JPS6283071A - 耐焼付性、打抜性に優れた電磁鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、耐焼付性、打抜性に優れた絶縁皮膜を表面に
有する電磁鋼板に関する。

（従来の技術） 電気機器、特に変圧器、モーターなどの鉄心として使用
される電磁！ｉｉＩ板は、通常、渦電流損を減少させる
ために絶縁皮膜を表面に有している。この皮膜には、絶
縁性のほかに、密着性、打抜性、焼鈍時の耐焼付性、溶
接性等に優れていることが要求される。

電磁鋼板に用いる絶縁皮膜としては、従来より次のよう
な皮膜が用いられている。

（１）クロム酸もしくはリン酸を主成分とする無機系皮
膜、 （２）アクリル樹脂、酢酸ビニル−スチレン等の有機樹
脂系皮膜、ならびに （３）クロム酸およびリン酸の１種もしくは２　ｆｆｆ
ｉと有機樹脂との混合物からなる複合皮膜。

これらのうち、（１）の無機系皮膜は、絶縁性および耐
焼付性には優れているが、打抜性は皮膜を有しない母材
と同程度で劣っている。

また、（２）の有機系皮膜は、良好な打抜性を示すが、
耐熱性に乏しく、歪取りおよび焼鈍を必要とする電磁鋼
板には使用できなかった。

（３）の複合皮膜は、前記の（１）と（２）の中間に位
置し、打抜性と耐焼付性とをバランスさせた皮膜である
。そのため、今日では複合皮膜が広く用いられている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上記の複合皮膜にも次に述べるような欠点があ
る。すなわち、リン酸を主体とし、これに有機樹脂を混
合した複合皮膜にあっては、密着性の良好な皮膜を得る
には５００〜６００℃程度の高温焼付を必要とするが、
このような高温では樹脂の分解を生じ、したがって打抜
性が低下する。そのため、３００℃程度の温度で焼付を
行わざるを得す、密着性およびその他の性質に関して十
分な性能が得られ難い。

クロム酸を主体とする有機樹脂との複合皮膜は、Ｃｒ“
→Ｃｒ”の還元のために３００〜４００℃程度の温度で
の焼付が必要である。これはリン酸系の複合皮膜と比較
するとかなり低温であるが、なお有機樹脂にとって良好
な条件とは言い難い、また、クロム酸を用いた場合には
、周知の６価クロムの毒性のために排気・排水処理にお
ける環境汚染の問題もあり、かかる処理に費用と手間が
かかる。

さらに、リン酸および／またはクロム酸を用いた有４Ｉ
！！樹脂との複合皮膜では、３００〜４００℃程度で焼
付を行うと、形成された皮膜中に水分が残存するため、
溶接時にブローホールを生じやすい欠点もある。

したがって、リン酸やクロム酸を用いずに、耐焼付性と
打抜性がともに優れた絶縁性皮膜を電磁鋼板の表面に形
成することが今なお求められている。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、上述した従来の電磁鋼板の表面皮膜の欠
点を解消するために、ｙｉ膜として塗布できると共に低
温焼付で硬化可能な塗料を表面に施すことにより、優れ
た耐焼付性、絶縁性、打抜性を有し、しかも環境汚染を
起こす心配のない電磁鋼板を提供する目的で検討を行っ
た。その結果、ポリオルガノシロキサンと炭素官能性有
機ケイ素化合物とマイカを主成分とする塗料により上記
目的が達成されることを見出し、本発明を完成させた。

ここに、本発明は電磁鋼板の表面に、ポリオルガノシロ
キサン樹脂、炭素官能性有機ケイ素化合物およびマイカ
微粉末を主成分とする処理液を塗布した後、焼付硬化す
ることにより形成されたマイカ強化ポリオルガノシロキ
サン皮膜を有する、耐焼付性、打抜性に優れた電磁鋼板
である。

（作用） 以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いられるポリオルガノシロキサン樹脂は、一
般式： ％式％） （式中、Ｒ１は１価の炭化水素基、好ましくはメチル基
、　Ｒ１は水素または１価の炭化水素基；ａは１．０〜
１．５　、ｂ　は０．０５〜０．２　、ｃは（４（ａ＋
ｂ））　ｘｉ／２に等しい数値をそれぞれ意味する）で
示されるオルガノシロキサン単位よりなるポリマーで、
水酸基およびアルコキシ基から成る群より選ばれる１価
の基の縮合反応で硬化するものである。

上記一般式かられかるように、このポリオルガノシロキ
サン樹脂は、炭素官能性を有しておらず、この点で本発
明で用いるもう一つの有機ケイ素成分である炭素官能性
有機ケイ素化合物と区別される。かかるポリオルガノシ
ロキサン樹脂は、たとえば、メチルトリクロロシランを
加水分解し、縮重合させることにより製造でき、重合度
が５００〜２０００程度のものを使用するのが好ましい
。

このポリオルガノシロキサン成分は焼付によりさらに縮
合して三次元の網状構造の硬化皮膜を形成するため、本
発明で用いる皮膜における主要な皮膜形成成分となるが
、かかる樹脂のみで皮膜を形成した場合には、皮膜の密
着性、打抜性、耐焼付性、眉間絶縁性などの性能が十分
でないので、本発明にあっては塗布処理液中に少量の炭
素官能性有機ケイ素化合物とさらにマイカ微粉末を加え
るのである。

炭素官能性有機ケイ素化合物は、炭素官能性基を有する
オルガノアルコキシシランおよびこのオルガノアルコキ
シシランを加水分解条件下に縮重合して得られるオリゴ
マーから選ばれたものであり、シランカンプリング剤と
して知られる種類のものである。

炭素官能性有機ケイ素化合物としては、炭素官能基とし
てビニル基、アミノ基、メタクリロキシ基またはエポキ
シ基を含む１価の有機基を有しているジもしくはトリア
ルコキシシランが好ましい。

このようなシラン化合物の例として、ビニルトリエトキ
シシラン、ビニルトリス　Ｃ２−メトキシエトキシシラ
ン）、Ｔ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｔ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエ
チル）−ｒ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−
β−（アミノエチル）−Ｔ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エ
チルトリットキンシラン、γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン、メチル・フェニルジエトキシシラン、お
よびこれらを加水分解条件（例、アルカリ性加水分解条
件下）に縮重合して得たオリゴマーが挙げられる。炭素
官能性有機ケイ素化合物を前記ポリオルガノシロキサン
樹脂の１割程度以下の少量で塗布処理液中に配合すると
、皮膜の吸湿性や絶縁性が向上する。しかし、この成分
を過大な量で配合した場合には、塗布処理液のポットラ
イフやはじきが問題となる。

マイカ微粉末としては、粒径２００μｍ以下、アスペク
ト比（マイカ片の直径／マイカ片の厚さの比）が１０以
上の、マスコバイト系またはフロコバイト系マイカを用
いるのが好ましい、マイカを配合することにより、皮膜
の耐焼付性と眉間絶縁性が著しく向上し、電Ｔ６１鋼板
用皮膜として優れた性能を発揮できる。ただし、その配
合量が増すにつれて、打抜性が次第に劣化する１ｑＩ向
があり、待にポリオルガノシロキサン樹脂の２倍（重量
比）近くなるとその傾向が顕著になるので、打抜性の著
しい、劣化を生じない範囲内の量で配合する。

ポリオルガノシロキサン樹脂、炭素官能性有機ケイ素化
合物およびマイカ微粉末の配合割合は、ポリオルガノシ
ロキサン樹脂１００重量部に嫡し、１０〜１５０重量部
のマイカ微粉末と、０．１−１０３１Ｕ量部の炭素官能
有機ケイ素化合物という割合が好ましい。

ポリオルガノシロキサン樹脂、マイカ微粉末および炭素
官能性ケイ素化合物を主成分とする処理液は、トルエン
、キシレン、プロピルアルコール、ブチルアルコールな
どの有機溶剤またはこれらの２種以上の混合溶剤により
均一な分散液とし、電磁鋼板表面に塗布するのが好都合
である。

この処理液中に、マイカ微粉末の沈降を防止するため、
ベントナイトを配合してもよい。この場合、ベントナイ
トは、ポリオルガノシロキサン樹脂１００重量部に対し
１〜ｌＯ重量部の割合で添加することが好ましい。

処理液にリン酸またはリン酸エステルを含有させると、
マイカ含有ポリオルガノシロキサン組成物の塗膜の耐水
性、耐薬品性および密着性の向上に役立つ。本発明で好
ましく用いられるリン酸エステルとしては、（ＣＨｓＯ
）Ｐ（０）（ＯＨ）ｚ　、（Ｃ）ＩＪ）ｚＰ（０）（０
■）、（ＣＪｓＯ）　Ｐ　（０）　（ＯＨ）　２、（Ｃ
ＪｓＯ）　ｚＰ　（０）　（Ｏｉｌ）等がある。リン酸
またはリン酸エステルを添加する場合、その量はポリオ
ルガノシロキサン樹脂１００重量部に対して０．０１〜
２重量部の範囲内が好ましい。

本発明に用いられる処理液に、硬化乾燥促進剤として、
アルミニウムキレート化合物を添加することができる。

このアルミニウムキレート化合物は、一般式： （式中、Ｒ３、Ｒ４は置換または非置換の炭化水素基を
表わす） で示されるもので、好ましい具体例としてはアルミニウ
ムトリス（エチルアセテート）、アルミニウムトリス（
アセチルアセトネート）、アルミニウムモノアセチルア
セトネートビス（エチルアセトアセテート）等が挙げら
れる。このアルミニウムキレート化合物の添加量は、ポ
リオルガノシロキサン樹脂１００重量部に対して０．０
１〜２重量部で充分であり、あらかじめトルエン、イソ
プロピルアルコールなどの有機溶剤に溶解して用いるこ
とができる。

本発明の電Ｍ１鋼板を製造するには、ケイ素鋼板などの
適当な電磁鋼板用の鋼板素地に、上述のような成分配合
の処理液を、ロール、スプレー、浸漬、ブラシ、ナイフ
などの適当な方法で塗布する。

処理液は好ましくは水分を実質的に含まない有機溶剤系
のものとする。処理液の付着量は、焼付後に０．１〜５
．０ｇ／ｎ？の皮膜付着量が得られるような量とするこ
とが好ましい。焼付は鋼板温度１５０〜３００℃で約３
０秒〜３０分間行う。すなわち、従来のリン酸もしくは
クロム酸系の有機複合皮膜より低温で焼付が行われ、そ
れによりシロキサンの網状構造を骨格とし、マイカで強
化されたマイカ強化−ポリオルガノシロキサン皮膜が形
成される。

次に本発明の好ましい実施例を述べる。

去丘炎 メチル基１個のポリオルガノシロキサンのキシレン溶液
３６０重量部（固形分５０％）に、１０００メツシユ・
（粒径約１３μ１１）、アスペクト比２０のマスコバイ
ト系マイカ９０重量部を混合し、これにリン酸０．２重
量部とγ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン０
．５重量部とを予じめ混合したものを添加し、さらに、
マイカ粉の沈降防止剤として８４重量部のベントナイト
液（有機ベントナイト７部、トルエン７０部、イソプロ
ピルアルコール７部）　ｔ−添加して塗料調合液を作り
、ホモ・ミキサーで３時間ホモジナイズした。

この得られた処理液にさらに硬化乾燥促進剤としてアル
ミニウムモノアセチルアセトネートビス（エチルアセト
アセテート）　０．２重量部を添加してから、電磁鋼板
表面上にロールコータ−により塗布し、加熱炉に入れて
鋼板温度が２５０℃となるように２分間焼き付けた。こ
の場合の皮膜付着量は焼付後にＩｇ＃ｄとなるようにし
た。

上記の操作を処理液の成分の配合割合を変えて繰り返す
ことにより、各種の絶縁皮膜を表面に有する電磁鋼板を
調製した。

このようにして形成された皮膜を存する電磁鋼板につい
て、打抜性、耐焼付性、溶接性、眉間絶縁性の試験を行
なった。

試験結果を第１表に示す。なお、比較のために、第１表
にはマイカもしくは炭素官能性有機ケイ素化合物（γ−
グリシドキシプロビルトリメトキシシラン）を配合しな
かった場合、ならびに従来のクロム酸系有機樹脂複合皮
膜（有機樹脂ニアクリル樹脂、焼付温度３００℃、２分
間、付着量１ｇ／ｎ？）の場合の試験結果も併せて示す
。

（発明の効果） 上述のように、本発明によれば、ポリシロキサン樹脂と
マイカ微粉末と炭素官能性有機ケイ素化合物を主成分と
する処理液を電磁鋼板に塗布し、１５０〜３００℃の低
温焼付を行うことにより得た絶縁皮膜は、密着性、絶縁
性が優れるとともに、乾燥硬化後の皮膜が有機分を含存
するので打抜性が良好であり、かつ焼鈍後においてもＳ
ｉＯ□−マイカ系の皮膜が残存するので耐焼付性も良好
である。

これらの性能は、従来のクロム酸系複合皮膜に比べて一
般に著しく向上している。

なお、前述の実施例では、ベントナイトおよびアルミニ
ウムキレート化剤を金側において使用したが、これらは
主として塗装・焼付の操作を容易にするために加えられ
るものであり、これらの成分を省略しても皮膜の性能に
実質的な変化はない。

また、リン酸もしくはリン酸エステルについても、同様
にこれを省略しても良好な皮膜の性能を得ることができ
る。

−４、処理液にマイカを加えなかった比較例では耐焼付
性と眉間絶縁性が劣り、炭素官能性有機ケイ素化合物を
添加しなかった例でも、層間絶縁性が劣る。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）電磁鋼板の表面に、ポリオルガノシロキサン樹脂
   、炭素官能性有機ケイ素化合物およびマイカ微粉末を主
   成分とする処理液を塗布した後、焼付硬化することによ
   り形成されたマイカ強化ポリオルガノシロキサン皮膜を
   有する、耐焼付性、打抜性に優れた電磁鋼板。
2. （２）前記処理液が有機溶剤を含む、特許請求の範囲第
   １項記載の電磁鋼板。
3. （３）前記処理液が、ベントナイトを含む特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の電磁鋼板。
4. （４）前記処理液がリン酸およびリン酸エステルから選
   ばれたリン酸化合物を含む特許請求の範囲第１項〜第３
   項のいずれかに記載の電磁鋼板。
5. （５）前記処理液に硬化乾燥促進剤としてアルミニウム
   キレート化合物を配合した特許請求の範囲第１項〜第４
   項のいずれかに記載の電磁鋼板。
6. （６）前記処理液が、前記ポリオルガノシロキサン樹脂
   １００重量部に対して、マイカ微粉末１０〜１５０重量
   部と炭素官能有機ケイ素化合物０．１〜１０重量部とを
   含む特許請求の範囲第１項記載の電磁鋼板。