JP2000034573A - 耐臭気性、耐スティッキング性及び耐食性に優れた電磁鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐臭気性に優れるとともに、薄膜の絶縁皮膜
を形成した場合にも優れた耐スティッキング性と耐食性
が得られる電磁鋼板を提供する。 【解決手段】 電磁鋼板の表面に、特定の無機系水溶液
に、平均樹脂粒子径が０．３０μｍ以下のエポキシ系樹
脂エマルジョン（Ａ）とエポキシ系樹脂、酢酸ビニル系
樹脂、アクリル系樹脂、ベオバ系樹脂及びこれら２種以
上の樹脂の共重合体の中から選ばれる少なくとも１種か
らなり、平均樹脂粒子径が０．３０μｍ超１．０μｍ以
下、ガラス転移点（Ｔｇ）が１０〜８０℃である有機樹
脂エマルジョン（Ｂ）とを（Ａ）／（Ｂ）＝９７／３〜
５０／５０の割合で分散させ、且つＣｒＯ₃換算量での
無機成分１００重量部に対する（Ａ）＋（Ｂ）の配合量
が５〜１００重量部に調整された無機−有機系処理液を
塗布し、焼付けることにより形成された膜厚０．２〜
２．０μｍの絶縁皮膜を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、主としてモーター
やトランス等の鉄芯材料として使用される、表面に絶縁
皮膜を有する電磁鋼板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電磁鋼板はモーターやトランス等
の鉄芯材料として広く利用されており、通常、渦電流損
失を低減するための絶縁皮膜を鋼板表面にコーティング
して使用される。モーターやトランス等の鉄芯の多く
は、絶縁皮膜が形成された電磁鋼板を所定形状に打ち抜
くか若しくは剪断した後、積層し、この積層体を溶接ま
たはカシメにより固定し、必要に応じて歪取焼鈍を施し
た後、捲き線を施して製品となる。

【０００３】このような鉄芯用の材料である電磁鋼板の
絶縁皮膜には、絶縁性が高いことに加え、皮膜密着性、
溶接性、耐食性、打ち抜き性等に優れていることが要求
される。さらに、歪取焼鈍が施される場合には、焼鈍時
に鋼板どうしが密着（スティッキング）すると電気的短
絡が生じて鉄損が増加する問題を生じることから、焼鈍
時に鋼板どうしが密着しないこと、すなわち耐スティッ
キング性に優れていることが要求される。

【０００４】また、近年では鉄芯製造現場において作業
環境の改善が進み、これに伴い作業者が不快感を覚える
ような騒音や臭気等の問題、それも精神衛生面を含めた
問題の改善に対する要望が高まりつつある。無方向性電
磁鋼板の絶縁皮膜の主流となっている無機−有機系皮膜
の場合、鉄芯製造工程において皮膜中に含まれる有機樹
脂が熱分解あるいは燃焼して臭気ガスが発生し、これが
作業者に不快感を与えることが問題視され、その改善が
求められている。

【０００５】従来、このような諸特性を改善するため
に、以下のような技術が提案されている。耐臭気性の改
善技術として、特公昭６０−３６４７０号公報には溶接
時における悪臭の発生の少ない電気絶縁皮膜として、２
価金属を含む重クロム酸塩系水溶液に、酢酸ビニルとベ
オバ樹脂が特定の比率で配合された樹脂エマルジョンを
添加した処理液を、素地鉄板の表面に塗布し、焼き付け
ることにより絶縁皮膜を形成する方法が示されている。
また、特開平１０−１１０２７３号公報には、クロム酸
系水溶液に、平均粒子径が０．３μｍ以下の樹脂が完全
架橋し、エポキシ基が残存していないエポキシアクリレ
ート共重合樹脂ミクロゲルディスパージョンを配合した
処理液を、電磁鋼板の表面に塗布し、焼き付けることに
より絶縁皮膜を形成する方法が示されている。

【０００６】また、耐スティッキング性の改善技術とし
て、特開平３−２４０９７０号公報には、歪取焼鈍後の
皮膜特性（耐焼付け性、潤滑性）の優れた電磁鋼板の製
造方法として、クロム酸と、Ａｌ、Ｍｇ等の酸化物と、
樹脂粒子径が０．２〜０．５μｍの有機樹脂エマルジョ
ン（アクリル、スチレン、酢酸ビニル及び／又はこれら
の共重合体樹脂）及び樹脂粒子径が１〜５０μｍの有機
樹脂エマルジョン（メチルメタアクリレート、ポリアク
リルニトリル、ポリスチレン等の樹脂及び／又はこれら
の共重合体樹脂、架橋体樹脂）とからなる処理液を電磁
鋼板の表面に塗布し、焼き付けることにより絶縁皮膜を
形成する方法が示されている。

【０００７】また、特許第２６６２１４８号公報には、
電磁鋼板の表面に、樹脂粒子径０．５〜３．０μｍのエ
ポキシ、スチレン、フェノール、メラミン、ポリエステ
ル、酢酸ビニル、アクリル、シリコン系エマルジョン樹
脂の１種又は２種以上と、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎのク
ロム酸塩の１種又は２種以上を主成分とする処理剤が塗
布焼付けされて、表面粗さＲａが０．１５〜０．６μｍ
の絶縁皮膜が形成され、且つ、エマルジョン樹脂により
表面に形成される球面状の突起物形状が直径３μｍ以
下、高さ３μｍ以下である皮膜特性に優れた無方向性電
磁鋼板が示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
技術には以下のような問題がある。特公昭６０−３６４
７６号公報の技術は有機樹脂として酢酸ビニル−ベオバ
系樹脂を使用することにより、また、特開平１０−１１
０２７３号公報の技術は有機樹脂としてエポキシ系樹脂
を使用することにより、それぞれＴＩＧ溶接時の不快臭
の低減が図られているが、これらの技術は不快臭の低減
には効果があるとしても、耐スティッキング性の改善に
ついては全く考慮されておらず、このため耐スティッキ
ング性に劣る欠点がある。

【０００９】また、特開平３−２４０９７０号公報の技
術は、有機樹脂エマルジョンとして粒子径０．２〜０．
５μｍの樹脂微粒子に加えて、所定の表面粗さを得るた
めに粒径の大きい粗大樹脂粒子（実質的に数μｍ以上の
粒子径を有する樹脂粒子）を使用している。このため添
加した粗大樹脂粒子により耐スティッキング性は向上す
るものの、塩化物イオンが存在するような厳しい腐食環
境中での耐食性は劣っている。また、この技術では耐臭
気性は全く考慮されていないため、耐臭気性は著しく劣
ったものとなる。

【００１０】また、特許２６６２１４８号公報の技術
は、有機樹脂として０．５〜３μｍの粒子径の有機樹脂
エマルジョンを単独で使用し、皮膜表面に微小な凹凸を
与えることにより耐スティッキング性の向上が図られて
いるが、耐食性は考慮されておらず、このため塩化物イ
オンが存在するような厳しい腐食環境中での耐食性は劣
ったものになる。特に、近年においてはモーター等の高
効率化等の観点から絶縁皮膜は薄膜化する傾向にあり、
このような薄膜の絶縁皮膜においては、特許第２６６２
１４８号公報や特開平３−２４０９７０号公報の技術で
は十分な耐スティッキング性と耐食性は得られない。

【００１１】したがって本発明の目的は、耐臭気性、耐
スティッキング性及び耐食性がともに優れ、しかも、絶
縁皮膜として要求される他の諸特性にも優れた絶縁皮膜
を有する電磁鋼板、とりわけ、０．５〜０．６μｍ以下
の薄膜の絶縁皮膜を形成した場合にも優れた耐スティッ
キング性と耐食性が得られる電磁鋼板を提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、無機−有
機系絶縁皮膜を形成する際の無機成分に配合される有機
樹脂エマルジョンの樹脂粒子径及び樹脂の種類に着目
し、耐臭気性、耐スティッキング性及び耐食性がともに
優れた絶縁皮膜を得るための条件について種々の実験と
検討を行い、その結果以下のような知見を得た。

【００１３】(1) 絶縁皮膜中に分散させる有機樹脂エマ
ルジョンの樹脂粒子径を大きくすると耐スティッキング
性は向上するが、一方で、樹脂粒子径が大きくなるにし
たがって耐食性は劣化する。 (2) このような問題に対して、絶縁皮膜中に分散させる
有機樹脂エマルジョンとして、特定の樹脂粒子径を有す
る微細粒子有機樹脂エマルジョンとこれよりも大きい特
定の樹脂粒子径を有する有機樹脂エマルジョンとを複合
添加することにより、耐スティッキング性と耐食性がと
もに優れた絶縁皮膜が得られる。

【００１４】(3) また、これら複合添加する２種類の有
機樹脂エマルジョンを特定の割合で配合した場合に、特
に優れた耐スティッキング性と耐食性が得られる。 (4) 絶縁皮膜中の無機成分と有機成分の比率を最適化
し、且つ無機成分の一部として硼酸及び／又は硼酸塩を
添加することにより、耐スティッキング性と耐食性はさ
らに向上する。 (5) 耐臭気性の改善にはエポキシ系樹脂が有効であり、
また、特定の配合比率であればエポキシ系樹脂とともに
酢酸ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ベオバ系樹脂及び
これら２種以上の樹脂の共重合体のうちの１種以上を配
合しても、優れた耐臭気性が得られる。

【００１５】本発明はこのような知見に基づきなされた
もので、以下のような構成からなることを特徴とする。 [1] 電磁鋼板の表面に、無水クロム酸、クロム酸塩及び
重クロム酸塩の中から選ばれる少なくとも１種と、２価
又は３価の金属の酸化物、水酸化物及び炭酸塩の中から
選ばれる少なくとも１種を溶解させた無機系水溶液に、
下記有機樹脂エマルジョン（Ａ）及び下記有機樹脂エマ
ルジョン（Ｂ）を樹脂固形分の重量比で（Ａ）／（Ｂ）
＝９７／３〜５０／５０の割合で分散させた処理液であ
って、ＣｒＯ₃換算量での無機成分１００重量部に対す
る有機樹脂エマルジョン（Ａ）と有機樹脂エマルジョン
（Ｂ）の樹脂固形分での合計の配合量が５〜１００重量
部に調整された無機−有機系処理液を塗布し、焼付ける
ことにより形成された膜厚０．２〜２．０μｍの絶縁皮
膜を有することを特徴とする耐臭気性、耐スティッキン
グ性及び耐食性に優れた電磁鋼板。 有機樹脂エマルジョン（Ａ）：平均樹脂粒子径が０．３
０μｍ以下のエポキシ系樹脂エマルジョン 有機樹脂エマルジョン（Ｂ）：エポキシ系樹脂、酢酸ビ
ニル系樹脂、アクリル系樹脂、ベオバ系樹脂及びこれら
２種以上の樹脂の共重合体の中から選ばれる少なくとも
１種からなり、平均樹脂粒子径が０．３０μｍ超１．０
μｍ以下、ガラス転移点（Ｔｇ）が１０〜８０℃である
有機樹脂エマルジョン

【００１６】[2] 電磁鋼板の表面に、無水クロム酸、ク
ロム酸塩及び重クロム酸塩の中から選ばれる少なくとも
１種と、２価又は３価の金属の酸化物、水酸化物及び炭
酸塩の中から選ばれる少なくとも１種を溶解させた無機
系水溶液に、下記有機樹脂エマルジョン（Ａ）及び下記
有機樹脂エマルジョン（Ｂ）を樹脂固形分の重量比で
（Ａ）／（Ｂ）＝９７／３〜５０／５０の割合で分散さ
せ、さらに硼酸及び／又は硼酸塩と有機還元剤を溶解さ
せた処理液であって、ＣｒＯ₃換算量での無機成分１０
０重量部に対する有機樹脂エマルジョン（Ａ）と有機樹
脂エマルジョン（Ｂ）の樹脂固形分での合計の配合量が
５〜１００重量部、硼酸及び／又は硼酸塩の合計の配合
量が５〜１００重量部、有機還元剤の配合量が１０〜８
０重量部に調整された無機−有機系処理液を塗布し、焼
付けることにより形成された膜厚０．２〜２．０μｍの
絶縁皮膜を有することを特徴とする耐臭気性、耐スティ
ッキング性及び耐食性に優れた電磁鋼板。 有機樹脂エマルジョン（Ａ）：平均樹脂粒子径が０．３
０μｍ以下のエポキシ系樹脂エマルジョン 有機樹脂エマルジョン（Ｂ）：エポキシ系樹脂、酢酸ビ
ニル系樹脂、アクリル系樹脂、ベオバ系樹脂及びこれら
２種以上の樹脂の共重合体の中から選ばれる少なくとも
１種からなり、平均樹脂粒子径が０．３０μｍ超１．０
μｍ以下、ガラス転移点（Ｔｇ）が１０〜８０℃である
有機樹脂エマルジョン

【００１７】[3] 上記[1]または[2]の電磁鋼板におい
て、有機樹脂エマルジョン（Ａ）の平均樹脂粒子径が
０．１０μｍ以上０．３０μｍ以下であることを特徴と
する耐臭気性、耐スティッキング性及び耐食性に優れた
電磁鋼板。 [4] 上記[1]〜[3]のいずれかの電磁鋼板において、有機
樹脂エマルジョン（Ｂ）の平均樹脂粒子径が０．３０μ
ｍ超０．５０μｍ未満であることを特徴とする耐臭気
性、耐スティッキング性及び耐食性に優れた電磁鋼板。 [5] 上記[1]〜[4]のいずれかの電磁鋼板において、絶縁
皮膜が、無機−有機系処理液を塗布した後、到達板温で
２００〜４００℃になるように焼付けることにより形成
された皮膜であることを特徴とする耐臭気性、耐スティ
ッキング性及び耐食性に優れた電磁鋼板。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細をその限定理
由とともに説明する。本発明において、絶縁皮膜を形成
する基板となる鋼板は、モーターやトランス等の電気機
器に利用される鉄芯用の電磁鋼板である。このような電
磁鋼板としては、無方向性電磁鋼板や方向性電磁鋼板が
一般的であるが、これ以外にも軟鋼板、ステンレス鋼
板、その他の特殊鋼板等でもよく、基板となる鋼板は特
に限定されない。本発明の効果は、これら何れの鋼板を
基板とした場合でも得ることができる。

【００１９】また、基板となる電磁鋼板は、その表面に
予め亜鉛系めっきまたはその他金属めっき皮膜、化成処
理皮膜等の表面処理の１種または２種以上を施したもの
でもよく、本発明において電磁鋼板の表面とは、これら
表面処理皮膜を有する場合にはその最上層皮膜の表面を
言うものとする。

【００２０】本発明の電磁鋼板の表面に形成される絶縁
皮膜は、無水クロム酸、クロム酸塩及び重クロム酸塩の
中から選ばれる少なくとも１種と、２価又は３価の金属
の酸化物、水酸化物及び炭酸塩の中から選ばれる少なく
とも１種を溶解させた無機系水溶液に、平均樹脂粒子径
が０．３０μｍ以下であるエポキシ系樹脂エマルジョン
（Ａ）と、平均樹脂粒子径が０．３０μｍ超１．０μｍ
以下で且つガラス転移点（Ｔｇ）が１０〜８０℃である
特定の樹脂エマルジョンの１種又は２種以上からなる有
機樹脂エマルジョン（Ｂ）を特定割合で配合し、さらに
必要に応じて硼酸及び／又は硼酸塩と有機還元剤を配合
した無機−有機系処理液を塗布し、焼付することにより
形成される皮膜である。

【００２１】処理液中の前記無機系水溶液は、無水クロ
ム酸、クロム酸塩、重クロム酸塩の中から選ばれる少な
くとも１種と、２価又は３価の金属の酸化物、水酸化物
及び炭酸塩の中から選ばれる少なくとも１種を含む無機
系水溶液である。クロム酸塩及び重クロム酸塩として
は、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウ
ム、マンガン、モリブデン、亜鉛、アルミニウム等の塩
を用いることができる。

【００２２】また、水溶液中に溶解させる２価又は３価
の金属の酸化物としては、例えばＭｇＯ、ＣａＯ、Ｚｎ
Ｏ等が、水酸化物としてはＭｇ（ＯＨ）₂、Ｃａ（Ｏ
Ｈ）₂、Ｚｎ（ＯＨ）₂等が、炭酸塩としてはＭｇＣ
Ｏ₃、ＣａＣＯ₃、ＺｎＣＯ₃等が挙げられ、これらを無
水クロム酸、クロム酸塩、重クロム酸塩の少なくとも１
種を主剤に用いた水溶液に溶解させて、無機系水溶液と
する。

【００２３】上記無機成分を含む処理液中には、樹脂粒
子径が異なる有機樹脂エマルジョン（Ａ）と有機樹脂エ
マルジョン（Ｂ）が配合される。前記有機樹脂エマルジ
ョン（Ａ）は、平均樹脂粒子径が０．３０μｍ以下のエ
ポキシ系樹脂エマルジョンであり、また、前記有機樹脂
エマルジョン（Ｂ）は、エポキシ系樹脂、酢酸ビニル系
樹脂、アクリル系樹脂、ベオバ系樹脂及びこれら２種以
上の樹脂の共重合体の中から選ばれる少なくとも１種か
らなり、且つ、平均樹脂粒子径が０．３０μｍ超１．０
μｍ以下、ガラス転移点（Ｔｇ）が１０〜８０℃の樹脂
エマルジョンである。本発明では、このような特定の有
機樹脂エマルジョンを複合添加することに大きな特徴が
ある。

【００２４】樹脂エマルジョンとして上記有機樹脂エマ
ルジョン（Ａ）を単独で用いた場合には、積層後の歪取
焼鈍時に絶縁皮膜中の有機樹脂自体の凹凸による物理的
効果が得られず、歪取焼鈍時に原板自体の粗さに起因し
た凸部にのみ応力が集中し、この応力集中と焼鈍時の熱
により絶縁皮膜が破壊され、スティッキングを生じてし
まう。一方、樹脂エマルジョンとして上記有機樹脂エマ
ルジョン（Ｂ）を単独で用いた場合には、特に絶縁皮膜
厚が０．５〜０．６μｍ以下の薄膜となると樹脂粒子が
皮膜中に取り込まれにくくなり、有機樹脂エマルジョン
（Ｂ）で期待される耐スティッキング性の改善効果が著
しく低下し、また、皮膜中に有機樹脂エマルジョン
（Ｂ）の樹脂粒子が取り込まれても、これが容易に欠落
するために皮膜欠陥部が生じ、この結果、耐食性と絶縁
性が低下してしまう。

【００２５】これに対して有機樹脂エマルジョン（Ａ）
と有機樹脂エマルジョン（Ｂ）を特定の配合比率で複合
添加した場合には、耐スティッキング性と耐食性がとも
に優れた絶縁皮膜を得ることができる。このように大き
さが異なる特定粒子径の２種類の有機樹脂エマルジョン
を複合添加することにより優れた特性が得られる理由は
必ずしも明らかではないが、有機樹脂エマルジョン
（Ａ）と併用することにより有機樹脂エマルジョン
（Ｂ）が皮膜中に取り込まれやすくなるためであると推
定される。

【００２６】上述したように本発明に使用する有機樹脂
エマルジョンの樹脂の種類は、有機樹脂エマルジョン
（Ａ）についてはエポキシ系樹脂エマルジョンであり、
また、有機樹脂エマルジョン（Ｂ）についてはエポキシ
系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ベオバ系
樹脂及びこれら２種以上の樹脂の共重合体の中から選ば
れる少なくとも１種からなる樹脂エマルジョンである。
有機樹脂エマルジョン（Ａ）及び（Ｂ）がこれ以外の樹
脂では、優れた耐臭気性は得られない。

【００２７】有機樹脂エマルジョン（Ａ）はその平均樹
脂粒子径が０．３０μｍ以下である必要があり、平均樹
脂粒子径が０．３０μｍ超では樹脂粒子の皮膜中からの
欠落による皮膜欠陥を生じやすくなり、耐食性が著しく
劣化する。また、特に優れた耐食性と耐スティッキング
性が必要とされる場合には、平均樹脂粒子径を０．１０
μｍ以上０．３０μｍ以下、さらに望ましくは０．２０
μｍ以上０．３０μｍ以下にするのがよい。

【００２８】有機樹脂エマルジョン（Ｂ）は、平均樹脂
粒子径が０．３０μｍ超１．０μｍ以下、ガラス転移点
（Ｔｇ）が１０〜８０℃の有機樹脂エマルジョンであ
る。平均樹脂粒子径が０．３０μｍ以下では耐スティッ
キング性が劣り、一方、１．０μｍ超では優れた耐食性
が得られない。また、特に優れた耐食性が必要とされる
場合には、平均樹脂粒子径を０．３０μｍ超０．５０μ
ｍ未満とすることが望ましい。また、ガラス転移点（Ｔ
ｇ）が１０℃未満では、積層焼鈍時に樹脂粒子が容易に
変形、分解するために有機樹脂エマルジョン（Ｂ）によ
る凹凸効果が得られず、耐スティッキング性が劣る。一
方、ガラス転移点（Ｔｇ）が８０℃超では塗膜密着性が
劣化するため本発明には適さない。また、特に優れた皮
膜密着性と耐スティッキング性が必要とされる場合に
は、ガラス転移点（Ｔｇ）が２０〜５０℃の有機樹脂を
用いることが望ましい。

【００２９】なお、ガラス転移点（Ｔｇ）の測定には種
々の方法が利用でき、例えば、ＤＳＣ（示差走査熱量
計）、ＴＭＡ（熱機械分析）、熱膨張等により測定可能
である。但し、本発明で利用する有機樹脂のガラス転移
点の測定法に特別な制約はなく、ガラス転移点によって
樹脂の物理的性質が大幅に変わることを利用した方法で
ガラス転移点を確認することも可能である。また、ガラ
ス転移点は樹脂の組成からも算出可能であり、したがっ
て、有機樹脂のガラス転移点が測定困難な場合には組成
から算出してもよい。

【００３０】有機樹脂エマルジョン（Ａ）／有機樹脂エ
マルジョン（Ｂ）の樹脂固形分の配合比は、特に耐ステ
ィッキング性及び耐食性の観点から重量比で９７／３〜
５０／５０とする。この配合比が５０／５０未満（有機
樹脂エマルジョン（Ａ）の割合が５０％未満）では耐食
性が劣り、一方、９７／３を超える（有機樹脂エマルジ
ョン（Ａ）の割合が９７％超）と耐スティキング性が劣
る。また、有機樹脂エマルジョン（Ｂ）が酢酸ビニル系
樹脂、アクリル系樹脂、ベオバ系樹脂及びこれら２種以
上の樹脂の共重合体の中から選ばれる少なくとも１種で
ある場合には、上記配合比が５０／５０未満では臭気性
が劣化するという問題も生じる。また、特に優れた耐食
性、耐臭気性及び耐スティッキング性が必要とされる場
合には、上記配合比は９０／１０〜７０／３０とするこ
とが望ましい。

【００３１】上記有機樹脂エマルジョン（Ａ）と有機樹
脂エマルジョン（Ｂ）の処理液中での配合量は、ＣｒＯ
₃換算量での無機成分１００重量部に対して樹脂固形分
の合計で５〜１００重量部とする。有機樹脂エマルジョ
ン（Ａ）と有機樹脂エマルジョン（Ｂ）の合計の配合量
が５重量部未満では、これら複合添加される有機樹脂エ
マルジョンによる耐スティッキング性、耐食性および密
着性の改善効果が十分に得られず、また、皮膜中での有
機樹脂の割合も少なくなるため打ち抜き性も劣る。一
方、配合量が１００重量部を超えると耐食性が劣化する
ため好ましくない。また、特に優れた耐スティッキング
性と耐食性が必要とされる場合には、配合量を２０〜５
０重量部とすることが望ましい。

【００３２】また、処理液中に含まれる６価Ｃｒイオン
を還元して皮膜を不溶化するために、処理液中に有機還
元剤を添加することが好ましい。通常、有機還元剤とし
てはポリエチレングリコール、エチレングリコール、シ
ョ糖等の多価アルコールが用いられる。この有機還元剤
の配合量は、ＣｒＯ₃換算量での無機成分１００重量部
に対して１０〜８０重量部とすることが好ましい。有機
還元剤の配合量が１０重量部未満では未還元の６価Ｃｒ
イオンが残存するため皮膜が吸水し易く、このため耐食
性が劣る。一方、８０重量部を超えると処理液中で還元
反応が進行し、処理液がゲル化してしまう。また、特に
優れた耐食性が必要とされる場合には、上記配合量は２
０〜６０重量部とすることが望ましい。また、到達板温
で２６０℃以下の低温での焼付けが行なわれる場合は、
上記配合量は５０〜８０重量部とすることが望ましい。

【００３３】また、処理液中に硼酸及び／又は硼酸塩を
添加すると耐スティッキング性がさらに向上するため好
ましい。この硼酸及び／又は硼酸塩の合計の配合量は、
ＣｒＯ₃換算量での無機成分１００重量部に対して５〜
１００重量部とすることが好ましい。硼酸及び／又は硼
酸塩の合計の配合量が５重量部未満では耐スティッキン
グ性の改善効果が十分に得られず、一方、１００重量部
を超えると耐食性が劣化するため好ましくない。特に優
れた、耐蝕性、耐スティッキング性が必要とされる場合
は、その配合量を４５〜６０重量部とすることが特に望
ましい。

【００３４】また、処理液中には以上述べた主成分の他
に、皮膜の耐食性や耐熱性等の向上を目的としてＭｇ、
Ｃａ、Ａｌ又はＺｎのリン酸塩の１種又は２種以上、シ
リカ等の酸化物等の１種又は２種以上を配合することが
でき、これら添加成分の合計の配合量がＣｒＯ₃換算量
での無機成分１００重量部に対して１０重量部以下であ
れば本発明の基本的な効果には何ら影響はない。

【００３５】本発明の電磁鋼板の絶縁皮膜は、上記の処
理液を鋼板表面に塗布し、焼付することにより形成され
る。絶縁皮膜の膜厚は０．２μｍ〜２．０μｍとする。
本発明の効果は、特に絶縁皮膜の膜厚が０．５〜０．６
μｍ以下の薄膜の場合においても問題なく得られるとい
う利点がある。本発明において絶縁皮膜の膜厚とは、電
磁鋼板表面から皮膜の最表層までの平均的な厚さを指す
が、皮膜に極端な凹凸のある場合は、電磁鋼板表面から
皮膜最表層の凸部までの厚さと電磁鋼板表面から皮膜最
表層の凹部までの厚さの平均値とする。

【００３６】絶縁皮膜の膜厚が０．２μｍ未満では耐ス
ティッキング性、耐食性が劣り、一方、膜厚が２．０μ
ｍを超えると占積率、皮膜密着性、耐臭気性が劣る。特
に好ましい膜厚は０．３〜１．０μｍである。絶縁皮膜
の形成方法は、通常、上記処理液をロールコーター等で
電磁鋼板表面に塗布した後、熱風乾燥炉やインダクショ
ンヒーターにより到達板温で２００℃〜４００℃になる
ように焼き付けることが好ましい。この焼付温度（到達
板温）が２００℃未満では６価クロムの還元が不十分で
あるため皮膜が吸水しやすく、皮膜のベタツキが生じる
ため好ましくない。一方、焼付温度が４００℃を超える
と皮膜中に含まれる樹脂が一部分解を始め、耐スティッ
キング性、耐食性がともに劣ったものとなる。この観点
から特に好ましい焼付温度の範囲は２６０℃〜３４０℃
である。

【００３７】

【実施例】表１〜表６に示す絶縁皮膜形成用の処理液
（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３７）を調整した。これらの処理液
は、無水クロム酸の水溶液にＭｇＯ及び硼酸を溶解した
無機系水溶液に対して表１〜表６に示す有機樹脂エマル
ジョンを添加して調整した。これら処理液を板厚０．５
ｍｍの電磁鋼板の表面に所定膜厚になるようにロールコ
ーターにより塗布した後、所定の到達板温で焼き付け、
絶縁皮膜を形成した。このようにして得られた電磁鋼板
について、耐スティッキング性、耐食性、耐臭気性、皮
膜密着性、打ち抜き性を評価するため下記の試験を行な
った。その結果を表７〜表９に示す。

【００３８】（ａ）耐スティッキング性 鋼板を４８ｍｍφに打ち抜いてこれを１１枚積層し、締
め付け圧力４０ｋｇｆ／ｃｍ²で締め付けた状態で焼鈍
（８００℃×２時間、Ｎ₂ガス雰囲気中）を行った。焼
鈍後、締め付けを解除し、板／板間の全１０箇所でのス
ティック発生の有無を調べ、スティック発生箇所の数で
耐スティッキング性を評価した。その評価基準は以下の
通りである。 ◎：スティック発生２箇所以下 ○：スティック発生３〜４箇所 △：スティック発生５〜７箇所 ×：スティック発生８箇所以上

【００３９】（ｂ）耐食性 鋼板を７０ｍｍ×１５０ｍｍのサイズに剪断し、この供
試材の裏面及びエッジ部をシールした後、塩水噴霧試験
を１５時間行ない、試験後の赤錆発生面積率により耐食
性を評価した。その評価基準は以下の通りである。 ◎：赤錆発生面積率２０％以下 ○：赤錆発生面積率２０％超、４０％以下 △：赤錆発生面積率４０％超、６０％以下 ×：赤錆発生面積率６０％超

【００４０】（ｃ）耐臭気性 供試材を打抜き後、積層し、この積層体の端面をＴＩＧ
溶接し、その際に発生する臭気（溶接ガス）の程度を１
０名の評価者により評価した。その評価基準は以下の通
りである。 ◎：不快臭を感じた人０名 ○：不快臭を感じた人１名〜３名 △：不快臭を感じた人４名〜５名 ×：不快臭を感じた人６名以上

【００４１】（ｄ）皮膜密着性 (1)歪取焼鈍無し 供試材に１０ｍｍφの曲げ加工を施した後、その曲げ部
にテープ剥離試験を実施し、テープへの剥離皮膜の有無
を目視で判定することにより皮膜密着性を評価した。 (2)歪取焼鈍有り 歪取り焼鈍（７５０℃×２時間、Ｎ₂ガス雰囲気中）を
施した供試材に１０ｍｍφの曲げ加工を施した後、その
曲げ部にテープ剥離試験を実施し、テープへの剥離皮膜
の有無を目視で判定することにより皮膜密着性を評価し
た。これらの試験による評価基準は以下の通りである。

【００４２】（ｅ）打ち抜き性 金型材質ＳＫＤ−１の角型ダイスを用い、クリアランス
６％で軽油系の打抜油を使用して連続打ち抜き試験を行
い、かえり高さが５０μｍに達するまでの打抜き回数を
調べた。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【表２】

【００４５】

【表３】

【００４６】

【表４】

【００４７】

【表５】

【００４８】

【表６】

【００４９】

【表７】

【００５０】

【表８】

【００５１】

【表９】

【００５２】

【発明の効果】以上述べた本発明の電磁鋼板によれば、
耐臭気性、耐食性及び耐スティッキング性がともに優
れ、しかも、皮膜密着性、打ち抜き性等の特性も良好で
ある。また、特に０．６〜０．５μｍ以下の薄膜の絶縁
被膜を形成した場合にも優れた耐スティッキング性と耐
食性が得られる。

フロントページの続き (72)発明者 鷺山 勝 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4K026 AA03 AA22 BA06 BB05 BB08 BB09 BB10 CA16 CA18 CA20 CA21 CA36 CA37 CA39 DA02 DA15 DA16 EB11 4K033 SA03 TA03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁鋼板の表面に、無水クロム酸、クロ
   ム酸塩及び重クロム酸塩の中から選ばれる少なくとも１
   種と、２価又は３価の金属の酸化物、水酸化物及び炭酸
   塩の中から選ばれる少なくとも１種を溶解させた無機系
   水溶液に、下記有機樹脂エマルジョン（Ａ）及び下記有
   機樹脂エマルジョン（Ｂ）を樹脂固形分の重量比で
   （Ａ）／（Ｂ）＝９７／３〜５０／５０の割合で分散さ
   せた処理液であって、ＣｒＯ₃換算量での無機成分１０
   ０重量部に対する有機樹脂エマルジョン（Ａ）と有機樹
   脂エマルジョン（Ｂ）の樹脂固形分での合計の配合量が
   ５〜１００重量部に調整された無機−有機系処理液を塗
   布し、焼付けることにより形成された膜厚０．２〜２．
   ０μｍの絶縁皮膜を有することを特徴とする耐臭気性、
   耐スティッキング性及び耐食性に優れた電磁鋼板。 有機樹脂エマルジョン（Ａ）：平均樹脂粒子径が０．３
   ０μｍ以下のエポキシ系樹脂エマルジョン 有機樹脂エマルジョン（Ｂ）：エポキシ系樹脂、酢酸ビ
   ニル系樹脂、アクリル系樹脂、ベオバ系樹脂及びこれら
   ２種以上の樹脂の共重合体の中から選ばれる少なくとも
   １種からなり、平均樹脂粒子径が０．３０μｍ超１．０
   μｍ以下、ガラス転移点（Ｔｇ）が１０〜８０℃である
   有機樹脂エマルジョン
2. 【請求項２】 電磁鋼板の表面に、無水クロム酸、クロ
   ム酸塩及び重クロム酸塩の中から選ばれる少なくとも１
   種と、２価又は３価の金属の酸化物、水酸化物及び炭酸
   塩の中から選ばれる少なくとも１種を溶解させた無機系
   水溶液に、下記有機樹脂エマルジョン（Ａ）及び下記有
   機樹脂エマルジョン（Ｂ）を樹脂固形分の重量比で
   （Ａ）／（Ｂ）＝９７／３〜５０／５０の割合で分散さ
   せ、さらに硼酸及び／又は硼酸塩と有機還元剤を溶解さ
   せた処理液であって、ＣｒＯ₃換算量での無機成分１０
   ０重量部に対する有機樹脂エマルジョン（Ａ）と有機樹
   脂エマルジョン（Ｂ）の樹脂固形分での合計の配合量が
   ５〜１００重量部、硼酸及び／又は硼酸塩の合計の配合
   量が５〜１００重量部、有機還元剤の配合量が１０〜８
   ０重量部に調整された無機−有機系処理液を塗布し、焼
   付けることにより形成された膜厚０．２〜２．０μｍの
   絶縁皮膜を有することを特徴とする耐臭気性、耐スティ
   ッキング性及び耐食性に優れた電磁鋼板。 有機樹脂エマルジョン（Ａ）：平均樹脂粒子径が０．３
   ０μｍ以下のエポキシ系樹脂エマルジョン 有機樹脂エマルジョン（Ｂ）：エポキシ系樹脂、酢酸ビ
   ニル系樹脂、アクリル系樹脂、ベオバ系樹脂及びこれら
   ２種以上の樹脂の共重合体の中から選ばれる少なくとも
   １種からなり、平均樹脂粒子径が０．３０μｍ超１．０
   μｍ以下、ガラス転移点（Ｔｇ）が１０〜８０℃である
   有機樹脂エマルジョン
3. 【請求項３】 有機樹脂エマルジョン（Ａ）の平均樹脂
   粒子径が０．１０μｍ以上０．３０μｍ以下であること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の耐臭気性、耐ステ
   ィッキング性及び耐食性に優れた電磁鋼板。
4. 【請求項４】 有機樹脂エマルジョン（Ｂ）の平均樹脂
   粒子径が０．３０μｍ超０．５０μｍ未満であることを
   特徴とする請求項１、２又は３に記載の耐臭気性、耐ス
   ティッキング性及び耐食性に優れた電磁鋼板。
5. 【請求項５】 絶縁皮膜が、無機−有機系処理液を塗布
   した後、到達板温で２００〜４００℃になるように焼付
   けることにより形成された皮膜であることを特徴とする
   請求項１、２、３又は４に記載の耐臭気性、耐スティッ
   キング性及び耐食性に優れた電磁鋼板。