JP2815055B2 - 水溶性樹脂からなる有機質絶縁皮膜生成方法 - Google Patents

水溶性樹脂からなる有機質絶縁皮膜生成方法

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JP2815055B2 JP34022791A JP34022791A JP2815055B2 JP 2815055 B2 JP2815055 B2 JP 2815055B2 JP 34022791 A JP34022791 A JP 34022791A JP 34022791 A JP34022791 A JP 34022791A JP 2815055 B2 JP2815055 B2 JP 2815055B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼板表面を被覆する有
機質絶縁皮膜生成方法に関するもので、特に密着性に優
れた電磁鋼板の水溶性樹脂からなる有機質絶縁皮膜生成
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、家電製品のモータやトランスの
鉄芯に使用されている電磁鋼板は、連続的に打ち抜か
れ、積層した状態でエッジ部を溶接して用いられる。こ
の鋼板の打ち抜き作業において、鋼板表面に被覆された
絶縁皮膜の密着性が悪いと剥離して、粉の焼付き、ダイ
スの寿命短縮、発粉による作業への支障等の不都合が発
生する。
【0003】この絶縁皮膜は、連続焼鈍した鋼板表面に
水溶性樹脂塗料で塗布生成されるもので、図3に示すよ
うに、焼鈍炉1で加熱されてから冷却ゾーン3を経て焼
鈍を終えた鋼板2は、塗布前鋼板冷却装置4に送り込ま
れて所定温度まで冷却されてから、ロールコータにより
水溶性樹脂塗料の塗布が施されるもので、ロールコータ
は、塗布ロール8、ミータリングロール7、ピックアッ
プロール6、塗料受皿5から構成されている。
【0004】この鋼板表面に絶縁皮膜を生成するプロセ
スは、鋼板の連続焼鈍後、塗料塗布までの時間が長いの
が一般的で、こうしたプロセスでは、焼鈍後、塗料塗布
までの間に、鋼板表面がテーブルロール等、各種ロール
との接触による異物付着や汚れ等により、水溶性樹脂塗
料の鋼板表面に対する密着性が悪くなることがしばしば
起こる。
【0005】また、鋼板に被覆された絶縁皮膜は、占積
率を低くするために、その膜厚は非常に薄いことが要求
されるが、膜厚の非常に薄い絶縁皮膜を得るには、鋼板
表面に水溶性樹脂塗料を薄くかつ均一に塗布する必要が
あり、このためには塗料の粘度をできる限り低くして、
鋼板表面での拡がり性を良くする必要がある。
【0006】しかし、焼鈍処理から塗布処理までの時間
が長いと、鋼板温度が常温まで低下し、塗料によって
は、鋼板表面に塗布してもレベリング性、すなわち塗面
の平滑性および平坦度が欠け、塗りむらができて、膜厚
が大きくなった部分では密着性が低下すると言う欠点を
持っている。
【0007】鋼板表面に塗布した水溶性樹脂塗料のレベ
リング性を確保すべく、塗料の粘度を低くする通常の方
法としては、塗料を有機溶剤で希釈する方法があるが、
この方法は、火災の危険と公害の観点から、鋼板の絶縁
皮膜の生成手段としては殆ど利用されていない。
【0008】現在、採用されている鋼板表面に対する絶
縁皮膜の生成手段は、第一に、水で希釈した水溶性樹脂
塗料を鋼板表面に塗布し、焼付けして絶縁皮膜を生成す
る手段、第二に、特開昭56−31477号公報に示さ
れている、非水溶性樹脂塗料および塗布ロールを150
〜350℃に加熱した状態で、鋼板表面に塗料を塗布処
理して絶縁皮膜を生成する手段、第三に、特公平3−4
6186号公報に示されている、60〜100℃に予備
加熱された鋼板表面に、水で希釈した水溶性樹脂塗料を
塗布し、焼付けて絶縁皮膜を生成する手段等がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術の第一の手段は、前記第二の手段の公報中に
比較例として説明されているように、鋼板表面への塗料
塗布後に熱風炉で所定時間の保定が必要で、この際に水
の除去と皮膜の硬化に多量のエネルギーを必要とすると
言う問題がある。
【0010】また、上記した従来技術の第二の手段は、
塗布ロールの取り替えおよび塗布ロールの手入れが煩雑
で面倒であり、塗料の変更等の作業性が極めて悪いと言
う問題がある。
【0011】さらに、上記した従来技術の第三の手段
は、鋼板の板温を制御設定するだけでは、塗料側の条件
の変化、例えば夏季と冬季とでは、塗料温が異なり、塗
料温の低い冬季では満足できるレベリング性を得ること
ができず、より高度の絶縁皮膜品質要求に対して充分に
答えることができないと言う問題がある。
【0012】そこで、本発明は、上記した従来技術にお
ける問題点を解消すべく創案されたもので、鋼板表面上
に極めて薄い絶縁皮膜を生成するための鋼板温度と水溶
性樹脂塗料の粘度との相関関係を得ることを技術的課題
とし、もって鋼板表面に塗布された塗膜の鋼板に対する
密着性を充分に高めると共に、鋼板表面に塗布された塗
料のレベリング性を安定して高めることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
る本発明の手段は、水溶性樹脂からなる塗料を、ロール
コータを介して鋼板表面に塗布し、加熱焼付けする有機
質絶縁皮膜生成方法であること、水溶性樹脂塗料を塗布
する直前の鋼板の温度を、10℃〜100℃の範囲内
で、水溶性樹脂塗料の10秒以上の粘度y(フォードカ
ップ#4)に従って、0.85y+8.5(℃)以上と
すること、にある。
【0014】
【作用】水溶性樹脂塗料を塗布する直前に鋼板が、10
〜100℃の範囲内で、水溶性樹脂塗料の10秒以上の
粘度y(フォードカップ#4)に従って、0.85y+
8.5(℃)以上の温度に加熱されているので、この鋼
板の加熱温度による絶縁皮膜に対する余熱焼付き効果が
発揮され、この余熱焼付き効果により、生成される絶縁
皮膜の鋼板表面に対する密着性は極めて優れたものとな
る。
【0015】水溶性樹脂塗料の粘度yを、この塗料塗布
前の鋼板温度に対して設定維持するので、塗料の鋼板表
面に塗布された状態での塗布表面のレベリング性が安定
し、かつ塗料が鋼板に塗布された状態では、この鋼板の
熱により加熱されるので、塗膜のレベリング性が向上
し、塗りむらのない均一な絶縁皮膜を安定して生成する
ことになる。
【0016】すなわち、加熱された鋼板表面に水溶性樹
脂塗料を塗布して焼付け乾燥させることは、塗膜表面か
らは勿論のこと、塗膜と鋼板との境界からも若干ではあ
るが塗膜の乾燥を助長し、生成される絶縁皮膜の鋼板に
対する密着性を高める作用が発揮される。
【0017】従来の製造プロセスでは、水溶性樹脂塗料
の塗布前の鋼板温度は常温であったが、予熱装置を利用
することにより、塗料塗布前の鋼板温度を、この塗料の
粘度に従って設定された温度以上に容易に確保すること
ができるので、従来からの製造ラインに予熱装置を追加
するだけで簡単に実施することが可能である。
【0018】一般に使用しているロールコータの塗布ロ
ールは、その温度が約100℃を越えると強度が低下
し、使っている内に寿命が短くなるので、塗料塗布前の
鋼板に対する予熱温度の上限を100℃とし、もって塗
布ロールの強度低下を防止し、鋼板表面に対する塗布動
作を長期間にわたって安定させている。
【0019】なお、鋼板の予熱温度を一定に設定した状
態で、水溶性樹脂塗料の粘度を低下させるに従って、生
成される絶縁皮膜のレベリング性が向上するので、実際
の鋼板の予熱温度は、塗料の10秒以上の粘度に従って
設定される温度(0.85y+8.5)よりも、100
℃を越えない範囲でできるだけ高い温度とするのが良
い。また、水溶性樹脂塗料の粘度を10秒以上としたの
は、この粘度を10秒未満まで低くすると、粘度を10
秒未満に低くするために、有機溶剤または水で希釈する
必要があり、有機溶剤で希釈した場合は、火災の危険と
公害の発生の恐れがあり、また水で希釈した場合は、絶
縁皮膜生成までに長い時間を要すると共にエネルギーの
消費が膨大となって、好適な実施が得られなくなるから
である。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。鋼板2を水溶性樹脂塗料の粘度yに従った設
定温度に予熱する加熱は、図3における塗布前鋼板冷却
装置4の代わりに設けた塗布前鋼板予熱装置により達成
する。
【0021】水溶性樹脂塗料の粘度yを設定制御する手
段としては、として、水溶性樹脂塗料の組成を変え
る、として、水溶性樹脂塗料の濃度、すなわち水分量
を変える、として、水溶性樹脂塗料の温度を変える、
として、〜の手段のいずれかを組合せる、等の手
段が考えられるが、の手段の場合は、塗膜の特性も変
化してしまうので、許容範囲に制限があり、かつ応答が
遅いと言う問題があるので、実際にはの手段との手
段とを組合せて実施するのが有利である。
【0022】そこで、の手段を実施すべく、ロールコ
ータ(塗布装置)の塗料受け皿5に加熱装置を取付け
て、この受け皿5に収納された水溶性樹脂塗料液を加熱
し、この塗料の粘度yを変化設定した。
【0023】この塗布前の鋼板2の温度と、水溶性樹脂
塗料の粘度yとの変化に対応した、鋼板2表面に対する
絶縁皮膜の密着性および生成された絶縁皮膜の表面粗さ
の相関関係検討結果例を図1および図2に示す。
【0024】図1において、縦軸は水溶性樹脂塗料の粘
度y、横軸は塗布前の鋼板2の温度xであり、鋼板2を
10mmφの曲率で180°折り曲げた際における絶縁皮
膜の密着性を相対評価したものである。なお、図1にお
いて、水溶性樹脂塗料の粘度yの10秒未満の範囲を
“密着性良好域”外としたのは、粘度yを10秒未満に
するために、有機溶剤または水で希釈することが、本発
明の実施には不適当となるからである。
【0025】この図1に示された検討結果から明らかな
ように、水溶性樹脂塗料塗布前の鋼板2の温度xが高
く、かつ水溶性樹脂塗料の粘度yが低いほど、密着性の
良好な範囲が広くなる。
【0026】また、図2において、縦軸は生成された絶
縁皮膜の表面粗さRa(圧延に対して直角方向)、横軸は
水溶性樹脂塗料塗布前の鋼板の温度xであり、水溶性樹
脂塗料の粘度yを示している。
【0027】この図2に示された検討結果から明らかな
ように、鋼板2の温度xが高く、かつ水溶性樹脂塗料の
粘度yが低いほど、生成される絶縁皮膜の表面粗さRaが
小さくなっており、鋼板2の温度xを60℃とし、水溶
性樹脂塗料の粘度yを25秒(フォードカップ#4)と
した実験例では、生成された絶縁皮膜の表面粗さRaは
0.25μmの好成績を示した。
【0028】板厚0.5mmまで冷延した鋼板2を連続焼
鈍炉1により900℃×50sec 、N2 (75)+H2
(25)の雰囲気中で焼鈍した後、水溶性樹脂塗料の塗
布前の鋼板2の温度xを50℃に設定制御し、かつ水溶
性樹脂塗料の粘度yを45秒(フォードカップ#4)に
加熱により設定制御し、鋼板2の表面にアルキッド系樹
脂45g、メラミン系樹脂55g、水250gの組成の
水溶性樹脂塗料液を塗布ロール8によって、焼付け後の
絶縁皮膜の膜厚が2.0μmになるように塗布し、塗布
後焼付けを行った。
【0029】その結果、前記した密着性テストに対して
優れた密着性を発揮した。これに対して、同じ条件で水
溶性樹脂塗料の粘度yだけを60秒(フォードカップ#
4)(この粘度yの値は、鋼板2の予備加熱温度x50
℃に対して、本発明の範囲外となる。)に設定した場合
は、前記した密着性テストにより、生成された絶縁皮膜
の一部に剥離する部分が生じると言う不都合が発生し
た。
【0030】
【発明の効果】本発明は、上記した構成となっているの
で、以下に示す効果を奏する。鋼板を加熱した状態で水
溶性樹脂塗料を塗布するので、焼付けにより生成される
絶縁皮膜の鋼板に対する密着性を充分に高いものとする
ことができ、もって粉の焼付き、ダイスの寿命短縮、発
粉による作業への障害等の不都合の発生を大幅に減少さ
せることができる。
【0031】水溶性樹脂塗料は、加熱された状態の鋼板
表面に塗布されるので、塗布膜の焼付け加熱に要するエ
ネルギーが鋼板を加熱するために消費されることがな
く、もって水溶性樹脂塗料塗布後の焼付け加熱負荷を大
幅に軽減させることができる。
【0032】水溶性樹脂塗料の塗料液粘度を一定範囲内
に設定制御することにより、生成される絶縁皮膜のレベ
リング性を飛躍的に向上させることができ、もって絶縁
皮膜の占積率の大幅な改善を達成することができる。
【0033】従来からの絶縁皮膜生成ラインに対するわ
ずかな設備変更および追加により実施が可能であるの
で、その実施が容易であると共に、安価に実施すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】鋼板温度と水溶性樹脂塗料液の粘度との、密着
性に関する相関関係の検討結果を示す相関グラフ図。
【図2】鋼板温度と生成された絶縁皮膜の表面粗さと
の、水溶性樹脂塗料の粘度別の相関関係の検討結果を示
す相関グラフ図。
【図3】従来の連続焼鈍ラインの説明図。
【符号の説明】
1 ; 連続焼鈍炉 2 ; 鋼板 3 ; 冷却ゾーン 4 ; 塗布前鋼板冷却装置 5 ; 塗料受け皿 6 ; ピックアップロール 7 ; ミータリングロール 8 ; 塗布ロール x ; 塗布前の鋼板温度 y ; 水溶性樹脂塗料の粘度 Ra; 絶縁皮膜の表面粗さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // B32B 15/08 B32B 15/08 G

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水溶性樹脂からなる塗料を、ロールコー
    タを介して鋼板表面に塗布し、加熱焼付けする有機質絶
    縁皮膜生成方法であって、前記水溶性樹脂塗料塗布前の
    前記鋼板温度を、10℃〜100℃の範囲内で、前記水
    溶性樹脂塗料の10秒以上の粘度y(フォードカップ#
    4)に従って、0.85y+8.5(℃)以上とした水
    溶性樹脂塗料からなる有機質絶縁皮膜生成方法。
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