JPH01100280A - 諸特性に優れた電気絶縁皮膜を有する電気鉄板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は電気絶縁皮膜、特に有機樹脂を含み、耐磨耗
性および耐薬品性等の諸特性に優れ溶接時における悪臭
の発生がない電気絶縁皮膜を有する電気鉄板に関する。

〈従来の技術〉 電気鉄板の絶縁皮膜には数多くの特性が要求され、例え
ば電気絶縁性の他に、打抜性、溶接性、密着性、耐食性
、耐熱性、耐薬品性、および占積率などに優れているこ
とが必要とされる。

このため従来から、これらの諸特性に対する要請を満足
させるべく多くの改善が施され、種々の組成の絶縁皮膜
が開発されてきた。

これらの絶縁皮膜のうち、とくに打抜性に関しては有機
樹脂を利用することにより著しく向上することが解明さ
れ、最近ではクロム酸塩ないし重クロム酸塩（以下単に
重クロム酸塩系という）と有機樹脂との混合処理液を用
い、電気鉄板に塗布・焼付けて有機樹脂を含む皮膜を形
成することにより、従来の無機質皮膜に比べ３０〜５０
倍もの打抜性の向上が達成できるものも開発され、現在
有機樹脂を含む絶縁皮膜が広く利用されている。

しかしながら、かような有機樹脂を含む絶縁皮膜におい
ては、鉄心板に打抜加工後、積層して端面をティグ溶接
した場合核皮膜中の有機樹脂成分が熱分解あるいは燃焼
して悪臭、刺激臭を発散するため、作業環境を著しく悪
化させ、作業者に不快感を与えるということがしばしば
問題になっていた。

この積層溶接時に発生する悪臭を少なくする方法として
、例えば特公昭５３−２０２５９号では処理液中の無水
クロム酸１００重量部に対して、酢酸ビニル系樹脂１０
〜５０重量％、アクリル系樹脂２０〜８７重量％および
スチレン系樹脂３〜３０重量％の比率になるエマルジョ
ン樹脂を３〜１５０重量部の割合で配合した処理液を用
いて絶縁皮膜を形成する方法、また、特開昭５３−７９
２９６号では処理液中の無水クロム酸１００重量部に対
して、アクリル系樹脂５０〜８０重量％、残部酢酸ビニ
ル系樹脂よりなる樹脂エマルジョンを樹脂固形分として
５〜１２０重量部配合したものを利用する方法、さらに
、特公昭６０−３６４７６号では、処理液中の無水クロ
ム酸１００重量部に対して、酢酸ビニル／ベオバ比カ９
０／１０〜４０／６０の比率になる樹脂エマルジョンを
樹脂固形分として５〜１２０重量部配合したものを利用
する方法等が開示されている。

しかしながら、上述した方法により得られる絶縁皮膜は
、まだいくつかの問題点を有していた。

すなわち、特公昭５３−２０２５９号の方法では、溶接
時の悪臭改善が充分とはいえない水準であること、特開
昭５３−７９２９６号の方法では、塗布作業性や処理液
の経時安定性および皮膜の耐化学薬品性が劣ること、特
公昭６０−３６４７６号の方法ではＳ皮膜の耐磨耗性が
劣り、鋼板をスリットカットする際にテンションパッド
で皮膜が損傷しやすいこと等の問題である。

テンションパッドによって皮膜が損傷すると、剥離した
皮膜粉がいったんテンションパッドに蓄積し、それが固
まりとなって局部的に鋼板表面に付着して後の打抜きや
鉄心組立て等の工程において様々なトラブルの原因にな
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明は重クロム酸塩−有機樹脂系絶縁皮膜の上記の問
題点を解決し、溶接時の悪臭がなく、耐化学薬品性、耐
磨耗性およびその他の品質全般にも優れた特性を持つと
ころの絶縁皮膜を有する電気鉄板を得ることを目的とす
る。

く問題点解決のための手段〉 本発明は、表面に電気絶縁性の皮膜を有する電気鉄板で
あって、該皮膜は少なくとも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ＣｒＯ３１００重量
部に対し、有機樹脂としてアクリル系樹脂を３〜３０重
量％含むところのプロピオン酸ビニールの樹脂エマルジ
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重世部の割合で配合した処理液を基地鉄板
の表面に塗布し、常法による焼付は工程を経て得たもの
であることを特徴とする耐磨耗性および耐薬品性に優れ
溶接時における悪臭の発生がない電気絶縁皮膜を有する
電気鉄板であり、好ましくは電気絶縁皮膜の付着量はＩ
ｎ？当りＯ，，２〜６ｇである。

く作　用〉 以下この発明を具体的に説明する。

この発明において使用する重クロム酸塩系水溶液とは、
Ｃａ、　Ｍｇ＋　およびＺｎなどの２価の金属のうちか
ら選ばれる何れか１種または２種以上を含む重クロム酸
塩あるいは、これに若干の無水クロム酸を加えた水溶液
であり、それらは上記した２価金属の酸化物、水酸化物
あるいは炭酸塩を無水クロム酸の水溶液に溶解させるこ
とによって得ることができる。

また、上記の重クロム酸塩系水溶液中に配合する有機樹
脂としては、プロピオン酸ビニール樹脂を主成分とした
エマルジョンを用いることにより、溶接時の悪臭がな（
、かつ耐磨耗性に優れた皮膜を形成することを試行錯誤
の末、見出し、さらにこの樹脂にアクリル系樹脂を特定
量、グラフト重合することにより、皮膜の耐化学薬品性
が向上することを確認して、この発明を完成させたので
ある。

ここで樹脂エマルジョンの主成分であるプロピオン酸ビ
ニールとは芳香性の物質で ＣＨｚ　：　ＣＨＯＣＯＣｔＨｓで示される化合物であ
り、アクリル樹脂とは寥易に共重合体を形成する。また
、アクリル系樹脂とはアクリル酸およびその誘導体を重
合したものを総称し、アクリル酸およびそのエステル、
アクリルアミド、メタクリル酸およびそのエステルなど
の重合体および共重合体が包含される。１例をあげれば
メチルアクリレート、メチルメタクリレート、ブチルア
クリレート、等が利用しうる。

上記の共重合体において、アクリル系樹脂の配合割合が
３％より少ないと、耐化学薬品性を向上させる効果が認
められず、一方、３０％を趨えると皮膜を形成したとき
に、皮膜がもろくなり、密着性の劣化をきたすことおよ
び溶接時にアクリルの分解臭気が出てくることから、ア
クリル系樹脂の配合比は３〜３０重量％に限定した。

次に、プロピオン酸ビニール／アクリル樹脂エマルジョ
ンの重クロム酸塩系水溶液に対する配合量は、重クロム
酸塩系水溶液中のＣｒＯ３１００重量部に対して樹脂固
形分として５〜１２０重量部とする。

というのは樹脂固形分が５重量部より少ないと、十分な
打抜性が得られず、一方、１２０重量部より多いと耐熱
性が劣化するからである。

さらに皮膜を不溶性化するために、クロムの還元剤とし
て、グリセリン、エチレングリコール、シｇｔａなどの
多価アルコール類を添加する。このとき有機還元剤の添
加量は、重クロム酸塩系水溶液中のＣｒｙｓ　１００重
量部に対して、１０〜６０重世部とする。というのは還
元剤の配合量が１０重量部より少ないと、皮膜の耐水性
が劣化し、一方６０重量部より多いと、処理液中で還元
反応が進行し、処理液がゲル化する不利が生じるからで
ある。

なお、皮膜の耐熱性を一層向上させるために硼酸を配合
することもでき、この場合硼酸の配合量は、ＣｒＯ３１
００重量部に対し、２０〜４５重量部の範囲内にすると
効果的である。

また歪取焼鈍後の眉間絶縁性を上げるために、コロイダ
ルシリカなどのコロイド状物質を配合しても良い。

上述した配合割合になる処理液を連続的に電気鉄板表面
にロールコータ−等で均一に塗布した後に、３００〜７
００℃の乾燥炉にて短時間焼付けることによって、目的
とする良好な電気絶縁皮膜が形成できる。

このとき焼付は後の皮膜付着量は０．２〜６ｇ／Ｍ程度
とすることが好ましい、というのは０．２ｇ／ボより少
ない皮膜量では打抜性の改善効果に乏しく、一方６ｇ／
ｎｌより多（なると皮膜の密着性が劣化するからである
。

一般的には、打抜性を重視する時は皮膜の付着量を多く
し、他方溶接性を重視する時は付着量を少なくすること
が望ましい。

かくして得られた絶縁皮膜は、積層溶接時に悪臭を発散
しないうえに耐磨耗性が良好で、該皮膜として要求され
る他の緒特性、たとえば電気絶縁性、耐熱性、密着性、
耐食性、および耐化学薬品性などの面でも十分満足のい
くものであることも確かめられている。

なおこの発明における基地鉄板としては、軟鉄板やけい
素鋼板など、電磁材料として通常用いられているものい
ずれもが適合する。

〈実施例〉 次にこの発明の実施例を比較例と共に説明する。

実施例　１ 板厚０．５ｍの電気鉄板の表面に、下記の成分からなる
処理液Ａを塗布した後、４５０”Ｃの熱風炉にて８０秒
間焼付けて該鉄板表面に絶縁皮膜を形成した。皮膜付着
量は１．６　ｇ　／ポであった。

ついで得られた絶縁皮膜付き電気鉄板を所定の形状に切
抜いたのち積層し、ティグ溶接して実機に組立てた。

この溶接時における悪臭の発生は皆無であり、また、そ
の他皮膜諸特性は表１に示したとおり良好であり、特に
耐磨耗生は優れていた。

〔処理液Ａ］ ０３０％重クロム酸マグネシウム水溶液１３０重量部 Ｃｒｙ、分　　３０．５重量部 ０プロピオン酸ビニール／ アクリル樹脂エマルジョン　　　３０重量部（樹脂固型
分４０％、但しアクリルはメチルメタアクリレートとし
て樹脂固型分のうち、１０％） ０エチレングリコール　　　　　　１ｏｗｎ部実施例　
２ 仮ＦＪ０．５ｍｍの電気鉄板の表面に、下記の成分から
なる処理液Ｂを塗布した後４５０°Ｃの熱風炉にて８０
秒間焼付けて、皮膜付着量２．７　ｇ　／イの皮膜を形
成した。

ついで得られた絶縁皮膜付き電気鉄板を実施例１の場合
と同様にして実機に組立てたところ、溶接時における悪
臭の発生は全くなかった。その他の皮膜緒特性は表１に
示したとおり良好であり、特に耐磨耗性は申し分なかっ
た。

〔処理液Ｂ〕

０３０％重クロム酸カルシウム水溶液 １３０重量部 Ｃｒｙ、分　　３０，５重量部 ０プロピオン酸ビニール／ アクリル樹脂エマルジョン　　　２０重量部（樹脂固型
分５０％、但しアクリルはメチルアクリレートとして樹
脂固型分のうち、２２％）０グリセリン　　　　　　　
　　　　１０重量部０硼酸　　　　　　　　　　　　　
１０重量部実施例　３ 板厚０．５鵬の電気鉄板の表面に、下記の成分からなる
処理液Ｃを塗布した後４５０”Ｃの熱風炉にて８０秒間
焼付けて、皮膜付着ｉ１２．Ｏｇ　−／　ｒｒｆの皮膜
を形成した。

ついで得られた絶縁皮膜付き電気鉄板を所定の形状に切
抜いたのち積層し、ティグ溶接して実機に組立てた。

この溶接時における悪臭の発生は皆無であり、またその
他皮膜諸特性は表１に示したとおり良好であり、特に耐
磨耗性は優れていた。

〔処理液Ｃ〕

０３０％重クロム酸マグネシウム水溶液１３０重量部 Ｃｒｙｓ分　　３０．５重量部 ０プロピオン酸ビニール／ アクリル樹脂エマルジョン　　　１５重量部（樹脂固型
分５０％、但しアクリルはブチルアクリレートとして樹
脂固型分のうち、１５％）Ｏエチレングリコール　　　
　　　１０重量部０硼酸　　　　　　　　　　　　　８
重量部比較例　１ 板厚０．５−の電気鉄板の表面に有機樹脂成分がこの発
明とは異なる下記の成分からなる処理液りを塗布した後
、４５０°Ｃの熱風炉にて８０秒間焼付けて、皮膜付着
１１．６ｇ／ｒｒｒの皮膜を形成した。その後実施例１
と同様にして実機に組立てた。

積層ティグ溶接時の臭気は強烈な刺激臭であった。さら
に、耐磨耗性は実施例に比し劣るものであった。なおそ
の他の皮膜特性は表１に併記したとおりであった。

［処理ａ、Ｄ］ ０３０％重クロム酸マグネシウム水溶液１３０重量部 ＣｒＯ３分　　３２．５重量部 ０アクリル系樹脂エマルジヨン （樹脂固形分；５０％）　　　　　　２０重量部０エチ
レングリコール　　　　　　１帽１部比較例　２ 板Ｊ＊０，５ｍｎ＋の電気鉄板の表面に、有機樹脂成分
が、この発明とは異なる下記の成分からなる処理液Ｅを
塗布した後４５０°Ｃの熱風炉にて８０秒間焼付けて、
皮膜付着量１．５　ｇ　／　ｒｒｆの皮膜を形成した。

その後、実施例１と同様にして実機に組立てた。

この溶接時における悪臭はなかったが、皮膜緒特性は表
１に示したとおりであり、耐磨耗性が非常に悪かった。

〔処理液Ｅ〕

０３０％重クロム酸マグネシウム溶液 １３０重量部 Ｃ「０１分　　３０．５重量部 ＯＨＭビニール／ベオバ樹脂エマルジョン２０重量部 （樹脂固形分：５０％、酢酸ビニル／ベオバ＝・７０／
３０） ０エチレングリコール　　　　　１０重量部実施例　３ 板厚０．５ｍの電気鉄板の表面に、有機樹脂成分が、本
発明の請求範囲以外の組成からなる処理液Ｆを塗布した
後４５０°Ｃの熱風炉にて８０秒間焼付けて、皮膜付着
ｆｆ１１．５ｇ／ｎｆの皮膜を形成した。その後、実施
例１と同様にして実機に組立てた。この溶接時における
悪臭はなかったが、皮膜緒特性は表１に示したとおりで
あり、耐磨耗性は良好であったが、耐冷媒性、耐溶剤性
、耐油性等の点で劣るものとなった。

〔処理液Ｆ］ ０３０％重クロム酸マグネシウム水溶液１３０重量部 ＣｒＯ３分　　３０．５重量部 ０プロピオン酸ビニール／ アクリル樹脂エマルジョン　　　３０重量部（樹脂固型
分４０％、但しアクリルはメチルメタアクリレートとし
て樹脂固型分のうち、２％） ０エチレングリコール　　　　　　１０重量部〈発明の
効果〉 以上の結果が示すように、本発明の皮膜を有する電気鉄
板は、積層溶接時における悪臭の発生がなく、しかも耐
磨耗性、耐化学薬品性、その他、該皮膜に要求される緒
特性においてもすぐれた特性を発揮する。

特許出願人　　　川崎製鉄株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表面に電気絶縁性の皮膜を有する電気鉄板であって
   、該皮膜は少なくとも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＿３１００重量部に
   対し、有機樹脂としてアクリル系樹脂を３〜３０重量％
   含むところのプロピオン酸ビニールの樹脂エマルジョン
   を樹脂固形分で５〜１２０重量部および有機還元剤を１
   ０〜６０重量部の割合で配合した処理液を、基地鉄板の
   表面に塗布し、常法による焼付け工程を経て得たもので
   あることを特徴とする耐磨耗性および耐薬品性に優れ溶
   接時における悪臭の発生がない等の諸特性に優れた電気
   絶縁皮膜を有する電気鉄板。 ２、電気絶縁皮膜の付着量が、基地鉄板の単位面積１ｍ
   ＾２当り、０．２〜６ｇである特許請求の範囲第１項記
   載の電気鉄板。