JPH0699813B2 - 電気鉄板の絶縁被膜形成方法 - Google Patents

電気鉄板の絶縁被膜形成方法

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JPH0699813B2 JP27577289A JP27577289A JPH0699813B2 JP H0699813 B2 JPH0699813 B2 JP H0699813B2 JP 27577289 A JP27577289 A JP 27577289A JP 27577289 A JP27577289 A JP 27577289A JP H0699813 B2 JPH0699813 B2 JP H0699813B2
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【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、厚塗布においても表面が平滑で発粉がな
く、しかも耐熱性、特に焼鈍後の密着性に優れた電気鉄
板のりん酸塩系絶縁被膜形成方法に関する。
〈従来の技術〉 電気鉄板の絶縁被膜に要求される特性は多く、電気絶縁
性の他に表面が平滑で占積率が高いこと、スリット加工
時におけるテンションパットなどとの表面摩擦において
発粉のないこと、歪取焼鈍時に被膜どうしの焼付、被膜
剥離、浸炭のないことなどが要求される。
これらの要求特性を満足させるために、本発明者らは、
既に特公昭59−26669号公報及び特公昭60−32324号公報
において、極微量の水溶性有機物と重クロム酸カリウム
を配合したりん酸塩系絶縁被膜の処理方法を開示してい
る。この方法はりん酸塩系絶縁被膜に不可欠な被膜形成
の反応促進剤として、従来技術の硝酸塩に替えて特定の
水溶性有機物を使用し、かつ歪取焼鈍後の被膜の密着性
向上に効果のある重クロム酸カリウムを特定範囲内で添
加したものである。
この発明により硝酸塩に起因する被膜のエッチング模様
は完全に解消され、歪取焼鈍後の密着性も著しく向上し
た。しかしながら、この方法において高層間抵抗を狙っ
て厚塗りを行うと焼付過程でコーティング液の沸き現象
が発生し、平滑な被覆が得られないばかりではなく、ス
リット加工時のテンションパットなどの摩擦によって発
粉が生じ電気鉄板としての商品価値のないものとなる。
したがってこの方法では高層間抵抗を必要とする高級電
気鉄板の絶縁被膜としては表面性状の問題が残されてい
た。
〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は、上述した従来のりん酸−重クロム酸カ
リウム−水溶性有機物配合のりん酸塩系絶縁被膜におい
て、厚塗りを行った場合に発生しやすいコーティング液
の沸きやそれに起因する発粉などの被膜欠陥を解消し、
かつ電気鉄板の絶縁被膜に要求される諸特性を満足する
りん酸塩系絶縁被膜の形成方法を提供することである。
〈課題解決のための手段〉 発明者らは重クロム酸カリウムと微量の水溶性有機物を
配合したりん酸塩系コーティング液を電気鉄板に塗布し
焼付ける過程で発生するコーティング液の沸きの原因が
被膜への耐熱性付与のために配合している重クロム酸カ
リウムに起因しているとの結論を得た。しかしながらこ
の重クロム酸カリウムの替りに、これ以外のクロム酸塩
や重クロム酸塩を用いた場合は焼鈍後の被膜の密着性を
十分に満足することができなかった。そこで本発明者ら
は焼鈍後の密着性向上に効果のある重クロム酸カリウム
の長所を生かし、かつ膜厚に関係なく表面性状の優れた
コーティング液組成の開発を進めた結果、コーティング
液の沸きに対し重クロム酸アルモニウムの複合添加が極
めて有効であることを知見し本発明に至った。
即ち、本発明は、少なくとも一種のりん酸塩を含む水溶
液に、その水溶液に含まれるりん酸イオンPO4100重量部
に対し、重クロム酸カリウムを10〜40重量部及び重クロ
ム酸アンモニウムを1〜15重量部でかつその合計量が45
重量部以下ならびに水溶性でかつ非イオン性の界面活性
剤を0.1〜3重量部配合したコーティング液を電気鉄板
の表面に塗布し、300〜700℃で焼付けることを特徴とす
る電気鉄板の絶縁被膜形成方法である。
〈作用〉 まず本発明で用いるコーティング液の配合薬剤及びその
組成割合についての限定理由を説明する。
本発明に使用するコーティング液の主剤は、例えばマグ
ネシウム、カルシウム、亜鉛、アルミニウム等のりん酸
塩の少なくとも一種である。このりん酸塩水溶液に含ま
れるりん酸イオンPO4100重量部に対し、重クロム酸カリ
ウムを10〜40重量部配合する。10重量部未満では耐熱性
が十分でなく、歪取焼鈍で被膜剥離がおこりやすく、ま
た40重量部を越えると重クロム酸アンモニウムを下記の
範囲内で複合添加しても発粉を完全に防止できないから
である。
発粉防止剤としての重クロム酸アンモニウムの配合量は
りん酸イオンPO4100重量部に対し1〜15重量部に限定す
る。1重量部未満ではその効果がなく1重量部以上で
は、添加量を増すにしたがってその改善効果は大きくな
るので被膜目付量の多いもの程添加量を多くすると良い
が15重量部を越えて添加すると歪取焼後に被膜剥離が発
生しやすくなるからである。
また、重クロム酸カリウムと重クロム酸アンモニウムの
合計量が45重量部を超えると焼付けによるCr+6の還元が
不完全となって水溶性のCr+6が被膜中に残存し、大気中
での吸湿がおこりベトツキが発生するので重クロム酸カ
リウムと重クロム酸アンモニウムの合計量はりん酸イオ
ンPO4の100重量部に対し45重量部以下とする必要があ
る。被膜形成の反応促進剤としての水溶性で非イオン性
の界面活性剤として、例えばポリオキシエチレンノニル
フェノ−ルエ−テル・オキシエチレンオキシプロピレン
ブロックポリマーなどの水溶性有機物がある。水溶性で
非イオン性の界面活性剤の配合量はりん酸イオンPO4の1
00重量部に対し0.1〜3重量部に限定される。0.1重量部
より少ないと反応促進剤としての効果が弱く、被膜が不
溶性化しにくく耐吸湿性が劣る。また3重量部より多く
配合すると被膜中に占める有機物の割合が増加して歪取
焼鈍後の密着性が劣る他、浸炭の危険性があるため好ま
しくない。
また必要に応じて被膜の耐熱性を向上させる場合、さら
に硼酸を配合してもよい。しかるにりん酸イオンPO4100
重量部に対して硼酸を15重量部より多く配合すると耐吸
湿性が劣ることから被膜の加熱焼付時間を強化する必要
があり、工業的には不利である。したがって硼酸を配合
する場合、その配合割合は15重量部以下にするのが好ま
しい。
なお、コーティング液の温度が高くなると微細なはん点
状の塗布むらが発生する場合があるので、塗布時の温度
は好ましくは30℃以下、より好ましくは25℃以下に保つ
ことが望ましい。
このような組成のコーティング液を被膜目付量(乾燥重
量)として通常0.5〜5g/m2塗布する。塗布方法としては
コーティング液の比重を変えて溝付ゴムロールやスプレ
ーなどで電気鉄板表面に均一に塗布すればよい。被膜付
着量が0.5g/m2より少ないと充分な電気絶縁性が得られ
ず耐食性も劣り、また5g/m2より多いと歪取焼鈍後の被
膜剥離が起こり易くなるので好ましくない。
焼付温度としては、300℃より低い温度では焼付に長時
間を要し、また700℃より高い温度では適正焼付条件域
が狭く工業的に不適当であり、従って焼付け温度は300
〜700℃の温度範囲に限定する。
〈実施例〉 実施例1 電気鉄板(JIS S14相当、板厚0.5mm)の試験片(140×3
50mm)の表面に表1に示す重クロム酸カリウムと重クロ
ム酸アンモニウムの配合割合を異にしたコーティング液
をゴムロールで塗布し450℃の熱風乾燥炉で70秒間焼付
けた。これらの試験片について発粉、吸湿性(ベトツ
キ)および歪取焼鈍後の密着性を調査した。
表1の結果から上記特性のすべてを満足するコーティン
グ液組成りん酸イオンPO4100重量部に対し、重クロム酸
カリウムが10〜40重量部、重クロム酸アンモニウムは1
〜15重量部の範囲で、両者の合計量が45重量部以下であ
ることがわかる。またこの範囲においては電気絶縁性も
50Ω‐cm2/枚以上と良好であった。
なお、コーティング液組成、塗布焼付条件及び被膜特性
の評価方法は次の通りである。
(1)コーティング液: 第1りん酸マグネシウム30%水溶液のりん酸イオンPO4
の100重量部に対し 重クロム酸カリウム 5〜45重量部 重クロム酸アンモニウム 0〜20重量部 非イオン性界面活性剤(オキシエチレンオキシプロピレ
ンブロックポリマー) 1重量部 (2)塗布液比重:1.08温度22℃ (3)塗布:0.5mmピッチ溝付きゴムロール (4)塗布量:3±0.28/m2 (5)発粉:得られた被膜処理板をフェルトで往復5回
摩擦した後の被膜表面を光学顕微鏡で観察。
○全く発粉なし △極くわずかに発粉 ×発粉する (6)耐吸湿性:被膜処理板を沸騰水の入ったビーカー
の上に置き、水蒸気に30分間曝した。その時の吸湿によ
る被膜外観変化 ○全く吸湿なし △極くわずかに吸湿 ×吸湿する (7)密着性:被膜処理板を750℃×2Hrs,100%N2中で
焼鈍した後、被膜表面にセロハンテープをはりつけ、い
っきにはがし取った後の被膜の剥離量 ○剥離面積が5%以下 △ 〃 5〜50% × 〃 50%以上 実施例2 比重1.03〜1.10の範囲の下記の本発明コーティング液と
比較コーティング液を電気鉄板の表面にゴムロールで塗
布し430℃の熱風炉で90秒間焼付けた。ゴムロールの加
圧力を一定に維持したことにより、焼付後の被膜目付量
は処理液比重に相応して変化した。
被膜目付量と発粉の調査結果を表2に示す。
本発明コーティング液 第1りん酸アルミニウム30%水溶液中のPO4100重量部に
対し 重クロム酸カリウム 30重量部 重クロム酸アンモニウム 10重量部 非イオン性界面活性剤(オキシエチレンノニルフェノー
ルエーテル) 0.5重量部 硼酸 5重量部 比較コーティング液 第1りん酸アルミニウム30%水溶液中のPO4100重量部に
対し 重クロム酸カリウム 30重量部 非イオン性界面活性剤(オキシエチレンノニルフェノー
ルエーテル) 0.5重量部 硼酸 5重量部 重クロム酸アンモニウムを配合した本発明のコーティン
グ液は被膜目付量が増えても発粉が防止できるのに対
し、比較コーティング液では被膜目付量が約2g/m2以上
で発粉している。
実施例3 下記の本発明コーティング液と比較コーティング液によ
る絶縁被膜をもつ50×50mmの供試片2枚を100mlの蒸留
水中で10分間煮沸し、溶出したPの定量分析を行った。
結果を第1図に対比して示す。
(1)使用素材 電気鉄板(JIS S40相当板厚0.5mm) (2)コーティング液組成 (a)本発明コーティング液を含む処理液 第1りん酸マグネシウム〔Mg(H2PO4)2〕 30%水溶液に、そのりん酸イオンPO4100重量部に対し
て、 重クロム酸カリウム〔K2Cr2O7〕20重量部 重クロム酸アンモニウム〔(NH4)2Cr2O7〕 5重量部 非イオン性界面活性剤(ポリオキシエチレンノニルフェ
ノールエーテル) 0〜3重量部 (b)比較コーティング液(従来の硝酸塩配合液) 第1りん酸マグネシウム〔Mg(H2PO4)2〕 30%水溶液に、そのりん酸イオンPO4100重量部に対して 重クロム酸カリウム〔K2Cr2O7〕20重量部 重クロム酸アンモニウム〔(NH4)2Cr2O7〕 5重量部 硝酸アルミニウム〔Al(NO3)3・9H2O〕 60重量部 を配合したもの (3)塗布焼付 上記鉄板に比重1.06の上記処理液を0.5mmピッチの溝付
きゴムロールにより塗布し、 450℃の熱風炉で60,70,80,90秒焼付した。
このグラフで◎印は比較コーティング液による成績であ
る。
上記煮沸試験の結果をプロットした第1図から明らかな
ように反応促進剤が無配合の場合(□印参照)のとき、
焼付時間70〜90秒でPの溶出量は300μg/100cm2以上に
なるが、硝酸アルミニウムを60重量部配合した比較コー
ティング液によると7〜13μg/100cm2程度に減少する。
(◎印参照)これに対しポリオキシエチレンノニルフェ
ノールエーテルの非イオン性界面活性剤を0.1〜3重量
部配合しただけでほゞ同等か、さらに凌駕するPの溶出
量の低減がもたらされている。(△○●×▲参照) 因みに実用的にはPの溶出量は約15μg/100cm2以下なら
ば問題ないことが長い実績から知られているので非イオ
ン性界面活性剤を、0.1重量部配合した場合でも焼付時
間を長くするか、焼付温度をやゝ高くするとよい。
〈発明の効果〉 以上から明らかなようにりん酸塩−重クロム酸カリウム
−非イオン性界面活性剤を配合した特定のりん酸塩系コ
ーティング液に重クロム酸アンモニウムを1〜15部複合
添加することにより、従来技術の被膜特性を損うことな
く、厚塗布における発粉を防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明法および従来法により形成した被膜を蒸
留水中で煮沸した時のPの溶出量を比較したグラフであ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも一種のりん酸塩を含む水溶液
    に、その水溶液に含まれるりん酸イオンPO4100重量部に
    対し、重クロム酸カリウムを10〜40重量部及び重クロム
    酸アンモニウムを1〜15重量部でかつその合計量が45重
    量部以下ならびに水溶性でかつ非イオン性の界面活性剤
    を0.1〜3重量部配合したコーティング液を電気鉄板の
    表面に塗布し、300〜700℃で焼付けることを特徴とする
    電気鉄板の絶縁被膜形成方法。
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