JPH03243780A

JPH03243780A - 打抜性及び密着性にすぐれた絶縁被膜を有する電磁鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH03243780A
Application number: JP2039419A
Authority: JP
Inventors: Hirohiko Sakai; 堺　裕彦; Tadayoshi Kamigaki; 上垣　忠義; Takashi Saito; 隆司斉藤
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1990-02-20
Filing date: 1990-02-20
Publication date: 1991-10-30
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JP2802402B2

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】童栗±坐剋貝光互本発明は、絶縁被膜を有する電磁鋼板の製造方法に関し
、詳しくは、有機無機混合系絶縁被膜を表面に被覆処理
した打抜性及びスリット時の被膜密着性にすぐれる電磁
鋼板の製造方法に関する。

藍来坐挟歪一般に、家庭用電気製品等のモーター、トランス等の鉄
心に用いられる電磁鋼板には、渦電流損を低減するため
に、一般に、絶縁被膜が施されており、通常、これら電
磁鋼板は、所定の形状に打抜いた後、そのまま、又は歪
取り焼鈍を行なった後、多数を積層し、端面を溶接して
、鉄心に組み立てられる。

一般に、電磁鋼板の絶縁被膜は、リン酸塩系、クロム酸
塩系又はケイ酸塩系からなる無機系被膜と、これら無機
系被膜を基体として、これに樹脂成分を混合してなる有
機無機混合系被膜とに大別される。

上記無機系被膜を施した電磁鋼板は、打抜金型の１回研
磨当りの打抜回数が約ｌＯ万同程度であって、打抜き性
に劣るほか、被膜が曲げ密着性や耐食性にも劣る。これ
に対して、有機無機混合系絶縁被膜を被覆した電磁鋼板
は、前記無機系被膜を被覆したものに比べて、連続打抜
き時にすぐれた打抜性を有しているのみならず、絶縁被
膜が曲げ密着性や耐食性にもすぐれるので、現在、有機
無機混合系絶縁被膜を被覆した電磁鋼板が家庭電気機器
等におけるモーターやトランスの心材として広く用いら
れている。

しかし、近年、モーター等を用いる製品の高級化に伴っ
て、心材の絶縁被膜に一層の厳しい電気絶縁性が要求さ
れるに至っている。このように、電気絶縁性を高めるた
めには、絶縁被膜を厚くすることが有効である。例えば
、通常は、絶縁被膜量は、１〜２　ｇｌｒｄ程度である
が、これを３〜５ｇ／ｒｄとすることによって、絶縁性
が高められ、前述したような厳しい要求を満足し得る絶
縁性を得ることができる。しかし、この方法によれば、
被膜の密着性が劣化するので、反面、種々の好ましくな
い問題が生じる。

即ち、一般に、絶縁被膜形成用処理液を塗布し、焼き付
けた電磁鋼板は、所定の幅寸法にスリットされ、その際
に、スリットされたコイルは、張力の下に巻き取られる
。より詳細には、第１図に示すように、絶縁被膜を形成
した電磁鋼板１は、スリッター２にて所定の幅寸法にス
リットされた後、テンション・バット３と称されるポリ
エステル製のフェルトで電磁鋼板の上下両面を挟まれて
加圧され、かくして、テンション・リール４との間に張
力を加えながら、巻き取られる。

従って、前述したように、電磁鋼板に３〜５ｇ／ｄもの
厚い絶縁被膜を施した場合は、上記スリット時に電磁鋼
板がテンション・バットによる加圧下にしごかれるとき
、テンション・バットによって絶縁被膜の一部が電磁鋼
板から剥離して、テンション・バットに付着する。また
、スリットの進行に伴って、剥離した被膜がテンション
・バットに堆積すると、後続の電磁鋼板も、その被膜の
剥離が促進され、スリットされた電磁鋼板に疵を与える
こととなり、その結果、外観を著しく損なうのみならず
、被膜の耐食性をも劣化させる。更に、テンション・バ
ットに堆積した剥離被膜がスリットされた電磁鋼板に付
着すると、次工程において心材打抜きの際に、剥離被膜
が金型に付着し、金型の損傷を引き起こす。

また、絶縁被膜が厚いときは、打抜き加工の際に、剪断
部近傍の被膜の剥離量も多くなって、打抜性を損なう問
題もある。

このように、被膜量が１〜２ｇ／ｒｒｒ程度の薄膜の有
機無機混合系絶縁被膜は、その密着性はすぐれているが
、被膜量３〜５　ｇ／ｎ？程度の厚膜の有機無機混合系
絶縁被膜は、被膜の密着性の低下が著しい。

が”°　しよ°と　るｉ本発明は、従来の有機無機混合系絶縁被膜を有する電磁
鋼板の製造における上記したような問題を解決するため
になされたものであって、有機無機混合系絶縁被膜を表
面に被覆処理した打抜性及びスリット時の被膜密着性に
すぐれる電磁鋼板の製造方法を提供することを目的とす
る。

量　を”するための本発明による打抜性及び密着性にすぐれた絶縁被膜を有
する電磁鋼板の製造方法は、シランカップリング剤及び
チタネートカップリング剤よりなる群から選ばれる少な
くとも１種のカップリング剤を有機無機混合系絶縁被膜
形成用処理液の有機質及び無機質総固形分に対して０．
１〜５重量％含有する処理液にて電磁鋼板の表面に有機
無機混合系絶縁被膜を形成することを特徴とする。

本発明の方法において、電磁鋼板上に有機無機混合系絶
縁被膜を形成するための処理液は、主成分として、無水
クロム酸、クロム酸塩、重クロム酸塩、リン酸塩又はこ
れらの混合物からなる無機成分と、アクリル樹脂、酢酸
ビニル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ
樹脂等の合成有機樹脂の水溶液又は水性エマルジョンか
らなる有機成分とを含有し、これ以外にシランカップリ
ング剤及びチタネートカップリング剤よりなる群から選
ばれる少なくとも１種のカップリング剤と少量の有機還
元剤を含有している。

上記のような無機成分及び有機成分を含む有機無機混合
系絶縁被膜形成用処理液は、既に知られている。例えば
、クロム酸塩や重クロム酸塩としては、マグネシウム、
カルシウム、亜鉛等のクロム酸塩や重クロム酸塩が好適
に用いられる。また、有機還元剤としては、例えば、グ
リセリン、ポリエチレングリコール等の多価アルコール
が好適に用いられる。

本発明において、シランカップリング剤は、分子中にグ
リシジル基及びメトキシ基やエトキシ基等のアルコキシ
基、好ましくはメトキシ基を有するものが特に好適に用
いられる。このようなシランカップリング剤としては、
例えば、Ｔ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン
等を挙げることができる。

本発明において用いる有機無機混合系絶縁被膜形成用処
理液は、強酸性強酸化性であるために、シランカップリ
ング剤の多くが処理液に相溶性をもたず、ゲル化しやす
く、この観点から、本発明においては、特に、前記分子
中にグリシジル基及びアルコキシ基を有するシランカッ
プリング剤が好適に用いられる。

本発明において用いるチタネートカップリング剤は、有
機無機混合系絶縁被膜形成用処理液に相溶うするもので
あれば、特に、限定されるものではないが、通常は、分
子中にイソプロポキシ基等のアルコキシ基、又はオキシ
酢酸の残基又はエチレングリコールの残基を有するもの
が好ましく用いられる。

このようなチタネートカップリング剤としては、具体例
として、イソプロポキシ基を有するものとして、例えば
、１−ＰｒＯＴｉ（ＯＣＯＣ＋Ｊｓｓ）ｓで表わされるイ
ソプロピルトリイソステアロイルチタネート、１−ＰｒＯＴｉ（ＯＣＪａ−ＮＦＩ−ＣＪｎ−ＮＨｚ）
＋で表わされるイソプロピルトリ　（Ｎ−アミノエチル
アミノエチル）チタネート、オキシ酢酸残基を有するものとして、例えば、υｎで表わされるビス（ジオクチルパイロホスフェート〉オ
キシアセテートチタネート、また、エチレングリコール残基を有するものとして、例
えば、ｔＩで表わされるビス（ジオクチルパイロホスフェート）エ
チレンチタネート、等を挙げることができる。

上述したようなシランカップリング剤及びチタネートカ
ップリング剤は、単独にて、又は２種以上の混合物とし
て用いられる。しかし、一般に、シランカップリング剤
は、それと共に用いる有機樹脂やフィラーがある程度限
られるのに対して・チタネートカップリング剤は、シラ
ンカップリング剤に比べて、電磁鋼板の有機無機混合系
絶縁被膜形成のために用いられる処理液中のリン酸、リ
ン酸塩、リン酸−クロム酸液等の無機成分との相溶性が
よく、更に、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂やウレタン
樹脂等の熱硬化性樹脂等、種々の合成樹脂との相溶性が
よいうえに、無機フィラーも幅広く選択できるところか
ら、本発明においては、チタネートカップリング剤が好
ましく用いられる。

更に、チタネートカップリング剤を用いるとき、被膜の
硬さを高めると共に、密着性の一層の向上を達成するこ
とができ、しかも、処理液への適用性もすぐれている。

本発明において、処理液は、かかるカップリング剤を有
機無機混合系絶縁被膜形成用処理液における後述する有
機質及び前記無機質の総固形分に対して、０．１〜５重
量％の範囲で含有する。カップリング剤の量が有機無機
混合系絶縁被膜形成用処理液における総固形分に対して
、０．１重量％よりも少ないときは、電磁鋼板のスリッ
ト時の被膜の密着性や被膜の曲げ密着性の改善に殆ど効
果がない。しかし、５重量％を越えて過多に用いるとき
は、得られる被膜が硬くなりすぎて、被膜の延性が乏し
くなるために、被膜が曲げ密着性に劣るようになって、
好ましくない。

本発明において、有機樹脂としては、例えば、アクリル
樹脂、酢酸ビニル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂
、エポキシ樹脂等の１種又は２種以上の水溶液又は水性
エマルジョンが用いられるが、これらに限定されるもの
ではない。

これら有機樹脂は、固形分にて、有機無機混合系絶縁被
膜形成用処理液における有機質及び無機質の総固形分に
対して、５〜５０重量％の範囲で用いられる。

本発明の方法によれば、上記有機樹脂を、クロム酸、リ
ン酸、ケイ酸又はこれらの塩等の前記無機成分の水溶液
に、上記した範囲で加え、更に、これに前記シランカッ
プリング剤又はチタネートカップリング剤を有機質及び
無機質の総固形分に対して０．１〜５重量％の範囲で、
好ましくは、滴下しながら徐々に加えて処理液とし、こ
の処理液をロールコータ−等の適宜手段によって、電磁
鋼板に塗布し、更に、例えば、１５０〜４００℃の温度
で焼付けることによって、本発明による有機無機混合系
絶縁被膜を有する電磁鋼板を得ることができる。

尚、被膜特性の向上のために、処理液は、ホウ酸（塩）
、ケイ酸ゾル、アルくナゾル等を適量含有していてよい
。

焼付は後の被膜量は、特に、限定されるものではないが
、被膜の絶縁性や耐食性等の被膜特性の観点から、０．
５〜５　ｇ／ｒｄの範囲が好ましく、特に２．５〜４．
５ｇ／ｒｒｒの範囲が好ましい。

発奥生並来以上のように、本発明によれば、無機質フィラー及び有
機樹脂と共に、シランカップリング剤及び／又はチタネ
ートカップリング剤を含有させた処理液を電磁鋼板に塗
布し、焼付けて、絶縁被膜を形成する。かかる絶縁被膜
は、打抜性、スリット時の被膜密着性及び被膜の曲げ密
着性にすぐれる。

特に、本発明によれば、被膜量を３〜４　ｇ／ｎ？の厚
膜としても、電磁鋼板のスリット時及び打抜き時の被膜
＃離を被膜量１〜２ｇ１ｃｄ程度の薄膜と同じ程度とす
ることができ、被膜の密着性が格段に改善される。

失施班以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。重量部
はすべて固形分の重量部数である。

尚、以下の実施例において、得られた有機無機混合系絶
縁被膜を有する電磁鋼板について、被膜の密着性、耐食
性、曲げ密着性及び電磁鋼板の打抜性の試験は、次のよ
うにして行なった。

被撲史貴蓋且跋塘１０）ンコイルを第１図に示したようなスリット・ライ
ンでスリットして、テンション・バットへの被膜の剥離
量で判定した。◎は剥離なし、Ｏは掻く微量の剥離が認
められる、△は少量の剥離が認められる、×は多量の剥
離が認められる、を示す。

被股坐虹食檻拭駐塩水噴霧試験を行なって、８時間後の錆の発生状態から
判定した。◎は錆発生なし、○は錆発生（１％以下）、
△は錆発生（１０％以下）、×は錆発生（１０％以上）
、を示す。

の曲げ・　　ｉ５Ｒ径（１８０°曲げ）に曲げたときの被膜の剥離状態
から判定した。◎は剥離なし、Ｏは極く微量の剥離が認
められる、Δは少量の剥離が認められる、×は多量の剥
離が認められる、を示す。

の　　　　　゛電磁鋼板を１０ｍ径スチールダイス（金型５ＫＤ−１１
）　、クリアランス６％でかえり高さ５０μｍまでの打
抜き数で示す。

実施例１〜３及び比較例１〜３重クロム酸マグネシウム１２０重量部、グリセリン１５
重量部、ホウ酸２０重量部及びアクリル樹脂６０重量部
を含有する混合液に第１表に示す量のイソプロポキシ基
を有するチタネート系カツブリング剤として、イソプロ
ピルトリ　（Ｎ−アミノエチルアミノエチル）チタネー
ト（味の素■製ＫＲ４４）を加えて、処理液を調製し、
これを電磁鋼板（板厚０．５　ｗ、Ｓｉ量２．０重量％
）の表面にロールコータ−を用いて塗布し、３００℃で
６０秒間焼付けた。

このようにして得られた有機無機混合系絶縁被膜を有す
る電磁鋼板について、その被膜量、被膜の密着性、耐食
性、曲げ密着性及び電磁鋼板の打抜性を第１表に示す。

実施例４〜６及び比較例４〜６実施例１における混合液にオキシ酢酸の残基を有するチ
タネート系カップリング剤としてビス（ジオクチルパイ
ロホスフェート）オキシアセテートチタネートを第２表
に示す量にて加えて、処理液を調製し、これを実施例１
と同様に電ｉｎｍ板に塗布し、焼き付けた。

このようにして得られた有機無機混合系絶縁被膜を有す
る電磁鋼板について、その被膜量、被膜の密着性、耐食
性、曲げ密着性及び電磁鋼板の打抜性を第２表に示す。

実施例７〜９及び比較例７〜９実施例１における混合液にエチレングリコールの残基を
有するチタネート系カップリング剤としてビス（ジオク
チルパイロホスフェート）エチレンチタネートを第３表
に示す量にて加えて、処理夜を調製し、これを実施例１
と同様に電磁鋼板に塗布し、焼き付けた。

このようにして得られた有機無機混合系絶縁被膜を有す
る電磁鋼板について、その被膜量、被膜の密着性、耐食
性、曲げ密着性及び電磁鋼板の打大性を第３表に示す。

実施例１０〜１２及び比較例１０〜１２重クロム酸マグ
ネシウム１２０重量部、グリセ１７１５重量部、ホウ酸
２０重量部及びエポキシ封脂６０重量部を含有する混合
液に第４表に示す量のγ−グリシドキシプロビルトリメ
トキシシラノ（信越シリコーン■製）を加えて、処理液
を調４し、これを実施例１と同様に電磁鋼板に塗布し、
曳き付けた。

このようにして得られた有機無機混合系絶縁被膜を有す
る電磁鋼板について、その被膜量、被膜の密着性、耐食
性、曲げ密着性及び電磁鋼板の打抜性を第４表に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、絶縁被膜を被覆した電磁鋼板のスリット・ラ
インを示す装置構成図である。１・・・電磁鋼板、２・・・スリッター、３・・・テン
ション・バット、４・・・テンション・リール。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）シランカップリング剤及びチタネートカップリン
グ剤よりなる群から選ばれる少なくとも１種のカップリ
ング剤を有機無機混合系絶縁被膜形成用処理液の有機質
及び無機質の総固形分に対して０．１〜５重量％含有す
る処理液にて電磁鋼板の表面に有機無機混合系絶縁被膜
を形成することを特徴とする打抜性及び密着性にすぐれ
た絶縁被膜を有する電磁鋼板の製造方法。
（２）シランカップリング剤が分子中にグリシジル基及
びアルコキシ基を有するシランカップリング剤であるこ
とを特徴とする請求項第１項記載の電磁鋼板の製造方法
。
（３）チタネートカップリング剤が分子中にアルコキシ
基又はオキシ酢酸の残基又はエチレングリコールの残基
を有するチタネートカップリング剤であることを特徴と
する請求項第１項記載の電磁鋼板の製造方法。