JP2002069657A - 被膜特性の極めて優れた電磁鋼板とその絶縁被膜形成方法 - Google Patents
被膜特性の極めて優れた電磁鋼板とその絶縁被膜形成方法Info
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- JP2002069657A JP2002069657A JP2000264825A JP2000264825A JP2002069657A JP 2002069657 A JP2002069657 A JP 2002069657A JP 2000264825 A JP2000264825 A JP 2000264825A JP 2000264825 A JP2000264825 A JP 2000264825A JP 2002069657 A JP2002069657 A JP 2002069657A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い占積率を有し、歪取り焼鈍後の密着性お
よび耐蝕性に優れた絶縁被膜を持つ電磁鋼板と、その絶
縁被膜を持つ電磁鋼板の製造方法を提供する。 【解決手段】 電磁鋼板表面にりん酸金属塩とりん酸金
属塩１００重量部に対して、３〜５０重量部のゼータ電
位が３０〜８０ｍＶであるソープフリータイプの有機樹
脂エマルジョンを主成分とする混合液を塗布し、１５０
〜３５０℃で焼き付けた被膜特性に優れた電磁鋼板。
よび耐蝕性に優れた絶縁被膜を持つ電磁鋼板と、その絶
縁被膜を持つ電磁鋼板の製造方法を提供する。 【解決手段】 電磁鋼板表面にりん酸金属塩とりん酸金
属塩１００重量部に対して、３〜５０重量部のゼータ電
位が３０〜８０ｍＶであるソープフリータイプの有機樹
脂エマルジョンを主成分とする混合液を塗布し、１５０
〜３５０℃で焼き付けた被膜特性に優れた電磁鋼板。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高い占積率と、特
に歪取り焼鈍後の密着性と耐蝕性に優れた絶縁被膜を有
する電磁鋼板およびその絶縁被膜形成方法に関するもの
である。
に歪取り焼鈍後の密着性と耐蝕性に優れた絶縁被膜を有
する電磁鋼板およびその絶縁被膜形成方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】電磁鋼板は、所定の形状に連続的に打ち
抜かれた後、積層されかしめや溶接などにより固着さ
れ、主にモーターやトランスなどの鉄芯として使用され
ている。近年では、省エネルギーの観点からモーターや
トランスの性能向上が求められており、鉄芯についても
打ち抜き後、特性向上のために歪取り焼鈍を行う場合が
増加している。
抜かれた後、積層されかしめや溶接などにより固着さ
れ、主にモーターやトランスなどの鉄芯として使用され
ている。近年では、省エネルギーの観点からモーターや
トランスの性能向上が求められており、鉄芯についても
打ち抜き後、特性向上のために歪取り焼鈍を行う場合が
増加している。
【０００３】ところで、電磁鋼板の表面には絶縁被膜が
施されているが、この絶縁被膜の特性により、鋼板の溶
接性、打抜き性、耐蝕性などの特性が大きく左右される
ことから、絶縁性だけでなく、優れた被膜特性を付与す
ることが重要である。従来、電磁鋼板の絶縁被膜として
は無機系、有機系、無機有機混合系の絶縁被膜が知られ
ているが、無機系絶縁被膜では有機系や無機有機混合系
と比較して打抜き性が劣っており、有機系絶縁被膜では
無機系、無機有機混合系と比較して歪取り焼鈍後の密着
性、耐蝕性が劣っており使用に耐えない。
施されているが、この絶縁被膜の特性により、鋼板の溶
接性、打抜き性、耐蝕性などの特性が大きく左右される
ことから、絶縁性だけでなく、優れた被膜特性を付与す
ることが重要である。従来、電磁鋼板の絶縁被膜として
は無機系、有機系、無機有機混合系の絶縁被膜が知られ
ているが、無機系絶縁被膜では有機系や無機有機混合系
と比較して打抜き性が劣っており、有機系絶縁被膜では
無機系、無機有機混合系と比較して歪取り焼鈍後の密着
性、耐蝕性が劣っており使用に耐えない。
【０００４】無機有機混合系絶縁被膜はこれら無機系、
有機系絶縁被膜の難点を解決すべく鋭意研究が重ねられ
ており、特公昭５０−１５０１３号公報では、重クロム
酸塩と酢酸ビニル、ブタジエン−スチレン共重合物、ア
クリル樹脂などの有機樹脂エマルジョンを主成分とする
処理液を用いて絶縁被膜を形成することにより、高い占
積率、優れた密着性、打抜き性などの被膜特性が得られ
る絶縁被膜形成方法が提案されている。ところが、従来
の無機有機混合系絶縁被膜では重クロム酸塩の使用にみ
られるように、被膜成分としてクロム酸化合物が含有さ
れている。このため、電磁鋼板の製造工程、あるいは鉄
芯の製造工程における環境問題を考慮すると、クロム酸
化合物を含有しない絶縁被膜処理技術の開発が望まれて
いる。
有機系絶縁被膜の難点を解決すべく鋭意研究が重ねられ
ており、特公昭５０−１５０１３号公報では、重クロム
酸塩と酢酸ビニル、ブタジエン−スチレン共重合物、ア
クリル樹脂などの有機樹脂エマルジョンを主成分とする
処理液を用いて絶縁被膜を形成することにより、高い占
積率、優れた密着性、打抜き性などの被膜特性が得られ
る絶縁被膜形成方法が提案されている。ところが、従来
の無機有機混合系絶縁被膜では重クロム酸塩の使用にみ
られるように、被膜成分としてクロム酸化合物が含有さ
れている。このため、電磁鋼板の製造工程、あるいは鉄
芯の製造工程における環境問題を考慮すると、クロム酸
化合物を含有しない絶縁被膜処理技術の開発が望まれて
いる。
【０００５】そこで、特開平５−７８８５５号公報で
は、１００〜３５０ｇ／ｌのりん酸２水素アルミニウム
（Ｐ2 Ｏ5 換算）水溶液とｐＨ１〜３の合成樹脂水性エ
マルジョンとを、有機樹脂不揮発物をりん酸２水素アル
ミニウムと合成樹脂水性エマルジョンの両者の不揮発物
の１０〜４０重量％とすることにより、有害物質を含ま
ずポットライフの長い絶縁被膜形成用組成物を提供する
技術が開示されている。
は、１００〜３５０ｇ／ｌのりん酸２水素アルミニウム
（Ｐ2 Ｏ5 換算）水溶液とｐＨ１〜３の合成樹脂水性エ
マルジョンとを、有機樹脂不揮発物をりん酸２水素アル
ミニウムと合成樹脂水性エマルジョンの両者の不揮発物
の１０〜４０重量％とすることにより、有害物質を含ま
ずポットライフの長い絶縁被膜形成用組成物を提供する
技術が開示されている。
【０００６】また、特開平６−３３０３３８号公報で
は、特定組成のりん酸塩と特定粒径の有機樹脂エマルジ
ョンを特定割合配合し、鋼板に塗布焼き付けることによ
り、クロム化合物を含まない処理液で従来のクロム化合
物を含有する絶縁被膜と同等の被膜特性を有し、かつ優
れた歪取り焼鈍後のすべり性を保持する処理方法が開示
されている。
は、特定組成のりん酸塩と特定粒径の有機樹脂エマルジ
ョンを特定割合配合し、鋼板に塗布焼き付けることによ
り、クロム化合物を含まない処理液で従来のクロム化合
物を含有する絶縁被膜と同等の被膜特性を有し、かつ優
れた歪取り焼鈍後のすべり性を保持する処理方法が開示
されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、クロム酸化合
物を使用した絶縁被膜と比較して、りん酸塩を用いた絶
縁被膜では鉄芯製造上大幅な問題はないと推定される
が、歪み取り焼鈍後の密着性や耐蝕性が低位であった。
さらに、処理液の貯蔵安定性もゲル化あるいは増粘する
ところまでは進行しないものの、処理液を長期保存後に
塗布焼き付けして形成された被膜では歪み取り焼鈍後の
密着性が劣化するといった問題点があった。これは処理
液あるいは塗布焼き付け工程中での有機樹脂エマルジョ
ンの分散性が、クロム酸化合物を含有する絶縁被膜用処
理液に適合した有機樹脂エマルジョンより劣っており、
その結果、処理液中で有機樹脂が凝集し、そのような凝
集粒が、塗布乾燥された絶縁被膜中に存在するため、歪
取り焼鈍時の加熱により有機樹脂成分が酸化・揮発し
て、密着性や耐蝕性が劣化していることが判明した。
物を使用した絶縁被膜と比較して、りん酸塩を用いた絶
縁被膜では鉄芯製造上大幅な問題はないと推定される
が、歪み取り焼鈍後の密着性や耐蝕性が低位であった。
さらに、処理液の貯蔵安定性もゲル化あるいは増粘する
ところまでは進行しないものの、処理液を長期保存後に
塗布焼き付けして形成された被膜では歪み取り焼鈍後の
密着性が劣化するといった問題点があった。これは処理
液あるいは塗布焼き付け工程中での有機樹脂エマルジョ
ンの分散性が、クロム酸化合物を含有する絶縁被膜用処
理液に適合した有機樹脂エマルジョンより劣っており、
その結果、処理液中で有機樹脂が凝集し、そのような凝
集粒が、塗布乾燥された絶縁被膜中に存在するため、歪
取り焼鈍時の加熱により有機樹脂成分が酸化・揮発し
て、密着性や耐蝕性が劣化していることが判明した。
【０００８】りん酸は３価の有機酸であり、エマルジョ
ンの安定性を著しく損なう性質を保持していることか
ら、従来非常に化学的安定性が良好であるとされる有機
樹脂エマルジョンを用いた場合でも、有機樹脂粒子が処
理液中で凝集状態になっていたり焼き付け工程中に凝集
して絶縁被膜が形成され、絶縁被膜の歪取り焼鈍後の密
着性や耐蝕性を低下させると推定される。
ンの安定性を著しく損なう性質を保持していることか
ら、従来非常に化学的安定性が良好であるとされる有機
樹脂エマルジョンを用いた場合でも、有機樹脂粒子が処
理液中で凝集状態になっていたり焼き付け工程中に凝集
して絶縁被膜が形成され、絶縁被膜の歪取り焼鈍後の密
着性や耐蝕性を低下させると推定される。
【０００９】本発明者らは鋭意検討した結果、りん酸金
属塩溶液中の有機樹脂エマルジョンの安定性に及ぼす要
因が、有機樹脂エマルジョンの特性の中でも特にゼータ
電位（ζ電位）と強い相関を示すことを見出し、特定ゼ
ータ電位の有機樹脂エマルジョンを特定割合配合するこ
とにより、被膜特性が大幅に向上することを見出した。
属塩溶液中の有機樹脂エマルジョンの安定性に及ぼす要
因が、有機樹脂エマルジョンの特性の中でも特にゼータ
電位（ζ電位）と強い相関を示すことを見出し、特定ゼ
ータ電位の有機樹脂エマルジョンを特定割合配合するこ
とにより、被膜特性が大幅に向上することを見出した。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の要旨は、次の通りである。 （１）電磁鋼板の表面に、りん酸金属塩と、ゼータ電位
の絶対値が３０ｍＶ以上である有機樹脂エマルジョンを
含有し、りん酸金属塩１００重量部（固形分換算）に対
して上記有機樹脂エマルジョンが３〜５０重量部（固形
分換算）の混合比率である処理液を電磁鋼板に塗布し乾
燥してなる絶縁被膜を有することを特徴とする被膜特性
の極めて優れた電磁鋼板。 （２）電磁鋼板の表面に、りん酸金属塩と、ゼータ電位
の絶対値が３０〜８０ｍＶであるソープフリータイプの
有機樹脂エマルジョンを含有し、りん酸金属塩１００重
量部（固形分換算）に対して上記有機樹脂エマルジョン
が３〜５０重量部（固形分換算）の混合比率である処理
液を電磁鋼板に塗布し乾燥してなる絶縁被膜を有するこ
とを特徴とする被膜特性の極めて優れた電磁鋼板。 （３）乳化重合により有機樹脂エマルジョンを合成する
際に、重合触媒として水溶性過硫酸塩を有機樹脂単量体
に対して０．３〜２．０重量％配合することを特徴とす
る前記（１）または（２）記載の被膜特性の極めて優れ
た電磁鋼板。 （４）有機樹脂エマルジョンが粒子表面にＳＯ3 ・ＮＨ
4 基を有することを特徴とする前記（１）または（２）
記載の被膜特性の極めて優れた電磁鋼板。 （５）有機樹脂エマルジョンが粒子表面にＳＯ3 ・ＮＨ
4 基とＯＨ基を両方有することを特徴とする前記（１）
または（２）記載の被膜特性の極めて優れた電磁鋼板。 （６）前記（１）〜（５）のいずれかに記載のりん酸金
属塩と有機樹脂エマルジョンを主成分とする処理液に、
非解離性水酸基、エーテル基、エステル基を含有する水
溶性低分子有機化合物をりん酸金属塩１００重量部（固
形分換算）に対し、１〜１５重量部含有する処理液を電
磁鋼板に塗布し乾燥したことを特徴とする被膜特性の極
めて優れた電磁鋼板。
の本発明の要旨は、次の通りである。 （１）電磁鋼板の表面に、りん酸金属塩と、ゼータ電位
の絶対値が３０ｍＶ以上である有機樹脂エマルジョンを
含有し、りん酸金属塩１００重量部（固形分換算）に対
して上記有機樹脂エマルジョンが３〜５０重量部（固形
分換算）の混合比率である処理液を電磁鋼板に塗布し乾
燥してなる絶縁被膜を有することを特徴とする被膜特性
の極めて優れた電磁鋼板。 （２）電磁鋼板の表面に、りん酸金属塩と、ゼータ電位
の絶対値が３０〜８０ｍＶであるソープフリータイプの
有機樹脂エマルジョンを含有し、りん酸金属塩１００重
量部（固形分換算）に対して上記有機樹脂エマルジョン
が３〜５０重量部（固形分換算）の混合比率である処理
液を電磁鋼板に塗布し乾燥してなる絶縁被膜を有するこ
とを特徴とする被膜特性の極めて優れた電磁鋼板。 （３）乳化重合により有機樹脂エマルジョンを合成する
際に、重合触媒として水溶性過硫酸塩を有機樹脂単量体
に対して０．３〜２．０重量％配合することを特徴とす
る前記（１）または（２）記載の被膜特性の極めて優れ
た電磁鋼板。 （４）有機樹脂エマルジョンが粒子表面にＳＯ3 ・ＮＨ
4 基を有することを特徴とする前記（１）または（２）
記載の被膜特性の極めて優れた電磁鋼板。 （５）有機樹脂エマルジョンが粒子表面にＳＯ3 ・ＮＨ
4 基とＯＨ基を両方有することを特徴とする前記（１）
または（２）記載の被膜特性の極めて優れた電磁鋼板。 （６）前記（１）〜（５）のいずれかに記載のりん酸金
属塩と有機樹脂エマルジョンを主成分とする処理液に、
非解離性水酸基、エーテル基、エステル基を含有する水
溶性低分子有機化合物をりん酸金属塩１００重量部（固
形分換算）に対し、１〜１５重量部含有する処理液を電
磁鋼板に塗布し乾燥したことを特徴とする被膜特性の極
めて優れた電磁鋼板。
【００１１】（７）ゼータ電位の絶対値が３０〜８０ｍ
Ｖで、かつ粒子径が０．０５〜０．５μｍであるソープ
フリータイプの有機樹脂エマルジョンを、りん酸金属塩
１００重量部（固形分換算）に対して３〜５０重量部
（固形分換算）を主成分とする処理液を電磁鋼板に塗布
し乾燥することを特徴とする被膜特性の極めて優れた電
磁鋼板の絶縁被膜形成方法。 （８）前記（７）記載の鋼鈑表面処理液を電磁鋼板に塗
布し、１５０℃〜３５０℃の温度に加熱し、被膜塗布量
を０．５〜３．０ｇ／ｍ2 の範囲とすることを特徴とす
る被膜特性の極めて優れた電磁鋼板の絶縁被膜形成方
法。
Ｖで、かつ粒子径が０．０５〜０．５μｍであるソープ
フリータイプの有機樹脂エマルジョンを、りん酸金属塩
１００重量部（固形分換算）に対して３〜５０重量部
（固形分換算）を主成分とする処理液を電磁鋼板に塗布
し乾燥することを特徴とする被膜特性の極めて優れた電
磁鋼板の絶縁被膜形成方法。 （８）前記（７）記載の鋼鈑表面処理液を電磁鋼板に塗
布し、１５０℃〜３５０℃の温度に加熱し、被膜塗布量
を０．５〜３．０ｇ／ｍ2 の範囲とすることを特徴とす
る被膜特性の極めて優れた電磁鋼板の絶縁被膜形成方
法。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施する具体的形
態について説明する。本発明で使用する無機化合物につ
いて説明する。本発明で使用するりん酸金属塩とは、り
ん酸アルミニウム、りん酸マグネシウム、りん酸亜鉛、
りん酸マンガン、りん酸モリブデン、りん酸カルシウ
ム、りん酸バリウム、りん酸ストロンチウム等で、第一
りん酸塩、第二りん酸塩あるいは第三りん酸塩のいずれ
も使用可能であるが、容易に水溶性となる第一りん酸塩
の使用が作業性も良好であることから好ましい。
態について説明する。本発明で使用する無機化合物につ
いて説明する。本発明で使用するりん酸金属塩とは、り
ん酸アルミニウム、りん酸マグネシウム、りん酸亜鉛、
りん酸マンガン、りん酸モリブデン、りん酸カルシウ
ム、りん酸バリウム、りん酸ストロンチウム等で、第一
りん酸塩、第二りん酸塩あるいは第三りん酸塩のいずれ
も使用可能であるが、容易に水溶性となる第一りん酸塩
の使用が作業性も良好であることから好ましい。
【００１３】これらのりん酸塩は被膜の主成分を成すも
のであり、単独で用いても２種以上を混合して用いても
良い。りん酸金属塩を用いる場合、りん酸金属塩をその
まま蒸留水に溶解し水溶液として用いても良いし、りん
酸溶液に金属を酸化物、水酸化物、炭酸塩の形態で溶解
せしめても良い。溶解する金属の酸化物としては、例え
ばＭｇＯ，ＣａＯ，ＺｎＯ等で、水酸化物としてはＭｇ
（ＯＨ）2 ，Ｃａ（ＯＨ）2 ，Ｚｎ（ＯＨ）2 、炭酸塩
としてはＭｇＣＯ3 ，ＣａＣＯ3 ，ＺｎＣＯ3等であ
る。本発明では、その他の無機成分として必要に応じて
コロイダルシリカ、硼酸、硼酸塩の１種または２種が用
いられる。これらを添加することにより、被膜の緻密
化、表面光沢の増加などの被膜改善が得られるものであ
る。
のであり、単独で用いても２種以上を混合して用いても
良い。りん酸金属塩を用いる場合、りん酸金属塩をその
まま蒸留水に溶解し水溶液として用いても良いし、りん
酸溶液に金属を酸化物、水酸化物、炭酸塩の形態で溶解
せしめても良い。溶解する金属の酸化物としては、例え
ばＭｇＯ，ＣａＯ，ＺｎＯ等で、水酸化物としてはＭｇ
（ＯＨ）2 ，Ｃａ（ＯＨ）2 ，Ｚｎ（ＯＨ）2 、炭酸塩
としてはＭｇＣＯ3 ，ＣａＣＯ3 ，ＺｎＣＯ3等であ
る。本発明では、その他の無機成分として必要に応じて
コロイダルシリカ、硼酸、硼酸塩の１種または２種が用
いられる。これらを添加することにより、被膜の緻密
化、表面光沢の増加などの被膜改善が得られるものであ
る。
【００１４】次に、本発明で使用する有機樹脂について
説明する。図１に有機樹脂のζ電位と、りん酸塩溶液中
の凝集粒径の関係を示す。図１で分かるように、本発明
で使用する有機樹脂としては、ゼータ電位の絶対値が３
０ｍＶ以上、好ましくは３０〜８０ｍＶであることが特
徴である。そのような有機樹脂としては、アクリル樹
脂、エポキシ樹脂、ウレタン、不飽和ポリエステル、酢
酸ビニル、フェノールなど、エマルジョン化できるもの
であれば本発明で使用することが可能である。本発明で
いうゼータ電位とは、エマルジョン粒子の表面電位の一
つであり、電気泳動法や流動電位法により測定されるも
のである。具体的には一般に市販されているゼータ電位
測定装置、例えば大塚電子株式会社製ELS-8000などを用
いて測定することができる。
説明する。図１に有機樹脂のζ電位と、りん酸塩溶液中
の凝集粒径の関係を示す。図１で分かるように、本発明
で使用する有機樹脂としては、ゼータ電位の絶対値が３
０ｍＶ以上、好ましくは３０〜８０ｍＶであることが特
徴である。そのような有機樹脂としては、アクリル樹
脂、エポキシ樹脂、ウレタン、不飽和ポリエステル、酢
酸ビニル、フェノールなど、エマルジョン化できるもの
であれば本発明で使用することが可能である。本発明で
いうゼータ電位とは、エマルジョン粒子の表面電位の一
つであり、電気泳動法や流動電位法により測定されるも
のである。具体的には一般に市販されているゼータ電位
測定装置、例えば大塚電子株式会社製ELS-8000などを用
いて測定することができる。
【００１５】ゼータ電位は、一般的には希釈溶液中のコ
ロイド分散系の安定性に影響を及ぼすものであるが、本
発明者等は、有機樹脂エマルジョンのゼータ電位が濃厚
りん酸塩溶液中のエマルジョンの安定性評価にも用いる
ことが可能で、ゼータ電位の絶対値が３０ｍＶ以上、好
ましくは３０〜８０ｍＶの範囲である有機樹脂エマルジ
ョンが濃厚りん酸塩溶液に対して非常に安定しており、
したがって塗布焼付後の絶縁被膜中の有機樹脂粒子の凝
集状態を改善し、絶縁被膜の歪み取り焼鈍後の密着性お
よび耐蝕性を向上させることを見出した。
ロイド分散系の安定性に影響を及ぼすものであるが、本
発明者等は、有機樹脂エマルジョンのゼータ電位が濃厚
りん酸塩溶液中のエマルジョンの安定性評価にも用いる
ことが可能で、ゼータ電位の絶対値が３０ｍＶ以上、好
ましくは３０〜８０ｍＶの範囲である有機樹脂エマルジ
ョンが濃厚りん酸塩溶液に対して非常に安定しており、
したがって塗布焼付後の絶縁被膜中の有機樹脂粒子の凝
集状態を改善し、絶縁被膜の歪み取り焼鈍後の密着性お
よび耐蝕性を向上させることを見出した。
【００１６】一般的には、エマルジョン粒子の安定性
は、ゼータ電位や粒子径だけでなく、エマルジョン粒子
のイオン価、Ｈａｍａｋｅｒ定数、電解質濃度、電解質
の種類、水溶液としてのイオン強度や溶解パラメーター
など非常に錯綜しており、明確には解明されていない。
本発明者等もゼータ電位の絶対値が３０ｍＶ以上、好ま
しくは３０〜８０ｍＶである有機樹脂エマルジョンが、
どのようなメカニズムにより絶縁被膜中の凝集状態を改
善するのかについては詳細には明らかではないが、本発
明範囲のゼータ電位を持つ有機樹脂エマルジョンでは、
従来の常識を覆し濃厚リン酸塩溶液中でもほとんど凝集
粒の発生が無く、乾燥直前状態でも良好な分散性を保持
できるためと推定される。
は、ゼータ電位や粒子径だけでなく、エマルジョン粒子
のイオン価、Ｈａｍａｋｅｒ定数、電解質濃度、電解質
の種類、水溶液としてのイオン強度や溶解パラメーター
など非常に錯綜しており、明確には解明されていない。
本発明者等もゼータ電位の絶対値が３０ｍＶ以上、好ま
しくは３０〜８０ｍＶである有機樹脂エマルジョンが、
どのようなメカニズムにより絶縁被膜中の凝集状態を改
善するのかについては詳細には明らかではないが、本発
明範囲のゼータ電位を持つ有機樹脂エマルジョンでは、
従来の常識を覆し濃厚リン酸塩溶液中でもほとんど凝集
粒の発生が無く、乾燥直前状態でも良好な分散性を保持
できるためと推定される。
【００１７】本発明で使用される有機樹脂エマルジョン
としては、ゼータ電位が３０ｍＶ以上、好ましくは３０
〜８０ｍＶの範囲であれば良く、どのような有機樹脂エ
マルジョンでも良いが、ゼータ電位を本発明範囲内に制
御するためには有機樹脂として極性基を持つものが有効
である。これらの極性基はどのようなものでも良いが、
特に水酸基とＳＯ3 ・ＮＨ4 基（アンモニウム結合スル
ホン酸基）が良好な被膜特性を発揮する。水酸基を持つ
有機樹脂としては、例えば主成分としてα、βモノエチ
レン系不飽和単量体と水酸基を含有する単量体とから重
合して得られるポリマーの１種又は２種以上の混合物と
して合成することが可能である。
としては、ゼータ電位が３０ｍＶ以上、好ましくは３０
〜８０ｍＶの範囲であれば良く、どのような有機樹脂エ
マルジョンでも良いが、ゼータ電位を本発明範囲内に制
御するためには有機樹脂として極性基を持つものが有効
である。これらの極性基はどのようなものでも良いが、
特に水酸基とＳＯ3 ・ＮＨ4 基（アンモニウム結合スル
ホン酸基）が良好な被膜特性を発揮する。水酸基を持つ
有機樹脂としては、例えば主成分としてα、βモノエチ
レン系不飽和単量体と水酸基を含有する単量体とから重
合して得られるポリマーの１種又は２種以上の混合物と
して合成することが可能である。
【００１８】具体的には、α、βモノエチレン系不飽和
単量体としては、例えばアクリル酸エステル類（アクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピ
ル、アクリル酸ｎブチル、アクリル酸２エチルへキシ
ル、アクリル酸デシル、アクリル酸イソオクチル、アク
リル酸２エチルブチル、アクリル酸オクチル、アクリル
酸メトキシエチル、アクリル酸エトキシエチル、アクリ
ル酸３エトキシプロピル等）、メタクリル酸エステル類
（メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリ
ル酸イソプロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸
イソブチル、メタクリル酸ｎへキシル、メタクリル酸ラ
ウリル、メタクリル酸デシルオクチル、メタクリル酸ス
テアリル、メタクリル酸２メチルへキシル、メタクリル
酸３メトキシブチルなど）、アクリロニトリル、メタク
リロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、ビニルケト
ン、ビニルトルエンおよびスチレンなどを挙げることが
可能である。
単量体としては、例えばアクリル酸エステル類（アクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピ
ル、アクリル酸ｎブチル、アクリル酸２エチルへキシ
ル、アクリル酸デシル、アクリル酸イソオクチル、アク
リル酸２エチルブチル、アクリル酸オクチル、アクリル
酸メトキシエチル、アクリル酸エトキシエチル、アクリ
ル酸３エトキシプロピル等）、メタクリル酸エステル類
（メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリ
ル酸イソプロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸
イソブチル、メタクリル酸ｎへキシル、メタクリル酸ラ
ウリル、メタクリル酸デシルオクチル、メタクリル酸ス
テアリル、メタクリル酸２メチルへキシル、メタクリル
酸３メトキシブチルなど）、アクリロニトリル、メタク
リロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、ビニルケト
ン、ビニルトルエンおよびスチレンなどを挙げることが
可能である。
【００１９】水酸基を含有する単量体としては、アクリ
ル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸２ヒドロキシエチ
ル、アクリル酸３ヒドロキシブチル、アクリル酸２，２
ビス（ヒドロキシメチル）エチル、メタクリル酸２ヒド
ロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタ
クリル酸３ヒドロキシブチル、メタクリル酸２，３ジヒ
ドロキシプロピル、Ｎメチロールアクリルアミドなどが
挙げられる。さらに、極性基としてホスホ基のようなり
ん原子含有基を用いても良い。具体的には、モノ（２ヒ
ドロキシエチルメタクリレート）アシドホスフェート、
モノ（３クロロ２ヒドロキシプロピルメタクリレート）
アシドホスフェートなどが挙げられる。
ル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸２ヒドロキシエチ
ル、アクリル酸３ヒドロキシブチル、アクリル酸２，２
ビス（ヒドロキシメチル）エチル、メタクリル酸２ヒド
ロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタ
クリル酸３ヒドロキシブチル、メタクリル酸２，３ジヒ
ドロキシプロピル、Ｎメチロールアクリルアミドなどが
挙げられる。さらに、極性基としてホスホ基のようなり
ん原子含有基を用いても良い。具体的には、モノ（２ヒ
ドロキシエチルメタクリレート）アシドホスフェート、
モノ（３クロロ２ヒドロキシプロピルメタクリレート）
アシドホスフェートなどが挙げられる。
【００２０】次に、ＳＯ3 ・ＮＨ4 基を有機樹脂エマル
ジョンに導入するためには、まず、スルホン酸基あるい
は硫酸エステル基を有機樹脂に導入した後、アンモニア
などを用いてスルホン酸基と中和反応させることにより
ＳＯ3 ・ＮＨ4 基とする方法などが挙げられる。具体的
にはスルホン酸基あるいは硫酸エステル基を導入するた
めには、上記α、βモノエチレン系不飽和単量体を主成
分とする混合物を重合させる時に、単量体として共重合
させる場合にはスルホニルエチメタクリレートなどを用
いることが可能である。
ジョンに導入するためには、まず、スルホン酸基あるい
は硫酸エステル基を有機樹脂に導入した後、アンモニア
などを用いてスルホン酸基と中和反応させることにより
ＳＯ3 ・ＮＨ4 基とする方法などが挙げられる。具体的
にはスルホン酸基あるいは硫酸エステル基を導入するた
めには、上記α、βモノエチレン系不飽和単量体を主成
分とする混合物を重合させる時に、単量体として共重合
させる場合にはスルホニルエチメタクリレートなどを用
いることが可能である。
【００２１】別の方法としては、例えばアリルスルホン
酸ソーダ、スチレンスルホン酸ソーダなどを同時にある
いは逐次的に反応させることにより得ることができる。
さらに、乳化重合法を用いて有機樹脂エマルジョンを合
成する場合には、重合開始剤として水溶性過硫酸塩を用
いることがあるが、この場合には有機樹脂の高分子鎖末
端にスルホン酸基が取り込まれるため、有機樹脂表面に
スルホン酸基が位置するため効率的に有機樹脂エマルジ
ョンのゼータ電位を制御することが可能である。
酸ソーダ、スチレンスルホン酸ソーダなどを同時にある
いは逐次的に反応させることにより得ることができる。
さらに、乳化重合法を用いて有機樹脂エマルジョンを合
成する場合には、重合開始剤として水溶性過硫酸塩を用
いることがあるが、この場合には有機樹脂の高分子鎖末
端にスルホン酸基が取り込まれるため、有機樹脂表面に
スルホン酸基が位置するため効率的に有機樹脂エマルジ
ョンのゼータ電位を制御することが可能である。
【００２２】このような水溶性過硫酸塩の例としては、
例えば過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アン
モニウムなどがある。本発明者らは乳化重合法における
水溶性過硫酸塩添加について鋭意検討した結果、有機樹
脂単量体に対して０．３〜２．０重量％配合することに
より有機樹脂にスルホン酸基を効率よく導入し、アンモ
ニアとの中和反応によってＳＯ3 ・ＮＨ4 基に反応させ
ることが可能で、りん酸塩溶液との混和性に優れた有機
樹脂エマルジョンとすることにより、焼鈍後に優れた密
着性と耐蝕性を持つ絶縁被膜が形成できることを見出し
たものである。水溶性過硫酸塩の種類により多少の増減
は有るものの、さらに好ましくは、０．６〜１．２重量
％の範囲である。なお、水溶性過硫酸塩を用いた場合に
は、厳密には硫酸エステル基が導入されるものである
が、本発明の目的を考慮するとスルホン酸基でも硫酸エ
ステル基でも同等の働きをすることから何ら問題無い。
例えば過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アン
モニウムなどがある。本発明者らは乳化重合法における
水溶性過硫酸塩添加について鋭意検討した結果、有機樹
脂単量体に対して０．３〜２．０重量％配合することに
より有機樹脂にスルホン酸基を効率よく導入し、アンモ
ニアとの中和反応によってＳＯ3 ・ＮＨ4 基に反応させ
ることが可能で、りん酸塩溶液との混和性に優れた有機
樹脂エマルジョンとすることにより、焼鈍後に優れた密
着性と耐蝕性を持つ絶縁被膜が形成できることを見出し
たものである。水溶性過硫酸塩の種類により多少の増減
は有るものの、さらに好ましくは、０．６〜１．２重量
％の範囲である。なお、水溶性過硫酸塩を用いた場合に
は、厳密には硫酸エステル基が導入されるものである
が、本発明の目的を考慮するとスルホン酸基でも硫酸エ
ステル基でも同等の働きをすることから何ら問題無い。
【００２３】一般に、有機樹脂エマルジョンの安定性を
高めるためには、水和力の大きい界面活性剤を用いた
り、水溶性ポリマーを吸着させることによりエマルジョ
ン粒子表面の水和保護層を強化したり、有機樹脂自身の
改良方法としては不飽和カルボン酸モノマーの共重合に
よるカルボキシル化変性などの方法がある。本発明者ら
は、りん酸金属塩を主成分とする水溶液に有機樹脂エマ
ルジョンを添加する場合では、有機樹脂エマルジョンの
ゼータ電位が非常に大きな影響を与えることを見出し、
さらにエマルジョン粒子表面に存在するＳＯ3 ・ＮＨ4
基が特に優れたゼータ電位制御性を保持していることを
見出したものである。
高めるためには、水和力の大きい界面活性剤を用いた
り、水溶性ポリマーを吸着させることによりエマルジョ
ン粒子表面の水和保護層を強化したり、有機樹脂自身の
改良方法としては不飽和カルボン酸モノマーの共重合に
よるカルボキシル化変性などの方法がある。本発明者ら
は、りん酸金属塩を主成分とする水溶液に有機樹脂エマ
ルジョンを添加する場合では、有機樹脂エマルジョンの
ゼータ電位が非常に大きな影響を与えることを見出し、
さらにエマルジョン粒子表面に存在するＳＯ3 ・ＮＨ4
基が特に優れたゼータ電位制御性を保持していることを
見出したものである。
【００２４】通常、有機樹脂エマルジョンの安定性を高
めるために導入される親水基には、アニオン性、カチオ
ン性、ノニオン性の官能基が知られており、カルボキシ
ル基、スルホン酸基はアニオン性、アミノ基はカチオン
性、水酸基、エーテル基、アミド基などはノニオン性と
して知られている。ＳＯ3 ・ＮＨ4 基あるいはＳＯ3・
ＮＨ4 基と水酸基が、りん酸金属塩を主成分とする水溶
液を用いた場合に特に良好であるメカニズムについては
詳細には明らかではないが、ＳＯ3 ・ＮＨ4 基は親水性
が非常に高く、かつ高分子鎖の末端に位置するため、エ
マルジョン表面に存在する確率が高いためと推定され
る。
めるために導入される親水基には、アニオン性、カチオ
ン性、ノニオン性の官能基が知られており、カルボキシ
ル基、スルホン酸基はアニオン性、アミノ基はカチオン
性、水酸基、エーテル基、アミド基などはノニオン性と
して知られている。ＳＯ3 ・ＮＨ4 基あるいはＳＯ3・
ＮＨ4 基と水酸基が、りん酸金属塩を主成分とする水溶
液を用いた場合に特に良好であるメカニズムについては
詳細には明らかではないが、ＳＯ3 ・ＮＨ4 基は親水性
が非常に高く、かつ高分子鎖の末端に位置するため、エ
マルジョン表面に存在する確率が高いためと推定され
る。
【００２５】中和反応で添加するアンモニアについて
は、特に限定するものではないが、添加量が多すぎる場
合には、余剰の遊離アンモニアとして有機樹脂エマルジ
ョン中に存在し、塗布乾燥時の臭気の発生原因となる恐
れが有ることから、スルホン酸基の当量かあるいは当量
より若干少な目が好適である。
は、特に限定するものではないが、添加量が多すぎる場
合には、余剰の遊離アンモニアとして有機樹脂エマルジ
ョン中に存在し、塗布乾燥時の臭気の発生原因となる恐
れが有ることから、スルホン酸基の当量かあるいは当量
より若干少な目が好適である。
【００２６】本発明では、耐きず付き性向上のために、
乳化重合法の場合には有機樹脂エマルジョン粒子を内部
ゲル化重合体としても良い。エマルジョン粒子の内部を
ゲル化重合体とするためには、α、βモノエチレン系不
飽和単量体の一部を、分子内に２個以上のラジカル重合
可能なエチレン性不飽和基を有する多官能性単量体で置
き換えることにより達成することができる。そのような
多官能性単量体としては、多価アルコールの重合性不飽
和モノカルボン酸エステル、多塩基酸の重合性不飽和ア
ルコールエステル、および２個以上のビニル基で置換さ
れた芳香族化合物などである。
乳化重合法の場合には有機樹脂エマルジョン粒子を内部
ゲル化重合体としても良い。エマルジョン粒子の内部を
ゲル化重合体とするためには、α、βモノエチレン系不
飽和単量体の一部を、分子内に２個以上のラジカル重合
可能なエチレン性不飽和基を有する多官能性単量体で置
き換えることにより達成することができる。そのような
多官能性単量体としては、多価アルコールの重合性不飽
和モノカルボン酸エステル、多塩基酸の重合性不飽和ア
ルコールエステル、および２個以上のビニル基で置換さ
れた芳香族化合物などである。
【００２７】そのような例としては、エチレングリコー
ルジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレー
ト、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラ
エチレングリコールジメタクリレート、１，３ブチレン
グリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパン
トリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタク
リレート、１，４ブタンジオールジアクリレート、ネオ
ペンチルグリコールジアクリレート、ペンタエリスリト
ールジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアク
リレート、グリセロールジアクリレート、１，１，１，
トリスヒドロキシメチルエタンジアクリレート、１，
１，１トリスヒドロキシメチルエタントリメタクリレー
ト、ジアリルテレフタレート、ジビニルベンゼンなどで
ある。
ルジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレー
ト、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラ
エチレングリコールジメタクリレート、１，３ブチレン
グリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパン
トリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタク
リレート、１，４ブタンジオールジアクリレート、ネオ
ペンチルグリコールジアクリレート、ペンタエリスリト
ールジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアク
リレート、グリセロールジアクリレート、１，１，１，
トリスヒドロキシメチルエタンジアクリレート、１，
１，１トリスヒドロキシメチルエタントリメタクリレー
ト、ジアリルテレフタレート、ジビニルベンゼンなどで
ある。
【００２８】本発明で使用する有機樹脂エマルジョンの
特徴は、エマルジョン粒子の表面電位であるゼータ電位
であることから、粒子内に異種粒子を含有させたり、表
面のみに特定の処理を施すいわゆるハイブリッド型樹脂
エマルジョンを用いても良い。ここでいうハイブリッド
型エマルジョンとは、２種以上の特性の異なる高分子を
エマルジョン粒子中に複合させたものをいい、乳化重合
法などにより様々な形態のものが実用化されている。代
表的なものとしては、例えばコアシェル型、パワーフィ
ード型、サンドイッチ型、粒子複合型などがある。な
お、中心部が空洞となっているいわゆる中空粒子でも良
い。
特徴は、エマルジョン粒子の表面電位であるゼータ電位
であることから、粒子内に異種粒子を含有させたり、表
面のみに特定の処理を施すいわゆるハイブリッド型樹脂
エマルジョンを用いても良い。ここでいうハイブリッド
型エマルジョンとは、２種以上の特性の異なる高分子を
エマルジョン粒子中に複合させたものをいい、乳化重合
法などにより様々な形態のものが実用化されている。代
表的なものとしては、例えばコアシェル型、パワーフィ
ード型、サンドイッチ型、粒子複合型などがある。な
お、中心部が空洞となっているいわゆる中空粒子でも良
い。
【００２９】本発明で使用するエマルジョン粒子の形状
は特に限定するものではないが、粒子の凝集性の観点か
らできるだけ真球に近いものが好適である。粒子の形状
が板状であったり、細長い場合には曲率の大きい部分と
その他の部分とで表面電位に偏りが発生しやすく、凝集
するきっかけとなるからである。
は特に限定するものではないが、粒子の凝集性の観点か
らできるだけ真球に近いものが好適である。粒子の形状
が板状であったり、細長い場合には曲率の大きい部分と
その他の部分とで表面電位に偏りが発生しやすく、凝集
するきっかけとなるからである。
【００３０】このようにエマルジョン樹脂粒子表面に水
酸基およびスルホン酸基を導入し、ゼータ電位を３０ｍ
Ｖ以上に制御することにより、上記に述べたアクリル、
ポリスチレン、酢ビ、エポキシ、ポリウレタン、ポリア
ミド、フェノール、メラミン、シリコン、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン等から選ばれる有機樹脂の１種又は２
種以上を本発明で使用することができる。更に望ましい
ゼータ電位は３０〜８０ｍＶの範囲である。ゼータ電位
が３０ｍＶよりも小さい場合にはエマルジョンの安定性
が低く、溶液中の凝集粒が大きくなって形成された絶縁
被膜中に有機樹脂の均一性が劣るため焼鈍後の耐蝕性が
劣化し、８０ｍＶよりも大きくなると場合によっては、
凝集粒が発生し造膜性が劣ることがある。
酸基およびスルホン酸基を導入し、ゼータ電位を３０ｍ
Ｖ以上に制御することにより、上記に述べたアクリル、
ポリスチレン、酢ビ、エポキシ、ポリウレタン、ポリア
ミド、フェノール、メラミン、シリコン、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン等から選ばれる有機樹脂の１種又は２
種以上を本発明で使用することができる。更に望ましい
ゼータ電位は３０〜８０ｍＶの範囲である。ゼータ電位
が３０ｍＶよりも小さい場合にはエマルジョンの安定性
が低く、溶液中の凝集粒が大きくなって形成された絶縁
被膜中に有機樹脂の均一性が劣るため焼鈍後の耐蝕性が
劣化し、８０ｍＶよりも大きくなると場合によっては、
凝集粒が発生し造膜性が劣ることがある。
【００３１】本発明で使用する有機樹脂エマルジョンで
は、エマルジョン粒子の電気二重層が十分安定してお
り、特に限定しないが乳化剤あるいは界面活性剤は必要
としない。有機樹脂エマルジョンの粒径は０．０５〜
０．５μｍの範囲にあることが必要である。粒径が０．
０５μｍ未満の場合は密着性が劣化する傾向にあり、粒
径が０．５μｍを超える場合には耐食性が不十分とな
る。さらに望ましい粒径範囲は０．１〜０．５μｍの範
囲である。
は、エマルジョン粒子の電気二重層が十分安定してお
り、特に限定しないが乳化剤あるいは界面活性剤は必要
としない。有機樹脂エマルジョンの粒径は０．０５〜
０．５μｍの範囲にあることが必要である。粒径が０．
０５μｍ未満の場合は密着性が劣化する傾向にあり、粒
径が０．５μｍを超える場合には耐食性が不十分とな
る。さらに望ましい粒径範囲は０．１〜０．５μｍの範
囲である。
【００３２】りん酸塩と有機樹脂の混合割合について
は、りん酸塩１００重量部に対し有機樹脂分が３〜５０
重量部が好ましい。有機樹脂分が３重量部未満では、被
膜が白く光沢が無く、５０重量部超では歪取り焼鈍後に
被膜が剥離する恐れがあるからである。絶縁被膜量とし
ては０．５〜３．０ｇ／ｍ2 が適当である。０．５ｇ／
ｍ2 未満では耐電圧を十分に確保することが難しく、
３．０ｇ／ｍ2 超では被膜の密着性が劣る傾向にあるか
らである。また、焼き付け条件は、通常行われているよ
うな３００〜８００℃に設定した乾燥炉で、短時間に板
温で１５０℃から３５０℃とするのが良い。板温が１５
０℃未満では水分の蒸発が不完全で耐蝕性が劣化し、３
５０℃超では有機樹脂が酸化されて発粉する恐れがある
ためである。
は、りん酸塩１００重量部に対し有機樹脂分が３〜５０
重量部が好ましい。有機樹脂分が３重量部未満では、被
膜が白く光沢が無く、５０重量部超では歪取り焼鈍後に
被膜が剥離する恐れがあるからである。絶縁被膜量とし
ては０．５〜３．０ｇ／ｍ2 が適当である。０．５ｇ／
ｍ2 未満では耐電圧を十分に確保することが難しく、
３．０ｇ／ｍ2 超では被膜の密着性が劣る傾向にあるか
らである。また、焼き付け条件は、通常行われているよ
うな３００〜８００℃に設定した乾燥炉で、短時間に板
温で１５０℃から３５０℃とするのが良い。板温が１５
０℃未満では水分の蒸発が不完全で耐蝕性が劣化し、３
５０℃超では有機樹脂が酸化されて発粉する恐れがある
ためである。
【００３３】次に、本発明で使用する非解離性水酸基、
エーテル基、エステル基を含有する水溶性低分子有機化
合物とは、アルコール、エステル、ケトン、エーテル、
カルボン酸、糖などの水溶性の有機物で非解離性水酸
基、エーテル基、エステル基を持つもので、有機樹脂の
ように重合などにより高分子化していないもので、望ま
しくは分子量が１０００以下のものである。
エーテル基、エステル基を含有する水溶性低分子有機化
合物とは、アルコール、エステル、ケトン、エーテル、
カルボン酸、糖などの水溶性の有機物で非解離性水酸
基、エーテル基、エステル基を持つもので、有機樹脂の
ように重合などにより高分子化していないもので、望ま
しくは分子量が１０００以下のものである。
【００３４】また、本発明でいう水溶性とは、水に対し
て無限溶解することはもちろん、比較的高い溶解度を持
つもので十分であり、具体的な化合物としては、ブタノ
ール、プロパノールなどのアルコール類、プロピレング
リコール、グリセリン、エチレングリコール、トリエチ
レングリコールなどのポリオール類、蔗糖、果糖等の糖
類、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソル
ブ類、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエ
チレングリコールジエチルエーテルなどのカルビトール
類、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、１、
４−ジオキサンなどのエーテル類、エチレングリコール
モノメチルエーテルアセテートなどのエステル類などが
使用できるが、特に好ましいのはエチレングリコールな
どのポリオール類である。
て無限溶解することはもちろん、比較的高い溶解度を持
つもので十分であり、具体的な化合物としては、ブタノ
ール、プロパノールなどのアルコール類、プロピレング
リコール、グリセリン、エチレングリコール、トリエチ
レングリコールなどのポリオール類、蔗糖、果糖等の糖
類、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソル
ブ類、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエ
チレングリコールジエチルエーテルなどのカルビトール
類、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、１、
４−ジオキサンなどのエーテル類、エチレングリコール
モノメチルエーテルアセテートなどのエステル類などが
使用できるが、特に好ましいのはエチレングリコールな
どのポリオール類である。
【００３５】また、本発明において使用される非解離性
水酸基、エーテル基、エステル基を含有する水溶性低分
子有機化合物は、塗布焼き付け後に被膜中に残存する必
要があることから、液体の場合は沸点、固体の場合は昇
華点が水の沸点である１００℃よりも高い必要がある。
通常は沸点あるいは昇華点が２００℃以上であることが
望ましい。水溶性有機化合物の配合割合をりん酸塩１０
０重量部に対し、１〜１５重量部に制限する理由は、１
重量部未満では水溶性有機化合物の効果が得られないた
めであり、１５重量部超では焼鈍後の耐食性が若干劣化
するためである。
水酸基、エーテル基、エステル基を含有する水溶性低分
子有機化合物は、塗布焼き付け後に被膜中に残存する必
要があることから、液体の場合は沸点、固体の場合は昇
華点が水の沸点である１００℃よりも高い必要がある。
通常は沸点あるいは昇華点が２００℃以上であることが
望ましい。水溶性有機化合物の配合割合をりん酸塩１０
０重量部に対し、１〜１５重量部に制限する理由は、１
重量部未満では水溶性有機化合物の効果が得られないた
めであり、１５重量部超では焼鈍後の耐食性が若干劣化
するためである。
【００３６】
【実施例】（実施例１）メタクリル酸メチル、アクリル
酸などのα、βモノエチレン系不飽和単量体をそれぞれ
特定割合に組み合わせ、通常の乳化重合法により、濃度
３０％、粒子径が０．３μｍで表１に示すゼータ電位
（絶対値）を持つエマルジョン溶液を調整した。この有
機樹脂エマルジョンを３０％のりん酸水素アルミニウム
溶液と当量混合し、２４時間後の水溶液中の２次粒子径
（累積９０％粒子径、μｍ）をレーザー粒度計で測定し
た。次に、公知の方法で処理した仕上げ焼鈍後の電磁鋼
鈑（板厚０．５ｍｍ）に上記処理液をロールコーターで
板温が２００℃で乾燥塗布量が１．０ｇ／ｍ2 になるよ
う焼き付けた後、７５０℃２時間窒素気流中で歪取り焼
鈍した後の耐食性と密着性を評価した。なお、表１中の
ζ電位は絶対値を示している。
酸などのα、βモノエチレン系不飽和単量体をそれぞれ
特定割合に組み合わせ、通常の乳化重合法により、濃度
３０％、粒子径が０．３μｍで表１に示すゼータ電位
（絶対値）を持つエマルジョン溶液を調整した。この有
機樹脂エマルジョンを３０％のりん酸水素アルミニウム
溶液と当量混合し、２４時間後の水溶液中の２次粒子径
（累積９０％粒子径、μｍ）をレーザー粒度計で測定し
た。次に、公知の方法で処理した仕上げ焼鈍後の電磁鋼
鈑（板厚０．５ｍｍ）に上記処理液をロールコーターで
板温が２００℃で乾燥塗布量が１．０ｇ／ｍ2 になるよ
う焼き付けた後、７５０℃２時間窒素気流中で歪取り焼
鈍した後の耐食性と密着性を評価した。なお、表１中の
ζ電位は絶対値を示している。
【００３７】
【表１】
【００３８】（実施例２）表２に示す有機樹脂組成物を
用いて、それぞれ３０重量％の有機樹脂エマルジョンを
作製した。それらのエマルジョンを用いて表３に示す処
理液を調製した。本発明で使用される有機樹脂エマルジ
ョンとしては、具体的には例えば日本カーバイド（株）
製ニカゾールなどが適当である。次に、公知の方法で処
理した仕上げ焼鈍後の電磁鋼鈑（板厚０．５ｍｍ）に、
表３に示す有機樹脂エマルジョンを含有する処理液をロ
ールコーター方式の塗布装置で塗布した後、板温１５０
℃で絶縁被膜の塗布量が１．０ｇ／ｍ2 になるように焼
き付け処理を行った。密着性、耐蝕性の評価については
７５０℃×２時間、窒素気流中で歪取り焼鈍を行った後
特性を評価した。その結果を表４に示す。
用いて、それぞれ３０重量％の有機樹脂エマルジョンを
作製した。それらのエマルジョンを用いて表３に示す処
理液を調製した。本発明で使用される有機樹脂エマルジ
ョンとしては、具体的には例えば日本カーバイド（株）
製ニカゾールなどが適当である。次に、公知の方法で処
理した仕上げ焼鈍後の電磁鋼鈑（板厚０．５ｍｍ）に、
表３に示す有機樹脂エマルジョンを含有する処理液をロ
ールコーター方式の塗布装置で塗布した後、板温１５０
℃で絶縁被膜の塗布量が１．０ｇ／ｍ2 になるように焼
き付け処理を行った。密着性、耐蝕性の評価については
７５０℃×２時間、窒素気流中で歪取り焼鈍を行った後
特性を評価した。その結果を表４に示す。
【００３９】
【表２】
【００４０】
【表３】
【００４１】
【表４】
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、クロム化合物を含まな
い絶縁被膜処理剤によって、高占積率、優れた歪取り焼
鈍後の密着性、耐蝕性を有する電気絶縁被膜を持つ電磁
鋼板が得られる。
い絶縁被膜処理剤によって、高占積率、優れた歪取り焼
鈍後の密着性、耐蝕性を有する電気絶縁被膜を持つ電磁
鋼板が得られる。
【図１】ζ電位と溶液中の凝集粒径の関係を示す図であ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｄ 5/25 Ｃ０９Ｄ 5/25 7/12 7/12 201/00 201/00 201/06 201/06 Ｈ０１Ｆ 1/18 Ｈ０１Ｆ 1/18 (72)発明者 藤井 浩康 北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 Ｆターム(参考） 4D075 AE03 BB75X CA33 DA06 DB03 DC19 EA02 EA13 EB22 EB56 EC01 4J038 BA012 CC091 CF021 CG141 CG181 DA041 DB001 DD181 DG001 GA01 GA08 GA13 HA376 HA416 JA17 JA25 JA26 JA32 JA35 JA53 KA04 MA10 NA03 NA12 NA21 PA18 PC02 4K026 AA03 AA22 BA03 BB05 CA23 CA37 CA39 DA02 DA11 DA15 DA16 EB11 5E041 AA02 BC01 CA01 HB14 HB15
Claims (8)
- 【請求項１】 電磁鋼板の表面に、りん酸金属塩と、ゼ
ータ電位の絶対値が３０ｍＶ以上である有機樹脂エマル
ジョンを含有し、りん酸金属塩１００重量部（固形分換
算）に対して上記有機樹脂エマルジョンが３〜５０重量
部（固形分換算）の混合比率である処理液を電磁鋼板に
塗布し乾燥してなる絶縁被膜を有することを特徴とする
被膜特性の極めて優れた電磁鋼板。 - 【請求項２】 電磁鋼板の表面に、りん酸金属塩と、ゼ
ータ電位の絶対値が３０〜８０ｍＶであるソープフリー
タイプの有機樹脂エマルジョンを含有し、りん酸金属塩
１００重量部（固形分換算）に対して上記有機樹脂エマ
ルジョンが３〜５０重量部（固形分換算）の混合比率で
ある処理液を電磁鋼板に塗布し乾燥してなる絶縁被膜を
有することを特徴とする被膜特性の極めて優れた電磁鋼
板。 - 【請求項３】 乳化重合により有機樹脂エマルジョンを
合成する際に、重合触媒として水溶性過硫酸塩を有機樹
脂単量体に対して０．３〜２．０重量％配合することを
特徴とする請求項１または２記載の被膜特性の極めて優
れた電磁鋼板。 - 【請求項４】 有機樹脂エマルジョンが粒子表面にＳＯ
3 ・ＮＨ4 基を有することを特徴とする請求項１または
２記載の被膜特性の極めて優れた電磁鋼板。 - 【請求項５】 有機樹脂エマルジョンが粒子表面にＳＯ
3 ・ＮＨ4 基とＯＨ基を両方有することを特徴とする請
求項１または２記載の被膜特性の極めて優れた電磁鋼
板。 - 【請求項６】 請求項１から５のいずれかに記載のりん
酸金属塩と有機樹脂エマルジョンを主成分とする処理液
に、非解離性水酸基、エーテル基、エステル基を含有す
る水溶性低分子有機化合物をりん酸金属塩１００重量部
（固形分換算）に対し、１〜１５重量部含有する処理液
を電磁鋼板に塗布し乾燥したことを特徴とする被膜特性
の極めて優れた電磁鋼板。 - 【請求項７】 ゼータ電位の絶対値が３０〜８０ｍＶ
で、かつ粒子径が０．０５〜０．５μｍであるソープフ
リータイプの有機樹脂エマルジョンを、りん酸金属塩１
００重量部（固形分換算）に対して３〜５０重量部（固
形分換算）を主成分とする処理液を電磁鋼板に塗布し乾
燥することを特徴とする被膜特性の極めて優れた電磁鋼
板の絶縁被膜形成方法。 - 【請求項８】 請求項７記載の鋼鈑表面処理液を電磁鋼
板に塗布し、１５０℃〜３５０℃の温度に加熱し、被膜
塗布量を０．５〜３．０ｇ／ｍ2 の範囲とすることを特
徴とする被膜特性の極めて優れた電磁鋼板の絶縁被膜形
成方法。
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