JPS6325489B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、各層が絶縁された金属薄板の積層体
を作製する際に用いる成形装置に関するものであ
り、特に絶縁層を有する金属薄板材料の生シート
を連続的に成形できる多層生シートの成形装置に
関するものである。

高けい素鉄合金、例えばけい素量6.5重量％の
けい素合金は軟質磁性材料としてすぐれた磁気特
性を有することは良く知られている。しかしなが
ら、この高けい素鉄合金は非常にもろい材料であ
る。そのため、圧延が非常に困難であり、この合
金の薄板は、工業的には得られていない。この合
金をトランス、モータなどの鉄心として応用する
場合、この合金を薄板化し、得られた薄板に絶縁
層をほどこして積層化することが必要である。発
明者は、先に特願昭54−158419にて、テープキヤ
ステイング法を用いて絶縁層を有する高けい素鉄
合金の生シートを成形し、この生シートを複数枚
重ね合せた後、一体焼結することによつて高けい
素鉄合金薄板の積層体を得る方法について提案し
ている。

この方法は、まず最初に、テープキヤステイン
グ法によつて金属薄板材料の生シートを成形し、
長時間放置することによりこの生シートを乾燥せ
しめた後、その上に絶縁層を成形する方法であ
る。

この従来の方法では、最初にキヤリアフイルム
上に成形した金属薄板材料の生シートを十分に乾
燥した後、一旦キヤリアフイルムを巻きもどし再
度同様にキヤリアフイルムを移動させながら、そ
の生シートの上にさらに絶縁層を成形することを
前提条件としている。これは、金属薄板材料の生
シートを成形し、その直後に、その上に絶縁層を
成形するようにすると、生シートに含まれる溶剤
が蒸発、除去される過程で、金属材料と絶縁材料
とが溶剤の流れによつて混合されてしまうため、
分離した２つの層を形成することができないから
である。

この様な絶縁層を有する金属薄板の生シート一
つのユニツト板とし、それを複数重ねる従来の方
法では、上述した様に、金属板材料についてのテ
ープキヤステイング工程と絶縁材料のテープキヤ
ステイング工程と類似した２つの工程をキヤリア
フイルム上に施こさなければならず、ユニツトユ
ニツト板完成に長時間を有していた。またキヤリ
アフイルムの巻きもどしという無駄な工程も必要
であつた。

そこで本発明は上記従来の欠点を除去し、一回
のキヤリアフイルムの移動で多層構造のユニツト
板を形成することができ、キヤリアフイルムの巻
きもどしという無駄な工程をなくすることができ
る成形装置を提供することを目的とする。

本発明の多層生シートの成形装置の特徴は、キ
ヤリアテープ上に第１層目の生シートを連続的に
成形する第１の成形部と、該第１層目の生シート
上に第２層目の生シートを連続的に成形する第２
の成形部と、該第１及び第２の成形部の間に該第
１層目の生シートを乾燥させる乾燥ゾーンを有
し、該乾燥ゾーン内が温度勾配を有してなること
にある。

以下本発明の一実施例を図面に従つて詳細に説
明する。

第１図は本実施例の成形装置の側面図である。
１が第１の成形部、２が温度勾配を有する乾燥ゾ
ーン、３が第２の成形部で、４は移動するキヤリ
アテープである。第１、第２の成形部１，３では
テープキヤステイング法を用いることにより薄板
成形を可能にしている。

ところで、テープキヤステイング法により成形
した生シート中には、バイング、可塑剤、溶剤が
含まれており、成形後に溶剤が蒸発し、除去され
ることによつて生シートは通常の取扱いによつて
形くずれせず、打抜きなどの加工ができる状態に
なる。溶剤の除去は次のようにして行われる。即
ち、最初に溶剤が液体の拡散、対流あるいは毛細
管現象によつて生シート表面に向つて流れ、次に
表面で気化、蒸発する。このような過程の途中
で、生シートの表面は乾燥した層を形成し、いわ
ゆる皮を張つたような状態となる。この時点で
は、生シート内部はまだ流動状態にある。従つ
て、表面に乾燥した層が形成された後では、内部
に雑つている溶剤はこの乾燥した層をあたかも物
質の拡散と同じ過程で通過して蒸発するため、溶
剤の蒸発速度は急激に低下する。溶剤の蒸発速度
を高めるためには、生シートを加熱することによ
つて、溶剤の乾燥した層における拡散を促進すれ
ばよい。しかし、生シートを高温（溶剤の沸点以
上の温度）に加熱した場合、あるいは昇温速度が
速すぎる場合には、乾燥した層の下で溶剤が気化
し、その結果でさる泡が乾燥した層をつき破り、
生シートを破損してしまう。従つて、生シートを
乾燥する際には、乾燥温度およびその昇温速度を
厳密にコントロールする必要がある。

そこで本実施例では乾燥ゾーン２として第２図
に示す様に、乾燥ゾーンを小区間に分け、各区間
内に温度の異なるガスをキヤリアフイルム４の移
動する方向１１と垂直な方向（第２図の表から裏
に抜ける方向）に吹き出させるようにして、温度
勾配を厳密にコントロールするようにしている。
区間２ＡではT₁，２ＢではT₂，２ＣではT₃の温
度に保つている。

さらに本実施例を以下に詳述する。

金属薄板材料としては、6.5重量％のけい素を
含むけい素鉄合金を用いた。カーボニル鉄粉を
61.8重量％と17重量％のけい素を含むけい素鉄噴
霧粉38.2重量％とを混合し、焼結後のけい素量が
6.5重量％となるようにした。この混合粉末100部
に対し、バインダとしてポリビニルブチラールを
３部、可塑剤としてシブチルフタレートを４部、
溶剤としてメチルエチルケトンを10部、メチルア
ルコールを７部、ブチルアルコールを２部加え、
ステンレスボールとともにポリエチレンポツト中
で72時間ボールミリングすることによつて、金属
薄板材料の泥しようを作製した。

絶縁層用のセラミツク材料としてMgOとB₂O₃
を用いた。MgOおよびB₂O₃粉末をそれぞれ80重
量％、20重量％の割合で混合し、1250℃で１時
間、大気中にて熱処理した。次に、この粉末をア
ルミナボールと共にポリエチレンポツト中で24時
間ボールミリングすることによつて粉砕した。こ
のようにして得た粉末100部に対し、バインダと
してポリビニルブチラールを９部、可塑剤として
ジブチルフタレートを11部、分散剤として日本油
脂製ナイミーンS215を１部、溶剤としてメチル
エチルケトンを30部、メチルアルコールを22部、
ブチルアルコールを７部加え、アルミナボールと
共にポリエチレンポツト中で72時間ボールミリン
グすることによつて、絶縁層材料の泥しようを作
製した。

そしてまず最初に、第１図に示すように、第１
の成形部１ではテープキヤステイング法によつて
キヤリアフイルム４上に、ドクターブレード５を
用いて金属薄板材料の第１層目の生シート６を成
形した。そして、この生シート６を乾燥ゾーン２
へ送り出した。乾燥ゾーンは第２図に示すように
３つの小区間２Ａ，２Ｂ，２Ｃにわけられてお
り、小区間２Ａには25℃の窒素ガスを吹き出させ
た。なお、このとき室温は20℃である。小区分２
Ｂには45℃の窒素ガス、小区間２Ｃには60℃の窒
素ガスを吹き出させた。ここで、成形速度（キヤ
リアフイルムの移動速度）、即ち、生シートの移
動度は20cm／minとした。また、金属薄板材の成
形に用いるドクターブレード５から乾燥ゾーンの
入口７までの距離は40cmとした。また各小区間の
長さは30cmとした。

窒素ガスを吹き出させる方向は、前述したよう
に、生シートの進行方向に直角方向である。次に
乾燥ゾーンの出口８から20cm離れた場所に、絶縁
層を成形するためのドクターブレード９を設置
し、第２の成形部２とし金属薄板材料の生シート
６が到着してから、この上に絶縁層１０を成形し
た。このようにして、絶縁層を有する金属薄板材
料の生シートを得ることができた。この生シート
を40×40minの寸法で打抜き、打抜いた生シート
30枚をプレス型の中にセツトし、温度120℃圧力
30Kg／cm²の条件で30分間プレスすることによつ
て、生シートを積層した。次に、積層した生シー
トは200℃で１時間、大気中にてバインダ抜きを
行つた後、1350℃で１時間、乾燥水素中で焼結し
た。焼結後の積層体の断面を観察したところ、金
属材料部と絶縁層部とは完全に分離されているこ
とが確認できた。

本発明による方法では、上記実施例で述べた
種々の条件は、金属および絶縁材料の出発粉末、
溶剤量、成形速度等を変えた場合には、それに対
応して変化せねばならないため、一般的にすべて
の場合にあてはまる条件ではないことを改めて述
べる。

また、本発明による方法では、絶縁層を先に成
形し、その上に金属薄板材料の生シートを成形す
る場合にも有効である。

さらに、本発明による方法では、絶縁層をテー
プキヤステイング法以外の方法、例えばスクリー
ン印刷法によつて成形する場合にも有効である。

以上説明した様に本発明によれば、一回のキヤ
リアフイルムの移動で、多層生シートを同時に成
形することができ、甚だ効率的である。さらに乾
燥ゾーンでは温度が入口付近で低く出口付近に向
つて漸次高くなるよう勾配が設けられているので
短時間で十分第１層目の生シートを乾燥させるこ
とができる。

前述した実施例では２層の生シートを同時に成
形する装置について述べたが、３層あるいはそれ
以上であつても、その成形部の間に同様の乾燥ゾ
ーンを設ければ同様に同時成形可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の一実施例を説明する
ための側面図である。 図中、１は金属薄板材料の生シートを成形する
部分（第１の成形部）、２はこの生シートを乾燥
させる部分（乾燥ゾーン）、３は絶縁層を成形す
る部分（第２の成形部）、４はテープキヤステイ
ング法による成形に用いるキヤリアフイルム、５
は金属薄板材料の生シートの成形に用いるドクタ
ーブレード、６は金属薄板材料の生シート（第１
層目の生シート）、７は乾燥ゾーンの入口、８は
乾燥ゾーンの出口、９は絶縁層の成形に用いるド
クターブレード、１０は絶縁層（第２層目の生シ
ート）である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ キヤリアテープ上に第１層目の生シートを連
   続的に成形する第１の成形部と、該第１層目の生
   シート上に第２層目の生シートを連続的に成形す
   る第２の成形部と、該第１及び第２の成形部の間
   に該第１層目の生シートを乾燥させる乾燥ゾーン
   を有し、該第１及び第２の成形部は、生シートの
   泥しようを収容したドクターブレードを有し、テ
   ープキヤステイング法により生シートを連続的に
   成形するようにしてなり、 該乾燥ゾーン内が温度勾配を有してなり、 該乾燥ゾーン内の温度勾配が、該第１の成形部
   側が低く、該第２の成形部側に向つて漸次高くな
   つていることを特徴とする多層生シートの成形装
   置。 ２ 上記第１層目の生シートが軟質磁性材料を含
   んでなり、 上記第２層目の生シートが絶縁材料を含んでな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   装置。