KR20210127190A - 전자기 부품, 특히 고정자 코어 또는 회전자 코어를 제조하기 위한 판금, 및 전자기 부품의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자기 부품, 특히 고정자 코어 또는 회전자 코어를 제조하기 위한 판금에 관한 것으로, 상기 판금은 열 활성화 접착제의 접착 커버링으로 코팅된다. 상기 접착제는 고체 수지에 에폭시 수지 60중량부, 잠재성 경화제 0.5-15중량부, 잠재성 촉진제 1-15중량부를 포함한다. 본 발명은 또한 전자기 부품의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

전자기 부품, 특히 고정자 코어 또는 회전자 코어를 제조하기 위한 판금, 및 전자기 부품의 제조 방법
본 발명은 전자기 부품(electromagnetic component), 특히 고정자 코어(stator core) 또는 회전자 코어(rotor core)를 제조하기 위한 판금(sheet metal)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 전자기 부품, 특히 전기 기계용, 특히 전기 모터용 고정자 코어 또는 회전자 코어를 제조하는 방법에 관한 것이다.
예를 들어 전기 모터와 같은 전기 기계의 작동 모드는 오랫동안 알려져 왔다. 전기 모터는 특히 "전기 이동성(electromobility)"이라는 용어로도 불리는 개별화된 승객 수송에서 전기 모터의 사용이 증가함에 따라 그 중요성이 계속해서 커지고 있다. 모든 전기 모터의 실질적인 구성요소는 고정자와 회전자이며, 용어 "고정자(stator)"는 모터의 고정 부분을 나타내고 "회전자(rotor)"는 모터의 운동(회전) 부분을 나타낸다.
전기 모터를 제공할 때의 한 가지 과제는, 경제적으로 합리적인 작용력의 일부로, 전기 모터의 효율성, 예를 들어 부피당 제공 전력 및/또는 효율성 계수를 증가시키는 것이다.
효율적인 전기 모터를 제공하기 위한 한 가지 방식은 소위 고정자 코어 또는 회전자 코어로서 고정자 및/또는 회전자 또는 고정자 및/또는 회전자의 부품을 생산하는 것이다. 이 경우, 상기 부품은 개별 소위 라멜라(lamellae)로부터의 라멜라 코어라고도 하는 판금 코어로 만들어진다. "라멜라(lamellae)"라는 용어는 예를 들어 펀칭(punching)에 의해 전기 강판(electrical steel sheet) 또는 전기 강 스트립(electrical steel strip)에서 분리된 성형 부품을 의미한다. 라멜라 코어는, 함께 적층되고, 부분적으로 또는 바람직하게는 완전히 서로 전기적으로 절연되는 다수의 얇은 라멜라로 구성된다. 이러한 목적을 위해, 예를 들어 소위 절연 계급(insulation classes)으로 분류되는 소위 전기 절연 바니시(insulating varnishes)의 사용이 실무에서 알려져 있다.
이러한 판금 코어의 제조는 항상 라멜라를 제조하고 라멜라를 상호 연결하는 단계를 포함한다. 연결 후에, 라멜라가 부분적으로, 바람직하게는 완전히, 서로 전기적으로 절연되는 방식으로, 연결은 바람직하게 설정되고, 이는 바람직하게는 두 개의 인접한 라멜라가 전기적으로(galvanically) 상호 연결되지 않음을 의미한다.
개별 라멜라는 예를 들어 펀칭에 의해 제조될 수 있다. 판금 코어를 형성하기 위한 펀칭된 라멜라의 연결은 다양한 공지된 방법, 예를 들어 나사 조임, 클립 적용, 용접 또는 펀치 적층에 의해 달성될 수 있다. 그러나, 연결 프로세스 동안 생성된 기계적 작용으로 인해, 당업자에게 알려진 이러한 각각의 제조 방법은 연결 후에 효과가 있는 완성된 판금 코어의 전자기 특성에 대한 부정적인 영향과 관련이 있다. 특히, 선행 기술에 따라 생성된 연결에서 불가피한 기계적 응력은 적어도 어느 정도까지는, 판금 코어 내의 자기 특성 및 자기장 라인의 진행에 부정적인 영향을 미칠 수 있고, 이는, 예를 들어, 그로부터 생산된 전기 모터의 효율에 직접적으로 부정적인 영향을 미친다. 일부 연결 프로세스(예를 들어, 스탬핑 적층 또는 용접)에서 발생하는 둘 이상의 라멜라 사이의 전기적 연결은 추가 손실을 초래한다.
라멜라에 대한 기계적 효과의 부정적인 영향을 줄이고 동시에 라멜라 사이의 우수한 절연을 달성하기 위한 적절한 옵션은 연결 수단으로 접착제를 사용하는 것이다. 이러한 접착 시스템은 또한 전기 절연 바니시와 유사한 절연 특성을 갖고 있다.
당업자에게 공지된 절차는 소위 베이킹 바니시(baking varnishes)를 사용하는 것이다. 펀칭된 전기 강판을 접착하기 위한 베이킹 바니시의 사용은 예를 들어 DE 38 29 068 C1에 기재되어 있다. 베이킹 바니시를 사용하는 한 가지 절차는 판금, 특히 판금 스트립을 도포하고, 이후에 판금에서 개별 라멜라를 펀칭하고, 서로에 대한 개별 라멜라의 정렬된 위치를 지정하고 정의된 시간 및 정의된 온도에서 결과 시트 스택의 후속 열처리를 하는 것이다. 많은 경우에, 라멜라는, 열처리 동안, 예를 들어 판금 코어의 내부로 향하는, 판금 코어의 축 방향으로, 바람직하게는 균일한 표면력으로, 단부면에 힘을 가함으로써, 서로에 대해 가압된다. 일반적인 반응 온도는 150~250℃이고, 베이킹 바니시가 반응하는 일반적인 시간은 후속 냉각 단계에서 30~150분이지만, 예를 들어, 구성요소에 설정된 코어 온도가 베이킹 바니시 프로세스의 코스에 영향을 미치기 때문에, 정확한 매개변수는 사용된 특정 바니시와 존재하는 특정 기하학적 형상에 따라 자연스럽게 달라진다. 고정자 코어 및/또는 회전자 코어의 우수한 전자기 특성은 일반적으로 이 절차를 사용하여 달성될 수 있다. 그러나 시간이 많이 소요되는 절차로 인해, 베이킹 바니시를 사용하는 것이 연속 대량 생산에 적합하지 않거나 적어도 최적으로 적합하지 않다는 것이 바로 명백해진다.
설명된 구성의 배경에 대한, 본 발명의 목적은, 기계 가공된 생산 환경에서, 판금 코어, 즉 특히 고정자 코어 또는 회전자 코어의 효율적인 생산을 위한 전제 조건을 고안하는 것이다.
또한, 효율을 더욱 높이고자 하는 요구를 배경으로, 본 발명의 목적은 또한 전자기 에너지의 기계적 에너지로의 개선된 변환을 갖는 전자기 부품 및 전기 기계를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 전기 부품, 특히 고정자 코어 또는 회전자 코어의 생산을 위한 판금으로 달성된다.
용어 "판금(sheet metal)"은 일반적으로 금속 재료로 제조된 압연 제품을 의미하고, 경량(light-gauge) 금속 시트 또는 두꺼운 게이지(thick-gauge) 금속 시트 외에, 특히 예를 들어 연자성 재료, 강철 스트립 또는 전기 강 스트립으로 제조된, 금속 스트립, 금속 스트립 또는 금속 시트를 의미할 수 있다. 판금을 제조하는 다른 방법을 선택적으로 사용할 수 있다.
판금은 열 활성화 접착제를 포함한 접착제로 칠해져 있다. 접착제에는 다음이 포함된다:
- 60중량부의 고체 수지 형태를 기반으로 하는 에폭시 수지,
- 0.5-15중량부의 잠재성 경화제, 및
- 1-15중량부의 잠재성 촉진제.
접착제는 바람직하게는 1 내지 10 중량부의 잠재성 경화제, 특히 바람직하게는 2 내지 5 중량부의 잠재성 경화제를 갖는다.
용어 "잠재성 경화제(latent curing agent)"는, 에폭시 수지를 경화시키는 데 사용되지만, 특히 화학 및/또는 열 에너지를 공급하여, 경화를 위해 활성화되어야 하는 물질을 의미한다. 잠재성 경화제는 예를 들어 분말 형태의 고체로서 접착제에 첨가된다.
용어 "잠재성 촉진제(latent accelerator)"는 잠재성 경화제에 의해 에폭시 수지의 경화를 촉진시키는 물질을 의미한다. 촉진제와 관련된 "잠재적(latent)" 속성은 촉진제가 기능을 수행하기 위해 화학 및/또는 열 에너지에 의해 사전에 활성화되어야 한다는 점과 관련이 있다. 잠재성 촉진제는 예를 들어 분말 형태의 고체로서 접착제에 첨가된다.
상기 조성물은, 적절한 액체와의 분산액 및/또는 용액에서, 접착 커버링을 형성할 수 있는 접착제가 되는 접착제 혼합물을 형성하기 위해 특정 중량부에서 고체로서 존재하는 성분의 혼합물에 관한 것이다. 사용 가능한 상태, 즉 커버링에 적합한 형태에서, 특정 성분을 갖는 접착제는 바람직하게는, 분산 매질, 특히 수성 분산액에서 상기 조성물의 분산액으로 존재한다.
판금에는 열 활성화 접착제로 제조된 접착 커버링이 제공되기 때문에, 접착제로 도포된 판금은 전자기 부품, 특히 고정자 코어 또는 회전자 코어를 위해 유연하게 적용 가능한 제조 공정을 위한 예비 제품으로 사용된다. 접착제는 먼저 열적으로 활성화되어야 하기 때문에, 접착 기능은, 예를 들어 펀칭에 의해, 판금에서 라멜라가 제거된 후 원하는 시점 또는 원하는 방법 단계에서 수행될 수 있다. 활성화 후 짧은 시간 내에, 라멜라는 화학적 경화 반응 동안 함께 접착되도록 활성화 후(또한 선택적으로 바람직하게는 프레스(press) 및/또는 후속 압축 공정에서 부분 또는 전체-표면 압력하에서) 함께 제공되어야 한다. 이는, 결함이 없고 박리되지 않고 기하학적으로 정확하고 기계적으로 안정적인 코어를 생성하는 유일한 방법이다.
본 발명에 따른 접착제 조성물의 경우, 판금은 예를 들어 0.5초 내지 1초의 짧은 활성화 시간 및 불과 몇 초의 짧은 경화 시간을 갖는 표면을 갖는다. 이러한 특성은 비교적 높은 온도 저항과 비교적 높은 절연 및 수명(aging) 용량과 관련이 있다.
본 발명에 따라 사용되는 접착제에 존재하는 에폭시 수지는 하나 이상의 에폭시 기를 갖는 하나 이상의 에폭시 수지 성분을 포함하고, 이 중 하나 이상의 에폭시 수지는 바람직하게는 50℃ 초과의 연화점을 갖는다.
에폭시 수지는 지방족, 지환족, 또는 방향족 에폭시 수지일 수 있다. 지방족 에폭시 수지는 지방족 그룹과 두 개 이상의 에폭시 수지 그룹을 모두 포함하는 구성요소를 함유한다.
지방족 에폭시 수지의 예는 부탄디올 디글리시딜 에테르, 헥산디올 디글리시딜 에테르, 디메틸펜탄 디옥사이드, 부타디엔 디옥사이드, 디에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르일 수 있다.
지환족 에폭시 수지는, 예를 들어 3-시클로헥세닐메틸-3-시클로헥실카르복실레이트 디에폭시드, 3,4-에폭시시클로헥실알킬-3',4'-에폭시시클로헥산 카르복실레이트, 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸-3',4'-에폭시-o-메틸시클로헥산 카르복실레이트, 비닐시클로헥산 디옥사이드, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트, 디시클로펜타디엔 디옥사이드, 1,2-에폭시-6-(2,3-에폭시프로폭시)헥사하이드로-4,7-메타노인단이다.
방향족 에폭시 수지는, 예를 들어 비스페놀 A 에폭시 수지, 비스페놀 F 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 비페닐 에폭시 수지, 비페놀 에폭시 수지, 4,4'-비페놀린 에폭시 수지, 디비닐 벤젠 디옥사이드, 2-글리시딜 페닐 글리시딜 에테르, 테트라글리시딜 메틸렌 디아닐린이다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 상기 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지이다.
사용되는 잠재성 경화제는 바람직하게는 80℃ 내지 200℃ 범위의 온도에서 접착제의 에폭시 수지와 함께 경화 반응에 들어가는 물질 또는 물질의 혼합물이다.
경화제는 디시안디아미드, 아지리딘 유도체, 트리아진 유도체, 이미다졸린, 이미다졸, o-톨릴 비구아나이드, 시클릭 아미딘, 유기 헥사플루오로안티모네이트 또는 헥사플루오로포스페이트 화합물 또는 BF3 아민 착물을 함유할 수 있다. 화합물은 개별적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
예는 2-메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸륨 트리멜리테이트, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸륨 트리멜리테이트, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-운데실이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-에틸-4'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-2,4-디아미노-6-[2"메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸, 2,3-디히드로-1H-피롤로[1,2-a]벤즈이미다졸, (1-도데실-2-메틸-3-벤질)이미다졸륨 클로라이드, 2-메틸이미다졸린, 2-페닐이미다졸린, 2,4-디아미노-6-비닐-1,3,5-트리아진, 2,4-디아미노-6-비닐-1,3,5-트리아진 이소시안산 부가물, 2,4-디아미노-6-메타크릴로일옥시에틸-1,3,5-트리아진, 2,4-디아미노-6-메타크릴로일옥시에틸-1,3,5-트리아진 이소시안산 부가물, 1,3,5-트리아진, 2,4-디아미노-6-메틸-1,3,5-트리아진, 2,4-디아미노-6-노닐-1,3,5-트리아진, 2,4-디아미노-6-페닐-1,3,5-트리아진, 2,4-디메톡시-6-메틸-1,3,5-트리아진, 2,4-디메톡시-6-페닐-1,3,5-트리아진, 2-아미노-4,6-디메틸-1,3,5-트리아진, 2-아미노-4-디메틸아미노-6-메틸-1,3,5-트리아진, 2-아미노-4-에톡시-6-메틸-1,3,5-트리아진, 2-아미노-4-에틸-6 메톡시-1,3,5-트리아진, 2-아미노-4-메톡시-6-메틸-1,3,5-트리아진, 2-아미노-4-메틸-6-페닐-1,3,5-트리아진, 2-클로로-4,6-디메톡시-1,3,5-트리아진, 2-에틸아미노-4-메톡시-6-메틸-1,3,5-트리아진, 1-o-톨릴 비구아나이드이다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 촉진제는 요소 유도체 및/또는 이미다졸을 함유한다.
본 발명에 따른 접착제 조성물은 또한 추가 성분을 함유할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 경화제는 디시안디아미드, 이미다졸, BF3 아민 착물, 또는 이들의 조합을 함유한다.
본 발명의 한 구체예에서, 접착제는 1 내지 10 중량부의 잠재성 촉진제, 바람직하게는 1 내지 5 중량부의 잠재성 촉진제, 특히 바람직하게는 2 내지 5 중량부의 잠재성 촉진제, 매우 특히 바람직하게는 2 내지 4 중량부의 잠재성 촉진제를 함유한다.
또 다른 바람직한 구체예에서, 접착제는 추가로 0.2 내지 8 중량부, 바람직하게는 0.2 내지 4 중량부의 흡수 첨가제를 갖는다. 이러한 추가 개념에 따라 제공될 수 있는 흡수 첨가제는 램프 블랙(lamp blacks)의 군 및/또는 수용성 염료의 군으로부터 선택된다.
흡수 첨가제라는 용어는 열 복사를 흡수하는 물질을 의미한다. 열 복사를 흡수하는 물질은 특히 전자기 복사에 의해, 특히 IR 파장 범위, 바람직하게는 NIR 파장 범위에서의 광 조사에 의해, 접착제의 열 활성화가 일어나는 방법의 보다 효율적인 사용을 가능하게 하는 이점과 관련이 있다.
접착제는 바람직하게는 당업자에게 공지된 하나 이상의 절연 첨가제를 함유하고, 용어 "절연 첨가제(insulation additives)"는 접착제의 전기 저항을 증가시키기 위해 특별히 제공되는 첨가제를 의미한다. 절연 첨가제는 1 내지 10 중량부, 바람직하게는 1 내지 5 중량부의 양으로 접착제에 함유될 수 있다.
접착제에 함유된 잠재성 촉진제는 바람직하게는 50중량% 이상, 보다 바람직하게는 90중량% 이상, 더욱 더 바람직하게는 완전히 요소 유도체로 이루어진다.
특히 바람직하게는, 요소 유도체는 N,N-디메틸우레아 또는 N,N'-디메틸우레아 또는 바람직하게는 관능기로서 2개의 요소기를 갖는 이관능성(bifunctional) 요소 유도체, 매우 특히 바람직하게는 4,4'-메틸렌-비스-(페닐디메틸우레아), 또는 위의 몇 가지 혼합물이다.
접착제에 함유된 잠재성 촉진제는 바람직하게는 50중량% 이상, 보다 바람직하게는 90중량% 이상, 더욱 더 바람직하게는 98중량% 이상으로 구성되고, 특히 바람직하게는 4,4'-메틸렌-비스-(페닐디메틸우레아)로 구성된다.
대안으로, 하나 이상의, 바람직하게는 2개, 특히 바람직하게는 3개의 수소 원자가 서로 독립적으로, 결과적으로 더 많이 치환될 수 있는, 알킬기 및/또는 페닐기로 대체된 요소 유도체가 본 발명에 따라 사용된다. 알킬기는 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸, 바람직하게는 메틸이고; 페닐기는 페닐 또는 강하게(deeply) 치환된, 바람직하게는 위치 4에서, 또는 바람직하게는 상기-언급된 알킬 중 쿨(cool) 1에서 발견된다. 추가 대안에서, 본 발명의 목적 내에서, 이관능성 요소 유도체는 2개의 관능기를 갖는 상기-기재된 유도체로서 표시된다. 점 그룹은 물질 특성, 특히 작용기 반응에 대한 화합물의 반응 거동을 중요하게 결정하는 원자 그룹이다. 또한, 본 발명에 따라 사용되는 요소 유도체는 무-할로겐(halogen-free)이다. 대안적으로, 본 발명에 따라 사용되는 요소 유도체는 작용기로서 2개의 요소 유도체를 갖는다. 그 결과, 에폭시 수지는 가교제로서 디시안아미드(dicyanamides)의 존재 없이 유리하게 경화될 수 있다.
대안적으로, 비대칭적으로 치환된 요소가 또한 또는 배타적으로 요소 유도체로서 사용된다.
추가 대안에서, 전술한 것 중 2개, 3개, 또는 그 이상의 혼합물이 사용된다.
하기 화합물(물질)이 상기 요소 유도체로 사용될 수 있다:
Figure pct00001
상기 R은 수소 또는 다음에 따른 기이고,
Figure pct00002
(여기서 n은 0 또는 1, 바람직하게는 1이고, X는 O 또는 S, 바람직하게는 O이고),
X는 O 또는 S, 바람직하게는 O이고,
R1, R2, 및 R3는 각각 수소, 할로겐, 니트로기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 알콕실기, 아릴기, 또는 아릴옥실기이고,
R4는 알킬기, 알케닐기, 시클로알킬기, 시클로알케닐기, 할로겐, 히드록실 또는 시아노로 선택적으로 치환된 아랄킬기, 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 특히 바람직하게는 메틸이고,
R5는 R4 또는 알콕실기와 유사하고, 선택적으로 R4와 함께 헤테로시클릭 고리를 형성하고, 또는 N,N-디메틸-N'-(3,4-디클로로페닐)우레아 또는 N,N-디메틸-N'-(3-클로로-4-메틸페닐)우레아 또는 N,N-디메틸-N'-(3-클로로-4-메톡시페닐)우레아 또는 N,N-디메틸-N'(3-클로로-4-에틸페닐)우레아 또는 N,N-디메틸-N'-(4-메틸-3-니트로페닐)우레아 또는 N-(N'-3,4-디클로로페닐카르바모일)모르폴린 또는 N,N-디메틸-N'(3-클로로-4-메틸페닐)티오-우레아이다.
상기 화합물의 요소 유도체는 바람직하게는 4,4'-메틸렌-비스-(페닐디메틸우레아)이고; 또는 상기 전술한 화합물 중 2개, 3개, 또는 그 이상의 혼합물이다. 이러한 혼합물은 바람직하게는 10%, 25%, 바람직하게는 50%, 60%, 70%, 80%, 또는 90% 이상의 4,4'-메틸렌-비스-(페닐디메틸우레아)를 함유한다. 이러한 요소 유도체의 장점은 GB 1293142 A에서 비롯되고; 본 발명자들은 이러한 유도체가 전자기 부품의 제조에 우수하게 사용될 수 있음을 발견하였다.
상기 요소 유도체는 또한 복수의 상기 언급된 요소 유도체의 혼합물일 수 있다.
상기 요소 유도체의 평균 입자 크기(산술 평균)는 바람직하게는 1마이크로미터 내지 30마이크로미터이다.
상기 접착 커버링은 한 면 또는 양면의 판금에 적용할 수 있다. 접착 커버링이 양면에 적용되는 경우, 커버링의 두께는 동일할 수 있지만, 다른 두께를 제공할 수도 있다.
판금에 대한 접착제의 도포는 공지된 방법, 특히 코일 코팅(롤 투 롤(roll to roll))에 의해 수행될 수 있다.
접착 커버링의 바람직한 두께, 즉 단면 접착제의 경우 한 면의 커버링 두께 또는 양면 접착 커버링의 경우 양면 접착 커버링의 총 두께는 1마이크로미터 내지 20마이크로미터, 바람직하게는 2마이크로미터 내지 10마이크로미터이다. 4 내지 8 마이크로미터의 총 두께가 특히 바람직하다.
한 면에서 수행되는 판금의 접착 커버링은 장치 측면에서 더 간단한 생산을 수반하고; 양면에서의 판금의 접착 커버링은, 결과적으로 판금으로 만들어진 개별 라멜라가 중첩될 때, 접착 표면이 접착 표면에 위치하여, 접착을 개선하고 따라서 전자기 부품의 더 높은 기계적 안정성이 달성된다는 이점과 관련이 있으며, 이는 실험에서 나타나고 하기에 나타나 있다.
제1 판금 표면의 제1 부분 피복 및 제2 두께를 갖는 제2 판금 표면의 제2 부분 피복은 특히 바람직하게 제1 두께가 제1 두께의 적어도 1.5배, 바람직하게는 제2 두께의 2배가 되는 방식으로 서로 적합화된다. 이러한 구성에서, 제1 두께는 우수한 절연성을 제공하므로, 접착 갭(adhesive gaps)의 위험은 거의 무시할 수 있는 반면, 둘 중 더 얇은, 즉 제2 두께로 적용된 제2 부분 피복은, 실질적으로 우수한 접착력을 생성하는 역할을 한다.
4 내지 6 마이크로미터 사이의 두 커버링의 총 두께를 갖는 양면 커버링이 매우 특히 바람직하다. 이러한 작은 커버링 두께는, 제시된 구체예가 보여주는 바와 같이, 높은 반응성으로 인해 본 발명에 따라 또는 본 발명의 개발에 따라 사용되는 접착제로 적절하다. 공지된 베이킹 바니시 접착제는 일반적으로 6마이크로미터 이상의 커버링 두께가 필요하다(예: 양면 베이킹 바니시, 각 측면 5μm). 이는 구성요소, 특히 고정자 또는 회전자가, 베이킹 바니시 방법에 의해 생산된 구성요소보다 훨씬 더 높은 철 충전율을 갖는, 본 발명 또는 이들의 개발에 따른 판금으로부터 생산될 수 있다는 이점을 초래한다. 이점은 상기 구성요소를 갖는 전기 기계의 다소 높은 효율이다. 그러나 총 1 내지 20 마이크로미터, 바람직하게는 2 내지 8 마이크로미터 사이의 접착 커버링이 제공될 수 있다.
다른 대안에서, 절연 바니시 층이 판금과 접착 층 사이에 배열되고 그리고/또는 절연 바니시만이 접착 층의 반대편에 배열된다.
판금은 특히 바람직하게는, 소위 NO 전기 강이라고도 하는, 무방향성 전기 강 스트립으로 설계되거나, Fe 및 불가피한 불순물 외에, 다음 요소를 함유하는 무방향성 전기 강 스트립과 분리된다(모든 데이터는 wt.%):
0.1 - 3.50 Si,
0.01 - 1.60 Al,
0.07 - 0.65 Mn,
선택적으로 최대 0.25 P.
모든 합금 성분과 불순물의 총합은 당연히 100wt.%이다.
다음 조건이 특히 바람직하다(모든 데이터는 wt.%):
2.3 - 3.40 Si,
0.3 - 1.1 Al,
0.07 - 0.250 Mn,
선택적으로 최대 0.030 P, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물.
모든 합금 성분과 불순물의 총합은 당연히 100wt.%이다.
무방향성 전기 강 스트립 또는 무방향성 판금은 바람직하게는 P1.0에서 특정 코어 손실을 갖고; 0.7~7W/kg 범위 및 P1.5에서 50Hz; DIN EN 60404-2에 따라 측정된, 1.8~15W/kg 범위의 50Hz 및/또는 1.45T~1.71T 범위의 J2500 및 1.6T~1.8T 범위의 J5000에서 편광을 갖는다.
보다 바람직한 구체예에서, 무방향성 전기 강 스트립 또는 무방향성 판금은 P1.0에서 특정 코어 손실을 갖고; 0.8~3.5W/kg 범위 및 P1.5에서 50Hz; DIN EN 60404-2에 따라 측정된, 1.9~8.0W/kg 범위의 50Hz 및/또는 1.47T~1.71T 범위의 J2500 및 1.58T~1.80T 범위의 J5000에서 편광을 갖는다.
추가의 바람직한 구체예에서, 무방향성 전기 강 스트립 또는 무방향성 판금은 P1.0에서 특정 코어 손실을 갖고; 1.0~1.5W/kg 범위 및 P1.5에서 50Hz; DIN EN 60404-2에 따라 측정된, 2.2~3.3W/kg 범위의 50Hz 및/또는 1.47T~1.57T 범위의 J2500 및 1.58T~1.65T 범위의 J5000에서 편광을 갖는다.
무방향성 전기 강 스트립 또는 무방향성 판금은 바람직하게는 P1.0에서 특정 코어 손실을 갖고; 8~120W/kg 범위의 400Hz; P1.5에서; 18~360W/kg 범위의 400Hz; 및/또는 DIN EN 60404-2에 따라 측정된, 1.45T~1.75T 범위의 J2500 및 1.45T~1.85T 범위의 J5000 및 1.50T~1.95T 범위의 J10,000에서 편광을 갖는다.
추가의 바람직한 구체예에서, 본 발명의 물질은 P1.0에서 특정 코어 손실을 갖고; 10~25W/kg 범위의 400Hz; P1.5에서; 25~49W/kg 범위의 400Hz; 및/또는 DIN EN 60404-2에 따라 측정된, 1.45T~1.75T 범위의 J2500 및 1.45T~1.85T 범위의 J5000 및 1.50T~1.95T 범위의 J10,000에서 편광을 갖는다.
무방향성 전기 강 스트립 또는 무방향성 판금은, 바람직하게는 190 내지 610 MPa의 표준 정상 조건하에서 길이 방향으로 항복점(yield point)을 갖고, DIN EN ISO 6892-1에 따라 측정된, 310 내지 740 MPa의 최대 인장 강도 및 6 내지 48%의 최소 파단 연신율 A80, 및 100~250의 경도 Hv5를 갖는다.
특히 바람직한 구체예에서, 본 발명의 물질은, DIN EN ISO 6892-1에 따라 측정된, 310 내지 600 MPa의 실온에서 길이 방향의 항복 강도 및 400 내지 640 MPa의 최대 인장 강도 및 7 내지 32%의 파단 신율 A80을 갖고, 경도 Hv5는 130-250이다.
본 발명의 물질은 바람직하게는 P1.0; 5 내지 17% 범위의 400Hz에서 이방성을 갖는다.
또는, 다음과 같은 합금 성분을 포함하는 연자성 재료로 제조된 판금이 제공될 수 있다:
Fe 및 불가피한 불순물 외에 다음으로 구성된 Fe(모든 데이터는 wt.%):
0.1 - 4.0 Si,
0.01 - 2.60 Al,
0.07 - 3.0 Mn,
선택적으로 최대 0.5 P,
선택적으로 최대 0.015 B,
선택적으로 최대 0.2 Sb,
선택적으로 최대 0.01 Zn,
선택적으로 최대 5 Cr,
선택적으로 최대 5 Ni,
선택적으로 최대 0.25V,
선택적으로 최대 0.5 Sn,
선택적으로 최대 0.01 As,
선택적으로 최대 0.3 Nb,
선택적으로 최대 0.5 W,
선택적으로 최대 0.85 Zr,
선택적으로 최대 0.2 Mo,
선택적으로 최대 1.0 Cu,
선택적으로 최대 0.5 Ti,
선택적으로 최대 0.5 C,
선택적으로 최대 0.01 Ce.
0.05 내지 2.5 mm의 두께를 갖는 판금, 특히 전기 강 스트립이 적합하고 바람직하게 사용되며, 0.1 내지 1.0 mm의 두께가 바람직하다. 0.15 내지 0.4 mm의 두께가 특히 바람직하다.
대안적으로, 판금은, 예를 들어 상기에서 설명된 전기 스트립 중 하나로 구성된 판금 층 및 예를 들어 음향 감쇠 기능 층(예: bondal E)을 갖는 하나 이상의 추가의 층으로 구성된 다층 복합재(샌드위치)일 수 있다. 또한, 판금은 음향 감쇠 기능 층(예: semi-bondal E)으로 한쪽 또는 양쪽 면을 덮을 수 있으므로, 기재된 접착 시스템은 음향 감쇠 기능 층(예: 화학 베이스 아크릴레이트)에 직접 연결된다. 에폭시 수지 시스템이 양호한 상용성을 갖는다는 것은 당업계에 공지되어 있다.
대안적으로, 판금은 한 면에 음향 감쇠 기능 층을 갖고 반대 판금 면에 본 발명에 따라 사용되는 접착 층을 가질 수 있다.
실험에 따르면, 우수한 방식으로 본 발명에 따른 판금 또는 이의 추가 개발 중 하나를 제공하는 것은, 시간당 부품 수가 많은 선형 제조 공정에서도 판금 코어의 생산이 가능한, 적절한 방법이 제공될 수 있다는 추가 이점과 함께 접착제의 가장 높은 반응성으로 수행되는 판금 라멜라의 접합을 가능하게 한다. 언급된 실험은 하기에 구체예로 제공된다.
본 발명에 따라 제공된 판금의 경우, 전기 모터용 판금 코어의 특히 유리한 생산이 가능한 이유는, 개발자의 지식에 따르면, 인라인 방식(예를 들어, 연속 처리 방식)과 오프라인 방식(예를 들어, 베이킹 바니시 본딩 기반 방식) 모두에서 높은 경제적 효율성으로 사용할 수 있는, 추가 처리를 위해 준비된 출발 물질이 처음으로 제공되었기 때문이다.
이러한 특히 유리한 특성의 조합에 더하여, 놀랍게도 본 발명에 따라 제공된 판금은 또한 장기간 안정하다는 것이 발견되었다. 이는, 특히 판금 코어의 인라인 생산 가능성과 함께 조합하여, 특히 본 발명에 따라 제공된 판금은 자동차 산업의 전형적인 생산 공정에 통합되기 위한 기본 요건을 충족한다는 것을 의미하고, 그 이유는, 장기간 안정성으로 인해, 장기간(적어도 최대 몇 주)에 걸쳐 저장이 가능하고, 온도 안정성으로 인해, 일반적으로 또한 한여름에 비강화(non-tempered) 트럭에서 수행되고 더 장기간에 걸쳐 적어도 40℃의 온도를 견딜 수 있어야 하는 적시 배송으로 처리가 가능하기 때문이다.
본 발명에 따라 제공되는 판금의 또 다른 이점은 기계적으로 안정하다는 것, 즉 특히 접착제가 처음에 언급된 베이킹 바니시 방법으로부터 이전에 사용된 접착제와 비교하여 압축될 때 치수적으로(dimensionally) 안정하게 유지된다는 점이다.
접착력은 또한 아래에 표시된 예에서 알 수 있듯이 온도에 안정적이다. 기존의 베이킹 바니시 시스템과 달리, 프레싱(pressing) 동안 접착 시스템에서 소위 압착(squeezing)이 발생하지 않거나 매우 감소된 정도로만 발생한다.
판금의 표적 조합을 통한, 전기 이동성에 사용하기 위해 특별히 선택된 판금 및 특별히 선택된 접착제 조성물의 추가 개발에서, 대규모 산업 분야, 특히 자동차 산업의 경우, 이전에 알려지지 않은 특성 조합, 즉 판금 코어 및 전자기 부품의 가능성이 제공된다. 이는 본 발명을 구현하는 당업자에게 이전에 알려지지 않은 유연성을 제공한다.
예를 들어 전자기, 기계 및 열 기계 설계, 다른 판금 선택 가능성, 라멜라 설계의 더 큰 구성 자유도, 가능한 구성요소 허용 오차 및 매질 및/또는 열 유도와 관련된 이점과 같은 잠재적인 이점이 있다. 구성요소 및 기계 생산(예: 소형 및 견고한 구성요소를 취급할 때) 및 기계적 처리 측면에서 추가 이점이 발생한다. 본 발명에 따른 판금 중 하나 또는 그 개발 중 하나를 갖는 전기 기계의 추가 이점으로는 더 높은 성능 및 효율성, 더 작은 필요한 설치 공간, 더 나은 기하학적 특성(전자기 부품의 치수 안정성이 향상된다는 이점과 함께, 특히 일정한 표면 압력을 사용하여, 예를 들어 정지에 대한 재압축을 통해 달성할 수 있음) 및 설계에 따른, 음향적 이점이 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 전자기 부품의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 전기 기계용 판금 코어, 바람직하게는 전기 모터가 전자기 부품으로서 제공될 수 있다. 판금 코어는 바람직하게는 고정자 코어 또는 회전자 코어, 즉 고정자 또는 고정자의 일부 또는 회전자 또는 회전자의 일부인 것이 바람직하다.
이 방법에는 다음 단계가 있다:
A) 첫 번째 단계에서, 본 발명 또는 그 개발 중 하나에 따른 판금이 제공된다. 판금은, 예를 들어 판금 스트립에서 분리된 전기 강 스트립 또는 인쇄 회로 기판일 수 있다.
B) 판금은 인라인 시스템으로 이송된다. 인라인 시스템에는 최소한 다음의 스테이션(stations)이 있다: 펀칭 도구, 적외선 방출 수단 및 압출 펀치.
"인라인 시스템(inline system)"이라는 용어는, 다수의 처리 스테이션, 즉 적어도 위에서 언급한 스테이션이 미리 정해진 순서로 배열되고, 인라인 시스템에 공급되는 판금(예: 전기 강 스트립)이 미리 정해진 스테이션에서 자동으로 및 순차적으로 처리된다는 것을 의미한다.
펀칭 도구는, 하나, 바람직하게는 4개와 같은, 하나 이상의 라멜라가 판금에서 펀칭되는 도구이다. 단계 C)에서, 라멜라는, 관련 펀칭된 라멜라와 인라인 시스템에서 원래 이송된 판금 사이에 다수의 연결 웹, 예를 들어 3개의 연결 웹이 남아 있도록 하는 방식으로 바람직하게는 펀칭 도구를 사용하여 펀칭되어, 펀칭된 라멜라는 여전히 판금의 필수적인 부분이 되도록 한다. 이는, 인라인 시스템을 통해, 판금, 특히 금속 스트립과 함께, 라멜라를 추가로 이송하는 데 사용된다.
상기 문맥에서, "라멜라(lamella)"라는 용어는, 판금으로부터 절단하여 얻어지는 성형 부품, 특히 펀칭에 의해 얻어지는 성형 부품을 의미한다.
바람직한 대안에서, 전자기 부품, 바람직하게는 회전자 코어는, 종래의 적층 공정, 예를 들어 스탬핑 적층에 의해 생산되고, 추가의 전자기 부품, 바람직하게는 종래 생산된 고정자 코어와 동일한 전기 기계용 고정자 코어는 전술한 본 발명에 따른 방법을 사용하여 제조된다. 이는, 예를 들어 조합된 방법으로 또는 순차적으로 발생할 수 있다. 응력 제거 어닐링(Stress relief annealing) 또는 재결정화 어닐링(recrystallization annealing), 선택적으로 추가로 도포 단계, 활성화 단계 및/또는 검사 단계는 바람직하게는 포장 전에 수행될 수 있다. 이 맥락에서 활성화 단계는 사용된 접착제의 활성화를 의미한다.
적외선을 방출하기 위한 수단은, 특히 NIR 이미터(emitter), 즉 NIR 파장 스펙트럼, 즉 780nm와 3μm 사이의 파장을 갖는 전자기 복사를 방출하도록 설계된 램프로 설계될 수 있다.
본 발명의 바람직한 방법에서, 성형 부품은 NIR 파장 범위에서 조사(조사(照射)되고, 바람직하게는 0.8마이크로미터 내지 1.2마이크로미터의 파장이 사용되며, 특히 바람직하게는 최대 광도가 0.85마이크로미터 내지 0.9마이크로미터의 파장을 갖는 NIR 방사선으로 달성된다. 활성화(방사(irradiation))는 결합에 사용할 수 있는(활성화된) 도포된 표면 영역에서만 발생한다. 필요한 영역만 활성화하기 위해 나머지 영역은 스크린으로 가려진다. 전체 높이에 도달할 때의 개별 판금 코어의 분리는, 개별 라멜라를 과활성화하여 수행되어, 더 이상 반응성을 나타내지 않아, 더 이상 결합되지 않는다.
또한, 언급한 바와 같이, 인라인 시스템에는 압출 펀치가 있다. 이 압출 펀치는, 판금 표면에 수직으로 힘을 가함으로써, 하나 이상의 웹에 의해, 판금, 특히 금속 스트립에 여전히 연결된 라멜라를, 판금으로부터 웹 또는 웹들을 분리함으로써, 순차적으로 분리하는 펀치이고, 바람직하게는, 동일한 공정 단계에서, 라멜라는, 라멜라가 수집되는, 판금 아래에 배열된 수용 장치로 운반된다.
인라인 시스템 내에서, 전기 구성요소, 특히 고정자 라멜라 또는 회전자 라멜라로 설계된 성형 부품은, 바람직하게는 성형 부품의 추가 이송을 위해 판금에 대한 충분한 연결을 갖는, 펀칭 도구, 하나의 웹 또는 복수의 웹, 특히 3개의 웹과 함께, 단계 A)에서 제공된 판금으로부터 펀칭된다.
D) 단계 C)에서 형성된 성형 부품의 접착 커버링은 접착 커버링을 활성화하기 위해 적외선을 출력하는 수단에 의해 적외선으로 방사된다. 다시 말해서, 예를 들어 접착제의 100℃ 내지 250℃의 활성화 온도에 충분한, 5 내지 10 킬로와트의 방출력에서 0.5 내지 1 초의 기간 동안 조사함으로써, 판금 및 특히 접착제에서 활성화를 위한 충분한 온도가 발생한다.
성형 부품은 압출 펀치로 압출되고, 바람직하게는 동일한 움직임으로, 성형 부품은 포지셔닝 영역(positioning region)이 위치한 수용 장치 내로 도입된다. 포지셔닝 영역은, 이미 존재하는 성형 부품과 관련하여 포지셔닝 영역으로 들어가는 성형 부품을 위치 지정 및/또는 각도 정렬하는 데 사용되어, 최종적으로 정렬되고 활성화된 접착제가 제공되는 성형 부품 스택이 얻어진다.
포지셔닝 영역은, 예를 들어, 압출 후, 성형 부품이 중력에 의해 성형 부품의 기존 스택으로 떨어지는 방식의, 성형 부품의 이송 평면 아래에 있는, 원통형 튜브일 수 있다. 성형 부품의 정렬은, 예를 들어 성형 부품의 단면에 실질적으로 대응하고 의도된 위치에서 그와 정렬되는 측면 단면을 갖는 원통형 중공 튜브로 설계된, 포지셔닝 영역을 통해 발생한다.
단계 C) 내지 E)는 원하는 수의 성형 부품이 포지셔닝 영역에 있고 성형 부품 스택을 형성할 때까지 원하는 만큼 반복된다. 펀칭 도구 및 압출 펀치는 특히 바람직하게는 동일한 프레스의 일부이며, 펀칭 및 압출 공정이 고도로 동기화된다는 이점이 있다.
적외선을 출력하기 위한 수단은 특히 바람직하게는 펀칭 도구와 압출 펀치 사이에 배치되고, 제1 판금 표면 위의 펀칭 방향으로 향하는 적어도 하나의 상부 램프, 펀칭 도구가 위치하는, 판금의 다른 면에 위치되고 펀칭 방향에 대해 향하는 적어도 하나의 하부 램프를 갖거나, 또는 적어도 하나의 상부 램프와 적어도 하나의 하부 램프 모두를 갖는다. 라멜라 표면에서 램프의 정렬은 반드시 직각일 필요는 없지만, 다른 각도로 수행될 수도 있다.
특히 상부 및 하부 램프가 존재하는 경우에, 접착제의 활성화는 제1 및 반대쪽 제2 판금 면 모두에서 특히 적합한 방식으로 가능하고, 서로에게 기대되는 판금의 우수한 접착력을 갖는 유리한 결과를 갖는다.
방법의 특히 바람직한 개발에 따르면, 원하는 수의 성형 부품으로 마지막 성형 부품을 위치시킨 후, 얻어진 판금 코어를 후속적으로 압축한다. 압축 단계는 축 방향의 단면에 균일한 표면 압력으로 판금 코어의 축 방향으로 판금 코어를 압축함으로써 수행된다. 압축을 통해, 개별 성형 부품 사이에 접착 결합이 특히 잘 생성되어 판금 코어의 수명에 기여한다. 다운스트림(downstream) 압축 단계는 바람직하게는 다운스트림 압축 스테이션의 프레스 외부에서 수행된다. 그러나, 대안적으로, 압축 단계는, 펀칭 도구에서, 압출 펀치의, 바람직하게는 부분적 또는 전체적 압력에 의해 수행될 수도 있다.
단계 C) 내지 E)는 분당 적어도 80회, 바람직하게는 분당 적어도 100회, 특히 바람직하게는 분당 적어도 120회, 및/또는 분당 최대 1000회, 바람직하게는 분당 최대 300회, 특히 바람직하게는 분당 최대 220회의 스트로크 속도(stroke rate)로 수행하는 것이 바람직하다. 이는 스트로크 속도에 대응하는 다수의 성형 부품이 1분 내에 포지셔닝 영역에 도입된다는 것을 의미한다.
대안적인 방법은, 하나의 판금 또는 복수의 판금, 바람직하게는 전기 강 스트립을 제공한 후, 단계 A)에서 제공된 판금으로부터 다수의 성형 부품이 단계 B)의 펀칭 도구에서 펀칭되고, 그 후 위치 정렬된 그리고/또는 각도 정렬된 성형 부품의 겹침이 수행되고 이러한 성형 부품은, 예를 들어 오븐(oven)으로 설계될 수 있는 별도의 스테이션에서 압축되고, 미리 정해진 시간 동안 미리 정해진 온도 또는 미리 정해진 온도 범위의 온도로 가열되는 것을 제공한다. 이 절차는 서두에 설명된 베이킹 바니시 방법에서 알려진 절차와 매우 유사하지만, 사용되는 출발 물질이 다르고, 이는 특히 서두에 언급한 물질 중 하나이다. 서두에서 언급한 재료를 통해서만, 한편으로 긴 보관 시간을 달성할 수 있고 동시에 특정 수의 완성된 판금 패키지가 포함된 판금 코어 제공을 달성할 수 있어, 결과적으로 대량 생산에서 이 방법의 좋은 사용을 기대할 수 있다.
미리 정해진 시간은 바람직하게는 10분 내지 60분, 특히 바람직하게는 10분 내지 40분이다. 본 발명에 따라 사용된 초기에 언급된 판금의 경우, 이 기간은 완성된 판금 코어를 얻기에 완전히 충분하다. 미리 정해진 온도는 특히 바람직하게는 100℃ 내지 200℃, 특히 100℃ 내지 150℃이다. 예를 들어 실험실 실험에서, 샘플은 120℃의 지정된 온도와 30분의 지정된 시간으로 성공적으로 제조될 수 있다. 이 실시예는 또한, 더 높은 온도와 더 긴 시간이 일반적인 종래의 베이킹 바니시 방법(예: 190℃에서 60분 동안 어닐링)과 비교하여 본 발명에 따른 방법의 이점 중 하나를 보여준다. 그 이유는 이전에 사용된 접착제보다 훨씬 더 반응성인 접착제를 갖는 판금을 제공하는 것이 가능했기 때문이다. 실제로 요구되는 접합 매개변수(bonding parameters)(시간/압력 및 온도)에 대한 주요 영향은, 예를 들어 구성요소에 설정된 코어 온도가 접합 방법의 과정에 영향을 미치기 때문에, 특히 가까운 형상에 따라 다르다.
판금 코어의 에지는 판금 코어의 에지 또는 측면 상의 임의의 접착제 잔류물을 제거하기 위해 상기 코어를 제조하는 방법에 따라 세척될 수 있다. 세척은 화학적 및/또는 기계적으로 수행할 수 있다.
접착제 층의 강도를 증가시키기 위해, 접착 커버링에 무기 및/또는 유기 섬유를 배치하도록 제공될 수 있다.
실시예
본 발명에 따른 판금 및 본 발명에 따른 방법에 대한 이의 유리한 작용의 실시예는 수행된 실험의 결과이다.
다음 샘플이 제조되었다:
재료 코드(material code) 1.0816(EN 10027-2에 따름), 두께 0.5mm, 길이x너비: 200x150mm인 전기 강 스트립 M800-50A(EN 10027-1에 따름)로 제조된 인쇄 회로 기판,
샘플 0, 1, 2, 및 3이 제조되었다. 샘플 0, 1, 및 2는 비교 샘플이고, 이들은 본 발명에 따른 것이 아닌 접착제로 덮여 있다.
샘플 3은 본 발명에 따른 샘플이다.
제조된 샘플은 상기 언급한 유형의 인쇄 회로 기판이고, 다음 매개변수에 따라 도포 롤러를 사용하여 접착제로 도포되었다:
Figure pct00003
층 두께
샘플 0: 첫 번째 표면: 6μm, 두 번째 표면: 0μm,
샘플 1: 첫 번째 표면: 6μm, 두 번째 표면: 0μm,
샘플 2: 첫 번째 표면: 4μm, 두 번째 표면: 2μm,
샘플 3: 첫 번째 표면: 4μm, 두 번째 표면: 2μm.
각각의 샘플 유형으로 복수의 표본을 제조하였다. 장기 안정성을 실험하기 위해, 18개의 샌드위치 구조가 두 개의 동일한 샘플로 제조되었다.
동일한 유형의 두 샘플을 200mm×200mm의 플레이트 면적과 3N/mm2의 표면 압력을 갖는 플레이트 프레스(plate press)를 사용하여 접착했고, 접착제는 30분 동안 120℃로 가열하고 120℃에서 유지함으로써 오븐에서 활성화되었다. 그런 다음 8개의 샘플을 오븐에 넣고 40℃에서 보관하였다. 매주 샘플을 채취하고 전단 값 실험을 수행하였다(DIN EN 1465 기준). 또한, 상온에서 보관된 표본에 대해 매주 전단 값 실험을 수행하였다. 실험 결과를 도 1a와 1b에 도시하였다.
상기 결과로부터, 실온에서, 본 발명에 따라 사용된 조성물이 기준 샘플인 샘플 0, 샘플 1, 및 샘플 2보다 더 나은 전단 값을 가짐을 알 수 있다. 6주 후에 실험된 샘플 0은 상당히 감소된 전단 값을 가졌다; 8주 후, 샘플 0은 0의 전단 값을 가졌다.
40℃에서 보관하면 늦어도 1주일 후에 기준 샘플 0에 대한 전단 값이 0이 되고, 즉, 샘플은 40℃에서 보관 안정성이 없다. 2주 후, 샘플 1과 샘플 2는 7.0N/mm2 이상의 양호한 전단 값이 거의 변하지 않았으나, 3주 보관 후 현저히 저하되기 시작했다.
모든 경우에, 표면이 양면으로 덮인 샘플 2의 전단 값은 표면이 한쪽으로 덮인 샘플 1의 전단 값보다 높다.
특히, 샘플 3은 40℃ 보관에서 4주 후에도 거의 변화가 없는 양호한 전단 값으로 최상의 보관 안정성을 가짐을 알 수 있다. 얻을 수 있는 유일한 샘플은, 40℃에서 4주 동안 보관한 후에도, 여전히 우수한 전단 값이 변하지 않은 인쇄 회로 기판 샌드위치였다. 효용 당시에는, 실험이 계속 진행 중이었다.
또한, 완성된 샌드위치에 대해 실험을 수행하고, 실험 온도로 가열한 다음, 잠시 열을 가한 후, 전단 값 실험을 수행하였다.
Figure pct00004
상기 결과는 샘플 2와 샘플 3 모두 기계적 안정성을 잃지 않고 일정 기간 동안 최대 200℃의 고온을 견딜 수 있음을 보여준다. 특히, 샘플 3의 전단 값이 비교 샘플 2의 전단 값보다 현저히 높은 것을 알 수 있다.
샘플 0을 기준으로 온도 실험을 하였고, 150℃로 가열한 후 약 0.90N/mm²의 전단 값을 얻은 것으로 나타났다. 따라서, 샘플 3에 기초하여, 본 발명에 따른 판금이 이미 공지된 판금에 비해 더 온도-안정적인 판금 코어의 제조에 적합하다는 것이 발견되었다.
전기 모터용 판금 코어를 제조하는 방법의 제1 구체예의 실시예가 도 2a에 도시되어 있다. 플라스틱 재료로 이미 덮인 판금, 특히 무방향성 전기 강 스트립(1)이 제공된다. 이는 인라인 시스템으로 이송된다. 제1 스테이션에서, 다수의 압출 펀치(4)는, 회전자 라멜라 또는 고정자 라멜라로 설계된, 성형 부품(2)이 압출되도록 한다. 후속 스테이션에서, 성형 부품은 적외선 복사(5)를 출력하기 위한 NIR 이미터로 설계된 수단에 의해 조사되고, 결과적인 가열은 성형 부품의 접착 커버링을 활성화한다. 그런 다음 성형 부품은 압출 펀치(6)로 압출되고 포지셔닝 영역에 모아져 위치-지향 및/또는 각을 이룬 방식으로 스택(3)을 형성한다. 마지막으로, 압축 스테이션에서, 접착제가 경화되고 완성된 판금 코어가 제거될 수 있을 때까지, 압축 램(7)을 사용한 압축이 발생한다.
도 2b는 공지된 베이킹 바니시 공정과 유사한 제조 공정이다. 도 2b의 방법은 특히 접착 커버링이 활성화되기 전에 성형 부품(2)이 압출되고 스택(3)이 형성된다는 점에서 도 2a의 방법과 상이하다. 접착제는, 예를 들어 100℃ 내지 200℃의 온도에서, 오븐(8)에서만 최종적으로 활성화되며, 샘플은 동시에 스탬프(7)에 의해 압축된다.

Claims (32)

  1. 전자기 부품, 특히 고정자 코어 또는 회전자 코어를 제조하기 위한 판금으로서,
    상기 판금은 열 활성화 접착제의 접착 커버링(adhesive covering)으로 도포되고,
    상기 접착제는:
    60중량부의 고체 수지 형태의 에폭시 수지;
    0.5-15중량부의 잠재성 경화제; 및
    1-15중량부의 잠재성 촉진제;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 판금.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접착제는:
    1 내지 10 중량부의 잠재성 경화제, 바람직하게는 2 내지 5 중량부의 잠재성 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 판금.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에폭시 수지는 비스페놀 A 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 판금.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잠재성 경화제는 디시안디아미드(dicyandiamide), 이미다졸, BF3 아민 착물, 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 판금.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제는:
    1 내지 10 중량부의 잠재성 촉진제, 바람직하게는 1 내지 5 중량부의 잠재성 촉진제, 특히 바람직하게는 2 내지 5 중량부의 잠재성 촉진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 판금.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제는 추가로, 램프 블랙(lamp blacks)의 군 및/또는 수용성 염료의 군으로부터 선택되는, 0.2 내지 8 중량부의 흡수 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 판금.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잠재성 촉진제는 요소 유도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 판금.
  8. 제7항에 있어서, 상기 요소 유도체는 N,N-디메틸우레아 또는 N,N'-디메틸우레아 또는 바람직하게는 관능기로서 2개의 요소기를 갖는 이관능성(bifunctional) 요소 유도체, 특히 바람직하게는 4,4'-메틸렌-비스-(페닐디메틸우레아), 또는 상기 복수의 혼합물인 것을 특징으로 하는 판금.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 비대칭적으로 치환된 요소가 또한 또는 배타적으로 상기 요소 유도체로서 사용되는 것을 특징으로 하는 판금.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요소 유도체는 화합물(물질)
    Figure pct00005
    이고,
    상기 R은 수소 또는
    Figure pct00006
    에 따른 기이고(여기서 n은 0 또는 1, 바람직하게는 1이고, X는 O 또는 S, 바람직하게는 O이고),
    X는 O 또는 S, 바람직하게는 O이고,
    R1, R2, 및 R3는 각각 수소, 할로겐, 니트로기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 알콕실기, 아릴기, 또는 아릴옥실기이고,
    R4는 알킬기, 알케닐기, 시클로알킬기, 시클로알케닐기, 할로겐, 히드록실, 또는 시아노로 선택적으로 치환된 아랄킬기, 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 특히 바람직하게는 메틸이고,
    R5는 R4 또는 알콕실기와 유사하고, 선택적으로 R4와 함께 헤테로시클릭 고리를 형성하고, 또는 N,N-디메틸-N'-(3,4-디클로로페닐)우레아 또는 N,N-디메틸-N'-(3-클로로-4-메틸페닐)우레아 또는 N,N-디메틸-N'-(3-클로로-4-메톡시페닐)우레아 또는 N,N-디메틸-N'(3-클로로-4-에틸페닐)우레아 또는 N,N-디메틸-N'-(4-메틸-3-니트로페닐)우레아 또는 N-(N'-3,4-디클로로페닐카르바모일)모르폴린 또는 N,N-디메틸-N'(3-클로로-4-메틸페닐)티오-우레아이고,
    상기 화합물의 요소 유도체는 바람직하게는 4,4'-메틸렌-비스-(페닐디메틸우레아)이고; 또는 상기 전술한 화합물 중 2개, 3개, 또는 그 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 판금.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요소 유도체의 입자는 1㎛ 내지 30㎛의 평균 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 판금.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착 커버링은 한쪽 또는 양쪽 면의 상기 판금에 적용되고 1㎛ 내지 20㎛, 바람직하게는 2㎛ 내지 8㎛, 특히 바람직하게는 4㎛ 내지 6㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 판금.
  13. 제12항에 있어서, 상기 접착 커버링은 제1 두께를 갖는 제1 판금 표면의 제1 부분 커버링 및 제2 두께를 갖는 제2 판금 표면의 제2 부분 커버링으로 구성되고, 상기 제1 두께는 바람직하게는 적어도 1.5배, 특히 바람직하게는 상기 제2 두께의 2배인 것을 특징으로 하는 판금.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 바니시 층이 상기 판금과 접착 층 사이에 배치되고 그리고/또는 절연 바니시만이 상기 접착 층의 반대편에 배치되는 것을 특징으로 하는 판금.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 판금은 전기 강 스트립, 특히 무방향성 전기 강 스트립이거나, 또는 무방향성 전기 강 스트립으로부터 분리된 것을 특징으로 하는 판금.
  16. 제15항에 있어서, Fe 및 불가피한 불순물 외에:
    0.1 - 3.50 Si;
    0.01 - 1.60 Al;
    0.07 - 0.65 Mn; 및
    선택적으로 최대 0.25 P;
    로 구성되고(모든 데이터는 wt.%):
    바람직하게는, Fe 및 불가피한 불순물 외에:
    2.3 - 3.40 Si;
    0.3 - 1.1 Al;
    0.07 - 0.250 Mn; 및
    선택적으로 최대 0.030 P;
    로 구성되는(모든 데이터는 wt.%) 것을 특징으로 하는 판금.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 판금은, 예를 들어
    Fe 및 불가피한 불순물 외에:
    0.1 - 4.0 Si;
    0.01 - 2.60 Al;
    0.07 - 3.0 Mn;
    선택적으로 최대 0.5 P;
    선택적으로 최대 0.015 B;
    선택적으로 최대 0.2 Sb;
    선택적으로 최대 0.01 Zn;
    선택적으로 최대 5 Cr;
    선택적으로 최대 5 Ni;
    선택적으로 최대 0.25 V;
    선택적으로 최대 0.5 Sn;
    선택적으로 최대 0.01 As;
    선택적으로 최대 0.3 Nb;
    선택적으로 최대 0.5 W;
    선택적으로 최대 0.85 Zr;
    선택적으로 최대 0.2 Mo;
    선택적으로 최대 1.0 Cu;
    선택적으로 최대 0.5 Ti;
    선택적으로 최대 0.5 C; 및
    선택적으로 최대 0.01 Ce;
    로 구성되는(모든 데이터는 wt.%) 연자성, 금속 재료인 것을 특징으로 하는 판금.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 0.05mm 내지 2.5mm, 바람직하게는 0.15mm 내지 0.4mm의 두께와 접착 커버링을 갖는 것을 특징으로 하는 판금.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 판금은 음향 감쇠 기능 층으로 한쪽 또는 양쪽 면이 커버된 샌드위치(sandwich) 또는 판금인 것을 특징으로 하는 판금.
  20. 전자기 부품, 특히 전기 기계용 판금 코어의 제조 방법으로서, 상기 판금 코어는 바람직하게는 고정자 코어 또는 회전자 코어이고, 상기 방법은:
    A) 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 접착 커버링이 제공된 하나의 판금 또는 접착 커버링이 제공된 복수의 판금을 제공하고;
    B) 펀칭 도구, 적외선 방출 수단, 및 압출 펀치를 포함하는 인라인 시스템으로 상기 판금을 이송하고;
    C) 상기 펀칭 도구를 사용하여 단계 A에서 제공된 상기 판금으로부터 고정자 라멜라 또는 회전자 라멜라로 설계된 성형 부품을 펀칭하고;
    D) 단계 C에서 형성된 상기 성형 부품의 접착 커버링을 적외선을 방출하는 상기 수단에 의해 적외선을 방사하여 상기 성형 부품의 접착 커버링을 조사(照射)하고;
    D) 상기 압출 펀치로 상기 성형 부품을 압출하고;
    E) 포지셔닝 영역(positioning region)에서 상기 성형 부품의 위치적으로 정렬된 그리고/또는 각도적으로 정렬된 위치를 지정하고; 그리고
    F) 상기 포지셔닝 영역에서 원하는 수의 성형 부품에 도달할 때까지 단계 C) 내지 E)를 반복하는;
    단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 전자기 부품의 제조는 인라인 공정에서 수행되고, 상기 펀칭 도구와 압출 펀치는 동일한 프레스의 일부인 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 적외선을 방출하는 수단은 상기 펀칭 도구와 압출 펀치 사이에 배치되고:
    - 펀칭 방향으로 제1 성형 부품 표면으로 향하는 적어도 하나의 상부 램프;
    - 상기 펀칭 도구의 다른 면에 존재하는 제2 성형 부품 표면 상으로 펀칭 방향을 향하는 적어도 하나의 하부 램프; 또는
    - 적어도 하나의 상부 램프와 적어도 하나의 하부 램프 둘 다;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원하는 수의 성형 부품의 마지막 성형 부품을 위치시킨 후, 단계 F의 다운스트림(downstream)에서 압축 단계에 의해 얻은 상기 전자기 부품이 단부에서 균일한 표면 압력으로 압축되는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 C 내지 E는 적어도 80/분, 바람직하게는 120/분 내지 300/분의 스트로크 속도(stroke rate)로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 전자기 부품, 특히 전기 기계용 판금 코어의 제조 방법으로서, 상기 판금 코어는 바람직하게는 고정자 코어 또는 회전자 코어이고, 상기 방법은:
    A) 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 접착 커버링이 제공된 하나의 판금 또는 접착 커버링이 제공된 복수의 판금을 제공하고;
    B) 펀칭 도구를 사용하여 단계 A에서 제공된 상기 판금으로부터, 다수의 라멜라, 특히 고정자 라멜라 또는 회전자 라멜라로 설계된 성형 부품을 펀칭하고;
    C) 위치 정렬 및/또는 각도 정렬 방식으로 상기 성형 부품을 중첩하고;
    D) 상기 중첩된 성형 부품을 압착하고;
    E) 미리 정해진 온도에서 미리 정해진 시간 동안 상기 중첩된 성형 부품을 가열하고; 그리고
    F) 선택적으로, 원하는 수의 성형 부품 중 마지막 성형 부품을 위치시킨 후, 상기 성형 부품 표면에 수직인 방향의 단부에서 균일한 표면 압력으로 단계 E의 다운스트림에서 압축 단계에 의해 얻은 전자기 부품을 압축하는;
    단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 미리 정해진 시간은 10분 내지 60분, 바람직하게는 10분 내지 40분인 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 미리 정해진 온도는 100℃ 내지 200℃, 바람직하게는 100℃ 내지 150℃인 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제20항 내지 제27항 중 어느 한 항에 따른 방법을 사용하여 제조된 것을 특징으로 하는 전기 기계용 전기 부품 또는 판금 코어.
  29. 제28항에 있어서, 고정자 또는 회전자로서 설계된 것을 특징으로 하는 판금 코어.
  30. 제29항에 따른 고정자 및/또는 회전자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 기계, 특히 전기 모터.
  31. 제30항에 있어서, 승용차, 트럭, 동력 이륜차, 소형 전기 자동차, 항공기, 또는 드론용 전기 모터로 설계된 것을 특징으로 하는 전기 기계.
  32. 제28항에 따른 전기 부품을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 기계.
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