JP5596300B2 - 絶縁皮膜を有する電磁鋼板とその製造方法および処理液 - Google Patents
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0.1≦ΣOi/ΣMi≦5 ・・・ (2)
なお、ポリアミン(C)が複素環化合物である場合、同一複素環内に2以上の環窒素原子が含まれていても、その複素環の窒素原子数は1とする。
前記多価金属の第一リン酸塩(A)が、Al、Mg、Ca、Sr、BaおよびZnの1種または2種以上の金属の第一リン酸塩である。
前記キレート剤(B)が、ホスホン酸化合物、またはホスホン酸化合物およびカルボン酸化合物からなる。
mは1以上の整数であり;
nは2以上の整数であり;
R,R'およびR"はそれぞれ炭素数1〜3のアルキレン基であって、互いに同一であっても異なっていてもよく;
R1およびR2はそれぞれHまたはメチル基であって、互いに同一でも異なっていてもよく;
R3はピリジル基または−CH2NH2であり;そして
X-はハロゲンイオンである。
前記処理液がさらに水酸化マグネシウム、ホウ酸および/または合成樹脂を含有する。
別の側面では、本発明は上記処理液から形成された絶縁被膜を少なくとも片面に有することを特徴とする電磁鋼板である。
さらに別の側面では、本発明は、上記処理液を電磁鋼板の少なくとも片面に塗布した後、200〜330℃で加熱して塗膜を焼き付け、電磁鋼板の表面に絶縁被膜を形成することを特徴とする電磁鋼板の処理方法である。
従って、本発明により、一つの処理液を用いて、用途に応じて厚膜から薄膜までの膜厚で、比較的安価に電磁鋼板の表面に絶縁皮膜を形成することが可能となる。この絶縁皮膜は、従来の多価金属リン酸塩系の絶縁皮膜には見られない、優れた薄膜性能(薄膜での成膜性、密着性、耐水性および焼鈍後の耐剥離性)を有する。本発明に係る処理液を用いて製造した絶縁皮膜付き電磁鋼板は、モーター用途をはじめ、広範囲の用途に利用可能である。
第一リン酸塩(A)の水溶液にキレート剤(B)を含有させることにより、処理液の成膜性や絶縁皮膜の密着性、さらには膜厚が1.0g/m2を下回る薄膜の絶縁皮膜の形成能が向上する。また、さらにポリアミン(C)を含有させることにより、絶縁皮膜を形成した電磁鋼板を打抜き加工した後の歪取り焼鈍において被膜の耐剥離性が向上する。
ΣMi/ΣPiの比が1.5より小さいと、耐水性が悪くなり、一方、5より大きいと密着性が悪くなる。ΣMiの値は、処理液中に含まれるすべての多価金属カチオンから算出される。即ち、処理液が、多価金属の第一リン酸塩(A)に加えて、他の多価金属化合物(例、後述する水酸化マグネシウムなど)を含有する場合、この他の多価金属化合物に由来する多価金属カチオンも含めてΣMi値を算出する。
0.1≦ΣOi/ΣMi≦5 ・・・ (2)。
mは1以上の整数であり;
nは2以上の整数であり;
R,R'およびR"はそれぞれ炭素数1〜3のアルキレン基であって、互いに同一であっても異なっていてもよく;
R1およびR2はそれぞれHまたはメチル基であって、互いに同一でも異なっていてもよく;
R3はピリジル基または−CH2NH2であり;そして
X-はハロゲンイオンである。
R5がピリジル基である場合、このピリジル基は2−ピリジル基、3−ピリジル基および4−ピリジル基のいずれでもよい。
本発明の処理液を使用し、これを基材の電磁鋼板の表面(通常は両面であるが、片面に塗布することも可能)に塗布し、加熱して塗膜を焼付けると、耐水性と密着性に優れたリン酸塩系絶縁皮膜が形成される。
多価金属の第一リン酸塩として第一リン酸アルミニウム(Al/P原子比=0.9/3)6.25%および第一リン酸マグネシウム(Mg/P原子比=0.85/2)2.08%を含有し、さらに水酸化マグネシウム1.2%、キレート剤として1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸0.03%、合成樹脂としてアクリルスチレン系合成エマルジョン樹脂2.07%、ポリアミンとして上記一般式(5)で示される芳香族ポリアミン(三菱ガス化学製、商品名「ガスカミン328」)0.1%を含有する水溶液からなる処理液を調製した。この処理液の安定性を下記方法で評価した結果を、処理液組成と一緒に表1に示す。
表1に示す組成とした他は実施例1と同じ方法で処理液を調製し、評価した。結果は表1に一緒に示す。
一般式(1):ポリエチレンイミン(商品名「エポミンSP−018」、分子量1800、日本触媒化学工業製)
一般式(2):トリエチレンテトラミン(商品名「トリエチレンテトラミン」、東ソー)
一般式(3):ポリアミンスルホンおよびその誘導体(商品名「PAS−A−5」、日東紡績)
一般式(4):ポリアリルアミン(商品名「PAA−03」、日東紡績)
一般式(6):芳香族ポリアミン(商品名「アニリックスマレイミド」、三井化学ファイン)。
上記実施例および比較例における試験方法の概要を次に説明する。
[処理液の安定性]
処理液を40℃で6ヶ月間保存した後、目視で観察した処理液の状態(固形物の発生の有無)により次のように評価をした:
○:固形物が発生しない場合、
×:固形物が発生する場合。
塗装により絶縁皮膜を形成した電磁鋼板の試験片の外観を目視により観察した。下記の3段階で評価を行い、○を合格とした:
○:クリアー皮膜(全面的に透明)、
△:部分的に透明性の劣る部位がある、
×:全面的に透明性が劣る。
50℃、98%RHの湿潤試験機内に、絶縁皮膜付き電磁鋼板の試験片を吊るし、72時間経過後の皮膜表面の状態を、触手によるべたつきの有無と、色差測定による白化の程度により評価した。評価は下記の4段階にて行い、○、◎を合格とした。皮膜の白化については、ミノルタ製全反射型色差測定器CR−300を使用し、JIS−Z8730で規定されるL値(白さを表す数値)を試験前後に測定し、そのL値の変化(ΔL)の大きさで白化を判断した:
◎:べたつきなし、白化なし(ΔL≦2)、
○:べたつきなし、白化やや有り(2<ΔL≦5)、
△:べたつき有り、白化有り(5<ΔL≦10)、
×:べたつき有り、白化顕著(ΔL>10)。
長さ50mm、幅25mmの絶縁皮膜付き電磁鋼板の試験片を、直径5mmの鉄棒に巻き付け、巻き付けた外側の部分についてテープ剥離試験を行って、鋼板に残存した絶縁皮膜の状況を調査した。下記の4段階で評価を行い、◎、○を合格とした:
◎:皮膜剥離なし、
○:皮膜剥離発生(面積率で5%以下)、
△:皮膜剥離発生(面積率で5%超、30%以下)、
×:皮膜剥離発生(面積率で30%超)。
長さ50mm、幅25mmの絶縁皮膜付き電磁鋼板の試験片を、直径10mmの鉄棒に巻き付け、その状態で焼鈍を模した熱処理(N2中、750℃×120分間の加熱後に放冷で冷却)を受けさせた後、巻き付けた外側の部分についてテープ剥離試験を行って、鋼板に残存した絶縁皮膜の状況を調査した。下記の4段階で評価を行い、◎、○を合格とした:
◎:皮膜剥離なし、
○:皮膜剥離発生(面積率で5%以下)、
△:皮膜剥離発生(面積率で5%超、30%以下)、
×:皮膜剥離発生(面積率で30%超)。
Claims (13)
- 水性溶媒中に、多価金属の第一リン酸塩(A)と、キレート剤(B)と、ポリアミン(C)と、が溶解している処理液からなり、該多価金属の第一リン酸塩(A)の多価金属カチオンの価数×モル数の積の総和ΣMiとリンのモル数ΣPiとの比が下記の式(1)を満たし、該キレート剤(B)のモル数と分子中の酸基数の積の総和をΣOiとするとき、この総和の前記ΣMiに対する比が下記の式(2)を満たし、該ポリアミン(C)は、分子内に1級アミン、2級アミン、3級アミン、4級アンモニウム基、もしくはアミド基を構成する窒素原子を2以上有する水または酸に可溶の化合物またはこれらの化合物の混合物からなる、ことを特徴とする電磁鋼板の絶縁皮膜形成用処理液。
1.5≦ΣMi/ΣPi≦5 ・・・ (1)
0.1≦ΣOi/ΣMi≦5 ・・・ (2) - 前記多価金属の第一リン酸塩(A)が、Al、Mg、Ca、Sr、BaおよびZnの1種または2種以上の金属の第一リン酸塩である、請求項1記載の絶縁皮膜形成用処理液。
- 前記多価金属の第一リン酸塩(A)が、第一リン酸アルミニウムおよび/または第一リン酸マグネシウムである、請求項2記載の絶縁皮膜形成用処理液。
- 前記キレート剤(B)が、ホスホン酸化合物、またはホスホン酸化合物およびカルボン酸化合物からなる、請求項1〜3のいずれかに記載の絶縁皮膜形成用処理液
- 前記ポリアミン(C)が上記一般式(5)で示される化合物であり、式中、mは1〜12の整数である、請求項5記載の絶縁皮膜形成用処理液。
- さらに水酸化マグネシウムを含有する、請求項1〜6のいずれか記載の絶縁皮膜形成用処理液。
- さらにホウ酸を含有する、請求項1〜7のいずれか記載の絶縁皮膜形成用処理液。
- さらに合成樹脂を含有する、請求項1〜8のいずれか記載の絶縁皮膜形成用処理液。
- 処理液中の多価金属の第一リン酸塩(A)の濃度が1〜50質量%である、請求項1〜9のいずれか記載の絶縁皮膜形成用処理液。
- 請求項1〜10のいずれか記載の処理液から形成された絶縁被膜を少なくとも片面に有することを特徴とする電磁鋼板。
- 絶縁被膜の膜厚が片面当たり0.05μm以上、2μm以下である、請求項11記載の電磁鋼板。
- 請求項1〜10のいずれか記載の処理液を電磁鋼板の少なくとも片面に塗布した後、200〜330℃で加熱して塗膜を焼き付け、電磁鋼板の表面に絶縁被膜を形成することを特徴とする電磁鋼板の処理方法。
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