KR100899920B1 - 자기 코어 및 자기 코어용 접착성 수지조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 부서지기 쉬운 리본으로 처리됨이 없이 그 외부 표면이 코팅되어, 이에 의해 어닐링 열처리 후의 자기 코어에 절연성(insulating properties) 및 형상 유지성(shape retention properties)이 부여된 자기 코어를 제공하며, 또한 유기용매의 사용없이도 상기 자기 코어를 효과적으로 제조할 수 있고, 그 자체로 열 및 시간 경과에 대해 안정한 자기 코어용 접착성 수지조성물을 제공하는 것이다. 특정한 성질을 가지는 수지를 함유하는 조성물을 사용하여, 외부 표면에 일정한 두께 이상을 가지는 코팅 필름을 형성시키므로써, 그 외부 표면이 부서지기 쉬운 리본으로 처리됨이 없이 코팅되어, 이에 의해 어닐링 열처리 후의 자기 코어에 절연성 및 형상 유지성이 부여된 자기 코어를 얻을 수 있다. 특정한 성질을 가지는 수지입자를 함유하는 접착성 수지조성물은 어떠한 유기용매도 사용하지 않고, 상기의 우수한 자기 코어를 효과적으로 제조하는 데에 유용하며, 이 조성물은 열 및 시간의 경과에 대하여 안정하다.
자기 코어, 접착성 수지조성물

Description

자기 코어 및 자기 코어용 접착성 수지조성물{MAGNETIC CORE AND MAGNETIC CORE-USE ADHESIVE RESIN COMPOSITION}
본 발명은, 무정형 합금 리본(amorphous alloy ribbon)의 라미네이트(laminate)로 만들어진 코어(core) 물질과 그 코어 물질의 외부 표면 상에 배열된 코팅된 물질을 포함하여 이루어지는 자기 코어(magnetic core), 상기 자기 코어를 제조하는 방법 및 상기 자기 코어의 제조에 사용되는 접착성 수지조성물에 관한 것이다.
무정형 합금(amorphous alloy)은, 철(iron), 붕소(boron), 규소(silicon)와 같은 출발 물질의 용융 상태로부터 급속한 냉각에 의해 제조되는 비결정질계(non-crystalline) 고체이고, 그러한 무정형 합금은, 통상적으로 약 0.01 내지 0.1mm의 두께를 갖는 리본(ribbon)으로서 보통 얻어진다. 무정형 합금은 원자 배열(atomic configuration)의 규칙성이 없는 무작위(random) 구조를 가지며, 높은 자기 투과성(high magnetic permeability), 작은 포화 보자력(small coercivity force) 및 적용가능한 주파수의 영역이 넓기 때문에 고-주파수 영역에서도 사용가능하다는 점 등과 같이, 연성 자기 물질(soft magnetic material)로서의 우수한 성질을 가진다. 무정형 합금의 경우에는, 또한, 자속(magnetic flux)이 통과할 때에 발생하는 에너지 손실(히스테리시스 손실(hysteresis loss))이 작고, 무정형 합금 리본(ribbon)의 두께가 실리콘 강철 벨트(steel belt)의 두께보다 작아서, 코어 손실(히스테리시스 손실과 맴돌이 전류(eddy current) 손실의 합)이 감소될 수 있다. 이러한 이유 때문에, 무정형 합금 리본들을 라미네이트(laminate)하여 제조된 자기 코어(magnetic core)들은, 예를 들면, 수많은 전기 및 전자장치 내의 변압기(transformer)로서 그 우수한 성질들을 가장 잘 이용하면서 사용되고, 자기적 성질들 뿐만 아니라 부품의 축소화 또는 경량화에도 또한 대단히 기여한다. 게다가, 자기 코어의 일종인 무정형 리본 코어(amorphous ribbon core)를 사용한 변압기들은 에너지 절약의 관점에서 최근 많은 주목을 받고 있다.
무정형 합금 리본들을 사용한 자기 코어들은 일반적으로 다음과 같은 방식으로 제조된다.
먼저, 하나의 무정형 합금 리본을 말거나(roll) 또는 하나를 다른 하나 위에 겹쳐놓아(superpose) 주어진 형상의 자기 코어 전구체(precursor)를 형성한다. 그 다음으로, 결과 자기 코어가 특정의 자기적 성질을 나타내도록 하기 위하여, 전구체에 미리 처방된 어닐링(annealing) 열처리를 행한다. 어닐링 열처리의 조건들은 원하는 자기적 성질들에 따라 달라지지만, 일반적으로 이 처리는, 불활성 분위기에서 약 330 내지 440℃의 온도와 0.1 내지 100시간의 어닐링 시간의 조건 하에 수행된다.
어닐링 열처리를 통해, 무정형 합금 리본은 지극히 부서지기 쉬운(brittle) 리본이 된다. 그러므로, 자기 코어의 제조에 있어서, 어닐링 열처리를 거친 자기 코어의 형상을 유지하고 그의 파손을 막는 것은 중요한 문제이다. 어닐링 열처리를 거친 자기 코어의 형상을 유지하고자 하는 경우에 있어서, 만약 과다 응력(excess stress)이 자기 코어의 형성을 위해 무정형 합금 리본에 가해진다면, 코어 손실의 일 구성요소인 히스테리시스 손실이 증가하여 자기 코어의 성질에 영향을 끼치게 되고, 그 영향은 특히 저-주파수 영역에 있어서 커진다는 것이 알려져 있다. 따라서, 자기 코어의 형상을 유지하기 위해서는, 자기 코어의 형상을 유지하기 위한 방법에 의해 야기되는 자기 코어의 성질 변화를 충분히 고려하여 조치를 취할 필요가 있다.
상기와 같이 제조된 자기 코어가, 자기 코어 주변에 도체 전선(conductor wire)을 감는 것(coiling)에 의해 변압기의 부품으로서 사용되는 경우에, 자기 코어와 도체 전선 사이의 절연을 보장하기 위해, 또는 어닐링 열처리에 의해 부서지기 쉽게 된 무정형 합금 리본의 파손을 막고 자기 코어에 우수한 형상 유지성을 부여하기 위해, 지금까지는 일반적으로, 어닐링 열처리를 거친 자기 코어를 수지 등으로 만들어진 케이스(case) 안에 넣거나, 또는 어닐링 열처리를 거친 자기 코어의 외부 표면을 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지로 정전기적 파우더 코팅(electrostatic powder coating)에 의해 코팅하는 방법이 사용되어 왔다. 그러나, 케이스를 사용하는 방법에 있어서는, 작업성의 관점에서 케이스는 자기 코어보다 크게 만들어져야 할 필요가 있고, 케이스를 가진 자기 코어는 원래의 자기 코어에 비해 부피가 커지게(bulky) 된다. 그러한 자기 코어는 축소화될 필요가 있는 전자 부품으로서는 적당하지 않다. 게다가, 케이스를 제조하기 위한 몰드(mold)가 필 요하고, 비용의 관점에서 볼 때, 이 방법은 단지 대량으로 소비되는 일정 형상의 자기 코어에만 적용가능하다. 서로 다른 형상들의 수많은 종류의 자기 코어들을 소량으로 만들기 위한 몰드들의 제조를 고려한다면, 이 방법은 실용성이 없다.
반면에, 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지를 사용하는 코팅법에 있어서는, 축소화 문제 및 소량 다품종 문제와 같이 케이스를 사용하는 상기 방법의 문제들이 해결될 수 있다. 그러나 이 코팅법에서는, 어닐링 열처리 및 냉각을 거친 자기 코어가 열경화성 수지로 코팅되어 코어 손실 성질(core loss properties)이 나빠진다. 게다가, 두번의 열처리, 다시 말하면, 어닐링용 열처리와 수지 경화용 열처리가 수행되어야만 하고, 이로 인해 제조공정이 복잡해진다.
몇몇 대형(large-sized) 자기 코어들, 예를 들면, 변압기용으로 사용되는 무정형 리본 코어(amorphous ribbon core)들은 무게가 100kg 이상 나가며, 무거운 물질들에 있어서는, 섬세한 취급과 관련된 어려움 또는 그 자체의 무게로 인한 부분적인 미세 파손의 위험이 항상 존재한다. 또한, 도포된 열경화성 수지를 경화(cure)시키기 위해서는, 어닐링 열처리 후에 다시 열처리를 수행해야 할 필요가 있다. 이 작업은 다루기 힘들고, 전용 오븐(exclusive oven)의 설치(installment)가 필요하다. 또한, 다른 문제들도 있다. 예를 들면, 수지의 점도(viscosity)를 증가시키기가 어려우며, 코어 물질 자체의 무거운 중량때문에, 수지가 최적 상태로 도포될 수 있도록 코팅 표면의 위치를 변화시키면서 수지를 도포하기가 어렵고, 따라서 코팅 작업이 제한된다.
공지된 또 다른 방법이 있는데, 여기에서는 무정형 합금 리본이 라미네이트(laminate)되고, 그 다음에 이 라미네이트는, 폴리이미드(polyimide) 수지와 같이 어닐링 온도를 견딜 수 있는 유기물질을 주성분으로 함유하는 니스(varnish)로 코팅되며, 이 니스칠된 라미네이트는 가열되어 수지의 경화(curing) 및 어닐링 열처리가 동시에 수행된다(일본국 특허공개공보 No. 126615/1987). 이 방법에 따르면, 어닐링 처리 후 자기 코어의 표면은 열로 경화된 수지로 보호되고 자기 코어의 형상이 유지되어, 부서지기 쉬운 어닐링된 무정형 합금 리본으로 이루어진 자기 코어가 이전보다 더 취급이 용이해지고, 자기 코어의 작업상 문제점도 해결될 수 있게 된다. 게다가, 니스(varnish)의 경화가 어닐링과 동시에 수행될 수 있으며, 니스의 경화로 인한 자기 코어의 기계적 변형(mechanical strain)도 상대적으로 감소될 수 있다. 따라서, 어닐링과 냉각을 거친 자기 코어가 에폭시 수지와 같은 고수축성(high shrink properties)의 열경화성 수지로 코팅되는 상기 언급된 방법에 비해, 코어 손실(core loss)의 가변성(variability)이 더 작게 될 수 있다.
그러나, 이 방법에서는, 내열성 수지(heat-resistant resin)의 유기용매 용액이 사용되므로 자기 코어의 외부 표면 상에 충분한 두께의 수지층을 형성하기가 어렵다. 게다가, 내열성 수지의 유기용매 용액(액상 니스)이 사용되기 때문에 니스가 무정형 합금 리본의 층들 사이로 스며들게 되고, 수지의 경화 수축으로 인한 변형 때문에 불필요한 응력(stress)이 무정형 합금 리본에 가해지고, 이로 인해 코어 손실이 발생한다. 이에 대처하기 위해서, 철판(iron plate) 등으로 라미네이트를 조이는 방법이 또한 개시되어 있다. 그러나 이 방법은 별도의 기구(instrument)와 조작(operation)을 필요로 한다. 또한, 그 효과도 만족스럽지 않고, 코어 손실은 실용적인 수준까지 감소되지 못한다. 또한, 내열성 수지의 유기용매 용액(니스)의 낮은 점도때문에, 무정형 합금 리본들의 라미네이트(코어)의 표면을 효과적으로 코팅하기가 어렵다. 따라서, 라미네이트와 라미네이트 주변에 감긴 도체 전선 사이의 절연 성능(insulating performance)은 불안정해지기 쉽다. N,N-디메틸아세타미드(N,N-dimethylacetamide), N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone), 디메틸이미다졸리디논(dimethylimidazolidinone) 또는 디메틸 술폭사이드(dimethyl sulfoxide)와 같은 유기용매에 내열성 수지를 용해시키므로써 니스가 준비된다. 비록 유기용매가 내열성 수지에 대해 우수한 용해력을 보이기는 하지만, 인체에 악영향을 끼친다는 우려가 있다. 따라서, 니스를 사용하는 자기 코어의 제조에 있어서는, 니스의 취급 또는 니스의 대기중으로의 확산에 대해 충분한 주의가 기울여져야만 한다. 예를 들면, 복잡한 장비(equipment)가 필요하고, 그 장비에 대해 상당히 막대한 투자가 필요하다. 니스의 물성이 시간에 따라 나빠지기 쉬우므로, 냉동장비와 같은 니스 저장용 특수 장비가 필요하며, 니스를 양호한 상태로 유지하기란 매우 어렵다.
상기 언급된 바와 같은 니스를 사용한 내열성 수지의 경화로 인한 수축 변형(shrinkage strain)을 풀어주기 위해서, 낮은 탄성 모듈러스(elastic modulus)를 가지는 실록산-변형 폴리이미드 수지(siloxane-modified polyimide resin)의 니스를 사용하여 응력(stress)을 감소시키는 방법이 개시되어 있다(일본국 특허공개공보 No. 251439/1990).
비록 탄성 모듈러스의 저하로 인해 코어 손실이 개선될 수 있다고 하더라도, 만족스러운 효과는 얻어지지 못한다. 게다가, 만약 실록산-변형 폴리이미드 수지가 자기 코어를 어닐링하기 위한 조건인 330 내지 440℃의 온도에 0.1 내지 100시간 동안 노출된다면, 수지의 일부는 낮은 내열성으로 인해 분해되며, 이는, 특히 무정형 리본 코어(amorphous ribbon core)와 같은 대형(large-sized) 자기 코어에 있어서, 형상 유지(shape retention)의 문제를 야기한다.
지금까지는, 만약 수지가 자기 코어의 제조에서의 어닐링 조건들을 견딜 정도의 내열성을 가진다면, 그리고 만약 어닐링과 수지의 경화가 동시에 수행된다면, 어닐링된 자기 코어(annealed magnetic core)의 형상은 수지에 의해 유지될 수 있고, 어닐링된 자기 코어는 그 표면 상에 존재하는 수지에 의해 보호될 수 있다고 생각되어져 왔다. 또한, 그렇게 처리된 자기 코어의 취급은 보다 용이해지며, 코어 손실을 감소시킬 가능성이 있다고 생각되어져 왔다.
그러나, 상기 언급된 니스의 사용에 있어서는, 무정형 합금 리본의 층들 사이로 스며드는 니스의 양이 예상보다 많고, 수지의 경화 수축에 의해 무정형 합금 리본에 가해지는 응력이 상당히 크다. 그러므로, 만족스러운 성질을 가지는 자기 코어를 얻기가 어렵다. 게다가, 니스가 많은 양의 유기용매를 함유하고 있기 때문에, 어닐링에 의해 부서지기 쉽게 된 무정형 합금 리본들의 라미네이트를 효과적으로 보호하기에 충분한 두께의 수지 필름을 형성하기가 매우 어렵고, 경우에 따라서는, 심지어 자기 코어와 자기 코어 주변에 감겨진 도체 전선 사이의 절연을 보장할 만한 필름 두께가 얻어지지 못할 수도 있다.
전통적인 니스는 많은 양의 유기용매를 함유하고 있다. 따라서, 작업장의 공기와 자연 환경에 미치는 니스의 영향을 고려한다면, 상당한 장비가 필요해진다. 전통적인 니스 자체는 열 및 시간 경과에 따른 안정성의 문제를 지니며, 낮은 점도로 인한 늘어짐(sagging)의 문제를 또한 지닌다. 니스가 사용되면, 수지가 스며들어 무정형 합금 리본들의 라미네이트 층들 사이에서 경화되어서, 무정형 합금 리본들의 라미네이트에 불필요한 응력이 가해져 코어 손실이 발생하고, 그러한 코어 손실을 가지는 자기 코어는 실제 사용에 있어서 문제가 된다.
본 발명의 목적은, 자기 코어(magnetic core)에 있어서, 무정형 합금 리본(amorphous alloy ribbon)이 어닐링(annealing)에 의해 부서지기 쉬운 리본으로 처리됨이 없이 그 외부 표면이 코팅되어, 이에 의해 어닐링 열처리 후의 자기 코어에 절연성(insulating properties) 및 형상 유지성(shape retention properties)이 부여된 자기 코어를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 무정형 합금 리본으로 만들어진 코어 물질에 우수한 자기적 성질(magnetic properties)이 부여된, 낮은 코어 손실(core loss)과 높은 절연성을 가지는 자기 코어를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 언급된 자기 코어의 제조에 사용되는, 자기 코어용 접착성 수지조성물(adhesive resin composition)을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 언급된 자기 코어의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 얻어진 자기 코어를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 유기용매의 사용없이도 자기 코어를 효과적으로 제조할 수 있고, 그 자체로 열 및 시간 경과에 대해 안정한 자기 코어용 접착성 수지조성물을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 자기 코어는, 무정형 합금 리본의 라미네이트(laminate)로 만들어진 코어 물질(core material)과, 그 코어 물질의 외부 표면의 적어도 일부를 코팅하고 있는 수지함유 코팅 물질(resin-containing coated material)을 포함하여 이루어지는 자기 코어이고, 여기에서, 코어 물질의 외부 표면 상에 형성된 수지함유 코팅 물질은 두께가 10㎛ 이상이며, 수지함유 코팅 물질을 구성하는 수지는, 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후 30℃에서 측정한 인장 강도(tensile strength)가 30MPa 이상이고, 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후의 열분해(thermal decomposition)로 인한 중량손실(loss in weight)이 2중량% 이하이다.
본 발명에 있어서, 수지함유 코팅 물질을 구성하는 수지는, 바람직하게는, 폴리이미드(polyimide) 수지, 폴리에테르이미드(polyether imide) 수지, 폴리아미드-이미드(polyamide-imide) 수지, 폴리아미드(polyamide) 수지, 폴리술폰(polysulfone)수지 및 폴리에테르케톤(polyether ketone)수지로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 열가소성(thermoplastic) 수지이다.
본 발명에 있어서, 수지함유 코팅 물질을 구성하는 수지는, 바람직하게는, 그 주쇄골격(main chain skelecton) 내에 다음의 일반식 (1) 내지 (10)으로 표시되는 반복단위(recurring unit)를 가지는 수지로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 열가소성 수지이다:
Figure 112003038000345-pct00001
여기에서, a 및 b는 a+b=1, 0≤a≤1 그리고 0≤b≤1의 조건을 만족시키는 수이고, X 및 Y는 각각 독립적으로, 직접결합(direct bond), 에테르결합(ether bond), 이소프로필리덴결합(isopropylidene bond), 설파이드결합(sulfide bond), 술폰 결합(sulfone bond) 및 카르보닐결합(carbonyl bond)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나의 결합을 형성할 수 있는 결합기(bond group)이며, 동일하여도, 상이하여도 좋다;
Figure 112003038000345-pct00002
여기에서 Z는, 직접결합, 에테르결합, 이소프로필리덴결합, 설파이드결합, 술폰 결합 및 카르보닐결합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 결합기이다;
Figure 112003038000345-pct00003
여기에서, c 및 d는 c+d=1, 0≤c≤1 그리고 0≤d≤1의 조건을 만족시키는 수 이다;
Figure 112003038000345-pct00004
본 발명에 따른 자기 코어는, 무정형 합금 리본의 라미네이트로 만들어진 코어 물질과, 그 코어 물질의 외부 표면의 적어도 일부를 코팅하고 있는 수지함유 코팅 물질을 포함하여 이루어지는 자기 코어이고, 여기에서, 무정형 합금 리본의 전체 표면적의 10% 이하의 면적이 수지함유 코팅 물질로 코팅되어 있고, 수지함유 코팅 물질을 구성하는 수지는, 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후 30℃에서 측정한 인장 강도가 30MPa 이상이고, 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후의 열분해로 인한 중량손실이 2중량% 이하이다.
본 발명에 있어서, 수지함유 코팅 물질을 구성하는 수지는, 바람직하게는, 폴리이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리아미드-이미드 수지, 폴리아미드수지, 폴리술폰수지 및 폴리에테르케톤수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 열가소성 수지이다.
본 발명에 있어서, 수지함유 코팅 물질을 구성하는 수지는, 바람직하게는, 그 주쇄골격 내에 상기의 일반식 (1) 내지 (10)으로 표시되는 반복단위를 가지는 수지로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 열가소성 수지이다.
본 발명에 따른 자기 코어는, 바람직하게는, 무정형 합금 리본의 라미네이트로 만들어진 코어 물질과, 그 코어 물질의 외부 표면의 적어도 일부를 코팅하고 있는 수지함유 코팅 물질을 포함하여 이루어지는 자기 코어이고, 여기에서, 코어 물질의 외부 표면 상에 형성된 수지함유 코팅 물질은 두께가 10㎛ 이상이고, 무정형 합금 리본의 전체 표면적의 10% 이하의 면적이 수지함유 코팅 물질로 코팅되어 있고, 수지함유 코팅 물질을 구성하는 수지는, 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후 30℃에서 측정한 인장 강도가 30MPa 이상이고, 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후의 열분해로 인한 중량손실이 2중량% 이하이다.
본 발명에 따른 자기 코어용 접착성 수지조성물은 수지입자들을 함유하는 접착성 수지조성물이며, 여기에서, 상기 수지는 다음의 두가지 특성을 모두 가진다:
(1) 상기 수지는, 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후 30℃에서 측정한 인장 강도가 30MPa 이상이고, 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후의 열분해로 인한 중량손실이 2중량% 이하이다; 그리고
(2) 상기 수지는 열가소성 수지이고, 365℃에서의 용융 점도(melt viscosity)가 20 내지 50000Pa·s이다.
자기 코어용 접착성 수지조성물은, 바람직하게는, 조성물에 함유된 수지를 실질적으로 용해시키지 않는 액체를 함유한다.
자기 코어용 접착성 수지조성물에 함유된 상기 액체는, 바람직하게는, 물, 메탄올 및 에탄올로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 액체이다.
여기에서 사용되는 수지는, 바람직하게는, 폴리이미드 수지, 폴리에테르 이미드 수지, 폴리아미드-이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리술폰 수지 및 폴리에테르 케톤 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 열가소성 수지이다.
이 열가소성 수지는, 바람직하게는, 그 주쇄골격 내에 상기의 식 (1) 내지 (10)으로 나타내어지는 반복단위들을 가지는 수지로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 열가소성 수지이다.
본 발명에 따른 자기 코어는 상기 접착성 수지조성물을 사용하여 제조되는 자기 코어이다.
본 발명의 자기 코어는, 어닐링 열처리를 거치지 않은 무정형 합금 리본의 라미네이트로 만들어진 코어 물질에 상기 접착성 수지조성물을 제공하고, 그 다음에 어닐링 열처리를 수행하는 것을 포함하여 이루어지는 공정에 의해 제조되며, 여기에서 접착성 수지조성물을 이용한 코어 물질의 접착 코팅(adhesion coating)과 어닐링 열처리는 같은 단계에서 수행된다.
본 발명을 실시하기 위한 최적의 예
본 발명에 따른 자기 코어, 상기 자기 코어를 제조하는 방법 및 상기 자기 코어의 제조에 사용되는 접착성 수지조성물은 이하 최적의 실시예를 통하여 상세히 설명한다.
본 발명의 자기 코어는 무정형 합금 리본을 라미네이트하여 제조된 코어 물질 및 특이 수지를 포함하는 조성물로 구성되어 있고, 코어 물질의 외부 표면의 전 체 또는 일부에 형성된 코팅 물질을 포함한다.
본 발명의 자기 코어를 구성하는 코어 물질은 도 5에 나타낸 바와 같이, 무정형 합금 리본을 라미네이트하여 얻어진다. 상기 무정형 합금은 경자성 물질이고, 그 예로서, 철에 기초한 무정형 금속 물질, 코발트에 기초한 무정형 금속 물질, 철에 기초한 나노-결정체(nano-crystalline) 금속 물질 및 코발트에 기초한 나노-결정체 금속 물질과 같은 나노-결정체금속 물질을 포함한다.
철에 기초한 무정형 금속 물질의 예로서 철-규소-붕소 시스템 무정형 금속 물질, 철-붕소 시스템 무정형 금속 물질, 및 철-인(P)-탄소(C) 시스템 무정형 금속 물질과 같은 철-반금속(semimetal) 시스템 무정형 금속 물질; 및 철-지르코늄(Zr) 시스템 무정형 금속 물질, 철-하프늄(Hf) 시스템 무정형 금속 물질, 철-티타늄(Ti) 시스템 무정형 금속 물질과 같은 철-전이금속 시스템 무정형 금속 물질을 들 수 있다. 코발트에 기초한 무정형 금속 물질의 예로서 코발트-규소-붕소 시스템 무정형 금속 물질 및 코발트-붕소 시스템 무정형 금속 물질을 들 수 있다.
열처리에 의해 나노-사이즈로 무정형 금속 물질을 결정화시켜 얻은 나노-결정체 금속 물질의 예로서 철-규소-붕소-구리(Cu)-니오븀(Nb) 시스템 무정형 금속 물질, 철-붕소-구리-니오븀 시스템 무정형 금속 물질, 철-지르코늄-붕소-(구리) 시스템 무정형 금속 물질, 철-지르코늄-니오븀-붕소-(구리) 시스템 무정형 금속 물질, 철-지르코늄-인-(구리) 시스템 무정형 금속 물질, 철-지르코늄-니오븀-인-(구리) 시스템 무정형 금속 물질, 철-탄타륨(Ta)-탄소 시스템 무정형 금속 물질, 철-알루미늄(Al)-규소-니오븀-붕소 시스템 무정형 금속 물질, 철-알루미늄-규소-니켈(Ni)-니오븀-붕소 시스템 무정형 금속 물질, 철-알루미늄-니오븀-붕소 시스템 무정형 금속 물질 및 코발트(Co)-탄타륨-탄소 시스템 무정형 금속 물질을 들 수 있다.
특이적인 자성을 나타내는 상기 물질을 얻기 위하여, 이들은 모두 일반적으로 사용에 앞서 상기한 조건하에서 어닐링 열처리를 한다.
비록 어닐링 열처리 조건은 사용되는 물질의 유형 및 나타내는 자기성에 따라 다양하지만, 무정형 금속 물질은 바람직하게는 약 300 내지 500℃의 온도에서 열처리하고, 나노-결정체는 바람직하게는 약 400 내지 700℃의 온도에서 열처리한다.
본 발명의 자기 코어에서, 무정형 합금 리본의 두께는 바람직하게는 10 내지 100㎛의 범위내이고, 좀 더 바람직하게는 10 내지 40㎛의 범위내이다. 비록 본 발명에서 사용되는 무정형 합금 리본의 너비는 제조되는 자기 코어의 크기에 따라 적절히 결정될 수 있지만, 보통은 1 내지 2000mm의 범위내에 있고, 바람직하게는 1 내지 500mm의 범위내에 있다. 본 발명에 따르면, 극히 작은 것에서 변압기와 같은 극히 큰 것에 이르는 다양한 크기의 자기 코어가 제조될 수 있다.
무정형 합금 리본을 라미네이트하는 방법에는 특별한 제한은 없으며, 제조되는 자기 코어의 형태에 적합한 방법을 채택할 수 있다. 일반적으로, 테이프(tape) 형태의 무정형 합금 리본을 마는(rolling) 방법과 정해진 크기의 무정형 합금 리본을 다른 리본 위에 겹쳐놓는 방법을 사용할 수 있다.
본 발명의 자기 코어에서, 무정형 합금 리본의 라미네이션(층) 갯수는 제조 되는 자기 코어에 따라 적절히 결정될 수 있지만, 일반적으로, 5 내지 50000 층, 바람직하게는 10 내지 10000 층이 라미네이트될 수 있다. 무정형 합금 리본을 라미네이트하므로써 형성되는 코어 물질의 두께는 보통 0.1mm 이상이며, 바람직하게는 0.2 내지 500mm 이다. 따라서, 본 발명의 자기 코어는 이것이 다양한 형태와 크기를 가짐에도 불구하고 특별한 콘테이너 또는 이와 유사한 것을 사용하지 않고도 제조될 수 있다.
도 1은 무정형 합금 리본을 이용한 코어 물질의 모양에 관한 예들을 나타낸다. 도 1에서, (a)는 도넛형(toroidal) 코어를 나타내며, (b)는 도넛형 코어의 일부분이 잘려진 갭(gap) 코어를 나타내며, (c)는 무정형 합금 리본의 스트립(strip)이 라미네이트된 바(bar) 코어를 나타내며, (d)는 라미네이트된 무정형 합금 리본이 구멍 뚫린(punching) EI 코어를 나타낸다. 본 발명에서, 코어 물질은 이러한 모양들 중의 어떤 것이어도 좋다.
예를 들면, 도 1에서 (a)로 나타낸 도넛형 코어는 무정형 합금 리본을 마는 것에 의해 형성될 수 있다. (b)로 나타낸 갭 코어는 말려진 도넛형 코어의 일부분을 자르는 것에 의해 형성될 수 있다. 바 코어와 EI 코어는 무정형 합금 리본을 라미네이트하고 그에 따른 라미네이트를 일정한 모양으로 구멍 뚫는 것에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 자기 코어는 예를 들면, 무정형 합금 리본을 라미네이트하고 본 라미네이트를 상기한 원하는 모양으로 형성하므로써 얻어진 코어 물질을 가지며, 코어 물질의 외부 표면은 정해진 접착성을 갖는 열-저항 수지를 포함하는 코팅 물 질로 코팅된다.
상기한 코팅 물질을 구성하는 수지는 120℃ 이상, 바람직하게는 135℃ 이상, 좀 더 바람직하게는 150℃ 이상의 유리전이온도(transition temperature)(Tg)를 가지는 열가소성(thermoplastic) 수지이며, 350℃에서 10000 Pa·s 이하, 바람직하게는 8000 Pa·s 이하, 좀 더 바람직하게는 5000 Pa·s 이하의 점성을 가지며, 350℃ 이상, 바람직하게는 450℃ 이상, 좀 더 바람직하게는 500℃ 이상의 열분해 온도(thermal decomposition temperature) (이 온도에서는 실온에서 측정된 중량이 5% 까지 감소됨)를 가지는 열-저항 수지이다. 상기 수지가 열가소성이라 할지라도, 이것은 극히 높은 열저항성을 갖는다. 열분해에 의한 5% 중량손실은 질소 분위기에서 열균형(thermobalance) 또는 이와 유사한 방법에 의해 측정된 값이다. 수지의 점성은 예를 들면, 시마즈 플로우 테스터(Shimadzu flow tester) CFT-500D/100에 의해 측정될 수 있다.
상기한 수지는 파우더로 분말화하고, 이 파우더는 코어 물질의 외부 표면에 접착시켜 경화시키므로써 코팅 물질이 형성된다.
본 발명의 자기 코어에서, 코어 물질의 외부 표면 전체 또는 일부는 상기 수지를 포함하는 조성물로 코팅된다. 상기 코팅은 외부 표면 전체 또는 일부에서 수행되며, 코팅된 면적의 비율은 제한되지 않으며, 자기 코어와 자기 코어 주위에 감긴 도체 전선 사이가 절연될 수 있고, 자기 코어의 형상 유지성이 보장될 수 있다. 일반적으로, 자기 코어의 코너들은 절연성을 부여받기 위한 가장 중요한 장소이며, 따라서, 상기 코너들은 바람직하게는 상기 조성물로 코팅된다.
본 발명의 자기 코어에서, 코어 물질은 상기한 바와 같이, 특이한 성질을 지니는 수지를 포함하는 조성물로 코팅된다. 상기 조성물에 있어서, 특이한 성질을 지니는 수지는 본 발명의 효과를 얻기 위해 중요한 역할을 하며, 본 조성물에 포함될 수 있는 수지 이외의 성분들은 본 발명의 효과에 영향을 미치지 않는다면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 무기 충전제 및 다른 수지들이 포함될 수 있다. 코팅 물질은 단지 상기 수지로만 구성될 수 있다. 비록 조성물내에서 수지가 차지하는 비율은 특별히 한정되지 않지만, 20 중량% 이상이 바람직하고, 50 중량% 이상이 좀 더 바람직하다.
본 발명의 자기 코어내 코팅 물질을 구성하는 수지는 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후에 30℃에서 측정한 경우, 30 MPa 이상, 바람직하게는 35 내지 300 MPa, 특히 바람직하게는 40 내지 250 MPa의 인장 강도를 가지며, 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후 열분해가 발생하기 때문에 2중량% 이하, 바람직하게는 1중량% 이하의 중량 손실이 발생한다. 만약 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후에 30℃에서 측정한 인장 강도가 30 MPa 보다 작으면, 그 코팅 성질이 불충분하여 때때로 절연성의 문제를 야기시킨다. 그러나, 자기 코어의 형상 유지 문제가 생길 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 자기 코어의 코어 물질이 무정형 합금 리본을 마는 것에 의해 형성될 때, 도 1에 나타냈듯이 코어 물질의 외부 표면(말려진 무정형 합금 리본의 최외각 외면과 측면의 표면)에서 코팅 물질을 정돈하여 말려진 코어 물질과 코팅 물질을 결합시켜 말려진 코어 물질이 풀리지 않도록 할 필요가 있다. 그러나, 만약 인장 강도가 상기한 값보다 작으면, 코어 물질은 몇몇 경우에 충분히 결합되지 않을 수 있다.
만약 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후 열분해 때문에 발생한 중량 손실이 2중량%를 초과하면, 절연성 및 형상 유지성이 상기와 유사하게 낮아진다. 또한, 분해에 의해 생긴 탄소-포함 물질 또는 휘발성 성분은 어닐링 열처리에 사용되는 오븐을 오염시키기 쉽다. 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후에 30℃에서 측정한 인장 강도의 최대 한계는 특별히 한정되지 않지만, 만약 인장 강도가 너무 크면, 코팅 필름이 부서질 가능성이 있다. 따라서, 인장 강도는 300 MPa 이하인 것이 바람직하며, 250 MPa 이하인 것이 좀 더 바람직하다.
본 발명에서, 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후에 30℃에서 측정한 인장 강도는 JIS K 7127에 의한 방법에 따라 측정될 수 있다.
이 방법에서는, 첫째, 주어진 두께의 필름은 열압착(hot pressing) 또는 주조(casting)와 같은 보통의 방법으로 형성된다. 좀 더 특이적으로, 열압착에 의한 필름을 형성하기 위하여, 수지의 입자 또는 펠렛(pellet)은 우선 약 1 내지 10시간 동안 100 내지 200℃에서 질소와 같은 불활성 가스 흐름으로 건조시킨 다음, 이들을 수지의 유리전이온도보다 높은 온도 즉, 약 10 내지 150℃, 바람직하게는 30 내지 100℃에서 열압착시켜 필름을 형성하고, 이로부터 견본을 자른다.
열압착을 위한 온도와 시간은 열이 수지 성질에 실질적으로 영향을 미치지 않도록 결정될 필요가 있다. 주조에 의해 필름을 형성하기 위하여, 수지는 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 30 중량%의 농도에서 균일하게 수지를 용해시킬 수 있는 유기용매에 녹이고, 그에 따른 용액은 바(bar) 코팅기, 스핀(spin) 코팅기, 또는 이와 유사한 것을 사용하여, 평평한 유리 물질위에서 약 10 내지 2000㎛의 두께로 주조된다. 견본의 두께는 상기 유리 물질위의 필름 주조의 두께, 수지의 유형, 용매의 유형, 용액내 수지의 양 등에 따라 다양하며, 뿐만 아니라, 용매의 끓는점에도 영향을 받는다.
따라서, 조건들을 선택하여 균일한 원하는 두께의 견본을 얻을 수 있다. 다음으로, 상기 유리 물질위의 필름 주조는 유기용매를 만족스럽게 제거할 수 있는 조건하에서, 건조 오븐내에서 그 물질과 함께 건조시킨다. 거품을 방지하기 위하여, 상기 필름은 유기용매의 끓는점까지 약 1 내지 30℃/min의 속도로 가열하고, 수시간 동안 끓는 온도에서 유지시킨 후, 유기용매를 만족스럽게 제거할 수 있는 조건하에서 건조시키는 것이 바람직하다. 건조 온도와 시간은 열이 수지 성질에 실질적으로 영향을 미치지 않도록 결정될 필요가 있다. 상기 방법에 의해 제조된 필름은 본 발명에서 측정을 위해 사용될 수 있으나, 열압착에 의하여 얻어진 필름이 바람직하다. 만약 유기용매가 측정에 사용될 필름위에 남아있다면, 그 결과에 악영향을 끼칠 우려가 있다. 따라서, 유기용매는 실질적으로 남아있지 않는 것이 바람직하며, 즉, 잔존물이 수지를 기준으로 0.01중량% 미만이어야 한다.
본 발명에서 인장 강도의 측정은 JIS K 7127에 따라 수행된다. 필름의 두께는 이 기준에 한정되지 않으며, 단지 1mm 이하이면 족하다. 본 발명에서, 측정을 위한 필름의 두께는 100 내지 300㎛의 범위내인 것이 바람직하며 제한은 없다. 상기 제조된 필름은 실온 내지 365℃에서 10℃/min의 속도로 가열하고, 2시간 동안 365℃에서 방치한다. 그 다음, 필름을 천천히 실온까지 식혀서 펀칭(funching)이나 이와 유사한 방법을 수행하여 표준의 견본모양을 만든다. 그 후, 상기 견본의 인장 강도를 측정한다. 본 발명에서는 3번 모양의 견본이 채택된다.
본 발명에서, 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후 열분해 때문에 발생한 중량 손실의 측정은 통상의 열중량 측정법(thermogravimetry)(TG 방법)에 의해 행해진다. 수지 샘플은 측정에 앞서 질소 흐름하에 2시간 동안 200℃에서 건조시킨다. 상기 수지 샘플은 열중량 측정기에 놓고 질소 분위기에서 10℃/min의 속도로 가열한다. 온도가 365℃에 달하면, 이 온도를 2시간 동안 유지시킨다. 열분해에 의한 중량 손실은, 온도가 365℃에 달하였을 때 주어진 샘플 중량에 대한 365℃에서 2시간 동안 감소된 샘플 중량의 비율이다.
본 발명에서 사용할 수 있는 수지의 예는 폴리이미드 수지, 폴리에테르 이미드 수지, 폴리아미드-이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리술폰 수지, 폴리에테르 케톤 수지를 포함한다. 이들 수지로부터 1개의 수지를 선택하여 사용하거나, 2개 이상의 수지를 조합하여 사용할 수 있다.
좀 더 특이적으로, 이들의 주쇄골격에 다음의 일반식 (1) 내지 (10)으로 표시되는 반복단위를 가지는 가소성 수지를 본 발명을 위한 수지로 사용하는 것이 바람직하다. 이들 수지로부터 1개의 수지를 선택하여 사용하거나, 2개 이상의 수지를 조합하여 사용할 수 있다.
Figure 112003038000345-pct00005
상기 식 (1)에서, a와 b는 a+b=1, 0≤a≤1 및 0≤b≤1의 조건을 만족시키는 수이며, X와 Y는 각각 독립적으로 직접결합(direct bond), 에테르결합(ether bond), 이소프로필리덴결합(isopropylidene bond), 설파이드결합(sulfide bond), 술폰 결합(sulfone bond) 및 카르보닐결합(carbonyl bond)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 결합기(bond group)이며, 동일하여도, 상이하여도 좋다.
Figure 112003038000345-pct00006
상기 식 (2)에서, Z는 직접결합, 에테르결합, 이소프로필리덴결합, 설파이드결합, 술폰 결합, 카르보닐결합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 결합기이다.
Figure 112003038000345-pct00007
상기 식 (6)에서, c와 d는 c+d=1, 0≤c≤1 및 0≤d≤1의 조건을 만족시키는 수이다.
Figure 112003038000345-pct00008

본 발명의 자기 코어에 사용되는 수지를 제조하는 방법은 특별히 한정되지는 않고, 공지의 방법 중 어느 것을 사용할 수 있다. 비록 수지에 포함되는 유형과 양은 한정되지 않으나, 가끔 불순물이 그 목적에 기초하는 자기 코어의 성질에 영향을 미친다. 따라서, 불순물의 총량은 1중량% 이하인 것이 바람직하고, 특히, 나트륨과 염소와 같은 이온 불순물의 총량은 0.5중량% 이하인 것이 바람직하다.
주쇄골격에 일반식 (1)과 (2)로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리이미드 수지는 피로메리틱 다이언하이드라이드(pyromellitic dianhydride), 3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실릭 다이언하이드라이드(biphenyltetracarboxylic dianhydride), 비스(3,4-다이카르복시페닐)에테르 다이언하이드라이드(bis(3,4-dicarboxyphenyl)ether dianhydride) 및 비스(3,4-다이카르복실페닐)술폰 다이언하이드라이드(bis(3,4-dicarboxylphenyl)sulfone dianhydride)로부터 선택되는 1개 또는 그 이상의 방향성 테트라카르복실릭 다이언하이드라이드(aromatic tetracarboxylic dianhydride) 및 4,4'-비스(3-아미노페녹시)비페닐(4,4'-bis(3-aminophenoxy)biphenyl), 비스(4-(3-아미노페녹시)페닐)설파이드(bis(4-(3-aminophenoxy)phenyl)sulfide, 비스(4-(3-아미노페녹시)페닐)술폰(bis(4-(3-aminophenoxy)phenyl)sulfone, 비스(4-(3-아미노페녹시)페닐)에테르(bis(4-(3-aminophenoxy)phenyl)ether, 1,3-비스(3-아미노페닐)벤젠(1,3-bis(3-aminophenyl)benzene), 1,4-비스(3-아미노페닐)벤젠(1,4-bis(3-aminophenyl)benzene) 및 1,3-비스(4-아미노페닐)벤젠(1,3-bis(4-aminophenyl)benzene)으로부터 선택되는 1개 또는 그 이상의 방향성 디아민(aromatic diamines)을 사용하여 공지의 방법으로 제조될 수 있다.
주쇄골격에 일반식 (3)으로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리에테르 이미드 수지, 주쇄골격에 일반식 (4)와 (5)로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리 이미드 수지, 주쇄골격에 일반식 (6)으로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리아미드-이미드 수지, 주쇄골격에 일반식 (7) 내지 (9)로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리술폰 수지 및 주쇄골격에 일반식 (10)으로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리에테르 케톤 수지는 모두 공지의 방법으로 제조될 수 있다. 이들 수지는 공업적으로 제조된다. 주쇄골격에 일반식 (3)으로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리에테르 이미드 수지의 예는 ULTEM(상품명, GE PLASTICS JAPAN LTD.에서 구입가능)을 포함한다; 주쇄골격에 일반식 (4)와 (5)로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리 이미드 수지의 예는 Upilex(상품명, Ube Industries, Ltd.에서 구입가능)를 포함한다; 주쇄골격에 일반식 (6)으로 나타 낸 반복단위를 가지는 폴리아미드-이미드 수지의 예는 TORLON(상품명, Teijin Amoco에서 구입가능)을 포함한다; 주쇄골격에 일반식 (7) 내지 (9)로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리술폰 수지의 예는 UDEL(상품명, Teijin Amoco에서 구입가능) 및 RADEL(상품명, Teijin Amoco에서 구입가능)을 포함한다; 주쇄골격에 일반식 (10)으로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리에테르 케톤 수지는 Victrex(상품명, Victrex-MC에서 구입가능)를 포함한다. 이들 수지는 모두 시판되는 것이며, 본 발명에 적합한 브랜드를 선택할 수 있다.
주쇄골격에 일반식 (1) 내지 (10)으로 나타낸 반복단위를 가지는 수지들의 제조 방법의 예는 일본의 폴리머과학 협회(The Society of Polymer Science)에서 발행, KYORITSU SHUPPAN CO.,LTD.에서 출판한 New Polymer Experiment 3, Synthesis/Reaction of Polymers (2), Synthesis of Condensation Polymers에 설명되어 있다.
본 발명의 자기 코어에 사용된 수지의 분자량 및 분자량 분포는 특별히 한정되지는 않지만, 만약 분자량이 극히 작거나 극히 크게되면, 코팅 필름의 강도에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 0.5g/100ml의 농도로 용매에 수지를 용해시켜 얻은 액체의 대수 점성도(logarithmic viscosity)는, 35℃에서 측정하였을 때, 0.2 내지 2.0dl/g이 바람직하고, 0.3 내지 1.5dl/g이 특히 바람직하다.
본 발명의 자기 코어에 사용되는 수지의 구성 단위의 반복형태는 특별히 한정되지는 않지만, 교번 구조(alternate structure), 랜덤 구조(random structure), 블럭 구조(block structure)를 사용할 수 있다. 통상 사용되는 분자 모양은 직쇄형 이지만, 측쇄형일 수도 있다. 또한, 수지는 융합-변형형(graft-modified) 수지일 수 있다.
본 발명에서, 코어 물질에 있는 코팅 물질의 두께는 10㎛ 이상이다. 만약, 코팅 물질의 두께가 10㎛ 보다 작으면, 자기 코어와 자기 코어 주위에 감긴 도체 전선 사이의 절연이 불충분하게 될 수 있고, 자기 코어의 형상 유지성이 불충분할 가능성이 있다. 결과적으로, 자기 코어는 몇몇 경우에 있어서 만족스럽게 기능을 수행할 수 없다. 상기 조성물을 구성하는 코팅 물질의 두께는 20㎛ 이상인 것이 바람직하고, 30㎛ 이상인 것이 좀 더 바람직하다.
본 발명에서 한정한 코팅 물질의 두께 10㎛는 효율적인 코팅 표면에 있어서 최소의 코팅 두께이다. 즉, 본 발명의 자기 코어는 무정형 합금 리본의 라미네이트로 만들어진 코어 물질 및 코어 물질의 외부 표면에 형성된 코팅 물질을 포함하며, 자기 코어는 그 주위에 도체 전선을 감아서 사용할 때, 코어 물질의 외부 표면에 형성된 코팅 물질은 라미네이트인 코어 물질과 결합할 필요가 있을 뿐 아니라, 코어 물질과 도체 전선 사이의 절연을 보장할 필요가 있다. 무정형 합금 리본의 라미네이트로 만들어진 코어 물질과 효과적으로 결합하고, 코어 물질과 자기 코어 주위에 감긴 도체 전선 사이의 절연을 보장하기 위하여, 절연이 보장되는 장소에 코팅 물질을 정돈할 필요가 있고, 이러한 장소에서 코팅 물질의 두께는 10㎛ 이상일 필요가 있다.
본 발명의 자기 코어에서, 외부 표면은 10㎛ 이상의 두께로 수지를 포함하는 조성물로 코팅된다. 따라서, 자기 코어는 자기 코어 주위에 감긴 도체 전선으로부 터 뛰어난 절연성을 가지며, 기존 기술인 니스로 제조된 자기 코어에 의해서는 얻을 수 없는 뛰어난 형상 유지성을 가진다. 기존 기술인 니스가 사용될 경우, 절연성과 형상 유지성을 나타내는 데 필요한 10㎛ 이상의 두께로 수지 또는 이와 유사한 것에 의해 외부 표면을 코팅하기가 실질적으로 어렵다. 즉, 통상의 니스는 유기용매에 수지조성물을 용해시켜 얻고 낮은 점성을 가지기 때문에, 충분한 두께를 보장하는 것이 불가능하게 된다. 더욱이, 니스는 많은 양의 유기용매를 포함하므로, 코어 손실성을 낮추기 위한 라미네이트된 무정형 합금 리본사이를 통과한다. 이와 대조적으로, 본 발명에서는 파우더 형태로 수지를 사용하므로써, 충분한 두께를 가지는 코팅 물질이 형성될 수 있고, 뿐만 아니라, 수지입자가 라미네이트된 무정형 합금 리본사이를 통과하는 것을 막을 수 있다.
본 발명에서는, 상기 조성물의 코팅된 필름의 두께는 코팅 물질을 벗겨내어 그 두께를 측정하는 방법, 또는 코팅 물질에 대하여 수직 방향으로 자기 코어를 절단하여 그 단면을 관찰하는 방법에 의해 결정할 수 있다. 후자의 방법이 바람직하다. 자기 코어의 코너에서의 코팅 물질의 두께가 중요하며, 그 단면을 관찰하여 현미경 또는 이와 유사한 것을 사용하여 코팅 물질의 두께를 측정한다.
본 발명의 자기 코어에서, 무정형 합금 리본의 라미네이트된 면의 표면의 전체 또는 일부는 특별한 성질을 가지는 수지를 포함하는 조성물로 접착 코팅된다.
본 발명의 자기 코어에 있어서, 코어 물질을 형성하기 위해 무정형 합금 리본의 전체 표면적의 10% 이하, 바람직하게는 8% 이하가 수지가 포함된 코팅 물질로 코팅된다. 본 발명에서, 코팅된 면적의 더 낮은 한계는 본 발명의 효과에 악영향을 미치지 않는다면 특별히 한정되지는 않는다.
본 발명에서, 무정형 합금 리본의 라미네이트된 면의 표면은 무정형 합금 리본의 두께 방향에 있는 라미네이트, 즉 무정형 합금 리본을 라미네이트하므로써 형성된 라미네이트의 표면을 의미하며, 도 6에 나타낸 표면이 그 예이다.
접착 코팅은 라미네이트된 면의 표면의 전체 또는 일부에 행해지고, 코팅된 면적의 비율은 본 발명의 효과, 즉 자기 코어의 형상 유지 효과를 발휘한다면, 특별한 제한은 없다. 사이즈가 크고 무거운 자기 코어의 무정형 리본 코어(코어 물질)의 경우에는 접착-코팅된 면적의 비율이 형상 유지성의 관점에서 바람직하게 높은 경향이 있다. 외부 충격으로 인한 무정형 합금 리본의 손상을 방지하기 위하여, 라미네이트된 면의 표면의 전체는 접착 코팅되는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 더욱이, 라미네이트된 면의 표면이 접착 코팅될 수 있다. 그러나, 접착 코팅은 동시에 코어 손실성을 낮추는 원인이 되는 무정형 합금 리본에 불필요한 응력를 줄 우려가 있고, 그 결과, 라미네이트된 면의 표면과 그 외의 외부 표면을 필요 이상으로 접착 코팅하는 데에 해가 된다. 만약 이것들이 필요 이상으로 접착 코팅되면, 본 발명의 효과를 얻지 못할 우려가 있다.
본 발명의 자기 코어의 코팅 물질을 형성하는 데에 사용되는 자기 코어용 접착성 수지조성물은 수지입자를 함유하며, 상기 수지는 다음의 2가지 특성을 모두 가진다.
(1) 상기 수지는 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후 30℃에서 측정한 인장 강도가 30MPa 이상이고, 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링 한 후의 열분해로 인한 중량 손실이 2중량% 이하이다.
(2) 상기 수지는 가소성 수지이며 365℃에서 20 내지 50000 Pa·s의 용융점도를 가진다.
본 발명의 접착성 수지조성물에 사용되는 수지는 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후 30℃에서 측정한 인장 강도가 30MPa 이상이고, 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후의 열분해로 인한 중량 손실이 2중량% 이하인 성질을 가지는 수지이다. 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후 30℃에서 측정한 인장 강도가 30MPa 보다 낮으면, 코팅 성질이 불충분하여 절연성의 문제를 야기시킨다. 게다가, 자기 코어의 형상 유지의 문제가 생길 가능성이 있다. 만약 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후의 열분해로 인한 중량 손실이 2중량%를 초과하면, 절연성과 형상 유지는 상기와 유사하게 낮아진다. 분해에 의해 생긴 탄소 포함 물질 또는 휘발성 성분은 어닐링 열처리에 사용되는 오븐을 오염시키기 쉽다. 질소 분위기에서 365℃로 2시간 동안 어닐링한 후에 30℃에서 측정한 인장 강도의 최대 한계는 특별히 한정되지 않지만, 만약 인장 강도가 너무 크면, 코팅 필름이 부서질 가능성이 있다. 따라서, 인장 강도는 300 MPa 이하인 것이 바람직하며, 250 MPa 이하인 것이 좀 더 바람직하다. 인장 강도와 중량 손실은 상술한 방법과 같은 방법으로 측정할 수 있다.
본 발명의 접착성 수지조성물에 사용되는 수지는 가소성 수지이며, 365℃에서 20 내지 50000 Pa·s의 용융점도를 가진다. 만약 365℃에서의 용융 점성이 20Pa·s보다 낮으면, 어떤 경우에는 코어 물질의 외부 표면에 형성된 코팅 필름의 최소 두께 10㎛가 보장될 수 없고, 따라서, 본 발명의 효과를 얻지 못할 우려가 있다. 만약 365℃에서의 용융 점성이 50000 Pa·s를 초과하면, 균일한 코팅 필름을 형성하기가 어렵고, 그 코팅 필름은 자기 코어로부터 벗겨지기 쉽게 된다. 따라서, 본 발명의 효과를 얻지 못할 우려가 있다.
본 발명에서, 용융 점성의 측정은 일반적으로 사용되는 압출형 미세관 유량계(extrusion type capillary rheometer)를 사용하여 행할 수 있다. 예를 들면, 코카 타입 유량기(Koka-type flow tester)를 사용하는 것이 바람직하다. 수지를 365℃에서 5분 동안 유지시킨 후, 용융점도를 측정하기 위하여 0.1cm의 직경과 1cm의 길이를 가지는 구멍(orifice)을 사용하여 100000hPa의 압력에서 상기 수지를 압출시킨다.
상기 성질 이외에도, 본 발명에서 사용되는 수지는 바람직하게는 다음의 성질을 더 갖는다.
(3) 상기 수지의 온도가 0.5℃/min의 일정한 속도로 400℃에서 120℃까지 낮아지면, 이 수지에 존재하는 결정부분의 융합열은 10J/g 이하이다. 만약 융합열이 10J/g를 초과하면, 상기 수지는 높은 결정성을 가지며, 결정화에 의해 야기되는 수지의 상변화 때문에 코어 손실성을 낮게 해주는 무정형 합금 리본의 라미네이트로 만들어진 코어 물질에 불필요한 응력이 가해진다. 더욱이, 수지의 상변화 때문에 생기는 수축(shrinkage)이 수지와 무정형 합금 리본 사이의 접착을 낮추어 형상 유지성에 악영향을 끼친다.
본 발명에서, 결정부분의 융합열은 시차 주사 열량계(differential scanning calorimetry)(DSC법)로 측정할 수 있다. 좀 더 특이적으로, 수지 샘플은 10℃/min의 속도로 가열시킨 후, 0.5℃/min의 일정한 속도로 400℃에서 120℃까지 식히고, 상기 수지 샘플을 통상의 DSC에 넣고 질소 분위기에서 10℃/min의 일정한 속도로 가열한다. 그 다음, 용해 온도에 나타나는 피크를 분석하여 융합열을 결정한다.
(4) 상기 수지에 남아 있는 유기용매의 양은 1중량% 이하이다. 만약 수지에 남아 있는 유기용매의 양이 1중량%를 초과하면, 온도 상승 또는 어닐링 열처리 동안 유기용매의 증발에 기인하는 버블(bubble)이 생길 수 있고, 때때로 불필요한 응력이 코어 손실성을 낮추는 무정형 합금 리본의 라미네이트로 만들어진 코어 물질에 가해진다.
본 발명에서, 수지에 남아 있는 유기용매 양의 측정은 FID 가스 크로마토그래피에 의해 행해진다. 수지 샘플은 가스 크로마토그래피에 장착된 히터에서 400℃로 가열되고, 그 유기용매는 미리 준비된 다양한 유기용매의 검정 곡선(calibration curve)을 사용하여 정량한다.
본 발명의 접착성 수지조성물에 사용되는 바람직한 수지의 예는 폴리이미드 수지, 폴리에테르 이미드 수지, 폴리아미드-이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리술폰 수지, 폴리에테르 케톤 수지를 포함한다. 이들 수지로부터 1개의 수지를 선택하여 사용하거나, 2개 이상의 수지를 조합하여 사용할 수 있다.
좀 더 특이적으로, 이들의 주쇄골격에 다음의 일반식 (1) 내지 (10)으로 표시되는 반복단위를 가지는 가소성 수지를 본 발명의 접착성 수지조성물을 위한 수지로 사용하는 것이 바람직하다. 이들 수지로부터 1개의 수지를 선택하여 사용하거 나, 2개 이상의 수지를 조합하여 사용할 수 있다.
Figure 112003038000345-pct00009
상기 식 (1)에서, a와 b는 a+b=1, 0≤a≤1 및 0≤b≤1의 조건을 만족시키는 수이며, X와 Y는 각각 독립적으로 직접결합(direct bond), 에테르결합(ether bond), 이소프로필리덴결합(isopropylidene bond), 설파이드결합(sulfide bond), 술폰 결합(sulfone bond) 및 카르보닐결합(carbonyl bond)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 결합기(bond group)이며, 동일하여도, 상이하여도 좋다.
Figure 112003038000345-pct00010
상기 식 (2)에서, Z는 직접결합, 에테르결합, 이소프로필리덴결합, 설파이드 결합, 술폰 결합, 카르보닐결합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 결합기이다.
Figure 112003038000345-pct00011
상기 식 (6)에서, c와 d는 c+d=1, 0≤c≤1 및 0≤d≤1의 조건을 만족시키는 수이다.
Figure 112003038000345-pct00012
본 발명의 자기 코어에 사용되는 수지를 제조하는 방법은 특별히 한정되지는 않고, 공지의 방법 중 어느 것을 사용할 수 있다. 비록 수지에 포함되는 유형과 양은 한정되지 않으나, 가끔 불순물이 그 목적에 기초하는 자기 코어의 성질에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 불순물의 총량은 1중량% 이하인 것이 바람직하고, 특히, 나트륨과 염소와 같은 이온 불순물의 총량은 0.5중량% 이하인 것이 바람직하다.
주쇄골격에 일반식 (1)과 (2)로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리이미드 수지는 파이로멜리틱 다이언하이드라이드, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실릭 다이언하이드라이드, 비스(3,4-다이카르복시페닐)에테르 다이언하이드라이드 및 비스(3,4-다이카르복실페닐)술폰 다이언하이드라이드로부터 선택되는 1개 또는 수개의 방향성 테트라카르복실릭 다이언하이드라이드 및 4,4'-비스(3-아미노페녹시)비페닐, 비스(4-(3-아미노페녹시)페닐)설파이드, 비스(4-(3-아미노페녹시)페닐)술폰, 비스(4-(3-아미노페녹시)페닐)에테르, 1,3-비스(3-아미노페닐)벤젠, 1,4-비스(3-아미노페닐)벤젠 및 1,3-비스(4-아미노페닐)벤젠으로부터 선택되는 1개 또는 그 이상의 방향성 디아민을 사용하여 공지의 방법으로 제조될 수 있다.
주쇄골격에 일반식 (3)으로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리에테르 이미드 수지, 주쇄골격에 일반식 (4)와 (5)로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리 이미드 수지, 주쇄골격에 일반식 (6)으로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리아미드-이미드 수지, 주쇄골격에 일반식 (7) 내지 (9)로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리술폰 수지 및 주쇄골격에 일반식 (10)으로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리에테르 케톤 수지는 모두 공지의 방법으로 제조될 수 있다. 이들 수지는 공업적으로 제조된다. 주쇄골격에 일반식 (3)으로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리에테르 이미드 수지의 예는 ULTEM( 상품명, GE PLASTICS JAPAN LTD.에서 구입가능)을 포함한다; 주쇄골격에 일반식 (4)와 (5)로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리 이미드 수지의 예는 Upilex(상품명, Ube Industries, Ltd.에서 구입가능)를 포함한다; 주쇄골격에 일반식 (6)으로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리아미드-이미드 수지의 예는 TORLON(상품명, Teijin Amoco에서 구입가능)을 포함한다; 주쇄골격에 일반식 (7) 내지 (9)로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리술폰 수지의 예는 UDEL(상품명, Teijin Amoco에서 구입가능) 및 RADEL(상품명, Teijin Amoco에서 구입가능)을 포함한다; 주쇄골격에 일반식 (10)으로 나타낸 반복단위를 가지는 폴리에테르 케톤 수지는 Victrex(상품명, Victrex-MC에서 구입가능)를 포함한다. 이들 수지는 모두 시판되는 것이며, 본 발명에 적합한 브랜드를 선택할 수 있다.
주쇄골격에 일반식 (1) 내지 (10)으로 나타낸 반복단위를 가지는 수지들의 제조 방법의 예는 일본의 폴리머과학 협회(The Society of Polymer Science)에서 발행, KYORITSU SHUPPAN CO.,LTD.에서 출판한 New Polymer Experiment 3, Synthesis/Reaction of Polymers (2), Synthesis of Condensation Polymers에 설명되어 있다.
본 발명의 접착성 수지조성물에 사용되는 수지의 분자량 및 분자량 분포는 특별히 한정되지는 않지만, 상기 수지는 365℃에서 20 내지 50000 Pa·s의 용융점도를 만족시키는 분자량 및 분자량 분포를 가질 필요가 있다. 만약 분자량이 극히 작으면, 코팅 필름의 강도에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 0.5g/100ml의 농도로 용매에 수지를 용해시켜 얻은 용액의 대수 점성도는, 35℃에서 측정하였을 때, 0.2dl/g 이상인 것이 바람직하고, 0.3dl/g 이상인 것이 좀 더 바람직하다. 만약 분자량이 극히 크면, 어닐링 열처리시 수지의 유동성이 감소하고, 따라서, 몇몇 경우에는 적절한 수지 필름이 형성되지 않을 수 있다. 따라서, 0.5g/100ml의 농도로 용매에 수지를 용해시켜 얻은 용액의 대수 점성도는, 35℃에서 측정하였을 때, 2.0dl/g 이하인 것이 바람직하고, 1.5dl/g 이하인 것이 좀 더 바람직하다. 본 발명의 접착성 수지조성물에 사용되는 수지에 남아 있는 유기용매의 양은 특별히 한정되지는 않지만, 1중량% 이하인 것이 바람직하다. 만약 수지에 남아 있는 유기용매의 양이 1중량%를 초과하면, 온도 상승 또는 어닐링 열처리 동안 유기용매의 증발에 기인하는 버블이 생기고, 이 버블들은 코팅 필름의 절연성에 영향을 미칠 수 있다. 수지에 남아 있는 유기용매의 양의 측정은 FID 가스 크로마토그래피에 의해 행해진다. 수지 샘플은 가스 크로마토그래피에 장착된 히터에서 400℃로 가열하여 유기용매를 분리하고, 그 유기용매는 미리 준비된 다양한 유기용매의 검정 곡선을 사용하여 정량한다.
본 발명의 접착성 수지조성물에 사용되는 수지의 구성 단위의 반복형태는 특별히 한정되지 않고, 교번 구조, 랜덤 구조, 블럭 구조를 사용할 수 있다. 통상 사용되는 분자 모양은 직쇄형이지만, 측쇄형일 수도 있다. 또한, 수지는 융합-변형형 수지일 수 있다.
본 발명의 접착성 수지조성물의 적당한 상태는 그 목적 또는 작용성(workability)에 따라 다양하다. 예를 들면, 만약 정전기적 분말 코팅이 채택되면, 그 수지의 입자를 포함하는 분말 조성물이 바람직하다. 만약 분무(spraying), 브러슁(brushing), 담금질(dipping)이 채택되면, 수지의 입자를 포함하는 액체 또는 페이스트(paste) 조성물과 그 수지를 용해시킬 수 없는 액체를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 접착성 수지조성물에 있어서, 수지의 입자와 그 수지를 용해시킬 수 없는 액체 이외의 성분이 본 발명의 효과에 악영향을 미치지 않는 한도 내에서 포함될 수 있다. 이러한 성분은 특별히 한정되지는 않고, 예를 들면, 무기 충전제, 다른 수지, 및 액체가 포함될 수 있다. 본 발명의 접착성 수지조성물은 단지 수지의 입자와 그 수지를 용해시킬 수 없는 액체로만 구성될 수 있다.
본 발명의 접착성 수지조성물에 있어서 그 수지입자의 성질(예, 크기)의 측면에서, 최적의 조건은 접착성 수지조성물의 목적 또는 작용성에 따라 다양하고, 그 목적 또는 가동성에 적합한 조건들이 바람직하게 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 접착성 수지조성물의 균일한 코팅의 관점에서, 정전기적 분말 코팅의 경우에 부피 기준의 평균 입자 직경은 5 내지 200㎛의 범위내이고, 단위 무게당 표면적이 0.02 내지 1m2/g의 범위내인 것이 바람직하다. 본 발명의 접착성 수지조성물의 적당한 상태는 그 목적 또는 작용성(workability)에 따라 다양하다. 예를 들면, 만약 정전기적 분말 코팅이 채택되면, 그 수지의 입자를 포함하는 분말 조성물이 바람직하다. 상기 액체 또는 페이스트 조성물의 분무, 브러슁, 담금질의 경우에, 부피 기준의 평균 입자 직경은 0.5 내지 100㎛의 범위내이고, 단위 무게당 표면적이 0.04 내지 10m2/g의 범위내인 것이 바람직하고, 부피 기준의 평균 입자 직경은 2 내 지 50㎛의 범위내이고, 단위 무게당 표면적이 0.05 내지 4m2/g의 범위내인 것이 좀 더 바람직하다. 입자 직경과 표면적이 상기의 범위내에 있을 때, 본 발명의 접착성 수지조성물은 작용성 또는 이와 유사한 것에 적합한 성질(예, 점성)을 가진다. 그러나, 상기 값은 단지 바람직한 조건의 예들일 뿐이고, 입자 직경과 표면적은 본 발명의 접착성 수지조성물에 포함되어 있는 다른 조성물 또는 조성 비율 등에 따라 다양하고, 따라서, 상기 범위내에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 자기 코어용 접착성 수지조성물은 바람직하게는 수지입자와 무기물질입자를 포함하고, 수지입자와 무기물질입자는 바람직하게는 다음의 수학식 (A)를 만족시킨다:
0.05<[(Sp·Cp)/(Sf·Cf)]≤50 (A)
여기서, Sp와 Sf는 각각 중량 단위기준으로 수지입자의 표면적과 무기물질 입자의 표면적이고, Cp와 Cf는 각각 상기 조성물중의 수지입자의 함량과 무기물질 입자의 함량이다.
Sp와 Sf의 각 단위는 m2/g이고, Cp와 Cf의 각 단위는 중량%이다.
여기에 사용되는 무기물질은 녹는점 또는 연화점(softening point)이 450℃ 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자기 코어를 위한 접착성 수지조성물은 수지와 무기물질을 용해시킬 수 없는 액체을 포함하며, 그 액체는 물, 메탄올 및 에탄올 중에서 선택되는 1개 또는 그 이상의 수성 매질(aqueous media)인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자기 코어를 위한 접착성 수지조성물은 액체가 포함되어 있지 않은 분말 코팅 조성물일 수 있다.
본 발명의 접착성 수지조성물에 있어서, 수지입자의 함량은 특별히 제한되지는 않지만, 1중량% 이상인 것이 바람직하고, 20중량% 이상인 것이 좀 더 바람직하다.
본 발명의 접착성 수지조성물을 적용함에 있어서, 파우더를 사용하는 정전기적 파우더 코팅 방법, 브러쉬 또는 흙손(trowel)으로 수지를 용해시킬 수 없는 액체를 포함하는 페이스트 또는 액체를 적용하는 방법, 분무 또는 담금질 방법이 바람직하게 선택된다. 균일하고 빠른 코팅의 관점에서 보면, 정전기적 파우더 코팅, 분무 또는 담금질이 선택되는 것이 좀 더 바람직하다. 정전기적 파우더 코팅의 경우에, 상기 방법을 가장 잘 이용하기 위하여 조정 물질(adjusting agent)이 첨가될 수 있다. 분무 또는 담금질의 경우에, 분무 방법 또는 이와 유사한 방법에 적합하도록 점성과 같은 성질을 조절하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 점성과 같은 성질은 수지 파우더의 입자 직경, 함량 등을 조절하므로써 조정될 수 있다. 분무 방법은 시판되는 분부총과 압축공기와 같은 압축가스를 사용하여 수행될 수 있다. 분무될 수지조성물의 점성을 조정하므로써 코팅표면에서 늘어짐 없이 코팅이 수행될 수 있고, 코팅두께를 임의로 결정할 수 있다. 비록 코팅방법의 몇몇 예가 상기되었으나, 본 발명에서 사용할 수 있는 코팅방법은 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 접착성 수지조성물이 수지입자와 그 수지를 용해시킬 수 없는 액체을 포함할 때, 그 액체는 물, 메탄올 및 에탄올과 같은 수성 매질인 것이 바람직 하고, 물인 것이 좀 더 바람직하다. 비록 물에 포함된 불순물의 유형과 양은 특별히 한정되지는 않지만, 불순물은 그 목적에 기초하는 자기 코어의 부식 문제를 야기할 수 있다. 따라서, 불순물의 총량은 1중량% 이하인 것이 바람직하고, 특히, 나트륨과 염소와 같은 무기 불순물의 총량은 0.5중량% 이하인 것이 바람직하다.
자기 코어를 위한 접착성 수지조성물을 제조하는 방법은 특별히 한정되지는 않고, 공지의 방법 중 어느 것을 사용할 수 있다. 수지의 입자는 예를 들면, 충격 분쇄기에 의한 냉각 분쇄 수지 펠렛(freeze-pulverizing pellet) 또는 수지를 용해시킬 수 없는 용매를 수지입자를 침전시킬 정도로 수지용액에 첨가하므로써 얻어질 수 있다. 수지입자와 수지를 용해시킬 수 없는 액체를 혼합하기 위해, 우선 수지입자를 준비하여 상기 액체와 섞거나, 또는 수지를 액체와 섞은 후 적당한 분쇄 방법을 수행하여 원하는 입자를 얻는다. 후자의 예는 수지를 거칠게 분쇄하여 얻은 약 수백㎛의 수지 파우더 입자를 물과 섞은 후, 습식 분급기(wet jet mill)(예, Sugino Machine Ulthimaizer System)로 분쇄화하는 방법이 있다. 혼합 방법에 제한이 있는 것은 아니지만, 수지 파우더와 액체를 균질하게 섞을 수 있는 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자기 코어를 위한 접착성 수지조성물은 특별한 성질을 가지는 수지입자를 포함하는 접착성 수지조성물이거나, 또는 특별한 성질을 가지는 수지입자와 수지를 용해시킬 수 없는 액체, 바람직하게는 물을 포함하는 접착성 수지조성물이다. 수지를 용해시킬 수 있고 안전성과 작용성에 악영향을 미칠 수 있는 유기용매를 사용하는 경우와 달리, 조작이나 대기로의 확산에 대비한 특별한 조치 를 취할 필요는 없다. 또한, 어닐링 열처리시의 온도 상승에 대하여도 특별한 조치는 불필요하고, 니스의 사용으로 일어나기 쉬운 거품도 발생되지 않는다. 더욱이, 상기 조성물에 포함된 성분들은 화학적으로 안정한 수지입자이거나, 또는 화학적으로 안정한 수지입자 및 이들을 용해시킬 수 없는 액체이기 때문에, 이 조성물은 상온 근처의 온도에서 화학적으로 매우 안정하고, 니스와 달리 시간에 따른 질저하는 생기지 않는다. 따라서, 상기 조성물을 보관할 때, 냉동과 같은 특별한 조치를 취할 필요가 없다. 더욱이, 본 발명의 접착성 수지조성물을 사용하므로써, 절연성과 형상 유지성을 가지는 코팅 필름이 자기 코어의 외부 표면에 형성될 수 있다. 상기 조성물의 이러한 특징은 자기 코어의 외부 표면에 절연성과 형상 유지성이 실질적으로 형성될 수 없는 기존의 니스 기술과는 매우 다르다. 이러한 우수한 코팅 필름의 형성은 단지 본 발명의 접착성 수지조성물의 사용에 의하여만 달성될 수 있다. 본 발명의 접착성 수지조성물의 사용에 의하여, 기존의 니스 기술에 의하여는 해결할 수 없는 문제들이 해결될 수 있고, 절연성과 형상 유지성을 가지는 자기 코어가 유기용매를 사용하지 않고도 효과적으로 제조될 수 있다. 게다가, 본 발명의 접착성 수지조성물은 그 자체가 열과 시간의 경과에 대해 안정하다.
본 발명의 접착성 수지조성물을 사용하여 자기 코어를 제조하기 위해, 어닐링 열처리를 거치지 않은 코어 물질에 본 발명의 접착성 수지조성물을 제공하고, 그 다음에, 어닐링 열처리를 수행하여 그에 따른 자기 코어가 특별한 자기 성질을 나타내도록 하는 것을 포함하는 과정을 행하는 것이 바람직할 수 있으며, 여기서, 본 발명의 접착성 수지조성물로 코어 물질을 접착 코팅하는 것과 어닐링 열처리는 같은 단계에서 수행된다. 이 방법에서, 코팅 필름의 형성과 어닐링 열처리는 동시에 수행될 수 있다. 따라서, 어떤 추가적인 단계나 기구가 전혀 필요하지 않고, 어닐링 열처리 후의 부숴지기 쉬운 무정형 합금 리본을 다루는 것과 같은 복잡한 처리가 불필요하다.
본 발명에서, 본 발명의 접착성 수지조성물을 사용하여 코팅시킬 장소는 본 발명의 효과를 얻을 수 있다면 특별히 제한되지는 않지만, 그 장소는 적어도 코어 물질의 코너가 바람직하고, 코어 물질의 전체 외부 표면이 좀 더 바람직하다.
본 발명에 따른 자기 코어는 부숴지기 쉬운 리본의 핸들링(handling) 없이 어닐링 열처리를 한 후에 절연성과 형상 유지성이 부여된 자기 코어이며, 이 자기 코어는 열경화성(thermosetting) 수지를 코팅하거나, 니스를 사용하는 전통적인 방법에 의해서는 얻을 수 없다. 본 발명의 접착성 수지조성물은 유기용매를 사용하지 않고 이러한 우수한 자기 코어를 효과적으로 제조하는 데 유용하며, 또한 상기 조성물은 열과 시간경과에 대해 안정하다.
도 1은, 무정형 합금 리본을 사용하는 코어 물질의 형상들의 예시도이다.
도 2는, 자기 코어의 접착 제작(fabrication) 과정의 일 예시도이다.
도 3은, 코팅된 자기 코어의 외관(appearance)의 일 예시도이다.
도 4는, 자기 코어의 기계가공(machining) 과정의 일 예시도이다.
도 5는, 무정형 합금 리본의 일 예시도이다.
도 6은, 무정형 합금 리본을 말아서 얻어지는 코어물질의 일 예시도이다.
도 7은, 본 발명의 조성물로 코어 물질을 코팅하는 단계의 일 예시도이다.
본 발명은 다음의 실시예들에 관하여 더 기술된다. 실시예들에 있어서, 다음의 방법들에 의해서 다양한 성질들이 측정되었다.
(1) 로그 점도[η]
수지:수지를 용해할 수 있는 용매(예컨대, 클로로포름, 1-메틸-2-피롤리돈, 디메틸포름아미드, o-디클로로벤젠, 크레졸)에 0.5g/100ml의 농도로 수지를 용해시키고, 35℃에서 로그 점도를 측정하였다.
니스:니스에 있는 수지조성물의 농도를 0.5g/100ml로 만드는 방법에서 니스에 사용된 같은 용매로 니스를 희석하여, 35℃에서 로그 점도를 측정하였다.
(2) 유리전이온도
유리전이온도는 10℃/분의 가열 속도의 조건하에서 DSC방법(시마즈 DSC-60)에 의해 측정되었다.
(3) 질소 분위기하에서 365℃ 그리고 2시간 동안 어닐링 한 후에 30℃에서의 인장강도
인장강도는 JIS K 7127에 따라 측정되었다. 약 100∼300㎛ 두께의 필름을 열압법 또는 주물에 의해 형성하고, 필름을 질소 분위기하에서 10℃/분의 속도로 실온에서부터 365℃까지 가열하고 나서, 365℃에서 2시간 동안 가열하였다. 필름으로부터, No.3의 테스트 표본을 펀치하고, 표본을 측정용으로 사용하였다.
(4) 질소 분위기하에서 365℃ 그리고 2시간 동안 어닐링 한 후에 열분해에 의한 중량손실
질소 흐름에서 2시간 동안 200℃에서 샘플을 건조시키고 나서, 열무게측정기(시마즈 TGA-50)에 세팅하고, 질소 분위기하에서 10℃/분의 속도로 가열하였다. 온도가 365℃에 도달했을때, 이 온도를 2시간 동안 유지했다. 열분해에 의한 중량손실을, 온도가 365℃에 도달했을때 측정된 샘플의 중량에 대한 365℃에서 2시간 동안 감소된 샘플의 중량비로 결정하였다.
(5) 365℃에서의 용융점도
용융점도는 직경이 0.1cm이고 길이가 1cm인 구멍(orifice)을 사용하는 코카-타입 유량검사기(시마즈 CFT-500)에 의해 측정되었다. 수지를 5분 동안 365℃에서 유지시키고 100000hPa의 압력에서 압출하였다.
(6) 부피-기준의 평균 입자경
부피-기준의 평균 입자경은 입자경 측정장치(니키소 마이크로트랙 9320-X100)에 의해 측정되었다.
(7) 코팅 필름의 두께
자기코어를 코팅 필름의 수직방향으로 절단하였고, 자기코어의 단면을 광학현미경으로 관찰하여 코팅 필름의 두께를 결정하였다.
(8) 무정형 합금리본의 전체 표면에 대한 조성물로 코팅된 표면적의 비율
자기코어를 구성하는 라미네이트된 리본들은 서로 분리되었다. 그리고 나서, 무정형 합금 리본들의 표면을 눈으로 관찰하고, 조성물의 침투에 의해서 생성된 코팅된 부분을 결정하고 계산하였다. 자기코어의 전체 중량을 기준으로 하여, 1중량% 의 외주 부분, 1중량%의 내주 부분 및 그들 사이의 1중량%의 중간 부분을 분석하였고, 평균치를 계산하였다.
(9) 코어 손실
코어 손실을 60Hz의 주파수와 1.3테슬러의 최대 자기유속밀도의 조건하에서 B-H 분석기(이와츠 SY-8216)에 의해 측정하였다. 조성물 등이 적용되지 않은 것을 제외하고 열처리를 포함하는 동일한 방법에 의해 얻어진 자기코어의 코어 손실이 대조값으로서 얻어졌고, 대조값에 대한 증가된 코어 손실의 비율이 코어 손실의 증가비로서 얻어졌다.
합성예 1
표 1에 나타낸 바와 같이, 그들의 주쇄골격이 일반식(11)∼(21)로 표시되는 반복단위와, 표 1에 기술된 로그 점도를 갖는 수지 P1∼P13이 합성 등에 의해 제조되었다. 수지의 성질들(유리전이온도, 질소분위기에서 365℃ 및 2시간 어닐링한 후의 30℃에서의 인장강도, 질소분위기에서 365℃ 및 2시간 어닐링 한 후의 열분해에 의한 중량손실, 365℃에서의 용융점도)이 측정되었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112003038000345-pct00013
(표 1)
Figure 112003038000345-pct00014
그리고 나서, 수지 P1∼P13을 사용하여, 표 2에 나타낸 바와 같이 조성물 C1∼C14를 제조하였다. 수지를 미분쇄하기 위하여, 충격식 미분쇄기를 사용하는 동결 미분쇄방법 및/또는 습식 분급기제트밀을 사용하는 방법(Sugino Machine Ulthimaizer System)이 사용되었다. 수지입자들의 부피-기준의 평균 입자경, 조성물에 있어서의 수지입자들과 물 사이의 비율 및 조성물의 성질들을 표 2에 나타낸다.
(표 2)
Figure 112003038000345-pct00015
그리고 나서, 주쇄골격이 일반식(22)로 표시되는 반복단위를 갖는 폴리아미드산 니스가 피로멜리틱 다이언하이드라이드, 3,3',4,4'-바이페닐테트라카르복실릭 다이언하이드라이드 및 4,4'-비스(3-아미노페녹시)바이페닐을 상온에서 N,N'-디메틸아세트아미드에 용해시키므로써 합성되었고, Ube사제 U 니스는 표 3에 나타낸 것과 같이, 각각 니스 V1 및 니스 V2로서 제조되었다. 게다가. 니스 V3은 니스 V1을 30℃에서 6달 동안 저장하므로써 제조되었다.
(표 3)
Figure 112003038000345-pct00016
실시예 1
원자 Fe:Si:B의 조성비가 78:9:13인 무정형 합금 리본(넓이:10mm, 두께:25㎛)을 굴려서 두께가 10mm, 내경이 15mm, 외경이 25mm이고 무게가 19.5g인 코어물질을 제조하였다. 코어물질의 전체 외부 표면을 일반적인 정전기 파우더 코팅 방법에 의해, 표 2에 나타낸 조성물 C1으로 코팅하였다. 그리고 나서, 코어 물질을 질소분위기에서 1시간 동안 일정한 속도로 30℃에서 400℃까지 가열하고, 400℃에서 2시간 동안 유지시켜, 어닐링 열처리를 실행하고 나서, 코어 물질을 냉각시켰다.
생성된 자기코어는 전체 외부 표면에 균일한 코팅 필름을 가지고 있으며, 500g의 하중이 적용될 때조차, 자기코어는 전혀 변형되지 않았다. 자기코어를 절단하고, 코팅 필름의 두께를 관찰하였다. 결과적으로, 코너 부분의 두께는 45㎛이었고, 코너 부분 이외의 다른 부분에서의 두께는 102㎛이었다.
금속 구리의 도체 전선으로 자기코어 둘레에 고리를 만들었을때, 도체 전선에 손상은 전혀 관찰되지 않았다. 게다가, 도체 전선과 자기코어 사이의 저항값이 저항값 측정장치를 사용하여 측정되었고, 결과적으로 1000000Ω 이상이었다. 구리의 저항값이 1.7마이크로Ωㆍ cm이고, 무정형 합금 리본의 저항값이 1.3마이크로Ω ㆍ cm인 것을 고려하면, 절연성은 아무 문제가 없다는 것이 증명되었다.
주파수가 100KHz이고, 자기유속밀도가 1.0텔사인 조건하에서 B-H 히스테리시스 루프가 관찰되었다. 결과적으로, 루프의 형태는 자기코어의 원래의 루프의 형태와 같았고, 그 결과 절연성은 자기코어의 기능에 나쁜 영향을 미치지 않는다는 것이 증명되었다.
실시예 2
수지조성물을 표 2에 나타낸 조성물 C2로 대신하고, 코팅방법을 침지법으로 바꾼 것을 제외하고는, 실시예 1과 같은 방법으로 실험하였다. 결과는 표 4에 나타낸다.
어닐링 열처리후의 자기코어의 형상유지는 양호했다. 게다가, 코팅 필름의 두께, 절연성 및 B-H 히스테리시스 루프의 형태 또한 양호했다.
실시예 3∼11
수지조성물을 각각 표 2에 나타낸 조성물 C3∼C11로 대신한 것을 제외하고는, 실시예 1과 같은 방법으로 실험하였다. 결과는 표 4에 나타낸다.
어닐링 열처리후의 자기코어의 형태 유지는 양호했다. 게다가, 코팅 필름의 두께, 절연성 및 B-H 히스테리시스 루프의 형태 또한 양호했다.
비교예 1
수지조성물을 표 2에 나타낸 조성물 C12로 대신한 것을 제외하고는, 실시예 1과 같은 방법으로 실험하였다. 결과는 표 4에 나타낸다.
어닐링 열처리한 후의 코팅 필름은 수포가 생겼고, 필름은 깨지기 쉽고 벗겨 지기 쉬웠다. 하중이 적용되므로써, 자기코어는 쉽게 변형되고, 코팅 필름의 일부는 벗겨졌다. 코팅필림의 두께는 양호했지만, 도체 전선이 고리를 만들었을때, 도체 전선이 자기코어의 코너와 접촉한 부분에서 코팅 필름이 벗겨졌다. 도체 전선에서 손상이 관찰되었다. 저항값은 작았고, 0.21Ω이었으며, 절연성이 좋지 않다는 것이 증명되었다. 게다가, B-H 히스테리시스 루프가 상당히 비틀려서 그 형태가 본래의 것과 달랐다.
비교예 2
수지조성물을 표 2에 나타낸 조성물 C13으로 대신한 것을 제외하고는, 실시예 1과 같은 방법으로 실험하였다. 결과는 표 4에 나타낸다.
어닐링 열처리 후의 코팅 필름은 상대적으로 균일했고, 하중이 적용된 것에 따른 자기코어의 변형은 발견되지 않았다. 그러나, 코팅 필름의 두께는 얇았고, 열처리하는 동안, 수지의 일부분은 오븐에서 휘었다. 코팅 필름의 두께는 충분하지 않았고, 도체 전선이 고리를 만들때, 도체 전선이 자기코어의 코너와 접촉하는 부분에서 손상이 발견되었다. 저항값은 작아서, 0.11Ω이었으며, 절연성은 양호하지 않다고 판명되었다. 게다가, B-H 히스테리시스 루프는 상당히 비틀려서 그 형태는 원래의 것과 달랐다.
비교예 3
수지조성물을 표 2에 나타낸 조성물 C14로 대신한 것을 제외하고는, 실시예 1과 같은 방법으로 실험하였다. 결과는 표 4에 나타낸다.
어닐링 열처리 후의 코팅 필름은 상대적으로 균일했지만, 일부분은 불균일했 다. 코팅 필름은 벗겨지기 쉬웠고, 자기코어는 하중이 적용되므로써 약간 변형되었다. 게다가, 코팅 필름과 코어 물질 사이에 부분적으로 갭이 생겨 형상유지능이 불충분하다고 증명되었다.
비교예 4∼6
수지조성물을 표 3에 나타낸 니스 V1∼V3으로 각각 대신하고, 코팅방법을 침지법으로 바꾼 것을 제외하고는, 실시예 1과 같은 방법으로 실험하였다. 결과는 표 4에 나타낸다.
어닐링 열처리후에 자기코어가 상당히 단단하고, 하중 적용에 의해 변형되지 않았음에도 불구하고, 수지로의 코팅이 거의 이루어지지 않았다. 코팅 필름의 두께는 충분하지 않았고, 도체 전선이 고리를 만들었을때, 도체 전선이 자기코어의 코너에 접촉한 위치에 도체 전선의 손상이 발견되었다. 저항값은 작아서 0.1Ω 이하였으며, 절연성이 좋지 않다는 것이 증명되었다. 게다가, B-H 히스테리시스 루프는 상당히 변형되어, 그 형태는 원래의 형태와 달랐다.
(표 4)
Figure 112003038000345-pct00017
Figure 112003038000345-pct00018
합성예 2
표 5에 나타낸 바와 같이, 주쇄골격가 일반식(11)∼(21)로 표시되는 반복단위와 표 5에 나타낸 대수 점성도를 갖는 수지 P21∼P33이 합성 등에 의해 제조되었 다. 수지의 성질들(유리전이온도, 질소분위기에서 365℃ 및 2시간 어닐링한 후의 30℃에서의 인장강도, 질소분위기에서 365℃ 및 2시간 어닐링 한 후의 열분해에 의한 중량손실, 365℃에서의 용융점도)이 측정되었다.
결과는 표 5에 나타낸다.
(표 5)
Figure 112003038000345-pct00019
그리고 나서, 수지 P21∼P33을 사용하여, 조성물 C21∼C35를 표 6에 나타낸 바와 같이 제조하였다. 수지를 미분쇄하기 위하여, 충격식 미분쇄기를 사용하는 동결 미분쇄 방법 및/또는 습식 분급기(Sugino Machine Ulthimaizer System)를 사용하는 방법이 사용되었다. 수지입자들의 부피 기준의 평균 입자경, 조성물에 있어서 수지입자들과 물 사이의 비율, 조성물의 성질들이 표 6에 나타나 있다. 조성물 C32는 조성물 C21을 6개월 동안 30℃에서 저장하므로써 얻어진 조성물이다.
(표 6)
Figure 112003038000345-pct00020
그리고 나서, 주쇄골격이 일반식(22)로 표시되는 반복단위를 갖는 폴리아미드산 니스가 피로멜리틱 다이언하이드라이드, 3,3',4,4'-바이페닐테트라카르복실릭 다이언하이드라이드 및 4,4'-비스(3-아미노페녹시)바이페닐을 상온에서 N,N'-디메틸아세트아미드에 용해시키므로써 합성되었고, Ube사제 U 니스 및 일본특허 공개공보 제 251439/1990호의 예시된 방법에 따라 합성된 실록산-변형 폴리아미드 수지 니스가 표 7에 나타낸 것과 같이, 니스 V21, 니스 V22 및 니스 V23으로서 각각 제조되었다. 게다가, 니스 V24는 니스 V21을 6개월 동안 30℃에서 저장하므로써 제조되었다.
(표 7)
Figure 112003038000345-pct00021
실시예 12
원자 Fe:Si:B의 조성비가 78:9:13인 복수의 무정형 합금 리본들(각 리본은 도 5에 나타낸 바와 같이 넓이가 142mm이고 두께가 25㎛)이 라미네이트되었고, 생성된 라미네이트물을 사용하여 55kg의 코어 물질을 통상의 방법에 의해 제조하였다. 코어 물질의 형태와 크기를 도 6에 나타낸다. 철 코어(코어 물질)의 중앙에서, 피트먼트(fitment)는 스페이서(spacer)로서 사용되었고, 외부 주변부에서, 피트먼트는 또한 무정형 합금 리본이 헐거워지지 않도록 단단히 조이는데 사용되었다. 그 리고 나서, 코어 물질의 라미네이트된 측 표면 전체는 스프레이건(spray gun)(올림푸스 SC-110)과 압축공기를 사용하는 분무법에 의해 표 6에 나타낸 수지조성물 C21로 코팅되었다. 코팅작업은 도 7에 구조적으로 나타낸다. 코팅작업 동안, 조성물의 늘어짐은 전혀 발견되지 않았고, 코팅은 균일하고 빠르게 실행될 수 있었다. 코팅시간은 약 3분이었고, 코팅두께는 약 120㎛이었다. 조성물로 코팅된 코어 물질을 질소 분위기하에서 일정한 속도로 1시간 동안 30℃에서 365℃까지 가열하고, 2시간 동안 365℃를 유지하여 어닐링 열처리를 실행하고 나서, 코어 물질을 냉각하였다. 냉각 후에 고정된 스페이서 등을 제거하였다. 결과적으로, 생성된 자기코어의 형상유지는 양호하였고, 코팅작업에 있어서 표준상태에서 자기코어의 상부에 10kg의 하중이 적용되었을 때조차 형상유지에 아무 영향도 발휘되지 않았다. 자기코어에 있어서, 수지로 접착-코팅된 라미네이트된 측 표면적의 비율은 100%이었고, 코팅 필름은 균일하였으며, 코팅 필름의 두께는 102㎛이었다. 자기코어를 구성하는 라미네이트된 리본들은 서로 분리되었다. 그리고 나서, 무정형 합금 리본들의 표면들을 눈으로 관찰하였고, 수지의 침투에 의해 생성된 코팅된 부분들이 측정되었다. 외부 주변부, 내부 주변부 및 그들 사이의 중간부 각각에 있어서, 코팅된 부분의 비율은 거의 같아서 평균 2.5%이었다. 측정된 코어 손실은 0.290W/kg이었다. 이 코어 손실을 수지조성물이 적용된 것을 제외하고는 어닐링 열처리를 포함하는, 동일한 방법에 의해 얻어진 대조 코어 손실 0.250W/kg과 비교할때, 코어 손실의 증가비는 16%이었다. 결과를 표 8에 나타낸다.
실시예 13
코어 물질의 라미네이트된 측 표면을 그물로 덮어서 코팅된 면적을 50% 줄인 것을 제외하고, 실시예 12와 같은 방법으로 실험하였다. 결과를 표 8에 나타낸다. 어닐링 열처리 후의 자기코어의 코팅 작용성과 형태 유지는 양호하였다. 게다가, 코어 손실 증가비율은 낮아서 16%로, 우수했다.
실시예 14
코팅방법을 흙손질 방법으로 바꾼 것을 제외하고는, 실시예 12에서와 같은 방법으로 실험하였다. 결과를 표 8에 나타낸다. 코팅작업이 10분 걸렸지만, 열처리 어닐링 후의 자기 코어의 코팅 작용성과 형태 유지는 양호하였다. 게다가, 코어 손실 증가비율은 낮아서 16%로 우수했다.
실시예 15
파우더 조성물을 사용하고, 통상의 정전기 분말 코팅방법으로 코팅을 실행한 것을 제외하고, 실시예 12에서와 같은 방법으로 실험하였다. 결과를 표 8에 나타낸다. 가열 어닐링 처리 후의 자기코어의 코팅 작용성과 형태 유지는 양호하였다. 게다가, 코어 손실 증가비율은 낮아서 16%로 우수했다.
실시예 16∼25
수지조성물을 각각 표 6에 나타낸 조성물 C23∼C32로 대신한 것을 제외하고, 실시예 12에서와 같은 방법으로 실험하였다. 결과를 표 8에 나타낸다. 어떤 경우에 있어서, 가열 어닐링 처리 후의 자기코어의 코팅 작용성과 형상유지는 양호하였다. 게다가, 코어 손실 증가비율은 낮아서 16∼28%로 우수했다.
비교예 7
수지조성물을 표 6에 나타낸 조성물 C33으로 대신한 것을 제외하고, 실시예 12와 같은 방법으로 실험하였다. 결과를 표 8에 나타낸다. 코팅 작용성은 수지조성물 C21을 사용하는 실시예와 매우 유사하였지만, 고정 스페이서 등이 어닐링 열처리 후에 제거되었을때, 자기코어는 변형되었다. 표준 상태에서 자기코어의 상부에 10kg의 하중이 적용될때, 수지 코팅 필름의 일부가 벗겨지고, 자기코어가 더 변형되었다. 게다가, 코팅 필름이 열처리 후에 부분적으로 부수어지거나 벗겨졌다. 코어 손실 증가비율은 75%이어서 코어 손실 성질은 나빴다.
비교예 8
수지조성물을 표 6에 나타낸 조성물 C34로 대신한 것을 제외하고, 실시예 12와 같은 방법으로 실험하였다. 결과를 표 8에 나타낸다. 코팅 작용성은 수지조성물 C21을 사용하는 실시예와 상당히 유사하였다. 고정 스페이서 등이 어닐링 열처리 후에 제거되었을때, 자기코어의 형태 유지는 양호했고, 표준상태에서 자기코어의 상부에 10kg 하중이 적용되었을 때조차, 형태 유지에 어떠한 영향도 미치지 않았다. 그러나, 어닐링 열처리 후에 수지 코팅 필름상에 있어서, 가열하는 동안 수지가 늘어진 자국이 있고, 수지의 일부분은 코팅 표면의 더 낮은 부분에서 고체 질로 되어간다. 무정형 합금 리본들의 표면에 있어서, 수지의 침투에 의해 형성되었을 많은 코팅된 부분들이 관찰되었고, 코팅된 부분들의 비율이 높아서 12%이었다. 코어 손실 증가비율은 51%로서, 코어 손실 성질은 나빴다.
비교예 9
수지조성물을 표 6에 나타낸 조성물 C35로 대신한 것을 제외하고, 실시예 12 에서와 같은 방법으로 실험하였다. 결과들을 표 8에 나타낸다. 코팅 작용성은 수지조성물 C21을 사용하는 실시예와 매우 유사하였지만, 고정 스페이서 등을 어닐링 열처리 후에 제거하였을때, 자기 코어는 약간 변형되었다. 표준 상태에서 자기코어의 상부에 10kg의 하중이 적용되었을때, 코어 물질과 코팅 필름 사이에 갭이 부분적으로 생겼다. 어닐링 열처리 후에 수지 코팅 필름의 일부분에 약간의 불균일이 있었다. 코어 손실 증가비율은 53%으로, 코어 손실 성질은 나빴다.
비교예 10 및 11
수지조성물 C21을 각각 표 7에 나타낸 니스 V21∼V22로 대신하고, 코팅 방법을 분무법에서 브러시 방법으로 변경한 것을 제외하고, 실시예 12에서와 같은 방법으로 실험하였다. 결과들을 표 8에 나타낸다. 니스의 적용에 있어서, 수직 코팅 표면때문에 니스의 일부분은 늘어졌고, 임의의 두께의 필름을 형성하는 것은 어려웠다. 게다가, 니스의 일부분은 무정형 합금 리본들의 층들 사이에 침투한 것처럼 보였다. 코팅작업은 10분 걸렸다. 두껍게 니스를 적용하는 것은 어려웠고, 코팅작업 후에 코어 물질의 라미네이트된 측 표면의 불균일이 나타났다. 어닐링 열처리 후에 자기코어의 형상유지가 양호함에도 불구하고, 수지 코팅 필름은 매우 얇았고, 두께는 10㎛ 이상이었다. 또한 어닐링 열처리 후에, 코어 물질의 라미네이트된 측 표면의 불균일은 코팅작업 후의 자기코어와 유사하게 나타났다. 무정형 합금 리본들의 표면에서, 수지의 침투에 의해서 생길법한 많은 코팅 부분들이 관찰되었다. 눈으로 관찰한 결과로서, 코팅된 부분들의 특성은 높아서, 21∼25%이었다. 코어 손실 증가비율은 88∼98%이고, 그래서 코어 손실 특성은 나빴다.
비교예 12
수지조성물 C21을 표 7에 나타낸 니스 V23으로 대신하고, 코팅 방법을 분무방법에서 브러시 방법으로 바꾼 것 이외에는, 실시예 12와 같은 방법으로 실험하였다. 결과는 표 8에 나타낸다. 니스의 적용에 있어서, 수직 코팅 표면때문에 니스의 일부분이 늘어졌고, 임의의 두께의 필름을 형성하는 것은 어려웠다. 게다가, 니스의 일부분은 무정형 합금 리본들의 층들 사이에 침투한 것처럼 보였다. 코팅작업은 약 10분 걸렸다. 두껍게 니스를 적용하는 것은 어려웠고, 코팅 작업 후에 코어 물질의 라미네이트된 측 표면의 불균일이 나타났다. 고정 스페이서 등을 어닐링 열처리 후에 제거하였을때, 자기코어의 변형은 발견되지 않았지만, 표준 상태에서 자기코어의 상부에 10kg의 하중이 적용되었을때 자기코어의 일부분은 쉽게 변형되었다. 수지 코팅 필름은 매우 얇았고 두께는 10㎛ 이상이었다. 또한, 어닐링 열처리 후에, 코어 물질의 라미네이트된 측 표면의 불균일은 코팅작업 후의 자기코어와 유사하게 나타났다. 무정형 합금 리본들의 표면들에서, 수지의 침투에 의해서 형성되었을 법한 많은 코팅된 부분들이 관찰되었다. 눈으로 관찰한 결과로서, 코팅된 부분들의 비율은 높아서 26%이다. 코어 손실 증가비율은 81%로, 코어 손실 특성은 나빴다.
비교예 13
수지조성물 C21을 표 7에 나타낸 니스 V24로 대신하고, 코팅 방법을 분무방법에서 브러시 방법으로 바꾼 것 이외에는, 실시예 12와 같은 방법으로 실험하였다. 결과는 표 8에 나타낸다. 니스는 부분적으로 겔로 되었고, 부분적으로 불투명 하게 되었다. 니스의 적용에 있어서, 수직 코팅 표면때문에, 니스의 일부분이 늘어졌고, 임의의 두께의 필름을 형성하는 것은 어려웠다. 게다가, 니스의 일부분은 무정형 합금 리본들의 층들 사이에 침투한 것처럼 보였다. 코팅작업은 약 10분 걸렸다. 두껍게 니스를 적용하는 것은 어려웠고, 코팅 작업 후에 코어 물질의 라미네이트된 측 표면의 불균일이 나타났다. 고정 스페이서 등을 어닐링 열처리 후에 제거하였을때, 자기코어의 변형은 발견되지 않았지만, 표준 상태에서 자기코어의 상부에 10kg의 하중이 적용되었을때 자기코어의 일부분은 쉽게 변형되었다. 수지 코팅 필름은 매우 얇았고 두께는 10㎛ 이상이었다. 또한, 어닐링 열처리 후에, 코어 물질의 라미네이트된 측 표면의 불균일은 코팅작업 후의 자기코어와 유사하게 나타났다. 무정형 합금 리본들의 표면들에서, 수지의 침투에 의해서 형성되었을 법한 많은 코팅된 부분들이 관찰되었다. 눈으로 관찰한 결과로서, 코팅된 부분들의 비율은 높아서 24%이었다. 코어 손실 증가비율은 84%로, 코어 손실 특성은 나빴다.
(표 8)
Figure 112003038000345-pct00022
Figure 112003038000345-pct00023
합성예 3
표 9에 나타낸 바와 같이, 주쇄골격이 일반식(11)∼(19)로 표시되는 반복단 위와 표 9에 나타낸 대수 점성도를 갖는 수지 P41∼P55가 합성 등에 의해 제조되었다. 수지의 성질들(유리전이온도, 질소분위기에서 365℃ 및 2시간 어닐링한 후의 30℃에서의 인장강도, 질소분위기에서 365℃ 및 2시간 어닐링 한 후의 열분해에 의한 중량손실, 365℃에서의 용융점도, 융합열, 수지에 있는 유기용매 잔여물)이 측정되었다. 결과를 표 1에 나타낸다. 합성에 있어서 크레졸 용매를 제거하기 위한 건조 온도를 수지 P44의 온도보다 낮추므로써 수지 P50과 P55가 제조되었다.
(표 9)
Figure 112003038000345-pct00024
수지 P41∼P55를 사용하여, 수지의 입자들과 물을 포함하는 조성물 C41∼C58을 표 10에 나타낸 것과 같이 제조하였다. 수지를 미분쇄하기 위하여, 충격식 미분 쇄기를 사용하는 동결 미분쇄 방법 및/또는 습식 분급기(Sugino Machine Ulthimaizer System)를 사용하는 방법이 사용되었다. 수지입자의 성질들(부피-기준의 평균 입자경 및 유닛중량당 표면적) 및 조성물에 있어서의 수지 함량을 표 2에 나타낸다. 조성물 C53은 조성물 C41을 6개월 동안 30℃에서 저장하므로써 얻어진 조성물이다.
(표 10)
Figure 112003038000345-pct00025
그리고 나서, 주쇄골격이 일반식(22)로 표시되는 반복단위를 갖는 폴리아미드산 니스가 피로멜리틱 다이언하이드라이드, 3,3',4,4'-바이페닐테트라카르복실릭 다이언하이드라이드 및 4,4'-비스(3-아미노페녹시)바이페닐을 상온에서 N,N'-디메틸아세트아미드에 용해시키므로써 합성되었고, Ube사제 U 니스 및 일본특허 공개공 보 제 251439/1990호의 예시된 방법에 따라 합성된 실록산-변형 폴리아미드 수지 니스가 표 11에 나타낸 것과 같이, 각각 니스 V41, 니스 V42 및 니스 V23으로 각각 제조되었다. 게다가, 니스 V44는 니스 V41을 6개월 동안 30℃에서 저장하므로써 제조되었다.
(표 11)
Figure 112003038000345-pct00026
실시예 26
원자 Fe:Si:B의 조성비가 78:9:13인 복수의 무정형 합금 리본들(넓이: 15cm, 두께: 25㎛)이 라미네이트되었고, 생성된 라미네이트를 사용하여 무정형 합금 리본들의 롤로 만들어진 약 60kg의 코어 물질(철 코어)을 통상의 방법에 의해 제조하였다. 무정형 리본 코어의 형태와 크기는 도 6에 나타낸다. 코어 물질(철 코어)의 중앙에서, 피트먼트는 스페이서로서 사용되었고, 외부 주변부에서, 피트먼트는 또한 무정형 합금 리본이 헐거워지지 않도록 단단히 조이는데 사용되었다. 그리고 나서, 무정형 리본 코어의 라미네이트된 측 표면은 스프레이건(올림푸스 SC-110)과 압축공기를 사용하는 분무법에 의해 표 2에 나타낸 수지조성물 C41로 코팅되었다. 코팅 작업은 도 10에 구조적으로 나타낸다. 코팅작업을 하는 동안, 조성물의 늘어짐은 전혀 발견되지 않았고, 균일하고 빠르게 코팅을 실행할 수 있었다. 코팅시간은 약 3분이었고, 코팅두께는 약 120㎛이었다. 조성물로 코팅된 무정형 리본 코어는 질소 분위기하에서 일정한 속도로 1시간 동안, 상온에서 360℃까지 가열하고 2시간 동안 365℃를 유지하여 어닐링 열처리를 실행하고 나서, 코어 물질을 냉각하였다. 냉각 후에 고정된 스페이서 등을 제거하였다. 결과적으로, 무정형 합금 리본의 롤로 만들어진 코어 물질의 형상유지는 양호하였고, 코팅작업에 있어서 같은 표준상태에서의 무정형 리본코어의 상부에 10kg의 하중이 적용되었을 때조차, 형상유지에 어떠한 영향도 발휘되지 않았다. 코팅 필름은 균일하였으며, 코팅 필름의 두께는 102㎛이었다. 결과적으로 철손실의 측정치는 0.295W/kg이었고, 수지조성물이 적용되지 않은 것을 제외하고는 어닐링 열처리를 포함하는 동일한 방법에 의해 얻어진 대조 철 손실은 0.250W.kg이었고, 그래서 코팅 필름에 기인한 철 손실 증가비율은 18%이었다.
실시예 27∼37
수지 조성을 각각 표 10에 나타낸 조성물 C42∼C52로 대신한 것 이외에는 실시예 26과 동일한 방법으로 실험하였다. 결과는 표 11에 나타낸다. 어느 경우에 있어서도, 어닐링 열처리 후의 무정형 리본 코어의 코팅 작용성과 형상유지는 양호하였다. 게다가, 철손실 증가비율은 낮아서 18∼22%으로 우수했다.
실시예 38
코팅방법을 흙손질 방법으로 바꾼 것을 제외하고는, 실시예 26에서와 같은 방법으로 실험하였다. 결과를 표 11에 나타낸다. 코팅작업이 10분 걸렸지만, 어닐링 열처리 후의 무정형 리본 코어의 코팅 작용성과, 형상유지는 양호하였다. 게다가, 철손실 증가비율은 낮아서 18%로 우수하였다.
실시예 39
수지조성물을 표 10에 나타낸 조성물 C53으로 대신한 것을 제외하고, 실시예 26과 같은 방법으로 실험하였다. 결과를 표 11에 나타낸다. 어닐링 열처리후의 무정형 리본 코어의 코팅 작용성과 형상유지는 양호하였다. 게다가, 철손실 증가비율은 낮아서 18%로 우수하였다.
비교예 14 및 15
수지조성물 C41을 각각 표 11에 나타낸 니스 V41∼V42로 대신하고, 코팅방법을 분무법에서 브러시 방법으로 바꾼 것 이외에는, 실시예 25와 같은 방법으로 실험하였다. 결과는 표 12에 나타낸다. 니스의 적용에 있어서, 수직 코팅 표면때문에 니스의 일부분은 늘어졌고, 임의의 두께의 필름을 형성하는 것은 어려웠다. 게다가, 니스의 일부분은 무정형 합금 리본들의 층들 사이에 침투한 것처럼 보였다. 코팅작업은 약 10분 걸렸다. 니스를 두껍게 적용하는 것은 어려웠고, 코팅작업 후에 무정형 리본 코어의 라미네이트된 측 표면에 불균일이 나타났다. 어닐링 열처리 후에 무정형 리본 코어의 형상유지가 양호하였지만, 수지 코팅 필름은 매우 얇아서, 두께는 20㎛ 이하였다. 또한 어닐링 열처리 후에, 무정형 리본 코어(코어 물질)의 라미네이트된 측 표면의 불균일은 코팅작업 후의 무정형 리본 코어와 유사한 것처럼 보였다. 철 손실은 0.410∼0.433W/kg이었고, 철손실 증가비율은 64∼73%이어서, 코어 손실특성은 나빴다.
비교예 16
수지조성물 C41을 표 11에 나타낸 니스 V43으로 대신하고, 코팅방법을 분무법에서 브러시 방법으로 바꾼 것 이외에는 실시예 25와 같은 방법으로 실험했다. 결과를 표 16에 나타낸다. 니스의 적용에 있어서, 수직 코팅 표면 때문에 니스의 일부분이 늘어졌고, 임의의 두께의 필름을 형성하는 것은 어려웠다. 게다가, 니스의 일부분은 무정형 합금 리본들을 층들 사이에 침투한 것처럼 보였다. 코팅작업은 약 10분 걸렸다. 니스를 두껍게 적용하는 것은 어려웠고, 코팅작업 후에, 무정형 리본 코어의 라미네이트된 측 표면에 불균일이 나타났다. 고정 스페이서 등을 어닐링 열처리 후에 제거하였을때, 무정형 리본 코어의 변형은 발견되지 않았지만, 10kg의 하중이 표준상태에서 무정형 리본 코어의 상부에 적용되었을때, 무정형 리본 코어의 일부분은 쉽게 변형되었다. 수지 코팅 필름은 매우 얇았고, 두께는 20㎛ 이하였다. 또한 어닐링 열처리 후에, 무정형 리본 코어(코어 물질)의 라미네이트된 측 표면의 불균일은 코팅작업 후의 무정형 리본 코어와 유사하게 나타났다. 철손실은 0.388W/kg이었고, 철손실 증가비율은 55%이어서, 코어 손실 성질은 나빴다.
비교예 17
수지조성물 C41을 표 11에 나타낸 니스 V44로 대신하고 코팅방법을 분무법에서 브러시법으로 바꾼 것을 제외하고는, 실시예 25의 방법과 같은 방법으로 실험하였다. 결과들을 표 12에 나타낸다. 니스의 적용에 있어서, 수직 코팅 표면때문에, 니스의 일부분이 늘어졌고, 임의의 두께로 필름을 형성하는 것은 어려웠다. 게다 가, 니스의 일부분은 무정형 합금 리본들의 층들 사이에 침투한 것처럼 보였다. 코팅작업은 약 10분 걸렸다. 니스를 두껍게 적용하는 것은 어려웠고, 코팅작업 후에, 무정형 리본 코어의 라미네이트된 측 표면의 불균일이 나타났다. 고정 스페이서 등을 어닐링 열처리 후에 제거하였을때, 무정형 리본 코어의 변형이 발견되지 않았지만, 표준상태에서 무정형 리본 코어의 상부에 10kg의 하중이 적용되었때, 무정형 리본 코어의 일부분이 쉽게 변형되었다. 수지 코팅 필름은 상당히 가늘고, 두께는 20㎛이하였다. 또한, 어닐링 열처리 후에, 무정형 리본 코어(코어 물질)의 라미네이트된 측 표면의 불균일은 코팅작업후의 무정형 리본코어와 유사하게 나타났다. 철손실은 0.420W/kg이었고, 철손실 증가비율은 68%이어서, 코어 손실 성질은 불량했다.
(표 12)
Figure 112003038000345-pct00027
Figure 112003038000345-pct00028
합성예 4
일반식(12)의 수지들을 표 13에 나타낸 것과 같이 제조하였고, 수지들을 사용하여 조성물 C61∼C65를 표 14에 나타낸 것과 같이 제조하였다. 수지를 미분쇄하 기 위해서, 충격식 미분쇄기를 사용하는 동결 미분쇄 방법 및/또는 습식 분급기(Sugino Machine Ulthimaizer System)를 사용하는 방법이 사용되었다. 무기물로서, 용융 실리카 입자들(덴키카카쿠코교사제)이 사용되었다.
Figure 112003038000345-pct00029
(표 13)
Figure 112003038000345-pct00030
(표 14)
Figure 112003038000345-pct00031
실시예 40
원자 Fe:Si:B의 조성비가 78:9:13인 무정형 합금 리본(넓이:10mm, 두께:25 ㎛)을 굴려서 두께가 10mm, 내경이 15mm, 외경이 25mm이고 무게가 19.5g인 코어물질을 제조하였다. 코어물질의 전체 외부 표면을 일반적인 정전기 파우더 코팅 방법에 의해 표 4에 나타낸 조성물 C1으로 대부분 균일하게 코팅하였다. 그리고 나서, 코어 물질을 질소분위기에서 1시간 동안 일정한 속도로 30℃에서 400℃까지 가열하고, 400℃에서 2시간 동안 유지시키고 어닐링 열처리를 실행하고 나서, 코어 물질을 냉각시켰다.
생성된 자기코어는 전체 외부 표면에 일정한 코팅 필름을 가지고 있으며, 500g의 하중이 적용될 때조차, 자기코어는 전혀 손상되지 않았다. 자기코어를 절단하고, 코팅 필름의 두께를 관찰하였다. 결과적으로, 코너 부분의 두께는 100㎛이었고, 코너 부분 이외의 다른 부분에서의 두께는 102㎛이었으며, 위치에 상관 없이 대부분 일정했다. 금속 구리로 만들어진 도체 전선을 자기코어 둘레에 고리를 만들었을때, 결과적으로 도체 전선에 손상은 전혀 관찰되지 않았다. 게다가, 도체 전선과 자기코어 사이의 저항값이 저항값 측정장치를 사용하여 측정되었고, 결과적으로 1000000Ω 이상이었다. 구리의 저항값이 1.7마이크로Ωㆍ cm이고, 무정형 합금 리본의 저항값이 1.3마이크로Ωㆍ cm인 것을 고려하면, 절연성은 아무런 문제가 없다는 것이 증명되었다. 주파수가 100KHz이고 자기유속밀도가 1.0텔사인 조건하에서 B-H 히스테리시스 루프가 관찰되었다. 결과적으로, 루프의 형태는 자기코어의 원래의 루프의 형태와 같았고, 그래서 절연성은 자기코어의 기능에 나쁜 영향을 미치지 않는다는 것이 증명되었다.
실시예 41
수지조성물을 표 14에 나타낸 조성물 C62로 대신하고, 코팅방법을 분무법으로 바꾼 것을 제외하고는, 실시예 40과 같은 방법으로 실험하였다. 결과들을 표 15에 나타낸다. 어닐링 열처리 후의 자기코어의 형상유지는 양호하였다. 게다가, 코팅 필름의 두께, 절연성 및 B-H 히스테리시스 루프의 형태 또한 양호하였다.
실시예 42
수지조성물을 표 14에 나타낸 조성물 C62로 대신하고, 코팅방법을 침지법으로 바꾼 것을 제외하고는, 실시예 40과 같은 방법으로 실험하였다. 결과를 표 15에 나타낸다. 어닐링 열처리 후의 자기코어의 형상유지는 양호하였다. 게다가, 코팅 필름의 두께, 절연성 및 B-H 히스테리시스 루프의 형태 또한 양호하였다.
실시예 43∼45
수지조성물을 각각 표 14에 나타낸 조성물 C63∼C65로 대신한 것을 제외하고는, 실시예 40과 같은 방법으로 실험하였다. 결과를 표 15에 나타낸다. 어닐링 열처리 후의 자기코어의 형상유지는 양호하였다. 게다가, 코팅 필름의 두께, 절연성 및 B-H 히스테리시스 루프의 형태 또한 양호하였다.
(표 15)
Figure 112003038000345-pct00032
실시예 46 및 47, 비교예 18, 19 및 20
접착제 수지조성물
유리전이온도(Tg)가 200℃인 열가소성 폴리이미드 파우더(AURUM PD450M, 미츠이카가쿠사제) 50중량부에, 물 45중량부와 친수성 에어로질 5중량부를 첨가하고, 믹서로 혼합하여, 열저항성 접착제 조성물을 제조하였다.
에어로졸은 틱소트로픽 성질을 부여할 목적으로 첨가하였다.
상기 제조된 열저항성 접착제 조성물을 2시간 동안 40℃에서 열처리하였을때, 약제에 적용되는 코팅성은 증발하였다. 그리고 나서, 온도가 실온으로 바뀌었을때, 수지의 혼합물인 접착제 수지조성물과 충진제가 얻어졌다.
생성된 접착제 조성물의 탄성계수를 측정한 결과, 0∼60℃의 온도범위에서 650MPa 이상이었다.
자기코어 A
상기에서 제조된 열저항성 접착제 조성물을 Fe를 기본으로 하는 무정형 금속으로 만들어진 자기 박판을 굴려서 얻어진 롤의 측면 표면에 적용하였다. 도 2에, 열저항성 접착제 조성물을 사용하는 자기코어의 제작과정을 나타낸다.
자기 박판(무정형 합금 박판)으로서, Honeywell Metgleas 2605S-2(상표명, 두께:25㎛)가 사용되었다. 무정형 합금 박판을 넓이 5mm인 스트립(strip)으로 절단하고, 스트립을 직경이 9mm인 축 둘레에 감아서 외경이 15mm인 도넛모양으로 롤을 만들었다.
무정형 합금의 얇은 스트립 끝을 폴리이미드 접착제 테이프로 일시적으로 고정시켰다.
열저항성 접착제 조성물로 측면 표면에 적용한 롤을 질소분위기에서 전기오 븐에 놓고, 열처리하였다. 열처리에 있어서, 롤을 2.5시간 이상 400℃의 온도까지 가열하고, 400℃에서 2시간 동안 방치한 후에, 천천히 냉각시켰다. 전기오븐에서 꺼내어진 롤은 측면 표면에서 열저항성 접착제 조성물로 코팅되었고, 1kg의 압력이 롤의 지름 방향에서 롤에 적용되었을 때조차, 롤은 변형되지 않았다. 이 자기코어를 자기코어 A로 나타낸다.
자기코어 B
상기 제조된 열저항성 접착제 조성물을 도 3에 나타낸 것과 같이, 자기성 얇은 스트립의 층들을 부분적으로 노출시키는 방법으로, 상기 기술된 롤의 측면 표면에 적용하였다. 조성물이 있는 롤은 상기 기술된 것과 동일한 방법으로 열처리 되었다. 따라서, 자기코어 B가 제조되었다.
자기코어 C
자기코어에 접착제로서 상업적으로 유용한 에폭시 접착제(Three Bond 2287)가 비교를 위해 사용되었다. 미리 어닐된 롤을 에폭시 접착제에 담그고 나서, 탈기기에 넣고 에폭시 접착제를 탈기시켜 무정형 합금의 얇은 스트립의 층들 사이에 침투했다. 에폭시 접착제가 있는 롤을 탈기기에서 꺼내어, 건조기에 넣고 150℃에서 8시간 동안 경화시키고 꺼내었다. 그 결과, 자기코어 C가 제조되었다.
자기코어 D
상기 언급된 롤의 측 표면을 일본특허 공개공보 제251439/1990호에 기술된 실록산-변형 폴리이미드 접착제로 코팅하였다. 그 후, 접착제가 있는 롤을 2.5시간 이상 400℃까지 가열하고, 2시간 동안 400℃로 유지하고 천천히 냉각시켰다. 그 결 과, 자기코어 D가 제조되었다.
자기코어 E
상기 언급된 롤을 어닐링 처리만 하여 자기코어 E를 제조하였다.
상기 제조된 자기코어의 자기코어 손실을 주파수가 100KHz이고 자기유속밀도가 0.1T인 조건하에서 측정하였다. 자기코어 손실에 따른 하중을 조사하기 위해서, 자기코어의 직경 방향으로 1kg의 하중을 자기코어에 가하였다. 하중이 가해진 자기코어 손실과 하중이 가해지지 않은 자기코어 손실을 표 16에 나타낸다.
(표 16)
Figure 112003038000345-pct00033
상기 제조된 자기코어들은 그 자체로서 사용될 수 있고 또한, 도 4에 나타낸 회전식 연삭숫돌이 장착된 절단장치로 반으로 절단되어, 하중이 적용된 연삭장치에 의해 각각의 절단 표면이 연삭될 수 있다. 상기 얻어진 자기 코어들은 절단되어, 상기 기술된 것과 같이 연삭되고, 연삭된 절단 표면이 관찰되었다. 결과적으로 자기코어 D는 무정형 합금의 얇은 스트립들 사이에 커다란 갭들을 가지고, 자기코어 A와 자기코어 B의 무정형 합금의 얇은 스트립들 사이의 갭들은 자기코어 C의 무정형 합금의 얇은 스트립들 사이의 갭들 보다 더 작았다. 절단코어의 경우에 있어서, 상기 업급된 기계가공은 일반적으로 실행되고, 절단 표면들 사이의 간극이 크다면, 자기 유속의 누출이 일어나고, 자기투과성과 자기코어의 자기코어 손실이 악화된다.
본 발명에 따른 자기코어는 외부표면이 부서지기 쉬운 리본을 조절하지 않고 코팅되고, 이로써 어닐링 열처리 후에 자기코어에 대한 절연성 및 형상유지성을 부여하여, 그와 같은 자기코어는 니스를 사용하는 종래 기술에 의해 이루어질 수 없었다. 본 발명에 따른 자기코어에 대한 접착제 수지조성물은 종래 기술에 있어서 니스로 해결할 수 없었던 다양한 문제들을 해결할 수 있고, 그와 같은 문제들은 절연코팅 필름이 자기코어의 표면에 형성될 수 없고, 유기용매의 사용에 의해서 일어난 작업상 문제 또는 환경문제, 열에 대한 니스의 안정성 문제 및 시간의 경과, 및 늘어짐의 문제들이다. 본 발명의 접착성 수지조성물을 사용하므로써 외부 표면이 부서지기 쉬운 리본을 조절하지 않고 코팅하여, 어닐링 열처리 후에 자기코어에 대해서 절연성과 형상유지성을 부여하는 자기코어가 유기용매를 사용하지 않고 효율적으로 제조될 수 있다.

Claims (14)

  1. 무정형 합금 리본의 라미네이트로 만들어진 코어 물질과, 코어 물질의 외부 표면의 적어도 일부를 코팅하고 있는 수지함유 코팅 물질을 포함하여 이루어지는 자기 코어로서, 상기 코어 물질의 외부 표면에 형성된 수지함유 코팅 물질은 그 두께가 10㎛ 이상이며, 수지함유 코팅 물질을 구성하는 열가소성 수지는 질소 분위기에서 365℃로 2시간동안 어닐링한 후 30℃에서 측정한 인장강도가 30MPa 이상이고, 질소 분위기에서 365℃로 2시간동안 어닐링한 후의 열분해로 인한 중량손실은 2중량% 이하이고, 실온에서의 중량이 5% 감소하는 열분해온도가 350℃ 이상인 것을 특징으로 하는 자기 코어.
  2. 제1항에 있어서, 수지함유 코팅 물질을 구성하는 수지는, 폴리이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리아미드-이미드수지, 폴리아미드수지, 폴리술폰수지 및 폴리에테르케톤수지로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 열가소성 수지인 것을 특징으로 하는 자기 코어.
  3. 제1항에 있어서, 수지함유 코팅 물질을 구성하는 수지는, 그 주쇄골격에 하기 일반식(1) ~ (10)으로 표시되는 반복단위를 가지는 수지로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 열가소성 수지인 것을 특징으로 하는 자기 코어:
    Figure 112003038000345-pct00034
    여기서, a 및 b는 a+b=1, 0≤a≤1 및 0≤b≤1의 조건을 만족시키는 수이며, X 및 Y는 각각 독립하여 직접결합, 에테르결합, 이소프로필리덴결합, 설파이드결합, 술폰결합 및 카르보닐결합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 결합을 형성할 수 있는 결합기이며, 동일하여도, 상이하여도 좋다;
    Figure 112003038000345-pct00035
    여기서, Z는 직접결합, 에테르결합, 이소프로필리덴결합, 설파이드결합, 술폰결합 및 카르보닐결합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 결합기이다;
    Figure 112003038000345-pct00036
    여기서, c 및 d는 c+d=1, 0≤c≤1 및 0≤d≤1의 조건을 만족시키는 수이다.
    Figure 112003038000345-pct00037
  4. 무정형 합금 리본의 라미네이트로 만들어진 코어 물질과, 코어 물질의 외부 표면의 적어도 일부를 코팅하고 있는 수지함유 코팅 물질을 포함하여 이루어지는 자기 코어로서, 무정형 합금 리본의 전체 표면적의 10% 이하의 면적이 수지함유 코팅 물질로 코팅되어 있고, 수지함유 코팅 물질을 구성하는 열가소성 수지는, 질소 분위기에서 365℃로 2시간동안 어닐링한 후 30℃에서 측정한 인장 강도가 30MPa 이상이고, 질소 분위기에서 365℃로 2시간동안 어닐링한 후의 열분해로 인한 중량손실은 2중량% 이하이고, 실온에서의 중량이 5% 감소하는 열분해온도가 350℃ 이상인 것을 특징으로 하는 자기 코어.
  5. 제4항에 있어서, 수지함유 코팅 물질을 구성하는 수지는, 폴리이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리아미드-이미드수지, 폴리아미드수지, 폴리술폰수지 및 폴리에테르케톤수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 열가소 성 수지인 것을 특징으로 하는 자기 코어.
  6. 제4항에 있어서, 수지함유 코팅 물질을 구성하는 수지는, 그 주쇄골격에 하기 일반식(1) ~ (10)으로 표시되는 반복단위를 가지는 수지로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 열가소성 수지인 것을 특징으로 하는 자기 코어:
    Figure 112003038000345-pct00038
    여기서, a 및 b는 a+b=1, 0≤a≤1 및 0≤b≤1의 조건을 만족시키는 수이며, X 및 Y는 각각 독립하여 직접결합, 에테르결합, 이소프로필리덴결합, 설파이드결합, 술폰결합 및 카르보닐결합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 결합을 형성할 수 있는 결합기이며, 동일하여도, 상이하여도 좋다;
    Figure 112003038000345-pct00039
    여기서, Z는 직접결합, 에테르결합, 이소프로필리덴결합, 설파이드결합, 술폰결합 및 카르보닐결합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 결합기이다;
    Figure 112003038000345-pct00040
    여기서, c 및 d는 c+d=1, 0≤c≤1 및 0≤d≤1의 조건을 만족시키는 수이다.
    Figure 112003038000345-pct00041
  7. 수지입자를 함유하는, 자기 코어용 접착성 수지조성물로서, 상기 수지가 다음의 두가지 특성을 모두 가지는 것을 특징으로 하는 접착성 수지조성물:
    (1) 상기 수지는 질소 분위기에서 365℃로 2시간동안 어닐링한 후 30℃에서 측정한 인장강도가 30MPa 이상이고, 질소 분위기에서 365℃로 2시간동안 어닐링한 후의 열분해로 인한 중량손실이 2중량% 이하이고, 실온에서의 중량이 5% 감소하는 열분해온도가 350℃ 이상이며; 또한
    (2) 상기 수지는 열가소성 수지이고, 365℃에서 20 ~ 50000Pa·s의 용융점도를 가진다.
  8. 제7항에 있어서, 상기 조성물에 함유된 수지를 실질적으로 용해하지 않는 액체를 함유하는 것을 특징으로 하는 자기 코어용 접착성 수지조성물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 액체는 물, 메탄올 및 에탄올로 이루어진 군으로부터 선택되는 최소한 하나의 액체인 것을 특징으로 하는 자기 코어용 접착성 수지조성물.
  10. 제7항에 있어서, 상기 수지는 폴리이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리아미드-이미드수지, 폴리아미드수지, 폴리술폰수지 및 폴리에테르케톤 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 열가소성 수지인 것을 특징으로 하는 자기 코어용 접착성 수지조성물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 수지는, 그 주쇄골격에 하기 일반식(1) ~ (10)으로 표시되는 반복단위를 가지는 수지로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 열가소성 수지인 것을 특징으로 하는 자기 코어용 접착성 수지조성물:
    Figure 112003038000345-pct00042
    여기서, a 및 b는 a+b=1, 0≤a≤1 및 0≤b≤1의 조건을 만족시키는 수이며, X 및 Y는 각각 독립하여 직접결합, 에테르결합, 이소프로필리덴결합, 설파이드결합, 술폰결합 및 카르보닐결합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 결합을 형성할 수 있는 결합기이며, 동일하여도, 상이하여도 좋다;
    Figure 112003038000345-pct00043
    여기서, Z는 직접결합, 에테르결합, 이소프로필리덴결합, 설파이드결합, 술폰결합 및 카르보닐결합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 결합기이다;
    Figure 112003038000345-pct00044
    여기서, c 및 d는 c+d=1, 0≤c≤1 및 0≤d≤1의 조건을 만족시키는 수이다.
    Figure 112003038000345-pct00045
  12. 제7항에 있어서, 상기 조성물이 수지입자와 무기물질입자를 포함하고, 상기 수지입자와 무기물질입자는 다음의 수학식(A)를 만족시키는 것을 특징으로 하는 자기 코어용 접착성 수지조성물:
    0.05≤[(Sp·Cp)/(Sf·Cf)]≤50 (A)
    여기서, Sp 및 Sf는 각각 중량 단위기준으로, 수지입자의 표면적(㎡/g) 및 무기물질입자의 표면적(㎡/g)이고, Cp 및 Cf는 각각 조성물중의 수지입자의 함량(중량%) 및 무기물질입자의 함량(중량%)이다.
  13. 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항의 접착성 수지조성물을 사용하여 제조된 자기 코어.
  14. 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항의 접착성 수지조성물을, 어닐링 열처리를 거치지 않은 무정형 합금 리본의 라미네이트로 만들어진 코어 물질에 제공하고, 그 다음에 어닐링 열처리를 수행하는 것을 포함하는 자기 코어의 제조방법으로서, 상기 접착성 수지조성물의 코어 물질에의 접착코팅과, 어닐링 열처리를 같은 단계에서 수행하는 것을 특징으로 하는 자기 코어의 제조방법.
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