JP5093572B2

JP5093572B2 - 積層体コアおよびその製造方法

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Publication number: JP5093572B2
Application number: JP2007102352A
Authority: JP
Inventors: 幸昌諸野脇
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2007-04-10
Filing date: 2007-04-10
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2027-04-10
Also published as: JP2008262944A

Description

本発明は、単ロール冷却により製造されるアモルファス金属薄帯や、アモルファス金属薄帯を作成後に熱処理して微細結晶粒を発現させるナノ結晶金属薄帯などの軟磁性金属薄帯を積層した積層体コアの製造方法に関するものである。

各種トランス、各種リアクトル、ノイズ対策、レーザ電源、加速器用パルスパワー磁性部品、各種モータ、各種発電機等に用いられる磁性材料としては珪素鋼、フェライト、アモルファス合金やＦｅ基ナノ結晶合金材料等が知られている。特に各種モータは、近年の環境問題からエネルギー効率が重視されており、消費電力を低減させることが目下の課題となっている。消費電力を低減させるためには、銅損や鉄損などを低減させる必要がある。
特に鉄損を低減させることはモータ用途で重要である。鉄損は、渦電流損失とヒステリシス損失の和である。この渦電流損失とヒステリシス損失は、モータ用のステータやロータなどのコア材に使用される軟磁性材料の特性でほぼ決る。この軟磁性材料の特性として、高飽和磁束密度であり、かつ低保磁力である必要がある。

珪素鋼板は、材料が安価で磁束密度が高いが、モータなどの高周波の用途に対しては渦電流損失が大きいという問題がある。作製方法上、アモルファス薄帯並に薄く加工することは極めて難しく、渦電流損失が大きいため、これに伴う損失が大きく不利である。
また、フェライト材料は飽和磁束密度が低く、温度特性が悪い問題があり、動作磁束密度が大きいハイパワーの用途には磁気的に飽和しやすいフェライトは不向きである。

このような問題を改善するために、コアの材料としてアモルファス金属薄帯、ナノ結晶金属薄帯を用いることが検討されている。これらの磁性材料は、磁気特性が電磁鋼板と同等かそれ以上であると同時に、厚さが５０μｍ以下と非常に薄い。そのために、積層体コアとした際に薄帯で生じる渦電流損失を非常に小さくできるという利点がある。これらの理由から、近年アモルファス金属薄帯、ナノ結晶金属薄帯を用いた積層体コアが検討されている。

例えば、特許文献１では、非晶質金属薄帯に樹脂を塗布し、積層体とすることが記載され、樹脂として、窒素雰囲気下３００℃、１時間の熱履歴を経た際の熱分解による樹脂の重量減少率が１重量％以下のものを用いることが記載されている。また、特許文献２では、金属薄帯の表面に樹脂などの接着剤を塗布し、その後ホットプレスなどを用いて圧着することが記載されている。また、軟磁性金属薄帯をカシメにより一体化して積層体とすることも検討されている。特許文献３では、積層体の製造方法として非晶質金属薄帯だけを積層してカシメるのは困難であることから、非晶質金属薄帯と金属板の複合積層体としたものをカシメることが記載されている。

特開２００４−４２３４５号公報ＷＯ２００３／０６０１７５特許第３８４２１４６号

しかしながら、これら軟磁性金属薄帯の積層体は古くから発案はあるものの、実際の製品として世に出回っていないのが実状である。理由として、厚さが５０μｍ以下の軟磁性金属薄帯をコアとして用いるためには、金属薄帯を多層に積層する必要があり、かつ所望のコア形状に加工する必要もある。特にアモルファス金属薄帯は硬いため、加工が困難であることが知られている。積層体として厚くするほど加工が困難になるため、通常は単板の状態で軟磁性金属薄帯をコア形状に打ち抜き、それを積層していく方法が採用される。
ただし、打ち抜いた軟磁性金属薄帯を樹脂によって積層体とする場合、既に軟磁性金属薄帯が帯状ではないので樹脂を打ち抜いたコア形状部に各々塗布する必要があるため手間がかかる。
また、軟磁性金属薄帯の全面に樹脂を塗布し、その後軟磁性金属薄帯からコア形状に打ち抜き、打ち抜いたコア形状部を積層することも可能であるが、打ち抜いた後に残る薄帯のリサイクルが難しい。残った薄帯にも樹脂が塗布されているため、これらの樹脂を除去しない限り原料をリサイクルすることはできない。樹脂の除去には有機溶剤を使用する必要があり、コストの他にも管理面での煩雑さや溶剤廃棄の際の環境への影響も問題となる。
また、樹脂を塗布せずに軟磁性金属薄帯を積層してカシメにより一体化する技術は、特許文献３に記載されている通り、軟磁性金属薄帯の単体からなる積層体には適用することが難しく、回転器用途などで用いるには信頼性が低いという問題がある。また、カシメによる一体化は軟磁性金属薄帯の層間絶縁が困難であり、結局なんらかの絶縁層を設ける必要がある。

したがって本発明の課題は、上記の問題を解決し、簡易に製造可能で積層後の安全性も良好な積層体コアおよびその製造方法を提供することにある。

本発明は、（Ｆｅ，Ｃｏ）ＳｉＢ系のアモルファス金属薄帯を用いた積層体コアの製造方法であって、金属薄帯に乾燥後のイミド化率が３０％以下のポリアミド酸樹脂がコア状に塗布されたコア形状部を作製し、前記コア形状部以外の部分の金属薄帯をエッチング処理により除去してコア形状薄帯とし、前記コア形状薄帯を複数枚積層し、その後、前記樹脂を接着剤として樹脂のガラス転移点以上、熱分解開始温度未満の温度で各コア形状薄帯を圧着一体化し、無負荷状態で焼鈍熱処理し、前記焼鈍処理後の樹脂のイミド化率が３０％越であることを特徴とする。
また、本発明は、（Ｆｅ，Ｃｏ）ＳｉＢ系のアモルファス金属薄帯を用いた積層体コアの製造方法であって、金属薄帯に乾燥後のイミド化率が３０％以下のポリアミド酸樹脂がコア形状に塗布されたコア形状部を作製すると共に、前記樹脂が前記コア形状部同士を部分的に繋ぐように塗布された連結部を作製し、前記コア形状部および連結部以外の部分の金属薄帯をエッチング処理により除去してコア連結薄帯とし、前記コア連結薄帯を複数枚積層し、その後、前記樹脂を接着剤として樹脂のガラス転移点以上、熱分解開始温度未満の温度で各コア連結薄帯を圧着一体化し、無負荷状態で焼鈍熱処理し、前記焼鈍処理後の樹脂のイミド化率が３０％越であることを特徴とする。
また、本発明は、（Ｆｅ，Ｃｏ）ＳｉＢ系のアモルファス金属薄帯を用いた積層体コアの製造方法であって、金属薄帯に乾燥後のイミド化率が３０％以下のポリアミド酸樹脂がコア形状に塗布されたコア形状部と、前記コア形状部と部分的に連結するように前記樹脂が塗布された位置決め部を作製し、前記コア形状部および位置決め部以外の部分の金属薄帯をエッチング処理により除去してコア接続薄帯とし、前記位置決め部を基準にして前記コア接続薄帯を複数枚積層し、その後、前記樹脂を接着剤として樹脂のガラス転移点以上、熱分解開始温度未満の温度で各コア接続薄帯を圧着一体化し、無負荷状態で焼鈍熱処理し、前記焼鈍処理後の樹脂のイミド化率が３０％越であることを特徴とする。

前記コア連結薄帯またはコア連結薄帯を一体化した後に加工することで積層体コアを得ることができる。
アモルファス金属薄帯が体積分率で全体の９割以上を占める積層体コアとすることができ、高飽和磁束密度のモータ用コアなどを簡単に製造できる。

軟磁性金属薄帯をエッチングにより加工する際のマスキング材として、軟磁性金属薄帯を積層して接着するための役割を兼ねた樹脂を用い、そのまま積層して一体化できる。そのため、その樹脂を一度塗布するだけでエッチングから積層まで行うことが可能であり、製造工程の簡素化が計れる。また、樹脂を塗布したコア形状部同士を連結させることで、複数のコア形状薄帯を連結させたまま積層させることができ、工程の簡素化が計れる。また、軟磁性金属薄帯は所望のコア形状とする部分以外は樹脂が塗布されないため、残った軟磁性金属薄帯のリサイクルが容易である。金属薄帯同士は樹脂により接着されるため、金属薄帯同士の層間は電気的に絶縁される。

軟磁性合金薄帯への樹脂の塗布方法は既知のものが適宜採用できる。例えば、軟磁性合金薄帯を長さ方向へ連続で流しながら、スクリーン印刷を用いて、コア形状となるように、樹脂を塗布することができる。

本発明に用いる樹脂として、熱硬化性のものが好ましい。また、本発明に用いる樹脂として、ポリアミド酸溶液を用いることが好ましい。ポリアミド酸溶液は耐熱性に優れており、高い熱を帯びる回転器用途、特に自動車用モータとして好適である。このポリアミド酸溶液は、上記のように熱硬化性のものが好ましく、一般的に市販されているポリアミド酸のＮメチルピロリドン（ＮＭＰ）溶液を、ＮＭＰで希釈して使用することが好ましい。例えば、市販のポリアミド酸溶液のポリアミド酸含有量は２０重量％程度であり、ＮＭＰ添加により、５〜１５重量％に希釈して使用することができる。溶剤乾燥後の厚さを薄くすれば占積率が向上するが、ピンポールなどの欠陥発生率も増え、積層体で隣接する金属薄帯間の絶縁が不十分となる恐れがある。従って、乾燥後の厚さとしては、０．５ミクロン〜３ミクロンが好ましい。
また、ポリアミド酸ＮＭＰ溶液は、金属薄帯との濡れ性に優れるため、金属薄帯の両面に塗布することにより、乾燥後以降の工程において樹脂と金属間で十分な密着強度が得られる。

ポリアミド酸ＮＭＰ溶液の乾燥は、乾燥温度が高すぎても、乾燥時間が長すぎても、イミド化が進行してしまう。好ましくは、最高温度２００℃以下でかつ保持時間１分以下とする。乾燥炉内の風量を多くすることが好ましい。遠赤外線ヒーターによる乾燥方法も知られているが、遠赤外による乾燥は、ポリアミド酸分子に直接作用してイミド化を促進しやすいので、イミド化を高めすぎないよう配慮すべきである。この時のイミド化率は、市販されている膜状のポリイミドフィルムをイミド化率１００％として、３０％以下とすることが好ましい。この値以上にまでイミド化してしまうと、後述の熱圧着の際にイミド化が進行せず、薄帯同士の密着強度が下がる可能性がある。

軟磁性金属薄帯は、Ｆｅ系、Ｃｏ系のアモルファス金属薄帯や、５０ｎｍ以下の平均結晶粒径からなるナノ結晶化されたナノ結晶金属薄帯などを用いることができる。金属薄帯の厚さを５０ｎｍ以下とすることで、渦電流損失を大幅に低減させることができる。

軟磁性金属薄帯のエッチング方法として、コストの関係からドライエッチングよりもウェットエッチングを適用することが好ましい。ウェットエッチングは通常エッチング液を満たした容器内で浸食するディップ式が用いられるが、軟磁性金属薄帯全体をエッチング液に浸してしまうとエッチング効率が悪い。発明では軟磁性金属薄帯からコア形状の薄帯に加工できればよいため、樹脂を塗布した周囲の部分のみエッチング液が接触すればよい。そのため、必要個所にのみエッチング液を供給できるスプレー式エッチングを用いることが好ましい。エッチング液として、金属薄帯同士を接着する樹脂の接着力を奪わないものであれば既知のものを採用できる。

前記の軟磁性金属薄帯は（Ｆｅ，Ｃｏ）ＳｉＢ系のアモルファス薄帯であることが好ましい。このアモルファス金属薄帯は、一般式：(Co_1-aFe_a)_100-b-c-d-eT_bSi_cB_dY_e（原子％、ここで、TはMn,Ni,Ti,Zr,Hf,Cr,Nb,Mo,W,Ta,Cu,Ru,Rh,Pd,Os,Ir,Pt,Re,Snから選ばれた少なくとも一種の元素、YはC,Ge,Ga,P,Alから選ばれた少なくとも一種の元素を示し、a,b,c,dおよびeはそれぞれ0≦a≦1、0≦b≦15、0＜c≦20、5≦d≦25、0≦e≦20、15≦c+d≦30を満足する。）で表されるものが好ましい。

式中TはMn,Ni,Ti,Zr,Hf,Cr,Mo,Nb,Mo,W,Ta,Cu,Ru,Rh,Pd,Os,Ir,Pt,Re,Sn,Alから選ばれた少なくとも一種の元素であり、Q値を増加する効果や耐蝕性を改善する効果を有する。T量bが20at%を越えるとQ値が低下するため0≦b≦15が望ましい。XはC,Ge,Ga,Pから選ばれた少なくとも一種の元素であり、アモルファス形成を助ける効果を有する。Y量eは0≦e≦20である必要がある。この理由はeが20を越えると著しい磁束密度の低下を招くためである。Si量c、B量dおよびSi量とB量の和はそれぞれ0≦c≦20、5≦d≦25、15≦c+d≦30を満足する必要がある。より好ましくは10≦c≦20、5≦d≦10である。この範囲とすることで、高飽和磁束密度で低保磁力の軟磁気特性を持つ軟磁性合金薄帯を得ることができる。

また、アモルファス薄帯の代わりにナノ結晶金属薄帯を用いる場合は、例えば、一般式：（Fe_1-vM_v）_100-x-y-z-wA_xM'_yM''_zX_w（原子％、ここで、MはCo,Niから選ばれた少なくとも1種の元素を、AはCu,Auから選ばれた少なくとも1種の元素、M'はTi,V,Zr,Nb,Mo,Hf,TaおよびWから選ばれた少なくとも1種の元素、M''はCr,Mn,Al,Sn,Zn,Ag,In,白金属元素,Mg,Ca,Sr,Y,希土類元素,N,OおよびSから選ばれた少なくとも1種の元素、XはB,Si,C,Ge,GaおよびPから選ばれた少なくとも1種の元素を示し、v,w,x,yおよびzはそれぞれ0≦v≦0.5、0≦x≦10、0.1≦y≦20、0≦z≦20、2≦w≦30を満足する。）で表され、組織の少なくとも50%が粒径50nm以下の結晶粒からなるものが適用できる。上記の組成のアモルファス薄帯を製造し、磁場中熱処理、もしくは焼鈍処理によりナノ結晶組織を持つ金属薄片または積層体としたものでもよい。

金属薄帯は、融点以上（通常のＦｅ系、Ｃｏ系材料では１０００℃〜１５００℃程度）に加熱した合金溶湯をスリットを有するノズルから回転する金属製の冷却ロール上に噴出し製造する、いわゆる単ロール法により製造される。出湯に使用するノズルスリットの幅は製造する薄帯の厚さ×０．３〜０．８ｍｍ程度の形状が好ましい。ノズル材質は石英、シリコンナイトライド、ＢＮ等のセラミックスが用いられる。多重スリットを使用して製造する場合もある。この単ロール法において、合金溶湯出湯中の冷却ロールとノズル先端との間隔（ギャップ）は２０μｍ以上５００μｍ以下であり、通常は２５０μｍ以下である。特に、金属薄帯の冷却ロールからの剥離をノズルスリット直下のロール外周の位置からロール外周にそって測定した距離で１００ｍｍから１０００ｍｍの範囲とすることにより、より破断が起こりにくくなり長手方向に２００ｍ以上の長さ連続している金属薄帯の製造が可能となる。更に、冷却ロール表面温度を１００℃以上２５０℃以下に保つことにより、脆化しにくく幅ｄｍｍの薄帯幅方向のそりが小さい長尺の金属薄帯が製造可能である。

金属製の冷却ロールは量産する場合は水冷する場合が多く、ＣｕおよびＣｕ−Ｂｅ、Ｃｕ−Ｚｒ、Ｃｕ−ＣｒなどのＣｕ合金が冷却能力が高くなり広幅の薄帯を製造する場合には好ましい結果が得られ、特に前記ロールを冷却するための水量が０．１ｍ^３／分以上１０ｍ^３／分以下である場合、生産量が５ｋｇ以上と多くなった場合においても、薄帯の反り、破断、脆化などがほとんどない金属薄帯を製造可能である。特に薄い薄帯を製造する場合の好ましい水量は、０．１ｍ^３／分以上１ｍ^３／分以下である。冷却ロールの直径は、通常３００ｍｍから１２００ｍｍ程度であるが、好ましくは４００ｍｍから１０００ｍｍ程度が望ましい。特に望ましくは、５００ｍｍから８００ｍｍである。また、ロール周速が２０ｍ／ｓからの４０ｍ／ｓの範囲で、出湯圧力が２７０ｇｆ／ｃｍ^２以上である場合に表面性状が良好な金属薄帯が製造可能でありより好ましい結果が得られる。必要に応じて金属薄帯の製造はＨｅ、Ａｒなどの不活性ガス中で行っても良い。また、製造中にノズル付近にＨｅガス、ＣＯガスやＣＯ_２ガスを流して製造すると、より一層金属薄帯の表面性状が改善され好ましい結果が得られる。また、製造中にノズル付近に加熱した不活性ガスや窒素ガスを流して製造しても金属薄帯の表面性状が改善され好ましい結果が得られる。

この軟磁性金属薄帯に樹脂がコア形状に塗布される。コア形状とは、所望するコアの軟磁性金属薄帯を積層する断面の形状となる。樹脂はエッチング液に対して溶融せず、かつ、後述する圧着工程にて接着力を保持できるものを選択する。樹脂が塗布されたコア形状部は、その周囲にエッチング液が供給される。樹脂によりカバーされたコア形状部を残し、その周囲がエッチングにより除去されて軟磁性金属薄帯から分離される。

エッチングによりコア形状に加工したコア形状部を、積層用の金型キャビティ内に入れ、複数枚を積層させる。積層体の上下には、圧をかけるための可動型が接するため、後工程の圧着工程後に積層体と稼動型が剥離できるよう、積層体と可動型との間に市販の樹脂フィルムを挟むと良い。

コア形状部は積層されたまま金型ごと乾燥窒素雰囲気のホットプレス炉内に設置される。炉内を塗布した樹脂のガラス転移点以上の温度に昇温する。この温度で保持した状態で、金属薄帯同士を加圧して圧着する。保持する温度の上限は、樹脂の熱分解開始温度未満であれば問題ない。
加圧する圧力は、樹脂溶液が隣接する樹脂膜もしくは金属薄帯の表面へ十分なじむために１ＭＰａ以上とすることが好ましい。一方、２０ＭＰａを超えると隣接する金属薄帯同士が接触する恐れがある。ただし、乾燥雰囲気など条件が会えば加圧力は必ずしも必要ではなく、単に積層したままで積層体とすることも可能である。
炉内の雰囲気は、乾燥窒素雰囲気とすることが好ましい。窒素純度９８ｖｏｌ％以上で、かつ露点が−３０℃以下の雰囲気であれば、樹脂から際発生する水分をすばやく除去し、かつ金属薄帯表面の酸化を防止することができる。液体窒素からの窒素ガスは、純度９９．９９９８％、露点−５０℃以下であるため、より好ましい。

アモルファス金属薄帯は、焼鈍熱処理により、より良好な磁気特性を得ることができる。前記の組成のＦｅ系アモルファス金属薄帯では３００〜４００℃、Ｃｏ系アモルファス金属薄帯では、３００〜６００℃で行うことが好ましい。このとき、材料は脆化することが知られており、焼鈍熱処理中にアモルファス金属薄帯積層体へ加圧することは、アモルファス金属薄帯積層体に欠けやクラックなどの欠陥を発生する恐れがある。よって、無負荷状態で焼鈍熱処理することが好ましい。金属薄帯表面の酸化防止のため、この焼鈍熱処理は圧着工程と同様の雰囲気とすることが好ましい。熱処理時間は０．１〜２０ｈが好ましい。

熱処理炉の雰囲気はアルゴン、窒素ガスなどの不活性ガス、真空中、場合によっては大気中でもよい。熱処理中の磁心の温度分布は10℃以下になるよう制御することが好ましい。平均昇温速度は0.3-100℃/minで時間0.5h以上でおこない、平均冷却速度0.3-300℃/ min程度で冷却を行うことが好ましい。さらには昇温速度1-20℃/min、最高温度300-370℃、1-3hで行うことが好ましい。また2段熱処理、250℃以下の低温で長時間熱処理するなどでも同様の効果が得られる。低温熱処理の場合でも熱処理パターンの一部で320から350℃の範囲を0.2-1h程度設けるのが好ましい。磁心のサイズが大きく熱容量が大きい場合および一度の多数の磁心を熱処理する場合は、磁心の温度分布を10℃以下に制御することが重要でありその手段として一旦目標とする保持温度よりも低い温度で保持後昇温し、目標温度まで持って行き保持し、冷却速度0.3-5℃/minで冷却する熱処理パターンで熱処理を行うことが好ましい。熱処理は、通常露点が-30℃以下の不活性ガス雰囲気中で行うことが望ましく、露点が-60℃以下の不活性ガス雰囲気中で熱処理を行うと、ばらつきが更に小さくより好ましい結果が得られる。

本発明で接着剤に使用されるポリアミド酸溶液は、熱硬化性であり、例えば、芳香族テトラカルボン酸無水物と芳香族ジアミンとを反応させることにより得ることができる。

酸無水物としては、テトラカルボン酸無水物並びにその誘導体等が使用できる。具体的には、テトラカルボン酸としては、ピロメリット酸、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸、２，３，３’，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ジフェニルメタンテトラカルボン酸、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、３，４，９，１０−テトラカルボキシペリレン、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、ブタンテトラカルボン酸、シクロペンタンテトラカルボン酸等が使用できる。また、これらのエステル化物、酸塩化物、酸無水物なども使用できる。

ジアミンとしては、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、２’−メトキシ−４，４’−ジアミノベンズアニリド、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノトルエン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、１，２−ビス（アニリノ）エタン、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノベンズアニリド、ジアミノベンゾエード、ジアミノジフェニルスルフィド、２，２−ビス（ｐ−アミノフェニル）プロパン、２，２−ビス（ｐ−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，５−ジアミノナフタレン、ジアミノトルエン、ジアミノベンゾトリフルオライド、１，４−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−（ｐ−アミノフェノキシビフェニル、ジアミノアントラキノン、４，４’−ビス（３−アミノフェノキシフェニル）ジフェニルスルホン、１，３−ビス（アニリノ）ヘキサフルオロプロパン、１，４−ビス（アニリノ）オクタフルオロプロパン、１，５−ビス（アニリノ）デカフルオロプロパン、１，７−ビス（アニリノ）テトラデカフルオロプロパン、２，２−ビス［４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［４−（２−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）−３，５−ジメチルフェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）−３，５−ジトリフルオロメチルフェニル］ヘキサフルオロプロパン、ｐ−ビス（４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェノキシ）ベンゼン、４，４’−ビス（４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェノキシ）ビフェニル、４，４’−ビス（４−アミノ−３−トリフルオロメチルフェノキシ）ビフェニル、４，４’−ビス（４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェノキシ）ジフェニルスルホン、４，４’−ビス（４−アミノ−５−トリフルオロメチルフェノキシ）ジフェニルスルホン、２，２−ビス［４−（４−アミノ−３−トリフルオロメチルフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、ベンジジン、３，３’，５，５’−テトラメチルベンジジン、オクタフルオロベンジジン、３，３’−メトキシベンジジン、ｏ−トリジン、ｍ−トリジン、２，２’，５，５’，６，６’−ヘキサフルオロトリジン、４，４’’−ジアミノターフェニル、４，４’’’−ジアミノクォーターフェニル等のジアミン類が使用できる。

また、希釈用の溶媒として、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルスルフォキサイド（ＤＭＳＯ）、硫酸ジメチル、スルホラン、ブチロラクトン、クレゾ−ル、フェノール、ハロゲン化フェノール、シクロヘキサノン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ダイグライム等が使用できる。特にＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、およびこれらを複数用いたものは、非晶質合金薄帯との濡れ性が良好となり、好ましい。また、上記以外の溶媒として、類似する分子構造のものであれば非晶質合金薄帯との同様の濡れ性が期待できる。

次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、これら実施例により本発明が限定されるものではない。
（実施例１）
図１のフローチャート、図２（ａ）〜（ｄ）の模式図により本発明のロータ用コアの製造方法を説明する。
単ロール装置を用い、ＦｅＳｉＢ系の合金溶湯をシリコンナイトライドを主体とするセラミックス製のノズルから外径８００ｍｍのＣｕ−Ｂｅ合金製の冷却ロール上に出湯し、幅２５ｍｍのアモルファス状態の金属薄帯１０ｋｇを作製した。溶湯の出湯温度は１３００℃、ノズルのスリットは２５ｍｍ×０．６ｍｍ、ノズル先端と冷却ロール間のギャップは１００μｍとし、冷却ロール表面温度を加熱して変え、ノズルスリット直下ロール外周の位置からロール外周にそって測定した距離で６３０ｍｍの位置で剥離して幅２５ｍｍ、厚さ約２２μｍのアモルファス状態の金属薄帯１を作製した。（Step1、図２（ａ））なお、薄帯の側部には係止・位置決め用の孔５が開けられる。
図２（ｂ）に示すように、この金属薄帯にエッチング用のマスキング材、兼、積層時の接着剤として熱硬化性のポリイミド酸溶液からなる樹脂２を塗布した。金属薄帯を３００ｍｍ／ｓの速度でロールから引き出し、引き出した金属薄帯に回転器用のロータコア形状に樹脂を塗布してコア形状部２を作成した。樹脂はスクリーン印刷にて塗布した。コア形状部２同士の間隔は１２ｍｍとした。（Step2）
ポリアミド酸溶液として、宇部興産製ＵワニスＡをＮＭＰで２倍に希釈したものを３リットル準備した。希釈後の固形分量は約９重量％であった。このポリアミド酸溶液から成形したポリイミド膜のガラス転移点は２８５℃である。ガラス転移点は、乾燥後のポリイミド膜を削り取り、ＤＳＣ−２００（セイコー電子工業（株）製）を用い、ＤＳＣ測定のチャートから読みとった。また、ポリアミド酸溶液を塗布した後、軟磁性金属薄帯を炉内温度が１８０℃の乾燥炉内に約２０秒通過させて乾燥させた。この乾燥工程によるポリアミド酸溶液のイミド化率は、３０％以下である。イミド化率の測定方法は、宇部興産製のポリイミドフィルムユーピレックス−Ｓをイミド化率１００％として、赤外線吸収スペクトル１５００ｃｍ^−１のベンゼン環伸縮の吸光度に対する１３６７ｃｍ^−１のイミドのＣ＝Ｎ伸縮の吸光度との比率から算出した。
この樹脂が塗布されたコア形状部２の周囲にエッチング液として燐酸溶液をスプレー式で供給した。その後、軟磁性金属薄帯１からコア形状部２が分離されるまで放置し、コア形状薄帯３を取り出してエッチング液を有機溶剤により洗浄した。（Step3、図２（ｃ））
分離されたコア形状薄帯３を熱圧着用のステンレス製の積層金型内に４５０枚積層した。（Step4、図２（ｄ））
積層したコア形状薄帯３の上下端面と積層金型との間にはポリイミドフィルムを挟み、コア形状薄帯３と金型が固着するのを防止した。この積層金型をポットプレス炉内にセットし、液体窒素からの窒素雰囲気に十分置換した後、金型の温度が、ポリイミド膜のガラス転移点より１５℃高い、３００℃に昇温し、保持した。この３００℃での保持中に、非晶質金属薄帯の積層方向に、圧力５ＭＰａを１０分間加えた。その後、炉内を降温し、積層金型から、回転器用ロータコアに用いる積層体４を取り出した。（Step5）
このロータ用コア４を、液体窒素からの窒素雰囲気炉にて、３６０℃、１．５時間の焼鈍熱処理を行った。この焼鈍処理後のポリイミド膜のイミド化率は３０％を越していた。熱処理後のロータ用コア４の高さを測定し、占積率を算出したところ９７％であった。
また、このロータ用コア４の表面を２０倍の実体顕微鏡で観察したが、膨れなどの欠陥は認められなかった。更に、日立建機ファインテック製の超音波イメージング装置で、周波数５０ＭＨｚの超音波で内部の欠陥を調べたが、剥離などの欠陥は認められなかった。

（実施例２）
以下は、ＥＩコアの製造方法の一例である。実施例１と同様にして、金属薄帯１を作成した。図３（ｂ）に示すように、この金属薄帯にエッチング用のマスキング材、兼、積層時の接着剤として熱硬化性のポリイミド酸溶液からなる樹脂を塗布した。金属薄帯を３００ｍｍ／ｓの速度でロールから引き出し、引き出した金属薄帯にトランス等に用いるＥＩ形状に樹脂を塗布してＥ型（Ｉ型の方は図示せず）のコア形状部２を作成した。樹脂はスクリーン印刷にて塗布した。また、コア形状部２同士がマスキングされた樹脂で部分的に連結されるように、略線状に樹脂を塗布して連結部６を作成した。図３（ｂ）中では、Ｅ型コアの上下端部でこの連結部６を作成している。この梁を持たせた形状にしたことで、後の工程でコア形状薄帯を一括して積層できるような構成とした。
この樹脂が塗布されたコア形状部２および連結部６の周囲にエッチング液として燐酸溶液をスプレー式で供給した。その後、軟磁性金属薄帯１からコア連結薄帯３’が分離されるまで放置し、コア連結薄帯３’を取り出してエッチング液を有機溶剤により洗浄した。（Step3、図３（ｃ））
分離されたコア連結薄帯３’を熱圧着用のステンレス製の積層金型内に積層した。（Step4、図３（ｄ））
この積層したコア連結薄帯３’を実施例１と同様にして圧着し、Ｅ型コアの積層体が端部の連結部６の積層部で繋がった積層ブロック４’を取り出した。この積層ブロック４’の連結部６の積層部を加工により除去し、Ｅ型コアの積層体４を作製した。（Step5、図３（ｅ））
このＥ型コアに巻線を施し、別途同様に作成したＩ型コアと樹脂で接着させて、ＥＩコアとした。

（実施例３）
実施例１と同様にして、金属薄帯１を作成した。図４（ｂ）に示すように、この金属薄帯にエッチング用のマスキング材、兼、積層時の接着剤として熱硬化性のポリイミド酸溶液からなる樹脂を塗布した。金属薄帯を３００ｍｍ／ｓの速度でロールから引き出し、引き出した金属薄帯にトランス等に用いるＥＩ形状に樹脂を塗布してＥ型（Ｉ型の方は図示せず）のコア形状部２を作成した。樹脂はスクリーン印刷にて塗布した。また、コア形状部２の周囲にも樹脂を塗布し、その樹脂を塗布した部分とコア形状部２の上下側で連結部６を作成して、樹脂の塗布部分を連結させた。この梁を持たせた形状にしたことで、後の工程でコア形状薄帯を一括して積層できるような構成とした。（Step2、図４（ｂ））、また同時に両端部に孔部５を設け、位置決め部７を作成した。
この樹脂が塗布された金属薄帯の表面全体にエッチング液として燐酸溶液をスプレー式で供給した。その後、軟磁性金属薄帯１からコア接続薄帯３’’が分離されるまで放置し、コア接続薄帯３’’を取り出してエッチング液を有機溶剤により洗浄した。（Step3、図４（c））
分離されたコア連結薄帯３’’を熱圧着用のステンレス製の積層金型内に積層した。積層させる際には、積層金型に設けられたピンが位置決め部７の孔部に貫通するように順次積載積し、各コア連結薄帯３’’の積層体にズレが発生しないように配慮した。（Step4、図３（d））
この積層したコア接続薄帯３’’を実施例１と同様にして圧着し、Ｅ型コアの積層体が上下端の連結部６の積層部で繋がった積層ブロック４’’を取り出した。この積層ブロック４’’の連結部６の積層部を加工により除去し、Ｅ型コアの積層体４を作製した。（Step5、図４（e））
このＥ型コアに巻線を施し、別途同様に作成したＩ型コアと樹脂で接着させて、ＥＩコアとした。

本発明の製造方法のフローチャートである。本発明の一態様を示す模式図である。本発明の一態様を示す模式図である。本発明の一態様を示す模式図である。

符号の説明

１：金属薄帯、２：コア形状部、３：コア形状薄帯、４：積層体コア、４’，４’’：積層ブロック、５：孔部、６：連結部、７：位置決め部

Claims

（Ｆｅ，Ｃｏ）ＳｉＢ系のアモルファス金属薄帯を用いた積層体コアの製造方法であって、金属薄帯に乾燥後のイミド化率が３０％以下のポリアミド酸樹脂がコア状に塗布されたコア形状部を作製し、前記コア形状部以外の部分の金属薄帯をエッチング処理により除去してコア形状薄帯とし、前記コア形状薄帯を複数枚積層し、その後、前記樹脂を接着剤として樹脂のガラス転移点以上、熱分解開始温度未満の温度で各コア形状薄帯を圧着一体化し、無負荷状態で焼鈍熱処理し、前記焼鈍処理後の樹脂のイミド化率が３０％越であることを特徴とする積層体コアの製造方法。
（Ｆｅ，Ｃｏ）ＳｉＢ系のアモルファス金属薄帯を用いた積層体コアの製造方法であって、金属薄帯に乾燥後のイミド化率が３０％以下のポリアミド酸樹脂がコア形状に塗布されたコア形状部を作製すると共に、前記樹脂が前記コア形状部同士を部分的に繋ぐように塗布された連結部を作製し、前記コア形状部および連結部以外の部分の金属薄帯をエッチング処理により除去してコア連結薄帯とし、前記コア連結薄帯を複数枚積層し、その後、前記樹脂を接着剤として樹脂のガラス転移点以上、熱分解開始温度未満の温度で各コア連結薄帯を圧着一体化し、無負荷状態で焼鈍熱処理し、前記焼鈍処理後の樹脂のイミド化率が３０％越であることを特徴とする積層体コアの製造方法。
（Ｆｅ，Ｃｏ）ＳｉＢ系のアモルファス金属薄帯を用いた積層体コアの製造方法であって、金属薄帯に乾燥後のイミド化率が３０％以下のポリアミド酸樹脂がコア形状に塗布されたコア形状部と、前記コア形状部と部分的に連結するように前記樹脂が塗布された位置決め部を作製し、前記コア形状部および位置決め部以外の部分の金属薄帯をエッチング処理により除去してコア接続薄帯とし、前記位置決め部を基準にして前記コア接続薄帯を複数枚積層し、その後、前記樹脂を接着剤として樹脂のガラス転移点以上、熱分解開始温度未満の温度で各コア接続薄帯を圧着一体化し、無負荷状態で焼鈍熱処理し、前記焼鈍処理後の樹脂のイミド化率が３０％越であることを特徴とする積層体コアの製造方法。
前記コア連結薄帯またはコア連結薄帯を一体化した後に加工して積層体コアとすることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の積層体コアの製造方法。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の製造方法により製造された積層体コアであって、アモルファス金属薄帯が体積分率で全体の８割以上を占めることを特徴とする積層体コア。