JP5125074B2 - Electrical steel sheet with insulating coating - Google Patents

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Description

本発明は、Crを含有しない絶縁被膜を有する電磁鋼板に関するものである。   The present invention relates to an electrical steel sheet having an insulating coating that does not contain Cr.

モータや変圧器等に使用される電磁鋼板の絶縁被膜は、層間抵抗だけでなく種々の特性が要求される。例えば、加工成形時の利便性、保管、使用時の安定性などである。さらに、電磁鋼板は多様な用途に使用されるため、その用途に応じて種々の絶縁被膜の開発が行われている。
例えば、電磁鋼板に打抜き加工、せん断加工、曲げ加工などを施すと残留歪みにより磁気特性が劣化する。そこで、劣化した磁気特性を回復させるため750〜850℃程度で歪取り焼純を行う場合が多い。この場合には絶縁被膜が歪取り焼鈍に耐えるものでなければならない。
Insulating coatings on electrical steel sheets used for motors, transformers and the like are required to have not only interlayer resistance but also various characteristics. For example, convenience during processing, storage, stability during use, and the like. Furthermore, since electromagnetic steel sheets are used for various applications, various insulating coatings have been developed according to the applications.
For example, when a magnetic steel sheet is punched, sheared, bent, etc., the magnetic properties deteriorate due to residual strain. Therefore, in order to recover the deteriorated magnetic characteristics, strain relief tempering is often performed at about 750 to 850 ° C. In this case, the insulating coating must withstand strain relief annealing.

絶縁被膜は、(1)溶接性、耐熱性を重視し、歪取り焼鈍に耐える無機被膜(原則として有機樹脂を含まない)、(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被膜、(3)特殊用途で歪取り焼鈍を施すことができない有機被膜、の3種に大別される。この中で、汎用品として歪取り焼鈍に耐えるのは(1)、(2)の無機物を含む被膜であり、両者とも被膜中にクロム化合物を含む。特に、(2)のタイプで有機樹脂を含有したクロム酸塩系絶縁被膜は、無機系絶縁被膜に比べて打抜性を格段に向上させることができるので広く利用されている。   Insulation coating (1) Emphasis on weldability and heat resistance, inorganic coating that can withstand strain relief annealing (in principle, does not include organic resin), (2) strain relief annealing with the aim of achieving both punchability and weldability It is roughly classified into three types: an inorganic coating containing an organic resin that can withstand heat resistance, and (3) an organic coating that cannot be subjected to strain relief annealing for special applications. Among these, as a general-purpose product, it is a film containing the inorganic substances (1) and (2) that can withstand strain relief annealing, and both contain a chromium compound in the film. In particular, the chromate-based insulating coating containing the organic resin in the type (2) is widely used because punchability can be remarkably improved as compared with the inorganic insulating coating.

例えば、特許文献1には、少なくとも1種の2価金属を含む重クロム酸塩系水溶液に、該水溶液中のCrO:100重量部に対し、酢酸ビニル/ベオバ(TM)比が90/10〜40/60の比率である樹脂エマルジョンを樹脂固形分で5〜120重量部、および有機還元剤を10〜60重量部の割合で配合して処理液(coating liquid)とし、該処理液を基地鉄板(steel sheet)の表面に塗布し、常法による焼付け工程を経て形成した、電気絶縁被膜を有する電磁鋼板が記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses that a dichromate aqueous solution containing at least one divalent metal has a vinyl acetate / veova (TM) ratio of 90/10 with respect to 100 parts by weight of CrO 3 in the aqueous solution. A resin emulsion having a ratio of ˜40 / 60 is blended in a proportion of 5 to 120 parts by weight in terms of resin solids and an organic reducing agent in a proportion of 10 to 60 parts by weight to form a coating liquid. There is described an electrical steel sheet having an electrical insulating coating that is applied to the surface of a steel sheet and formed through a conventional baking process.

しかしながら、昨今、環境意識が高まり、これを受けて、電磁鋼板の分野においてもCrを含有しない絶縁被膜を有する製品が需要家等から望まれてきている。
このような現状に対して、Crを含有しない絶縁被膜付き電磁鋼板が提案されている。特許文献2には、Crを含まず打抜性が良好な絶縁被膜として、樹脂およびコロイダルシリカとしてアルミナ含有シリカを成分としたものが記載されている。
However, in recent years, environmental awareness has increased, and in response to this demand, products having an insulating coating that does not contain Cr have been desired in the field of electrical steel sheets.
In response to this situation, an electromagnetic steel sheet with an insulating coating that does not contain Cr has been proposed. Patent Document 2 describes a resin and a colloidal silica containing alumina-containing silica as a component as an insulating coating that does not contain Cr and has good punchability.

特許文献3には、コロイド状シリカ、アルミナゾル、ジルコニアゾルの1種または2種以上よりなる無機コロイド状物質100重量部に対し、水溶性またはエマルジョンタイプの樹脂を15〜400重量部以上加えた水溶液を塗布し焼き付けてなる絶縁被膜が記載されている。   Patent Document 3 discloses an aqueous solution in which 15 to 400 parts by weight or more of a water-soluble or emulsion type resin is added to 100 parts by weight of an inorganic colloidal substance composed of one or more of colloidal silica, alumina sol, and zirconia sol. An insulating coating formed by applying and baking is described.

特許文献4には、Al、Si、Ti、Zrのうち少なくとも1種を含む酸化物系ポリマーからなる被膜にAl、Si、Ti、Zrのうち少なくとも1種からなる酸化物微粒子(粒子径10〜100nm)を35〜90重量%含有させてなる絶縁被膜が開示されている。   In Patent Document 4, a coating made of an oxide-based polymer containing at least one of Al, Si, Ti, and Zr is coated with an oxide fine particle (particle diameter of 10 to 10) of at least one of Al, Si, Ti, and Zr. Insulating coatings containing 35 to 90% by weight of 100 nm) are disclosed.

また、特許文献5には、クロムを含まないリン酸塩を主体とし、樹脂および選択的にコロイダルシリカを含有した絶縁被膜が記載されている。   Patent Document 5 describes an insulating coating mainly composed of a phosphate containing no chromium and containing a resin and optionally colloidal silica.

さらに、特許文献6には、有機樹脂100重量部にリン酸を5〜100重量部、Mn、Mg、Al等の化合物を20〜200重量部、ZrO、Al、SiO、SnO、Sbのコロイド(ゾル)の1種あるいは2種以上5〜150重量部を、それぞれ配合したクロムフリー電磁鋼板表面処理用組成物が開示されている。
特公昭60−36476号公報 特開平10−130858公報 特開平10−46350公報 特許第2861702号公報 特許第2944849号公報 特開平9−316655号公報
Further, Patent Document 6 discloses that 100 parts by weight of an organic resin is 5 to 100 parts by weight of phosphoric acid, 20 to 200 parts by weight of a compound such as Mn, Mg, and Al, ZrO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , SnO. 2 , 1 or 2 kinds of Sb 2 O 5 colloids (sols) are disclosed.
Japanese Patent Publication No. 60-36476 JP-A-10-130858 JP-A-10-46350 Japanese Patent No. 2861702 Japanese Patent No. 2944849 JP 9-316655 A

しかしながら、これらのCrを含有しない絶縁被膜付き電磁鋼板は、クロム化合物を含む場合に比べ、十分な耐キズ性が得られていなかった。特におよそ1.0g/m2以上の厚目付においては、従来のクロム含有コートに比べ著しく劣っていた。 However, these electrical steel sheets with an insulating coating that do not contain Cr did not have sufficient scratch resistance as compared with the case of containing a chromium compound. In particular, at a weight per unit area of about 1.0 g / m 2 or more, it was remarkably inferior to the conventional chromium-containing coat.

本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、Crを含有しない無機物を主成分とする絶縁被膜であって、特に300℃以下で焼き付けた後、及び、歪み取り焼鈍後の耐キズ性に優れる絶縁被膜を有する電磁鋼板を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is an insulating coating mainly composed of an inorganic material not containing Cr, and particularly after being baked at 300 ° C. or less and with respect to scratch resistance after strain relief annealing. An object is to provide an electrical steel sheet having an excellent insulating coating.

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を行った。その結果、絶縁被膜中に、特定比率のカルボン酸量を有する樹脂を特定量含有することにより、分散状態が良好な被膜が形成され耐キズ性に大きな改善効果が得られるという知見を得た。   The inventors of the present invention have intensively studied to solve the above problems. As a result, the inventors have found that when a specific amount of a resin having a specific ratio of carboxylic acid content is contained in the insulating coating, a coating with a good dispersion state is formed and a great improvement in scratch resistance is obtained.

本発明は、以上の知見に基づきなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
[1]ZrおよびPを含有する絶縁被膜を有する鋼板であって、PがZrに対しモル比でP/Zr=0.50〜2.50であり、前記絶縁被膜中には、固形分1g中にカルボン酸基を0.10モル以上有する樹脂を、被膜全固形分に対し固形分重量換算で10〜50%含有することを特徴とする絶縁被膜を有する電磁鋼板。
[2]前記[1]において、前記樹脂は、アクリル樹脂および/またはその共重合体であることを特徴とする絶縁被膜を有する電磁鋼板。
The present invention has been made based on the above findings, and the gist thereof is as follows.
[1] A steel sheet having an insulating coating containing Zr and P, wherein P is P / Zr = 0.50 to 2.50 in molar ratio to Zr, and the insulating coating has a solid content of 1 g. An electrical steel sheet having an insulating coating, characterized by containing 10 to 50% of a resin having a carboxylic acid group in an amount of 0.10 mol or more in terms of solid weight with respect to the total solid content of the coating.
[2] The electrical steel sheet having an insulating coating according to [1], wherein the resin is an acrylic resin and / or a copolymer thereof.

本発明によれば、焼き付けた後、及び、歪み取り焼鈍後の耐キズ性に優れる絶縁被膜を有する電磁鋼板が得られる。特に、本発明は300℃以下の焼き付け温度でもその効果を発揮し、消費エネルギーおよび製造コストの低減等の観点からも優れた発明と言える。   According to the present invention, an electrical steel sheet having an insulating coating excellent in scratch resistance after baking and after strain relief annealing is obtained. In particular, the present invention exhibits its effect even at a baking temperature of 300 ° C. or less, and can be said to be an excellent invention from the viewpoint of reducing energy consumption and manufacturing cost.

以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の鋼板は、ZrおよびPを含有する絶縁被膜を有する鋼板であり、PがZrに対しモル比でP/Zr=0.50〜2.50であり、前記絶縁被膜中には、固形分1g中にカルボン酸基を0.10モル以上有する樹脂を、被膜全固形分に対して固形分重量換算で10〜50%含有する。このような絶縁被膜中の組成と最適含有量は、本発明において最も重要な要件である。そして、上記からなる絶縁被膜を有することで、特に300℃以下で焼き付けた後、及び、歪み取り焼鈍後に耐キズ性に優れた電磁鋼板が得られることになる。
The present invention is described in detail below.
The steel plate of the present invention is a steel plate having an insulating coating containing Zr and P, and P is P / Zr = 0.50 to 2.50 in molar ratio with respect to Zr. A resin having 0.10 mol or more of carboxylic acid groups in 1 g of a minute is contained in an amount of 10 to 50% in terms of solid weight based on the total solid content of the coating. The composition and the optimum content in such an insulating film are the most important requirements in the present invention. And by having the insulating film which consists of the above, especially after baking at 300 degrees C or less and after strain relief annealing, the electrical steel sheet excellent in scratch resistance will be obtained.

まず、本発明で用いる電磁鋼板について説明する。
本発明で用いることができる、絶縁被膜を形成する前の電磁鋼板(電気鉄板ともいう)は、比抵抗を変化させて所望の磁気特性を得るために調整された鋼板(鉄板)であればどのような組成の鋼板でもよく、特に制限されない。
First, the electrical steel sheet used in the present invention will be described.
The electromagnetic steel plate (also referred to as an electric iron plate) before forming the insulating coating that can be used in the present invention is any steel plate (iron plate) adjusted to obtain a desired magnetic property by changing the specific resistance. A steel plate having such a composition may be used and is not particularly limited.

以下に、組成の一例を挙げる。鉄損の向上には、比抵抗を上昇させることが有効なので、比抵抗向上成分であるSi、Al、Mn、Cr、P、NiおよびCu等から選ばれる少なくとも1種を、必要に応じて添加することが好ましい。これらの元素の含有量は所望する磁気特性に応じて決定すればよいが、Si:約5質量%以下(無添加を含む、以下同様)、Al:約3質量%以下、Mn:約1.0質量%以下、Cr:約5質量%以下、P:約0.5質量%以下、Ni:約5質量%以下、Cu:約5質量%以下がそれぞれ一般的である。代表的な電磁鋼板の組成はSiを0.1質量%以上添加したものであるが、低級品ではSi:0.05質量%以上の添加でも磁気特性を向上させる上で好ましい。
また、磁気特性改善のために、インヒビター形成元素あるいは偏析元素であるMn、Se、S、Al、N、Bi、B、SbおよびSn等から選ばれる少なくとも1種を必要に応じて添加することができる。インヒビター形成元素等を添加する場合は、通常、これらの元素が合計で0.5質量%以下含有するのが好ましい。
以上を除く残部は鉄および不可避な不純物である。不純物としては、例えば、C、N、Oやインヒビターとして効果の少ない少量のS等が挙げられる。不純物は少ない方が良いが、高級品でなければ、Cを約0.02〜0.05質量%程度含有していてもよい。
An example of the composition is given below. Since it is effective to increase the specific resistance for improving the iron loss, at least one selected from Si, Al, Mn, Cr, P, Ni, Cu and the like, which are specific resistance improving components, is added as necessary. It is preferable to do. The content of these elements may be determined according to the desired magnetic properties, but Si: about 5% by mass or less (including no addition, the same applies hereinafter), Al: about 3% by mass or less, Mn: about 1. 0% by mass or less, Cr: about 5% by mass or less, P: about 0.5% by mass or less, Ni: about 5% by mass or less, and Cu: about 5% by mass or less are common. The composition of a typical electrical steel sheet is one in which Si is added in an amount of 0.1% by mass or more. However, in the case of lower grades, the addition of Si: 0.05% by mass or more is preferable for improving the magnetic properties.
In addition, in order to improve the magnetic properties, at least one selected from an inhibitor forming element or a segregating element such as Mn, Se, S, Al, N, Bi, B, Sb and Sn may be added as necessary. it can. When adding an inhibitor-forming element or the like, it is usually preferable to contain these elements in a total amount of 0.5% by mass or less.
The balance other than the above is iron and inevitable impurities. Examples of the impurity include C, N, O, and a small amount of S that is less effective as an inhibitor. Less impurities are better, but if it is not a high-grade product, it may contain about 0.02 to 0.05% by mass of C.

また、本発明の電磁鋼板の板厚は特に限定されない。通常の厚みである0.02〜1.0mm程度が好ましい。また、通常はフラットな形状であるが、目的によっては湾曲した形状のものでもよい。   Moreover, the plate | board thickness of the electromagnetic steel plate of this invention is not specifically limited. A normal thickness of about 0.02 to 1.0 mm is preferable. Moreover, although it is a flat shape normally, the curved shape may be sufficient depending on the objective.

また、絶縁被膜が形成される電磁鋼板の表面は、アルカリなどによる脱脂処理、塩酸、硫酸、リン酸などによる酸洗処理など、任意の前処理を施してよいし、仕上げ焼鈍が施され、製造されたままの未処理の表面であってもよい。   In addition, the surface of the electrical steel sheet on which the insulating coating is formed may be subjected to any pretreatment such as degreasing treatment with alkali, pickling treatment with hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, etc., and finish annealing is performed. It may be an untreated surface as is.

さらに、絶縁被膜と地鉄表面との間に第3の層を形成させることは必ずしも要さないが、必要に応じて形成させてもよい。例えば、通常の製法では地鉄金属の酸化被膜が絶縁被膜と地鉄表面との間に形成されることがあるが、これを除去する手間は省いてもよい。   Furthermore, although it is not always necessary to form the third layer between the insulating coating and the surface of the ground iron, it may be formed as necessary. For example, in a normal manufacturing method, a metal oxide metal oxide film may be formed between the insulating film and the metal iron surface, but it may be possible to omit the trouble of removing this.

次に、上記鋼板の表面に塗布される本発明の絶縁被膜について説明する。
本発明の絶縁被膜は、必須成分としてZrおよびPを、PがZrに対しモル比でP/Zr=0.50〜2.50含有し、さらに、固形分1g中にカルボン酸基を0.10モル以上有する樹脂を、被膜全固形分に対して固形分重量換算で10〜50%含有する。そしてこれらを含む被膜原料を鋼板表面に塗布し、乾燥および/または焼き付け処理を施すことで得られる。塗布する被膜原料は、水性のペースト状あるいは液状を用いることができる。必要以上に被膜厚み(被膜付着量)を増大させない観点や効果の点から液状(水性液)とすることが好ましい。なお、以下の説明において、処理液とした場合には原則として、液状およびペースト状の原料も含むものとする。
Next, the insulating coating of the present invention applied to the surface of the steel plate will be described.
The insulating coating of the present invention contains Zr and P as essential components, P is contained in a molar ratio of P / Zr = 0.50 to 2.50 with respect to Zr, and 0.1 g of carboxylic acid group is contained in 1 g of solid content. 10-50% of resin which has 10 mol or more is contained in conversion of solid content weight with respect to the coating-film total solid content. And the coating raw material containing these is apply | coated to the steel plate surface, and it obtains by performing a drying and / or baking process. As the coating material to be applied, an aqueous paste or liquid can be used. From the viewpoint of not increasing the coating thickness (coating adhesion amount) more than necessary and from the viewpoint of effects, it is preferable to use a liquid (aqueous liquid). In the following description, when a treatment liquid is used, in principle, liquid and pasty raw materials are also included.

Zr(Zr化合物)
本発明の鋼板に付される絶縁被膜は、Zrを特定量含有する。Zrは最大で8つの配位数を持ち、一般には4つの結合手により他の物質、特に酸素と強く結合する。このためFe表面の酸化物、水酸化物、リン酸塩などと強固に結合しクロム化合物を使用しなくても強靭な被膜を形成することができると考えられる。
Zr (Zr compound)
The insulating coating applied to the steel plate of the present invention contains a specific amount of Zr. Zr has a maximum of eight coordination numbers, and generally bonds strongly to other substances, particularly oxygen, by four bonds. For this reason, it is considered that a strong film can be formed without binding to an oxide, hydroxide, phosphate, etc. on the Fe surface and using a chromium compound.

しかしながらZrのみを絶縁被膜の主成分とした場合は耐食性がやや劣り、歪取り焼鈍後の耐キズ性が大きく劣化する傾向が見られる。これは、Zrの結合手が多いためネットワークがうまく形成されず、却って脆弱な被膜になるためと考えられる。そこで、本発明者らは、より強固な被膜を形成するために、研究を進めた。その結果、特定量のリン酸塩(P)と前記Zrとの組み合わせにより被膜を形成することで、前記課題が改善されることを見出した。   However, when only Zr is used as the main component of the insulating coating, the corrosion resistance is slightly inferior, and the scratch resistance after strain relief annealing tends to deteriorate greatly. This is thought to be because the network is not formed well because there are many Zr bonds, and the film becomes fragile. Therefore, the present inventors have advanced research in order to form a stronger film. As a result, it has been found that the above problem can be improved by forming a film with a combination of a specific amount of phosphate (P) and Zr.

本発明において、絶縁被膜の原料として用いることができるZr化合物としては、例えば、炭酸Zrアンモニウム、炭酸Zrカリウム、炭酸Zrナトリウム、炭酸Zrリチウム、炭酸Zrアンモニウムカリウム、炭酸Zrアンモニウムナトリウム、炭酸Zrアンモニウムリチウムなどを挙げることができ、これらは1種または2種以上混合して用いることが好ましい。また、炭酸Zrアンモニウムとしては、(NH)[Zr(CO)(OH)]、(NH)ZrO(CO)、炭酸ZrカリウムはK[Zr(CO)(OH)]、KZrO(CO)があげられ、どれも好適に用いることができる。
なお、上に列記したZr化合物はZrの同属元素であるHf、Tiあるいはこれらの酸化物(HfO、TiO)、さらにSiO、Fe等を不純物として合計5質量%程度以下含んでいてもよい。なお、不純物の主体はHfあるいはHfOである。
In the present invention, examples of the Zr compound that can be used as a raw material for the insulating coating include Zr ammonium carbonate, potassium Zr carbonate, Zr sodium carbonate, Zr lithium carbonate, Zr ammonium potassium, Zr ammonium sodium carbonate, and Zr ammonium lithium carbonate. These may preferably be used alone or in combination of two or more. As Zr ammonium carbonate, (NH 4 ) 2 [Zr (CO 3 ) 2 (OH) 2 ], (NH 4 ) 2 ZrO (CO 3 ) 2 , Zr potassium carbonate is K 2 [Zr (CO 3 ) 2 (OH) 2 ] and K 2 ZrO (CO 3 ) 2 , and any of them can be suitably used.
The Zr compounds listed above contain a total of about 5% by mass or less of impurities such as Hf, Ti, or their oxides (HfO 2 , TiO 2 ), which are the same elements of Zr, and SiO 2 , Fe 2 O 3, etc. You may go out. The main impurity is Hf or HfO 2 .

また、Zr化合物にはアルカリ金属が含有されてもよく、その含有量は特に規定しないが、アルカリ金属M(K、Na等)とZrのモル比が(Mの総量)/Zrで2.5以下であることが好ましい。より好ましくは0.2以下である。このような範囲であれば、Zr化合物の結合手をコントロールして良好なネットワークが形成でき、被膜が強固になると考えられる。アルカリ金属Mが多くモル比で(Mの総量)/Zrが2.5超えの場合には、結合手が少なすぎて十分な強さの被膜になりにくい。なお、モル比(Mの総量)/Zrは調合時の添加重量から計算できる。また、蛍光X線で存在比をとってもよい。   The Zr compound may contain an alkali metal, and the content thereof is not particularly specified, but the molar ratio of the alkali metal M (K, Na, etc.) to Zr is (total amount of M) / Zr of 2.5. The following is preferable. More preferably, it is 0.2 or less. In such a range, it is considered that a good network can be formed by controlling the bonding hands of the Zr compound, and the film becomes strong. When the amount of alkali metal M is large and the molar ratio (total amount of M) / Zr exceeds 2.5, there are too few bonds and it is difficult to form a film having sufficient strength. The molar ratio (total amount of M) / Zr can be calculated from the added weight at the time of preparation. Alternatively, the abundance ratio may be taken with fluorescent X-rays.

本発明において絶縁被膜の原料となるZr化合物は、ペースト状の、水に不溶性のものより水溶性のものが好ましい。他の物質との結合が強固となり、より緻密な被膜を形成するからである。ここで水溶性のものとは、水に溶解するか、あるいはコロイドやエマルジョンを形成して水中に安定して分散するものを指す。   In the present invention, the Zr compound as a raw material for the insulating coating is preferably a water-soluble Zr compound rather than a paste-insoluble water. This is because the bond with other substances becomes strong and a denser film is formed. Here, the water-soluble one means one that dissolves in water or forms a colloid or emulsion and is stably dispersed in water.

なお、本明細書における「ZrOに換算」とは、含有されるZrが全てZrOを形成していると仮定して、ZrOの含有量を算出することを意味する。他の化合物の換算についても同様である。 In this specification, “converted to ZrO 2 ” means that the content of ZrO 2 is calculated on the assumption that all of the contained Zr forms ZrO 2 . The same applies to the conversion of other compounds.

P(P化合物)
本発明の鋼板に付される絶縁被膜は、Pを特定量含有する。PはZrと強固に結合し被膜を形成するために必要である。本発明において、絶縁被膜の原料として用いることができるP化合物としては、リン酸、リン酸カリウム、リン酸ナトリウムなどを用いることができる。
PはZrに対して、モル比でP/Zr=0.50〜2.50とする。この比が大きくなれば被膜が強固になる。しかし、P/Zrが0.50未満であるか、もしくは2.50を超えると、耐食性が劣化してしまう。なお、好ましくは0.6〜1.5である。
なお、モル比P/Zrは調合時の添加重量から計算できる。また、蛍光X線などで存在比をとってもよい。
P (P compound)
The insulating coating applied to the steel sheet of the present invention contains a specific amount of P. P is necessary to form a film by firmly bonding with Zr. In the present invention, phosphoric acid, potassium phosphate, sodium phosphate, and the like can be used as the P compound that can be used as a raw material for the insulating coating.
P is a molar ratio of P / Zr = 0.50 to 2.50 with respect to Zr. As this ratio increases, the coating becomes stronger. However, if P / Zr is less than 0.50 or exceeds 2.50, the corrosion resistance is deteriorated. In addition, Preferably it is 0.6-1.5.
The molar ratio P / Zr can be calculated from the weight added during preparation. Further, the abundance ratio may be taken with fluorescent X-rays or the like.

なお、本明細書における「Pに換算した」とは、含有されるPが全てPを形成していると仮定して、Pの含有量を算出することを意味する。以後、簡略化し単に「P換算で」ともいう。他の化合物の換算についても同様である。 In this specification, “converted to P 2 O 5 ” means that the content of P 2 O 5 is calculated on the assumption that all the contained P forms P 2 O 5. means. Hereinafter, it is simply referred to as “P 2 O 5 conversion”. The same applies to the conversion of other compounds.

樹脂
本発明の絶縁被膜は、固形分1g中にカルボン酸基を0.10モル以上有する樹脂を被膜全固形分に対して固形分重量換算で10〜50%含有する。PとZrで形成される無機マトリックスは0.1μm以下の薄膜では欠陥(クラック)の少ない均一な被膜を形成し得るが、0.1μmを越えると造膜収縮により欠陥が発生して耐キズ性が劣化する。そのため、樹脂を添加することによりこの欠陥の発生を低減することが考えられる。しかし、樹脂を添加することで、逆に樹脂を起点に欠陥が発生してしまう場合が非常に多かった。そこで、樹脂を起点に欠陥が発生することなく、効果的な樹脂の添加について、発明者らは鋭意研究した。その結果、絶縁被膜中に、特定比率のカルボン酸量を有する樹脂を特定量添加することで厚膜であっても欠陥の極めて少ないPとZrからなる絶縁被膜を形成できることを見出した。一方、カルボン酸基を有さないか、被膜全固形分に対するカルボン酸基の重量が特定比率を満たさない場合、図3(b)に示すように樹脂分が凝集し、場合によっては被膜表面から地鉄との界面にわたって樹脂が連続して存在する部分が生じ、クラックの起点となってしまう場合がある。
カルボン酸基は樹脂に水溶性を付与するのみならず、Zrと反応して有機−無機ネットワークを形成しうる。ゆえに、特定比率のカルボン酸基をもつ水溶性樹脂を絶縁被膜中に特定量添加することで分散状態がよくなり、細かい粒子状の海島構造をとることができる。すなわち、図3(a)に示すように、本発明では、絶縁被膜中に特定比率のカルボン酸基をもつ樹脂を特定量添加することで、無機成分中に前記樹脂分が島状に点在した状態となる。そして、無機成分は軽石状になり、本質的には薄膜にしたことと同じことになる。その結果、被膜厚みが厚くても欠陥が極めて入りにくくなる。
樹脂におけるカルボン酸基の割合は樹脂固形分1gあたり0.10モル以上である。0.10モル未満ではカルボン酸の量が少なくて本発明の効果が得られない。好ましくは0.2〜0.7モルである。更に好ましくは0.3〜0.65である。このような最適量のカルボン酸基を有する樹脂とすることで、ポリアクリル酸はおよそ0.62、ポリメタクリル酸はおよそ0.52となり、これらのランダム及びブロック共重合体により任意のカルボン酸量をとることができる。
また、樹脂の添加量は、被膜全固形分に対して固形分重量換算(樹脂固形分/被膜全固形分)で10〜50%である必要がある。10%未満では収縮応力を緩和できずに欠陥の発生を抑制できない。50%を越えると無機マトリックスの軽石構造が疎となり、脆弱となる。
なお、ここで「被膜全固形分(重量)」とは、後述する方法で電磁鋼板表面に形成した被膜の乾燥後の付着量である。被膜全固形分重量は、アルカリ剥離による被膜除去後の重量減少から測定することができる。
樹脂としてはアクリル樹脂及びその共重合体であることが好ましく、例えば、アクリル樹脂、アクリル−エチレン共重合体、ポリエチレンオキサイド−アクリル共重合体、ポリビニルアルコール−アクリル共重合体などが挙げられる。アクリル樹脂はポリメタクリル酸、ポリアクリル酸、及びその共重合体が使用できる。これら樹脂のカルボン酸基は未中和、中和どちらでもよいが、中和の場合はナトリウム、カリウム、アンモニア、アミンなどをカウンターイオンとして使用できる。分子量は特に規定しないがMw500〜1000000程度が特に好ましい。
また、骨格にカルボン酸基を有さない樹脂における側鎖がカルボン酸基で置換された樹脂(カルボン酸変性樹脂)も本発明の樹脂として使用することができる。
なお、本発明は本発明の効果を妨げない範囲内で更に他の樹脂(カルボン酸基を含まない樹脂)を添加することができる。他の樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンといったポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、スチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂等の1種または2種以上の水性樹脂(エマルション、ディスパーション、水溶性)をあげることができる。これらは乳化や他の材料とのなじみを良くするために酸化処理やブロック共重合体、グラフト共重合体であってもよい。添加量としては全固形分に対して固形分重量換算で30%以下が好ましい。
Resin The insulating coating of the present invention contains 10 to 50% of a resin having a carboxylic acid group of 0.10 mol or more in 1 g of solid content in terms of solid weight with respect to the total solid content of the coating. The inorganic matrix formed of P and Zr can form a uniform film with few defects (cracks) if the film is 0.1 μm or less, but if it exceeds 0.1 μm, defects will occur due to film-forming shrinkage and scratch resistance. Deteriorates. Therefore, it is conceivable to reduce the occurrence of this defect by adding a resin. However, the addition of the resin, on the contrary, often causes defects starting from the resin. Therefore, the inventors have intensively studied on the effective addition of the resin without causing defects starting from the resin. As a result, it has been found that by adding a specific amount of a resin having a specific ratio of carboxylic acid amount to the insulating film, an insulating film made of P and Zr with very few defects can be formed even with a thick film. On the other hand, if there is no carboxylic acid group or the weight of the carboxylic acid group relative to the total solid content of the coating does not satisfy a specific ratio, the resin component aggregates as shown in FIG. There may be a portion where the resin continuously exists over the interface with the base iron, which may be the starting point of the crack.
Carboxylic acid groups not only provide water solubility to the resin, but can also react with Zr to form an organic-inorganic network. Therefore, by adding a specific amount of a water-soluble resin having a specific ratio of carboxylic acid groups to the insulating coating, the dispersion state is improved and a fine particle sea-island structure can be obtained. That is, as shown in FIG. 3 (a), in the present invention, by adding a specific amount of a resin having a specific ratio of carboxylic acid groups in the insulating coating, the resin component is scattered in islands in the inorganic component. It will be in the state. And an inorganic component becomes a pumice-like shape and becomes the same thing as having essentially made the thin film. As a result, even if the coating thickness is thick, defects are extremely difficult to enter.
The ratio of the carboxylic acid group in the resin is 0.10 mol or more per 1 g of resin solid content. If the amount is less than 0.10 mol, the amount of carboxylic acid is so small that the effects of the present invention cannot be obtained. Preferably it is 0.2-0.7 mol. More preferably, it is 0.3-0.65. By using a resin having such an optimal amount of carboxylic acid groups, polyacrylic acid is approximately 0.62 and polymethacrylic acid is approximately 0.52, and these random and block copolymers allow for an arbitrary amount of carboxylic acid. Can be taken.
Moreover, the addition amount of resin needs to be 10 to 50% in solid content weight conversion (resin solid content / film total solid content) with respect to the film total solid content. If it is less than 10%, the shrinkage stress cannot be relaxed and the generation of defects cannot be suppressed. If it exceeds 50%, the pumice structure of the inorganic matrix becomes sparse and fragile.
Here, the “total solid content (weight)” of the coating is an adhesion amount after drying of the coating formed on the surface of the electrical steel sheet by a method described later. The total solid weight of the coating can be measured from the weight reduction after the coating is removed by alkali peeling.
The resin is preferably an acrylic resin and a copolymer thereof, and examples thereof include an acrylic resin, an acrylic-ethylene copolymer, a polyethylene oxide-acrylic copolymer, and a polyvinyl alcohol-acrylic copolymer. As the acrylic resin, polymethacrylic acid, polyacrylic acid, and a copolymer thereof can be used. The carboxylic acid groups of these resins may be either unneutralized or neutralized. In the case of neutralization, sodium, potassium, ammonia, amine, etc. can be used as counter ions. The molecular weight is not particularly defined, but Mw of about 500 to 1,000,000 is particularly preferable.
In addition, a resin in which a side chain in a resin having no carboxylic acid group in the skeleton is substituted with a carboxylic acid group (carboxylic acid-modified resin) can also be used as the resin of the present invention.
In addition, this invention can add another resin (resin which does not contain a carboxylic acid group) in the range which does not prevent the effect of this invention. Other resins include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyester resins, alkyd resins, styrene resins, vinyl acetate resins, epoxy resins, phenol resins, polyester resins, urethane resins, melamine resins, etc. Resins (emulsion, dispersion, water-soluble) can be mentioned. These may be an oxidation treatment, a block copolymer, or a graft copolymer in order to improve emulsification and compatibility with other materials. The addition amount is preferably 30% or less in terms of solid weight with respect to the total solid content.

以上より、本発明は前記Zrと前記Pと、ならびに前記樹脂からなる絶縁被膜を有する電磁鋼板で目的とする特性が得られるが、上記の含有物に加えて、本発明の作用効果を害さない範囲で、以下に示す目的で以下の添加剤、他の無機化合物、有機化合物を絶縁被膜中に含有することができる。   From the above, the present invention can achieve the desired characteristics with the electromagnetic steel sheet having the insulating coating made of Zr, P, and the resin, but does not impair the effects of the present invention in addition to the above contents. Within the range, the following additives, other inorganic compounds, and organic compounds can be contained in the insulating coating for the purpose shown below.

添加剤
本発明の絶縁被膜は、被膜の性能や均一性を一層向上させるために、必要に応じて、界面活性剤(ノニオン系、カチオン系、アニオン系界面活性剤;シリコーン界面活性剤;アセチレンジオールなど)、防錆剤(アミン系、非アミン系防錆剤など)、ホウ酸、シランカップリング剤(アミノシラン、エポキシシランなど)、潤滑剤(ワックスなど)等の有機および無機添加剤を含有することができる。これらの添加剤としては、従来から知られているクロメート系の絶縁被膜や、これまでに提案されている非クロメート系絶縁被膜に適用される、公知のものを用いることができる。
これらの添加剤を用いる場合、十分な被膜特性を維持するために、本発明の絶縁被膜の全固形分重量に対して10%程度以下とすることが好ましい。
Additives In order to further improve the performance and uniformity of the coating, the insulating coating of the present invention is optionally provided with a surfactant (nonionic, cationic, anionic surfactant; silicone surfactant; acetylenic diol). ), Rust preventives (amine-based, non-amine-based rust preventives, etc.), boric acid, silane coupling agents (aminosilane, epoxysilane, etc.), and organic and inorganic additives such as lubricants (wax, etc.) be able to. As these additives, known ones that are applied to conventionally known chromate-based insulating coatings and non-chromate insulating coatings that have been proposed so far can be used.
When these additives are used, in order to maintain sufficient film properties, it is preferable that the content be about 10% or less with respect to the total solid weight of the insulating film of the present invention.

他の無機化合物、有機化合物
本発明の絶縁被膜は、本発明の効果が損なわれない程度に、他の無機化合物および/または有機化合物を含有してもよい。例えば、液安定性が確保できれば他の酸化物ゾルを添加することができる。酸化物ゾルとしてはアルミナゾル、鉄ゾル、チタニアゾル、スズゾル、セリウムゾル、アンチモンゾル、タングステンゾル、モリブデンゾルなどが挙げられる。
なお、本発明はクロム化合物を添加せずに良好な被膜特性を得ることを目的している。したがって、本発明の絶縁被膜は製造工程および製品からの環境汚染を防止する観点からCrを実質的に含まないことが好ましい。不純物として許容されるクロム量としては、絶縁被膜の全固形分重量に対してCrO換算した量で0.1%以下とすることが好ましい。
また、本発明の絶縁被膜は、本発明の効果が損なわれない程度にSi化合物を含有することができる。処理液に含有させるSi化合物としては、コロイダルシリカが好ましく適用される。コロイダルシリカはSiOを主成分とする無機コロイドであり、アモルファス状であることが多い。コロイダルシリカの粒子径は、好ましくは200nm以下、さらに好ましくは100nm以下である。下限は特に限定されないが、超微細な粒子とすると同じ含有量でも全体の表面積が大きくなるため、他の成分との相互作用が高くなって被膜の強さが増すものと考えられる。なお、粒子径が小さい場合はシリカ粒子同士および他成分との間で凝集が起こりやすいので、コロイダルシリカの濃度を低目に調整するとよい。逆に所望の濃度から実用に適した粒子径に設定してもよい。
なお、平均粒子径はBET法(吸着法による比表面積から換算)により測定できる。また、電子顕微鏡写真から実測した平均値(球径換算)で代用することも可能である。
本発明で用いるSi化合物としては、他の金属元素を不純物程度以上は含まないことが望ましい。その他、考えられる不純物については、SiO換算重量に対してNaO:5%以下、Cl:5%以下、SO4:3%以下が好ましい。
Other inorganic compounds and organic compounds The insulating coating of the present invention may contain other inorganic compounds and / or organic compounds to the extent that the effects of the present invention are not impaired. For example, another oxide sol can be added as long as the liquid stability can be secured. Examples of the oxide sol include alumina sol, iron sol, titania sol, tin sol, cerium sol, antimony sol, tungsten sol, and molybdenum sol.
In addition, this invention aims at obtaining a favorable film characteristic, without adding a chromium compound. Therefore, it is preferable that the insulating coating of the present invention substantially does not contain Cr from the viewpoint of preventing environmental contamination from the manufacturing process and products. The amount of chromium allowed as an impurity is preferably 0.1% or less in terms of CrO 3 with respect to the total solid weight of the insulating coating.
The insulating coating of the present invention can contain a Si compound to the extent that the effects of the present invention are not impaired. Colloidal silica is preferably applied as the Si compound contained in the treatment liquid. Colloidal silica is an inorganic colloid mainly composed of SiO 2 and is often amorphous. The particle diameter of colloidal silica is preferably 200 nm or less, more preferably 100 nm or less. Although the lower limit is not particularly limited, it is considered that when the content is ultrafine, even if the content is the same, the entire surface area becomes large, so that the interaction with other components increases and the strength of the coating increases. In addition, when the particle diameter is small, aggregation is likely to occur between the silica particles and other components, so the colloidal silica concentration should be adjusted to a low level. Conversely, the particle size may be set to a practically suitable particle size from a desired concentration.
In addition, an average particle diameter can be measured by BET method (converted from the specific surface area by an adsorption method). It is also possible to substitute an average value (in terms of sphere diameter) actually measured from an electron micrograph.
It is desirable that the Si compound used in the present invention does not contain other metal elements at an impurity level or more. Other possible impurities are preferably Na 2 O: 5% or less, Cl: 5% or less, and SO4: 3% or less with respect to the SiO 2 equivalent weight.

次に本発明の絶縁被膜を有する電磁鋼板の製造方法について説明する。
<絶縁被膜の製造方法>
上記の本発明の絶縁被膜を電磁鋼板表面に製造する方法を説明する。
本発明の出発素材として用いる電磁鋼板の前処理は特に規定しない。仕上げ焼鈍後、未処理あるいは水洗、アルカリなどの脱脂処理、塩酸、硫酸、リン酸などの酸洗処理が好ましく適用される。そして、この電磁鋼板上に前記Zr化合物と、前記P化合物、および前記樹脂と、さらに必要に応じて前記添加剤等を含有する処理液を塗布する。その後、前記処理液を塗布した電磁鋼板に必要に応じて焼き付け処理を施すことにより絶縁被膜を形成させる。
絶縁被膜の塗布方法は一般工業的に用いられる、ロールコーター、フローコーター、スプレー、ナイフコーター等種々の設備を用いる方法が適用可能である。また、焼き付け方法についても通常実施されるような熱風式、赤外線加熱式、誘導加熱式等が可能である。焼き付け温度も通常レベルであればよいが、100℃以上350℃以下が好ましい。より好ましい範囲は150℃以上、300℃以下である。
Next, the manufacturing method of the electrical steel sheet which has an insulating film of this invention is demonstrated.
<Method for producing insulating coating>
A method for producing the insulating coating of the present invention on the surface of the electromagnetic steel sheet will be described.
The pretreatment of the electrical steel sheet used as the starting material of the present invention is not particularly defined. After finish annealing, untreated or washed with water, degreasing treatment such as alkali, and pickling treatment such as hydrochloric acid, sulfuric acid and phosphoric acid are preferably applied. And the processing liquid containing the said Zr compound, the said P compound, the said resin, and the said additive etc. as needed further is apply | coated on this electromagnetic steel plate. Thereafter, an insulating coating is formed by subjecting the magnetic steel sheet coated with the treatment liquid to a baking treatment as necessary.
As a method for applying the insulating coating, a method using various facilities such as a roll coater, a flow coater, a spray, and a knife coater, which are generally used in industry, can be applied. In addition, a hot air method, an infrared heating method, an induction heating method, or the like, which is usually performed, is also possible for the baking method. Although the baking temperature should just be a normal level, 100 to 350 degreeC is preferable. A more preferable range is 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.

歪取り焼鈍
本発明の絶縁被膜付き電磁鋼板は、歪取り焼鈍を施して、例えば、打抜き加工による歪みを除去することができる。好ましい歪取り焼鈍雰囲気としては、N雰囲気、DXガス雰囲気などの鉄が酸化されにくい雰囲気が適用される。ただし、僅かな酸化にも利点があり、前記雰囲気において、露点を高く、例えばDp:5〜60℃程度に設定し、表面および切断端面を若干酸化させることで耐食性をさらに向上させることができる。
好ましい歪取り焼鈍温度は600℃以上900℃以下である。より好ましい下限は650℃、さらに好ましくは700℃以上である。さらに、750℃前後あるいは750℃以上とすることが一層好ましい。一方、より好ましい上限は850℃である。歪取り焼鈍における保持時間は長い方が好ましいが、2時間以上がより好ましい。
Distortion annealing The electrical steel sheet with an insulating coating of the present invention can be subjected to strain relief annealing to remove, for example, distortion caused by punching. As a preferable strain relief annealing atmosphere, an atmosphere in which iron is not easily oxidized, such as an N 2 atmosphere or a DX gas atmosphere, is applied. However, there is an advantage in slight oxidation, and in the above atmosphere, the dew point is high, for example, Dp: set to about 5 to 60 ° C., and the corrosion resistance can be further improved by slightly oxidizing the surface and the cut end face.
A preferred strain relief annealing temperature is 600 ° C. or higher and 900 ° C. or lower. A more preferred lower limit is 650 ° C., more preferably 700 ° C. or more. Furthermore, it is more preferable to set the temperature around 750 ° C. or 750 ° C. or higher. On the other hand, a more preferable upper limit is 850 ° C. The holding time in strain relief annealing is preferably longer, but more preferably 2 hours or longer.

絶縁被膜付着量
絶縁被膜の付着量は特に指定しないが、片面あたり合計で0.01g/m以上5g/m以下であることが好ましい。なお、付着量、即ち、本発明の絶縁被膜における全固形分質量の測定はアルカリ剥離による被膜除去後の重量減少から測定することができる。また、付着量が少ない場合には蛍光X線を用いて測定しても良い。この場合、アルカリ剥離法を用いて作成された検量線により付着量を算出するのがよい。
付着量が0.01g/m未満であると耐食性や絶縁性が不足する可能性がある。また、付着量が5g/mを超えると、塗装における作業性が低下する場合がある。より好ましいくは、0.1g/m以上3.0g/m以下である。さらにより好ましくは、0.2g/m以上2.5g/m以下である。
本発明の被膜及び絶縁被膜は鋼板の両面にあることが好ましいが、目的によっては片面のみでも構わない。すなわち、目的によっては片面のみ施し、他面は他の絶縁被膜としてもよいし、他面に絶縁被覆を施さなくてもよい。
Amount of insulating coating attached The amount of insulating coating attached is not particularly specified, but is preferably 0.01 g / m 2 or more and 5 g / m 2 or less in total per side. In addition, the amount of adhesion, ie, the measurement of the total solid content in the insulating coating of the present invention, can be measured from the weight reduction after removal of the coating by alkali peeling. Moreover, when there is little adhesion amount, you may measure using a fluorescent X ray. In this case, it is preferable to calculate the adhesion amount using a calibration curve created using the alkali peeling method.
If the adhesion amount is less than 0.01 g / m 2 , corrosion resistance and insulation may be insufficient. Moreover, when the adhesion amount exceeds 5 g / m 2 , workability in coating may be deteriorated. More preferably, it is 0.1 g / m 2 or more and 3.0 g / m 2 or less. Even more preferably, it is 0.2 g / m 2 or more and 2.5 g / m 2 or less.
The coating and insulating coating of the present invention are preferably on both sides of the steel sheet, but depending on the purpose, only one side may be used. That is, depending on the purpose, only one surface may be applied, and the other surface may be another insulating coating, or the other surface may not be provided with an insulating coating.

第2の絶縁被膜(上層被膜)
本発明の絶縁被膜(以下、「下地被膜」と称す)の表面に、さらに、下地被膜とは成分の異なる第2の絶縁被膜(以下、「上層被膜」と称す)を有することができる。
ここで上層被膜は、下地被膜の表面に少なくとも1層形成されればよいが、2層以上であってもよい。各上層被膜組成をとくに限定する必要はないが、下地被膜と同様の理由によりCrを実質的に含まないことが好ましい。
本発明の上層被膜は、上記下地被膜と同様な方法で製造することができる。つまり、上記の方法で製造した下地被膜の表面に、さらに同様な方法で上層被膜を製造することができる。なお、本発明の上層被膜が形成された電磁鋼板を歪取り焼鈍する場合も、上記の下地被膜のみが形成された場合の焼鈍方法と同様でよい。
上層被膜を形成する場合の被膜の付着量も任意であるが、下地被膜の付着量は0.001〜1.0g/mとし、上層被膜の付着量は0.04〜4.0g/mとすることが好ましい。この範囲内では下地被膜が薄い絶縁被膜となり、耐食性劣化の原因と考えられるクラックがとくに入りにくい。下地被膜の付着量は0.005g/m以上とすることがより好ましく、0.01g/m以上とすることがさらに好ましい。また、0.2g/m以下とすることがより好ましい。
他方、上層被膜の追加は絶縁性の確保に非常に有用で、下地被膜のキズや欠陥を封止するため、厚め、たとえば0.2g/m以上付与することが好ましい。
なお、薄い下地処理とすることにより、外観も向上する効果が見られる。下地を施した後に上層を塗布した場合、水性の処理液で起こりやすい鋼板のFe溶出が抑制され、外観が向上するものと考えられる。
Second insulation coating (upper coating)
The surface of the insulating coating of the present invention (hereinafter referred to as “undercoat”) can further have a second insulating coating (hereinafter referred to as “upper layer”) having a component different from that of the undercoat.
Here, at least one layer of the upper layer film may be formed on the surface of the base film, but two or more layers may be formed. Although it is not necessary to specifically limit each upper layer coating composition, it is preferable that Cr is not included substantially for the same reason as the base coating.
The upper layer film of the present invention can be produced by the same method as that for the undercoat film. That is, an upper layer film can be manufactured on the surface of the base film manufactured by the above method by a similar method. It should be noted that when the electromagnetic steel sheet on which the upper layer film of the present invention is formed is subjected to strain relief annealing, it may be the same as the annealing method when only the base film is formed.
The amount of the coating on the upper layer coating is arbitrary, but the amount of the base coating is 0.001 to 1.0 g / m 2 and the amount of the upper coating is 0.04 to 4.0 g / m 2. 2 is preferable. Within this range, the base coating becomes a thin insulating coating, and cracks that are considered to cause corrosion resistance deterioration are particularly difficult to enter. Adhesion amount of the underlying coating, more preferably to 0.005 g / m 2 or more, and even more preferably to a 0.01 g / m 2 or more. Moreover, it is more preferable to set it as 0.2 g / m < 2 > or less.
On the other hand, the addition of the upper layer film is very useful for ensuring insulation, and it is preferable to apply a thicker film, for example, 0.2 g / m 2 or more in order to seal scratches and defects in the base film.
In addition, the effect which improves an external appearance is seen by setting it as the thin base treatment. When the upper layer is applied after applying the base, it is considered that the Fe elution of the steel sheet, which is likely to occur with the aqueous treatment liquid, is suppressed and the appearance is improved.

以下、本発明の効果を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
P化合物、Zr化合物、樹脂を表1に示す絶縁被膜組成となるように脱イオン水に添加し、第1層(単層被膜または下地皮膜)用の各処理液を調整した。ここで、P、ZrO換算量、及び樹脂固形分重量の合計が脱イオン水量に対して、80g/l添加された処理液となるように調整した。
次いで、これらの各処理液を、板厚0.5mmの電磁鋼板(Si:0.25質量%)から幅150mm、長さ300mmの大きさに切り出した試験片の表面にロールコーターで塗布し、プロパンガス直火により到達温度230℃で焼付け処理した後、常温で放冷し、絶縁被膜を形成した。なお、目付量は片面あたり1.6g/m2であった。
以上により得られた絶縁被膜を有する電磁鋼板に対して、以下の方法により耐キズ性の評価を行った。
<焼き付け後(製品板)および歪取り焼鈍後の耐キズ性>
サンプル表面を、同じ鋼板をせん断して作ったエッジ部で引っ掻き、キズ、粉吹きの程度を判定した。
さらに、N雰囲気、750℃で2時間保持して歪取り焼鈍を行ったサンプルについても、その表面を上記と同様の方法に行い、同様の判定基準に従って耐キズ性を評価した。
(判定基準)
A;キズ、粉の発生がほとんど認められない
B;若干の擦り跡および若干の粉吹きが認められる程度
C;擦り跡および粉吹きがはっきりわかる程度
D;地鉄が露出するほど剥離し粉塵が甚大
以上より得られた結果を実験条件と併せて表1、図1および図2に示す。なお、表1中ではA:◎、B:○、C:△、D:×とした。
Hereinafter, although the effect of the present invention is concretely explained based on an example, the present invention is not limited to these examples.
A P compound, a Zr compound, and a resin were added to deionized water so as to have an insulating coating composition shown in Table 1, and each treatment solution for the first layer (single layer coating or base coating) was prepared. Here, the total amount of P 2 O 5 , ZrO 2 conversion amount, and resin solid content weight was adjusted to be a treatment liquid added with 80 g / l with respect to the amount of deionized water.
Next, each of these treatment liquids was applied by a roll coater to the surface of a test piece cut into a size of 150 mm in width and 300 mm in length from a 0.5 mm thick electromagnetic steel sheet (Si: 0.25% by mass), After baking at an ultimate temperature of 230 ° C. by direct heating with propane gas, it was allowed to cool at room temperature to form an insulating coating. The basis weight was 1.6 g / m 2 per side.
The electromagnetic steel sheet having the insulating coating obtained as described above was evaluated for scratch resistance by the following method.
<Scratch resistance after baking (product plate) and after strain relief annealing>
The surface of the sample was scratched with an edge made by shearing the same steel plate, and the degree of scratches and powder blowing was judged.
Furthermore, the surface of the sample that had been subjected to strain relief annealing while being held at 750 ° C. for 2 hours in an N 2 atmosphere was subjected to the same method as described above, and scratch resistance was evaluated according to the same criteria.
(Criteria)
A: Scratch and powder generation are hardly observed B; Slight rubbing and slight dusting are observed C; Rubing and dusting are clearly visible D; The results obtained from the above are shown in Table 1, FIG. 1 and FIG. 2 together with the experimental conditions. In Table 1, A: A, B: B, C: A, D: X.

Figure 0005125074
Figure 0005125074

表1から明らかなように、本発明例は、製品板、歪取り焼鈍板のいずれも耐キズ性に優れている。一方、比較例では、製品板、歪取り焼鈍板のいずれも耐キズ性が劣っている。
また、図1は絶縁被膜へ添加される樹脂のカルボン酸量(横軸)が耐キズ性(縦軸)に与える影響を示す図であり、図1より、樹脂中のカルボン酸基の割合が0.20mol/g以上の場合に耐キズ性が◎もしくは○であり、良好となっているのがわかる。
図2は絶縁被膜へ添加される樹脂(いずれもカルボン酸量は0.10mol/g以上)の添加量(横軸)が耐キズ性(縦軸)に与える影響を示す図であり、図2より、樹脂の添加量が10〜50%の場合に耐キズ性が◎もしくは○であり、良好となっているのがわかる。
As is apparent from Table 1, the present invention example is excellent in scratch resistance in both the product plate and the strain relief annealed plate. On the other hand, in the comparative example, both the product plate and the strain relief annealed plate are inferior in scratch resistance.
FIG. 1 is a graph showing the effect of the amount of carboxylic acid (horizontal axis) of the resin added to the insulating coating on scratch resistance (vertical axis). From FIG. 1, the proportion of carboxylic acid groups in the resin is When the amount is 0.20 mol / g or more, the scratch resistance is も し く は or ○, and it can be seen that it is good.
Fig. 2 is a graph showing the effect of the amount of resin added to the insulating coating (both carboxylic acid content is 0.10 mol / g or more) (horizontal axis) on scratch resistance (vertical axis). Further, it can be seen that when the amount of the resin added is 10 to 50%, the scratch resistance is ◎ or も し く は, which is good.

Crを含有しない無機物を主成分とする絶縁被膜でありながら、例えば耐キズ性などCr含有絶縁被膜と同等以上の性能を有し、モータや変圧器等を中心に多様な用途での使用が期待される。   Although it is an insulating film mainly composed of an inorganic material that does not contain Cr, it has performance equivalent to or better than that of a Cr-containing insulating film, such as scratch resistance, and is expected to be used in a variety of applications, particularly in motors and transformers. Is done.

絶縁被膜へ添加される樹脂のカルボン酸量(横軸)が耐キズ性(縦軸)に与える影響を示す図である。(実施例1)It is a figure which shows the influence which the carboxylic acid amount (horizontal axis) of the resin added to an insulating film has on scratch resistance (vertical axis). Example 1 絶縁被膜へ添加される樹脂(いずれもカルボン酸量は0.10mol/g以上)の添加量(横軸)が耐キズ性(縦軸)に与える影響を示す図である。(実施例1)It is a figure which shows the influence which the addition amount (horizontal axis) of resin (the amount of carboxylic acid is 0.10 mol / g or more) added to the insulating coating has on the scratch resistance (vertical axis). Example 1 本発明例および比較例の絶縁被膜中の樹脂の分散状態を示す図である。It is a figure which shows the dispersion state of resin in the insulating film of the example of this invention and a comparative example.

Claims (2)

ZrおよびPを含有する絶縁被膜を有する鋼板であって、
PがZrに対しモル比でP/Zr=0.50〜2.50であり、
前記絶縁被膜中には、固形分1g中にカルボン酸基を0.10モル以上有する樹脂を、被膜全固形分に対し固形分重量換算で10〜50%含有することを特徴とする絶縁被膜を有する電磁鋼板。
A steel sheet having an insulating coating containing Zr and P,
P is a molar ratio of P / Zr = 0.50-2.50 with respect to Zr,
An insulating coating comprising 10 to 50% of a resin having a carboxylic acid group of 0.10 mol or more in 1 g of solid content in terms of solid content weight based on the total solid content in the insulating coating. Having electrical steel sheet.
前記樹脂は、アクリル樹脂および/またはその共重合体であることを特徴とする請求項1に記載の絶縁被膜を有する電磁鋼板。   The electrical steel sheet having an insulating coating according to claim 1, wherein the resin is an acrylic resin and / or a copolymer thereof.
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