深度解析市场上无取向硅钢自粘胶涂层技术
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2025-10-12 08:43
新エネルギー自動車の駆動モーターの性能向上には、電気工学用シリコン鋼材とコーティング技術の革新が不可欠である。
宝鋼が世界で初めて開発した無方向性ケイ素鋼のZコーティング(自己接着剤)技術は、特殊な自己接合絶縁コーティングにより、モーター鉄心の積層方式を大幅に簡略化。これにより、鉄心損失の低減、騒音の抑制、製造効率の向上などにおいて、「目に見えない力」を発揮しています。
本稿は、モーターの研究開発エンジニアを対象とし、原理、材料、加工技術、性能に加え、業界比較や応用動向に至るまで、宝鋼のZコーティング技術を深く分析します。また、韓国のポスコおよび日本の新日鉄など、自己接合型コーティングシリコン鋼に関する製品と市場状況についても比較します。
01Zコーティング自己接着テクノロジーの原理と接着メカニズム 
自己接着絶縁コーティングの原理: Zコーティングは、特殊な配合の有機絶縁コーティングであり、その核心はシリコン鋼板表面への熱硬化樹脂の塗布である。 シリコン鋼板が工場出荷される際、 ZコーティングはB段階樹脂の形で存在します:水性フェノールアルデヒド改質エポキシ樹脂系接着剤を塗布し、低温で乾燥させることで、乾燥した柔軟で反応性に優れた薄膜を形成します。このコーティングの厚さは約4~6μmで、水性フェノールアルデヒドエポキシ樹脂が約45%~48%含まれており、適量の硬化剤や促進剤などが加えられています。 シリコン鋼板を打ち抜き・切断加工した後、積層組み立て時に一定の温度(約170~180℃)と圧力を加えて熱プレスを行います。これにより、B段階の樹脂コーティングが急速に軟化・融解し、さらに架橋反応による固化(C段階)が進んで三次元網目構造を形成。その結果、各シート間が強固に接着されます。要するに、 Zコーティングは、熱硬化性接着剤を用いて隣り合うシリコン鋼板同士を「面接着」方式で固定し、従来の機械的接続を置き換えます。 。
続いてメカニズムと材料構成: Zコーティングには通常、改質エポキシ樹脂システムが用いられ、この樹脂マトリックスは乾燥時には完全に重合せず(活性を保持したまま)、加熱プレス時に急速に固化します。 配合成分には、接着強度を向上させるためのフェノール樹脂改質エポキシが含まれており、固化剤は潜在的な活性を提供し、促進剤が硬化速度を速めます。また、溶剤と水が塗布性能を確保しています。固化後、接着界面には強固な樹脂接着層が形成され、優れた誘電絶縁性と機械的強度を備えています。企業基準によれば、ZコーティングにはCrなどの重金属を含まず、環境にやさしい無クロム仕様です。さらに、固化後の鉄シート間の接着強度は高く、T字剥離強度は1ミリメートルあたり3N以上に達します。注目すべきは、 Zコーティングを施した珪素鋼は、コーティングの活性と接着効果を保証するため、出荷後6か月以内に使い切る必要があります。 (メーカー推奨の保存期間)。
加工技術の特長: 鉄鋼メーカーは、ケイ素鋼帯の連続還元生産ラインにコーティング工程を追加し、粘り気のある塗料を鋼帯の両面にロールコートで塗布しています。さらに、樹脂の過剰な硬化を防ぐため、部分ごとに段階的に加熱乾燥を行っています。 適切な乾燥曲線(例:120~160℃での低温・中温予乾燥、170~180℃の高温域での迅速な乾燥)により、コーティングはサラッとした仕上がりと同時に「活性」も保持できます。プレス成形時には、乾燥したフィルム状のコーティングが一定の潤滑効果を発揮し、摩擦低減にも寄与するため、良好なプレス性能が得られます。また、ラミネート接着工程では、全体を一括加熱してホットプレスする方法のほか、金型内で局部的に加熱し、金型内でのプレス・ラミネート・接着の一貫作業を実現することも可能です。技術の進歩に伴い、一部の速硬化性コーティングが登場し、従来の1.5時間から数分へと硬化時間を大幅に短縮。これにより、ラミネート接着のサイクルタイムがさらに加速されています。総じて、Zコーティング技術は材料科学(樹脂配合)と製造プロセス(プレス/ホットプレス)を融合させ、モーター鉄芯の組み立てに新たな道筋を提供しています。
02Zコーティングがモーター鉄心製造における利点 
モーターの固定子および回転子鉄心の積層板にZコーティングを適用することで、さまざまなメリットがもたらされます:
1. ストレス損失を解消し、鉄損を低減する: 従来のリベット接合や溶接は、珪鋼板の局所に機械的応力や熱影響をもたらし、磁気特性を低下させ、鉄損を増加させる原因となります。一方、自己接着コーティングは、板間全体を均一に接着することで、リベットによる圧縮応力や溶接ポイントの熱応力を回避。これにより、珪鋼板材にはほとんど応力変形が生じず、電磁特性も損なわれません。さらに、Zコーティング自体が優れた絶縁性を有しているため、層間短絡による鉄損も防げます。POSCOの研究によれば、 自己接合を溶接に置き換えた結果、鉄心の総損失が約5%削減されました。 。
2. 鉄心の強度と安定性の向上: 自己粘着テープがシート間で広範囲に接着し、接着力が高いため、鉄心全体の剛性が大幅に向上します。また、機械的な留め付けが部分的な固定にとどまるのに対し、接着は運転応力を均一に分散できるため、鉄心の構造安定性がさらに向上します。高速回転時でも、積層部が緩んだりずれたりしにくく、高速かつ高出力密度のモーターにおける信頼性要件を満たすことができます。 3. 振動騒音の低減: シート間の接着層はダンピング効果を有し、磁歪によって生じるシート間の微小振動を効果的に抑制します。また、新たに打抜きリベット接合や溶接による固定が不要となるため、鉄芯にゆるみや衝撃が生じず、機械的接合でよく見られる共鳴ノイズも回避されます。報道によると、 自己接合技術を採用することで、ドライブモーターの騒音を約5デシベル低減可能 新エネルギー自動車にとって、この騒音低減効果は特に貴重であり、車両全体のNVH品質向上に役立ちます。 4. 工程プロセスを簡素化し、効率を向上させる: Zコーティングにより、鉄心の積層工程でリベットや溶接の工程が不要となり、一度の熱プレス成形に変更可能になります。特に インモールド接着プロセスでは、パンチングと積層の接着を同時に自動的に行うことができ、工程全体が単一ステップに簡略化され、生産リードタイムが短縮されます。 これにより、人的・設備面での投資が削減されるだけでなく、工程間の誤差蓄積も抑えられ、鉄芯の寸法一貫性が向上します。 5. 鉄心設計と絶縁処理の最適化: 自己接着により、新たな鉄心設計の自由度がもたらされました。リベット穴や溶接位置を設計する必要がないため、シリコン鋼板の利用率が向上し、局所的な磁束分布がより均一になります。接着剤が固化した後、鉄心は緻密かつ防水性を備えるため、一部の用途ではその後の塗装処理を省略可能となり、絶縁処理の工程が簡素化されるだけでなく、塗装固化時のコイル汚染のリスクも回避できます。 6. 環境保護とメンテナンス性: Zコーティングは、クロムを含まない環境配慮型配合であり、RoHS/REACHなどの環境基準にも適合しています。接着された鉄心には溶接スラグが残らず、表面もきれいに仕上がっています。また、分解廃棄時には加熱するだけで接着層が簡単に剥がれ、材料のリサイクルが非常に便利です。機械的接合のように珪鋼板の構造を損なうこともありません。これらの利点により、Zコーティング技術はモーター製造における課題(損失、騒音、工程の複雑さなど)に対して効果的な解決策を提供しています。特に、高効率かつ静粛性が求められる現代のモーター、とりわけ新エネルギー自動車用駆動モーターの分野において、自己粘着性コーティングが急速に注目を集めています。
03 バオガンZコーティング製品と主要性能パラメーター 
宝鋼は、同技術のリーディングカンパニーとして、Zコーティングを施した無方向性電磁鋼のシリーズを新たに発売し、さまざまな厚さと性能レベルに対応しています。下表には、代表的な宝鋼製Zコーティング珪鋼材の型番と主要な仕様(典型的値)が記載されています。
注:絶縁等級は被覆の耐熱性能を示し、Fクラスは約155℃、Hクラスは約180℃です。
表では、B35A230-Zは宝鋼の定番である高グレードの無方向性珪鋼板(公称厚さ0.35mm、鉄損2.30 W/kg)であり、Zコーティングを施すことで高効率の中小型モーターに使用可能です。一方、B50A800-Zは一般的なグレード(厚さ0.5mm、鉄損約8.00 W/kg)で、一般的な産業用モーターに適しており、旧国際規格の50W800品番に対応しています。また、近年、宝鋼が世界で初めて発売した極薄仕様の高強度無方向性珪鋼板B10AHV900M-Zは、厚さわずか0.10mmで、1.0T/400Hz条件下での鉄損が9 W/kg以下(典型的には8.5)という優れた性能を誇ります。 これは高周波でも極めて低い損失を維持できることを意味し、無方向性シリコン鋼の性能限界を塗り替えたものです。このグレードは超高合金含有量と極薄厚さを両立しており、さらにZコーティングを採用することで積層部の接着性を確保しています。 新エネルギー自動車用駆動モーターとヒューマノイドロボット用モーター 先端材料です。
宝鋼のZコーティング製品は、一般的に高い磁束密度(B50は通常1.65~1.75テスラ程度)と低鉄損という優れた特性を備えています。また、モデルごとに異なる周波数および出力レベルに対応しており、厚手材(0.50~0.65mm)は商用電源用モーターに適し、薄手材(0.20~0.35mm)は中高速モーター向け、さらに超薄手材(≤0.15mm)は高速・高周波用途(例:高速電気主軸、新エネルギー車用モーターなど)に特化しています。Zコーティングの接着強度は、コーティングの厚さや配合によって調整可能で、一般的には剥離強度が3 N/mm以上ですが、特殊なニーズに応じてさらに高い仕様も交渉可能です。さらに、宝鋼では、さまざまな用途に合わせて耐高温タイプのコーティング(耐熱グレードH級)も開発し、ステータ温度上昇が厳しい環境にも対応しています。
総合的に見ると、宝鋼のZコーティングシリーズ電磁鋼は、鉄損、磁束密度、強度、厚さなど、多面的な最適化を実現しており、低速高効率から高速限界まで、さまざまなモーター設計に必要な材料ソリューションを提供できます。これにより、中国国内のモーター工場は輸入に頼ることなく、世界トップレベルの性能を誇る接合シリコン鋼材を入手することが可能になります。
04 POSCOの自己接着性コーティングシリコン鋼製品と技術 
韓国ポスコ鉄鋼もまた、無定向シリコン鋼の自己接着コーティング分野で先進的な技術を有しています。ポスコの関連製品は、時折「自己接着電磁鋼」やHi-M Core(高効率モーター用鉄芯材料)などと呼ばれています。そのコーティングの種類は、宝鋼のZコーティングに対応しており、例えばポスコ社内コードのSMとSHが、それぞれ2種類の自己接着コーティングタイプに相当します。
1. SMコーティング(スタンダードモーター) 高い接着性を有する自己粘着コーティングで、モーター効率の向上を目的としています。 SMコーティングは接着強度が高く、一般的なプレス加工後に再度焼きなましを行う必要のない工程に適しており、コーティング自体で鉄芯をしっかりと固定します。 これにより、溶接や機械的な留め付けの工程を省略できます。
2. SHコーティング(応力緩和アニール) :応力除去アニール(SRA)に利用可能な自己接着コーティング。 このコーティングは、珪鋼板のプレス加工後に一度行う低温アニール処理に耐え、応力を最大限に除去した上で接着することで、さらなる効率向上を図ります。 SHは、極限の性能が求められるモーター製造プロセスに適しています。
ポスコの自己接着コーティングされた珪鋼は、宝鋼のZコーティングと原理が類似しており、こちらも珪鋼シート表面に事前に有機ゴム層を塗布し、積層時に熱圧着によって接着します。ただし、ポスコがこの技術をいち早くハイグレードな珪鋼「Hyper NOシリーズ」への商品化に応用した点が異なります。2017年には早くも、ポスコが自社のハイパーエヌオー高品位珪鋼に自己接着工法を採用し、従来の溶接法に代わって鉄心の結合強度を向上させたと発表しました。実際の測定結果によれば、この技術を導入していない従来材に比べ、Hyper NOの鉄損は約5%低減し、モーターの騒音も約5㏈低下することが確認されています。これは主に以下の2つの要因によるものです: 一つ目は、ポスコが圧延工程の改良により厚さを0.15mm級の超薄型にし、渦電流損失を大幅に低減したこと。二つ目は、自己接着コーティングによって溶接応力や鉄片間の振動が不要となり、付加的な損失と騒音を低減したことです。
ポスコの代表的な無定向シリコン鋼グレード、たとえば35PNVシリーズや50PNMシリーズなどは、絶縁タイプと自己接着タイプの2種類のコーティングオプションを提供しています。例えば、ポスコの35PNS250(0.35mm)は鉄損が約2.25 W/kg、B50の磁束密度は約1.66 Tで、これは宝鋼のB35A230と同等の性能です。また同シリーズにSM自己接着コーティングを施すと、鉄芯を組み立てる際にリベット接合や溶接による固定が不要になり、結果としてモーターの効率がさらに向上します。さらに、ポスコはPNM-Core専用材を開発し、耐摩耗性と低残留磁気特性を強調。これにより、自己接着接合が必要な小型高速リレーの磁路などにも最適です。
市場適応の面では、浦項はモビリティソリューション子会社を基盤に、自動車メーカー各社に対して自己接着積層鉄芯の完成品を直接提供しています。この素材と部品が一体となったマーケティング戦略により、ポスコの自己接着電磁鋼は世界の新エネルギー自動車サプライチェーンにおいて一席を占めるまでになりました。例えば、現代自動車やゼネラルモーターズなどのモーター工場は、ポスコの高グレードなシリコン鋼を調達し、その接着組み立て技術を採用しています。ポスコの公式情報によると、同社の自己接着技術は複雑な形状や小型の鉄芯製造にも適しているだけでなく、「リベット接合や溶接を省き、効率的な組み立てを実現できる」ことが大きなセールスポイントとなっています。さらに、ポスコは欧州や米州など海外地域でもモーター用シリコン鋼の加工センター建設に投資しており、今後、自己接着コーティングシリコン鋼製品がより広く国際市場に進出することが期待されています。全体的に見ると、浦項の自己接着シリコン鋼技術の性能(鉄損、磁束密度など)は宝鋼とほぼ同等であり、一部の薄肉仕様においてはそれぞれ優位性を発揮しています。また、市場展開の面では、ポスコが世界的なネットワークを活かしていち早く多国籍自動車メーカーのサプライチェーンに参入した点は、国内メーカーにとっても参考になるでしょう。
05 新日鉄の自己接着コーティングシリコン鋼製品と特長 
宝鋼や浦項の積極的な推進に比べ、日本の新日鉄住金は、無定向ケイ素鋼の自己接着コーティングに関する公開情報が少ない。「自己接着コーティング」は新日鉄の製品宣伝の重点ではないが、これは同社に関連技術の蓄積がないことを意味するわけではない。日本メーカーは長年にわたり、ケイ素鋼材料そのものの限界性能の向上——例えば厚さの低減や合金純度・強度の向上——に特に注力しており、積層体の接合方法については、従来型の工法(機械的かみ合わせや溶接に加え、浸漆処理などを併用)を多く採用しているという。報道によると、 日本の企業はかつて、応力コーティングとアニーリング工程を用いて、鉄心の応力影響を低減し、材料レベルで電磁特性を確保していました。 しかし、高速モーターと静音性の需要が高まる中、日本の製鉄所も自己接合型ソリューションに注目し始めています。例えば、新日鉄は一部の顧客向けにカスタムメイドの接着コーティング付き珪鋼を試験提供する可能性がありますが、まだ独立した商品ブランドには至っていません。
技術水準については、 日本は薄仕様および高磁束密度の分野で、無方向性珪鋼においてトップの地位を維持している。 新日鉄とJFEの両社は、0.20mm以下の超薄型シリコン鋼を量産可能であり、特にJFEの10JNEXシリーズでは、取向性シリコン鋼をさらに進化させ、0.10mmまで薄くしています。また、新エネルギー自動車の駆動モーター用鋼材においては、日本が高強度グレードの開発に重点を置き、高速回転子が求める降伏強度を満たすことに注力しています。一部の高強度NO鋼グレードでは、その降伏強度が700 MPaを超えるものもあります。一方、自己接着コーティングに関しては、日本では積層プレートの溶接後に実施される応力除去熱処理に対応するため、ポスコのSHコーティング概念と同様に、より耐高温性の高い接着剤系が採用される可能性があります。ただし、日本のモーター業界では信頼性と検証期間に対する要求が非常に厳しく、こうした自己接着技術が完全に実証されるまでは、大規模な導入には依然として慎重な姿勢が見られます。
製品モデルに関しては、新日鉄の公式サイトでは、専用の自己接着コーティング材の品番名がまだ公表されていません。ただし、高品位な無方向性シリコン鋼(例:NS EDGEシリーズ)についても、顧客のニーズに応じて自己接着層を追加することが可能だと推測されます。一方、宝鋼の「Z」やポスコの「SM/SH」と異なり、新日鉄には特定のアルファベットで識別される自己接着製品が市場で広く知られていないのが現状です。これはおそらく、現在日本の電機メーカーが、機械的圧着と浸漬加工を組み合わせた手法を多く採用し、シートをステータフレームにきつくはめ込み、全体を絶縁塗料で覆って固化させることで、一定のノイズ低減効果と強化効果を得ているためと考えられます。これに対し、日本市場において直接的なシリコン鋼の自己接着技術は、まだ主流とはなっていません。そのため、新日鉄がこの分野で際立つのは、素材そのものの性能面での優位性(低損失かつ高磁束密度、超薄型で高い強度など)であり、コーティングの接着プロセスについては、依然として様子見ながら追随する姿勢を保っていると言えます。しかし、決して見過ごせないのは、日本メーカーが絶縁コーティング技術において豊富なノウハウを蓄積している点です(例えば、早期から高張力コーティングや無機コーティングなどを開発し、シリコン鋼の性能向上に役立ててきました)。これらの経験は、自己接着コーティングの配合設計にも十分転用可能であり、今後需要が明確になれば、新日鉄やJFEは十分に競争力のある自己接着コーティング付きシリコン鋼製品を市場投入できるでしょう。総じて言えば、現段階で新日鉄は自己接着コーティングを施した無方向性シリコン鋼に関する目玉製品を公表しておらず、技術レベル自体は宝鋼やポスコとさほど変わらないものの、市場導入の進展度ではやや劣る傾向にあります。また、その特徴としては、むしろ日本の電機メーカーの製造プロセス慣行にマッチするよう、材料の強度や信頼性を重視している点が挙げられるかもしれません。
06 3社の製品比較:強みと弱み、市場の反応および産業チェーンの連携 
宝鋼、浦項、新日鉄の3社が自着型シリコン鋼分野で展開する製品を横断的に比較すると、それぞれの重点分野と課題が明らかになる。
1. 製品の性能と技術 核心的な磁気特性(鉄損、磁束密度)においては、3社のハイグレード製品間の差が非常に小さく、いずれも国際的な先進水準に達しています。例えば、宝鋼のB35A230-Zとポスコの35PNS250はいずれも鉄損が約2.3 W/kg級で、磁束密度は約1.66~1.70 Tです。また、超薄板製品に関しては、宝鋼の0.1mmグレードがいち早く損失のボトルネックを突破しましたが、ポスコや日本の企業もすでに0.15mm前後の製品を開発済みです。接着コーティングの性能面では、宝鋼と浦項がすでに量産供給を実現しており、ほとんどのステーター組立ニーズに応える高い接着強度(剥離強度3~5 N/mm)を満たしています。特に宝鋼のZコーティングは、迅速なローカライズ型のイテレーションに優れており、例えば配合の最適化により接着強度と膜厚の比率を向上させ、同じ膜厚でも強度を50%高める効果を実現しています。一方、浦項のSM/SHコーティングは、プロセス適応性に優れており、特にSHの場合、焼鈍工程と組み合わせることで極めて低い損失を実現可能にしています。新日鉄の関連製品はまだ明確に市場投入されていませんが、その材料強度やコーティングの耐熱性能には大きな期待が寄せられています。 全体的に見ると、宝鋼/浦項は「接着剤あり」のニッチ分野で一歩リードしており、新日鉄は「接着剤なし」の高性能基材において依然として伝統的な強みを保持しています。
2. 製造プロセスと協働 宝鋼のZコーティングは、国内のモーターメーカーの工法アップグレードニーズに適合しており、そのコーティングの固化温度は一般的な絶縁塗料とほぼ同じ(約180℃)で、国内メーカーにとって導入コストが低くなっています。一方、ポスコは自社の積層プレート製造設備を活かし、材料から鉄芯までの一貫したソリューションを提供。そのため、大規模かつ高度な自動化を求める顧客に特に適しています。
日本では、モーター産業チェーンが保守的であるため、鉄鋼メーカーとモーターメーカーの連携が十分に進んでおらず、自己接着技術の普及が遅れています。この産業チェーン全体での協力が難しい主な要因は次の通りです:まず、下流企業の慣習変更が必要であること——メーカー側が金型加熱装置の追加や、別途の熱圧工程を導入しなければならない点;次に、保管・輸送面での課題——自己接着コーティングの巻き材は防湿・期限管理が不可欠であり、これには鉄鋼メーカーとユーザー双方のサプライチェーンが高度に連携することが求められます(例えば、宝鋼が推奨する「6カ月以内に使い切る」運用がその好例です)。
宝鋼は、国内の大手モーターメーカーとの共同開発・試用を通じてこうした懸念を徐々に払拭し、材料とプロセスの連携モデルを確立しました。一方、ポスコはグローバルな技術サポートを活かして、顧客の工法改修を支援しています。対照的に、新日鉄が同技術を広める際には、顧客の意識改革に対するさらなる障壁が待ち受けている可能性があります。
3. 市場の反応 市場のフィードバックによると、自己接着型シリコーン鋼を採用したモーター製品は、概ね好意的な評価を得ています。宝鋼のZコーティング製品が新エネルギー自動車用駆動モーターに導入された結果、鉄芯の騒音と損失の指標が顕著に改善され、末端の自動車メーカー(例えば、比亜迪や広汽エアンなど)の車種において、ノイズ制御が大きなセールスポイントとなっています。特に高回転数競争においては、自己接着型鉄芯特有の高い強度と低騒音というメリットが注目を集めています。一方、ポスコの製品は海外の家電および産業用モーター分野で定評を築いており、一部の高効率エアコン用コンプレッサー やエレベーターモーターのメーカーが、エネルギー効率レベルの向上を目的として、同社の自己接着型シリコーン鋼の使用を指定しています。また、市場からはいくつかの改善提案も寄せられています。例えば、初期段階で一部のメーカーから、高温環境下での長時間運転後に接着層が劣化し、ひび割れが生じる可能性があるとの指摘がありました。これを受け、宝鋼は耐熱樹脂システムをアップグレードし、現在では厳密な試験基準(モーターのライフサイクル全体にわたる熱サイクルに相当)をクリアして、高い接着信頼性を実証しています。全体的に見れば、性能と環境配慮の両立を可能にする新材料は市場から歓迎されていますが、同時に十分な検証期間が必要であるとの声も上がっています。一方、日本の顧客は比較的保守的であり、長期的な運用データによる裏付けが求められています。この点に関して、宝鋼とポスコは今後も大規模プロジェクトでの実績を積み重ね、より広範な認知を得ていく必要があります。
4. 価格と需要・供給の動向 高品位の無定向シリコン鋼自体がもともと付加価値の高い製品であることに加え、自己接着コーティングを施す加工が加わることで、一般的なコーティング材料よりもやや高価(約10~20%高め)になります。近年、新エネルギー自動車の生産と販売が好調に推移したため、こうした材料は一時的に供給不足となり、価格も急騰しました。しかし、大手鉄鋼メーカー各社が相次いで増産に乗り出しています。例えば、宝武集団は新たにシリコン鋼の生産ラインを増設し、ポスコも年間生産能力を16万トンから30万トン以上へ引き上げるなど、積極的な設備拡充を進めています。今後、生産能力が本格的に放出されることで需給バランスが改善し、価格も落ち着きを取り戻すことが期待されています。また、自己接着コーティング技術自体がここ数年の普及によりコストが低下しており、たとえばリベット溶接工程の削減による機器全体のコストダウン効果が、材料単価の上昇分を一部相殺できるようになっています。さらに、サプライチェーンの各段階において、自己接着剤の配合コストの低減や塗布効率の向上に向けた取り組みが進んでおり、価格のハードルを下げようとしています。長期的には、高性能な接着シリコン鋼のコストパフォーマンスはますます高まり、特にエネルギー効率に関する規制が厳しくなる中で、その全ライフサイクルにおける省エネ効果が初期の材料コストを十分に補うことが見込まれています。
以上のことから、宝鋼のZコーティング、浦項のSM/SHコーティング、新日鉄の潜在的な自己接着製品には、それぞれ強みがあります。宝鋼は国内での対応が迅速で、製品ラインナップも充実しており、新興市場で急速に成長しています。一方、浦項は技術が成熟し、国際的な顧客基盤も良好で、トータルソリューションを得意としています。また、新日鉄は材料分野における厚い蓄積があり、保守的な市場において高い信頼を得ています。一方、弱みとしては、宝鋼は海外での影響力がやや弱く、立ち上がりが遅れていること、浦項は価格がやや高く納期が長いこと、新日鉄はイノベーションのペースが鈍化し、一部の先行機会を逃していることが挙げられます。産業チェーンの連携には、鉄鋼メーカーと電機メーカーが共に努力し、技術導入における「最後の1キロ」の難関、例えばプロセスの改修や標準認証の課題を解決する必要があります。各社が互いに磨き合いを進めるなか、自己接着コーティングを施した珪素鋼は今後、高効率モーターの標準素材の一つになることが期待されます。
07 中国電機工場の導入状況とZコーティング技術の今後の動向 
現在、中国国内のモーター製造企業は、製品の競争力を維持するためにZコーティング技術の導入を積極的に模索しています。バイドゥなど新エネルギー自動車メーカーは、生産量が多いうえに自社開発のモーターを搭載しているため、先行して宝鋼と首鋼の自己接着型シリコン鋼を駆動用モータのステータ積層部に試験的に使用し、ノイズ低減とピーク効率向上の効果を得ています。業界関係者によると、 BYDの一部のハイエンド車種のモーター鉄心には、接着積層工法が採用されており、高速域における電磁ノイズが競合製品よりも明らかに低くなっています。一方、Huaweiの電動ドライブ部門は宝鋼と協力して「Fスーパーモーター」の試作機を開発し、宝鋼の0.10mm極薄Zコーティングシリコン鋼材を使用しました。このモーターは回転数が最大31,000 rpmに達し、かつスムーズに動作します。 広汽Aionや吉利など、新興自動車企業も同様にこの技術に強い関心を示し、入札においてシリコン鋼のコーティングタイプへの配慮を追加しています。また、一部の伝統的なモーター工場(例えばフォルクスワーゲンや連合電子などの合弁サプライヤー)も、中国で生産される駆動モーターに自己接合型鉄芯の採用を始めています。全体として、国内での導入は試験的検証段階から小規模な量産段階へと移行しつつあり、特に高効率かつ静音性が求められる新エネルギー乗用車や電気制御式コンプレッサーなどの分野では、自己接合技術の浸透率が徐々に高まっています。
今後の動向の見通し:今後、Zコーティング自己粘着テクノロジーは、以下の分野でより広範な活用または進化が期待されます。
1. 高速化、薄型化 モーターが高回転・小型化の方向へ進むにつれ、0.1mm級の超薄型シリコン鋼と接着技術が標準装備となります。この接着技術により、100枚を超える超薄シートが高速で安定して動作し続けます。私たちが 6万回転、さらには10万回転級の高速モーターに自己粘着型鉄芯が採用されているのを目にした。 飛輪蓄電や電動タービンなど、極端な用途のニーズを満たすことが可能になります。
2. 標準化とプロセスの融合 業界は、接着強度の検査規範や耐久試験方法など、結合積層鉄心の製造基準を策定し、量産導入を確実にサポートする見込みです。また、プレス金型には加熱機能や自動積層機能などのプロセス設備がさらに高度化し、金型内での接着が一般的な工程となることで、さらなる時間と人件費の削減が可能になります。さらに、接着プロセスの自動制御(水分、温度、圧力)もスマート化され、各鉄心の均一性が確保されます。
3. 材料と製法の協調最適化 鉄鋼メーカーと電機メーカーは、協調開発を強化します。例えば、特定のモーター型番向けに、十分な接着力が確保された条件下で最小限の膜厚(積層係数の向上を図る)を実現できるよう、コーティングの厚さや硬化曲線をカスタマイズします。先日、首鋼が発表した新コーティングのように、同等の強度を維持しつつ膜厚を30%削減することに成功しました。今後は、強度と性能の両立を目指し、例えばグレード付き接着コーティング(重要な部位のみ接着層を局所的に強化する手法)などの革新的なアプローチも登場するかもしれません。
4. 代替経路と競合技術 自己接着剤の優位性は際立っているが、他の道筋も並行して進められている。 一つ目は、機械的接続の改良です。 スチールリサーチは、燕尾継手と逆転オーバーフィット接合の新工法を研究し、接着剤を使用せずに高精度なかみ合わせを実現することで、接着材への依存度を低減しています(現在も試験中です)。 2つ目はレーザー溶接+焼きなましです: 一部のメーカーは、精密レーザー溶接による積層と、鉄心全体に対する応力除去熱処理を試みることで、損失特性の回復を目指しています。この方法は、設備への投資と工程管理に極めて高い要求があり、現段階ではまだ広く導入されていません。 3つ目は真空含浸接着剤: すぐに仕上げられ、簡単に挟み込まれた鉄心を樹脂の中に投入し、真空引きで浸透させた後、一体成型して固化します。これは変圧器の鉄心接着の考え方と似ていますが、
接着強度はZコーティング方式よりも劣り、樹脂が気泡の隙間へ浸透して性能に影響を及ぼす可能性もありますが、一部の中小企業では依然として一時的な手段として使用されています。 四つ目は新素材の代替です: 例えば、ナノ結晶合金シートや鉄系非晶帯材の積層体などは、材料自体の損失が極めて低いため、接着剤を使用しなくても効率要件を満たすことができます。ただし、これらの材料は機械的特性が悪く加工が難しいため、現在では主流の車載用モーターではなく、高効率なファンモーターなど特殊な用途に多く使われています。総合的に見ると、短期的には自己粘着性シリコン鋼が主流の駆動モーター分野において最も現実的で信頼できる方案であり、他の手法では全面的な代替が難しく、一部で競争が生じるにとどまるでしょう。
5. コストフレンドリーなアプリ 将来的には、Zコーティング技術も中低価格帯のモーターに浸透し、特に家電製品や小型産業用モーターの分野で広がっていくでしょう。メーカーがプロセス改修にかかるコストを消化すれば、接着鉄芯は騒音低減と省エネ効果により高い魅力を持つようになります。例えば、洗濯機や扇風機のモーターに接着鉄芯を採用することで、動作がより静かかつスムーズになり、市場での大きな売りポイントとなります。一方、価格に敏感な分野では、材料供給企業が簡素化されたセルフ粘着コーティング(厚さを薄くし、一部の高価な成分を省略)を提供し、コストを抑えながら基本的な接着ニーズに応える可能性があります。これにより、セルフ粘着技術の利用範囲はさらに拡大していくことでしょう。
08 まとめ
宝鋼の無定向ケイ素鋼Zコーティング自己接着技術は、モーター材料分野における革新として、中国のみならず世界の高効率モーター産業において大きな潜在力を示しています。今後、より多くの国内モーター企業(例えば、比亜迪や華為など)による成功例とその波及効果が期待されるなか、この技術は急速な普及を促進し、モーター設計を「機械的組み立て」から「材料接着」へと転換させる原動力となるでしょう。また、性能要求がますます高まる中、自己接着コーティングケイ素鋼は、次世代モーターが求める高効率化、低騒音化、そしてスマート製造ニーズを、新たな電磁方案と一体となって支えていくことになります。Zコーティング技術の広範な活用は、わが国における新エネルギーおよびハイエンド製造装置分野の新たな顔となり、同時に国際的な競合他社にもこの分野へのさらなる投資を促すことで、結果的にモーター産業全体の高度化につながると期待されます。私たちエンジニアリング技術者としては、材料やプロセスの新たな進展に常に注目し、それに応じた研究開発能力と生産能力の強化に積極的に取り組むことで、この技術変革がもたらすチャンスを確実に捉えていく必要があります。
ザ 終わり
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