JPH10128904A

JPH10128904A - 絶縁被膜付き電磁鋼板

Info

Publication number: JPH10128904A
Application number: JP28532896A
Authority: JP
Inventors: Yuka Komori; 森ゆか小; Katsuro Yamaguchi; 口勝郎山; Keiji Sato; 藤圭司佐
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1996-10-28
Filing date: 1996-10-28
Publication date: 1998-05-19

Abstract

(57)【要約】【課題】低温焼付で製造でき、歪取り焼鈍が可能で、耐
食性にも優れる絶縁被膜付き電磁鋼板の提供。【解決手段】樹脂とシリカを含み、シリカのＳｉＯ₂換
算で１００重量部に対してＣｌを０．００５重量部以下
およびＳを０．０５重量部以下とした絶縁被膜を有する
絶縁被膜付き電磁鋼板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁被膜付き電磁
鋼板に関し、特に、六価クロム等の有害な化合物を含ま
ず、また、低温焼き付けで製造でき、歪取り焼鈍可能で
耐食性も良好な絶縁被膜付き電磁鋼板に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータや変圧器等の素材として使用され
る電磁鋼板の絶縁被膜は、層間抵抗だけでなく、加工成
形時および保管時の利便性の観点から種々の特性が要求
される。また、電磁鋼板は、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、絶縁被膜は、この歪取り焼鈍に耐えるも
のであることが求められる場合がある。そこで、多様に
使用される電磁鋼板に応じて種々の絶縁被膜の開発が行
われている。

【０００３】ところで、一般に、絶縁被膜は、溶接性および耐熱性を重視し、歪取り焼鈍に耐える無
機質皮膜打抜性と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。これらの中で、汎用品として歪取
り焼鈍に耐えるのはおよびの無機質を含む被膜であ
る。特に、有機樹脂を含有するクロム酸塩系絶縁被膜
は、１コート１ベークの工程で形成することができ、ま
た、無機系絶縁被膜に比較して打抜性が格段に優れるた
め、広く利用されている。

【０００４】このクロム酸塩系絶縁被膜を有する電磁鋼
板の製造方法として、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ＣｒＯ₃：１００重量部
に対して、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重量部および有機還元剤を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行う方法が開示
されている。

【０００５】しかし、少なくとも１種の２価金属を含む
クロム酸塩系絶縁被膜は、六価クロムを三価クロムに還
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。

【０００６】また、クロム酸塩系以外の絶縁被膜とし
て、リ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。

【０００７】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号公報で
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。この方法によ
れば、無機コロイド状物質は、確かにクロム酸塩系また
は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。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、樹脂と
シリカの混合物を塗布しても、調質圧延および歪取り焼
鈍時の焼き付き防止には効果があるものの、耐食性のば
らつきが大きく、良好な場合と不良な場合が発生すると
いう問題があった。また、電磁鋼板は焼鈍前後の耐食性
も要求される場合が多く、特公昭５９−２１９２７号公
報に記載の方法によって得られる絶縁被膜は、このよう
な用途には適していなかった。

【０００９】そこで、本発明の目的は、上記の問題を解
決し、低温焼付で製造でき、歪取り焼鈍が可能で、耐食
性にも優れる絶縁被膜付き電磁鋼板を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決するべく、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結果、電磁鋼板お
よびその電磁鋼板の歪取り焼鈍後耐食性は、使用するシ
リカの種類によって強い影響を受けることをつきとめ
た。特に、シリカ中のＣｌ^-およびＳＯ₄ ^2-のアニオン
量が少ないほど良好であることをつきとめた。すなわ
ち、被膜中のＳｉＯ₂量に対するＣｌ、Ｓ量を特定の量
以下とすることにより、電磁鋼板およびその電磁鋼板の
焼鈍後耐食性を向上できることを知見した。

【００１１】すなわち、本発明は、樹脂とシリカを含
み、シリカのＳｉＯ₂換算で１００重量部に対してＣｌ
を０．００５重量部以下およびＳを０．０５重量部以下
とした絶縁被膜を有する、低温焼付で製造でき、歪取り
焼鈍が可能で、かつ耐食性が良好な絶縁被膜付き電磁鋼
板を提供するものである。

【００１２】また、前記絶縁被膜が、樹脂１００重量部
に対して、シリカをＳｉＯ₂換算で３〜３００重量部含
み、前記絶縁被膜の付着量が０．０５〜４ｇ／ｍ²であ
ると、好ましい。

【００１３】以下、本発明の絶縁被膜付き電磁鋼板（以
下、「本発明の電磁鋼板」という）について、詳細に説
明する。

【００１４】本発明の電磁鋼板の素地鋼板は、特に限定
されず、電気鉄板はもちろんのこと、種々の組成のもの
が使用可能である。通常のＳｉをほとんど含まない普通
鋼でも使用可能である。

【００１５】本発明の電磁鋼板は、樹脂とシリカを含む
絶縁被膜を有するものである。この絶縁被膜に含まれる
樹脂としては、エマルジョン、ディスパージョン、水溶
液等として使用される水性樹脂が使用される。この樹脂
の具体例として、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
脂等が挙げられる。これらは１種単独でも２種以上の組
合せでも用いられる。

【００１６】本発明の電磁鋼板の絶縁被膜の必須成分で
あるシリカは、水に分散するものならどのような製法に
よって製造されたものでもよく、コロイダルシリカ、気
相シリカ、凝集タイプシリカ等の種々のものが適用可能
である。ただし、本発明において、シリカは予めＣ
ｌ^-、ＳＯ₄ ^2-等のアニオンをイオン交換法等により取
り除いておき、樹脂合成時の水、希釈水には純水を用い
るなどして、絶縁被膜中のＣｌ、Ｓ量がＳｉＯ₂換算で
１００重量部に対して、それぞれ０．００５重量部以
下、０．０５重量部以下となるように制御される。絶縁
被膜中のＣｌ量およびＳ量が規定量を超えると電磁鋼板
およびその電磁鋼板の焼鈍後耐食性が低下する。

【００１７】また、絶縁被膜において、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、スティキング性が不足する。また、シリ
カが３００重量部超であると、打抜性が低下する。

【００１８】本発明の電磁鋼板において、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、被膜密着性が低下する。

【００１９】また、本発明において、絶縁被膜の性能を
一層向上させるために、前記樹脂およびシリカ以外に、
必要に応じて、防錆剤等の他の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。

【００２０】本発明の電磁鋼板の製造は、前記樹脂およ
びシリカ、ならびに必要に応じて使用される他の添加剤
を配合した処理液を、素地鋼板の表面に塗布して焼き付
け処理して絶縁被膜を形成する方法にしたがって行うこ
とができる。処理液の塗布の方法は、特に制限されず、
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、ナイフコーター等の種々の方法
が適用可能である。

【００２１】また、焼き付け処理の方法も、特に制限さ
れず、通常実施される熱風式、赤外式、誘導加熱式等の
方法によって、絶縁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処理することによ
って行うことができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例および比較例に基づい
て、本発明をより具体的に説明する。

【００２３】（実施例１〜５、比較例１）各例におい
て、板厚０．５ｍｍの電磁鋼板の表面に、ロールコータ
ーを用いて、樹脂、シリカおよびＣｌ、Ｓを所定量以下
とした塗布液を塗布し、到達板温１５０℃で焼き付けた
後、放冷して、表１に示す組成の絶縁被膜を形成し、絶
縁被膜付き電磁鋼板を製造した。得られた絶縁被膜付き
電磁鋼板について、下記の方法にしたがって、造膜性、
耐溶剤性、打抜性、歪取り焼鈍前後の耐食性、密着性お
よびスティキング性を評価または測定した。耐食性の評
価結果を表１に示し、さらに、打抜性に及ぼすシリカ重
量の影響、スティキング性に及ぼすシリカ重量の影響、
製品板および焼鈍板の被膜密着性に及ぼす目付量の影
響、打抜性に及ぼす目付量の影響、ならびにスティキン
グ性に及ぼす目付量の影響について、それぞれ図１〜図
６に図示した。

【００２４】造膜性１５０℃の到達板温で焼付を行った後の被膜外観を目視
で下記の基準にしたがって評価した。 ◎ 均一な外観を示し、ひびわれ、ふくれ、べとつきな
し ○ 若干のひびわれ、ふくれ △ 大きなひびわれ、ふくれ、若干のべとつき × 大きなひびわれ、ふくれ、べとつき大

【００２５】打抜性かえり高さが１０μｍになるように調整した１５ｍｍφ
スチールダイスを用いて、電磁鋼板試料の打抜きを行
い、かえり高さが５０μｍに達するまでの打ち抜き数を
求め、下記の基準で評価した。 ◎：５０万回超 ○：３０万〜５０万回 △：１０万〜３０万回 ×：１０万回未満

【００２６】密着性電磁鋼板試料と、その電磁鋼板を窒素中７５０℃で２時
間焼鈍処理してなる歪取焼鈍板試料とを、それぞれ２０
ｍｍφでの１８０°曲げ戻し試験に供し、試験後の被膜
剥離率を求め、下記の基準で評価した。 ◎：剥離なし ○：〜剥離２０％ △：剥離２０％〜剥離４０％ ×：剥離４０％〜全面剥離

【００２７】耐食性（製品板）絶縁膜付き電磁鋼板試料を、湿潤試験（５０℃、相対湿
度１００％）に供し、４８時間後の赤錆面積率を求め、
下記の基準で評価した。 ◎：０〜２０％ ○：２０〜４０％ △：４０〜６０％ ×：６０〜１００％

【００２８】耐食性（焼鈍後）絶縁膜付き電磁鋼板試料を、窒素中７５０℃×２ｈ焼鈍
後、恒温恒湿試験（５０℃、相対湿度８０％）に供し、
１４日後の赤錆面積率を求め、下記の基準で評価した。 ◎：０〜２０％ ○：２０〜４０％ △：４０〜６０％ ×：６０〜１００％

【００２９】スティキング性５０ｍｍ角に剪断した電磁鋼板１０枚を重ねた試料を、
荷重（２００ｇ／ｃｍ ²）を加えながら窒素雰囲気下で
７５０℃×２時間焼鈍した後、試料上に分銅５００ｇを
落下させ、重ね合わせた電磁鋼板が５つに分割して離れ
るときの落下高さを測定し、下記の基準で評価した。 ◎：１０ｃｍ以下 ○：１０〜１５ｃｍ △：１５〜３０ｃｍ ×：３０ｃｍ超

【００３０】

【表１】

【００３１】表１および図１〜６から明らかなように、
本発明の実施例の絶縁被膜付き電磁鋼板は、比較例に比
して、いずれも耐溶剤性、打抜性、歪取り焼鈍前後の耐
食性、密着性、およびスティキング性等に優れたもので
ある。

【００３２】

【発明の効果】本発明の絶縁被膜付き電磁鋼板は、低温
焼付で製造でき、歪取り焼鈍が可能で耐食性も良好であ
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。そのため、本発明の電磁鋼板は、モータ
ー、トランス等の用途をはじめ広範囲の用途に好適に利
用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】打抜性に及ぼすシリカ重量の影響を示す図。

【図２】スティキング性に及ぼすシリカ重量の影響を示
す図。

【図３】製品板の被膜密着性に及ぼす目付量の影響を示
す図。

【図４】焼鈍板の被膜密着性に及ぼす目付量の影響を示
す図。

【図５】打抜性に及ぼす目付量の影響を示す図。

【図６】スティキング性に及ぼす目付量の影響を示す
図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂とシリカを含み、シリカのＳｉＯ₂換
算で１００重量部に対してＣｌを０．００５重量部以下
およびＳを０．０５重量部以下とした絶縁被膜を有する
絶縁被膜付き電磁鋼板。
【請求項２】前記絶縁被膜が、樹脂１００重量部に対し
て、シリカをＳｉＯ₂換算で３〜３００重量部含み、前
記絶縁被膜の付着量が０．０５〜４ｇ／ｍ²である請求
項１に記載の絶縁被膜付き電磁鋼板。