JPH02208034A

JPH02208034A - 積層鉄芯の製造方法

Info

Publication number: JPH02208034A
Application number: JP2795789A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Takahashi; 輝行高橋; Mitsuru Kono; 充河野; Osamu Terao; 寺尾　修; Hideo Kobayashi; 秀夫小林; Tomoyuki Ichi; 智之市; Yoshiaki Iida; 飯田　嘉明; Katsuo Sadayori; 貞頼　捷雄
Original assignee: Dai Nippon Toryo KK; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Dai Nippon Toryo KK
Priority date: 1989-02-07
Filing date: 1989-02-07
Publication date: 1990-08-17
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: JP2574698B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は積層鉄芯の製造方法に関する。更に詳しくは電
気機器等に使用される積層鉄芯の製造方法に関するもの
である。

〈従来の技術〉従来、電気機器等に使用される鉄芯は、まず電磁鋼板に
渦電流を減少させるための絶縁塗膜を施し、次いで、そ
れを打抜き、又は切断加工することにより所謂単位鉄芯
を作り、それを多数積重ね、さらにそれらを溶接もしく
は接着剤により固着せしめて製造していた。

しかしながら、溶接により固着させる方法は鉄芯のエッ
ヂ部が短絡されて絶縁性が低下したり、熱歪により磁気
特性が悪くなるというような各種の問題点があった。ま
た、接着剤により固着させる方法も、単位鉄芯１枚毎に
接着剤を塗布する必要があり、それ故作業性が非常に悪
く、さらに絶縁塗膜を施しているため、接着力が十分で
はないというような各種問題があった。

そこで、近年、加熱圧着により接着力を発現する絶縁塗
膜を、電磁鋼板に施し、従って前記溶接もしくは接着剤
塗布工程を省略するような、積層鉄芯の製造方法が提案
されている。

すなわち電磁鋼板に対し、加熱圧着により接着力を発現
するような絶縁性被覆組成物を塗布、乾燥し、得られた
被覆鋼板を打抜き、又は切断加工し、さらに得られた単
位鉄芯を多数積重ね、最後に加熱圧着することにより、
該単位鉄芯間を接着する製造方法である。

〈発明が解決しようとする問題点〉しかるに、このところこの種技術分野に於ては、被覆鋼
板の製造自体は鋼板メーカーが行ない、また該被ｉｓ板
からの積層鉄芯の製造は、鉄芯メーカーが行なうという
ような、分業にする傾向がみられる。

そのため、電磁鋼板に絶縁塗膜を施して長期間保存後、
積層鉄芯を製造するということになり、そのためその保
存期間中に当該鋼板に錆が発生したり、あるいは被覆鋼
板を積重ねたり、コイル状に巻いた状態で保存するため
にブロッキングが生じるというような各種問題点があっ
た。

本発明者等はこのような現状に鑑み、前記各種問題点を
解消すべく鋭意検討した結果、被覆鋼板の保存中に発錆
やブロッキングが生じにくく、かつ加熱圧着による接着
強度の優れた積層鉄芯の製造方法を見出し、本発明に到
達した。

く問題点を解決するための手段〉すなわち本発明は、（１）電磁鋼板表面に、（Ａ）ガラス転移温度６０℃以上の熱可塑性アクリル樹
脂エマルジョン、（Ｂ）　　エポキシ樹脂エマルジョン、（Ｃ）加熱によ
り前記（Ｂ）成分と反応するアミン系エポキシ樹脂硬化
剤、及び（Ｄ）水への溶解度（２０℃における）が２０ｇ／１０
０ｃｃ以下であり、かつ水の溶解度（２０℃における）
が０．５　ｇ／　１００ｃｃ以上である成膜助剤とを主
成分とし、前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分の樹脂固形分重量比が
（７０／３０〜９５１５）であるような水系熱接着型絶
縁性被覆組成物を、塗布する工程、（ＩＩ）塗膜を乾燥させる工程、（ＩＩＩ）得られた被覆鋼板より、所望の形状の単位鉄
芯を作る工程、（ＩＶ）該単位鉄芯を積重ねる工程、及び（Ｖ）積重ね
たものを加熱、加圧する工程、とからなる積層鉄芯の製
造方法に関するものである。

以下、本発明を、更に詳細に説明する。

まず本発明で使用する前記水系熱接着型絶縁性被覆組成
物（以下単に被覆組成物と略称する）につき説明する。

（Ａ）成分である熱可塑性アクリル樹脂エマルジョンは
、アクリル酸の炭素数１〜８のアルキルエステルモノマ
ー、メタクリル酸の炭素数１〜８のアルキルエステルモ
ノマー、スチレンモノマーもしくはこれらモノマーの混
合物からなり、さらに必要に応じアクリル酸、メタクリ
ル酸、ヒドロキジエチルメタクリレート等の官能基含有
モノマーを約１０モル％以下含有せしめたモノマー混合
物を、得られるアクリル樹脂のガラス転移温度（以下Ｔ
ｇという）が６０℃以上になるように適宜組合せて、通
常の乳化重合法により得られるものである。

なお、Ｔｇが前記特定範囲より低いと、得られる塗膜に
粘着性が残り、例えば被覆鋼板を積み重ねた時などにブ
ロッキング現象が起きやすくなり、かつそれが原因で塗
膜が損傷することがあるので避けるべきである。なお、
Ｔｇの上限は、成膜助剤の種類、量などにより異なるが
、通常１５０℃以下が好ましい。

次に（Ｂ）成分であるエポキシ樹脂エマルジョンは、塗
膜の鋼材に対する密着力、防錆力等を向上させ、かつ積
層鉄芯を加熱圧着した際、単位鉄芯間を強力に接着させ
るために配合される。

ここでいうエポキシ樹脂は、１分子中に２個以上のエポ
キシ基を含有する、常温で液状もしくは固形のものであ
る。具体的には、多価アルコールや多価フェノールとハ
ロヒドリンとを反応させて得られるもので、ビスフェノ
ールＡ型、ノ１０ゲン化ビスフェノールＡ型、ノボラッ
ク型、ポリグリコール型、ビスフェノールＦ＝、エポキ
シ化油等が挙げられる。

当該エポキシ樹脂は、エポキシ当量が約２００〜１００
０のものが適当である。また耐ブロッキング性等を考慮
して常温で固形のものの使用が望ましい。具体的な市販
品としては、エピコート＃８２８、＃１００１、＃１０
０４、＃１００７（以上油化シェルエポキシ社製商品名
’）　　；Ｄ、Ｂ、Ｒ１５１１−Ａｇ３．７３２　（以
上ダウケミカル社製商品名）；ＹＤ−０１１，００１，
００１Ｚ。

０１２．０１４．５Ｔ−５０８０，５１００；ＹＤＣＮ
−７０１，７０２，７０３，７０４；ＹＤＰＮ−６３８
（以上東部化成社製商品名等）が代表的なものとして挙
げられる。

エポキシ樹脂エマルジョンは、これらエポキシ樹脂を、
乳化剤の存在下で通常の強制乳化方式により製造される
。なお使用する乳化剤は、ポリオキシエチレンアルキル
フェノールエーテル系ノニオン界面活性剤、ポリオキシ
エチレンポリオキシプロピレンブロックポリエーテル類
あるいは、これらとジイソシアネート化合物との付加物
を、単独もしくはブレンドして使用するのが望ましい。

さらに（Ｃ）成分であるアミン系エポキシ樹脂硬化剤は
、被覆組成物が常温で保管されてもゲル化、増粘等を生
じることなぐ、また約２００〜５００℃に加熱した場合
に於て、（Ｂ）成分と架橋反応するか、もしくは（Ｂ）
成分を自己架橋反応せしめるものが使用に適する。

このような条件を満足する硬化剤としては、ジシアンジ
アミド、アミドエチルピペラジン、ピペリジン、複素環
状型アミン（例えば「エポメート」〔味の素社製商品名
〕）、ヘキサメチレンテトラミン、トリエチルアミン、
トリエタノールアミン、４．４′−メチレンジアニリン
、トリエチレンジアミン、イミダゾール類、イミダシリ
ン誘導体等が、代表的なものとして挙げられる。

（Ｄ）成分である成膜助剤は、被覆組成物を塗布し塗膜
を形成させる際に、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の樹脂粒
子を可塑化し、粒子間の融着を促進し、さらに塗膜をハ
ジキ等のない平滑な塗膜に形成させるために配合される
。

ところで、従来からエマルジョン塗料において各種成膜
助剤を配合することは公知であるが、本発明で使用する
成膜助剤は、水への成膜助剤の溶解度（２０℃における
）が２０ｇ／１ｏＯｃｃ以下であり、かつ成膜助剤への
水の溶解度（２０℃における）が０．５　ｇ／　１００
ｃｃ以上という条件を満たすものが、本発明の各種効果
を発揮するため必要なことが判明した。

なお、成膜助剤として水への溶解度が前記範囲より大き
過ぎるものを使用すると、得られる塗膜にハジキ等の塗
膜欠陥が生じやすくなり、その結果錆が発生しやすくな
る。また水の溶解度が前記範囲より小さものを使用する
と、他成分との相溶性が悪く、増粘、分離等が起こりや
すくなり、貯蔵安定性に欠けるので不適当である。

また成膜助剤は、沸点が１００℃以上のものが特に好ま
しい。

このような成膜助剤の具体例としは、２，２゜４−トリ
メチル−１，３−ベンタンジオールモノイソブチレート
、ブチルカルピトールアセテート、オクチレングリコー
ル、３−メトキシブチルアセテート、２−エチルヘキシ
ルアセテート、イソブチルアルコール、ｎ−プチルアル
コーノペアミルアルコーノヘベンジルアルコール、ペン
チルアルコールあるいは、これらの混合物等が代表的な
ものとして挙げられる。

本発明で使用する被覆組成物は、以上の（＾）〜（Ｄ）
成分を主成分とし、さらに必要に応じ、絶縁性を有する
着色顔料、体質顔料、防錆顔料あるいは消泡剤、表面調
整剤、増粘剤、顔料分散剤、防腐剤等の各種添加剤を配
合したものからなるものである。

なお被覆組成物において（Ａ）成分と（Ｂ）成分の樹脂
固形分重量比は（７０／３０〜９５１５）が適当である
。

なお、（Ｂ）成分が前記範囲より少ないと架橋密度が低
く、凝集力が小さくなるため電磁鋼板との接着力が弱く
、逆に（Ｂ）成分が多過ぎると相対的に（Ａ）成分が少
なくなり、単位鉄芯を積重ねた後の加熱圧着による鉄芯
間の接着強度を得ることが出来なくなる。

また、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の総樹脂固形分は、塗装
作業性、塗膜としての本来の機能を考慮して、全被覆組
成物中、約２０〜５０重量％の割合で配合するのが適当
である。

さらに（Ｃ）成分の配合量は、（Ｂ）成分中のエポキシ
基１当量に対し、（Ｃ）成分中のアミノ基が０．８〜１
．２当量になるように配合するのが適当である。

このような組成範囲で、加熱により、架橋反応が十分起
き、本来の接着強度が得られる。

（Ｄ）成分の配合量は、樹脂の種類、濃度等により変動
するが、通常（Ａ）成分と（Ｂ）成分の総樹脂固形分に
対し１〜３０重量％が適当で、この組成範囲で塗膜性能
を害することなく、本来の成膜助剤としての機能を発揮
する。

次に本発明の積層鉄芯の製造方法につき詳細に説明する
。

第（Ｉ）の塗布工程として、まず電磁鋼板表面に前記被
覆組成物をスプレー、ロールコータ−等の手段により乾
燥膜厚約４〜１０μになるよう塗布する。

次に第（ｎ）の塗膜乾燥工程としては、常温乾燥、好ま
しくは常圧下で強制加熱乾燥させる。

強制乾燥条件は被覆組成物の各構成成分の種類により異
なるが、一般的に１００〜２５０℃の温度下で、３０秒
〜２０分間程度乾燥させるのが適当である。

なお乾燥させた際（Ｂ）　ａ分と（Ｃ）成分は完全に架
橋反応させてもよく、また部分的に架橋反応させたもの
でもよい。このようにして被覆した鋼板は、例えばコイ
ルにして巻取るか、もしくは積重ねる。

次に、得られた被覆鋼板は第（Ｉ［［）工程に附する。

すなわち電気機器メーカー等で連続的に打抜き、又は切
断加工し所望の単位鉄芯を作る。

該単位鉄芯はさらに所定枚数積重ね（第■工程）。

最後に積重ねたものを、加熱及び加工して（第Ｖ工程）
単位鉄芯間を接着させて、目的の積層鉄芯を製造する。

なお第（Ｖ）工程の接着条件は、鉄芯の大きさ等による
異なるが、通常圧力５〜２０００　ｋｇ／ｃ＋＋！、温
度２００〜３００℃の条件下で１０〜２００秒間加熱圧
着するのが適当である。このようにして加熱圧着するこ
とにより被覆組成物の構成成分である（Ａ）成分は溶融
状態になり、両層の塗膜が界面で混り合い、その結果単
位鉄芯同志を強固に接着させ、接着力の強い積層鉄芯が
得られるのである。ちなみに加熱圧着時、（Ｂ）成分と
（Ｃ）成分も架橋反応を完結し単位鉄芯間の補強的機能
を発揮する。

〈発明の効果〉本発明に於ては、特定の水系熱接着型絶縁性被覆組成物
を使用している。そのため電磁鋼板に対し単に塗装する
ことにより、平滑でハジキ等のない塗膜が得られ、また
得られた塗膜は耐食性、耐水性等に優れ、かつブロッキ
ング等が生じにくいというような従来の塗料に具備され
ていた機能を充分有している。更に、任意の必要な時期
に（ｉｎ　５ｉｔｕ）　、被覆電磁鋼板を加工して所望
形状の単位鉄芯を作り、それを積重ね、加熱圧着するこ
とにより、強固な接着力を発現させることが可能である
。

従って、従来法の如く溶接工程あるいは接着剤塗布工程
が不要となり、工程の省力化、コストダウンなどが達成
出来、本発明の積層鉄芯の製造方法は実用的価値極めて
大なるものがある。

・以下、本発明を実施例にて、さらに詳細に説明する。

なお、実施例中「部」、「％」は重量基準で示す。

〔熱可塑性アクリル樹脂エマルジョン（＾）」表１に示
す組成のモノマー混合物を水中にて通常の乳化重合法に
よりエマルジョン（ｉ）〜（ｉｖ）を調製した。

表１（単位；Ｂ）〔エポキシ樹脂エマルジョン（Ｂ）〕表２に示す市販のエポキシ樹脂エマルジョンを使用した
。

表２〔水系熱接着型絶縁性被覆組成物１表３に示す配合からなる成分を撹拌混合し、被覆組成物
を調製した。なお表中の数値は「部」である。

また、表３中の（Ｄ）成分の水への溶解度（２０℃にお
ける）　　（ｇ／　１００ｃｃ）及び（ロ）成分への水
の溶解度（２０℃における）　　［ｇ／　１００ｃｃ）
は次の通りである。

水への溶解度　　　水の溶解度注１）　　　　４．２　　　　　１１．７注２）　　　
　　６．５　　　　　　３．７注３）ｅｘＪｏ。

注４　）　　　　　０．１　＞　　　　　　０．１　＞
注５）　　　　１８　　　　　　１８注６）　　　　２３　　　　　　　６．５実施例１〜６
及び比較例１〜６電磁鋼板（板厚０．５ｆｆｌＩ１１１板巾９６０ｍｌ１
１）の表面に表３に示す被覆組成物を乾燥膜要約５μに
なるようロール塗装し、２００℃、６０秒間乾燥し、コ
イルに巻取った。

このようにして得られた被覆鋼板をＥコアーにズチール
ダイスで打抜いた。Ｅコアーを積層し、圧力１０　ｋｇ
／ｃｔｌ、温度２００℃の条件下で７０秒間ホットプレ
スし、積層鉄芯を製造した。

なお、前記被覆鋼板につき、保存中における適性及び積
層鉄芯とした際の接着力を調べるため、塗膜外観、耐ブ
ロッキング性、耐塩水噴霧性（耐食性）、及び接着力の
試験を以下の方法で行ない、その結果を表３０下欄に示
す。

塗膜外観：得られた塗膜を目視判定した。なおハジキ、
泡、つぶ、すし、くもり等等がなく平滑である場合を良好；ハジキ等の塗膜欠陥がある場合を不良とした。

耐ブロッキング性：４０Ｘ４０ｍｍに切断した被覆鋼板
の塗面同志を重ね合せ、その外側に、クツション材とアルミニウム板を取付け、万力で圧力（１０ｋｇ／　ｃｔｌ　）をかけ、８０℃、２４時間放置後のブロ
ッキング有無を調べた。

なお、ブロッキング無を良好；ブロッキング有を不良とした。

耐塩水噴霧性：ＪＩＳ　　Ｋ５４００に基づき試験した
。なお、塗膜に異常ない場合を良好−黒錆、フクレが発生した場合を不良とした。

接着力（Ｉ）：２０Ｘ５０ｍｍに切断した被覆鋼板（コ
イルに巻取った被覆鋼板を常温で１ケ月間放置したもの）の塗面同志の重ね合せ部が２０Ｘ１０ｍｍになる様重ね、圧力１０ｋｇ／ｃｄで２００℃、７０秒間加
熱圧着した。

得られた接着体につき島原製作所社製「オートグラフＳ−２０００ＣＪにて剪断接着力の測定を行なった。

接着力（■）：被覆鋼板を８０℃、４８時間エージング
した後、前記接着力（１）の方法と同様にして加熱圧着し、剪断接着力の測定を行なった。

表３より明らかの通り本発明において使用する水系熱接
着型絶縁性被覆組成物で塗布された被覆電磁鋼板は、塗
膜外観、耐ブロッキング性、耐食性ともよくまた加熱圧
着後の接着力も優れており、優れた積層鉄芯が得られた
。

一方、Ｔｇ６０℃未満の熱可塑性アクリル樹脂エマルジ
ョンを使用した比較例は耐ブロッキング性が悪かった。

また、成膜助剤として水に対する溶解度が２０ｇ／１０
０ｃｃを超える成膜助剤を使用した比較例２．６は塗膜
にハジキが発生し、耐塩水噴霧試験で黒錆が生じた。

また、成膜助剤として水の溶解度が０．５ｇ／１００ｃ
ｃ未満の成膜助剤を使用した比較例３は、組成物が貯蔵
中、増粘、分離し、耐塩水噴霧試験で黒錆が生じた。

また、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の樹脂固形分比として（
Ｂ）成分を過剰にした比較例４はエージング後の接着力
が大巾に低下した。

また、（Ｂ）成分を配合しない比較例５は接着力が不良
であった。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（ I ）電磁鋼板表面に、（Ａ）ガラス転移温度６０℃以上の熱可塑性アクリル樹
脂エマルジョン、（Ｂ）エポキシ樹脂エマルジョン、（Ｃ）加熱により前記（Ｂ）成分と反応するアミン系エ
ポキシ樹脂硬化剤、及び（Ｄ）水への溶解度（２０℃における）が２０ｇ／１０
０ｃｃ以下であり、かつ水の溶解度（２０℃における）
が０．５ｇ／１００ｃｃ以上である成膜助剤とを主成分
とし、前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分の樹脂固形分重量比が
（７０／３０〜９５／５）であるような水系熱接着型絶縁性被覆組成物を、塗布する工程、（II）塗膜を乾燥させる工程、（III）得られた被覆鋼板より、所望の形状の単位鉄芯
を作る工程、（IV）該単位鉄芯を積重ねる工程、及び（Ｖ）積重ねたものを加熱、加圧する工程、とからなる
積層鉄芯の製造方法。