JPH1036976A - 低温焼き付けで製造でき、歪取り焼鈍が可能で耐溶剤性が良好な絶縁被膜付き電磁鋼板 - Google Patents
低温焼き付けで製造でき、歪取り焼鈍が可能で耐溶剤性が良好な絶縁被膜付き電磁鋼板Info
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Abstract
た、低温焼き付けで製造でき、歪取り焼鈍が可能で耐溶
剤性が良好な絶縁被膜付き電磁鋼板を提供する。 【解決手段】電磁鋼板用絶縁被膜に関し、樹脂とシリカ
を含み、樹脂のガラス転移点が30〜150℃であり、
Li,Na,Kの中より選ばれる1種以上のアルカリ金
属をSiO2 100重量部に対してM2 O換算で0.1
〜5重量部含むことを特徴とする低温焼き付けで製造で
き、歪取り焼鈍が可能で耐溶剤性が良好な絶縁被膜付き
電磁鋼板。
Description
有害な化合物を含まず、また、低温焼き付けで製造で
き、歪取り焼鈍が可能で耐溶剤性が良好な絶縁被膜付き
電磁鋼板に関する。
の絶縁被膜は層間抵抗だけでなく、加工成形時及び保管
時の利便さの観点から種々の特性が要求される。また、
打抜加工後に磁気特性を向上させるため750〜850
℃程度で歪取り焼鈍を行う場合が多く、歪取り焼鈍に耐
える必要がある場合がある。このように、電磁鋼板は多
様に使用されるため、用途に応じて種々の絶縁被膜の開
発が行われている。
歪取り焼鈍に耐える無機質皮膜、打抜性、溶接性の両
立を目指し歪取り焼鈍に耐える、樹脂含有の半有機質被
膜、特殊用途で歪取り焼鈍不可の有機質被膜の3種に
大別されるが、汎用品として歪取り焼鈍に耐えるのは
、の無機質を含む被膜であり、特に、有機樹脂を含
有したクロム酸塩系絶縁被膜は、1コート1ベークの製
造で無機系絶縁被膜に比較して打抜性を格段に向上させ
ることができるので広く利用されている。例えば、特公
昭60−36476号公報には、少なくとも1種の2価
金属を含む重クロム酸塩系水溶液に、該水溶液中のCr
O3 :100重量部に対し有機樹脂として酢酸ビニル/
ベオバ比が90/10〜40/60の比率になる樹脂エ
マルジョンを樹脂固形分で5〜120重量部及び有機還
元剤を10〜60重量部の割合で配合した処理液を生地
鉄板の表面に塗布し、常法による焼き付け工程を経て得
たものであることを特徴とする電磁鋼板の絶縁被膜形成
法が開示されている。しかしながら、少なくとも1種の
2価金属を含むクロム酸塩系被膜は六価クロムを三価に
還元して不溶化するために比較的高温で焼き付けること
が必要である。また、六価クロムは毒性が高いため、環
境汚染の問題が懸念され、また、廃液処理にコストがか
かる問題がある。
ン酸塩を主剤とする半有機質絶縁被膜も検討されてい
る。しかしながら、リン酸塩は脱水反応を進行させて不
溶化するために塗装後に高温で焼き付けることが必要で
ある。比較的低温で焼き付け可能な絶縁被膜として、連
続焼鈍時の熱を利用して調質圧延前に被膜を形成して歪
取り焼鈍時の焼き付き防止被膜を施す方法が知られてい
る。例えば、特公昭59−21927号では無機コロイ
ド状物質を主成分とし、水溶性またはエマルジョンタイ
プの樹脂を加えた水溶液を塗布しそのまま調質圧延する
方法が開示されている。
7号公報に記載の方法によれば、無機コロイド状物質は
確かにクロム酸塩系、リン酸塩系皮膜と比較して低温で
焼き付けることが可能である。すなわち、クロム酸塩
系、リン酸塩系はベトツキを防止するため、水溶性物質
を水不溶性にするための造膜反応を進行させる必要があ
るが、無機コロイド状物質はその必要がなく、中でもシ
リカは最も低温で脱水反応が終了するため、低温焼き付
け時には有利である。しかしながら、樹脂/シリカの混
合物を塗布しても調質圧延及び歪取り焼鈍時の焼き付き
防止には効果があるものの、耐溶剤性が劣るという問題
があった。電磁鋼板の加工工程では溶剤洗浄、各種油
(打抜油、絶縁油等)との接触等、有機溶剤に触れる場
合が多く、絶縁被膜には耐溶剤性は必要な性能である。
本発明は上述した問題点を解決すべくなされたもので、
低温焼き付けで製造でき、歪取り焼鈍が可能で、耐溶剤
性にも優れる汎用コートを提供するものである。
を解決するべく、まず、樹脂/シリカ系の各種被膜性能
に及ぼす影響因子を詳細に検討した。その結果、耐溶剤
性は樹脂種及びシリカ種両方の影響が強いことをつきと
め、耐溶剤性向上のために樹脂のガラス転移点を規制
し、被膜中のアルカリ金属量を規制することで本発明の
目的を達成しうることを知見した。
に関し、樹脂とシリカを含み、樹脂のガラス転移点が3
0〜150℃であり、Li,Na,Kの中より選ばれる
1種以上のアルカリ金属をSiO2 100重量部に対し
てM2 O換算で0.1〜5重量部含むことを特徴とする
低温焼き付けで製造でき、歪取り焼鈍が可能で耐溶剤性
が良好な絶縁被膜付き電磁鋼板を提供する。また、前記
樹脂(固型分)100重量部に対するシリカがSiO2
換算で3〜300重量部であり、前記絶縁被膜の付着量
が乾燥量で0.05〜4g/m2 であるのが好ましい。
の出発素材としては、電磁鋼板を用いる。絶縁被膜の形
成に用いる処理液中には歪取り焼鈍後の性能を確保する
ためにシリカを配合するが、シリカ自身の耐溶剤性は優
れるものの樹脂と混合した場合はシリカ種によっても耐
溶剤性に差があることがわかった。シリカ種の差を詳細
に検討したところ、アルカリ金属を含有したシリカを使
用することで耐溶剤性の向上に成功した。Li,Na,
Kの中より選ばれる1種以上のアルカリ金属で安定化し
たシリカを用い、被膜中の含有量はSiO2 100重量
部に対してM2 O(Li2 O,Na2 O,K2 O)換算
で0.1〜5好ましくは0.1〜3重量部とする。0.
1重量部未満であると樹脂ガラス転移点下限近傍での耐
溶剤性が不足し、5重量部以上ではそれ以上の耐溶剤性
向上効果が望めずに添加が無意味である。コロイダルシ
リカはpHの安定領域が存在するが、アルカリ金属量が
少なく中性の不安定領域になる場合は、アンモニア等を
添加してpH調整すればよい。
マルジョン、ディスパーション、水溶性)を用いる。シ
リカ中アルカリ金属量及び被膜中アニオン量が規定範囲
であれば、樹脂種によらず耐溶剤性のレベルは向上する
が、樹脂のガラス転移点が30℃未満であると耐溶剤性
(特にアセトンのように極性の強い溶剤の場合)が不足
する。また、樹脂のガラス転移点が150℃超であると
低温焼き付け時の造膜性、被膜密着性が劣るため、樹脂
ガラス転移点は30〜150好ましくは60〜150℃
とする。樹脂100重量部に対するシリカがSiO2 換
算で3〜300重量部であることが好ましい。シリカが
この範囲外でも耐溶剤性は良好であるが、シリカが3重
量部未満であると樹脂分は歪取り焼鈍時には熱分解して
しまうため、被膜残分が少なく焼鈍後の性能(スティキ
ング性等)が不足する。また、シリカが300重量部超
であると、打抜性が低下し、密着性も低下するからであ
る。好ましくは、30〜300重量部である。絶縁被膜
の付着量が0.05g/m2 未満であると、均一塗布が
困難になり、スティキング性が不足するし、付着量が4
g/m2 超であると、低温乾燥時にふくれが発生するな
ど塗装性が低下するため、絶縁被膜の付着量は0.05
〜4g/m2 が好ましい。より好ましくは0.1〜2g
/m2 とする。
影響があることがわかったが、シリカ自身の耐溶剤性は
優れていることから、樹脂自身の耐溶剤性をあげること
と樹脂とシリカの架橋を促進することで耐溶剤性を向上
できると考えた。すなわち、樹脂自身の耐溶剤性をあげ
るには、樹脂のガラス転移点をあげることが有効であ
り、ガラス転移点30℃以上で良好な性能を示すが、3
0℃近傍では溶剤種によっては程度は軽いものの若干侵
される場合があり、この場合、シリカ中にアルカリ金属
を含んでいるものが樹脂単体より優れた耐溶剤性を示
す。このメカニズムについては明らかではないが、アル
カリ金属がシリカと樹脂との架橋を促進する金属架橋剤
として働いているとも考えられる。
るものではないが、例えば、アクリル樹脂、アルキッド
樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレン樹脂、酢酸ビニル
樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、
メラミン樹脂等の1種または2種以上の樹脂が好適に適
用できる。樹脂のガラス転移点は30〜150℃になる
ようなモノマー組成をとることが必要である。樹脂ガラ
ス転移点はモノマー組成によって一定で樹脂固有の特性
である。ガラス転移点の測定には種々の方法が利用でき
るが、例えば、DSC(示差走査熱量計)、TMA(熱
機械分析)、熱膨張等があるが、特に定めるものではな
く、物理的性質が大幅にかわることを利用する方法で確
認可能である。また共重合体のガラス転移点は計算も可
能であるため測定困難な時は組成から計算すればよい。
本特許に適合する樹脂はガラス転移点が30〜150℃
となるならどのような樹脂組成でも適用可能である。樹
脂はガラス転移点を境に性質が大きく変化するため、耐
溶剤性試験を行う環境温度よりガラス転移点が高いこと
が好ましいと考えられる。
散するものならどのような製法のものでもよく、コロイ
ダルシリカ、気相シリカ、凝集タイプシリカ等形状は種
々のものが適用可能である。ただし、シリカ中には耐溶
剤性を一層向上させるために、Li,Na,Kの中より
選ばれる1種以上のアルカリ金属を含有させる。コロイ
ダルシリカ表面はアニオンに帯電しているため、アルカ
リ金属で安定化することでアルカリ金属の導入が可能で
あるが、樹脂/シリカブレンド液にアルカリ金属を後添
加してもよい。被膜中の含有量はSiO2 100重量部
に対してLi2O,Na2 O,K2 O換算で0.1〜5
重量部とする。0.1重量部未満であると樹脂ガラス転
移点下限近傍での耐溶剤性が不足し、5重量部以上では
それ以上の耐溶剤性向上効果が望めずに添加が無意味で
ある。また、特にNa,Kでは過剰に添加するとシリカ
表面でナトリウムシリケート、カリウムシリケート等の
耐水性が劣る組成が発生しやすく、耐水性に問題が出る
場合がある。従って、被膜中のアルカリ金属含有量はS
iO2 100重量部に対してLi2 O,Na2 O,K2
O換算で0.1〜5重量部とする。
けることにより被膜を形成させる。絶縁被膜形成方法は
工業的に一般に用いられるロールコーター法、フローコ
ーター、スプレー塗装、ナイフコーター等種々の方法が
適用可能である。焼き付け方法についても通常実施され
るような熱風式、赤外式、誘導加熱式等、特に規制する
ものではなく、被膜中の水分が蒸発する程度の低温加熱
で十分であり、例えば、50〜250℃程度の低い到達
板温で1分以内の短時間焼き付けをすることが可能であ
る。なお、被膜の性能を一層向上させるために、防錆剤
等添加剤を配合してもよい。この場合、歪取り焼鈍後の
性能を確保するために有機物質100重量部に対する無
機物質の合計量は3〜300重量部の範囲とすることが
好ましい。本発明の絶縁被膜の付着量は0.05〜4g
/m2 が好ましい。付着量が0.05g/m2 未満であ
ると均一塗布が困難になり、スティキング性、耐食性が
不足し、付着量が4g/m2 超であると低温乾燥時にふ
くれが発生するなど塗装性が低下する。
的に説明する。 (実施例)板厚0.5mmの電磁鋼板の表面に表1に記
載の被膜を形成した。塗布は、ロールコーターで行い、
到達板温150℃で焼き付け放冷した後、試験に供し
た。なお、各性能評価法の詳細は以下の通りである。表
1から明らかなように本発明例はいずれも耐溶剤性、打
抜性、歪取り焼鈍前後密着性、スティキング性等に優れ
た絶縁被膜付き電磁鋼板である。なお、表中の実施例は
基本として着眼している性能のみの改善を目指すもので
あるが、その中でもさらに他の各種性能を向上させる例
もあり、他の各種性能について比較例となるものを備考
に示した。
ル、アセトン)を脱脂綿にしみこませ、鋼板を5往復し
た後の外観変化を調査した。 ◎:変化なし ○:変化ほとんどなし △:若干変色 ×:変化大
μmに達するまでの打ち抜き数で評価した。 ◎:50万回超 ○:30万〜50万回 △:10万〜30万回未満 ×:10万回未満
で評価した。20mmφでの180°曲げ戻し試験後の
被膜剥離率で評価した。 ◎:剥離なし ○:〜剥離20%未満 △:剥離20%〜剥離40%未満 ×:剥離40%〜全面剥離
2 )をかけながら窒素雰囲気下で750℃×2時間焼鈍
した後、鋼板上に分銅500gを落下させ、5分割する
ときの落下高さを調査した。 ◎:10cm未満 ○:10〜15cm未満 △:15〜30cm ×:30cm超
いるので、低温焼付で製造でき、歪取り焼鈍が可能で耐
溶剤性も良好であり、その他、電磁鋼板の絶縁被膜とし
て必要な性能を兼ね備えているので、モーター、トラン
ス等の用途をはじめ広く利用することができる。
Claims (3)
- 【請求項1】電磁鋼板用絶縁被膜に関し、樹脂とシリカ
を含み、樹脂のガラス転移点が30〜150℃であり、
Li,Na,Kの中より選ばれる1種以上のアルカリ金
属をSiO2 100重量部に対してM2 O換算で0.1
〜5重量部含むことを特徴とする低温焼き付けで製造で
き、歪取り焼鈍が可能で耐溶剤性が良好な絶縁被膜付き
電磁鋼板。 - 【請求項2】前記樹脂(固型分)100重量部に対する
シリカがSiO2 換算で3〜300重量部である請求項
1記載の低温焼き付けで製造でき、歪取り焼鈍が可能で
耐溶剤性が良好な絶縁被膜付き電磁鋼板。 - 【請求項3】前記絶縁被膜の付着量が乾燥量で0.05
〜4g/m2 である請求項1または2に記載の低温焼き
付けで製造でき、歪取り焼鈍が可能で耐溶剤性が良好な
絶縁被膜付き電磁鋼板。
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---|---|---|---|
JP19456396A JP3386318B2 (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | 低温焼き付けで製造でき、歪取り焼鈍が可能で耐溶剤性が良好な絶縁被膜付き電磁鋼板 |
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JPH1036976A true JPH1036976A (ja) | 1998-02-10 |
JP3386318B2 JP3386318B2 (ja) | 2003-03-17 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-07-24 JP JP19456396A patent/JP3386318B2/ja not_active Expired - Fee Related
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