ES2704893T3

ES2704893T3 - Conductor eléctrico aislado

Info

Publication number: ES2704893T3
Application number: ES16163536T
Authority: ES
Inventors: Jürgen Hochstöger; Rudolf Schrayvogel; Ewald Koppensteiner
Original assignee: Gebauer and Griller Metallwerk GmbH
Current assignee: HPW Metallwerk GmbH
Priority date: 2016-04-01
Filing date: 2016-04-01
Publication date: 2019-03-20
Anticipated expiration: 2036-04-01
Also published as: EP3394861A1; PT3441986T; KR102587257B1; MD3441986T2; KR20220137813A; EP3226258A1; WO2017167595A1; JP6877773B2; EP3226258B1; PT3394861T; US20190131037A1; PL3441986T3; ES2737298T3; CN109074918A; JP7055496B2; BR122020003443B1; EP3441986B8; RS62697B1; BR112018069576A2; HUE056737T2

Abstract

Conductor eléctrico aislado que comprende un conductor eléctrico (1), preferentemente de cobre o aluminio, con un revestimiento aislante (2), en donde el revestimiento (2) se compone al menos de una capa de aislamiento (3) de plástico termoplástico, obtenible por un procedimiento en el que el conductor (1) se bombardea con iones del gas protector bajo una atmósfera de gas protector en un plasma de gas, a fin de retirar una capa de óxido configurada sobre una superficie del conductor (1) y/o elevar la energía superficial del conductor (1), y a continuación se aplica la al menos una capa de aislamiento (3) directamente sobre la superficie del conductor (1), en donde la al menos una capa de aislamiento (3) se aplica sobre un conductor (1) bajo atmósfera de gas protector.

Description

DESCRIPCIÓN

Conductor eléctrico aislado

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a un conductor eléctrico aislado que comprende un conductor eléctrico, preferentemente de cobre o aluminio, con un revestimiento aislante, en donde el revestimiento comprende además una capa de aislamiento exterior de plástico termoplástico, así como a un procedimiento para la fabricación de un conductor eléctrico aislado semejante.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Los conductores eléctricos aislados se emplean en la construcción de casi cualquier aparato eléctrico para conducir la corriente eléctrica sin provocar a este respecto cortocircuitos, que se pueden provocar por el contacto de conductores no aislados eléctricamente. Los conductores eléctricos aislados de este tipo comprenden un conductor eléctrico de cobre y un revestimiento que aísla eléctricamente el conductor, que presenta de manera habitual una o varias capas. Para garantizar el aislamiento del conductor, el revestimiento comprende una capa de aislamiento de plástico termoplástico, que en general representa la capa más exterior del revestimiento.

Mientras que en muchos campos de aplicación es ventajoso que la adherencia del revestimiento aislante en el conductor eléctrico esté configurada de forma débil a fin de posibilitar una retirada sencilla del aislamiento del conductor eléctrico, en otros campos de aplicación se desea garantizar la mayor adherencia posible. Tales campos de aplicación se encuentran, por ejemplo, en la construcción de máquinas eléctricas y en particular en el caso de motores eléctricos o transformadores, donde los conductores eléctricos aislados también están expuestos a una temperatura elevada. A este respecto, la procesabilidad de los conductores eléctricos aislados requiere con frecuencia una adherencia elevada del revestimiento en el conductor, parcialmente también con temperaturas de funcionamiento elevadas.

El documento EP 0188369 A2 describe una pieza metálica, por ejemplo un cable, con un revestimiento resistente al fuego, en donde el revestimiento resistente al fuego presenta una capa base metálica y una o varias capas intermedias metálicas de óxidos metálicos, que se aplican sobre la pieza metálica con un método de aplicación electrónico bajo atmósfera de gas protector. Sobre el revestimiento resistente al fuego se aplica a continuación un revestimiento aislante de plástico.

El documento WO2016/039350A1 describe la fabricación de un conductor eléctrico aislado, en donde sobre el conductor eléctrico se aplica en primer lugar una capa de laca y luego se aplica un revestimiento de aislamiento termoplástico (PEEK) sobre la capa de laca.

A fin de verificar la adherencia se realiza de manera habitual un corte alrededor en el conductor perpendicular a una eje de conductor, se estira el conductor en un 20% y se mide luego el desprendimiento del revestimiento del conductor. Cuanto menor es el desprendimiento del revestimiento del conductor, tanto mejor es la adherencia.

En los conductores eléctricos aislados convencionales, que presentan un revestimiento con una capa de aislamiento exterior, preferentemente resistente a altas temperaturas, la adherencia entre el cobre y el revestimiento, en particular la capa de aislamiento exterior, es más bien pequeña, dado que la adherencia de un plástico en el conductor es pequeña debido a las propiedades superficiales.

OBJETIVO DE LA INVENCIÓN

Por ello un objetivo de la invención es proponer un conductor eléctrico aislado, el cual supere las desventajas del estado de la técnica y garantice una buena adherencia entre el revestimiento aislante y el conductor eléctrico.

EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN

El conductor eléctrico de conductores eléctricos aislados genéricos está hecho de cobre o una aleación con una elevada fracción de cobre o aluminio u otros materiales eléctricamente conductores. La geometría de la sección transversal del conductor, que está de forma normal a un eje de conductor, puede presentar a este respecto una geometría cualquiera: cuadrada, rectangular, redonda o elíptica, en donde es habitual redondear los cantos eventuales o perfilarlos. El aislamiento del conductor se garantiza mediante la capa de aislamiento prevista de plástico termoplástico, en donde la capa de aislamiento configura de manera ventajosa la capa más exterior del revestimiento. Pero también es concebible que sobre la capa de aislamiento estén aplicadas una o varias otras capas.

Debido al contacto con oxígeno, que es inevitable, siempre y cuando el conductor esté expuesto a la atmósfera, se configura una capa de óxido —de óxido de cobre u óxido de aluminio— en la superficie. Amplias series de ensayos han mostrado que la capa de óxido repercute negativamente sobre las propiedades de adherencia de una capa del revestimiento aplicada sobre la superficie del conductor.

No obstante, cuando se retira la capa de óxido, se mejora la adherencia de la capa del revestimiento aplicada sobre la superficie del conductor liberada de la capa de óxido. Se ha mostrado que la capa de óxido se puede retirar complementa mediante un tratamiento de plasma bajo atmósfera de gas protector —libre de oxígeno—, a este respecto también se pueden retirar otras impurezas mediante el tratamiento de plasma. Incluso es posible que mediante el tratamiento de plasma se retiren las capas de átomos más superiores del conductor.

Durante el tratamiento de plasma se genera un plasma de gas en la atmósfera de gas protector y el conductor se bombardea con iones del gas protector en el plasma, a fin de retirar al menos la capa de óxido mediante el bombardeo de iones. Como gas protector o gas de proceso son apropiados, por ejemplo, nitrógeno, argón o hidrógeno. El tratamiento de plasma todavía tiene otros efectos positivos sobre el conductor junto a la retirada de la capa de óxido: por un lado, el conductor se calienta mediante la energía de impacto de los iones sobre la superficie y se puede pasar a recocido blando durante el tratamiento de plasma a fin de recristalizar la microestructura del conductor; por otro lado, mediante el bombardeo de iones se puede elevar la energía superficial del conductor, lo que mejora adicionalmente la adherencia del revestimiento en la superficie del conductor. En este contexto también se habla de una activación de la superficie del conductor. Otro efecto del tratamiento de plasma es la elevación de la microrrugosidad de la superficie del conductor, que repercute eventualmente positivamente sobre la adherencia del revestimiento.

Para impedir la nueva configuración de una capa de óxido en la superficie del conductor, al menos una parte del revestimiento se aplica sobre la superficie del conductor bajo atmósfera de gas protector, preferentemente bajo la misma atmósfera de gas protector bajo la que se realiza el tratamiento de plasma.

Para conseguir el objetivo planteado al inicio, por ello, en un conductor eléctrico aislado según la invención está previsto que el conductor eléctrico aislado comprenda un conductor eléctrico, preferentemente de cobre o aluminio, con un revestimiento aislante, en donde el revestimiento comprende al menos una capa de aislamiento, preferentemente exterior, de plástico termoplástico, y el conductor eléctrico aislado se obtiene mediante un procedimiento en el que el conductor se bombardee con iones del gas protector bajo una atmósfera de gas protector en un plasma de gas, a fin de retirar una capa de óxido configurada sobre una superficie del conductor y/o elevar la energía superficial del conductor, y a continuación el revestimiento se aplica sobre la superficie del conductor, en donde al menos una parte del revestimiento se aplica sobre el conductor bajo atmósfera de gas protector.

Según la invención está previsto además que el revestimiento se componga de la al menos una capa de aislamiento y esté aplicado directamente sobre la superficie del conductor.

De este modo se posibilita una fabricación especialmente sencilla y económica de un conductor eléctrico aislado según la invención, dado que la adherencia de la al menos una capa de aislamiento en la superficie del conductor es ya tan buena mediante el tratamiento de plasma que no son necesarias capas intermedias. También es concebible la aplicación de otras capas sobre la capa de aislamiento.

El conductor eléctrico aislado según la invención presenta propiedades de adherencia especialmente buenas debido a la aplicación directa de una capa del revestimiento sobre la superficie del conductor sin óxido, tratada por plasma: si se realiza un corte alrededor en el conductor perpendicularmente a un eje de conductor y el conductor estira en el 20%, entonces el desprendimiento del revestimiento del conductor medido en la dirección del eje de conductor sólo es de como máximo 3 mm, preferentemente de como máximo 2 mm, en particular de como máximo 1 mm.

A este respecto, el revestimiento se puede componer, por ejemplo, sólo de la capa de aislamiento exterior o presentar una o varias capas intermedias, que están dispuestas entre la superficie del conductor y la capa de aislamiento exterior. En ambos casos también es concebible que la capa de aislamiento no forme la capa más exterior.

Una variante de realización de la invención prevé que el conductor esté dispuesto de forma continua bajo una atmósfera de gas protector hasta la aplicación del revestimiento a fin de impedir la configuración de una nueva capa de óxido sobre la superficie del conductor. También se pueden atravesar varias atmósferas de gas protector una tras otra, en tanto que el conductor tratado por plasma está dispuesto de forma ininterrumpida bajo una de las atmósferas de gas protector.

En otra variante de realización de la invención está previsto que en el caso del plasma de gas para el bombardeo del conductor se trate de un plasma a baja presión, preferentemente con una presión por debajo de 80 mbar, que se puede producir de manera conocida en sí. Por ejemplo son concebibles presiones por debajo de 50 mbar o incluso por debajo de 20 mbar.

Para posibilitar el uso del conductor eléctrico aislado en un entorno con temperatura elevada, por ejemplo, en máquinas eléctricas con temperatura de funcionamiento elevada, en otra variante de realización de la invención está previsto que el revestimiento, en particular la capa de aislamiento, presente una resistencia a la temperatura de al menos 180 °C, preferentemente de al menos 200 °C, en particular de al menos 220 °C.

En una variante de realización preferida de la invención se consiguen propiedades especialmente buenas respecto a la resistencia a la temperatura y la resistencia frente a una pluralidad de disolventes orgánicos y químicos, en particular también frente a hidrólisis, porque la capa de aislamiento, preferentemente exterior, comprende polieteretercetona [PEEK] o polisulfuro de fenileno [PPS] y preferentemente presenta un espesor entre 10 y hasta 1000 pm, preferentemente entre 25 pm y 750 pm, de forma especialmente preferida entre 30 pm y 500 pm, en particular entre 50 pm y 250 pm. Se entiende en sí que también son concebibles otros espesores de capa, por ejemplo 40 pm, 60 pm, 80 pm, 100 pm o 200 pm, por mencionar algunas posibilidades. A este respecto es especialmente preferido que la capa de aislamiento esté hecha de polieteretercetona [PEEK] o polisulfuro de fenileno [PPS].

La capa de aislamiento, preferentemente exterior, se puede fabricar de forma rápida y económica cuando se aplica mediante un procedimiento de extrusión, es decir, se aplica por extrusión. Por ello en otra variante de realización preferida de la invención está previsto que la capa de aislamiento, preferentemente exterior se pueda fabricar mediante un procedimiento de extrusión.

En una primera variante de realización alternativa, que no es parte de la invención, para la mejora de la adherencia del revestimiento en la superficie del conductor está previsto que el revestimiento presente una capa de plasma polímero aplicada directamente sobre la superficie del conductor de macromoléculas reticuladas de longitud de cadena irregular, capa de plasma polímero que se puede fabricar mediante polimerización de un monómero gaseoso en un plasma de gas, preferentemente en el plasma de gas para el bombardeo del conductor. La capa de plasma polímero sirve como capa intermedia y se adhiere, por un lado, de forma sobresaliente en la superficie del conductor y posibilita por otro lado una adherencia elevada de la capa del revestimiento aplicada sobre la capa de plasma polímero.

Otra variante de realización de la primera variante de realización alternativa prevé que la capa de plasma polímero presente un espesor de 1 pm o menos. A este respecto son concebibles espesores hasta una centésima de un micrómetro como límite inferior. Debido al pequeño espesor de capa, la capa de plasma polímero sólo repercute de forma insignificante sobre el espesor total del conductor eléctrico aislado.

Según otra variante de realización de la primera variante de realización alternativa, en el caso del monómero para la fabricación de la capa de plasma polímero se trata de etileno, butenol, acetona o tetrafluorometano [CF⁴]. Las capas de plasma polímero formadas por estos monómeros en el plasma se destacan por propiedades de adherencia especialmente buenas. En particular cuando la capa de plasma polímero debe presentar propiedades similares al politetrafluoroetileno [PTFE] o perfluoro-etileno-propileno [FEP] se ofrece el CF⁴como monómero.

En una segunda variante de realización alternativa, que no es parte de la invención, está previsto que el revestimiento presente al menos una capa de fluoropolímero aplicada directamente sobre la superficie del conductor, que comprende preferentemente politetrafluoroetileno [PTFE] o perfluoro-etileno-propileno [FEP]. La capa de fluoropolímero también se destaca por propiedades de adherencia sobresalientes, tanto en el conductor como también en la capa aplicada sobre la capa de fluoropolímero, y sirve como capa intermedia del revestimiento. También es concebible que se apliquen varias capas de fluoropolímero unas sobre otras sobre el conductor. Se consiguen propiedades de adherencia especialmente ventajosas porque el espesor de la al menos una capa de fluoropolímero se sitúa entre 1 pm y 120 pm, preferentemente entre 5 pm y 100 pm, de forma especialmente preferida entre 10 pm y 80 pm, en particular entre 20 pm y 50 pm.

En una tercera variante de realización alternativa, que no es parte de la invención, está previsto que el revestimiento presente una capa metálica aplicada directamente sobre la superficie del conductor, preferentemente de una aleación de cinc o estaño. A este respecto el conductor se guía a través de un baño de metal fundido a fin de fabricar la capa metálica. La capa metálica también presenta propiedades de adherencia muy buenas y funciona como capa intermedia portante.

Para reducir el número de las capas diferentes en el revestimiento según una de las tres variantes de realización alternativas, que no son parte de la invención, y mantener bajos los costes de fabricación ligados con ello, puede estar previsto que la capa de aislamiento, preferentemente exterior, esté aplicada directamente sobre la capa de plasma polímero o al menos una capa de fluoropolímero o la capa metálica. En otras palabras, el revestimiento se compone de al menos dos capas: la primera capa inferior, aplicada sobre el conductor conforme a la primera, segunda o tercera variante de realización alternativa y la segunda capa superior en forma de la capa de aislamiento exterior de plástico termoplástico como PEEK o PPS. La capa exterior del revestimiento puede estar configurada a este respecto por la capa de aislamiento exterior misma o por una o varias otras capas.

La invención también se puede describir en otras palabras por un conductor eléctrico aislado que comprende un conductor eléctrico, preferentemente de cobre o aluminio, con un revestimiento aislante, en donde el revestimiento comprende al menos una capa de aislamiento, preferentemente exterior, de plástico termoplástico, preferentemente de PEEK o PPS. A este respecto está previsto que se retire una capa de óxido configurada sobre una superficie del conductor, de modo que al menos una capa del revestimiento, preferentemente la capa de aislamiento exterior, esté aplicada directamente sobre la superficie del conductor sin capa de óxido. Los efectos descritos anteriormente de la elevada adherencia del revestimiento en el conductor también aparecen en un

conductor eléctrico aislado definido de esta manera. La retirada de la capa de óxido se puede realizar tanto mediante un tratamiento de plasma o retirarse con

agentes químicos, por ejemplo, mediante ácidos. No obstante, los efectos sinergéticos descritos anteriormente sólo aparecen en un tratamiento de plasma.

La invención se refiere además a un procedimiento para la fabricación de un conductor eléctrico aislado, que presenta las siguientes etapas del procedimiento:

• bombardeo de un conductor eléctrico dispuesto bajo una atmósfera de gas protector, preferentemente de cobre o aluminio, con iones del gas protector en un plasma de gas, preferentemente un plasma a baja presión, a fin de retirar una capa de óxido configurada sobre la superficie del conductor y/o elevar la energía superficial del conductor; • aplicación de un revestimiento aislante sobre la superficie del conductor eléctrico bajo atmósfera de gas protector, en donde el conductor está dispuesto hasta entonces preferentemente de forma continua bajo atmósfera de gas protector, en donde el revestimiento comprende una capa de aislamiento, preferentemente exterior, de plástico termoplástico, preferentemente de PEEK o PPS.

El conductor eléctrico de cobre se somete al procedimiento en forma de una banda o un alambre. A este respecto, el conductor eléctrico se trata "in-line", es decir, directamente a continuación de la fabricación del conductor eléctrico (por ejemplo, mediante deformación en frío o extrusión), conforme al procedimiento según la invención o el conductor se pone a disposición en forma enrollada a través de un desenrollado de bobina. En general el conductor se somete antes del tratamiento de plasma a una limpieza previa mecánica y/o química. El tratamiento de plasma se realiza análogamente a las realizaciones anteriores, en donde el conductor se transporta de forma continua mediante la unidad de tratamiento de plasma que realiza el tratamiento de plasma. Mediante la selección apropiada de los parámetros de proceso se puede ajustar el espesor de la capa retirada del conductor mediante el tratamiento de plasma. Adicionalmente a ello también se puede definir la temperatura para el recocido blando y la recristalización ligada a ello de la microestructura del conductor.

El revestimiento se aplica sobre la superficie tratada del conductor después del tratamiento de plasma, es decir, la retirada de la capa de óxido e impurezas cualesquiera de la superficie del conductor, en donde también se pueden retirar capas delgadas de la superficie del conductor mismo (menor de 1 pm, preferentemente menor de 0,1 pm), mediante bombardeo con iones en el plasma de gas o la activación de la superficie del conductor. El revestimiento se adhiere de forma especialmente adecuada sobre la superficie del conductor debido a la retirada de la capa de óxido o mediante la activación de la superficie mediante elevación de la energía superficial del conductor. Para impedir la configuración de una nueva capa de óxido sobre la superficie del conductor, que contrarrestase el efecto según la invención o lo debilitase al menos de forma decisiva, el revestimiento se aplica bajo atmósfera de gas protector. A este respecto, en particular es ventajoso que el conductor eléctrico esté dispuesto de forma continua baja atmósfera de gas protector hasta la aplicación del revestimiento.

Una variante de realización del procedimiento prevé que se aplique por extrusión la capa de aislamiento, preferentemente exterior, en donde el conductor eléctrico se precalienta preferentemente antes de la extrusión, de forma especialmente preferida a al menos 200 °C. La extrusión representa un procedimiento económico para la aplicación de la capa de aislamiento y es apropiada en particular también para PEE^ky PPS. La capa de aislamiento se puede aplicar por consiguiente también de modo y manera sencillos como capa más exterior del revestimiento. Mediante el precalentamiento del conductor, que ante todo es ventajoso cuando la capa de aislamiento, preferentemente exterior, se aplica directamente sobre la superficie del conductor, se reduce un enfriamiento brusco del plástico extruido durante el contacto con el conductor y se minimizan las influencias negativas sobre la adherencia. El conductor se calienta de forma especialmente preferida a al menos 200 °C, en particular por encima de 300 °C o por encima de 400 °C, en particular si se aplica por extrusión PEEK sobre el conductor.

En otra variante de realización de la invención está previsto que el conductor eléctrico aislado se enfríe después de la aplicación por extrusión de la capa de aislamiento, preferentemente exterior, en función de la resistencia a conseguir de la capa de aislamiento, preferentemente exterior. El ajuste de las propiedades mecánica de la capa de aislamiento, en particular de la resistencia mecánica, se realiza entre otros mediante el enfriamiento definido del conductor aislado y el ajuste condicionado por ello del grado de cristalización y es especialmente importante que en el caso de la capa de aislamiento se trate de la capa más exterior del revestimiento. Si el conductor se enfría, por ejemplo, de forma lenta mediante enfriamiento al aire, se produce una elevada cristalinidad de la capa de aislamiento. También es concebible un enfriamiento rápido en un baño de agua, es decir, un enfriamiento abrupto, o una combinación de enfriamiento abrupto y lento.

Para mejorar aún más la adherencia del revestimiento en el conductor, en particular cuando la capa de aislamiento, preferentemente exterior, se aplica directamente sobre la superficie del conductor, en una variante de realización preferida del procedimiento según la invención está previsto que el conductor eléctrico aislado se guíe tras la aplicación por extrusión de la capa de aislamiento, preferentemente exterior, a través de rodillos, preferentemente rodillos de apriete. A este respecto, es especialmente ventajoso que la capa de aislamiento forme la capa más exterior del revestimiento. Un guiado estrecho del conductor aislado a través de los conductores de apriete con aplicación de presión en el conductor eléctrico aislado conduce a una adherencia especialmente buena del revestimiento o en particular de la capa de aislamiento exterior sobre la superficie del conductor. A este respecto se prensan entre sí las superficies límite del revestimiento entre las capas individuales, siempre y cuando estén presentes varias, y/o la superficie límite de la capa más inferior del revestimiento y la superficie del conductor y así se refuerza el efecto de adhesión.

Dado que tiene importancia una elevada resistencia a la temperatura y una elevada adherencia del revestimiento en el conductor eléctrico, en particular en la construcción de máquinas eléctricas, según la invención está previsto que una conductor eléctrico, aislado según la invención se use como alambre para embobinas para máquinas eléctricas, preferentemente motores eléctricos o transformadores.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La invención se explica ahora más en detalle mediante ejemplos de realización. Los dibujos son a modo de ejemplo y deben exponer las ideas de la invención, pero de ningún modo limitarlas o reproducirlas de forma concluyente. En este caso muestra:

Fig. 1 una representación esquemática de un procedimiento según la invención;

Fig. 2a una primera variante de un conductor eléctrico aislado con sección transversal rectangular;

Fig. 2b una segunda variante de realización de un conductor eléctrico aislado con sección transversal rectangular, que no es parte de la invención;

Fig. 2c una tercera variante de realización de un conductor eléctrico aislado con sección transversal rectangular, que no es parte de la invención;

Fig. 2d una cuarta variante de realización de un conductor eléctrico aislado con sección transversal rectangular, que no es parte de la invención;

Fig. 3a-3d la primera a cuarta variante de realización con sección transversal redonda.

MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

La fig. 1 muestra una representación esquemática de un procedimiento para la fabricación de un conductor eléctrico aislado, según está representado en las figuras 2a a 2d o 3a a 3d. El conductor eléctrico aislado comprende un conductor eléctrico 1 de cobre, en donde también son concebibles otros materiales como por ejemplo aluminio, y un revestimiento aislante 2, que presenta al menos una capa de aislamiento 3 de plástico termoplástico, preferentemente resistente a altas temperaturas. En los siguientes ejemplos de realización, la capa de aislamiento 3 está configurada como la capa de aislamiento exterior 3 y por consiguiente forma la capa más exterior del revestimiento 2. No obstante se entiende en sí que en variantes de realización alternativas sobre la capa de aislamiento 3 todavía pueden estar aplicadas una o varias otras capas, preferentemente capas de aislamiento, que configuran entonces la capa más exterior del revestimiento 2.

En el ejemplo de realización representado, el conductor eléctrico 1 se le alimenta constantemente al procedimiento como banda o alambre a través de un desenrollado de bobina 7 y puede estar fabricado, por ejemplo, mediante procedimientos de conformación en frío, como estirado o laminado o extrusión, por ejemplo mediante la tecnología Conform^®. Se entiende en sí que el procedimiento según la invención también se puede realizar "in-line", es decir, directamente conectado con el proceso de fabricación. En una primera etapa el conductor eléctrico 1 se limpia previamente en una unidad de limpieza previa 8 de forma mecánica, por ejemplo, mediante un procedimiento de lijado, o de forma química, por ejemplo, mediante disolventes o ácidos apropiados, a fin de retirar las suciedades del conductor 1.

En la siguiente etapa del procedimiento, el conductor 1 limpiado previamente llega a una unidad de tratamiento de plasma 9, en la que predomina una atmósfera de gas protector de nitrógeno, argón o hidrógeno y se ha producido un plasma de gas en forma de un plasma a baja presión con menos de 20 mbar de presión. No obstante, un plasma a baja presión también se puede producir ya con una presión de menos de 80 mbar. En este plasma a baja presión se bombardea la superficie del conductor 1 con iones del gas protector, a fin de retirar una capa de óxido formada sobre una superficie del conductor 1. Simultáneamente el conductor 1 se recuece blando mediante el tratamiento de plasma y se eleva la energía superficial del conductor 1, es decir, se activa la superficie.

Gracias a la retirada de la capa de óxido e impurezas cualesquiera de la superficie del conductor 1, en donde puede estar previsto incluso que se retiren capas muy delgadas del mismo conductor 1 de la superficie, y la elevación de la energía superficial se puede mejorar de forma decisiva la adherencia entre el conductor eléctrico 1 de cobre y el revestimiento aplicado sobre el conductor 1.

En la primera variante de realización del conductor eléctrico aislado según la invención, representado en la figura 2a como conductor plano con sección transversal rectangular y en la fig. 3a con sección transversal redonda, el revestimiento 2 sólo se compone de la capa de aislamiento exterior 3. La capa de aislamiento exterior 3 presenta a este respecto una resistencia a la temperatura por encima de 180 °C, preferentemente por encima de 220 °C, de modo que el conductor eléctrico también se puede usar con temperaturas de funcionamiento elevadas. La capa de aislamiento exterior 3 está hecha a este respecto de polieteretercetona [PEEK], que presenta tanto la elevada resistencia a la temperatura, como también una elevada resistencia respecto a un gran número de sustancias orgánicas e inorgánicas. Alternativamente a ello la capa de aislamiento exterior 3 también puede estar hecha de polisulfuro de fenileno [PPS] o comprender PEEK y/o PPS.

Para conseguir la elevada adherencia entre el conductor 1 y la capa de aislamiento exterior 3, el conductor 1 llega tras atravesar la unidad de tratamiento de plasma 9 a la unidad de extrusión 12, en la que la capa de aislamiento 3 se aplica por extrusión sobre el conductor 1. A este respecto, el conductor 1 se precalienta a una temperatura de al menos 200 °C, preferentemente al menos 300 °C. Para impedir la nueva configuración de una capa de óxido, la extrusión como también el transporte del conductor 1 se realizan bajo atmósfera de gas protector en la unidad de extrusión 12. Un conductor eléctrico aislado fabricado de esta manera se puede usar, por ejemplo, como alambre para embobinar, en inglés habitualmente también como "magnet wire", en una máquina eléctrica, como un motor eléctrico o un transformador. El espesor de la capa de aislamiento exterior 3 es en el presente ejemplo de realización por ejemplo 30 pm.

Para elevar aún más la adherencia entre el revestimiento 2 y el conductor 1, en la segunda variante de realización representada en las fig. 2b y 3b, que no es parte de la invención, el revestimiento 2 comprende junto a la capa de aislamiento 3 de PEEK o PPS una capa intermedia en forma de una capa de plasma polímero 4. Esta capa de plasma polímero 4 se puede fabricar en una unidad de plasma polimerización 10, que está dispuesta después de la unidad de tratamiento de plasma 9 y antes de la unidad de extrusión 12. También es concebible que el tratamiento de plasma y la plasma polimerización se realicen en un dispositivo combinado. Después de que se ha retirado la capa de óxido y se ha elevado la energía superficial, véase arriba, en la unidad de plasma polimerización 10 se configura la capa de plasma polímero 4 sobre la superficie del conductor 1, en tanto que un monómero gaseoso, como etileno, butenol, acetona o tetrafluorometano [CF⁴] se activa mediante el plasma y se configuran de este modo macromoléculas de alta reticulación de diferente longitud de cadena y una fracción de radicales libres, que se depositan como capa de plasma polímero 4 sobre la superficie del conductor 1. En el presente ejemplo de realización, que no es parte de la invención, la capa de plasma polímero 4 así originada tiene un espesor menor de 1 pm y se adhiere de forma especialmente adecuada en la superficie activada y sin óxido del conductor 1.

La capa de aislamiento exterior 3 se aplica por extrusión de nuevo en la unidad de extrusión 12, según se describe arriba, sobre la capa de plasma polímero 4, en donde la adherencia entre la capa de plasma polímero 4 y capa de aislamiento exterior 3 es elevada.

En la tercera variante de realización, que no es parte de la invención, configurada en las figuras 2c y 3c, el revestimiento 2 comprende junto a la capa de aislamiento exterior 3 de PEEK una capa intermedia configurada como capa de fluoropolímero 5 de politetrafluoroetileno [PTFE] o perfluoro-etileno-propileno [FEP], que está aplicada directamente sobre la superficie del conductor 1 y mejora aún más la adherencia entre el conductor 1 y la capa de aislamiento exterior 3. La capa de fluoropolímero 5 se puede fabricar conjuntamente con la capa de aislamiento exterior 3 en la unidad de extrusión 12 mediante un procedimiento de coextrusión o extrusión en tándem. En este caso en el presente ejemplo de realización, el espesor de la capa de fluoropolímero 5 es por ejemplo de 30 pm. La cuarta variante de realización, que igualmente no es parte de la invención, y se puede ver en las figuras 2d y 3d, de este modo se diferencia de la segunda y tercera variante de realización, descrita anteriormente, no comprendida por la invención, que en lugar de la capa intermedia de plástico está aplicada una capa intermedia configurada como capa metálica 6 directamente sobre el conductor 1. Esta capa metálica 6 se puede fabricar en una unidad de estañado 11 de modo y manera conocidos en sí, antes de que la capa de aislamiento exterior 3 de PEEK se aplique por extrusión en la unidad de extrusión 12 sobre la capa metálica 6. De este modo también se amplifica aún más el efecto de la adherencia del revestimiento 2 o la capa de aislamiento exterior 3 en el conductor 1 de cobre.

El conductor eléctrico aislado se enfría de forma controlada después de la aplicación por extrusión de la capa de aislamiento 3, por ejemplo, mediante enfriamiento por aire, y se guía a través de una serie de rodillos de prensado, que mejoran aún más la adherencia al ejercer presión sobre el conductor eléctrico aislado. A continuación el conductor eléctrico aislado se enrolla sobre un enrollador de bobina 13.

En el caso de los dispositivos representados en la fig. 1 se trata de un resumen en el que están mostrados todos los dispositivos que son necesarios para la fabricación de las variantes de realización individuales. Mientras que son independientes el orden, de derecha a izquierda, de los dispositivos atravesados de la variante de realización y en cualquier caso se deben atravesar la unidad de tratamiento de plasma 9 y la unidad de extrusión 12, en el caso de la unidad de plasma polimerización 9 y la unidad de estañado 11 se trata de dispositivos adicionales, que sólo se usan durante la fabricación de variantes de realización que no son parte de la invención. Se entiende en sí que en lugar de un procedimiento de coextrusión o extrusión en tándem también se puede realizar secuencialmente varias extrusiones individuales.

LISTA DE REFERENCIAS

1 Conductor eléctrico

2 Revestimiento aislante

3 Capa de aislamiento

4 Capa de plasma polímero

5 Capa de fluoropolímero

6 Capa metálica

7 Desenrollado de bobina

8 Unidad de limpieza previa

9 Unidad de tratamiento de plasma

10 Unidad de plasma polimerización

11 Unidad de estañado

12 Unidad de extrusión

13 Enrollador de bobina

Claims

REIVINDICACIONES

1. Conductor eléctrico aislado que comprende

un conductor eléctrico (1), preferentemente de cobre o aluminio, con un revestimiento aislante (2),

en donde el revestimiento (2) se compone al menos de una capa de aislamiento (3) de plástico termoplástico,

obtenible por un procedimiento en el que el conductor (1) se bombardea con iones del gas protector bajo una atmósfera de gas protector en un plasma de gas, a fin de retirar una capa de óxido configurada sobre una superficie del conductor (1) y/o elevar la energía superficial del conductor (1),

y a continuación se aplica la al menos una capa de aislamiento (3) directamente sobre la superficie del conductor (1),

en donde la al menos una capa de aislamiento (3) se aplica sobre un conductor (1) bajo atmósfera de gas protector.

2. Conductor eléctrico aislado según la reivindicación 1, caracterizado porque el conductor (1) está dispuesto de forma continua bajo atmósfera de gas protector hasta la aplicación del revestimiento (2) a fin de impedir la configuración de una nueva capa de óxido sobre la superficie del conductor (1).

3. Conductor eléctrico aislado según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque en el caso del plasma de gas para el bombardeo del conductor se trata de un plasma a baja presión, preferentemente con una presión por debajo de 80 mbar.

4. Conductor eléctrico aislado según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el revestimiento (2) presenta una resistencia a la temperatura de al menos 180 °C, preferentemente de al menos 200 °C, en particular de al menos 220 °C.

5. Conductor eléctrico aislado según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la al menos una capa de aislamiento (3) comprende polieteretercetona [PEEK].

6. Conductor eléctrico aislado según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la al menos una capa de aislamiento (3) comprende polisulfuro de fenileno [PPS].

7. Conductor eléctrico aislado según una de las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado porque la al menos una capa de aislamiento (3) presenta un espesor entre 10 y hasta 1000 pm, preferentemente entre 25 pm y 750 pm, de forma especialmente preferida entre 30 pm y 500 pm, en particular entre 50 pm y 250 pm.

8. Conductor eléctrico aislado según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la al menos una capa de aislamiento (3) se puede fabricar mediante un procedimiento de extrusión.

9. Conductor eléctrico aislado según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque al menos otra capa, preferentemente otra capa de aislamiento, está aplicada sobre la capa de aislamiento exterior (3).

10. Procedimiento para la fabricación de un conductor eléctrico aislado, que presenta las siguientes etapas del procedimiento:

- bombardeo de un conductor eléctrico (1) dispuesto bajo una atmósfera de gas protector, preferentemente de cobre o aluminio, con iones del gas protector en un plasma de gas, preferentemente un plasma a baja presión, a fin de retirar una capa de óxido configurada sobre la superficie del conductor (1) y/o elevar la energía superficial del conductor (1);

- aplicación de un revestimiento aislante (2) sobre la superficie del conductor eléctrico (1) bajo atmósfera de gas protector, en donde el revestimiento (2) se compone de al menos una capa de aislamiento (3) de plástico termoplástico y la al menos una capa de aislamiento (3) se aplica directamente sobre la superficie del conductor eléctrico (1).

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque la al menos una capa de aislamiento (3) comprende polieteretercetona [PEEK].

12. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque la al menos una capa de aislamiento (3) comprende polisulfuro de fenileno [PPS].

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque se aplica por extrusión la al menos una capa de aislamiento (3).

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque el conductor eléctrico (1) se precalienta antes de la extrusión a al menos 200 °C, preferentemente a al menos 400 °C.

15. Procedimiento según la reivindicación 13 o 14, caracterizado porque el conductor eléctrico aislado se enfría tras la aplicación por extrusión de la capa de aislamiento (3) en función de la resistencia a alcanzar de la capa de aislamiento (3).

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque el conductor eléctrico aislado (1) se guía tras la aplicación por extrusión de la al menos una capa de aislamiento (3) a través de rodillos, preferentemente rodillos de apriete.

17. Uso de un conductor eléctrico aislado según una de las reivindicaciones 1 a 9 como alambre para embobinar para máquinas eléctricas, preferentemente motores eléctricos o transformadores.