JPS5917521B2 - 方向性けい素鋼板に耐熱性のよい上塗り絶縁被膜を形成する方法 - Google Patents
方向性けい素鋼板に耐熱性のよい上塗り絶縁被膜を形成する方法Info
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- JPS5917521B2 JPS5917521B2 JP50101130A JP10113075A JPS5917521B2 JP S5917521 B2 JPS5917521 B2 JP S5917521B2 JP 50101130 A JP50101130 A JP 50101130A JP 10113075 A JP10113075 A JP 10113075A JP S5917521 B2 JPS5917521 B2 JP S5917521B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、方向性けい素鋼板表面に結晶質のフォルステ
ライトセラミック被膜を形成した後に施される上塗り絶
縁被膜を形成する方法に関する。
ライトセラミック被膜を形成した後に施される上塗り絶
縁被膜を形成する方法に関する。
： 特に本発明は、方向性けい素鋼板に耐熱性が優れ、
かつ鉄損と磁歪特性を改善する絶縁被膜を形成する方法
に関する。方向性けい素鋼板の磁歪は鋼板を磁化する際
に鋼板が伸縮振動する現象であり、この磁歪は変圧０
器騒音の最も大きな原因となつている。
かつ鉄損と磁歪特性を改善する絶縁被膜を形成する方法
に関する。方向性けい素鋼板の磁歪は鋼板を磁化する際
に鋼板が伸縮振動する現象であり、この磁歪は変圧０
器騒音の最も大きな原因となつている。
磁歪の大きさは鋼板の磁区構造によつて左右され、もし
表面に付与された被膜などによつて鋼板に引張応力が与
えられると、方向性けい素鋼の磁化は磁歪に関与しない
１８００磁壁移動によるものが優位とな５ るため、磁
歪は大幅に減少する。さらに鋼板に与えられた引張応力
は磁歪の応力特性だけでなく、方向性けい素鋼板の鉄損
の改善にも有効であることが知られている。特に最近進
歩の著しい磁束密度の高い方向性けい素鋼板に前記の引
張応力を与ｉ０える被膜を適用した場合には、鉄損の改
善効果が特に著しく前記磁歪の改善と相倹つて、ｄ滝で
騒音が小さく、電力損失の少ないトランスの製造が可能
になつてきている。このような鋼板に張力を与える上塗
り被膜の形ｊ５成方法はいくつか提案されており、これ
らの提案はガラスフリットを粉砕し、懸濁物にして塗布
焼付する方法と、りん酸塩とコロイド状シリカを配合さ
せた液を塗布・焼付する方法との２つに大別される。
表面に付与された被膜などによつて鋼板に引張応力が与
えられると、方向性けい素鋼の磁化は磁歪に関与しない
１８００磁壁移動によるものが優位とな５ るため、磁
歪は大幅に減少する。さらに鋼板に与えられた引張応力
は磁歪の応力特性だけでなく、方向性けい素鋼板の鉄損
の改善にも有効であることが知られている。特に最近進
歩の著しい磁束密度の高い方向性けい素鋼板に前記の引
張応力を与ｉ０える被膜を適用した場合には、鉄損の改
善効果が特に著しく前記磁歪の改善と相倹つて、ｄ滝で
騒音が小さく、電力損失の少ないトランスの製造が可能
になつてきている。このような鋼板に張力を与える上塗
り被膜の形ｊ５成方法はいくつか提案されており、これ
らの提案はガラスフリットを粉砕し、懸濁物にして塗布
焼付する方法と、りん酸塩とコロイド状シリカを配合さ
せた液を塗布・焼付する方法との２つに大別される。
前者に属するものは例えば特公昭３１〜■０８２４２号
に開示されている方法であり、後者に属するものは、例
えば特開昭４８〜３９３３８号あるいは特開昭５０〜７
９４４２号に開示されている方法である。これらの諸提
案は何れも方向性けい素鋼の磁歪■５ の応力特性を改
善し、かつ鉄損を低下させる効果も認められるが、特に
後者に属する方法によれば（ａ）コロイド状シリカ、（
ｂ）Ｍｆ、Ａｔのうちから選ばれる第１りん酸塩、（ｃ
）無水クロム酸、クロム酸塩、重クロム酸塩のうちから
選ばれる１種または２種以上、の前記（ａ），（５），
（ｃ）からなるコーテイング処理液を通常用いられる塗
布装置で塗布し、さらに焼付けることによつて、けい素
鋼板に張力を付与する密着性の良い低磁歪被膜を形成す
ることができることから、工業的に広く使用されている
。
に開示されている方法であり、後者に属するものは、例
えば特開昭４８〜３９３３８号あるいは特開昭５０〜７
９４４２号に開示されている方法である。これらの諸提
案は何れも方向性けい素鋼の磁歪■５ の応力特性を改
善し、かつ鉄損を低下させる効果も認められるが、特に
後者に属する方法によれば（ａ）コロイド状シリカ、（
ｂ）Ｍｆ、Ａｔのうちから選ばれる第１りん酸塩、（ｃ
）無水クロム酸、クロム酸塩、重クロム酸塩のうちから
選ばれる１種または２種以上、の前記（ａ），（５），
（ｃ）からなるコーテイング処理液を通常用いられる塗
布装置で塗布し、さらに焼付けることによつて、けい素
鋼板に張力を付与する密着性の良い低磁歪被膜を形成す
ることができることから、工業的に広く使用されている
。
しかしながら、この方法による場合、密着性の良い被膜
が生成する範囲内では耐熱性に難点があり、この被膜を
形成させたけい素鋼板を巻鉄心形トランスに巻いた後８
００℃程度の温度で歪取焼鈍すると、隣接する被膜層同
士が融着することがしばしば起る。かかる現象はトラン
ス鉄心の層間抵抗を低下させ、ひいては磁気特性の劣化
に繋がるものであるから、避けなければならない。また
ラツプコア一と呼ばれる巻鉄心組立方式を採用する場合
には、歪取焼鈍の際に融着が起るトランスへの組立作業
はできなくなる不利を生ずる。本発明の目的は、方向性
けい素鋼板上に耐熱性が優れ、すなわち焼鈍の際に融着
現象を生起せず、密着性が良く、かつ鉄損と磁歪特性を
改善する上塗り絶縁被膜を形成する方法を提供すること
にあり、このためコロイド状シリカをＳｉＯ２分として
２０ＶとＭｙ，Ａｔ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｆｅのうちから選ば
れる何れか１種または２種以上の第１りん酸塩をＳｌＯ
２／第１りん酸塩のモル比０．８〜１５の範囲内で含み
これに無水クロム酸、クロム酸塩、重クロム酸塩のうち
から選ばれる何れか１種または２種以上を合計量で０．
１〜２０ｆの範囲内で添〜加し、さらに一次粒子径７０
〜５００Ａ１見掛比重１００ｆ／ｔ以下のＳｌＯ２，Ａ
ｔ２Ｏ３，ＴｉＯ２のうちから選ばれる１種または２種
以上を合計量で０．１〜１０ｔ配合し、水を加えて比重
を１．０５〜１．３０に調整したコーテイング処理液を
表面にフオルステライト質被膜を有する方向性けい素鋼
板に塗布し、３５０℃以上の温度で焼付けることにより
、占積率を損わず、密着性が良く、融着現象の起らない
耐熱性の良い被膜を形成することのできることを新規に
知見して本発明を完成した。
が生成する範囲内では耐熱性に難点があり、この被膜を
形成させたけい素鋼板を巻鉄心形トランスに巻いた後８
００℃程度の温度で歪取焼鈍すると、隣接する被膜層同
士が融着することがしばしば起る。かかる現象はトラン
ス鉄心の層間抵抗を低下させ、ひいては磁気特性の劣化
に繋がるものであるから、避けなければならない。また
ラツプコア一と呼ばれる巻鉄心組立方式を採用する場合
には、歪取焼鈍の際に融着が起るトランスへの組立作業
はできなくなる不利を生ずる。本発明の目的は、方向性
けい素鋼板上に耐熱性が優れ、すなわち焼鈍の際に融着
現象を生起せず、密着性が良く、かつ鉄損と磁歪特性を
改善する上塗り絶縁被膜を形成する方法を提供すること
にあり、このためコロイド状シリカをＳｉＯ２分として
２０ＶとＭｙ，Ａｔ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｆｅのうちから選ば
れる何れか１種または２種以上の第１りん酸塩をＳｌＯ
２／第１りん酸塩のモル比０．８〜１５の範囲内で含み
これに無水クロム酸、クロム酸塩、重クロム酸塩のうち
から選ばれる何れか１種または２種以上を合計量で０．
１〜２０ｆの範囲内で添〜加し、さらに一次粒子径７０
〜５００Ａ１見掛比重１００ｆ／ｔ以下のＳｌＯ２，Ａ
ｔ２Ｏ３，ＴｉＯ２のうちから選ばれる１種または２種
以上を合計量で０．１〜１０ｔ配合し、水を加えて比重
を１．０５〜１．３０に調整したコーテイング処理液を
表面にフオルステライト質被膜を有する方向性けい素鋼
板に塗布し、３５０℃以上の温度で焼付けることにより
、占積率を損わず、密着性が良く、融着現象の起らない
耐熱性の良い被膜を形成することのできることを新規に
知見して本発明を完成した。
次に本発明を詳細に説明する。上塗り被膜は通常シリカ
被膜と焼鈍分離剤のマグネシアとの反応を箱焼鈍によつ
て行わせ形成させた結晶質のフオルステライトセラミツ
ク被膜の上に施されるが、本発明の研究の結果従来の上
塗り被膜はガラス変形点（Ｔα）６００〜８００℃程度
のガラスとなつているため、融着し易いことを解明した
。
被膜と焼鈍分離剤のマグネシアとの反応を箱焼鈍によつ
て行わせ形成させた結晶質のフオルステライトセラミツ
ク被膜の上に施されるが、本発明の研究の結果従来の上
塗り被膜はガラス変形点（Ｔα）６００〜８００℃程度
のガラスとなつているため、融着し易いことを解明した
。
ところで一般に、コーテイング処理液中に高融点の酸化
物粉末を添加配合することにより、得られる被膜の耐熱
性が改善されることが知られている。
物粉末を添加配合することにより、得られる被膜の耐熱
性が改善されることが知られている。
しかしながらこの場合は、被膜の密着性が劣化したり、
また占積率が低下したり、さらにはスリツト時や鉄心組
立時に酸化物粒子が表面から剥離するなどの弊害を伴う
のが常であつた。そこで発明者らはとくに、添加すべき
酸化物について綿密な検討を行つた結果、粒度だけでな
く、見掛比重で表わされる凝集の程度が小さいもの、す
なわち難凝集性酸化物微粉末とくにＳｉＯ２，Ａｔ２Ｏ
３，Ａｔ２Ｏ３および／またはＴｉＯ２の微粉末を使用
することにより、密着性，占積率の劣化を伴うことなし
に耐熱性に優れた上塗り被膜を得ることができたのであ
る。
また占積率が低下したり、さらにはスリツト時や鉄心組
立時に酸化物粒子が表面から剥離するなどの弊害を伴う
のが常であつた。そこで発明者らはとくに、添加すべき
酸化物について綿密な検討を行つた結果、粒度だけでな
く、見掛比重で表わされる凝集の程度が小さいもの、す
なわち難凝集性酸化物微粉末とくにＳｉＯ２，Ａｔ２Ｏ
３，Ａｔ２Ｏ３および／またはＴｉＯ２の微粉末を使用
することにより、密着性，占積率の劣化を伴うことなし
に耐熱性に優れた上塗り被膜を得ることができたのであ
る。
さて本発明において、ＳｉＯ２分２０ｆを含有するコロ
イド状シリカ水分散液に対し、無水クロム酸，クロム酸
塩および重クロム酸塩のうちから選ばれる１種または２
種以上を０．１〜２０ｆの範囲内で含有させる。
イド状シリカ水分散液に対し、無水クロム酸，クロム酸
塩および重クロム酸塩のうちから選ばれる１種または２
種以上を０．１〜２０ｆの範囲内で含有させる。
この理由は、上記無水クロム酸，クロム酸塩および重ク
ロム酸塩は、耐吸湿性の向上およびコーテイング液の均
＝塗布に有効に寄与するけれども、添加量が０．１ｆ１
より少ないと耐吸湿性は向上せず、しかも均二塗布作用
が発揮されず、均一な塗布が困難になるからである。な
おこの種塩を構成する金属イオンとしては、アルカリ金
属，アルカリ土類金属をはじめとしていかなる金属イオ
ンでもよく、要するにクロム酸，重クロム酸を処理液中
に添加することができればよいのである。
ロム酸塩は、耐吸湿性の向上およびコーテイング液の均
＝塗布に有効に寄与するけれども、添加量が０．１ｆ１
より少ないと耐吸湿性は向上せず、しかも均二塗布作用
が発揮されず、均一な塗布が困難になるからである。な
おこの種塩を構成する金属イオンとしては、アルカリ金
属，アルカリ土類金属をはじめとしていかなる金属イオ
ンでもよく、要するにクロム酸，重クロム酸を処理液中
に添加することができればよいのである。
また本発明において、Ｍｇ，Ａｔ，Ｓｒ，ＢａおよびＦ
ｅから選ばれたいずれか１種または２種以上の第１りん
酸塩を使用する理由は、コロイド状シリカは下地の７オ
ルステライト被膜との反応性に劣り、しかもシリカ相互
の粘着力も弱いので、その欠点を改善すべく粘結剤とし
て機能させるためであり、とくに金属イオンとして上記
各金属元素を使用するのは、これらの金属の第１りん酸
塩は、被膜の密着性を向上させると共に、他の金属の第
１りん酸塩を用いた場合よりも吸湿性が比較的小さい点
で有利だからである。
ｅから選ばれたいずれか１種または２種以上の第１りん
酸塩を使用する理由は、コロイド状シリカは下地の７オ
ルステライト被膜との反応性に劣り、しかもシリカ相互
の粘着力も弱いので、その欠点を改善すべく粘結剤とし
て機能させるためであり、とくに金属イオンとして上記
各金属元素を使用するのは、これらの金属の第１りん酸
塩は、被膜の密着性を向上させると共に、他の金属の第
１りん酸塩を用いた場合よりも吸湿性が比較的小さい点
で有利だからである。
ここにＳｉＯ２３ｌりん酸塩のモル比が、１５を超える
とすなわち第１りん酸塩が少なすぎると被膜の密着性が
悪くなり、一方０．８を下まわるとすなわち第１りん酸
塩が多すぎると、吸湿性を帯びると共に耐熱性が劣化し
、しかも鋼板に与える張力も減少するので、ＳｉＯ２／
第１りん酸塩のモル比は０．８〜１５の範囲に限定した
。
とすなわち第１りん酸塩が少なすぎると被膜の密着性が
悪くなり、一方０．８を下まわるとすなわち第１りん酸
塩が多すぎると、吸湿性を帯びると共に耐熱性が劣化し
、しかも鋼板に与える張力も減少するので、ＳｉＯ２／
第１りん酸塩のモル比は０．８〜１５の範囲に限定した
。
次に第１図に、コロイド状シリカをＳｉＯ２分で２０ｒ
と、りん酸マグ不シウムをＳｉＯ２／第１りん酸塩のモ
ル比が３．４となる量含有するりん酸マグネシウムとコ
ロイド状シリカ水分散液との混合液に、無水クロム酸３
ｆと、一次粒子径１２０Ａ１見掛比重６０１１ｆ）Ｓｉ
Ｏ２粒子（ＡＥＲＯＳＩＬ−２００）を０〜２０ｆの範
囲にわたる種々の割合で添加し、水を加えて比重を１．
２０に調整した処理液を、フオルステライトセラミツク
被膜をそなえるけい素鋼板の表面に、焼付け後の被膜厚
が約２μｍとなるよう塗布し、８００℃で焼付けて得ら
れた上塗り被膜の密着性について調ぺた結果を示す。
と、りん酸マグ不シウムをＳｉＯ２／第１りん酸塩のモ
ル比が３．４となる量含有するりん酸マグネシウムとコ
ロイド状シリカ水分散液との混合液に、無水クロム酸３
ｆと、一次粒子径１２０Ａ１見掛比重６０１１ｆ）Ｓｉ
Ｏ２粒子（ＡＥＲＯＳＩＬ−２００）を０〜２０ｆの範
囲にわたる種々の割合で添加し、水を加えて比重を１．
２０に調整した処理液を、フオルステライトセラミツク
被膜をそなえるけい素鋼板の表面に、焼付け後の被膜厚
が約２μｍとなるよう塗布し、８００℃で焼付けて得ら
れた上塗り被膜の密着性について調ぺた結果を示す。
また第２図には、第１図に示した実験で用いた〜ＳｉＯ
２粒子に代えて、一次粒子径２００Ａ１見掛比重６０ｔ
／Ｔｆ）Ａｔ２Ｏ３粒子を用い、その他の条件は第１図
の実験と同一の条件の下で形成した上塗り被膜の密着性
について調べた結果を示す。
２粒子に代えて、一次粒子径２００Ａ１見掛比重６０ｔ
／Ｔｆ）Ａｔ２Ｏ３粒子を用い、その他の条件は第１図
の実験と同一の条件の下で形成した上塗り被膜の密着性
について調べた結果を示す。
なお上塗り被膜の密着性の良否は、直径１０，１５，２
０，２５，３０，４０ｒｍの鋼棒のまわりに、該被膜を
被成したけい素鋼板の１８００曲げを行つた場合、内側
の被膜に剥離が発生したかどうかによつて評価した。さ
て第１図および第２図に示した結果から明らかなように
、ＳｉＯ２およびＡｔ２Ｏ３微粒子の配合量がある限度
を超えると被膜の密着性は急激に劣化しはじめ、その上
限は、前記コロイド状シリカ水分散液に対し、ＳｉＯ２
微粒子では５ｆ，．Ａｔ２０３微細子では１０ｔであつ
た。
０，２５，３０，４０ｒｍの鋼棒のまわりに、該被膜を
被成したけい素鋼板の１８００曲げを行つた場合、内側
の被膜に剥離が発生したかどうかによつて評価した。さ
て第１図および第２図に示した結果から明らかなように
、ＳｉＯ２およびＡｔ２Ｏ３微粒子の配合量がある限度
を超えると被膜の密着性は急激に劣化しはじめ、その上
限は、前記コロイド状シリカ水分散液に対し、ＳｉＯ２
微粒子では５ｆ，．Ａｔ２０３微細子では１０ｔであつ
た。
また同様の実験をＴｉＯ２微粒子を用いた場合について
も実施したところ、この場合に添加し得る上限は５ｆで
あることがわかつた。さらにこれらを複合添加した場合
についても種々実験を行つたところ、その合計量の上限
は１０ｔであることが判明した。一方上記各酸化物粒子
の添加量の下限値は、次のような融着試験によつて決定
した。
も実施したところ、この場合に添加し得る上限は５ｆで
あることがわかつた。さらにこれらを複合添加した場合
についても種々実験を行つたところ、その合計量の上限
は１０ｔであることが判明した。一方上記各酸化物粒子
の添加量の下限値は、次のような融着試験によつて決定
した。
すなわち所定の上塗り被覆を施した鋼板を積層し、２Ｋ
ｆ／ｄ荷重をかけて８００ＣＸ３ｈ窒素雰囲気中に保持
し、冷却後上記積層鋼板の表面融着状態を観察して判定
することである。その結果、後掲第１表からも明らかな
ように、少くとも０．１ｆ１の酸化物粒子を添加すれば
融着は生ピないことが判明した。
ｆ／ｄ荷重をかけて８００ＣＸ３ｈ窒素雰囲気中に保持
し、冷却後上記積層鋼板の表面融着状態を観察して判定
することである。その結果、後掲第１表からも明らかな
ように、少くとも０．１ｆ１の酸化物粒子を添加すれば
融着は生ピないことが判明した。
しかしながら上記したＳｉＯ２，Ａｔ２Ｏ３および／ま
たはＴｉＯ２粉末の添加量を、単に上記の適正範囲内と
しただけでは必ずしも、密着性，占積率および融着性な
どすべての被膜特性につき良好な結果が得られるとは限
らないことが判明した。
たはＴｉＯ２粉末の添加量を、単に上記の適正範囲内と
しただけでは必ずしも、密着性，占積率および融着性な
どすべての被膜特性につき良好な結果が得られるとは限
らないことが判明した。
そこで発明者らはこの点の解決につき鋭意研究を重ねた
ところ、以下述べるとおり酸化物粒子の粒度を所定の範
囲に納めた上で、しかも凝集程度の目安としての見掛比
重を所定の範囲に限定することが不可欠であるとの知見
を得たのである。すなわち酸化物粒子の添加によつて被
膜の密着性と融着性を同時に改善するためには、該酸化
物粒子を被膜中に均一に微細分散させた上で、該粒子を
被膜成分と適度に反応させる、換言すれば添加酸化物粒
子につき、ある程度は被膜と反応させることによつて密
着性の劣化を防ぐと共に完全には反応させず幾分は被膜
中に残存させて耐熱性の向上に寄与させるようにするこ
とが肝要であることを突き止めたのである。そしてこの
ためには、単に酸化物粉末の一次粒子径のみを規定した
だけでは不充分であり、該粉末の凝集の難易を考慮する
必要があることが判明した。
ところ、以下述べるとおり酸化物粒子の粒度を所定の範
囲に納めた上で、しかも凝集程度の目安としての見掛比
重を所定の範囲に限定することが不可欠であるとの知見
を得たのである。すなわち酸化物粒子の添加によつて被
膜の密着性と融着性を同時に改善するためには、該酸化
物粒子を被膜中に均一に微細分散させた上で、該粒子を
被膜成分と適度に反応させる、換言すれば添加酸化物粒
子につき、ある程度は被膜と反応させることによつて密
着性の劣化を防ぐと共に完全には反応させず幾分は被膜
中に残存させて耐熱性の向上に寄与させるようにするこ
とが肝要であることを突き止めたのである。そしてこの
ためには、単に酸化物粉末の一次粒子径のみを規定した
だけでは不充分であり、該粉末の凝集の難易を考慮する
必要があることが判明した。
というは単に一次粒子径を限定したとしても液中で凝集
し易いものであれば、やはり密着性，占積率の改善は難
しいからである。そこで所期した目的達成に適正な酸化
物粒子の粒度および性状について調ぺたところ、一次粒
子〜径を７０〜５００Ａとした上で、凝集性の目安とし
ての見掛比重を１００ｆ／ｔ以下とする必要があること
が究明されたのである。
し易いものであれば、やはり密着性，占積率の改善は難
しいからである。そこで所期した目的達成に適正な酸化
物粒子の粒度および性状について調ぺたところ、一次粒
子〜径を７０〜５００Ａとした上で、凝集性の目安とし
ての見掛比重を１００ｆ／ｔ以下とする必要があること
が究明されたのである。
ー次粒子径が７０Ａよりも小さいと酸化物粒子は被膜成
分とほぼ完全に反応してしまうので耐熱〜性の改善効果
に乏しく、一方５００Ａを超えると耐熱性は向上するけ
れども被膜との反応が弱くなるので密着性が劣化する。
分とほぼ完全に反応してしまうので耐熱〜性の改善効果
に乏しく、一方５００Ａを超えると耐熱性は向上するけ
れども被膜との反応が弱くなるので密着性が劣化する。
また一次粒子径が上記の適正範囲を満足しても、凝集程
度の目安としての見掛比重が１００ｆ／ｔを超えると液
中で凝集し易くなり、表面粗さを増すと共に被膜成分と
の反応も弱くなつて、占積率、密着性とも劣化する。第
１表−｛１），（２）に、コロイド状シリカ，第１りん
酸塩およびクロム酸（塩）類を、この発明に従う適正範
囲内で含有する溶液に、種々の粒度、見掛比重になる酸
化物粒子を種々の割合で添加したコーデイング処理液を
用いて、上塗り絶縁被膜を被成した方向性けい素鋼板の
、磁気特性、圧縮応力下での磁歪ならびに被膜特性につ
いて調ぺた結果をまとめて示す。同表中「ＳｉＯ２無水
珪酸工業試薬」とあるのは、無水珪酸粉末として市販さ
れているものであり、その粒度は篩分けテスト結果では
３２５メツシユ篩通過分が９９．８％であつた。
度の目安としての見掛比重が１００ｆ／ｔを超えると液
中で凝集し易くなり、表面粗さを増すと共に被膜成分と
の反応も弱くなつて、占積率、密着性とも劣化する。第
１表−｛１），（２）に、コロイド状シリカ，第１りん
酸塩およびクロム酸（塩）類を、この発明に従う適正範
囲内で含有する溶液に、種々の粒度、見掛比重になる酸
化物粒子を種々の割合で添加したコーデイング処理液を
用いて、上塗り絶縁被膜を被成した方向性けい素鋼板の
、磁気特性、圧縮応力下での磁歪ならびに被膜特性につ
いて調ぺた結果をまとめて示す。同表中「ＳｉＯ２無水
珪酸工業試薬」とあるのは、無水珪酸粉末として市販さ
れているものであり、その粒度は篩分けテスト結果では
３２５メツシユ篩通過分が９９．８％であつた。
また「ＳｉＯ２ＮＩＰＳＩＬ−ＶＮ３」とあるのは、日
本シリカエ業製の微粒子シリカであつて、湿式法で製造
され通常ホワイトカーボンと呼称されるものの一種であ
る。なお酸化物粉末の一次粒子径は、粉末の分散度を良
くして試料を調製し、最小単位の粒子の大きさを電子顕
微鏡観察によつて測定した。
本シリカエ業製の微粒子シリカであつて、湿式法で製造
され通常ホワイトカーボンと呼称されるものの一種であ
る。なお酸化物粉末の一次粒子径は、粉末の分散度を良
くして試料を調製し、最小単位の粒子の大きさを電子顕
微鏡観察によつて測定した。
また見掛比重は、４５鏡に傾けたメスシリンダーに試料
粉末を静かに流込み、一定体積に占めるに要した試料粉
末の重量を計量して求めたものである。第１表−（１）
，（２）において、処理液中に酸化物粒子を含有しない
比較例（１）および（６）〜（自）はいずれも歪取り焼
鈍時に融着が生ピた。
粉末を静かに流込み、一定体積に占めるに要した試料粉
末の重量を計量して求めたものである。第１表−（１）
，（２）において、処理液中に酸化物粒子を含有しない
比較例（１）および（６）〜（自）はいずれも歪取り焼
鈍時に融着が生ピた。
またＳｉＯ２粒子単昧の添加量が上限を超える比較例（
２）およびＡｔ２Ｏ３粒子単味の添加量が上限を超える
比較例（３）は、それぞれ融着は生じなかつたけれども
、表面がやや白つぼくなり外観が悪化した。さらに酸化
物粒子の見掛密度が本発明の上限を大きく逸脱する比較
例（４），（５）はそれぞれ耐熱性はよくなつたものの
表面性状が劣化し、占積率が低下した。これに対し本発
明の条件を満足する処理液を用いた場合はいずれも、磁
気特性、圧縮応力下での磁歪ならびに被膜特性ともすべ
て良好であつた。
２）およびＡｔ２Ｏ３粒子単味の添加量が上限を超える
比較例（３）は、それぞれ融着は生じなかつたけれども
、表面がやや白つぼくなり外観が悪化した。さらに酸化
物粒子の見掛密度が本発明の上限を大きく逸脱する比較
例（４），（５）はそれぞれ耐熱性はよくなつたものの
表面性状が劣化し、占積率が低下した。これに対し本発
明の条件を満足する処理液を用いた場合はいずれも、磁
気特性、圧縮応力下での磁歪ならびに被膜特性ともすべ
て良好であつた。
なお粉体の凝集の程度は、雰囲気の電気的性質、外界か
ら加えられる圧力、含有不純物などによつて微妙に影響
されるが、とくに影響が大きいのは製造履歴である。例
えば微粒子シリカを作る方法は湿式と乾式の２つの方法
に大別されるが、製造時の濃度が稀薄な気相合成法（気
化物を酸化する方法）で得られるものの凝集程度は、湿
式法で得られるもののそれとは全く異なつている。発明
者らはこの一次粒子の凝集程度を知る目安として見掛比
重が適切であることを知見したのであり、実際、湿式法
で得られた各種の微粒子シリカ（ホワイトカーボン）お
よび気化した塩化物の高温加水分解法で得られた各種の
ＳｌＯ３，Ａｔ２Ｏ３，ＴｉＯ２の微粒子を用いて実験
した結果、前述したように見掛比重１００ｔ／ｔ以下で
あるような難凝集性微粒子酸化物を少量添加した場合に
は、被膜の密着性、平滑さ、強度を損うことなしに耐熱
性の顕著な改善が達成されたのである。本発明において
使用するコーテイング処理液はその比重を１．０５〜１
．３０に調整した後鋼板に塗布する必要がある。
ら加えられる圧力、含有不純物などによつて微妙に影響
されるが、とくに影響が大きいのは製造履歴である。例
えば微粒子シリカを作る方法は湿式と乾式の２つの方法
に大別されるが、製造時の濃度が稀薄な気相合成法（気
化物を酸化する方法）で得られるものの凝集程度は、湿
式法で得られるもののそれとは全く異なつている。発明
者らはこの一次粒子の凝集程度を知る目安として見掛比
重が適切であることを知見したのであり、実際、湿式法
で得られた各種の微粒子シリカ（ホワイトカーボン）お
よび気化した塩化物の高温加水分解法で得られた各種の
ＳｌＯ３，Ａｔ２Ｏ３，ＴｉＯ２の微粒子を用いて実験
した結果、前述したように見掛比重１００ｔ／ｔ以下で
あるような難凝集性微粒子酸化物を少量添加した場合に
は、被膜の密着性、平滑さ、強度を損うことなしに耐熱
性の顕著な改善が達成されたのである。本発明において
使用するコーテイング処理液はその比重を１．０５〜１
．３０に調整した後鋼板に塗布する必要がある。
塗布量は被膜の焼付け後の厚さがｌ〜３μ程度となるよ
う鋼板上に塗布されることが好適である。被膜が薄すぎ
る場合には、鋼板に張力を与えることができないから、
磁歪特性が改善されない。一方厚すぎる場合には磁歪特
性は改善されるが、被膜の曲げ密着性が劣化し、占積率
も減少することとなり、使用に適しなくなる。コーテイ
ング処理液に用いるコロイド状シリカは特にその種類を
、例えば酸性タイプ或いはアルカリ性タイブとかに限定
の必要はなくまたその濃度も特に限定されるものではな
い。要するに、リン酸塩等と混じて適当な濃度の処理液
を作れるものであればよい。なお、 コーテイング処理
液はその変質防止のため液温は３５℃以下に保持するこ
とが望ましい。本発明によれば、コーテイング処理液を
塗布した鋼板を３５０〜８５０℃の温度範囲内で焼付け
て、上塗り絶縁被膜を形成する。
う鋼板上に塗布されることが好適である。被膜が薄すぎ
る場合には、鋼板に張力を与えることができないから、
磁歪特性が改善されない。一方厚すぎる場合には磁歪特
性は改善されるが、被膜の曲げ密着性が劣化し、占積率
も減少することとなり、使用に適しなくなる。コーテイ
ング処理液に用いるコロイド状シリカは特にその種類を
、例えば酸性タイプ或いはアルカリ性タイブとかに限定
の必要はなくまたその濃度も特に限定されるものではな
い。要するに、リン酸塩等と混じて適当な濃度の処理液
を作れるものであればよい。なお、 コーテイング処理
液はその変質防止のため液温は３５℃以下に保持するこ
とが望ましい。本発明によれば、コーテイング処理液を
塗布した鋼板を３５０〜８５０℃の温度範囲内で焼付け
て、上塗り絶縁被膜を形成する。
焼付温度が３５０℃より低いと、本発明の絶縁被膜が形
成されず、一方８５０℃より高くすると被膜特性が低下
するから、焼付温度は３５０〜８５０℃の範囲内にする
必要がある。次に本発明を実施例について説明する。
成されず、一方８５０℃より高くすると被膜特性が低下
するから、焼付温度は３５０〜８５０℃の範囲内にする
必要がある。次に本発明を実施例について説明する。
実施例 １〜３
１〜４（：ｆ）Ｓｉを含有する最終板厚０．３０ｗｒｍ
に圧延されたけい素鋼に対し、脱炭焼鈍を兼ねてけい素
鋼表面にＳｉＯ２を含む酸化被膜層を形成させたのち、
ＭｙＯ〜水スラリーから主として成るセパレータを塗布
して乾燥したのちコイル状に巻回し、１２００℃で２０
時間水素気流中で暁鈍し、方向性けい素鋼の表面にフオ
ルステライト・セラミツク被膜を生成させた。
に圧延されたけい素鋼に対し、脱炭焼鈍を兼ねてけい素
鋼表面にＳｉＯ２を含む酸化被膜層を形成させたのち、
ＭｙＯ〜水スラリーから主として成るセパレータを塗布
して乾燥したのちコイル状に巻回し、１２００℃で２０
時間水素気流中で暁鈍し、方向性けい素鋼の表面にフオ
ルステライト・セラミツク被膜を生成させた。
前記フオルステライト・セラミツク被膜を形成した方向
性けい素鋼を水洗し、未反応のセパレータを除去したの
ち、下記３種類の組成より成る比重１．２０に調整した
コーテイング処理液を溝付ゴムロールにより塗布し、８
００℃で焼付けた。
性けい素鋼を水洗し、未反応のセパレータを除去したの
ち、下記３種類の組成より成る比重１．２０に調整した
コーテイング処理液を溝付ゴムロールにより塗布し、８
００℃で焼付けた。
かくして製造された被膜付けい素鋼板の特性は第２表の
ようであり、磁気特性、圧縮応力下での磁歪、被膜特性
は何れも従来のものに較べ格段に優れており、特に歪取
焼鈍時にも全く融着せず、歪取焼鈍後も平滑で、美麗な
外観を呈していた。処理液１（実施例１） 処理液２（実施例２） 処理液３（実施例３） 実施例４および参考例１，２ コロイド状シリカ２０％水分散液１００ＣＣ１りん酸マ
グネシウム３５％水溶液５０ＣＣ１無水クロム酸３ｆよ
り成る処理液４（参考例１）と、それに四塩化けい素の
高温加水分解法で得られ、見掛比重が１００ｆｉ／ｔ以
下のシリカ微粒子ＡＥＲＯＳｌＬ−２００をコロイド状
シリカ２０％水分散液１００ＣＣ４あたり０．５ｔ添加
した処理液５（実施例４）および湿式法で得られた微粒
子シリカ（ホワイト・カーボンとも言われている）であ
つて日本シリカ工業（株）商標名ＮｉｐＳｉｌＶＮ３を
コロイド状シリカ２０（Ｆ６水分散液１００工当り０．
５ｔ添加した処理液６（参考例２）をそれぞれ塗布焼付
して得られた３種の被膜表面の走査電子顕微鏡写真を第
３〜５図に示す。
ようであり、磁気特性、圧縮応力下での磁歪、被膜特性
は何れも従来のものに較べ格段に優れており、特に歪取
焼鈍時にも全く融着せず、歪取焼鈍後も平滑で、美麗な
外観を呈していた。処理液１（実施例１） 処理液２（実施例２） 処理液３（実施例３） 実施例４および参考例１，２ コロイド状シリカ２０％水分散液１００ＣＣ１りん酸マ
グネシウム３５％水溶液５０ＣＣ１無水クロム酸３ｆよ
り成る処理液４（参考例１）と、それに四塩化けい素の
高温加水分解法で得られ、見掛比重が１００ｆｉ／ｔ以
下のシリカ微粒子ＡＥＲＯＳｌＬ−２００をコロイド状
シリカ２０％水分散液１００ＣＣ４あたり０．５ｔ添加
した処理液５（実施例４）および湿式法で得られた微粒
子シリカ（ホワイト・カーボンとも言われている）であ
つて日本シリカ工業（株）商標名ＮｉｐＳｉｌＶＮ３を
コロイド状シリカ２０（Ｆ６水分散液１００工当り０．
５ｔ添加した処理液６（参考例２）をそれぞれ塗布焼付
して得られた３種の被膜表面の走査電子顕微鏡写真を第
３〜５図に示す。
すなわち第３図は処理液４、第４図は処理液５、第５図
は処理液６によつてそれぞれ塗布、焼付して得られた写
真に対応する。またこれら処理液を塗布、焼付して得ら
れた電磁鋼板の特性値を第３表に示す。見掛比重が高く
、一次粒子の凝集程度の進んだシリカを配合した処理液
６を用いたものにおいては、１μ程度の凝集物が凹凸と
なつて表面に多数観察されるのに対して、一次粒子の凝
集程度の少ないＡＥＲＯＳｌＬ−２００を配合した処理
液５を用いたものにおいては、添加した酸化物微粒子は
極めて均一に分散していることが明らかに判つた。
は処理液６によつてそれぞれ塗布、焼付して得られた写
真に対応する。またこれら処理液を塗布、焼付して得ら
れた電磁鋼板の特性値を第３表に示す。見掛比重が高く
、一次粒子の凝集程度の進んだシリカを配合した処理液
６を用いたものにおいては、１μ程度の凝集物が凹凸と
なつて表面に多数観察されるのに対して、一次粒子の凝
集程度の少ないＡＥＲＯＳｌＬ−２００を配合した処理
液５を用いたものにおいては、添加した酸化物微粒子は
極めて均一に分散していることが明らかに判つた。
塩化物の高温加水分解法で得られる見掛比重が１００ｔ
／ｔ以下の難凝集性微粒子からなる酸化アルミ、酸化チ
タン（この試験においては、日本アエロジル株式会社，
商標ＡｌｕｍｉｎｉｕｍＯｘｉｄｅＣ，Ｔｉｔａｎｉｕ
ｍＯｘｉｄｅＰ−２５をそれぞれ使用した）を添加した
場合も、この結果と同様に極めて均一に分散して滑らか
な表面を形成し、占積率を損なうことなく耐融着性を改
善することが判つた。以上本発明によれば耐熱性が優れ
、かつ鉄損と磁歪特性を改善する絶縁被膜を形成するこ
とができる。
／ｔ以下の難凝集性微粒子からなる酸化アルミ、酸化チ
タン（この試験においては、日本アエロジル株式会社，
商標ＡｌｕｍｉｎｉｕｍＯｘｉｄｅＣ，Ｔｉｔａｎｉｕ
ｍＯｘｉｄｅＰ−２５をそれぞれ使用した）を添加した
場合も、この結果と同様に極めて均一に分散して滑らか
な表面を形成し、占積率を損なうことなく耐融着性を改
善することが判つた。以上本発明によれば耐熱性が優れ
、かつ鉄損と磁歪特性を改善する絶縁被膜を形成するこ
とができる。
第１図は、ＳｉＯ２微粒子の添加量と剥離試験結果との
関係を示す図、第２図はＡｔ２Ｏ３の添加量との関係を
示す図、第３〜５図はコーテイング処理液４〜６をそれ
ぞれ塗布、焼付して得られた上塗り被膜の走査電子顕微
鏡写真である。
関係を示す図、第２図はＡｔ２Ｏ３の添加量との関係を
示す図、第３〜５図はコーテイング処理液４〜６をそれ
ぞれ塗布、焼付して得られた上塗り被膜の走査電子顕微
鏡写真である。
Claims (1)
- １ コロイド状シリカをＳｉＯ＿２分として２０％含有
し、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｆｅのうちから選ばれる
何れか１種または２種以上の第１りん酸塩をＳｉＯ＿２
／第１りん酸塩のモル比０．８〜１５の範囲内で含有す
るコロイド状シリカ水分散液１００ｃ．ｃ．に対し、無
水クロム酸、クロム酸塩、重クロム酸塩のうちから選ば
れる何れか１種または２種以上を合計量で０．１〜２０
ｇの範囲内で含有し、さらに一次粒子径７０〜５００Ａ
、見掛比重１００ｇ／ｌ以下のＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ
＿３、ＴｉＯ＿２のうちから選ばれる１種または２種以
上を合計量で０．１〜１０ｇ含有したコーティング処理
液を方向性けい素鋼板に塗布し、３５０℃以上の温度で
焼付けることを特徴とする方向性けい素鋼板に耐熱性の
よい絶縁被膜を形成する方法。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50101130A JPS5917521B2 (ja) | 1975-08-22 | 1975-08-22 | 方向性けい素鋼板に耐熱性のよい上塗り絶縁被膜を形成する方法 |
| CA259,152A CA1088386A (en) | 1975-08-22 | 1976-08-16 | Method for forming a heat-resistant coating on an oriented silicon steel sheet |
| DE2637591A DE2637591C3 (de) | 1975-08-22 | 1976-08-20 | Verfahren zum Ausbilden einer wärmebeständigen, isolierenden Beschichtung auf einem orientierten Silicium-Stahlblech |
| SE7609265A SE420845B (sv) | 1975-08-22 | 1976-08-20 | Sett att bilda ett vermebestendigt isolerande overdrag pa en orienterad kiselstalplat |
| FR7625356A FR2321758A1 (fr) | 1975-08-22 | 1976-08-20 | Procede de formation d'un revetement resistant a la chaleur sur une plaque d'acier au silicium oriente |
| BE169978A BE845397A (fr) | 1975-08-22 | 1976-08-20 | Procede de formation d'un enrobage resistant a la chaleur sur une tole en acier au silicium |
| GB34872/76A GB1552345A (en) | 1975-08-22 | 1976-08-20 | Methods for forming a heat-resistant coating on an oriented silicon steel sheet |
| AU17073/76A AU492704B2 (en) | 1975-08-22 | 1976-08-23 | Method for forming a heat-resistant coating on an oriented silicon steel sheet |
| IT26437/76A IT1062265B (it) | 1975-08-22 | 1976-08-23 | Metodo per formare un rivestimento resistente al calore su una lamiera di acciaio al silicio orientata |
| US05/963,987 US4238534A (en) | 1975-08-22 | 1978-11-27 | Method for forming a heat-resistant coating on an oriented silicon steel sheet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50101130A JPS5917521B2 (ja) | 1975-08-22 | 1975-08-22 | 方向性けい素鋼板に耐熱性のよい上塗り絶縁被膜を形成する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5225296A JPS5225296A (en) | 1977-02-25 |
| JPS5917521B2 true JPS5917521B2 (ja) | 1984-04-21 |
Family
ID=14292484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50101130A Expired JPS5917521B2 (ja) | 1975-08-22 | 1975-08-22 | 方向性けい素鋼板に耐熱性のよい上塗り絶縁被膜を形成する方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4238534A (ja) |
| JP (1) | JPS5917521B2 (ja) |
| BE (1) | BE845397A (ja) |
| CA (1) | CA1088386A (ja) |
| DE (1) | DE2637591C3 (ja) |
| FR (1) | FR2321758A1 (ja) |
| GB (1) | GB1552345A (ja) |
| IT (1) | IT1062265B (ja) |
| SE (1) | SE420845B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008266743A (ja) * | 2007-04-23 | 2008-11-06 | Nippon Steel Corp | 方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1115840B (it) * | 1977-03-09 | 1986-02-10 | Centro Speriment Metallurg | Soluzione di rivestimenti per acciai per impieghi magnetici |
| GB2087632B (en) | 1977-11-01 | 1982-12-15 | Atomic Energy Authority Uk | Carbonaceous deposition reduction |
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| US4544408A (en) * | 1983-04-18 | 1985-10-01 | Sermatech International Inc. | Thixotropic alumina coating compositions, parts and methods |
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| US4647316A (en) * | 1984-03-23 | 1987-03-03 | Parker Chemical Company | Metal base coating composition comprising chromium, silica and phosphate and process for coating metal therewith |
| JPS627875A (ja) * | 1985-02-27 | 1987-01-14 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd | 金属酸化物の皮膜を有する金属に耐火性金属酸化物をコ−テイングする方法 |
| CA1278985C (en) * | 1985-04-30 | 1991-01-15 | Allegheny Ludlum Corporation | Grain-oriented silicon steel and stress coating therefor |
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| GB2201157B (en) * | 1986-12-23 | 1991-07-17 | Albright & Wilson | Processes and products for surface treatment |
| US4881975A (en) * | 1986-12-23 | 1989-11-21 | Albright & Wilson Limited | Products for treating surfaces |
| JP2791812B2 (ja) * | 1989-12-30 | 1998-08-27 | 新日本製鐵株式会社 | 鉄心加工性、耐熱性および張力付与性の優れた方向性電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法及び方向性電磁鋼板 |
| JP2709515B2 (ja) * | 1989-07-05 | 1998-02-04 | 新日本製鐵株式会社 | 鉄心の加工性および耐熱性の優れる方向性電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法 |
| JP2654862B2 (ja) * | 1990-10-27 | 1997-09-17 | 新日本製鐵株式会社 | 鉄心加工性および耐粉塵化性が優れた方向性電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法 |
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| JP2697967B2 (ja) * | 1991-05-15 | 1998-01-19 | 新日本製鐵株式会社 | 鉄心加工性に優れた低温焼付けの方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法 |
| US5560769A (en) * | 1995-09-20 | 1996-10-01 | Advanced Technical Products Supply Co., Inc. | Water-based ceramic marking ink for marking metal surfaces and method using same |
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| WO1998044517A1 (fr) * | 1997-04-03 | 1998-10-08 | Kawasaki Steel Corporation | Tole d'acier au silicium unidirectionnel a perte ultra-faible dans le fer |
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