JPH0445586B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、絶縁被膜を有する電気鉄板に関
し、とくに該被膜の有利な改善により、打抜性お
よび歪取焼鈍後の耐食性を向上させようとするも
のである。 モーターやトランスなどの電気機器用鉄心は、
電気鉄板の表面にまず絶縁被膜を被成したのち所
定の形状に打抜き、ついでそれらを積層してその
側面をTIG溶接したり、ピンで固定して組立てら
れる。また、場合によつては打抜き後に加工歪を
除去して磁気特性を向上させるための歪取焼鈍を
施すこともある。 従つて電気鉄板の絶縁被膜に要求される特性は
数多く、たとえば電気絶縁性のほか打抜性、溶接
性、密着性、耐食性、耐熱性および耐薬品性など
が優れていることが必要であるとされ、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、また改良されてきた。 なかでも打抜性に関しては有機樹脂の利用によ
り著しく向上することが見い出され、最近ではク
ロム酸塩ないしは重クロム酸塩（以下単に重クロ
ム酸塩系という）と有機樹脂を主成分とする混合
被膜が多用されている。 しかしながら、かような重クロム酸塩−有機樹
脂系被膜には、歪取焼鈍後の耐食性が劣るところ
に問題があつた。すなわち、この種被膜を被成し
た鉄心板を、たとえば約750℃，2hで歪取焼鈍し
た場合、雨季など高温多湿下で放置していると直
ちに発錆し、さらに鉄心板同志が強く密着接合し
ていたのである。これは重クロム酸塩−有機樹脂
系被膜においては耐熱性が十分でなく、従つて高
温の歪取焼鈍によつて被膜が多孔質になるためと
考えられる。 なお、耐食性に優れている被膜としては、たと
えば特公昭38−9409号公報に開示されているよう
な重クロム酸塩−りん酸系被膜があるが、かかる
りん酸系被膜は無機質であるため打抜性が極めて
悪いという欠点があり、また上記公報では歪取焼
鈍後の耐食性については何ら考察されていない。 そこで発明者らは、かような重クロム酸塩−有
機樹脂系被膜の歪取焼鈍後の耐食性の改善につい
て種々検討を行つた結果、被膜形成処理液中にり
ん酸塩をある範囲内で配合することにより、他の
特性の劣化を伴わずして歪取焼鈍後の耐食性を著
しく改善できることを突止め、この発明を完成さ
せたのである。 すなわちこの発明の要旨とするところは、有機
還元剤を含む重クロム酸塩−有機樹脂系処理液中
に、りん酸塩を、該処理液中に含まれるCrO₃：
100重量部に対し30〜90重量部の割合で添加配合
し、この水性処理液を、基地鉄板の表面に、常法
に従つて塗布、ついで焼付けるところにある。 ここに重クロム酸塩−有機樹脂系処理液として
は、少くとも一種の２価金属を含む重クロム酸塩
系水溶液に、該水溶液中に含まれるCrO₃：100重
量部に対し、有機樹脂を固形分で５〜120重量部
と有機還元剤を10〜60重量部と、ときにはさらに
ほう酸を20〜45重量部の割合で添加配合したもの
がとりわけ有利に適合する。 以下この発明を具体的に説明する。 この発明において使用する重クロム酸塩系水溶
液とは、Ca，MgおよびZnなどの２価の金属のう
ちから選ばれる何れか１種または２種以上を含む
重クロム酸塩、あるいはこれに少量の無水クロム
酸を加えた水溶液であり、それらは上記した２価
金属の酸化物、水酸化物あるいは炭酸塩を無水ク
ロム酸の水溶液に溶解させることによつて得るこ
とができる。 また打抜性を改善するために配合する有機樹脂
としては、アクリル系、酢酸ビニル系、スチレン
系およびそれらの共重合物のエマルジヨン、なら
びにポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、セ
ルロース等の水溶性樹脂などいずれもが使用で
き、その配合量はCrO₃：100重量部に対して樹脂
固形分で５〜120重量部とする必要がある。とい
うのは樹脂固形分が５重量部よりも少ないと打抜
性が悪く、一方120重量部よりも多くなると得ら
れる被膜が軟弱になるとともに耐熱性が劣化する
からである。 さらに被膜中に６価クロムが多量に残存する
と、大気中の水分を吸収して被膜が軟弱化し絶縁
被膜としての機能が失われる。そこで、この６価
クロムを還元し不溶性の３価クロムとして被膜を
不溶性化するために、クロムの有機還元剤とし
て、グリセンリン、エチレングリコール、しよ糖
などの多価アルコール類を、CrO₃：100重量部に
対して10〜60重量部の割合で配合する。還元剤の
配合量が10重量部未満では被膜の耐水性に劣り、
一方60重量部を超えると処理液中において還元反
応が速やかに進行し、処理液が不安定となる不利
を生じる。 またときにはさらに、被膜の耐熱性改善成分と
してほう酸を配合することもできる。そしてその
配合量はCrO₃：100重量部に対し20〜45重量部と
するのが効果的である。 なお層間絶縁性を向上させるために、さらにコ
ロイド状のシリカ、アルミナまたはチタニアなど
を添加配合してもさしつかえない。 さてこの発明では、上記の配合割合に調整した
重クロム酸塩−有機樹脂系処理液中に、さらにり
ん酸塩を、該処理液中に含まれるCrO₃：100重量
部に対し30〜90重量部の割合で添加配合するので
ある。 第１図に、重クロム酸塩−有機樹脂系処理液中
にりん酸塩として第１りん酸マグネシウムを種々
の割合で添加配合した水性処理液を、下記の条件
で処理して、電気鉄板の表面に絶縁被膜を形成し
た場合の、歪取焼鈍後の耐食性について調べた結
果を示す。 １ 電気鉄板 JIS S50相当 ２ 処理液 水 2000重量部 重クロム酸マグネシウム（CrO₃として）
100重量部 アクリル系樹脂エマルジヨン（固形分で）
30重量部 有機還元剤（エチレングリコール） 20重量部 ほう酸 25重量部 第１りん酸マグネシウム ０〜120重量部 ３ 塗布方法 ゴムロール法 ４ 焼付け条件 450℃，70秒 ５ 被膜付着量 2.0g／m² ６ 歪取焼鈍条件 N₂雰囲気中 750℃，２時間 ７ 耐食性試験 恒温恒湿槽、温度50℃ 湿度80％ 期間20日、 第１図に示した試験結果から明らかなように、
第１りん酸マグネシウムの添加がない場合には、
発錆率が90％にも達していたが、第１りん酸マグ
ネシウムを添加すると、その添加量につれて発錆
率は激減し、CrO₃：100重量部に対し30重量部以
上配合すると、20％以下まで発錆率を低下させる
ことができた。しかしながらCrO₃100重量部に対
し90重量部を超えて配合しても耐食性改善効果は
飽和に達し、かえつて密着性が劣化すると共に処
理液の経時安定性も悪化した。 上記した第１りん酸マグネシウムの他、りん酸
塩として、Ca，ZnおよびAlのりん酸金属塩を単
独使用または併用した場合についても、同様の実
験を行つて歪取焼鈍後の耐食性改善効果について
調べたところ、第１図に示した結果とほぼ同等の
結果が得られた。 従つてりん酸塩の配合量は、処理液中に含まれ
るCrO₃：100重量部に対し30〜90重量部の範囲に
限定したのである。 被膜の形成に当つては、上述した所定の配合割
合になる処理液を、電気鉄板の基地表面にロール
コーターやスプレーなどによつて均一に塗布した
のち、300〜700℃程度の温度で短時間焼付けるこ
とによつて、所期した良好な絶縁被膜を得ること
ができる。 このとき焼付け後の被膜付着量は、0.4〜
6.0g／m²程度とするのが好ましい。というのは
0.4g／m²未満では層間絶縁性や打抜性が不十分で
あり、一方6.0g／m²を超えると被膜の密着性が劣
化するからである。 かくして得られた絶縁被膜は、打抜性および歪
取焼鈍後の耐食性に優れるだけでなく、密着性、
耐油性および耐薬品性などの面でも十分満足のい
くものであることが確かめられている。 なお、有機樹脂を含有するクロム酸塩系処理液
にりん酸又はりん酸塩を少量添加することについ
てはすでに特公昭51−20018号公報で提案されて
いる。しかし、この場合の添加目的は、クロム酸
塩−有機樹脂系被膜が酸化性雰囲気中でブルーイ
ング処理を行うとステイツキングによる磁性劣化
が大きいという欠点を改善しようとするものであ
つて、この発明とは目指すところが全く異なり、
しかもクロム酸塩−有機樹脂系処理液に添加する
りん酸又はりん酸塩の量は、クロムイオン10部に
対して0.05〜５部と、この発明の下限値を下回る
ものである。 これに対し、この発明は上述したように、重ク
ロム酸塩−有機樹脂系処理液中に比較的多量のり
ん酸塩を添加することによつて歪取焼鈍後の耐食
性の改善を達成したものであり、かような多量の
りん酸塩の添加による歪取焼鈍後の耐食性の改善
は、この発明ではじめて実現されたものである。 次にこの発明の実施例を比較例と共に説明す
る。 実施例 １ 板厚0.5mmの電気鉄板の表面に下記の成分から
なる処理液Ａをゴムロールで塗布し、45℃で70秒
間焼付けて被膜を形成した。ついで得られた絶縁
被膜付き電気鉄板を所定の形状に打抜いたのち、
複数枚積層して歪取焼鈍を施した。 このときの被膜特性について調べた結果を表１
に示す。 処理液 Ａ 水 2000重量部 重クロム酸マグネシウム（CrO₃として）
100重量部 第１りん酸マグネシウム 40重量部 アクリル系樹脂エマルジヨン（固形分として）
30重量部 還元剤（エチレングリコール） 25重量部 ほう酸 25重量部 実施例 ２ 実施例１と同じ要領で下記の成分からなる処理
液Ｂを処理して、電気鉄板の表面に絶縁被膜を形
成した。得られた電気鉄板の被膜の特性について
調べた結果を表１に示す。 処理液 Ｂ 水 2000重量部 重クロム酸マグネシウム（CrO₃として）
100重量部 第１りん酸マグネシウム 55重量部 アクリル−スチレン 樹脂エマルジヨン（固形分として） 40重量部 還元剤（グリセリン） 25重量部 実施例 ８ 下記の成分になる処理液Ｃを実施例１と同要領
で処理して、電気鉄板の表面に絶縁被膜を形成し
た。得られた電気鉄板の被膜特性を表１に示す。 処理液 Ｃ 水 2000重量部 重クロム酸カルシウム（CrO₃として）
100重量部 第１りん酸カルシウム 70重量部 アクリル−酢ビ系 樹脂エマルジヨン（固形分として） 50重量部 還元剤（エチレングリコール） 20重量部 ほう酸 20重量部 比較例 １ りん酸塩の添加がない従来の処理液Ｄを実施例
１と同じ要領で処理して、電気鉄板の表面に絶縁
被膜を形成した。同じく被膜特性を表１に示す。 処理液 Ｄ 水 2000重量部 重クロム酸マグネシウム（CrO₃として）
100重量部 アクリル系樹脂 エマルジヨン（固形分として） 30重量部 還元剤（エチレングリコール） 25重量部 ほう酸 25重量部 比較例 ２ りん酸塩の配合量が少ない下記の成分になる処
理液Ｅを実施例１と同じ要領で処理して、電気鉄
板の表面に絶縁被膜を形成した。同じく被膜特性
を表１に示す。 処理液 Ｅ 水 2000重量部 重クロム酸マグネシウム（CrO₃として）
100重量部 第１りん酸マグネシウム 15重量部 アクリル系樹脂 エマルジヨン（固形分として） 30重量部 還元剤（エチレングリコール） 25重量部 ほう酸 25重量部 比較例 ３ 有機樹脂を含まない下記の成分になる処理液Ｆ
を実施例１と同じ要領で処理して、電気鉄板の表
面に無機質の絶縁被膜を形成した。同じく被膜特
性を表１に示す。 処理液 Ｆ 水 7000重量部 CrO₃ 100重量部 第１りん酸マグネシウム 700重量部 硝酸アルミニウム 80重量部

【表】

【表】 比較例１および２のりん酸塩を含まない処理液
Ｄおよびりん酸塩の含有量が少ない処理液Ｅを用
いた場合には、歪取焼鈍後の耐食性が悪く、一方
有機樹脂を含まない処理液Ｆを用いた場合（比較
例３）には耐食性は良好であつたものの、打抜性
は著しく劣化した。 これに対しこの発明に従う絶縁被膜付き電気鉄
板（実施例１〜３）はいずれも、打抜性および歪
取焼鈍後の耐食性とも極めて良好であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、重クロム酸塩−有機樹脂系処理液中
への第１りん酸マグネシウムの配合量と歪取焼鈍
後の耐食性（発錆率）との関係を示したグラフで
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面に電気絶縁性の被膜を有する電気鉄板で
   あつて、該被膜は、有機還元剤を含む重クロム酸
   塩−有機樹脂系処理液に、該処理液中に含まれる
   CrO₃：100重量部に対しりん酸塩を30〜90重量部
   の割合で添加配合した水性処理液を、基地鉄板の
   表面に塗布し、常法による焼付け工程を経て得た
   ものであることを特徴とする打抜性および歪取焼
   鈍後の耐食性に優れた絶縁被膜を有する電気鉄
   板。 ２ 重クロム酸塩−有機樹脂系処理液が、少くと
   も一種の２価金属を含む重クロム酸塩系水溶液
   に、該水溶液中に含まれるCrO₃：100重量部に対
   し、有機樹脂を固形分で５〜120重量部と有機還
   元剤を10〜60重量部と、ときにはさらにほう酸を
   20〜45重量部の割合で添加配合したものである特
   許請求の範囲第１項記載の電気鉄板。 ３ 焼付け後の絶縁被膜の付着量が、基地鉄板の
   単位面積１mm²当り0.4〜6.0gである特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の電気鉄板。