JPH0584644B2

JPH0584644B2 -

Info

Publication number: JPH0584644B2
Application number: JP60152467A
Authority: JP
Inventors: Motoharu Nakamura; Kikuji Hirose; Yoshihiko Hirano
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1985-07-12
Filing date: 1985-07-12
Publication date: 1993-12-02
Also published as: JPS6214405A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はフオルステライト皮膜又はその上に無
機系絶縁皮膜を有する方向性電磁鋼板であつて、
その切断性、すべり性、歪取り焼鈍性を改善した
巻鉄心用方向性電磁鋼板に関するものである。

〔従来の技術〕

トランス用電磁鋼板材料として、方向性電磁鋼
板が多量に使用されているが、これらは2.5〜3.5
％の珪素を含有した珪素−鉄合金であつて公知の
圧延と熱処理の組合せにより（110）〔001〕方位
を選択的に発達させるために高温仕上げ焼鈍が行
なわれる。この時の鋼板の焼付きを防止するため
マグネシヤを主成分とする焼鈍分離剤が用いられ
ている。これらの焼鈍分離剤は鋼板の焼付きを防
止すると同時に該鋼板表面の酸化物層との反応に
よつて、フオルステライト（2MgO・SiO₂）を主
成分とする皮膜（以下フオルステライト皮膜と呼
ぶ）を形成する。この皮膜は絶縁皮膜の下地とし
て有効であり、又鋼板との熱膨脹係数が鋼板より
小さいために鋼板に張力を付与して、鉄損や磁気
ひずみ特性を改善する効果がある。小型トランス
として使用される場合には、このフオルステライ
ト皮膜だけでも絶縁性が充分なため、グラスグレ
ードと呼ばれて、巻鉄心用として用いられること
がある。更にすぐれた絶縁性、耐蝕性、および張
力付加による鉄損、磁気ひずみを改善するために
特公昭53−28375に示されるようなコロイダルシ
リカ−クロム酸−リン酸アルミニウムを主成分と
して無機系絶縁皮膜処理液が塗布され、3000〜
6000mg／m²の付着量で850℃前後焼付けと同時に
鋼板のまきぐせ取り除く、いわゆるフラツトニン
グ処理が行なわれている。

これらフオルステライト皮膜や無機系皮膜は無
機耐火物を主成分としているために、潤滑性が劣
り、スリツト時の丸刃の摩耗、巻鉄心製造時の切
断刃の摩耗、EIコア、等の小型鉄心の連続打抜
き時のポンチ、ダイスの摩耗が著しく、切断性の
すぐれた方向性電磁鋼板の要望が大きかつた。

切断性を改善する方法として、特開昭57−
38895号のように常温で固形のワツクス状の皮膜
を特定量塗布することが検討されたが、これで
は、スリツト時のテンシヨンパツト通板時の熱に
よりワツクスが再溶融して、パツトにたい積し、
作業性が劣る欠点を有していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記の問題点を解決すると共にその他
の諸特性を備えた巻鉄心用方向性電磁鋼板を提供
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記フオルステライト皮膜を有する方
向性電磁鋼板又はフオルステライト皮膜の上に無
機系絶縁皮膜を有する方向性電磁鋼板の表面に20
−700mg／m²と少量の有機皮膜を形成させるもの
である。したがつて付着量が少ないために鉄損、
磁気ひずみへの悪影響もなく、切断性、すべり性
がすぐれ、歪取り焼鈍時に有機樹脂は分解、飛散
し、鋼板への浸炭もなく、表面にカーボンの残存
がなく、ステツキングも起らないものである。

近年、巻鉄心の製造の自動化が進み、自動的に
所定の長さに切断し、ベルトで円形巻きし、成形
後、歪取り焼鈍しコイルを挿入する、いわゆるト
ランコ方式が多く採用されはじめた。

この場合、従来に比べ、切断寸法精度がきびし
くなり、切断による刃の摩耗の減少が重要になつ
て来た。また、ベルトで円形巻きする場合の鋼板
表面のすべり性が大きく影響するため、これら切
断性、すべり性のすぐれた巻鉄心用方向性電磁鋼
板が要望されていた。

本発明はかゝる要望に応え切断性、すべり性が
すぐれ、歪取り焼鈍後に鋼板表面のカーボン汚れ
のない巻鉄心用方向性電磁鋼板を提供するもので
ある。

〔作用〕

本発明は通常のフオルステライト皮膜又はその
上に無機系絶縁皮膜を有する方向性電磁鋼板の表
面に20〜700mg／m²の有機樹脂を主成分とした皮
膜を形成したもので、特に100〜500mg／m²が好ま
しい。

これらの有機樹脂を主成分とした皮膜は塗布、
乾燥後、完全に皮膜化して、コイル状に巻き取つ
てもブロツキングを起さないこと、スリツト通板
時にテンシヨンパツト等で軟化、たい積、剥離し
ないこと、切断性、すべり性がすぐれ、歪取り焼
鈍時には簡単に分解、飛散し、鋼板に浸炭するこ
となく、又表面にカーボン汚れを生じないこと、
ステツキング性がないこと等が必要である。

この様な条件を満足させるにはフオルステライ
ト皮膜又はその上に無機系絶縁皮膜を有する方向
性電磁鋼板の表面に特定の有機樹脂を主成分とす
る処理液を塗布、乾燥し、その付着量を20〜700
mg／m²に調節することが重要である。第１図は、
有機皮膜の付着量と切断性、焼鈍後のカーボン汚
れの関係を示したものである。切断性試験は30mm
巾の試験片を10〜20枚積層し、所定の切断刃の上
から荷重を加えて切断し、その時の荷重と切断面
を観察して行なつた。有機皮膜量の測定は次のよ
うに行なつた。所定面積の方向性電磁鋼板の重量
を予じめ測つておき、この鋼板表面に種々の量の
有機皮膜を形成後、全体の重量を測つて有機皮膜
重量を求めた。従来のフオルステライト皮膜上に
無機系絶縁皮膜を有する方向性電磁鋼板を切断し
た場合の切断荷重の変化は第２図のように数枚の
切断後に切断荷重が著しく増加して行き、最終的
に3500Kgの荷重が必要であつた。この時の切断面
を第４図Ａの写真に示す。これにより、切断面が
著しく荒れていることがわかる。これに対して、
上記無機絶縁皮膜上に200mgの有機樹脂皮膜を形
成した場合はその切断荷重の変化は第３図のよう
に400Kgの一定荷重で切断出来た。この時の切断
面を第４図Ｂの写真に示す。これより、切断面も
非常にきれいで、著しく切断性がすぐれているこ
とがわかる。この様にして付着量と切断荷重の関
係を調査した結果が第１図で、これより、20mg／
m²以上の付着量で切断性が著しく改善されている
ことがわかつた。

次に800℃で2hrs100％N₂中で歪取り焼鈍した
後の鋼板表面のカーボン汚れを調査したところ、
第１図のように有機樹脂皮膜の付着量が500mg／
m²まではカーボン汚れは全々認められず、700
mg／m²までは若干のカーボン汚れが認められるが
実用上は問題がなかつたが、900mg／m²以上では
カーボン汚れが大きく実用上問題のあることがわ
かつた。またすべり性に関しては20mg／m²以上の
付着量でそのまさつ係数が0.5となり、有機樹脂
皮膜のない場合の0.8より著しく小さくなつた。
以上の結果より、有機樹脂皮膜の付着量としては
20−700mg／m²好ましくは100〜500mg／m²である
ことがわかつた。従来より、フオルステライト皮
膜、又はその上に無機系絶縁皮膜の表面に更に絶
縁性を向上する目的で有機ワニスを塗布すること
が実施されていたが、この場合の付着量は5000〜
10000mg／m²と本発明の付着量より著しく多いた
め、歪取り焼鈍には耐えない。本発明のように非
常にわずかの有機皮膜を塗布し、切断性とすべり
性を改善し、歪取り焼鈍によつても何ら悪影響を
およぼさない巻鉄心用方向性電磁鋼板は何ら示唆
していない。又、本発明は特定の有機樹脂の使用
により塗布乾燥後は油に不溶となるため歪取り焼
鈍を実施しない積鉄心用やEI用の方向性電磁鋼
板にも使用することは可能である。

〔実施例〕

次に本発明に使用する有機樹脂としては、例え
ばポリエチレンイミン、ポリプロピレンイミン
等のポリアルキレンポリアミンおよびその誘導
体。

ポリカルボン酸とポリアミンとの縮合により
生成するポリアミドポリアミンおよびその誘導
体。

エポキシ樹脂等のポリグリシジル化合物とア
ミン及び／又はポリアミンとの反応によつて得
られる陽イオン性エポキシ系樹脂。

ウレタンプレポリマー等のポリイソシアネー
ト化合物とアミン及び／又はポリアミンとの反
応によつて得られる陽イオン性尿素系樹脂。

ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレ
ート等のアミノエステル基を含有するビニル化
合物、ビニルピリジン、ビニルイミダゾールあ
るいはそれらの塩類等の陽イオン性窒素含有ビ
ニル化合物から選ばれた１種又は２種以上から
導かれた重合体あるいはこれらの陽イオン性窒
素含有ビニル化合物と共重合可能な他の単量体
との多成分共重合体。

ジアリルアミンおよびその塩類からなる群か
ら選ばれた１種又は２種以上の単量体から導か
れた重合体あるいはこれらの単量体と共重合可
能な他の単量体との共重合体。

クロルメチル基及び／又はヒドロキシメチル
基含有重合体とアミン及び／又はポリアミンと
の反応によつて得られるアミノメチル基含有樹
脂。

ポリハロアルカン及び／又はエピハロヒドリ
ン及び／又はポリエピハロヒドリンとアミン及
び／又はポリアミンとの重縮合物。

前記第〜項の陽イオン性樹脂に公知の方
法で（１例としてクロル酢酸等を用いて）陰イ
オン性基としてカルボキシル基を導入した樹
脂。

（メタ）アクリル系樹脂、アルキツド系樹脂
あるいはマレイン化ポリブタジエン等のカルボ
キシル基含有樹脂とエチレンイミン、プロピレ
ンイミン、ヒドロキシエチレンイミン、１，６
−ヘキサメチレンジエチレンウレア、ジフエニ
ルメタン、４，4′−Ｎ，N′−ジエチレンウレア
等のアジリジン化合物やグリシジルアミンまた
はその塩等の塩基性窒素含有アルキル化剤との
反応によつて得られる両性イオン基を有する樹
脂。

ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレ
ート、ビニルピリジン、ビニルイミダゾールあ
るいはそれらの塩類等の塩基性窒素含有ビニル
化合物から選ばれた１種又は２種以上と、（メ
タ）アクリル酸、クロトン酸あるいはマレイン
酸等のカルボキシル基含有ビニル化合物の１種
又は２種以上との共重合体あるいは共重合可能
な他の単量体との多成分共重合体等の〜の
水溶性あるいは水分散性の樹脂の１種又は２種
以上の混合樹脂が用いられる。この様に長鎖状
有機高分子を主成分としているので、歪取り焼
鈍時に分解しやすく、カーボン汚れの生じにく
い樹脂が用いられる。

また乾燥後のブロツキング性、皮膜の硬度の改
善としてコロイダルシリカ等の微粒子コロイド状
酸化物や耐水性の改善としてクロム酸塩、リン酸
塩の添加が可能である。これら添加物量としては
有機樹脂100部に対して１〜20部が好ましい。

次にこれら処理液はロール又はスプレーで所定
量塗布され、板温が70〜250℃で乾燥され、皮膜
が不溶化される。

これらの乾燥としては鋼板のフラツトニングや
無機系絶縁皮膜処理液の焼付炉の出側の板温を調
節して鋼板の潜熱で乾燥させる方法が設備費、ラ
ンニングコスト面からも好ましい方法である。

実施例１フオルステライト皮膜を有する方向性電磁鋼板
（板厚0.3mm）の表面に処理液Ａをロール塗布し、
板温80℃で乾燥してコイルに巻取つた。

この乾燥皮膜の付着量は200mg／m²であつた。
有機皮膜量の測定は次のようにして行なつた。有
機皮膜を成形した方向性電磁鋼板から所定面積を
採取して全体の重量を測り、しかるのち有機皮膜
剥離剤により有機皮膜を完全に除去後の方向性電
磁鋼板の重量を測つて有機皮重量を求めた。

上記のコイルを150mm巾に工具鋼の刃がスリツ
トしたところ、90Kmスリツト後のカエリは35μm
であつた。この材料を用いてトランコ方式で50mm
厚の巻鉄心を製作した。

350個製造後も良好な切断面が得られ、カエリ
高さも45μmであつた。ベルトで円形巻も均一に
出来た。この巻鉄心を850℃で3hrs、100％N₂中
で歪取り焼鈍したところ、ステツキングもなく表
面のカーボン汚れは認められなかつた。

処理液Ａメチルメタアクリレート40％、ブチルアクリレ
ート50％およびアクリル酸10％よりなる分子量約
203のアクリル系三元共重合体にエチレンイミン
を反応させたのち、リン酸で中和した水分散性樹
脂。

比較材１フオルステライト皮膜を有する方向性電磁鋼板
（板厚0.30mm）のコイルを150mm巾に工具鋼の刃で
スリツトしたところ、20Kmスリツト後にスリツト
カエリが50μmに達したので刃替えを実施した。
この材料を用いて、トランコ方式で50mm厚の巻鉄
心を製作した。

70個の製造後にカエリ高さが55μmに達したの
で刃替えを実施した。ベルトで円形巻きした時に
５回の不揃いを生じて手直しを実施した。

実施例２フオルステライト皮膜上に無機系絶縁皮膜を有
する方向性電磁鋼板の表面に処理液Ｂをスプレー
で塗布し、板温100℃で乾燥してコイルに巻取つ
た。その時の付着量は実施例１と同様の方法で求
め、200mg／m²であつた。このコイルを120mm巾に
工具鋼の刃でスリツトしたところ、68Kmスリツト
後のカエリ高さは40μmであつた。この材料を用
いて60mmの厚みの巻鉄心を製作し、楔型の刃（材
質：工具鋼）で切断した。1500個切断後も切断面
はきれいで、刃の欠けも認められなかつた。

この巻鉄心を850℃で3hrs100％N₂中で歪取り
焼鈍を行つたところ、ステツキングもなく表面の
カーボン汚れも認められなかつた。

処理液Ｂメチルメタアクリレート50％、エチルアクリレ
ート30％、ジメチルアミノエチルメタアクリレー
ト20％を共重合することによつて得られた水分散
性三元共重合体樹脂。

比較材２フオルステライト皮膜上に無機系絶縁皮膜を有
する方向性電磁鋼板をそのまま80mm巾に工具鋼を
用いてスリツトしたところ、15Kmスリツト後にス
リツトカエリが50μmに達したので刃替えを実施
した。この材料を用いて、60mmの厚みの巻鉄心を
製作し、楔型の刃（材質：工具鋼）で切断した。
３個切断後に切断面にササクレを生じ４個で刃欠
けを生じて切断不能となつた。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明によれば、切断性が格別にす
ぐれ、しかもその他の諸特性を備えた巻鉄心用の
方向性電磁鋼板が得られるものであり、巻鉄心の
製造に大きく寄与したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は有機皮膜の付着量を切断性、焼鈍後の
カーボン汚れとの関係を示す図表、第２図は従来
の方向性電磁鋼板の切断性を示す図表、第３図は
本発明の方向性電磁鋼板の切断性を示す図表、第
４図Ａ，Ｂの写真は従来の方向性電磁鋼板を3500
Kgの荷重をかけて切断したとき、及び本発明の方
向性電磁鋼板を400Kgの荷重をかけて切断したと
きの切断面を示した金属顕微鏡組織写真である。

Claims

【特許請求の範囲】１フオルステライト皮膜を有する方向性電磁鋼
板の表面に20−700mg／m²の有機樹脂を主成分と
した皮膜を形成した２層皮膜を有する切断性、す
べり性、歪取り焼鈍性のすぐれた巻鉄心用方向性
電磁鋼板。２フオルステライト皮膜上に無機系絶縁皮膜を
有する方向性電磁鋼板の表面に20〜700mg／m²の
有機樹脂を主成分とした皮膜を形成した３層皮膜
を有する切断性、すべり性、歪取り焼鈍性のすぐ
れた巻鉄心用方向性電磁鋼板。