JP2022550445A - ポリマー絶縁フィルム - Google Patents

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Abstract

マグネットワイヤ、電気機械および他の用途での使用に適した絶縁フィルムは、押出材料から形成された少なくとも１つの層を含み得る。押出材料は、第１のポリマー材料と第１のポリマー材料とは異なる第２のポリマー材料とのブレンドを含み得る。第１のポリマー材料は、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレンスルフィドまたはポリベンゾイミダゾールのうちの１つを含み得、第２のポリマー材料は、ポリフェニルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネートまたはポリエステルのうちの１つを含み得る。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年１０月２日に出願された「Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ Ｆｉｌｍｓ」と題する米国仮特許出願第６２／９０９，２６８号の優先権を主張する。本出願は、２０２０年３月２６日に出願された「Ｍａｇｎｅｔ Ｗｉｒｅ ｗｉｔｈ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ」と題する米国特許出願第１６／８３１，１４１号にも関連し、これは、２０１９年３月２９日に出願された「Ｍａｇｎｅｔ Ｗｉｒｅ ｗｉｔｈ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ」と題する米国仮特許出願第６２／８２６，６０５号の優先権を主張する。これらの出願の各々は、参照によってその全体を本明細書に援用される。
本開示の実施形態は、概して、ポリマー絶縁フィルムに関し、より具体的には、熱可塑性材料のブレンドから形成されたポリマー絶縁フィルムに関する。
絶縁フィルムは、さまざまな用途に利用される。例えば、絶縁フィルムは、マグネットワイヤ（巻線または磁気巻線とも呼ばれる）の絶縁ラップとして、電気モーター、変圧器、その他の電気装置における相絶縁およびスロット絶縁体として、および／またはプリント回路基板内の絶縁層として利用される。従来の絶縁フィルムは、通常、比較的高性能の材料で形成される。従来の絶縁フィルムの例は、アラミドポリマーから形成されたフィルム（例えば、デュポンによって製造されたＮｏｍｅｘ（登録商標）フィルム、芳香族ポリアミドなど）およびポリエーテルエーテルケトン（「ＰＥＥＫ」）などの他の高性能熱可塑性樹脂から形成されたフィルムが含まれる。
しかしながら、従来の高性能熱可塑性プラスチックは高価であり、絶縁フィルムのコストを増加させる。また、従来の熱可塑性樹脂によってもたらされるよりも絶縁性能を増大させることが可能である。したがって、改良されたポリマー絶縁フィルム、より具体的には、２つ以上の樹脂または材料の様々なブレンドから形成された熱可塑性層を含む改良されたポリマー絶縁フィルムの好機がある。
添付の図を参照して、詳細な説明を記載する。図では、参照番号の左端の数字は、その参照番号がどの図に最初に表示されるかを示す。異なる図で同じ参照番号を使用する場合は、同様のまたは同一の項目を示す。しかしながら、様々な実施形態は、図に示すもの以外の要素および／または構成要素を利用し得る。加えて、図面は、本明細書に記載の例示的な実施形態を説明するために提供されており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
本開示の例示的な実施形態による例示的なポリマー絶縁フィルムの断面図である。 本開示の例示的な実施形態による例示的なポリマー絶縁フィルムの断面図である。 本開示の例示的な実施形態による例示的なポリマー絶縁フィルムの断面図である。 本開示の例示的な実施形態によるポリマー絶縁フィルムを形成するために利用され得る例示的なシステムの概略図である。 本開示の例示的な実施形態によるポリマー絶縁フィルムを形成するために利用され得る例示的なシステムの概略図である。 本開示の例示的な実施形態によるポリマー絶縁フィルムを形成する例示的な方法形態のフローチャートである。 本開示の例示的な実施形態による少なくとも１つのポリマー絶縁フィルムを含む例示的なマグネットワイヤの斜視図である。 本開示の例示的な実施形態による少なくとも１つのポリマー絶縁フィルムを含む例示的なマグネットワイヤ構造の断面図。 本開示の例示的な実施形態による少なくとも１つのポリマー絶縁フィルムを含む例示的なマグネットワイヤ構造の断面図。 本開示の例示的な実施形態による少なくとも１つのポリマー絶縁フィルムを含む例示的なマグネットワイヤ構造の断面図。 本開示の例示的な実施形態による少なくとも１つのポリマー絶縁フィルムを含む例示的なマグネットワイヤ構造の断面図。 本開示の例示的な実施形態による少なくとも１つのポリマー絶縁フィルムを含む例示的な電気装置構成要素の断面図。
本開示の様々な実施形態は、２つ以上のポリマー材料のポリマーブレンドまたは混合物から形成された１つ以上の層を含むポリマー絶縁フィルムに関する。言い換えると、フィルム層は、少なくとも第１のポリマー材料と、第１のポリマー材料とは異なる第２のポリマー材料と、を含み得る。特定の実施形態では、ポリマー絶縁フィルム（またはフィルム）は、単層で形成され得、単層は、ポリマーブレンドから形成され得る。他の実施形態では、フィルムは、複数の層で形成され得、層の少なくとも１つは、ポリマーブレンドから形成され得る。例えば、フィルムは、絶縁材料の複数の層を含み得、複数の絶縁層のうちの１つは、ポリマーブレンドから形成され得る。別の例として、フィルムは、各々がそれぞれのポリマーブレンドから形成された絶縁材料の複数の層を含み得、それぞれのポリマーブレンドは、同様の材料、異なる材料および／または異なるブレンド比を含み得る。
本開示の他の実施形態は、ポリマーブレンドから形成された１つ以上の層を含むポリマー絶縁フィルムを形成するための方法に関する。２つ以上のポリマー材料は、ポリマーブレンド用に提供され得、フィルム層を押出すために利用され得る。特定の実施形態では、フィルム層は、単層フィルムを形成するために利用され得る。他の実施形態では、フィルム層は、多層フィルム内の１つ以上の他の層と組み合わせられ得る。
様々な実施形態において所望されるように、多種多様な適切な材料および／または材料の組み合わせは、ポリマーブレンドに組み込まれ得る。ブレンドに含まれ得る適切な材料の例は、ポリエーテルエーテルケトン（「ＰＥＥＫ」）、ポリエーテルケトンケトン（「ＰＥＫＫ」）、ポリアリールエーテルケトン（「ＰＡＥＫ」）、ポリエーテルイミド（「ＰＥＩ」）、ポリフェニルスルホン（「ＰＰＳＵ」）、ポリエーテルスルホン（「ＰＥＳＵ」）、ポリフェニレンスルフィド（「ＰＰＳ」）、ポリベンゾイミダゾール（「ＰＢＩ」）、ポリカーボネート、１つ以上のポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート（「ＰＥＴ」）など）、１つ以上のコポリエステル、ポリアミド、および／または熱可塑性ポリイミド（「ＴＰＩ」）を含むが、これらに限定されない。加えて、２つ以上のポリマー材料は、任意の適切なブレンド率または比で共にブレンドまたは混合され得る。例えば、各ポリマー材料は、ポリマーブレンドの約１．０重量％～約９９．０重量％を構成し得る。特定の実施形態では、各ポリマー材料は、ポリマーブレンドの約５．０重量％～約９５．０重量％を構成し得る。他の実施形態では、各ポリマー材料は、ポリマーブレンドの約１０．０重量％～約９０．０重量％を構成し得る。ポリマー材料およびブレンドに組み込まれる材料の相対量は、材料のコスト、処理特性、所望の絶縁破壊、所望の部分放電開始電圧（「ＰＤＩＶ」）、所望のカットスルー、所望の熱エージング特性、所望の温度定格などを含むがこれらに限定されない、多種多様な適切な要因に基づいて選択され得る。利用され得るいくつかのブレンド例を本明細書でより詳細に説明する。
様々な実施形態において所望されるように、１つ以上の添加剤は、ポリマーブレンドに組み込まれ得る。例えば、１つ以上の相溶化剤は、ポリマーブレンドの安定性を高めるために、ポリマーブレンドに添加され得る。他の実施形態では、安定なポリマーブレンドは、相溶化剤を使用せずに形成され得る。別の例として、１つ以上の適切なフィラー材料は、ブレンドに添加され得る。適切なフィラー材料の例は、金属、遷移金属、ランタニド、アクチニド、金属酸化物などの無機材料、および／またはアルミニウム、スズ、ホウ素、ゲルマニウム、ガリウム、鉛、シリコン、チタン、クロム、亜鉛、イットリウム、バナジウム、ジルコニウム、ニッケルなどの適切な材料の水和酸化物、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリピロール、その他の導電性粒子などの適切な有機材料および／または材料の適切な組み合わせなどが含まれるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、フィラー材料は、コロナ耐性および／または１つ以上の熱特性（例えば、温度耐性、カットスルー耐性、熱衝撃など）を増強し得る。フィラー材料の粒子は、任意の適切な寸法を有し得、フィラー材料とポリマー材料との間の任意の適切なブレンド比を利用し得る。
ポリマーブレンドからポリマー絶縁フィルムの１つ以上の層を形成する結果として、フィルムのコストは、ＰＥＥＫなどの特定の高性能熱可塑性ポリマーを利用する従来のフィルムと比較して低減され得る。例えば、ポリマーブレンドは、全体的な材料コストを低く抑えながら、ＰＥＥＫと同様の性能（例えば、ＰＤＩＶ、絶縁破壊、温度定格など）を提供し得る。特定のポリマーブレンドは、ＰＥＥＫなどの従来の熱可塑性ポリマーと比較して、改良された電気的性能（例えば、絶縁破壊、ＰＤＩＶなど）、温度性能および／または機械的性能を提供し得る。特定の場合では、ポリマーブレンドの使用は、処理時間の短縮をもたらし得る。
加えて、特定の実施形態では、導電性材料の少なくとも１つの層は、フィルムに組み込まれ得る。例えば、導電性材料の層は、下にある絶縁層またはベースの絶縁層上に形成され得る。別の例として、導電性材料の層は、２つの絶縁層の間に挟まれ得る。金属材料などの導電性層を形成するために、多種多様な適切な導電性材料は、必要に応じて利用され得る。導電性層は、多種多様な目的のために利用され得る。例えば、フィルムは、プリント回路基板に組み込まれ得、導電性層は、プリント回路基板上に配線および／または接続を形成するために利用され得る。別の例として、導電性層は、電磁シールドを提供するために利用され得る。
本開示の実施形態は、本開示の特定の実施形態が示される添付の図面を参照して、以下によって十分に説明される。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で実施され得、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が完璧かつ完全であり、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるように提供される。同様の数字は、全体を通して同様の要素を指す。
図１Ａ～１Ｃは、本開示の様々な例示的な実施形態による例示的なポリマー絶縁フィルムの断面図を示す。図１Ａは、ポリマー絶縁材料の単層１０５を含む例示的なフィルム１００を示す。図１Ｂは、ポリマー絶縁材料の複数の層１１５、１２０を含む例示的なフィルム１１０を示す。図１Ｃは、ポリマー絶縁材料の１つ以上の層１３０、１３５および導電性材料１４０の層１４０を含む例示的なフィルム１２５を示す。多種多様な他の適切なフィルム構造は、本開示の他の実施形態に従って形成され得、図示の構造は、単なる非限定的な例として提供される。
フィルムに組み込まれる層の数に関わらず、本開示の実施形態によれば、少なくとも１つの絶縁層は、ポリマーブレンドまたは２つ以上のポリマー材料の混合物から形成され得る。言い換えると、フィルム層は、少なくとも第１のポリマー材料と、第１のポリマー材料とは異なる第２のポリマー材料と、を含み得る。このような絶縁層は、本明細書ではブレンド層と呼ばれ得る。特定の実施形態では、図１Ａに示されるように、フィルム１００は、単層１０５で形成され得、単層１０５は、ブレンド層として形成され得る。他の実施形態では、フィルムは、複数の層で形成され得、層の少なくとも１つは、ポリマーブレンドから形成され得る。例えば、フィルム（図１Ｂのフィルム１１０など）は、絶縁材料の複数の層を含み得、複数の絶縁層のうちの１つは、ブレンド層として形成され得る。別の例として、フィルムは、各々がブレンド層として形成された絶縁材料の複数の層を含み得る。特定の実施形態では、ブレンド層の各々は、材料の同じブレンドから形成され得る。他の実施形態では、少なくとも２つのブレンド層は、異なるそれぞれの材料のブレンドから形成され得る。例えば、複数のブレンド層のうちの少なくとも２つは、それぞれの材料の異なる群を利用し得および／または材料の異なるブレンド比を利用し得る。
図１Ａのブレンド層１０５について、以下でより詳細に説明する。図１Ｂおよび１Ｃのフィルム１１０、１２５に組み込まれた任意のブレンド層は、図１Ａのブレンド層１０５に関して説明されたものと同様の構造で、および／または同様の技術を介して形成され得ることを理解されたい。
多種多様な適切な材料および／または材料の組み合わせは、様々な実施形態において所望されるように、ブレンド層１０５を形成するために利用されるポリマーブレンドに組み込まれ得る。ポリマーブレンドに含まれ得る適切な材料の例は、ポリエーテルエーテルケトン（「ＰＥＥＫ」）、ポリエーテルケトンケトン（「ＰＥＫＫ」）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（「ＰＥＥＫＫ」）、ポリエーテルケトン（「ＰＥＫ」）、ポリアリールエーテルケトン（「ＰＡＥＫ」）、少なくとも１つのケトン基を含む他の適切なポリマー、Ｓａｂｉｃ Ｇｌｏｂａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから販売されるＵｌｔｅｍ（登録商標）などのポリエーテルイミド（「ＰＥＩ」）、Ｓｏｌｖａｙ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ＵＳＡから販売されるＲａｄｅｌ（登録商標）などのポリフェニルスルホン（「ＰＰＳＵ」）、ポリエーテルスルホン（「ＰＥＳＵ」）、ポリフェニレンスルフィド（「ＰＰＳ」）、ポリベンゾイミダゾール（「ＰＢＩ」）、ポリカーボネート、１つ以上のポリエステル（例えば、ポリエーテルテレフタレート（「ＰＥＴ」）など）、１つ以上のコポリエステル、ポリアミドおよび／または熱可塑性ポリイミド（「ＴＰＩ」）を含むが、これらに限定されない。
特定の実施形態では、ブレンドに含まれる第１のポリマー材料は、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレンスルフィドまたはポリベンゾイミダゾールのうちの１つであり得るかまたはそれらを含み得る。ブレンドに含まれる第２のポリマー材料は、ポリフェニルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネートまたはポリエステルのうちの１つであり得るかまたはそれらを含み得る。他の実施形態では、ポリマーブレンドは、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンゾイミダゾール、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネートおよびポリエステルからなる群から選択される少なくとも２つの材料を含み得る。
加えて、２つ以上のポリマー材料は、ポリマーブレンド内で任意の適切なブレンド率または比で共にブレンドまたは混合され得る。例えば、各ポリマー材料は、ポリマーブレンドの約１．０％～約９９．０％を構成し得る。特定の実施形態では、ブレンドに組み込まれる各ポリマー材料（例えば、第１のポリマー材料、第２のポリマー材料など）は、ブレンドの約５、１０、１５、２０、２５、３０、４０、４５、５０、６０、７０、７５、８０、９０または９５重量％、上記の値の任意の２つの間の範囲に含まれる重量パーセント（例えば、約５～９５％、約１０～９０％など）または上記の値のうちの１つによって最小端または最大端のいずれかに制限される範囲に含まれる重量パーセント（例えば、少なくとも５％、少なくとも１０％、９５％以下、９０％以下など）を構成し得る。
ポリマー材料およびブレンドに組み込まれる材料の相対量は、材料のコスト、処理特性、所望の絶縁破壊、所望の部分放電開始電圧（「ＰＤＩＶ」）、所望のカットスルー、所望の熱老化特性、所望の温度定格などを含むがこれらに限定されない多種多様な適切な要因に基づいて選択され得る。利用され得るブレンドの例を以下に詳しく説明する。加えて、特定の実施形態では、ブレンドは、半結晶性材料（例えば、ＰＥＥＫ、ＰＰＳなど）である第１のポリマー材料とアモルファス材料（例えば、ＰＰＳＵなど）である第２のポリマー材料とを含み得る。半結晶性材料とアモルファス材料との組み合わせは、ブレンドの所望の結晶化度を達成可能にする１つの方法である。特定の実施形態では、ブレンドは、少なくとも約２５％の結晶化度、少なくとも約３０％の結晶化度などの任意の適切な結晶化度で形成され得る。加えて、特定の実施形態では、ポリマーブレンドの使用は、特定の高価な単一ポリマー材料と比較して、ブレンドのガラス転移温度を上昇させ得る。
特定の実施形態では、ポリマーブレンドは、ＰＥＳＵおよびＰＰＳＵの組み合わせを含み得る。例えば、ポリマーブレンドは、約９０重量％のＰＥＳＵおよび約１０重量％のＰＰＳＵを含み得る。別の例として、ポリマーブレンドは、約７０重量％のＰＥＳＵおよび約３０重量％のＰＰＳＵを含み得る。別の例として、ポリマーブレンドは、約５０重量％のＰＥＳＵおよび約５０重量％のＰＰＳＵを含み得る。他の実施形態では、ポリマーブレンドは、約５、１０、２０、２５、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０または９５重量％のＰＥＳＵ、上記の値の任意の２つの間の範囲に含まれる量のＰＥＳＵ（例えば、５～９５％、１０～９０％など）または上記の値の１つによって最小端または最大端のいずれかに制限される範囲に含まれる量のＰＥＳＵ（例えば、少なくとも５％、少なくとも１０％など）を含み得る。加えて、ポリマーブレンドは、約５、１０、２０、２５、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０または９５重量％のＰＰＳＵ、上記の値の任意の２つの間の範囲に含まれる量のＰＰＳＵ（例えば、５～９５％、１０～９０％など）または上記の値の１つによって最小端または最大端のいずれかに制限される範囲に含まれる量のＰＰＳＵ（例えば、少なくとも５％、少なくとも１０％など）を含み得る。実際、ＰＥＳＵとＰＰＳＵとの間の多種多様な適切なブレンド比は、必要に応じて利用され得る。
他の実施形態では、ポリマーブレンドは、ＰＥＩとＰＥＥＫとの組み合わせを含み得る。例えば、ポリマーブレンドは、約９０重量％のＰＥＩおよび約１０重量％のＰＥＥＫを含み得る。別の例として、ポリマーブレンドは、約７０重量％のＰＥＩおよび約３０重量％のＰＥＥＫを含み得る。さらに別の例として、ポリマーブレンドは、約５０重量％のＰＥＩおよび約５０重量％のＰＥＥＫを含み得る。他の実施形態では、ポリマーブレンドは、約５、１０、２０、２５、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０または９５重量％のＰＥＩ、上記の値の任意の２つの間の範囲に含まれる量のＰＥＩ（例えば、５～９５％、１０～９０％など）または上記の値の１つによって最小端または最大端のいずれかに制限される範囲に含まれる量のＰＥＩ（例えば、少なくとも５％、少なくとも１０％など）を含み得る。加えて、ポリマーブレンドは、約５、１０、２０、２５、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０または９５重量％のＰＥＥＫ、上記の値の任意の２つの間の範囲に含まれる量のＰＥＥＫ（例えば、５～９５％、１０～９０％など）または上記の値のいずれかによって最小端または最大端のいずれかに制限される範囲に含まれるＰＥＥＫの量（例えば、少なくとも５％、少なくとも１０％など）を含み得る。実際、ＰＥＩとＰＥＥＫとの間の多種多様な適切なブレンド比は、必要に応じて利用され得る。
他の実施形態では、ポリマーブレンドは、ＰＰＳＵとＰＥＩとの組み合わせを含み得る。例えば、ポリマーブレンドは、約９０重量％のＰＰＳＵおよび約１０重量％のＰＥＩを含み得る。別の例として、ポリマーブレンドは、約７０重量％のＰＰＳＵおよび約３０重量％のＰＥＩを含み得る。さらに別の例として、ポリマーブレンドは、約５０重量％のＰＰＳＵおよび約５０重量％のＰＥＩを含み得る。他の実施形態では、ポリマーブレンドは、約５、１０、２０、２５、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０または９５重量％のＰＰＳＵ、上記の値の任意の２つの間の範囲に含まれる量のＰＰＳＵ（例えば、５～９５％、１０～９０％など）または上記の値の１つによって最小端または最大端のいずれかに制限される範囲に含まれる量のＰＰＳＵ（例えば、少なくとも５％、少なくとも１０％など）を含み得る。加えて、ポリマーブレンドは、約５、１０、２０、２５、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０または９５重量％のＰＥＩ、上記の値の任意の２つの間の範囲に含まれる量のＰＥＩ（例えば、５～９５％、１０～９０％など）または上記の値のいずれかによって最小端または最大端のいずれかに制限される範囲に含まれるＰＥＩの量（例えば、少なくとも５％、少なくとも１０％など）を含み得る。実際、ＰＰＳＵとＰＥＩとの間の多種多様な適切なブレンド比は、必要に応じて利用され得る。
他の実施形態では、ポリマーブレンドは、ＰＰＳＵとＰＥＥＫとの組み合わせを含み得る。例えば、ポリマーブレンドは、約９０重量％のＰＰＳＵおよび約１０重量％のＰＥＥＫを含み得る。別の例として、ポリマーブレンドは、約７０重量％のＰＰＳＵおよび約３０重量％のＰＥＥＫを含み得る。さらに別の例として、ポリマーブレンドは、約５０重量％のＰＰＳＵおよび約５０重量％のＰＥＥＫを含み得る。他の実施形態では、ポリマーブレンドは、約５、１０、２０、２５、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０または９５重量％のＰＰＳＵ、上記の値の任意の２つの間の範囲に含まれる量のＰＰＳＵ（例えば、５～９５％、１０～９０％など）または上記の値の１つによって最小端または最大端のいずれかに制限される範囲に含まれる量のＰＰＳＵ（例えば、少なくとも５％、少なくとも１０％など）を含み得る。加えて、ポリマーブレンドは、約５、１０、２０、２５、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０または９５重量％のＰＥＥＫ、上記の値の任意の２つの間の範囲に含まれる量のＰＥＥＫ（例えば、５～９５％、１０～９０％など）または上記の値の１つによって最小端または最大端のいずれかに制限される範囲に含まれるＰＥＥＫの量（例えば、少なくとも５％、少なくとも１０％など）を含み得る。実際、ＰＰＳＵとＰＥＥＫとの間の多種多様な適切なブレンド比は、必要に応じて利用され得る。
熱可塑性および／または他のポリマー材料の多種多様な他の適切な組み合わせを利用して、ポリマーブレンドを形成し得る。上記のポリマーブレンドは、単なる非限定的な例として提供される。他のブレンドは、ポリマー材料の他の組み合わせおよびブレンド比を含み得る。例えば、ブレンドは、記載された比および／または重量パーセントのいずれかで、本明細書に記載されたポリマー材料の任意の組み合わせを含み得る。例えば、比較的低コストのポリマーブレンドは、ポリカーボネートとポリエステルとを組み合わせることによって形成され得る。
加えて、上記のブレンドは２つのポリマー材料の混合物について記載されるが、他のポリマーブレンドは、任意の適切なブレンド比で組み合わされた３つ以上のポリマー材料を含み得る。本明細書で論じられる材料のいずれも、３種ポリマーブレンドまたは３つを超えるポリマー成分とのブレンドに利用され得る。様々な実施形態で利用され得るいくつかの例示的な３種のブレンドは、ＰＥＥＫとＰＰＳＵとＰＥＳＵとのブレンド、ＰＥＥＫとＰＰＳＵとＰＰＳのブレンド、ＰＡＥＫとＰＥＳＵとＰＰＳＵのブレンド、ＰＡＥＫとＰＥＳＵとＰＰＳとのブレンド、ＰＥＥＫとＰＥＩとＰＰＳＵのブレンド、ＰＥＥＫとＰＥＩとＰＥＳＵとのブレンド、およびＰＥＥＫとＰＥＩとＰＰＳとのブレンドを含むが、これらに限定されない。これらのブレンドでは、任意の適切なブレンド比が利用され得る。例えば、ポリマー材料は、各材料がブレンドの５～９０重量％を構成するように、または各材料がブレンドの１０～８０重量％を構成するように組み合わせられ得る。例えば、各ポリマー材料は、ブレンドの約５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５または９０重量％、上記の値の任意の２つの間の範囲に含まれる重量パーセントまたは上記の値の１つによって最小端または最大端のいずれかに制限される範囲に含まれる重量パーセントを構成し得る。
特定の実施形態では、ポリマーブレンドは、相溶化剤の添加または使用なしに形成され得る。特定のポリマーブレンドは、相溶化剤なしでも安定しており、部分的に混和性があり、ポリマー材料の物理的特性に影響を与えない。対照的に、従来の教示は、相溶化剤が望ましいことを示す。他の実施形態では、１つ以上の相溶化剤は、ポリマーブレンドの安定性を高めるために添加剤としてポリマーブレンドに添加され得る。適切な相溶化剤の例は、シラン、チタン酸塩、ジルコン酸塩、ポリエーテルイミド、エポキシクレゾールノボラック樹脂、金属炭酸塩（例えば、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸リチウムなど）、過酸化マグネシウム、硫黄および／または無水マレイン酸塩を含むが、これらに限定されない。１つ以上の相溶化剤は、任意の適切な比または重量パーセントで添加され得る。例えば、１つ以上の相溶化剤は、ポリマーブレンドの約０．１重量％～約３０重量％を構成し得る。様々な実施形態では、１つ以上の相溶化剤は、約０．１、０．２、０．２５、０．３、０．４、０．５、０．７５、１．０、２．０、２．５、５．０、７．５、１０．０、１２．５、１５．０、１７．５、２０．０、２２．５、２５．０、２７．５または３０．０重量％のポリマーブレンド、上記の値の任意の２つの間の範囲に含まれる重量パーセントまたは上記の値の１つによって最小端または最大端のいずれかに制限される範囲に含まれる重量パーセントを構成し得る。
本開示の様々な実施形態において所望されるように、多種多様な他の適切なフィラー材料は、ポリマーブレンドに添加され得る。適切なフィラー材料の例は、金属、遷移金属、ランタニド、アクチニド、金属酸化物などの無機材料および／またはアルミニウム、スズ、ホウ素、ゲルマニウム、ガリウム、鉛、シリコン、チタン、クロム、亜鉛、イットリウム、バナジウム、ジルコニウム、ニッケルなど（例えば、二酸化チタン、窒化ホウ素、多孔質窒化ホウ素、二酸化ケイ素など）、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリピロール、その他の導電性粒子などの適切な有機材料および／または材料の適切な組み合わせなどの適切な材料の水和酸化物が含まれるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、フィラー材料は、コロナ耐性および／または１つ以上の熱特性（例えば、温度耐性、カットスルー耐性、熱衝撃など）を増強し得る。フィラー材料の粒子は、任意の適切な直径などの任意の適切な寸法を有し得る。特定の実施形態では、フィラー材料は、ナノ粒子を含み得る。さらに、フィラー材料とポリマー材料との間の任意の適切なブレンドまたは混合比を利用し得る。
多種多様な適切な方法および／または技術を利用して、１つ以上のブレンド層１０５などの、フィルム１００の１つ以上のポリマー絶縁層を形成し得る。特定の実施形態では、ポリマー絶縁層は、適切な押出装置によって適切な形状に押出され得る。例えば、ポリマー絶縁層は、比較的薄いフィルムストリップクロスヘッドなど、比較的薄いフィルム層を形成するのに適した押出クロスヘッドを備えた適切な押出装置（例えば、一軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機など）を介して押出され得る。必要に応じて、フィルム１００の形成中に、任意の数の適切なポリマー絶縁層を共押出し得る。フィルムを押出すために利用され得る適切なシステムの例を、図２Ａ～２Ｂを参照して以下により詳細に説明する。押出プロセスの結果、約１００％の固体材料から絶縁層が形成され得る。言い換えると、押出絶縁層は、実質的に任意の溶媒を含まない場合があり得る。
ブレンド層１０５などのフィルム１００に組み込まれた絶縁層は、様々な実施形態において所望されるように、任意の適切な厚さで形成され得る。例えば、絶縁層は、約２５μｍ（約０．００１インチ）から約２００μｍ（約０．００７８インチ）の間の厚さで形成され得る。様々な実施形態では、絶縁体は、約２５μｍ（０．００１インチ）、５０μｍ（０．００２インチ）、７５μｍ（０．００３インチ）、１００μｍ（０．００４インチ）、１２５μｍ（０．００５インチ）、１５０μｍ（０．００６インチ）、１７５μｍ（０．００７インチ）および２００μｍ（０．００８インチ）の厚さ、前述の値の任意の２つの範囲に含まれる厚さ（例えば、約０．００３～約０．００８インチの厚さなど）または前述の値の１つによる最小端または最大端のいずれかに制限される範囲に含まれる厚さ（例えば、約２００μｍ以下の厚さなど）を有し得る。加えて、特定の実施形態では、絶縁層は、長方形の断面形状を有するように形成され得る。必要に応じて、他の断面形状を利用し得る。様々な実施形態では、絶縁層の角は、丸みを帯びた、鋭い、滑らかな、湾曲した、角度がついた、切頭状のまたは他の形状の角であり得る。
加えて、特定の実施形態では、絶縁層を形成するために利用される押出プロセスは、絶縁層がその長手方向の長さに沿って比較的均一な厚さを有するように制御され得る。言い換えると、絶縁層は、ほぼ１．０に近い同心度で形成され得る。絶縁層の同心度は、絶縁層の厚さの、絶縁層の長手方向の長さに沿った任意の所与の断面点での絶縁層の薄さに対する比である。特定の実施形態では、絶縁層は、約１．０～１．５の同心度で形成され得る。例えば、絶縁層は、約１．０、１．０５、１．１、１．１５、１．２、１．２５、１．３、１．３５、１．４、１．４５または１．５の同心度、上記の値の任意の２つの間の同心度または上記の値の１つによって最大端が制限される（例えば、約１．３以下の同心度、約１．１以下の同心度など）同心度で形成され得る。
様々な実施形態において所望されるように、任意の数の適切な層は、フィルム１００に組み込まれ得る。例えば、フィルム１００は、任意の適切な数のブレンド層、他の絶縁層（例えば、単一のポリマー材料から形成された絶縁層など）および／または導電性層などを含み得る。図１Ａに示されるように、フィルム１００は、ブレンド層として形成された単一の層１０５を含み得る。他の実施形態では、例えば、図１Ｂおよび１Ｃに示される実施形態のように、フィルム１００は、複数の層を含み得る。様々な実施形態において所望されるように、フィルム１００に組み込まれる任意の数の層は、ブレンド層として形成され得る。加えて、複数のブレンド層がフィルム１００に組み込まれる場合、様々な層は、任意の適切なブレンドで形成され得る。例えば、複数の層の各々は、同じまたは同様のブレンドされたポリマーおよび／または成分から形成され得る。別の例として、複数のブレンド層のうちの少なくとも２つは、異なる成分からおよび／またはそれぞれの成分の異なるブレンド比で形成され得る。フィルム１００の各層は、上記で論じた厚さのいずれかなど、任意の適切な厚さで形成され得る。
特定の実施形態では、１つ以上の導電性層は、フィルム１００に組み込まれ得る。例として、図１Ｃは、１つ以上の絶縁層１３０、１３５と組み合わされた導電性層１４０を含む例示的なフィルム１２５を示す。特定の実施形態では、導電性材料の層は、下にある絶縁層またはベースの絶縁層上に形成され得る。例えば、フィルム１００の最上層は、導電性層として形成され得る。他の実施形態では、導電性層は、２つの絶縁層の間に挟まれ得る。多種多様な適切な導電性材料は、必要に応じて、導電性層を形成するために利用され得る。適切な材料の例は、銅、アルミニウム、焼きなまし銅、無酸素銅、銀メッキ銅、ニッケルメッキ銅、銅クラッドアルミニウム（「ＣＣＡ」）、銀、金、パラジウム、プラチナ、導電性合金、バイメタル、カーボンナノチューブまたはその他の適切な導電性材料を含むが、それらに限定されない。導電性層はまた、上記の任意の厚さなどの任意の適切な厚さで形成され得る。導電性層は、多種多様な目的に利用され得る。例えば、フィルムは、プリント回路基板に組み込まれ得、導電性層は、プリント回路基板上に配線および／または接続を形成するために利用され得る。別の例として、導電性層は、電磁シールドを提供するために利用され得る。
様々な実施形態において所望されるように、導電性層（例えば、図１Ｃに示される導電性層１４０）は、多種多様な適切なレイアウトおよび／または構成を有する下にある層上に形成され得る。例えば、導電性層は、フィルムの幅方向の寸法に部分的または実質的に広がる、縦方向に連続した層として形成され得る。比較的連続的な層は、その後、必要に応じて、所望のパターンにエッチングされ得る。別の例として、導電性層は、長手方向および／または幅方向の寸法に沿った材料の複数の不連続なセクションまたはパッチで形成され得る。さらに別の例として、導電性層は、所望のパターンまたは他の適切な構成で配置された複数の要素（例えば、パッチ、セクション、配線など）を含み得る。例えば、導電性層は、プリント回路基板または他の適切な電子機器に組み込まれることが望ましい複数の配線、ピンおよび／または回路を含み得る。他のさまざまな適切な構成は、必要に応じて、導電性層に対して利用され得る。
加えて、フィルム１００に組み込まれる層の数に関わらず、フィルム１００は、任意の適切な全体の厚さ「Ｔ」で形成され得る。例えば、フィルム１００は、約２５μｍ（約０．００１インチ）から約６００μｍ（約０．０２３６インチ）の間の厚さで形成され得る。様々な実施形態では、フィルム１００は、約２５μｍ（０．００１インチ）、５０μｍ（０．００２インチ）、７５μｍ（０．００３インチ）、１００μｍ（０．００４インチ）、１２５μｍ（０．００５インチ）、１５０μｍ（０．００６インチ）、１７５μｍ（０．００７インチ）、２００μｍ（０．００８インチ）、２５０μｍ（０．０１インチ）、３００μｍ（０．０１２インチ）、３５０μｍ（０．０１４インチ）、４００μｍ（０．０１６インチ）、４５０μｍ（０．０１８インチ）、５００μｍ（０．０２インチ）、５５０μｍ（０．０２２インチ）または６００μｍ（０．０２４インチ）の厚さ、前述の値の任意の２つの間の範囲に含まれる厚さまたは前述の値の１つによって最小端または最大端のいずれかに制限される範囲に含まれる厚さ（例えば、約２００μｍ以下の厚さなど）を有し得る。
さらに、フィルム１００は、任意の適切な幅「Ｗ」で形成され得る。例えば、フィルム１００は、約１０ｍｍ（０．３９インチ）から約２０００ｍｍ（７８．７４インチ）の間の幅で形成され得る。様々な実施形態では、フィルム１００は、約１０ｍｍ（０．３９インチ）、２０ｍｍ（０．７９インチ）、３０ｍｍ（１．１８インチ）、４０ｍｍ（１．５７インチ）、５０ｍｍ（１．９７インチ）、６０ｍｍ（２．３６インチ）、７０ｍｍ（２．７６インチ）、８０ｍｍ（３．１５インチ）、９０ｍｍ（３．５４インチ）、１００ｍｍ（３．９４インチ）、１５０ｍｍ（５．９０インチ）、２００ｍｍ（７．８７インチ）、２５０ｍｍ（９．８４インチ）、３００ｍｍ（１１．８１インチ）、４００ｍｍ（１５．７５インチ）、５００ｍｍ（１９．６９インチ）、７５０ｍｍ（２９．５３インチ）、１０００ｍｍ（３９．３７インチ）、１２５０ｍｍ（４９．２１）、１５００ｍｍ（５９．０６）、１７５０ｍｍ（６８．９０）または２０００ｍｍ（７８．７４インチ）の幅、前述の値の任意の２つの間の範囲に含まれる幅または前述の値のうちの１つによって最小端または最大端のいずれかに制限される範囲に含まれる幅（例えば、約５００ｍｍ以下などの幅）を有し得る。
フィルム１００が形成されると、フィルムは、必要に応じて、２つ以上のより小さなまたはより狭いフィルムにスリットされ得る。言い換えると、元のフィルム１００は、任意の所望の数の他のフィルムを形成するために、その後、切断、スリット、または他の方法で処理され得る。例えば、フィルム１００は、所望の仕上げ幅（例えば、１つ以上の所望のフィルム用途について適切な幅）を有する任意の数の適切なフィルムに切断され得る。
ポリマーブレンドからフィルム１００の絶縁層を形成する結果として、フィルム１００のコストは、ＰＥＥＫなどの特定の高性能熱可塑性ポリマーを利用する従来のフィルムと比較して低減され得る。例えば、ポリマーブレンドは、全体的な材料コストを低く抑えながら、ＰＥＥＫまたはＰＰＳＵと同様の性能（例えば、ＰＤＩＶ、絶縁破壊、温度定格など）を提供し得る。１つの非限定的な例として、より低コストのポリマー材料（例えば、ＰＥＩなど）とブレンドされたＰＥＥＫを含有するポリマーブレンドは、全体的に低コストでありながら、ＰＥＥＫと同等またはより優れた性能を提供し得る。
加えて、特定のポリマーブレンドは、特定のブレンドされていない従来のポリマー（例えば、ＰＥＥＫなど）と比較して改良された性能を提供し得る。例えば、ポリマーブレンドは、フィルムに使用される従来の熱可塑性ポリマーと比較して改良された電気的性能（例えば、絶縁破壊、ＰＤＩＶなど）、温度性能（例えば、熱エージング、カットスルー）および／または機械的性能（例えば、曲げ試験、同心度、耐溶剤性、流体抵抗など）を提供し得る。特定の場合では、ポリマーブレンドの使用はまた、より速い処理時間、より低い処理温度、改良された処理条件および／または改良された物理的および電気的特性を提供し得る。
フィルム１００がマグネットワイヤ、電気装置または別の所望の用途のための絶縁システムとして利用されるかまたは組み込まれるとき、フィルム１００および／または絶縁システムは、多種多様な適切な電気的性能パラメータを有し得る。例えば、フィルム１００および／または絶縁システムは、多種多様な適切なＰＤＩＶ値および／または絶縁耐力または破壊強度値を有し得る。特定の実施形態では、フィルム１００および／またはフィルム１００を組み込んだ絶縁システムは、２５℃で少なくとも約１４００、１４５０、１５００、１５５０、１６００、１７００、１８００または１９００ボルトのＰＤＩＶ値、または上記の値の任意の２つの間の範囲に含まれるＰＤＩＶ値を提供し得る。同様に、特定の値では、フィルム１００および／またはフィルム１００を組み込んだ絶縁システムは、少なくとも約１２，０００、１２，５００、１３，０００、１３，５００、１４，０００、１４，５００、１５，０００、１５，５００、１６，０００、１６，５００、１７，０００、１７，５００または１８，０００ボルトの絶縁耐力値（例えば、ショットボックスまたは箔試験などの適切な業界標準試験によって測定された絶縁耐力値）または上記の値の任意の２つの範囲に含まれる絶縁耐力値を提供し得る。
特定の実施形態では、ポリマーブレンドは、２つ以上のポリマー材料をブレンドに組み込む結果として利益を提供し得る。例えば、第１のポリマー材料は、比較的高い電気的性能を提供し得、一方、第２のポリマー材料は、比較的高い機械的性能を提供し得る。２つのポリマー材料から形成されたブレンドは、所望の電気的および機械的性能の組み合わせを提供し得る。利点の他の組み合わせは、異なるポリマーブレンドで達成され得る。加えて、２つ以上のポリマー材料の混合またはブレンド率は、ポリマーブレンドによって提供される所望の性能基準に少なくとも部分的に基づき得る。実際、ＰＤＩＶ値、絶縁耐力、カットスルー値、熱衝撃値および／または耐油性値を含むがこれらに限定されない多種多様な適切な電気的および／または機械的性能特性を達成するために、ブレンドに組み込まれるポリマー材料および／または材料の関連する比率は、選択され得る。
図１Ａ～１Ｃを参照して上で説明したフィルム１００、１１０、１２５は、単なる例として提供される。本開示の実施形態によれば、多種多様な他の適切なフィルムを形成し得る。これらのフィルムは、図１Ａ～１Ｃのフィルム１００、１１０、１２５よりも多いまたは少ない成分を含み得る。例えば、フィルムは、任意の適切な層構造で形成され得る。本開示は、１つ以上のブレンド層を含み得る多種多様な適切なフィルムを想定する。
多種多様な適切なシステムおよび／または方法を必要に応じて利用して、図１Ａ～１Ｃに示されるフィルム１００、１１０、１２５のいずれかなどのフィルムに組み込まれる１つ以上のブレンド層を形成し得る。フィルムに組み込むための押出フィルム層を形成するための２つの例示的なシステム２００、２５０の概略図を、図２Ａ～２Ｂに示す。各システム２００、２５０は、１つ以上のブレンドおよび／または他の絶縁層の押出しを容易にする多種多様な構成要素を含み得る。図２Ａに示されるように、例示的なシステム２００は、押出装置２０５、ポリマー材料の１つ以上の供給源２１０、１つ以上のチルロール２１５Ａ、２１５Ｂ、エッジトリム装置２２０および／または取り出し部２２５を含み得る。これらの構成要素の各々、ならびに必要に応じてシステム２００に組み込まれ得る他の構成要素は、以下でより詳細に説明される。図２Ｂの例示的なシステム２５０は、図２Ａのシステム２００と同様の構成要素を含み得る。しかしながら、図２Ｂのシステム２５０は、複数の絶縁層を共押出しするように構成され得る。
図２Ａに示されるように、システム２００は、１つ以上のポリマー材料を受け取り、フィルムの１つ以上の層を押出すように構成された適切な押出装置２０５を含み得る。本開示の一態様によれば、押出装置２０５は、２つ以上のポリマー材料のブレンドを含む少なくとも１つのブレンド層を押出すように構成され得る。特定の実施形態では、押出装置２０５は、投入材料を受け入れ、任意の数の適切な押出ヘッドおよび／または他の装置による１つ以上のフィルム層の押出前の投入材料を処理する（例えば、混合、温度の上昇、圧力の上昇など）ように構成された単軸または多軸（例えば、二軸スクリューなど）の押出機であり得る。任意の数の適切な押出ヘッドまたはクロスヘッドは、１つ以上のフィルムストリップクロスヘッドなどの押出装置２０５に組み込まれ得、または流体連通され得る。必要に応じて、所望の厚さを得るために、押出ポリマー材料の流量を制御し得る。加えて、特定の実施形態では、１つ以上の適切な押出ダイを利用して、押出材料の厚さおよび／または形状を制御し得る。
ポリマー材料は、任意の適切な数のポリマーまたは成分供給源２１０を介して押出装置２０５に提供され得る。これらの供給源２１０は、任意の数の適切なマイクロブレンダー、ホッパー、タンク、重量分析フィーダーおよび／または１つ以上のポリマー材料を押出装置２０５に供給するように構成された他の構成要素を含み得る。特定の実施形態では、ポリマー材料のブレンドは、押出装置２０５に提供され得る。他の実施形態では、様々な成分は、押出装置２０５内で混合、ブレンドまたは他の方法で処理され得る。加えて、ポリマー材料は、多種多様な適切な状態および／または形態で押出装置２０５に提供され得る。例えば、ポリマー材料は、ペレット化された材料、粉末、液体として、および／または他の適切な形態で提供され得る。
図２Ａを引き続き参照すると、システム２００は、押出プロセスに続く１つ以上の押出フィルム層の温度を制御するように構成された任意の適切な装置を含み得る。特定の実施形態では、システム２００は、押出フィルム層を冷却するようにおよび／またはフィルム層の１つ以上の表面を滑らかにするか、さもなければ処理するように構成された１つ以上の適切なチルロール２１５Ａ、２１５Ｂを含み得る。任意の数のチルロール２１５Ａ、２１５Ｂは、必要に応じて利用され得る。加えて、各チルロール（概してチルロール２１５と呼ばれる）は、任意の適切な直径を有し得る。各チルロール２１５はまた、押出フィルム層からの所望の熱伝達を達成するために、任意の所望の流量で冷却剤を循環させ得る。チルロール２１５の熱伝達または冷却速度は、少なくとも部分的に、押出ポリマーの種類、溶融温度、ポリマーの比熱およびクーラント流量などの多種多様な要因に基づき得る。利用され得る他の適切な温度制御装置には、冷却トラフおよび／または押出フィルム層の温度を下げるように構成された他の任意の適切な装置が含まれるが、これらに限定されない。
特定の実施形態では、１つ以上の押出フィルム層は、フィルムの全ての層を形成し得る。他の実施形態では、１つ以上の追加の層は、フィルムを形成するために、１つ以上の押出フィルム層と組み合わせられ得る。例えば、システム２００は、１つ以上の押出フィルム層に接着またはさもなければ他の方法で取り付けられ得る追加の層（例えば、ポリマー層など）を供給するように構成された１つ以上のペイオフまたは他の供給源を含み得る。別の例として、システム２００は、１つ以上の追加の層が１つ以上の追加の押出層に接着または他の方法で取り付けられ得るように、１つ以上の押出層上に、または別個に、のいずれかで、１つ以上の追加の層を形成するように構成された１つ以上の追加の押出装置を含み得る。さらに別の例として、システム２００は、１つ以上の押出層に接着、熱融着、溶接または他の方法で取り付けられ得る導電性材料（例えば、銅箔）の１つ以上の適切な供給源を含み得る。あるいは、システム２００は、導電性材料をフィルム上に堆積させるように構成された１つ以上の適切な装置を含み得る。例えば、導電性材料は、メタリックインクまたはメタリックペイントとして塗布され得る。他の例として、導電性材料は、液体金属堆積、蒸着または付加製造技術を介して適用し得る。
システム２００は、フィルムの幅方向のエッジをトリミングするように構成された１つ以上の適切な装置をさらに含み得る。例えば、システム２００は、フィルムを所望の幅に切断するように構成された１つ以上の適切なエッジトリム装置２２０を含み得る。次に、フィルムは、１つ以上の適切な取り出し部２２５、アキュムレータまたは巻き取り装置に提供され得る。これらの装置は、例えば、フィルムに張力を印加しおよび／または完成したフィルムをスプールに巻き付け得る。他の実施形態では、フィルムは、取り出し前に１つ以上の下流の装置または構成要素に提供され得る。例えば、フィルムは、フィルムをマグネットワイヤの周りに巻き付けるようにまたはフィルムを別の適切な用途に組み込むように構成された１つ以上の構成要素に提供され得る。
必要に応じて、システム２００は、フィルムの製造中および／または製造後にフィルムを試験するように構成された任意の適切な数のセンサーおよび／または装置を含み得る。例えば、システム２００は、フィルムまたは任意の数のフィルム層の厚さを試験するように構成された１つ以上の適切な厚さゲージ２３０を含み得る。図２Ａに示されるように、１つ以上の厚さゲージは、チルロール２１５Ａ、２１５Ｂとエッジトリム装置２２０との間に配置され得る。厚さゲージは、必要に応じて他の場所に配置され得、例えば、１つ以上の追加の層をフィルムに組み込んだ後のシステム内の場所に配置され得る。さらに、レーザー厚さ計および／または超音波厚さ計など、多種多様な適切な厚さ計を利用し得る。
特定の実施形態では、システム２００はまた、フィルムを任意の数のより小さなまたはより狭いフィルムに切断するように構成された、カッティングブレード、レーザーなどのような１つ以上の適切なスリット装置２３５を含み得る。例えば、フィルムは、所望の仕上げ幅（例えば、１つ以上の所望のフィルム用途に対して適切な幅）を有する任意の数の適切なフィルムに切断され得る。
加えて、任意の適切な数のモーター、フライヤーおよび／または他の装置は、システム２００に組み込まれ得、システム２００を通るフィルムの通過を制御する。任意の適切な数のコントローラ（例えば、制御ユニット、コンピュータ、マイクロコントローラなど）は、システム２００の様々な構成要素を制御するために構成され得る。例えば、１つ以上のコントローラは、システム２００内のモーターおよび／またはライン速度の同期を容易にし得る。必要に応じて、コントローラおよび／またはコントローラの組み合わせは、押出機２０５に提供される材料の流量、押出機２０５の温度、チルロール２１５Ａ、２１５Ｂに提供される冷却剤の流量および／またはフィルムで実施されるさまざまな試験など、多種多様な他のパラメータをさらに制御し得る。各コントローラは、個別の構成要素であり得、別の装置または構成要素に組み込まれ得る。加えて、任意の数の適切な通信チャネル（例えば、有線通信チャネル、無線通信チャネルなど）は、コントローラと１つ以上の他の構成要素（例えば、１つ以上のモーター、別のコントローラ、他の装置など）との間の通信を容易にし得る。
図２Ｂは、フィルムに組み込むための押出フィルム層を形成するために利用され得る別の例示的なシステム２５０を示す。図２のシステム２５０は、図２Ａのシステム２００について上述したものと同様の構成要素を含み得る。例えば、システム２５０は、押出装置２５５、ポリマー材料の１つ以上の供給源２６０Ａ～Ｄ、１つ以上のチルロール２６５Ａ、２６５Ｂ、エッジトリム装置２７０および／または取り出し部２７５を含み得る。システム２５０は、必要に応じて、１つ以上の厚さゲージ２８０および／または１つ以上のスリット装置２８５などの多種多様な他の構成要素を含み得る。
図２Ａのシステム２００とは対照的に、図２Ｂのシステム２５０は、複数の絶縁層を共押出しするように構成され得る。複数の絶縁層は、任意の適切な数のブレンド層を含み得る。特定の実施形態では、１つ以上のブレンド層は、単一のポリマー材料または非ブレンド層と組み合わされ得る。他の実施形態では、複数のブレンド層は、フィルム用に押出され得る。システム２５０は、押出機２５５に異なるポリマー材料を供給するように構成された複数の供給源２６０Ａ～Ｄを含み得る。例えば、供給源２６０Ａ～Ｄの各々は、それぞれのブレンド材料を供給し得る。別の例として、供給源２６０Ａ～Ｄの第１のサブセットは、ブレンド材料を供給し、供給源２６０Ａ～Ｄの第２のサブセットは、他の材料を供給し得る。
押出装置２５５は、供給源２６０Ａ～Ｄから材料を受け取り、フィルムの複数の層を共押出しするように構成され得る。本開示の一態様によれば、複数のフィルム層のうちの少なくとも１つは、ブレンド層として形成され得る。押出装置２５５は、図２Ａを参照して上記で説明した押出装置２０５と同様であり得る。しかしながら、押出装置２５５は、フィルムのために複数の層を共押出しするように構成されたクロスヘッドまたは複数のクロスヘッドを含み得る。
図２Ａ～２Ｂを参照して上記で説明したシステム２００、２５０は、単なる例として提供される。多種多様な他の適切なシステムを利用して、少なくとも１つのブレンド層を含むフィルムを形成し得る。これらのシステムは、図２Ａ～２Ｂのシステム２００、２５０よりも多いまたは少ない構成要素を含み得る。加えて、これらのシステムは、図２Ａ～２Ｂのシステム２００、２５０の特定の代替構成要素を含み得る。これらは、単なる非限定的な例として提供される。実際、本開示は、フィルムを形成するために利用され得る多種多様な適切なシステムを想定する。
図３は、本開示の例示的な実施形態による、少なくとも１つのブレンド層を含む絶縁フィルムを形成するための例示的な方法３００を示すフローチャートである。方法３００は、多種多様な適切なシステムおよび／または装置を利用して実施され得る。例えば、方法３００の一部は、図２Ａおよび２Ｂのシステム２００、２５０のいずれかによって実行され得る。方法３００は、ブロック３０５で開始され得、ブレンドされた熱可塑性材料またはポリマーブレンドは、押出しのために提供され得る。本明細書に記載されるように、多種多様な適切なポリマーブレンドが提供され得る。ポリマーブレンドは、任意の適切なブレンド率でブレンドまたは混合された２つ以上のポリマー材料を含み得る。例えば、ポリマーブレンドは、ポリエーテルエーテルケトン（「ＰＥＥＫ」）、ポリエーテルケトンケトン（「ＰＥＫＫ」）、ポリアリールエーテルケトン（「ＰＡＥＫ」）、ポリイミド（「ＰＥＩ」）、ポリフェニルスルホン（「ＰＰＳＵ」）、ポリエーテルスルホン（「ＰＥＳＵ」）、ポリフェニレンスルフィド（「ＰＰＳ」）、ポリベンゾイミダゾール（「ＰＢＩ」）、ポリカーボネート、１つ以上のポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート（「ＰＥＴ」）など）、１つ以上のコポリエステル、ポリアミドおよび／または熱可塑性ポリイミド（「ＴＰＩ」）を含み得る。特定の実施形態では、ブレンドは、相溶化剤なしで形成され得る。他の実施形態では、１つ以上の相溶化剤は、ブレンドに添加され得る。様々な実施形態において所望されるように、多種多様なフィラーおよび／または他の適切な添加剤は、ポリマーブレンドに組み込まれ得る。
ブロック３１０において、絶縁フィルムに組み込むためのブレンド層は、所望の断面形状、厚さおよび／または幅などの所望の寸法でポリマーブレンドを押出すことによって形成され得る。任意の適切な押出装置を利用して、ブレンド層を押出し得る。次に、ブレンド層の温度は、押出に続いてブロック３１５で制御され得る。例えば、１つ以上のチルロールを利用して、押出し後にブレンド層を冷却し得る。
ブロック３２０で、１つ以上の追加のブレンド層が絶縁フィルムに組み込まれるかどうかに関して決定がなされ得る。ブロック３２０で、１つ以上の追加のブレンド層が組み込まれないと決定された場合（すなわち、所望の数のブレンド層が達成された場合）、ブロック３２５で操作を続行し得る。しかしながら、１つ以上の追加のブレンド層が組み込まれることがブロック３２０で決定された場合、操作はブロック３０５で継続され得、追加のブレンド層が押出され得る。特定の実施形態では、追加のブレンド層は、第１のブレンド層を形成するために利用される同様の材料から形成され得る。他の実施形態では、追加のブレンド層は、異なる材料からおよび／または材料の異なるブレンドまたは混合比で形成され得る。加えて、特定の実施形態では、ブレンド層は、フィルムの形成中に連続的に押出され得る。他の実施形態では、複数のブレンド層を共押出しし得る。
ブロック３２５において、１つ以上の追加の層が絶縁フィルムに組み込まれるかどうかに関して決定がなされ得る。ブロック３２５で、１つ以上の追加の層が組み込まれないと決定された場合、操作は、ブロック３３５で継続され得る。しかしながら、ブロック３２５で、１つ以上の追加の層が組み込まれると判断された場合、ブロック３３０で操作を継続し得る。ブロック３３０で、絶縁フィルムの１つ以上の追加の層を形成し得る。単一または非ブレンドのポリマー材料から形成された絶縁層、導電性材料の層など、多種多様な追加の層を必要に応じて形成し得る。加えて、特定の実施形態では、フィルム用のブレンド層および非ブレンド層は、連続的に形成され得る。例えば、ブレンド層は、ブレンドされていない層上に形成され得るか、またはその逆であり得る。他の実施形態では、ブレンド層および非ブレンド層を共押出し得る。絶縁フィルムは、任意の適切な数の層で形成され得ることを理解されたい。
特定の実施形態では任意であり得るブロック３３５において、絶縁フィルムは、複数の絶縁フィルムを形成するために、スリットまたは切断され得る。絶縁フィルムは、第１の幅で形成され得、スリットプロセスは、第１の幅よりも小さいそれぞれの幅を有する複数の絶縁フィルムを形成するために利用され得る。スリットプロセスによって形成された複数の絶縁フィルムの各々は、任意の適切な幅を有し得る。
特定の実施形態では、方法３００は、ブロック３３５に続いて終了し得る。他の実施形態では、１つ以上の追加の操作は、フィルムを所望の用途に組み込むためまたはフィルムを所望の用途に組み込む準備をするために、ブロック３４０で実行され得る。例えば、特定の実施形態では、絶縁フィルムは、マグネットワイヤを生成するシステムに提供され得、絶縁フィルムは、マグネットワイヤ導体（および任意の下にある絶縁層）の周りにらせん状に巻かれ得る。別の例として、絶縁フィルムは、スロットライニングとして電気機械に組み込むために所望の長さに切断され得る。次に、方法３００は、追加の操作に続いて終了し得る。
図３の方法３００に記載および示される操作は、様々な実施形態において所望されるように、任意の適切な順序で実行または実行され得る。加えて、特定の実施形態では、操作の少なくとも一部を並行して実行し得る。さらに、特定の実施形態では、図３に記載された操作より少ないまたは多い操作を行い得る。
本開示に従って形成されたポリマー絶縁フィルム、例えば、図１Ａ～１Ｃに示されるフィルム１００、１１０、１２５のいずれかは、さまざまな適切な用途で利用され得る。これらの用途は、マグネットワイヤの周囲に形成された絶縁層、モーター、変圧器および／またはその他の電気装置のスロット絶縁体および／またはプリント回路基板用途を含むが、これらに限定されない。いくつかの例示的な用途を、図４～６を参照して以下により詳細に説明する。
図４は、少なくとも１つのブレンド層を有するフィルムから形成された絶縁体を含み得る例示的なマグネットワイヤ４００の斜視図を示す。マグネットワイヤ４００は、中心導体４０５、中心導体４０５の周りに形成された任意のベース絶縁体４１０、および導体４０５および任意のベース絶縁体４１０の周りに巻き付けられたまたは他の方法で配置されたポリマー絶縁フィルム４１５を含み得る。必要に応じて、ベース絶縁体４１０は、図４に示される３つの副層４２０Ａ～Ｃなどの任意の数の副層を含み得る。
図５Ａ～５Ｄは、本開示の例示的な実施形態による、少なくとも１つのブレンド層を有するフィルムを含む例示的なマグネットワイヤ構造５００、５２０、５５０、５７０の断面図である。図５Ａは、ポリマー絶縁フィルム５１０が導体５０５の周りに形成された長方形の断面形状を有する例示的なマグネットワイヤ５００を示す。図５Ｂは、長方形の断面形状を有する別の例示的なマグネットワイヤ５２０を示す。しかしながら、図５Ｂのマグネットワイヤ５２０は、導体５２５、導体５２５の周りに形成されたベース絶縁体５３０およびベース絶縁体５３０の周りに形成されたポリマー絶縁フィルム５３５を含む。図５Ｃは、ポリマー絶縁フィルム５６０が導体５５５の周りに形成された、円形または環状の断面形状を有する例示的なマグネットワイヤ５５０を示す。図５Ｄは、円形の断面形状を有する別の例示的なマグネットワイヤ５７０を示す。しかしながら、図５Ｄのマグネットワイヤ５７０は、導体５７５、導体５７５の周りに形成されたベース絶縁体５８０およびベース絶縁体５８０の周りに形成されたポリマー絶縁フィルム５８５を含む。実際、マグネットワイヤは、多種多様な適切な断面形状および絶縁構成で形成され得る。
図４のマグネットワイヤ４００の各層または構成要素を、より詳細に説明する。図５Ａ～５Ｄの例示的なマグネットワイヤ５００、５２０、５５０、５７０は、図４を参照して説明したものと同様の層または構成要素を含み得ることを理解されたい。実際、任意の適切な数の絶縁層は、必要に応じてマグネットワイヤに組み込まれ得る。図５～５Ｄに示される例示的な構造は、単なる非限定的な例として提供される。
まず、導体４０５に目を向けると、導体４０５は、多種多様な適切な材料および／または材料の組み合わせから形成され得る。例えば、導体４０５は、銅、アルミニウム、焼きなまし銅、無酸素銅、銀メッキ銅、ニッケルメッキ銅、銅クラッドアルミニウム（「ＣＣＡ」）、銀、金、導電性合金、バイメタル、カーボンナノチューブまたはその他の適切な導電性材料から形成され得る。加えて、導体４０５は、任意の適切な寸法および／または環状または長方形などの断面形状で形成され得る。長方形の断面形状などの特定の断面形状に対して所望されるように、導体４０５は、丸みを帯びた、鋭い、滑らかな、湾曲した、角度がついた、切頭状のまたは他の形状の角を有し得る。
導体４０５はまた、任意の適切なゲージ、直径、高さ、幅、断面積などのような任意の適切な寸法で形成され得る。図示の長方形導体４０５の場合、長辺は、約０．０２０インチ（５０８μｍ）から約０．７５０インチ（１９０５０μｍ）の間であり得、短辺は、約０．０２０インチ（５０８μｍ）から約０．４００インチ（１０１６０μｍ）の間であり得る。正方形の導体の例は、約０．０２０インチ（５０８μｍ）から約０．５００インチ（１２７００μｍ）の辺を有し得る。例の丸い導体は、約０．０１０インチ（２５４μｍ）から約０．５００インチ（１２７００μｍ）の間の直径を有し得る。他の適切な寸法は、必要に応じて利用され得、記載された寸法は単なる例として提供される。
導体４０５を形成、製造、または他の方法で提供するために、多種多様な適切な方法および／または技術を利用し得る。特定の実施形態では、導体４０５は、投入材料のサイズを所望の寸法に縮小するために、１つ以上のダイを備えた投入材料（例えば、より大きな導体など）を引き抜くことによって形成され得る。必要に応じて、１つ以上のフラットナーおよび／またはローラーを使用して、任意のダイを通して投入材料を引き抜く前および／または後に投入材料の断面形状を修正し得る。特定の実施形態では、導体４０５は、絶縁システムの一部または全部の適用と連携して形成され得る。言い換えると、導体の形成および絶縁材料の適用は、連携して行われ得る。他の実施形態では、所望の寸法を有する導体４０５は、事前形成され得るかまたは外部供給源から入手され得る。次に、絶縁材料は、導体４０５上に塗布され得るか、さもなければ形成され得る。
特定の実施形態では、ベース絶縁体４１０は、ポリマー絶縁フィルム４１５を適用する前に、導体４０５上に形成され得る。言い換えると、ベース絶縁体４１０は、第１の絶縁体として形成され得、フィルム４１５は、ベース絶縁体４１０の上に第２の絶縁体として形成され得る。ベース絶縁体４１０を形成するために、必要に応じて多種多様な適切な材料を利用し得る。例えば、ベース絶縁体４１０は、ポリマーエナメルの１つ以上の層、１つ以上の半導体層および／または材料の１つ以上の押出層を含み得る。特定の実施形態では、ベース絶縁体４１０は、導体４０５上に直接、例えば、導体４０５の外周の周りに直接形成され得る。加えて、必要に応じて、ベース絶縁体４１０は、絶縁体の単一層、または副層４２０Ａ～Ｃなどの絶縁体の複数の副層を含み得る。
ベース絶縁体４１０が複数の副層から形成される場合、任意の数の副層を利用し得る。特定の実施形態では、副層は、同じ物質または材料から形成され得る。例えば、副層は、複数のエナメル層として形成され得、各エナメル層は、同じポリマー材料から形成され得る。他の実施形態では、少なくとも２つの副層が異なる材料から形成され得る。例えば、異なるエナメル層は、異なるポリマー材料から形成され得る。別の例として、１つ以上の副層は、エナメルから形成され得、一方、別の副層は、押出材料から形成され得る。
特定の実施形態では、ベース絶縁体４１０は、エナメル質の１つ以上の層を含み得る。エナメル層は、通常、ポリマーワニスを導体４０５に塗布し、次に導体４０５を適切なエナメルオーブンまたは炉で焼成することによって形成される。通常、ポリマーワニスは、１つ以上の溶媒に懸濁されたポリマー固体材料を含む。ワニスを塗布した後、焼成または硬化の結果として溶剤が除去され、それによって固体のポリマーエナメル層が残る。必要に応じて、エナメルの複数の層は、導体４０５に塗布され得る。例えば、エナメルの第１の層を塗布し得、導体４０５をエナメルオーブンまたは他の適切な硬化装置に通し得る。次に、エナメルの第２の層を塗布し得、導体４０５は、硬化装置（または別個の硬化装置）をもう一度通過し得る。このプロセスは、所望の数のエナメルコートが塗布されるまでおよび／または所望のエナメルの厚さまたはビルドが達成されるまで繰り返され得る。必要に応じて、エナメルオーブンは、ワイヤ４００がオーブンを複数回通過するのを容易にするように構成され得る。１つ以上のエナメルオーブンに加えてまたはその代替として利用され得る他の硬化装置には、赤外線システム、紫外線システムおよび／または電子ビームシステムが含まれるが、これらに限定されない。
様々な実施形態では、必要に応じて、任意の数のエナメル層を形成し得る。加えて、エナメル質の各層および／またはエナメル質全体のビルドは、任意の所望の厚さを有し得る。エナメル層を形成するために、必要に応じて、多種多様な異なるタイプのポリマー材料を利用し得る。適切な材料の例には、ポリイミド、ポリアミドイミド、アミドイミド、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリスルホン、ポリフェニレンスルホン、ポリスルフィド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリケトンなどが含まれるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、ベース絶縁体４１０は、ポリイミド（「ＰＩ」）および／またはポリアミドイミド（「ＰＡＩ」）エナメルを含み得る。
必要に応じて、１つ以上の適切なフィラー材料は、エナメル層に組み込まれ得る。適切なフィラー材料の例は、金属、遷移金属、ランタニド、アクチニド、金属酸化物などの無機材料、および／またはアルミニウム、スズ、ホウ素、ゲルマニウム、ガリウム、鉛、シリコン、チタン、クロム、亜鉛、イットリウム、バナジウム、ジルコニウム、ニッケルなどの適切な材料の水和酸化物、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリピロール、その他の導電性粒子などの適切な有機材料および／または材料の適切な組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、フィラー材料は、エナメル層のコロナ耐性および／または１つ以上の熱特性（例えば、温度耐性、カットスルー耐性、熱衝撃など）を増強し得る。フィラー材料の粒子は、任意の適切な直径などの任意の適切な寸法を有し得る。特定の実施形態では、フィラー材料はナノ粒子を含み得る。さらに、フィラー材料とエナメル層のポリマー材料との間の任意の適切なブレンドまたは混合比を利用し得る。
必要に応じて、エナメル質に加えて、またはエナメル質の代替として、他のタイプのベース絶縁体４１０を利用し得る。例えば、特定の実施形態では、ベース絶縁体４１０は、材料の１つ以上の半導体層を含み得る。半導電性層は、導体４０５の導電率と絶縁体の導電率との間の導電率を有し得る。ベース絶縁体４１０の別の例として、１つ以上の押出層は、導体４０５の周りに形成され得る。多種多様な適切な材料および／または材料の組み合わせを利用して、押出形成された絶縁層を形成し得る。適切な材料の例は、ポリエーテルエーテルケトン（「ＰＥＥＫ」）、ポリエーテルケトンケトン（「ＰＥＫＫ」）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（「ＰＥＥＫＫ」）、ポリエーテルケトン（「ＰＥＫ」）、ポリアリールエーテルケトン（「ＰＡＥＫ」）、少なくとも１つのケトン基を有する他の適切なポリマー、Ｓａｂｉｃ Ｇｌｏｂａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓが販売するＵｌｔｅｍ（登録商標）などのポリエーテルイミド（「ＰＥＩ」）、Ｓｏｌｖａｙ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ＵＳＡが販売するＲａｄｅｌ（登録商標）などのポリフェニルスルホン（「ＰＰＳＵ」）、ポリエーテルスルホン（「ＰＥＳＵ」）、ポリフェニレンスルフィド（「ＰＰＳ」）、ポリベンゾイミダゾール（「ＰＢＩ」）、ポリカーボネート、１つ以上のポリエステル（例えば、ポリエーテルテレフタレート（「ＰＥＴ」）など）、１つ以上のコポリエステル、ポリアミド、および／または熱可塑性ポリイミド（「ＴＰＩ」）が含まれるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、押出層は、ポリマー絶縁フィルムについて上で説明したのと同様の方法で、ポリマーブレンドから形成され得る。
図４を引き続き参照すると、１つ以上の適切なフィルム層４１５、ラップまたはテープは、導体４０５の周りに巻き付けられ得る。特定の実施形態では、１つ以上のポリマーフィルム４１５は、介在する絶縁層なしに、導体４０５の周囲に直接形成され得る。他の実施形態では、１つ以上のポリマーフィルム４１５は、ベース絶縁体４１０上に形成され得る。本開示の一態様によれば、少なくとも１つのポリマーフィルムは、ブレンド層として形成された１つ以上の層を含み得る。上でより詳細に記載されるように、多種多様な適切な材料およびブレンド比は、ポリマーフィルム層において利用され得る。
加えて、多種多様な適切な方法および／または技術を利用して、導体４０５の周りにポリマー絶縁フィルムを巻き付け得る。例えば、１つ以上の適切な装置を利用して、導体４０５の周りに絶縁フィルムをらせん状に巻き付け得る。必要に応じて、複数の絶縁フィルムは、導体４０５の周りに巻き付けられ得る。例えば、複数のフィルムは、同じ方向にらせん状に巻き付けられ得、あるいは、少なくとも２つのフィルムは、導体４０５の周りに逆らせん状に巻き付けられ得る。加えて、導体４０５に巻き付けられた各フィルムは、任意の適切な角度で巻き付けられ得る。
図４～５Ｄを参照して上で説明したマグネットワイヤ４００、５００、５２０、５５０、５７０は、単なる例として提供される。様々な実施形態において所望されるように、図示されたマグネットワイヤ４００、５００、５２０、５５０、５７０に対して多種多様な代替案を作成し得る。例えば、ポリマー絶縁フィルムに加えて、多種多様な異なるタイプの絶縁層は、マグネットワイヤに組み込まれ得る。別の例として、マグネットワイヤおよび／または１つ以上の絶縁層の断面形状は、変更され得る。実際、本開示は、多種多様な適切なマグネットワイヤ構造を想定する。
上記のように、１つ以上のポリマー絶縁フィルムを、モーター、変圧器、回転電気装置および／または他の電気装置に組み込み得る。例えば、ポリマー絶縁フィルムは、モーターまたは他の適切な装置のスロット絶縁体として利用され得る。図６は、スロット絶縁体としてポリマーフィルムを組み込んだ例示的な電気装置（例えば、モーターなど）構成要素６００の断面図を示す。構成要素６００は、固定子、回転子または巻線または導体が配置され得る複数のスロット６０５Ａ～Ｎを含む他の適切な構成要素６００であり得る。例えば、構成要素６００は、内周または外周の周りに形成された複数のスロット６０５Ａ～Ｎを含み得る。特定の実施形態では、各スロット（概してスロット６０５と呼ばれる）は、それぞれの歯によって規定され得る。加えて、特定の実施形態では、スロット６０５Ａ～Ｎおよび歯は、構成要素６００に組み込まれた積層鋼構造から形成され得る。
必要に応じて、１つ以上のポリマー絶縁フィルム６１０Ａ～Ｎは、それぞれ、１つ以上のスロット６０５Ａ～Ｎ内に配置され得る。ポリマー絶縁フィルム６１０Ａ～Ｎは、積層構造とスロット６０５Ａ～Ｎ内に配置された巻線または導体との間のシールド材料として機能され得る。ポリマー絶縁フィルム６１０Ａ～Ｎは、対応するスロット６０５Ａ～Ｎ内に適合するために、形成、スリットまたは他の方法でサイズ調整され得る。
ポリマー絶縁フィルムは、必要に応じて、他のさまざまな適切な用途に組み込まれ得る。例えば、ポリマー絶縁フィルムは、プリント回路基板、他の電子機器および／またはソーラーパネル用途に組み込まれ得る。図４～６を参照して上で論じた用途は、単なる非限定的な例として提供される。
（実施例）
上記のように、多種多様な適切なポリマーブレンドを利用して、ポリマー絶縁フィルムのブレンド層を形成し得る。以下の表１に記載する例は、例示的かつ非限定的なものとして意図されており、ポリマー絶縁フィルムを形成するために様々なポリマーブレンドが利用される本開示の特定の実施形態を表す。次に、ポリマー絶縁フィルムを試験用のワイヤサンプルに巻き付けた。一貫性を保つために、全てのワイヤサンプルを、約３．３８４ｍｍの導体幅、約１．８３４ｍｍの導体厚さを有し、許容誤差が＋／－０．０１５ｍｍである、長方形のワイヤとして準備した。導体を、無酸素銅から形成した。加えて、ポリアミドイミド（「ＰＡＩ」）からのワイヤ上に、ベース絶縁体を形成した。他の実施形態では、導体を異なる寸法で形成し得る。加えて、ポリイミドエナメルなどの他のベース絶縁体を必要に応じて利用し得る。他の実施形態では、ポリマー絶縁フィルムを導体の周りに直接巻き付け得る。
表１を参照して、様々なポリマーブレンド配合を準備する。各ポリマーブレンドについて、関連するポリマーブレンドを形成するために利用されるポリマー材料の重量パーセントを準備する。加えて、ポリマーブレンドと比較するために、押出単一材料ＰＥＩ（例えば、Ｕｌｔｅｍ１０００など）の対照サンプルを準備する。押出ポリマーフィルムの各タイプについて、押出フィルムの厚さを提供する。加えて、押出サンプルについて測定された性能基準を提供する。まず、２５°Ｃで測定したＰＤＩＶ値を提供する。ショットボックス試験で得られた絶縁破壊値をも提供する。ショットボックス試験では、サンプルをショットボールに沈め、破壊されるまで試験する。また、カットスルー温度をも提供する。さらに、各サンプルは、柔軟性試験、熱衝撃試験、曲げ試験、耐油性試験など、いくつかの業界標準試験を満たすことがわかった。
Figure 2022550445000002
表１に示すように、特定のポリマーブレンドは、従来の単一ポリマー押出材料（ＰＥＩやＵｌｔｅｍなど）と同等またはそれ以上の性能を発揮し得る。例えば、特定のポリマーブレンドは、強化されたＰＤＩＶおよび／または絶縁破壊性能を提供し得る。加えて、特定のポリマーブレンドは、従来の単一ポリマー材料よりも製造または製造が安価な場合があり得る。
条件語、とりわけ、「することができる（ｃａｎ）」、「することができた（ｃｏｕｌｄ）」、「し得た（ｍｉｇｈｔ）」、または「し得る／してもよい（ｍａｙ）」等は、特に明記しない限りまたは使用される文脈内で別の方法で理解されない限り、概して、特定の実施形態が特定の特徴、要素および／または操作を含むことができたものであり、一方、他の実施形態がそれらを含まないことを伝えることを意図する。したがって、そのような条件語は、概して、機能、要素および／または操作が１つ以上の実施形態に必要とされることを意味することを意図せず、または１つ以上の実施形態が、これらの特徴、要素および／または操作が含まれるかまたは特定の実施形態で実行されるかどうかにかかわらず、ユーザ入力またはプロンプトの有無を決定するための論理を必然的に含むことを意味することを意図しない。
本明細書に示される開示の多くの修正および他の実施形態は、前述の説明および関連する図面に提示された教示の利点を有することが明らかであろう。それゆえ、本開示は、開示された特定の実施形態に限定されるべきではなく、改変および他の実施形態は、添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されることを理解されたい。本明細書では特定の用語が使用されるが、それらは一般的かつ説明的な意味でのみ使用されており、限定の目的ではない。

Claims (36)

  1. 絶縁フィルムであって、
    押出材料から形成された少なくとも１つの層であって、前記押出材料は、第１のポリマー材料と、前記第１のポリマー材料とは異なる第２のポリマー材料と、のブレンドを備える、押出材料から形成された少なくとも１つの層を備え、
    ここで、前記第１のポリマー材料は、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレンスルフィドまたはポリベンゾイミダゾールのうちの１つを備え、
    ここで、前記第２のポリマー材料は、ポリフェニルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネートまたはポリエステルのうちの１つを備える、
    絶縁フィルム。
  2. 前記第１のポリマー材料および前記第２のポリマー材料の各々は、前記ブレンドのうちの５～９５重量パーセントを構成する、請求項１に記載の絶縁フィルム。
  3. 前記第１のポリマー材料および第２のポリマー材料の各々は、前記ブレンドのうちの１０～９０重量パーセントを構成する、請求項１に記載の絶縁フィルム。
  4. 前記ブレンドは、（ｉ）ポリフェニルスルホンおよびポリエーテルスルホン、（ｉｉ）ポリフェニルスルホンおよびポリエーテルイミドまたは（ｉｉｉ）ポリエーテルエーテルケトンおよびポリフェニルスルホンのうちの１つを備える、請求項１に記載の絶縁フィルム。
  5. 前記ブレンドは、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリエーテルイミドを備える、請求項１に記載の絶縁フィルム。
  6. 前記第１の材料は、半結晶性材料を備え、前記第２の材料は、アモルファス材料を備える、請求項１に記載の絶縁フィルム。
  7. 前記ブレンドは、任意の相溶化剤を含まない、請求項１に記載の絶縁フィルム。
  8. 前記ブレンドは、相溶化剤をさらに備える、請求項１に記載の絶縁フィルム。
  9. 前記ブレンドは、フィラー材料をさらに備える、請求項１に記載の絶縁フィルム。
  10. 前記フィラー材料は、二酸化チタン、窒化ホウ素、多孔質窒化ホウ素または二酸化ケイ素のうちの少なくとも１つを備える、請求項９に記載の絶縁フィルム。
  11. 請求項１に記載の絶縁フィルムから形成された絶縁層を備える、マグネットワイヤ。
  12. 請求項１に記載の絶縁層から形成された少なくとも１つのスロットおよびスロット絶縁体を備える、電気機械構成要素。
  13. 絶縁フィルムであって、
    押出材料から形成された少なくとも１つの層であって、前記押出材料は、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンゾイミダゾール、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネートおよびポリエステルからなる群から選択される少なくとも２つの材料のブレンドを備える、押出材料から形成された少なくとも１つの層を備える、
    絶縁フィルム。
  14. 前記少なくとも２つの材料のうちの第１は、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレンスルフィドまたはポリベンゾイミダゾールのうちの１つを備え、
    ここで、前記２つの材料のうちの第２は、ポリフェニルスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネートまたはポリエステルのうちの１つを備える、
    請求項１３に記載の絶縁フィルム。
  15. 前記少なくとも２つのポリマー材料の各々は、前記ブレンドのうちの５～９５重量パーセントを構成する、請求項１３に記載の絶縁フィルム。
  16. 前記少なくとも２つのポリマー材料の各々は、前記ブレンドのうちの１０～９０重量パーセントを構成する、請求項１３に記載の絶縁フィルム。
  17. 前記ブレンドは、（ｉ）ポリフェニルスルホンおよびポリエーテルスルホンまたは（ｉｉ）ポリエーテルエーテルケトンおよびポリフェニルスルホンのうちの１つを備える、請求項１３に記載の絶縁フィルム。
  18. 前記ブレンドは、任意の相溶化剤を含まない、請求項１３に記載の絶縁フィルム。
  19. 前記ブレンドは、フィラー材料をさらに備える、請求項１３に記載の絶縁フィルム。
  20. 前記フィラー材料は、二酸化チタン、窒化ホウ素、多孔質窒化ホウ素または二酸化ケイ素のうちの少なくとも１つを備える、請求項１９に記載の絶縁フィルム。
  21. 請求項１３に記載の絶縁フィルムから形成された絶縁層を備える、マグネットワイヤ。
  22. 請求項１３に記載の絶縁層から形成された少なくとも１つのスロットおよびスロット絶縁体を備える電気機械構成要素。
  23. 絶縁フィルムを形成する方法であって、前記方法は、
    第１のポリマー材料と、前記第１のポリマー材料とは異なる第２のポリマー材料とのブレンドを準備することと、
    ここで、前記第１のポリマー材料は、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレンスルフィドまたはポリベンゾイミダゾールのうちの１つを備え、前記第２のポリマー材料は、ポリフェニルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネートまたはポリエステルのうちの１つを備え、
    前記ブレンドを備える少なくとも１つの層を押出すことと、
    少なくとも１つの押出層を絶縁フィルムに組み込むことと、
    を含む、絶縁フィルムを形成する方法。
  24. ブレンドを準備することは、前記第１のポリマー材料および前記第２のポリマー材料の各々がブレンドのうちの５～９５重量パーセントを構成するブレンドを準備することを含む、請求項２３に記載の方法。
  25. ブレンドを準備することは、前記第１のポリマー材料および前記第２のポリマー材料の各々が前記ブレンドのうちの１０～９０重量パーセントを構成するブレンドを準備することを含む、請求項２３に記載の方法。
  26. ブレンドを準備することは、ポリフェニルスルホンおよびポリエーテルスルホンを備えるブレンドを準備することを含む、請求項２３に記載の方法。
  27. ブレンドを準備することは、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリエーテルイミドを備えるブレンドを準備することを含む、請求項２３に記載の方法。
  28. ブレンドを準備することは、ポリフェニルスルホンおよびポリエーテルイミドを備えるブレンドを準備することを含む、請求項２３に記載の方法。
  29. ブレンドを準備することは、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリフェニルスルホンを備えるブレンドを準備することを含む、請求項２３に記載の方法。
  30. ブレンドを準備することは、前記第１のポリマー材料として半結晶性材料を準備することと、前記第２のポリマー材料としてアモルファス材料を準備することと、を含む、請求項２３に記載の方法。
  31. ブレンドを準備することは、任意の相溶化剤を含まないブレンドを準備することを含む、請求項２３に記載の方法。
  32. ブレンドを準備することは、前記第１のポリマー材料および前記第２のポリマー材料と組み合わせて相溶化剤を準備することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
  33. ブレンドを準備することは、前記第１のポリマー材料および前記第２のポリマー材料と組み合わせてフィラー材料を準備することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
  34. フィラー材料を準備することは、二酸化チタン、窒化ホウ素、多孔質窒化ホウ素または二酸化ケイ素の少なくとも１つを準備することを含む、請求項３３に記載の方法。
  35. 前記絶縁フィルムをマグネットワイヤに巻き付けることをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
  36. 電気機械の構成要素にスロット絶縁体として前記絶縁フィルムを組み込むことをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
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