KR20170129847A - 절연 피막을 갖는 전자 강판 - Google Patents

절연 피막을 갖는 전자 강판 Download PDF

Info

Publication number
KR20170129847A
KR20170129847A KR1020177029970A KR20177029970A KR20170129847A KR 20170129847 A KR20170129847 A KR 20170129847A KR 1020177029970 A KR1020177029970 A KR 1020177029970A KR 20177029970 A KR20177029970 A KR 20177029970A KR 20170129847 A KR20170129847 A KR 20170129847A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
insulating film
steel sheet
amount
organic
less
Prior art date
Application number
KR1020177029970A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102057382B1 (ko
Inventor
나오키 무라마츠
노부코 나카가와
가즈미치 사시
치요코 다다
Original Assignee
제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 filed Critical 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Publication of KR20170129847A publication Critical patent/KR20170129847A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102057382B1 publication Critical patent/KR102057382B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/1204—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material inorganic material, e.g. non-oxide and non-metallic such as sulfides, nitrides based compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
    • B05D3/0254—After-treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/24—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • C09D5/082—Anti-corrosive paints characterised by the anti-corrosive pigment
    • C09D5/084—Inorganic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/70—Additives characterised by shape, e.g. fibres, flakes or microspheres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1277—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular surface treatment
    • C21D8/1283—Application of a separating or insulating coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/125—Process of deposition of the inorganic material
    • C23C18/1262—Process of deposition of the inorganic material involving particles, e.g. carbon nanotubes [CNT], flakes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/68—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous solutions with pH between 6 and 8
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/73—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process
    • C23C22/74—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process for obtaining burned-in conversion coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/16—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of sheets
    • H01F1/18—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of sheets with insulating coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2202/00—Metallic substrate
    • B05D2202/10—Metallic substrate based on Fe
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2518/00—Other type of polymers
    • B05D2518/10—Silicon-containing polymers
    • B05D2518/12—Ceramic precursors (polysiloxanes, polysilazanes)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2601/00—Inorganic fillers
    • B05D2601/20—Inorganic fillers used for non-pigmentation effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/12—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain a coating with specific electrical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/14—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2265—Oxides; Hydroxides of metals of iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2222/00—Aspects relating to chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive medium
    • C23C2222/20—Use of solutions containing silanes

Abstract

절연 피막 중에 크롬 화합물을 포함하지 않고도 펀칭성 및 내파우더링성의 양쪽이 우수한 절연 피막을 갖는 전자 강판을 제공한다. 본 발명의 절연 피막을 갖는 전자 강판은 전자 강판과, 상기 전자 강판상에 형성된 절연 피막을 갖고, 상기 절연 피막은 Si 및 입자형상으로 존재하는 유기 수지를 함유하고, 상기 유기 수지의 평균 일차 입자 직경이 1.0㎛이하이고, 상기 유기 수지의 일차 입자 중, 응집 입자로 되어 있는 일차 입자의 비율이 5%이상 50%이하인 것을 특징으로 하는 절연 피막을 갖는 전자 강판.

Description

절연 피막을 갖는 전자 강판
본 발명은 절연 피막을 갖는 전자 강판에 관한 것이다.
모터나 변압기 등에 사용되는 전자 강판의 절연 피막에는 층간 저항 뿐만 아니라, 가공 성형시의 편리성, 및 보관이나 사용시의 안정성 등 각종 특성이 요구된다. 특히, 펀칭성이 우수한 절연 피막이면, 펀칭시의 금형의 교환 회수를 줄일 수 있다. 전자 강판은 다양한 용도에 사용되기 때문에, 그 용도에 따라 각종 절연 피막의 개발이 실행되고 있다. 또, 전자 강판에 펀칭 가공, 전단 가공, 구부림 가공 등을 실시하면 잔류 왜곡에 의해 자기 특성이 열화하므로, 이를 해소하기 위해 700∼800℃ 정도의 온도에서 왜곡 완화 소둔을 실행하는 경우가 많다. 따라서, 이 경우에는 절연 피막이 왜곡 완화 소둔에 견딜 수 있는 것이어야 한다.
전자 강판의 절연 피막은 크게 나누어,
(1) 용접성, 내열성을 중시하고, 왜곡 완화 소둔에 견디는 무기 피막,
(2) 펀칭성, 용접성의 양립을 지향하고 왜곡 완화 소둔에 견디는 수지 함유의 무기 피막(즉, 반 유기 피막),
(3) 특수 용도로 왜곡 완화 소둔 불가의 유기 피막
의 3종으로 분류되지만, 범용품으로서 왜곡 완화 소둔에 견디는 것은 상기 (1), (2)에 나타낸 무기 성분을 포함하는 피막이며, 이들은 양자 모두 크롬 화합물을 포함하는 것이 일반적이었다. 특히, (2)의 타입의 크롬계 절연 피막은 1코트 1베이크의 제조로 무기계 절연 피막에 비해 펀칭성을 현격히 향상시킬 수 있으므로 널리 이용되고 있다.
그러나, 근래, 환경 의식이 높아지고, 전자 강판의 분야에 있어서도 크롬 화합물을 포함하지 않는 절연 피막을 갖는 크로메이트 프리의 제품이 수요가 등으로부터 요망되고 있다. 크롬 화합물은 포함하지 않고, 유기 성분과 무기 성분의 양쪽을 포함하는 표면 처리액을 전자 강판 표면에 도포하여, 상기 (2)에 해당하는 절연 피막을 형성하는 기술에는 이하와 같은 것이 있다.
특허문헌 1에는 유리 전이점이 30∼150℃의 수지와 알루미나 함유 실리카를 포함하는 절연 피막을 갖는 저온 소부로 제조할 수 있고, 왜곡 완화 소둔이 가능하며 비등 수증기 폭로성, 내용제성이 양호한 절연 피막을 갖는 전자 강판이 기재되어 있다.
특허문헌 2에는 콜로이드형상 실리카, 알루미나 졸, 지르코니아 졸의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 무기 콜로이드형상 물질에 대해, 수용성 또는 에멀젼 타입의 수지의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 유기물을 더한 수용액을 표면 처리액으로 하여, 왜곡 완화 소둔 전의 내식성 등이 우수한 절연 피막을 형성하는 기술이 기재되어 있다.
특허문헌 3에는 폴리실록산과 각종 유기 수지를 공중합한 폴리실록산 중합체와, 실리카, 실리케이트 등의 무기 화합물로 이루어지는 절연 피막을 갖는 내식성, 밀착성, 내용제성, 내스틱성이 우수한 전자 강판이 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본국 특허공개공보 평성10-130858호 특허문헌 2: 일본국 특허공개공보 평성10-46350호 특허문헌 3: 일본국 특허공개공보 제2007-197820호
그러나, 특허문헌 1∼3의 기술에서는 내파우더링성에 대한 검토가 하등 이루어져 있지 않다. 「내파우더링성」은 제조 라인에서의 텐션 패드가 절연 피막을 스쳤을 때의 파우더링 발생의 적음(절연 피막의 잘 벗겨지지 않음)이다. 절연 피막 중의 카본량이 증가하는 것에 의해, 펀칭성은 향상한다. 그 때문에, 절연 피막이 유기 수지를 함유하면, 펀칭성은 향상한다. 그러나, 한편으로 절연 피막 중의 유기 수지가 입자형상으로 존재하면, 내파우더링성은 열화된다. 그 때문에, 종래는 유기 수지를 함유하는 절연 피막을 갖는 절연 피막 부착 전자 강판에 있어서, 펀칭성의 향상과, 라인을 모의한 더욱 엄격한 조건에서의 내파우더링성의 향상은 양립할 수 없다고 생각되어 왔다.
그래서, 본 발명은 상기 과제를 감안하여, 절연 피막 중에 크롬 화합물을 포함하지 않고도 펀칭성 및 내파우더링성의 양쪽이 우수한 절연 피막을 갖는 전자 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 목적을 달성하기 위해 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 이하의 지견을 얻었다. 즉, 기술한 바와 같이 절연 피막 중에 입자형상으로 존재하는 유기 수지는 내파우더링성에 악영향을 미친다고 생각되어 왔지만, Si 및 입자형상으로 존재하는 유기 수지를 함유하는 절연 피막에 있어서는 특정의 평균 일차 입자 직경을 갖는 유기 수지를 이용하고, 또한, 절연 피막 중에서 유기 수지의 1차 입자가 특정의 응집 상태인 경우에는 의외로 내파우더링성이 향상하는 것을 알아내었다. 즉, 이러한 특정의 응집 상태의 유기 수지를 절연 피막에 함유시키는 것에 의해, 펀칭성과 내파우더링성의 양립이 가능한 것을 알 수 있었다.
본 발명은 이러한 지견에 의거하여 이루어진 것이며, 그 요지 구성은 이하와 같다.
(1) 전자 강판과, 해당 전자 강판상에 형성된 절연 피막을 갖고, 상기 절연 피막은 Si 및 입자형상으로 존재하는 유기 수지를 함유하고, 상기 유기 수지의 평균 일차 입자 직경이 1.0㎛이하이고, 상기 유기 수지의 일차 입자 중, 응집 입자로 되어 있는 일차 입자의 비율이 5%이상 50%이하인 것을 특징으로 하는 절연 피막을 갖는 전자 강판.
(2) 상기 절연 피막은 Fe를 함유하고, 상기 Fe의 함유량과 상기 Si의 함유량의 비(Fe/Si)가 몰비에서 0.01∼0.6인 상기 (1)에 기재된 절연 피막을 갖는 전자 강판.
(3) 상기 절연 피막에 있어서의 상기 Fe의 Fe2O3 환산에서의 부착량과 상기 Si의 SiO2 환산에서의 부착량의 합계에 대한 상기 절연 피막 중의 유기 성분의 C환산에서의 부착량의 비[C/(Fe2O3+SiO2)]가 0.05이상 0.8이하인 상기 (2)에 기재된 절연 피막을 갖는 전자 강판.
(4) 상기 절연 피막의 표층에 유기계 왁스가 농화되고, 상기 절연 피막의 표면에 있어서의 상기 왁스의 피복율이 1%이상 5%이하인 상기 (1) 내지 (3) 중의 어느 하나에 기재된 절연 피막을 갖는 전자 강판.
(5) 상기 Si의 SiO2 환산에서의 부착량은 전체 부착량의 50질량%이상 95질량%이하인 상기 (1) 내지 (4) 중의 어느 하나에 기재된 절연 피막을 갖는 전자 강판.
(6) 상기 유기 수지의 유리 전이점은 0℃이상 100℃이하인 상기 (1) 내지 (5) 중의 어느 하나에 기재된 절연 피막을 갖는 전자 강판.
(7) 상기 절연 피막은 판형상 실리카를 함유하는 상기 (1) 내지 (6) 중의 어느 하나에 기재된 절연 피막을 갖는 전자 강판.
(8) 상기 판형상 실리카의 평균 입자 직경은 10∼600㎚이고, 에스팩트비가 2∼400인 상기 (7)에 기재된 절연 피막을 갖는 전자 강판.
본 발명의 절연 피막을 갖는 전자 강판은 절연 피막 중에 크롬 화합물을 포함하지 않고도 펀칭성 및 내파우더링성의 양쪽이 우수하다.
본 발명의 1실시형태에 의한 절연 피막을 갖는 전자 강판은 전자 강판과, 해당 전자 강판상에 형성된 절연 피막을 갖는다.
(전자 강판)
본 실시형태에서 이용하는 전자 강판은 특정의 전자 강판에 한정되지 않는다. 예를 들면, 일반적인 성분 조성의 전자 강판을 이용할 수 있다. 일반적인 성분으로서는 Si, Al 등을 들 수 있으며, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물이다. 통상, Si의 함유량은 0.05∼7.0질량%이며, Al의 함유량은 2.0질량%이하이다.
또, 전자 강판의 종류는 특히 한정되지 않으며, 자속밀도가 높은 소위 연철 판(전기 철판)이나 SPCC 등의 일반 냉연강판, 비저항을 올리기 위해 Si나 Al을 함유시킨 무방향성 전자 강판 등을 모두 사용할 수 있다. JIS C2522:2000에 준거하는 무방향성 전자 강판, JIS C2553:2012에 준거하는 방향성 전자 강판도 바람직하게 사용할 수 있다.
(절연 피막)
본 실시형태에 있어서, 절연 피막은 Si 및 입자형상으로 존재하는 유기 수지를 함유하고, 임의로 Fe를 함유해도 좋다. 이하, 절연 피막에 포함되는 성분을 설명한다.
Si를 포함하는 절연 피막은 Si화합물을 원료로서 이용함으로써 형성할 수 있다. Si화합물로서는 콜로이달 실리카, 흄드 실리카, 판형상 실리카, 알콕시실란 및 실록산 등을 들 수 있다. 본 실시형태에서는 이들 중에서 선택한 1종 또는 2종 이상을 사용함으로써, 절연 피막에 Si를 함유시킬 수 있다. 콜로이달 실리카, 흄드 실리카, 및 판형상 실리카는 절연 피막 중에서 입자형상으로 존재한다. 알콕시실란 및 실록산 등의 유기계 Si화합물은 절연 피막 중에서 매트릭스를 형성한다.
절연 피막의 형성에 이용하는 Si화합물로서는 반응성 관능기를 갖는 Si화합물이 바람직하다. 반응성 관능기를 갖는 Si화합물을 이용하면 강고한 절연 피막이 형성되고, 밀착성, 펀칭성이 크게 개선된다고 고려된다. 반응성 관능기로서는 부가 반응성의 기, 축합 반응성의 기, 개환 반응성의 기, 래디컬 반응성의 기 등을 예시할 수 있다. 반응성 관능기의 구체예로서는 규소 원자 결합 수소 원자, 알케닐기(비닐기, 아릴기, 프로페닐기 등), 멜캅토기 함유 유기기, 규소 원자 결합의 알콕시기(메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기 등), 규소 원자 결합의 히드록시기, 규소 원자 결합의 할로겐 원자, 아미노기 함유 유기기(2-아미노에틸기, 3-아미노프로필기), 에폭시기 함유 유기기(글리시드옥시알킬기(3-글리시드옥시프로필기 등), 에폭시시클로헥실알킬기(2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸기 등) 등), 아크릴 함유 유기기(3-아크릴옥시프로필기 등), 메타크릴 함유 유기기(3-메타크릴옥시프로필기 등)를 들 수 있다.
반응성 관능기를 갖는 Si화합물 중에서도, 에폭시기 함유 유기기를 갖는 Si화합물, 아미노기 함유 유기기를 갖는 Si화합물, 규소 원자 결합의 알콕시기를 갖는 Si화합물의 사용이 본 발명의 효과를 한층 향상시키는 관점에서 바람직하다.
또, 본 실시형태에 있어서는 하나의 Si 원자에 2종류 이상의 반응성 관능기가 결합된 Si화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 3-글리시드옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시드옥시프로필메틸디메톡시실란 등의 규소 원자 결합의 알콕시기와 에폭시기 함유 유기기를 갖는 Si화합물이나, 3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란 등의 규소 원자 결합의 알콕시기와 아미노기 함유 유기기를 갖는 Si화합물을 들 수 있다.
또, 본 실시형태에 있어서는 다른 종류의 반응성 관능기를 갖는 Si화합물을 2종류 이상 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 아미노기 함유 유기기를 갖는 Si화합물과 에폭시기 함유 유기기를 갖는 Si화합물의 조합(예를 들면, 3-글리시드옥시프로필트리메톡시실란과 3-아미노프로필트리메톡시실란의 조합, 3-글리시드옥시프로필트리메톡시실란과 N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란의 조합 등), 규소 원자 결합의 알콕시기를 갖는 Si화합물과 에폭시기 함유 유기기를 갖는 Si화합물의 조합(예를 들면, 3-글리시드옥시프로필트리메톡시실란과 메틸트리에톡시실란의 조합, 3-글리시드옥시프로필메틸디메톡시실란과 메틸트리에톡시실란의 조합 등)을 들 수 있다.
상기의 다른 종류의 반응성 관능기를 갖는 Si화합물을 2종류 이상 사용하는 경우, 각 Si화합물의 사용 비율은 특히 한정되지 않으며, 적절히 설정하면 좋다. 예를 들면, 아미노기 함유 유기기를 갖는 Si화합물과 에폭시기 함유 유기기를 갖는 Si화합물의 조합의 경우에는 원료로서 이용하는 Si화합물의 질량비(에폭시기 함유 유기기를 갖는 Si화합물/아미노기 함유 유기기를 갖는 Si화합물)가 0.25∼4.0인 것이 내식성 향상의 관점에서 바람직하다. 또, 규소 원자 결합의 알콕시기를 갖는 Si화합물과 에폭시기 함유 유기기를 갖는 Si화합물의 조합의 경우에는 원료로서 이용하는 Si화합물의 질량비(에폭시기 함유 유기기를 갖는 Si화합물/규소 원자 결합의 알콕시기를 갖는 Si화합물)가 0.20∼3.0인 것이 내비등 증기 폭로성 향상의 관점에서 바람직하다.
또, 본 실시형태에 있어서는 반응성 관능기를 갖는 Si화합물과, 콜로이달 실리카, 흄드 실리카, 판형상 실리카에서 선택되는 1종 이상을 병용하는 것이 바람직하다. 이 병용의 경우에는 반응성 관능기를 갖는 Si화합물의 합계 질량에 대한, 콜로이달 실리카, 흄드 실리카 및 판형상 실리카의 합계 질량의 비(콜로이달 실리카+흄드 실리카+판형상 실리카)/Si화합물)가 2.0이하인 것이 내손상성 향상의 관점에서 바람직하다.
콜로이달 실리카 및 흄드 실리카는 평균 입자 직경이 5∼100㎚인 것이 바람직하다. 여기서 「평균 입자 직경」은 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치에 의해 측정한 입도 분포의 누적 도수가 체적 백분율에서 50%로 되는 입자 직경으로 한다. 콜로이달 실리카로서는 예를 들면, 닛산화학(주)(NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.)제의 스노우텍스(SNOWTEX) C, N, 20, OS, OXS, OL, (모두 상품명) 등을 들 수 있으며, 또, 건식 실리카로서는 니폰아에로질(주)(NIPPON AEROSIL CO., LTD.)제의 AEROSIL50, 130, 200, 300, 380(모두 상품명) 등을 들 수 있고, 이들 1종 이상을 이용할 수 있다.
판형상 실리카는 잎형상 실리카와 비늘형상 실리카라고도 불리는 것이며, SiO2의 박층이 다수 적층된 층형상 규산 구조를 갖고 있다. 그리고, 이러한 판형상 실리카로서는 비결정성 또는 미세결정성을 갖는 것이 바람직하다. 판형상 실리카는 박층의 일차 입자가 적층한 응집 입자를 제작하고, 이 응집 입자를 분쇄하는 것에 의해서 얻을 수 있다. 이러한 판형상 실리카는 층형상의 형태를 취하기 때문에, 일반적인 실리카 입자 예를 들면 콜로이달 실리카 등에 비해 부식 물질 투과 억제성이 우수하고, 또한 수산기가 많기 때문에 밀착성이 우수하고, 또한 연질이기 때문에 슬라이딩성이 우수하다. 그 때문에, 내식성이나 펀칭성의 향상에 효과적이다.
판형상 실리카의 평균 입자 직경은 10∼600㎚가 바람직하고, 에스팩트비는 2∼400이 바람직하다. 판형상 실리카의 「평균 입자 직경」은 SEM(주사형 전자현미경)으로 배율 2만배로 관찰했을 때의, 판형상 실리카의 두께에 수직인 면에 있어서의 긴 직경에 대해, 시야 중의 모든 입자에서 평균한 길이로 한다. 또, 판형상 실리카의 「에스팩트비」는 배율 2만배로 SEM으로 관찰했을 때의 각 입자에 대한 판형상 실리카의 두께에 수직인 면에 있어서의 긴 직경/최대 두께의 비의 값을 시야 중의 입자에 대해 평균한 값으로 한다.
절연 피막 중의 Si 함유량은 Si의 SiO2 환산에서의 부착량(이하 「Si 부착량」)이 전체 부착량의 50질량% 이상 95질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. Si 부착량이 전체 부착량의 50질량% 이상의 경우, 밀착성 및 내파우더링성이 열화하는 일이 없다. 또, Si 부착량이 전체 부착량의 95%이하의 경우, 밀착성과 외관이 열화하는 일이 없다. 또한, 본 명세서에 있어서 「부착량」은 건조 피막에 있어서의 질량이다. 또, 「전체 부착량」은 건조 후의 절연 피막의 실제의 질량(g/㎡)을 나타낸다.
본 실시형태의 절연 피막은 Fe를 포함하는 것이 바람직하다. Fe를 포함하는 절연 피막은 원료로서 Fe 화합물(절연 피막을 형성하기 위한 처리액에 Fe 이온이나 Fe 콜로이드를 주는 화합물)을 이용함으로써 형성할 수 있다. 또, 절연 피막의 형성시에 전자 강판으로부터 Fe를 용출시켜, Fe를 포함하는 절연 피막을 형성해도 좋다. 또한, Fe 화합물로서는 예를 들면, 초산철, 구연산철, 구연산철 암모늄 등을 들 수 있다. Fe는 절연 피막 중의 매트릭스에 존재한다.
Fe의 용출량은 전자 강판의 강 성분, 절연 피막을 형성하기 위한 처리액의 pH, 처리액을 전자 강판에 도포 후 소부까지의 방치 시간 등에 따라 조정할 수 있다. 구체적으로는 전자 강판 중의 Al함유량이 많아지면 Fe 용출량은 감소하는 경향에 있고, 전자 강판 중의 Si함유량이 많아지면 Fe 용출량은 증가하는 경향에 있으며, 처리액의 pH가 내려가면 Fe 용출량은 많아지는 경향에 있고, 처리액을 전자 강판에 도포 후 소부까지의 방치 시간이 길어지면 Fe의 용출량이 많아지는 경향에 있다. 이들 조정에 의해, 절연 피막 중의 Fe함유량을 조정할 수 있다.
절연 피막 중의 Fe함유량은 절연 피막 중의 Fe함유량과 Si함유량의 비(Fe/Si)를 몰비에서 0.01∼0.6으로 하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 절연 피막에 Fe가 용출되면 피막 특성이 열화하는 경향에 있다고 생각되어 왔지만, Si를 주된 무기 성분의 하나로서 포함하는 절연 피막에 있어서는 의외로 절연 피막에 Fe가 특정량 함유되는 것에 의해, 밀착성이 향상하는 것을 알아내었다. Fe/Si가 0.01이상인 경우에, 밀착성 향상의 효과를 얻을 수 있다. 한편, Fe/Si가 0.6이하의 경우, 밀착성 및 펀칭성을 열화시키는 일이 없다. Fe/Si의 바람직한 범위는 0.01∼0.60, 더욱 바람직한 범위는 0.02∼0.5, 가장 바람직한 범위는 0.02∼0.50이다.
본 발명에 있어서, Fe/Si는 가열한 20질량% NaOH 수용액 중에서 절연 피막을 용해(열 알칼리 용해)하고, 용해액 중의 Fe와 Si를 ICP 분석함으로써 측정할 수 있다.
절연 피막 중의 카본량이 증가하는 것에 의해 펀칭성이 향상하기 때문에, 본 실시형태에서는 카본량을 늘리는 수단으로서, 절연 피막 중에 유기 수지를 함유시킨다. 즉, 절연 피막 중에 유기 수지를 함유시키는 것에 의해, 내손상성 및 펀칭성이 향상한다. 본 실시형태에서 사용 가능한 유기 수지에는 특히 제한은 없으며, 공지의 또는 임의의 수지를 사용할 수 있다. 예를 들면, 아크릴 수지, 알키드 수지, 폴리올레핀 수지, 스티렌 수지, 초산비닐 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 멜라민 수지 등의 수성 수지(에멀젼, 분산, 수용성)를 들 수 있다. 바람직하게는 아크릴 수지나 에틸렌 아크릴산 수지의 에멀젼이다. 이들 유기 수지는 후술하는 절연 피막의 소부 온도보다 높은 융점을 갖고 있기 때문에, 절연 피막 중에서는 녹지 않고 입자형상으로 존재한다.
기술한 바와 같이, 이와 같이 절연 피막 중에 입자형상으로 존재하는 유기 수지는 내파우더링성에 악영향을 미친다고 생각되어 왔다. 그러나, 본 실시형태에서는 유기 수지의 평균 일차 입자 직경을 1.0㎛이하로 하고, 또한, 유기 수지의 일차 입자 중, 응집 입자로 되어 이차 입자를 형성하고 있는 일차 입자의 비율(이하, 「응집 비율」이라고 함)이 5%이상 50%이하의 상태로 함으로써, 내파우더링성을 향상시킬 수 있다. 절연 피막에 유기 수지가 포함되는 이상, 펀칭성 향상의 효과도 당연 유지된다. 평균 일차 입자 직경이 1.0㎛초과의 경우, 또는 응집 비율이 5%미만 혹은 50%초과의 경우, 내파우더링성이 현저히 열화된다. 내파우더링성의 관점에서 더욱 바람직한 평균 일차 입자 직경은 0.1㎛이하이며, 응집 비율은 10%이상 30%이하이다. 또한, 내파우더링성 향상의 관점에서는 평균 일차 입자 직경은 작을수록 바람직하기 때문에, 하한은 특히 한정되지 않지만, 0.01㎛이상이면, 유기 수지의 에멀젼을 안정하게 제작할 수 있기 때문에 바람직하다.
발명을 한정하는 것은 아니지만, 본 발명자들은 내파우더링성이 향상하는 이유를 이하와 같이 생각하였다. 우선, 평균 일차 입자 직경을 작게 하는 것에 의해, 치밀한 절연 피막을 형성할 수 있고, 그 결과 절연 피막의 표층에서의 수지의 농화가 억제되고, 텐션 패드에 의해 벗겨지는 수지의 박리량이 저감한다. 또, 응집 비율에 관해서는 모든 유기 수지 입자가 일차 입자의 상태에서 존재하는 것보다, 소정 비율의 일차 입자는 응집해서 이차 입자를 형성하고 있는 쪽이 내파우더링성이 향상하는 것을 의미한다. 이것은 모든 유기 수지 입자가 일차 입자의 상태에서 존재하는 경우, 텐션 패드에 의해 절연 피막이 넓은 면적 범위에서 박리하는데 반해, 소정 비율의 일차 입자가 응집해서 이차 입자를 형성하고 있으면, 응집 부분에 우선적으로 압력이 가해지고, 박리하는 절연 피막의 면적이 좁아지는 것으로 생각된다.
또, 평균 일차 입자 직경이 작을수록 펀칭성은 더욱 향상한다. 상세한 이유는 명백하지는 않지만, 펀칭 가공시에, 강판/금형간에서 유기 수지가 고체 윤활제의 역할을 할 때에, 균일하게 분산되어 있는 쪽이 금형과 수지의 접촉 면적이 커지기 때문에, 윤활에 의한 금형 보호 효과가 높아진다고 생각된다. 입자 직경은 미세할수록 내파우더링성 및 펀칭성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 있어서 「유기 수지의 평균 일차 입자 직경」은 절연 피막의 표면을 SEM으로 배율 2만배로 관찰했을 때의 시야 중의 모든 일차 입자(응집해서 이차 입자를 형성하고 있는 것 포함)의 입자 직경을 3시야에 대해 산술 평균한 값으로 한다. 또한, 이방성을 갖는 일차 입자에 대해서는 최대 긴 직경을 입자 직경으로 규정하였다.
본 발명에 있어서 「유기 수지의 응집 비율」은 절연 피막의 표면을 SEM으로 배율 2만배로 관찰했을 때의 시야 중의 모든 일차 입자의 개수 중, 응집해서 이차 입자를 형성하고 있는 일차 입자의 개수의 비율을 3시야에 대해 산술 평균한 값으로 한다.
유기 수지의 응집 비율은 용매로서의 물에 분산한 수지액의 단체(Si화합물 등의 다른 성분을 혼합해서 처리액을 제작하기 전의 수지의 분산액)를 저속도로 분산 교반할 때의 교반 시간을 조정하는 것에 의해, 조정할 수 있다. 교반 속도는 바람직하게는 50∼150rpm이며, 더욱 바람직하게는 80∼120rpm이다. 이 범위의 교반 속도의 경우, 교반 시간이 길수록 응집 비율이 증가한다. 응집 비율을 5∼50%로 하기 위해, 교반 시간은 바람직하게는 0.1∼4시간이고, 더욱 바람직하게는 0.5∼3시간이다.
본 실시형태에서 이용하는 유기 수지의 유리 전이점(Tg)은 0℃이상 100℃이하인 것이 바람직하다. TG가 이 범위이면, 펀칭 가공시에 금형 날끝에 발생하는 열에 의해, 절연 피막 중의 수지 성분이 연화하기 쉬워지고, 윤활 효과가 향상하기 때문에, 펀칭성이 크게 개선된다. 더욱 바람직한 TG의 범위는 0℃이상 50℃이하이다.
본 발명의 절연 피막을 갖는 전자 강판에는 유기계 왁스를 포함해도 좋다. 절연 피막에 유기계 왁스를 함유시키는 것에 의해 내파우더링성을 향상시킨다고 하는 효과가 얻어진다.
본 실시형태에서 이용하는 유기계 왁스는 140℃이하의 융점을 갖는 것이면 특히 한정되지 않고, 예를 들면, 폴리올레핀 왁스(예를 들면 폴리에틸렌 왁스), 파라핀 왁스(예를 들면, 합성 파라핀, 천연 파라핀 등), 불소 수지계 왁스(예를 들면 폴리테트라플루오르에틸렌 등) 등의 1종 또는 2종 이상을 이용할 수 있다.
이러한 유기계 왁스는 후술하는 절연 피막의 소부 온도 이하의 융점을 갖고 있기 때문에, 절연 피막의 표층에 농화된 상태에서 존재하며, 왁스 농화부는 그 형상이 불규칙이고, 절연 피막의 표층에 균일성이 낮은 상태에서 점재하고 있다. 그 때문에, SEM 관찰에 있어서 왁스 농화부는 입자형상의 유기 수지와는 명백히 다른 것으로서 식별 가능하다. 본 실시형태에서는 절연 피막의 표면에 있어서의 왁스의 피복율이 1%이상 5%이하인 것이 바람직하다. 1%이상이면, 왁스에 의한 피막 표면의 슬라이딩성이 향상하고, 내파우더링성이 더욱 향상한다. 5%이하이면, 표면의 마찰 계수의 저하에 의한 코일 찌부러짐이 발생하지 않는다는 이유에서 바람직하다.
「왁스의 피복율」은 절연 피막의 표면을 SEM으로 배율 5000배(가속 전압:1keV)로 관찰했을 때의 시야 중의 모든 왁스 농화부의 면적율을 3시야에 대해 산술 평균한 값으로 한다.
절연 피막 중의 유기 성분의 함유량은 특히 한정되지 않지만, Fe의 Fe2O3 환산에서의 부착량(이하, 「Fe 부착량」이라 함)과 Si의 SiO2 환산에서의 부착량(Si 부착량)의 합계에 대한 유기 성분의 C환산에서의 부착량(이하, 「C 부착량」이라 함)의 비[C/(Fe2O3+SiO2)]를 0.05이상 0.8이하로 하는 것이 바람직하다. 이 비가 0.05이상인 경우, 펀칭성 향상의 효과를 충분히 얻을 수 있으며, 0.8이하의 경우, 내손상성이 열화되는 일이 없다. 또한, 유기 성분에는 유기 수지뿐만 아니라, 유기계 Si화합물, 유기계 왁스 및 그 밖의 유기 화합물을 포함하는 경우에는 이들도 포함한다.
본 발명에 있어서, 「Si 부착량」, 「Fe 부착량」 및 「C 부착량」은 가열한 20질량% NaOH 수용액 중에서 절연 피막을 용해(열 알칼리 용해)하고, 용해액 중의 Fe, Si, C를 ICP 분석함으로서, g/㎡로서 구할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 절연 피막은 상기한 성분 이외에, 방청제, 윤활제, 산화 방지제 등, 통상 이용되는 첨가제나, 그 밖의 무기 화합물이나 유기 화합물을 포함해도 좋다. 상기 유기 화합물의 예로서는 유기산을 들 수 있으며, 무기 성분과 유기 수지의 접촉 억제제로서 기능한다. 유기산으로서는 아크릴산을 함유하는 중합체 또는 공중합체 등이 예시된다. 상기 무기 화합물의 예로서는 붕산이나 안료 등을 들 수 있다.
상기 그 밖의 성분의 함유량은 본 발명의 효과를 해치지 않을 정도로 하면 좋다. 예를 들면, Fe 부착량과 Si 부착량의 합계에 대한 그 밖의 성분의 부착량의 비[(그 밖의 성분)/(Fe2O3+SiO2)]를 0.05미만으로 하는 것이 바람직하다.
절연 피막의 전체 부착량은 특히 한정되지 않으며, 절연 피막에 요구되는 특성에 의거하여 적절히 설정하면 좋다. 일반적으로는 편면당, 0.05∼20g/㎡가 바람직하고, 0.1∼2g/㎡로 하는 것이 더욱 바람직하다. 절연 피막은 전자 강판의 양면에 형성하는 것이 바람직하지만, 목적에 따라서는 편면만으로도 상관없다. 또, 목적에 따라서는 편면만 본 실시형태의 절연 피막을 형성하고, 타면은 다른 절연 피막을 형성해도 상관없다.
(절연 피막을 갖는 전자 강판의 제조 방법)
전자 강판의 전처리는 특히 한정되지 않는다. 즉, 미처리라도 좋고, 알칼리 등의 탈지 처리, 염산, 황산, 인산 등의 산세 처리를 실시하는 것은 유리하다.
다음에, 절연 피막 중에 함유시키는 유기 수지가 물에 분산된 분산액을 기술한 바와 같이 교반한다. 이것에 의해, 절연 피막 중에서의 유기 수지의 응집 비율을 제어한다.
다음에, 절연 피막을 형성하기 위한 처리액을 조제한다. 처리액은 예를 들면, 상기 Si화합물, 상기 유기 수지, 필요에 따라, 상기 Fe 화합물, 상기 유기계 왁스 및 그 밖의 성분을 탈이온수에 첨가하고, 혼합함으로써 조제한다. 또한, 처리액을 혼합하는 정도의 처리에서는 유기 수지의 응집 비율은 크게 변화하는 일은 없다.
처리액을 조제할 때에 처리액의 pH를 조정해도 좋다. 기술한 바와 같이, 처리액의 pH는 절연 피막 중의 Fe 함유량에 영향을 주는 조건 중의 하나이다. 원하는 Fe 함유량을 얻는 관점에서, pH는 3이상 12이하의 범위로 하는 것이 바람직하다.
다음에, 상기 처리액을 전자 강판의 표면에 도포하고, 일정시간 방치한다. 이 방치 시간도, 기술한 바와 같이, 절연 피막 중의 Fe 함유량에 영향을 주는 조건 중의 하나이다. 원하는 Fe 함유량을 얻는 관점에서, 방치 시간은 3∼220초로 하는 것이 바람직하고, 10∼100초로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 방치할 때의 분위기의 온도는 실온(예를 들면 10∼30℃)으로 할 수 있다.
상기 처리액을 전자 강판 표면에 도포하는 방법은 특히 한정되지 않으며, 롤 코트법, 바코트법, 침지법, 스프레이 도포법 등을 들 수 있고, 처리되는 전자 강판의 형상 등에 따라 적절히 최적인 방법이 선택된다.
다음에, 전자 강판상에 도포한 처리액을 소부하여, 도포된 처리액을 절연 피막으로 한다. 소부 방법은 특히 한정되지 않으며, 통상 실시되는 바와 같은 열풍 가열식, 적외선 가열식, 유도 가열식 등을 채용할 수 있다. 최고 도달판 온도는 특히 한정되지 않으며, 150∼350℃ 정도이면 좋다. 가열 시간은 특히 한정되지 않으며, 1초∼10분의 범위에서 적절히 설정하면 좋다.
이하, 실시예를 이용해서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하겠지만, 본 발명은 이하의 실시예에 하등 한정되는 것은 아니다.
실시예
표 1에 나타내는 각 시험예에 있어서, Si화합물, 유기 수지 및 일부의 시험 예에서는 유기계 왁스를 탈이온수에 첨가하여, 처리액을 조제하였다. 처리액의 pH는 표 1에 나타내는 바와 같다. 표 1에 있어서 Si화합물의 양을 나타내는 질량부는 수분 및 용매를 제외한 유효 성분 전체 100질량부에 대한 양이다. 또, 탈이온수량에 대한 각 성분 합계의 고형분 농도는 50g/L로 하였다. 또한, 표 1에 있어서, Si화합물을 나타내는 S1∼S9는 표 2에 나타내는 것이며, 유기 수지를 나타내는 R1∼R6은 표 3에 나타내는 것이며, 각 수지의 Tg는 표 1에 나타내고 있고, 유기계 왁스를 나타내는 W1, W2는 표 4에 나타내는 것이다. 또한, 처리액의 조정에 앞서, 유기 수지의 분산액은 표 1에 나타내는 교반 시간만큼 100rpm으로 교반하였다.
각 시험예에 있어서, 판 두께: 0.35mm의 전자 강판[A360(JIS C2552(2000))]에서 폭:150mm, 길이:300mm의 크기로 잘라낸 시험편의 편면에 처리액을 롤코터로 도포하고, 표 1에 나타내는 시간 방치하고, 열풍 소부로에 의해, 최고 도달 판 온도 250℃, 가열 시간 30초에서 소부하였다. 소부 후, 상온에 방랭하여, 절연 피막을 얻었다. 전체 부착량은 표 1에 나타내었다.
각 시험예의 절연 피막에 대해, Si 부착량, Fe 부착량, C 부착량(모두 편면당 부착량, g/㎡)을 기술한 ICP 측정에 의해 구하였다. 측정한 Si 부착량 및 Fe 부착량과, 측정 결과로부터 산출한 [C/(Fe2O3+SiO2)] 및 Fe/Si(몰비)를 표 1에 나타낸다. 또, Si 부착량/전체 부착량을 「SiO2 함유 비율」로서 표 1에 나타낸다.
각 시험예의 절연 피막에 대해, SEM을 이용한 전술한 방법으로, 유기 수지의 평균 일차 입자 직경 및 응집 비율과 왁스의 피복율을 구하고, 결과를 표 1에 나타내었다.
(평가 방법)
얻어진 절연 피막을 갖는 전자 강판의 펀칭성 및 내파우더링성을 이하의 평가 기준으로 평가하고, 결과를 표 1에 나타내었다.
<펀칭성>
절연 피막을 갖는 전자 강판에 대해, 15mmφ 스틸 다이스를 이용하여, 버르 높이가 50㎛에 달할 때까지 펀칭을 실행하고, 그 펀칭 수로 평가하였다.
(판정 기준)
◎： 120만회 이상
○： 100만회 이상, 120만회 미만
○－: 70만회 이상, 100만회 미만
△： 30만회 이상, 70만회 미만
×: 30만회 미만
<내파우더링성(X-Y 스테이지법)>
종래의 내파우더링성 시험에서는 실기 라인의 상황을 모의할 수 없고, 실기에서의 파우더링 결과와 연구 시험 결과의 정합성이 나오지 않는다는 결점이 있었다. 그래서, 또한 실기에서의 상황을 모의한 X-Y 스테이지법을 이용하여, 내파우더링성을 평가하였다.
시험 조건: 펠트 접촉면 폭 15mm×15mm, 하중:0.087MPa(0.89kgf/c㎡), 절연 피막의 표면을 X-Y플로터에 부착한 펠트로 마찰시키면서, X축 방향으로 400mm, Y방향으로 15mm 이동이라고 하는 움직임을 연속적으로 실행하고, 일필로 펠트를 36m 이동시켰다. 이동 속도는 150mpm으로 하였다. 시험 후의 펠트를 형광 X선으로 분석하고, 절연 피막의 주성분인 Si의 펠트에의 부착량을 피막 박리량으로 하고, 내파우더링성을 평가하였다.
(판정 기준)
◎：피막 박리량이 0.1g/㎡ 미만
○：피막 박리량이 0.1g/㎡ 이상, 0.15g/㎡ 미만
△：피막 박리량이 0.15g/㎡ 이상, 0.20g/㎡ 미만
×:피막 박리량이 0.20g/㎡ 이상
표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따르는 절연 피막을 갖는 전자 강판은 모두 펀칭성 및 내파우더링성의 양쪽이 우수하였다.
[표 1]
Figure pct00001
[표 2]
Figure pct00002
[표 3]
Figure pct00003
[표 4]
Figure pct00004
[산업상의 이용 가능성]
본 발명의 절연 피막을 갖는 전자 강판은 절연 피막 중에 크롬 화합물을 포함하지 않고도 펀칭성 및 내파우더링성의 양쪽이 우수하고, 모터나 변압기 등의 부품으로서 극히 유용하다.

Claims (8)

  1. 전자 강판과, 상기 전자 강판상에 형성된 절연 피막을 갖고,
    상기 절연 피막은 Si 및 입자형상으로 존재하는 유기 수지를 함유하고,
    상기 유기 수지의 평균 일차 입자 직경이 1.0㎛이하이고,
    상기 유기 수지의 일차 입자 중, 응집 입자로 되어 있는 일차 입자의 비율이 5%이상 50%이하인 것을 특징으로 하는 절연 피막을 갖는 전자 강판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 피막은 Fe를 함유하고,
    상기 Fe의 함유량과 상기 Si의 함유량의 비(Fe/Si)가 몰비에서 0.01∼0.6인 것을 특징으로 하는 절연 피막을 갖는 전자 강판.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 절연 피막에 있어서의 상기 Fe의 Fe2O3 환산에서의 부착량과 상기 Si의 SiO2 환산에서의 부착량의 합계에 대한 상기 절연 피막 중의 유기 성분의 C환산에서의 부착량의 비[C/(Fe2O3+SiO2)]가 0.05이상 0.8이하인 것을 특징으로 하는 절연 피막을 갖는 전자 강판.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 피막의 표층에 유기계 왁스가 농화되고, 상기 절연 피막의 표면에 있어서의 상기 왁스의 피복율이 1%이상 5%이하인 것을 특징으로 하는 절연 피막을 갖는 전자 강판.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 Si의 SiO2 환산에서의 부착량은 전체 부착량의 50질량%이상 95질량%이하인 것을 특징으로 하는 절연 피막을 갖는 전자 강판.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기 수지의 유리 전이점은 0℃이상 100℃이하인 것을 특징으로 하는 절연 피막을 갖는 전자 강판.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 피막은 판형상 실리카를 함유하는 것을 특징으로 하는 절연 피막을 갖는 전자 강판.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 판형상 실리카의 평균 입자 직경은 10∼600㎚이고, 에스팩트비가 2∼400인 것을 특징으로 하는 절연 피막을 갖는 전자 강판.
KR1020177029970A 2015-04-07 2016-04-05 절연 피막을 갖는 전자 강판 KR102057382B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015078592 2015-04-07
JPJP-P-2015-078592 2015-04-07
PCT/JP2016/001916 WO2016163116A1 (ja) 2015-04-07 2016-04-05 絶縁被膜付き電磁鋼板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170129847A true KR20170129847A (ko) 2017-11-27
KR102057382B1 KR102057382B1 (ko) 2019-12-18

Family

ID=57072491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177029970A KR102057382B1 (ko) 2015-04-07 2016-04-05 절연 피막을 갖는 전자 강판

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10526672B2 (ko)
EP (1) EP3282039B1 (ko)
JP (1) JP6222363B2 (ko)
KR (1) KR102057382B1 (ko)
CN (1) CN107429403B (ko)
RU (1) RU2684797C1 (ko)
TW (1) TWI591208B (ko)
WO (1) WO2016163116A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6638755B2 (ja) * 2017-03-29 2020-01-29 Ｊｆｅスチール株式会社 絶縁被膜付き電磁鋼板の製造方法
CN110216945A (zh) * 2019-06-06 2019-09-10 扬州市顺腾不锈钢照明器材有限公司 一种高绝缘性的电磁钢板
JP7040507B2 (ja) * 2019-10-21 2022-03-23 Ｊｆｅスチール株式会社 絶縁被膜付き電磁鋼板
JP7040508B2 (ja) * 2019-10-21 2022-03-23 Ｊｆｅスチール株式会社 絶縁被膜付き電磁鋼板
US20230002908A1 (en) * 2019-10-21 2023-01-05 Jfe Steel Corporation Electrical steel sheet with insulating coating
JP7360079B2 (ja) * 2020-06-17 2023-10-12 日本製鉄株式会社 電磁鋼板用コーティング組成物、電磁鋼板、積層コア及び回転電機
CN114015329B (zh) * 2021-12-21 2022-05-17 东莞市嘉达磁电制品有限公司 一种耐腐蚀钕铁硼磁铁及其制备方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3976497A (en) * 1974-06-25 1976-08-24 Dow Corning Corporation Paint compositions
JP2569860B2 (ja) * 1990-02-08 1997-01-08 日本鋼管株式会社 電磁鋼板への絶縁皮膜の形成方法
JPH06102834B2 (ja) 1990-10-02 1994-12-14 株式会社神戸製鋼所 絶縁被膜を有する電磁鋼板の製造のための処理液組成物
JP3071376B2 (ja) * 1995-02-13 2000-07-31 日本鋼管株式会社 プレス成形性及び耐もらい錆性に優れた有機複合被覆鋼板
JPH09122577A (ja) * 1995-10-31 1997-05-13 Nippon Steel Corp 深絞り加工性に優れた樹脂被覆表面処理鋼板
JP3386318B2 (ja) * 1996-07-24 2003-03-17 川崎製鉄株式会社 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
JP3370235B2 (ja) 1996-07-30 2003-01-27 川崎製鉄株式会社 耐食性に優れた歪取り焼鈍が可能なクロム化合物を含まない絶縁被膜を電磁鋼板の表面に形成する方法
JP3299452B2 (ja) 1996-10-28 2002-07-08 川崎製鉄株式会社 低温焼き付けで製造でき、歪取り焼鈍が可能で沸騰水蒸気暴露性、耐溶剤性が良好な絶縁被膜付き電磁鋼板
JP2000034578A (ja) * 1998-04-22 2000-02-02 Toyobo Co Ltd 表面処理金属材料
TWI221861B (en) * 1998-04-22 2004-10-11 Toyo Boseki Agent for treating metallic surface, surface-treated metal material and coated metal material
JP2007168273A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Jfe Steel Kk 塗装鋼板
JP5087915B2 (ja) 2005-12-28 2012-12-05 Ｊｆｅスチール株式会社 絶縁被膜を有する電磁鋼板およびその製造方法
JP5245400B2 (ja) * 2007-12-27 2013-07-24 新日鐵住金株式会社 電磁鋼板の絶縁皮膜形成用処理液
US20120088096A1 (en) 2009-06-17 2012-04-12 Kazutoshi Takeda Electromagnetic steel sheet having insulating coating and method of manufacturing the same
EP3836169B1 (en) 2009-09-15 2023-11-01 Nippon Steel Corporation Electrical steel sheet and method for manufacturing the same
JP5589639B2 (ja) 2010-07-22 2014-09-17 Ｊｆｅスチール株式会社 半有機絶縁被膜付き電磁鋼板
JP5830833B2 (ja) * 2010-07-22 2015-12-09 Ｊｆｅスチール株式会社 半有機絶縁被膜付き電磁鋼板
CA2831402C (en) * 2011-03-29 2014-04-15 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Surface-treated steel sheet and method of manufacturing the same
KR101324260B1 (ko) * 2011-12-28 2013-11-01 주식회사 포스코 무방향성 전기강판의 절연 피막 조성물, 그 제조방법 및 절연 피막조성물이 적용된 무방향성 전기강판
JP5811285B2 (ja) * 2013-05-23 2015-11-11 Ｊｆｅスチール株式会社 絶縁被膜付き電磁鋼板

Also Published As

Publication number Publication date
EP3282039B1 (en) 2020-01-08
RU2684797C1 (ru) 2019-04-15
JP6222363B2 (ja) 2017-11-01
US10526672B2 (en) 2020-01-07
EP3282039A4 (en) 2018-02-14
WO2016163116A1 (ja) 2016-10-13
KR102057382B1 (ko) 2019-12-18
TW201702431A (zh) 2017-01-16
CN107429403B (zh) 2020-02-14
US20180251869A1 (en) 2018-09-06
CN107429403A (zh) 2017-12-01
EP3282039A1 (en) 2018-02-14
TWI591208B (zh) 2017-07-11
JPWO2016163116A1 (ja) 2017-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20170129847A (ko) 절연 피막을 갖는 전자 강판
TWI522235B (zh) 具絕緣覆膜的電磁鋼板
KR101006033B1 (ko) 절연 피막을 갖는 전자 강판 및 그 제조 방법
US9534136B2 (en) Magnetic steel sheet with semi-organic insulation coating
CA2631550C (en) Electrical steel sheet having insulation coating and method for manufacturing same
WO2011161968A1 (ja) 亜鉛系めっき鋼板用の表面処理液ならびに亜鉛系めっき鋼板およびその製造方法
KR101811249B1 (ko) 절연 피막 부착 전자 강판
JP5920093B2 (ja) 絶縁被膜付き電磁鋼板
JP6638755B2 (ja) 絶縁被膜付き電磁鋼板の製造方法
JP5987790B2 (ja) 絶縁被膜付き電磁鋼板及びその製造方法
CN114585772A (zh) 带绝缘被膜的电磁钢板
JP6477742B2 (ja) 絶縁被膜付き電磁鋼板
EP3926072A1 (en) Electromagnetic steel sheet having insulation coating film attached thereto
JP2021066923A (ja) 絶縁被膜付き電磁鋼板
JPWO2020049854A1 (ja) 絶縁被膜付き電磁鋼板およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant