(57)【要約】本発明は、薄塗時でも鋼板全面で接着し、接着強度の低下が小さい、加熱及び加圧により接着するための表面被覆電磁鋼板を提供するもので、電磁鋼板の表面に、加熱加圧により接着能を発揮する絶縁被膜を有し、該被膜がガラス転移点（Ｔｇ）８０℃から１５０℃のエポキシ樹脂またはエポキシ樹脂変性体とエポキシ樹脂硬化剤および粒径が０．０１から０．５μｍの微粒子状重合体が分散した混合物であることを特徴とする接着用表面被覆電磁鋼板。更に、上記微粒子状重合体のＴｇが１０℃から８０℃であること、また更に、上記微粒子状重合体がアクリル系樹脂であることを特徴とする。
2004070080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁鋼板の表面に、加熱及び／又は加圧により接着能を発揮する絶縁被膜を有し、該被膜が、ガラス転移点（Ｔｇ）８０℃から１５０℃のエポキシ樹脂またはエポキシ樹脂変性体とエポキシ樹脂硬化剤および粒径が０．０１μｍから０．５μｍの微粒子状重合体が分散した混合物であることを特徴とする接着用表面被覆電磁鋼板。
【請求項２】
上記微粒子状重合体のＴｇが１０℃から８０℃であることを特徴とする請求項１記載の接着用表面被覆電磁鋼板。
【請求項３】
上記微粒子状重合体がアクリル系樹脂であることを特徴とする請求項１記載の接着用表面被覆電磁鋼板。
【請求項４】
エポキシ樹脂１００重量部に対し、微粒子状重合体を１〜３０重量部含有することを特徴とする請求項１記載の接着用表面被覆電磁鋼板。
【請求項５】
上記エポキシ樹脂が予めアクリル系樹脂とエステル化反応により変性したものであることを特徴とする請求項１記載の接着用表面被覆電磁鋼板。
【請求項６】
表面に有機無機混合絶縁被膜あるいは無機系絶縁被膜を形成した電磁鋼板に、エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂変性体とエポキシ樹脂硬化剤および微粒子状重合体が分散した接着能を有する絶縁被膜を形成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の接着用表面被覆電磁鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は打抜き又はせん断加工後、加熱及び／又は加圧により接着するための表面被覆電磁鋼板に関するものである。
【背景技術】  一般に電磁鋼板を用いてモーターやトランスなどの積層鉄芯を組み立てる場合、剪断加工あるいは打抜きにより単位鉄芯とした後積層し、ボルト締め、カシメ、溶接あるいは接着等により固着する。その後、巻線コイルの組込み工程などの次工程に送られる。
ところで、積層鉄芯を固着する方法として、鋼板の表面に加熱及び／又は加圧により接着性を発揮する、いわゆる被着被膜と呼ばれる絶縁被膜を塗布しておいて、単位鉄芯に打抜き、積層した後、加圧加熱して固着コアとすることで、熱歪や機械歪の無い、且つ剛性に優れた積層鉄芯が得られる方法も有る。
接着被膜にはコアを固着するための接着剤としての働きと、電磁鋼板表面に形成される絶縁被膜としての働きが必要とされるが、接着剤として必要とされる特性と絶縁被膜として必要とされる特性には相反する場合が多く、高度な技術が求められている。例えば接着剤としての特性としては、均一な接着状態を容易に達成するため、柔らかい方が良いとされるが、一方絶縁被膜としては単位鉄芯に打抜き加工する場合には表面にすり疵等が発生しないよう硬い被膜である方が良い。また、接着剤としては単位鉄芯同士を強固に結合させるべく、接着被膜表面の濡れ性は高いほうが良いが、絶縁被膜としては耐蝕性保持の為には濡れ性は低いほうが良いといったものである。
このような相反する必要特性を満足させるため、特開平６−１８２２９６号公報には、鋼板表面に予め潜在性硬化剤を配合したアクリル変性エポキシ樹脂エマルジョンを主成分とする混合液を均一に塗布し、不完全状態に焼き付ける技術が提案されており、処理液の安定性が良く、塗布作業性が良好で長期保存が可能な接着用表面被覆鋼板が得られた。
しかし、上記特開平６−１８２２９６号公報に記載された技術では、単位鉄芯を積層し加圧加熱して固着する際に、単位鉄芯の全面を接着させ難いといった問題点が有った。即ち、予め配合された潜在性硬化剤は加熱によりエポキシ樹脂と化学反応して被膜を硬化し接着するのであるが、加熱により単位鉄芯の表面に塗布された接着被膜同士が交じり合い、溶融すると同時にエポキシ樹脂とエポキシ硬化剤とが硬化反応するため、部分的に硬化反応が先行し、鋼板全面が接着しない場合があった。鋼板全面が接着せず、部分的に固着した状態では鋼板同士の接着強度にバラツキが発生して接着強度の弱い部分が生じることから、製造中にコアが分解したり、モーター等では回転時の異常振動の原因になるといった問題が有った。
そこで、特開平１０−３４３２７６号公報では、アクリル系樹脂とエポキシ樹脂とをエステル化した樹脂組成物にエポキシ樹脂硬化剤とを混合し、該樹脂組成物の対数減数率のピーク温度を８０〜２００℃とする技術が開示されている。この技術により、鋼板表面の接着被膜同士が溶融して交じり合った後、樹脂組成物の硬化反応が進行することにより全面接着が可能となった。
近年、地球環境問題に関する高まりと共に、モーターやトランスに対する高効率化が強く要請されており、モーターやトランスの効率を向上させるため、電磁鋼板に対しても占積率の向上が求められており、接着被膜についても３μｍ以下といった膜厚の薄手化が要請されている。しかし、上記特開平１０−３４３２７６号公報に記載の技術では、接着被膜の膜厚を薄くした場合には単位鉄芯の全面を接着させ難い問題点が依然として解決されないことが判明した。
すなわち一般に、接着被膜を塗布した電磁鋼板では、無方向性電磁鋼板に塗布されている有機無機混合系絶縁被膜が１〜２μｍ程度の膜厚を保持しているのに比較して、膜厚が３〜８μｍと厚塗りされるのが通常である。その理由としては、膜厚が少ない場合には鋼板を圧延する時に生じる圧延疵のような微妙な表面凹凸でも表面で接触しない部分が発生し、接着される部分と接着されない部分が生じるためである。
つまり、鋼板表面の表面粗さは圧延機の設定にも当然依存するものの、所定測定範囲中の最高点と最低点の差（Ｒｍａｘ）は、１〜５μｍ程度あり、従ってこの差以上の塗布厚みが必要とされるからである。特に膜厚が薄い場合に顕著になる現象としては、単板を用いて接着強度を測定した場合には比較的接着強度が確保されるものの、積層鉄芯にした場合には特に積層面を押し開く方向の強度が低下するといった現象がある。その結果、単板を用いた接着強度試験では問題無いレベルではあっても、積層鉄芯にした場合に積層面に隙間が発生したり、酷い場合にはハンドリング中の衝撃で積層鉄芯が分解したりする問題が発生する。
また、耐熱性のある接着被膜を通常の有機無機混合系絶縁被膜や無機系絶縁被膜が施された電磁鋼板に塗布した場合には、通常の絶縁被膜と電磁鋼板との間で剥離が発生し、接着強度が低下するといった問題が発生する場合もあることが判明した。
エポキシ樹脂の内部応力を低下させる技術としては、現在までに様々な方法が開示、示唆されているが、例えば特開昭６２−５０３６１号公報に、ガラス転移温度が室温に達しない重合体の微粒子が系中に存在して成ることを特徴とするエポキシ樹脂組成物を用いる技術がある。接着被膜では、モーターやトランスの鉄芯として使用されるため、ジュール熱の発生による温度上昇に対する耐熱性が必要である。上記公報に記載される発明では、耐熱性を保持した上で内部応力を低下させることが可能である。
しかし、上記特開昭６２−５０３６１号公報に開示された技術は、エポキシ樹脂の内部応力を低下させる効果に関しては非常に有用な技術であるが、接着剤と電磁鋼板の絶縁被膜の両方の特性を必要とする接着被膜を想定したものでは無く、また接着被膜が必要とする耐蝕性やブロッキング性といった諸特性を満足させる技術でも無いため、接着被膜としては問題点が多い。
【発明の開示】
本発明者等は、様々な実験により、これらの膜厚を薄くした場合の問題点が接着被膜を塗布することにより発生する、いわゆる内部応力が大きいことにあることを見出し、接着被膜の内部応力を低下させることにより解決できることを見出した。
本発明者等は、接着被膜の内部応力を低下させるために必要な知見を見出し、薄膜時の接着被膜の接着面を押し開く方向の接着強度を向上させ、また通常の絶縁被膜を施した上に接着被膜を形成した場合の接着強度の低下を防止し得る接着用被膜を見出し、本発明を完成させた。
すなわち本発明は、以下の構成を要旨とする。
（１）表面に、加熱及び／又は加圧により接着能を発揮する絶縁被膜を有する電磁鋼板であって、該被膜が、ガラス転移点（Ｔｇ）８０℃から１５０℃のエポキシ樹脂またはエポキシ樹脂変性体とエポキシ樹脂硬化剤および粒径が０．０１μｍから０．５μｍの微粒子状重合体が分散した混合物であることを特徴とする接着用表面被覆電磁鋼板。
（２）上記微粒子状重合体のＴｇが１０℃から８０℃であることを特徴とする前項（１）に記載の接着用表面被覆電磁鋼板。
（３）上記微粒子状重合体がアクリル系樹脂であることを特徴とする前記（１）に記載の接着用表面被覆電磁鋼板。
（４）エポキシ樹脂１００重量部に対し、微粒子状重合体を１〜３０重量部含有することを特徴とする前記（１）に記載の接着用表面被覆電磁鋼板。
（５）上記エポキシ樹脂が予めアクリル系樹脂とエステル化反応により変性したものであることを特徴とする前記（１）に記載の接着用表面被覆電磁鋼板。
（６）表面に有機無機混合絶縁被膜あるいは無機系絶縁被膜を形成した電磁鋼板に、エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂変性体とエポキシ樹脂硬化剤および微粒子状重合体が分散した接着能を有する絶縁被膜を形成することを特徴とする前記（１）から（５）のいずれか１項に記載の接着用表面被覆電磁鋼板。
【図面の簡単な説明】  図１は、２ｃｍ×３ｃｍの形状に打抜き加工されたサンプル板を、２００℃×１０ｋｇｆ／ｃｍ２×３０分間加熱加圧して接着した後、常温にて押し割り試験を行った。それぞれのサンプルを回収し破断した接着面について走査型電子顕微鏡にて表面状態を観察した状態の写真である。図１Ａは従来の接着面の破断状態の写真であり、図１Ｂは本発明による接着面の破断状態の写真である。
図２は、接着強度の測定方法の１つとして用いられてきたピール試験法の概念図と本発明を実施するに当って新たに考案した押し割り試験法の概念図を示す。どちらも接着剤あるいは接着被膜によって張り合わされた鋼板を引き剥がす剥離強度測定法であるが、ピール試験法では鋼板が大きく変形するため、鋼板自身の特性による影響が非常に大きいのに対し、押し割り試験法では、複数枚鋼板を積層し固着することにより、鋼板の影響を最小限に抑制し、接着部材の特性を細かく評価可能である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明を実施する具体的形態について説明する。
本発明における被膜では、エポキシ樹脂あるいはエポキシ樹脂変性体中にエポキシ樹脂硬化剤と粒径が０．０１から０．５μｍの範囲の特定の有機樹脂粒子が分散していることが必要である。
本発明で使用するエポキシ樹脂とは、硬化後のガラス転移点（Ｔｇ）が８０℃から１５０℃の範囲にあるもので、硬化反応前には常温で液体、好ましくは固体のもので単量体中に平均で１つ以上のエポキシ基を有するものであれば特に限定するものではないが、エポキシ当量が１００〜５０００のものが好適である。
具体的には、ビスフェノールＡ，Ｆ，ＡＤ型、フェノールノボラック型、オルソクレゾールノボラック型、フェノール系化合物変性型などがあり、単量体中に芳香環構造を持つものが好適である。
本発明における被膜では、エポキシ樹脂だけで無く、エポキシ樹脂の変性体を用いても良い。エポキシ樹脂を変性体とする方法については特に限定するものでは無いが、特定の置換基を主鎖に用いたり、エポキシ樹脂末端のエポキシ基や側鎖の水酸基に各種化合物を結合させたりしたものである。特に、接着被膜としては、樹脂成分が溶融後にエポキシ樹脂の硬化反応が進行することが望ましいことから、変性体としては、エポキシ樹脂にアクリル系樹脂をエステル化反応させたアクリル変性エポキシ樹脂が好適である。
上記エポキシ樹脂変性体に用いるアクリル系樹脂としては、カルボキシル基含有ビニルポリマーを含む重合性モノマーの重合物が好適である。具体的には、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸のアルキルエステル、ヒドロキシルアルキルエステル及びＮ−ヒドロキシアルキルアミドの中から選ばれる１種の単量体とカルボキシル基を有するα，β−エチレン性不飽和単量体とスチレン系ビニル単量体から成り、これらの混合物を有機溶媒中で通常のラジカル重合開始剤を用いて共重合せしめることにより得ることができるものである。
本発明で使用する、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸のアルキルエステルとしては、例えば、アクリル酸エステル類（アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎブチル、アクリル酸ｎアミル、アクリル酸ｎヘキシル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸ｎオクチル、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸エトキシエチル、アクリル酸２エチルブチル、アクリル酸２エチルヘキシル、アクリル酸デシルなど）、メタクリル酸エステル類（メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｎブチル、メタクリル酸ｎアミル、メタクリル酸ｎヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ｎオクチル、メタクリル酸デシルオクチル、メタクリル酸２エチルヘキシル、メタクリル酸デシルなど）が有る。
α，β−エチレン性不飽和カルボン酸のヒドロキシアルキルエステルとしては、例えばアクリル酸２ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸３ヒドロキシブチル、アクリル酸２，２ビス（ヒドロキシメチル）エチル、メタクリル酸２ヒドロキシエチル、メタクリル酸３ヒドロキシブチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２，３ジヒドロキシプロピルなどが有る。
α，β−エチレン性不飽和カルボン酸のＮ−ヒドロキシルアルキルアミドとしては、例えばＮ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルメタクリルアミドなどの、Ｎ置換アクリル系単量体が有る。
本発明では、上記α，β−エチレン性不飽和カルボン酸単量体の中から選ばれる少なくとも１種以上の単量体を含有することが望ましい。
次に、カルボキシル基を有するα，β−エチレン性不飽和単量体としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、シトラコン酸、桂皮酸などが挙げられる。
スチレン系ビニル単量体としては、例えばスチレン、ビニルトルエン、ｔ−ブチルスチレンなどが挙げられる。
上記カルボキシル基含有ビニルポリマーの製造法においては、特に限定するものではないが、カルボキシル基を有するα，β−エチレン性不飽和単量体を全単量体に対して１０〜６０質量％、特に好ましくは１５〜３０質量％とし、共重合温度としては５０〜１５０℃、特に好ましくは６０〜９０℃で行うのが良い。
硬化後のエポキシ樹脂あるいはエポキシ樹脂変性体のＴｇを８０℃から１５０℃に限定する理由は、８０℃未満では接着後の耐熱性に劣り、モーターやトランスの駆動時の発熱に耐えられないためであり、１５０℃超では被膜が硬く成り過ぎて接着強度が低下したり、モーターやトランスとして使用する時の振動などにより劣化が進行し過ぎるためである。特に好適には９０〜１２０℃の範囲、さらに好適には１１０〜１２０℃である。この範囲により微粒子状重合体がエポキシ樹脂中に分散することにより内部応力が低減する。
次に本発明で用いる微粒子状重合体とは、粒径が０．０１μｍから０．５μｍの範囲のもので、エポキシ樹脂中に分散状態で安定的に存在できるものが使用可能である。本発明で使用できる微粒子重合体の種類としては、アクリル樹脂、酢酸ビニル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどが好適である。
具体的には、アクリル樹脂としては、アクリル酸エステル類（アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎブチル、アクリル酸ｎアミル、アクリル酸ｎヘキシル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸ｎオクチル、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸エトキシエチル、アクリル酸２エチルブチル、アクリル酸２エチルヘキシル、アクリル酸デシルなど）、メタクリル酸エステル類（メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｎブチル、メタクリル酸ｎアミル、メタクリル酸ｎヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ｎオクチル、メタクリル酸デシルオクチル、メタクリル酸２エチルヘキシル、メタクリル酸デシルなど）、アクリル酸２ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸３ヒドロキシブチル、アクリル酸２，２ビス（ヒドロキシメチル）エチル、メタクリル酸２ヒドロキシエチル、メタクリル酸３ヒドロキシブチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２，３ジヒドロキシプロピル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルメタクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、シトラコン酸、桂皮酸、スチレン、ビニルトルエン、ｔ−ブチルスチレンなどの単量体を１段ないし２段以上のプロセスにて乳化重合せしめたものである。
酢酸ビニルとしては、酢酸ビニル、酢酸ビニル・ベオバ共重合体、酢酸ビニル・エチレン共重合体などである。
ポリウレタンとしては、単量体中にウレタン結合を有するもので、主にイソシアネート化合物とポリオール類あるいはポリエーテルとの化学反応により得られるものが使用可能であり、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン４，４ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルプロパン１−メチル２−イソシアノ４−カルバメート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネートなどのイソシアネート化合物と、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエーテルトリオールなどのポリオール類、ポリエーテルを化合したものである。
ポリエステルとしては、２塩基酸と２価のアルコールを反応させた一般的なものが使用可能で、具体的には、２塩基酸としては、無水マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、２価のアルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、１，３ブチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールジオキシエチルエーテルなどが使用可能である。
本発明で用いる微粒子状重合体は、粒径が０．０１μｍから０．５μｍの範囲にある必要がある。粒径が０．０１μｍ未満では、本発明の膜厚が薄い時でも接着強度が向上するという効果が得られず、０．５μｍ超でも、エポキシ樹脂同士の溶融を妨害し、接着強度を低下させるからである。
本発明者等は、接着被膜においては微粒子状重合体の分散時の粒径の方がより重要な働きをしており、０．０１μｍから０．５μｍという非常に狭い範囲の微粒子重合体を用いることによって、接着被膜に要求される諸特性を満足できることを見出した。
その理由としては、接着被膜では数μｍ、厚くても十数μｍという非常に膜厚が薄いために、エポキシ樹脂中に均一に微粒子が分散するためには、自ずからその大きさに限界があり、例えば膜厚よりも大きな粒径の微粒子を添加せしめた場合には、塗布乾燥時に微粒子の構成成分のみの領域が現れることにより「島−海構造」が形成不能となることから、本発明の効果が得られないと推定される。従って、効果の得られる微粒子重合体の粒径が非常に狭い範囲に限られ、本発明者らが検討した結果では、好適には０．０５μｍ以上、さらに好適には０．１μｍ以上、特に好適には０．２μｍから０．４μｍの範囲である。
本発明で用いる微粒子状重合体は、ガラス転移点が１０℃から８０℃の範囲が好適である。ガラス転移点が１０℃未満の場合、スリット作業や打抜き加工時に被膜に疵が付き易くなる傾向があり、８０℃超の場合には被膜が白化する恐れがある。より好適なガラス転移点は、その下限については、２５℃以上、３５℃以上、４５℃以上、さらには５５℃以上であり、また、その上限については、７０℃以下、６５℃以下である。
本発明の微粒子状重合体をエポキシ樹脂中に分散させる方法については、特に限定するものではなく、各樹脂を機械的に混合したり、それぞれをエマルジョンとしてから混合したり、あるいはアクリル変性エポキシ樹脂溶液中で乳化重合することによりアクリル樹脂を微粒子状重合体としても良い。
微粒子重合体の形態としては、一般的には球状が望ましいが、中空型や卵型などの異型あるいは内部と外周側で組成の異なるいわゆるハイブリッド型でも良い。また、エポキシ樹脂との相溶性によっては、明確な外観を呈しない場合もある。スリットなどの加工時に、部分的に過大な圧力がかかる可能性を考慮すると、エポキシ樹脂と微粒子状重合体の界面密着性は高いほうが加工性が良好であることから、明確な外観を呈しなくても構わない。
微粒子状重合体の添加量としては、エポキシ樹脂１００重量部に対して、１〜３０重量部が適当である。１重量部未満では本発明の効果が現れず、３０重量部超では微粒子状重合体同士の凝集や沈殿が発生し易く、取り扱いに支障が生じるためである。
本発明で使用するエポキシ樹脂硬化剤とは、エポキシ樹脂を硬化させ得るもので、通常、所定温度に加熱することにより硬化反応を開始するものである。具体的には、酸無水物系硬化剤（無水フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、無水ピロメリット酸、パイロメリット酸無水物など）、脂肪族アミン（ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリアミド、２エチル４メチルイミダゾールなど）、メタフェニレンジアミン、ジシアンジアミド、有機酸ジヒドラジド、アミンイミド、ケテミン、第３アミン塩、３フッ化ホウ素アミン塩、ナイロン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂、ＮＢＲ、ポリサルファイド、アニリン樹脂、ブロックイソシアネート、アクリル樹脂などが挙げられる。特に良好な特性を示すものは、メラミン樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ブロックイソシアネート、アクリル樹脂などである。
エポキシ樹脂硬化剤の重量比はエポキシ樹脂とのエステル化反応生成物１００重量部に対して１〜３０重量部が良好である。エポキシ樹脂硬化剤が１重量部未満の場合では接着後の被膜の耐熱性が劣る傾向に有り、３０重量部超では塗布乾燥後に硬化剤が被膜表面近傍に濃縮し白濁する傾向に有る。
また、被膜量としては１〜６ｇ／ｍ２が良く、特に１〜３ｇ／ｍ２が好ましい。１ｇ／ｍ２未満では接着強度が低下する傾向に有り、６ｇ／ｍ２超では占積率が劣る傾向にあるからである。
次に、電磁鋼板に被膜を形成する時の焼き付け設定条件は、特に限定するものではないが、通常行われているような１５０〜８００℃に設定した乾燥炉で、短時間に板温で１００〜３００℃とするのが良い。
本発明のメカニズムは内部応力の低減によるものと想定されるが、詳細は明らかではなく、前記特開昭６２−５０３６１号公報に開示された技術では、室温以下のガラス転移点が有効であるが、接着被膜においては、微粒子状重合体のガラス転移点はむしろ１０℃から８０℃の範囲が良く、さらには微粒子状重合体の粒径が接着強度に大きく影響する理由は詳細には明らかではない。しかし、接着被膜の場合には有機樹脂と比較すると非常に熱膨張係数が小さく、剛性の大きい鋼板の表面にエポキシ樹脂層が非常に薄く形成された状態で使用されており、一般的な有機樹脂の内部応力低減機構とは、異なる要因が働くものと推定される。
図１は、本発明に基づく樹脂組成物を塗布焼付した接着用表面被覆鋼板を２００℃×１０ｋｇｆ／ｃｍ２×３０分間の条件で接着したサンプル（Ｎｏ．２）と、従来例に基づくサンプルについて接着したサンプル（Ｎｏ．１）の接着部破断面を走査型電子顕微鏡にて観察したものである。従来例に基づくサンプル図１Ａでは、破断した部分が滑らかな面を呈しており、亀裂の伝播が素早く生じたことが伺える。
それに対し、本発明に基づくサンプル図１Ｂでは、破断した部分にミクロ的な凹凸が生じており、亀裂の伝播経路が入り組んでいる。
これらの観察結果から、本発明に基づく樹脂組成物の場合には、エポキシ樹脂連続相中にアクリル樹脂微粒子が均一に分散したいわゆる「島−海構造」が形成されることにより、亀裂の伝播が遅延し、従って接着強度が向上したとも推定される。
さらに、剪断接着強度と本発明で実施する押割り試験の接着強度では、異なる挙動を示す。すなわち、剪断強度試験では鋼板の接着面に対して垂直方向の力が働かないのに対し、押割り試験では接着面に対して垂直方向に働く成分があり、当然接着被膜の剥離挙動が変化するが、現実のモーター等の積層鉄芯に働く電磁力を考慮した場合、押割り試験の方がより実際の積層鉄芯に必要とされる強度であると想定される。
通常、押割り方向の強度測定方法としてはピール強度測定法が一般的である。ところが、本発明者らが検討した結果、電磁鋼板を用いてピール強度を測定した場合には、サンプルに折れが発生するため接着したサンプル同士を滑らかに剥離させることが困難で、バラツキが非常に大きくなり測定が困難である。
また、ピール強度測定用に薄鋼板を調製する方法では、様々な鋼成分を添加する電磁鋼板とは表面状態が異なるため、実際の積層鉄芯とは異なる挙動となる心配がある。
そこで本発明者らは、押割り方向の接着強度測定方法として積層接着した鉄芯サンプルに楔を押し込むことにより、押割り方向の接着強度を測定できることを見出した。前記特開昭６２−５０３６１号公報では接着強度の測定方法として、ピール試験法（ＡＳＴＭ  Ｄ１８７６）が使用されているが、本発明では電磁鋼板用として押し割り試験方法を創案し、従来例と比較した。図２に従来法であるピール試験方法と本発明で測定した押し割り試験法を示す。
【実施例】  公知の方法で処理した、仕上げ焼鈍後の無方向性電磁鋼板（板厚０．５ｍｍ、シリコン量０．５％）のコイルを通常の絶縁被膜を塗布せず、そのままの状態のものを供試材とした。次に表１に示すエポキシ樹脂エマルジョンとエポキシ樹脂硬化剤、および表２に示す微粒子状重合体を順次混合し、表３に示す処理液を作製した。それぞれの処理液をゴムロール方式の塗布装置で塗布した後、板温１６０℃で被膜の塗布量が表中に記載する量になるように焼き付け処理を行った。
このコイルから試料を切り出し、被膜諸特性を評価した。その結果を表４に示す。次に通常の電磁鋼板に塗布されるクロム酸マグネシウム・アクリル樹脂系の有機無機混合被膜を１ｇ／ｍ２になるよう塗布焼付したコイルを供試材とした場合を表５に示す。なお、塗布量を膜厚に換算するには、例えば塗布量が多い場合と少ない場合や鋼板の表面粗度が異なる場合などで換算式を変更する必要があるが、本発明で塗布される場合では、１ｇ／ｍ２で約０．６μｍ〜１μｍである。
接着面を押し開く方向の接着強度に付いては、各溶液を所定量塗布焼付したコイルから２ｃｍ×３ｃｍの大きさに切り出した試料を４０枚積層した後専用冶具で固定し、２００℃×１０ｋｇｆ／ｃｍ２×３０分間加熱加圧して接着した積層鉄芯を作製した後、積層面の中央部に楔型圧子を押し付け、積層鉄芯が分離する時の荷重を測定した。
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＊：エポキシ３は、変性したアクリル樹脂が硬化剤として機能するため、硬化剤は添加せず。
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＊：表１，２中の略号の説明
ＢＰＡ：ビスフェノールＡ型エポキシ、ＮＲ：ノボラック型エポキシ、ＰＲ：フェノールレゾール型硬化剤、ＡＲ：アミノ樹脂硬化剤、ＥＡ：アクリル酸エチル、ＭＭＡ：メタクリル酸メチル、Ｓｔ：スチレン、ＢＡ：アクリル酸ブチル、ＰＶＡ：酢酸ビニル、ＰＡ：ポリエチレン、ＰＵ：ポリウレタン、ＨＰＭＡ：メタクリル酸ヒドロキシプロピル、ＭＡ：アクリル酸、ＥＨＭＡ：メタクリル酸２−エチルヘキシル
＊：表中の部は樹脂固形分換算で重量部
2004070080.tif 000005
2004070080.tif 000006
（注）ａ：圧力１０ｋｇ／ｃｍ２、温度２００℃で６０秒間圧着後、常温でせん断接着力を測定。
ｂ：上記ａ条件で接着後、１５０℃に加熱した状態で接着強度を測定。
ｃ：２ｃｍ×３ｃｍに剪断したサンプルを４０枚積層し、２００℃×１０ｋｇｆ／ｃｍ２×３０分間の条件で接着した後、積層面の中央部に楔（先端角７°）を押し込み、その時の最大荷重を測定した。
ｄ：常温にて７２時間２０ｋｇ／ｃｍ２で加圧した後、粘着の度合いを評価した。
全く粘着しなかったものを◎、若干粘着したものを○、粘着するが手で剥がすのに力を必要としないものを△、手で剥がすのに力が必要なものを×とし、○以上を合格とした。
2004070080.tif 000007
【産業上の利用の可能性】
本発明によれば、ガラス転移点（Ｔｇ）８０℃から１５０℃のエポキシ樹脂またはエポキシ樹脂変性体とエポキシ樹脂硬化剤および粒径が０．０１から０．５μｍの微粒子状重合体が分散した混合物を用いることにより、薄塗りでも接着強度の低下を少なくすることが可能で、接着面を押し開く方向の接着強度も十分に確保でき、さらに通常の絶縁被膜上に塗布した場合にも接着強度低下を低減することが可能である。
2004070080.tif 000008
【図２】
2004070080.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成17年7月28日(2005.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁鋼板の表面に、加熱及び／又は加圧により接着能を発揮する絶縁被膜を有し、該被膜が、ガラス転移点（Tg）80℃から150℃のエポキシ樹脂またはエポキシ樹脂変性体とエポキシ樹脂硬化剤および粒径が0.01μｍから0.5μｍの微粒子状重合体が分散した混合物を含むことを特徴とする接着用表面被覆電磁鋼板。
【請求項２】
上記微粒子状重合体のTgが10℃から80℃であることを特徴とする請求項１記載の接着用表面被覆電磁鋼板。
【請求項３】
上記微粒子状重合体がアクリル系樹脂であることを特徴とする請求項１記載の接着用表面被覆電磁鋼板。
【請求項４】
エポキシ樹脂100重量部に対し、微粒子状重合体を１〜30重量部含有することを特徴とする請求項１記載の接着用表面被覆電磁鋼板。
【請求項５】
上記エポキシ樹脂が予めアクリル系樹脂とエステル化反応により変性したものであることを特徴とする請求項１記載の接着用表面被覆電磁鋼板。
【請求項６】
表面に有機無機混合絶縁被膜あるいは無機系絶縁被膜を形成した電磁鋼板に、エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂変性体とエポキシ樹脂硬化剤および微粒子状重合体が分散した接着能を有する絶縁被膜を形成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の接着用表面被覆電磁鋼板。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打抜き又はせん断加工後、加熱及び／又は加圧により接着するための表面被覆電磁鋼板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に電磁鋼板を用いてモーターやトランスなどの積層鉄芯を組み立てる場合、剪断加工あるいは打抜きにより単位鉄芯とした後積層し、ボルト締め、カシメ、溶接あるいは接着等により固着する。その後、巻線コイルの組込み工程などの次工程に送られる。
【０００３】
ところで、積層鉄芯を固着する方法として、鋼板の表面に加熱及び／又は加圧により接着性を発揮する、いわゆる被着被膜と呼ばれる絶縁被膜を塗布しておいて、単位鉄芯に打抜き、積層した後、加圧加熱して固着コアとすることで、熱歪や機械歪の無い、且つ剛性に優れた積層鉄芯が得られる方法も有る。
【０００４】
接着被膜にはコアを固着するための接着剤としての働きと、電磁鋼板表面に形成される絶縁被膜としての働きが必要とされるが、接着剤として必要とされる特性と絶縁被膜として必要とされる特性には相反する場合が多く、高度な技術が求められている。例えば接着剤としての特性としては、均一な接着状態を容易に達成するため、柔らかい方が良いとされるが、一方絶縁被膜としては単位鉄芯に打抜き加工する場合には表面にすり疵等が発生しないよう硬い被膜である方が良い。また、接着剤としては単位鉄芯同士を強固に結合させるべく、接着被膜表面の濡れ性は高いほうが良いが、絶縁被膜としては耐蝕性保持の為には濡れ性は低いほうが良いといったものである。
【０００５】
このような相反する必要特性を満足させるため、特許文献１には、鋼板表面に予め潜在性硬化剤を配合したアクリル変性エポキシ樹脂エマルジョンを主成分とする混合液を均一に塗布し、不完全状態に焼き付ける技術が提案されており、処理液の安定性が良く、塗布作業性が良好で長期保存が可能な接着用表面被覆鋼板が得られた。
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載された技術では、単位鉄芯を積層し加圧加熱して固着する際に、単位鉄芯の全面を接着させ難いといった問題点が有った。即ち、予め配合された潜在性硬化剤は加熱によりエポキシ樹脂と化学反応して被膜を硬化し接着するのであるが、加熱により単位鉄芯の表面に塗布された接着被膜同士が交じり合い、溶融すると同時にエポキシ樹脂とエポキシ硬化剤とが硬化反応するため、部分的に硬化反応が先行し、鋼板全面が接着しない場合があった。鋼板全面が接着せず、部分的に固着した状態では鋼板同士の接着強度にバラツキが発生して接着強度の弱い部分が生じることから、製造中にコアが分解したり、モーター等では回転時の異常振動の原因になるといった問題が有った。
【０００７】
そこで、特許文献２では、アクリル系樹脂とエポキシ樹脂とをエステル化した樹脂組成物にエポキシ樹脂硬化剤とを混合し、該樹脂組成物の対数減数率のピーク温度を80〜200℃とする技術が開示されている。この技術により、鋼板表面の接着被膜同士が溶融して交じり合った後、樹脂組成物の硬化反応が進行することにより全面接着が可能となった。
【０００８】
近年、地球環境問題に関する高まりと共に、モーターやトランスに対する高効率化が強く要請されており、モーターやトランスの効率を向上させるため、電磁鋼板に対しても占積率の向上が求められており、接着被膜についても３μｍ以下といった膜厚の薄手化が要請されている。しかし、上記特許文献２に記載の技術では、接着被膜の膜厚を薄くした場合には単位鉄芯の全面を接着させ難い問題点が依然として解決されないことが判明した。
【０００９】
すなわち一般に、接着被膜を塗布した電磁鋼板では、無方向性電磁鋼板に塗布されている有機無機混合系絶縁被膜が１〜２μｍ程度の膜厚を保持しているのに比較して、膜厚が３〜８μｍと厚塗りされるのが通常である。その理由としては、膜厚が少ない場合には鋼板を圧延する時に生じる圧延疵のような微妙な表面凹凸でも表面で接触しない部分が発生し、接着される部分と接着されない部分が生じるためである。
【００１０】
つまり、鋼板表面の表面粗さは圧延機の設定にも当然依存するものの、所定測定範囲中の最高点と最低点の差（Ｒmax）は、１〜５μｍ程度あり、従ってこの差以上の塗布厚みが必要とされるからである。特に膜厚が薄い場合に顕著になる現象としては、単板を用いて接着強度を測定した場合には比較的接着強度が確保されるものの、積層鉄芯にした場合には特に積層面を押し開く方向の強度が低下するといった現象がある。その結果、単板を用いた接着強度試験では問題無いレベルではあっても、積層鉄芯にした場合に積層面に隙間が発生したり、酷い場合にはハンドリング中の衝撃で積層鉄芯が分解したりする問題が発生する。
【００１１】
また、耐熱性のある接着被膜を通常の有機無機混合系絶縁被膜や無機系絶縁被膜が施された電磁鋼板に塗布した場合には、通常の絶縁被膜と電磁鋼板との間で剥離が発生し、接着強度が低下するといった問題が発生する場合もあることが判明した。
【００１２】
エポキシ樹脂の内部応力を低下させる技術としては、現在までに様々な方法が開示、示唆されているが、例えば特許文献３に、ガラス転移温度が室温に達しない重合体の微粒子が系中に存在して成ることを特徴とするエポキシ樹脂組成物を用いる技術がある。接着被膜では、モーターやトランスの鉄芯として使用されるため、ジュール熱の発生による温度上昇に対する耐熱性が必要である。上記公報に記載される発明では、耐熱性を保持した上で内部応力を低下させることが可能である。
【００１３】
しかし、上記特許文献３に開示された技術は、エポキシ樹脂の内部応力を低下させる効果に関しては非常に有用な技術であるが、接着剤と電磁鋼板の絶縁被膜の両方の特性を必要とする接着被膜を想定したものでは無く、また接着被膜が必要とする耐蝕性やブロッキング性といった諸特性を満足させる技術でも無いため、接着被膜としては問題点が多い。
【００１４】
【特許文献１】特開平６−182296号公報
【特許文献２】特開平10−343276号公報
【特許文献３】特開昭62−50361号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明者等は、様々な実験により、これらの膜厚を薄くした場合の問題点が接着被膜を塗布することにより発生する、いわゆる内部応力が大きいことにあることを見出し、接着被膜の内部応力を低下させることにより解決できることを見出した。
【００１６】
本発明者等は、接着被膜の内部応力を低下させるために必要な知見を見出し、薄膜時の接着被膜の接着面を押し開く方向の接着強度を向上させ、また通常の絶縁被膜を施した上に接着被膜を形成した場合の接着強度の低下を防止し得る接着用被膜を見出し、本発明を完成させた。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
すなわち本発明は、以下の構成を要旨とする。
【００１８】
（１）表面に、加熱及び／又は加圧により接着能を発揮する絶縁被膜を有する電磁鋼板であって、該被膜が、ガラス転移点（Tg）80℃から150℃のエポキシ樹脂またはエポキシ樹脂変性体とエポキシ樹脂硬化剤および粒径が0.01μｍから0.5μｍの微粒子状重合体が分散した混合物を含むことを特徴とする接着用表面被覆電磁鋼板。
【００１９】
（２）上記微粒子状重合体のTgが10℃から80℃であることを特徴とする前項（１）に記載の接着用表面被覆電磁鋼板。
【００２０】
（３）上記微粒子状重合体がアクリル系樹脂であることを特徴とする前記（１）に記載の接着用表面被覆電磁鋼板。
【００２１】
（４）エポキシ樹脂100重量部に対し、微粒子状重合体を１〜30重量部含有することを特徴とする前記（１）に記載の接着用表面被覆電磁鋼板。
【００２２】
（５）上記エポキシ樹脂が予めアクリル系樹脂とエステル化反応により変性したものであることを特徴とする前記（１）に記載の接着用表面被覆電磁鋼板。
【００２３】
（６）表面に有機無機混合絶縁被膜あるいは無機系絶縁被膜を形成した電磁鋼板に、エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂変性体とエポキシ樹脂硬化剤および微粒子状重合体が分散した接着能を有する絶縁被膜を形成することを特徴とする前記（１）から（５）のいずれか１項に記載の接着用表面被覆電磁鋼板。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ガラス転移点（Tg）80℃から150℃のエポキシ樹脂またはエポキシ樹脂変性体とエポキシ樹脂硬化剤および粒径が0.01から0.5μｍの微粒子状重合体が分散した混合物を用いることにより、薄塗りでも接着強度の低下を少なくすることが可能で、接着面を押し開く方向の接着強度も十分に確保でき、さらに通常の絶縁被膜上に塗布した場合にも接着強度低下を低減することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施する具体的形態について説明する。
【００２６】
本発明における被膜では、エポキシ樹脂あるいはエポキシ樹脂変性体中にエポキシ樹脂硬化剤と粒径が0.01から0.5μｍの範囲の特定の有機樹脂粒子が分散していることが必要である。
【００２７】
本発明で使用するエポキシ樹脂とは、硬化後のガラス転移点（Tg）が80℃から150℃の範囲にあるもので、硬化反応前には常温で液体、好ましくは固体のもので単量体中に平均で１つ以上のエポキシ基を有するものであれば特に限定するものではないが、エポキシ当量が100〜5000のものが好適である。
【００２８】
具体的には、ビスフェノールＡ，Ｆ，AD型、フェノールノボラック型、オルソクレゾールノボラック型、フェノール系化合物変性型などがあり、単量体中に芳香環構造を持つものが好適である。
【００２９】
本発明における被膜では、エポキシ樹脂だけで無く、エポキシ樹脂の変性体を用いても良い。エポキシ樹脂を変性体とする方法については特に限定するものでは無いが、特定の置換基を主鎖に用いたり、エポキシ樹脂末端のエポキシ基や側鎖の水酸基に各種化合物を結合させたりしたものである。特に、接着被膜としては、樹脂成分が溶融後にエポキシ樹脂の硬化反応が進行することが望ましいことから、変性体としては、エポキシ樹脂にアクリル系樹脂をエステル化反応させたアクリル変性エポキシ樹脂が好適である。
【００３０】
上記エポキシ樹脂変性体に用いるアクリル系樹脂としては、カルボキシル基含有ビニルポリマーを含む重合性モノマーの重合物が好適である。具体的には、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸のアルキルエステル、ヒドロキシルアルキルエステル及びＮ−ヒドロキシアルキルアミドの中から選ばれる１種の単量体とカルボキシル基を有するα，β−エチレン性不飽和単量体とスチレン系ビニル単量体から成り、これらの混合物を有機溶媒中で通常のラジカル重合開始剤を用いて共重合せしめることにより得ることができるものである。
【００３１】
本発明で使用する、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸のアルキルエステルとしては、例えば、アクリル酸エステル類（アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎブチル、アクリル酸ｎアミル、アクリル酸ｎヘキシル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸ｎオクチル、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸エトキシエチル、アクリル酸２エチルブチル、アクリル酸２エチルヘキシル、アクリル酸デシルなど）、メタクリル酸エステル類（メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｎブチル、メタクリル酸ｎアミル、メタクリル酸ｎヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ｎオクチル、メタクリル酸デシルオクチル、メタクリル酸２エチルヘキシル、メタクリル酸デシルなど）が有る。
【００３２】
α，β−エチレン性不飽和カルボン酸のヒドロキシアルキルエステルとしては、例えばアクリル酸２ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸３ヒドロキシブチル、アクリル酸２，２ビス（ヒドロキシメチル）エチル、メタクリル酸２ヒドロキシエチル、メタクリル酸３ヒドロキシブチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２，３ジヒドロキシプロピルなどが有る。
【００３３】
α，β−エチレン性不飽和カルボン酸のＮ−ヒドロキシルアルキルアミドとしては、例えばＮ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルメタクリルアミドなどの、Ｎ置換アクリル系単量体が有る。
【００３４】
本発明では、上記α，β−エチレン性不飽和カルボン酸単量体の中から選ばれる少なくとも１種以上の単量体を含有することが望ましい。
【００３５】
次に、カルボキシル基を有するα，β−エチレン性不飽和単量体としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、シトラコン酸、桂皮酸などが挙げられる。
【００３６】
スチレン系ビニル単量体としては、例えばスチレン、ビニルトルエン、ｔ−ブチルスチレンなどが挙げられる。
【００３７】
上記カルボキシル基含有ビニルポリマーの製造法においては、特に限定するものではないが、カルボキシル基を有するα，β−エチレン性不飽和単量体を全単量体に対して10〜60質量％、特に好ましくは15〜30質量％とし、共重合温度としては50〜150℃、特に好ましくは60〜90℃で行うのが良い。
【００３８】
硬化後のエポキシ樹脂あるいはエポキシ樹脂変性体のTgを80℃から150℃に限定する理由は、80℃未満では接着後の耐熱性に劣り、モーターやトランスの駆動時の発熱に耐えられないためであり、150℃超では被膜が硬く成り過ぎて接着強度が低下したり、モーターやトランスとして使用する時の振動などにより劣化が進行し過ぎるためである。特に好適には90〜120℃の範囲、さらに好適には110〜120℃である。この範囲により微粒子状重合体がエポキシ樹脂中に分散することにより内部応力が低減する。
【００３９】
次に本発明で用いる微粒子状重合体とは、粒径が0.01μｍから0.5μｍの範囲のもので、エポキシ樹脂中に分散状態で安定的に存在できるものが使用可能である。本発明で使用できる微粒子重合体の種類としては、アクリル樹脂、酢酸ビニル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどが好適である。
【００４０】
具体的には、アクリル樹脂としては、アクリル酸エステル類（アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎブチル、アクリル酸ｎアミル、アクリル酸ｎヘキシル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸ｎオクチル、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸エトキシエチル、アクリル酸２エチルブチル、アクリル酸２エチルヘキシル、アクリル酸デシルなど）、メタクリル酸エステル類（メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｎブチル、メタクリル酸ｎアミル、メタクリル酸ｎヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ｎオクチル、メタクリル酸デシルオクチル、メタクリル酸２エチルヘキシル、メタクリル酸デシルなど）、アクリル酸２ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸３ヒドロキシブチル、アクリル酸２，２ビス（ヒドロキシメチル）エチル、メタクリル酸２ヒドロキシエチル、メタクリル酸３ヒドロキシブチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２，３ジヒドロキシプロピル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルメタクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、シトラコン酸、桂皮酸、スチレン、ビニルトルエン、ｔ−ブチルスチレンなどの単量体を１段ないし２段以上のプロセスにて乳化重合せしめたものである。
【００４１】
酢酸ビニルとしては、酢酸ビニル、酢酸ビニル・ベオバ共重合体、酢酸ビニル・エチレン共重合体などである。
【００４２】
ポリウレタンとしては、単量体中にウレタン結合を有するもので、主にイソシアネート化合物とポリオール類あるいはポリエーテルとの化学反応により得られるものが使用可能であり、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン４，４ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルプロパン１−メチル２−イソシアノ４−カルバメート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネートなどのイソシアネート化合物と、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエーテルトリオールなどのポリオール類、ポリエーテルを化合したものである。
【００４３】
ポリエステルとしては、２塩基酸と２価のアルコールを反応させた一般的なものが使用可能で、具体的には、２塩基酸としては、無水マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、２価のアルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、１，３ブチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールジオキシエチルエーテルなどが使用可能である。
【００４４】
本発明で用いる微粒子状重合体は、粒径が0.01μｍから0.5μｍの範囲にある必要がある。粒径が0.01μｍ未満では、本発明の膜厚が薄い時でも接着強度が向上するという効果が得られず、0.5μｍ超でも、エポキシ樹脂同士の溶融を妨害し、接着強度を低下させるからである。
【００４５】
本発明者等は、接着被膜においては微粒子状重合体の分散時の粒径の方がより重要な働きをしており、0.01μｍから0.5μｍという非常に狭い範囲の微粒子重合体を用いることによって、接着被膜に要求される諸特性を満足できることを見出した。
【００４６】
その理由としては、接着被膜では数μｍ、厚くても十数μｍという非常に膜厚が薄いために、エポキシ樹脂中に均一に微粒子が分散するためには、自ずからその大きさに限界があり、例えば膜厚よりも大きな粒径の微粒子を添加せしめた場合には、塗布乾燥時に微粒子の構成成分のみの領域が現れることにより「島−海構造」が形成不能となることから、本発明の効果が得られないと推定される。従って、効果の得られる微粒子重合体の粒径が非常に狭い範囲に限られ、本発明者らが検討した結果では、好適には0.05μｍ以上、さらに好適には0.1μｍ以上、特に好適には0.2μｍから0.4μｍの範囲である。
【００４７】
本発明で用いる微粒子状重合体は、ガラス転移点が10℃から80℃の範囲が好適である。ガラス転移点が10℃未満の場合、スリット作業や打抜き加工時に被膜に疵が付き易くなる傾向があり、80℃超の場合には被膜が白化する恐れがある。より好適なガラス転移点は、その下限については、25℃以上、35℃以上、45℃以上、さらには55℃以上であり、また、その上限については、70℃以下、65℃以下である。
【００４８】
本発明の微粒子状重合体をエポキシ樹脂中に分散させる方法については、特に限定するものではなく、各樹脂を機械的に混合したり、それぞれをエマルジョンとしてから混合したり、あるいはアクリル変性エポキシ樹脂溶液中で乳化重合することによりアクリル樹脂を微粒子状重合体としても良い。
【００４９】
微粒子重合体の形態としては、一般的には球状が望ましいが、中空型や卵型などの異型あるいは内部と外周側で組成の異なるいわゆるハイブリッド型でも良い。また、エポキシ樹脂との相溶性によっては、明確な外観を呈しない場合もある。スリットなどの加工時に、部分的に過大な圧力がかかる可能性を考慮すると、エポキシ樹脂と微粒子状重合体の界面密着性は高いほうが加工性が良好であることから、明確な外観を呈しなくても構わない。
【００５０】
微粒子状重合体の添加量としては、エポキシ樹脂100重量部に対して、１〜30重量部が適当である。１重量部未満では本発明の効果が現れず、30重量部超では微粒子状重合体同士の凝集や沈殿が発生し易く、取り扱いに支障が生じるためである。
【００５１】
本発明で使用するエポキシ樹脂硬化剤とは、エポキシ樹脂を硬化させ得るもので、通常、所定温度に加熱することにより硬化反応を開始するものである。具体的には、酸無水物系硬化剤（無水フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、無水ピロメリット酸、パイロメリット酸無水物など）、脂肪族アミン（ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリアミド、２エチル４メチルイミダゾールなど）、メタフェニレンジアミン、ジシアンジアミド、有機酸ジヒドラジド、アミンイミド、ケテミン、第３アミン塩、３フッ化ホウ素アミン塩、ナイロン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂、NBR、ポリサルファイド、アニリン樹脂、ブロックイソシアネート、アクリル樹脂などが挙げられる。特に良好な特性を示すものは、メラミン樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ブロックイソシアネート、アクリル樹脂などである。
【００５２】
エポキシ樹脂硬化剤の重量比はエポキシ樹脂とのエステル化反応生成物100重量部に対して１〜30重量部が良好である。エポキシ樹脂硬化剤が１重量部未満の場合では接着後の被膜の耐熱性が劣る傾向に有り、30重量部超では塗布乾燥後に硬化剤が被膜表面近傍に濃縮し白濁する傾向に有る。
【００５３】
また、被膜量としては１〜６ｇ／ｍ2が良く、特に１〜３ｇ／ｍ2が好ましい。１ｇ／ｍ2未満では接着強度が低下する傾向に有り、６ｇ／ｍ2超では占積率が劣る傾向にあるからである。
【００５４】
次に、電磁鋼板に被膜を形成する時の焼き付け設定条件は、特に限定するものではないが、通常行われているような150〜800℃に設定した乾燥炉で、短時間に板温で100〜300℃とするのが良い。
【００５５】
本発明のメカニズムは内部応力の低減によるものと想定されるが、詳細は明らかではなく、前記特開昭62-50361号公報に開示された技術では、室温以下のガラス転移点が有効であるが、接着被膜においては、微粒子状重合体のガラス転移点はむしろ10℃から80℃の範囲が良く、さらには微粒子状重合体の粒径が接着強度に大きく影響する理由は詳細には明らかではない。しかし、接着被膜の場合には有機樹脂と比較すると非常に熱膨張係数が小さく、剛性の大きい鋼板の表面にエポキシ樹脂層が非常に薄く形成された状態で使用されており、一般的な有機樹脂の内部応力低減機構とは、異なる要因が働くものと推定される。
【００５６】
図１は、本発明に基づく樹脂組成物を塗布焼付した接着用表面被覆鋼板を200℃×10kgf／cm2×30分間の条件で接着したサンプル（No．２）と、従来例に基づくサンプルについて接着したサンプル（No．１）の接着部破断面を走査型電子顕微鏡にて観察したものである。従来例に基づくサンプル図１Ａでは、破断した部分が滑らかな面を呈しており、亀裂の伝播が素早く生じたことが伺える。
【００５７】
それに対し、本発明に基づくサンプル図１Ｂでは、破断した部分にミクロ的な凹凸が生じており、亀裂の伝播経路が入り組んでいる。
【００５８】
これらの観察結果から、本発明に基づく樹脂組成物の場合には、エポキシ樹脂連続相中にアクリル樹脂微粒子が均一に分散したいわゆる「島−海構造」が形成されることにより、亀裂の伝播が遅延し、従って接着強度が向上したとも推定される。
【００５９】
さらに、剪断接着強度と本発明で実施する押割り試験の接着強度では、異なる挙動を示す。すなわち、剪断強度試験では鋼板の接着面に対して垂直方向の力が働かないのに対し、押割り試験では接着面に対して垂直方向に働く成分があり、当然接着被膜の剥離挙動が変化するが、現実のモーター等の積層鉄芯に働く電磁力を考慮した場合、押割り試験の方がより実際の積層鉄芯に必要とされる強度であると想定される。
【００６０】
通常、押割り方向の強度測定方法としてはピール強度測定法が一般的である。ところが、本発明者らが検討した結果、電磁鋼板を用いてピール強度を測定した場合には、サンプルに折れが発生するため接着したサンプル同士を滑らかに剥離させることが困難で、バラツキが非常に大きくなり測定が困難である。
【００６１】
また、ピール強度測定用に薄鋼板を調製する方法では、様々な鋼成分を添加する電磁鋼板とは表面状態が異なるため、実際の積層鉄芯とは異なる挙動となる心配がある。
【００６２】
そこで本発明者らは、押割り方向の接着強度測定方法として積層接着した鉄芯サンプルに楔を押し込むことにより、押割り方向の接着強度を測定できることを見出した。前記特開昭62-50361号公報では接着強度の測定方法として、ピール試験法（ASTM D1876）が使用されているが、本発明では電磁鋼板用として押し割り試験方法を創案し、従来例と比較した。図２に従来法であるピール試験方法と本発明で測定した押し割り試験法を示す。
【実施例】
【００６３】
公知の方法で処理した、仕上げ焼鈍後の無方向性電磁鋼板（板厚0.5mm、シリコン量0.5％）のコイルを通常の絶縁被膜を塗布せず、そのままの状態のものを供試材とした。次に表１に示すエポキシ樹脂エマルジョンとエポキシ樹脂硬化剤、および表２に示す微粒子状重合体を順次混合し、表３に示す処理液を作製した。それぞれの処理液をゴムロール方式の塗布装置で塗布した後、板温160℃で被膜の塗布量が表中に記載する量になるように焼き付け処理を行った。
【００６４】
このコイルから試料を切り出し、被膜諸特性を評価した。その結果を表４に示す。次に通常の電磁鋼板に塗布されるクロム酸マグネシウム・アクリル樹脂系の有機無機混合被膜を１ｇ／ｍ2になるよう塗布焼付したコイルを供試材とした場合を表５に示す。なお、塗布量を膜厚に換算するには、例えば塗布量が多い場合と少ない場合や鋼板の表面粗度が異なる場合などで換算式を変更する必要があるが、本発明で塗布される場合では、１ｇ／ｍ2で約0.6μｍ〜１μｍである。
【００６５】
接着面を押し開く方向の接着強度に付いては、各溶液を所定量塗布焼付したコイルから２cm×３cmの大きさに切り出した試料を40枚積層した後専用冶具で固定し、200℃×10kgf／cm2×30分間加熱加圧して接着した積層鉄芯を作製した後、積層面の中央部に楔型圧子を押し付け、積層鉄芯が分離する時の荷重を測定した。
【００６６】
【表１】
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【００６７】
* ：エポキシ３は、変性したアクリル樹脂が硬化剤として機能する  ため、硬化剤は添加せず。
【００６８】
【表２】
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【００６９】
＊：表１，２中の略号の説明
BPA：ビスフェノールＡ型エポキシ、NR：ノボラック型エポキシ、PR：フェノールレゾ  ール型硬化剤、AR：アミノ樹脂硬化剤、EA：アクリル酸エチル、MMA：メタクリル酸メ  チル、St：スチレン、BA：アクリル酸ブチル、PVA：酢酸ビニル、PA：ポリエチレン、P  U：ポリウレタン、HPMA：メタクリル酸ヒドロキシプロピル、MA：アクリル酸、EHMA：  メタクリル酸２−エチルヘキシル
＊：表中の部は樹脂固形分換算で重量部
【００７０】
【表３】
2004070080.tif 000012
【００７１】
【表４】
2004070080.tif 000013
【００７２】
（注）ａ：圧力10kg／cm2、温度200℃で60秒間圧着後、常温でせん断接着力を測定。
ｂ：上記ａ条件で接着後、150℃に加熱した状態で接着強度を測定。
ｃ：２cm×３cmに剪断したサンプルを40枚積層し、200℃×10kgf/cm2×30分間の条          件で接着した後、積層面の中央部に楔（先端角７°）を押し込み、その時の最          大荷重を測定した。
ｄ：常温にて72時間20kg／cm2で加圧した後、粘着の度合いを評価した。
全く粘着しなかったものを◎、若干粘着したものを○、粘着するが手で剥がす          のに力を必要としないものを△、手で剥がすのに力が必要なものを×とし、○          以上を合格とした。
【００７３】
【表５】
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【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】２cm×３cmの形状に打抜き加工されたサンプル板を、200℃×10kgf／cm2×30分間加熱加圧して接着した後、常温にて押し割り試験を行った。それぞれのサンプルを回収し破断した接着面について走査型電子顕微鏡にて表面状態を観察した状態の写真であり、図１Ａは従来の接着面の破断状態の写真であり、図１Ｂは本発明による接着面の破断状態の写真である。
【図２】接着強度の測定方法の１つとして用いられてきたピール試験法の概念図と本発明を実施するに当って新たに考案した押し割り試験法の概念図を示す。どちらも接着剤あるいは接着被膜によって張り合わされた鋼板を引き剥がす剥離強度測定法であるが、ピール試験法では鋼板が大きく変形するため、鋼板自身の特性による影響が非常に大きいのに対し、押し割り試験法では、複数枚鋼板を積層し固着することにより、鋼板の影響を最小限に抑制し、接着部材の特性を細かく評価可能である。
【国際調査報告】
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