JP2020511005A - トランスのための複合材料 - Google Patents

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Abstract

本発明は、特にトランスで使用するための複合材料であって、第１の粒子配向性電気ストリップ層および第２の粒子配向性電気ストリップ層と、介在するポリマー層とを含み、前述のポリマー層が、架橋結合した高分子量のアクリレート系共重合体を含み、３μｍ〜１０μｍの範囲の層厚を有する、複合材料に関する。【選択図】図１

Description

本出願は、複合材料に関し、より詳細には、トランスで使用するための複合材料、および本発明に係る複合材料を製造するための方法に関する。さらなる態様では、本発明は、鉄心およびトランスに関する。さらに、本発明は、鉄心を製造するための方法に関する。
従来技術から既知であるトランスにおいて、粒子配向性電気ストリップが、薄層の形態で組み込まれている。磁気ひずみの影響に起因して、これらのストリップは、交流電流が印加されると揺動する。このことは、トランスの特徴的な騒音をもたらす。トランスは、住居地域内、または住居地域の近くにも設置されることから、騒音公害を低減するために、追加の吸音のための手段を取らなければならない。これらは非常に高額である。
騒音公害を低減する、従来技術から既知である他の手段は、トランスに設けられた、固体伝搬音を吸収する複合シートである。例えば、米国登録特許第６，４９９，２０９号には、複数の複合シートから製造されたトランスが開示されている。個々の複合シートは、ここでは、２つの外側の磁性体層と、間に配置された粘弾性フィルムとで構成されている。粘弾性フィルムは、約２５μｍの厚さであり、架橋結合したアクリルポリマをベースとしている。
米国登録特許第６，４９９，２０９号
そのようなシステムは、必要とされる音響特性を有し、また、相応して大きな層の圧さによる適切な接着値を有するが、既知のシステムは、依然として、トランスにおける使用に十分な磁気特性、およびこれらを鉄心に使用して達成可能である、鉄の充填率を有しない。したがって、これらの複合シートに関して、さらなる発展の可能性が存在する。
本発明の目的は、従来技術に比べて向上した複合材料を提供することである。具体的には、モノリシックの電気ストリップに比べ、特性が向上した、トランスで使用するための複合材料を提供することである。
この目的は、請求項１の特徴を有する複合材料によって達成される。
本発明の有利な実施形態および変形形態は、従属請求項および以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
本発明によれば、特にトランスで使用するための複合材料は、第１の粒子配向性電気ストリップ層および第２の粒子配向性電気ストリップ層と、第１の粒子配向性電気ストリップ層と第２の粒子配向性電気ストリップ層との間に配置された重合体層であって、高分子量の架橋結合したアクリレート系共重合体を含み、３μｍ〜１０μｍの範囲の層厚を有する、重合体層と、を備えている。
驚くべきことに、本発明に係る複合材料が、従来技術から既知である複合材料に比べ、モノリシックの電気ストリッププレートの範囲で、規定された軟磁性を有することがわかっている。
好ましくは、複合材料は、ＤＩＮ ＥＮ ６０４０４−２に従って測定された、Ｐ１．７；５０Ｈｚにおける損失が０．６０Ｗ／ｋｇ〜１．０Ｗ／ｋｇの範囲、より好ましくは０．６０Ｗ／ｋｇ〜０．９０Ｗ／ｋｇ、最も好ましくは０．６０Ｗ／ｋｇ〜０．８Ｗ／ｋｇであり、かつ／またはＪ８００における磁界強度が１．８８Ｔ〜１．９６Ｔの範囲、より好ましくは１．９０Ｔ〜１．９６Ｔである。
さらに、驚くべきことに、本発明に係る複合材料が、後述の適用分野のトランスにおいて、現在の技術水準における鉄の充填率に匹敵する鉄の充填率を有し、このため、性能の低下を示さないことがわかっている。
好ましくは、本発明に係る複合材料を使用したトランスにおける鉄の充填率は、９６．０％〜９９．０％、より好ましくは９８．０％〜９９．０％、さらにより好ましくは９８．３％〜９９．０％である。
本発明に係る複合材料を使用することは、トランス内の、結果として生じる固体伝搬ノイズを積極的に著しく低下させるのみならず、例えば、使用される電気ストリップシートの厚さを変化させることにより、生じる効率を増大させる。
重合体層が、高分子量の架橋結合したアクリレート系共重合体を含むという事実は、振動および／または揺動を、より良好に吸収し、熱エネルギに変換できることを意味している。結果として、固体伝搬ノイズの著しい低減が達成され、それにより、二次的な音響手段の使用が、著しく低減されるか、さらには完全になくなる。
電気ストリップシートのヒステリシスの損失は、使用されるシートの厚さに大きく依存している。概して、電気ストリップの厚さが小さいほど、損失は低い。本発明に係る複合シートを使用することにより、例えば０．４０ｍｍの厚さの電気ストリップと比較して、相応して良好な品質の、０．２０ｍｍの厚さの２つの電気ストリップを、ともに接着することができる。トランスのタイプに関して、このことは、トランスの効率を著しく向上させることができるか、同じ効率で、より小型のトランスを構築することを可能にすることができる。
実際には、複合材料自体、およびこの材料から形成される部品は、非常に攻撃的であることのある様々なオイルと接触することがある。このオイルは、重合体層を攻撃する場合があり、このため、層間剥離をもたらす場合がある。したがって、重合体層が、そのような技術的オイルに対して耐性があることが望ましい。このため、高分子量の架橋結合したアクリレート系共重合体が、好ましくは、少なくとも、両方が、炭素数１〜１２のアルキル基を有する、１つのアルキルアクリレートエステルモノマー単位および／またはアルキルメタクリレートエステルモノマー単位と、グリシジルモノマー単位と、不飽和カルボン酸モノマー単位との共重合した混合物と、架橋剤とで構成されている場合、重合体層の膨張、または複合材料の層間剥離が見られないことがわかっている。
より好ましい実施形態では、高分子量の架橋結合したアクリレート系共重合体は、２つの成分のみ、すなわち、共重合した混合物と、架橋剤とで構成されている。
さらなる好ましい実施形態では、共重合した混合物は、少なくとも、両方が、炭素数１〜１２のアルキル基を有する、１つのアルキルアクリレートエステルモノマー単位および／またはアルキルメタクリレートエステルモノマー単位と、グリシジルモノマー単位と、不飽和カルボン酸モノマー単位と、を含む。
好ましくは、グリシジルモノマー単位は、アリルグリシジルエーテル、グリシジルアクリレートエステル、グリシジルメタクリルレートエステル、および／またはこれらの混合物からなる群から選択される。
好ましくは、アルキルアクリレートエステルモノマー単位および／またはアルキルメタクリレートエステルモノマー単位は、炭素数４〜１２のアルキル基を有する。
重合体層のガラス転移温度が−１５℃より高い場合、好ましい実施形態によれば、炭素数１〜４のアルキル基を有する、アルキルアクリレートエステルモノマー単位および／またはアルキルメタクリレートエステルモノマー単位は、共重合される混合物に添加される場合がある。
好ましい実施形態では、高分子量の架橋結合したアクリレート系共重合体は、少なくとも、５５重量％〜８５重量％の、両方が、炭素数４〜１２のアルキル基を有する、アルキルアクリレートエステルモノマー単位および／またはアルキルメタクリレートエステルモノマー単位と、０重量％〜３５重量の、両方が、炭素数１〜４のアルキル基を有する、アルキルアクリレートエステルモノマー単位および／またはアルキルメタクリレートエステルモノマー単位と、０．０１重量％〜２重量％のグリシジルモノマー単位と、１重量％〜１５重量％、より好ましくは３重量％〜１３重量％の不飽和カルボン酸モノマー単位と、の共重合した混合物と、０．０５重量％〜１重量％の架橋剤とで構成されている。
好ましくは、共重合した混合物は、５００ｋＤａ〜１５００ｋＤａ、より好ましくは６００ｋＤａ〜１０００ｋＤａ、さらにより好ましくは７００ｋＤａ〜９００ｋＤａ、最も好ましくは８００ｋＤａ±２０ｋＤａの範囲の平均モル質量を有する。平均モル質量は、ＧＰＣによって測定される。較正のために、ポリスチレン標準が使用された。
好ましくは、炭素数４〜１２のアルキル基を有する、アルキルアクリレートエステルモノマー単位および／またはアルキルメタクリレートエステルモノマー単位は、２−エチルヘキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、アクリル酸ブチルエステル、２−メチルブチルアクリレート、４−メチル−２−ペンチルアクリレート、イソデシルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、および／またはこれらの混合物から選択される。
好ましくは、不飽和カルボン酸モノマー単位は、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、および／またはこれらの混合物から選択される。好ましい混合物は、アクリル酸およびメタクリル酸、アクリル酸およびフマル酸、またはメタクリル酸およびフマル酸で構成されている。
好ましい実施形態によれば、共重合は、溶媒混合物、好ましくは、酢酸エチルとアセトンとの混合物の助けで実施される。好ましくは、溶媒混合物は、６８℃〜７８℃の範囲における還流を可能にする割合である。
共重合の間の固形分は、好ましくは４０重量％〜６０重量％の範囲である。
共重合のために、ＡＩＢＮが、好ましくは、ラジカル開始剤として使用される。
さらに、共重合は、好ましくは、窒素雰囲気下で実施され、それにより、好ましくは５００ｋＤａ以上の平均モル質量を有する、高分子量の共重合体が達成される。
好ましくは、架橋剤は、アルミニウムアセチルアセトネート（ＡｌＡＣＡ）、鉄アセチルアセトネート（ＦｅＡＣＡ）、チタンアセチルアセトネート（ＴｉＡＣＡ）、またはジルコニウムアセチルアセトネート（ＺｒＡＣＡ）から選択される。
さらなる好ましい実施形態によれば、電気ストリップ層は、５０μｍ〜１５００μｍの範囲、より好ましくは１００μｍ〜５００μｍの範囲、さらにより好ましくは１５０μｍ〜３５０μｍの範囲、最も好ましくは１８０μｍ〜２７０μｍの範囲の層厚を有する。
本発明に係る複合材料を製造するために、同じ厚さであるか、異なる厚さである、２つの電気ストリップ層を使用することができる。
別の好ましい実施形態によれば、粒子配向性電気ストリップ層は、１つ、または好ましくは２つ〜５つ、より好ましくは２つ〜３つの表面層を有する。表面層は、それぞれ、０．３〜５μｍ、より好ましくは１μｍ〜２．５μｍの範囲の層厚を有する。この表面層は、粒子配向性電気ストリップ層のケイ酸鉄の部分で引張り応力を発揮し、それにより、個々のシートと完成したトランス（いわゆる構造要素）との間の磁気損失の差異が最小になる。
各層は、ケイ酸塩、好ましくはケイ酸マグネシウム、代替的には、リン酸化合物、好ましくはリン珪酸化合物で構成されている場合がある。
別の好ましい実施形態によれば、重合体層は、４μｍ〜８μｍの範囲、より好ましくは４．５μｍ〜７．５μｍの範囲の層厚を有する。
さらなる態様によれば、本発明は、複合材料を連続的に製造するための方法に関する。この方法は、
第１の粒子配向性電気ストリップ層を提供する方法ステップと、
第１の粒子配向性電気ストリップ層を、高分子量のアクリレート系共重合体と架橋剤とを含む高分子剤でコーティングする方法ステップと、
コーティングされた第１の粒子配向性電気ストリップ層を加熱する方法ステップと、
第２の粒子配向性電気ストリップ層を提供および加熱する方法ステップと、
２つの粒子配向性電気ストリップ層を積層して、３μｍ〜１０μｍの範囲の層厚を有する、高分子量の架橋結合したアクリレート系共重合体を含む重合体層を有する複合材料を得る方法ステップと
を含んでいる。
好ましくは、第１の粒子配向性電気ストリップ層と、第２の粒子配向性電気ストリップ層とは、コイルとして提供され、それにより、本発明に係る複合材料を製造するための連続的処理を実現することができる。
好ましくは、第１の粒子配向性電気ストリップ層のコーティングは、コーターによって実施される。結果として、高分子剤の均一な層が、第１の粒子配向性電気ストリップ層に塗布される。この塗布は、積層するステップの後に、複合材料が、３μｍ〜１０μｍの範囲、好ましくは４μｍ〜８μｍ、より好ましくは４μｍ〜８μｍの範囲、最も好ましくは４．５μｍ〜７．５μｍの範囲の層厚の重合体層を有するように行われる。
さらなる好ましい実施形態によれば、第１の電気ストリップ層の前処理は、第１の電気ストリップ層を提供するステップと、重合体層の塗布との間に行われる。好ましくは、前処理は、クリーニングである。ここで、使用される電気ストリップの表面は、付着性のほこりの粒子やオイルが取り除かれ、したがって、高分子剤の塗布の準備が整っている。
好ましい実施形態では、高分子量のアクリレート系共重合体は、少なくとも、両方が、炭素数１〜１２のアルキル基を有する、１つのアルキルアクリレートエステルモノマー単位および／またはアルキルメタクリレートエステルモノマー単位と、グリシジルモノマー単位と、不飽和カルボン酸モノマー単位と、の共重合した混合物から形成される。
好ましくは、電気ストリップ層は、１５０℃〜２５０℃の範囲の温度、より好ましくは１６０℃〜１９０℃の範囲の温度、さらに好ましくは１７５℃〜１８５℃の範囲の温度に加熱される。電気ストリップ層の加熱は、慣習的な炉、または誘導によって行うことができる。対応する技法が、当業者には既知である。
焼き戻し後の２つの電気ストリップ層は、好ましくは、二重化ステーションによって積層される。この場合、高分子剤が塗布されている第１の電気ストリップ層は、第２の電気ストリップ層と一体にされ、それにより、本発明に係る複合材料が得られる。
依然として高温の複合材料は、通常、冷却セクションを通過し、この冷却セクションで、複合材料が室温まで冷却され、次いで、コイル状に巻き取られる。
特に好ましい実施形態の変形形態によれば、次の処理ステップでは、熱活性化性接着剤が、コイルコーティング法により、複合材料の片面、より好ましくは両面に塗布される。
さらなる態様によれば、本発明は、本発明に係る方法によって製造される複合材料に関する。
好ましくは、このように調製される複合材料は、従来技術から既知である複合材料に比べ、モノリシックの粒子配向性電気ストリップシートの範囲で、軟磁性を有する。
好ましくは、複合材料は、ＤＩＮ ＥＮ ６０４０４−２に従って測定された、Ｐ１．７；５０Ｈｚにおける損失が０．６０Ｗ／ｋｇ〜１．０Ｗ／ｋｇの範囲、より好ましくは０．６０Ｗ／ｋｇ〜０．９０Ｗ／ｋｇ、最も好ましくは０．６０Ｗ／ｋｇ〜０．８Ｗ／ｋｇであり、かつ／またはＪ８００における磁界強度が１．８８Ｔ〜１．９６Ｔの範囲、より好ましくは１．９０Ｔ〜１．９６Ｔである。
さらなる態様では、本発明は、本発明に係る複合材料の複数の薄層を含む鉄心に関する。
さらなる態様では、本発明は、本発明に係る鉄心を備えたトランスに関する。
本発明の別の態様は、
本発明に係る複合材料を提供するステップと、
複数の薄層を複合材料から分離するステップと、
薄層を鉄心に接続するステップと
を含む、鉄心を製造するための方法にさらに関する。
好ましくはコイルの形態である複合材料からの薄層の分離は、例えば、適切な打ち抜き工具または切削工具によって実施することができる。分離された薄層は、次いで、パッケージに積層され、ともに接続される。
好ましくはコイルの形態である複合材料を提供することは、モノリシックな電気ストリップシートを使用した鉄心の製造より優れた、分離のための処理の利点をもたらす。この理由は、同じ数の薄層を有する鉄心を提供するために、半分の分離ステップしか必要ではないためである。
薄層は、好ましくは、パンチバンドリングによって接続され、それにより、個々の薄層間が機械的に接続される。この接続は、個々の薄層内にパンチ押圧された隆起によって形成される。
より好ましい実施形態の変形形態によれば、個々の薄層は、ともに接着されている。好ましくは、熱活性化性接着剤が、接着のために使用される。この接着剤は、薄層の積層の前、積層の間、または積層の後に活性化させることができる。このため、熱活性化性接着剤は、様々な処理ステップによって活性化させて接着剤の状態とすることができ、それにより、時間的および／または空間的な分離がもたらされる。
代替的には、薄層をともに接着するために、焼かれたエナメル、または点状の接着剤による接着を使用することも可能である。
さらなる態様では、本発明は、トランスのための鉄心を製造するための、本発明に係る複合材料の使用に関する。
以下では、本発明を、実施例によってより詳細に説明する。
［実施例］
様々な高分子剤を調製した。
溶液１：
この目的のために、２０７ｇのアクリル酸ブチルエステル、６１．２ｇの２−エチルヘキシルアクリレート、２３．１ｇのアクリル酸、および０．１ｇの２，３−エポキシプロピルメタクリレートのモノマー溶液を調製した。次いで、６８．５ｇを、モノマー溶液から除去し、窒素でパージされた１．５リットルの反応装置に供給した。反応装置は、攪拌手段、還流冷却器、およびサーミスタを備えていた。次いで、２９．７ｇの酢酸エチルおよび１８ｇのアセトンを、モノマー溶液に添加した。溶液を、還流下で加熱した。次いで、０．０５ｇのＡＩＢＮ（Ｄｕｐｏｎｔ）を、４．５ｇの酢酸エチルに溶解し、還流溶液に添加した。この溶液は、次いで、１５分間、強還流下に保持した。残りのモノマー溶液は、１９５ｇの酢酸エチル、４０ｇのアセトン、および０．２４ｇのＡＩＢＮと混合し、反応装置内を還流する溶液に、３時間にわたって溶液として絶えず添加した。添加が完了した後に、溶液をさらに１時間還流下に保持した。次に、０．１２ｇのＡＩＢＮ、９ｇの酢酸エチル、および４ｇのアセトンの溶液を、反応装置に添加し、溶液をさらに１時間還流させた。この処理は、さらに２回繰り返した。添加が完了した後に、溶液をさらに１時間還流させた。次いで、１７８ｇのトルエンおよび２７ｇのｎ−ヘプタンを添加した。得られた粗生成物は、３６重量％の固形分と、８０００Ｐａ・ｓの粘度とを有していた。粘度は、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計（＃４のスピンドル、１２ｒｐｍ）によって測定した。得られた共重合体は、７１重量％のアクリル酸ブチル、２１重量％の２−エチルヘキシルアクリレート、８重量％のアクリル酸、および０．０３重量％の２，３−エポキシプロピルメタクリレートで構成されていた。共重合体は、次いで、０．１重量％のアルミニウムアセチルアセトネートと混合して、高分子剤を得た。
溶液２：
この目的のために、３０ｇのメタクリル酸ブチル、１５０ｇのアクリル酸ブチルエステル、２７ｇのメタクリル酸エチル、５５ｇの２−エチルヘキシルアクリレート、１８．７ｇのメタクリル酸、および０．１ｇの２，３−エポキシプロピルアクリレートのモノマー溶液を調製した。次いで、７５．５ｇを、モノマー溶液から取り、窒素でパージされた１．５リットルの反応装置に供給した。反応装置は、攪拌手段、還流冷却器、およびサーミスタを備えていた。次いで、３２ｇの酢酸エチルおよび２０ｇのアセトンを、モノマー溶液に添加した。溶液を、還流下で加熱した。次いで、０．０５ｇのＡＩＢＮ（Ｄｕｐｏｎｔ）を、４．５ｇの酢酸エチルに溶解し、還流溶液に添加した。この溶液は、次いで、１５分間、強還流下に保持した。残りのモノマー溶液は、１９５ｇの酢酸エチル、４０ｇのアセトン、および０．２４ｇのＡＩＢＮと混合し、反応装置内を還流する溶液に、３時間にわたって溶液として絶えず添加した。添加が完了した後に、溶液をさらに１時間還流下に保持した。次に、０．１２ｇのＡＩＢＮ、９ｇの酢酸エチル、および４ｇのアセトンの溶液を、反応装置に添加し、溶液をさらに１時間還流させた。この処理は、さらに２回繰り返した。添加が完了した後に、溶液をさらに１時間還流させた。次いで、１８３ｇのトルエンおよび２７ｇのｎ−ヘプタンを添加した。得られた粗生成物は、３８重量％の固形分と、７５００Ｐａ・ｓの粘度とを有していた。粘度は、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計（＃４のスピンドル、１２ｒｐｍ）によって測定した。結果として得られた共重合体は、１０重量％のメタクリル酸ブチル、５３重量％のアクリル酸ブチル、１０重量％のメタクリル酸エチル、２０重量％の２−エチルヘキシルアクリレート、６．５重量％のメタクリレート、および０．０３重量％の２，３−エポキシプロピルアクリレートで構成されていた。共重合体は、次いで、０．１重量％のアルミニウムアセチルアセトネートと混合して、高分子剤を得た。
溶液３（参考）：
参考として、３Ｍからの粘弾性振動減衰材料ＩＳＤ１１０を使用した。塗布は、最小で２５μｍまたは５０μｍの厚さに対応する、１ミルおよび２ミルのフィルムを用いてデータシートに従って実施した。接着剤は、紙ライナーとともに、２５μｍおよび５０μｍの厚さで供給し、溶媒は含まなかった。加熱されると、５μｇ／ｃｍ２〜３０μｇ／ｃｍ２の揮発性物質（炭化水素、有機エステル、エステル、アルコール、アクリレート、アセテートなど）が気体として放出された。塗布は、データシートに従って実施した。空気の抱き込みを回避した。
溶液４（参考）：
さらに、ＵＨＵ（登録商標）からの汎用接着剤を使用した。この接着剤は、無色の水晶のように透明なゲルであり、ゲル状の、チキソトロピー性の稠度を有していた。配合物は、０．９５ｇ／ｃｍ３の密度を有するポリビニルエステルに基づいて、３２重量％の固形分を有していた。使用した溶媒は、低沸点のエステルとアルコールとの混合物であった。配合物は、５０重量％〜７０重量％の酢酸メチルと、５重量％〜１０重量％のエタノールおよびアセトンで構成されていた。
［実施例１］
合計で２０個のトランスコアを構築した。表１によるすべての実施例において、複合材料を、電気ストリップのグレード２３ＨＰ８５Ｄ（２３０μｍの公称厚さ）または２７ＨＰ８５Ｄ（２７０μｍの公称厚さ）、およびそれぞれの高分子剤の、２つの粒子配向性電気ストリップを使用して製造した。
この目的のために、粒子配向性電気ストリップを、コーターにより、溶液１、溶液２、および溶液４に関して、示した層厚の接着剤系でコーティングした。溶液３に関しては、相応して厚い固体の接着剤層を、ローラを使用して、粒子配向性電気ストリップに気泡なしで塗布した。材料は、次いで、１１０℃で１分間、予め乾燥して溶媒を除去した。表１による溶液１〜溶液４での積層処理のために、対応する電気ストリップを、次いで、連続炉内（炉の時間は約５０秒）で、約１８０℃に加熱した。ＰＭＴ（ピーク金属温度）に達した直後に、これらを、ローラミル内で、粒子配向性電気ストリップシートも１８０℃に加熱された状態で、加圧下で積層した。溶液３に関しては、２つのコーティングされた粒子配向性電気ストリップをともに積層することにより、約５０μｍの層厚を達成した。
複合材料の、（２３０μｍの厚さのシートに関する）０．８ｔ、または（２７０μｍの厚さのシートに関する）４８ｔから、３脚のトランスを従来技術に従って構築し、ＥＮ６００７６−１０に従ってノイズに関して特徴付けた。
Figure 2020511005
Figure 2020511005
さらに、重合体層の安定性を調べた。この目的のために、得られた複合材料から、相応のサイズに切断した試験試料（２．５×１０ｃｍ）を、対応するテスト液（Ｓｈｅｌｌ ＡＴＦ １３４ ＦＥのギアオイル、Ｎｙｎａｓ Ｎｙｔｒｏ Ｔａｕｒｕｓ（ＩＥＣ ６０２９６）Ｅｄ．４−標準グレードのトランスオイル）中に、１２０℃で１６４時間、配置した。曝露時間の終了時に、試験試料を目視で調べた。この場合、重合体層の層間剥離も膨張も検出することができなかった。
以下では、本発明を、図面を参照してより詳細に説明する。図面は、詳細には以下を示す。
本発明に係る、複合材料の第１の実施形態の変形形態を示す図である。 本発明に係る、複合材料の第２の実施形態の変形形態を示す図である。 第２の実施形態の変形形態に係る、複合材料を使用した多層構造体を示す図である。 本発明に係る、複合材料の製造のための処理を示す図である。
図１では、本発明に係るとともに、第１の実施形態に係る、三層構造の複合材料１が示されている。複合材料１は、第１の電気ストリップ層２、第２の電気ストリップ層４、およびこれらの第１の電気ストリップ層２と第２の電気ストリップ層４との間に配置された重合体層３を備えている。
図２は、第１の電気ストリップ層２および第２の電気ストリップ層４と、この第１の電気ストリップ層２と第２の電気ストリップ層４との間に配置された重合体層３とを有する、本発明に係る複合材料５の第２の実施形態の変形形態を示している。重合体層３の両側では、２つの電気ストリップ層２、４がそれぞれ、絶縁層６を有する。好ましい実施形態の変形形態では、この絶縁層６は、熱活性化性接着剤によって形成される。
図３では、第２の実施形態の変形形態に係る、複合材料５を使用した多層構造体７が示されている。複合材料５の個々の層は、この場合、積層体を形成するように、１つの層が別の層の上に配置されている。絶縁層６が、熱活性化性接着剤で形成される場合、多層構造体７は、個々の薄層（図示せず）の間に均一な絶縁層６を有する。
図４は、ストリップコーティングシステム１０による、本発明に係る、複合材料１、５の連続した製造のための処理を示す図である。システム１０は、第１のストリップ巻出ステーション１１および第２のストリップ巻出ステーション１２を有しており、これらの第１のストリップ巻出ステーション１１および第２のストリップ巻出ステーション１２により、第１の粒子配向性電気ストリップ層２および第２の粒子配向性電気ストリップ層４が提供される。さらに、システム１０は、ステープルデバイス１３と、第１のストリップアキュムレータ１４および第２のストリップアキュムレータ２０とを有する。これらは、処理を中断する必要なしに、コイルを交換することを可能にする。必要であれば、第１の電気ストリップ層２は、電気ストリップ層２の表面から、付着性のほこりの粒子およびオイルを除くために、最初に、前処理ステージ１５に加えられる。次いで、高分子剤（図示せず）が、塗布ローラ１６によって片面に塗布される。高分子剤でコーティングされた電気ストリップ層２は、次いで、２ゾーン炉１７を通過し、この炉１７内で、塗布されたコーティングが、１００℃〜１２０℃で予備乾燥される。この場合、溶媒は除去される。炉１７の第２のゾーンでは、電気ストリップ層２が、ＰＭＴ（１７０℃〜１９０℃）まで加熱される。さらに、第２の電気ストリップ層４が、第２の巻出ステーション１２によって提供され、最初に、加熱ステーション１７に供給される。加熱ステーション１７では、第２の電気ストリップ層４が、同様にＰＭＴまで加熱される。二重化ステーション１８では、２つの電気ストリップ層２、４が、５ｋＮの圧力および１５０℃〜１７０℃の温度でともに積層されて、複合材料１、５を形成する。次いで、依然として高温の複合材料１、５は、冷却ステーションを通過し、この冷却ステーションで、複合材料１、５が室温まで冷却され、次いで、ストリップ巻取ステーション２１上でコイル状に巻き取られる。
１ 複合材料
２ 第１の電気ストリップ層
３ 重合体層
４ 第２の電気ストリップ層
５ 複合材料
６ 絶縁層
７ 多層設計
１０ ストリップコーティングシステム
１１ ストリップ巻出ステーション
１２ ストリップ巻出ステーション
１３ ステープルデバイス
１４ ストリップアキュムレータ
１５ 前処理ステージ
１６ 塗布ローラ
１７ 加熱ステーション
１８ 二重化ステーション
１９ 冷却ステーション
２０ ストリップアキュムレータ
２１ ストリップ巻取ステーション

Claims (15)

  1. 特にトランスで使用するための複合材料であって、
    第１の粒子配向性電気ストリップ層および第２の粒子配向性電気ストリップ層と、
    前記第１の粒子配向性電気ストリップ層と前記第２の粒子配向性電気ストリップ層との間に配置された重合体層であって、高分子量の架橋結合したアクリレート系共重合体を含み、３μｍ〜１０μｍの範囲の層厚を有する、重合体層と、
    で構成されている、複合材料。
  2. 前記架橋結合した高分子量のアクリレート系共重合体が、
    少なくとも
    両方が、炭素数１〜１２のアルキル基を有する、１つのアルキルアクリレートエステルモノマー単位および／またはアルキルメタクリレートエステルモノマー単位と、
    グリシジルモノマー単位と、
    不飽和カルボン酸モノマー単位と、
    の共重合した混合物と、
    架橋剤と、
    で構成されている、請求項１に記載の複合材料。
  3. 前記共重合した混合物が、５００ｋＤａ〜１５００ｋＤａの範囲の平均モル質量を有する、請求項２に記載の複合材料。
  4. 前記粒子配向性電気ストリップ層が、５０μｍ〜１５００μｍの範囲の層厚を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の複合材料。
  5. 前記電気ストリップ層が、０．５μｍ〜２μｍの範囲の層厚の絶縁層を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の複合材料。
  6. 複合材料を連続的に製造するための方法であって、
    第１の粒子配向性電気ストリップ層を提供する方法ステップと、
    前記第１の電気ストリップ層を、高分子量のアクリレート系共重合体と架橋剤とを含む高分子剤でコーティングする方法ステップと、
    コーティングされた前記第１の粒子配向性電気ストリップ層を加熱する方法ステップと、
    第２の粒子配向性電気ストリップ層を提供および加熱する方法ステップと、
    前記２つの粒子配向性電気ストリップ層を積層して、３μｍ〜１０μｍの範囲の層厚を有する、高分子量の架橋結合したアクリレート系共重合体を含む重合体層を有する複合材料を得る方法ステップと、
    を含む、方法。
  7. 高分子量の前記アクリレート系共重合体が、少なくとも
    両方が、炭素数１〜１２のアルキル基を有する、１つのアルキルアクリレートエステルモノマー単位および／またはアルキルメタクリレートエステルモノマー単位と、
    グリシジルモノマー単位と、
    不飽和カルボン酸モノマー単位と、
    の共重合した混合物で形成される、請求項６に記載の方法。
  8. 前記粒子配向性電気ストリップ層が、１５０℃〜２５０℃の範囲の温度に加熱される、請求項６または７に記載の方法。
  9. 請求項６〜８のいずれか一項に記載の方法によって製造される複合材料。
  10. ＤＩＮ ＥＮ ６０４０４−２に従って測定された、Ｐ１．７；５０Ｈｚにおける損失が０．６０Ｗ／ｋｇ〜１．０Ｗ／ｋｇの範囲であり、かつ／またはＪ８００における磁界強度が１．８８Ｔ〜１．９６Ｔの範囲である、請求項９に記載の複合材料。
  11. 請求項１〜５、または９および１０のいずれか一項に記載の、複合材料の複数の薄層を含む、トランスのための鉄心。
  12. 請求項１１に記載の鉄心を備えたトランス。
  13. トランスのための鉄心を製造する方法であって、
    請求項１〜５、または９および１０のいずれか一項に記載の複合材料を提供するステップと、
    複数の薄層を前記複合材料から分離するステップと、
    前記薄層を鉄心に接続するステップと
    を含む方法。
  14. 前記薄層が、熱活性化性接着剤によって接続される、請求項１３に記載の方法。
  15. トランスのための鉄心を製造するための、請求項１〜５、または９および１０のいずれか一項に記載の複合材料の使用。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4082772A1 (de) * 2021-04-30 2022-11-02 Wickeder Westfalenstahl GmbH Elektroblech, verwendung eines elektroblechs und verfahren zur herstellung eines elektroblechs

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0305966B1 (en) * 1987-08-31 1992-11-04 Nippon Steel Corporation Method for producing grain-oriented electrical steel sheet having metallic luster and excellent punching property
JP3239312B2 (ja) * 1994-03-31 2001-12-17 川崎製鉄株式会社 耐食性に優れた電気絶縁被膜を有する電磁鋼板
EP0696610B1 (en) * 1994-08-12 2003-04-02 SOKEN CHEMICAL & ENGINEERING CO. LTD., Acrylic sheet, acrylic adhesive sheet and process for preparing the sheets
US6191510B1 (en) 1997-12-19 2001-02-20 3M Innovative Properties Company Internally damped stator, rotor, and transformer and a method of making
MY145624A (en) * 2006-09-20 2012-03-15 Toray Industries Process for production of thermoplastic copolymer
JP2009063122A (ja) * 2007-09-07 2009-03-26 Nitto Denko Corp 制振シート
DE102008008781A1 (de) * 2008-02-12 2009-08-20 Thyssenkrupp Electrical Steel Gmbh Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten Elektrobands
WO2013162056A1 (en) * 2012-04-27 2013-10-31 Kuraray Co., Ltd. Acrylic pressure-sensitive adhesive composition and pressure-sensitive adhesive products
CN105131750B (zh) * 2015-08-31 2017-06-16 马鞍山市鸿翮实业有限公司 一种电工钢用环保型自粘结涂料及其制备方法

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