Titre : Conducteur isolé apte à être utilisé dans un bobinage, bobinage en dérivant et procédés de fabrication correspondants.

Domaine technique

L'invention concerne le domaine des conducteurs isolés comprenant comme revêtement isolant une couche périphérique à base de poly-aryl-éther-cétone(s). L’invention concerne en outre le domaine des bobinages électriques dans lesquels ces conducteurs isolés sont particulièrement aptes à être utilisés.

Art antérieur

Dans les bobinages électriques, les isolants doivent tout d’abord isoler le conducteur à la tension d’utilisation, notamment vis-à-vis des décharges partielles. Les isolants doivent aussi résister à de fortes contraintes mécaniques et/ou de températures. C’est à ce titre que plusieurs développements de conducteurs isolés comprenant comme isolant un poly-aryl-éther-cétone ont déjà été mis en oeuvre. Les poly-aryl-éther-cétones ont en outre comme avantage de présenter une excellente résistance au feu et de n’émettre que peu de fumées et autres gaz toxiques.

L’isolation des bobinages est traditionnellement réalisée en deux temps. Elle comprend : i) l’isolation du conducteur lui-même par une couche isolante, généralement désignée sous le nom « d’émail » ; ii) puis après enroulement du conducteur isolé pour former un bobinage, l’imprégnation du bobinage par une substance chimique, généralement désignée sous le nom de « vernis d’imprégnation ».

L’isolation du conducteur par « un émail » étant un poly-aryl-éther-cétone a été décrite dans l’art antérieur.

Il est par exemple connu de US 10,186,345, un conducteur isolé comprenant une couche d’isolation de poly-éther-éther-cétone cristallisé à un taux de cristallinité d’au moins 25%. Le procédé de fabrication d’un tel conducteur isolé, comprend : i) une étape d’enveloppage d’un conducteur isolé par un ruban (« tape ») de poly- éther-éther-cétone autour du conducteur, ii) une étape de chauffage du ruban pour faire fondre le polymère et iii) une étape de refroidissement du ruban fondu de sorte à obtenir une cristallinité d’au moins 25% du polymère.

Par ailleurs, il est aussi connu de contrôler l’épaisseur de la couche d’oxyde à la surface du conducteur, notamment d’un conducteur en cuivre ou en aluminium, pour augmenter l’adhésion de l’isolant sur le conducteur. Ceci permet notamment dans certains cas de s’affranchir de l’utilisation d’une couche de base, généralement nécessaire pour une bonne adhésion de l’isolant. La demande US 2014/0224522 décrit notamment l’effet bénéfique d’une couche d’oxyde de 5 nm à 300 nm permettant d’obtenir une bonne adhésion avec l’isolant. La demande CA 3,019,024 décrit quant à elle, qu’un conducteur sans aucune couche d’oxyde a également un effet bénéfique sur l’adhésion. La suppression totale de la couche d’oxyde est notamment rendue possible par traitement avec un plasma ionique sous atmosphère protectrice.

L’imprégnation du bobinage par « un vernis d’imprégnation » est bien connue de l’art antérieur mais n’a pas été décrite directement avec un vernis de PAEK. Le vernis d’imprégnation permet notamment de solidariser les spires des bobines entre elles et donc d’augmenter leur tenue mécanique aux vibrations. Le vernis d’imprégnation permet également de retirer en grande partie l'air présent au cœur du bobinage, d’assurer une protection contre les agressions chimiques externes et d’améliorer la tenue diélectrique globale de la bobine.

Il a seulement été décrit dans la demande US 10,325,695 un exemple de procédé de fabrication d’un empilement de conducteurs isolés comprenant : une étape d’application d’une couche de polyétherimide (PEI) sur un conducteur métallique pour former un conducteur isolé ; puis une étape d’empilement des conducteurs isolés ; et enfin, une étape d’extrusion de PEEK sur l’empilement.

Il existe actuellement un besoin de fournir des bobinages, aptes à être soumis à des conditions mécaniques et/ou en températures et/ou chimiques toujours plus exigeantes. A ce jour, il existe un besoin de fournir des bobinages électriques dont l’isolation des conducteurs comprend une composition à base de poly-aryl-éther-cétone(s) et dont les spires sont maintenues les unes aux autres par une composition à base de poly-aryl-éther-cétone(s).

Objectifs de l’invention

L’invention a pour objectif de proposer des conducteurs isolés, aptes à être maintenus entre eux dans un bobinage électrique par une composition à base de poly-aryl-éther-cétone(s), les conducteurs isolés ayant comme couche la plus externe une couche (un « émail ») comprenant un poly-aryl-éther-cétone.

Un autre objectif de l’invention est de proposer un procédé d’obtention de ces conducteurs isolés.

Un autre objectif de l’invention est de proposer un procédé de thermosoudage entre conducteurs isolés pour remplacer l’étape d’imprégnation. Autrement dit, un autre objectif de l’invention est de proposer un procédé alternatif permettant d’assurer le maintien des conducteurs isolés entre eux dans un empilement de conducteurs isolés.

Résumé de l'invention

L’invention concerne tout d’abord un conducteur isolé comprenant :

- au moins un conducteur électrique ; et,

- un revêtement isolant recouvrant ledit conducteur électrique.

Le revêtement isolant est constitué de n couche(s), « n » étant un entier supérieur ou égal à 1 . La n ^ème couche du revêtement est la couche la plus externe et est constituée d’une composition Cn pseudo-amorphe. La composition Cn comprend au moins 50% en poids d’un poly-aryl-éther-cétone.

Un conducteur isolé tel que celui de la présente invention apparaîtrait de premier abord peu utile à un Homme de l’Art destinant son utilisation à des applications hautes températures. En effet, l’utilisation de compositions à base de poly-aryl- éther-cétone^) ont pour intérêt de présenter une bonne résistance à haute température. Or, il est connu que cette résistance est bien meilleure pour une composition se présentant sous forme partiellement ou totalement cristallisée que pour la même composition se présentant essentiellement sous forme amorphe. Ainsi, l’Homme de l’Art se détournerait intuitivement d’un conducteur isolé ayant comme revêtement une composition essentiellement sous forme amorphe.

L’idée novatrice et surprenante des inventeurs a été de fabriquer des conducteurs isolés ayant un revêtement comprenant une couche externe de composition pseudo-amorphe comme produit intermédiaire afin de pouvoir mettre en œuvre un procédé de thermosoudage par coalescence des revêtements isolants. La composition étant cristallisable, elle est apte à cristalliser après coalescence et acquiert donc de bonnes propriétés de résistance en température. Les inventeurs ont ainsi pu concevoir des assemblages de conducteurs isolés thermosoudés entre eux, la composition de ce qui constituait la couche la plus externe des revêtements isolants étant in-fine sous forme, partiellement au moins, cristallisée. A contrario, les inventeurs ont remarqué que le procédé de thermosoudage ne pouvait être mis en œuvre avec des revêtements cristallisés, au moins partiellement, du fait d’une très mauvaise, voire d’une absence, de coalescence entre les revêtements isolants à une température inférieure à leur température de fusion.

Selon certains modes de réalisation, ledit au moins un conducteur électrique comprend du cuivre ou un de ses alliages, de l’aluminium, du nickel ou de l’argent. Selon certains modes de réalisation, l’indice de fluidité de la composition Cn a une valeur allant de 1 à 100 cm ³ /10 min à 380°C et sous une charge de 5 kg. L’indice de fluidité de la composition Cn a préférentiellement une valeur allant de 2 à 85, et de manière davantage préférée une valeur allant de 2 à 60 cm ³ /10 min.

Selon certains modes de réalisation particuliers, l’indice de fluidité de la composition Cn peut avoir une valeur de 2 à 20 cm ³ /10 min, ou de 20 à 60 cm ³ /10 min, ou encore de 60 à 85 cm ³ /10 min.

Selon certains modes de réalisation, la composition Cn comprend en outre un autre thermoplastique différent d’un poly-aryl-éther-cétone et/ou une charge et/ou un additif. L’autre thermoplastique peut notamment être choisi dans la liste constituée de : un copolymère éthylène-propylène fluoré (FEP), un copolymère perfluoroalcoxy-alcane (PFA), un élastomère perfluoré (FFKM), un polyétherimide (PEI), un copolymère bloc polyétherimide/polydiméthylsiloxane (PEI/PDMS), un poly(éther sulfone) (PES), un polysulfone (PSU), un polyphénylène sulfone (PPSU), un poly(sulfure de phénylène), un polyphénylène éther (PPE) et leur mélange.

Selon certains modes de réalisation, la composition Cn est essentiellement constituée, ou constituée, dudit au moins un poly-aryl-éther-cétone.

Selon certains modes de réalisation, ledit au moins un poly-aryl-éther-cétone est essentiellement constitué, préférentiellement constitué, de : un motif téréphtalique et un motif isophtalique, le motif téréphtalique ayant pour formule : le motif isophtalique ayant pour formule : le pourcentage molaire en motif téréphtalique par rapport à la somme des motifs téréphtalique et isophtalique étant de 0% à 85%.

Le pourcentage molaire en motif téréphtalique par rapport à la somme des motifs téréphtalique et isophtalique est préférentiellement de 45% à 75%, encore préférentiellement de 48% à 75%, et de manière extrêmement préférée de 58% à 73%.

Selon certains modes de réalisation, ledit au moins un poly-aryl-éther-cétone est un copolymère comprenant une unité de formule : le pourcentage molaire en unité (III) par rapport à la somme des unités (III) et (IV) étant de : 0% à 99%. Selon certains modes de réalisation, ledit au moins un poly-aryl-éther-cétone est un copolymère comprenant une unité de formule : le pourcentage molaire en unité (III) par rapport à la somme des unités (III) et (V) étant de 0 à 99%.

Selon certains modes de réalisation, la n ^ème couche a une épaisseur allant de 5 micromètres à 1000 micromètres. Préférentiellement, la n ^ème couche a une épaisseur allant de 10 micromètres à 750 micromètres, encore préférentiellement de 25 micromètres à 500 micromètres, et de manière extrêmement préférée de 50 micromètres à 250 micromètres.

Selon certains modes de réalisation, l’entier « n » est supérieur ou égal à 2. Selon certains modes de réalisation, le revêtement isolant comprend au moins une couche intermédiaire, entre ledit au moins un conducteur électrique et la n ^ème couche du revêtement, notamment la (n-1 ) ^ème couche, qui est une composition semi-cristalline comprenant un polymère thermoplastique ayant un point de fusion supérieur ou égal à celui de la n ^ème couche.

Selon certains modes de réalisation, le revêtement isolant comprend au moins une couche intermédiaire, entre ledit au moins un conducteur électrique et la n ^ème couche du revêtement, notamment la (n-1 ) ^ème couche, qui est un homopolymère constitué d’une seule unité de répétition de formule: Selon certains modes de réalisation, le revêtement isolant comprend au moins une couche intermédiaire, entre ledit au moins un conducteur électrique et la n ^ème couche du revêtement, notamment la (n-1 ) ^ème couche, qui est une composition comprenant un polymère thermodurcissable réticulé.

L’invention concerne également un procédé de fabrication du conducteur isolé. Le procédé comprend la fourniture dudit au moins un conducteur électrique, recouvert le cas échéant d’un revêtement isolant constitué de (n-1 ) couches, et la fourniture de ladite composition Cn, la composition Cn ayant une température de fusion Tf. Le procédé comprend : une étape de chauffage de la composition Cn à une température strictement supérieure à Tf, de sorte à obtenir un fondu de composition Cn ; l’application de la composition Cn, à l’état solide ou fondu, sur ledit conducteur recouvert le cas échéant des (n-1 ) couches de revêtement isolant, de sorte à obtenir un conducteur recouvert de la composition Cn, à l’état solide ou fondu ; et, le refroidissement suffisamment rapide du fondu de composition Cn de sorte à obtenir la n ^ème couche de revêtement sous forme pseudo-amorphe.

L’invention concerne en outre un procédé de fabrication de thermosoudage entre deux sections de conducteur isolé selon la présente invention. Les deux sections ont un revêtement isolant ayant une couche périphérique formée d’une même composition chimique C pseudo-amorphe, la composition C ayant une température de transition vitreuse T _g , ledit procédé comprenant :

- la mise en contact de deux sections de conducteur isolé ;

- la coalescence des parties des deux sections de conducteur isolé mises en contact par chauffage à une température supérieure à T _g pour former un assemblage de deux sections coalescées ; et,

- la cristallisation de la composition C de l’assemblage des deux sections coalescées, par maintien du chauffage à une température supérieure à la température T _g de la composition C pendant une durée suffisante.

Selon certains modes de réalisation, la composition C est cristallisée jusqu’à un taux de cristallinité strictement supérieur à 7%, tel que mesuré par WAXS, au cours de l’étape de cristallisation. Préférentiellement, la composition C est cristallisée jusqu’à un taux de cristallinité supérieur ou égal à 10%, ou supérieur ou égal à 15%, ou supérieur ou égal à 20%, voire supérieur ou égal à 25%. L’invention concerne également une bobine comprenant un enroulement de spires susceptible d’être obtenue par :

- bobinage d’un conducteur isolé selon l’invention formant un ensemble de spires possédant des zones de contact les unes par rapport aux autres ;

- thermosoudure des zones de contact par un procédé de thermosoudage selon l’invention.

Liste des Figures

[Fig.1] représente différentes formes de coupe transversale de conducteur électrique. [Fig.2] représente schématiquement un conducteur isolé comprenant un revêtement isolant à une seule couche.

[Fig.3] représente schématiquement un conducteur isolé comprenant un revêtement isolant à n couches, avec n supérieur ou égal à 2.

[Fig.4] représente schématiquement un conducteur isolé comprenant un revêtement isolant à exactement 2 couches.

[Fig.5] représente schématiquement les étapes d’un procédé de fabrication d’un conducteur isolé dans lequel la n ^ème couche est mise en œuvre par extrusion. [Fig.6] représente schématiquement les étapes d’un procédé de fabrication d’un conducteur isolé dans lequel la n ^ème couche est mise en œuvre par enroulement d’une bande (« tape »).

[Fig.7] représente schématiquement les étapes d’un procédé de thermosoudage. [Fig.8] représente schématiquement un empilement de trois spires thermosoudées formées à partir d’un conducteur isolé comprenant un revêtement isolant à une seule couche. [Fig.9] représente schématiquement un empilement de trois spires thermosoudées formées à partir d’un conducteur isolé comprenant un revêtement isolant à deux couches. Description détaillée de l’invention

Définitions

On entend par le terme « température de transition vitreuse », noté T _g , désigner la température à laquelle un polymère au moins partiellement amorphe passe d’un état caoutchoutique vers un état vitreux, ou vice versa, telle que mesurée par analyse calorimétrique différentielle (DSC) selon la norme NF ISO 11357-2 : 2020, en utilisant une vitesse de chauffe de 20°C/min. Dans la présente invention, quand il est fait référence à une température de transition vitreuse, il s’agit plus particulièrement de, sauf indication contraire, la température de transition vitreuse en demi-hauteur de palier telle que définie dans cette norme. Les compositions à base de PAEK(s) dans la présente invention peuvent éventuellement présenter plusieurs paliers de transition vitreuse dans l’analyse de DSC, notamment dus, le cas échéant, à la présence de plusieurs polymères différents non miscibles. Dans ce cas, on entend par température de transition vitreuse, la température de transition vitreuse correspondant au palier de transition vitreuse du PAEK ou du mélange de PAEKs.

On entend par le terme « température de fusion », noté Tf, désigner la température à laquelle un polymère au moins partiellement cristallisé passe à l’état liquide visqueux, telle que mesurée par calorimétrie différentielle à balayage (DSC) selon la norme NF EN ISO 11357-3 :2018, en première chauffe, en utilisant une vitesse de chauffe de 20°C/min. Dans la présente invention, quand il est fait référence à une température de fusion, il s’agit plus particulièrement de, sauf indication contraire, la température de fusion de pic telle que définie dans cette norme. Les compositions à base de PAEK(s) dans la présente invention peuvent éventuellement présenter plusieurs pics de fusion dans l’analyse de DSC, notamment dus et/ou pour un polymère donné à la présence de différentes formes cristallines. Dans ce cas, on entend par température de fusion de la composition la température de fusion correspondant au pic de fusion le plus élevé en température.

On entend par le terme polymère « pseudo amorphe », respectivement composition « pseudo amorphe », désigner un polymère, respectivement une composition, se présentant à une température inférieure à sa température de transition vitreuse sous forme essentiellement amorphe. Le polymère, respectivement la composition, est néanmoins apte à cristalliser une fois porté à une température supérieure à sa température de transition vitreuse pendant une durée suffisante. Au sens de l’invention un polymère « pseudo amorphe », respectivement une composition « pseudo amorphe », a un taux de cristallinité de 0% à 7% à une température inférieure à sa température de transition vitreuse, notamment à 25°C.

Le « taux de cristallinité » peut être mesuré par WAXS. A titre d’exemple, l’analyse peut être effectuée en diffusion des rayons X aux grands angles (WAXS), sur un appareil de type Nano-inXider® avec les conditions suivantes :

- Longueur d’onde : raie principale Ka1 du cuivre (1 ,54 Angstrom).

- Puissance du générateur : 50 kV - 0.6 mA.

- Mode d’observation : transmission.

- Temps de comptage : 10 minutes.

On obtient ainsi un spectre de l’intensité diffusée en fonction de l’angle de diffraction. Ce spectre permet d’identifier la présence de cristaux, lorsque des pics sont visibles sur le spectre en plus du halo amorphe.

Dans le spectre, on peut mesurer l’aire des pics cristallins (notée AC) et l’aire du halo amorphe (notée AH). La proportion massique de PEKK cristallin dans le PEKK est alors estimée par le rapport (AC)/(AC +AH).

On entend par le terme « mélange de polymères » désigner une composition de polymères homogène macroscopiquement. Le terme englobe les mélanges de polymères compatibles et/ou miscibles, le mélange présentant une température de transition vitreuse intermédiaire à celles de ces polymères considérés individuellement. Le terme englobe également de telles compositions composées de phases non miscibles entre elles et dispersées à échelle micrométrique.

On entend par le terme « copolymère » désigner un polymère issu de la copolymérisation d'au moins deux types de monomères chimiquement différents, appelés comonomères. Un copolymère est donc formé d'au moins deux motifs de répétition. Il peut également être formé de trois ou plus motifs de répétition. L’acronyme «PAEK» correspond à la notation «poly-aryl-éther-cétone», «PAEKs» à «poly-aryl-éther-cétones» et «PAEK(s)» à «poly-aryl-éther-cétone » ou « poly-aryl-éther-cétones », le cas échéant. Dans l’ensemble des gammes énoncées dans la présente demande, les bornes sont incluses sauf mention contraire.

Composition C _n de revêtement du fil isolé

La composition Cn est une composition pseudo-amorphe, à base de poly-aryl- éther-cétone(s). L’au moins un poly-aryl-éther-cétone est a fortiori également sous forme pseudo-amorphe.

C’est le caractère essentiellement amorphe de la composition qui permet une bonne coalescence dans un procédé de thermosoudage. Ainsi, l’au moins un poly-aryl-éther-cétone, respectivement la composition Cn, a avantageusement un taux de cristallinité inférieur ou égal à 5.0%, ou inférieur ou égal à 3.0%, ou encore inférieur à 1 .0%, idéalement d’environ 0%

La composition Cn doit avoir une vitesse de cristallisation entre Tf et T _g suffisamment lente, de telle sorte à pouvoir être fondue puis refroidie sous forme essentiellement amorphe, mais suffisamment rapide de telle sorte à pouvoir cristalliser dans une échelle de temps raisonnable une fois chauffée entre T _g et Tr.

De manière avantageuse, la viscosité de la composition Cn a une valeur allant de 1 à 100 cm ³ /10 min, et préférentiellement a une valeur allant de 2 à 60 cm ³ /10 min, à 380°C et sous une charge de 5 kg, tel que mesuré selon la norme ASTM D1238-10. Ces domaines de viscosité sont notamment avantageux pour permettre une bonne coalescence entre les couches de composition C lors du thermosoudage entre plusieurs conducteurs isolés selon l’invention. Ces domaines viscosité sont également avantageux pour la fabrication de conducteurs isolés selon l’invention par extrusion de la composition Cn.

La composition Cn a préférentiellement une température de transition vitreuse T _g supérieure ou égale à 125°C, de préférence encore supérieure ou égale à 145°C, et de manière extrêmement préférée supérieure ou égale à 150°C.

La composition C _n a préférentiellement une température de fusion Tf supérieure ou égale à 250 °C, et de préférence encore supérieure ou égale à 270°C. La composition Cn peut notamment avoir une température de fusion supérieure ou égale à 280°C, ou supérieure ou égale à 290 °C, ou supérieure ou égale à 300°C, ou supérieure ou égale à 310°C, ou supérieure ou égale à 320°C, voire supérieure ou égale à 330°C.

La composition Cn comprend au moins 50% en poids d’au moins un poly-aryl- éther-cétone. Elle est indifféremment désignée dans le reste de la demande comme une composition à base de poly-aryl-éther-cétone(s).

Un poly-aryl-éther-cétone (PAEK) comporte les motifs de formules suivantes:

(-Ar-X-) et (-An-Y-), dans lesquelles :

- Ar et An désignent chacun un radical aromatique divalent;

- Ar et An peuvent être choisis, de préférence, parmi le 1 ,3-phénylène, 1 ,4- phénylène, le 1 ,1’-biphénylène divalent en positions 3,3’, Ie1 , 1 ’-biphényle divalent en positions 3,4’, le 1 ,4-naphthylène, le 1 ,5-naphthylène et le 2,6-naphthylène ;

- X désigne un groupe électroattracteur ; il peut être choisi, de préférence, parmi le groupe carbonyle et le groupe sulfonyle,

- Y désigne un groupe choisi parmi un atome d’oxygène, un atome de soufre, un groupe alkylène, tel que -(CH)2- et l’isopropylidène.

Dans ces motifs X et Y, au moins 50%, de préférence au moins 70% et plus particulièrement, au moins 80% des groupes X sont un groupe carbonyle, et au moins 50%, de préférence au moins 70% et plus particulièrement au moins 80% des groupes Y représentent un atome d’oxygène.

Selon un mode de réalisation préféré, 100% des groupes X désignent un groupe carbonyle et 100% des groupes Y représentent un atome d’oxygène.

Le poids en PAEK ou, le cas échéant, la somme des poids des PAEKs de la composition Cn peut représenter au moins 60%, ou au moins 70%, ou au moins 80%, ou au moins 85%, ou au moins 90%, ou au moins 92,5%, ou au moins 95%, ou au moins 99%, ou au moins 99,9% ou 100% du poids total de la composition. Dans certains modes de réalisation la composition Cn est essentiellement constituée de PAEK(s), c’est-à-dire qu’elle comprend de 90% à 99,9% du poids total de composition en PAEK(s).

Dans certains modes de réalisation, la composition Cn est constituée de PAEK(s) c’est-à-dire qu’elle est constituée d’au moins 99,9%, idéalement de 100%, du poids total de composition en PAEK(s).

Avantageusement, le(s) PAEK(s) peut/peuvent être choisi(s) parmi: - un poly-éther-cétone-cétone, également nommé PEKK ; un PEKK comprend un/des motif(s) de formule : -Ph-0-Ph-C(0)-Ph-C(0)- ;

- un poly-éther-éther-cétone, également nommé PEEK ; un PEEK comprend un/des motif(s) de formule : -Ph-O-Ph-O-Ph-C(O)- ;

- un poly-éther-cétone, également nommé PEK ; un PEK comprend un/des motif(s) de formule : -Ph-O-Ph-C(O)- ;

- un poly-éther-éther-cétone-cétone, également nommé PEEKK ; un PEEKK comprend un/des motif(s) de formule : -Ph-O-Ph-O-Ph-C(O)- Ph-C(O)- ;

- un poly-éther-éther-éther-cétone, également nommé PEEEK ; un PEEEK comprend un/des motif(s) de formule : -Ph-O-Ph-O-Ph-O- Ph-C(O)- ;

- un poly-éther-diphényle-éther-cétone également nommé PEDEK ; un PEDEK comprend un/des motif(s) de formule : un PEDEK comprend un/des motif(s) de formule -Ph-O-Ph-Ph-O-Ph-C(O)- ;

- leurs mélanges ; et,

- des copolymères comprenant au moins deux des motifs précités, dans lesquelles : Ph représente un groupement phénylène et -C(O)- un groupement carbonyle, chacun des phénylènes pouvant indépendamment être de type ortho (1-2), méta (1-3) ou para (1-4), préférentiellement étant de type méta ou para.

En outre, des défauts, des groupes terminaux et/ou des monomères peuvent être incorporés en très faible quantité dans les polymères tels que décrits dans la liste ci-dessus, sans pour autant avoir une incidence sur leur performance.

Selon certains modes de réalisation, la composition Cn comprend, est essentiellement constituée de, voire est constituée de, un polymère de poly-éther- cétone-cétone comprenant : un motif téréphtalique et un motif isophtalique, le motif téréphtalique ayant pour formule : le motif isophtalique ayant pour formule : Pour un polymère d’une famille donnée, telle la famille des PEKKs, on entend par « comprend une/des unité(s)» signifier que cette/ces unité(s) ont une proportion molaire totale d’au moins 50% dans le polymère. Cette/ces unité(s) peut/peuvent représenter une proportion molaire d’au moins 60%, ou d’au moins 70%, ou d’au moins 80%, ou d’au moins 85%, ou d’au moins 90%, ou d’au moins 92.5%, ou d’au moins 95%, ou d’au moins 99%, ou d’au moins 99,9 % dans le polymère. On entend par « essentiellement constituée d’unité(s) » signifier que G/les unité(s) représente(nt) une proportion molaire de 95% à 99,9% dans le copolymère. Enfin, on entend par « constituée d’unité(s) » signifier que /les unités(s) représentent une proportion molaire d’au moins 99,9% dans le polymère.

Préférentiellement, le poly-éther-cétone-cétone est essentiellement constitué de, voire même constitué de : motifs isophtalique « I » et téréphtalique « T ». Préférentiellement, le poly-éther-cétone-cétone est, le cas échéant, un copolymère statistique.

Le choix de la proportion molaire de motifs T par rapport à la somme des motifs T et I est l’un des facteurs qui permet d’ajuster les propriétés de vitesse de cristallisation des poly-éther-cétone-cétones.

Une proportion molaire donnée de motifs T par rapport à la somme des motifs T et I peut être obtenue en ajustant les concentrations respectives des réactifs lors de la polymérisation, de manière connue en soi.

La proportion molaire de motifs T par rapport à la somme des motifs T et I de PEKK(s) peut notamment varier de : 0 à 5 % ; ou de 5 à 10 % ; ou de 10 à 15 % ; ou de 15 à 20 % ; ou de 20 à 25 % ; ou de 25 à 30 % ; ou de 30 à 35 % ; ou de 35 à 40 % ; ou de 40 à 45 % ; ou de 45 à 48%, ou de 48% à 51 %, ou de 51 % à 54%, ou de 54% à 58%, ou de 58% à 62%, ou de 62% à 65%, ou de 65 à 68 % ; ou de 68% à 73% ou de 73% à 75 % ; ou de 75 à 80 % ; ou de 80 à 85%.

Selon des modes de réalisation particuliers, le poly-éther-cétone-cétone est essentiellement constitué, voir même constitué de, motifs « T » et « I », avec une proportion molaire de motifs T par rapport à la somme des motifs T et I allant de 45% à 75%. En effet, pour cette gamme de proportions molaires, un poly-éther- cétone-cétone a une vitesse de cristallisation appropriée permettant d’une part d’être obtenu sous forme essentiellement amorphe moyennant un refroidissement suffisamment rapide et de cristalliser suffisamment rapidement une fois chauffé au-dessus de sa température de transition vitreuse. Ces proportions molaires de motifs T par rapport à la somme des motifs T et I sont donc particulièrement appropriées pour des compositions Cn essentiellement constituées, voire constituées, d’un seul poly-éther-cétone-cétone. La proportion molaire de motifs T par rapport à la somme des motifs T et I est préférentiellement de 48% à 75%, et de manière extrêmement préférée de 58% à 73%. La proportion molaire de motifs T par rapport à la somme des motifs T et I peut notamment être d’environ 60% ou d’environ 70%.

La composition Cn n’est préférentiellement pas constituée d’un homopolymère de poly-éther-éther-cétone constitué d’une seule unité de répétition de formule:

En effet, ce polymère cristallise très rapidement lorsqu’il est chauffé au-dessus de sa Tg, ce qui rend très difficile une bonne coalescence de couche à couche. Partant de ce constat, il peut néanmoins être envisagé de réduire la vitesse de cristallisation de l’homopolymère ci-dessus de diverses manières.

Un premier aspect est l’introduction d’un certain nombre de défauts dans la structure de l’homopolymère constitué de l’unité de formule (III), c’est-à-dire une modification de sa structure chimique.

La composition Cn peut comprendre, être essentiellement constituée, voire être constituée, d’un polymère comprenant une unité de formule : Préférentiellement, le polymère est essentiellement constitué de, voire même constitué de : unités de formule (III) et (IV).

Préférentiellement, le polymère est, le cas échéant, un copolymère statistique.

La proportion molaire d’unité (III) par rapport à la somme des unités (III) et (IV) peut aller 0% à 99%, préférentiellement de 0% à 95%.

Selon certaines variantes, la composition peut comprendre, être essentiellement constituée, voire constituée, d’un polymère comprenant, étant essentiellement constitué de, voire même étant constitué de : une unité de formule :

Préférentiellement, le polymère est essentiellement constitué de, voire même constitué de : unités de formule (III) et (IVa).

Préférentiellement, le polymère est, le cas échéant, un copolymère statistique.

La proportion molaire d’unité (III) par rapport à la somme des unités (III) et (IVa) peut aller 0% à 99%, et préférentiellement de 5% à 95%.

La composition Cn peut comprendre, être essentiellement constituée, voire constituée, d’un polymère comprenant une unité de formule : Selon certaines variantes, la composition Cn peut comprendre, être essentiellement constituée, voire constituée, d’un polymère comprenant, étant essentiellement constitué de, voire même étant constitué de : une unité de formule :

La proportion molaire d’unité (III) par rapport à la somme des unités (III) et (Va) peut aller 0% à 99%, et préférentiellement de 5% à 95%.

Préférentiellement, le polymère est essentiellement constitué de, voire même constitué d’unités de formule (III) et (Va).

Préférentiellement, le polymère est, le cas échéant, un copolymère statistique.

La proportion molaire d’unité (III) par rapport à la somme des unités (III) et (Va) peut aller de 0 % à 99%, préférentiellement de 0% à 95%.

Un deuxième aspect pour réduire la cristallisation d’un homopolymère constitué de l’unité de répétition de formule (III) est de le mélanger avec un autre PAEK qui soit plus long à cristalliser. Cet autre PAEK peut notamment être un PEKK essentiellement constitué, préférentiellement constitué, de motif I et/ou de motif T.

Un troisième aspect pour réduire la vitesse de cristallisation d’un homopolymère de PEEK constitué de l’unité de répétition de formule (III) est de le mélanger avec un autre polymère différent d’un PAEK, notamment un polymère amorphe. Un polymère amorphe compatible avec de nombreux PAEKs, notamment avec un PEKK ou un PEEK, est par exemple un polyétherimide.

Un quatrième aspect, non développé en détail ici, pour réduire la cristallisation d’un homopolymère de PEEK constitué de l’unité de répétition de formule (III) serait l’ajout d’un additif jouant le rôle d’agent de modulation de la vitesse de cristallisation.

Selon certains modes de réalisations particuliers, la composition Cn est notamment essentiellement constituée, ou constituée, d’un seul PAEK choisi parmi :

- un PEKK, notamment étant essentiellement constitué, ou constitué des motifs I et T, tel que décrit ci-dessus ;

- un polymère essentiellement constitué, ou constitué d’unités de formule (III) et (IV), tel que décrit ci-dessus ; et,

- un polymère essentiellement constitué, ou constitué d’unités de formule (III) et (V), tel que décrit ci-dessus.

Selon certains modes de réalisation, la composition Cn comprend, est essentiellement constituée de, ou est constituée de, un seul PAEK, de composition et/ou de viscosité substantiellement homogène(s).

Selon certains modes de réalisation la composition Cn comprend, est essentiellement constituée de, ou est constituée de, plusieurs PAEKs différents, c’est-à-dire notamment ayant une composition chimique différente et/ou une viscosité différente.

Selon certains modes de réalisation particuliers, la composition Cn comprend au moins deux PAEKs de composition chimique différente, plus particulièrement :

- un PEKK, notamment étant essentiellement constitué, ou constitué des motifs I et T, tel que décrit ci-dessus, et en plus de ce PEKK,

- l'un au moins des polymères suivants : PEK, PEEKEK, PEEK, notamment un polymère essentiellement constitué, ou constitué d’unités de formule (III) et (V) tel que décrit ci-dessus, PEEKK, PEKEKK, PEEEK, PEDEK, ou un polymère essentiellement constitué, ou constitué d’unités de formule (III) et (IV) tel que décrit ci-dessus, avec une teneur de moins de 50% en poids du poids total de la composition Cn, de préférence inférieure ou égale à 30% massique de la composition Cn.

Selon certains modes de réalisation particuliers, la composition Cn comprend un mélange de plusieurs PAEKs, les PAEKs étant un copolymère de PAEK avec des proportions molaires en unités de répétition différentes. En particulier, la composition Cn peut comprendre un mélange de copolymères de PEKKs ayant un ratio molaire différent en motifs de « type T » par rapport à la somme des motifs de « type T » et de « type I ». La composition Cn peut également comprendre un mélange de copolymères comprenant, étant essentiellement constitué de, voire même constitué d’unités de formule (III) et d’unités de formule (IV), respectivement de formule (V), ayant un ratio molaire différent d’unités de formule (III) par rapport à la somme des unités de formule (III) et de formule (IV), respectivement par rapport à la somme des unités de formule (III) et de formule (V).

Selon certains modes de réalisation particuliers, la composition Cn peut aussi comprendre un mélange de plusieurs PAEKs, les PAEKs étant un copolymère de PAEK avec des viscosités différentes.

Enfin, la composition Cn peut aussi comprendre un mélange de copolymères de PAEKs, les PAEKs étant un copolymère de PAEK avec des proportions molaires en unités de répétition différentes et des viscosités différentes.

Selon certains modes de réalisation, la composition Cn peut en outre comprendre un ou plusieurs autres polymères n’appartenant pas à la famille des PAEKs, notamment d’autres polymères thermoplastiques.

Selon certains modes de réalisation, la composition Cn comprend un mélange de PAEK(s) avec au moins un polymère fluoré, tels les polymères fluorés décrits dans la demande EP 2 767 986 et US 9,543,058. Le fluoropolymère peut préférentiellement être choisi parmi la liste constituée de : un polytétrafluoroéthylène (PTFE), un poly(fluorure de vinyle) (PVF), un poly(fluorure de vinyle) (PVDF), un polychlorotrifluoroéthylène (PCTFE), un polymère perfluoroalcoxy, un copolymère perfluoroalcoxy-alcane (PFA), un copolymère éthylène-propylène fluoré (FEP), un poly(éthylène-co-tétrafluoroéthylène) (ETFE), polyéthylènechlorotrifluoroéthylène (ECTFE), un élastomère perfluoré (FFKM), un perfluoropolyéther (PFPE), et leur mélange.

Les polymères fluorés étant généralement non miscibles avec les PAEKs, la composition Cn est, dans ces modes de réalisation, avantageusement une dispersion de particules de polymères fluorés dans ledit au moins un PAEK. Selon certains modes de réalisation, la composition Cn comprend un mélange de PAEK(s) et d’un polyétherimide (PEI), un copolymère silicone-polyimide ou encore un copolymère bloc polysiloxane/polyimide (comme un polyétherimide/polydiméthylsiloxane (PEI/PDMS)), tels les polymères décrits dans les demandes EP 0 323 142 et US 8 013 251 .

Selon certains modes de réalisation, la composition Cn peut comprendre alternativement aux thermoplastiques précités ou en plus de ceux-ci : un polyphénylène sulfone (PPSU), un polysulfone (PSU), un polycarbonate (PC), un polyphénylène éther (PPE), un poly(sulfure de phénylène) (PPS), un poly(téréphtalate d’éthylène) (PET), un polyamide (PA), un polybenzimidizole (PBI), un poly (amide-imide) (PAI), un poly(éther sulfone) (PES), un poly(aryl sulfone), un poly(éther imide sulfone), un polyphénylène, un polybenzoxazole, un polybenzothiazole, leur mélange.

Selon certains modes de réalisations particuliers, la composition Cn est essentiellement constituée, ou constituée d’un mélange de :

- PAEK choisi parmi : un PEKK, notamment étant essentiellement constitué, ou constitué des motifs I et T, tel que décrit ci-dessus ; un polymère essentiellement constitué, ou constitué d’unités de formule (III) et (IV), tel que décrit ci-dessus ; et un polymère essentiellement constitué, ou constitué d’unités de formule (III) et (V), tel que décrit ci-dessus ;

- avec un autre polymère choisi dans la liste constituée de :

FEP, PFA, FFKM, PEI, PEI/PDMS, PES, PSU, PPSU, PPS, PPE et leur mélange. La composition Cn peut notamment être essentiellement constituée, ou constituée d’un mélange de :

- PEKK, essentiellement constitué, ou constitué des motifs I et T, dans lequel la proportion molaire de motifs T par rapport à la somme des motifs T et I va de 45% à 75% ;

- avec un autre polymère choisi dans la liste constituée de : FEP, PFA, FFKM, PEI, PEI/PDMS, PES, PSU, PPSU, PPS, PPE et leur mélange.

Selon certains modes de réalisation, la composition peut comprendre en outre des charges et/ou des additifs.

Parmi les charges, citons les charges renforçantes. La composition peut ainsi comprendre moins de 50 % en poids de charges, de préférence moins de 40 % en poids de charges et de préférence encore moins de 25% en poids de charges, par rapport au poids total de composition. Parmi les additifs, on peut citer les agents stabilisants (lumière, en particulier UV, et chaleur comme par exemple les sels de phosphate), les azurants optiques, colorants, pigments, les agents d’écoulement, les additifs permettant d’ajuster la viscosité de la composition à l’état de fondu, les additifs permettant d’ajuster les vitesses de cristallisation de la composition, les additifs permettant d’ajuster la capacité calorifique de la composition, ou une combinaison de ces additifs. La composition peut ainsi comprendre moins de 10% en poids, de préférence moins de 5 % en poids, et de préférence encore moins de 1 % en poids d’additif(s) par rapport au poids total de composition

Structure du fil isolé

En référence aux Figures 2, 3 et 4, le conducteur isolé (1 ;10) selon l’invention comprend :

- au moins un conducteur électrique (2 ; 12) ; et,

- un revêtement isolant (5 ; 11 ) recouvrant ledit conducteur électrique, constitué de n couche(s) (5 ; 13 ; 14 ; 15) , « n » étant un entier supérieur ou égal à 1 .

Le numéro des couches est croissant en partant du centre vers la périphérie. La couche la plus externe, ou n ^ème couche, est constituée d’une composition Cn telle que décrite ci-dessus.

Le revêtement isolant, ou respectivement chaque couche du revêtement isolant et notamment la n ^ème couche, a avantageusement une constante diélectrique, telle que mesurée à 25 °C et à 1 KHz inférieure ou égale à 3.5, préférentiellement inférieure ou égale à 3.3, et de manière extrêmement préférée inférieure ou égale à 3.1 , telle que mesurée selon la norme IEC 62634-2-1 :2018.

Le revêtement isolant, ou respectivement chaque couche du revêtement isolant et notamment la n ^ème couche, a une épaisseur moyenne allant de 5 micromètres à 1000 micromètres, préférentiellement de 10 micromètres à 750 micromètres, encore préférentiellement de 25 micromètres à 500 micromètres, et de manière extrêmement préférée de 50 micromètres à 250 micromètres. L’épaisseur peut être mesurée sur des sections de conducteur isolé par microscopie ou par toute autre méthode connue de l’Homme de l’Art. L’épaisseur de chaque couche du revêtement isolant, et notamment l’épaisseur de la n ^ème couche, est avantageusement relativement homogène. Le ratio défini par la plus petite épaisseur par la plus grande épaisseur, pour une couche donnée, est préférentiellement d’au moins 0.75, ou d’au moins 0.8, ou d’au moins 0.85, ou d’au moins 0.9 ou d’au moins 0.95 sur substantiellement toute l’étendue du conducteur isolé.

Le conducteur électrique est généralement de forme allongée selon un axe. Au sens de l’invention le conducteur électrique signifie un seul conducteur électrique ou bien une mèche constituée de plusieurs conducteurs électriques.

Une coupe transversale du conducteur électrique, normale à l’axe conducteur, peut avoir n'importe quelle forme géométrique, et notamment en référence à la Figure 1 , une forme: carrée (a), rectangulaire (b) avec éventuellement des bords arrondis (c ; d), circulaire (e) ou elliptique (f).

On entend par conducteur électrique un matériau ayant une conductivité élevée mesurée à 20°C, notamment une conductivité supérieure ou égale à 5.10 ⁶ S/m, préférentiellement supérieure ou égale à 1.10 ⁷ S/m et de manière extrêmement préférée supérieure ou égale à 3. 10 ⁷ S/m.

Le conducteur électrique peut notamment comprendre un métal choisi parmi : le cuivre, l’aluminium, l’or, l’argent, le nickel, l’étain.

Selon certains modes de réalisation, le conducteur électrique peut être un métal pur, par exemple le cuivre, l’aluminium, l’or, l’argent ou le nickel.

Selon certains modes de réalisation, le conducteur électrique peut être un alliage, comme par exemple un alliage cuivre-étain (bronze), un alliage cuivre-nickel, un alliage cuivre-zinc, ou encore un alliage argent-cuivre.

Selon certains modes de réalisation le conducteur électrique peut avoir une structure de type cœur-enveloppe le cœur étant constitué d’un premier conducteur électrique et l’enveloppe entourant le cœur étant constituée d’un second conducteur, cette structure permettant d’exploiter des propriétés avantageuses de chaque conducteur électrique. Le conducteur électrique peut notamment être constitué d’un cœur en aluminium (légèreté) et d’une enveloppe en cuivre (bonnes propriétés de conduction). La taille de l’enveloppe peut notamment être très fine par rapport à la taille du cœur : on parle alors de plaquage. Le conducteur électrique peut notamment être constitué de cuivre plaqué d’argent ou de cuivre plaqué de nickel.

Selon certains modes de réalisation, le conducteur électrique est constitué de cuivre ou, le cas échéant, comprend une enveloppe en cuivre.

Pour les conducteurs électriques capables d’oxydation, la surface externe du conducteur peut éventuellement présenter une couche d’oxydation. Une couche d’oxydation trop épaisse n’est généralement pas souhaitable car elle tend à diminuer l’adhésion du revêtement isolant sur le conducteur électrique. Dans la présente invention, il est généralement fait référence au matériau du conducteur électrique, tel le cuivre, sans qu’il soit présumé a priori sous quelle forme se présente sa surface externe en contact avec le revêtement isolant. Ainsi un conducteur électrique constitué de cuivre peut avoir ou non une couche d’oxydation sur sa surface externe, quand il n’est pas précisé explicitement l’état de sa surface externe.

Selon certains modes de réalisation, notamment ceux où la surface externe est du cuivre ou de l’aluminium, en particulier le cuivre, l’épaisseur de la couche d’oxydation est inférieure ou égale à 300 pm et préférentiellement inférieure ou égale à 200 pm. L’épaisseur de la couche d’oxydation peut notamment être inférieure ou égale à 150 pm, ou inférieure ou égale à 100 pm, ou inférieure ou égale à 50 pm, ou inférieure ou égale à 25 pm, ou inférieure ou égale à 10 pm, ou encore inférieure ou égale à 5 pm.

Selon certains modes de réalisation, la surface externe du conducteur électrique ne présente pas, ou essentiellement pas, de couche d’oxydation.

Le conducteur électrique est recouvert, sauf éventuellement en ses extrémités, d’un revêtement isolant constitué de n couches.

Selon certains modes de réalisation, tel celui représenté à la Figure 2, le conducteur isolé 1 est constitué d’un conducteur électrique 2 et d’un revêtement isolant uniquement constitué d’une seule et unique couche 5, la couche 5 étant de composition Ci et recouvrant le conducteur électrique 2.

Selon certains modes de réalisation, tels que ceux représentés aux Figures 3 et 4, le conducteur isolé 10 est constitué d’un conducteur électrique 12 et d’un revêtement isolant 11 comprenant au moins deux couches : une n ^ème couche 15, la plus externe, et une ou plusieurs couches intermédiaires (13, 14) entre le conducteur électrique 12 et la n ^ème couche 15.

En référence à la Figure 3, si l’entier n est strictement supérieur à 2, le conducteur électrique 12 est recouvert, par ordre croissant des couches en partant du centre vers la périphérie, de (n-2) couches intermédiaires 13, d’une (n-1) ^ème couche 14 et d’une n ^ème couche 15.

En référence à la Figure 4, si l’entier n est égal 2, la (n-1 ) ^ème couche 14 est alors la seule couche intermédiaire, à l’interface directe entre le conducteur électrique 12 et la n ^ème couche 15.

La présence de couches intermédiaires est optionnelle, néanmoins elle peut présenter plusieurs intérêts.

Selon certains modes de réalisation, une couche de base Ci peut notamment être utile afin d’assurer, le cas échéant, une meilleure adhésion entre le revêtement isolant et le conducteur électrique.

Selon certains modes de réalisation, certaines couches intermédiaires, notamment la (n-1 ) ^ème couche, peut être formulée de telle sorte à ramollir sensiblement moins que la n ^ème couche, voire ne pas ramollir du tout, lors du procédé de thermosoudage entre deux sections de conducteurs isolés. Ceci permet d’empêcher tout risque de mettre en contact les conducteurs électriques de deux sections de conducteur isolé lors du thermosoudage.

Dans un premier mode de réalisation, certaines couches intermédiaires, notamment la (n-1 ) ^ème couche, sont sous forme semi-cristalline, et comprennent, sont essentiellement constituées de, ou sont constituées de, un polymère thermoplastique ayant un point de fusion supérieur ou égal à celui de la n ^ème couche (la n ^ème couche étant sous forme pseudo-amorphe, il se peut qu’un point de fusion ne soit pas toujours directement mesurable en première chauffe avec une rampe de 20 °C/min ; dans ce cas, l’échantillon utilisé en DSC peut être chauffé suffisamment longtemps au-dessus de la température de transition vitreuse T _g de la composition Cn, de manière à cristalliser, afin de pouvoir déterminer une température de fusion).

La (n-1 ) ^ème couche peut être de même composition chimique que celle de la composition Cn, mais au contraire de Cn dans la n ^ème couche, se présenter sous forme semi-cristalline. La (n-1) ^ème couche peut être de composition chimique différente que celle de la composition Cn. Dans certains mode de réalisation, le polymère thermoplastique de la (n-1 ) ^ème couche peut être un autre PAEK. En particulier, la composition Cn-i peut être constituée d’un homopolymère de poly-éther-éther-cétone constitué d’une seule unité de répétition de formule (III). Dans d’autres modes de réalisation, le polymère thermoplastique de la (n-1 ) ^ème couche peut être un polymère différent d’un PAEK.

Dans un deuxième mode de réalisation, certaines couches intermédiaires, notamment la (n-1 ) ^ème couche, comprennent, sont essentiellement constituées, ou sont constituées d’un polymère thermodurcissable réticulé. Le polymère thermodurcissable peut notamment être choisi parmi la liste constituée des : polyuréthanes, polyesters, polyesterimides, polyétherimides, polyamides, polyimides, polyamidimides et des mélanges de ceux-ci.

Procédé de fabrication du conducteur isolé

Un procédé de fabrication du conducteur isolé comprend :

- la fourniture d’un conducteur électrique ;

- la fourniture de composition(s) pour n couche(s) destinée(s) à former un revêtement isolant ; et

- l’application des compositions sur le conducteur isolé de telle sorte à former n couche(s) formant un revêtement isolant et adhérant au conducteur électrique.

En référence aux Figures 5 et 6, le procédé peut comprendre une première étape de formage 100 du conducteur électrique afin d’obtenir un conducteur électrique aux dimensions requises. Le diamètre et/ou plus généralement les dimensions du fils peuvent être ajustées par des procédé de formage à froid, notamment tréfilage et/ou laminage, ou par des procédés d’extrusion.

Le procédé peut comprendre une deuxième étape de nettoyage 110 et/ou modification de l’aspect de surface du conducteur électrique. Cette étape permet notamment d’éliminer les salissures grossières du conducteur électrique, et/ou de contrôler la rugosité de surface, et/ou de contrôler l’épaisseur de la couche d’oxyde, le cas échéant.

Cette étape peut notamment comprendre certains au moins des traitements suivants :

- un pré-nettoyage chimique, par exemple au moyen de solvants ou d'acides appropriés ;

- un pré-nettoyage mécanique, par exemple un polissage ;

- un traitement par un plasma dans une atmosphère gazeuse protectrice d'azote, d'argon ou d'hydrogène, tel que décrit dans la demande CA 3 019 024, ce traitement permettant selon certains modes de réalisation de supprimer la couche d’oxyde.

Les différentes couches du revêtement isolant peuvent être mises en œuvre une à une, ou dans certains cas et pour au moins deux couches successives de manière simultanée, par les techniques usuelles d’ « émaillage » de conducteurs électriques. Ces techniques incluent notamment l’extrusion, les procédés de revêtement par poudre, les procédés d’imprégnation liquide, ou encore l’enroulement de bandes autour du conducteur électrique.

Les compositions, avant d’être utilisées pour être mises en œuvre comme couche de revêtement isolant peuvent avantageusement subir une étape de dessiccation afin de réduire au maximum leur teneur en eau.

La mise en œuvre, le cas échéant, de différentes couches intermédiaires 120 n’est pas détaillée davantage ci-après, leur composition pouvant être de nature très diverse et leur méthode de mise en œuvre généralement connues de l’Homme de l’Art.

Les modes de réalisation suivants illustrent la mise en œuvre de la n ^ème couche du revêtement isolant, et le cas échéant de la (n-1 ) ^ème couche, si cette dernière est mise en œuvre de manière simultanée avec la n ^ème couche.

La mise en œuvre de la n ^ème couche du revêtement isolant comprend :

- une étape de chauffage 130 de la composition Cn à une température strictement supérieure à la température de fusion de la composition, de sorte à obtenir un fondu de composition Cn ; - l’application de la composition Cn, à l’état solide ou fondu, sur ledit conducteur 140 recouvert le cas échéant des (n-1) couches de revêtement isolant, de sorte à obtenir un conducteur recouvert de la composition Cn, à l’état solide ou fondu ; et,

- le refroidissement 150 suffisamment rapide du fondu de sorte à obtenir la n ^ème couche du revêtement sous forme pseudo-amorphe.

Selon certains modes de réalisation (Figure 5), la n ^ème couche peut être mise en œuvre par extrusion de la composition Cn sur le conducteur électrique, recouvert le cas échéant d’un revêtement isolant de (n-1 ) couches. La température d’extrusion de la composition Cn est préférentiellement de (Tf+5) °C à (Tf+100) °C et de manière extrêmement préférée de (Tf+10) °C à (Tf+75) °C.

Selon certains modes de réalisation (Figure 6), la n ^ème couche peut être mise en œuvre par enroulement de bandes de composition Cn sur le conducteur électrique, recouvert le cas échéant d’un revêtement isolant de (n-1 ) couches. L’enroulement de bandes de composition Cn est ensuite fondu par tout moyen adapté de chauffage.

La n ^ème couche de revêtement fondu peut ensuite être refroidie par contact avec un fluide de refroidissement, sous forme liquide ou gazeuse, par convection forcée ou non, pendant une certaine durée.

Selon certains modes de réalisation, la n ^ème couche de revêtement fondu est refroidie par immersion dans un bac à eau. La température de l’eau peut être ajustée par recyclage du liquide. La vitesse de refroidissement peut être ajustée par contrôle de la température de l’eau et/ou la longueur du bac à eau.

Selon certains modes de réalisation, la n ^ème couche de revêtement fondu est refroidie dans l’air, notamment par convection forcée d’air.

Selon les propriétés de cristallisation de la composition Cn, L’Homme du Métier saurait choisir la méthode de refroidissement la plus appropriée pour obtenir un refroidissement suffisamment rapide du fondu de sorte à ce que la n ^ème couche du revêtement soit sous forme pseudo-amorphe.

Dans certains modes de réalisation, l’entier « n » est égal à 1 . Dans ces modes de réalisation, le conducteur électrique peut avantageusement être porté à une température proche, généralement inférieure, de la température de fusion de la composition Ci afin d’améliorer l’adhésion avec la composition Ci. Le conducteur électrique peut par exemple être porté à une température supérieure ou égale à 200 °C, ou supérieure ou égale à 225 °C, ou supérieure ou égale à 250 °C, ou supérieure ou égale à 275 °C, ou encore supérieure ou égale à 300 °C.

Dans les modes de réalisation où le conducteur électrique a subi un traitement par un plasma pour en ôter la couche d’oxyde, l’étape de mise en oeuvre de la couche de composition Ci est également réalisée sous atmosphère protectrice de sorte à éviter qu’une nouvelle forme d’oxyde ne se reforme.

Dans certains modes de réalisation, l’entier « n » est supérieur ou égal à 2. Dans ces modes de réalisation, la (n-1 ) ^ème couche et la n ^ème couche peuvent avantageusement être extrudées par un procédé de co-extrusion ou extrusion tandem. Dans le cas particulier ou l’entier n est égal à deux, les deux couches du revêtement isolant peuvent être extrudées simultanément, préférentiellement sur le conducteur électrique pré-chauffé, comme expliqué dans un des modes de réalisation ci-dessus.

Procédé de thermosoudaqe

Un procédé de thermosoudage comprend :

- la fourniture de deux sections de conducteur isolé selon l’invention ayant une couche périphérique formée d’une même composition chimique C pseudo-amorphe, la composition C ayant une température de transition vitreuse T _g et une température de fusion Tf;

- la mise en contact de deux sections de conducteur isolé ; et,

- le chauffage des deux sections de conducteur isolé mises en contact.

Dans certains modes de réalisation, les deux sections de conducteur peuvent être issues d’un unique conducteur isolé.

Dans certains modes de réalisation, les deux sections de conducteur peuvent être issues de deux conducteurs isolés différents. Ces conducteurs isolés peuvent avoir ou non la même structure, du moment où la couche périphérique de leur revêtement isolant est formée d’une même composition chimique, C, se présentant sous une forme pseudo-amorphe. En référence à la Figure 7, le procédé de thermosoudage comprend une première étape 200 de mise en contact de deux sections de conducteur isolé. Une certaine pression peut avantageusement être exercée sur les deux sections de conducteur isolé de façon à établir et maintenir un bon contact entre les deux sections de conducteur isolé.

Le procédé de thermosoudage comprend en outre une deuxième étape 210 de coalescence des parties des deux sections de conducteur isolé mises en contact, pour former un assemblage de deux sections coalescées ; et, une troisième étape 220 de cristallisation de la composition C de l’assemblage des deux sections coalescées, par chauffage de la zone de contact à une température supérieure à Tg.

Lorsque la composition C est chauffée à une température supérieure à T _g , elle ramollit sans entraîner dans un premier temps de cristallisation substantielle, ce qui permet la coalescence des couches périphériques des deux sections de conducteur isolé.

Le maintien des deux sections coalescées à une température supérieure à T _g suffisamment longtemps permet de cristalliser la composition C jusqu’au taux de cristallinité désiré.

Le chauffage de la zone de contact peut notamment être mis en œuvre par soufflage d’air chaud, ou dans un four, ou encore par circulation d’un courant dans le conducteur électrique (chauffage par résistance).

Selon certains modes de réalisation, le chauffage de la zone de contact est mis en œuvre à une température supérieure ou égale à (T _g +20) °C, préférentiellement à une température supérieure ou égale à (T _g +30) °C.

Selon certains modes de réalisation, le chauffage de la zone de contact est mis en œuvre à une température inférieure ou égale à (Tf-5) °C, préférentiellement à une température inférieure ou égale à (Tf-10) °C.

Selon certains modes de réalisation, le chauffage de la zone de contact est mis en œuvre à une température allant de (T _g +Tf)/2 à Tf.

Selon des modes de réalisation avantageux, la mise en œuvre d’une certaine pression sur les deux sections de conducteurs isolés permet de diminuer la température de chauffage de la zone de contact. Selon certains modes de réalisation, le chauffage suffisamment long de la zone de contact permet d’atteindre un taux de cristallinité strictement supérieur à 7%, tel que mesuré par WAXS. Préférentiellement, il permet d’atteindre un taux de cristallinité supérieur ou égal à 10%, ou supérieur ou égal à 15%, ou supérieur ou égal à 20%, voire supérieur ou égal à 25%.

Bobinage

Le conducteur isolé selon l’invention peut être enroulé pour former un bobinage formant un ensemble de spires possédant des zones de contact les unes par rapport aux autres. Ces spires peuvent être soudées les unes aux autres par le procédé de thermosoudage selon l’invention.

Selon certains modes de réalisation, le thermosoudage des spires peut être mis en œuvre de manière concomitante au processus d'enroulement au moyen d'un jet d'air chaud.

Les Figures 8 et 9 illustrent de manière schématique deux modes particuliers de réalisation d’un empilement de trois spires.

La Figure 8 représente un empilement 30 de trois spires, fabriqué à partir d’un conducteur isolé pour lequel n est égal à 1. Les conducteurs électriques 2 sont maintenus entre eux et isolés les uns des autres par une matrice 8 de composition Ci.

La Figure 9 représente un empilement 40 de trois spires, fabriqué à partir d’un conducteur isolé pour lequel n est égal à 2. Les conducteurs électriques 12 sont isolés par une couche 14 de composition Ci et une matrice 18 de composition C2, la matrice de composition C2 assurant également le maintien des spires entre elles.

Exemples

Exemple 1 : Fils de cuiyre isolé gainé par une seule couche de PEKK La fabrication d’un fil de cuivre gainé par une seule couche d’isolation a été mise en œuvre par un procédé continu d’extrusion d’un PEKK en voie fondue autour dudit fil.

Une bobine de fil de cuivre de diamètre 1 mm, obtenue par tréfilage d’un fil de cuivre standard à la dimension voulue, a été utilisée.

L’état de surface du fil de cuivre était brut et contenait des résidus d’huile de tréfilage, ce dernier a dans un premier temps été dégraissé à l’éthanol.

Plusieurs PEKKs ont été comparés, notamment :

- un PEKK de la gamme KEPSTAN® 6000, P1, fabriqué par la société Arkema, ayant un indice de fluidité de 37 cm ³ /10min à 380°C, sous une charge de 5 kg. Les polymères de la gamme KEPSTAN® 6000 sont des PEKK constitués de motifs téréphtalique et isophtalique, le pourcentage molaire en motif téréphtalique par rapport à la somme des motifs téréphtalique et isophtalique étant d’environ 60%.

- deux PEKKs de la gamme KEPSTAN® 7000, P2 et P3, fabriqués par la société Arkema ayant comme indice de fluidité à 380°C, sous une charge de 5 kg : 37 cm ³ /10min, respectivement 65 cm ³ /10min. Les polymères de la gamme KEPSTAN® 7000 sont des PEKK constitués de motifs téréphtalique et isophtalique, le pourcentage molaire en motif téréphtalique par rapport à la somme des motifs téréphtalique et isophtalique étant d’environ 70%.

La bobine a été placée sur un cantre afin d’exercer une légère tension sur le fil. Le fil a été mis en mouvement par un rouleau tireur permettant de générer une vitesse de défilement « Vd » constante.

Le fil a été chauffé par passage devant un pistolet thermique dont la température de consigne a été fixée à 500°C.

Le fil a ensuite été conduit dans une tête d’enrobage, alimentée par une extrudeuse monovis placée à la perpendiculaire de l’axe de déplacement du fil, puis enrobé de polymère fondu. Afin d’alimenter l’extrudeuse monovis, le polymère a été séché pendant 12h à 150°C. Le polymère a ensuite été introduit dans une trémie placée en amont de l’extrudeuse, puis convoyé et fondu le long de la vis puis passe par la tête d’enrobage avant de sortir d’une filière circulaire d’un diamètre supérieur au diamètre du fil de cuivre pour enrober le fil de cuivre en mouvement. La température d’extrusion est notée « Te ».

Suite à l’enrobage, le polymère a alors été refroidi à l’air pendant son convoyage et le fil gainé a été enroulé sur un bobinoir à vitesse adaptative.

Leur état pseudo-amorphe a été confirmé par DSC, méthode rapide et simple à mettre en oeuvre, alternative à une mesure par rayons X. L’analyse DSC a été mise en oeuvre selon la norme NF EN ISO 11357-3 :2018, en première chauffe, en utilisant une vitesse de chauffe de 20°C/min, par identification de l’absence d’un pic de fusion ou par identification d’un pic de cristallisation froide.

L’épaisseur moyenne « ep » du gainage a pu être mesurée sur une coupe de fil émaillé par microscopie électronique.

Le tableau 1 regroupe les valeurs des différents paramètres pré-cités : [Tableau 1]

Exemple 2 : Fil de cuivre isolé aainé par deux couches de PEKK

Le fil gainé d’une couche polymère P2 pseudo-amorphe obtenu dans l’exemple 1 pourrait être recuit par chauffage à une température allant de 190°C à 310 °C, par exemple à une température de 250°C, pendant une durée suffisante, préférentiellement de 1 minutes à 30 minutes, par exemple pendant 5 minutes, de sorte à cristalliser. Le fil gainé d’une couche polymère P2 cristallisée, pourrait ensuite être recouvert d’une couche de polymère P1 fondu par extrusion, puis refroidi à l’air de sorte à ce que P1 soit sous forme pseudo-amorphe.

Exemple 3 : Adhésion de films

Des films de PEKK ont été préparés par une méthode d’extrusion de films à plat (« cast film »).

Plusieurs PEKKs ont été comparés, notamment :

- les polymères P1 et P2 de l’exemple 1 ; et

- un PEKK de la gamme KEPSTAN® 8000, P4, fabriqué par la société Arkema, ayant un indice de fluidité de 37 cm ³ /10min à 380°C, sous une charge de 5 kg. Les polymères de la gamme KEPSTAN® 8000 sont des PEKK constitués de motifs téréphtalique et isophtalique, le pourcentage molaire en motif téréphtalique par rapport à la somme des motifs téréphtalique et isophtalique étant d’environ 80%.

Des films pseudo-amorphes de composition P1, P2 et P4 ont ainsi pu être préparés, notés ci-après : « F-P1_am », « F-P2_am » et « F-P4_am ».

Deux films, de même composition chimique et d’épaisseur « ep » ont été mis en contact, sauf au niveau de leurs extrémités, puis chauffés pendant deux minutes à une température « T ».

Leur adhésion a été évaluée (voir Tableau 2) de manière empirique après refroidissement, en essayant de séparer à la main les deux films à partir de leurs extrémités n’ayant pas été mises en contact. Dans le tableau « p » signifie « pas d’adhésion », « f » adhésion faible et « b » bonne adhésion.

Leur aspect pseudo-amorphe (« Am ») ou au contraire cristallin (« C ») a pu être confirmé par DSC (voir Tableau 3).

L’expression « n/a » signifie qu’aucune mesure n’a été faite. [Tableau 2]

[Tableau 3]

5 Au vu des résultats présentés dans les tableaux 2 et 3, on peut constater que :

- l’assemblage F-P1_am/F-P1_am présente une bonne adhésion pour une large gamme de températures : 180-285 °C, mais il n’a pas eu le temps de cristalliser pendant la courte période pendant laquelle il a été chauffé. Etant donné les propriétés du polymère P 1 , l’assemblage F-P1_am/F-P1_am pourrait cependant

10 cristalliser s’il était chauffé, par exemple à 285 °C, pendant une durée plus longue, par exemple 20 minutes ;

- l’assemblage F-P2_am/F-P2_am présente une bonne adhésion à 320 °C et est obtenu sous forme cristallisée par chauffage pendant 2 minutes. Selon les tests réalisés, une faible adhésion a aussi pu être obtenue pour une large gamme de

15 températures : 180-285 °C.

- l’assemblage F-P4_am/F-P4_am présente une bonne adhésion à 330-340 °C et est obtenu sous forme cristallisée par chauffage pendant 2 minutes.

Ces trois polymères sont donc des polymères pseudo-amorphes utilisables 20 comme couche la plus externe d’un revêtement isolant d’un conducteur isolé selon l’invention. Etant donné les critères qui intéressent l’Homme de l’Art lors de la mise en oeuvre en pratique d’un procédé de thermosoudage : i) adhésion (souhaitée la meilleure possible), ii) cristallinité (souhaitée suffisante), iii) température de chauffage (souhaitée la plus basse possible), iv) durée de l’étape de cristallisation (souhaitée suffisamment courte), et de toute autre contrainte de mise en oeuvre qui se présente à lui, il pourrait choisir l’un ou l’autre de ces polymères.

Les polymères P1 et P2 semblent les plus adaptés pour obtenir un thermosoudage ayant une bonne adhésion et une cristallinité suffisante à une température relativement modérée de thermosoudage. Le polymère P1 cristallise cependant moins rapidement que le polymère P2.

Le polymère P3 est également utilisable, mais nécessite une température de chauffage plus élevée et sa vitesse de cristallisation plus rapide que celle du polymère P2 rendent sa mise en oeuvre un peu plus délicate.

Exemple 4 : Adhésion de fils isolés

Pour déterminer la capacité à souder des fils isolés gainés par une couche de PEKK, les essais #1 à #8 ont été mis en oeuvre en essayant de thermosouder deux fils ayant une gaine de même composition P2 ou P4, avec différentes températures de chauffage et pressions de mise en contact, et une durée de mise en contact dans ces conditions de températures et de pressions différentes.

Des fils de cuivre de diamètre 3 millimètres ont été enrobés, selon la méthode de fabrication de l’exemple 1 , avec les polymères P2 et P4 de l’exemple 1 , de telle sorte à obtenir des fils isolés gainé par une couche de PEKK d’épaisseur moyenne environ égale à 75 micromètres.

Les fils utilisés pour les essais #1 à #7 ont été obtenus sous forme pseudo amorphe par refroidissement à l’air comme dans l’exemple 1.

Les fils utilisés pour l’essai #8 (comparatif) ont été fabriqués comme ceux des essais #5 à #7, sauf que la couche de PEKK de la gaine isolante a été cristallisée en ligne par chauffage du fil de cuivre. Pour la mise en contact à différentes pressions, deux portions de fils identiques de longueur 5 cm ont été introduits dans un dispositif de maintien en acier (réglable à la largeur d’un fil), mobile uniquement dans l’axe vertical. Les fils ont été disposés l’un sur l’autre selon l’axe vertical, en décalé, avec une longueur de contact « I ». Le dispositif de maintien décrit ci-dessus a été placé sous une presse Carver à plateaux chauffants réglés à une température de chauffage « T », exprimée en degrés Celsius, et à une pression « P », exprimée en tonne métrique (mT). Le dispositif a été maintenu dans ces conditions de pression et de température pendant 20 minutes. Le dispositif a ensuite été retiré puis laissé à refroidir à température ambiante (23°C).

Le système de deux fils ainsi obtenu a alors été caractérisé. Le niveau d’adhérence a été estimé en réalisant un test de cisaillement de l’interface sur un dynamomètre Zwick à une vitesse de 5mm/min. L’adhérence mesurée « Adh » correspond à la force d’arrachement « F » normalisée par la longueur de contact « I ».

Les résultats des différents essais sont présentés dans le Tableau 4 ci-dessous :

** Aucune adhésion Tableau 4 Les essais montrent que pour des fils avec une couche isolante pseudo-amorphe en polymère P2 (vitesse de cristallisation modérée) et avec une pression de 0,5 à 1 mT (essais #1 à #4), il est possible de faire fortement adhérer les fils entre eux sur une large gamme de températures, et ceci, largement en dessous du point de fusion du polymère de la couche isolante. Les valeurs d’adhésion les plus élevées sont obtenues pour une température de compression de 230°C qui, sans être liés à la théorie, pourrait correspondre selon les inventeurs à un optimum en terme de mobilité du polymère pour générer de l’adhésion mais également une vitesse de cristallisation assez lente pour laisser le temps de générer au mieux cette dernière.

Pour une couche isolante en polymère P4 (vitesse de cristallisation élevée) à l’état pseudo-amorphe, il est également possible de générer de l’adhésion mais la fenêtre de températures et de pressions semble plus étroite et les niveaux d’adhésion restent faibles aux pressions mises en oeuvre dans les essais (voir essai #7 et essais comparatifs #5 et #6).

Par extension, des PAEKs à vitesse de cristallisation encore plus élevée comme l’homopolymère constitué d’unités de répétition de formule (III) semblent être encore moins adaptés que le polymère P4.

Comme on peut le voir avec l’essai #8 comparatif, si la couche isolante est déjà à l’état cristallin, il est impossible de faire adhérer les fils entre eux dans ces gammes de températures.