TWI726763B - 自黏型塗膜電磁鋼片、積層鐵芯及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明有關於一種自黏型塗膜電磁鋼片、積層鐵芯及其製造方法。於特定烘烤溫度下，藉由特定組成份及特定厚度之經烘烤的塗膜，所製得之自黏型塗膜電磁鋼片具有適當的動摩擦係數與算術平均高度粗糙度，以及良好的絕緣性。進一步，於特定黏結溫度下，使用前述自黏型塗膜電磁鋼片所製得之積層鐵芯具有良好的室溫下黏結強度。

Description

自黏型塗膜電磁鋼片、積層鐵芯及其製造方法

本發明係關於一種自黏型塗膜電磁鋼片、積層鐵芯及其製造方法，且特別是有關於一種能夠提供適當的動摩擦係數(kinetic coefficient of friction，COF _k)與算術平均高度粗糙度(arithmetical mean roughness in height，R _a與良好的絕緣性之自黏型塗膜電磁鋼片與良好的室溫下黏結強度之積層鐵芯，以及其製造方法。

電磁鋼片應用於發電機、變壓器及馬達的積層鐵芯。傳統上，使用焊接或鉚接的方式，將複數個電磁鋼片組裝成積層鐵芯。然而，前述之焊接方式存在積層鐵芯的邊緣短路與層間絕緣性下降的問題，並且前述之鉚接方式存在積層鐵芯黏結強度不夠的問題。因此，發展出自黏型塗膜電磁鋼片的黏結方式，以解決焊接方式及鉚接方式所導致的問題。

雖然，自黏型塗膜電磁鋼片的黏結方式可以避免焊接方式及鉚接方式所產生之缺點，但是，自黏型塗膜電磁鋼片的製造過程可能產出具有不適當的動摩擦係數與粗糙度，以及不佳的絕緣性之塗膜電磁鋼片，其會降低積層鐵芯的黏結強度。此外，在自黏型塗膜電磁鋼片的黏結步驟中，不適當的黏結條件亦會導致積層鐵芯的黏結強度不佳。

有鑑於此，亟需發展一種新的自黏型塗膜電磁鋼片、積層鐵芯及其製造方法，以改善上述缺點。

為了解決上述問題，本發明之一態樣係提供一種自黏型塗膜電磁鋼片之製造方法。藉由特定組成份及特定厚度之經烘烤的塗膜所製得之自黏型塗膜電磁鋼片具有適當的動摩擦係數。

本發明之另一態樣係提供一種自黏型塗膜電磁鋼片。此自黏型塗膜電磁鋼片係利用前述之自黏型塗膜電磁鋼片之製造方法所製得，並且具有適當的算術平均高度粗糙度。

本發明之再一態樣係提供一種積層鐵芯之製造方法。此積層鐵芯之製造方法係於特定黏結溫度下，利用複數個前述自黏型塗膜電磁鋼片，而製得積層鐵芯。

本發明之又一態樣係提供一種積層鐵芯。此積層鐵芯係利用前述積層鐵芯之製造方法所製得，且具有良好的室溫下黏結強度。

根據本發明之一態樣，提出一種自黏型塗膜電磁鋼片之製造方法。在此自黏型塗膜電磁鋼片之製造方法中，先塗佈塗膜組成物於電磁鋼片上，以形成塗膜。然後，對塗膜進行烘烤步驟，以製得自黏型塗膜電磁鋼片，其中經烘烤之塗膜的厚度為大於0.8μm至小於或等於5.5μm，且自黏型塗膜電磁鋼片的表面之動摩擦係數為等於或大於0.05至小於0.25。前述塗膜組成物包含水性含羥基樹脂(A)、水性硬化劑(B)、奈米膠體溶液(C)、矽烷偶合劑(D)及蠟分散液(E)，其中根據水性含羥基樹脂(A)之含量為100重量份，蠟分散液(E)之含量為0.1重量份至0.5重量份。

依據本發明之一實施例，根據水性含羥基樹脂(A)之含量為100重量份，奈米膠體溶液(C)之含量為等於或大於2重量份至小於13重量份。

依據本發明之另一實施例，水性硬化劑(B)包含碳二亞胺(carbodiimide)類化合物。

依據本發明之再一實施例，烘烤步驟之烘烤溫度為大於150℃至小於330℃。

根據本發明之另一態樣，提出一種自黏型塗膜電磁鋼片。此自黏型塗膜電磁鋼片係利用前述之自黏型塗膜電磁鋼片之製造方法所製得，其中自黏型塗膜電磁鋼片的表面之算術平均高度粗糙度為0.20μm至0.35μm。

依據本發明之一實施例，根據JIS-C2550標準方法，自黏型塗膜電磁鋼片之絕緣性為不小於10Ωcm ²/片。

根據本發明之再一態樣，提出一種積層鐵芯之製造方法。在前述積層鐵芯之製造方法中，先堆疊複數個前述之自黏型塗膜電磁鋼片，再對於堆疊的此些自黏型塗膜電磁鋼片進行黏結步驟，以製得積層鐵芯，其中黏結步驟的黏結溫度為140℃至260℃。

依據本發明之一實施例，黏結步驟的黏結時間為10秒至90秒。

依據本發明之另一實施例，黏結步驟的黏結壓力為0.5N/mm ²至3.5N/mm ²。

本發明之又一態樣係提供一種積層鐵芯。此積層鐵芯係利用前述之積層鐵芯之製造方法所製得，其中積層鐵芯之室溫下黏結強度為0.5N/cm ²至20N/cm ²。

應用本發明之自黏型塗膜電磁鋼片及其製造方法，其中於特定烘烤溫度下，藉由特定組成份及特定厚度之經烘烤的塗膜，由此所製得之自黏型塗膜電磁鋼片具有適當的動摩擦係數與算術平均高度粗糙度，以及良好的絕緣性。進一步，應用本發明之積層鐵芯及其製造方法，其中於特定黏結溫度下，使用前述自黏型塗膜電磁鋼片，而製得具有良好的室溫下黏結強度之積層鐵芯。

以下仔細討論本發明實施例之製造和使用。然而，可以理解的是，實施例提供許多可應用的發明概念，其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論之特定實施例僅供說明，並非用以限定本發明之範圍。

請參閱圖1，其為本發明之一實施例之自黏型塗膜電磁鋼片之製造方法的流程示意圖。在自黏型塗膜電磁鋼片之製造方法100中，首先將塗膜組成物塗佈於電磁鋼片上，以形成塗膜，如步驟110所示。

在步驟110後，對前述塗膜進行烘烤步驟，以製得自黏型塗膜電磁鋼片，其中經烘烤之塗膜的厚度為大於0.8μm至小於或等於5.5μm，且烘烤步驟的烘烤溫度為大於150℃至小於330℃，如步驟120所示。在一些實施例中，經烘烤之塗膜的厚度較佳為1.5μm至3.0μm。

當經烘烤之塗膜的厚度小於或等於0.8μm時，自黏型塗膜電磁鋼片表面的動摩擦係數等於或大於0.25。於鋼捲分條製程中，自黏型塗膜電磁鋼片對於分條機羊毛氈產生過大的摩擦力，而導致難以進行分條製程。其次，過薄的經烘烤之塗膜會降低自黏型塗膜電磁鋼片的耐蝕性。再者，當複數個自黏型塗膜電磁鋼片進行黏結步驟時，於黏結溫度下，施加黏結壓力於塗膜時，塗膜會產生流膠，而當經烘烤之塗膜為過薄時，容易發生電磁鋼片之間的直接接觸，而降低自黏型塗膜電磁鋼片的絕緣性及積層鐵芯的室溫下黏結強度。

另一方面，當經烘烤之塗膜的厚度大於5.5μm時，自黏型塗膜電磁鋼片表面的動摩擦係數小於0.05。前述自黏型塗膜電磁鋼片與分條機羊毛氈之間容易滑動，導致無法進行鋼捲盤捲，而難以進行後續積層鐵芯的製造。

在一些實施例中，烘烤步驟的烘烤溫度較佳為170℃至310℃，且更佳為190℃至260℃。前述烘烤係用於除去溶劑，以乾燥塗膜。在此步驟120中，塗膜並未完全固化，以在後續自黏型塗膜電磁鋼片之加壓黏結時，塗膜可進一步固化，以達到黏結電磁鋼片的目的，其中本發明所稱之未完全固化係指塗膜所包含之各組成份之間尚未完全反應完成，即水性含羥基樹脂(A)尚有活性官能基，其可與水性硬化劑(B)及/或矽烷偶合劑(D)進行反應。

當烘烤溫度為大於150℃至小於330℃時，塗膜內的溶劑可被完全移除，沒有殘留的溶劑小分子破壞絕緣，故提升自黏型塗膜電磁鋼片的絕緣性。此外，塗膜並未完全固化，而有利於後續加壓黏結，以提升積層鐵芯之黏結強度。

在一些實施例中，自黏型塗膜電磁鋼片的表面之算術平均高度粗糙度為0.20μm至0.35μm。當經烘烤之塗膜的厚度為大於0.8μm至小於或等於5.5μm時，自黏型塗膜電磁鋼片的表面之算術平均高度粗糙度為0.20μm至0.35μm，且較佳為0.26μm至0.33μm。當自黏型塗膜電磁鋼片的表面之算術平均高度粗糙度為0.20μm至0.35μm時，自黏型塗膜電磁鋼片的表面覆蓋有適當覆蓋量的塗膜，有利於後續加壓黏結，可避免電磁鋼片直接接觸，以提升積層鐵芯之黏結強度。

除了前述動摩擦係數與算術平均高度粗糙度的性質之外，在一些實施例中，根據JIS-C2550標準方法，本發明之自黏型塗膜電磁鋼片選擇性具有不小於10Ωcm ²/片之絕緣性。在其他實施例中，本發明之自黏型塗膜電磁鋼片選擇性具有2.0至1.35μm的最大高度粗糙度(roughness in maximum height，R _z)。

在前述之步驟110中，塗膜組成物包含水性含羥基樹脂(A)、水性硬化劑(B)、奈米膠體溶液(C)、矽烷偶合劑(D)及蠟分散液(E)，其中塗膜組成物不包含含有鉻、鋯、磷之無機酸及其無機酸鹽。

本發明所稱之水性含羥基樹脂(A)係指包含具有二或多個羥基之高分子化合物。進一步，水性含羥基樹脂(A)可為由水性聚氨脂、水性聚醚多元醇、水性聚酯多元醇、聚脲樹脂、聚烯烴樹脂及/或水性環氧樹脂，和丙烯酸與其衍生物所合成之聚合物。舉例而言，丙烯酸與其衍生物包含丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及其鹽類等單體。

具體而言，水性含羥基樹脂(A)可為壓克力與環氧樹脂之共聚物、壓克力與聚脲樹脂之共聚物、壓克力與聚烯烴樹脂之共聚物或其任意之組合。此外，前述環氧樹脂可選擇性包含羧基改質環氧樹脂。較佳地，水性含羥基樹脂(A)為聚氨酯樹脂(A1)、聚酯多元醇樹脂(A2)、甲基丙烯酸樹脂(A3)及羧基改性環氧樹脂(A4)。

水性含羥基樹脂(A)之羥價會影響水性含羥基樹脂(A)於塗膜組成物中的分散性、自黏型塗膜電磁鋼片的耐蝕性及積層鐵芯的黏結強度。在一些實施例中，水性含羥基樹脂(A)之羥價為50mgKOH/g至400mgKOH/g，且較佳為50mgKOH/g至250mgKOH/g。

當水性含羥基樹脂(A)之羥價為50mgKOH/g至400mgKOH/g時，水性含羥基樹脂(A)容易形成緻密且均勻的塗膜，而提升自黏型塗膜電磁鋼片的耐蝕性。

水性含羥基樹脂(A)之重量平均分子量會影響水性含羥基樹脂(A)的斷裂伸長率，進而影響自黏型塗膜電磁鋼片的耐蝕性。在一些實施例中，水性含羥基樹脂(A)之重量平均分子量為10000 g/mole至300000 g/mole，且較佳為10000 g/mole至100000 g/mole。當水性含羥基樹脂(A)之重量平均分子量為10000 g/mole至300000 g/mole時，水性含羥基樹脂(A)的斷裂伸長率為50 %至150 %，以改善塗膜的延展性，從而提升自黏型塗膜電磁鋼片的耐蝕性。

水性含羥基樹脂(A)之玻璃轉換溫度會影響自黏型塗膜電磁鋼片的耐蝕性，以及積層鐵芯的黏結強度。在一些實施例中，水性含羥基樹脂(A)之玻璃轉換溫度為40℃至90℃。當水性含羥基樹脂(A)之玻璃轉換溫度為40℃至90℃時，塗膜具有韌性，而易於塗佈於電磁鋼片表面，以提升自黏型塗膜電磁鋼片的耐蝕性，從而增強積層鐵芯的黏結強度。

在前述塗膜組成物中，水性硬化劑(B)係指碳二亞胺類化合物，且其具有一或多個碳二亞胺基團。在一些實施例中，水性硬化劑(B)可包含但不限於N,N'-二環己基碳二亞胺(N,N'-dicyclohexyl carbodiimide，DCC)、N，N'-二異丙基碳二亞胺(N,N'-diisopropyl carbodiimide，DIC)、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳醯二亞胺(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide，EDC)或其任意之組合。

水性硬化劑(B)之含量會影響塗膜對於電磁鋼片的耐蝕性及積層鐵芯的黏結強度。根據前述水性含羥基樹脂(A)之含量為100重量份，水性硬化劑(B)之含量為5重量份至20重量份，且較佳為8重量份至15重量份。當水性硬化劑(B)之含量為5重量份至20重量份時，水性硬化劑(B)可使得電磁鋼片的塗膜經加壓黏結後產生足夠的交聯度，從而提升自黏型塗膜電磁鋼片的耐蝕性與積層鐵芯的黏結強度。

本發明之水性硬化劑(B)係碳二亞胺類化合物。申言之，在一般情況下，本發明之聚氨酯樹脂(A1)、聚酯多元醇樹脂(A2)、甲基丙烯酸樹脂(A3)及羥基改性環氧樹脂(A4)不易與芳香族胺不起反應。另外，本發明之聚氨酯樹脂(A1)、聚酯多元醇樹脂(A2)、甲基丙烯酸樹脂(A3)及羥基改性環氧樹脂(A4)與做為硬化劑之封閉型異氰酸酯所形成之塗膜的緻密程度不佳，其原因係由於封閉型異氰酸酯在烘烤過程發生解封，閉型異氰酸酯之解封後的保護基團氣化揮發，容易在塗膜結構中形成氣孔，造成塗膜緻密程度不佳，進而降低耐蝕性。本發明之聚氨酯樹脂(A1)、聚酯多元醇樹脂(A2)、甲基丙烯酸樹脂(A3)及羥基改性環氧樹脂(A4)與做為硬化劑之雙氰胺所製得之塗膜不具良好的固化能力，其原因係由於聚氰胺類硬化劑固化交聯的溫度較高，須要較高的反應溫度與較長的反應時間。

在前述塗膜組成物中，奈米膠體溶液(C)係指由平均粒徑為0.01μm至0.5μm的粒子所形成之膠體溶液，其中前述粒子的組成份可選自於鹼金屬、鹼土金屬、主族金屬、類金屬及過渡金屬等氧化物所組成之群組。在一些實例中，奈米膠體溶液(C)包含二氧化矽奈米膠體溶液(C1)、氧化鋁奈米膠體溶液(C2)、二氧化鈦奈米膠體溶液(C3)或其組合。

在一些實例中，根據水性含羥基樹脂(A)之含量為100重量份，奈米膠體溶液(C)之含量為等於或大於2重量份至小於13重量份，且較佳為6重量份至11重量份。

當奈米膠體溶液(C)之含量為等於或大於2重量份至小於13重量份時，奈米膠體溶液(C)的粒子為安定的，不會聚集成大顆粒，以使得塗膜平整性及均勻度變佳，而使得自黏型塗膜電磁鋼片具有適當的動摩擦係數，有利於鋼捲盤捲。此外，奈米膠體溶液(C)的粒子本身為非導電性且不易因烘烤而縮減自身的體積，而可提升自黏型塗膜電磁鋼片的絕緣性。

在前述塗膜組成物中，矽烷偶合劑(D)係用於提供塗膜與電磁鋼片之間的附著。詳言之，矽烷偶合劑(D)會形成二維或三維交聯結構之矽-氧(Si-O)鍵，且於矽烷偶合劑(D)與電磁鋼片表面間之黏結界面中形成矽-氧-金屬(Si-O-M)鍵。因此，藉由前述之矽-氧鍵及矽-氧-金屬鍵，矽烷偶合劑(D)有助於提升自黏型塗膜電磁鋼片之耐蝕性與積層鐵芯的黏結強度。

在一些實施例中，矽烷偶合劑(D)包含胺基矽烷化合物(D1)及/或環氧基矽烷化合物(D2)。前述之胺基矽烷化合物(D1)之胺基及環氧基矽烷化合物(D2)之環氧基能夠增加矽烷偶合劑(D)與奈米膠體溶液(C)之相容性，以增加矽烷偶合劑(D)吸附於奈米膠體溶液(C)中之奈米膠體表面，並進一步提升積層鐵芯的黏結強度。

前述胺基矽烷化合物(D1)之具體例可包含γ-胺基丙基三甲氧基矽烷(D1)、γ-環氧基丙烷基丙基三甲氧基矽烷(D2)、N-β(胺基乙基)-γ-胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、N-β(胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-β(胺基乙基)-γ-胺基丙基三乙氧基矽烷或其組合。前述環氧基矽烷化合物(D2)之具體例可包含γ-環氧丙烷基丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙烷基丙基三乙氧基矽烷、γ-環氧丙烷基丙基甲基二乙氧基矽烷或其組合。

在一些實施例中，矽烷偶合劑(D)之含量為0.1重量份至2重量份，且較佳為1.0重量份至1.5重量份。當矽烷偶合劑(D)之含量為0.1重量份至2重量份時，矽烷偶合劑(D)可提升自黏型塗膜電磁鋼片之耐蝕性及積層鐵芯之黏結強度。

在塗膜組成物中(即水溶液情況下)水性硬化劑(B)及矽烷偶合劑(D)可吸附於奈米膠體溶液(C)中之奈米膠體的粒子表面，故當塗膜組成物逐漸被乾燥時，水性硬化劑(B)及矽烷偶合劑(D)可隨著奈米膠體的粒子移動，而達成均勻分散於塗膜之表面。因此，奈米膠體的粒子表面可做為黏結反應之作用點，藉此達到增強黏結強度之效果。

在前述塗膜組成物中，蠟分散液(E)係用以提供自黏型塗膜電磁鋼片表面潤滑性。在一些實施例中，蠟分散液(E)包含聚乙烯改質水性乳化蠟(E1)及/或水性鐵氟龍(poly(terafluoroethene)，PTFE)乳化蠟(E2)。

在一些實施例中，聚乙烯改質水性乳化蠟(E1)及水性鐵氟龍乳化蠟(E2)之熔點皆為100℃至130℃，且較佳為100℃至120℃。當聚乙烯改質水性乳化蠟(E1)及水性鐵氟龍乳化蠟(E2)之熔點為100℃至130℃時，自黏型塗膜電磁鋼片表面具有適當的動摩擦係數，而有利於室溫下電磁鋼片的分條及裁剪等作業。

在一些實施例中，根據前述水性含羥基樹脂(A)之含量為100重量份，蠟分散液(E)之含量為0.1重量份至0.5重量份。當蠟分散液(E)之含量小於0.1重量份時，太少的蠟分散液(E)會導致自黏型塗膜電磁鋼片表面之動摩擦係數過高，而容易造成鋼捲盤捲鬆動。

當蠟分散液(E)之含量大於0.5重量份時，過多的蠟分散液(E)導致自黏型塗膜電磁鋼片表面之動摩擦係數過低，自黏型塗膜電磁鋼片之間容易滑動，而不利於鋼捲盤捲作業。此外，過多的蠟分散液(E)會導致塗膜的化學結構之交聯程度變差，而降低積層鐵芯的黏結強度。

請參閱圖2，其係繪示依照本發明之一實施例之積層鐵芯之製造方法的流程示意圖。在本發明之積層鐵芯之製造方法200中，先堆疊複數個前述之自黏型塗膜電磁鋼片，如步驟210所示。在一些實施例中，自黏型塗膜電磁鋼片200之數目可為15至25片。

在前述步驟210後，對於堆疊的此些自黏型塗膜電磁鋼片進行黏結步驟，以製得積層鐵芯，其中黏結步驟的黏結溫度為140℃至260℃，如步驟220所示。

前述黏結溫度係用於提供前述自黏型塗膜電磁鋼片之間的塗膜進行完全固化反應，以黏結此些自黏型塗膜電磁鋼片。在一些實施例中，黏結步驟的黏結溫度較佳為150℃至250℃。當黏結溫度為小於140℃時，過低的黏結溫度未能使得塗膜達到完全固化，而導致積層鐵芯的黏結強度不佳。當黏結溫度為大於260℃時，過高的黏結溫度導致自黏型塗膜電磁鋼片的塗膜產生劣化，而降低積層鐵芯的黏結強度。詳述之，前述劣化可為有機樹脂之熱裂解現象。

在一些實施例中，黏結步驟的黏結時間為10秒至90秒，且較佳為30秒至60秒。前述黏結時間係提供前述固化反應的時間。當黏結時間為10秒至90秒時，足夠的黏結時間可提升積層鐵芯的黏結強度。

在一些實施例中，黏結步驟的黏結壓力為0.5N/mm ²至3.5N/mm ²，且較佳為1.0N/mm ²至3.0N/mm ²。前述黏結壓力係用於在前述固化反應過程中，施加壓力於堆疊的自黏型塗膜電磁鋼片，以有利於塗膜的黏結，而製得積層鐵芯。當黏結壓力為0.5N/mm ²至3.5N/mm ²時，適當的黏結壓力可幫助自黏型塗膜電磁鋼片的黏結，且保持自黏型塗膜電磁鋼片之間存在有適當厚度的塗膜，以避免電磁鋼片彼此直接接觸，從而提升積層鐵芯的黏結強度。

利用本發明之積層鐵芯之製造方法所製得積層鐵芯具有0.5N/cm ²至20N/cm ²之室溫下黏結強度。在一些實施例中，本發明之積層鐵芯選擇性具有0.5N/cm ²至20N/cm ²之高溫老化後、泡油後或冷熱衝擊的黏結強度。

以下利用實施例以說明本發明之應用，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。 自黏型塗膜電磁鋼片之製造 實施例1

將電磁鋼片裁切成寬度為100 mm且長度為300 mm之尺寸，依序以中性清潔劑及水清洗，再乾燥電磁鋼片。然後，將實施例1的塗膜組成物塗佈於電磁鋼片表面。使用熱風烘烤爐，於170℃至300℃下，烘烤經塗佈之電磁鋼片，以形成厚度為4.8μm的經烘烤之塗膜。於室溫下冷卻後，即可製得實施例1之自黏型塗膜電磁鋼片。 實施例2至36及比較例1至9

實施例2至36及比較例1至9之自黏型塗膜電磁鋼片係以與實施例1相似的方法來製備。不同的是，實施例2至36及比較例1至9係使用不同的塗膜組成物、烘烤溫度及經烘烤之塗膜厚度，且其具體條件與評價結果如表1所示，其中評價方式於後面補述。

表1

表1(續)

表1(續)

表1(續)

A1為由長興材料工業股份有限公司所製造之聚氨酯樹脂，其產品編號為8920，且羥價為170 mgKOH/g，重量平均分子量為12000 g/mole。 A2為由聚益化學工業股份有限公司所製造之聚酯多元醇樹脂，其產品編號為JP-2406，且羥價為150 mgKOH/g，重量平均分子量為20000 g/mole。 A3為由長興材料工業股份有限公司所製造之甲基丙烯酸樹脂，其產品編號為AC-27，且羥價為200 mgKOH/g，重量平均分子量為50000 g/mole。 A4為由南亞化工股份有限公司所製造之羧基改性環氧樹脂，其產品編號為NP-293，且羥價為250 mgKOH/g，重量平均分子量為25000 g/mole。 B為由日清紡績株式會社所製造之碳二亞胺基硬化劑，其產品編號為Carbodilite SV-02。 C1為由日產化學股份有限公司所製造之二氧化矽奈米膠體溶液，其產品編號為Snowtex-0。 C2為由日產化學股份有限公司所製造之氧化鋁奈米膠體溶液，其產品編號為Aluminasol。 C3為由勢得科研股份有限公司所製造之二氧化鈦奈米膠體溶液，其產品編號為FMPV。 D1為由Evonik股份有限公司所製造之γ-胺基丙基三甲氧基矽烷，其產品編號為Dynasylan® AMMO。 D2為由Evonik股份有限公司所製造之γ-環氧基丙烷基丙基三甲氧基矽烷，其產品編號為Dynasylan® GLYMO。 E1為由畢克化學有限公司所製造之聚乙烯改質水性乳化蠟，其產品編號為Hordamer PE03，且所含有的蠟成份之熔點為105℃。 E2為由畢克化學有限公司所製造之水性鐵氟龍乳化蠟，其產品編號為Ceracol 607，且所含有的蠟成份之熔點為112℃。 積層鐵芯之製造 應用例1

堆疊50片前述製得之自黏型塗膜電磁鋼片，並以200℃的黏結溫度、60秒的黏結時間及1 N/mm ²的壓力之黏結條件，黏結此些電磁鋼片，以製得應用例1之積層鐵芯。 應用例2至36及比較應用例1至9

應用例2至36及比較應用例1至9之積層鐵芯分別係以與應用例1相似的方法來製造。不同的是，應用例2至36及比較應用例1至9係分別使用對應的實施例2至36及比較例1至9之自黏型塗膜電磁鋼片，其具體條件與評價結果如表2所示。 評價方式 1.動摩擦係數

動摩擦係數係依照鮑登試驗(Bowden test)，使用荷重100 g之砝碼，於摩擦係數儀上，以鋼珠球刮過塗膜的表面，測量動摩擦係數，其中速度為150 mm/min、滾珠直徑為5 mm，且測試溫度為25℃。具體評價標準如下： ◎：0.15≦動摩擦係數＜0.20。 ○：0.10≦動摩擦係數＜0.15，或者0.20≦動摩擦係數＜0.25。 △：0.05≦動摩擦係數＜0.10，或者0.25≦動摩擦係數＜0.30。 ╳：動摩擦係數＜0.05，或者0.30≦動摩擦係數。 2.算術平均高度粗糙度與最大高度粗糙度

算術平均高度粗糙度與最大高度粗糙度係根據日本工業標準(JIS)B 0601-2001之標準方法，進行測量。 3.耐蝕性

耐蝕性係將前述的自黏型塗膜電磁鋼片置於鹽水噴霧試驗(salt spray test)機台，並噴霧5%之NaCl水溶液於自黏型塗膜電磁鋼片表面。經過5小時後，吹乾鋼片，再檢視鋼片表面的鏽蝕面積，且具體評價標準如下： ◎：0%≦鏽蝕面積＜25%。 ○：25%≦鏽蝕面積＜50%。 △：50%≦鏽蝕面積＜75%。 ╳：75%≦鏽蝕面積≦100%。 4.絕緣性

絕緣性係依照JIS-C2550之標準方法，使用層間阻抗測定儀(interlaminar resistivity tester)來進行層間阻抗試驗，以量測前述各實施例及比較例的自黏型塗膜電磁鋼片之層間阻抗，且具體評價標準如下： ◎：25Ωcm ²/片≦層間阻抗。 ○：10Ωcm ²/片≦層間阻抗＜25Ωcm ²/片。 △：5Ωcm ²/片≦層間阻抗＜10Ωcm ²/片。 ╳：0Ωcm ²/片≦層間阻抗＜5Ωcm ²/片。 5.室溫下黏結強度

室溫下黏結強度係於室溫下，使用萬能拉力機測量積層鐵芯之剪切應力(shear stress)，並以剪切應力之最大值來評價黏結強度，其中萬能拉力機之試驗速度為5 mm/min，且具體評價標準如下： ◎：5N/mm ²≦剪切應力的最大值≦20N/mm ²。 ○：0.5N/mm ²≦剪切應力的最大值＜5N/mm ²。 △：0N/mm ²≦剪切應力的最大值＜0.5N/mm ²。 ╳：無法黏結。 6.高溫老化後黏結強度

高溫老化後黏結強度係先將積層鐵芯置於150℃之大氣環境中，經2000小時後，使用萬能拉力機測量積層鐵芯之剪切應力，並以剪切應力之最大值來評價高溫老化後黏結強度，且萬能拉力機的操作條件及評價標準與前述室溫下黏結強度之評價方式相同。 7.泡油後黏結強度

泡油後黏結強度係先將積層鐵芯置於150℃熱油中，經2000小時後，使用萬能拉力機測量積層鐵芯之剪切應力，並以剪切應力之最大值來評價高溫老化後黏結強度，且萬能拉力機的操作條件及評價標準與前述室溫下黏結強度之評價方式相同。 8.冷熱衝擊後黏結強度

冷熱衝擊後黏結強度係先將積層鐵芯置於150℃環境中，待積層鐵芯達到150℃後，再瞬間降溫至-40℃。再等到積層鐵芯達-40℃後，再瞬間升溫至150℃，此視為冷熱衝擊的1次循環。當積層鐵芯經過300次循環後，使用萬能拉力機測量積層鐵芯之剪切應力，並以剪切應力之最大值來評價高溫老化後黏結強度，且萬能拉力機的操作條件及評價標準與前述室溫下黏結強度之評價方式相同。

表2

表2(續)

表2(續)

表2(續)

請參閱上表1，根據自黏型塗膜電磁鋼片的動摩擦係數之評價結果，相較於未添加蠟分散液(E)之比較例1與比較例2，以及過薄的經烘烤之塗膜厚度的比較例7及8，各實施例的自黏型塗膜電磁鋼片具有較適當的動摩擦係數。此顯示特定量的蠟分散液(E)與經烘烤之塗膜厚度可提供自黏型塗膜電磁鋼片適當的動摩擦係數。

根據自黏型塗膜電磁鋼片的算術平均高度粗糙度之評價結果，相較於過薄的經烘烤之塗膜的比較例7及8，各實施例的自黏型塗膜電磁鋼片具有較適宜的算術平均高度粗糙度。此顯示特定的經烘烤之塗膜厚度可提供自黏型塗膜電磁鋼片較適宜的算術平均高度粗糙度。

根據自黏型塗膜電磁鋼片的絕緣性之評價結果，相較於未添加蠟分散液(E)之比較例1、未添加奈米膠體溶液(C)之比較例3、過低的烘烤溫度之比較例5及過薄的經烘烤之塗膜的比較例7及8，各實施例的自黏型塗膜電磁鋼片具有較較佳的絕緣性。其次，由於比較例4具有過多蠟分散液(E)，蠟分散液(E)中之粒子為非導電性，所以相較於其他比較例，比較例4之自黏型塗膜電磁鋼片具有更佳的絕緣性。再者，由於比較例6之烘烤溫度過高，塗膜已經完全固化，而形成較緻密的結構，所以相較於其他比較例，比較例6之自黏型塗膜電磁鋼片具有更佳的絕緣性。前述評價結果顯示奈米膠體溶液(C)與蠟分散液(E)可提升自黏型塗膜電磁鋼片的絕緣性，並且較厚的經烘烤之塗膜與較高的烘烤溫度亦可提升自黏型塗膜電磁鋼片的絕緣性。

根據積層鐵芯的黏結強度之評價結果，相較於未添加蠟分散液(E)與奈米膠體溶液(C)之比較例1、未添加矽烷偶合劑(D)與蠟分散液(E)之比較例2、未添加奈米膠體溶液(C)之比較例3及添加過量蠟分散液(E)之比較例4，各實施例的積層鐵芯具有較佳的黏結強度。此顯示特定組成份之塗膜可提升積層鐵芯的黏結強度。

其次，相較於過低烘烤溫度之比較例5及過高烘烤溫度之比較例6，各實施例的積層鐵芯具有較佳的黏結強度。此顯示特定烘烤溫度會提升積層鐵芯的黏結強度。申言之，烘烤溫度係用於移除塗膜中的溶劑，且烘烤溫度過低將導致溶劑未完全移除，而烘烤溫度過高將導致塗膜完全固化，而難以提供後續的黏結。

再者，相較於過薄的經烘烤之塗膜的比較例7及比較例8，各實施例的積層鐵芯具有較佳的黏結強度。此顯示特定的經烘烤之塗膜厚度會提升積層鐵芯的黏結強度。然而，過薄的經烘烤之塗膜容易導致電磁鋼片之間的直接接觸，而降低積層鐵芯的室溫下黏結強度。

進一步，相較於過低的黏結溫度之比較例9，各實施例的積層鐵芯具有較佳的黏結強度。此顯示特定黏結溫度會提升積層鐵芯的黏結強度。

綜上所述，本發明之自黏型塗膜電磁鋼片及其製造方法係利用特定組成份及特定厚度之經烘烤的塗膜，而製得具有適當的動摩擦係數與算術平均高度粗糙度之自黏型塗膜電磁鋼片。進一步，藉由特定烘烤溫度，而提升由此所製得之自黏型塗膜電磁鋼片的耐蝕性與絕緣性。此外，本發明之積層鐵芯及其製造方法係利用前述自黏型塗膜電磁鋼片，於特定黏結溫度下，而製得具有良好的室溫下黏結強度之積層鐵芯。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100,200:方法 110,120,210,220:步驟

為了對本發明之實施例及其優點有更完整之理解，現請參照以下之說明並配合相應之圖式。必須強調的是，各種特徵並非依比例描繪且僅係為了圖解目的。相關圖式內容說明如下： ［圖1］係繪示依照本發明之一實施例之自黏型塗膜電磁鋼片之製造方法的流程示意圖。 ［圖2］係繪示依照本發明之一實施例之積層鐵芯之製造方法的流程示意圖。

100:方法

110,120:步驟

Claims (10)

1. 一種自黏型塗膜電磁鋼片之製造方法，包含： 塗佈一塗膜組成物於一電磁鋼片上，以形成一塗膜，其中該塗膜組成物，包含： 水性含羥基樹脂(A)； 水性硬化劑(B)； 奈米膠體溶液(C)； 矽烷偶合劑(D)；以及 蠟分散液(E)； 其中根據該水性含羥基樹脂(A)之一含量為100重量份，該蠟分散液(E)之一含量為0.1重量份至0.5重量份；以及 對該塗膜進行一烘烤步驟，以製得該自黏型塗膜電磁鋼片，其中經烘烤之該塗膜的一厚度為大於0.8μm至小於或等於5.5μm，且該自黏型塗膜電磁鋼片的一表面之一動摩擦係數為等於或大於0.05至小於0.25。
2. 如請求項1所述之自黏型塗膜電磁鋼片之製造方法，其中根據該水性含羥基樹脂(A)之該含量為100重量份，該奈米膠體溶液(C)之一含量為等於或大於2重量份至小於13重量份。
3. 如請求項1所述之自黏型塗膜電磁鋼片之製造方法，其中該水性硬化劑(B)包含碳二亞胺(carbodiimide)類化合物。
4. 如請求項1所述之自黏型塗膜電磁鋼片之製造方法，其中該烘烤步驟之一烘烤溫度為大於150℃至小於330℃。
5. 一種自黏型塗膜電磁鋼片，係利用如請求項1至4之任一項所述之自黏型塗膜電磁鋼片之製造方法所製得，其中該自黏型塗膜電磁鋼片的該表面之一算術平均高度粗糙度(R _a)為0.20μm至0.35μm。
6. 如請求項5所述之自黏型塗膜電磁鋼片，其中根據JIS-C2550標準方法，該自黏型塗膜電磁鋼片之一絕緣性為不小於10Ωcm ²/片。
7. 一種積層鐵芯之製造方法，包含： 堆疊複數個如請求項5至6之任一項所述之自黏型塗膜電磁鋼片；以及 對於堆疊的該些自黏型塗膜電磁鋼片進行一黏結步驟，以製得該積層鐵芯，其中該黏結步驟的一黏結溫度為140℃至260℃。
8. 如請求項7所述之積層鐵芯之製造方法，其中該黏結步驟的一黏結時間為10秒至90秒。
9. 如請求項7所述之積層鐵芯之製造方法，其中該黏結步驟的一黏結壓力為0.5N/mm ²至3.5N/mm ²。
10. 一種積層鐵芯，係利用如請求項7至9之任一項所述之積層鐵芯之製造方法所製得，其中該積層鐵芯之一室溫下黏結強度為0.5N/cm ²至20N/cm ²。

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