JPH0684065B2

JPH0684065B2 - 金属薄板の積層法

Info

Publication number: JPH0684065B2
Application number: JP60029474A
Authority: JP
Inventors: 孝彦伊東; 義也深草
Original assignee: TOTSUPAN MUUA KK; YUKIGAYA SEIGYO KENKYUSHO KK
Current assignee: TOTSUPAN MUUA KK; YUKIGAYA SEIGYO KENKYUSHO KK
Priority date: 1985-02-19
Filing date: 1985-02-19
Publication date: 1994-10-26
Anticipated expiration: 2009-10-26
Also published as: JPS61189938A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はエッチング技術を利用して金属薄板を積層する
金属薄板の積層法に関する。

（従来技術）近年、非晶質（アモルファス）金属が学問的、工業的に
注目されている。非晶質金属は合金材料を溶融し、これ
を超急冷したり高周波を利用してスパッタリングするこ
とにより製造され、高い硬度、引張り強さ、電気抵抗、
すぐれた耐食性や磁気特性を有することから新たな工業
材料として実用化され始めている。

非晶質金属はその製造法から薄膜、薄帯、粉末、細線の
形状で製造されるので、用途に応じて加工しなければな
らない。たとえば高い電気抵抗とすぐれた磁気特性とに
着目して磁気ヘッド、可飽和リアクトル、電力トランス
や高周波トランスなどの鉄心材料として利用する場合を
考えてみると、非晶質金属の薄板を所望の形状に加工し
所望の厚さに積層する必要があるが、非晶質金属材料を
量産性にすぐれた単ロール法で製造する場合は板厚が20
〜30μｍと薄いために打抜き加工が困難であるとともに
打抜き加工では薄板周辺部に加工歪が生じて電気的およ
び磁気的特性が劣化するという問題がある。

そこで特開昭55−145174号では、非晶質金属材料の薄板
の形状加工にエッチング技術を用いたエッチング加工法
が提案されている。

このように非晶質金属薄板の形状加工にエッチング技術
を用いれば加工が容易になり且つ電気、磁気特性の劣化
を招くことはないが、こうして加工した複数の薄板を積
層するには挟持板を用いてサンドイッチ状に挟む方法が
採用されている。しかしながら、板厚がせいぜい30〜40
μｍの非晶質金属薄板を相互にずれないように揃えて積
層する技術は困難で時間がかかり作業効率が悪いもので
あった。

一方、最近の傾向として硅素鋼やパーマロイなどの磁性
材料を急冷、圧延、電解析出などの方法で極めて薄く製
造する技術が確立されているが、この種の結晶化した金
属薄板を積層する場合も同様の問題がある。

本発明は非晶質金属薄板や結晶化金属薄板の加工にエッ
チング技術を用いる点に着目し、特にエッチングに用い
るレジストに着目して積層を容易に行なうことを考えた
ものである。

（発明の目的および構成）本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、金属薄
板の積層を容易にすることを目的とし、この目的を達成
するために、複数の金属薄板の各々にエッチング処理に
より同一パターンの加工部片を周囲の薄板と連結する微
小な結合片部を残して所望の形状に形成し、前記複数の
金属薄板を前記加工部片が重なり合うように積層すると
ともに前記加工部片の表裏いずれか一面または両面に付
与した接着剤により当該加工部片を接着し、その後前記
結合片部を切断して互いに接着された複数枚積層した所
定パターンの加工部片を形成するように構成した。

（実施例）以下本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明による積層法を実施する装置の概略線図
であり、図示した例は発電機の固定子鉄心を非晶質金属
で製造する場合を示す。

図の右側に示した４つのリール1,2,3,4の各々には非晶
質金属の帯板10,20,30,40が巻かれており、帯板は図示
しない引張手段により連続的にゆっくりとリールから巻
きほどかれている。各リール１〜４の出口側の位置に帯
板の両面にレジストを塗着するための塗着装置Ａ〜Ｄ
（破線で囲んで示す）が設けられている。塗着装置Ａ〜
Ｄはすべて同じであるので、帯板10の塗着装置Ａだけに
ついて詳細を示し、他の塗着装置B,C,Dについては破線
だけで示した。

塗着装置Ａは帯板10の表面にレジストを付着するための
塗着ユニット５と裏面にレジストを付着するための塗着
ユニット６とから成る。塗着ユニット５は帯板10の片側
に配設され、レジスト液Ｐを入れた容器5aと、レジスト
液Ｐに一部が浸りながら回転するロール5bと、ロール5b
と接しながら回転するロール5cと、表面にゴム製の所定
の加工パターンを有しロール5cと接しながら回転する塗
布ロール5dと、帯板10の反対側にあって塗布ロール5dに
対して帯板10を挟んで圧接し従動する圧接ロール5eとに
より構成されている。一方、塗着ユニット６は帯板10に
対して塗着ユニット５と反対側に配設され、その構成は
塗着ユニット５と全く同じである。従って、同じ構成部
分に対しては対応する参照番号を付し説明は省略した。

塗着ユニットの塗布ローラ5d,6dの表面に設けられた加
工パターンは非晶質金属薄板を積層して加工したい部品
の形状であり、本実施例のように発電機の固定子鉄心の
場合は第２図に斜線で示すようなパターンとなる。この
パターンにおいて、L₁,L₂,L₃……は加工部片である鉄心
部、Ｅは帯板母材であり、帯板母材Ｅの両側縁には一定
間隔で孔７があけられている。

帯板10には塗着ユニット５および６によりそれぞれ表面
と裏面とに上記加工パターンにより加工部片L₁,L₂,L₃、
……（斜線を施したパターン）とその背景の帯板母材Ｅ
の部分（粗い斜線を施した部分）とにレジスト液Ｐが塗
着されるが、表面と裏面の加工パターンがずれないよう
に塗着ユニット５と６の位置決めをする必要がある。こ
のため、第１図の塗着装置の構成に限定されることな
く、たとえばロール5dとロール6dとの加工パターンが帯
板10の両面を面対称に挟むよう構成してもよく、この構
成においては圧接ロール5e,6eは不要となる。

なお、レジスト液Ｐは非晶質金属薄板に塗布可能であ
り、かつエッチング後粘着性または接着性を有するもの
である。しかし、以下説明上接着材を用いた例で説明す
る。

各帯板の進行方向に見て塗着装置の下流側にはレジスト
液を硬化させるための露光装置F,G,H,Iが設けられてお
り、各露光装置は帯板を挟んで両側に設けられた一組の
露光ランプで構成されている。露光ランプはレジスト液
の分光感度に応じて適したものを使用すればよく、広い
スペクトル範囲で使用可能である。

８はエッチ液９を入れたエッチング槽で、エッチ液とし
ては硝酸、塩酸、リン酸、ふっ酸などの酸系エッチ液や
塩化鉄溶液など種々のものが使用できるが、耐蝕性にす
ぐれる非晶質金属材料に対してはふっ酸−ふっ化アンモ
ニウム混合液、ふっ酸−硝酸混合液、ふっ酸−硝酸−酢
酸混合液、ふっ酸−過酸化水素水混合液など高腐蝕性エ
ッチ液が有効である。使用するエッチ液は処理温度、処
理時間、非晶質金属材料の種類に応じて適宜選択され
る。

12はエッチング処理を終えた帯板10,20,30,40に接着液
を塗着する装置で、接着液Ｓを入れた容器18から成る。

接着液としては、クロロプレンなどのコンタクト型接着
液、アクリル系、ゴム系の各種粘着液または酢酸ビニ
ル、ポリアミドなどの熱融着型接着剤、ホットメルト接
着剤などが利用できる。なお、この接着液塗着装置12は
後述するように接着剤として使用しうるレジスト膜を塗
布し、それによって接着、積層する場合には省略し得る
ものである。

13はその後積層する４枚の帯板10,20,30,40の位置合わ
せをする一組のローラ13a,13bから成るトラクターで、
一方ローラ13aの周面に一定間隔でピンが植設され、帯
板の両側縁に形成された孔７（第２図参照）とピンとの
係合により他方のローラ13bとの間で挟みながら位置合
わせをする。なお、孔７の加工は、帯板10,20,30,40に
レジストの加工パターンを塗着する前に、機械的打抜き
加工により打抜いておいてもよく、また、帯板10,20,3
0,40の表裏の孔７に相当する部分を除く周囲にレジスト
を塗着するパターンを、前記加工パターンを有する塗布
ロール5d,6dに設け、これにより孔７の周囲にレジスト
を塗着し、前述したような工程を経て処理すれば孔７が
得られる。孔７は加工部分の進行確認の孔で、孔７の数
および位置と加工部分とは一定の関係にあり、各帯板1
0,20,30,40の所定の孔７どうしを合わせれば、各加工部
分が重なり合う関係となっており、重ね合わせについて
は、複写連続帳票の位置合わせ技術を利用することがで
きる。また進行確認用の孔７の如く孔をあけることな
く、第３図に示すように、光などで感知できるマークＭ
を付し、これにより加工部分の重ね合わせを行ってもよ
い。

14は一対の圧接ローラ14a,14bから成る積層装置であ
り、トラクター13で位置合せされた４枚の帯板を重ね合
わせて圧接して積層する。

こうして積層された帯板は必要な鉄心部L₁,L₂……が不
要の薄板母材Ｅからパンチ15で切り離され受皿16に収納
される。

上述した説明からわかるように、リール1,2,3,4から連
続的に巻きほぐされた非晶質金属の帯板10,20,30,40の
表裏両面に塗着装置A,B,C,Dでレジスト液Ｐの加工パタ
ーンを塗布し、露光装置F,G,H,Iでレジスト液を硬化さ
せ、次にエッチング槽８でエッチング処理を行う。エッ
チング処理の結果加工部片と帯板母材とが残り、その他
の部分が除去される。次いで帯板には接着液塗着装置12
において接着液が塗着される。

接着液の塗着された４枚の帯板10〜40は両側縁の孔７を
利用してトラクター13により相互に位置合わせされた後
一対の圧接ローラ14a,14b間に通される。各帯板は両面
に塗着された接着液により接着され、積層される。こう
して積層された帯板の鉄心部L₁,L₂……がパンチ15によ
り帯板母材Ｅから切り離され、受皿16に収納される。

このように連続して供給される複数の非晶質金属帯板に
並行してエッチング処理により同一の加工パターンの加
工を施し、エッチング加工した帯板に接着液を塗着し位
置合わせをした後接着して積層するようにすれば、所望
形状の非晶質金属薄板から成る加工部片の積層体が自動
的に製造できる。

ここで本発明において重要なレジスト膜を利用した積層
工程について説明する。

第１図に示した実施例ではレジスト硬化膜の付着した帯
板に接着液を塗着する工程を設けているが、レジスト膜
を利用することによりこの工程が不要にできる。

すなわち、パターン加工のために帯板に塗布するレジス
ト液Ｐの膜厚およびその後の露光によるレジスト膜の硬
化条件をレジスト液の種類や膜厚に応じて調整すること
によりレジストの硬化を完全に進行させまたは完全に進
行させず一部硬化しない状態が残るようにする。エッチ
ング処理後レジスト硬化膜を除去せず、積層装置14の圧
接ローラ14a,14bを通す際加圧し、さらにレジスト膜の
種類によっては加熱（たとえば30〜250℃）することに
よりレジスト膜が接着性を有し帯板が相互に接着する。

また別の方法として、帯板に塗布するレジスト液を一旦
露光硬化させるが、エッチング処理後は除去せず、石炭
酸、四塩化エチレン、ジクロルベンゼン、アルキルベン
ゼン、スルフォン酸などの溶剤または膨潤剤に浸漬して
レジスト膜の表面を膨潤活性化させる。その後積層装置
で熱圧着すれば、前述したように帯板相互が接着し積層
される。

いずれの方法にせよ、エッチング処理後通常は除去され
るレジスト膜を除去せずに加熱して接着性を与え接着剤
として利用している。ただし、レジストの接着性は積層
された加工部片の取扱いにおいて剥離しない程度の接着
性を有していればよいことから、または、磁気特性を一
層向上させるためにすべての帯板の表裏両面のレジスト
を残存させておくことなく、隣り合う帯板の加工部分の
いずれか一面に接着性を付与しておけばよい。たとえば
５枚の帯板を積層する場合は２枚目の帯板と４枚目の帯
板の両面に接着性を付与しておき、その他の面に残存す
る加工パターン用のレジストは積層直前において除去
し、積層すればよい。

上述したような積層法において、各帯板に形成する加工
部片と帯板母材とを結合する結合片17は帯板母材と加工
部片とを単に連結せしめるだけの微小なもので４か所あ
り、しかもその結合片17の位置は第３図に示すように帯
板ごとに円周方向22.5゜ずつずらしてある。こうする
と、４枚の帯板10,20,30,40を積層したとき結合片17の
位置が第４図に示すように22.5゜ずつずれるので、最終
段階で加工部片を帯板母材から切断し易くなる。積層す
る帯板の数が４枚より遥かに多い場合でも結合片17の重
なりが少なくなるのでやはり切断し易いが、結合片17の
重なり状態において切断することもできる。

また、他の方法としては、上述したずらした結合片17の
部分のレジストを除去して４枚の帯板10,20,30,40を積
層し、またはそれらの積層してから結合片17の部分のレ
ジストを除去し、その後積層状態にし再度エッチングを
行い積層された加工部片を得ることもできる。

本発明において、接着のために塗着する接着液または接
着のために利用するレジストは絶縁性を有するので非晶
質金属薄板間に絶縁膜が形成されることになる。これに
より渦電流を一層減少させることができ、渦電流損を減
少させることができる。

上記実施例においては、４枚の非晶質金属の帯板を積層
する例について示したが、本発明の積層法は薄板を何枚
積層する場合であっても同様である。積層枚数を適当に
選ぶことにより、たとえば少なくとも100μｍ以上の積
層加工部片とすることにより、従来広く用いられている
硅素鋼板と同じ扱いができる。すなわち、こうした積層
加工部片をさらに100部、500部など所望部数積層するの
に各積層加工部片が取扱い易い剛度を有しているので従
来の硅素剛板と同様の集積加工ができる。また本発明は
加工部片として発電機の固定鉄心について例示したが、
トランス、磁気ヘッド、などのすぐれた磁気特性を必要
とするものの製造にも適用することができ、また類似す
る加工片の製造にも適用でき、エッチング技術を利用す
るので微細なパターンも可能である。

さらに、本発明は実施例のように、非晶質金属薄板が連
続的に供給される場合に限らず、一定の広さのシート状
非晶質金属に１回ごとエッチング処理で複数の加工部片
を形成するようにしたものでもよい。

以上本発明を非晶質金属薄板の積層について説明した
が、本発明の積層法は非晶質金属以外の硅素鋼やパーマ
ロイなどの急冷法や圧延法あるいは電解析出法などの方
法で製造可能な結晶化金属薄板の積層についても適用す
ることができる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明においては、複数の金属薄
板の各々にエッチング処理により同一パターン
の加工部片を順次連続して形成し、各薄板に形成した加
工部の隣り合う形成部分の表裏いずれか一面または両面
に接着剤を付与し、複数の薄板に形成した加工部片が重
なり合うように全薄板を積層するようにしたので、一連
の処理で加工部片の薄板積層体が自動的に製造される。
隣り合う加工部片の一面に接着剤を付与する方法とし
て、接着剤を塗布する方法と、エッチング処理で塗布し
たレジスト膜を接着剤として用いる方法とがあり、レジ
スト膜を接着剤として用いた場合の方が当該レジスト膜
を除去する工程や接着剤を別途塗布する必要がないので
積層法が簡単になる。またレジスト膜が絶縁膜にもなる
ので、渦電流損の少ない鉄心部材を製造するのにレジス
ト膜を接着剤として用いたほうが有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による金属薄板の積層法を実施する装置
の概略線図、第２図は金属の帯板に塗着するレジスト液
の加工パターン、第３図は４枚の帯板に形成する加工パ
ターンの結合片の位置ずれを示す図、第４図は４枚の帯
板を積層した状態での加工パターンの平面図である。１〜４……リール、10,20,30,40……帯板、5,6……塗着
ユニット、７……孔、８……エッチング槽、９……エッ
チ液、12……接着液塗着装置、13……トラクター、14…
…積層装置、17……結合片。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−52807（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−213107（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−87510（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−73943（ＪＰ，Ａ) 実開昭56−123775（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の金属薄板の各々にエッチング処理に
より同一パターンの加工部片を周囲の薄板と連結する微
小な結合片部を残して所望の形状に形成し、前記複数の金属薄板を前記加工部片が重なり合うように
積層するとともに前記加工部片の表裏いずれか一面また
は両面に付与した接着剤により当該加工部片を接着し、その後前記結合片部を切断して互いに接着された複数枚
積層した所定パターンの加工部片を形成するようにした
ことを特徴とする金属薄板の積層法。
【請求項２】前記複数の金属薄板が連続的に供給される
特許請求の範囲第１項に記載の金属薄板の積層法。
【請求項３】前記金属薄板が非晶質金属薄板である特許
請求の範囲第１項に記載の金属薄板の積層法。