JPH0356679A - 電磁鋼板用絶縁皮膜の焼付け方法 - 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、電磁鋼板の絶縁皮膜を焼付け塗装するに際
して、欠陥が無く電気絶縁性に浸れた皮膜を生産性よく
形成させる加熱の仕方に関するものである． ［従来の技術コ ｔｌｉ！ｉ鋼板は鉄損の少ないけい素鋼板や高マンガン
鋼等の薄鋼板に電磁皮膜を付したものであるが、この絶
縁皮膜の被覆は電磁鋼帯に連続的に処理される．即ち、
絶縁皮膜は水溶性高分子エマルジョンを主戒分とする有
機及び無機系の溶液を薄鋼板の表面に塗布した後、３０
０゜Ｃ前後に加熱して焼付けられる．そして、加熱に際
しては、直火型やラヂアントチューブ方式などが用いら
れるが、安定した操業ができることから後者が広く用い
られている．このラヂアントチューブ方式は、非加熱鋼
帯の周囲にチューブを配し、燃焼ガスをこのチューブの
中を通すことによってチューブを加熟し、チューブから
の輻射熱によって銅帯を加熱するものである．加熱によ
って銅帯に塗布された塗料は重合し硬化して皮膜を形成
する．しかし、皮膜が硬化する前に溶媒であった塗料中
の水分を蒸発させる必要があり、そのためには、昇温速
度を小さくすることが望ましい．一方、生産性を上げる
には昇温速度は大きい方が望ましく、従来は、製品に欠
陥の現れない限界の速度で加熱炉のなかを銅帯を通過さ
せていた．このときの昇温速度は１０℃／秒前後であっ
た． ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、生産性の向上の要求とともに製品品質の
安定化が求められると、ラヂアントチューブ方式で一義
的に昇温速度を決めてしまう上記の方法では、両者とと
もに満足することは不可能であった．この問題を解決す
るためにこの発明はなされたもので、加熟初期の加熱方
式を制御することによって、品質が安定し且つ生産性に
優れた絶縁皮膜の焼付け方法の提供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］この目的を達成
する手段は、電磁鋼板の絶縁皮膜を連続的に焼付ける際
に、少なくとも昇温過程では高周波加熱方式を用いて２
０℃／秒以下の昇温速度で電磁鋼板を加熱昇温する電磁
鋼板用絶縁皮膜の焼付け方法であり、更によいのは、そ
の昇温過程で１３０℃以上で焼付け温度未満の温度域に
規制温度を設定し、この規制温度に達するまでは昇温速
度を２０℃／秒以下に規制して加熱昇温し、その後所定
のいわゆる焼付け温度までは任意の昇温速度で加熱昇温
する電磁鋼板用絶縁皮膜の焼付け方法である． 電磁鋼板溶絶縁皮膜には、絶縁性と同時に鋼板との密着
性や強度も求められるので、皮膜楕成は無機系成分とし
てクロム酸や燐酸或はこれらの塩を含み、したがって有
機樹脂としては水溶性高分子エマルジョンが一般に用い
られる．このため、塗料中の水分量は８０％乃至９０％
にも達し、焼付け時にこの水の挙動を制御することがよ
い皮膜を形成させる重要な技術となる．加熱によって、
この水は気化し塗膜から抜け出していくが、塗膜は加熱
によって流動性を失い気化した水を抜け出し難くする．
そして、抜け出し遅れた気化水が残ると！４Ｈ中に空孔
を作ったり表層に膨れを生じさせたりし、又、遅れて抜
け出した気化水は表層に細かい亀裂を生じさせたりする
．これらの現象が表層に起こると、表層はみかんの皮肌
のように見えるのでオレンヂビールと呼ばれ、塗膜品質
を判定する一つの目安とされている． 塗膜硬化の過程と脱水の過程とをつぶさに調べた結果、
発明者等は、気化水の抜け出し易さは塗膜の硬くなり始
まる温度以前と以降とでは決定的に大きな相違があり、
硬くなり始まった温度以降での脱水は塗膜欠陥につなが
ることを確１！！シた．即ち、塗膜が硬化を開始する温
度までに脱水を完了させる必要があり、又完了させれば
塗膜の空孔もオレンヂピールも発生しない．更に、加熱
方式によって塗膜の深さ方向の温度勾配が異なり、直火
型加熱やラヂアントチューブ加熱では塗膜の表層の温度
が鋼素地側の温度より常に高く、この傾向は特に昇温時
に顕著である．即ち、これらの加熱方式では、熱エネル
ギーは表層を通して鋼素地側へ伝えられるので表層側が
より高温となる．しかし、高周波加熱方式では、塗膜よ
りも電導度の高い鋼素地に電流がより多く誘導され、鋼
素地が高温となり熱エネルギーは塗膜の鋼素地側を通っ
て表層に伝えられここから外部に放散されるので、塗膜
では鋼索地側の温度がより高くなっている． したがって、昇温時に高周波加熱方式を用いて昇温する
と、塗膜の鋼索地側から脱水が盛んに行われ始め、この
現象が段々と表層側に移っていく．塗膜が固まって行く
過程も同じ順序であり、これらの現象の推移は極めて脱
水にとって好都合で水の気散を高めるものである．しか
し、このような現象の推移は塗膜の硬化以前に脱水効果
をもたらすものであり、硬化後は効果を発揮しないので
、少なくとも昇温時に高周波加熱方式を用いればよい． 現在、水溶性エマルジョン高分子にはフエノールやエポ
キシ、アクリル、スチレン、ポリエチレン等の樹脂或は
ブタヂエン共重合物等のゴムが用いられるが、これらの
樹脂やゴムが硬化し始めるのは１３０″Ｃ位になってか
らであり、この温度までに脱水を完了させてやればよい
．このためには、１３０℃以上焼付け温度未満の温度域
に、その温度までは昇温速度を規制する規制温度を設定
しておき、この規制温度まではゆっくり昇温してやれば
よい．このゆっくり昇温の限界が２０℃／秒の昇温速度
である．規制温度以上では加熱温度は任意で、規制され
た速度よりも大きくすることによって焼付け温度に達す
る迄の時間が短くなり、更に生産性が向上する． ［実施ＩＭ］ Ｓｉを０．２５％含有する厚さ０．５０ｍｍの電磁鋼板
にロールコートにより、塗料を塗布して加熱焼付けて絶
縁皮膜を形成し、皮膜特性を調べた．用いた塗料は、ク
ロム酸亜鉛を約８ｇ／１、しよ糖２ｇ／Ｉ、フェノール
系樹脂２０ｇ／Ｉを主成分とするもので一塗布量は乾燥
重量で２．０ｇ　／ｍａであった．加熱には高周波加熱
を用い、焼付け時の焼付け温度は３５０゜Ｃで、規制温
度を設定した場合としなかった場合とについて試験を行
った．この加熱パターンを第１図に示す．図で縦軸は温
度で横軸は時間、Ｔ．は焼付け温度、Ｔｒは規制温度、
ｔ．は昇温に要した時間である．〈ａ〉図は規制温度を
設定した加熱パターンであり、（ｂ）図は設定しなかっ
た場合の加熱パターンである．なお、昇温条件が発明の
範囲外である比較例と従来行われていたラヂアントチュ
ブ加熱による従来例についても同様に試験し比較した．
皮膜特性については、オレンヂビールの有無、密着性及
び眉間抵抗とを測定した．オレンヂピールは肉眼観察に
よって行い、その有無の状況を、全く認められないもの
を○、僅かに認められるものをΔ、明らかに認められる
ものを×の三段階で評価した．密着性については、直径
３０−■の丸棒に巻き付け１８０゜折り曲げた後、変形
部分に粘着テープを張り付け密着力の弱い部分を剥離さ
せその程度を調べた．その程度については、全く剥離の
認められないものをＯ、僅かに認められるものを○、少
々認められるものを◇、対象面積の半分近く剥離したも
のをΔ、半分以上剥離したものを×として五段階に評価
した．又、層間抵抗はＪ　Ｉ　Ｓ−Ｃ−２５５０に基づ
いて測定した．加熱条件と得られた結果とを第１表に示
す．焼付け条件がこの発明の範囲内にある実施例では、
何れも、オレンヂビールは全く認められず、密着性も十
分に得られ、且つ層間抵抗は３０Ωｄ／枚以上である．
即ち、従来では従来例試験陽４のように３０秒以上の時
間をかけて昇温しなければ、満足な皮膜特性が得られな
かったのに対して、実施例試験Ｎ１Ｌ１や２のように、
２０秒前後で昇濡してもよい結果が得られている．更に
、実施例３乃至６は規制温度を設定した場合であるが、
規制温度を超えた後は、昇温速度を大きくしても十分に
良好な結果が得られ、実施例試験Ｎａ４や６のように、
昇温に要する時間も大幅に短縮することが出来た．この
ように、実施例では昇温時間短縮にもかかわらず、安定
して高品質製品が得られることを示していた． 第 １ 表 これに対して、昇温遠度の大き過ぎた比較例試験Ｎａｌ
及びＮａ　２では、測定結果は何れも不十分であり、又
，規制温度が１００℃と低過ぎた比較例試験ＮＩＬ３で
も結果は十分ではない．従来例では、焼付け温度到達ま
での時間を実施例と同程度に短くしようとすると、オレ
ンヂピールは発生し、密着性も劣り眉間抵抗も低下する
．そして、実施例に匹敵する試験結果を得るためには、
従来例試験嵐４に見られるように、二倍以上の時間をか
けて昇温しなければならなかった． 他の例で、塗料樹脂にエポキシ系樹脂やゴム系であるス
チレン・ブタヂエン樹脂等を用いたものについても試験
を行ったが、結果は上記と同様であった． ［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、高周波加熱方式によ
り加熱昇温するので塗料溶媒である水が気化し易い．更
に、塗料の硬化が始まるまでの昇温速度を規制しその後
の昇温遠度を大きくすることによって、高品質の絶縁皮
膜を短い時間で安定して焼付けることができる．このよ
うに、品質と生産性とを両立させたこの発明が電磁材料
の性能と使い易さとに与える効果は極めて大きい．４

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例を説明するための加熱バタン を示す図である．

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電磁鋼板の絶縁皮膜を連続的に焼付ける際に、少
   なくとも昇温過程では高周波加熱方式を用いて２０℃／
   秒以下の昇温速度で電磁鋼板を加熱昇温することを特徴
   とする電磁鋼板用絶縁皮膜の焼付け方法。
2. （２）昇温過程で１３０℃以上焼付け温度未満の温度域
   に規制温度を設定し規制温度までは２０℃／秒以下の昇
   温速度で加熱昇温し規制温度以上所定の焼付け温度まで
   は任意の昇温速度で加熱昇温する請求項１記載の電磁鋼
   板用絶縁皮膜の焼付け方法。