WO2023120730A1

WO2023120730A1 - 積層磁性材、トランス用コア、および積層磁性材の製造方法

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Publication number: WO2023120730A1
Application number: PCT/JP2022/047785
Authority: WO
Inventors: 石川湧己; 野口伸; 相牟田京平
Original assignee: 日立金属株式会社
Priority date: 2021-12-24
Filing date: 2022-12-23
Publication date: 2023-06-29

Abstract

耐熱性及び磁束密度の低減防止および鉄損増加の抑制に優れた積層磁性材、並びに積層磁性材の製造方法を提供する。　積層された急冷合金薄帯が、熱硬化性、または常温硬化性であり、かつ、１００℃以下のガラス転移温度を有する樹脂で層間接合された積層磁性材であって、室温における積層磁性材のピール強度が１．０ｇｆ／ｍｍ以上であり、かつ、積層磁性材全体の、印加磁界が８０Ａ／ｍにおける磁束密度Ｂ８０が１．２５Ｔ以上であることを特徴とする積層磁性材。

Description

積層磁性材、トランス用コア、および積層磁性材の製造方法

　本発明は、積層磁性材、トランス用コア、および積層磁性材の製造方法に関する。

　ＣＯ_２排出削減の世界的潮流の中、電力トランスの高効率化が求められている。電力トランスの磁心には方向性電磁鋼板が従来から使用されてきたが、これに代えて電磁鋼板の約１／３～１／５の低損失特性を有するアモルファス合金のトランス用コアへの応用が期待されている。電磁鋼板の板厚が０．２０～０．３５ｍｍ程度であるのに対して、アモルファス合金はその製造時に超急冷を必要とする関係上、例えば、厚さ２５μｍ程度の薄帯で供給される。そのため、電磁鋼板と同一サイズの鉄心をアモルファス合金で作製する場合、１０倍以上の積層回数が必要になるなど、鉄心製造プロセスへの負担が過大であるという課題があった。この課題を解決するため、例えば特許文献１に開示されるように、アモルファス合金リボンを複数枚接着積層して板状にし、電磁鋼板と同様の取り扱いを可能とする検討が行われてきた。
しかしその場合でも、樹脂（接着剤）とアモルファス合金リボン間に生じる接着応力によってアモルファス合金リボンの磁気特性が劣化する問題があった。そこで特許文献２に開示されるように、ポリエステル樹脂等のデュロメータ硬さがＤ６０以下の柔らかい樹脂（接着剤）を用いることでアモルファス合金リボンへの負荷を軽減し、磁気特性の劣化を抑制する試みがなされてきた。ここで、デュロメータ硬さとは、デュロメータ（ゴム硬度計）で計測した試料の硬さのことである。

特開２００２－１５１３１６号公報ＷＯ２０１９／０８７９３２

　しかしながら、トランス用コアは使用時の温度上昇が避けられず、特許文献２にあるホットメルト型のポリエステル樹脂のような熱可塑性樹脂では耐熱性や長期的な信頼性は十分とは言えなかった。そのため、新しい磁気特性の劣化防止技術が求められた。
そこで本発明は、上記課題に鑑み、耐熱性や信頼性確保に有利で、優れた磁気特性を維持した積層磁性材、トランス用コア、および積層磁性材の製造方法を提供することを目的とする。

　本発明の積層磁性材は、積層された急冷合金薄帯が、熱硬化性、または常温硬化性であり、かつ、１００℃以下のガラス転移温度を有する樹脂で層間接合された積層磁性材であって、室温におけるピール強度が１．０ｇｆ／ｍｍ以上であり、かつ、積層磁性材全体の、印加磁界が８０Ａ／ｍにおける磁束密度Ｂ８０が１．２５Ｔ以上であることを特徴とする。

　また、前記樹脂で層間接合された急冷合金薄帯は、印加磁界が８０Ａ／ｍにおける磁束密度Ｂ８０が１．４Ｔ以上、かつ、周波数５０Ｈｚ、最大磁束密度１．４Ｔにおける鉄損Ｐｃｍが０．２６Ｗ／ｋｇ以下とすることが好ましい。

　本発明においては、前記磁性材は、前記樹脂の室温における弾性率をγ［ＭＰａ］、前記樹脂のガラス転移温度以下における線膨張率をα１［１／Ｋ］、前記樹脂の硬化温度をＴａ［Ｋ］、前記樹脂の硬化時の線収縮率をβ、前記樹脂の樹脂厚さをｈ１［μｍ］、急冷合金薄帯の厚さをｈ２［μｍ］、急冷合金薄帯の線膨張率をα２［１／Ｋ］、室温をＲＴ、とするとき、以下の数式で示される接着応力σ［ＭＰａ］が３ＭＰａ以下であることが好ましい。
σ　＝　ｈ１　／　ｈ２　×　γ　×　｛（α１―α２） × （Ｔａ－ＲＴ）　＋　β｝
　本発明においては、前記接着応力σは、０．６ＭＰａ以下とすることが好ましい。

　本発明のトランス用コアは、前記積層磁性材を有することが好ましい。

　本発明の積層磁性材の製造方法は、積層された急冷合金薄帯が、熱硬化性、または常温硬化性であり、かつ、１００℃以下のガラス転移温度を有する樹脂で層間接合された積層磁性材の製造方法であって、前記急冷合金薄帯の片面、または両面に、前記樹脂を塗布する工程と、前記急冷合金薄帯を積層して、前記樹脂を硬化させる工程と、を有する。
を特徴とする。
　本発明においては、前記樹脂が、エポキシ樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂、アクリル樹脂のうち少なくとも一種であることが好ましい。

　本発明によれば、耐熱性に優れ、信頼性確保に有利で、磁束密度が高く維持され鉄損の少ない優れたトランス用の積層磁性材を提供できる。

本発明の積層磁性材の一実施形態を示す模式的な斜視図である。２枚の急冷合金薄帯１の間に樹脂層２が配置されている本発明の積層磁性材の一実施形態を示す模式的な斜視図である。ピール試験用の試験片の概要図である。ピール試験測定装置の概要図である。発明のトランス用コアの一実施形態を示す模式的な斜視図である。

　本発明者は、トランス用の積層磁性材を形成する上で、樹脂の諸物性および接着条件と、樹脂の諸物性で決まる接着応力σとの関係を明らかにし、優れた耐熱性を持ち、優れた磁気特性を維持したトランス用の積層磁性材を見出し、本発明を完成させた。以下、詳しく説明する。　
　まず、本発明者等は、特許文献１に開示されるような樹脂（接着剤）が付与された磁性材を詳細に検討した。アモルファス合金リボン層の間に樹脂（接着剤）を塗布して積層磁性材を製造しようとすると、樹脂（接着剤）が硬化する際に体積が減少すること、および、加熱して接着した場合にはアモルファス合金リボンと接着剤の熱膨張係数の差があることから、樹脂（接着剤）がアモルファス合金リボンに対して主に面内方向に接着応力を付与する状態となる。
　ここで、複数の軟磁性アモルファス合金リボンと、前記軟磁性アモルファス合金リボンの間に配置された樹脂（接着剤）からなる樹脂層を考えた場合、樹脂の室温における弾性率をγ［ＭＰａ］、樹脂の室温における線膨張率をα１［１／Ｋ］、樹脂の硬化温度をＴａ［Ｋ］、前記樹脂の硬化時の線収縮率をβ、前記樹脂の樹脂厚さをｈ１［μｍ］、アモルファス合金リボンの厚さをｈ２［μｍ］、アモルファス合金リボンの線膨張率をα２［１／Ｋ］、室温をＲＴ、とするとき、以下の数式で示される接着応力σ［ＭＰａ］が、以下の数式で表される。なお、［］は単位を表す。ここで、室温のＲＴは２９６［Ｋ］とする。

　アモルファス合金リボンは、磁歪が大きいことから、接着応力によりアモルファス合金リボンの磁区構造が乱れ、アモルファス合金リボンの磁気特性が変化する。特に、アモルファス合金リボンを積層して積層磁性材とし、それら積層磁性材からなる積層コアを、商用周波数帯（５０Ｈｚ、６０Ｈｚ）における電力トランス用コアとして使用する場合、鉄損の増加や所定の磁界を印加した時の磁束密度が低下するという現象が起きる。コアの鉄損の増加はトランスの効率低下を招き、所定の磁界を印加した時の磁束密度が低下すると、トランスを励磁した時に発生する騒音が大きくなる問題が生じる。よって、アモルファス合金リボンをトランス用コアとして使用する場合、アモルファス合金リボンに生じる接着応力をできるだけ小さく制御することが重要である。
　また、その応力の許容限度を把握することで、使用可能な樹脂を選定する上において有用な知見が得られる。この接着応力は、接着剤を構成している樹脂の種類によって異なる。つまり、積層のための樹脂層の種類によって磁気特性、特に鉄損Ｐ_ＣＭや磁束密度Ｂ８０が大きく異なり得ることが分かった。なお、鉄損Ｐ_ＣＭ（以下、Ｐ_{ＣＭ１４／５０}と示す。）は、周波数５０Ｈｚ、最大磁束密度１．４Ｔにおける鉄損［Ｗ／ｋｇ］、磁束密度Ｂ８０（以下、Ｂ８０と示す。）は、８０Ａ／ｍの印加磁界で磁化したときの磁束密度［Ｔ］を表す。この知見に基づき、本発明者は、新規な磁性材を想到した。

　すなわち、本発明は、積層された急冷合金薄帯が、熱硬化性、または常温硬化性であり、かつ、１００℃以下のガラス転移温度を有する樹脂で層間接合された積層磁性材であって、
室温にけるピール強度が１．０ｇｆ／ｍｍ以上であり、かつ、積層磁性材全体の、印加磁界が８０Ａ／ｍにおける磁束密度Ｂ８０が１．２５Ｔ以上である積層磁性材である。

　本発明の樹脂は、熱硬化性、または常温硬化性とする必要がある。熱硬化性、または常温硬化性樹脂は、反応前は比較的低分子量の液体化合物であるが、加熱、硬化剤との混合、触媒との反応、紫外線照射、空気中の水分との接触、酸素の遮断かつ活性金属との接触等によって重合反応が開始し、高分子化合物に重合することで硬化して固体となる樹脂である。熱硬化性、または常温硬化性樹脂は、ホットメルト型の熱可塑性樹脂に比べて耐熱性が高く、高温下においても接着強度が低下しにくい。
　以下、本発明の積層磁性材、トランス用コア、および積層磁性材の製造方法の実施形態について、図を用いて詳細に説明する。

　まず、本発明の積層磁性材の実施形態について説明する。図１（ａ）は、積層磁性材の一実施形態を示す模式的な斜視図である。本実施形態の積層磁性材１１は、複数の急冷合金薄帯１と、複数の急冷合金薄帯１間に配置された樹脂層２とを備える。尚、図中の形態は模式的に示したものであり、実際の寸法とは必ずしも一致しない。図１（ｂ）は、急冷合金薄帯１の一実施形態を示す模式的な斜視図であり、向かい合う２つの主面１ａ、１ｂが存在している。
　ここで、積層磁性材１１は、１．２５Ｔ以上のＢ８０を有することが好ましい。

［急冷合金薄帯］
　本実施形態の積層磁性材１１を構成する、急冷合金薄帯１の材質は、特に問わないが、例えば、非晶質合金薄帯（アモルファス合金薄帯）や、日立金属株式会社製２６０５ＨＢ１Ｍ材などのＦｅ系アモルファス合金薄帯を用いることができる。ここで、「２６０５ＨＢ１Ｍ」は、日立金属株式会社の登録商標である。特に、Ｆｅ系アモルファス合金薄帯である場合、その組成は、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｂの合計量を１００原子％としたとき、Ｓｉが、０原子％以上１０原子％以下、Ｂが、１０原子％以上２０原子％以下、であることが好ましい。

　急冷合金薄帯１の幅は、特に限定されないが、例えば、１００ｍｍ以上とすることができる。リボンの幅が１００ｍｍ以上であると、実用的な変圧器を好適に作製できる。リボンの幅は、１２５ｍｍ以上であることがより好ましい。一方、リボンの幅の上限は特に限定されないが、例えば、幅が３００ｍｍを超えると、幅方向に均一な厚さのリボンを得られないことがあり、その結果、形状が不均一な為に部分的に脆化したり、磁束密度Ｂ８０が低下する可能性がある。リボンの幅は、２７５ｍｍ以下であることがより好ましい。

　急冷合金薄帯１の厚さは、１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。厚さが１０μｍ未満であると、急冷合金薄帯１の機械的強度が不十分となる傾向がある。厚さは、１５μｍ以上であることがより好ましく、更に、２０μｍ以上であることがより好ましい。一方、リボンの厚さが５０μｍを超えると、アモルファス相を安定して得ることが難しくなる傾向がある。厚さは、３５μｍ以下であることがより好ましく、更に、３０μｍ以下であることがより好ましい。

　急冷合金薄帯１は、結晶構造に由来する異方性がなく、磁壁の移動を妨げる結晶粒界が存在しないため、高磁束密度でありながら高透磁率、低損失の優れた軟磁気特性を有する。また、急冷合金薄帯１は、単体で、１．４８Ｔ以上のＢ８０を有することが好ましい。

　急冷合金薄帯１は、種々の公知の方法により製造することができる。例えば、上述した組成を有する合金溶湯を用意し、冷却ロール表面に合金溶湯を吐出させることによって、冷却ロールの表面に合金溶湯の膜を形成させ、表面にて形成されたアモルファス合金リボン１を、剥離ガスの吹きつけによって冷却ロールの表面から剥離し、巻き取りロールによってロール状に巻き取ることにより得られる。

　急冷合金薄帯１は、薄帯長手方向に磁化容易方向を持つように熱処理されたものがトランス用のリボンとして有効である。そのような急冷合金薄帯を得るための方法として、熱処理する場合に、例えば、張架した状態で熱処理（テンションアニール）する方法、又は薄帯長手方向に磁界をかけた状態で熱処理する方法、張架しながら薄帯長手方向に磁界をかけた状態で熱処理する方法、等が好適である。このような熱処理を施された急冷合金薄帯１に樹脂層２を形成して、他の急冷合金薄帯１を接合して積層磁性材１１を構成すればよい。

［樹脂層］
　本実施形態の積層磁性材１１の樹脂層２は、急冷合金薄帯１の２つの主面１ａ、１ｂのうち、少なくとも一面に配置されている。図２は、２枚の急冷合金薄帯１の間に樹脂層２が配置されている積層磁性材１２を示す模式的な斜視図である。ここで、樹脂層２を構成する樹脂は樹脂の室温における弾性率をγ［ＭＰａ］、樹脂の室温における線膨張率をα１［１／Ｋ］、樹脂の硬化温度をＴａ［Ｋ］、前記樹脂の硬化時の線収縮率をβ、前記樹脂の樹脂厚さをｈ１［μｍ］、急冷合金薄帯の厚さをｈ２［μｍ］、急冷合金薄帯の線膨張率をα２［１／Ｋ］、室温をＲＴ、とするとき、上述の式１で算出される接着応力σ［ＭＰａ］が３ＭＰａ以下である、熱硬化性、または常温硬化性樹脂を用いて形成されることが好ましい。

　ここで、接着応力の計算に用いる樹脂の物性は、以下の物性値を使用する。
　樹脂の弾性率γ［ＭＰａ］は、室温（＝２９６Ｋ）における曲げ弾性率を使用する。曲げ弾性率の測定は、短冊形の型に樹脂を流し込んで樹脂を硬化させることで作製した、厚さＴ［ｍｍ］（＝２ｍｍ）×幅Ｗ［ｍｍ］（＝２５ｍｍ）×長さＬ［ｍｍ］（＝４０ｍｍ）の短冊形状試験片に対し、ＪＩＳＫ７１７１法に準拠した測定装置を用いて、三点曲げ試験を行う。支点間距離Ｌは、樹脂の曲げ弾性率が７００ＭＰａを超える場合は３０ｍｍ、曲げ弾性率が７０ＭＰａ以上７００ＭＰａ以下の場合は１４ｍｍ、曲げ弾性率が７０ＭＰａ未満の場合には、支点間距離は８ｍｍとする。試験速度は、０．４８ｍｍ／ｍｉｎとし、下記の式２から導き出される曲げひずみεが０．００２５を超えるまで連続的に試料にかかる荷重Ｆ［Ｎ］と、その時のたわみＤ［ｍｍ］を測定する。測定した荷重とたわみから以下の数式（数２および数３）を用いて、曲げ応力τおよび曲げひずみεを算出し、応力ひずみ曲線を取得する。応力ひずみ曲線の曲げひずみ区間０．０００５≦ε≦０．００２５における応力曲線に対して最小二乗法による線形回帰を行い、その傾きを曲げ弾性率［ＭＰａ］とする。

　樹脂の室温における線膨張率α１［１／Ｋ］は、熱機械分析装置（ＴＭＡ）を用いて測定を行う。樹脂の硬化時の線収縮率βは、未硬化樹脂の比重と樹脂硬化物の比重から以下の数式を用いて算出する。

　また、未硬化樹脂の比重および樹脂硬化物の比重の測定は、ＪＩＳＫ６８３３比重カップ法およびＪＩＳＫ７１２２水中置換法に準じて測定を行う。
なお、二液混合型の接着剤の場合の未硬化の比重は、以下の方法で計算する。二液混合型の接着剤をＡ剤およびＢ剤とすると、Ａ剤およびＢ剤のそれぞれの比重を、ＪＩＳＫ６８３３比重カップ法を用いて測定する。その二液混合型接着剤の推奨混合質量割合をもとに、Ａ剤およびＢ剤の混合する質量を決定し、以下の数式に従って計算する。

　本発明では、接着応力σを３ＭＰａ以下であることが好ましい。その理由は、樹脂から急冷合金薄帯に対して作用する接着応力によって急冷合金薄帯の磁区構造が変化してしまうが、接着応力が３ＭＰａ以下では磁区構造に与える影響を小さくすることができ、急冷合金薄帯の磁気特性の劣化を防止することが可能となるからである。
　樹脂の接着応力σが３ＭＰａ以下であれば、積層磁性材全体のＢ８０が１．２５Ｔ以上、かつ、Ｐ_{ＣＭ１４／５０}が０．２６Ｗ／ｋｇ以下の良好な磁気特性を有したトランス用の積層磁性材が得られる。さらに、接着応力σは０．６ＭＰａ以下であることがより好ましい。接着応力がこの範囲の樹脂である熱硬化性、または常温硬化性樹脂を用いることで、積層磁性材全体のＢ８０が１．３９Ｔ以上、Ｐ_{ＣＭ１４／５０}が０．１６Ｗ／ｋｇ以下の極めて優れた磁気特性を持つトランス用の積層磁性材が得られる。

　一般に、熱硬化性又は常温硬化性樹脂は、ホットメルト型の熱可塑性樹脂に比べて耐熱性が高く、高温時における接着強度が低下しにくい。トランス用コアは、使用時の温度上昇が避けられないため、ホットメルト型の熱可塑性樹脂では耐熱性や長期的な信頼性に懸念があった。このため、耐熱性に優れた熱硬化性又は常温硬化性樹脂を使用することが望ましい。また、トランス用の積層磁性材は、９０％以上の高い占積率であることが望ましく、そのためには樹脂層の厚さを数μｍ程度の薄膜に塗工することが好ましい。ホットメルト型の熱可塑性樹脂は、このような薄膜の塗工のためには有機溶剤に溶かして使用する必要があり、有機溶剤の使用は人体や環境への影響が懸念される。また、生産工程においても、溶剤蒸気の作業環境への汚染や拡散を防止するための局所排気装置等の設置や防爆対策等を行う必要がある。一方で、熱硬化性又は常温硬化性樹脂は、硬化前は比較的低分子量の液体化合物であるため粘度が低く、有機溶剤等の溶剤を使用せずに薄く塗布することが可能である。よって、人体や環境への影響が少なく、生産工程においても工程を簡略化できる利点がある。

　本実施形態で使用する熱硬化性又は常温硬化性樹脂は、どのような成分の樹脂を用いても構わない。代表的な熱硬化性又は常温硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、変性シリコーン樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等が挙げられる。本発明の積層磁性材の樹脂層は、これらの熱硬化性又は常温硬化性樹脂のうち少なくとも一種を成分として含む樹脂組成物である。その他の成分として、硬化剤、および必要に応じてその他の樹脂、硬化促進剤、充填剤、溶剤、可塑剤などを含んでいてもよい。熱硬化性又は常温硬化性樹脂は、特に、エポキシ樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂、アクリル樹脂のうち少なくとも一種であることが望ましい。

　エポキシ樹脂は、最も広く用いられている熱硬化性樹脂又は常温硬化性樹脂であり、種類も多く、経済面も含めて実用性が高いので特に好ましい。本実施形態で用いられるエポキシ樹脂としては、特に限定はしないが、公知の単官能性エポキシ樹脂、多官能性エポキシ樹脂などを用いることができる。例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂等の変性エポキシ樹脂などが挙げられる。これらのエポキシ樹脂は単独で用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。樹脂層におけるエポキシ樹脂の含有量は、エポキシ樹脂特有の高い接着力を発現させるために少なくとも１０質量％以上が好ましく、２０質量％以上が好ましく、さらには３０質量％以上がより好ましい。また、含有量が多すぎると弾性率が高くなって軟磁性アモルファス合金リボン１に与える接着応力が大きくなってしまう観点から、８０質量％以下が好ましく、７０質量％以下がより好ましい。

　アクリル樹脂は、種類も多く、経済面も含めて実用性が高い熱硬化性樹脂又は常温硬化性樹脂であるほか、硬化速度が速いために接着工程の短縮が可能である点、二液型室温硬化タイプの中には二液を十分に混合しなくとも、二液が接触すれば反応が開始し硬化する（ハネムーン接着）ことが可能な接触反応型で硬化を行うことができる点、嫌気性接着や光硬化性接着といった常温硬化方法の種類が豊富にある点から、接着工程を最適化しやすいため好ましい。本発明で用いられるアクリル樹脂は、熱硬化性または常温硬化性である。常温硬化性のアクリル樹脂の中には、第二世代アクリル樹脂（ＳＧＡ）が含まれる。ＳＧＡは、エラストマーとアクリルモノマーがグラフト重合し硬化する樹脂で、熱可塑性であるものの耐熱性が高く、高温時の接着強度が低下しにくい。アクリル樹脂の成分としては、例えば、ポリアクリル酸及びその共重合体、ポリアクリル酸エステルおよびその共重合体、ポリメタクリル酸及びその共重合体、ポリメタクリル酸エステル及びその共重合体、ウレタン－アクリル酸共重合体、スチレン－アクリル酸共重合体などが挙げられる。これらのアクリル樹脂は単独で用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。樹脂層におけるアクリル樹脂の含有量は、アクリル樹脂特有の高い接着力を発現させるために少なくとも１０質量％以上が好ましく、２０質量％以上が好ましく、さらには３０質量％以上がより好ましい。

　エポキシ変性シリコーン樹脂は、極めて低い弾性率をもつため、接着応力を大きく低減可能であり、好ましい。エポキシ変性シリコーン樹脂の種類は、変性シリコーン樹脂の官能基の一部をエポキシ基に置換したもの、またはエポキシ樹脂と変成シリコーンが非相溶で相分離し、海島構造を形成しているもののどちらでも良い。エポキシ変性シリコーン樹脂組成物におけるエポキシ変性シリコーン樹脂の含有量は、少なくとも１０質量％以上が好ましい。

　積層磁性材の優れた磁気特性を維持する観点から、占積率を可能な限り高め、９０％以上の占積率をもつことが好ましい。樹脂層２の厚さは、５μｍ以下が好ましく、３．０μｍ以下がより好ましく、さらには２．０μｍ以下がより好ましい。
一方で、樹脂層２が薄すぎると十分な接着強度を発現できないことから、１μｍ以上が好ましく、１．５μｍ以上がより好ましい。

（占積率算出方法）
占積率は、以下の数式で計算を行う。
ここで、占積率をパーセンテージ（％）で表示する際は、以下の数式に１００を掛けるとする。

　樹脂層２は、容易に剥離しないように、急冷合金薄帯１の主面１ａ、１ｂの少なくとも一面に接着されていることが好ましい。樹脂層２は、急冷合金薄帯１の２つの主面１ａ、１ｂにそれぞれ配置されていてもよい。樹脂層２は、主面１ａ、１ｂの全体に配置されていてもよいし、主面１ａ、１ｂ上にストライプ状、ドット状等、樹脂層２が配置される領域と、樹脂層２が配置されない領域と、を含む所定のパターンで設けられていてもよい。

（ピール強度評価用積層磁性材）
　図３に、ピール強度試験に用いる積層磁性材１２（ピール強度評価用積層磁性材）の模式図を示す。図３に示すように、積層磁性材１２は、急冷合金薄帯１ａの一方の面の一部と、急冷合金薄帯１ｂの一方の面の一部とを貼り合わせた積層磁性材である。すなわち、積層磁性材の長手方向の一端側が、貼り合わされていない（接着されていない）積層磁性材である。積層磁性材の幅は２５ｍｍとし、張り合わせ部分の長さは１００ｍｍとする。

（ピール強度測定方法）
　積層磁性材のピール強度とは、積層された急冷合金薄帯１ａと１ｂとを剥離するのに必要な力、すなわち、剥離強度もしくは保持力である。ピール強度の測定方法としては、例えば、９０°もしくは１８０°度剥離試験法（Ｋ６８５４：１９９９）がある。
そのうち、１８０°剥離試験法の具体例として、図４に示すようなピール強度測定装置３を用いて、ピール強度を測定することができる。まず、積層磁性材１２を構成する急冷合金薄帯の他方の面（樹脂が塗布されていない面）、例えば、急冷合金薄帯１ａの他方の面を、金属ベース３ｄとを、両面テープ３ｅで固定する。次に、積層磁性材１２の貼り合わせていない一端側をクリップ３ａで把持し、そのクリップ３ａを、リニアガイド３ｃを介して固定したフォースゲージ３ｂで一定速度で引っ張り、その際の荷重を測定することにより、積層磁性材のピール強度を測定できる。ここで、本実施形態では、引っ張る速度を９０ｍｍ／ｍｉｎとした。
各試験片について、最初の２５ｍｍを除いた少なくとも４０ｍｍの長さのはく離長さにわたって，荷重測定を行い、そのうちの最大荷重を積層磁性材のピール強度［ｇｆ／ｍｍ］とする。

　本実施形態における積層磁性材料の製造方法は、積層された急冷合金薄帯が、熱硬化性、または常温硬化性であり、かつ、１００℃以下のガラス転移温度を有する樹脂で層間接合された積層磁性材の製造方法であって、前記急冷合金薄帯の片面、または両面に、前記樹脂を塗布する工程と、前記急冷合金薄帯を積層して、前記樹脂を硬化させる工程と、を有する。
ここで、本実施形態の積層磁性材料の製造方法における樹脂、つまり、熱硬化性または常温硬化性樹脂については、上述の樹脂である。

　樹脂を塗布する工程は、急冷合金薄帯１の片面、または両面に、樹脂を配置して樹脂層２を形成する工程のことである。樹脂層２を形成するための方法は特に限定はしないが、例えば、フレキソ印刷方式による樹脂の塗布方法、または樹脂と溶媒を含む接着剤を作製し、その接着剤をスプレーやコーターで塗布し、その後、溶媒を蒸発させる方法がある。
特に、フレキソ印刷方式を使用して樹脂を塗布して樹脂層２を構成する方法は、溶媒を含まない熱硬化性樹脂を塗布する際によく用いられる。

　樹脂を硬化させる工程は、樹脂を塗布する工程の後、樹脂が塗布された急冷合金薄帯１の面に、他の急冷合金薄帯１を重ね、ローラー等で圧着し、樹脂の硬化温度まで加熱して硬化させる工程のことである。

　次に、本発明の実施形態であるトランス用コアを説明する。本実施形態のトランス用コアは、複数の積層磁性材１１を、複数積層方向の垂直な端面同士を突き合わせるように配置され、環状のトランス用コアが形成される。図５は、本発明の実施形態であるトランス用コアの一実施形態を示す斜視図であり、４個の積層磁性材１１を用いて全体として矩形のトランス用コアが形成されている。ここで、トランス用コアの形状は本実施形態に限定されるものではない。

　急冷合金薄帯１として、日立金属株式会社製の２６０５ＨＢ１Ｍ材で、長さ１２０ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚さ２５μｍの軟磁性アモルファス合金リボンを用意した。接着前に、リボン長手方向に４０ＭＰａの張力を印加し、４５０℃でテンションアニールを行い、当該方向が磁化容易方向となる誘導磁気異方性を付与した。
ここで、２６０５ＨＢ１Ｍの線膨張率は、４．３×１０^－６［１／Ｋ］である。
また、軟磁性アモルファス合金リボンの磁気特性である、Ｐ_{ＣＭ１４／５０}とＢ８０は、各々、０．１１４Ｗ／ｋｇと１．５５Ｔであることを確認した。

　上述の軟磁性アモルファス合金リボンの二枚を、種々の接着応力を有する樹脂を用いて接着した積層磁性材の実施例と比較例を作製し、それぞれについてＰ_{ＣＭ１４／５０}および磁束密度Ｂ８０を測定した。

　樹脂は、下記の表１に示すように、９種の樹脂ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１、ｉ１、ｊ１を用意した。樹脂ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１が実施例に用いられ、樹脂ｆ１、ｇ１、ｈ１、ｉ１が比較例に用いられた。
　ここで、各樹脂の硬化温度、硬化タイプ、デュロメータ硬さ、樹脂層の厚さ、弾性率、線膨張率、熱収縮率、硬化時の線収縮率、接着応力は表１の通りであり、弾性率、線膨張率、硬化時の線収縮率は、上述した測定方法により測定した結果に基づくものである。また、熱収縮率δは、樹脂の線膨張率をα１、樹脂の硬化温度をＴａ、アモルファス合金リボンの線膨張率をα２、室温をＲＴ（＝２９６Ｋ）とするとき、以下の数式で表される。

アモルファス合金リボンの線膨張率α２については、４．３×１０^－６［１／Ｋ］を用いた。

　硬化タイプについては、あらかじめ硬化剤を含んでいて加熱によって硬化する１液タイプ、使用時に硬化剤と主剤を調合して硬化する２液タイプがある。
　デュロメータ硬さとは、デュロメータ硬さ試験機（ゴム硬度計）を用いて、タイプＤ（Ａ）の形状の押針を、規定のスプリングの力で試験片表面に押し付け、そのときの押針の押込み深さから得られる硬さであり、ＪＩＳ　Ｋ７２１５で規定される試験方法によって測定される値をいう。
　なお、接着応力σ［ＭＰａ］は、表１にある各樹脂の弾性率、線膨張率、硬化時の線収縮率、樹脂の硬化温度を用い、アモルファス合金リボンの線膨張率は４．３×１０^－６［１／Ｋ］、室温は３００［Ｋ］として、上述の数式（数１）から算出した値である。

［試料の作製］
　表１に示した実施例１～５及び比較例１～４の樹脂を、フレキソ印刷方式を用いて軟磁性アモルファス合金リボン上の全面に塗布し、他方の軟磁性アモルファス合金リボンを重ね合わせ、ローラーで圧着した。ここで、２液タイプ樹脂については、硬化剤と本剤を均一になるまで混ぜ合わせた後、フレキソ印刷方式で塗布した。圧着後は、各硬化温度で加熱または室温硬化のものは室温で放置し、十分に硬化させ、実施例１～５、比較例１～４の試料を作製した。また、樹脂層を形成せずに、軟磁性アモルファス合金リボンを２枚、自重で積層した試料を比較例５として用意した。

　硬化後の樹脂層２の厚さは、表１をみてもわかるように、実施例１～５は、１．９μｍから４．９μｍの間となり、比較例１～４は、２．９μｍ～６．７μｍの間となった。

（磁気特性）
　作製した試料について、Ｐ_{ＣＭ１４／５０}および磁束密度Ｂ８０を測定した。各磁気特性は、積層磁性材のうち、樹脂で層間接合された軟磁性アモルファス合金リボンの部分のみの断面積および質量を考慮して測定を行った。Ｐ_{ＣＭ１４／５０}は、各試料を周波数５０Ｈｚ、最大磁束密度１．４Ｔで励磁させ、その時の鉄損（Ｗ／ｋｇ）を測定した。Ｂ８０は、周波数５０Ｈｚ、８０Ａ／ｍの磁界を印加し、磁束密度Ｂ８０を測定した。特に、積層磁性材全体のＢ８０は、樹脂で層間接合された軟磁性アモルファス合金リボンの部分のみの断面積を考慮して測定した磁束密度Ｂ８０に、その積層磁性材の占積率を掛け合わせたものとして算出した。

　それぞれの測定には、岩崎通信機株式会社製ＢＨループアナライザＳＹ８２１８の交流磁気特性測定装置を使用し、アンプにはＰＭＫ社製ＳＹ－５００１を使用した。また、測定治具として、ＪＩＳＣ２５５６「単板試験器による電磁鋼帯の磁気特性の測定方法」を参考にした測定用の枠を製作して使用した。治具の構成は、ＭｎＺｎフェライトヨーク、樹脂ボビンおよびポリウレタン被覆銅線から成る。樹脂ボビンにポリウレタン被覆銅線で一次巻線（励磁コイル）（線径０．５ｍｍ）と二次巻線（Ｂコイル）（線径０．５ｍｍ）をそれぞれ５７、１００ターン施し、ボビンの間にリボンを挿入してボビン長３６．２ｍｍ分のリボンに磁界を印加した。測定の際は、上下のＭｎＺｎフェライトヨークでリボンを挟み込んで測定を行った。ＭｎＺｎフェライトヨークでリボンを挟み込むことで磁束の流れを閉磁路にし、リボンに反磁界が発生するのを防ぐことができる。また、ＭｎＺｎフェライトヨークおよびコイルと磁性材の間の空隙に起因して発生するバックグラウンドは、治具とＳＹ８２１８の間に補償コイルを接続し、８０００Ａ／ｍの磁界を印加した際の無試料時の出力がゼロになるよう補償コイルの巻線数を調整し、補正を行った。
表２に各試料の測定結果を示す。

　表１及び表２から分かるように、接着応力が３ＭＰａ以下の実施例１～５は、樹脂で層間接合された軟磁性アモルファス合金リボンの部分のＢ８０が１．４Ｔ以上、Ｐ_{ＣＭ１４／５０}が０．２６Ｗ／ｋｇ以下であり、商用周波数帯のトランス用途として、良好な磁気特性を有した。特に０．６ＭＰａ以下の実施例１および実施例２は、樹脂で層間接合された軟磁性アモルファス合金リボンの部分のＢ８０が１．５Ｔ以上で、積層磁性材全体のＢ８０が１．４Ｔ以上、Ｐ_{ＣＭ１４／５０}が０．１６Ｗ／ｋｇ以下であり、これは、未接着の比較例５に対して、９０％以上のＢ８０を示し、１７％以下のＰ_{ＣＭ１４／５０}の増加率と、極めて優れた磁気特性を示している。
ここで、実施例１～５のように、樹脂の弾性率が２６００ＭＰａ以下の樹脂を使用した場合に、良好な磁気特性が得られることが分かった。更に、表１及び表２から、樹脂の硬化時の線収縮率は、０．８％以下であることが好ましいことが分かる。また、樹脂の熱収縮率δは、０．３％以下が好ましいことが分かる。

（ピール強度評価）
上述したピール強度測定方法を用いて、実施例１～５及び比較例１～４の各試料のピール強度を評価した結果を表３に示す。比較例６として、ホットメルト型の熱可塑性樹脂であるポリエステル樹脂ｊ１を使用した二層積層体を作製し、そのピール強度も評価した。合わせて、耐熱性を評価するために、実施例１～５及び比較例６について、７０℃高温下におけるピール強度を測定した。

実施例１～５及び比較例６は、室温においては１．０ｇｆ／ｍｍ以上の十分なピール強度を示している。一方で、７０℃の高温下では、実施例１～５は１．０ｇｆ／ｍｍ以上のピール強度を維持し、室温のピール強度に対する７０℃のピール強度の比を示すピール強度の変化率（対室温比）を見ても９０％未満のピール強度の増加を確認することができた。しかし、比較例６は、１．０ｇｆ／ｍｍ未満のピール強度となり、対室温比でも大幅なピール強度の減少が確認された。よって、実施例１～５のような熱硬化または常温硬化性樹脂は、高温下においてもピール強度が低下しにくく、耐熱性に優れた接着剤であることがわかる。

　以上より、本実施形態によれば、耐熱性に優れ、磁束密度が高く維持され鉄損の少ない優れたた積層磁性材、トランス用コア、および積層磁性材の製造方法を提供することができる。

　以上、本発明について、上記実施形態を用いて説明してきたが、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されない。

１　急冷合金薄帯
１ａ，１ｂ　急冷合金薄帯の主面
２　樹脂層
３　ピール強度測定装置３ａ　クリップ
３ｂ　フォースゲージ
３ｃ　リニアガイド
３ｄ　金属ベース
３ｅ　両面テープ
１１、１２　積層磁性材

Claims

　積層された急冷合金薄帯が、熱硬化性、または常温硬化性であり、かつ、１００℃以下のガラス転移温度を有する樹脂で層間接合された積層磁性材であって、
　室温における積層磁性材のピール強度が１．０ｇｆ／ｍｍ以上であり、かつ、積層磁性材全体の、印加磁界が８０Ａ／ｍにおける磁束密度Ｂ８０が１．２５Ｔ以上であることを特徴とする積層磁性材。
　前記樹脂で層間接合された急冷合金薄帯の、印加磁界が８０Ａ／ｍにおける磁束密度Ｂ８０が１．４Ｔ以上、かつ、周波数５０Ｈｚ、最大磁束密度１．４Ｔにおける鉄損Ｐｃｍが０．２６Ｗ／ｋｇ以下であることを特徴とする請求項１に記載の積層磁性材。
　前記樹脂の室温における弾性率をγ［ＭＰａ］、前記樹脂の室温における線膨張率をα１［１／Ｋ］、前記樹脂の硬化温度をＴａ［Ｋ］、前記樹脂の硬化時の線収縮率をβ、前記樹脂の樹脂厚さをｈ１［μｍ］、急冷合金薄帯の厚さをｈ２［μｍ］、急冷合金薄帯の線膨張率をα２［１／Ｋ］、室温をＲＴ、とするとき、以下の数式で示される接着応力σ［ＭＰａ］が３ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１に記載の積層磁性材。
σ　＝　ｈ１　／　ｈ２　×　γ　×　｛（α１―α２） × （Ｔａ－ＲＴ）　＋　β｝
　前記接着応力σは０．６ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項３に記載の積層磁性材。
　前記樹脂が、エポキシ樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂、アクリル樹脂のうち少なくとも一種であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の積層磁性材。
　請求項５に記載の積層磁性材を有することを特徴とするトランス用コア。
　積層された急冷合金薄帯が、熱硬化性、または常温硬化性であり、かつ、１００℃以下のガラス転移温度を有する樹脂で層間接合された積層磁性材の製造方法であって、
前記急冷合金薄帯の片面、または両面に、前記樹脂を塗布する工程と、
前記急冷合金薄帯を積層して、前記樹脂を硬化させる工程と、を有することを特徴とする積層磁性材の製造方法。
　前記樹脂が、エポキシ樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂、アクリル樹脂のうち少なくとも一種であることを特徴とする請求項７に記載の積層磁性材の製造方法。