JP5978009B2 - 絶縁被膜形成用処理液および絶縁被膜付き電磁鋼板の製造方法 - Google Patents
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(1)製造直後の白化
製品製造直後から、外観が白っぽくなることがある。これは、絶縁被膜形成のための処理液が酸性であるため、処理液の塗布によって鋼板表面のFeが溶出し、塗布された処理液中のリン酸イオンと結合してリン酸鉄を形成するためであると考えられる。
コイルの運搬、保管期間に、皮膜表面が白化することがある。これは環境が高温多湿の場合に生じやすいことから、コイル内部で結露等が生じ、これに起因する変色であると考えられる。
切断又は打ち抜きされた電磁鋼板からモータやトランス等の製品に加工する際、端面短絡の抑制ならびに切断/打抜き端面の防錆性向上のため、表面が干渉色を呈する程度にまで鋼板を酸化処理(これをブルーイング処理ともいう)させることがある。このようなブルーイング処理を行うと、絶縁被膜の密着性が劣化することがある。
(1)ブルーイング処理後の密着性が良好であるとともに被膜の白化が抑制された電磁鋼板の絶縁被膜形成用処理液であって、水性媒体中に、Alおよび/またはMgを主成分とする多価金属の第一リン酸塩と、硝酸および多価金属硝酸塩から選ばれた硝酸化合物と、ホスホン酸化合物およびピロリン酸から選ばれたキレート剤と、を含有することを特徴とする、電磁鋼板の絶縁皮膜形成用処理液。
(5)さらに多価金属水酸化物を含有する上記(1)〜(4)のいずれかに記載の電磁鋼板の絶縁皮膜形成用処理液。
(7)前記水酸化ストロンチウムの量が、固形分換算で、前記リン酸塩100質量部に対して5〜50質量部である上記(6)記載の電磁鋼板の絶縁皮膜形成用処理液。
(9)前記水性樹脂の量が、固形分換算で、前記リン酸塩100質量部に対して3〜100質量部である上記(9)記載の電磁鋼板の絶縁皮膜形成用処理液。
処理液がさらに多価金属水酸化物を含有していると、リン酸イオンに対する多価金属の比率を高めることが可能となり、低温での焼付けにおいてより成膜性が向上するという効果を得ることができる。この効果を効率よく得るには、多価金属水酸化物が水酸化ストロンチウムであることが好ましい。水酸化ストロンチウムは、酸に溶解しやすく、容易に溶液とすることができ、また低温での焼付けでの成膜性の向上効果が大きい。なお、多価金属水酸化物は、金属酸化物の形態で処理液に配合することもできる。
例えば、本発明の絶縁皮膜形成用処理液に防錆剤を添加することにより、輸送、保管等に際して防錆性の優れた絶縁皮膜付き電磁鋼板を得ることができる。防錆剤としては、第4級イミダゾリウム化合物、ポリアミン化合物、キノリン化合物、チオカルボニル化合物、チアゾール化合物、メルカプト化合物、スルフィド化合物、チオカルバミン酸塩、ピリジニウム化合物、チオシアン酸塩およびイソチオシアン酸塩から選ばれる1種または2種以上が挙げられる。このうち、第4級イミダゾリウム化合物およびポリアミン化合物が好ましい。
・多価金属第一リン酸塩:第一リン酸アルミニウム(Al/P原子比=0.9/3)および第一リン酸マグネシウム(Mg/P原子比=0.85/2);
・硝酸塩成分:硝酸亜鉛または硝酸;
・キレート剤:1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸(HEDP)及び/又はピロリン酸;
・水性樹脂:水溶性アクリルスチレン樹脂(日本合成化学社製モビニール6551);
・多価金属水酸化物:水酸化ストロンチウム。
処理液を50℃で1ヶ月間保存した後、目視で観察した処理液の状態(固形物の発生の有無)により次のように評価をした:
○:固形物が発生しない、
×:固形物が発生。
塗装により絶縁皮膜を形成した電磁鋼板の試験片の外観を目視により観察した。下記の3段階で評価を行い、○を合格とした:
○:クリアー皮膜(全面的に透明)、
×:部分的、全面的に白色ムラがある。
下記の3種類の密着性評価方法を実施。いずれの密着性試験でも○以上を合格とした。
(A)初期密着性
長さ50mm、幅25mmの絶縁皮膜付き電磁鋼板の試験片を、直径5mmの鉄棒に巻き付け、巻き付けた外側の部分についてテープ剥離試験を行って、鋼板に残存した絶縁皮膜の状況を調査した。下記の4段階で評価を行い、◎、○を合格とした:
◎:皮膜剥離なし、
○:皮膜剥離発生(面積率で5%以下)、
△:皮膜剥離発生(面積率で5%超、30%以下)、
×:皮膜剥離発生(面積率で30%超)。
長さ50mm、幅25mmの絶縁皮膜付き電磁鋼板の試験片を、ブルーイング処理を模した熱処理(COを約2〜4%含有するDXガス(プロパンと空気とを一定の比率で混合し、燃焼室で燃焼させたガス)雰囲気中で、温度450℃〜500℃、露点35℃〜40℃で2時間加熱する処理)を受けさせた後、皮膜を外側に向けて直径10mmの鉄棒に巻き付け、巻き付けた外側の部分についてテープ剥離試験を行い、鋼板に残存した絶縁皮膜の状況を調査した。
◎:皮膜剥離なし、
○:皮膜剥離発生(面積率で5%以下)、
△:皮膜剥離発生(面積率で5%超、30%以下)、
×:皮膜剥離発生(面積率で30%超)。
長さ50mm、幅25mmの絶縁皮膜付き電磁鋼板の試験片を、歪み取り焼鈍を模した熱処理(窒素雰囲気中750℃に2時間加熱後、窒素雰囲気下で室温まで放冷する処理)を受けさせた後、皮膜を外側に向けて直径10mmの鉄棒に巻き付け、巻き付けた外側の部分についてテープ剥離試験を行って、鋼板に残存した絶縁皮膜の状況を調査した。下記の4段階で評価を行い、◎、○を合格とした:
◎:皮膜剥離なし、
○:皮膜剥離発生(面積率で5%以下)、
△:皮膜剥離発生(面積率で5%超、30%以下)、
×:皮膜剥離発生(面積率で30%超)。
55mm×55mmに打ち抜いた絶縁皮膜付き電磁鋼板の試験片に対して、裏面ならびにおもて面(皮膜形成面)の端面に5mm幅でシールテープを施し(皮膜露出面積は50mm×50mmの正方形)、50℃のイオン交換水に浸漬して1時間超音波をかけた後、取り出し、皮膜を乾燥した際の外観ならびに、超音波浸漬後のP量/初期P量(被膜残存量)を測定し、それぞれ下記の4段階で評価をした。
○:白化、色むら無く、美麗外観、
×:部分的、全面的に白色ムラがある。
◎:98%以上残存、
○:95%以上残存、
△:90%以上95%未満残存、
×:90%未満残存。
Claims (10)
- ブルーイング処理後の密着性が良好であるとともに被膜の白化が抑制された電磁鋼板の絶縁被膜形成用処理液であって、水性媒体中に、Alおよび/またはMgを主成分とする多価金属の第一リン酸塩と、硝酸および多価金属硝酸塩から選ばれた硝酸化合物と、ホスホン酸化合物およびピロリン酸から選ばれたキレート剤と、を含有することを特徴とする、電磁鋼板の絶縁皮膜形成用処理液(ただし、非イオン界面活性剤を含む場合を除く)。
- 固形分換算の含有量で、前記リン酸塩100質量部に対して、前記硝酸化合物を5〜50質量部、前記キレート剤を5〜100質量部の量で含有する、請求項1に記載の電磁鋼板の絶縁皮膜形成用処理液。
- 前記多価金属硝酸塩が、Zn、Ca、BaおよびSrから選択される少なくとも1種の金属の硝酸塩である請求項1または2に記載の電磁鋼板の絶縁皮膜形成用処理液。
- 前記多価金属硝酸塩が硝酸亜鉛である請求項3に記載の電磁鋼板の絶縁皮膜形成用処理液。
- さらに多価金属水酸化物を含有する、請求項1〜4のいずれかに記載の電磁鋼板の絶縁皮膜形成用処理液。
- 前記多価金属水酸化物が水酸化ストロンチウムである請求項5に記載の電磁鋼板の絶縁皮膜形成用処理液。
- 前記水酸化ストロンチウムの量が、固形分換算で、前記リン酸塩100質量部に対して5〜50質量部である、請求項6に記載の電磁鋼板の絶縁皮膜形成用処理液。
- さらに水性樹脂を含む、請求項1〜7のいずれかに記載の電磁鋼板の絶縁皮膜形成用処理液。
- 前記水性樹脂の量が、固形分換算で、前記リン酸塩100質量部に対して3〜100質量部である、請求項8に記載の電磁鋼板の絶縁皮膜形成用処理液。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の処理液を用いて前記電磁鋼板の表面に絶縁被膜を形成
することを特徴とする絶縁被膜付き電磁鋼板の製造方法。
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