ラミネーション・スタックの接着：耐熱・耐油接着剤の選び方

もし 積層スタック 接着剤は、熱くなったり、油を見たり、繰り返し荷重に耐えられるものを選ぶ必要があります。 ホットスポット温度, オイル暴露プロファイルそして 疲労リスク-室温でのせん断強さだけに対してではない。接着 電気鋼板, というのも、ボンドラインは2つの仕事を同時にこなしているからだ。発表された研究によると、接着剤による接合は溶接よりも磁気性能を維持できる。.

エグゼクティブ・サマリー

• を使用する。 ラミネーションスタックのホットスポット温度, 接着剤選択の最初のスクリーニング値として、周囲温度ではありません。NEMA絶縁クラス クラスB 130℃、クラスF 155℃、クラスH 180 絶縁システムの能力について述べているが、特定の接着ボンドラインがその温度付近で破壊抵抗を維持することを保証するものではない。.
• の接着剤を承認する。 オイルエージングおよび高温性能データ, のみならず、フレッシュサンプルの強度値も考慮する必要があります。エポキシ接着された電気鋼積層板に関する最近の疲労研究では、温度と界面条件が耐亀裂成長性に強く影響すること、また、熱風と油性冷却媒体は、いくつかの試験条件下で同様の亀裂成長挙動を示すことがわかった。.
• ボンドラインを維持 細くコントロールされている. .ある研究では、粘着剤層の厚みが増すにつれて、ロールピール強度が約 20 μm, その後、厚みの値が大きくなるにつれて横ばいになった。接着剤を増やしても、接合部は改善されなかった。.

ラミネート・スタックに接着剤を使用する理由

モーターのステーターとローターのラミネーションでは、各電気鋼板の絶縁被覆を切り裂いたり過熱したりすることなく、スタック全体をつなぎ合わせることができるため、接着剤による接着が使用される。これは小さなことではありません。絶縁被覆は層間渦電流を抑えるためにある。ラミネートされた電気鋼板のレビュー文献によると、接着剤による接合は、以下のような特徴がある。 鉄損や励磁電流へのダメージが少ない 一方、溶接やその他の接合プロセスは、コーティングの損傷、微細構造の変化、残留応力によって磁気特性を劣化させる可能性がある。.

だからこそ、ラミネーション・スタックの接着剤選択は、単なる機械的強度の問題ではない。システムの決定なのだ。静的強度は高くても、電気的または磁気的機能が弱くなるような接着スタックは、より優れたスタックとは言えません。組み立てが簡単なだけである。.

温度がラミネーション・スタック接着剤の選択に与える影響

通常は温度が最初のフィルターになる。そうあるべきだ。.

多くの産業用モーターは、絶縁クラスという観点から議論されている。クラスB 130℃、クラスF 155℃、クラスH 180-これらの値は、熱環境を枠で囲むのに有用である。しかし、ラミネーションスタック内の接着剤層は、周囲のモータ絶縁システムのクラスが高いからといって、自動的にその温度能力を継承するわけではありません。NEMAガイダンスは、絶縁システムレベルでこれらのクラス温度を記述しており、機械内部のすべての接着界面が同じ機械的挙動を維持するとは述べていません。.

電気鋼板積層板用の水性エポキシ・ワニスに関する発表された研究は、そのギャップを十分に明らかにしている。その研究では、完全に硬化した接着剤層は、ガラス転移温度として 81°C～102°C. .同論文はまた、ロールピール強度の強い低下も報告している。 100°C そして 140°C, 強さはおよそ 50% at 100°C そして 75% at 140°C である。つまり、選択問題は抽象的なものではない。スタックは、より高いサーマルクラスを中心に構築されたマシンの中で作動し、なおかつ機械的応答がより早く急激に変化する接着層を含むことができる。.

それが現実的なルールだ： 一般的なデータシートに記載されている筐体温度やオイルサンプの平均温度、販売温度ではなく、ラミネーションのホットスポットに対して接着剤をスクリーニングする。. .ボンド線がその遷移領域付近で長期間使用された場合、スタックは新鮮なラボテストに合格しても、間違った設計である可能性がある。.

油にさらされると接着剤の性能はどう変わるか

オイルは問題を変えるが、必ずしも人々が期待するような単純な方法ではない。.

油冷モーターや、スプラッシュ、ミスト、連続的なオイル接触にさらされるラミネーション・スタックでは、耐薬品性が重要になる。しかし、オイルは実際の使用条件の一部に過ぎません。エポキシベースの電気鋼積層板に関する最近の研究では、高温、繰り返し荷重、さまざまな環境下での層間剥離が調べられました。その結果、試験された積層板は次のような結果を示した。 熱風中と油性冷却剤中で同様のクラック成長挙動を示す。, 一方、疲労しきい値挙動におけるクロスオーバーは、接着剤の遷移領域を追跡した。つまり、熱と粘弾性変化は、流体接触と同様に、時にはそれ以上に重要であるということである。.

だから正しい質問は、“この接着剤は耐油性ですか？”ではない。それは薄すぎる。より良い質問は この接着剤は、実際の使用温度と負荷モードでのオイル・エージング後も、接着の完全性を維持しますか？ 繰返し荷重を受けた薄い接着スタックは、単純な重ね合わせせん断試験片の厚い構造用接着ラインとは異なる方法で破壊する。その結果を決定するのは、温度、界面、油、疲労などの組み合わせである。.

ボンドラインの厚さ、表面処理、耐疲労性

ボンドラインの厚さは、ラミネーション・スタックの議論では通常以上に注目されるべきだ。.

のエポキシ層を持つ電気鋼積層板に関する2022年の研究では、次のような結果が出ている。 7～48 μm, ロールピール強度は最大で約1.5倍に向上した。 20 μm その後横ばいとなった。同調査では、破壊力学に基づく試験は単調ロールピール試験よりも感度が高く、温度による順位変動は、以下の場合に少なかったと報告している。 60°C よりも 23°C というのも、試験が移行領域に近づくにつれて、接着剤の反応が変化したからである。第一に、「より多くの接着剤」は信頼できる戦略ではないということ、第二に、静的な剥離数では故障の全体像を把握できないということです。.

表面状態も重要である。2024年の環境-疲労研究では、ラミネートの表面状態を次のように評価した。 前処理シートと触媒 から閾値ひずみエネルギー放出率を達成した。 16～62 J/m² 前処理を施したものは、閾値が向上し、安定成長領域での亀裂伝播が遅くなった。つまり、接着剤の選択は樹脂の化学的性質だけではないということだ。鋼材表面、前処理ルート、硬化プロセスは、仕様がそれを認めるか否かにかかわらず、接着剤システムの一部である。.

ラミネート・スタック用接着剤の選び方

以下は、一般的な接着剤用語に流されることなく選択するための実践的な方法である。.

1.実際のサーマルマップから始める

局所的なホットスポットと滞留時間を含む、最悪のケースのスタック温度を使用する。ショートスパイクとロングソークは同等ではありません。設計がクラスFまたはクラスHの運転領域付近で行われる場合、同等の条件下で接着剤のデータがそう述べていない限り、ボンドラインが同等の耐破壊性を持つと仮定しないでください。.

2.高温接合データを求める

常温強度はスクリーニングであり、リリース基準ではない。ラミネーション・スタックの場合、高温での剥離、層間剥離、破壊のデータは、室温でのせん断強度の数値よりも有益である。.

3.承認計画にオイルエイジド・テストを追加

スタックにオイルが付着する場合は、使用温度でオイルエージングを行った後にテストを行ってください。室温での浸漬後だけでなく。短時間の暴露後だけではない。承認条件は現場条件に類似していなければならない。.

4.ボンドラインの厚みをコントロールする

薄く均一なボンドラインは性能の一部である。一旦厚みが上方に移動すると、強度は直線的に上昇し続けることはなく、疲労挙動は故障モードによって変化する可能性がある。.

5.基材と硬化サイクルを選択変数として扱う

前処理、部分的な硬化、最終的なラミネーションの硬化、そして表面の化学的性質は、閾値の挙動やクラックの成長を変化させる可能性があります。生産時にこれらが不安定になると、「同じ接着剤」が「同じ接着剤」としての挙動を示さなくなる可能性があります。.

ラミネーションスタック用接着剤選択マトリックス

表：熱と油にさらされるラミネーション・スタック接着剤の実用的な選択マトリックス

この表は、発表された研究と同じパターンに従っている。ラミネーション・スタックの耐久性は、1つの見出しの強度の数値に左右されることは少なく、接着剤、基材、環境が温度と時間の経過とともにどのように作用するかに左右される。.

データシートの謳い文句よりも重要な資格試験

ラミネーション・スタック接着のための有用な資格認定計画には、以下を含めるべきである：

1. フレッシュテスト ベースラインの債券の質.
2. 高温試験 本物のスタック・ホットスポットに近い。.
3. オイルエイジド・テスト もし設計が油にさらされるようであれば。.
4. 疲労または層間剥離試験 周期的なトルク、振動、または熱サイクルがサービスの一部である場合。.
5. 電気機能チェック 接着剤による接着は、そもそも絶縁性能を維持するために選択されることが多いからである。.

最後のポイントは見逃されている。機械的な保持は必要だ。しかし、電気鋼板のラミネーションには十分ではありません。層間絶縁や磁気的挙動を損ないながら機械的に生き残るような接合は、成功した選択とは言えません。.

最適な接着剤の選択とは？

ラミネート・スタックに最適な接着剤は、公表されている室温強度が最も高いものであることは稀です。実際には、より良い選択は、通常、提供することができる接着剤システムです：

• a 細く安定したボンドライン,
• シート間の電気的絶縁,
• オイルエイジング後も性能を維持そして
• 実際の使用温度付近で許容可能な耐疲労性または耐剥離性.

それはエポキシ接着ワニスかもしれない。多くの場合そうだ。しかし、本当の答えは、熱プロファイル、オイルの接触モード、表面処理のルート、そしてスタック内で最も故障が起こりやすい方法によって異なります。少し厄介な答えかもしれない。それでも役に立つ答えだ。.

よくある質問ラミネーション用接着剤の選択