JPS61189938A - 金属薄板の積層法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

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

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

非晶質金属はその製造法から薄膜、薄帯、粉末、細線の
形状で製造されるので、用途に応じて加工しなければな
らない。たとえば高い電気抵抗とすぐれた磁気特性とに
着目して磁気ヘッド、可飽和リック１−ル、電カドラン
スや高周波トランスなどの鉄心材料として利用する場合
を考えてみる仁、非晶質金属の薄板を所望の形状に加工
し所望の厚さに積層する必要があるが、非晶質金属材料
を量産性にすぐれた単ロール法で製造する場合は板厚が
２０〜３０μｍと薄いために打法き加工が困難で・おる
とともに打扱き加工では薄板周辺部に加工歪が生じて電
気的および磁気的特性が劣化するという問題がある。

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

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

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

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

（発明の目的および構成） 本発明は上記の点にかんがみでなされたもので、金属薄
板の積層を容易にすることを目的とし、この目的を達成
するために、複数の金属薄板の各々に　　　　エツチン
グ処理により同一パターンの加工部片を順次連続して形
成し、各薄板に形成した加工部片の隣り合う部分の表裏
のいずれか一面または両面に接着性を付与せしめ、複数
の薄板に形成した加工部片が重なり合うように全薄板を
積層するように構成した。

（実施例） 以下本発明を図面に基づいて説明する。

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

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

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

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

帯板１０には塗着ユニット５および６によりそれぞれ表
面と裏面とに上記加エバターンにより加工部片Ｌ１．Ｌ
２．Ｌ３、・・・・・・（斜線を施したパターン）とそ
の背景の帯板母材Ｅの部分（粗い斜線を施した部分）と
にレジスト液Ｐが塗着されるが、表面と裏面の加エバタ
ーンがずれないように塗着ユニット５と６の位置決めを
する必要がある。

このため、第１図の塗着装置の構成に限定されることな
く、たとえばロール５ｄとロール６ｄとの加エバターン
が帯板１０の両面を面対称に挟むよう構成してもよく、
この構成においては圧接ロール５ｅ、６ｅは不要となる
。

なお、レジスト液Ｐは非晶質金属薄板に塗布可能である
ことはもちろんであるが、エツチング後粘着性または接
着性を有するものが好ましい。

各帯板の進行方向に見て塗着装置の下流側にはレジスト
液を硬化させるための露光装置Ｆ、Ｇ。

Ｈ，Ｉが設けられており、各露光装置は帯板を挟んで両
側に設けられた一組の露光ランプで構成されている。露
光ランプはレジスト液の分光感度に応じて適したものを
使用すればよく、広いスペクトル範囲で使用可能である
。

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

１２はエツチング処理を終えた帯板１０，２０゜３０．
４０に接着液を塗着する装置で、接着液Ｓを入れた容器
１３から成る。

接着液としては、クロロプレンなどのコンタクト型接着
液、アクリル系、ゴム系の各種粘着液または酢酸ビニル
、ポリアミドなどの熱融着型接着剤、ホットメルト接着
剤などが利用できる。なお、この接着液塗着装置１２は
後述するようにレジスト膜にエツチング処理後粘着性ま
たは接着性を付与しそれによって接着、積層する場合は
不要である。

１３はその後積層する４枚の帯板１０．２０゜３０．４
０の位置合わせをする一組のローラ１３ａ、１３ｂから
成るトラクターで、一方ローラ１３ａの周面に一定間隔
でピンが植設され、帯板の両側縁に形成された孔７（第
２図参照）とピンとの係合により他方のローラ１３ｂと
の間で挟みながら位置合わせをする。なお、孔７の加工
は、帯板１０．２０．３０．４０にレジストの加エバタ
ーンを塗着する前に、殿械的打央き加工により打法いて
おいてもよく、また、帯板１０，２０゜３０．４０の表
裏の孔７に相当する部分を除く周囲にレジストを塗着す
るパターンを、前記加エバターンを有する塗布ロール５
ｄ、６ｄに設け、これにより孔７の周囲にレジストを塗
着し、前述したような工程を経て処理すれば孔７が得ら
れる。

孔７は加工部分の進行確認の孔で、孔７の数および位置
と加工部分とは一定の関係にあり、各帯板’１０，２０
．３０．４０の所定の孔７どうじを合わせれば、各加工
部分が重なり合う関係となっており、重ね合わせについ
ては、複写連続帳票の位置合わせ技術を利用することが
できる。また進行確認用の孔７の如く孔をあけることな
く、第３図に示すように、光などで感知できるマークＭ
を付し、これにより加工部分の重ね合わせを行ってもよ
い。

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

こうして積層された帯板は必要な鉄心部Ｆ１゜Ｆ２・・
・・・・が不要の薄板母材Ｅからパンチ１５で切り離さ
れ受皿１６に収納される。

上述した説明かられかるように、リール１，２゜３．４
から連続的に巻きほぐされた非晶質金属の帯板１０．２
０．３０．４０の表裏両面に塗着装置Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄで
レジスト液Ｐの加エバターンを塗布し、露光装置Ｆ、ａ
、Ｈ’、Ｉでレジスト液を硬化させ、次にエツチング槽
８でエツチング処理を行う。エツチング処理の結果加工
部片と帯板母材とが残り、その他の部分が除去される。

次いで帯板には接着液塗着装置１２において接着液が塗
着される。

接着液の塗着された４枚の帯板１０〜４０は両側縁の孔
７を利用してトラクター１３により相互に位置合わせさ
れた後一対の圧接ローラ１４ａ。

１４ｂ間に通される。各帯板は両面に塗着された接着液
により接着され、積層される。こうして積層された帯板
の鉄心部Ｆ１．Ｆ２・・・・・・がパンチ１５により帯
板母材Ｅから切り離され、受皿１６に収納される。

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

ここで本発明において重要なレジスト膜を利用した積層
工程について説明する。

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

すなわち、パターン加工のために帯板に塗布するレジス
ト液Ｐのｍｓおよびその１多の露光によるレジスト膜の
硬化条件をレジスト液の種類や膜厚に応じて調整するこ
とによりレジストの硬化を完全に進行させまたは完全に
進行させず一部硬化しない状態が残るようにする。エツ
チング処理後レジスト硬化膜を除去せず、積層装置１４
の圧接ローラ１４ａ、１４ｂを通す際加圧し、ざらにレ
ジスト膜の種類によっては加熱（たとえば３０〜２５０
’Ｃ）することによりレジスト膜が接着性を有し帯板が
相互に接着する。

また別の方法として、帯板に塗布するレジス１へ液を一
旦露光硬化させるが、エツチング処理後は除去せず、石
炭酸、四塩化エチレン、ジクロルベンゼン、アルキルベ
ンゼン、スルフォン酸などの溶剤または膨潤剤に浸漬し
てレジスト膜の表面を膨■活性化させる。その後積層装
置で熱圧着すれば、前述したように帯板相互が接着し積
層される。

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

上述したような積層法において、各帯板に形成する加工
部片と帯板母材とを結合する結合片は４つであり、しか
もその結合片１７の位置は第３図に示すように帯板ごと
に円周方向２２．５°ずつずらしである。こうすると、
４枚の帯板１０゜２０．３０．４０を積層したとき結合
片１７の位置が第４図に示すように２２．５°ずつずれ
るので、最終段階で加工部片を帯板母材から切断し易く
なる。積層する帯板の数が４枚より遥かに多い場合でも
結合片１７の重なりが少なくなるのでやはり切断し易い
が、結合片１７の重なり状態において切断することもで
きる。

また、他の方法としては、上述したずらした結合片１７
の部分のレジストを除去して４枚の帯板１０．２０，３
０．４０を積層し、またはそれらの積層してから結合片
１７の部分のレジストを除去し、その後積層状態にし再
度エツチングを行い積層された加工部片を得ることもで
きる。

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

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

またレジスト膜は接着剤として用いるほかに絶縁膜とし
てだけ用いることができ、この場合は別に接着液を塗布
する必要がある。

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

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

（発明の効果）　　゛ 以上説明したように、本発明においては、複数の金属薄
板の各々に　　　　エツチング処理により同一パターン
の加工部片を順次連続して形成し、各薄板に形成した加
工部の隣り合う形成部分の表裏いずれか一面または両面
に接着性を付与せしめ、複数の薄板に形成した加工部片
が重なり合うように全薄板を積層するようにしたので、
一連の処理で加工部片の薄板積層体が自動的に製造され
る。

隣り合う加工部片の一面に接着性を付与ぜしめる方法と
して、接着液を塗着する方法と、エツチング処理で用い
るレジスト膜を利用する方法とが考えられるが、後者の
方法によればレジスト膜を除去する工程や接着液を塗着
する工程を必ずしも必要としないので積層法が簡単にな
る。またレジスト膜が絶縁膜にもなるので、渦電流損の
少ない鉄心部材を製造するのに後者の方法が有利である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による金属薄板の積層法を実施する装置
の概略線図、第２図は金属の帯板に塗着するレジスト液
の加エバターン、第３図は４枚の帯板に形成する加エバ
ターンの結合片の位置ずれを示す図、第４図は４枚の帯
板を積層した状態での加エバターンの平面図である。 １〜４・・・リール、１０，２０，３０．４０・・・帯
板、５，６・・・塗着ユニット、７・・・孔、８・・・
エツチング槽、９・・・エッチ液、１２・・・接着液塗
着装置、１３・・・トラクター、１４・・・積層装置、
１７川結合片。 特許出願人　株式会社雪ケ谷制御研究所トツパン・ムー
ア株式会社 代理人　　弁理士　　鈴　木　弘　男 ｊｌＺ　　図 第３図 〉

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の金属薄板の各々にエッチング処理により同
   一パターンの加工部片を形成し、前記金属薄板の少なく
   とも加工部片形成部分において隣り合う形成部分の表裏
   いずれか一面または両面に接着性を付与し、前記複数の
   金属薄板を加工部片が重なり合うように接着することを
   特徴とする金属薄板の積層法。
2. （２）前記複数の金属薄板が連続的に供給される特許請
   求の範囲第１項に記載の金属薄板の積層法。
3. （３）前記金属薄板が非晶質金属薄板である特許請求の
   範囲第１項に記載の金属薄板の積層法。