JP2024509030A - 電磁鋼板およびその積層体 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、電磁鋼板の間に形成される融着層の界面特性を制御して、接着力が向上した電磁鋼板を提供することである。【解決手段】本発明のボンディング用電磁鋼板は、電磁鋼板と、前記電磁鋼板上に位置するボンディングコーティング層と、を含み、前記電磁鋼板内に位置し、前記ボンディングコーティング層と接触する第１界面層と、前記ボンディングコーティング層内に位置し、第１界面層と接触する第２界面層とをさらに含み、前記第２界面層を含むボンディングコーティング層中のＳｉの総含有量の７０モル％以上が第２界面層内に存在することを特徴とする。【選択図】図１
Description
本発明は電磁鋼板およびその積層体に係り、より詳細には、本発明は、ボンディング用電磁鋼板およびその積層体に関する。
無方向性電磁鋼板は、圧延板上のすべての方向に磁気的特性が均一な鋼板で、モータ、発電機の鉄心、電動機、小型変圧器などに幅広く用いられている。
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よる費用損失が大きい場合に応力除去焼鈍を省略するものとの２つの形態に区分される。
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よる費用損失が大きい場合に応力除去焼鈍を省略するものとの２つの形態に区分される。
絶縁被膜は、モータ、発電機の鉄心、電動機、小型変圧器など積層体の仕上げ製造工程でコーティングされる被膜であって、通常、渦電流の発生を抑制させる電気的特性が要求される。その他にも、連続打抜加工性、耐粘着性および表面密着性などが要求される。連続打抜加工性とは、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能力を意味する。耐粘着性とは、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、鉄心鋼板間の密着しない能力を意味する。
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に長時間使用可能な溶液安定性なども要求される。このような絶縁被膜は、溶接、クランピング、インターロッキングなど別途の締結方法を用いて、電磁鋼板積層体の製造を可能としている。
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に長時間使用可能な溶液安定性なども要求される。このような絶縁被膜は、溶接、クランピング、インターロッキングなど別途の締結方法を用いて、電磁鋼板積層体の製造を可能としている。
本発明の目的とするところは、溶接、クランピング、インターロッキングなど既存の締結方法を用いずに、電磁鋼板を接着（締結）できる融着層を形成した電磁鋼板積層体およびその製造方法を提供することである。具体的には、電磁鋼板の間に形成される融着層の界面特性を制御して、接着力が向上した電磁鋼板を提供しようとする。
本発明の電磁鋼板は、電磁鋼板と、前記電磁鋼板上に位置するボンディングコーティング層と、を含み、前記電磁鋼板内に位置し、前記ボンディングコーティング層と接触する第１界面層と、前記ボンディングコーティング層内に位置し、第１界面層と接触する第２界面層とをさらに含み、前記第２界面層を含むボンディングコーティング層中のＳｉの総含有量の７０モル％以上が第２界面層内に存在することを特徴とする。
また、本発明の積層体は、複数の電磁鋼板と、前記複数の電磁鋼板の間に位置するボンディング層と、を含み、前記電磁鋼板内に位置し、前記ボンディング層と接触する第１界面層と、前記ボンディング層内に位置し、第１界面層と接触する第２界面層とをさらに含み、前記第２界面層を含むボンディング層中のＳｉの総含有量の７０モル％以上が第２界面層内に存在することを特徴とする。
また、本発明の積層体は、複数の電磁鋼板と、前記複数の電磁鋼板の間に位置するボンディング層と、を含み、前記電磁鋼板内に位置し、前記ボンディング層と接触する第１界面層と、前記ボンディング層内に位置し、第１界面層と接触する第２界面層とをさらに含み、前記第２界面層を含むボンディング層中のＳｉの総含有量の７０モル％以上が第２界面層内に存在することを特徴とする。
本発明によれば、溶接、クランピング、インターロッキングなど既存の締結方法を用いずに、電磁鋼板を接着することができる。
本発明によれば、騒音特性、振動特性、引張強度、塗膜密着性、剥離特性などに優れた電磁鋼板接着コーティング組成物を提供することができる。
本発明によれば、騒音特性、振動特性、引張強度、塗膜密着性、剥離特性などに優れた電磁鋼板接着コーティング組成物を提供することができる。
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、本発明は後述する特許請求の範囲の範疇によってのみ定義される。
本発明の一実施形態による図１の電磁鋼板１０は、電磁鋼板１００と、前記電磁鋼板上に位置するボンディングコーティング層２００と、を含む。
本発明のボンディングコーティング層は、２つ以上の鋼板の面を接着させることができるコーティング層で、その用途について特に制限しないが、例えば、電磁鋼板のセルフボンディングを提供するための電磁鋼板用セルフボンディングコーティング層であってもよい。また、本発明の電磁鋼板は、セルフボンディング用電磁鋼板であってもよい。
本発明のボンディングコーティング層は、２つ以上の鋼板の面を接着させることができるコーティング層で、その用途について特に制限しないが、例えば、電磁鋼板のセルフボンディングを提供するための電磁鋼板用セルフボンディングコーティング層であってもよい。また、本発明の電磁鋼板は、セルフボンディング用電磁鋼板であってもよい。
電磁鋼板の一面に備えられるボンディングコーティング層は、電磁鋼板に塗布されてコーティング層に形成される場合、特別な界面特性を有する。より具体的には、前記界面は、電磁鋼板側の界面とボンディングコーティング層の界面とに分けて説明することができる。つまり、界面は、前記電磁鋼板内に位置し、前記ボンディングコーティング層と接触する第１界面層１０１と、前記ボンディングコーティング層内に位置し、第１界面層と接触する第２界面層２０１とに分けて説明することができる。
前記第２界面層を含むボンディングコーティング層２００中のＳｉの総含有量の７０モル％以上が第２界面層内に存在する。具体的には、７０モル％以上～１００モル％以下、または８０モル％以上～９５モル％以下、または８５モル％以上～９０モル％以下で存在することができる。つまり、ボンディングコーティング層２００において大部分のＳｉを含有する部分を第２界面層２０１とすることができる。また、第２界面層中のＳｉ含有量が高いことから、ボンディングコーティング層中のＳｉ－Ｎ結合の大部分は第２界面層に含まれる。ボンディングコーティング層中のＳｉ－Ｎ結合は、電磁鋼板の第１界面層のＳｉ成分とボンディングコーティング層との反応で発生する。つまり、電磁鋼板のＳｉがボンディングコーティング層に一部移動してＮと結合するのである。このＳｉ－Ｎ結合が第２界面層に主に存在すれば、ボンディングコーティング層と電磁鋼板の接着力に優れる。
また、第２界面層２０１中のＳｉの含有量は、第１界面層と第２界面層のＳｉの総含有量の１０モル％以上であってもよい。具体的には、第１界面層と第２界面層のＳｉの総含有量の２０モル％以上～５５モル％以下、または４０モル％以上～５３モル％以下であってもよい。つまり、第１界面層のＳｉ成分とボンディングコーティング層とが反応して第１界面層、電磁鋼板内のＳｉが第２界面層に移動する。
前記電磁鋼板１００に存在する第１界面層１０１は、９０～９７重量％のＦｅ酸化物、３～６重量％のＳｉ酸化物、および１～４重量％の偏析元素を含むことができる。
これは、前記第１界面層中のＦｅ酸化物の含有量は、ボンディングコーティング層が形成される前の含有量対比１～３重量％減少したものであってもよい。また、前記第１界面層中のＳｉ酸化物の含有量は、ボンディングコーティング層が形成される前の含有量対比０．５～１重量％減少したものであってもよい。前記第１界面層中の偏析元素の含有量は、ボンディングコーティング層が形成される前の含有量対比０．５～１重量％減少したものであってもよい。このような偏析元素の適切な範囲の減少を制御してボンディングコーティング層と素地鋼板との締結力を強化させることができる。
これは、前記第１界面層中のＦｅ酸化物の含有量は、ボンディングコーティング層が形成される前の含有量対比１～３重量％減少したものであってもよい。また、前記第１界面層中のＳｉ酸化物の含有量は、ボンディングコーティング層が形成される前の含有量対比０．５～１重量％減少したものであってもよい。前記第１界面層中の偏析元素の含有量は、ボンディングコーティング層が形成される前の含有量対比０．５～１重量％減少したものであってもよい。このような偏析元素の適切な範囲の減少を制御してボンディングコーティング層と素地鋼板との締結力を強化させることができる。
このようなボンディングコーティング層２００は、接着樹脂およびボンディング添加剤を含むことができる。
前記接着樹脂は、ジイソシアネートモノマーとポリオールとが反応して形成されたポリウレタンである。
前記接着樹脂は、ジイソシアネートモノマーとポリオールとが反応して形成されたポリウレタンである。
前記ボンディング添加剤は、カップリング剤、湿潤剤、硬化剤、および硬化触媒からなる群より選択された１種以上である。
前記カップリング剤は、ボンディングコーティング層中の接着樹脂１００重量部に対して０．５重量部以上および５重量部以下含まれる。具体的には、ボンディングコーティング層は、接着樹脂１００重量部に対して、カップリング剤を０．５重量部以上～３重量部以下含むことができる。ボンディング用コーティング層の形成時、アミノシランが添加されなかったり、過度に少なく添加される場合、素地鉄とボンディングコーティング層との間の界面で密着性を改善する効果を期待できず、剥離接着力および耐ＡＴＦ特性に劣る問題がありうる。これに対し、アミノシランがあまりにも過剰に添加される場合には、ボンディング層内でかたまり現象を生じて引張強度および延伸率のような機械的特性を劣らせ、これによって素地鉄とボンディング層との間の密着性が改善されない問題がありうる。このため、好ましくは、電磁鋼板用ボンディングコーティング層におけるアミノシランの含有量は、前記範囲に制御されるのが良い。
前記カップリング剤は、下記の化学式１で表されるアミノシランを含むカップリング剤であってもよい。
より具体的には、前記カップリング剤は、下記の化学式１－２で表されるアミノシランを含むカップリング剤であってもよい。
具体的には、アミノシランカップリング剤は、３－アミノプロピルトリメトキシシラン（３－ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌ ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）であってもよい。
前記ジイソシアネートモノマーは、芳香族ジイソシアネートモノマー、脂肪族ジイソシアネートモノマー、またはこれらの混合を含むことができる。つまり、本発明の一実施形態のボンディングコーティング層２００に含まれるポリウレタン樹脂は、芳香族ジイソシアネートモノマー、脂肪族ジイソシアネートモノマー、またはこれらの混合モノマーが重合された接着樹脂を含むことができる。
前記芳香族イソシアネートモノマーは、下記の化学式２、化学式３、またはその組み合わせである、電磁鋼板。
前記化学式２において、
Ｒ１～Ｒ１０は、互いに独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５～Ｃ２０ヘテロアリール基、またはイソシアネート基であり、
Ｒ１～Ｒ５のいずれか１つは、イソシアネートであり、Ｒ６～Ｒ１０のいずれか１つは、イソシアネートであり、
Ｒ３およびＲ８が同時にイソシアネートである場合は除外され、
Ｌは、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキレン基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ１０アルキニレン基、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０アリーレン基、または置換もしくは非置換のＣ５～Ｃ２０ヘテロアリーレン基であり、
ｎは、１～１０のいずれか１つの整数であり、
Ｒ１～Ｒ１０は、互いに独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５～Ｃ２０ヘテロアリール基、またはイソシアネート基であり、
Ｒ１～Ｒ５のいずれか１つは、イソシアネートであり、Ｒ６～Ｒ１０のいずれか１つは、イソシアネートであり、
Ｒ３およびＲ８が同時にイソシアネートである場合は除外され、
Ｌは、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキレン基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ１０アルキニレン基、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０アリーレン基、または置換もしくは非置換のＣ５～Ｃ２０ヘテロアリーレン基であり、
ｎは、１～１０のいずれか１つの整数であり、
前記化学式３において、
Ｒ１１～Ｒ１６は、互いに独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０アリール基、または置換もしくは非置換のＣ５～Ｃ２０ヘテロアリール基、イソシアネート基、または置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキルイソシアネート基であり、Ｒ１１～Ｒ１６の少なくとも２つは、イソシアネート、または置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキルイソシアネートである。
Ｒ１１～Ｒ１６は、互いに独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０アリール基、または置換もしくは非置換のＣ５～Ｃ２０ヘテロアリール基、イソシアネート基、または置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキルイソシアネート基であり、Ｒ１１～Ｒ１６の少なくとも２つは、イソシアネート、または置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキルイソシアネートである。
前記化学式１で表されるモノマーは、Ｒ１～Ｒ５のいずれか１つは、イソシアネートであり、Ｒ６～Ｒ１０のいずれか１つは、イソシアネートであり、Ｒ３およびＲ８が同時にイソシアネートである場合は除外され、Ｒ１およびＲ１０が同時にイソシアネートである場合がさらに除外される。
前記化学式１で表されるモノマーは、Ｒ１～Ｒ５のいずれか１つは、イソシアネートであり、Ｒ６～Ｒ１０のいずれか１つは、イソシアネートであり、Ｒ１～Ｒ５のいずれか１つおよびＲ６～Ｒ１０のいずれか１つがＬを中心として対称に同時にイソシアネートであることをさらに除外することができる。
前記化学式１で表されるモノマーは、Ｒ１～Ｒ５のいずれか１つは、イソシアネートであり、Ｒ６～Ｒ１０のいずれか１つは、イソシアネートであり、Ｒ１～Ｒ５のいずれか１つおよびＲ６～Ｒ１０のいずれか１つがＬを中心として対称に同時にイソシアネートであることをさらに除外することができる。
具体的には、前記芳香族ジイソシアネートモノマーは、下記の化学式２－１、３－１、またはこれらの組み合わせのモノマーであってもよい。
Ｌは、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキレン基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ１０アルキニレン基、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０アリーレン基、または置換もしくは非置換のＣ５～Ｃ２０ヘテロアリーレン基である。
Ｒ１１は、水素、重水素、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０アリール基、または置換もしくは非置換のＣ５～Ｃ２０ヘテロアリール基であってもよい。
より具体的には、芳香族イソシアネートモノマーとしては、２，４－トルエンジイソシアネート、２，６－トルエンジイソシアネート、ｐ－フェニレンジイソシアネート、２，２’－メチレンジフェニルジイソシアネート、２，４’－メチレンジフェニルジイソシアネート、４，４’－メチレンジフェニルジイソシアネート、ｍ－キシレンジイソシアネートからなる群より選択された１種以上を使用することができる。
前記脂肪族イソシアネートモノマーは、下記の化学式４である。
前記脂肪族イソシアネートモノマーは、ヘキサメチレンジイソシアネート（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ、ＨＤＩ）、１，４－シクロヘキサンジイソシアネート、４，４’－ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートおよび水素化キシレンジイソシアネート（Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ Ｘｙｌｅｎｅ Ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）からなる群より選択された１種以上を含む。
前記ポリウレタンは、重合時に使用されるジイソシアネートモノマー全１００重量部に対して、脂肪族ジイソシアネートモノマーを５０重量部以下含むことができる。
前記ポリウレタンは、重合時に使用されるジイソシアネートモノマー全１００重量部に対して、脂肪族ジイソシアネートモノマーを５０重量部以下含むことができる。
前記ポリオールは、化学式６で表されるポリオールであってもよい。
前記ポリオールは、数平均分子量が４００～１０００ｇ／ｍｏｌであってもよい。また、前記ポリオールは、ポリ（プロピレングリコール）であってもよい。
前記ボンディングコーティング層は、ポリウレタン樹脂を９０重量％以上含むことができる。つまり、本発明のボンディングコーティング層は、接着樹脂成分としてポリウレタンのみを含むことができる。
前記ボンディングコーティング層は、ポリウレタンを含む高分子樹脂とアミノシランのほか、ボンディング組成物に使用可能なその他のボンディング添加剤成分をさらに含むことができる。
前記ボンディングコーティング層は、ポリウレタンを含む高分子樹脂とアミノシランのほか、ボンディング組成物に使用可能なその他のボンディング添加剤成分をさらに含むことができる。
前記その他のボンディング添加剤成分は、一般的なボンディングコーティング層に使用されるものであれば制限がないが、例えば、湿潤剤、硬化剤、硬化触媒などが含まれる。
具体的には、湿潤剤としては、シリコーン系湿潤剤が含まれる。シリコーン系湿潤（Ｗｅｔｔｉｎｇ）添加剤の例としては、ポリエーテル改質されたポリジメチルシロキサン（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ－ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）になってもよい。湿潤剤は、電磁鋼板とボンディング層との界面接着力を強化させるためにボンディングコーティング層に添加される。
具体的には、硬化剤としては、脂肪族アミン系、芳香族アミン系、アミノアミン系、またはイミダゾール系を含むことができる。より具体的には、ジシアンジアミド系硬化剤が含まれる。
具体的には、硬化触媒としては、イミダゾール系硬化触媒が含まれる。
具体的には、硬化触媒としては、イミダゾール系硬化触媒が含まれる。
前記ボンディングコーティング層２００は、接着樹脂１００重量部に対して、硬化剤を０．５０～２．５０重量部さらに含むことができる。具体的には、硬化剤を０．９０～１．１０重量部さらに含むことができる。硬化剤は、ボンディングコーティング層表面の反応性を調節する役割を果たす。硬化剤が過度に少なく含まれる場合には、ボンディング層の硬化反応が低下して、ボンディング層表面のスティッキー（ｓｔｉｃｋｙ）性に劣る問題が発生しうる。逆に、硬化剤が過度に多く添加される場合には、低温融着後に締結力が低下しうる。
前記ボンディングコーティング層は、接着樹脂１００重量部に対して、湿潤剤を０．０５～０．５０重量部さらに含むことができる。具体的には、湿潤剤を０．０９～０．１１重量部さらに含むことができる。
前記ボンディングコーティング層は、接着樹脂１００重量部に対して、硬化触媒を０．１０～１．００重量部さらに含むことができる。具体的には、硬化触媒を０．４０～０．６０重量部さらに含むことができる。
前記ボンディングコーティング層は、接着樹脂１００重量部に対して、硬化触媒を０．１０～１．００重量部さらに含むことができる。具体的には、硬化触媒を０．４０～０．６０重量部さらに含むことができる。
本発明の一実施形態によるボンディング用電磁鋼板１０の電磁鋼板１００は、一般的な無方向性または方向性電磁鋼板を制限なく使用可能である。本発明の一実施例では、複数の電磁鋼板１００の間にボンディングコーティング層２００を形成して、電磁鋼板積層体２０を製造することが主な構成であるので、電磁鋼板１００に関する具体的な説明は省略する。
本開示の一実施形態の図２による積層体２０は、複数の電磁鋼板１００と、前記複数の電磁鋼板の間に位置するボンディング層２１０と、を含む。積層体２０のボンディング層２１０は、ボンディング用電磁鋼板１０上に塗布されていたボンディングコーティング層２００が熱融着されたものである。
電磁鋼板１０と同様に、積層体２０の電磁鋼板１００の一面に備えられるボンディング層２１０は、電磁鋼板に塗布されてコーティング層に形成される場合、特別な界面特性を有する。界面は、前記電磁鋼板内に位置し、前記ボンディング層と接触する第１界面層１０１と、前記ボンディング層内に位置し、第１界面層と接触する第２界面層２０１とを含む。
電磁鋼板１０と同様に、積層体２０の電磁鋼板１００の一面に備えられるボンディング層２１０は、電磁鋼板に塗布されてコーティング層に形成される場合、特別な界面特性を有する。界面は、前記電磁鋼板内に位置し、前記ボンディング層と接触する第１界面層１０１と、前記ボンディング層内に位置し、第１界面層と接触する第２界面層２０１とを含む。
前記第２界面層を含むボンディング層２１０中のＳｉの総含有量の７０モル％以上が第２界面層内に存在し、これに関する具体的な説明は、電磁鋼板１０に説明された通りである。
前記ボンディング層２１０は、接着樹脂およびボンディング添加剤を含むことができ、前記接着樹脂は、ジイソシアネートモノマーとポリマーとが反応して形成されたポリウレタンである。ボンディング層２１０に関する具体的な説明は、電磁鋼板１０のボンディングコーティング層２００で説明した通りである。
前記電磁鋼板積層体２０のボンディング層２１０の厚さは０．１～１０μｍであってもよい。ボンディング層の厚さが過度に薄ければ、接着力が急激に低下し、過度に厚ければ、コーティング巻取後にスティッキー性による問題が発生しうる。さらに具体的には、ボンディング層の厚さは２～５μｍであってもよい。
前記ボンディング層２１０は、接着樹脂およびボンディング添加剤を含むことができ、前記接着樹脂は、ジイソシアネートモノマーとポリマーとが反応して形成されたポリウレタンである。ボンディング層２１０に関する具体的な説明は、電磁鋼板１０のボンディングコーティング層２００で説明した通りである。
前記電磁鋼板積層体２０のボンディング層２１０の厚さは０．１～１０μｍであってもよい。ボンディング層の厚さが過度に薄ければ、接着力が急激に低下し、過度に厚ければ、コーティング巻取後にスティッキー性による問題が発生しうる。さらに具体的には、ボンディング層の厚さは２～５μｍであってもよい。
前記電磁鋼板積層体のボンディング層２１０内にカップリング剤、湿潤剤、硬化触媒、硬化剤などは残存できる。
前記電磁鋼板積層体２０は、溶接、クランピング、インターロッキングなど既存の方法を用いずに、単純に前述した接着コーティング組成物を用いてボンディングコーティング層を形成し、ボンディングコーティング層を含む互いに異なる電磁鋼板を熱融着させた積層体であってもよい。
接着コーティング組成物を電磁鋼板１００の表面にコーティングし、硬化して接着コーティング層２００を形成し、これを積層して熱融着してボンディング層２１０を形成する。
前記電磁鋼板積層体２０は、溶接、クランピング、インターロッキングなど既存の方法を用いずに、単純に前述した接着コーティング組成物を用いてボンディングコーティング層を形成し、ボンディングコーティング層を含む互いに異なる電磁鋼板を熱融着させた積層体であってもよい。
接着コーティング組成物を電磁鋼板１００の表面にコーティングし、硬化して接着コーティング層２００を形成し、これを積層して熱融着してボンディング層２１０を形成する。
ボンディングコーティング層２００が形成された複数の電磁鋼板１００を積層して熱融着すれば、ボンディングコーティング層２００中の樹脂成分が熱融着して、高分子接着層であるボンディング層２１０を形成する。
このようなボンディング層２１０は、有機物の主成分に無機金属化合物が含まれている。ボンディング層中で有機物内に無機物成分が均一に分散して微細相を形成することができる。
このようなボンディング層２１０は、有機物の主成分に無機金属化合物が含まれている。ボンディング層中で有機物内に無機物成分が均一に分散して微細相を形成することができる。
このような要素を満足できるように積層体２０を構成すれば、現在、ＥＶ市場で要求される多様な特性をすべて満足できる積層体（コア）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。
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。
ポリウレタン樹脂の用意
接着コーティング溶液としては、ジイソシアネートモノマーは、脂肪族ジイソシアネートモノマー１種、芳香族ジイソシアネートモノマー１種の計２種で構成して、ポリオールと反応させて得られたポリウレタンを含む。ポリオールとしては、ＰＰＧ（Ｐｏｌｙ（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ））で水分子量が４２５ｇ／ｍｏｌのものを使用した。
前記得られたポリウレタン樹脂以外の接着コーティング溶液の組成は、ポリウレタン樹脂１００重量部を基準として、添加剤としてシランカップリング剤の種類と含有量を表１のように多様化した。その他、シリコーン系湿潤剤（ｗｅｔｔｉｎｇ ａｇｅｎｔ）０．１重量部、ジシアンジアミド系硬化剤１重量部、およびイミダゾール系硬化触媒０．５重量部を含む。
接着コーティング溶液としては、ジイソシアネートモノマーは、脂肪族ジイソシアネートモノマー１種、芳香族ジイソシアネートモノマー１種の計２種で構成して、ポリオールと反応させて得られたポリウレタンを含む。ポリオールとしては、ＰＰＧ（Ｐｏｌｙ（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ））で水分子量が４２５ｇ／ｍｏｌのものを使用した。
前記得られたポリウレタン樹脂以外の接着コーティング溶液の組成は、ポリウレタン樹脂１００重量部を基準として、添加剤としてシランカップリング剤の種類と含有量を表１のように多様化した。その他、シリコーン系湿潤剤（ｗｅｔｔｉｎｇ ａｇｅｎｔ）０．１重量部、ジシアンジアミド系硬化剤１重量部、およびイミダゾール系硬化触媒０．５重量部を含む。
電磁鋼板の表面にボンディング層形成
無方向性電磁鋼板（５０×５０ｍｍ、０．３５ｍｍｔ）を供試片として用意した。接着コーティング溶液をバー コーター（Ｂａｒ Ｃｏａｔｅｒ）およびロール コーター（Ｒｏｌｌ Ｃｏａｔｅｒ）を用いて各用意された供試片に上部と下部に一定の厚さに塗布して、板温基準１５０～２００℃で２０秒間硬化した後、空気中でゆっくり冷却させて、ボンディングコーティング層を形成した。
無方向性電磁鋼板（５０×５０ｍｍ、０．３５ｍｍｔ）を供試片として用意した。接着コーティング溶液をバー コーター（Ｂａｒ Ｃｏａｔｅｒ）およびロール コーター（Ｒｏｌｌ Ｃｏａｔｅｒ）を用いて各用意された供試片に上部と下部に一定の厚さに塗布して、板温基準１５０～２００℃で２０秒間硬化した後、空気中でゆっくり冷却させて、ボンディングコーティング層を形成した。
電磁鋼板の界面特性分析
実施例１～６は、Ｓｉ－Ｎ結合を含むアミノシランカップリング剤として３－アミノプロピルトリメトキシシラン（３－ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌ ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）を用いて界面層の成分比および密着性を確認し、比較例１～６は、他の種類のカップリング剤を使用したり、使用しない場合の界面層の成分比および密着性を確認した。コーティングの厚さは２～５μｍにした。
実施例１～６は、Ｓｉ－Ｎ結合を含むアミノシランカップリング剤として３－アミノプロピルトリメトキシシラン（３－ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌ ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）を用いて界面層の成分比および密着性を確認し、比較例１～６は、他の種類のカップリング剤を使用したり、使用しない場合の界面層の成分比および密着性を確認した。コーティングの厚さは２～５μｍにした。
剥離接着力（Ｔ－ｐｅｅｌ、Ｎ／ｍｍ）は、次のように測定した。
剥離法（Ｔ－Ｐｅｅｌｏｆｆ）測定のための試験片の規格はＩＳＯ１１３３９に基づいて作製した。２５×２００ｍｍの試験片２枚を２５×１５０ｍｍ２の面積で接着した後、未接着部位を９０にｂｅｎｄｉｎｇしてＴタイプの引張試験片を作製した。剥離法（Ｔ－Ｐｅｅｌｏｆｆ）で作製された試験片を上下部ジグ（ＪＩＧ）に一定の力で固定させた後、一定の速度で引きながら積層されたサンプルの引張力を測定する装置を用いて測定した。この時、剪断法の場合、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地点を測定した。加熱装置により試験片の温度を６０℃に維持した後、接着力を測定した。
剥離法（Ｔ－Ｐｅｅｌｏｆｆ）測定のための試験片の規格はＩＳＯ１１３３９に基づいて作製した。２５×２００ｍｍの試験片２枚を２５×１５０ｍｍ２の面積で接着した後、未接着部位を９０にｂｅｎｄｉｎｇしてＴタイプの引張試験片を作製した。剥離法（Ｔ－Ｐｅｅｌｏｆｆ）で作製された試験片を上下部ジグ（ＪＩＧ）に一定の力で固定させた後、一定の速度で引きながら積層されたサンプルの引張力を測定する装置を用いて測定した。この時、剪断法の場合、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地点を測定した。加熱装置により試験片の温度を６０℃に維持した後、接着力を測定した。
Ｓｉ元素は、それぞれの位置でランダムに１０個の地点を選択して含有量を測定して平均した値である。
本実験例において、第１界面層の厚さは０．１μｍであり、第２界面層の厚さは０．１μｍであった。
本実験例において、第１界面層の厚さは０．１μｍであり、第２界面層の厚さは０．１μｍであった。
前記表１の結果から分かるように、Ｓｉ－Ｎ結合を含むアミノシランカップリング剤である３－アミノプロピルトリメトキシシランを用いる実施例１～６の場合、Ｔ－Ｐｅｅｌ密着性が比較例１～６に比べて優れていることを確認することができた。これは３－アミノプロピルトリメトキシシラン（３－ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌ ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）のアミノ－シラン成分と電磁鋼板である電磁鋼板内のＳｉと硬い結合をなすことができ、これによって電磁鋼板内のＳｉが第２界面層に一部移動するからである。これによって第２界面層中のＳｉ濃度が高くなる。
また、実施例１～６と比較例１～６との間の第１界面層と第２界面層中に含まれているＳｉの含有量を比較すれば、実施例１～６の場合は、第１界面層内に存在していたＳｉが第２界面層に移動したことを確認することができた。
しかし、シランカップリング剤を過度に多く含むと、製造段階でボンディング組成物の溶液安定性が低下して一部沈殿が発生することがあり、これによってコーティング層の形成時、シランカップリング剤の架橋反応の開始を妨げる要素として作用しうる。
しかし、シランカップリング剤を過度に多く含むと、製造段階でボンディング組成物の溶液安定性が低下して一部沈殿が発生することがあり、これによってコーティング層の形成時、シランカップリング剤の架橋反応の開始を妨げる要素として作用しうる。
本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で製造可能であり、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できることを理解するであろう。そのため、以上に述べた実施例はすべての面で例示的であり、限定的ではないと理解しなければならない。
１０電磁鋼板
２０積層体
１００電磁鋼板
１０１第１界面
２００ボンディングコーティング層
２０１第２界面
２１０ボンディング層
２０積層体
１００電磁鋼板
１０１第１界面
２００ボンディングコーティング層
２０１第２界面
２１０ボンディング層
Claims (12)
- 電磁鋼板と、
前記電磁鋼板上に位置するボンディングコーティング層と、を含み、
前記電磁鋼板内に位置し、前記ボンディングコーティング層と接触する第１界面層と、
前記ボンディングコーティング層内に位置し、第１界面層と接触する第２界面層とをさらに含み、
前記第２界面層を含むボンディングコーティング層中のＳｉの総含有量の７０モル％以上が第２界面層内に存在することを特徴とする電磁鋼板。 - 前記第１界面層は、
９０～９７重量％のＦｅ酸化物、
２～６重量％のＳｉ酸化物、および
１～４重量％の偏析元素を含むことを特徴とする請求項１に記載の電磁鋼板。 - 前記第１界面層中のＦｅ酸化物の含有量は、ボンディングコーティング層が形成される前の含有量対比１～３重量％減少したものであり、
前記第１界面層中のＳｉ酸化物の含有量は、ボンディングコーティング層が形成される前の含有量対比０．５～１重量％減少したものであり、
前記第１界面層中の偏析元素の含有量は、ボンディングコーティング層が形成される前の含有量対比０．５～１重量％減少したものであることを特徴とする請求項１に記載の電磁鋼板。 - 前記第２界面層を含むボンディングコーティング層中のＳｉ－Ｎ結合の総含有量中の７０モル％以上が前記第２界面層内に存在することを特徴とする請求項１に記載の電磁鋼板。
- 前記ボンディングコーティング層は、接着樹脂およびボンディング添加剤を含み、
前記接着樹脂は、ジイソシアネートモノマーおよびポリオールが反応して形成されるポリウレタンであることを特徴とする請求項１に記載の電磁鋼板。 - 前記ボンディング添加剤は、カップリング剤、湿潤剤、硬化剤、および硬化触媒からなる群より選択された１種以上であることを特徴とする請求項５に記載の電磁鋼板。
- 前記カップリング剤は、ボンディングコーティング層中の接着樹脂１００重量部に対して０．５重量部以上および５重量部以下含まれることを特徴とする請求項６に記載の電磁鋼板。
- 前記カップリング剤は、下記の化学式１で表されるアミノシランを含むカップリング剤であることを特徴とする請求項６に記載の電磁鋼板。
- 前記ジイソシアネートモノマーは、芳香族イソシアネートモノマーおよび脂肪族イソシアネートモノマーからなる群より選択された１種以上であることを特徴とする請求項５に記載の電磁鋼板。
- 前記芳香族イソシアネートモノマーは、下記の化学式２、化学式３、またはその組み合わせであることを特徴とする請求項９に記載の電磁鋼板。
Ｒ１～Ｒ１０は、互いに独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０アリール基、置換もしくは非置換のＣ５～Ｃ２０ヘテロアリール基、またはイソシアネート基であり、
Ｒ１～Ｒ５のいずれか１つは、イソシアネートであり、Ｒ６～Ｒ１０のいずれか１つは、イソシアネートであり、
Ｒ３およびＲ８が同時にイソシアネートである場合は除外され、
Ｌは、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキレン基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ１０アルキニレン基、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０アリーレン基、または置換もしくは非置換のＣ５～Ｃ２０ヘテロアリーレン基であり、
ｎは、１～１０のいずれか１つの整数であり、
前記化学式３において、
Ｒ１１～Ｒ１６は、互いに独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０アリール基、または置換もしくは非置換のＣ５～Ｃ２０ヘテロアリール基、イソシアネート基、または置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキルイソシアネート基であり、Ｒ１１～Ｒ１６の少なくとも２つは、イソシアネート、または置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキルイソシアネートである。 - 前記脂肪族イソシアネートモノマーは、下記の化学式４であることを特徴とする請求項９に記載の電磁鋼板。
Ｒは、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基、または置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ１２シクロアルキル基である。 - 複数の電磁鋼板と、
前記複数の電磁鋼板の間に位置するボンディング層と、を含み、
前記電磁鋼板内に位置し、前記ボンディング層と接触する第１界面層と、前記ボンディング層内に位置し、第１界面層と接触する第２界面層とをさらに含み、
前記第２界面層を含むボンディング層中のＳｉの総含有量の７０モル％以上が第２界面層内に存在するものであることを特徴とする積層体。
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