JPH03177578A - 電磁鋼板絶縁皮膜量の制御方法及び装置 - 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、電磁鋼板の絶縁被膜量の制御に関連し、連
続的に塗布される絶縁塗料の量を塗布直後に測定し、塗
布量の修正を即刻行う制御に関するものである。

［従来技術］ 電磁鋼板はけい素鋼や高マンガン鋼等の磁気飽和点が高
く磁気歪みの小さい薄鋼板に絶縁皮膜を付したもので、
モーターや変圧器等の積層鉄心として用いられる。絶縁
皮膜には絶縁性や耐食性の他に打抜き性や溶接性が要求
されるが、これらの特性を調整し或は一定に保持するた
めには皮膜の厚さを厳密に制御する必要がある。即ち、
これらの特性の中には皮膜の厚さに関して相反するもの
があり、例えば、絶縁性や耐食性は皮膜の厚さに応じて
その性能が向上するが、溶接性は逆に低下する、そして
、絶縁皮膜としては無機系のもの、有機系のものや有機
無機混合系のものがあるが、上記の諸特性を調和させる
ために、無機系や有機無機混合系が多く用いられている
。これらの絶縁皮膜は、一般に、塗料を塗布後、２００
℃前後乃至６５０℃前後に加熱されて焼付けられ皮膜を
形成する。塗料はクロム酸や燐酸及びこれらの塩類或は
Ｚｎ、Ｍｇ、ＡＪ或はＳｉ等の化合物を主体としたもの
が無機系であり、これにフェノール、アクリル、ビニル
等の樹脂或はブタヂエン重合物等のゴム系物質を還元剤
とともに添加したものが有機無機混合系である。これら
の組成を均一に混合するため塗料は水溶性或はエマルジ
ョン型であり（以下、水溶性エマルジョン塗料と称す）
、組成の８０数％乃至９０数％は水分である。

電磁鋼板の連続生産では、これらの被膜量を連続的に測
定し、これを塗布量制御に結び付ける必要があるが、従
来、この被膜量測定には蛍光Ｘ線法が用いられていた。

蛍光Ｘ線法では、−次Ｘ線を走行する電磁鋼帯の表面に
照射し、励起された皮膜中の金属元素から発する蛍光Ｘ
線（二次Ｘ線〉の量から被膜量を求める。即ち、皮膜中
に含有する金属元素をモニタとして測定するもので、こ
の元素は原子量の小さいものでは、蛍光Ｘ線の発生量が
少なく測定困難である。又、含有する金属元素の量が少
ない場合も同様である。このような欠点を補う方法とし
て、塗料中に特定の元素を含有させこの元素をモニタと
する方法（例えば、特開昭５７−１９０２０５号公報）
が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、皮膜中の元素はあくまで皮膜の諸特性を
良くするために添加するものであって、当然ながら測定
条件は制限を受ける。更に、蛍光Ｘ線法では二次Ｘ線の
大気による吸収を避けるために、測定は真空中で行われ
る。このため、絶縁塗料は焼付は乾燥され皮膜中の蒸発
成分が無くなってから測定される。銅帯の走行速度の大
きい連続生産ラインでは、焼付は後の測定値による制御
ではフィードバックの遅延が高品質品歩留まりに大きく
影響する。

このような問題を解消するためにこの発明は行われたも
ので、絶縁皮膜中に含有される金属元素に左右されず、
しかも、塗料を塗布した直後に塗布量を測定し遅れのな
い制御を目的とするものである。

［課題を解決するための手段及び作用〕この目的を遠戚
するための手段は、電磁鋼帯表面にロールコータを用い
て連続的に塗布される水溶性エマルジョン絶縁塗料の水
分による赤外線吸収量を赤外線水分計によって測定し、
前記水分による赤外線吸収量を検量線を用いて被膜量に
換算し、この被膜量と目標被膜量との相違から前記ロー
ルコータのロール周速制御量及びニップ圧制御量を演算
しフィードバック制御を行うこと電磁鋼板絶縁被膜量の
制御方法であり、この方法は、例えば、ロールコータ直
後に配置された赤外線水分計が被膜量換算器に測定値を
送るべく接続しこの被膜量換算器が演算器に接続し、ロ
ール周速制御器とニップ圧制御器とが指令を受けるべく
前記演算器にそれぞれ接続し前記ロール周速制御器と前
記ニップ圧制御器とがロールコータに接続してなる電磁
鋼板絶縁被膜量の制御装置によって実行される。

前述したように、絶縁皮膜を形成する塗料は一般に水分
含有率が９０％前後である。塗料の種類が決まれば、塗
布された水分量から被膜量は換算することができる。し
たがって、電磁鋼板表面に塗布された水溶性エマルジョ
ン絶縁塗料の水分量を測定すれば、被膜量が算出される
。

水分量の測定には、水分子のＯＨ結合による波数３５０
０ＣＩ＋−’の吸収量を調べる赤外線吸収法がよく用い
られている。しかし、この方法ではこの近辺の波数を吸
収する水分子以外の成分のことを考慮する必要がある。

このような成分として先ず樹脂があり、樹脂の種類や変
成成分によってその吸収能が異なる。又、皮膜の主成分
であるクロム酸や燐酸の原子団、或はＺｎ、Ｍｇ、Ａ、
＆、Ｓｉ等の使用が予想される化合物では、更に小さな
波数位置で吸収が行われ、波数３５００ＣＩ１１−’近
辺の。吸収はないが、水分子の会合状態に影響をあたえ
ることも考えられる。このような蜆点から、赤外線水分
計で測定される水分による赤外線吸収量の測定値く以下
、水分計測定値と称す〉は必ずしも厳密な意味では水分
量ではないが、塗料が一定であり測定条件が一定であれ
ば十分に水分量を示す量として解釈することが出来る。

具体的には、絶縁塗料別に検量線を作成し、水分計測定
値と形成される絶縁被膜量との対応を求めてやれば、正
確に被膜量が求められる。

ここで求めた被膜量に基づいてロールコータのフィード
バック制御が行われるが、説明のために、測定部も含め
代表的な制御装置の概要を第１図に示す０図で、ｌは赤
外線水分計、２は被膜量換算器、３は演算器、４はロー
ル周速制御器、５はニップ圧制御器、６はアプリケイタ
−ロール、７はピックアップロール、８はメタリングロ
ル、９は塗料槽、１０は電磁鋼帯である。赤外線水分計
１は、ピックアップロール７、メタリングロール８及び
アプリケイタ−ロール６の配されたロールコータの直後
に配置されているので、塗布直後に測定が行われる。そ
して、その水分計測定値は赤外線水分計１からこれに接
続された被膜量換算器２に逐−送られる。成膜量換算器
２では予め入力されている検量線によって送られた水分
計測定値を被膜量に換算する。成膜量換算器２は演算器
３に接続しており、水分量測定値から換算された被膜量
はこれも逐一演算器３に送られる。

ロールコータを用いて塗布を行う場合、アプリケイタ−
ロールの周速が大きくなると塗布量が増え、又、ニップ
圧力が大きくなると塗布量が減少する。演算器３では上
記の換算された被膜量と予め入力された目標とする被膜
量（目標量と称す〉との間に相違がある場合、この相違
を打ち消すように、アプリケイタ−ロール６の周速とニ
ップ圧の調整量を演算する。演算結果は演算器３にそれ
ぞれ接続されているロール周速制御器４とニップ圧制御
器５とに伝送される。これらの制御器はそれぞれロール
コータに接続されており演算結果に基づいてロールコー
タを制御する。このロールコル夕の制御はアプリケイタ
−ロール６の適正な周速とニップ圧に合わせて、必要に
応じて、ピックアップロール７及びメタリングロール８
についても行われる。

［実施例］ Ｓｉを２．５％含有する厚さ０．５０關の電磁鋼帯に、
主な成分として重クローム酸亜鉛８０ｇ／ｌ、硝酸アル
ミニウム６０　ｇ　／　１　、フェノル樹脂エマルジョ
ン３０ｇ／ｆ（乾燥後９ｇ／ｇ）、水分８６　ｗ　ｔ％
の絶縁塗料をライン速度８０ｍ／分で連続的に塗布し、
第１図に示した制御装置を用いて被膜量制御を行い、焼
付は後形成された絶縁皮膜の厚さの分布を調べた。

赤外線水分計と電磁鋼帯表面との間には赤外線が通過す
る不透明の筒を設け、この筒のなかに乾燥ガスを流し、
大気中の水蒸気による赤外線吸収量の変動を防ぐと共に
外乱光の影響も防いだ、塗料を塗布された電磁鋼板表面
から反射する赤外線３１と、電磁鋼板表面近くに設置し
た鏡から反射する赤外線量とを交互に測定し、前者と後
者との比を水分測定値とした。波数幅については３３５
０（１ｍ−’から３６００ｃｍ−”を測定した。この塗
料の水分計測定値と被膜量との関係を予め求めておき、
これを被膜量換算器に入力しておいた。この関係を第２
図に示す０図で、縦軸は被膜量、横軸は水分計測定値で
あるが、被膜４１１０μｍ以下では両者は良い直線関係
にある。

演算器において行う制御量の演算にも、予め作成された
ロール周速と被膜量との関係、及びニップ圧と被膜量と
の関係を用いた。演算に使用した予め作成されたロール
周速と被膜量との関係を第３図に示す０図で、縦軸は最
終的に得られる被膜量、横軸はロール周速で、Ａはアプ
リケイタ−ロールについてのグラフ、Ｂはビックアップ
ロルについてのグラフ、Ｃはミータリングロールについ
てのグラフである。ロール周速制御の例で制御量の演算
方法を説明すると、目標被膜量ｗＯの時、被膜量Ｗが測
定されたとすると、アプリケイタ−ロールの周速をａか
らａ。へ向けて制御する。これに伴い、ピックアップロ
ールの周速はｂｏへ向け、ミータリングロールの周速は
Ｃ８へ向けて制御した。このとき、過剰制御を避けるた
めａからａＱへの移行を段階的に行ってもよい。

ニップ圧についても、同様にして制御量を演算する。こ
の実施例では、ロール周速の制御量を上記のａ（、とａ
との差よりも小さくし、不足分をニップ圧で制御してそ
の総合効果で測定被膜量Ｗが目標被膜量Ｗ。どなる方策
を採った。

このように制御を行い、目標被膜量１．２ｇ／ｍ２で絶
縁皮膜を付した結果、皮膜付着量の変動幅は１２．５％
であった。この結果は、従来の蛍光Ｘ線法で得られる１
６．０％に較べ非常に良いものであった。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、電磁鋼板の絶縁皮膜
の制御を塗布直後に行う付着量測定に基づいて行うので
、フィードバックの遅れがなく非常によい精度で制御さ
れる。又、モニタ元素の添加を必要としないので、皮膜
組成に全く制限が生ぜず常に皮膜特性を最良にする組成
を選択することができる。このように、この発明は電磁
鋼板絶縁皮膜の品質向上及び改善に大きな効果をもたら
すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は作用を説明するための代表的な制御装置の概要
図、第２図は被膜量測定の原理を説明するための水分計
測定値と被膜量との関係を示す図、第３図は制御量の演
算に用いるロール周速と被膜量との関係を示す図である
。 １・・・赤外線水分計、２・・・被膜１換算器、３・・
・演算器、４・・・ロール周速制御器、５・・・ニップ
圧制御器、６・・・アプリケイタ−ロール、７・・・ピ
ックアップロール、８・・・メタリングロール、９・・
・塗料槽、１０・・・電磁鋼帯。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電磁鋼帯表面にロールコータを用いて連続的に塗
   布される水溶性エマルジョン絶縁塗料の水分による赤外
   線吸収量を赤外線水分計によって測定し、前記水分によ
   る赤外線吸収量を検量線を用いて皮膜量に換算し、この
   皮膜量と目標皮膜量との相違から前記ロールコータのロ
   ール周速制御量及び／またはニップ圧制御量を演算しフ
   ィードバック制御を行うことを特徴とする電磁鋼板絶縁
   皮膜量の制御方法。
2. （２）ロールコータ直後に配置された赤外線水分計が被
   膜量換算器に接続しこの被膜量換算器が演算器に接続し
   、ロール周速制御器とニップ圧制御器とが前記演算器に
   それぞれ接続し前記ロール周速制御器と前記ニップ圧制
   御器とがロールコータに接続してなることを特徴とする
   電磁鋼板絶縁被膜量の制御装置。