JP2018168469A - 絶縁被膜付き電磁鋼板 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)溶接性、耐熱性を重視し、歪取り焼鈍に耐える無機皮膜、
(2)打抜性、溶接性の両立を目指し、歪取り焼鈍に耐える有機樹脂を含有する無機皮膜(すなわち、半有機皮膜)、および
(3)特殊用途で歪取り焼鈍不可の有機皮膜。
前記絶縁被膜が、
コロイダルシリカ、アルコキシシラン、およびポリシロキサンを、前記コロイダルシリカの固形分質量Mc、前記アルコキシシランの固形分質量Ma、および前記ポリシロキサンの固形分質量Mpの和に対する前記Mcの比率、Mc/(Mc+Ma+Mp)が5〜50%となる範囲で含有し、かつ、前記ポリシロキサンの凝集物のメジアン径が0.10〜0.30μmである塗液を、前記電磁鋼板の表面に塗布することで形成されたものであり、
前記絶縁被膜が設けられている面における前記絶縁被膜の付着量が、0.3〜1.2g/m2である、絶縁被膜付き電磁鋼板。
上記電磁鋼板としては、特に限定されることなく任意の電磁鋼板を用いることができる。前記電磁鋼板は、無方向性電磁鋼板および方向性電磁鋼板のいずれであってもよい。例えば、前記電磁鋼板として、SiおよびAlを含む成分組成を有する電磁鋼板を用いることができる。前記成分組成は、SiおよびAlを含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなるものとすることができる。Si含有量は、例えば0.05〜7.0質量%とすることができる。また、Al含有量は、例えば、2.0質量%以下とすることができる。
上記絶縁被膜は、コロイダルシリカ、アルコキシシラン、およびポリシロキサンを含有する塗液を、前記電磁鋼板の表面に塗布することで形成されたものである。前記絶縁被膜は、電磁鋼板の一方の面のみに形成されていてもよいが、両面に形成されていていることが好ましい。また、電磁鋼板の一方の面にのみ本発明の条件を満たす絶縁被膜を有し、他方の面には別の絶縁被膜を有することもできる。以下、前記塗液に含まれる成分を説明する。
前記コロイダルシリカとしては、特に限定されることなく任意のものを用いることができる。コロイダルシリカの粒子径が小さすぎると、コロイダルシリカ同士が塗液中で凝集してしまう場合がある。そのため、コロイダルシリカの平均粒子径は10nm以上とすることが好ましい。一方、コロイダルシリカの粒径が大きすぎると、最終的に得られる絶縁被膜においてコロイダルシリカが凸部となり、テンションパッドに擦りとられやすくなるため、耐粉吹き性が悪化する場合がある。そのため、コロイダルシリカの平均粒径は100nm以下とすることが好ましい。
前記塗液は、1または2以上のアルコキシシランを含有する。前記アルコキシシランとしては、特に限定されることなく任意のアルコキシシランを用いることができるが、ジアルコキシシランおよびトリアルコキシシランの一方または両方を用いることが好ましい。また、前記アルコキシシランのアルコキシ基は、メトキシ基またはエトキシ基とすることが好ましい。
前記ポリシロキサンとしては、特に限定されることなく任意のものを用いることができる。耐粉吹き性をより向上させるという観点からは、反応性官能基を有するポリシロキサンを用いることが好ましい。反応性官能基を有するポリシロキサンを用いると強固な絶縁被膜が形成され、耐粉吹き性がさらに改善すると考えられる。
塗液中における、コロイダルシリカの固形分質量Mc、アルコキシシランの固形分質量Ma、およびポリシロキサンの固形分質量Mpの和に対する前記Mcの比率、Mc/(Mc+Ma+Mp)を5%以上50%以下とする。Mc/(Mc+Ma+Mp)が5%未満では、十分な層間抵抗を得ることができない。一方、Mc/(Mc+Ma+Mp)が50%を超えると絶縁被膜の密着性および耐粉吹き性が劣化する。
本発明においては、前記絶縁被膜の形成に、前記ポリシロキサンの凝集物を含む塗液を使用する。塗液中に所定の粒径を有するポリシロキサンの凝集物を形成することで、得られる絶縁被膜の耐粉吹き性を向上させることができる。前記効果を得るためには、前記凝集物のメジアン径は、0.10〜0.30μmである必要がある。前記メジアン径が0.10μm未満の場合および0.30μmを超える場合、耐粉吹き性が低下する。また、前記凝集物のメジアン径が0.10μm未満では、絶縁被膜付き電磁鋼板の耐食性が低下する。
上記絶縁被膜付き電磁鋼板における、前記絶縁被膜が設けられている面における前記絶縁被膜の付着量(以下、単に「付着量」という)を、0.3〜1.2g/m2とする。すなわち、前記絶縁被膜が電磁鋼板の一方の面にのみ設けられている場合は、当該面における付着量を0.3〜1.2g/m2とする。また、前記絶縁被膜が電磁鋼板の両面に設けられている場合は、電磁鋼板のそれぞれの面における付着量を0.3〜1.2g/m2とする。前記付着量が0.3g/m2未満では、十分な層間抵抗が得られない。一方、前記付着量が1.2g/m2を超えると、耐粉吹き性が低下する。
上記塗液は、さらに溶媒を含むことができる。前記溶媒としては、任意のものを用いることができるが、水または水と有機溶媒との混合溶媒を用いることが好ましい。前記有機溶媒としては、アルコールを用いることが好ましく、中でも、エタノールおよびメタノールの一方または両方を用いることが好ましい。
前記塗液は、コロイダルシリカ、アルコキシシラン、ポリシロキサン、および溶媒からなるものであってもよいが、さらに添加剤を含有することもできる。前記添加剤としては、コロイダルシリカ、アルコキシシラン、およびポリシロキサン以外の任意の成分を用いることができる。前記添加剤の具体的な例としては、界面活性剤、防錆剤、潤滑剤、酸化防止剤、無機化合物、有機化合物を含んでもよい。前記有機化合物の例としては、無機成分と有機樹脂との接触抑制剤としての有機酸が挙げられる。前記有機酸としては、アクリル酸を含有する重合体および共重合体などが例示される。前記無機化合物の例としては、ホウ酸や顔料などが挙げられる。
次に、本発明の一実施形態における絶縁被膜付き電磁鋼板の製造方法について説明する。本発明の絶縁被膜付き電磁鋼板は、上記塗液を電磁鋼板の表面に塗布して形成される。
特許文献5で用いられているような従来の耐粉吹き性試験では、絶縁被膜表面の同じ位置を繰り返しフェルトで擦って被膜の摩耗状態を観察していたため、実機ラインの状況を模擬できておらず、試験結果と実機での粉吹き量とが整合しないという問題があった。そこで、実機ラインにおけるテンションパッドにより摩耗状態をより正確に再現するために、以下の方法で耐粉吹き性を評価した。
◎:被膜剥離量が0.1g/m2未満
○:被膜剥離量が0.1g/m2以上、0.15g/m2未満
△:被膜剥離量が0.15g/m2以上、0.20g/m2未満
×:被膜剥離量が0.20g/m2以上
得られた絶縁被膜付き電磁鋼板の絶縁性を評価するために、層間抵抗を測定した。前記測定は、JIS C 2550−4:2011 電磁鋼帯試験方法第4部:表面絶縁抵抗測定方法のA法に準拠して行った。
◎:層間抵抗が3Ω・m2/枚以上
○:層間抵抗が1Ω・m2/枚以下、3Ω・m2/枚未満
△:層間抵抗が0.5Ω・m2/枚以下、1Ω・m2/枚未満
×:層間抵抗が0.5Ω・m2/枚未満
Claims (3)
- 電磁鋼板と、前記電磁鋼板の少なくとも一方の面に設けられた絶縁被膜とを有する絶縁被膜付き電磁鋼板であって、
前記絶縁被膜が、
コロイダルシリカ、アルコキシシラン、およびポリシロキサンを、前記コロイダルシリカの固形分質量Mc、前記アルコキシシランの固形分質量Ma、および前記ポリシロキサンの固形分質量Mpの和に対する前記Mcの比率、Mc/(Mc+Ma+Mp)が5〜50%となる範囲で含有し、かつ、前記ポリシロキサンの凝集物のメジアン径が0.10〜0.30μmである塗液を、前記電磁鋼板の表面に塗布することで形成されたものであり、
前記絶縁被膜が設けられている面における前記絶縁被膜の付着量が、0.3〜1.2g/m2である、絶縁被膜付き電磁鋼板。 - 前記絶縁被膜が、前記塗液を塗布した後、最高到達板温度:100℃〜300℃で焼き付けられている、請求項1に記載の絶縁被膜付き電磁鋼板。
- 前記塗液が、界面活性剤、防錆剤、潤滑剤、および酸化防止剤からなる群より選択される少なくとも1つの添加剤をさらに含有する、請求項1または2に記載の絶縁被膜付き電磁鋼板。
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