JPH0120229B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔技術分野〕 本発明は電磁鋼板等磁性板に絶縁皮膜を形成す
る方法に関し、特に作業効率及び製造安定性ない
し歩留りのすぐれたクロム酸・合成樹脂エマルシ
ヨン処理液を用いた絶縁皮膜形成方法に関する。 〔技術的背景〕 絶縁皮膜の形成方法として、クロム酸と合成樹
脂エマルシヨンからなる水溶液を塗布、焼付けを
行なうことは特公昭40−6722等で公知である。 この方法における最大の問題点はエマルシヨン
の機械的安定性にある。即ち、ロールコーター等
で塗装を行う場合、ロール間の剪断力のため（水
＋エマルシヨンでもガムアツプすることがある）
エマルシヨンが破壊されやすく、樹脂が固化して
装置や鋼板表面に付着し、連続塗布操業が不可能
となるばかりか、形成された皮膜の質も低下する
危険があつた。（ガムアツプ現象） 上記処理液によるトラブルを防止する方法とし
て、２価金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩をクロ
ム酸に対して飽和ないし過飽和の状態に溶解せし
める方法（特公昭50−15013号）が提案されてい
る。この方法によればエマルシヨン樹脂の溶解安
定性はある程度向上する。エマルシヨン樹脂の安
定性が２価金属の酸化物等が僅かでも飽和以下の
状態となると急激に低下するため、安定に挿業す
るには２価金属の酸化物等を過飽和の状態に溶解
する必要がある。しかしクロム酸に２価金属の酸
化物等を過飽和の状態に溶解した場合には、処理
液中に２価金属の酸化物等の不溶解物が残存し、
この不溶解物により密着性が劣化し皮膜諸特性が
低下する。また皮膜中にカルシウム−クロム化合
物等の析出が起こり打抜性が著しく低下する。 他方、２価金属のクロム酸塩水溶液にエマルシ
ヨン樹脂を混合した処理液により電気絶縁皮膜
は、中性又は還元性雰囲気中において、積層して
歪取り焼鈍した場合、鉄芯板同志の融着（ステイ
ツキング）は起こらず、また皮膜の密着性もまず
まず満足すべきものであるが、焼鈍によつて層間
絶縁抵抗が著しく低下するという欠点を有する。
この欠点を緩和するため、処理液にアルミニウム
化合物を添加混合する方法が試みられている。上
記アルミニウム化合物として、酸化アルミニウム
粉を懸濁する方法が一般によく知られているが、
この方法により得られる電気絶縁皮膜は歪取り焼
鈍後においても、かなり満足すべき値を示すもの
の、酸化アルミニウム粉が処理液に溶解しないた
め、皮膜には硬い酸化アルミニウム粒子が存在
し、打抜性が著しく阻害されるとともに占積率の
低下をきたす。さらに、この処理液でアルミニウ
ムを均一に含有する皮膜を得るためには処理液を
常時撹拌しながら塗布作業を行う必要があり、処
理液中のエマルシヨン樹脂に起因する発泡を生じ
易く、この泡による塗りむら、塗りぬけの発生が
生じ電気絶縁性の他諸特性の低下をきたすととも
に皮膜外観も損なう。 さらに、前記アルミニウム化合物として、硝酸
アルミニウムAl（NO₃）₃を用いる方法（特開昭49
−120197号）が提案されている。硝酸アルミニウ
ムはクロム酸（塩）水溶液と可溶であるため、酸
化アルミニウム粉を懸濁させた処理液による欠点
は解消される。しかし硝酸アルミニウムを溶解し
た処理液は、塗布後の焼付け時に処理液中の
NO₃が熱分解されNOxガスを発生して大気汚染
や公害上の大きな問題となる。また硝酸アルミニ
ウムはクロム酸（塩）水溶液に可溶ではあるが、
遊離クロム酸と中和反応溶解ではない上硝酸アル
ミニウムの水溶液は酸性を示す性質を有するた
め、エマルシヨン樹脂を混合した処理液の安定化
のためには、２価金属の酸化物等を硝酸アルミニ
ウムを添加していない場合と比較してさらに過飽
和の状態まで溶解せざるを得ず、その結果、密着
性が劣つたり、カルシウム−クロム化合物等の析
出による打抜性の著るしい低下等の欠点は依然と
して解消できていないのが現状である。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、電磁鋼板の表面に被覆する皮
膜形成用の合成樹脂エマルシヨンを、処理溶液中
でつねに化学的かつ物理的に安定した状態に保つ
ことであり、これにより該エマルシヨンを用いた
鋼板表面への塗装性を確実に向上させることであ
る。 〔発明の構成概要〕 本発明は無水クロム酸および重クロム酸塩の１
種又は２種以上と合成樹脂エマルシヨンを含む処
理液で磁性板を処理する絶縁複合皮膜の形成方法
において、該処理液にある特定の界面活性剤を該
合成樹脂エマルシヨンの樹脂固形分の２〜30重量
部添加することにより、該樹脂エマルシヨンの機
械的安定性を向上させることを特徴とする電磁鋼
板の絶縁複合皮膜形成方法である。界面活性剤と
しては、｛（親水基部分の分子量）／（界面活性剤
の分子量）｝×20≦12である非イオン界面活性剤で
あり、酸性下で安定で起泡性が少ないもの、特
に、酸化プロピレンと酸化エチレンのブロツク共
重合体、ポリオキシエチレンアルキルフエニルエ
ーテル等の非イオン界面活性剤で親水性の高くな
いものが望ましい。 〔発明の好ましい実施の態様〕 樹脂エマルシヨンの製造のために界面活性剤を
用いることは一般に知られている。しかし、電磁
鋼板絶縁皮膜形成のための処理液には特別に使用
されてはいない。その理由は第１にクロム酸処理
液が酸性であり、第２には処理液が連続作業中に
高温となり、時に50〜70℃にも達することがある
という点にあると考えられる。通常の条件下では
有効に樹脂エマルシヨンを安定化させる乳化力を
もつている界面活性剤も、機械的安定性を十分与
えることができず、従来から処理液中の樹脂エマ
ルシヨンの安定化が望まれていた。酸性下で、あ
るいは高温の条件下でよく樹脂に対する乳化力を
保持するといわれている多くの界面活性剤も多く
は効果は一時的であり、この目的のように長期間
の連続的使用に耐えるものではない。 その上、さらに低起泡性であることが要求され
る。界面活性剤を加えることにより泡が発生する
と、塗布が不均一となり、製品に欠陥品が生じ、
樹脂エマルシヨンの安定化に成功しても結局安定
した連続操業ができない結果に終るからである。
また金属に対する非腐食性、無機イオンで沈澱し
ないことなども要求される。 この様に多くの条件（乳化分散性、機械的安定
性、低発泡性、等）を同時に満たすことは従来一
般に樹脂エマルシヨンに用いられ含有される界面
活性剤では当然困難であると考えられてきた。と
ころが、本発明者らは界面活性剤のうちある特定
のものはこの目的にかなうという予期され難い事
実を発見した。 ポリオキシエチレンアルキルフエニルエーテル
は、非イオン系の界面活性剤として公知である。
特にポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル
がノニポール（三洋化成）、ニツコールNP（日本
サーフアクタント）等の商品名で市販されてい
る。 この界面活性剤の親水性を示すHLB（HLB＝
親水基部分の分子量／界面活性剤の分子量×20）
は、付加したエチレンオキサイドのモル数により
変化し、ノニルフエノール１モルに対し、エチレ
ンオキシドが5.5モル付加の場合のHLBは10.5、
７モル付加では11.7となるが、40モル付加では
17.8となり好ましくない。 処理液に使用する場合望ましいHLBは12以下
とする必要がある。即ちHLBが12を超える様な
親水性の強い場合、樹脂エマルシヨンの機械的安
定性を向上させず、塗布ロールの軸などに樹脂が
付着する傾向が見られる。また泡の発生もエチレ
ンオキサイドが20モル程度までの範囲では付加数
の上昇と共に起泡性が増大する。従つてこの意味
からも、エチレンオキサイドの付加数が多く、
（HLBの高い）親水性の強いものは好ましくな
い。 アルキル基については、オクチル、ジイソブチ
ル、ノニル、ドデシル、ジアミル、ジノニル等が
代表的である。アルキル基１個の場合は炭素数８
以上、２個の場合は、その合計が12以上の乳化力
がすぐれており、好ましい。 ポリオキシエチレンアルキルフエニルエーテル
以外の好ましい界面活性剤としては、エチレンオ
キシドとプロピレンオキシドとのブロツク共重合
体が好ましい。 このタイプの非イオン活性剤はプルロニツクの
通称で知られており、プロピレンオキサイドの重
合度を変えることにより親油性の程度を自由に変
え得る利点を持つており、処理液に添加する場合
は、低起泡性の点で、エチレンオキシド付加量が
小さいほぼ有利であり、他の界面活性剤との併用
も有効である。（特に低起泡性化の効果あり）。 HLBについては、やはり、あまり親水性のも
のは好ましくない。 界面活性剤の添加量は樹脂固形分100に対して、
２〜30重量部が有効であり、好ましくは５〜20重
量部である。２重量部以下では効果が不明瞭であ
り、また30重量部以上ではエマルシヨンはかえつ
て安定化しなかつたり、或いはそれ以上添加して
も効果の増大が望まれない。 なお界面活性剤の添加は処理液の調整時に加え
てもよいし、樹脂を乳化重合する際あるいは重合
された樹脂をエマルシヨン化する際に加えても良
い。 本発明の実施に当つては、他の公知の添加剤を
クロム酸液に加えることができる。 例えば、消泡性のあるシリコーンオイル（又は
樹脂）（又はそのエマルシヨン）を消泡剤として
処理液に対し0.01〜0.03重量部加えることは有益
である。 また、処理液の温度が高くなりすぎない様に
し、好ましくは40℃以下に保つ。本発明の界面活
性剤は50〜70℃の比較的高温でもよく乳化力を維
持するが、常温に近い方が好ましいことに変りは
ないからである。 なおカルシウム塩、マグネシウム塩、アルミナ
等従来使用されていた無機化合物を添加すること
も許されるが、本発明では、無機組成にかかわら
ず、安定な樹脂エマルシヨンが形成できる。従つ
て無機化合物は、本質的に必要なものではなくな
り、使うとしてもできるだけ少量とすることが望
ましい。無機化合物を必要最小量加えることによ
り密着性が向上し打抜性も向上する。 本発明で使用される樹脂は公知のものであつて
よく、特にポリエチレン、フツ素樹脂、アクリル
系樹脂などが使用できる。 このうち特にある種のポリエチレンエマルシヨ
ン（例えば三洋化成ポリエチレンエマルシヨン
716002）は、従来の方法で不安定かつ起泡性が大
であり工業上使用が困難な状態であつたが、本発
明により実用可能となつたものであり、製品皮膜
もすぐれている。（例えば、ポリオキシエチレン
ノニルフエニルエーテル（EO5.5モル付加物、
HLB10.5）５〜10重量％で顕著）。 〔発明の効果〕 以上、要約すると本発明により得られる利点は
次の通りである。 (1) 樹脂エマルシヨンが安定化し、ガムアツプ現
象がなくなり、均一な皮膜が得られる。 (2) 長期間の連続操業が可能となつた。 (3) 従来使用が困難であつた樹脂が使用可能とな
つた。 (4) 無機塩類を全く又はほとんど添加する必要が
なくなり、被膜の密着性、打抜性が向上した。 〔実施例〕 下記組成〔Ａ〕のクロム酸液100Kgに実施例(1)
〜(10)および比較例(1)〜(2)の組成の樹脂と界面活性
剤及び、エチレングリコール4.0Kgを添加し、処
理液を調整した。鋼板にロールコーターで塗布
し、PMT270℃となる様に加熱炉で焼付けた。形
成された被膜の厚さは0.5μｍであつた。処理液の
安定性、起泡性、被膜の打抜性を第１表に示す。
また、使用した界面活性剤のHLB値を第２表に
示す。 〔Ａ〕 CrO₃ 13.3Kg H₃PO₄ 5.7 Ca（OH）₂ 6.0 水 75.0（計100Kg） なお樹脂エマルシヨンは次のものを使用した。 ポリエチレン…三洋化成716002 （固形分20％） フツ素樹脂…ダイキン工業ネオフロンFEPデ
イスパージヨン、ND−１ （固形分50％） アクリル樹脂…旭化成ポリトロンF2000 （固形分50％） また機械的安定性はホモジナイザーにより
12.000rpm×５分、撹拌後の状態を観察して評価
した。良は樹脂の固化がみられず、やや不良は撹
拌軸などにやや樹脂が付着した状態、不良は樹脂
が多量に付着したものである。

【表】

【表】

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 無水クロム酸及び重クロム酸塩の１種又は２
   種以上と、合成樹脂エマルシヨンを含有する処理
   液で磁性板を処理する電磁鋼板複合皮膜の形成方
   法において、該処理液に、該合成樹脂エマルシヨ
   ンの樹脂固形分の２〜30重量部のHLB12以下の
   非イオン界面活性剤を添加することにより、該樹
   脂エマルシヨンの機械的安定性を向上させること
   を特徴とする、電磁鋼板複合皮膜の形成方法。