JP2769730B2 - 電磁鋼板絶縁皮膜形成用組成物及び電磁鋼板絶縁皮膜形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電磁鋼板上に形成させる皮膜の絶縁性が優
れておりしかも溶接性に優れていると共に密着性，打抜
加工性，耐食性その他の皮膜特性の優れた絶縁皮膜を極
めて発泡少なく塗布・形成させることのできる絶縁性に
優れた電磁鋼板絶縁皮膜形成用組成物及び該組成物を使
用する電磁鋼板絶縁皮膜形成方法に関するものである。

〔従来の技術と問題点〕

従来より、電磁鋼板の表面に絶縁皮膜を形成させる方
法や絶縁皮膜形成用組成物に関しては、数多くの技術が
開示されている。古くから知られているものは、クロム
酸塩，リン酸塩，又はこれらを組み合わせたものを主成
分とする絶縁皮膜形成用組成物を使用して無機質系皮膜
を形成させるものである。しかしながらこのような無機
物によつて構成される無機質系皮膜は、耐熱性には優れ
ているものの、打抜加工性や加工時における皮膜の密着
性が劣る欠点があつた。

そこで近年、これらの欠点の解消を図るためにクロム
酸塩やリン酸塩等の無機質系皮膜形成要素（以下、無機
質成分と言うことがある）と有機質系皮膜形成性樹脂
（以下、有機質成分と言うことがあり、又は単に樹脂と
略称することがある）とが混合して含有されている皮膜
形成用組成物を塗布して無機質有機質混合皮膜（以下、
半有機質皮膜と言うことがある）を形成させる方法など
が多く試みられた。この半有機質皮膜は無機質系皮膜の
優れた溶接性，耐熱性及び有機質系皮膜の優れた絶縁
性，打抜加工性，密着性など両者の良い点を取り入れよ
うとしたものである。しかしながら、上記半有機質皮膜
を形成させる方法にも種々な欠点があつた。第一の欠点
は、樹脂の乳化分散状態が不安定でポツトライフが短い
ことである。第二の欠点は、上記混合液中にはエマルジ
ヨン調製に使用された乳化剤や分散剤が含有されている
ため、塗装作業時に受ける種々な撹拌等により混合液が
発泡し、形成された皮膜にクレーター状のピンホールや
発泡欠陥などが認められ、耐食性，絶縁性能に劣つた皮
膜となることであつた。また、第三の欠点は、皮膜形成
後の電磁鋼板を打抜きした後に積層して溶接した場合
に、有機質成分が分解してガスを発生し、ビード部にブ
ローホールを生じて溶接性が著しく悪化することであ
る。

そこで本発明者等は、先に特開昭62−100561号公報に
示されているように、有機質成分としてアクリル系樹脂
及び／又はアクリル−スチレン系樹脂とアクリロニトリ
ル系樹脂とを併用することにより、ポツトライフ，発泡
性及び溶接性に関する上記の欠点を改善した。

ところが、鋼板表面に絶縁性皮膜形成後に実施される
過程（焼鈍は絶縁皮膜形成後に所定形状に打抜き加工さ
れた鋼板に生じた加工歪を除去するために行われ、その
実施条件は例えば５％H₂−残N₂ガス中で815℃×１時
間）において、アクリロニトリル系樹脂がCO,CH₄などに
熱分解し、この熱分解ガスが原因となつて鋼板中のＣ量
が増加するいわゆる浸炭が起こることが判つた。この浸
炭による鋼板中のＣ量増加は磁気特性を著しく低下させ
るものであり、新たな問題を派生した。

また、最近の電磁鋼板を使用した製品の高級化指向に
伴い、絶縁皮膜に対する要求も総体的に良好な諸特性を
備えた上に特定の皮膜特性、例えば溶接性，絶縁性など
について特に高い特性を要求されるようになつてきた。
このような要求に応えるため、上記の如き従来の半有機
質皮膜に高い絶縁性を付与しようとすれば絶縁皮膜の厚
膜化が必要である。しかしながら絶縁皮膜を例えば２〜
3g/m²以上に厚膜化することは、それだけ多量の皮膜形
成用組成物を流動させることになつて発泡し易くなるの
で、より一層発泡物の低いことが求められるようになつ
てきた。また、上記のように厚膜化することは溶接性を
著しく低下させることになる。これは厚膜化することに
より絶縁皮膜中の樹脂量が多くなり、この樹脂が溶接に
よる熱で熱分解し多量の分解ガスを発生し、正常な溶接
ビードの形成を困難にするためである。この問題点を解
決するための手段として、絶縁皮膜に樹脂の粗粒粉末を
添加して皮膜に微細な粗度を付与し、溶接時に生成する
分解ガスをこの粗度を利用し放散させ（これをスペース
効果と言う）て溶接性を改善する技術が知られている
が、効果は充分でない。その理由は、通常要求される占
積率（99％程度）における粗度では分解ガス量に対する
空隙が小さく、充分なスペース効果が得られないためで
ある。これを解決する手段として分解ガスの発生しない
無機粗粒粉末を添加する技術が知られているが、添加す
る無機粗粒粉末によつては打抜加工性を著しく低下さ
せ、しかも耐酸，耐アルカリ性に劣るため、組成物状態
において例えばCrO₃と反応して無機粗粒粉末が凝集した
り、組成物のポツトライフを著しく短くしたりする。更
に厚膜化により絶縁皮膜の密着性も低下する。逆に優れ
た溶接性を付与するために絶縁皮膜を薄膜化、例えば1g
/m²以下とすれば、絶縁性を示す層間抵抗（JIS C2550）
は70〜80Ω・cm²/枚に著しく低下し、また打抜加工性も
低下する。

このように従来の半有機質皮膜は総体的に良好な絶縁
皮膜特性は有しているが、製品の高級化指向に伴うハイ
レベルの要求に対しては皮膜形成用組成物の低発泡性は
なお充分でなく、絶縁皮膜特性も充分でなく、また樹脂
分の分解に伴う浸炭という欠点を有していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、電磁鋼板絶縁皮膜形成における上記従来技
術の欠点を解消し、得られる皮膜の厚さが従来通りに薄
くても充分な絶縁性等の皮膜特性を示すことは当然なが
ら、高い絶縁性を与えるために膜厚を厚く形成させる場
合でも、皮膜形成用組成物の発泡は少なくと塗装性は良
好であり、更に溶接性に優れるばかりでなく、密着性，
打抜加工性等の皮膜特性に優れた皮膜を形成させ、そし
て皮膜の厚薄を問わず焼鈍過程における浸炭を防止する
ことを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は上記課題を解決すべく種々検討した結
果、有機質成分として、メタクリル酸アルキルエステル
及び／又はアクリル酸アルキルエステルを主成分としエ
チレン系不飽和カルボン酸を必須成分とする重合体の微
粉末が分散された特定の低発泡性重合体水性エマルジヨ
ンと、特定のメタクリル酸エステル系重合体粉末とを混
合した混合樹脂液を使用することにより、上記課題を解
決することの出来ることを究明して本発明を完成した。

以下、本発明に係る電磁鋼板絶縁皮膜形成用組成物及
び電磁鋼板絶縁皮膜形成方法ついて詳細に説明する。

本発明で有機質成分として使用する混合樹脂液を構成
する必須の混合原料の一つである上記特定の低発泡性重
合体水性エマルジヨンは、メタクリル酸アルキルエステ
ル成分及び／又はアクリル酸アルキルエステル成分:56
〜97重量％と、エチレン系不飽和カルボン酸成分:3〜７
重量％と、上記以外のビニル化合物成分:0〜37重量％と
から成る平均粒子径が0.5μｍ以下のカルボン酸成分含
有重合体（後記する他の重合体と区別するため、以下カ
ルボン酸成分含有重合体と称する）が水性媒体中に安定
に分散しており、最低造膜温度が40〜70℃で且つ発泡性
が10ml以下のものである。このカルボン酸成分含有重合
体の主成分であるメタクリル酸アルキルエステル及び／
又はアクリル酸アルキルエステル〔以下これら２つの酸
をまとめて（メタ）アクリル酸と略記することがある〕
の共重合割合（重合体を構成する全単量体の総重量を基
準とする。以下において同じ）は、56〜97重量％、好ま
しくは64〜86重量％である。（メタ）アクリル酸アルキ
ルエステルの共重合割合が56重量％未満の場合には耐水
性，密着性などの皮膜特性が劣つたものとなり、97重量
％を超える場合にはとりわけ低発泡性の課題を解決出来
なくなる。（メタ）アクリル酸アルキルエステルは（メ
タ）アクリル酸のメチル，エチル，プロピル，ブチル，
フエニル等のアルキルエステルの中から選ばれた１種又
は２種以上である。本発明においては重合体水性エマル
ジヨンの最低造膜温度（MFT）を後記する理由によつて4
0〜70℃の範囲内に調製する必要がある。このようなMFT
の調製を容易にするために、MFTを高くするメタクリル
酸メチル，メタクリル酸フエニル等（特にメタクリル酸
メチル）と、MFTを低くするアクリル酸エチル，アクリ
ル酸プロピル，アクリル酸ブチル等（特にアクリル酸ブ
チル）とを、MFTが所定範囲に入るように1:0.2〜0.9の
重量比の範囲内で調整して共重合させたものであること
が好ましい。後者の割合が多くなると皮膜が粘着性を帯
びるようになつて好ましくない。

本発明においてカルボン酸成分含有重合体の必須成分
とするエチレン系不飽和カルボン酸の共重合割合は３〜
７重量％の範囲内であることが必要であり、好ましくは
４〜６重量％である。この必須成分の共重合割合が３重
量％未満の場合には上記課題とりわけ低発泡性の課題を
解決することは出来ず、また７重量％を超える場合には
皮膜の耐水性等が不良となる。エチレン系不飽和カルボ
ン酸としてはアクリル酸及びメタクリル酸から選ばれる
エチレン系不飽和モノカルボン酸，イタコン酸，マレイ
ン酸，フマール酸から選ばれた１種又は２種以上のエチ
レン系不飽和ジカルボン酸等が挙げられる。

上記成分以外のビニル化合物の共重合割合は０〜37重
量％である。このようなビニル化合物は、本発明におい
ては共重合体成分として含有されていない場合もある
が、含有される場合はその重合割合を37重量％以下とす
る。特に上記ビニル化合物のうち、スチレン，α−メチ
ルスチレン及びクロロスチレンから選ばれた１種又は２
種以上の芳香族ビニル化合物はMFTの高低に関連を有し
ており、好ましくは10〜30重量％、更に好ましくは15〜
25重量％の共重合割合で含有させるのが良い。また上記
ビニル化合物のうち芳香族ビニル化合物以外のもの（非
芳香族ビニル化合物と言うことがある）、例えばアクリ
ルアミド,N−メチロールアクリルアミド，エチレングリ
コールモノメタクリレート及びエチレングリコールジメ
タクリレートから選ばれた１種又は２種以上も上記芳香
族ビニル化合物と類似の効用によつて、好ましくは５重
量％以下の共重合成分として含有しても良い。上記芳香
族，非芳香族ビニル化合物（これらは重合反応において
架橋性単量体と呼ばれているものに属する）は併用して
含有させておくことも出来る。

なお、本発明の目的を損なわない範囲で上述した化合
物以外の化合物、例えば共役ジエン単量体，ハロゲン化
ビニル，ハロゲン化ビニリデン，エチレン系不飽和スル
ホン酸塩（例えばｐ−スチレンスルホン酸ソーダ及びビ
ニルスルホン酸ソーダ），酢酸ビニル等のビニルエステ
ル・アクリロニトリル等の少量を共重合成分として含有
させておくことは差し支えない。

本発明に使用するカルボン酸成分含有重合体粒子の粒
子径は0.5μｍ以下である。その理由は平均粒子径が0.5
μｍを超えると皮膜の耐水性などが低下するからであ
る。

本発明においては、カルボン酸成分含有重合体水性エ
マルジヨンのMFTを40〜70℃に調整することが必要であ
り、好ましくは45〜65℃である。このように規定する理
由は、MFTが40℃未満では皮膜の粘着性や発泡性が大き
くなり、70℃を超えると重合時に凝集を起こし易く、こ
の凝集を回避するために乳化剤等を用いると発泡性が高
くなり、そのため低発泡性で且つ微細な重合体粒子が安
定に分散した水性エマルジヨンの製造が困難となるから
である。

また、本発明においてカルボン酸成分含有重合体水性
エマルジヨンの発泡性を10ml以下と規定する理由は、発
泡性が10mlを超える場合は表面処理液の調製が困難にな
るばかりでなく皮膜の耐食性能や絶縁性能が低下するか
らである。ここで発泡性とは、250mlのメスシリンダー
に脱イオン水100ml,無水クロム酸15g,ホウ酸5g,酸化マ
グネシウム4g,グリセリン3g,及び供試水性エマルジヨン
11g（固形分50重量％）を入れ、よく振とうして静置
し、２分間経過後の泡量を容量（ml）で表わしたもので
ある。

上記で説明した低発泡性のカルボン酸成分含有重合体
水性エマルジヨンの製造法には特別に限定を必要としな
いが、水性媒体中で通常の低分子量乳化剤を用いないで
行うソープフリーエマルジヨンの重合手段によるのが望
ましい。重合開始剤としては、酸化剤として過硫酸アン
モニウム，過硫酸カリウム，塩素酸ソーダ等を、還元剤
として酸性亜硫酸ソーダ，亜硫酸ソーダ等をそれぞれ用
いるレドツクス系触媒が望ましく、この触媒の使用量は
全単量体の0.2〜２重量％、好ましくは0.3〜1.5重量％
である。そして（メタ）アクリル酸アルキルエステルの
組合せを調整することによつてMFTを規定範囲内のもの
とし、また主としてソープフリーエマルジヨンとするこ
とによつて発泡性も規定範囲内とすることが出来る。ま
た重合時の撹拌を激しくすることによつて平均粒子径を
所定範囲内とすることが出来る。重合終了時には通常未
反応の単量体は殆んど残存していないから、仕込原料の
重量比はそのまま共重合割合として差し支えない。

次に、本発明で有機質成分として使用する混合樹脂液
を構成する他の必須の混合原料であるメタクリル酸エス
テル系重合体粉末について説明する。

本発明においては、メタクリル酸エステル系重合体と
して、そのMFTが80℃以上、好ましくは100〜150℃のも
のを使用する。MFTが80℃未満の場合には、絶縁性，密
着性，耐食性，溶接性等の特性に優れた皮膜を形成させ
ることは出来ない。また、メタクリル酸エステル系重合
体粉末の平均粒子径については、一つの場合は上記重合
体の全部として平均粒子径が0.5μｍ以下の微粉末のみ
を用いるが、他の場合は上記重合体総量のうちその５〜
90重量％を占めて粒子径５〜15μｍの粗粒粉末を併用す
る。後者の場合、粗粒粉末のスペース効果によつて溶接
性が一層改善される。なお、粗粒粉末の粒子径範囲につ
いては、皮膜表面への微細粗度の付与効果，塗装性（粒
子径が大きすぎると塗装時に筋ムラ模様を形成して塗装
欠陥となる），スペース効果，占積率，経済性などの観
点から検討した結果、平均粒子径５μｍ〜15μｍの範囲
がいずれの条件をも満足することを確認して定めた。

ここで、メタクリル酸エステルの種類としては、その
エステル基で示してメチル，イソプロピル,t−ブチル，
フエニル，シクロヘキシル等のエステルが挙げられ、中
でもメタクリル酸メチルが本発明の目的達成上望まし
い。なお、MFTが上記範囲で満たす限り他のビニル単量
体を共重合したものでも差し支えなく、特に重合体の耐
熱性を上げてスペース効果を向上させる上でエチレング
リコールジメタクリレート，ジエチレングリコールジメ
タクリレート，ポリエチレングリコールジメタクリレー
ト，ジビニルベンゼン等の架橋性単量体を10重量％以
下、好ましくは0.5〜７重量％の割合で共重合した架橋
メタクリル酸エステル系重合体が望ましい。

上記のメタクリル酸エステル系重合体の微粉末（平均
粒子径0.5μｍ以下）は、次に説明する重合を終了した
状態の水性分散液として得られる。そしてメタクリル酸
エステル系重合体の微粉末の前記カルボン酸成分含有重
合体の水性エマルジヨンとの混合には水媒体の存在は全
く差し支えないため、重合で得られた水性分散液をその
まま使用する。

このようなメタクリル酸エステル系重合体微粉末の水
性分散液を平均粒子径が0.5μｍ以下で凝集のない安定
な分散状態で製造する方法としては、例えば特公昭51−
31280号公報に記載された実質的にメタクリル酸又はそ
の塩から成る単量体単位とエチレン系不飽和スルホン酸
又はその塩から成る単量体単位とを結合含有する水溶性
重合体の存在下で、メタクリル酸エステル系単量体をpH
4以下の水系媒体中にて水溶性触媒を用いて重合させる
手段が好適に採用される。

メタクリル酸エステル系重合体の粗粒粉末（平均粒子
径５μｍ〜15μｍ）は、例えば上記メタクリル酸エステ
ル系重合体微粉末の水性分散液を噴霧乾燥して所定の粒
子系に造粒，乾燥して得られる。

混合樹脂液は、上記のようにして得られたカルボン酸
成分含有重合体水性エマルジヨンと上記メタクリル酸エ
ステル系重合体微粉末とを、前者の不揮発分（実質的に
カルボン酸成分含有重合体量である）と後者との合計量
に基づいて後者すなわちメタクリル酸エステル系重合体
微粉末が10〜90重量％となるように混合して得られる。
この混合に当つては、メタクリル酸エステル系重合体粉
末の全部としてその微粉末を使用する場合は、その水性
分散液をカルボン酸成分含有重合体水性エマルジヨンと
混合すれば良い。またメタクリル酸エステル系重合体粉
末の一部としてその粗粒粉末を微粉末と併用する場合
は、一旦その粗粒粉末をメタクリル酸エステル系重合体
微粉末の水性分散液に所定の割合となるように添加混合
することを経由するか、又は両者を別々にカルボン酸成
分含有重合体水性エマルジヨンと混合しても良い。

本発明に係る電磁鋼板絶縁皮膜形成用組成物は、上記
のようにして得られた混合樹脂液を有機質成分とし、こ
れとクロム酸塩を主成分とする無機質系皮膜形成用物質
の水溶液とを、後者のクロム酸塩のCrO₃換算量100重量
部に対して前者すなわち混合樹脂液の不揮発分が15〜12
0重量部となるように混合したものである。

本発明に係る電磁鋼板絶縁皮膜形成方法は、上記組成
物を電磁鋼板に塗布し、300〜500℃の温度で加熱して絶
縁皮膜を0.4〜6.0g/m²の範囲に形成せしめる方法であ
る。これは先に、本発明者等による改良技術として紹介
した特開昭62−100561号に記載の技術に比べて組成物の
有機質成分が変わり、最高2.0g/m²であつた絶縁皮膜の
厚さを6.0g/m²に向上させている。

このような構成は、次のように定められたものであ
る。クロム酸を主成分とする無機質成分としてCrO₃:150
g/,MgO:50g/,H₃BO₃:50g/，グリセリン:30g/の
濃度で各成分を含有しているpH5.7の水溶液に次の有機
質成分を樹脂量（不揮発物量又は粉末量）換算でそれぞ
れ括弧内に示す濃度となるようにカルボン酸成分含有重
合体水性エマルジヨン（20g/）及びメタクリル酸エス
テル系重合体粉末（55g/）を添加混合して絶縁皮膜形
成用組成物を調製し、その際メタクリル酸エステル系重
合体粉末の総量を平均粒子径0.5μｍ以下の微粉末と平
均粒子径が５μｍ〜15μｍの粗粒粉末との各種割合に構
成し、電磁鋼板に塗布，乾燥（300〜500℃の温度で加
熱）して皮膜を形成させ、その絶縁性，溶接性，皮膜の
密着性などについて検討した。その結果、従来技術に比
べて絶縁性が大幅に向上し、しかも皮膜量を3g/m²〜6g/
m²まで厚膜化しても優れた溶接性を有し、また塗布段階
においても発泡性の低いことの知見が得られたのであ
る。その理由は、メタクリル酸エステル系重合体は耐熱
性が優れていて他の樹脂に比べて軟化しにくく、単位重
量当りの分解ガス容積が小さいので溶接性が向上し、し
かも焼鈍過程における浸炭を防止出来るからと考えられ
る。また、特にメタクリル酸エステル系重合体粉末総量
の５〜90重量％を粗粒粉末にして微粉末と共存させた場
合、上記効果が著しかつたのである。これは、上記共存
により緻密な皮膜が形成されて絶縁性が充分に維持され
ると共に皮膜表面に微細な粗度が付与され、熱分解ガス
容積が小さいことと相俟つて充分なスペース効果が顕れ
て溶接性が極めて優れたものとなると考えられる。

〔実施例，比較例〕

以下、実施例及び比較例により本発明を更に具体的に
説明する。

（１） カルボン酸成分含有重合体水性エマルジヨン
（製造と特性） 脱イオン水420部（重量部を示す。以下同じ），酸性
亜硫酸ソーダ（SAS）２部，及び塩化第１鉄0.009部を重
合槽に入れ液温度を50℃に上昇させ、第１表に示す重合
体成分と成る各モノマーをそれぞれの共重合割合で混合
しそして発泡性を調整するため０を含む種々な量のノニ
オン系界面活性剤を添加した調合モノマー500部と過硫
酸アンモニウム（APS）2.5部を脱イオン水70部に溶解し
た液とを、同時並行に２時間で終了するように撹拌しな
がら添加した後、引き続き50℃で２時間充分に撹拌しな
がら重合反応を行つてカルボン酸成分含有重合体水性エ
マルジヨンを製造した。その特性を第１表に示す。

（２） メタクリル酸エステル系重合体微粉末の水性分
散液（製造と特性） 脱イオン水65部にMAA/P−スチレンスルホン酸ソーダ
＝70/30から成る水溶性重合体1.5部及びFeCl₂0.0005部
を重合槽に入れ、第２表に示すモノマー30部を供給した
後、撹拌を開始し、液温度を70℃に上昇させた。次に各
2.5部の脱イオン水にAPS及びSASをそれぞれ溶解した２
つの液を、１時間で終了するように同時並行に滴下し、
引き続き70℃で２時間撹拌しながら重合反応を行つてメ
タクリル酸エステル系重合体微粉末の水性分散液を製造
した。その微粉末の特性を第２表に示す。

（３） メタクリル酸エステル系重合体粗粒粉末（製造
と特性） 第２表に示した各重合体水性エマルジヨンを２流体ノ
ズルにより噴霧し、熱風温度200℃で噴霧乾燥してそれ
ぞれのメタクリル酸エステル系重合体粗粒粉末を得た。
その粗粒粉末の平均粒子系径を第３表に示す。

（４） 絶縁皮膜形成用組成物の調製，絶縁皮膜形成及
び評価 次に上記（１）カルボン酸成分含有重合体水性エマル
ジヨン，（２）アクリル酸エステル系重合体微粉末水性
分散液，（３）アクリル酸エステル系重合体粗粒粉末の
３種の有機質成分原料を使用して、電磁鋼板に用いられ
る絶縁皮膜形成用組成物を次のようにして調製した。

すなわち、先ず上記３種の有機質成分原料を第４表に
示す組成となるように混合して混合樹脂液を得た。次い
で、脱イオン水100mlにクロム酸15g,酸化マグネシウム4
g,ホウ酸5g及びグリセリン3gを溶解し、ノニオン系界面
活性剤（商品名：サーフイノールSE,日信化学工業社
製）30mgを添加した無機質系水溶液と上記混合樹脂液と
を混合して各種の絶縁皮膜形成用組成物を調製した。

表中に使用した各有機質成分を示す記号は下記の通り
である。

CE:カルボン酸成分含有重合体 ME−F:メタクリル酸エステル系重合体微粉末 ME−C:メタクリル酸エステル系重合体粗粒粉末 また、上記各有機質成分の混合樹脂液中の濃度はそれ
ぞれ＜CE＞，＜ME−Ｆ＞，＜ME−Ｃ＞で示した。

比較例として、上記３種の有機質成分を使用したもの
の他に、メタクリル酸エステル系重合体の代わりにアク
リロニトリル系樹脂を使用したものも示した。具体的に
は第４表中で表示する。ここで＜PAN−Ｆ＞とはポリア
クリロニトリル水分散体（商品名：タフチツクＦ−120,
日本エクスラン工業社製）であり、＜PAN−Ｐ＞とはこ
のタフチツクＦ−120を二流体ノズルより噴霧し熱風温
度200℃で噴霧乾燥した粗粒粉末（粒径５μｍ〜15μ
ｍ）である。

前記のようにして調製された各皮膜形成用組成物の特
性として発泡性を調べた。

上記各皮膜形成用組成物を使用してロールコート法に
より電磁鋼板上に塗装した後、熱風乾燥型オーブンによ
り雰囲気温度350℃で２分間加熱し乾燥して絶縁皮膜を
形成させた。皮膜量はロールの加圧力，皮膜形成用組成
物の濃度などにより調整した。そしてまた塗装時におけ
る塗装性を観察し、得られた皮膜の皮膜量を測定すると
共に、密着性，耐食性，クロム溶出性，層間抵抗，打抜
加工性及び溶接性の各特性について調べて評価した。上
記各特性の評価方法は下記の通りである。

発泡性：組成物を蓋付メスシリンダー（250cc）に100cc
入れて振とう後２分間静置し、そのときの泡高さ測定し
て評価した。

◎：発泡量が10cc未満 ○：発泡量が10cc以上50cc未満 △：発泡量が50cc以上100cc未満 ×：発泡量が100cc以上 塗装性：ラインスピード30〜150m/分で電磁鋼板にロー
ルコートし、塗り上り外観から判定した。

○：塗装仕上りが良好なもの △：発泡による欠陥及び樹脂粉末の粒径が大きい場
合に生じる筋ムラが若干認められるもの ×：発泡による欠陥及び樹脂粉末の粒径が大きい場
合に生じる筋ムラが著しいもの 皮膜量：乾燥，焼付け後の皮膜が形成されている電磁鋼
板（以下試験片と言う）をNaOH50％水溶液に浸漬して皮
膜を溶解する方法及び蛍光Ｘ線による方法で測定した。

密着性：半径5mmの丸棒に試験片を巻き付けて皮膜の剥
離状態を10倍のルーペで観察した。

○：皮膜の剥離が生じないもの △：皮膜の剥離が若干認められるもの ×：皮膜の剥離が著しいもの 耐食性:JIS Z2371に準じて塩水噴霧を７時間実施した
後、試験片上の赤錆の発生程度で判定した。

◎：赤錆が発生しないもの ○：赤錆の発生した面積が５％未満のもの △：赤錆の発生した面積が５％以上10％未満のもの ×：赤錆の発生した面積が10％以上のもの クロム溶出性：試験片を沸騰水中に２時間浸漬した後、
沸騰水中のCrを原子吸光法で測定した。

層間抵抗:JIS C2550の方法で測定した。

打抜加工性：下記の条件で打抜加工を施したときの打抜
サンプルのかえり高さが50μｍ以下である最大打抜回数
で表わした。

ストローク :500ストローク／分 金型材質 :SKD−11 打 抜 径：直径5mm 打 抜 油：軽質油 プレス機 ：三井精機（株）製高速自動プレス 溶接性：下記の条件でTIG溶接した後のブローホール発
生程度により評価した。

溶接電流 :120A 電極径 :2.4mmφ コア加圧力 :50kg/cm² 溶接速度 :100cm/分 溶 接 機：大阪変圧器（株）性TIG溶接機 ○：ブローホールが認められない △：ブローホールがわずかに認められる ×：ブローホールが著しい 浸炭性:5％H₂−95％N₂ガスにおいて815℃で１時間の焼
鈍を実施し、焼鈍前後で鋼中のＣ量を化学分析して評価
した。

○：焼鈍前とＣ量が変化しないもの（浸炭な
し） ×：焼鈍後Ｃ量が増加したもの（浸炭あり） 得られた結果を第４表及び第５表に示す。

第４表と第５表から実施例１〜９、すなわち本発明の
諸条件を満たしている電磁鋼板用組成物及びそれを使用
して形成させた絶縁皮膜は、優れた諸特性を備えている
ことが判る。これに対し、比較例１は本発明で必須の有
機質成分とするメタクリル酸エステル系重合体粉末を含
有しない組成物であり、また比較例２〜３はメタクリル
酸エステル系重合体微粉末のMFTが本発明の範囲外であ
り、いずれも塗装性が劣り、しかも密着性，耐食性など
の皮膜特性が著しく劣ることが判る。

比較例４はカルボン酸成分含有重合体水性エマルジヨ
ンを含有しない組成物であり、成膜性が悪くて塗装性が
劣ると共に、密着性，耐食性などの皮膜特性も劣る。

比較例５〜６は絶縁皮膜形成組成物中の樹脂成分が不
足か又は過多となつており、不足の場合は連続打抜き性
が劣り、過多の場合は溶接性が著しく劣ることが判る。

更に比較例７〜８はメタクリル酸エステル系粉末の代
わりに、ポリアクリロニトリル系樹脂の微粉末及び粗粒
粉末を用いた場合であるが、塗装，打抜き後に行われる
歪取焼鈍時に浸炭が起こり、鋼板の電磁特性を著しく低
下させることを示している。

以上の実施例及び比較例から、本発明に係る電磁鋼板
絶縁皮膜組成物は優れた特性を備えていることが判る。
また上記実施例の実施において、皮膜形成用組成物の貯
蔵安定性が非常によいことが判つた。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、本発明はカルボン酸成分含有重合
体水性エマルジヨンとメタクリル酸エステル系重合体微
粉末又はこれに併用する同重合体の粗粒粉末とを有機質
成分とし、これと無機質系皮膜形成用物質の水溶液とを
混合して絶縁皮膜形成用組成物としたことにより、塗装
性，組成物の貯蔵安定性，塗装後の皮膜特性など総ての
面で優れている。

特に本発明の絶縁皮膜組成物中にメタクリル酸エステ
ル系重合体微粉末とその粗粒粉末とを共存させるとき
は、皮膜表面に緻密且つ微細な粗度が形成される。しか
もメタクリル酸エステル系重合体は耐熱性に優れてお
り、他の樹脂に比べて軟化しにくいためこの微細粗度が
充分なスペース効果を発揮し、絶縁性が著しく向上す
る。更にこのスペース効果とメタクリル酸エステル系重
合体が他の樹脂に比べ単位重量当りの熱分解ガス容積が
小さいという特徴が相乗的に作用して溶接性が著しく向
上し、しかも歪取焼鈍時の浸炭も防止できるものであ
る。

その結果、最近絶縁皮膜に対する要求特性として総体
的に良好な諸特性を備えた上に特定の皮膜特性、例えば
溶接性，絶縁性など高い特性を要求される傾向に対して
も本発明は充分満足することの出来るものである。

フロントページの続き (72)発明者 増原 憲一 千葉県市川市高谷新町７番地の１ 日新 製鋼株式会社新材料研究所内 (72)発明者 田中 孝二 岡山県岡山市益野町432―９ (56)参考文献 特開 平３−74418（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−298175（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−183479（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−33578（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−33846（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−190572（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−31280（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C23C 22/00 - 22/86 C21D 9/46 H01F 1/16 - 1/18

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）メタクリル酸アルキルエステル成分
   及び／又はアクリル酸アルキルエステル成分:56〜97重
   量％と、エチレン系不飽和カルボン酸成分:3〜７重量％
   と、上記以外のビニル化合物成分:0〜37重量％とから成
   る平均粒子径が0.5μｍ以下のカルボン酸成分含有重合
   体が水性媒体中に安定に分散しており、最低造膜温度が
   40〜70℃で且つ発泡性が10ml以下であるカルボン酸成分
   含有重合体水性エマルジヨン、 （Ｂ）最低造膜温度が80℃以上であるメタクリル酸エス
   テル系重合体微粉末、 上記（Ａ）カルボン酸成分含有重合体水性エマルジヨン
   と（Ｂ）メタクリル酸エステル系重合体微粉末とを
   （Ａ）の不揮発分と（Ｂ）との合計量に基づいて（Ｂ）
   が10〜90重量％となるように混合して得た混合樹脂液
   と、クロム酸塩を主成分とする無機質系皮膜形成用物質
   の水溶液とを、該水溶液中のクロム酸塩のCrO₃換算量10
   0重量部に対して上記混合樹脂液の不揮発分が15〜120重
   量部となるように混合してなる電磁鋼板絶縁皮膜形成用
   組成物。
2. 【請求項２】請求項１に記載の電磁鋼板絶縁皮膜形成用
   組成物において、 （Ｂ）メタクリル酸エステル系重合体粉末全量のうちそ
   の５〜90重量％を占めて平均粒子径５〜15μｍの粗粒粉
   末が使用されている電磁鋼板絶縁皮膜形成用組成物。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載の電磁鋼板絶縁皮膜
   形成用組成物を電磁鋼板に塗布し、300〜500℃の温度で
   加熱して絶縁皮膜を0.4〜6.0g/m²の範囲に形成せしめる
   ことを特徴とする電磁鋼板絶縁皮膜形成方法。