TWI591208B - 附絕緣被膜之電磁鋼板 - Google Patents

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Description

附絕緣被膜之電磁鋼板
本發明係有關於附絕緣被膜之電磁鋼板。
馬達或變壓器等中所被使用的電磁鋼板之絕緣被膜，係不只要求層間電阻，還被要求加工成形時的便利性、及保管或使用時之穩動性等各種特性。尤其是，若為沖裁性佳的絕緣被膜，則沖裁時的模具之更換次數就可減少。電磁鋼板係被使用於多種用途，隨著其用途而有各種絕緣被膜的開發正在進行中。又，對電磁鋼板進行沖裁加工、剪切加工、彎曲加工等，則會因為殘留應變而導致磁氣特性劣化，因此為了解決這點，經常必須要在700~800℃左右的溫度中，進行弛力退火。因此，此情況下，絕緣被膜必須要能夠承受弛力退火。
電磁鋼板的絕緣被膜，大致上分成：(1)重視焊接性、耐熱性，可承受弛力退火的無機被膜，(2)目的在於兼顧沖裁性、焊接性並可承受弛力退火的樹脂含有之無機被膜(亦即半有機被膜)， (3)因特殊用途而不可進行弛力退火的有機被膜之3種，但作為一般用品而可承受弛力退火的，係為上記(1)、(2)所示的含無機成分之被膜，這兩者一般都是含有鉻化合物。尤其是(2)之類型的鉻系絕緣被膜，係藉由1塗敷1烘焙之製造而相較於無機系絕緣被膜，可使沖裁性特別提升，而被廣泛利用。
可是，最近由於環保意識抬頭，在電磁鋼板的領域中也是，具有不含鉻化合物之絕緣被膜的無鉻化物產品，是被利用者等所需求。不含鉻化合物，將含有有機成分與無機成分之雙方的表面處理液塗佈在電磁鋼板表面，形成相當於上記(2)之絕緣被膜的技術，係有如下所示。
專利文獻1中係記載，具有玻璃轉遷移溫度為30~150℃之樹脂與含氧化鋁含有二氧化矽的絕緣被膜，可以低溫燒成來製造，可弛力退火且沸騰水蒸氣暴露性、耐溶劑性良好的附絕緣被膜之電磁鋼板。
專利文獻2中係記載，對螺旋狀二氧化矽、氧化鋁溶膠、氧化鋯溶膠之1種或2種以上所成的無機螺旋狀物質，加入水溶性或乳膠型之樹脂之1種或2種以上所成之有機物而成的水溶液，將其作為表面處理液，形成弛力退火前的耐蝕性等為佳的絕緣被膜之技術。
專利文獻3中係記載，具有聚矽氧烷與各種有機樹脂所共聚而成的聚矽氧烷聚合物，和二氧化矽、矽酸鹽等之無機化合物所成之絕緣被膜，且耐蝕性、密接 性、耐溶劑性、耐黏著性佳的電磁鋼板。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平10-130858號公報
[專利文獻2]日本特開平10-46350號公報
[專利文獻3]日本特開2007-197820號公報
然而在專利文獻1~3的技術中，對於耐粉化性的探討，沒有任何記載。所謂「耐粉化性」，係生產線上的張力墊摩擦絕緣被膜之際，較不容易發生粉化的程度(絕緣被膜的剝離難度)。隨著絕緣被膜中的碳量的增加，沖裁性會提升。因此，若絕緣被膜是含有有機樹脂，則沖裁性會提升。可是另一方面，絕緣被膜中的有機樹脂若是以粒子狀而存在，則耐粉化性會劣化。因此，先前，係具有含有有機樹脂的絕緣被膜的附絕緣被膜之電磁鋼板中，一直以來都是認為，沖裁性的提升，與模擬生產線上之嚴苛條件下的耐粉化性的提升，是無法兼顧的。
於是本發明係有鑑於上記課題，目的在於提供一種，使絕緣被膜中不含鉻化合物並且沖裁性及耐粉化性雙方皆佳的附絕緣被膜之電磁鋼板。
為了達成此目的，本發明人等反覆潛心研究，結果發現以下事實。亦即，如前述，雖然一直以來都認為，絕緣被膜中以粒子狀而存在的有機樹脂係對耐粉化性造成不良影響，但在含有Si及以粒子狀而存在之有機樹脂的絕緣被膜中，在使用具有特定的平均一次粒子徑的有機樹脂，且在絕緣被膜中有機樹脂的一次粒子是特定之凝聚狀態的情況下，意外發現到耐粉化性會有所提升。亦即得知，藉由使此種特定之凝聚狀態的有機樹脂被含有在絕緣被膜中，就可兼顧沖裁性與耐粉化性。
本發明係立足於如此知識見解而研發，其主旨構成係如下所述。
(1)一種附絕緣被膜之電磁鋼板，其特徵為，具有電磁鋼板、和被形成在該電磁鋼板上的絕緣被膜；前記絕緣被膜係含有：Si及以粒子狀而存在的有機樹脂；前記有機樹脂的平均一次粒子徑為1.0μm以下；前記有機樹脂的一次粒子之中，變成凝聚粒子的一次粒子之比率係為5%以上50%以下。
(2)如上記(1)所記載之附絕緣被膜之電磁鋼板，其中，前記絕緣被膜含有Fe；前記Fe的含有量與前記Si的含有量的比(Fe/Si)係以 莫耳比表示而為0.01~0.6。
(3)如上記(2)所記載之附絕緣被膜之電磁鋼板，其中，前記絕緣被膜中的有機成分在C換算下的附著量，相對於前記絕緣被膜中的前記Fe在Fe2O3換算下的附著量與前記Si在SiO2換算下的附著量之合計的比[C/(Fe2O3+SiO2)]，為0.05以上0.8以下。
(4)如上記(1)~(3)之任一項所記載之附絕緣被膜之電磁鋼板，其中，有機蠟係濃縮在前記絕緣被膜之表層，前記絕緣被膜之表面上的前記蠟之被覆率為1%以上5%以下。
(5)如上記(1)~(4)之任一項所記載之附絕緣被膜之電磁鋼板，其中，前記Si在SiO2換算下的附著量，係為全附著量的50質量%以上95質量%以下。
(6)如上記(1)~(5)之任一項所記載之附絕緣被膜之電磁鋼板，其中，前記有機樹脂的玻璃轉移溫度為0℃以上100℃以下。
(7)如上記(1)~(6)之任一項所記載之附絕緣被膜之電磁鋼板，其中，前記絕緣被膜係含有板狀二氧化矽。
(8)如上記(7)所記載之附絕緣被膜之電磁鋼板，其中，前記板狀二氧化矽的平均粒徑係為10~600nm，縱橫比為2~400。
本發明的附絕緣被膜之電磁鋼板，係絕緣被膜中不含鉻化合物並且沖裁性及耐粉化性雙方皆佳。
本發明的一實施形態所述的附絕緣被膜之電磁鋼板，係具有電磁鋼板、和被形成在該電磁鋼板上的絕緣被膜。
(電磁鋼板)
本實施型態中所用的電磁鋼板，係不限定於特定的電磁鋼板。例如，可使用一般的成分組成之電磁鋼板。作為一般的成分係可舉出Si、Al等，殘部係為Fe及無法避免之雜質。通常，Si的含有量為0.05~7.0質量%，Al的含有量為2.0質量%以下。
又，電磁鋼板的種類係無特別限定，可為磁通密度高的所謂軟鐵板(電鐵板)或SPCC等的一般冷軋鋼板、為了提高電阻率而含有Si或Al的無方向性電磁鋼板等均可利用。符合JIS C2522：2000的無方向性電磁鋼板、符合JIS C2553：2012的方向性電磁鋼板，也可理想地使用。
(絕緣被膜)
本實施型態中，絕緣被膜係含有Si及以粒子狀而存在的有機樹脂，亦可任意地含有Fe。以下，說明絕緣被 膜中所含的成分。
含Si的絕緣被膜，係可把Si化合物當作原料使用而形成之。作為Si化合物，係可舉出膠體二氧化矽、燻製二氧化矽(fumed silica)、板狀二氧化矽、烷氧基矽烷及矽氧烷等。在本實施型態中，藉由使用從這些之中所選出的一種或二種以上，就可使絕緣被膜中含有Si。膠體二氧化矽、燻製二氧化矽、及板狀二氧化矽，係在絕緣被膜中以粒子狀而存在。烷氧基矽烷及矽氧烷等之有機系Si化合物，係在絕緣被膜中形成基質。
作為絕緣被膜之形成時所使用的Si化合物，理想為具有反應性官能基的Si化合物。若使用具有反應性官能基的Si化合物則會形成牢固的絕緣被膜，因而認為可大幅改善密接性、沖裁性。作為反應性官能基，可例示加成反應性的基、縮合反應性的基、開環反應性的基、自由基反應性的基等。作為反應性官能基的具體例，可列舉矽原子鍵結的氫原子、烯基(乙烯基、烯丙基、丙烯基等)、含有巰基的有機基、矽原子鍵結的烷氧基(甲氧基、乙氧基、丙氧基等)、矽原子鍵結的羥基、矽原子鍵結的鹵素原子、含胺基的有機基(2-胺基乙基、3-胺基丙基)、含有環氧基的有機基(縮水甘油氧基烷基(3-縮水甘油氧基丙基等)、環氧基環己基烷基(2-(3,4-環氧環己基)乙基等)等)、含有丙烯酸基的有機基(3-丙烯醯氧基丙基等)、含有甲基丙烯酸基的有機基(3-甲基丙烯醯基氧丙基等)。
自進一步提高本發明的效果的觀點考慮，較 佳為使用具有反應性官能基的Si化合物中的具有含環氧基的有機基的Si化合物、具有含胺基的有機基的Si化合物、具有矽原子鍵結的烷氧基的Si化合物。
又，於本實施形態中，理想為使用在一個Si原子上鍵結有2種以上的反應性官能基而成的Si化合物。例如，可列舉3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷等具有矽原子鍵結的烷氧基與含環氧基的有機基的Si化合物、或3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷等具有矽原子鍵結的烷氧基與含胺基的有機基的Si化合物。
而且，本實施形態中，理想為使用2種以上的具有不同種類的反應性官能基的Si化合物。例如，可列舉具有含胺基的有機基的Si化合物與具有含環氧基的有機基的Si化合物的組合(例如3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷與3-胺基丙基三甲氧基矽烷的組合、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷與N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷的組合等)、具有矽原子鍵結的烷氧基的Si化合物與具有含環氧基的有機基的Si化合物的組合(例如3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷與甲基三乙氧基矽烷的組合、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷與甲基三乙氧基矽烷的組合等)。
在使用2種以上的具有所述不同種類的反應性官能基的Si化合物時，各Si化合物的使用比率不作特 別限定，進行適當設定即可。例如，在為具有含胺基的有機基的Si化合物與具有含環氧基的有機基的Si化合物的組合的情況下，用作原料的Si化合物的質量比(具有含環氧基的有機基的Si化合物/具有含胺基的有機基的Si化合物)為0.25~4.0，在耐蝕性提升的觀點上係為理想。而且，在為具有矽原子鍵結的烷氧基的Si化合物與具有含環氧基的有機基的Si化合物的組合的情況下，用作原料的Si化合物的質量比(具有含環氧基的有機基的Si化合物/具有矽原子鍵結的烷氧基的Si化合物)為0.20~3.0，係在耐沸騰蒸氣暴露性提升的觀點上為理想。
而且，本實施形態中，理想為併用具有反應性官能基的Si化合物，與從膠體二氧化矽、燻製二氧化矽、板狀二氧化矽中所選擇出來之一種以上。在該併用的情況下，膠體二氧化矽、燻製二氧化矽、及板狀二氧化矽的合計質量，相對於具有反應性官能基的Si化合物的合計質量之比((膠體二氧化矽+燻製二氧化矽+板狀二氧化矽)/Si化合物)為2.0以下，在耐損傷性提升的觀點上為理想。
膠體二氧化矽及燻製二氧化矽，係平均粒徑5~100nm為理想。此處所謂「平均粒徑」，係為雷射繞射式粒度分布測定裝置所測定到的粒度分布之累積度數係為在體積百分率上是50%的粒徑。作為膠體二氧化矽，係可舉出例如，日產化學(股)製的SNOWTEX C、N、20、OS、OXS、OL(以上皆為商品名)等，又作為乾式二氧化矽 係可舉出日本AEROSIL(股)製的AEROSIL50、130、200、300、380(以上皆為商品名)等，可使用這些的1種以上。
板狀二氧化矽，係亦被稱為葉狀二氧化矽或鱗片狀二氧化矽，具有SiO2之薄層是被多數積層的層狀矽酸構造。然後，作為所述的板狀二氧化矽，係具有非結晶性或微結晶性者為理想。板狀二氧化矽可藉由以下方式獲得：製作薄層的一次粒子積層而成的凝聚粒子，並將該凝聚粒子粉碎。此種板狀二氧化矽由於採用層狀的形態，故與通常的二氧化矽粒子例如膠體二氧化矽等相比較下，腐蝕物質透過抑制性優異，進而由於羥基多故密接性優異，且由於為軟質故滑動性優異。因此，耐蝕性或沖裁性之提升係為有效。
板狀二氧化矽的平均粒徑理想係為10~600nm，縱橫比理想係為2~400。板狀二氧化矽的「平均粒徑」，係利用SEM(掃描式電子顯微鏡)進行倍率2萬倍觀察時，對板狀二氧化矽的垂直於厚度之面中的長徑，在視野中的全部粒子間求平均所得的長度。另外，板狀二氧化矽的「縱橫比」，係以倍率2萬倍在SEM下觀察時，對視野中的粒子，將關於各粒子的板狀二氧化矽的垂直於厚度之面中的長徑/最大厚度之比的值，加以平均所得的值。
絕緣被膜中的Si含有量，理想係為Si在SiO2換算下的附著量(以下稱為「Si附著量」)是全附著量 的50%質量以上95%質量以下。Si附著量是全附著量的50質量%以上的情況下，密接性及耐粉化性不會劣化。又，Si附著量為全附著量之95%以下的情況下，密接性與外觀不會劣化。另外，本說明書中「附著量」係為於乾燥被膜中的質量。又，「全附著量」係表示，乾燥後的絕緣被膜的實際之質量(g/m2)。
本實施型態的絕緣被膜理想係含有Fe。可藉由使用Fe化合物(對用以形成絕緣被膜的處理液提供Fe離子或Fe膠體的化合物)作為原料而形成含Fe的絕緣被膜。又，亦可在形成絕緣被膜時使Fe自電磁鋼板溶析，而形成含Fe的絕緣被膜。另外，作為Fe化合物，例如可列舉醋酸鐵、檸檬酸鐵、檸檬酸鐵銨等。Fe係存在於絕緣被膜中的基質裡。
Fe的溶析量可藉由調整電磁鋼板的鋼成分、用以形成絕緣被膜的處理液的pH值、對電磁鋼板塗佈處理液後至進行燒結為止的放置時間等來進行調整。具體而言，若電磁鋼板中的Al含有量增多，則存在Fe溶析量減少的傾向，若電磁鋼板中的Si含有量增多，則存在Fe溶析量增加的傾向，若處理液的pH值下降，則存在Fe溶析量增多的傾向，若對電磁鋼板塗佈處理液後至進行燒結為止的放置時間延長，則存在Fe的溶析量增多的傾向。藉由這些調整，就可調整絕緣被膜中的Fe含有量。
絕緣被膜中的Fe含有量，理想係為，將絕緣被膜中的Fe含有量與Si含有量的比(Fe/Si)設定成莫耳為 0.01~0.6。一般而言，雖然一直以來都認為，一旦Fe往絕緣被膜溶析則被膜特性會有劣化的傾向，但在含有Si來作為主要無機成分之一的絕緣被膜中，意外發現到，藉由使絕緣被膜中含有特定量的Fe，就可提升密接性。Fe/Si為0.01以上的情況下，可獲得密接性提升之效果。另一方面，Fe/Si為0.6以下的情況下，不會使密接性及沖裁性劣化。Fe/Si的理想的範圍為0.01~0.60，更理想的範圍為0.02~0.5，最理想的範圍為0.02~0.50。
本發明中，Fe/Si係可藉由，在經加熱的20質量%NaOH水溶液中將絕緣被膜予以溶解(熱鹼溶解)，將溶解液中的Fe與Si進行ICP分析，即可測定。
藉由使絕緣被膜中的碳量增加就會提升沖裁性，因此在本實施型態中，作為增加碳量的手段，是使絕緣被膜中含有有機樹脂。亦即，藉由使絕緣被膜中含有有機樹脂，耐損傷性及沖裁性會提升。本實施型態中可以使用的有機樹脂係無特別限制，可使用公知或任意的樹脂。例如可列舉丙烯酸系樹脂、醇酸樹脂、聚烯烴樹脂、苯乙烯脂、乙酸乙烯酯樹脂、環氧樹脂、酚樹脂、聚酯樹脂、胺基甲酸酯樹脂、三聚氰胺樹脂等水性樹脂(乳液、分散液、水溶性)。理想為丙烯酸系樹脂或乙烯丙烯酸系樹脂的乳液。這些有機樹脂，係具有比後述的絕緣被膜之燒結溫度還高的熔點，因此在絕緣被膜中不會熔化而以粒子狀存在。
如前述，如此在絕緣被膜中以粒子狀而存在 的有機樹脂，一直以來都被認為會對耐粉化性帶來不良影響。可是，在本實施形態中，藉由將有機樹脂的平均一次粒子徑設在1.0μm以下，且在有機樹脂的一次粒子之中，將變成凝聚粒子而形成二次粒子的一次粒子之比率(以下稱為「凝聚比率」)設成5%以上50%以下之狀態，就可提升耐粉化性。只要絕緣被膜中含有有機樹脂，沖裁性提升的效果也當然會被維持。平均一次粒子徑超過1.0μm時，或凝聚比率小於5%或是超過50%時，耐粉化性會明顯劣化。從耐粉化性的觀點來看，較理想的平均一次粒子徑係為0.1μm以下，凝聚比率係為10%以上30%以下。此外，從耐粉化性提升的觀點來看，平均一次粒子徑係越小越理想，因此下限係沒有特別限定，但若為0.01μm以上，則由於可以穩定製作有機樹脂的乳液，因此較為理想。
雖然不會對發明做限定，但本發明人們認為耐粉化性會提升的理由如下。首先，藉由縮小平均一次粒子徑，可形成緻密的絕緣被膜，其結果為，絕緣被膜之表層上的樹脂的濃縮會被抑制，被張力墊所擦下的樹脂之剝離量係會減低。又，關於凝聚比率係意味著，與其所有的有機樹脂粒子是以一次粒子的狀態存在，不如所定比率的一次粒子凝聚而形成二次粒子，耐粉化性會有所提升。其原因被認為是，所有的有機樹脂粒子都是以一次粒子之狀態而存在的情況下，會因為張力墊而使絕緣被膜以廣大的面積範圍發生剝離，相對於此，若所定比率的一次粒子會凝聚而形成二次粒子，則壓力會對凝聚部分優先施加，使 得發生剝離的絕緣被膜之面積變窄。
又，平均一次粒子徑越小，沖裁性就越提升。雖然詳細的理由仍不明，但可以想成是，在沖裁加工時，在鋼板/模具間，有機樹脂發揮固體潤滑劑之效果之際，分散的越均勻，模具與樹脂的接觸面積就會越大，因此潤滑所致之模具保護效果會變高。粒徑係越微細則越可使耐粉化性及沖裁性被提升。
本發明中「有機樹脂的平均一次粒子徑」，係將絕緣被膜的表面以SEM在倍率2萬倍下觀察時，將視野中的所有一次粒子(包含凝聚而形成二次粒子)的粒徑，針對3個視野做算術平均而得的值。此外，關於具有異方性的一次粒子，係將最大長徑規定成粒徑。
本發明中「有機樹脂的凝聚比率」，係在絕緣被膜的表面以SEM在倍率2萬倍下觀察時，將視野中的所有一次粒子的個數之中，將凝聚而形成二次粒子的一次粒子的個數之比率，針對3個視野做算術平均而得的值。
有機樹脂的凝聚比率，係藉由調整將分散於作為溶媒的水中的樹脂液之單體(將Si化合物等之其他成分混合而製作處理液前的樹脂之分散液)以低速度進行分散機攪拌之際的攪拌時間，就可調整之。攪拌速度，係理想為50~150rpm，較理想為80~120rpm。此範圍的攪拌速度的情況下，攪拌時間越長，凝聚比率就越增加。為了將凝聚比率設成5~50%，攪拌時間理想為0.1~4小時， 較理想為0.5~3小時。
本實施型態中所使用的有機樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)理想為0℃以上100℃以下。若TG是在此範圍，則沖裁加工時會因為模具刀尖所產生的熱，而容易使絕緣被膜中的樹脂成分軟化，潤滑效果會提升，因此可大幅改善沖裁性。較理想的TG之範圍係為0℃以上50℃以下。
本發明的附絕緣被膜之電磁鋼板中，亦可含有有機蠟。藉由使絕緣被膜中含有有機蠟就可獲得促使耐粉化性提升的效果。
本實施形態中所使用的有機蠟，係只要是具有140℃以下之熔點者即可並無特別限定，可以使用例如：聚烯烴蠟(例如聚乙烯蠟)、石蠟(例如合成石蠟、天然石蠟等)、氟樹脂系蠟(例如聚四氟乙烯等)等的1種或2種以上。
此種有機蠟，係具有後述的絕緣被膜之燒結溫度以下之熔點，因此在絕緣被膜之表層以濃縮的狀態而存在，蠟濃縮部的形狀係為不規則，在絕緣被膜的表層以低均勻性的狀態而零星存在。因此，在SEM觀察下，蠟濃縮部係可被識別為，與粒子狀之有機樹脂有明顯不同。本實施型態中，絕緣被膜之表面的蠟的被覆率理想係為1%以上5%以下。若為1%以上，則蠟所致之被膜表面的滑潤性會提升，耐粉化性會較為提升。若為5%以下，則表面的摩擦係數降低所致之螺旋崩潰不會發生，就這個理由來說是理想的。
「蠟的被覆率」，係將絕緣被膜之表面於SEM下以倍率5000倍(加速電壓：1keV)觀察時，將視野中的所有蠟濃縮部之面積率，針對3視野進行算術平均所得的值。
絕緣被膜中的有機成分的含有量係無特別限定，但理想係為，有機成分在C換算下的附著量(以下稱為「C附著量」)，相對於Fe在Fe2O3換算下的附著量(以下稱為「Fe附著量」)與Si在SiO2換算下的附著量(以下稱為「Si附著量」)之合計的比[C/(Fe2O3+SiO2)]，是設成0.05以上0.8以下。若該比為0.05以上，則可充分獲得沖裁性提升之效果，若為0.8以下，則耐損傷性係不會劣化。此外，有機成分中，不只含有有機樹脂，還含有有機系Si化合物、有機蠟、及其他有機化合物時，則這些亦包含之。
本發明中，「Si附著量」、「Fe附著量」、及「C附著量」，係藉由在經加熱的20質量%NaOH水溶液中將絕緣被膜予以溶解(熱鹼溶解)，將溶解液中的Fe、Si、C進行ICP分析，即可以g/m2的方式而求出。
本實施形態中，絕緣被膜除含有所述成分以外，亦可含有防鏽劑、潤滑劑、抗氧化劑等通常所使用的添加劑或其他無機化合物或有機化合物來作為其他成分。作為上記有機化合物之例子係列舉有機酸，是作為無機成分與有機樹脂之接觸抑制劑而發揮機能。作為有機酸係例示含有丙烯酸的聚合物或共聚物等。作為上記無機化合物 之例子係列舉硼酸或顏料等。
所述其他成分的含有量係只要不破壞本發明的效果的程度即可。例如，其他成分的附著量，相對於Fe附著量與Si附著量之合計的比[(其他成分)/(Fe2O3+SiO2)]設成小於0.05為理想。
絕緣被膜的全附著量係不作特別限定，根據對絕緣被膜所要求的特性進行適當設定即可。一般而言，每片面理想為0.05~20g/m2，較理想為0.1~2g/m2。絕緣被膜係形成在電磁鋼板的兩面為理想，但亦可視目的而僅位於單面。而且，亦可視目的而僅對單面形成本實施形態的絕緣被膜，另一面形成其他絕緣被膜。
(附絕緣被膜之電磁鋼板之製造方法)
電磁鋼板的前處理係無特別限定。亦即，亦可為未處理，有利的是實施鹼等的脫脂處理、鹽酸、硫酸、磷酸等的酸洗處理。
接下來，將要被含有在絕緣被膜中的有機樹脂分散於水中而成的分散液，如前述般地進行攪拌。藉此，以控制絕緣被膜中的有機樹脂之凝聚比率。
接下來，調製用來形成絕緣被膜所需之處理液。處理液係例如，將前記Si化合物、前記有機樹脂、因應需要而將前記Fe化合物、前記有機蠟及其他成分，添加至去離子水，加以混合而調製。此外，在將處理液進行混合這種程度的處理中，有機樹脂之凝聚比率係不會有 太大變化。
在調製處理液時亦可對處理液的pH值進行調整。如前述，處理液的pH係為對絕緣被膜中的Fe含有量造成影響的條件之一。從獲得所望之Fe含有量的觀點來看，pH理想係為3以上12以下之範圍。
接下來，將上記處理液塗佈於電磁鋼板的表面並放置固定時間。該放置時間亦如前述，係為對絕緣被膜中的Fe含有量造成影響的條件之一。從獲得所望之Fe含有量的觀點來看，放置時間設成3~220秒係為理想，設成10~100秒則較理想。此外，放置之際的氛圍之溫度，係可設成室溫(例如10~30℃)。
將上記處理液塗佈於電磁鋼板表面的方法係無特別限定，可列舉輥塗法、棒塗法、浸漬法、噴射塗佈法等，根據要處理的電磁鋼板的形狀等而適宜選擇最適的方法。
接下來，對塗佈於電磁鋼板上的處理液進行燒結，並將所塗佈的處理液作為絕緣被膜。燒結方法不作特別限定，可採用通常實施的熱風加熱式、紅外線加熱式、感應加熱式等。最高到達板溫係無特別限定，可為150~350℃左右。加熱時間係無特別限定，在1秒~10分之範圍中做適宜設定即可。
以下，使用實例對本發明進行更詳細說明，但本發明不受以下實例的任何限定。
[實施例]
表1所示的各試驗例中，Si化合物、有機樹脂、及一部分的試驗例中是將有機蠟添加至去離子水，而調製成處理液。處理液的pH係如表1所示。表1中表示Si化合物的量的質量份係為，相對於去除了水分及溶劑的有效成分整體100質量份的量。而且，各成分相對於去離子水量的合計固體成分濃度設為50g/L。此外，於表1中，表示Si化合物的S1~S9係為表2所示者，表示有機樹脂的R1~R6係為表3所示者，各樹脂之Tg係示於表1，表示有機蠟的W1、W2係為表4所示者。此外，在處理液的調整之前，有機樹脂的分散液係以表1所示的攪拌時間以100rpm進行了攪拌。
於各試驗例中，在從板厚：0.35mm的電磁鋼板[A360(JISC2552(2000))]所切出的寬度：150mm，長度：300mm之大小的試驗片的單面，將處理液以輥式塗佈機進行塗佈，並放置表1所示的時間，藉由熱風燒結爐，以最高到達板溫250℃、加熱時間30秒，進行燒結。燒結後，放冷至常溫，獲得絕緣被膜。全附著量係示於表1。
針對各試驗例的絕緣被膜，將Si附著量、Fe附著量、C附著量(任一者均為每單面的附著量，g/m2)，以前述的ICP測定而加以求出。測定的Si附著量及Fe附著量，和從測定結果所算出的[C/(Fe2O3+SiO2)]及Fe/Si(莫耳比)，示於表1。又，將Si附著量/全附著量以「SiO2含 有比率」的方式，示於表1。
關於各試驗例的絕緣被膜，是以使用SEM的前述之方法，求出有機樹脂的平均一次粒子徑及凝聚比率、以及蠟的被覆率，將結果示於表1。
(評價方法)
將對所獲得的附絕緣被膜之電磁鋼板的沖裁性及耐粉化性，用以下的基準進行評價，將結果示於表1。
<沖裁性>
對附絕緣被膜之電磁鋼板，使用15mmΦ鋼模具進行沖裁，直至毛刺高度達到50μm為止，利用該沖裁數進行評估。
(判定基準)
◎：120萬次以上
○：100萬次以上且小於120萬次
○-：70萬次以上且小於100萬次
△：30萬次以上且小於70萬次
×：小於30萬次
<耐粉化性(X-Y桌檯法)>
先前的耐粉化性試驗中，並沒有模擬實機生產線的狀況，而在實機的粉化結果與實驗室試驗結果一直無法得到 一致性，具有如此缺點。於是，使用更貼近實機之狀況的X-Y桌檯法，來評價耐粉化性。
試驗條件：毛氈接觸面積15mm×15mm，荷重：0.087MPa(0.89kgf/cm2)，將絕緣被膜之表面以被安裝在X-Y繪圖儀的毛氈一面進行摩擦，一面連續進行朝X軸方向做400mm、朝Y方向做15mm移動的運動，以一筆劃而使毛氈移動36m。移動速度係設成150mpm。將試驗後的毛氈以螢光X線進行分析，將絕緣被膜之主成分的Si對毛氈之附著量視為被膜剝離量，評價耐粉化性。
(判定基準)
◎：被膜剝離量小於0.1g/m2
○：被膜剝離量為0.1g/m2以上且小於0.15g/m2
○-：被膜剝離量為0.15g/m2以上且小於0.20g/m2
×：被膜剝離量為0.20g/m2以上
如表1所示，依據本發明的附絕緣被膜之電磁鋼板之任一者，其沖裁性及耐粉化性雙方皆佳。
[表1]
[產業上利用之可能性]
本發明的附絕緣被膜之電磁鋼板，係絕緣被膜中不含鉻化合物並且沖裁性及耐粉化性雙方皆佳，作為 馬達或變壓器等的零件是極為有用的。

Claims (8)

  1. 一種附絕緣被膜之電磁鋼板，其特徵為，具有電磁鋼板、及被形成在該電磁鋼板上的絕緣被膜；前述絕緣被膜含有Si及以粒子狀存在的有機樹脂；前述有機樹脂的平均一次粒子徑係為1.0μm以下；前述有機樹脂的一次粒子之中，成為凝聚粒子的一次粒子之比率為5%以上50%以下。
  2. 如請求項1所記載之附絕緣被膜之電磁鋼板，其中，前述絕緣被膜含有Fe；前述Fe的含有量與前述Si的含有量之比(Fe/Si)係以莫耳比表示為0.01~0.6。
  3. 如請求項2所記載之附絕緣被膜之電磁鋼板，其中，前述絕緣被膜中之有機成分以C換算下的附著量，相對於前述絕緣被膜中之前述Fe以Fe2O3換算下的附著量與前述Si以SiO2換算下的附著量之合計之比[C/(Fe2O3+SiO2)]為0.05以上0.8以下。
  4. 如請求項1~3之任一項所記載之附絕緣被膜之電磁鋼板，其中，有機蠟係濃縮在前記絕緣被膜之表層，前述絕緣被膜之表面上的前述蠟之被覆率為1%以上5%以下。
  5. 如請求項1~3之任一項所記載之附絕緣被膜之電磁鋼板，其中，前述Si在SiO2換算下的附著量，為全附 著量的50質量%以上95質量%以下。
  6. 如請求項1~3之任一項所記載之附絕緣被膜之電磁鋼板，其中，前述有機樹脂之玻璃轉移溫度為0℃以上100℃以下。
  7. 如請求項1~3之任一項所記載之附絕緣被膜之電磁鋼板，其中，前述絕緣被膜含有板狀二氧化矽。
  8. 如請求項7所記載之附絕緣被膜之電磁鋼板，其中，前述板狀二氧化矽的平均粒徑為10~600nm，縱橫比為2~400。
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