むことができる。一実施形態によれば、分子ふるい粉末を熱処理するステップは、粉末を、真空環境に、約４２５℃から約４７５℃までの範囲内の温度で約５時間から約７時間の間、曝すステップを含むことができる。他の一実施形態において、分子ふるい粉末を熱処理するステップは、粉末を、真空環境で約４５０℃の範囲の温度に約６時間、曝すステップを含むことができる。他の一実施形態において、分子ふるい粉末を熱処理するステップは、粉末を窒素ガスに曝すステップと、粉末を４２５℃から約４７５℃の温度に曝すステップとをさらに含むことができる。
【００１５】
分子ふるい粉末が温度処理工程を経た後、粉末は、粉砕された誘電性前駆体材料を形成するために粉砕されうる。一実施形態によれば、ボールミルなどの装置を使用するミリングが、均一な粒子サイズを得るために使用されうる。一実施形態において、粉末は、脱イオン水およびミリングビーズと共にボールミルジャーの中に置かれる。一例において、ボールミルジャーは、１リットル（Ｌ）のジャーであってよいが、他の実施形態において、ジャーは、より大きくてもより小さくてもよい。他の一例によれば、約２５０ミリリットル（ｍＬ）の分子ふるい粉末が、約３２グラム（ｇ）の脱イオン水および５００ｍＬのミリングビーズと共にジャーの中に置かれる。他の実施形態において、より多いかまたはより少ない、粉末および／または水および／またはミリングビーズが、ジャーの中に置かれてよい。ミリングビーズは、ジルコニアまたは他の一般的に使用されるミリングビーズ材料を含むことができる。ミルジャーは、ミルの上に置かれて回転させられうる。一実施形態において、ミルは、少なくとも２４時間、３０回転／分（ｒｐｍ）で回転させられうる。他の実施形態において、ミルは、より長いかまたはより短い間、より速いかまたはより遅い速度で回転させられうる。
【００１６】
結合体材料は、誘電性前駆体材料の調製と同時に、あるいは誘電性前駆体材料が調製される前または後に調製されうる。一実施形態において、ある量の脱イオン水が反応釜の中に置かれ、結合体材料が脱イオン水に加えられる。一実施形態によれば、反応釜は１Ｌの釜を含むことができ、脱イオン水の量は約３００ｍＬから約９００ｍＬまでの範囲内にあることができ、脱イオン水に加えられた結合体材料の量は約５ｇから約５０ｇまでの範囲内にあることができる。他の一実施形態において、５００ｍＬの脱イオン水および２８ｇの結合体材料が使用されうる。他の一実施形態において、結合体材料がポリビニルアルコールおよびポリ酸化エチレンを含むことができ、結合体材料が約２０ｇのポリビニルアルコールおよび８グラムのポリ酸化エチレンを含むことができる。他の実施形態において、より大きな反応釜、または、より多いかまたはより少ない脱イオン水および結合体材料が使用されうる。他の実施形態において、より多いかまたはより少ないポリビニルアルコールおよび／またはポリ酸化エチレンが、結合体材料の中に含まれうる。他の一実施形態において、０．１％から１％のメチルセルロースの追加が、結合体材料に加えられうる。
【００１７】
結合体材料および脱イオン水が反応釜の中に置かれた後、反応釜が封止され、反応釜の内容物が攪拌され、約２時間から約１２時間までの範囲の間、約６０℃から約９０℃までの範囲内の温度で加熱されることができる。他の一実施形態において、内容物は、約３時間の間、約８５℃で加熱されうる。次いで、内容物は、室温まで冷却され、冷却中に攪拌される。
【００１８】
粉砕された誘電性前駆体材料および結合体材料は、次いで、好ましくはジャーミルを使用して、共に組み合わされ、混合される。一実施形態によれば、粉砕された誘電性前駆体材料および結合体材料は、ミリングビーズを含むミルジャーの中に置かれ、粉砕される。一実施形態において、ミルジャーは、約５０ｍＬのミリングビーズと、約１０ｇから約１５ｇの範囲の量の粉砕された誘電性前駆体材料と、約８０ｇから約９０ｇの範囲の量の結合体材料とを含むことができる。他の一実施形態において、約１２ｇの粉砕された誘電性前駆体材料および約８８ｇの結合体材料が、ミルジャーの中に置かれうる。他の実施形態において、より多いまたはより少ない材料がミルジャーの中に置かれることができ、それぞれの特定の量は、使用される第１のスラリーの特定の構成に依存する。ミルジャーは、次いで、ミルの上に置かれて回転させられる。一実施形態において、ミルは、粉砕された第１のスラリーを形成するために、少なくとも１２時間の間、３０回転／分（ｒｐｍ）で回転させられうる。他の実施形態において、ミルは、より速いかまたはより遅い速度で、より長いかまたはより短い間、回転させられうる。粉砕された第１のスラリーは、次いで、ミリングビーズから分離され、容器の中に置かれ、少なくとも４時間の間、磁気攪拌プレートの上に置かれる。他の一実施形態において、粉砕された第１のスラリーは、より長いかまたはより短い時間の間、磁気攪拌プレートの上に置かれうる。
【００１９】
他の一実施形態によれば、方法２００はまた、第２のスラリーを調製するステップを含むことができる。一実施形態において、誘電性前駆体材料および結合体は、１つまたは複数の異なる材料が、誘電性前駆体材料および／または結合体のために使用されうること以外は、第１のスラリーのために上で述べたとおり調製されうる。他の一実施形態において、誘電性前駆体材料および結合体は、粉砕された誘電性前駆体材料および結合体材料が粉砕されるステップにおいて、ある量の窒化ほう素がミルジャーの中に加えられうること以外は、上で述べたとおりに調製されうる。例えば、約０．０１０ｇと約０．１００ｇの間の範囲内の量の窒化ほう素が、ミルジャーに加えられうる。他の一実施形態において、約０．０１２ｇの窒化ほう素が、ミルジャーに加えられうる。
【００２０】
上で簡単に述べたとおり、導電線はまた、前処理を受けることができる。一実施形態において、導電線は、ニッケル、銅、アルミニウム、銀、およびそれらの合金など、多くの一般に使用される導電性材料のうちの任意の１つを含むことができる。一実施形態において、導電線は、単一の導体または複数の導体の束でありうる。他の一実施形態において、導体は、その上に層を含む主本体で構成されうる。そのような場合には、主本体は、ニッケル、銅、アルミニウム、銀、またはそれらの合金など、第１の導電性材料であることができ、また、層を形成するために第２の導電性材料で被覆されうる。第２の導電性材料は、第１の導電性材料よりも高い融点を有する導電性材料でありうる。いずれの場合にも、各導電性材料の選択は、絶縁線１００（図１）が、製造工程の間または後のいずれかに受ける可能性のある特定の温度環境に依存する。導体は、商業的に得ることができるか、あるいは方法２００の一部のように形成されうる。
【００２１】
一実施形態によれば、前処理のステップは、油および／または油脂を除去するために導電線を洗浄するステップを含むことができる。導電線を洗浄するステップはまた、被覆材料の導電線への粘着性を改良するために有用でありうる。いくつかの場合において、洗浄ステップは、被覆材料が点状に剥離することを減少させうる。一実施形態において、水溶性の洗浄液が使用されうる。例えば、水溶性の洗浄液は、水溶性のアルカリ性洗浄剤を含むことができる。一実施形態によれば、導電線は、水溶性の洗浄液の中に浸漬され、脱イオン水ですすぎ洗いされうる。そのような場合には、水溶性洗浄液は、一実施形態において、１２％の水溶性アルカリ性洗浄剤を含むことができる。他の一実施形態において、水溶性洗浄液は、約８０℃まで加熱されることができ、導電線は、約１分から約２４０分までの範囲の間、水溶性洗浄液の中に配置されうる。他の一実施形態において、導電線は、約０．５時間の間、水溶性洗浄液の中に配置されうる。他の実施形態において、水溶性洗浄液は、より高いかまたはより低い温度まで加熱されることができ、導電線は、洗浄剤の中に、より長いかまたはより短い時間の間、配置されうる。導電線は、１回すすぎ洗いされうるか、または２回以上すすぎ洗いされうる。他の一実施形態において、導電線は、加熱された水溶性洗浄液の容器を通して引っ張られうる。そのような場合には、水溶性洗浄液は、一実施形態において、約６０℃まで加熱されうる、４０％の水溶性アルカリ性洗浄剤を含むことができる。他の一実施形態において、導電線は、約１．５分から約３０分までの範囲の間、水溶性洗浄液の中に沈められうる。他の一実施形態において、導電線は、約４分の間、水溶性洗浄液の中に沈められうる。導電線が水溶性洗浄液の容器を通して引っ張られた後、導電線は、室温（例えば、１９℃から２５℃）において脱イオン水を含む水浴を通して引き抜かれうる。
【００２２】
第１のスラリーの導電線への粘着性を改良するために、導電線は、温度処理を受けることができる。一実施形態によれば、導電線は、導電線の表面上に酸化被覆を形成するために、オーブンの中に置かれ、約４００℃から約８００℃までの範囲内の温度に曝されうる。他の実施形態において、温度処理は省略されうる。他の一実施形態において、導電線は、約５時間の間、約６００℃で熱処理されうる。
【００２３】
温度処理の後、導電線は冷却され、塗装装置の中に置かれうる。図３は、一実施形態によれば、塗装装置３００の概略図である。塗装装置３００は、一実施形態において、第１の巻枠３０２と、１つまたは複数の被覆パッド３０４、３０６、３０８と、１つまたは複数の空気乾燥機３１２、３１４、３１６と、第２の巻枠３１０とを含むことができる。巻枠３０２、３１０、被覆パッド３０４、３０６、３０８、および空気乾燥機３１２、３１４、３１６は、一般的な台により支持されうる。第１の巻枠３０２および第２の巻枠３１０は、導電線３２０が巻枠３０２、３１０の周りに巻かれうるように構成されうる。一実施形態において、巻枠３０２、３１０は、セラミック材料、木、金属、または他の材料を含むことができる。巻枠３０２、３１０の直径は、約２ｃｍから約１０ｃｍまでの範囲の中にありうる。一実施形態において、巻枠３０２、３１０は、１０ｃｍより大きい直径を有する。他の実施形態において、巻枠３０２、３１０の直径は、前述の値より大きくてよくまたは小さくてよい。一実施形態によれば、巻枠３０２、３１０は、実質的に等しい直径を含むことができ、実質的に同じ速さで回転するように構成されうる。他の実施形態において、第１の巻枠３０２は、第２の巻枠３１０よりも直径が小さく、第１の巻枠３０２が第２の巻枠３１０より速く回転することができる。他の一実施形態において、第１の巻枠３０２は第２の巻枠３１０より直径が大きく、第１の巻枠３０２の回転が、第２の巻枠３１０の回転を補償するために可変であることができる。
【００２４】
１つまたは複数の被覆パッド３０４、３０６、３０８は、２つの巻枠３０２、３１０の間に配置され、被覆材料を導電線３２０の上に塗布するように構成される。一実施形態において、被覆パッド３０４、３０６、３０８は、少なくとも１つのシャモア革材料３２２を含む。本明細書で使用されるように、用語「シャモア革材料」は、水に曝されると微孔性膜として作用し、アルカンまたはポリマーなど、炭化水素材料に曝されると耐水材料として作用する、合成のまたは天然の（動物などから）皮革材料として定義されうる。結果として、スラリーがシャモア革材料３２２の上に置かれる場合、スラリーがフェルト、織布、または発泡体に接触したときのように液体から粒子を分離するほどには、シャモア革材料３２２は十分に多孔質でないので、スラリーの粒子はスラリーの液体から分離されない。その代わりに、シャモア革材料３２２とスラリーの間、およびスラリーと導電線３２０の間の表面張力が、それにより、導電線３２０とシャモア革材料３２２の間にメニスカスを形成するように存在する。シャモア革材料３２２は、一実施形態において、約１．５８７５ｍｍから約３．１７５ｍｍまでの範囲内の厚さを有することができる。他の実施形態において、シャモア革材料３２２の厚さは、前述の範囲より厚くてよくまたは薄くてよい。
【００２５】
シャモア革材料３２２は、導電線３２０が引き抜かれうるように、導電線３２０を取り囲む形状に構成されうる。この関連で、シャモア革材料３２２は、一実施形態において、チューブの中に折りたたまれうる。例えば、シャモア革材料３２２は、２層以上の材料で構成されうるように、１回または複数回以上、チューブを形成するために折りたたまれうる。一実施形態において、一層のシャモア革材料３２２が含まれうる。他の一実施形態において、シャモア革材料３２２は、被覆パッド３０４、３０６、３０８の合計厚さが約０．１ｍｍから約１ｃｍまでの範囲内にあるように、折りたたまれるかまたは構成されうる。他の実施形態において、合計の厚さは、前述の範囲より大きくてよくまたは小さくてよい。
【００２６】
一実施形態において、チューブは、導電線３２０の直径より大きな内部表面直径を有し、それにより、導電線３２０が引き抜かれるときにシャモア革材料が導電線３２０に接触しないように、シャモア革材料３２２を収容する隙間を形成する。スラリーは、シャモア革材料３２２の表面と導電線３２０の外部表面の間の隙間に架橋することができるので、シャモア革材料３２２と、被覆パッド３０４、３０６、３０８を通して引き抜かれる導電線３２０の外部表面の間の距離は、導電線３２０に塗布されるスラリーの厚さを制御するように構成されうる。例えば、シャモア革材料３２２の表面と導電線３２０の外部表面の間の距離が短いほど、比較的薄い層の形成が可能であり、一方、シャモア革材料３２２の表面と導電線３２０の外部表面の間の距離が長いほど、より厚い層の形成が可能である。シャモア革材料３２２のチューブ形状を維持するために、摩擦チューブ、スプリングクリップ、クランプ、または他の種類の保持機器３２４が、シャモア革材料３２２の周りに配置されうる。一実施形態において、シャモア革材料３２２は、チューブ形の構造の内部表面に装着されうる。
【００２７】
３つの被覆パッド３０４、３０６、３０８を図３に示すが、他の実施形態において、より少ないかまたはより多いパッドが含まれてよい。より少ないパッドが含まれる一実施形態において、導電線３２０に複数の層を塗布し、それにより所望の合計被覆厚さを有する被覆を作成するために、パッドは２回以上使用されうる。他の一実施形態において、塗装装置３００の中に含まれる被覆パッドの総数は、導電線３２０に塗布されうる層の所望の総数に依存する。例えば、第１および／または第２のスラリー材料の１８の層が所望されうる一実施形態においては、したがって、合計１８の被覆パッドが、塗装装置３００の中に含まれうる。他の一実施形態において、複数の被覆パッドが塗装装置３００と共に含まれうるが、各被覆パッドは、導電線３２０に塗布されうる層の所望の総数にしたがって、１回の塗布工程の間に２回以上使用されうる。
【００２８】
一実施形態において、被覆パッド３０４、３０６、３０８のすべては、第１のスラリーを含むことができる。他の一実施形態において、いくつかの被覆パッド（例えば、被覆パッド３０４および３０６）が第１のスラリーを含み、いくつかの被覆パッド（例えば、被覆パッド３０８）が第２のスラリーを含む。一実施形態によれば、被覆パッドの多数（例えば、被覆パッド３０４および３０６）が第１のスラリーを含み、残りの被覆パッド（例えば、被覆パッド３０８）が第２のスラリーを含むことができる。いずれの場合にも、第１および／または第２のスラリー材料は、少なくとも被覆パッド３０４、３０６、３０８のシャモア革材料の上に置かれうる。一実施形態によれば、シャモア革材料は、注入、浸漬、またはシャモア革材料をスラリー材料に曝すことにより、第１および／または第２のスラリー材料に湿らされうるかまたは浸漬されうる。
【００２９】
１つまたは複数の乾燥機３１２、３１４、３１６は、各被覆パッド３０４、３０６、３０８の後ろに配置されうる。このようにして、導電線３２０は、第１または第２のスラリーで被覆された後、乾燥されうる。一実施形態によれば、各乾燥機は、熱い空気、例えば、約１００℃を超える温度を有する空気を供給するように構成される。一実施形態によれば、乾燥機３１２、３１４、３１６のそれぞれは、単一の空気源と流体的に接続されるノズルおよび／または配管を含むことができる。他の実施形態において、乾燥機３１２、３１４、３１６はそれぞれ、１つの空気源を有することができる。一実施形態において、乾燥機３１２、３１４、３１６の総数は、被覆パッド３０４、３０６、３０８の総数に対応する。したがって、１８の被覆パッドが含まれる一実施形態において、１８の乾燥機が、同様に含まれうる。
【００３０】
１つまたは複数のローラ３２６、３２８、３３０、３３２が、塗布工程中に、導電線３２０を塗布装置３００を通して誘導するために使用されうる。一実施形態において、ローラ３２６、３２８、３３０、３３２はそれぞれ、ローラ組立体（例えば、２つのローラ）を含むことができ、導電線３２０がローラの間に供給されうる。他の一実施形態において、ローラ３２６、３２８、３３０、３３２はそれぞれ、単一のローラを含むことができ、導電線３２０がローラの凹部を通して誘導されうる。他の実施形態において、ローラ３２６、３２８、３３０、３３２は、異なる構成を有することができる。
【００３１】
さらに図２を参照すると、前処理の後、ステップ２０４において、導電線は、第１のパッドを通して引き抜かれ、第１のスラリーの第１の層が、線上に塗布される。例えば、導電線３２０の一端が、巻枠３０２、３１０、被覆パッド３０４、３０６、３０８、およびローラ３２６、３２８、３３０、３３２を通して供給され、導電線３２０の一端が第２の巻枠３１０に装着されうる。一実施形態によれば、第１および／または第２の巻枠３０２、３１０の一方または両方が、回転を始めることができる。一実施形態において、第２の巻枠３１０の回転が、塗布装置３００を通して導電線３２０に引っ張りを生じることができる。導電線３２０は、第１のスラリーの第１の層が導電線３２０に塗布されるように、塗布装置３００の第１のパッド３０４を通して引き抜かれうる。一実施形態によれば、第１の層は、約０．００１ｍｍから約０．１２７ｍｍまでの範囲内、より好ましくは０．０１ｍｍの厚さを有することができる。他の一実施形態において、第１の層の厚さは、前述の範囲より厚くてよくまた薄くてよい。
【００３２】
一実施形態によれば、塗布に続いて、ステップ２０６において、第１のスラリーの層が、被覆された導体を形成するために乾燥される。例えば、第２の巻枠３１０の回転が、第１のパッド３０４を通して導電線３２０に引っ張りを生じさせることができ、第１の乾燥機３１２が、第１のスラリーの第１の層の上に熱い空気を当て、それによりスラリーを乾燥させることができる。スラリーの追加の層が、第１の層のいかなる部分も除去されることなく第１の層に塗布されうるように、第１のスラリーの第１の層が乾燥される。
【００３３】
ステップ２０６の後、ステップ２０８において、引き抜きのステップ（例えば、ステップ２０４）および乾燥のステップ（例えば、ステップ２０６）は、線上に第１のスラリーの複数の層を生成するために繰り返されうる。追加の被覆パッド（例えば、パッド３０６および３０８）が含まれる一実施形態によれば、第２の巻枠３１０の回転が、第１の層の上に第２の層を形成するために第１のスラリーの追加の量を塗布するために、前に被覆された導電線３２０を第２のパッド３０６の中に引き込ませることができる。一実施形態によれば、第２の層は、０．００１ｍｍから約０．１２７ｍｍまでの範囲内、より好ましくは０．０１ｍｍの厚さの増加を有することができる。他の一実施形態において、第２の層の厚さは、前述の範囲より厚くてよくまた薄くてよい。他の実施形態において、第２の層は、第１の層の厚さと実質的に等しい厚さを有してよい。他の実施形態において、第１および第２の層が等しい厚さを有さなくてよく、第１の層が第２の層より厚くてよく、かつ／または薄くてよい。塗布装置３００の特定の構成に応じて、第２の層は、第１の乾燥機３１２を使用して乾燥されてよく、または２つ以上の乾燥機（例えば、乾燥機３１４および３１６）が含まれる一実施形態において、第２の層が第２の乾燥機３１４を使用して乾燥されてよい。
【００３４】
ステップ２０８は、複数の層が所望の厚さを有する被覆を形成するまで、１回または複数回繰り返されてよい。例えば、ステップ２０８は、合計１８から２４までの第１のスラリーの層を形成するために、１７から２３の追加の回数繰り返されてよい。一実施形態によれば、第１のスラリーの複数の層の合計厚さは、約５ｍｍから約１５ｍｍまでの範囲の中にあってよい。他の一実施形態において、第１のスラリーの複数の層の合計厚さは、約１０ｍｍであってよい。他の実施形態において、第１のスラリーの複数の層の合計厚さは、前述の範囲および／または値より厚くてよくまたは薄くてよい。
【００３５】
上で簡単に述べたとおり、いくつかの実施形態において、ステップ２１０において、第２のスラリーが、第１のスラリーの上に塗布されてよく、第２のスラリーは、各塗布の後に乾燥されてよい。そのような場合は、第１のスラリーを含む被覆パッドの後ろに配置された１つまたは複数の被覆パッド（例えば、被覆パッド３０６および／または３０８など）が第２のスラリーを含んでよく、導電線３２０は、第２のスラリーを含む第２の被覆パッドを通して引き抜かれてよい。例えば、既に形成されている第１のスラリーの１層または複数層の上に第２のスラリーの１層または複数層を形成するために、第２の巻枠３１０の回転が、導電線３２０を、第２のスラリーを塗布するための被覆パッドの中に引き込ませることができる。他の一実施形態において、第２のスラリーが、第１のスラリーの１層または複数層の上に噴霧されてよい。例えば、第２のスラリーがエアブラシ噴霧器または他の種類の噴霧器の中に配置され、第１のスラリーの１層または複数層の上に塗布されてよい。
【００３６】
一実施形態によれば、第２のスラリーの各層は、約０．００１ｍｍから約０．１２７ｍｍまでの範囲内、より好ましくは０．０１ｍｍの厚さを有することができる。他の一実施形態において、第２のスラリーの各層の厚さは、前述の範囲より厚くてよくまたは薄くてよい。一実施形態によれば、ステップ２１０は、ステップ２０６またはステップ２０８の後に実施されてよい。
【００３７】
他の一実施形態によれば、ステップ２１２において、ステップ２１０が、複数の層が所望の厚さを有する被覆（例えば、第２の部分１１４）の一部を形成するまで、１回または複数回繰り返されてよい。一例において、ステップ２１０は、第２のスラリーの合計２層から１２層を形成するために、１から１１の追加の回数繰り返されてよい。一実施形態によれば、第２のスラリーの複数層の合計厚さは、約０．０１９１ミリメートル（ｍｍ）から約０．１２７ｍｍまでの範囲の中にあってよい。他の一実施形態において、第２のスラリーの複数層の合計厚さは、約０．０７５ｍｍであってよい。さらに他の実施形態において、第２のスラリーの複数層の合計厚さは、前述の範囲および／または値より厚くてよくまたは薄くてよい。他の実施形態において、第２のスラリーの１層または複数層の合計厚さは、第１のスラリーの１層または複数層の合計厚さと比べて、実質的に等しいか、より厚いか、またはより薄くてよい。第２のスラリーが塗布される特定の工程、例えば、塗布装置３００の利用、または噴霧による工程に応じて、第２のスラリーの層が、乾燥機を使用して乾燥されてよい。例えば、一実施形態において、第１の乾燥機３１２が使用されてよい。追加の乾燥機（例えば、乾燥機３１４および３１６）が含まれる他の一実施形態において、第２のスラリーの層が、追加の乾燥機３１４を使用して乾燥されてよい。さらに、ステップの間のいずれの時点においても、第１および／または第２のスラリーの追加の量が、被覆パッドに加えられてよい。一例において、スラリーは被覆パッドにピペットで与えられるか、塗装されるか、または塗布されてよい。
【００３８】
いずれの場合においても、一実施形態において、被覆（第１のスラリー（およびもし存在する場合は第２のスラリー）の層を含む）の所望の合計厚さは、約０．０２５ｍｍから約０．１２７ｍｍ（０．００１インチから約０．００５インチ）までの間の範囲の中にあってよい。しかし、任意の厚さが使用可能であり、絶縁線１００が使用される目的によって決まることが理解されよう。シャモア革材料を含む被覆パッドを使用することにより、第１および／または第２のスラリーの次の層が、第１および／または第２のスラリーの初めの乾燥された層（例えば、第１の層および／または他の実施形態における第２の層などの次に塗布され乾燥された層）の上に、初めの乾燥された層のかなりの部分を除去することなく、塗布されうる。特に、シャモア革材料の上に置かれた第１および／または第２のスラリーを含む粒子が溶液の中に留まるため、シャモア革材料は有用でありうる。したがって、乾燥された第１および／または第２のスラリーの層の上への第１および／または第２のスラリーの次の塗布は、湿ったままであり、乾燥された層に粘着する。
【００３９】
次に、被覆された導体は、ステップ２１４において、絶縁線１００を形成するために熱処理される。一実施形態において、被覆された導体は、ステップ２０８の後および／またはステップ２１０（含まれている場合）の後で、熱処理される。熱処理は、少なくとも１つの被覆された導体の外部表面上の有機成分を実質的にすべて分解するために、かつ／またはか焼を生じさせるために、所定の温度において所定の期間、行われてよい。一実施形態において、熱処理は、約３００℃と約１０００℃の間の範囲内で約２時間と約１０時間の間の期間、行われてよい。一実施形態において、熱処理は、真空環境の中で行われてよい。他の一実施形態において、熱処理は、空気または酸素を含む環境の中で行われてよい。他の一実施形態において、熱処理は、窒素環境の中で行われてよい。いずれの場合においても、熱処理の後、結果として得られる被覆１０４は、絶縁線１００が曲げられるときに熱処理された誘電性前駆体材料の中に微小割れが形成するために、裂けることなく曲げられうる可能性がある誘電性前駆体材料である。その結果、絶縁線１００は、所望の形状に曲げることが可能であり、たわみ線が有用でありうる種々の用途において使用されうる。
【００４０】
以下の例は、本発明の主題のより完全な理解をもたらすために提示される。例として説明された、具体的な技術、条件、材料、および報告されたデータは、例であり、本発明の主題の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【００４１】
２つの方法が評価されており、第１の６０．９６ｍ（２００フィート）のサンプルが、噴霧塗装方法を使用して準備され、複数の第２の６０．９６ｍ（２００フィート）のサンプルが、上述の引き抜き塗装方法の一実施形態を使用して準備された。両方法に対して、２つのスラリーが形成された。両スラリーに対して、０．５ｎｍの平均細孔寸法を有する５Ａ ゼオライト Ａ（本明細書において「ＵＯＰ ５Ａ」と呼ばれる）を含む活性化された分子ふるい粉末の誘電性前駆体材料が、ＵＯＰ ５Ａ上の残留有機材料を除去するために、４５０℃で６時間の間、か焼により前処理された。２５０ミリリットル（ｍＬ）のＵＯＰ ５Ａ粉末が、３２グラム（ｇ）の脱イオン水と共に１Ｌのボールミルジャーの中に置かれ、５００ｍＬのジルコニアミリングビーズが、ミルジャーに加えられた。ミルジャーは、ミルの上に置かれ、調製されたＵＯＰ ５Ａ材料を得るために、３０ｒｐｍで２４時間を超えて回転させられた。次に、結合体材料が、５００ｍＬの脱イオン水を加熱された１Ｌの反応釜に加え、２０ｇのポリビニルアルコールと８ｇのポリ酸化エチレンを脱イオン水に加えることにより、調製された。反応釜は封止され、釜の中の内容物は、調製された結合体材料を得るために、攪拌され、８５℃で３時間の間加熱された。攪拌は、調製された結合体材料が冷却されるまで継続され、調製された結合体材料は保存容器まで運ばれた。
【００４２】
代替の第１のスラリーがまた、ＵＯＰ ５Ａを使用して形成されたが、結合体材料への添加物としてメチルセルロースが使用された。この構成において、ＵＯＰ ５Ａが、上述のとおりに前処理された。次に、結合体材料が、上述のとおりに前処理され、１％までのメチルセルロース（０．２８ｇ）が調製された結合体材料を形成するために、加えられた。
【００４３】
誘電性前駆体材料および結合体が調製された後、５０のジルコニアミリングビーズと、１２ｇの調製されたＵＯＰ ５Ａ材料と、８８ｇの調製された結合体材料とがボールミルジャーに加えられた。ミルジャーは、ミルの上に置かれ、３０ｒｐｍで１２時間を超えて回転させられた。ミリングビーズは、次いで、ミルジャーから取り除かれ、ミルジャーは、第１のスラリーを形成するために、磁気攪拌プレートの上に４時間超、置かれた。
【００４４】
第２のスラリーが、５０のジルコニアミリングビーズと、１２ｇの調製されたＵＯＰ ５Ａ材料と、８８ｇの調製された結合体材料と、０．０１２ｇの窒化ほう素とをボールミルジャーに加えることにより、形成された。ミルジャーは、ミルの上に置かれ、３０ｒｐｍで１２時間を超えて回転させられた。ミリングビーズは、次いで、ミルジャーから取り除かれ、ミルジャーは、磁気攪拌プレートの上に４時間超、置かれた。
【００４５】
第１のサンプルを準備するために、スラリーが、次いで、線の上に噴霧された。特に、約３０ｍＬの第１のスラリーが、エアブラシ噴霧器のジャーに加えられた。６０．９６ｍ（２００フィート）のニッケル線の最初の３．０４８ｍ（１０フィート）の長さが、約１０ｍｍの直径が得られるまで、エアブラシで噴霧された。エアブラシは、線から１０１．６ｍｍ（４インチ）以内で、複数回、通過した。次に、エアブラシ噴霧器は、６０．９６ｍ（２００フィート）のニッケル線の第２の３．０４８ｍ（１０フィート）の長さを噴霧し、第２の３．０４８ｍ（１０フィート）の長さの最初の３０４．８ｍｍ（１２インチ）が、最初の３．０４８ｍ（１０フィート）の長さと重なりあった。約１０ｍｍの直径が得られるまで、エアブラシで噴霧が実施された。６０．９６ｍ（２００フィート）のニッケル線の全体が被覆されるまで、残された３．０４８ｍ（１０フィート）の長さのそれぞれに対して、その工程が繰り返された。６０．９６ｍ（２００フィート）のニッケル線の１つの３．０４８ｍ（１０フィート）の長さが、エアブラシ噴霧器を使用して、第２のスラリーで噴霧された。被覆された線（「線Ａ」で識別される）は、次いで、か焼のために、８００℃で約５時間の間、熱処理に曝された。
【００４６】
第２のサンプルを準備するために、スラリーがまた、３本の６０．９６ｍ（２００フィート）のニッケル線の上への引き抜き塗装工程の中で使用された。各線は、第１の巻枠の上に巻き付けられ、シャモア革材料を含む２つから６つの被覆パッド中を通された。２本の線（線ＢおよびＣで識別）に対して、第１のスラリーが、ドロッパを介して各被覆パッドに加えられ、シャモア革材料は、引き抜き塗装工程の間、濡れを保った。線は、被覆パッドを通して引き抜かれ、第１のスラリーの層が線の上に形成された。ヒートガンが、塗布後の各層を乾燥するために使用された。その工程は、第１の被覆の所望の厚さが得られるまで、繰り返された。第２のスラリーが、第１のスラリーの上に塗布され、全体の被覆の所望の厚さが得られるまで、繰り返された。被覆された線のそれぞれが、次いで、か焼のために、８００℃で約５時間の間、熱処理に曝された。別の１本の線（線Ｄで識別）に対して、代替の第１のスラリーが、ドロッパを介して各被覆パッドに加えられ、シャモア革材料は、引き抜き塗装工程の間、濡れを保った。線は、被覆パッドを通して引き抜かれ、第１のスラリーの層が、線の上に形成された。ヒートガンが、塗布後の各層を乾燥させるために使用された。第２のスラリーが、形成された第１のスラリーの所望の数の層の上に塗布された。被覆された線は、次いで、か焼のために、８００℃で約５時間の間、熱処理に曝された。線Ｂに対して、第１のスラリーの１３の層が塗布され、第２のスラリーの１２の層が塗布された。線Ｂは、２回の熱処理に曝され、各回毎に、か焼が行われた。線Ｃに対して、第１のスラリーの１１の層が塗布され、第２のスラリーの８層が塗布された。線Ｄに対して、代替の第１のスラリーの１４の層が塗布され、第２のスラリーの１６の層が塗布された。
【００４７】
上の方法で製造された線は、比較的高温の環境（例えば、約２４０℃超）の中で有用であることが見出され、また、従来どおりに形成された絶縁線の上への塗装の粘着性が改良されて、３．１９ｍｍ（１／８”）の曲げ半径まで曲げることが可能であった。改良された粘着性は、被覆の塗布に対するシャモア革材料の使用に帰することができる。特に、シャモア革材料は、スラリーの水溶性材料からスラリーの粒子を分離しないので、スラリーは、既に置かれたスラリーの層を摩耗（したがって、除去）することなく、塗布されうる。さらに、シャモア革材料の使用が、導電線の上に置かれる各層の量および／または厚さの制御を改良することができる。さらに、改良された方法は、比較的安価であり、実施が簡単でありうる。
【００４８】
少なくとも１つの例示的実施形態が本発明の主題に対する上記の詳細な説明の中で提示されてきたが、非常に多くの変形が存在することが理解されるべきである。また、１つまたは複数の例示的実施形態は単なる例であり、決して、本発明の主題の範囲、適用性、または構成を限定することを意図されていないことも理解されるべきである。むしろ、上記の詳細な説明は、本発明の主題の例示的実施形態を実施するための便利な手引きを、当業者に提供するであろう。添付の特許請求の範囲の中で説明される本発明の主題の範囲から逸脱することなく、種々の変化が、例示的実施形態の中で説明された要素の機能および配置において実施されうることを理解されたい。
【符号の説明】
【００４９】
１００ 絶縁線
１０２ 導体
１０４ 被覆
１０６ 主本体
１０８ 外部本体
１１２ 第１の部分
１１４ 第２の部分
２００ 方法
２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１４ ステップ
３００ 塗装装置
３０２ 第１の巻枠
３０４、３０６、３０８ 被覆パッド
３１０ 第２の巻枠
３１２、３１４、３１６ 空気乾燥機
３２０ 導電線
３２２ シャモア革材料
３２４ 保持機器
３２６、３２８、３３０、３３２ ローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のスラリーの層を導電線（３２０）の上に塗布するために第１のパッド（３０４、３０６、３０８）を通して前記導電線（３２０）を引き抜くステップ（２０４）であって、前記第１のパッド（３０４、３０６、３０８）がシャモア革材料（３２２）を含み、前記シャモア革材料（３２２）の上に置かれた前記第１のスラリーを含み、前記第１のスラリーが第１の誘電性前駆体材料と、有機成分を有する第１の結合体とを含む、ステップと、
絶縁線（１００）を形成するために前記導電線（３２０）を熱処理するステップ（２１４）とを含む、前記絶縁線（１００）を製造する方法（２００）。
【請求項２】
前記引き抜くステップの後で前記第１のスラリーの前記層を乾燥させるステップ（２０６）と、
前記導電線（３２０）の上に前記第１のスラリーの複数の層を生成するために前記引き抜くステップおよび前記乾燥させるステップを繰り返すステップ（２０８）であって、前記複数の層が、所望の厚さを有する被覆を形成する、ステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法（２００）。
【請求項３】
熱処理するステップの前に前記第１のスラリーの前記層の上に第２のスラリーを塗布するステップ（２１０）をさらに含む、請求項１に記載の方法（２００）。
【請求項１】
第１のスラリーの層を導電線（３２０）の上に塗布するために第１のパッド（３０４、３０６、３０８）を通して前記導電線（３２０）を引き抜くステップ（２０４）であって、前記第１のパッド（３０４、３０６、３０８）がシャモア革材料（３２２）を含み、前記シャモア革材料（３２２）の上に置かれた前記第１のスラリーを含み、前記第１のスラリーが第１の誘電性前駆体材料と、有機成分を有する第１の結合体とを含む、ステップと、
絶縁線（１００）を形成するために前記導電線（３２０）を熱処理するステップ（２１４）とを含む、前記絶縁線（１００）を製造する方法（２００）。
【請求項２】
前記引き抜くステップの後で前記第１のスラリーの前記層を乾燥させるステップ（２０６）と、
前記導電線（３２０）の上に前記第１のスラリーの複数の層を生成するために前記引き抜くステップおよび前記乾燥させるステップを繰り返すステップ（２０８）であって、前記複数の層が、所望の厚さを有する被覆を形成する、ステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法（２００）。
【請求項３】
熱処理するステップの前に前記第１のスラリーの前記層の上に第２のスラリーを塗布するステップ（２１０）をさらに含む、請求項１に記載の方法（２００）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１７７１８９（Ｐ２０１０−１７７１８９Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−１３９８２（Ｐ２０１０−１３９８２）
【出願日】平成２２年１月２６日（２０１０．１．２６）
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３９８２（Ｐ２０１０−１３９８２）
【出願日】平成２２年１月２６日（２０１０．１．２６）
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
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