JPH11241173A - 無方向性珪素鋼用無機／有機絶縁塗膜 - Google Patents

無方向性珪素鋼用無機／有機絶縁塗膜

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JPH11241173A JP35305998A JP35305998A JPH11241173A JP H11241173 A JPH11241173 A JP H11241173A JP 35305998 A JP35305998 A JP 35305998A JP 35305998 A JP35305998 A JP 35305998A JP H11241173 A JPH11241173 A JP H11241173A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 湿った雰囲気中で低い湿気吸収性を有する無
方向性珪素鋼板上に絶縁塗膜を形成し、改良された接着
性を与え及び粉末化を減少させる無方向性珪素鋼板上に
絶縁塗膜を形成するための組成物を提供すること。 【解決手段】 層間の電力ロスを最小にするために表面
抵抗性の高いレベルを与えるための絶縁性塗膜で両表面
が塗装された無方向性珪素鋼板である。該塗膜は、乾燥
重量１００部当たり、２０〜６０部のアルミニウムホス
フェート、２０〜７０部の少なくとも１種の無機粒状シ
リケートおよび１０〜２５部のアクリル樹脂を含有する
無機／有機の硬化された塗膜から本質的になり、該塗膜
がモノアルミニウムホスフェート溶液、粒状シリケート
およびアクリルラテックスを含有する酸水性懸濁液から
形成され、該懸濁液がアクリル樹脂１部当たり１重量部
までの水溶性有機溶剤を含有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、層間電力ロスを最
小にするために高いレベルの表面抵抗性を与える、無機
／有機の絶縁塗装された、半加工又は完全加工された無
方向性珪素鋼板に関するものである。より詳しくは、絶
縁塗膜がモノアルミニウムホスフェート溶液、少なくと
も１種の粒状シリケートおよび有機アクリルラテックス
を含有する酸水性濁液から形成される。本発明の絶縁被
覆無方向性珪素鋼板は、モーター、発電機、変圧器、お
よび他の電気機器の磁気コア中の電力ロスを最小にする
ために使用することができる。
【０００２】
【従来の技術】媒体及び大型モータ、発電機及び変圧器
に使用される無方向性珪素鋼板は、鋼から形成される積
層物が孔抜きされた状態で使用される場合には、層間の
電力ロスを最小にするために表面抵抗性の高いレベルを
与える絶縁塗膜を必要とする。また、この表面抵抗性の
高いレベルは、応力除去焼きなまし（ＳＲＡ）のような
熱処理後又はモータの修理中に、屈曲絶縁を除去するた
めに使用される”バーンオフ（burn-off）”処理後に必
要とされうる。絶縁塗膜は鋼板から孔抜きされた層の端
から剥げ落ちないように、該塗膜は製造プロセス中に鋼
板への良好な接着性を有しなければならない。また、絶
縁塗膜は、過剰に粉末化されてはならず、孔抜き、スリ
ット又は剪断中に供給ロール及び他の装置にビルドアッ
プされてはならず、積層物の孔抜き又は剪断に使用され
るダイを摩耗させてはならず、妥当な速度で積層物から
形成される磁気コアの溶接を許し、そして磁気コアの製
造及び使用中に用いられる種々の化学品及び樹脂と両立
しなければならない。
【０００３】珪素鋼板用の無機ホスフェート絶縁塗膜は
公知である。無機ホスフェート塗膜は優れた表面抵抗性
および耐熱性を与えるが、積層物の孔抜き中にダイが過
度に摩耗し、鋼板への接着性を劣悪にしがちである。例
えば、米国特許第2,501,846号は約７〜５０％の遊離
酸、又はマグネシアが溶解されている燐酸含有溶液から
絶縁薄膜を形成することを開示している。米国特許第2,
743,203号は水和アルミニウムが溶解されている燐酸溶
液から形成された珪素鋼用の無機ホスフェート絶縁塗膜
を開示している。米国特許第3,948,786号は１００重量
部のアルミニウム−マグネシウム−ホスフェート溶液、
１５０重量部までのコロイドシリカ、および２５重量部
までのクロム酸無水物を含有する溶液から形成される、
改良された粒子方向性珪素鋼用の改良された無機ホスフ
ェート絶縁塗膜に関するものである。これらの公知の無
機ホスフェート絶縁塗膜は全て裸珪素鋼の孔抜きに比べ
て、層の孔抜き中に従来のダイの摩耗が増大する。ま
た、これらの塗膜と鋼板表面の接着は塗装の前の操作中
に鋼板との表面に形成される酸化物薄膜の性質に非常に
依存する。
【０００４】また、有機樹脂を含有する無機絶縁塗膜を
使用することも公知である。有機樹脂は塗装された珪素
鋼の孔抜き中にダイの摩耗割合を減少させる硬化塗膜に
滑らかさを与える。有機樹脂含有無機ホスフェート塗膜
は優れた表面抵抗性を与えるが、鋼の孔抜き、スリッ
ト、又は剪断中に過剰に粉末化し、孔抜き、スリット、
又は剪断装置上に粉末化した塗膜のビルドアップを引き
起こす。湿度の高い期間中は、無機／有機ホスフェート
塗膜は大気から水蒸気を吸収し、ねばねばになり、塗膜
を供給ロール、ダイ、テンションパッド、及びその他の
装置にビルドアップさせる。蓄積した塗膜は洗浄により
装置から除去しなければならず、それは生産性に影響を
与える。米国特許第4,496,399号は無機／有機ホスフェ
ート絶縁塗膜に関するものである。この特許は１００部
のアルミニウム−マグネシウムホスフェート及び３３〜
２５０部のコロイドシリカ及び１０〜２５部のクロム酸
無水物又は３０〜２５０部の粒状アルミニウムシリケー
トを含有する組成物の無機部分で無方向性珪素鋼を塗装
するための水性組成物を開示している。この組成物の有
機部分は、４０から６０重量％のアクリル又は酢酸ビニ
ル樹脂の固形物を含有する水性懸濁液１５〜１３５０部
の水性懸濁液を含有する。この塗膜の欠点は、無機部分
を高温で鋼表面と反応させねばならない遊離の燐酸、お
よび未反応の燐酸又は吸湿性のホスフェート化合物の存
在により生ずるねばねばさを防ぐために高温で硬化させ
なければならないマグネシウムホスフェート化合物を含
有することである。しかしながら、この高い硬化温度に
おいては樹脂の分解が起こり、不均質な褐色の外観とな
り、鋼板との接着が悪くなる。他の欠点は、薄い塗膜の
条痕（streak）の発生のために、塗膜を溝付きゴム計量
ロール（grooved rubbermetering roll）を用いて鋼板
の幅全体を均一に適用することが困難である。
【０００５】米国特許第3,793,073号は少なくとも２０H
r.m.s.μinchの表面粗さを有する珪素鋼を塗被するため
の無機／有機絶縁塗膜を開示している。この塗膜の有機
部分はアクリル酸樹脂又はコポリマー、無水マレイン
酸、アミノ酸樹脂、カルシウムリグニンスルホネート、
ポリビニルアルコール、フェノール樹脂、酢酸ビニル、
ポリビニルアセタール、アルキッド樹脂、塩化ビニルお
よびエポキシ樹脂のグループから形成される。２μｍを
超える粒度を有するベークライト、メラミン樹脂などの
ような有機粒状材料が表面粗さを与えるために使用され
うる。この塗膜の無機部分は１種以上の燐酸系物質又は
クロム酸系物質を含有することができる。燐酸系物質は
カルシウム、マグネシウム及び亜鉛のホスフェート、並
びにチタン酸化物、コロイドシリカ、コロイドアルミ
ナ、硼酸及び有機還元剤を包含することができる。クロ
ム酸系物質はカルシウム、マグネシウム及び亜鉛のビク
ロメート、並びにチタン酸化物、コロイドシリカ、コロ
イドアルミナ及び硼酸を包含することができる。無機／
有機絶縁塗膜で塗被された珪素鋼は良好な孔抜き及び溶
接品質を有する。この塗膜の欠点は、基金属表面粗さが
２Hr.m.sμinchを超える場合に、非常に高い表面抵抗
性、高いスタッキングファクター(stacking factor）及
び許容しうる溶接性が同時に達成されないということで
ある。この塗膜は粗いシート表面に塗布された場合に良
好な抵抗性を保証するためには厚くなければならず、こ
れはスタッキングファクターを低下させ、溶接気孔に悪
影響を及ぼす。２μｍを超える粒度を有する樹脂を含有
する塗膜の他の欠点は、加工中に樹脂粒子が鋼表面から
離れ、過剰の粉末化及び粉末化した塗膜のビルドアップ
を生じさせることである。また、この塗膜は、塗膜の塗
被中、塗被された鋼板の加工中および廃塗膜の廃棄中に
安全及び環境問題を生じさせるクロム酸及びクロメート
を含有する。
【０００６】米国特許第4,618,377号は有機エマルジョ
ン樹脂、分散液改良剤で表面処理された有機樹脂粒子、
及び少なくとも１種の無機ホスフェート又はクロメート
成分を含む溶液を含有する珪素鋼上の絶縁塗膜を形成す
るための無機／有機塗料組成物を開示している。表面処
理された樹脂粒子は硬化された塗膜の表面粗さを調節す
るために使用され、それにより溶接性が改良される。エ
マルジョン樹脂はアクリルビニルアセテート、スチレ
ン、又はブタジエン単独、またはビニルアセテート、ス
チレン及びブタジエンの１種以上の共重合体であること
ができる。表面処理された樹脂粒子は２〜５０μｍのサ
イズを有し、１種以上のポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリアミド、ポリアクリル樹脂、ポリスチレン及び
ベンゾグアナミンの混合物、または共重合体であること
ができる。塗膜の無機部分は１種以上のカルシウム、ア
ルミニウム、マグネシウム又は亜鉛のホスフェート、カ
ルシウム、アルミニウム、マグネシウム及び亜鉛のクロ
メート又はビクロメート、燐酸又は無水クロム酸に溶解
させたカルシウム、アルミニウム、マグネシウム及び亜
鉛の酸化物、水酸化物又は炭酸塩であることができる。
この塗膜は焼成されて樹脂が半溶融され、それにより樹
脂粒子は硬化絶縁塗膜上に０．５〜１．５μｍの表面粗
さＲａを与える。この塗膜の欠点は樹脂粒子が塗被され
た鋼板の加工中に粉末化又ははげる傾向があることであ
る。また、この塗膜は安全及び環境問題を起こさせるク
ロム酸又はクロメートを含有する。
【０００７】米国特許第4,844,753号は無機クロメート
薄膜形成成分及び樹脂成分を含有する珪素鋼上に絶縁塗
膜を形成するための水性塗料組成物を開示している。こ
の樹脂成分はアクリル又はアクリル−スチレンエマルジ
ョンと０．２〜１μｍの粒度を有するグアニジン樹脂の
混合物である。クロメート含有これらの無機／有機絶縁
塗膜を非常に薄い厚みで適用した場合、塗膜は滑らかで
あるが。表面抵抗性が劣る。高い表面抵抗性を持たせる
ためにクロメート絶縁塗膜を十分の厚みに塗った場合は
樹脂の揮発によって引き起こされる溶接中、過剰の気孔
が発生する。溶接中に、有機樹脂の揮発によって引き起
こされる溶接気孔を最小にするために、粒子をクロメー
ト絶縁塗膜に加えると、孔抜き中に塗膜が過剰に粉末化
する。このクロメート絶縁塗膜は、塗膜の使用および可
溶性の６価クロムを含有する廃副生物の廃棄に関する安
全及び環境問題のために、望ましくない。
【０００８】また、結合剤としてナトリウムシリケー
ト、カリウムシリ−ト又はアンモニウムシリケートのよ
うな水溶性シリケートを１種以上含有する珪素鋼用の絶
縁塗膜を使用することも公知である。この塗膜はホスフ
ェート又はクロメート結合剤を含有する塗膜に関連する
酸性ｐＨよりもむろ塩基性ｐＨを有する。可溶性シリケ
ートをベースとする絶縁塗膜は完全に無機であるか、又
は孔抜き性を改良するために有機物質を含有することが
できる。米国特許第3,839,256号は、４級アンモニウム
シリケート溶液、及びエチレン重合体及びエチレン性不
飽和カルボン酸又はエステルの水性分散液、及び場合に
より潤滑性を改良するために油のような潤滑剤、湿気又
は泡立ちを改良するための界面活性剤、コストを下げる
ための充填剤を含有する塗料組成物を開示いている。米
国特許第4,507,360号は、耐食性を改良するために、ス
トロンチウムクロメート、バリウムクロメート、及び鉛
クロメートからなる群から選らばれるクロメート化合物
を米国特許第3,839,256号の組成物に添加することを開
示している。米国特許第4,762,753号はナトリウムシリ
ケート、酸化又は水酸化マグネシウム、二酸化チタンお
よびマイカを含有する珪素鋼用無機絶縁塗料組成物を開
示している。可溶性シリケートをベースとするこれらの
絶縁塗膜の全ては良好な表面抵抗性及び耐熱性を与える
が、ガスタングステンアーク溶接中に劣悪な溶接プール
流動性（weld pool fluidity）を生じ、不均一で不連続
な溶接となる。
【０００９】従って、良好な表面抵抗性を与え、層間電
力ロスを最小にし、良好な耐水蒸気吸収抵抗性を有し、
シートへの良好な接着性を与え、シートからの積層物の
孔抜き中のダイ摩耗を最小にし、シートからの積層物の
孔抜き中に過剰に粉末化しないか、又は孔抜き装置上に
塗膜をビルドアップさせず、応力除去焼きなまし及びバ
ーンオフ熱処理に耐え、そして過剰な溶接気孔を生じな
い無方向性珪素鋼用の絶縁塗膜の必要性が残されてい
る。また、低コストであり、磁気コアの製造に使用され
る種々の化学品及び樹脂と両立し、環境上高価な廃棄問
題を生じさせるクロメートを含有しない無方向性珪素鋼
用の絶縁塗膜の必要性がある。また、塗膜の塗被布又は
使用中に６価クロムの存在により引き起こされる安全性
の問題が生ずることのない無方向性珪素鋼用の絶縁塗膜
の必要性がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主目的は、湿
った雰囲気中で低い湿気吸収性を有する無方向性珪素鋼
板上に絶縁塗膜を形成するための組成物を提供すること
にある。本発明の他の目的は、応力除去焼きなましのよ
うな熱処理前又は後に、改良された接着性を与え及び粉
末化を減少させる無方向性珪素鋼板上に絶縁塗膜を形成
するための組成物を提供することにある。本発明の他の
目的は、鋼板に高い表面抵抗性を与え、鋼板の良好な孔
抜き性を有し、溶接部での気孔が最小であると共に妥当
な溶接速度での良好な溶接性を有し、溝付きゴム計量ロ
ールのような手段を用いて鋼板に塗布することができ、
薄い塗膜の条痕やベアスポットのない均一な塗膜とな
り、そして６価クロムの使用又は廃棄に関係する安全性
及び環境上の問題を生じさせない無方向性珪素鋼板上に
絶縁塗膜を形成するための組成物を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、モータ、発電
機、変圧器、及び他の電気装置の磁気コアにおける層間
電力ロスを最小にするために、高いレベルの表面抵抗性
を与える硬化絶縁塗膜で鋼板の両表面が塗被された無方
向性珪素鋼板に関するものである。鋼板上の硬化された
絶縁塗膜は乾燥重量１００部当たり、２０〜６０部のア
ルミニウムホスフェート、２０〜７０部の少なくとも１
種の無機粒状シリケートおよび１０〜２５部のアクリル
樹脂を含有する。硬化された絶縁塗膜は、モノアルミニ
ウムホスフェート溶液、粒状シリケートおよびアクリル
ラテックスを含有する酸水性懸濁液から形成される。該
懸濁液はアクリル樹脂１部当たり１重量部までの水溶性
有機溶剤を含有することができる
【００１２】本発明の他の特徴は、約０．２Ａ以下のフ
ランクリン電流を有する前記無方向性珪素鋼板にある。
本発明の他の特徴は、各鋼板の表面において、０．５〜
８μｍの厚さを有する前記塗膜にある。本発明の他の特
徴は、０．３〜６０μｍの粒度を有する前記シリケート
にある。本発明の他の特徴は、１５〜３００ｃＰの粘度
を有する前記懸濁液にある。本発明の他の特徴は、約
１．０〜１．３の比重を有する前記懸濁液にある。本発
明の他の特徴は、約２．０〜２．５のｐＨを有し且つ
０．２重量％未満の未反応燐酸を含有する前記水性懸濁
液にある。
【００１３】本発明の利点は、湿った雰囲気中で低い湿
気吸収性を有し且つ孔抜き、スリット、又は剪断装置上
に塗膜のビルドアップを生じさせることのない、無方向
性珪素鋼板上の硬化絶縁塗膜を包含する。本発明の付加
的利点は、改良された接着性及び粉末化抵抗性を与え、
高いレベルの表面抵抗性を与え、クロメートを必要とせ
ず、そのために塗膜の使用及び廃棄物中の安全性及び環
境上の問題が避けられ、そして薄い塗膜の条痕や他の欠
陥の発生もなく、溝付きゴム計量ロールを用いて珪素鋼
板に容易に塗布される無方向性珪素鋼板上に絶縁塗膜を
形成するための組成物を包含する。上記目的、特徴及び
利点、並びにその他のことは好ましいは本発明の下記記
述から明らかとなろう。
【００１４】
【実施の実施の形態】本発明は、無機／有機の絶縁物が
塗被された半加工又は全加工無方向性珪素鋼、及び層間
電力ロスを最小にするために表面抵抗性の高いレベルを
与える硬化絶縁組成物に関する。無方向性珪素鋼は全て
の方向にほぼ均一な磁性を有することで特徴付けられ
る。これらの鋼は、より高い特別の電気抵抗性を鋼板に
与え、それによってより低い鉄損を与えるために、鉄、
珪素及び／又はアルミニウムからなる。また、無方向性
鋼はマンガン、燐及び磁気化中に生ずる鉄損を低下させ
る高い電気抵抗性を与えるために通常知られている他の
元素を含有することができる。
【００１５】本発明の無方向性珪素鋼は、溶融され、鋳
造され、連続長さのシート、ストリップ又はホイル（以
下、シートという）に熱加工される。鋼の溶融組成物
は、０．１％未満、好ましくは０．０１％未満のＣ；
０．２〜３．５％，好ましくは１．５％〜３．３％のＳ
ｉ；０．０５％〜１．５％、好ましくは０．２〜０．８
％のＡｌ；０．０５〜０．５％，好ましくは０．１〜
０．５％のＭｎ；０．２％までのＰ；０．７％未満のＣ
ｒ；０．１％未満のＳ；焼きなまし中の鋼板の初期酸化
を抑制するために０．２％までのＳｂ及びＳｎ；残部は
鉄及びＣｕ，Ｔｉ，Ｎ及びＭｏのような通常の残留元素
を含有する。このシートは、インゴット鋳造、厚スラブ
鋳造、薄スラブ鋳造、ストリップ鋳造のような方法又は
溶融組成物を用いるコンパクトストリップ製造の他の方
法を使用して製造することができる。鋼板がスラブから
製造された場合は、スラブは約１２３０℃に再加熱さ
れ、熱加工、例えば次の加工に適する１．８〜２．０ｍ
ｍのストリップ厚さに熱間圧延される。熱加工されたス
トリップは場合により焼きなましされ、スケール除去の
ために酸洗いされ、１段又はそれ以上の段階で約６０〜
８５％冷間圧下され、８７０〜１０７０℃のピーク金属
温度で３０〜４０秒間最終焼きなましされる。冷間圧下
の後、最終焼きなましの前に、シートは脱炭焼きなまし
されて炭素が０．００３％以下に低下される。最終焼き
なまし中は、シートは所望の最終粒子サイズ、および本
発明の塗布された絶縁塗膜のためにベースとして役立つ
表面酸化物層が発達する。この絶縁塗膜は、ローラーの
ような計量手段を用いて最終焼きなましシートの両表面
に塗布される。ついで、絶縁塗膜は炉、誘電コイルなど
を通して硬化させるが、その際シートは２２０〜３５０
℃、好ましくは３００〜３３０℃のピーク金属温度に加
熱される。
【００１６】本発明の無方向性珪素鋼は全加工、又は半
加工されることができる。全加工無方向性珪素鋼とは、
場合により焼きなましされ、酸洗いされ、冷間圧下さ
れ、必要ならば脱炭され、最適の磁性を発達させるため
の粒子成長を与えるための最適の最終焼きなましをする
熱加工された鋼を意味する。半加工無方向性珪素鋼と
は、鋼板製造プラントで最適の粒子サイズを発達させる
ために、完全に脱炭されないか、又は最終焼きなましさ
れる冷間圧下された鋼板を意味する。むしろ、最終焼き
なましは鋼板から積層物を孔抜きした後、顧客により仕
上げられるものである。
【００１７】最終焼きなまし後に、本発明の無方向性珪
素鋼は、乾燥重量１００部当たり２０〜６０部の１種以
上の無機モノアルミニウムホスフェート、２０〜７０部
の１種以上の無機粒状シリケート及び１０〜２５部のア
クリル樹脂を含有する酸水性懸濁液でその両表面が塗装
される。懸濁液はアクリル樹脂１部当たり１重量部まで
の水溶性有機溶剤を含有することが好ましい。水性懸濁
液は約２．０〜２．５、好ましくは約２．３のｐＨを有
する。水性懸濁液は約１．０〜１．３、好ましくは約
１．０２〜１．２５の比重を有する。モノアルミニウム
ホスフェートとアクリル樹脂の割合は乾燥重量基準で、
好ましくは少なくとも１．５：１、より好ましくは少な
くとも２．０：１である。シリケートの平均粒度、即ち
平衡球状直径は、好ましくは０．３〜６０μｍ，より好
ましくは約０．４〜４０μｍである。アクリル樹脂は、
アクリル酸、メタクリル酸、これらの酸のエステル、ア
クリロニトリル及びスチレンの共重合体であることがで
きる。この共重合体はグリシジルアクリレート、イタコ
ン酸及びヒドロキシエチルアクリレートのような官能性
モノマーを含有する熱可塑性又は熱硬化性樹脂であるこ
とができる。水溶性有機溶剤は１種以上のグリコールエ
ーテル溶剤、１種以上の種々のアルコール、又はそれら
の混合物を包含することができる。懸濁液は鋼板の全幅
にわたって完全に、均一に計量塗布されることができ
る。多量の遊離の燐酸を含有しうる従来のホスフェート
塗膜と異なり、本発明の酸水性懸濁液は未反応の遊離の
燐酸を少量しか含有しない。遊離の燐酸の少量とは、本
発明の酸水性懸濁液が約０．２重量％未満の未反応燐酸
を含有することを意味する。未反応の燐酸または吸湿性
のマグネシウム又はマグネシウム−アルミニウムホスフ
ェート化合物の存在により引き起こされる粘稠化を防止
するために、本発明の塗膜の硬化中に従来の典型的な４
００℃の高温は必要ではない。従って、鋼板上の液状塗
膜は約３２５℃のピーク金属温度で硬化させることがで
きる。各シート表面上の硬化されたベトベトしない絶縁
塗膜の厚さは少なくとも０．５μｍ，好ましくは２〜８
μｍである。本発明の絶縁塗被された無方向性珪素鋼は
モータ、発電機、変圧器およびその他の電気装置の積層
磁気コアにおける電力ロスを最小にするために使用する
ことができる。
【００１８】本発明の硬化された絶縁塗膜は２０〜６０
部、好ましくは３０〜５０部の無機アルミニウムホスフ
ェートを含有する。本発明の本質的な特徴は、少なくと
も２０部、即ち２０乾燥重量部のアルミニウムホスフェ
ートを含有する硬化絶縁塗膜にある。硬化絶縁塗膜中の
アルミニウムホスフェートのより少ない量は加工中に粉
末化する傾向を増大させる。硬化絶縁塗膜は、絶縁塗被
されたシートの孔抜き中にダイの摩耗が激しくなるの
で、６０部、即ち６０乾燥重量％を越えるアルミニウム
ホスフェートを含有すべきではない。
【００１９】また、本発明の硬化絶縁塗膜は１０〜２５
部、好ましくは１５〜２０のアクリル樹脂を含有する。
本発明の他の本質的な特徴は、孔抜き中にダイの過剰な
摩耗を防止するために少なくとも１０部、即ち１０乾燥
重量％のアクリル樹脂を含有する硬化絶縁塗膜にある。
樹脂の揮発により生ずる溶接気孔化を避けるために、硬
化絶縁塗膜は２５部、即ち２５乾燥重量％を超えるアク
リル酸を含有すべきではない。硬化絶縁塗膜がアクリル
樹脂２５部を超えない場合は、塗膜の硬度は有意には減
少せず、塗被された珪素鋼積層物の通常の取り扱い及び
加工に適している。
【００２０】アクリルラテックスとは、本質的に水性の
媒体中で高分子アクリル粒状樹脂の安定な分散液を意味
するものと理解されよう。本発明の塗膜の有機成分は酸
水性塗装懸濁液と混合されたときに安定な細かい分散液
として残存することが重要である。本発明のアクリル樹
脂は一般に１μｍ以下、好ましくは０．５μｍ未満の粒
度を有する。本発明の有機成分はアクリルラテックスと
して酸水性懸濁液に添加されるが、これは有機成分を安
定化させるために多量の有機溶剤を必要としなくなり、
その結果低揮発性有機化合物含量を有する塗膜となるた
めである。許容しうる樹脂としては、アクリル酸、メタ
クリル酸、これらの酸のエステル、スチレン及びアクリ
ロニトリルがある。官能性モノマー、例えばグリシジル
アクリレート、イタコン酸、ヒドロキシエチルアクリレ
ートは架橋のための反応座を与えるために含有すること
ができる。
【００２１】本発明の他の本質的特徴は、組成物が少な
くとも１種の無機粒状シリケートを２０〜７０部、好ま
しくは２５〜６５部含有することである。硬化絶縁塗膜
は、適度な耐摩耗性を与え、表面抵抗性の低下を防ぎ、
そして良好な溶接性を維持するために、少なくとも２０
部、即ち２０乾燥重量％の粒状シリケートを含有すべき
である。硬化絶縁塗膜は、塗膜が加工中に粉末化する傾
向があるので、７０部、即ち７０乾燥重量％を越える粒
状シリケートを含有すべきではない。
【００２２】また、本発明のシリケート粒度は重要であ
り、好ましくは０．３〜６０μｍの範囲内であるべきで
ある。シリケート粒度は加工中の溶接性及び粉末化に影
響を与えうる硬化塗膜の粗さに影響を与える。塗膜表面
が滑らか過ぎて溶接気孔化を防止できず、ある種の用途
には摩擦係数が低すぎるために、粒度は０．３μｍ未満
であってはならない。加工中及び焼きなまし中に塗膜の
粉末化が起こるので、粒度は約６０μｍを超えるべきで
はない。本発明に適した許容しうる粒度は、無機の不溶
性であり、プレート状の積層構造、例えばアルミニウム
シリケ−ト、アルミニウムカリウムシリケート又はマグ
ネシウムシリケ−トを有することを特徴とするものを包
含する。
【００２３】本発明の酸水性塗装組成物は、小さなベア
スポット又は薄い塗膜条痕のような硬化塗膜中の欠陥を
防止するために、アクリル樹脂１部当たり１部までの水
溶性溶剤を含有することができる。約２０ｍ／分以上の
塗装ライン速度では、過剰の塗膜を溝付きゴムロールを
用いて鋼板から除去するときに起こる塗膜条痕の形成を
防止するために、水性懸濁液中に溶剤を含ませることが
望ましい。また、水溶性有機溶剤は、水性塗装懸濁液に
よる鋼板表面の湿り気を改良し、改良された均一性及び
鋼板の全ての幅にわたる被覆となる。許容しうる水溶性
有機溶剤としては、グリコールエーテル又は種々のアル
コールがある。水溶性有機溶剤の量はアクリル樹脂１部
当たり少なくとも０．２部であることが好ましい。水溶
性有機溶剤の量がアクリル樹脂１部当たり１部を超える
と、水性懸濁液の安定性が悪くなり、使用中に及び長い
時間の貯蔵中に粘度の過剰な増加をきたす。また、水溶
性有機溶剤は、時間経過による過剰な粘度増加を防止す
るために、少なくとも約７のDavies Hydrophile-Balanc
e（ＨＬＢ）値を有することが好ましい。水溶性有機溶
剤の量がアクリル樹脂１部当たり１部を超えると、塗膜
の硬化中に放出される揮発性有機化合物の量が多く、環
境汚染を増大させることとなる。
【００２４】鋼板の全ての幅にわたる均一な塗膜を得る
ための他の重要な考慮事項は塗膜の粘度である。粘度は
Brookfield LVF 粘度計, LV2 スピンドル,60 rpmによ
る測定で、約１５〜３００ｃＰ、好ましくは約６０〜２
００ｃＰであるべきである。粘度が約１５ｃＰより低い
場合は、裸の又は薄い塗膜の条痕は、溝付きゴム計量ロ
ールを用いて塗布っする間に生じるようであり、シリケ
ート粒子はより速く懸濁液から沈降し、硬化絶縁塗膜の
表面は滑らかすぎて適度な溶接性を与えない。粘度が約
３００ｃＰを超える場合は、塗膜は溝付きゴム計量ロー
ルを用いて塗布した後に良好なレベルではなく、明白な
ロール溝パターンが硬化塗膜中に残るであろう。スペー
スファクター、耐腐食性及び塗装されたシートの加工中
の滑り性に悪影響を与える。条痕となることを最小にし
及び溶接性の最適化に適するのに表面粗さにするため
に、６０〜２００ｃＰの粘度範囲が好ましい。
【００２５】本発明の塗装組成物は、少量の添加剤、例
えば湿り気の改善、泡立ちの減少、及びシリケート粒子
の分散性の改良のための界面活性剤；絶縁塗膜硬度の改
良及び耐薬品性の改良のための架橋剤；および耐減摩性
及び耐擦傷性改良のためのスリップ剤を含有することも
できる。また、約２．０〜２．５の低ｐＨで安定な水減
少（water-reducible）アクリル樹脂を、硬化塗膜の流
動特性及び耐薬品性の改良のために添加することができ
る。
【００２６】塗装組成物は、溝付きゴムロール、接触ロ
ール、スキージー、スプレー又は浸漬によるような鋼板
の全幅にわたる均一な計量液塗りのための手段により、
鋼板の各表面に塗布することができる。過剰の塗膜は溝
付きゴムロール、エアナイフなどを用いてシートの表面
から取り除くことができる。ついで、液状塗装されたシ
ートは、組成物が少なくとも２２０℃、好ましくは少な
くとも３００℃のピーク金属温度に約１５〜３０秒間加
熱されるか、又は約５秒間の誘導加熱により硬化される
炉を通すことができる。硬化後に、各表面の乾燥した絶
縁塗装の厚さは、厚さが小さいと表面抵抗性の高いレベ
ルが達成されない為に、少なくとも約０．５μｍ、好ま
しくは少なくとも２．０μｍであるべきである。積層堆
積のスペースファクターに悪影響を与えるので、塗膜の
厚さは約８μｍを超えるべきでない。また、塗膜の厚さ
が約８μｍを超えた場合は、粉末化し且つ溶接気孔化を
示す傾向を増す。硬化後、絶縁塗装された珪素鋼板は
２．１ＭＰａ及び２１℃で、約０．２Ａ以下のフランク
リン電流（ＡＳＴＭ ７１７）を有する。
【００２７】
【実施例】実施例１ 本発明の完全加工無方向性珪素鋼板をモノアルミニウム
ホスフェート溶液、無機粒状シリ−ト、アクリルラテッ
クス及び水溶性有機溶剤を含有する酸水性懸濁液で被覆
した。水性懸濁液（以下、本発明の塗膜Ｉという）を次
の方法で調製した。全固形物１００部の乾燥重量基準
で、２１．１部のアクリル樹脂を混合容器に加えた。ア
クリルラテックスは、Union Carbide Corp.により製造
され、UCAR エマルジョン系で、UCAR Vehicle 443の商
品名で販売されている。このものは４１重量％のスチレ
ン−アクリルポリマー及び約５９％の水を含有する。ラ
テックス中のスチレン−アクリルポリマー粒子は０．１
５μｍの平均直径を有する。ついで、水溶性有機溶剤、
ジエチレングリコールモノブチルエーテルをアクリルラ
テックスに加えた。この溶剤はUnion Carbide Corp.,So
lvent and Coatings Material Divisionで製造され、Bu
tyl Carbitol の商品名で販売されいる。添加される有
機溶剤の量はアクリル樹脂１部当たり０．０７３部であ
った。ついで、シリケート粒子の良好な分散液を得るた
めに、激しく撹拌しながら乾燥重量基準で４１．０部の
粒状アルミニウムシリケートを加えた。アルミニウムシ
リケートはEngelhard Corp., Specialty Minerals Colo
rs, Group,で製造され、ASP 200 の商品名で販売されて
いる。このものはカオリンから誘導された水和アルミニ
ウムシリケートであり、０．４μｍの平均粒度、１４％
の燃焼ロス及び３．５〜５．０のｐＨを有する。３７．
５部のアルミニウムホスフェートを粒状シリケートアク
リルラテックスの混合物に加えた。アルミニウムホスフ
ェートはモノアルミニウムホスフェート溶液の形態で加
え、この溶液はInterstate Chemical Company から入手
可能であり、Monoaluminum Phosphateの商品名で販売さ
れている。モノアルミニウムホスフェート溶液は１．４
７の比重を有するAl(H2PO4)3の５０重量％水溶液であ
る。得られた酸懸濁液の比重を、水を加えることにより
約１．１４に調整した。０．４７ｍｍの厚さを有する完
全加工無方向性珪素鋼板を溝付きゴム計量ロールを用い
て本発明の塗膜Ｉで塗装し、ついで４２８℃にセットさ
れた炉で硬化し、２３２℃の鋼板のピーク金属温度にな
った。硬化された乾燥塗膜の厚さは片側約２．３μｍで
あった。
【００２８】上記本発明の塗膜Ｉと比較するために、従
来技術に基づいて２種類の無機／有機クロメート絶縁塗
膜を調製した。まず、滑らかな表面を有する無機／有機
クロメート塗膜（以下、滑らかなクロメート塗膜とい
う）を次の成分：全固形物１００部乾燥重量基準で、４
７．８部のクロム酸無水物（ＣｒＯ３）、１４．３部の
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、１０．５部の硼酸（Ｈ３
ＢＯ４）及び２７．４部のアクリル樹脂（Union Carbid
e UCAR 443 Vehicle）を混合することにより調製した。
また、硬化中に６価のクロムを３価のクロムに還元させ
るために、１００部のクロム酸無水物当たり２０部のグ
リセリンを加えた。水を加えて比重を約１．１４に調整
した。無機方向性珪素鋼板を溝付きゴム計量ロールを用
いて、従来の組成物で塗装した。この被覆を４８２℃で
４６〜４８秒間硬化させ、約２９２〜３００℃のピーク
金属温度になった。硬化された塗膜の厚さは２．２〜
２．５μｍであった。比較のために調製した第２のタイ
プの無機／有機クロメート塗膜は大きな有機粒子の添加
のために粗い表面を有していた（以下、粗いクロメート
塗膜という）。この塗膜は、乾燥重量基準で、４７．８
部のクロム酸、１４．３部の酸化マグネシウム、１０．
５部の硼酸、１９．２部のアクリル樹脂（UCAR 443アク
リル樹脂）及び８．１部の平均粒度１８μｍのポリエチ
レン粒子を含有していた。ポリエチレン粒子は Shamroc
k Technology Inc.により製造され、Texture Ultra Fin
e の商品名で販売されている。米国特許第3,793,073号
及び米国特許第4,618,377号の教示により、表面粗さを
増加させ及び溶接気孔を減少させるために、大きな有機
粒子を加えた。塗被された無方向性珪素鋼のシートを、
上記の滑らかなクロメート塗膜に記載したと同様の方法
による組成物を用いて製造した。
【００２９】追加の比較のために、２種の商業的に入手
可能で且つ幅広く使用されている無機／有機ホスフェー
ト絶縁塗膜（以下、コマーシャルホスフェート塗膜Ｉ及
びＩＩいう）を使用して実験室で完全加工無方向性珪素
鋼を塗装した。これらの塗膜の両方とも、無機成分、無
機粒状シリケート及び有機樹脂を含有する専有の水溶液
塗膜である。コマーシャルホスフェート塗膜ＩとＩＩの
一つの差異はコマーシャルホスフェート塗膜ＩＩ中の無
機粒状粒子がコマーシャルホスフェート塗膜Ｉ中のもの
より大きいことであり、その結果より粗い硬化塗膜とな
る。これらの塗膜物の両方とも１．１３〜１．１４の比
重に水で希釈し、溝付きゴム計量ロールを用いて鋼板に
塗布し、４８２℃で２４〜２６秒間硬化させ、約２００
〜２１０℃のピーク金属温度となった。硬化塗膜の厚さ
は２．３〜２．５μｍであった。
【００３０】塗装された鋼板で行われた試験結果は表１
に示されている。粉末化に対する抵抗性は、２つの塗装
サンプルをSutherland Ink Rub Testerを使用して与え
られたサイクル数、一定の圧力下に一方を他方に擦り合
わせたときに生じる粉末の量に基づいて評価した。ま
た、接着性は応力除去焼きなまし（ＳＲＡ）後に、硬化
させたサンプルを６．４ｍｍ直径のマンドレルの周囲で
１８０°曲げ、そして透明テープで曲げた表面から剥が
れる塗膜の量をランク付けすることにより評価した。ま
た、接着性は、硬化させたサンプルを乾燥窒素９５％及
び水素５％中で、８１６℃で応力除去焼きなまし（ＳＲ
Ａ）した後に、１２．７ｍｍ直径のマンドレルの周囲で
１８０°曲げ、そして透明テープで曲げた表面から剥が
れる塗膜の量をランク付けすることにより評価した。表
面抵抗性は塗装条件で、８１６℃で応力除去焼きなまし
（ＳＲＡ）後に、ＡＳＴＭ Ａ ７１７によりフランクリ
ンテスターを用いて試験した。溶接性は、７ｃｍ高さの
塗装サンプルについて、ガスタングステンアーク溶接を
使用し、平滑な位置に１．２Mpaの圧締力、２．４ｍｍ
の直径のトリウムタングステン電極、０．８５m3/min.
の流速のアルゴンシールドガス、１４〜１５Ｖの電圧、
１００〜２５０Ａの電流及び２５〜１５２cm/min.の溶
接速度により、評価した。溶接中の気孔の量及び溶接の
連続性は各塗装及び溶接条件について評価した。
【００３１】本発明の塗膜及び４つの比較塗膜は、表１
中の各評価特性について、ベストからワーストまでのラ
ンク付けがなされている。さらに、結果は、珪素鋼絶縁
塗膜についての公知の要求に基づいて、許容しうる、又
はぎりぎり／許容し得ないというカテゴリーに分類され
ている。比較塗膜のいずれも完全に許容しうるものでは
なかった。本発明の塗膜Ｉは溶接性を除き全てのカテゴ
リーが許容しうるものであった。過剰の溶接気孔は磁気
コア中に積層物を接合するための製造に使用されるよう
な溶接条件で観察された。本発明の塗膜Ｉは、摩擦した
ときに粉末化する傾向が低く、孔抜き中及びスリット操
作中に粉末のビルドアップが少ない結果となった。本発
明の塗膜Ｉは焼きなましの前及び後において優れた鋼板
への接着性を有し、焼きなまし後の表面抵抗性も高いレ
ベルを与えた。
【００３２】溶接気孔度が表面粗さにより減少するかど
うかの決定のために、追加の大きなシリケート粒子を本
発明の塗膜Ｉに添加した。次の組成物（以下、本発明の
塗膜ＩＩという）を調製した。全成分は、１００部全固
形物の乾燥重量基準で：２０．１部のアクリル樹脂（実
施例１に記載のUnion Carbide UCAR 443 Vehicle）、２
６．９部の粒状アルミニウムシリケート（実施例１に記
載のEnglehard ASP 200）、３．９部の粒状アルミニウ
ムカリウムシリケート及び４９．２部のアルミニウムホ
スフェートである。粒状アルミニウムカリウムシリケー
トは、AspectMinerals Inc.により製造され、商品名Alb
aFlex 200で販売されている。アルミニウムカリウムシ
リケートは平均粒度２２〜２７μｍ、燃焼ロス４．２７
％及びｐＨ７〜８を有する高純度湿式粉砕白雲母マイカ
である。完全加工無方向性珪素鋼板サンプルを本発明の
塗膜ＩＩで塗装し、本発明の塗膜Ｉについて記載したの
と同様の方法で硬化させた。硬化塗膜の厚さは約２．０
μｍであった。本発明の塗膜ＩＩの溶接性を上記本発明
の塗膜Ｉと同様の条件で評価した。溶接気孔の発生は本
発明の塗膜Ｉと比較して非常に減少した。
【００３３】
【表１】
【００３４】実施例２ 無方向性珪素鋼板のサンプルを実験室で、実施例１に記
載の本発明の塗膜ＩＩ及びコマーシャルホスフェート塗
膜Ｉで塗装し、湿った雰囲気中で水吸収試験を行った。
各塗膜は塗装前及び塗膜の硬化後に計量しシート当たり
の塗膜の重量ｇ／ｍ２を決定した。ついで、塗装された
サンプルを２１℃の温度及び９９〜１００％の相対湿度
に維持された湿潤室に４８時間入れた。湿潤室から出し
た後、サンプルをすぐに再計量し、重量増加、又は各塗
膜により吸収された水の量を元の被覆重量の百分率とし
て計算した。結果を以下に示す： 水吸収（塗膜重量の％） 本発明の塗膜ＩＩ ９ コマーシャルホスフェート塗膜Ｉ ２６
【００３５】湿った天候中で粘稠になる傾向を評価する
ために、湿った天候の地理学的地域にある電気モータ製
造業者へ、本発明の塗膜ＩＩ及びコマーシャルホスフェ
ート塗膜Ｉの２つのサンプルを送付した。このモータ製
造業者は過去に粘稠な塗膜により生ずる孔抜き装置での
厳しい塗膜のビルドアップの問題を経験していた。この
地域で、商業的に入手し得るホスフェート無機／有機塗
膜（コマーシャルホスフェート塗膜Ｉ）による製造材料
が孔抜き供給ロール上に厳しいビルドアップ問題を引き
起こす湿った期間、粘稠性についてサンプルの評価を行
った。塗装されたサンプルを素手で触れて、コマーシャ
ルホスフェート塗膜Ｉのサンプルが製造材料と似て非常
に粘稠であると判断された。本発明の塗膜ＩＩのサンプ
ルは粘稠でなかった。これらの結果は、本発明の塗膜Ｉ
Ｉが湿った雰囲気中で水を吸収する傾向が少ないこと、
及び幅広く使用されているコマーシャルホスフェート無
機／有機塗膜に比べて粘稠になることを示している。
【００３６】実施例３ 実施例１の本発明の塗膜ＩＩと同様の組成を有する水性
酸懸濁液を使用して、製造塗装ライン上で、０．４７ｍ
ｍの厚さの無方向性鋼の２つのコイル（約１５トン）を
塗装した。塗装懸濁液の比重を水を加えた１．１２５に
調整した。塗膜を溝付きゴム計量ロールを用いて２３m/
minのライン速度で移動する鋼板の両表面に塗布した。
ライン速度を２３m/minに制限したのは、薄い又は裸の
塗膜の条痕が速い速度で形成されるからである。塗装
後、塗膜を硬化させるために鋼板をオープンフレームガ
スバーナーを有する１２ｍの長さの炉に通した。炉中の
シートの滞留時間はほぼ１２秒であり、ピーク金属温度
は約３２９℃であった。硬化炉を通した後、シートは室
温近くに冷却し、塗装ラインの出口で巻き上げた。硬化
塗膜はねばねばしない、滑らかで均一な薄灰色の外観を
有していた。製造コイルから得られたサンプルについて
行われた試験の結果を表２に要約する。
【００３７】 表２ 塗膜の厚さ（μｍ） １．７ フランクリン電流（Ａ）： 硬化時 ．１２ ＳＲＡ（816℃,１時間,乾燥95%Ｎ２-5%Ｈ２）後 ．４９ 空気中でバ−ンオフ後（482℃,16時間） ．０７ 接着性： 硬化時（１２．７ｍｍ曲げ） フレーキングなし ＳＲＡ（816℃,１時間,乾燥95%Ｎ２-5%Ｈ２）後 フレーキングなし 空気中でバ−ンオフ後（482℃,16時間） フレーキングなし 耐薬品性： 表面ｐＨ（リトマス試験紙） ５−６ メチルアルコールラブテスト 侵されず
【００３８】塗装懸濁液は条痕の大きな問題を回避する
ためには、水で比重を１．１２５に希釈されねばならな
いために、塗膜の厚さは所望の厚さはよりも僅かに薄か
った。結果として、硬化フランクリン電流値は所望値よ
りも僅かに高かったが、大きな回転機械への適用につい
ては全く許容可能であった。また、フランクリン電流は
Ｈ２−Ｎ２雰囲気中、８１６℃でのＳＲＡ後及びシュミ
レートモーターステータ絶縁ストリッピング処理後又は
４８２℃で１６時間のバーンオフ後も良好であった。塗
膜の鋼板への接着性は硬化時、ＳＲＡ後及びバーンオフ
処理後も優れていた。塗膜はメチルアルコールに抵抗性
があり、リトマス試験紙で測定して残留表面酸性である
証拠を示さなかった。商業的に入手可能で、幅広く使用
されているホスフェート無機／有機絶縁塗膜、例えば実
施例１のコマーシャルホスフェート塗膜Ｉに比べて、本
発明の塗膜ＩＩの操作上の下記利点は試験中に観察され
た： （１）本発明の塗膜ＩＩは塗装ライン停止中に生ずる過
熱への感受性が小さく、より調和した色合い及び外観と
なる、（２）本発明の塗膜ＩＩは塗布及び硬化中の悪臭
が少ない、（３）本発明の塗膜ＩＩは塗装ライン上の鋼
板の端への埃又はビルドアップがない、（４）本発明の
塗膜ＩＩ中のシリケート粒子はコマーシャルホスフェー
ト塗膜のように容易に塗装パン中の懸濁液から沈降せ
ず、容易に透明になる。
【００３９】この試験からの実験的に塗装された無方向
性珪素鋼を電気モータの製造業者へ送付し、ステータ及
びロータへのアセンブリの容易性、特に高湿度での孔抜
き装置に生ずる塗膜のビルドアップの傾向を評価するた
めに加工した。種々の周囲温度及び湿度条件下で、この
鋼からステータ及びロータ積層物をパンチングした後、
本発明の塗膜ＩＩは粘稠にならず、孔抜き装置に塗膜の
ビルドアップもないと結論づけられた。塗膜の鋼板への
接着性は硬化時に優れていると判断され、塗膜は孔抜き
中に多くの埃や粉末を生じさせなかった。本発明の塗膜
ＩＩは、アルミニウム鋳造中に気孔を生じさせないか
ら、籠形ロータのアルミニウムダイ鋳造に利用可能であ
ると判断された。テストステータコアを真空圧含浸（Ｖ
ＰＩ）法によりエポキシ樹脂を含浸させた。この処理
後、本発明の塗膜ＩＩのコアは硬化エポキシ含浸樹脂中
にバブルが無く、他の問題もなかった。エポキシを硬化
させるために使用される加熱サイクル中に塗膜から吸収
水が放出されるために、コマーシャルホスフェート塗膜
Ｉは同様のＶＩＰ法でエポキシ含浸樹脂の激しいバブリ
ングを引き起こした。本発明の塗膜ＩＩについてモータ
コア製造プロセス中に観察された唯一の問題は支持板、
又はロールなど孔抜き中での被覆の摩擦により引き起こ
される孔抜き中での底面の僅かな摩耗であった。
【００４０】この第１製造試験は、本発明の塗膜が
（１）高い周囲湿度の期間中に商業的に利用可能なホス
フェート無機／有機塗膜の孔抜きに関連する問題を取り
除き、（２）塗布及び硬化中に悪臭が少なく、（３）塗
装ラインのシートの端への埃やビルドアップがなく、そ
して（４）コマーシャルホスフェート塗膜のように容易
に懸濁液からシリケート粒子が沈着しないので、より容
易に塗布及び塗装後に除去されたことを示した。さら
に、この第１製造試験は、本発明の塗膜が大きな回転ロ
ータの磁気コアに使用される絶縁塗膜への要求の多くに
合致していることを示した。また、本発明の不利な点に
ついは、溝付き計量ロールによる塗膜の塗布中に生ずる
条痕タイプの欠陥についての傾向、硬化塗膜中に小さな
ベアスポットを生じる僅かに劣る湿り気、及び孔抜き中
の底面の僅かな摩耗をがあること確認された。これらの
問題は少量の水溶性有機溶剤を加えることにより及び配
合物中のシリケートの量を増加することにより解決され
た。
【００４１】実施例４ 試験は下記の塗装組成物を用いて製造被覆ラインで行わ
れた。 （乾燥重量基準） アクリル樹脂 １４．８ アルミニウムシリケート ２２．８ アルミニウムカリウムシリケート ２２．８ 燐酸アルミニウム ３９．６
【００４２】塗膜を製造するために使用される成分は上
記実施例に記載と同様であった。この塗装組成物（以
下、本発明の塗膜ＩＩＩという。）は、アルミニウムカ
リウムシリケート含量が高い点で本発明の塗膜ＩＩと異
なる。酸塗装懸濁液は１．２０の比重を有し、溝付きゴ
ム計量ロールを用いて鋼板に塗布された。０．４７ｍｍ
厚の無方向性珪素鋼の４つのコイルを４０m/minのライ
ン速度で塗装した。塗装された鋼ストリップを３２７℃
のピーク金属温度で硬化させるために１２ｍの長さのオ
ープンフレーム炉を通過させた。
【００４３】ラインを停止した後に再スタートさせた場
合に、裸の及び薄い塗膜の条痕についての幾つかの問題
が生じたが、４０m/minで定常状態に至るライン速度で
は条痕は一度も生じなかった。硬化塗膜は均一で、白灰
色の外観を有していた。試験中に得られたサンプルにつ
いて行われた試験の結果を表３に示す。
【００４４】 表３ 塗膜の厚さ（μｍ） ２．５〜３．０ フランクリン電流（Ａ）： 硬化時 ．０２ ＳＲＡ（816℃,１時間,乾燥95%Ｎ２-5%Ｈ２）後 ．３０ 空気中でバーンオフ後（482℃,16時間） ．０３ スタッキングファクター（％） ９７〜９８ 水吸収−１００％ＲＨ，48時間(塗膜重量％) ５ 耐薬品性： 水 侵されず メチルアルコール 侵されず ＶＰＩエポキシ 侵されず 接着性： 硬化時(3.2mm直径曲げ／テープテスト) フレーキングなし ＳＲＡ（6.4mm直径曲げ／テープテスト）後 粉末 なし 曲げ（引っ張り表面） フレーキングなし 空気中でバーンオフ フレーキングなし 溶接気孔度： 38cm/min溶接速度 なし 76cm/min溶接速度 なし〜少々 152cm/min溶接速度 中庸〜多い
【００４５】これらの結果は、本発明の塗膜ＩＩＩが優
れた表面抵抗性、スタッキングファクター及び外観を与
えることを示している。さらに、この塗膜は高湿度に曝
された場合、商業的に利用しうるホスフェート無機／有
機塗膜に比べて水の吸収が少なく、減少したねばねばさ
及び孔抜き及びスリット装置上の塗膜のビルドアップの
傾向が減少した。本発明の塗膜ＩＩＩで塗装された珪素
鋼板のＴＩＧ溶接性はアルミニウムカリウムシリケート
の含量の増加のために本発明の塗膜ＩＩに比べて改良さ
れている。最も軽度な気孔は、殆どの用途に許容しうる
生産性を与える７６cm/minまでの溶接移動速度で接合部
中に観察された。この溶接性のレベルは上記のコマーシ
ャルホスフェート塗膜Ｉで達成されたものと同じであ
る。本発明の塗膜ＩＩＩで塗装されたスチールコイルを
スリットした後、非常に小さな擦りマーク及び引掻きだ
けがテンションパッドと接触させた表面に観察され、こ
れは塗膜の耐摩耗性が本発明の塗膜ＩＩに比べて改良さ
れたことを示している。本発明の塗膜ＩＩＩで塗装され
た無方向性珪素鋼材料は孔抜き装置への塗膜のビルドア
ップのような加工上の問題もなくモータにアセンブリさ
れた。
【００４６】この試験は、本発明の塗膜ＩＩに比べて本
発明の塗膜ＩＩＩについてのカリウムアルミニウムシリ
ケートの量の増加は溶接性及び耐摩耗性を改良すること
を示した。これらの２つの性質は許容し得るレベルに改
良された。本発明の塗膜ＩＩＩの唯一の欠陥は、ゆっく
りした塗装ライン速度で溝付き計量ロールによりる塗布
中の裸の又は薄い塗膜の条痕の傾向についてであった。
【００４７】実施例５ 試験は、アクリル樹脂１部当たり０．２０部のエチレン
グリコールモノブチルエーテル及び０．２０部のイソプ
ロピルアルコールを加えた以外は本発明の塗膜ＩＩＩと
同様の組成物で０．４７ｍｍ厚さの無方向性珪素鋼を塗
装することが行われた。これらの両溶剤は水含有塗膜の
表面応力を低下させる水溶性有機溶剤である。実験室の
作業は１種以上の溶剤の添加が、溝付き計量ロールによ
る実験室での十分な塗布中に条痕の傾向を減少させるこ
とを示した。エチレングリコールモノブチルエーテルは
Union Carbide Corp.,Solvent and Coatings Material
Divisionにより製造され、Butyl Cellosolveの商品名で
販売されている。Butyl Cellosolve及びイソプロピルア
ルコールを塗膜に加えた後、水を加えて１．２０の最終
比重を達成した。塗膜（以下、本発明の塗膜ＩＶとい
う）上記したような溝付きゴム計量ロールを使用して４
０m/minのライン速度で珪素鋼ストリップを塗布し、１
２ｍ長さの炉中で３２７℃のピーク金属温度で硬化させ
た。
【００４８】塗膜の利用中はライン停止後も定常状態の
ライン速度でも条痕の発生はなかった。また、鋼表面の
湿り気が有機溶剤を添加しない前の試験に比べて改良さ
れ、小さなベアスポットの発生は殆ど無かった。硬化時
の塗膜は均一で、艶消しで、白灰色の外観を有してい
た。塗膜の厚さは側当たり１．８〜２．９μｍであり、
硬化時のフランクリン電流は０〜０．０１Ａであった。
塗膜の接着性は１２．７ｍｍ直径の曲げテストに基づい
て許容しうるものであった。実験的に塗装された無方向
性珪素鋼はモータの製造業者へ供給され、孔抜き中に被
覆のビルドアップ又は粉末化のような問題もなく磁気コ
アに加工された。
【００４９】この試験は１種以上の有機溶剤の本発明の
塗膜への添加が溝付きゴム計量ロールによる塗布中に塗
膜の条痕の問題を取り除き、塗膜によって鋼の湿り気を
改良し、より均一な塗膜となることを示している。有機
溶剤の添加により硬化時の塗膜の問題には悪影響を与え
ない。
【００５０】本発明の精神及び範囲を逸脱することなく
種々の改変が本発明になし得ることが理解されるであろ
う。従って、本発明の限界は特許請求の範囲の記載から
決定されるべきである。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 層間の電力ロスを最小にするために表面
    抵抗性の高いレベルを与えるための絶縁性塗膜で両表面
    が塗装された無方向性珪素鋼板であって、該塗膜が、乾
    燥重量１００部当たり、２０〜６０部のアルミニウムホ
    スフェート、２０〜７０部の少なくとも１種の無機粒状
    シリケートおよび１０〜２５部のアクリル樹脂を含有す
    る無機／有機の硬化された塗膜から本質的になり、該塗
    膜がモノアルミニウムホスフェート溶液、粒状シリケー
    トおよびアクリルラテックスを含有する酸水性懸濁液か
    ら形成され、該懸濁液がアクリル樹脂１部当たり１重量
    部までの水溶性有機溶剤を含有することを特徴とする無
    方向性珪素鋼板。
  2. 【請求項２】 絶縁塗装された鋼板が約０．２Ａ以下の
    フランクリン電流を有する請求項１記載の塗膜。
  3. 【請求項３】各表面において、 少なくとも０．５μｍ
    の厚さを有する請求項１記載の塗膜。
  4. 【請求項４】 ３０〜５０部のアルミニウムホスフェー
    トを含有する請求項１記載の塗膜。
  5. 【請求項５】 ２５〜６５部の粒状シリケートを含有す
    る請求項１記載の塗膜。
  6. 【請求項６】 １５〜２０部のアクリル樹脂を含有する
    請求項１記載の塗膜。
  7. 【請求項７】 前記シリケートが０．３〜６０μｍの粒
    度を有する請求項１記載の塗膜。
  8. 【請求項８】 前記アクリル樹脂が１μｍ以下の粒度を
    有する請求項１記載の塗膜。
  9. 【請求項９】 前記ルミニウムホスフェートと前記アク
    リル樹脂との割合が少なくとも１．５：１である請求項
    １記載の塗膜。
  10. 【請求項１０】 前記懸濁液が１５〜３００ｃＰの粘
    度、２．０〜２．５のｐＨおよび１．０〜１．３の比重
    を有する請求項１記載の塗膜。
  11. 【請求項１１】 ２２０〜３５０℃の温度で硬化される
    請求項１記載の塗膜。
  12. 【請求項１２】 前記酸水性懸濁液が約０．２重量％未
    満の未反応燐酸を含有する請求項１記載の塗膜。
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