JP2016540901A

JP2016540901A - 無方向性電磁鋼板組成物、無方向性電磁鋼板製品の製造方法および無方向性電磁鋼板製品

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Publication number: JP2016540901A
Application number: JP2016555436A
Authority: JP
Inventors: ジョン−ウキム、; ホン−ジョチェ、; ビョン−チョルキム、
Original assignee: Posco Co Ltd
Current assignee: Posco Holdings Inc
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2016-12-28
Anticipated expiration: 2034-11-26
Also published as: US10556404B2; WO2015080463A1; JP6336104B2; EP3075882B1; MX2016006813A; CN105765106A; CN105765106B; US20160375658A1; EP3075882A1; WO2015080463A8; EP3075882A4; KR20150061472A; KR101561280B1

Abstract

無方向性電磁鋼板組成物、無方向性電磁鋼板製品の製造方法および無方向性電磁鋼板製品に関し、水溶性エポキシ樹脂、および、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、またはこれらの組み合わせである無機ナノ粒子を含む第１組成物と、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、またはこれらの組み合わせである無機添加物とを含み、前記無機ナノ粒子は、前記水溶性エポキシ樹脂の末端置換基に置換され、前記エポキシ樹脂は、エポキシ基が３個以上の多官能性エポキシ樹脂である無方向性電磁鋼板組成物を提供することができる。

Description

無方向性電磁鋼板組成物、無方向性電磁鋼板製品の製造方法および無方向性電磁鋼板製品に関する。

無方向性電磁鋼板は、圧延板上の全方向に磁気的性質が均一な鋼板で、モータ、発電機の鉄心、電動機、小型変圧器などに幅広く使用されている。

無方向性電磁鋼板は、打抜加工後、磁気的特性の向上のために応力除去焼鈍（ＳＲＡ）を実施しなければならないものと、応力除去焼鈍による磁気的特性効果より熱処理に伴う経費損失が大きい場合に応力除去焼鈍を省略するもの、の２つの形態に区分される。また、無方向性電磁鋼板は、駆動モータ、家電、大型モータ需要先で区分して使用されている。

絶縁被膜の形成は、製品の仕上げ製造工程に相当する過程であって、通常、渦電流の発生を抑制させる電気的特性のほか、所定の形状に打抜加工後、多数を積層して鉄心に作る時、金型の摩耗を抑制する連続打抜加工性と、鋼板の加工応力を除去して磁気的特性を回復させる応力除去焼鈍過程後に鉄心鋼板間の密着しない耐粘着（ｓｔｉｃｋｉｎｇ）性および表面密着性などが要求される。
このような基本的な特性のほか、コーティング溶液の優れた塗布作業性と、配合後長時間使用可能な溶液安定性なども要求される。
無方向性絶縁被膜は、積層される鉄板間の層間絶縁を主な目的としている。しかし、小型電動機器の使用が拡大するにつれ、絶縁性だけでなく、加工性、溶接性、耐食性に有利な被膜性能を主な物性として評価するようになり、最近では、鋼板表面の品質も使用特性に影響を与えるにつれ、表面品質に優れた電磁鋼板が要求されている。

また、無方向性電磁鋼板は、現在、政府の低炭素政策に足並みをそろえた高効率モータの開発による高級化の波に乗っており、高級化へ進むほど、電磁鋼板の表面には高機能性（高絶縁性、高耐熱性、高耐食性）が要求されている。
より具体的には、渦電流損失（ＥｄｄｙＣｕｒｒｅｎｔＬｏｓｓ）を最小化することでモータの性能を極大化可能な無方向性電磁鋼板の層間絶縁性は必須項目である。無方向性電磁鋼板に優れた絶縁性を確保するためには、コーティング厚さを増加させる方法が最も一般的な方法である。しかし、コーティング厚さが増加する場合、無方向性電磁鋼板で要求される溶接性、耐熱性、ＳＲＡ前／後の密着性および占積率（ＳｔａｃｋｉｎｇＦａｃｔｏｒ）などの特性に劣るという欠点がある。

改善された特性を有する無方向性電磁鋼板組成物、無方向性電磁鋼板製品の製造方法および無方向性電磁鋼板製品を提供することである。

本発明の一実施形態では、水溶性エポキシ樹脂、および、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、またはこれらの組み合わせである無機ナノ粒子を含む第１組成物と、リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、またはこれらの組み合わせである無機添加物とを含み、前記無機ナノ粒子は、前記水溶性エポキシ樹脂の末端置換基に置換され、前記エポキシ樹脂は、エポキシ基が３個以上の多官能性エポキシ樹脂である無方向性電磁鋼板組成物を提供する。
前記第１組成物中の無機ナノ粒子の含有量は、第１組成物１００重量％に対して、１〜６０重量％であってもよい。
前記第１組成物は、水溶性エポキシ樹脂、および、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、またはＺｎＯの無機ナノ粒子を含み、前記無機ナノ粒子の含有量は、第１組成物１００重量％に対して、１〜４０重量％のＳｉＯ_２、５〜３０重量％のＴｉＯ_２、または３〜６０重量％のＺｎＯであってもよい。
前記第１組成物は、水溶性エポキシ樹脂、および、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、またはＺｎＯの無機ナノ粒子を含み、前記無機ナノ粒子の粒径は、３〜５０ｎｍのＳｉＯ_２、２０〜１００ｎｍのＴｉＯ_２、または３０〜１００ｎｍのＺｎＯであってもよい。
前記エポキシ樹脂は、分子量が１，０００〜５０，０００であってもよい。
前記エポキシ樹脂は、軟化点（Ｔｇ）が７０〜１２０℃であってもよい。
前記エポキシ樹脂は、固形分の含有量が１０〜５０重量％であってもよい。
前記無機添加物の含有量は、無方向性電磁鋼板組成物１００重量％に対して、１〜５０重量％であってもよい。
前記無方向性電磁鋼板組成物は、リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）、または水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の無機添加物を含み、前記無機添加物の含有量は、無方向性電磁鋼板組成物１００重量％に対して、３〜５０重量％のリン酸、または１〜１０重量％の水酸化ナトリウムであってもよい。

本発明の他の実施形態では、水溶性エポキシ樹脂、および、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、またはこれらの組み合わせである無機ナノ粒子を含む第１組成物と、リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、またはこれらの組み合わせである無機添加物とを含む無方向性電磁鋼板組成物を用意する段階と、前記無方向性電磁鋼板組成物を無方向性電磁鋼板の一面または両面に塗布する段階と、前記塗布された無方向性電磁鋼板組成物を硬化してコーティング層を形成させる段階と、前記コーティング層上に他の無方向性電磁鋼板を積層させた後、熱融着する段階とを含む無方向性電磁鋼板製品の製造方法を提供する。
前記塗布された無方向性電磁鋼板組成物を硬化してコーティング層を形成させる段階は、２００〜６００℃の温度で行われてもよい。
前記塗布された無方向性電磁鋼板組成物を硬化してコーティング層を形成させる段階は、５〜４０秒間行われてもよい。
前記塗布された無方向性電磁鋼板組成物を硬化してコーティング層を形成させる段階において、コーティング層の厚さは、０．５〜１０μｍであってもよい。
前記コーティング層上に他の無方向性電磁鋼板を積層させた後、熱融着する段階は、１〜１０００Ｎの圧力で行われてもよい。
前記コーティング層上に他の無方向性電磁鋼板を積層させた後、熱融着する段階は、１２０〜３００℃で行われてもよい。
前記コーティング層上に他の無方向性電磁鋼板を積層させた後、熱融着する段階は、５〜１８０分間行われてもよい。
前記塗布された無方向性電磁鋼板組成物を硬化してコーティング層を形成させる段階において、前記コーティング層中の無機物の比率は、０．０５〜０．６重量％であってもよい。
前記無機ナノ粒子は、前記水溶性エポキシ樹脂の末端置換基に置換され、前記エポキシ樹脂は、エポキシ基が３個以上の多官能性エポキシ樹脂であってもよい。

本発明のさらに他の実施形態では、複数の無方向性電磁鋼板と、前記複数の無方向性電磁鋼板の間に位置する絶縁層とを含み、前記絶縁層は、水溶性エポキシ樹脂、および、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、またはこれらの組み合わせである無機ナノ粒子を含む第１組成物と、リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、またはこれらの組み合わせである無機添加物とを含み、前記無機ナノ粒子は、前記水溶性エポキシ樹脂の末端置換基に置換され、前記エポキシ樹脂は、エポキシ基が３個以上の多官能性エポキシ樹脂である無方向性電磁鋼板製品を提供する。

熱可塑性接着樹脂（例えば、エポキシ樹脂）に無機ナノ粒子を置換し、これに無機物を溶解させることで、優れた高温接着性と高温耐オイル（ｏｉｌ）性を有する組成物およびこれを用いた無方向性電磁鋼板製品を製造することができる。
これにより、既存の締結方法（例えば、溶接、クランピング、インターロッキング、アルミニウムダイキャスティングまたはリベッティング）を省略することで、駆動モータの効率を向上させるだけでなく、既存のモータが有する振動と騒音の問題を改善することができる。

実施例１によるコーティング層の断面をＦＩＢ（ＦｏｃｕｓＩｏｎＢｅａｍ）で加工した後、ＴＥＭで撮った写真である。実施例１によるコーティング層内に溶解している無機添加物の分布を示すＴＥＭ写真である。

以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。ただし、これは例として提示されるものであり、これによって本発明が制限されず、本発明は後述する請求の範囲の範囲によってのみ定義される。

本発明の一実施形態では、水溶性エポキシ樹脂、および、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、またはこれらの組み合わせである無機ナノ粒子を含む第１組成物と、リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、またはこれらの組み合わせである無機添加物とを含み、前記無機ナノ粒子は、前記水溶性エポキシ樹脂の末端置換基に置換され、前記エポキシ樹脂は、エポキシ基が３個以上の多官能性エポキシ樹脂である無方向性電磁鋼板組成物を提供する。

前記本発明の一実施形態に係る組成物は、膜に形成する時、被膜の耐油性、密着性、耐食性、絶縁性、一枚コア間の接着力、耐スクラッチ性、耐候性、溶接性、および／または高温耐油性に優れている。

前記無機ナノ粒子は、前記水溶性エポキシ樹脂の末端置換基に置換されていてもよいし、また、前記エポキシ樹脂は、分子量が１，０００〜５０，０００であってもよい。
前記分子量の範囲に関連してエポキシ分子量が１，０００未満の場合、硬化性が低下することがあり、強度などの塗膜物性が低下することがある。また、エポキシ樹脂の分子量が５０，０００を超える場合、エポキシ樹脂内の相（ｐｈａｓｅ）分離が生じることがあり、無機ナノ粒子との相溶性が低下することがある。
より具体的には、前記エポキシ樹脂は、５，０００〜３０，０００の分子量を有してもよい。
また、前記エポキシ樹脂の軟化点（Ｔｇ）は、７０〜１２０℃であってもよいし、固体分率（固形分の含有量）は、１０〜５０重量％であってもよい。

前記エポキシ樹脂は、ビスフェノールとエポキシドとの組み合わせの形態で構成されているが、水分散状態で存在するために、構造式の一部分が極性グループで置換されていてもよいし、水分散状態で析出、沈殿のような相分離がない安定した形態を有することができる。より具体的には、前記エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡ（ＢＰＡ）とエピクロルヒドリン（ＥＣＨ）の比率を変化させながら分子量を調節し、耐熱接着性を向上させるために、エポキシ基が３個以上の多官能性を有する形態を使用できる。

上記で言及した熱可塑性樹脂に高温接着性と高温耐油性を確保するために、前記熱可塑性樹脂にコロイダル状態の無機ナノ粒子を置換させて、有／無機複合組成物の形態に改質させることができる。

前記コロイダル状態の無機ナノ粒子は、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、またはこれらの組み合わせであってもよい。前記無機ナノ粒子の粒径は、３〜１００ｎｍであってもよい。
前記無機ナノ粒子の粒径は、３〜５０ｎｍのＳｉＯ_２、２０〜１００ｎｍのＴｉＯ_２、または３０〜１００ｎｍのＺｎＯ（より具体的には、１０〜６０ｎｍのＺｎＯ）であってもよい。前記範囲を満足する場合、時間、費用、および粒子の大きさにより発生し得る弱い境界層を最小化する側面で有利であり得る。

また、前記第１組成物内の無機ナノ粒子の含有量は、第１組成物１００重量％に対して、１〜６０重量％であってもよい。より具体的には、前記無機ナノ粒子の含有量は、第１組成物１００重量％に対して、１〜４０重量％のＳｉＯ_２、５〜３０重量％のＴｉＯ_２、または３〜６０重量％のＺｎＯ（より具体的には、２０〜６０重量％のＺｎＯ）であってもよい。前記範囲を満足する場合、耐熱性および／または接着性のバランスを維持することができる。

上述した有／無機複合組成物の形態に改質された樹脂組成物の高温接着性および高温耐油性を極大化するために、溶解性の良い無機添加物を前記組成物に溶解させることができる。
前記無機添加物は、リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、またはこれらの組み合わせであってもよい。

より具体的には、前記無機添加物の含有量は、無方向性電磁鋼板組成物１００重量％に対して、１〜５０重量％であってもよい。より具体的な例を挙げると、前記無機添加物の含有量は、無方向性電磁鋼板組成物１００重量％に対して、３〜５０重量％のリン酸、または１〜１０重量％の水酸化ナトリウムであってもよい。前記範囲を満足する場合、無機添加物の析出問題、耐熱性および／または耐油性の側面で有利であり得る。

前記本発明の一実施形態に係る組成物は、溶液安定性、コーティング作業性などに優れるだけでなく、被膜への形成時、表面特性（例えば、耐食性、絶縁性、密着性など）が改善でき、高温接着性および高温耐油性が改善できる。

本発明の他の実施形態では、水溶性エポキシ樹脂、および、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、またはこれらの組み合わせである無機ナノ粒子を含む第１組成物と、リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、またはこれらの組み合わせである無機添加物とを含む無方向性電磁鋼板組成物を用意する段階と、前記無方向性電磁鋼板組成物を無方向性電磁鋼板の一面または両面に塗布する段階と、前記塗布された無方向性電磁鋼板組成物を硬化してコーティング層を形成させる段階と、前記コーティング層上に他の無方向性電磁鋼板を積層させた後、熱融着する段階とを含む無方向性電磁鋼板製品の製造方法を提供する。

前記無方向性電磁鋼板組成物については、上述した本発明の一実施形態と同じであるので、その説明を省略する。
前記塗布された無方向性電磁鋼板組成物を硬化してコーティング層を形成させる段階は、２００〜６００℃の温度で行われてもよい。
より具体的には、前記塗布された無方向性電磁鋼板組成物を硬化してコーティング層を形成させる段階は、５〜４０秒間行われてもよい。
より具体的には、前記塗布された無方向性電磁鋼板組成物を硬化してコーティング層を形成させる段階において、コーティング層の厚さは、０．５〜１０μｍであってもよい。
この範囲を満足する場合、前記コーティング層の優れた表面特性（例えば、絶縁性、耐食性、密着性など）を有することができる。

また、前記コーティング層上に他の無方向性電磁鋼板を積層させた後、熱融着する段階は、１〜１０００Ｎの圧力で行われてもよい。
より具体的には、前記コーティング層上に他の無方向性電磁鋼板を積層させた後、熱融着する段階は、１２０〜３００℃で行われてもよい。
より具体的には、前記コーティング層上に他の無方向性電磁鋼板を積層させた後、熱融着する段階は、５〜１８０分間行われてもよい。
前記範囲を満足する場合、コーティング層内における無機ナノ粒子および／または無機添加物の均一な分布によって耐熱性が改善でき、積層された層間の高温接着力と高温（約１５０℃）耐油性が改善できる。

また、より具体的には、前記塗布された無方向性電磁鋼板組成物を硬化してコーティング層を形成させる段階において、前記コーティング層中の無機物の比率は、０．０５〜０．６重量％であってもよい。この場合、目的の耐熱性および／または耐油性を得ることができる。

以下、本発明の好ましい実施例および比較例を記載する。しかし、下記の実施例は本発明の好ましい一実施例に過ぎず、本発明が下記の実施例に限定されるものではない。

実施例１
図１は、実施例１によるコーティング層の断面をＦＩＢ（ＦｏｃｕｓＩｏｎＢｅａｍ）で加工した後、ＴＥＭで撮った写真である。図１では、下記のような無方向性電磁鋼板組成物を用意した。

Ｅｐｏｘｙ−ＳｉＯ_２系有／無機複合Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅに、リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）および水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を溶解した。使用されたＥｐｏｘｙ接着樹脂の分子量は約２万であり、Ｅｐｏｘｙ接着樹脂に置換されたＳｉＯ_２であり、粒子の大きさはそれぞれ１０ｎｍであり、粒子の重量％は１０重量％である。溶解したリン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）および水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）は、Ｅｐｏｘｙ−ＳｉＯ_２系有／無機複合Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ１００重量％に対比して、それぞれ３重量％および５重量％である。

無方向性電磁鋼板（５０Ｘ５０ｍｍ）を供試片とし、前述した組成物を用意された各供試片に一定厚さ約５．０μｍ塗布した後、前記塗布された無方向性電磁鋼板組成物を５００℃で１５秒間硬化した。

図１から明らかなように、コーティング層内に無機ナノ粒子が均一に分布しており、コーティング層内に無機ナノ粒子がコーティング層内で結合（ｃｏｈｅｓｉｏｎ）または凝集（ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）現象なしにコーティング層全体にわたって一定に分布していることが分かる。

図２は、実施例１によるコーティング層内に溶解している無機添加物の分布を示すＴＥＭ写真である。無機物内に含まれている成分（Ｎａ、Ｐ）もコーティング層内に均一に分布していることが分かる。

上記で言及した無機ナノ粒子と無機添加物のコーティング層内への均一な分布は、接着樹脂の耐熱性（ＨｅａｔＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を向上させ、これによって接着溶液の高温接着力を環境にやさしい自動車（ＨＥＶ、ＥＶ）の駆動モータで要求されるレベル以上に満足させることができる。

実施例２
下記表１のように、有／無機複合無方向性電磁鋼板組成物に無機ナノ粒子を置換させる前の分子量に応じたコーティング後の表面状態と常温および高温接着力を測定した。

バーコーター（ＢａｒＣｏａｔｅｒ）を用いて、用意された無方向性電磁鋼板の両面に、前記表１で用意した組成物を約５μｍの厚さに塗布し、乾燥温度６００℃で１５秒間硬化後、常温でゆっくり冷却した。
コーティングされた試片を一定の大きさ（５０ｍｍＸ５０ｍｍ）に切断後、高さ３０ｍｍに積層して、加圧力２００Ｎ下、熱融着温度および時間をそれぞれ２００℃、３０分間維持させた。
前記条件で熱融着されたサンプルを、引張力測定装置を用いて接着力を測定した。使用した引張力測定装置は、上記で用意されたサンプルを熱融着後、ＪＩＧで固定後、常温および高温で引張力を測定する装置である。
この時測定された値は、積層されたサンプルの界面のうち最小接着力を有する界面が脱落する値である。前記条件で常温でも同様の実験を繰り返し、接着力の程度を判断した。

前記表１から明らかなように、塗布されたコーティング層の表面は、分子量が高いほど、表面に斑点および縞などの欠陥が発生する傾向を示しており、一般に、接着樹脂の分子量が増加するほど、接着力は増加した。１５０℃での高温接着力は劣っており、分子量が低い場合、接着力は非常に劣っていた。

下記表２では、エポキシ系有／無機複合組成物溶液に置換されている無機ナノ粒子の種類、大きさおよび置換量に応じた組成物の安定性、常温／高温接着力および高温耐油性を測定した。

比較例として、分子量が約３万の水溶性エポキシ接着樹脂を使用したところ、１００％エポキシ接着樹脂の場合、接着溶液の安定性と常温接着力には優れているものの、高温接着力と高温耐油性が非常に劣っていることが分かる。

エポキシ接着樹脂が有する高温接着性と高温耐油性に劣るという限界を克服するために、本発明の一実施形態は、コロイダル状態の無機ナノ粒子を置換させた組成物形態の接着溶液を提案したのである。

前記表２から明らかなように、エポキシ−ＳｉＯ_２系組成物の場合、無機ナノ粒子の大きさと置換量に関係なく溶液安定性と常温接着力に優れているものの、高温接着力は、無機ナノ粒子が大きいほど、および／または置換させたＳｉＯ_２の量が多いほど劣る傾向を示している。

また、高温耐油性は全般的に劣り、特に無機ナノ粒子の大きさが大きいほど、および／または置換させた無機ナノ粒子の量が多いほどより劣る傾向を示している。

これは、無機ナノ粒子の大きさが大きいほど、試片と試片との間の境界面に、相対的に大きな粒子によって弱い境界層が形成され、この弱い境界層を通して、高温（約１５０〜１７０℃）時に界面にオイル（ｏｉｌ）が侵入して、界面間の接着性を顕著に劣らせるという理由からであると考えられる。

エポキシ−ＴｉＯ_２系組成物およびエポキシ−ＺｎＯ系組成物は、エポキシ−ＳｉＯ_２系組成物に比べて溶液安定性と常温接着力にやや劣るものの、全般的に優れた特性を持っている。しかし、高温接着力および高温耐油性は、相対的に大きな無機ナノ粒子の大きさと置換量の多さにより、エポキシ−ＳｉＯ_２系組成物に比べてより劣る傾向を示している。

下記表３は、上記で言及した３種類の有／無機複合組成物（Ｅｐｏｘｙ−ＳｉＯ_２系、Ｅｐｏｘｙ−ＴｉＯ_２系、Ｅｐｏｘｙ−ＺｎＯ系）の高温接着性および高温耐油性を極大化するために、一定量の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）および／またはリン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）を前記組成物に溶解した後の特性を評価した結果である。

前記表２による組成物に、酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）またはリン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）を、前記全体組成物１００重量％に対比して、前記表３のそれぞれの含有量だけ投入した。
使用されたエポキシ樹脂の分子量は約３万であり、前記エポキシ樹脂に置換されたＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２およびＺｎＯの粒子の大きさはそれぞれ２５ｎｍ、２０ｎｍおよび１０ｎｍであり、粒子の含有量は、無機添加物を投入する前の全体エポキシ樹脂１００重量％に対して、それぞれ２０重量％、１５重量％および３０重量％である。

コーティング後の、無方向性電磁鋼板の基本表面特性（絶縁性、耐食性、密着性など）は優れており、また、加工性（スリッティング性または打抜性）にも優れていた。
前記表３から明らかなように、溶液安定性は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）またはリン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）の溶解量が多いほど劣る傾向を示している。
常温接着力は、置換された無機粒子の種類および大きさに関係なく全般的に優れていたが、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）またはリン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）の溶解量が増加するほど劣る傾向を示している。これは、コーティング層内における接着樹脂の量が無機ナノ粒子および無機添加物に比べて相対的に小さいからである。
高温接着力と高温耐油性は、類似する特性を示しており、エポキシ−ＳｉＯ_２系組成物の場合、溶解した水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）またはリン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）の量が１〜１５重量％の時、２つの特性とも優れていた。

また、エポキシ−ＴｉＯ_２系組成物とエポキシ−ＺｎＯ系組成物の場合も同様に、溶解した水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）またはリン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）の量が適正レベルの時、２つの特性とも優れていた。これにより、溶解した水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）またはリン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）だけでなく、置換させた無機ナノ粒子の大きさおよび量とも関連があることが分かる。

一般に、全体に置換および溶解した無機物（無機ナノ粒子、無機添加物）の量が小さすぎると、溶液内に含まれている接着樹脂の比率が相対的に低くて耐熱性が劣り、高温接着力と高温耐油性に劣ることがある。
一方、無機物（無機ナノ粒子、無機添加物）の量が多すぎると、無機物によって耐熱性は良くなるものの、溶液内に含まれている接着樹脂の比率が相対的に低く、高温接着力と高温耐油性に劣ることがある。
全組成物内の無機物の含有量は、０．０５〜０．６重量％の場合が好適であり得る。ただし、これに制限されるわけではない。

前記溶液安定性は、無機ナノ粒子が置換された有／無機複合組成物または無機添加物が溶解した有／無機複合組成物を、撹拌機によって３０分間強く撹拌した後、混合した溶液を３０分間維持する。その後、被膜組成物内における沈殿やゲル（Ｇｅｌ）現象の有／無を判断した。

前記常温および高温接着力は、片面に一定厚さに塗布したサンプルを積層後、一定条件下、熱融着をした後、常温および高温（１５０℃）で接着力測定装置によって測定した。常温での測定値が、接着力が２．０ＭＰａ以上の時に非常に優れる、１．０ＭＰａ以上の時に優れる、０．５ＭＰａ以上の時に普通、０．５ＭＰａ以下の時に劣ると表現した。一方、高温での接着力は、１．０ＭＰａ以上の時に非常に優れる、０．５ＭＰａ以上の時に優れる、０．３ＭＰａ以上の時に普通、０．３ＭＰａ以下の時に劣ると表現した。

前記高温耐油性は、熱融着されたサンプルを、高温（１７０℃）のＡＴＦ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＦｌｕｉｄ）オイル（ｏｉｌ）に３時間以上維持した後、ゆっくり冷却させて、常温での表面状態および接着力を測定した。表面状態を観察した時、オイルが一枚コア（ｃｏｒｅ）間の界面に侵入したり、接着コーティング層がＡＴＦオイルによって溶けてはならない。耐油性の判断基準として、高温ＡＴＦ実験を経たサンプルの接着力が１．０ＭＰａ以上の時に非常に優れる、０．５ＭＰａ以上の時に優れる、０．３ＭＰａ以上の時に普通、０．３ＭＰａ以下の時に劣ると表現した。

本発明は、上記の実施例に限定されるわけではなく、互いに異なる多様な形態に製造可能であり、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明の技術的な思想や必須の特徴を変更することなく他の具体的な形態で実施可能であることを理解することができる。そのため、以上に述べた実施例は全ての面で例示的なものであり、限定的ではないと理解しなければならない。

Claims

水溶性エポキシ樹脂、および、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、またはこれらの組み合わせである無機ナノ粒子を含む第１組成物と、
リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、またはこれらの組み合わせである無機添加物とを含み、
前記無機ナノ粒子は、前記水溶性エポキシ樹脂の末端置換基に置換され、
前記エポキシ樹脂は、エポキシ基が３個以上の多官能性エポキシ樹脂である、無方向性電磁鋼板組成物。
前記第１組成物中の無機ナノ粒子の含有量は、第１組成物１００重量％に対して、１〜６０重量％である、請求項１に記載の無方向性電磁鋼板組成物。
前記第１組成物は、
水溶性エポキシ樹脂、および、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、またはＺｎＯの無機ナノ粒子を含み、
前記無機ナノ粒子の含有量は、第１組成物１００重量％に対して、
１〜４０重量％のＳｉＯ_２、５〜３０重量％のＴｉＯ_２、または３〜６０重量％のＺｎＯである、請求項１に記載の無方向性電磁鋼板組成物。
前記第１組成物は、
水溶性エポキシ樹脂、および、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、またはＺｎＯの無機ナノ粒子を含み、
前記無機ナノ粒子の粒径は、
３〜５０ｎｍのＳｉＯ_２、２０〜１００ｎｍのＴｉＯ_２、または３０〜１００ｎｍのＺｎＯである、請求項１に記載の無方向性電磁鋼板組成物。
前記エポキシ樹脂は、分子量が１，０００〜５０，０００である、請求項１に記載の無方向性電磁鋼板組成物。
前記エポキシ樹脂は、軟化点（Ｔｇ）が７０〜１２０℃である、請求項１に記載の無方向性電磁鋼板組成物。
前記エポキシ樹脂は、固形分の含有量が１０〜５０重量％である、請求項１に記載の無方向性電磁鋼板組成物。
前記無機添加物の含有量は、無方向性電磁鋼板組成物１００重量％に対して、１〜５０重量％である、請求項１に記載の無方向性電磁鋼板組成物。
前記無方向性電磁鋼板組成物は、リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）、または水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の無機添加物を含み、
前記無機添加物の含有量は、無方向性電磁鋼板組成物１００重量％に対して、
３〜５０重量％のリン酸、または１〜１０重量％の水酸化ナトリウムである、請求項１に記載の無方向性電磁鋼板組成物。
水溶性エポキシ樹脂、および、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、またはこれらの組み合わせである無機ナノ粒子を含む第１組成物と、リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、またはこれらの組み合わせである無機添加物とを含む無方向性電磁鋼板組成物を用意する段階と、
前記無方向性電磁鋼板組成物を無方向性電磁鋼板の一面または両面に塗布する段階と、
前記塗布された無方向性電磁鋼板組成物を硬化してコーティング層を形成させる段階と、
前記コーティング層上に他の無方向性電磁鋼板を積層させた後、熱融着する段階とを含む、無方向性電磁鋼板製品の製造方法。
前記塗布された無方向性電磁鋼板組成物を硬化してコーティング層を形成させる段階は、
２００〜６００℃の温度で行われるものである、請求項１０に記載の無方向性電磁鋼板製品の製造方法。
前記塗布された無方向性電磁鋼板組成物を硬化してコーティング層を形成させる段階は、
５〜４０秒間行われるものである、請求項１０に記載の無方向性電磁鋼板製品の製造方法。
前記塗布された無方向性電磁鋼板組成物を硬化してコーティング層を形成させる段階において、
コーティング層の厚さは、０．５〜１０μｍである、請求項１０に記載の無方向性電磁鋼板製品の製造方法。
前記コーティング層上に他の無方向性電磁鋼板を積層させた後、熱融着する段階は、
１〜１０００Ｎの圧力で行われるものである、請求項１０に記載の無方向性電磁鋼板製品の製造方法。
前記コーティング層上に他の無方向性電磁鋼板を積層させた後、熱融着する段階は、
１２０〜３００℃で行われるものである、請求項１０に記載の無方向性電磁鋼板製品の製造方法。
前記コーティング層上に他の無方向性電磁鋼板を積層させた後、熱融着する段階は、
５〜１８０分間行われるものである、請求項１０に記載の無方向性電磁鋼板製品の製造方法。
前記塗布された無方向性電磁鋼板組成物を硬化してコーティング層を形成させる段階において、
前記コーティング層内の無機物の比率は、０．０５〜０．６重量％である、請求項１０に記載の無方向性電磁鋼板製品の製造方法。
前記無機ナノ粒子は、前記水溶性エポキシ樹脂の末端置換基に置換され、前記エポキシ樹脂は、エポキシ基が３個以上の多官能性エポキシ樹脂である、請求項１０に記載の無方向性電磁鋼板製品の製造方法。
複数の無方向性電磁鋼板と、
前記複数の無方向性電磁鋼板の間に位置する絶縁層とを含み、
前記絶縁層は、水溶性エポキシ樹脂、および、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、またはこれらの組み合わせである無機ナノ粒子を含む第１組成物と、リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、またはこれらの組み合わせである無機添加物とを含み、
前記無機ナノ粒子は、前記水溶性エポキシ樹脂の末端置換基に置換され、前記エポキシ樹脂は、エポキシ基が３個以上の多官能性エポキシ樹脂である、無方向性電磁鋼板製品。