JP3397291B2 - 被膜特性に優れた絶縁被膜を有する無方向性電磁鋼板及びその製造方法並びにその製造に用いる絶縁被膜形成剤 - Google Patents
被膜特性に優れた絶縁被膜を有する無方向性電磁鋼板及びその製造方法並びにその製造に用いる絶縁被膜形成剤Info
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優れた打抜き性と密着性を保持し、さらに歪取り焼鈍後
のすべり性、密着性、耐蝕性に優れた無方向性電磁鋼板
の絶縁被膜形成剤およびその絶縁被膜形成剤塗布による
無方向性電磁鋼板の製造方法に関するものである。
ランス等の積層鉄芯を製造する場合には、通常、電磁鋼
板を剪断加工あるいは打抜きにより単位鉄芯とした後積
層し、さらにボルト締め、カシメ、溶接あるいは接着等
により固着するものである。積層鉄芯は固着後、巻線コ
イルの組込み工程などの処理が施され、最終的にモータ
ーやトランスが組み立てられるものである。
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。
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。
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。
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化合物が使用されている。
このため、電磁鋼板の製造工程、あるいは電磁鋼板の需
要家における環境問題の厳しい現在ではクロム化合物を
含有しない絶縁被膜処理技術の開ｆｃ発が望まれてい
る。
は特定組成のリン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。
３０３３８号公報で開示された技術では、処理液あるい
は塗布焼き付け工程中でしばしば有機樹脂エマルジョン
が凝集し、その結果、形成された絶縁被膜中に有機樹脂
が存在するところと存在しないところが混在することに
より、打抜き性が低下するという問題点があることが判
明した。
する場合には、連続焼鈍に引き続いて絶縁被膜処理液を
塗布し焼き付けすることから、工業的には長時間安定し
て特性の優れた絶縁被膜が形成できることが重要であ
り、有機樹脂を凝集させないことが必要である。
な形状のものが多数あることから、クリアランスなどの
打抜き条件が部分的に最適値から外れることがある。こ
のような場合、上記特開平６−３３０３３８号公報で開
示された技術では、打抜き性が低下することが判明し
た。
ついて鋭意検討した結果、複雑な形状等打抜き条件が悪
い場合でも打抜き性が良好であるためには、リン酸金属
塩と有機樹脂を主成分とする絶縁被膜においては、従来
から被膜組成中に添加されてきた有機樹脂だけでなく、
有機化合物をリン酸塩の無機成分中にも分散して存在せ
しめることにより絶縁被膜表面の有機炭素量を増加さ
せ、打抜き性を向上させる方法が最善であるとの知見を
得た。
て、その要旨とするところは以下の通りである。 （１）リン酸金属塩と有機樹脂とを主成分とする絶縁被
膜を有する無方向性電磁鋼板であって、前記絶縁被膜に
光電子分光分析法により測定される炭素１ｓピーク強度
がリン２ｓピーク強度の４〜２０倍であることを特徴と
する被膜特性に優れた絶縁被膜を有する無方向性電磁鋼
板。
とする処理液に、さらに沸点あるいは昇華点が１００℃
以上である水溶性有機化合物をリン酸金属塩１００重量
部に対して５〜５０重量部含有する絶縁被膜形成剤を無
方向性電磁鋼板に塗布し、２００〜４００℃で焼き付け
ることを特徴とする被膜特性に優れた絶縁被膜を有する
無方向性電磁鋼板の製造方法。
とする処理液に、さらに沸点あるいは昇華点が１００℃
以上である水溶性有機化合物をリン酸金属塩１００重量
部に対して５〜５０重量部含有することを特徴とする被
膜特性に優れた絶縁被膜を有する無方向性電磁鋼板の製
造に用いる絶縁被膜形成剤。
する。無方向性電磁鋼板の打抜き性が絶縁被膜の組成に
より大きく影響されることは周知の通りである。有機絶
縁被膜は打抜き性が良好で、クロム酸塩に有機樹脂を混
合した有機無機混合絶縁被膜も打抜き性が良好であるこ
とから、有機樹脂の潤滑作用により打抜き性が向上する
ものと従来より推定されていた。しかし、リン酸塩に有
機樹脂を配合した組成の絶縁被膜では、クロム酸塩に有
機樹脂を配合した組成の絶縁被膜程には打抜き性が向上
しない。
絶縁被膜では、表面の炭素量が光電子分光法で測定可能
である。そして本発明者らは、該方法により測定した炭
素１ｓピーク強度がリン２ｓピーク強度の４〜２０倍で
あれば、打抜き性が向上することを見出した。さらに本
発明者らは、リン酸塩と有機樹脂とを主成分とする処理
液に、さらに水溶性の有機化合物を混合した絶縁被膜形
成剤を用いることにより、前記炭素１ｓピーク強度とリ
ン２ｓピーク強度との比が増加可能であり、無方向性電
磁鋼板の打抜き性が大幅に向上することを見出した。
詳細には明らかとなっていないが、処理液中での有機樹
脂分子の安定性を高めると共に焼き付け後も被膜中に残
存して被膜の潤滑作用を高めているものと推定される。
する。本発明で使用するリン酸金属塩とはリン酸アルミ
ニウム、リン酸カルシウム、リン酸亜鉛、リン酸マグネ
シウム等で、バインダーとしての機能を持つ。リン酸金
属塩は通常、金属酸化物とリン酸との反応物であり、金
属酸化物とリン酸とのモル比により形成される被膜の特
性が変化する。本発明では金属としてアルミニウムを用
いた場合にはＡｌ2 Ｏ3 ／Ｈ3 ＰＯ4 のモル比は０．１
３〜０．２０を用いる。０．１３よりモル比が小さいと
フリーのリン酸が多くなって絶縁被膜の吸湿性が増すた
め好ましくなく、一方、０．２０より大きいとリン酸Ａ
ｌ自体の安定性が悪くなって、溶液中での析出などが生
じるため好ましくない。同様にリン酸カルシウム、リン
酸亜鉛、リン酸マグネシウムを用いる場合でも金属酸化
物／リン酸のモル比は０．４０〜０．６０に制限され
る。
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。
明する。本発明で使用する有機樹脂としてはアクリル、
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
種以上が使用できる。有機樹脂エマルジョンの粒径等は
特に限定しないが、処理液の安定性を考慮すると、粒子
径が１．０μｍ以下が望ましい。
リン酸塩１００重量部に対し、有機樹脂分が５〜３００
重量部が好ましい。有機樹脂分が５重量部未満では、被
膜が白く光沢が無くなり、３００重量部超では歪取り焼
鈍後に被膜が剥離するおそれがあるからである。
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、リン酸塩などの無機
組成液と相溶するものである。リン酸塩および有機樹脂
から構成される処理液に水溶性有機化合物を配合するこ
とにより鋼板表面に塗布し乾燥する際に、水溶性有機化
合物はリン酸塩などの無機成分中に含有される。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、
具体的には、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、メチルエチルケトン、ジエチルケトンなどのケトン
類、酢酸、プロピオン酸等のカルボン酸類、あるいはマ
レイン酸ナトリウム塩等のカルボン酸金属塩構造を持つ
もの、さらには蔗糖等の糖類、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、あるいはソルビット、ピロガロー
ルなどが使用できる。
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、水溶性有機化合物が液体の場合は沸点、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。
００重量部に対し、５から５０重量部に制限する理由
は、５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、５０重量部以上では被膜が白濁して光
沢のある被膜表面が得られないためである。
炭素１ｓピーク強度がりん２ｓピーク強度の４〜２０倍
とした理由は以下の通りである。すなわち、炭素１ｓピ
ーク強度がりん２ｓピーク強度の４倍未満の被膜では十
分な打抜き性が確保できず、２０超の被膜では光沢が劣
るためである。ここで、光電子分光法を用いた理由は、
絶縁被膜の表面に存在する元素量を測定することが可能
なためである。
向性電磁鋼板（板厚０．５mm）のコイルに表１に示す処
理液をゴムロール方式の塗布装置で塗布した後、板温３
００℃で塗布量１．２ｇ／ｍ2 になるように焼き付け処
理を行った。このコイルから試料を切り出し、一部の試
料については７５０℃×２時間、窒素気流中で歪取り焼
鈍を行った後、被膜特性を評価した。その結果を表２に
示す。
ＥＳＣＡ−Ｋ１を使用し、１８９ｅＶ付近のりん２ｓピ
ークと２８５ｅＶ近傍の炭素１ｓピークを測定した。こ
の際、測定サンプルは蒸留水とアセトンで洗浄後、測定
した。
滑性試験器を用いた。測定条件は、荷重１００ｇｆ，１
０mm径の鋼球ボールを用いて移動速度２０mm／ｓで実施
した。評価は１０回の往復摩擦の後、表面に疵や剥離の
生じなかったサンプルを合格とし、表面に疵が生じたり
ボールが引っ掛かったものを不合格とした。
ば、高占積率、優れた打抜き性、密着性、すべり性を持
つ電気絶縁被膜が得られた。
い絶縁被膜処理剤によって、高占積率、優れた打抜き
性、密着性、すべり性を有する電気絶縁被膜を持つ電磁
鋼板が得られる。
Claims (3)
- 【請求項１】 リン酸金属塩と有機樹脂とを主成分とす
る絶縁被膜を有する無方向性電磁鋼板であって、前記絶
縁被膜に光電子分光分析法により測定される炭素１ｓピ
ーク強度がリン２ｓピーク強度の４〜２０倍であること
を特徴とする被膜特性に優れた絶縁被膜を有する無方向
性電磁鋼板。 - 【請求項２】 リン酸金属塩と有機樹脂とを主成分とす
る処理液に、さらに沸点あるいは昇華点が１００℃以上
である水溶性有機化合物をリン酸金属塩１００重量部に
対して５〜５０重量部含有する絶縁被膜形成剤を無方向
性電磁鋼板に塗布し、２００〜４００℃で焼き付けるこ
とを特徴とする被膜特性に優れた絶縁被膜を有する無方
向性電磁鋼板の製造方法。 - 【請求項３】 リン酸金属塩と有機樹脂とを主成分とす
る処理液に、さらに沸点あるいは昇華点が１００℃以上
である水溶性有機化合物をリン酸金属塩１００重量部に
対して５〜５０重量部含有することを特徴とする被膜特
性に優れた絶縁被膜を有する無方向性電磁鋼板の製造に
用いる絶縁被膜形成剤。
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|---|---|---|---|
| JP23565197A JP3397291B2 (ja) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | 被膜特性に優れた絶縁被膜を有する無方向性電磁鋼板及びその製造方法並びにその製造に用いる絶縁被膜形成剤 |
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| JP23565197A JP3397291B2 (ja) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | 被膜特性に優れた絶縁被膜を有する無方向性電磁鋼板及びその製造方法並びにその製造に用いる絶縁被膜形成剤 |
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| JPH1180971A JPH1180971A (ja) | 1999-03-26 |
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ID=16989180
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|---|---|---|---|
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- 1997-09-01 JP JP23565197A patent/JP3397291B2/ja not_active Expired - Lifetime
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