JP7464850B2 - 積層鋼板の製造方法、積層鋼板の製造装置およびこれらに用いられる硬化性組成物 - Google Patents

積層鋼板の製造方法、積層鋼板の製造装置およびこれらに用いられる硬化性組成物 Download PDF

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Description

本発明は、積層鋼板の製造方法、積層鋼板の製造装置およびこれらに用いられる遅延硬化性を有する硬化性組成物に関するものである。
積層鋼板の製造工程において、鋼板薄板の間に接着剤を塗布して積層体を形成することで製造することが知られている。当該接着剤にはエポキシ樹脂組成物や（メタ）アクリル樹脂組成物などが用いられ、加熱硬化や嫌気硬化を行う。しかしながら、硬化に時間がかかるため積層鋼板の生産効率が低く、製造後に鋼板薄板同士が剥離するリスクがある。当該問題を解決するために、特開２００６－３３４６４８号公報の様に硬化促進剤を加工油に添加して硬化を促進させる試みが成されているが、加工油が混ざった状態で接着剤と硬化促進剤という２種類の樹脂組成物を用いて硬化状態を制御することは困難性が伴う。
従来は、鋼板薄板間の接着剤を所定の時間が経過した後、安定した硬化状態に到達させることが困難であった。
本発明者は、上記目的を達成するべく鋭意検討した結果、積層鋼板の製造方法、積層鋼板の製造装置およびこれらに用いられる硬化性組成物に関する手法を発見し、本発明を完成するに至った。
本発明の要旨を次に説明する。本発明の第一の実施態様は、帯状薄鋼板から所定の形状に打抜き形成された鋼板薄板を所定枚数で積層してなる積層鋼板の製造方法であって、以下の工程１～３を含み、硬化性組成物がエネルギー線を照射した後に所定の時間経過してから硬化する遅延硬化性組成物である積層鋼板の製造方法である；
工程１：前記鋼板薄板を所定の形状に金型で順次打抜き加工する工程
工程２：前記鋼板薄板の所定部位に硬化性組成物を塗布する工程
工程３：前記硬化性組成物にエネルギー線を照射する工程。
本発明の第二の実施態様は、さらに、工程４として積層された鋼板薄板を所定時間固定する工程を含む第一の実施態様に記載の積層鋼板の製造方法である。
本発明の第三の実施態様は、帯状薄鋼板から所定の形状に打抜き形成された鋼板薄板を所定枚数で積層してなる積層鋼板の製造方法であって、以下の工程１～４の順に成し、硬化性組成物がエネルギー線を照射した後に所定の時間経過してから硬化する遅延硬化性を有する硬化性組成物である積層鋼板の製造方法である；
工程１：前記鋼板薄板を所定の形状に金型で順次打抜き加工する工程
工程２：前記鋼板薄板の所定部位に硬化性組成物を塗布する工程
工程３：前記硬化性組成物にエネルギー線を照射する工程
工程４：積層された鋼板薄板を所定時間固定する工程。
本発明の第四の実施態様は、前記工程２が、前記帯状薄鋼板に対して金型の反対側から硬化性組成物を塗布する工程である第一から第三の実施態様までのいずれかに記載の積層鋼板の製造方法である。
本発明の第五の実施態様は、前記硬化性組成物が以下の（Ａ）～（Ｃ）成分を含む第一から第四までの実施態様のいずれかに記載の積層鋼板の製造方法である；
（Ａ）成分：（メタ）アクリロイル基を有する化合物
（Ｂ）成分：嫌気硬化性触媒
（Ｃ）成分：光酸発生剤。
本発明の第六の実施態様は、第一から第五までの実施態様のいずれかに記載の積層鋼板の製造方法を実施するための製造装置である。
本発明の第七の実施態様は、以下の（Ａ）～（Ｃ）成分を含む第一から第五までの実施態様のいずれかに記載の積層鋼板の製造方法に用いられる硬化性組成物である；
（Ａ）成分：（メタ）アクリロイル基を有する化合物
（Ｂ）成分：嫌気硬化性触媒
（Ｃ）成分：光酸発生剤。
図１は、本発明に係る積層鋼板製造装置の一例であり、硬化性組成物の塗布を行った後、塗布物に対してエネルギー線を照射する装置である。 図２は、本発明に係る積層鋼板製造装置の他の一例であり、硬化性組成物に対してエネルギー線を照射してから硬化性組成物を塗布する装置である。
本発明の詳細を次に説明する。本発明は、上記第一から第五までの実施態様に示す様に、帯状薄鋼板から所定の形状に打抜き形成された鋼板薄板を所定枚数で積層してなる積層鋼板の製造方法であって、以下の工程１～３を含み、硬化性組成物がエネルギー線を照射した後に所定の時間経過してから硬化する遅延硬化性を有する硬化性組成物である積層鋼板の製造方法である。更に、工程４を含んでも良い。また、本発明は、上記第六の実施態様に示す様に、本発明の積層鋼板の製造方法を実施するための製造装置である。以下、積層鋼板の製造装置とこれを用いた積層鋼板の製造方法を製造過程に沿って説明する；
工程１：前記鋼板薄板を所定の形状に金型で順次打抜き加工する工程
工程２：前記鋼板薄板の所定部位に硬化性組成物を塗布する工程
工程３：前記硬化性組成物にエネルギー線を照射する工程
工程４：積層された鋼板薄板を所定時間固定する工程。
本発明では、硬化性組成物がエネルギー線を照射した後に所定の時間経過してから硬化する遅延硬化性を有する硬化性組成物を用いた積層鋼板の製造方法に関するものであり、鋼板薄板間の接着剤である硬化性組成物を短時間で安定した硬化状態に到達させて、積層鋼板を安定して製造することができる。
本発明の一つの実施形態として図１に示す積層鋼板製造装置が挙げられる。図１の積層鋼板製造装置１００は、ロール装置１から帯状薄鋼板２を金型装置４方向へ送り出す。次に、帯状薄鋼板２に加工油塗布装置３で加工油を塗布する工程を行い、次いで、金型装置４において、加工油が塗布された帯状薄鋼板２に対しパンチ部５で所定の形状に順次打ち抜き加工する工程、硬化性組成物を塗布装置する工程、前記硬化性組成物にエネルギー線を照射する工程を含む各工程を行う。場合によっては、積層された鋼板薄板を所定時間固定する工程も含まれる。
図１に示す積層鋼板製造装置１００では、パンチ部５は、金型装置４の上部側であって、帯状薄鋼板２の搬送経路の直上に取り付けられており、パンチングにより帯状薄鋼板２を打ち抜くことができるように配置されている。本発明で用いることができるパンチ部５とは、帯状薄鋼板２を所定の形状に金型で順次打抜き加工するための金型である。パンチ部５は、その目的に応じて、１種類でも、２種類以上組み合わせても良い。パンチ部５は、打ち抜き精度を上げられることから複数に分けることが好ましい。帯状薄鋼板２は、金型装置４内を間欠搬送されながら、例えば、鋼板薄板に対して、パイロット穴の打抜き加工、内径下穴および外形溝用小穴の打抜き加工、スロット部の打抜き加工、内径の打抜き加工、内径ティースの打抜き加工などが順次施される。帯状薄鋼板２の厚さは、打ち抜き加工性の観点から０．０５～５．０ｍｍの範囲が好ましく、より好ましくは０．１～３ｍｍである。最終的に、外形打抜きパンチ部９に打ち抜かれるに連れて抜き孔１１内で徐々に鋼板薄板の積層体を形成すると共に前記積層体自体が抜き孔１１内を下降して行き、ついには落下して積層鋼板１０を製造する。
図１に示す積層鋼板製造装置１００では、加工油塗布装置３が、金型装置４の上流側の帯状薄鋼板２の送り出し経路（搬送経路）の途中に設けられており、帯状薄鋼板２の上面側（打ち抜く際にパンチ部５が当たる表面側）に加工油を塗布できるように配置されている。但し、加工油塗布装置３は、パンチ部５よりも上流側に設けられていればよく、金型装置４内に設けられていてもよい。本発明で用いることができる加工油塗布装置３は、帯状薄鋼板２の上面側に加工油を塗布することができれば良い。塗布方法としては、特に限定されないが、例えば、ローラー、ディスペンシング、スプレー、インクジェット、ディッピングなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明で用いることができる加工油は、かじりや焼き付きを防止する目的で使用されるものであり、パンチングオイルとして使用される。オイルの成分は、特に限定されないが、鉱物油や合成油を主成分とするものが挙げられる。具体的には、鉱物油（軽油等）や合成油からなる基油と、極圧添加剤や防錆剤、防腐剤等の添加剤とからなる。例えば、極圧添加剤は、硫黄やリン等を含む化合物であり、極圧状況下での発熱により金属と反応して摩擦界面に柔らかい金属化合物の皮膜を生成し、この皮膜がパンチ部５と鋼板薄板（帯状薄鋼板２）との間に介在することにより、かじりや焼き付きを防止する。
図１に示す積層鋼板製造装置１００では、硬化性組成物塗布装置６は、金型装置４の下部側であって、パンチ部５の下流側に取り付けられている。また硬化性組成物塗布装置６の塗布部（先端部）は、帯状薄鋼板２の搬送経路の直下であって、帯状薄鋼板２の下面側（打ち抜く際にパンチ部５が当たらない裏面側）の所定の部位に硬化性組成物を塗布できるように設置されている。本発明で用いることができる硬化性組成物塗布装置６は、帯状薄鋼板２の所定の部位に硬化性組成物を塗布することができれば良い。ここで、所定の部位とは、鋼板薄板の特定の領域でも、帯状薄鋼板２の通過領域全体でも良い。未硬化状態での塗布厚としては、０．０１～１００μｍであれば使用することができる。塗布方法としては特に限定されないが、例えば、ローラー、ディスペンシング、スプレー、インクジェット、ディッピングなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。加工油との関係で、前記帯状薄鋼板２に対して金型（パンチ部５）側の反対側（打ち抜く際にパンチ部５が当たらない裏面側）から硬化性組成物を塗布することが好ましい。
図１に示す積層鋼板製造装置１００では、硬化性組成物供給装置７は、金型装置４の下部側に設けられている。また硬化性組成物供給装置７は、硬化性組成物塗布装置６に硬化性組成物を供給することができるように、開閉バルブ、流量調整バルブ、ポンプ、シリンジなどを適宜備えた連結管（パイプ）などにより連結されている。なお、硬化性組成物供給装置７の本体は、図１に示すように、金型装置４の下部よりも下方（異なる場所）に設置し、金型装置４の下部には連結管が配設された構成となっている。但し、硬化性組成物供給装置７の本体も金型装置４の下部内に設けられていてもよい。本発明で用いることができる硬化性組成物供給装置７は、硬化性組成物塗布装置６に硬化性組成物を供給することができれば良い。供給方法としては、特に限定されないが、例えばポンプやシリンジなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
図１に示す積層鋼板製造装置１００では、照射器８は、金型装置４の下部側であって、硬化性組成物塗布装置６の下流側に設置されている。また、照射器８の光源が、帯状薄鋼板２の下面側の硬化性組成物が塗布されている所定の部位（鋼板薄板の特定の領域）に対して、硬化性組成物を活性化するエネルギー線を照射できるように配置されている。本発明で用いることができる照射器８は、紫外線や可視光などのエネルギー線を照射出来れば良い。当該エネルギー線により後記の遅延硬化性を有する硬化性組成物を活性化して所定の時間後に硬化させる効果がある。エネルギー線を照射する照射器８の光源としては、高圧水銀灯やＬＥＤを使用することができる。高圧水銀灯を搭載したベルトコンベアー式照射器などを使用でき、積算光量で０．０１～６０ｋＪ／ｍ２を必要とする。ＬＥＤを光源とするＬＥＤ照射装置の照度は、一般的に３０～９００ｍＷ／ｃｍ２であり、場合によっては２０～３００ｍＷ／ｃｍ２である。照射時間については０．１～６０秒で行う。照度と照射時間により積算光量を調整し、同じ遅延硬化性を有する硬化性組成物を用いる場合、積算光量を変えることで硬化までの時間を調整することができる。
本発明の他の一実施形態として図２に示す積層鋼板製造装置が挙げられる。図２に示す積層鋼板製造装置２００は、図１に示す積層鋼板製造装置１００において、硬化性組成物塗布装置６の本体との塗布部（先端部）との間に流路を設け、この流路の途中に照射器８のヘッド（光源）を設置した以外は、図１に示す積層鋼板製造装置１００と同じ構成である。そのため、図２に示す積層鋼板製造装置２００では、図１に示す積層鋼板製造装置１００と同じ構成に関しては、図１と同じ符号を付している。図２に示す積層鋼板製造装置２００の実施形態の様に、硬化性組成物塗布装置６を用いて硬化性組成物を帯状薄鋼板２の下面側の所定の部位に塗布する直前に照射器８による照射を行い、その後に塗布することもできる。この場合、硬化性組成物塗布装置６の本体と塗布部（先端部）との間に流路を設け、この流路の途中に照射器８のヘッド（光源）を設置し、流路内を通過する硬化性組成物に対してエネルギー線を照射して活性化させる。図２に示す実施形態でも、図１に示す実施形態と同様に、硬化性組成物がエネルギー線を照射した後に所定の時間経過してから硬化する遅延硬化性を有する硬化性組成物を用いることで、鋼板薄板間の接着剤である硬化性組成物を短時間で安定した硬化状態に到達させて、積層鋼板１０を安定して製造することができる。
本発明に用いられる遅延硬化性を有する硬化性組成物とは、エネルギー線や熱などのエネルギーを発端にして、所定の時間経過してから硬化する組成物であれば使用することができる。硬化するまでエネルギーを加え続ける必要が無く、エネルギーを一度加えれば後で硬化する（以下、遅延硬化性を有する硬化性組成物は、遅延硬化性組成物とも呼ぶ。）。ここで、積層鋼板が組まれるまでの時間を考慮すると、前記の所定の時間経過としては１～３０分が好ましい。また、遅延硬化性を有する硬化物性組成物としては特開２０１１－０３８０９０号公報、特開２０１４－１３３８７５号公報などのエポキシ樹脂系の組成物が知られている。（メタ）アクリル樹脂系の組成物では、特開２０１７－２１４４９９号公報などが知られている。本発明においては、エネルギー線を発端とする遅延硬化性を有することが好ましい。
本発明の製造方法において用いられる組成物は、以下の（Ａ）～（Ｃ）成分を含む遅延硬化性組成物であることが好ましい。また、本発明は、上記第七の実施態様に示す様に、本発明の積層鋼板の製造方法に用いられる、以下の（Ａ）～（Ｃ）成分を含む遅延硬化性組成物である；
（Ａ）成分：（メタ）アクリロイル基を有する化合物
（Ｂ）成分：嫌気硬化性触媒
（Ｃ）成分：光酸発生剤。
前記（Ａ）成分としては、（メタ）アクリロイル基を有する化合物であれば良く、（メタ）アクリルオリゴマー、（メタ）アクリルモノマーまたは（メタ）アクリルアミドモノマーなどが挙げられるがこれらに限定されるものではない。（メタ）アクリロイル基とは、アクリロイル基またはメタクリル基の総称である。
（メタ）アクリルオリゴマーとしては、エポキシ変性（メタ）アクリルオリゴマー、ウレタン変性（メタ）アクリルオリゴマーまたは（メタ）アクリルモノマーを重合させた主骨格を有し主骨格の末端に（メタ）アクリロイル基を有するオリゴマーなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。具体例としては、多価ポリオールに多官能イソシアネートと（メタ）アクリロイル基と水酸基を有する化合物を合成したいわゆるウレタン変性（メタ）アクリルオリゴマーが挙げられる。多価ポリオールは様々な骨格を有して良く、エチレンオキサイド骨格、ポリエステル骨格、ポリエーテル骨格、ポリブタジエン骨格や水添ポリブタジエン骨格など様々なものを使用することができる。また、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック樹脂に（メタ）アクリル酸を付加させたエポキシ変性（メタ）アクリルオリゴマーや、ビスフェノール骨格にアルキレンオキサイド（メタ）アクリレートが付加された（メタ）アクリルオリゴマーなども挙げられるが、これらに限定されるものではない。一般に、オリゴマーは、比較的少数のモノマーが結合した重合体のことをいう。モノマーの数に応じて、ダイマー（二量体）、トライマー（三量体）、テトラマー（四量体）などと呼ばれている。本明細書では、オリゴマーは、ダイマー（二量体）以上であって、かつ重量平均分子量が１００万以下の重合体をいうものとする。好ましくは、ダイマー（二量体）以上であって、かつ重量平均分子量が、１０万以下の重合体である。上記重量平均分子量は、ポリスチレンを標準物質としたゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定することができる。
前記（Ａ）成分として（メタ）アクリルモノマーを使用することもできる。遅延硬化性組成物の粘度を低く調整して作業性を向上させる目的で、（メタ）アクリルオリゴマーと（メタ）アクリルモノマーを混合することもできるし、（メタ）アクリルオリゴマーまたは（メタ）アクリルモノマーを単独で使用することもできる。（メタ）アクリルモノマーとは、１官能性モノマーの他に、２官能性モノマー、３官能性モノマーまたは多官能性モノマーなどが挙げられる。特に好ましくは、添加することで粘度を下げる効果がある分子量が１０００未満の低分子量の（メタ）アクリルモノマーであり、特に、１官能性モノマーが好ましい。
１官能性モノマーの具体例としては、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、エチルカルビトール（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、フェノキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール（メタ）アクリレート、ノニルフェノキシエチル（メタ）アクリレート、ノニルフェノキシテトラエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、ブトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシルポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、４－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ノニルフェニルポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシジプロピレングリコール（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、エピクロロヒドリン変性ブチル（メタ）アクリレート、エピクロロヒドリン変性フェノキシ（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ－ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
好ましい１官能性モノマーとしては、分子内に水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーおよび／または飽和脂環構造を有する（メタ）アクリルモノマーである。水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーの具体例としては、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２－（メタ）アクリロイロキシエチルコハク酸、２－（メタ）アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、２－（メタ）アクリロイロキシエチル－２－ヒドロキシプロピルフタレートなどが挙げられるがこれらに限定されるものではない。最も好ましくは、２－ヒドロキシプロピルメタクリレートおよび／または２－ヒドロキシエチルメタクリレートが挙げられるがこれらに限定されるものではない。飽和脂環構造を有する（メタ）アクリルモノマーの具体例としては、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、アダマンタニル（メタ）アクリレートなどが挙げられるがこれらに限定されるものではない。最も好ましくは、イソボルニル骨格および／またはジシクロペンタニル骨格を有する（メタ）アクリルモノマーである。
２官能性モノマーの具体例としては、１、３－ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４－ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１，６－ヘキサングリコールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレ－ト、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイドサイド（以下ＰＯと略記）変性ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、ステアリン酸変性ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルジ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性ジシクロペンテニルジ（メタ）アクリレート、ジアクリロイルイソシアヌレート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
３官能性モノマーの具体例としては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ＰＯ変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ＥＣＨ変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ＥＣＨ変性グリセロールトリ（メタ）アクリレート、トリス（アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジ（メタ）アクリレート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
多官能性モノマーの具体例としては、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明で使用することができる（メタ）アクリルアミドモノマーとしては、ジメチルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、ジエチルアクリルアミドなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。価格と入手のし易さを考慮するとジエチルアクリルアミドまたはジメチルアクリルアミドが好ましい。（Ａ）成分の具体例としては、ＫＪケミカル株式会社製のＤＭＡＡ（登録商標；ジメチルアクリルアミド）、ＡＣＭＯ（登録商標；アクリロイルモルフォリン）、ＤＥＡＡ（登録商標；ジエチルアクリルアミド）などが知られているが、これらに限定されるものではない。
前記（Ｂ）成分は、嫌気硬化性触媒である。該嫌気硬化性触媒が、酸素と触れていない嫌気状態において、被着体の金属イオンと（Ｂ）成分が反応して、後述の有機過酸化物を分解してフリーラジカルを発生させることができる。特に、（Ｂ）成分としては、以下の式１の様なサッカリンであることが好ましい。
（Ａ）成分１００質量部に対して（Ｂ）成分は０．０１～５．０質量部添加されることが好ましく、より好ましい添加量は０．０１～３．０質量部である。（Ｂ）成分が０．０１質量部以上であると嫌気硬化性を発現し、（Ｂ）成分が５．０質量部以下であると保存安定性を維持することができる。
前記（Ｃ）成分は、光酸発生剤である。該光酸発生剤は、エネルギー線照射により酸が発生する化合物であればよい。（Ｃ）成分を添加することで、明確なメカニズムは解明されていないが、エネルギー線を照射することがトリガーとなり、所定の時間に到達したら硬化する。照射された部位は最終的に硬化するため、塗布領域より広い照射領域で照射すれば、被着体を貼り合わせた後にはみ出した遅延硬化性組成物も硬化することができる。一方、（Ａ）成分、（Ｂ）成分および後記の有機過酸化物を必須成分として含む嫌気硬化性組成物では、被着体からはみ出して金属と触れていない領域では未硬化が発生し、接着力の低下を招く。
具体的な（Ｃ）成分としては、カチオン種がヨードニウム系カチオン種やスルホニウム系カチオン種など、アニオン種がリン系アニオン種やホウ素系アニオン種などからなる塩が挙げられ、１種または２種以上を組み合わせて使用することができる。また、ノニオン系光酸発生剤も使用することができる。また、塩以外の（Ｃ）成分としては、ジアゾメタン誘導体、トリアジン誘導体、イミジルスルホネート誘導体などが挙げられるが、これらに限定されない。具体的には、１－メトキシ－４－（３，５－ジ（トリクロロメチル）トリアジニル）ベンゼン、１－メトキシ－４－（３，５－ジ（トリクロロメチル）トリアジニル）ナフタレンなどのハロアルキルトリアジニルアリール、１－メトキシ－４－［２－（３，５－ジトリクロロメチルトリアジニル）エテニル］ベンゼン、１，２－ジメトキシ－４－［２－（３，５－ジトリクロロメチルトリアジニル）エテニル］ベンゼン、１－メトキシ－２－［２－（３，５－ジトリクロロメチルトリアジニル）エテニル］ベンゼン、スクシンイミジルカンファスルホネート、スクシンイミジルフェニルスルホネート、スクシンイミジルトルイルスルホネート、スクシンイミジルトリフルオロメチルスルホネート、フタルイミジルトリフルオロスルホネート、ナフタルイミジルカンファスルホネート、ナフタルイミジルメタンスルホネート、ナフタルイミジルトリフルオロメタンスルホネート、ナフタルイミジルトルイルスルホネート、ノルボルネンイミジルトリフルオロメタンスルホネートが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、取り扱いの観点から、プロピレンカーボネートなどの溶剤に溶解された状態で（Ｃ）成分を使用しても良い。
前記スルホニウム塩の一つとして、以下の式２で表される化合物が挙げられる。ここで、式２中のＲ－としてはヘキサフルオロアンチモネート、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、ヘキサクロルアンチモネート、トリフルオロメタンスルフォン酸イオン、フルオロスルフォン酸イオン等のアニオンが挙げられる。
（Ｃ）成分の具体例としては、サンアプロ株式会社製のＣＰＩ－１００Ｐ、ＣＰＩ－１０１Ｐ、ＣＰＩ－１１０Ｂ、ＣＰＩ－２００Ｋ、ＣＰＩ－２１０Ｓ、ＩＫ－１、ＩＫ－２などが、富士フィルム和光純薬株式会社製のＷＰＩ－１１３、ＷＰＩ－１１６、ＷＰＩ－１６９、ＷＰＩ－１７０，ＷＰＡＧ－３３６、ＷＰＡＧ－３６７、ＷＰＡＧ－３７０、ＷＰＡＧ－４６９、ＷＰＡＧ－６３８などが、ＡＤＥＫＡ株式会社製のアデカオプトマーＳＰ－１０３、ＳＰ－１５０、ＳＰ－１５１、ＳＰ－１７０、ＳＰ－１７１、ＳＰ－１７２などが、サートマー社製のＣＤ－１０１０、ＣＤ－１０１１、ＣＤ－１０１２、三新化学工業株式会社製のサンエイドＳＩ－６０、ＳＩ－８０、ＳＩ－１００、ＳＩ－６０Ｌ、ＳＩ－８０Ｌ、ＳＩ－１００Ｌ、ＳＩ－Ｌ１４５、ＳＩ－Ｌ１５０、ＳＩ－Ｌ１６０、ＳＩ－Ｌ１１０、ＳＩ－Ｌ１４７などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
（Ａ）成分１００質量部に対して、（Ｃ）成分は０．００１～５．０質量部添加されることが好ましい。（Ｃ）成分が０．００１質量部以上であると遅延硬化性を発現し、（Ｃ）成分が５．０質量部以下であると保存安定性を維持することができる。
遅延硬化性組成物を硬化促進させる化合物として、有機過酸化物を添加することができる。特に好ましくは、ハイドロパーオキサイドである。具体的には、ｐ－メンタンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、１，１，３，３－テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ｔ－ブチルハイドロパーオキサイドなど挙げられるが、これらに限定されるものではない。
（Ａ）成分１００質量部に対して、前記有機過酸化物は０．０１～５．０質量部添加されることが好ましく、さらに好ましくは０．１～３．０質量部である。有機過酸化物の添加量が０．１質量部以上であると嫌気硬化性を発現し、有機過酸化物の添加量が５．０質量部以下であると保存安定性を維持することができる。
遅延硬化性組成物を硬化促進させる化合物として、保存安定性を損なわない範囲内で硬化促進剤を添加することができる。具体的には、Ｎ，Ｎ－ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ－ジメチル－ｐ－トルイジン、ジイソプロパノール－ｐ－トルイジン、トリエチルアミン等の３級アミン類としてジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ペンタエチレンヘキサミン等のポリアミン類としてチオ尿素、エチレンチオ尿素、ベンゾイルチオ尿素、アセチルチオ尿素、テトラメチルチオ尿素等のチオ尿素類などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
（Ａ）成分１００質量部に対して、硬化促進剤は０．０１～５．０質量部添加されることが好ましい。硬化促進剤の添加量が０．０１質量部以上であると嫌気硬化性を向上させ、硬化促進剤の添加量が５．０質量部以下であると保存安定性を維持することができる。
遅延硬化性組成物では、保存安定性を向上させる目的でキレート剤を添加しても良い。キレート剤は、遅延硬化性組成物中の不純物である金属イオンと配位して、金属をキレート化して不活性にし、遅延硬化性組成物において反応性を抑制する化合物である。そのため、キレート剤により遅延硬化性組成物は保存安定性を維持することができる。
２５℃で固形のキレート剤の具体例としては、株式会社同人化学研究所製のＥＤＴＡ・２Ｎａ、ＥＤＴＡ・４Ｎａ、キレスト株式会社製のＥＤＴＡ系（エチレンジアミン四酢酸）、ＮＴＡ系（ニトリロ四酢酸）、ＤＴＰＡ系（ジエチレントリアミン五酢酸）、ＨＥＤＴＡ系（ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸）、ＴＴＨＡ系（トリエチレンテトラミン六酢酸）、ＰＤＴＡ系（１，３－プロパンジアミン四酢酸）、ＤＰＴＡ－ＯＨ系（１，３－ジアミノ－２－ヒドロキシプロパン四酢酸）、ＨＩＤＡ系（ヒドロキシエチルイミノ二酢酸）、ＤＨＥＧ系（ジヒドロキシエチルグリシン）、ＧＥＤＴＡ系（グリコールエーテルジアミン四酢酸）、ＣＭＧＡ系（ジアルボキシメチルグルタミン酸）、ＥＤＤＳ系（（Ｓ，Ｓ）－エチレンジアミンジコハク酸）およびＥＤＴＭＰ系（エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸））の化合物などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、２５℃で液状のキレート剤の具体例としては、キレスト株式会社製のＭＺ－８、ＨＥＤＰ系（１－ヒドロキシエタン－１，１－ジホスホン酸）、ＮＴＭＰ系（ニトリロトリス（メチレンホスホン酸））およびＰＢＴＣ系（２－ホスホノ－１，２，４－ブタントリカルボン酸）の化合物などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
（Ａ）成分中のキレート剤の濃度としては０．０１～５．０質量％であることが好ましく、キレート剤の濃度が０．０１質％部以上であると嫌気硬化性を向上させ、キレート剤の濃度が５．０質量％以下であると嫌気硬化性が向上し、保存安定性を維持することができる。
遅延硬化性組成物では、経時による粘度変化をさらに抑制するために、重合禁止剤を添加することができる。具体的には、２，６－ジ－ｔ－ブチル－４－メチルフェノール、テトラヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、４－ｔ－ブチルカテコールなどが挙げられるがこれらに限定されるものではない。（Ａ）成分中の重合禁止剤の濃度としては０．０１～５．０質量％であることが好ましい。重合禁止剤の濃度が０．０１質量％以上であると嫌気硬化性を向上させ、重合禁止剤の濃度が５．０質量％以下であると嫌気硬化性が向上し、保存安定性を維持することができる。
また、目的に応じて酸化防止剤を添加してもよく、具体的にはフェノール系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、ニトロキシド系酸化防止剤などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
遅延硬化性組成物には、無機充填剤や有機充填剤などの充填剤を適宜添加することができる。充填剤を添加することで、粘性・チクソ性だけでなく硬化性、強靱性を調整することができる。無機充填剤としては、アルミナ、シリカなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。一方、有機充填剤としては、スチレンフィラー、アクリルゴムやポリブタジエンゴムなどからなるゴムフィラー、コアシェル構造を有するゴムフィラーなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。特に好ましい無機充填剤は、ヒュームドシリカである。ヒュームドシリカとしては、表面にシラノールが残留している親水性タイプ、前記シラノールをジメチルジクロロシランなどで処理してシリカ表面を疎水化した疎水性タイプなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。親水性タイプの具体的な商品としては、日本アエロジル株式会社製のＡＥＲＯＳＩＬ（登録商標）（アエロジル）９０、１３０、１５０、２００、２５５、３００、３８０等が挙げられ、疎水性タイプの具体的な商品としては、日本アエロジル株式会社製のＡＥＲＯＳＩＬ（登録商標）（アエロジル）Ｒ９７２（ジメチルジクロロシラン処理）、Ｒ９７４（ジメチルジクロロシラン処理）、Ｒ１０４（オクタメチルシクロテトラシロキサン処理）、Ｒ１０６（オクタメチルシクロテトラシロキサン処理）、Ｒ２０２（ポリジメチルシロキサン処理）、Ｒ８０５（オクチルシラン処理）、Ｒ８１２（ヘキサメチルジシラザン処理）、Ｒ８１６（ヘキサデシルシラン処理）、Ｒ７１１（メタクリルシラン処理）などが挙げられる。その他にキャボット株式会社製のヒュームドシリカであるＣＡＢ－Ｏ－ＳＩＬ（登録商標）（キャボシル）シリーズなどが挙げられる。
遅延硬化性組成物の性状や硬化物の物性が損なわれない程度にその特性を調整するために、感光剤、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、レベリング剤、老化防止剤、可塑剤、溶剤などの添加剤を配合してもよい。
遅延硬化性組成物の硬化方法としては、図１の様に一方の被着体に遅延硬化性組成物を塗布した後、該遅延硬化性組成物にエネルギー線を照射して、もう一方の被着体を接着する硬化方法や、図２の様に一方の被着体に遅延硬化性組成物を塗布する前に、該遅延硬化性組成物にエネルギー線を照射して、塗布して２つの被着体を接着する硬化方法などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。また、被着体としては、鉄などの嫌気硬化性を活性化する金属であることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
本発明の製造方法において、効果が失われない範囲で遅延硬化性組成物に対して有機金属錯体やアミン化合物などの硬化促進させる化合物を含むプライマー組成物を用いることもできる。これにより、さらに短時間で硬化させることもできる。具体的には、帯状薄鋼板に対して硬化性組成物の塗布側とは逆側でプライマー組成物を塗布することや、加工油に硬化促進剤を添加する方法があるが、これらに限定されない。
本発明の製造方法において、効果が損なわれない範囲で得られた積層鋼板１０の間の遅延硬化性組成物の硬化を促進させるために、積層鋼板１０を加熱することもできる。前記の加熱を行う手法の積層鋼板の製造方法における熱源は、特に限定されないが、熱風乾燥炉、ベルトコンベアー型ＩＲ炉（赤外線加熱炉）などが挙げられる。加熱に際しての温度及び時間は、十分に硬化できる条件であればよいが、例えば、４０～３００℃、好ましくは６０～２００℃の温度で、例えば、１０秒～３時間、好ましくは２０秒～６０分の条件で加熱することが適当である。積層鋼板を加熱する際には、予め固定治具などで固定することで位置ずれを防止することが好ましい。
本発明は前記の実施形態に限られるものではなく、例えば、回転電機用回転子（ロータ）やソレノイドの積層鋼板や積層金型等の製造方法に適用した実施形態を用いても良い。
次に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
［参考例１～１５］
遅延硬化性組成物を調製するために下記成分を準備した。（以下、遅延硬化性組成物を単に組成物とも呼ぶ。）。
（Ａ）成分：（メタ）アクリロイル基を有する化合物、（Ｂ）成分：嫌気硬化性触媒および有機過酸化物を含む嫌気硬化性組成物
・ＴｈｒｅｅＢｏｎｄ１３０５Ｎ（株式会社スリーボンド製 嫌気性封着剤）
・ＴｈｒｅｅＢｏｎｄ１３０７Ｎ（株式会社スリーボンド製 嫌気性封着剤）
・ＴｈｒｅｅＢｏｎｄ１３１４（株式会社スリーボンド製 嫌気性封着剤）
・ＴｈｒｅｅＢｏｎｄ１３２７（株式会社スリーボンド製 嫌気性封着剤）
・ＴｈｒｅｅＢｏｎｄ１３６０Ｆ（株式会社スリーボンド製 嫌気性封着剤）
（以下、ＴｈｒｅｅＢｏｎｄをＴＢと略す。）。
（Ｃ）成分：光酸発生剤
・式２においてＲ－がヘキサフルオロホスフェートの塩（固形分５０質量％プロピレンカーボネート溶液）（ＣＰＩ－１００Ｐ サンアプロ株式会社製）
・式２においてＲ－がリン系アニオン種の塩（固形分５０質量％プロピレンカーボネート溶液）（ＣＰＩ－２００Ｋ サンアプロ株式会社製）。
ＴＢ１３０５Ｎ、ＴＢ１３０７Ｎ、ＴＢ１３１４、ＴＢ１３２７およびＴＢ１３６０Ｆをそれぞれ撹拌釜に秤量した。次に、（Ｃ）成分を撹拌機に秤量して６０分撹拌した。詳細な調製量は表１に従い、数値は全て質量部で表記する。なお、実施例で使用している撹拌機は、撹拌釜が取り外せるタイプである。そのため、撹拌釜を計量器において、重さをリセットして原料を投入して秤量ができるものである。
参考例１～１５に対して、セットタイム測定を実施した。その結果を表１にまとめた。
［ボルトセットタイム測定］
鉄製のＭ１０、Ｐ１．５×２０ｍｍの六角ボルト（ＪＩＳ Ｂ１１８０）とＭ１０、Ｐ１．５の六角ナットを使用する。ポリキャップに組成物が深さ１ｍｍになる様に添加して、高圧水銀灯を搭載したスポット照射機により、０（未照射）、１、１０、３０ｋＪ／ｍ２という４種類の積算光量でそれぞれ照射した。照射直後に液状（未硬化）を保っている組成物は後記のセットタイム測定に移り、部分的に硬化している場合は「半硬化」、全体が硬化している場合は「硬化」、未実施の場合は「－」と表記した。液状を保っている組成物は、すぐさまボルトの雄ねじ部分先端から１０ｍｍの雄ねじ周囲に組成物を６点等間隔で塗布してからナットをボルトに螺合した。その後、１分毎にナットを指で回した時に固定されているか確認し、１０分を超えても固定しない場合は１０分毎に確認を行い、ナットが固定された時間を「ボルトセットタイム（分）」として表記した。ここで、６０分を超えてもセット（固定）しない場合は「６０超」と表記した。
参考例１～１５において、未照射である積算光量が０ｋＪ／ｍ２（未照射）の場合、（Ａ）成分、（Ｂ）成分および有機過酸化物からなる組成物に付与された嫌気硬化性のみで硬化していることを示す。一方、積算光量が１、１０、３０ｋＪ／ｍ２ではセットタイムが徐々に早くなっていることが分かる。明確に解明出来たわけではないが、これは（Ｃ）成分が添加されたことに起因し、エネルギー線照射により（Ｃ）成分が活性化したことによると推測される。嫌気硬化性組成物は金属に触れることから硬化が始まるが、積層鋼板の製造工程においては被着体である金属表面に加工油が残留しており、嫌気硬化性組成物が金属に触れることが不確定になり、接着力のバラツキにつながる。一方、嫌気硬化性組成物と嫌気硬化性組成物用プライマーを使用した場合でも、プライマーの塗り方によってはプライマーが偏ることもあり、接着力のバラツキにつながる。遅延硬化性組成物では、必ずしも金属に触れなくとも、また、プライマーを使用しないでも、光照射により遅延硬化して接着力の向上およびバラツキ低下につながる。
［参考例１６、１７］
遅延硬化性組成物を調製するために下記成分を準備した。
（Ａ）成分：（メタ）アクリロイル基を有する化合物
・２，２－ビス［４－（メタクリロキシエトキシ）フェニル］プロパン（ＥＯ２．３ｍｏｌ）（ＮＫエステル ＢＰＥ－８０Ｎ 新中村化学工業株式会社製）
・イソボルニルメタクリレート（ライトエステルＩＢ－Ｘ 共栄社化学株式会社製）
・２－ヒドロキシエチルメタクリレート（ライトエステルＨＯ 共栄社化学株式会社製）
（Ｂ）成分：嫌気硬化性触媒
・サッカリン（試薬）
（Ｃ）成分：光酸発生剤
・式２においてＲ－がヘキサフルオロホスフェートの塩（固形分５０質量％プロピレンカーボネート溶液）（ＣＰＩ－１００Ｐ サンアプロ株式会社製）
その他成分
・テトラヒドロキノン（試薬）
・エチレンジアミン－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－四酢酸二ナトリウム塩二水和物（２５℃で固体）（２ＮＡ（ＥＤＴＡ・２Ｎａ） 株式会社同人化学研究所製）。
（Ａ）成分、（Ｂ）成分およびその他成分を撹拌釜に秤量した。次に、（Ｃ）成分を撹拌機に秤量して６０分撹拌した。詳細な調製量は表２に従い、数値は全て質量部で表記する。
参考例１６、１７に対して、ガラスセットタイム測定を実施した。その結果を表２にまとめた。
［ガラスセットタイム測定］
長さ７６ｍｍ×幅２６ｍｍ×厚さ１ｍｍのガラス板を２枚使用した。ポリキャップに組成物が深さ１ｍｍになる様に添加して、高圧水銀灯を搭載したスポット照射機により、０（未照射）、１ｋＪ／ｍ２という２種類の積算光量でそれぞれ照射した。液状を保っている組成物は、すぐさま一方のガラス板に０．０２ｇ塗布して、もう一方のガラス板を２６ｍｍ×２６ｍｍの面積で十字に貼り合わせた。その後、１分毎にガラスを指で動かした時に固定されているか確認し、１０分を超えても固定しない場合は１０分毎に確認を行い、ガラス板が固定された時間を「ガラスセットタイム（分）」として表記した。ここで、６０分を超えてもセット（固定）しない場合は「６０超」と表記した。
参考例１６、１７においては、（Ａ）成分および（Ｃ）成分を含む組成物において、（Ｂ）成分の有無について確認を行っている。（Ｂ）成分であるサッカリンを含む参考例１６においては、エネルギー線を照射すれば被着体が金属で無くてもガラス板を接着していることが分かる。一方、（Ｂ）成分を含まない参考例１７では、エネルギー線の照射を行っても硬化できないことが分かる。
本発明の製造方法により、安定して積層鋼板を製造することができるため、歩留まりの向上を図り、遅延硬化性組成物により作業時間を確保した後、強固な接着力により高性能の積層鋼板を製造することができる。特に、プライマー組成物を使用する必要は無く、接着力のバラツキが少ない。
本出願は、２０１８年１２月１８日に出願された日本国特許出願第２０１８－２３６１７３号に基づいており、その開示内容は、参照により全体として引用されている。
１ ロール装置、
２ 帯状薄鋼板、
３ 加工油塗布装置、
４ 金型装置、
５ パンチ部、
６ 硬化性組成物塗布装置、
７ 硬化性組成物供給装置、
８ 照射器、
９ 外形打抜きパンチ部、
１０ 積層鋼板、
１１ 抜き孔、
１００、２００ 積層鋼板製造装置。

Claims (5)

  1. 帯状薄鋼板から所定の形状に打抜き形成された鋼板薄板を所定枚数で積層してなる積層鋼板の製造方法であって、
    以下の工程１～３を含み、硬化性組成物が以下の（Ａ）～（Ｃ）成分を含むエネルギー線を照射した後に所定の時間経過してから硬化する遅延硬化性組成物である積層鋼板の製造方法：
    工程１：前記鋼板薄板を所定の形状に金型で順次打抜き加工する工程
    工程２：前記鋼板薄板の所定部位に硬化性組成物を塗布する工程
    工程３：前記硬化性組成物に１～１０ｋＪ／ｍ ２ の積算光量でエネルギー線を照射する工程
    （Ａ）成分：（メタ）アクリロイル基を有する化合物
    （Ｂ）成分：サッカリンを含む嫌気硬化性触媒
    （Ｃ）成分：光酸発生剤。
  2. さらに、工程４として積層された鋼板薄板を所定時間固定する工程を含む請求項１に記載の積層鋼板の製造方法。
  3. 帯状薄鋼板から所定の形状に打抜き形成された鋼板薄板を所定枚数で積層してなる積層鋼板の製造方法であって、
    以下の工程１～４の順に成し、硬化性組成物が以下の（Ａ）～（Ｃ）成分を含むエネルギー線を照射した後に所定の時間経過してから硬化する遅延硬化性を有する硬化性組成物である積層鋼板の製造方法；
    工程１：前記鋼板薄板を所定の形状に金型で順次打抜き加工する工程
    工程２：前記鋼板薄板の所定部位に硬化性組成物を塗布する工程
    工程３：前記硬化性組成物に１～１０ｋＪ／ｍ ２ の積算光量でエネルギー線を照射する工程
    工程４：積層された鋼板薄板を所定時間固定する工程
    （Ａ）成分：（メタ）アクリロイル基を有する化合物
    （Ｂ）成分：嫌気硬化性触媒
    （Ｃ）成分：光酸発生剤。
  4. 前記工程２が、前記帯状薄鋼板に対して前記金型の反対側から前記硬化性組成物を塗布する工程である請求項１～３のいずれか１項に記載の積層鋼板の製造方法。
  5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の積層鋼板の製造方法を実施するための製造装置。
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