JPS6032324B2 - 電気鉄板の絶縁被膜処理方法 - Google Patents

電気鉄板の絶縁被膜処理方法

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JPS6032324B2
JPS6032324B2 JP12268781A JP12268781A JPS6032324B2 JP S6032324 B2 JPS6032324 B2 JP S6032324B2 JP 12268781 A JP12268781 A JP 12268781A JP 12268781 A JP12268781 A JP 12268781A JP S6032324 B2 JPS6032324 B2 JP S6032324B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気鉄板の表面への燐酸塩系絶縁被膜の形成方
法、更に詳しくは、被膜の生成反応促進剤として極微量
のポリオキシェチレンポリオキシブロピレンブロックポ
リマーを配合した燐酸塩−重クロム酸カリウムーホウ酸
系処理液を塗布し、煉付ける際、暁付過程で被膜処理液
から有害ガスの発生がなく、しかも塗布作業性の向上お
よび処理液の節約を目的とした処理方法に関するもので
ある。
電気鉄板の絶縁被膜に要求される特性は多く、例えば、
電気絶縁性の他に、打抜性、溶接性、密着性、耐熱性、
耐フレオン性、耐薬品性が優れていることおよび占積率
が高いことなどが要求される。
従来から、これらの要求特性を満足させるために、種々
の組成の絶縁被膜が開発され、また改善されてきた。
数多く提案された絶縁被膜の内現在実用化されているも
のとしては、燐酸塩系被膜が最も古くから利用されてき
た唯一の完全な無機質被膜である。被膜成分としては、
燐酸塩を主体に耐食性が耐熱性を向上させるために若干
のクロム酸(塩)を含有するのが通常である。この燐酸
塩系被膜の特長は、溶接性が極めて優れていること、競
鎚の際の浸炭による磁気特性の劣化がないことなどであ
る。他方、この被膜は無機質であるため、スチールダイ
スによる打抜性が劣るが、最近超硬金型が普及するにつ
れて打抜性が他の被膜と比べ遜色がなくなってきており
、冷凍機モータや高級電気鉄板には欠かせないものであ
る。また、燐酸塩系被膜は無色透明な美麗な表面外観を
呈し、競付条件の変動に対して鈍感で工業的に安定な製
品を量産するには適した被膜である。しかるに、燐酸塩
系処理液を鉄板に塗布し、齢付けた場合に吸湿性のない
不溶性の被膜を形成させるには、硝酸根などの反応促進
剤が不可欠である。例えば硝酸アルミニウムを反応促進
剤として含む処理液は糠付過程中で硝酸根が熱分解し、
N○xを発生するので大気汚染や公害上大きな問題とな
ってきた。さらにまた、硝酸根を含む燐酸塩処理液を高
級電気鉄板に処理した場合、鉄板表面と処理液とが反応
を起こし、光沢のない黒っぽい不均一な模様を生じるこ
とがある。
この部分は耐食性が劣る上、外観的にも商品価値を著し
く低下させるのでみばし‘ま問題となってきた。この不
均一模様の発生も処理液中に含まれる硝酸根に基づくも
のである。上述のNOXや不均一模様の対策としては、
硝酸塩を配合しなへれば良いが、その場合十分な焼付を
行っても吸湿性のない被膜が形成されない。従来から湿
式燐酸塩被膜の反応促進剤としては、硝酸塩、亜硝酸塩
、塩素酸塩、臭酸塩などが用いられるが、こちらはいず
れも焼付過程で熱分解し、有害ガスを発生するので使用
できない。上述したように燐酸塩系処理液には不可欠の
反応促進剤として硝酸根が配合され、蛭付過程中にNO
Xを発生して大気汚染や公害上に大きな問題があるのみ
ならず、鉄板表面との間に反応を起して被膜外観を害す
る欠点のあることに鑑み、本発明者等は硝酸塩に代る反
応促進剤の開発を行い、既に技顔昭55−15562y
号‘こおけるように極微量のポリオキシェチレンノニフ
ェノールェーチルを使用すれば耐吸湿性の優れた被膜が
得られることを見し、出した。しかしながら、その処理
液はコーティング作業時に発泡を起し操業上問題がある
ことが判明した。すなわち、泡に起因する塗布むらが発
生し、被膜外観が著しく損われる。このため、泡を除去
するための設備改善が必要となる。また泡を除去するこ
とにより、処理液自体の損失が大きく不経済である。普
通液体の泡を消すために消泡剤を添加することが行われ
るが、泡が出なくなるまで消泡剤を添加すると、処理し
た鉄板表面に無数の小さい「はじき」状の欠陥を生じる
ことから消泡剤の使用はできない。
そこで、本発明者等はさらに研究を重ねた結果、後に詳
述するような水溶性有機物を極微量配合することによっ
て処理液の発泡が袷んどなく、均一な塗布作業ができ、
しかも耐吸湿性の良好な被膜が得られることを見し、出
した。さらに、重クロム酸カリウムを特定範囲に限定し
、かつホウ酸を配合することによって歪取焼鈍後の被膜
の密着性も良好である。本発明はかかる知見に塞いてな
されたものであり、上述した従釆技術の欠点を解消し、
被膜組成的に見ても実質的に純無機質被膜と何等変らず
、電気絶縁性、耐湿性、密着性、耐食性、耐熱性、溶接
性、耐フレオン性などの諸特性の優れた被膜を形成する
処理法を提供することを目的とするものである。
すなわち、本発明の要旨とするところは、少なくとも1
種の燐酸塩を含む水溶液に、その水溶液に含まれる燐酸
イオンP04‐3の100重量部に対して、重クロム酸
カリウムを15〜45重量部、ポリオキシエチレンポリ
オキシプロピレンブロックポリマーを0.2〜3重量部
、さらにホウ酸を15重量部以下配合した処理液を被膜
付着量(乾燥重量)が0.5〜3.5夕/力になるよう
に電気鉄板に塗布し、300〜700qoで孫付けるこ
とにある。
本発明で用いる処理液の配合剤および処理条件は上記の
如き範囲にするのが好適である理由は以下の通りである
。本発明に使用する処理液の主剤としては、例えば、マ
グネシウム、カルシウム、亜鉛、アルミニウム等の燐酸
塩の1種またはそれ以上含む水溶液である。
これらの燐酸塩水溶液に含まれる燐酸イオンP04‐3
の100重量部に対して、重クロム酸カリウムが15重
量部より少ないと耐食性や耐熱性が不十分であり、また
45重量部を超えると焼付によるCr十6の還元が不完
全となって可溶性のCr十6が被膜中に残存し、大気中
での吸湿が起るから重クロム酸カリウムは燐酸イオンP
04‐3の100重量部に対して15〜45重量部とす
るのが好適である。反応促進剤としての水溶性有機物と
してはポリオキシエチレンポリオキシフ。ロピレンブロ
ックポリマーを燐酸イオンP04‐3の10の重量部に
対して0.2〜3重量部の範囲で用いる理由は、0.2
重量部より低いと反応促進剤としての効果がないため被
膜が不熔性化しにくく耐吸湿性が劣り、また3重量部よ
り多く被膜中に占める有機物の割合が増加して歪取焼錨
後の密着性が劣る他、浸炭の危険性があるため好ましく
ないからである。また、被膜の耐熱性を向上させるため
にホゥ酸を配合することにより効果的である。
しかるに、燐酸イオンP04‐3100重量部に対して
ホウ酸を15重量部より多く配合すると耐吸湿性が劣る
ことから、被膜の加熱・暁付条件を強化する必要があり
、工業的に不利であるからホウ酸の配合割合は15重量
部以下にするのが好ましい。このような組成物を被膜付
着量(乾燥重量)として0.5〜3.5夕/力塗布する
には処理液の比重を変えて溝付ゴムロールやスプレーな
どで鋼板表面に均一に塗布すれば良い。
被膜付着量が0.52/従より少ないと充分な電気絶縁
性が得られず耐食性も劣り、また3.5夕/〆より多い
と歪取嫌銃後の被膜剥離が起り易くなるので好ましくな
い。焼付条件としては、300℃より低い温度では競付
に長時間を要し、また700q0より高い温度では適正
暁付条件城が狭いので工業的に不適当であるから、30
0〜700ooの温度範囲が好ましい。
さらに、電気絶縁性を一層増大させるためには、上記処
理液にコロイダルシリカ、コ。イダルアルミナなどを配
合することにより効果的である。以下、本発明による絶
縁被膜処理方法を実施例につき詳細に説明する。実施例
1 前述したように、燐酸塩系被膜の形成のために配合され
る反応促進剤の硝酸塩は耐吸湿性の点から極めて有効で
あるが、その反面N○xや不均一模様被膜を発生する欠
点があり、これらの欠点を防止しようとして硝酸根を配
合しない場合には、極めて吸湿性の強い被膜が形成され
る。
そこで、硝酸根に代る反応促進剤を用いて特に耐吸湿性
が良好な被膜を形成させることが要望されており、本発
明においてはこの要望に応えて硝酸根に代る反応促進剤
として、極微量のポリオキシェチレンポリオキシフ。ロ
ピレンブロックポリマーを配合した処理液を用い、この
処理液で処理して得られる被膜および従来の硝酸根配合
の被膜につき耐吸湿性試験を以下に示すような条件の下
に行い、その結果を添付図面のグラフに示す。このグラ
フにおいて、◎印は従来の硝酸根配合の被膜、その他は
P0で3イオン1の重量部に対するポリオキシェチレン
ポリオキシプロピレンブロックポリマーが下記重量部配
合された被膜を示す。口・・・…0、△・・・・・・0
.1、▽・・・・・・0.2、0・・・・・・0.3、
●……0.ふ ×……1.0、▲……2.0、▼……3
.0{1} 使用素材 電気鉄板(JIS−S6功相当
)、板厚 0.5帆‘2} 処理液組成 ‘a’本発明の処理液 第1燐酸マグネシウムMg(比P04)230%水溶液
中のPO4‐310の重量部に対して重クロム酸カリウ
ムK2Cr207 2の重量部ポリオキシエチレン
ポリオキシプロピレンフロックポリマー
0〜3重量部‘b)比較対照(従来の硝酸塩配合液)上
記【al処理液におけるポリオキシェチレンポリオキシ
ブロピレンブロックポリマーの代りに、硝酸アルミニウ
ムAI(N03)3・虹06蝿量部を配合【3’塗布焼
付 上記電気鉄板に比重1.06の上記処理液を、0.5側
のピッチゴムロールにより塗布し、45000の温度で
6以 70、80、9餌砂、焼付した。
‘4} 被膜中のP溶出試験被膜供試村50×5比肋2
枚を100の上の蒸留水中で5分間煮沸し、溶出したP
の定量分析を行った。
■結果 上記煮沸溶出試験の結果をプロットした図面のグラフか
ら明らかなように、焼付時間が70〜9硯妙こついては
、硝酸アルミニウムおよびポリオキシエチレンポリオキ
シプロピレンブロックポリマーが無配合であれば(グラ
フの口印参照)、Pは440〜1500ムタ/dでも溶
出するが、硝酸アルミニウムが配合されると6〜12り
夕/d力まで減少し(グラフの◎印参照)、ポIJオキ
シエチレンポリオキシプロピレンブロツクポリマーが0
.2〜3重量部配合されると3〜32仏タ′dあのPの
溶出が見られずにすぎず(グラフの▽、0、●、×、▲
、▼印参照)、従来の硝酸塩配合被膜と同様に不溶性被
膜が得られることがわかる。
実用的にはPの溶出量は約15ムタ/d〆以下ならば問
題ないことが長い実績から知られている。ポリオキシェ
チレンポリオキシプロピレンフロックポリマーを0.2
重量部配合した場合70秒焼付で32仏夕/dめであっ
てPの溶出量がや)高いが、その場合は焼付時間をや)
長くするか、競付温度をや)高くすることにより実質面
での解決は容易に図ることができる。実施例 D 次に、本発明の処理液による場合および従来の硝酸塩配
合液による場合につき、下記諸条件の下に、NO.発生
状況およびその他の諸特性について試験を行い、その結
果を表1に示す。
【11 使用素材 電気鉄板(JIS−S6功相当)板
厚 0.5肋■ 処理液組成 【a} 本発明の処理液 30%第1燐酸マグネシウム溶液 130重量部車ク
ロム酸カリウム(P04‐3100重量部に対して3瞳
駒) 蝿量部ポリオキシエチレンポリオ
キシプロピレンブロックポリマー(P04‐3100重
量部に対して0.$重量部) 0
.1重量部水 40の重
量部{b} 比較対照(従来の硝酸塩配合液)30%第
1燐酸マグネシウム溶液 13の重量部無水クロム酸
6重量部硝酸アルミニウム
10重量部水
40の重量部糊 塗布焼付上記電気鉄板に上記組成
の処理液を溝付ゴムロールで塗布し、400ooの熱風
炉で80秒間焼付けた。
■ N○x測定結果 両者について乾燥炉の排ガス中のN○xを測定した結果
、本発明の場合には2&血と低い値を示し、これは被膜
を焼付処理する前に乾燥炉の灯油燃焼時に発生したNO
xの測定値と同じであり、被膜からのN○×の発生は認
められなかった。
従来の配合液の被膜の場合にはNOx礁U定値は42■
肌と非常に高い値を示した。この時の被膜付着量は乾燥
重量で1.6タ′めである。〔5} その他の諸特性の
試験結果下表1に示すように、本発明による被膜の被膜
特性は硝酸塩配合の従釆被膜のそれらと何等遜色はなか
った。
第1表 実施例 m 本発明の処理液による場合および従来の硝酸塩配合液に
る場合につき、以下に記す諸条件下でN○x発生状況お
よび被膜の外観について観察を行つた。
m 使用素材 電気鉄板(JIS−SI2相当)板厚
0.5帆■ 処理液組成 (a} 本発明の処理液 30%第1燐酸マグネシウム溶液 13の重量部重クロ
ム酸カリウム(P04‐3100重量部に対して45重
量部) 15重量部ポリオキシエチレ
ンポリオキシプロピレンブロックポリマー(P04‐3
100重量部に対して1.4重量部)
0.5重量部ホゥ酸 3
重量部水 30の重量
部(b} 比較対象(従来の硝酸塩配合液)30%第1
燐酸マグネシウム溶液 13の重量部重クロム酸カリ
ウム 15重量部硝酸アルミニウム
1Q重量部ホウ酸
3重量部水 30の
重量部‘3} 塗布暁付上記電気鉄板に上記各処理液を
溝付ゴムロールで塗布し、500qCの熱風炉で60秒
間焼付けた。
■ N○x測定結果 両者について乾燥炉の排ガス中のN○xを測定した結果
、本発明の場合にはNOX測定値は58脚と低く、乾燥
炉の灯油燃焼時に発生するNOXの値と同じレベルであ
り、被膜に起因するN○xの発生は認められなかった。
他方、従来配合液の場合には、被膜付着量が乾燥重量で
2.8夕/めの時NO縦。定値は520脚mと高く、本
発明方法は非常に有効であることが確認された。t5)
不均一模様の発生状況 本発明の処理液で処理した被膜は均一で美麗な外観を呈
したが、従来配合液で処理した被膜外観は光沢のない黒
っぽい不均一な模様が発生した。
実施例 W 次に、本発明の処理液による場合および袴願昭55−1
5562計号のポリオキシェチレンノニルフェノールェ
ーテル配合液による場合につき、実操業した時の処理液
の消費量について調べた。
‘1ー 使用素材 電気鉄板(JIS−S6の相当)板
厚 0.5肋■ 処理液組成 {a)本発明の処理液 30%第1燐酸マグネシウム溶液 13の重量部重クロ
ム酸カリウム(P04‐3100重量部に対して樋量部
) 蝿量部ポリオキシエチレンポリオキ
シプロピレンブロックポリマー(P04‐3100重量
部に対して1.4重量部) 0.
5重量部水 40低重量
部【b)比較対象(特顔昭55−15562y号の処理
液)上記{a)処理液におけるポリオキシェチレンポリ
オキシブ。
ピレンブロックポリマ一の代りに、ポリオキシエチレン
ノニルフエノールエーブル
0.5重量部‘3’ 処理液の発泡状況両者につ
いてプロペラ型棚辞器により 50仇pmで10秒間の渡洋を行った時の発泡状況を観
察した。
本発明の処理液は発泡してもすぐに消えるため、処理液
上に泡は殆んど残存しない。これに比べ、特糠昭55−
15562y戦こ記載の処理液では発泡が多く、また泡
は消えにくく残存する。{41 処理液の消費量 上記各処理液について連続ラインにより上記電気鉄板1
00トンに連続処理した。
本発明による処理液の消費量は鉄板1トン当り6そであ
ったが、特顔昭55−15562少号のポリオキシェチ
レンノニルフェノールェーテル配合液では高発泡性によ
る処理液のタンク外溢出が激しく、その消費量は鉄板1
トン当り11そであった。一方、本発明の処理液による
塗布作業性は良好であり、均一な被膜外観を得た。
しかし、特顔昭55一15562計号の処理液では泡に
起因する塗布むらが若干発生した。以上の種々の実施例
にも示されているところから明らかなように、本発明処
理方法におけるように処理液に燐酸塩系被膜の生成反応
促進剤として極微量のポリオキシェチレンポリオキシプ
ロピレンフロックポリマーを配合することにより、従釆
からの欠点であった競付時のN0x発生を防止するとと
もに不均一模様をも防止し、塗布作業性にも優れ、かつ
吸湿性のない良好な絶縁被膜を本発明は提供するもので
ある。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明法によりおよび従釆法により形成した
被膜を蒸留水中で煮沸した時のPの溶出量を表わすグラ
フである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 少なくとも一種の燐酸塩を含む水溶液に、その水溶
    液に含まれる燐酸イオンPO_4^−^3の100重量
    部に対して、重クロム酸カリウムを15〜45重量部、
    ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロツクポリ
    マーを0.2〜3重量部、さらにホウ酸を15重量部以
    下配合した処理液を、被膜付着量が乾燥重量で0.5〜
    3.5g/m^2になるように電気鉄板表面に塗布し、
    300〜700℃で焼き付きることを特徴とする電気鉄
    板の絶縁被膜処理方法。
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