JP2020510528A - ラッカーコーティングされた電気シートストリップを製造するプロセス及びラッカーコーティングされた電気シートストリップ - Google Patents

Abstract

ラッカーコーティングされた電気シートストリップを製造するプロセスにおいて、第１の絶縁ラッカー層は、電気シートストリップの少なくとも１つの面にわたって湿式塗布される。湿っている第１の絶縁ラッカー層にわたって、湿っている第２の絶縁ラッカー層が塗布される。乾燥オーブンで、第１の絶縁ラッカー層及び第２の絶縁ラッカー層の乾燥が実行される。

Description

本発明は、ラッカーコーティングされた電気シートストリップを製造するプロセス及びラッカーコーティングされた電気シートストリップに関する。

電気シートは、発電機、電気モータ、変圧器、及び他の電気機械の構築における電気工学産業で用いられる。必要に応じて、電気シートは、異なる合金鋼からできており、使用分野に応じて、異なる軟磁特性、電力損失、厚さ、及び重要な他の特性が選択される。

電気シート又は積層は、電気シートストリップ（産業界で電気ストリップともしばしば呼ばれる）をある長さと大きさに切断することによって、電気シートストリップから製造される。電気シートは、電気機械で用いられる電気機械の磁気コア（電気コアと呼ばれる）のための開始材料を構成する。電気コアは、互いに電気的に絶縁されている積層された電気シートから構築される。このために、電気的に絶縁された電気シートは、打ち抜き又は切断によって最終的な形状に変形され、電気コア（積層スタック）を形成すべく積層され、その後、互いに接合される（焼成）。層構造により、電気コア内の渦電流の発生が大幅に抑制され、これは、電気コアの効率を際立って高める。

電気シートが、積層スタック内の電気シートの接合を可能にし、電気シート間の電気絶縁性ももたらす接着性の絶縁ラッカー又は塗装層でコーティングされ得ることは、既に知られている。しかしながら、電気コアの寿命を通して電気絶縁性の十分な確実性を保証すべく、接着性の絶縁ラッカー層は、特定の最小厚さを有していなければならない。その一方で、絶縁の観点から有利である、絶縁ラッカー層の層の厚さ増加は、高効率を実現するために可能な限り大きくするべきである、積層係数の低下の原因となる。さらに、過剰に厚い絶縁ラッカー層の層の厚さは、動作中の電気コアの長期的な寸法安定性が不十分となる原因となり得る（すなわち、沈降試験を失敗する）。

米国特許出願公開第２０１２／００６４３１６号は、下位層、上位層、及び２つの層の間に存在する拡散層から成る防食層で連続する金属基板をコーティングすることを既に開示している。ここでは、上位層が、まだ湿っている下位層にわたって塗布され、それによって２つの層の間の拡散層が形成され得る。

本発明の根底にある１つの目的は、高性能で長寿命の電気コアの構築に適した電気シートストリップを単純で安価に製造することを可能にする、ラッカーコーティングされた電気シートストリップを製造するプロセスを特定することとみなされ得る。本発明のさらなる目的は、特定の特性を有する電気シートストリップを提供することである。

目的は、独立請求項の特徴によって実現される。具現化及び発展は、従属請求項の主題である。

したがって、電気シートストリップの少なくとも１つの面にわたって第１の（電気）絶縁ラッカー層を湿式塗布する段階と、ロール塗布によって、湿っている第１の絶縁ラッカー層にわたって第２の（電気）絶縁ラッカー層を湿式塗布する段階と、乾燥オーブンで第１の絶縁ラッカー層及び第２の絶縁ラッカー層を乾燥させる段階とを備える、ラッカーコーティングされた電気シートストリップを製造するプロセス。

第一に、本発明の実施形態は、（連続する）電気シートストリップに多層構造を実装するという概念に基づいている。多層構造は、電気絶縁に最適化された第１の絶縁ラッカー層及び後の電気シートの接合に最適化された接着性の第２の絶縁ラッカー層で、電気シートストリップの制御されたコーティングを可能にする。

本発明の実施形態はまた、まだ湿っている第１の絶縁ラッカー層にわたって第２の絶縁ラッカー層を湿式塗布すること（ウェットオンウェット塗布と呼ばれる）、及び一般的な乾燥プロセスで塗布された層を乾燥させることを行うという概念に基づいている。第１の絶縁ラッカー層にわたって第２の絶縁ラッカー層をウェットオンウェット塗布すること、及びその後に２つの層を共同で乾燥させることは、ラッカーコーティングされた電気シートストリップの特に経済的に実行可能な製造を可能にする。

多層システムの製造は、（単独の）インラインプロセスで行われ得る。より具体的には、たとえ比較的薄い層の厚さの場合でも、上位の第２の絶縁ラッカー層の接合特性を損なうことなく、２つの層のウェットオンウェット塗布が可能であることが認められた。

つまり、ロール塗布−すなわち、非接触でない塗布方法−によって、上位の第２の絶縁ラッカー層を塗布することを実現することが可能であり、それでもなお、その全ての機能を保持する。ロール塗布は、特にコスト効率の高い塗布方法である。

一実施形態において、第１の絶縁ラッカー層を湿式塗布する段階、第２の絶縁ラッカー層を湿式塗布する段階、並びに第１の絶縁ラッカー層、及び第２の絶縁ラッカー層（及び任意さらなる層）を乾燥させる段階は、連続するベルト搬送路で、すなわち、例えば、同じベルトコーディングシステムで及び／又はコイルに中間巻きすることなく、及び／又はある長さに切断することなく、もたらされ得る。この場合、個々の工程段階（ウェットオンウェット塗布する段階及び乾燥させる段階）は、空間及び時間の観点からすぐ近くで行われ得る。より具体的には、多層の構築が、既に塗布されている層を中間で乾燥させることなく（２つの層構造の場合、第２の絶縁ラッカー層の湿式塗布に先立って第１の絶縁ラッカー層を乾燥させることなく）行われ得る。

例えば、第１の絶縁ラッカー層を湿式塗布する段階と、第２の絶縁ラッカー層を湿式塗布する段階との間の期間は、２０秒、特に１５秒、１０秒又は５秒以下であり得る。

コーティングされた電気シートストリップは、同様に、ウェットオンウェットコーティングの後、立て続けに乾燥され得る。例えば、第２の絶縁ラッカー層を湿式塗布する段階と乾燥の開始との間の期間は、２０秒、特に１５秒、１０秒又は５秒以下であり得る。

乾燥オーブンの最高積層温度は、例えば、１５０℃から２８０℃の間であり得、特に、下限温度として１７０℃、１８０℃、１９０℃、又は２００℃から、例えば、上限温度として２５０℃、２２０℃、２１０℃、又は２００℃の間、又は、下限温度及び上限温度の一方である。これにより、層の十分な統合を実現し得、その結果、例えば、層が、乾燥オーブン（例えば、連続する乾燥オーブン）を越えて、ベルト搬送ロールにくっついたままにならない。その一方で、過剰に高くない温度は、積層された電気コアにおける後の接合プロセスに関して、第２の絶縁ラッカー層がその機能を維持することを可能にする。

例えば、乾燥した第１の絶縁ラッカー層及び／又は乾燥した第２の絶縁ラッカー層の１μｍから１２μｍの間、特に、４μｍから１０μｍの間、及び／又は、６μｍ、８μｍ又は１０μｍ以上のより薄い層の厚さを実現することが可能である。層の厚さが薄いほど、電気コアの積層係数が大きくなり得、沈降試験を通過するための存在する条件により有利になる。

例えば、第１の絶縁ラッカー層を湿式塗布した直後の第１の絶縁ラッカー層の粘度は、第２の絶縁ラッカー層を湿式塗布した直後の第２の絶縁ラッカー層の粘度より大きいという点において、下にある層（例えば、第１の絶縁ラッカー層）による第２の絶縁ラッカー層の特性への軽度の影響が、促進され得る。

第１の絶縁ラッカー層の湿式塗布する段階は、同様に、ロール塗布によってもたらされ得る。ロール塗布は、層の厚さを適切に調整しながら、コスト効率の高い層の塗布を可能にする。

第２の絶縁ラッカー層を湿式塗布するためのロールは、ベルトの搬送方向に回転し得、これは、その下の（湿っている）第１の絶縁ラッカー層にわたって第２の絶縁ラッカーを穏やかに塗布することを可能にする。より具体的には、ロール速度は、ベルトの速度より速くてもよく、これは、第２の絶縁ラッカー層の非常に低い剪断統合及び／又は一部のロールの下の第１の絶縁ラッカー層への軽度の機械的な影響を実現し得る。

電気シートストリップと、電気シートストリップの少なくとも１つの面にわたる、乾燥した第１の絶縁ラッカー層と、乾燥した第１の絶縁ラッカー層にわたる、乾燥した第２の絶縁ラッカー層であって、まだ湿っている第１の絶縁ラッカー層にわたって湿式塗布されて、その後、湿っている第１の絶縁ラッカー層と共に乾燥される、第２の絶縁ラッカー層とを備える、ラッカーコーティングされた電気シートストリップ。そのようなラッカーコーティングされた電気シートストリップは、後の電気コアの製造プロセスにおいて、高い電気絶縁特性及び良好な接合特性を有する。

それはまた、安価に、かつ、薄い層の厚さで製造され得る。

乾燥した第１の絶縁ラッカー層は、ホルムアルデヒドフリーのラッカー層、特に、ホルムアルデヒドフリーのＣ６ラッカー層であり得る。

乾燥した第２の絶縁ラッカー層は、エポキシ樹脂ベースの層及び／又は焼成ラッカー層、特にエポキシ樹脂ベースの焼成ラッカー層であり得る。

ラッカーコーティングされた電気シートストリップは、片面又は両面にコーティングされ得る。例えば、ラッカーコーティングされた電気シートストリップは、コーティングされた面と反対の面にわたる、乾燥したさらなる第１の絶縁ラッカー層と、乾燥したさらなる第１の絶縁ラッカー層にわたる乾燥したさらなる第２の絶縁ラッカー層とを備えてもよく、ここで、乾燥したさらなる第２の絶縁ラッカー層は、まだ湿っているさらなる第１の絶縁ラッカー層にわたって湿式塗布されて、その後、湿っているさらなる第１の絶縁ラッカー層と共に乾燥される。

ラッカーコーティングされた電気シートストリップは、コイル（巻線）にすべく、（乾燥後）巻き上げられ得る。コイルは、例えば、顧客に運搬され得、例えば、そこで個々の電気シートにある長さと大きさに切断され得る。別の選択肢は、乾燥後の連続するベルト搬送路で、より早い段階である長さに切断することを行って、その後、個々の電気シートを目的とする場所に（例えば、顧客に）運搬して、そこで個々の電気シートをある大きさに切断する。

概略図を参照して具現化及び発展の例示的な説明が続くが、いくつかの図面は異なる詳細度を用いる。図面は、縮尺通りではない。同一の参照番号は、同一又は類似の部品を参照する。

第１の（電気）絶縁ラッカー層及び第２の絶縁ラッカー層を電気シートストリップに塗布して乾燥オーブンで層を乾燥させる例示的なプロセスを縦断面図で示す。

例として、湿っている第１の絶縁ラッカー層及びその上を湿っている第２の絶縁ラッカー層でコーティングされた、層の乾燥後の電気シートストリップからの表面近くの詳細を縦断面図で示す。

本発明の一実施形態における、ラッカーコーティングされた電気シートストリップからできているコイルを示す。

積層されているコーティングされた電気シートで構成された電気シートスタックを示す。

例として、２つの接合された電気シートストリップから成るサンプルの場合における、剥離距離（ｍｍ）に対する引き離す力（Ｎ／ｍｍ）の進行を示す。

「塗布すること（ａｐｐｌｙｉｎｇ）」及び同様の用語（例えば「塗布される（ａｐｐｌｉｅｄ）」）のような用語は、塗布される層が、それらが塗布される表面と直接接触していなければならないことを意味していると、本明細書の説明においてみなされるべきではない。介在する層が、「塗布される（ａｐｐｌｉｅｄ）」層と下にある表面との間に存在している可能性がある。しかしながら、本開示における上述の用語又は同様の用語はまた、介在する層が存在しないことを意味する、層が下にある表面と直接接触している特定の意味を有し得る。

表面「にわたって（ａｃｒｏｓｓ）」形成又は配置される要素又は材料層に関して用いられる用語「にわたって（ａｃｒｏｓｓ）」は、要素又は材料層が、「間接的に（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ）」表面に配置される、これは、介在する要素又は層が、表面と要素又は材料層との間に存在し得る、ような意味で本明細書では用いられ得る。しかしながら、用語「にわたって（ａｃｒｏｓｓ）」はまた、表面「にわたって（ａｃｒｏｓｓ）」塗布される要素又は材料層が、「直接的に（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ）」問題になっている表面に配置される、すなわち、例えば、問題になっている表面と直接接触している、特定の意味を有し得る。同じことが、「上に（ａｂｏｖｅ）」、「下に（ｂｅｌｏｗ）」、「下に（ｂｅｎｅａｔｈ）」等のような、同様の用語に同様に当てはまる。

図１は、ベルトコーディングシステム１００における例示的な電気シートストリップ１１０のベルト搬送路を示す。電気シートストリップ１１０は、連続するベルト搬送路でベルトコーディングシステム１００に供給される（矢印Ｐを参照）。電気シートストリップ１１０は、例えば、冷間圧延され、最終的にアニーリングされた状態の非方向性電気鋼板（例えば、ＤＩＮ ＥＮ １０１０６）であり得る。他の電気シート、例えば、最終的にアニーリングされていない電気シート等も同様に可能である。冷間圧延された電気シート又は熱間圧延された電気シートは、例えば、励磁機又は発電機におけるポール積層として用いられる。

ベルトコーディングシステム１００に供給される電気シートストリップ１１０は、例えば、矢印方向Ｐで（不図示の）コイルから任意に巻き戻される「連続する（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ）」金属ストリップの形態を取り得る。

ベルトコーディングシステム１００は、少なくとも１つの第１のコーティングステーション１２０、第２のコーティングステーション１３０、及び乾燥オーブン１４０、例えば、乾燥／焼成オーブンを備える。

コーティングシステム１００は、本明細書で示される例において、両面コーティングシステム１００として示される。しかしながら、単に、電気シートストリップ１１０の片面（例えば、図１で示される上面）が、コーティングされて乾燥されることも可能である。この点で、以下の全ての言及は、片面コーティングの場合と、両面で電気シートストリップ１１０をコーティングする示された選択肢の両方に適用できる。第２の場合（両面コーティングの場合）において、コーティング及び乾燥に関してされる全ての言及は、ストリップの上面の処理及び電気シートストリップ１１０の反対側の下面の処理の両方に適用でき得る。さらに、 以下で述べるように、ストリップの２つの面に異なる層で両面コーティングを行うこともまた可能である。

コーティングされていない状態又は任意で既に（不図示の）プライマーによって事前コーティングされている電気シートストリップ１１０は、湿っている第１の絶縁ラッカー層１１２で第１のコーティングステーション１２０においてコーティングされる。コーティングは、全領域にわたってもよく、すなわち、電気シートストリップ１１０の表面を完全に覆ってもよい。

湿っている第１の絶縁ラッカー層１１２は、ロール若しくはドラム１２２（又は一組のロール若しくはドラム１２２）によって、電気シートストリップ１１０の上位の平面に（又は、他に反対側の下位の平面に）塗布され得る。湿っている第１の絶縁ラッカー層１１２のロール塗布の場合、ロール１２２は、移動する電気シートストリップ１１０に逆らって動きながら、前もってロール１２２に塗布されている液体の絶縁ラッカー１２４を電気シートストリップ１１０の表面に堆積させる。本明細書では、ロール塗布のパラメータによって、第１の絶縁ラッカー層１１２の層の厚さ及び粘度の両方を調整可能である。

（湿っている）第１の絶縁ラッカー層１１２を電気シートストリップ１１０の片面又は両面に塗布した後、湿っているコーティングされた電気シートストリップ１１０は、第２のコーティングステーション１３０を通過する。第２のコーティングステーション１３０において、ロール１３２（又は一組のロール１３２）によって、湿っている第２の絶縁ラッカー層が、湿っている第１の絶縁ラッカー層１１２に塗布される。塗布は、ロール塗布によってもたらされ、ここで、（湿っている）第２の絶縁ラッカー層１１４の粘度及び（乾燥後計測された）第２の絶縁ラッカー層１１４の層の厚さは、ロール塗布のパラメータによって改めて調整可能である。このコーティングもまた全領域にわたってもよく、すなわち、湿っている第１の絶縁ラッカー層１１２の表面を完全に覆う。

２つの面で異なるコーティングの場合、例えば、電気シートストリップ１１０の下面に第１の絶縁ラッカー層１１２のみを塗布すること又は第２の絶縁ラッカー層１１４のみを塗布することが可能である。したがって、例えば、２つのロールのうちの１つのみが、ロールペア１２２の場合又はロールペア１３２の場合のいずれかの場合でラッカーを塗布するために設計されることが可能である。

第２の絶縁ラッカー１３４は、接着性の絶縁ラッカーであり、例えば、接着性のラッカーである。

第２の絶縁ラッカー１３４は、（詳細に図示されていない）適切な搬送システムによってロール１３２に搬送される。例えば、湿っている第２の絶縁ラッカー層１１４を形成するために電気シートストリップ１１０に堆積している第２の絶縁ラッカー１３４と同じ量が、新しいラッカー（例えば、接着性のラッカー）としてロール１３２に供給され得る。

第１のコーティングステーション１２０と第２のコーティングステーション１３０との間に、湿っている第１の絶縁ラッカー層１１２でコーティングされた電気シートストリップ１１０の（大きな影響を与える）中間乾燥がない。これは、第２のコーティングステーション１３０に入って第２の絶縁ラッカー１３４を塗布するときに、第１の絶縁ラッカー層１１２がまだ湿っていることを意味する。例えば、コーティングシステム１００は、第１のコーティングステーション１２０及び第２のコーティングステーション１３０の間に、第１の絶縁ラッカー層１１２の一部及び／又は完全な乾燥をもたらすだろういかなる乾燥ユニット（例えば、オーブン、照射ユニット等）も有していない。

第１のコーティングステーション１２０及び第２のコーティングステーション１３０は、空間的に、かつ、−ベルトの搬送速度に基づいて−時間的に互いに近接して配置され得る。例えば、それは、第１のコーティングステーション１２０及び第２のコーティングステーション１３０の間の空間距離（すなわち、例えば、ロール１２２及び１３２の軸間の距離）が、１０ｍ、８ｍ、６ｍ、５ｍ、又は４ｍ以下である場合であり得る。第１のコーティングステーション１２０で第１の絶縁ラッカー層１１２を湿式塗布する段階と、第２のコーティングステーション１３０で湿っている第２の絶縁ラッカー層１１４を塗布する段階との間の期間は、２０秒、１５秒、１０秒、５秒又は３秒以下であり得る。典型的なベルトの搬送速度は、例えば、１００ｍ／分の辺りであり得、ここで、この値は、例えば、±１０％、±２０％、±３０％、±４０％、又は±５０％まで変化し得る。

第２の絶縁ラッカー１３４は、全領域にわたって塗布され得、又は、他に、電気絶縁がそれについて既に保証され得るので、（湿っている）第１の絶縁ラッカー層１１２の一部の領域にわたってのみ塗布され得る。例えば、第２の絶縁ラッカー層１１４は、下位層（第１の絶縁ラッカー層１１２又は電気シートストリップ１１０の平面）の面積の８０％、６０％、４０％、又は２０％以下の被覆度で製造され得る。例えば、第２の絶縁ラッカー層１１４は、ラッカー層のストライプが、コーティングされていないストライプの領域と交互になっているストライプのパターンとして塗布され得る。第１の絶縁ラッカー層１１２は、電気シートストリップ１１０の全領域にわたって塗布されることが好ましいが、この層についても同様に、一部の領域のみにわたる塗布が任意に可能であり、この場合、被覆されていない（削除された）領域は、第２の絶縁ラッカー層１１４によって被覆されなければならない。

乾燥オーブン１４０は、ベルトが搬送する際に、第２のコーティングステーション１３０を越えてある。第２のコーティングステーション１３０と乾燥オーブン１４０への入り口との間の時間及び空間の距離は、例えば、第１のコーティングステーション１２０と第２のコーティングステーション１３０との間の時間及び空間の距離について前述したものと同一の値を有し得る。

乾燥オーブン１４０において、第１の絶縁ラッカー層１１２及び第２の絶縁ラッカー層１１４を共同で乾燥させる。このために、乾燥オーブン１４０は、コーティングされた電気シートストリップ１１０が連続的に通過する、連続する乾燥オーブンとして設計され得る。例えば、乾燥オーブン１４０内の電気シートストリップ１１０の最高温度は、１５０℃と２８０℃との間であり得、ここで、特に、１７０℃、１８０℃、１９０℃、２００℃、２１０℃、２２０℃、又は２３０℃以上及び／又は２５０℃、２２０℃、２１０℃、２００℃又は１９０℃以下の温度が、供給され得る。乾燥オーブン１４０における加熱処理は、例えば、１０秒と４０秒との間であり得、特に、２０秒若しくは３０秒より短い、２０秒若しくは３０秒に等しい、又は２０秒若しくは３０秒より長い。加熱処理の他の温度及び他の期間が、同様に可能である。加熱処理の最適な温度及び最適な期間は、どの材料が、第１の絶縁ラッカー１２４及び第２の接着性の絶縁ラッカー１３４に用いられるかに依存し得る。

乾燥オーブン１４０において、第１の絶縁ラッカー層１１２及び第２の絶縁ラッカー層１１４は、例えば、ベルトが搬送する際に、乾燥オーブン１４０の出口端で、これらの層が、機械的に安定し、かつ、耐摩耗性の方法で電気シートストリップ１１０に接合される程度まで少なくとも架橋結合することによって、それぞれ乾燥される。これによって、その後、ベルトが乾燥オーブン１４０を越えて搬送する際に、例えば、ロールをたわませることによって又は巻いて（図１に不図示の）コイルを形成することによって、乾燥し、コーティングされた電気シートストリップ１５０のさらなる処理が可能となる。

第１の絶縁ラッカー１２４及び第２の絶縁ラッカー１３４は、異なるラッカー又は材料である。第１の絶縁ラッカー１２４は、第２の絶縁ラッカー１３４より高い電気絶縁効果（降伏電圧）、及び／又は乾燥した層の状態におけるより高い機械的寸法安定性を有し得る。接着性の第２の絶縁ラッカー１３４は、比較すると、電気コアにおける後の接合プロセス（焼成プロセス）で、第１の絶縁ラッカー１２４より高い接合特性又は接合力を有し得、−ここで、後者は、乾燥状態で接合特性さえも有しないかもしれない。

第１の絶縁ラッカー１２４は、特に、高い電気絶縁特性、高い寸法安定性、及び、電気コアで後に用いるときに一般的な安定性を有する。用いられる第１の絶縁ラッカー１２４は、例えば、ホルムアルデヒドフリーのラッカーであり得る。ホルムアルデヒドフリーのラッカーが、その後に塗布される接着性の第２の絶縁ラッカー１３４と特に良好な適合性を有することがわかった。これは、ホルムアルデヒドフリーの第１の絶縁ラッカー１２４の絶縁特性及び／又は第２の絶縁ラッカー１３４の接合特性は、他のラッカー要素によって、仮にあるとしても、それぞれわずかに影響を受けることを意味する。

ホルムアルデヒドフリーのラッカーは、電気コアにおいて加熱されるときに（すなわち、電気機械の動作中に）ホルムアルデヒドを放出しないラッカーを指す。これは、ホルムアルデヒドが存在しないことが、液体の絶縁ラッカーの成分だけでなく（これは、同様にホルムアルデヒドフリーであるが）、電気機械の動作で形成された反応生成物に関連することを意味する。

第１の絶縁ラッカー１２４は、例えば、水性の形態であり、これは、たとえあるとしても、非常に低い含有量の有機溶媒のみを有することを意味する。この点において、湿っている第１の絶縁ラッカー層１１２はまた、電気シートストリップ１１０上の水性のラッカーフィルムの形態であり得る。

第１の絶縁ラッカー１２４は、例えば、Ｃ６ラッカーであり得る。より具体的には、例えば、Ｃ６ラッカーＲｅｍｉｓｏｌ ＥＢ５００ＦＦを用いることが可能である。 本明細書で「ＦＦ」は、ホルムアルデヒドフリー（すなわち、ホルムアルデヒドの放出がないこと）を表す。同様に、例えば、Ｃ５ラッカーを用いることが可能である。用いられる第２の絶縁ラッカー１３４は、良好な接着特性を有するラッカーである。第２の絶縁ラッカー１３４は、同様に、水性の形態であり得、その結果、湿っている第２の絶縁ラッカー層１１４が、さらなる水性のラッカーフィルムの形態で、湿っている第１の絶縁ラッカー層１１２に塗布される。

例えば、用いられる第２の絶縁ラッカー１３４は、いわゆる焼成ラッカーであり得る。焼成ラッカー層は、電気コアの構築のために特に開発された、化学硬化性で接着性の絶縁ラッカー層であり、高い寸法安定性、動作安定性、及び高い接合力を有する。例えば、高い接合力、低い経年劣化に起因する長期間の使用、改善された長期特性、及び減圧下の短い焼成時間を可能にする、いわゆるＶ焼成ラッカーを用いることが可能である。同様に、第２の絶縁ラッカー１３４として、例えばＣ６ラッカーが使用可能である。

電気シートストリップ１１０は、例えば、電気シートストリップアイソバック（ｉｓｏｖａｃ）８００−５０Ａであり得るが、多数の他の電気シートストリップ又はアイソバック（ｉｓｏｖａｃ）製品を用いることが同様に可能である。

本明細書では、湿っている第２の絶縁ラッカー層１１４は、ロール１３２を汚染することなく、湿っている第１の絶縁ラッカー層１１２に塗布できることがわかった。これは、非接触でなく第２の絶縁ラッカー１３４を塗布しても、第１の絶縁ラッカー層１１２における既に塗布された第１の絶縁ラッカー１２４によるロール１３２の汚染が、たとえあるにしても、ごくわずかにしか存在しないことを意味する。そうでなければ、ロール１３２は、第１の絶縁ラッカー層１１２の一部を取り上げ、特定の時間の後、主に純粋な第２の絶縁ラッカー１３４ではなく、第１の絶縁ラッカー１２４と第２の絶縁ラッカー１３４との混合物を放出するだろう。これは、多層システムの特性を明らかに悪くするだろう。

ロール塗布の場合、いわゆる剪断速度によって水薄化ラッカーの粘度を調整することが可能である。水薄化ラッカーは、剪断薄化であり、これは、水薄化ラッカーの粘度は、剪断速度の関数として変更することを意味する。

ロール塗布の場合、（水薄化）ラッカーは、剪断され、その結果、塗布されるラッカーの粘度、すなわち、第１の絶縁ラッカー層１１２及び第２の絶縁ラッカー層１１４の粘度は、剪断速度によって調整され得る。湿っている第１の絶縁ラッカー層１１２に第２の絶縁ラッカー１３４を非常に穏やかに塗布することを可能にすべく、ロール塗布時の第２の絶縁ラッカー１３４の剪断薄化は、可能な限り小さく設定され得る。このために、第２のコーティングステーション１３０におけるロール１３２は、順方向（すなわち、ベルトの搬送方向）に回転し得、ロール１３２は、ベルトの速度より幾分速く任意に移動し得る。これによって、第２の絶縁ラッカー１３４を穏やかに塗布することが可能となり、これは、層（湿っている第１の絶縁ラッカー層１１２と湿っている第２の絶縁ラッカー層１１４）の混合を広範囲にわたって回避することを可能にさせる。電気シートストリップ１１０とロール１３２の間の相対速度が速いほど、塗布時のラッカーの剪断が大きくなる。

第１の絶縁ラッカー１２４が、同様にロール塗布によって塗布される場合、本明細書では、ロール１２２と電気シートストリップ１１０との間の相対速度によって、第１の絶縁ラッカー層１１２の粘度を調整することも可能である。第１の絶縁ラッカー層１１２の粘度は、例えば、第２の絶縁ラッカー層１１４の粘度より高いレベルで設定され得る。

さらなる一態様は、第１の絶縁ラッカー層１１２及び第２の絶縁ラッカー層１１４の層の厚さを調整することに関する。図２は、乾燥オーブン１４０を越える領域におけるコーティングされた電気シートストリップ１１０からの表面近くの詳細を、縦断面図、簡易図で示される。層の厚さの変動及び／又は層間に存在する混合領域の最小値は、図示されていない。断面図は、示されている縦断面図と同一であり得る。

（乾燥した）第１の絶縁ラッカー層１１２は、厚さＤ１を有し、（乾燥した）第２の絶縁ラッカー層１１４は、厚さＤ２を有する。層の厚さＤ１及び／又はＤ２はそれぞれ、１μｍ以上であり得、例えば、それぞれの場合において、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、１１μｍ、若しくは１２μｍ以上又は未満である。電気シートストリップ１１０のシート厚さＤ３は、例えば、０．５ｍｍ、０．４ｍｍ、０．３５ｍｍ、又は０．３ｍｍ以下であり得る。

コーティングされた電気シートストリップ１５０の顕微鏡研究によって、層の厚さの変動が実際には小さいこと、及び（乾燥した）第１の絶縁ラッカー層１１２と（乾燥した）第２の絶縁ラッカー層１１４との間の層の境界が、高度な解像度又は鮮鋭度で実現可能である（そして、はっきりと見える）ことが示された。例えば、非常に薄い混合界面層の厚さ、例えば、層の厚さＤ１又はＤ２の１０％若しくは５％未満の厚さ、が、実現可能である。

層の厚さＤ１、Ｄ２の設定において、ウェットオンウェットコーティングでは、第２の絶縁ラッカー層１１４の厚さＤ２は、電気シートストリップ１１０の露出表面又は湿っている第１の絶縁ラッカー層１１２がコーティングされているかどうかと無関係であることがわかった。これは、まず、露出したシートの金属表面で第２の絶縁ラッカー層１１４の層の厚さＤ２を調整し、その後、第１の絶縁ラッカー層１１２で第１のコーティングを「追加する（ａｄｄ ｉｎ）」ことが可能であることを意味する。

図３は、ベルトコーディングシステム１００の出口端で製造され得るような、コーティングされた電気シートストリップ１５０のコイル（巻線）３１０を示す。ベルトコーディングシステム１００の全体にわたって、ロールのたわみ及び／又は巻き上げによる電気シートストリップ１１０の弾性変形の必要はないことが指摘され、これは、コーティングプロセス及び乾燥プロセスが線形の電気シートストリップ１１０上で行われ得ることを意味する（図１を参照）。電気シートストリップは、電気シートストリップの磁気特性に関して弾性変形に非常に敏感なので、ベルトコーディングシステム１００においてたわませるプロセス及び／又は巻き付けるプロセスを回避することによって、高品質の電気シートストリップの製造をさらに促進させる。

図４は、コーティングされ、乾燥した電気シートストリップ１５０をある長さに切断することによって得られる電気シート４１０を積層することによって実現される電気コア４００からの詳細を概略図で示す。

典型的に、電気シート４１０は、積層することに先立って、例えば、打ち抜き又はレーザ切断によって、ある大きさに切断することによって、これらの最終的な形状に変形される。

電気シート４１０は、その後、積層することによって、後の電気コア４００を形成する積層スタックを形成すべく結合され、これは、典型的には手動で行われ、電気コア４００の製造の最もコストのかかる側面を構成する。

その後、積層スタックは、（乾燥した）第２の絶縁ラッカー層１１４を硬化することによって統合される。統合メカニズムは、化学反応、典型的に、第２の絶縁ラッカー層１１４の接着剤の３次元架橋結合に基づいている。接着剤の硬化（化学架橋結合）は、積層された電気シート４１０を固定すること及び例えば、オーブンで層スタックを加熱することによって、もたらされ得る。

本明細書で示される例は、両面がコーティングされた電気シート４１０から製造された電気コア４００を示す。既に言及されたように、片面がコーティングされた電気シート４１０、又は異なる両面がコーティングされた電気シート４１０を用いることがまた可能であり、これによって、より高い積層係数が実現可能であり得る。しかしながら、片面コーティングの場合、接合力が低く、電気コア４００の必要な完全性を保証することを可能にすべく、より高い接合温度が必要とされる。両面で異なるコーティングの場合、同様に、絶縁の信頼性及び／又は寸法安定性に関して、より低い接合力及び／又はおそらくより低い長期特性が生じる可能性がある。

図５における図は、第２の絶縁ラッカー層１１４を第１の絶縁ラッカー層１１２にウェットオンウェット塗布することによって接着剤の強度が悪くならないことを示す。示されることは、ストリップ形状の２つの電気シート４１０が接合された後、ストリップ形状の２つの電気シート４１０を再び引き離すのに必要とされる力である。引き離す力は、ストリップの幅にわたって正規化され、一方で、剥離距離は、ストリップが引き離された距離を指す。

実験により、片面層のシステム、すなわち、（下に第１の絶縁ラッカー層１１２がない）第２の絶縁ラッカー層１１４に相当する純粋な第２の絶縁ラッカー層、で必要とされる引き離す力に相当する引き離す力が必要とされることが示された。これは、第２の絶縁ラッカー層１１４の接合力が、湿っている第１の絶縁ラッカー層１１２上で第２の絶縁ラッカー１３４（「接着性のラッカー」）をウェットオンウェット塗布することによって、仮にあるとしても、非常にわずかにしか弱くならないことを意味する。

この点において、焼成プロセス後の電気コア４００の製品特性が、第１の絶縁ラッカー層１１２がまず塗布され、乾燥され、その後、第２の絶縁ラッカー層１１４が、乾燥した第１の絶縁ラッカー層１１２に塗布され、再び乾燥される電気コアの製品特性に相当することが想定され得る。しかしながら、そのようなプロセスは、第２のオフライン塗装システムを必要とし、アニーリング溶鉱炉を通過する第２のシステムも必要とするだろう。これは、高い追加費用及び高いコストをもたらすであろう。さらに、電気シートストリップは、必須のたわみ又はオフライン塗装動作での運搬プロセスによる弾性応力を受け、したがって、電気シートストリップの品質が悪くなるだろう。これらの欠点は、本明細書で説明した実施形態で回避され得る。

実験から図５で解明された結果は、本開示で説明された全ての実施形態に適用できる一般妥当性の結論を構成することが想定され得る。

Claims (18)

1. 電気シートストリップの少なくとも１つの面にわたって第１の絶縁ラッカー層を湿式塗布する段階と、
   ロール塗布によって、湿っている前記第１の絶縁ラッカー層にわたって第２の絶縁ラッカー層を湿式塗布する段階であって、前記第１の絶縁ラッカー層及び前記第２の絶縁ラッカー層は、異なるラッカーで構成される、段階と、
   乾燥オーブンで前記第１の絶縁ラッカー層及び前記第２の絶縁ラッカー層を乾燥させる段階と
   を備える、
   電気コアを構築するためのラッカーコーティングされた電気シートストリップを製造するプロセス。
2. 前記第１の絶縁ラッカー層を湿式塗布する前記段階、前記第２の絶縁ラッカー層を湿式塗布する前記段階、並びに前記第１の絶縁ラッカー層及び前記第２の絶縁ラッカー層を乾燥させる前記段階は、連続するベルト搬送路で行われる、請求項１に記載のプロセス。
3. 前記第１の絶縁ラッカー層を湿式塗布する前記段階と前記第２の絶縁ラッカー層を湿式塗布する前記段階との間の期間は、２０秒、特に１５秒、１０秒又は５秒以下である、請求項２に記載のプロセス。
4. 前記第２の絶縁ラッカー層を湿式塗布する前記段階と乾燥の開始との間の期間は、２０秒、特に１５秒、１０秒又は５秒以下である、請求項２又は３に記載のプロセス。
5. 前記乾燥オーブン内の最高積層温度は、１５０℃から２８０℃の間であり、特に、下限温度として１７０℃、１８０℃、１９０℃、又は２００℃から上限温度として２５０℃、２２０℃、２１０℃、又は２００℃の間である、請求項２から４のいずれか一項に記載のプロセス。
6. 前記第２の絶縁ラッカー層は、乾燥後、接着性である層であり、特に、焼成ラッカー層である、請求項１から５のいずれか一項に記載のプロセス。
7. 乾燥後の前記第１の絶縁ラッカー層の層の厚さは、１μｍから１２μｍの間である、請求項１から６のいずれか一項に記載のプロセス。
8. 乾燥後の前記第２の絶縁ラッカー層の層の厚さは、１μｍから１２μｍの間である、請求項１から７のいずれか一項に記載のプロセス。
9. 前記第１の絶縁ラッカー層を湿式塗布した直後の前記第１の絶縁ラッカー層の粘度は、前記第２の絶縁ラッカー層を湿式塗布した直後の前記第２の絶縁ラッカー層の粘度より高い、請求項１から８のいずれか一項に記載のプロセス。
10. 前記第１の絶縁ラッカー層を湿式塗布する前記段階は、ロール塗布によってもたらされる、請求項１から９のいずれか一項に記載のプロセス。
11. 前記第２の絶縁ラッカー層を湿式塗布するためのロールは、ベルトの搬送方向に回転し、特に、前記ベルトの速度より速いロール速度を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のプロセス。
12. 前記第２の絶縁ラッカー層の被覆度は、前記電気シートストリップの面積の８０％、６０％、４０％、又は２０％以下である、請求項１から１１のいずれか一項に記載のプロセス。
13. 電気シートストリップと、
    前記電気シートストリップの少なくとも１つの面にわたる、乾燥した第１の絶縁ラッカー層と、
    乾燥した前記第１の絶縁ラッカー層にわたる、乾燥した第２の絶縁ラッカー層であって、まだ湿っている前記第１の絶縁ラッカー層にわたって湿式塗布されて、その後、湿っている前記第１の絶縁ラッカー層と共に乾燥される、第２の絶縁ラッカー層と
    を備え、
    前記第１の絶縁ラッカー層及び前記第２の絶縁ラッカー層は、異なるラッカーで構成される、
    電気コアを構築するためのラッカーコーティングされた電気シートストリップ。
14. 乾燥した前記第１の絶縁ラッカー層は、ホルムアルデヒドフリーのラッカー層であり、特にホルムアルデヒドフリーのＣ６ラッカー層である、請求項１３に記載のラッカーコーティングされた電気シートストリップ。
15. 乾燥した前記第２の絶縁ラッカー層は、接着性の層であり、特に、エポキシ樹脂ベースの層及び／又は焼成ラッカー層である、請求項１３又は１４に記載のラッカーコーティングされた電気シートストリップ。
16. 前記ラッカーコーティングされた電気シートストリップは、
    前記面と反対側の面にわたる、乾燥したさらなる第１の絶縁ラッカー層と、
    乾燥した前記さらなる第１の絶縁ラッカー層にわたる、乾燥したさらなる第２の絶縁ラッカー層であって、まだ湿っている前記さらなる第１の絶縁ラッカー層にわたって湿式塗布されて、その後、湿っている前記さらなる第１の絶縁ラッカー層と共に乾燥される、さらなる第２の絶縁ラッカー層と
    を備える、請求項１３から１５のいずれか一項に記載のラッカーコーティングされた電気シートストリップ。
17. 乾燥した前記第２の絶縁ラッカー層の被覆度は、前記電気シートストリップの面積の８０％、６０％、４０％、又は２０％以下である、請求項１３から１６のいずれか一項に記載のラッカーコーティングされた電気シートストリップ。
18. 前記ラッカーコーティングされた電気シートストリップは、コイルを形成すべく、巻き上げられている、請求項１３から１７のいずれか一項に記載のラッカーコーティングされた電気シートストリップ。