本發(fā)明涉及電磁鋼板以及電磁鋼板的制造方法。
背景技術(shù)：
通常使用電磁鋼板制造電動機(jī)和變壓器等電氣設(shè)備的情況下，首先將環(huán)箍(hoop)狀的電磁鋼板沖裁加工為規(guī)定形狀，將所沖裁的電磁鋼板層疊后固著，制造鐵芯。接著，在鐵芯的齒等卷纏銅絲后，使清漆浸滲于鐵芯，對于鐵芯噴粉體涂料等，進(jìn)行燒結(jié)干燥。進(jìn)而，在干燥后的鐵芯安裝銅絲連接用的接頭(terminal)、凸緣(flange)和軸承等，固定于外殼，由此制造電動機(jī)和變壓器等。
在此，為了防止在所層疊的鋼板之間流通電流、降低鐵損而提高磁特性，在電磁鋼板的表面涂布絕緣覆膜。
在電磁鋼板的表面實(shí)施的絕緣覆膜需要絕緣性，而另一方面，為了提高加工電磁鋼板時的操作性，也需要焊接性、滑動性、密合性、耐熱性和涂裝性等絕緣性以外的覆膜特性。
作為這種電磁鋼板的絕緣覆膜，例如已知將有機(jī)樹脂作為主要成分的絕緣覆膜、將鉻酸鹽或磷酸鹽等無機(jī)酸鹽作為主要成分的絕緣覆膜、以及將無機(jī)酸鹽和有機(jī)樹脂的混合物作為主要成分的絕緣覆膜等。
通常，將有機(jī)樹脂作為主要成分的絕緣覆膜的耐熱性低、將無機(jī)酸鹽作為主要成分的絕緣覆膜在加工時容易由鋼板剝離，因此以往大多使用將無機(jī)酸鹽和有機(jī)樹脂的混合物作為主要成分的絕緣覆膜作為絕緣覆膜。
例如作為關(guān)于電磁鋼板的絕緣覆膜的技術(shù)，以前在日本特公昭50-15013號公報(bào)中公開了下述技術(shù)：使用將重鉻酸鹽、和乙酸乙烯酯-丙烯酸系樹脂共聚物、丁二烯-苯乙烯共聚物、或丙烯酸系樹脂等有機(jī)樹脂乳液作為主要成分的處理液來形成絕緣覆膜。
另外，日本特開2002-317276號公報(bào)中公開了下述技術(shù)：在含有磷酸鹽和鉻酸鹽的絕緣覆膜溶液中配混具有規(guī)定的親水親油平衡(hlb、hydrophile-lipophilebalance)值的非離子性或陰離子性表面活性劑規(guī)定量、提高了潤濕性的絕緣覆膜劑。
另外，近年由于對于環(huán)境問題的意識提高，不使用含有6價(jià)鉻的鉻酸水溶液地形成絕緣覆膜的技術(shù)的開發(fā)得到進(jìn)展。作為這種技術(shù)，例如在日本特開平06-330338號公報(bào)中公開了以特定比率配混硼酸及膠態(tài)二氧化硅中的任意一種以上、特定組成的磷酸鹽、和特定粒徑的有機(jī)樹脂的乳液，燒結(jié)于鋼板的技術(shù)。根據(jù)該技術(shù)，雖然使用不含有鉻化合物的處理液，但是具有與含有鉻化合物的以往的絕緣覆膜同等的覆膜特性，并且即使在解除應(yīng)力退火后也可以保持優(yōu)異的滑動性。
另外，關(guān)于由于這種不含有鉻酸的絕緣覆膜所造成的對電磁鋼板的加工性的影響，也進(jìn)行了開發(fā)。例如日本特開平11-80971號公報(bào)中公開了將磷酸金屬鹽和有機(jī)樹脂作為主要成分、利用光電子分光分析法測得的碳1s峰和磷2s峰具有特定強(qiáng)度的處理液涂布于電磁鋼板并進(jìn)行燒結(jié)，由此提高電磁鋼板的沖裁性的技術(shù)。進(jìn)而，日本特開平11-80971號公報(bào)中公開了通過在將磷酸金屬鹽和有機(jī)樹脂作為主要成分的處理液中含有沸點(diǎn)或升華點(diǎn)為100℃以上的水溶性有機(jī)化合物特定量，可以進(jìn)一步提高電磁鋼板的沖裁性。
另外，日本特開2002-47576號公報(bào)中公開了關(guān)于以特定比率含有特定金屬離子的磷酸二氫鹽、和膦酸化合物的電磁鋼板的絕緣覆膜用處理液、以及使用了該絕緣覆膜用處理液的電磁鋼板處理方法的技術(shù)。
進(jìn)而，日本特開2008-31245號公報(bào)中公開了關(guān)于對于各種鋼板賦予良好的防銹性并且能夠用堿脫脂液容易地去除，能夠作為金屬加工油等使用的潤滑劑組合物的技術(shù)。
另外，日本特開2010-261063號公報(bào)中公開了關(guān)于含有多價(jià)金屬的磷酸二氫鹽、螯合劑、多胺、和合成樹脂的電磁鋼板的絕緣覆膜形成用處理液的技術(shù)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1：日本特公昭50-15013號公報(bào)
專利文獻(xiàn)2：日本特開2002-317276號公報(bào)
專利文獻(xiàn)3：日本特開平06-330338號公報(bào)
專利文獻(xiàn)4：日本特開平11-80971號公報(bào)
專利文獻(xiàn)5：日本特開2002-47576號公報(bào)
專利文獻(xiàn)6：日本特開2008-31245號公報(bào)
專利文獻(xiàn)7：日本特開2010-261063號公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明要解決的問題
另一方面，近年，在中國和東南亞地區(qū)工業(yè)化進(jìn)展，建設(shè)了很多制造電動機(jī)和變壓器等的工廠。因此在這種地區(qū)，電磁鋼板的用量大幅增長，但是該地區(qū)由于溫度比較高并且濕度高，因此電磁鋼板的防銹成為問題。
具體而言，加工電磁鋼板的情況下，將沖裁后的電磁鋼板層疊、制造鐵芯，將鐵芯用清漆等固定后，進(jìn)行卷線和涂裝。在此，在所沖裁的電磁鋼板的端面，鐵素體部分露出，因此非常容易生銹。
但是，對于電磁鋼板進(jìn)行沖裁加工的情況下，加工時使用沖裁油，因此在所沖裁的電磁鋼板的端面附著沖裁油。因此，通常電磁鋼板的端面通過沖裁油而防銹，在沖裁后的端面不會立即產(chǎn)生銹。
但是，由于沖裁工序與后續(xù)工序的工序處理能力的差異等，在沖裁工序后，有可能將所沖裁的電磁鋼板保管一定期間。另外，根據(jù)電動機(jī)和變壓器，所沖裁的電磁鋼板不僅在工廠內(nèi)轉(zhuǎn)送，而且有可能在工廠之間轉(zhuǎn)送。
需要即使在這種情況下，在所層疊的鐵芯的端面部分也不會產(chǎn)生銹。因此，對于電磁鋼板，不僅要求鋼板表面的耐蝕性提高，還要求所謂的端面防銹性提高。
在此，上述的日本特公昭50-15013號公報(bào)和日本特開2002-317276號公報(bào)中公開的絕緣覆膜由于含有鉻化合物，從環(huán)境問題的觀點(diǎn)考慮使用上存在問題。另外，利用了上述的日本特開平06-330338號公報(bào)、日本特開平11-80971號公報(bào)、日本特開2002-47576號公報(bào)、日本特開2008-31245號公報(bào)和日本特開2010-261063號公報(bào)中公開的技術(shù)的電磁鋼板，存在沖裁后的端面防銹性不好的問題。
因此，本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，本發(fā)明的目的在于，提供具備即使不含有鉻化合物的情況下，除了絕緣性之外，密合性、耐蝕性、外觀和沖裁后的端面防銹性也良好的絕緣覆膜的電磁鋼板。
用于解決問題的方案
本發(fā)明的主旨為以下的(1)～(6)。
(1)一種電磁鋼板，其在鋼板表面具有絕緣覆膜，所述絕緣覆膜含有：由磷酸金屬鹽100質(zhì)量份和平均粒徑0.05～0.50μm的有機(jī)樹脂1～50質(zhì)量份構(gòu)成的粘結(jié)劑；和
相對于前述粘結(jié)劑的固體成分100質(zhì)量份的含量為0.1～10.0質(zhì)量份的碳數(shù)2～50的羧酸系化合物，
前述有機(jī)樹脂為選自丙烯酸系樹脂、環(huán)氧樹脂和聚酯樹脂中的一種以上。
(2)根據(jù)前述(1)所述的電磁鋼板，其中，前述絕緣覆膜含有相對于前述粘結(jié)劑的固體成分100質(zhì)量份為0.5～10質(zhì)量份的多元醇。
(3)根據(jù)前述(1)或(2)所述的電磁鋼板，其中，前述羧酸系化合物具有碳數(shù)4～20的直鏈或支鏈的烷基或鏈烯基。
(4)一種電磁鋼板的制造方法，其包括：將100質(zhì)量份的磷酸金屬鹽、和按照樹脂固體成分計(jì)為1～50質(zhì)量份的平均粒徑0.05～0.50μm的有機(jī)樹脂的乳液混合，制造粘結(jié)劑液的步驟；
在前述粘結(jié)劑液中混合相對于前述粘結(jié)劑液的固體成分100質(zhì)量份為0.1～10.0質(zhì)量份的碳數(shù)2～50的羧酸系化合物，制造處理液的步驟；和
將前述處理液涂布于電磁鋼板的表面、進(jìn)行燒結(jié)干燥的步驟，
前述有機(jī)樹脂為選自丙烯酸系樹脂、環(huán)氧樹脂和聚酯樹脂中的一種以上。
(5)根據(jù)前述(4)所述的電磁鋼板的制造方法，其中，在前述制造處理液的步驟中，在前述粘結(jié)劑液中進(jìn)一步混合相對于前述粘結(jié)劑液的固體成分100質(zhì)量份為0.5～10質(zhì)量份的多元醇。
(6)根據(jù)前述(4)或(5)所述的電磁鋼板的制造方法，其中，前述羧酸系化合物具有碳數(shù)4～20的直鏈或支鏈的烷基或鏈烯基。
發(fā)明的效果
如以上說明那樣，本發(fā)明中，將以特定比率含有磷酸金屬鹽、特定的平均粒徑的有機(jī)樹脂、和碳數(shù)2～50的羧酸系化合物的絕緣覆膜形成于電磁鋼板的表面。由此，本發(fā)明提供具備沖裁層疊時的端面防銹性良好并且密合性、耐蝕性和外觀良好的絕緣覆膜的電磁鋼板。
具體實(shí)施方式
以下對于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
本發(fā)明涉及電磁鋼板和電磁鋼板的制造方法。具體而言，本發(fā)明涉及作為電氣設(shè)備等的鐵芯材料使用的電磁鋼板和該電磁鋼板的制造方法，特別是涉及具有端面防銹性良好并且不含有鉻酸的絕緣覆膜的電磁鋼板和該電磁鋼板的制造方法。
本發(fā)明的電磁鋼板為在表面形成有絕緣覆膜的電磁鋼板。另外，絕緣覆膜為混合、分散有由磷酸金屬鹽100質(zhì)量份和平均粒徑0.05～0.50μm的有機(jī)樹脂1～50質(zhì)量份構(gòu)成的粘結(jié)劑、和相對于該粘結(jié)劑的固體成分100質(zhì)量份的含量為0.1～10.0質(zhì)量份的碳數(shù)2～50的羧酸系化合物的覆膜。
首先對于本實(shí)施方式中形成絕緣覆膜的電磁鋼板進(jìn)行說明。
本實(shí)施方式中，形成絕緣覆膜的電磁鋼板可以合適地使用按照質(zhì)量％計(jì)至少含有si：0.1％以上、al：0.05％以上、mn：0.01％以上，余量為fe和雜質(zhì)的無方向性電磁鋼板。si、al和mn隨著含量增加而使電磁鋼板的電阻增加、使磁特性提高，但是另一方面使加工性降低。因此，優(yōu)選si的含量不足4.0質(zhì)量％、al的含量不足3.0質(zhì)量％、mn的含量不足2.0質(zhì)量％。另外，其它的s、n和c等任意添加元素的含量優(yōu)選分別不足100ppm、更優(yōu)選不足20ppm。
本實(shí)施方式中，例如可以將具有上述鋼成分的板坯加熱到1150～1250℃，進(jìn)行熱軋、卷取為卷材狀，根據(jù)需要以熱軋板的狀態(tài)在800℃～1050℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行退火后，冷軋到0.15～0.5mm左右，進(jìn)一步在750～1100℃下退火，將進(jìn)行了退火的鋼板用作電磁鋼板。
另外，對于形成絕緣覆膜的電磁鋼板的表面，在涂布后述的處理液之前，可以實(shí)施任意的前處理，例如可以實(shí)施利用堿等進(jìn)行的脫脂處理、或者利用鹽酸、硫酸或磷酸等進(jìn)行的酸洗處理等。另外，涂布后述的處理液之前的電磁鋼板的表面，也可以不實(shí)施這種前處理、仍然為最終退火后的表面。
進(jìn)而，本實(shí)施方式中，對于形成絕緣覆膜的電磁鋼板而言，表面粗糙度(ra)優(yōu)選為1.0μm以下、更優(yōu)選為0.1μm以上且0.5μm以下。需要說明的是，ra不足0.1μm的情況下，存在在冷軋工序成本升高的傾向，ra超過1.0μm的情況下，占空系數(shù)(占積率)降低，因此不優(yōu)選。需要說明的是，電磁鋼板的表面粗糙度(ra)能夠根據(jù)jis法(jisb0601)測定。
接著對于本實(shí)施方式中形成于電磁鋼板的表面的絕緣覆膜進(jìn)行說明。
本實(shí)施方式中，絕緣覆膜中含有的磷酸金屬鹽為將磷酸和金屬離子作為主要成分的水溶液干燥時的固體成分，在絕緣覆膜中作為粘結(jié)劑發(fā)揮功能。作為磷酸金屬鹽中含有的磷酸的種類，沒有特別限定，但是優(yōu)選為正磷酸、偏磷酸、多磷酸等。作為磷酸金屬鹽中含有的金屬離子的種類，沒有特別限定，但是優(yōu)選為al、mg、ca、co、li、mn、ni、sr、ti和zn等，特別是更優(yōu)選為al、mg和zn。制造磷酸金屬鹽的溶液的情況下，例如優(yōu)選在正磷酸等磷酸中混合上述金屬離子的氧化物、碳酸鹽或氫氧化物來制造。
另外，磷酸金屬鹽可以單獨(dú)使用也可以混合兩種以上來使用。另外，可以僅使用磷酸金屬鹽、也可以進(jìn)一步加入磷酸或硼酸等。
本實(shí)施方式中，絕緣覆膜中含有的有機(jī)樹脂在絕緣覆膜中作為粘結(jié)劑發(fā)揮功能。上述有機(jī)樹脂為選自丙烯酸系樹脂、環(huán)氧樹脂和聚酯樹脂中的一種以上。這些有機(jī)樹脂通常在市面上出售，能夠容易地獲得。另外，對于各樹脂的乳液也能夠同樣地獲得。
作為丙烯酸系樹脂，可以更合適地利用使用丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正壬酯、丙烯酸正癸酯、或丙烯酸正十二烷基酯等作為單體，進(jìn)一步共聚丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、巴豆酸或衣康酸等具有官能團(tuán)的單體，或者(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丁酯、2-羥基乙基(甲基)烯丙基醚等具有羥基的單體而成的丙烯酸系樹脂。
另外，作為環(huán)氧樹脂，例如可以使用使胺改性環(huán)氧樹脂與羧酸酐反應(yīng)而成的環(huán)氧樹脂。具體而言，可以合適地使用使異丙醇胺、單丙醇胺、單丁醇胺、單乙醇胺、二亞乙基三胺、亞乙基二胺、丁基胺、丙基胺、異佛爾酮二胺、四氫糠基胺、二甲苯二胺、己基胺、壬基胺、三亞乙基四胺、四亞甲基五胺、和二氨基二苯基砜等胺作用于雙酚a-二縮水甘油基醚、雙酚a-二縮水甘油基醚的己內(nèi)酯開環(huán)加成物、雙酚f-二縮水甘油基醚、雙酚s-二縮水甘油基醚、酚醛清漆縮水甘油基醚、和二聚酸縮水甘油基醚等環(huán)氧樹脂使其改性，并且與琥珀酸酐、衣康酸酐、馬來酸酐、檸康酸酐、酞酸酐、和偏苯三酸酐等羧酸酐反應(yīng)而成的環(huán)氧樹脂。
作為聚酯樹脂，例如可以合適地使用對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、萘二羧酸、聯(lián)苯二羧酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、富馬酸、馬來酸、馬來酸酐、衣康酸和檸康酸等二羧酸，與乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、三甘醇、一縮二丙二醇、和聚乙二醇等二元醇反應(yīng)而成的聚酯樹脂。進(jìn)而，也可以使用上述聚酯樹脂與丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸、檸康酸、或甲基丙烯酸酐等接枝聚合而成的聚酯。
上述各有機(jī)樹脂可以為乳液、也可以為水溶性樹脂。有機(jī)樹脂為乳液的情況下，有機(jī)樹脂可以為上述的各有機(jī)樹脂的一種或兩種以上的混合物。另外，有機(jī)樹脂為乳液的情況下，有機(jī)樹脂的平均粒徑優(yōu)選為0.05～0.50μm。有機(jī)樹脂的平均粒徑不足0.05μm的情況下，處理液中、有機(jī)樹脂容易聚集，絕緣覆膜的均勻性降低。另外，有機(jī)樹脂的平均粒徑超過0.50μm的情況下，液體的穩(wěn)定性降低。進(jìn)而，上述有機(jī)樹脂為乳液時的有機(jī)樹脂的平均粒徑優(yōu)選為0.10μm以上、優(yōu)選為0.30μm以下。
需要說明的是，有機(jī)樹脂的平均粒徑指的是有機(jī)樹脂的一次顆粒近似為球形時的直徑的個數(shù)平均值(即，有機(jī)樹脂的一次顆粒的個數(shù)平均粒徑)，例如可以通過激光衍射和散射法(基于jisz8825-1的方法)測定。
對于磷酸金屬鹽和有機(jī)樹脂的混合比率而言，相對于磷酸金屬鹽100質(zhì)量份，有機(jī)樹脂的總計(jì)為1～50質(zhì)量份。有機(jī)樹脂的混合比率不足1質(zhì)量份的情況下，有機(jī)樹脂的濃度過低，因此容易產(chǎn)生聚集，其結(jié)果涂布液的穩(wěn)定性降低。另一方面，有機(jī)樹脂的混合比率超過50質(zhì)量份的情況下，所形成的絕緣覆膜的耐熱性降低，所以不合適。
需要說明的是，磷酸金屬鹽和有機(jī)樹脂作為絕緣覆膜的粘結(jié)劑發(fā)揮功能。絕緣覆膜的膜厚優(yōu)選為0.3～5.0μm左右、更優(yōu)選為0.5～2.0μm。
在此，本實(shí)施方式中，絕緣覆膜中含有的碳數(shù)2～50的羧酸系化合物作為防銹成分使用，含有于粘結(jié)劑中。上述羧酸系化合物指的是具有至少一個羧基的羧酸化合物、作為該羧酸化合物與金屬的鹽的羧酸鹽化合物、或者羧酸化合物和羧酸鹽化合物的混合物。這些成分由于在對于電磁鋼板進(jìn)行沖裁加工時，容易在沖裁油溶出，因此可以提高附著于所沖裁的電磁鋼板的端面的沖裁油的防銹性。因此，根據(jù)本發(fā)明，可以提高電磁鋼板的沖裁后的端面防銹性。
作為碳數(shù)2～50的羧酸化合物，對于單羧酸而言，可列舉出月桂酸、硬脂酸等直鏈脂肪酸、以及具有環(huán)烷烴核的飽和羧酸、苯甲酸等芳香族羧酸衍生物等。另外，對于二羧酸而言，可列舉出琥珀酸、烷基琥珀酸、烷基琥珀酸半酯、鏈烯基琥珀酸、鏈烯基琥珀酸半酯、琥珀酸酰亞胺等琥珀酸衍生物，羥基脂肪酸、巰基脂肪酸、肌氨酸衍生物、鄰苯二甲酸等芳香族羧酸衍生物，以及蠟或含有凡士林的氧化物等的氧化蠟等。
作為碳數(shù)2～50的羧酸鹽化合物，可列舉出上述的羧酸化合物與金屬的鹽。需要說明的是，作為上述金屬，可列舉出鈷、錳、鋅、鋁、鈣、鋇、鋰、鎂和銅等。
羧酸系化合物的碳數(shù)為2～50。碳數(shù)不足2，即，碳數(shù)為1的甲酸及其鹽由于揮發(fā)性高，不僅不能期待通過含有而實(shí)現(xiàn)的效果，而且有毒。另一方面，若碳數(shù)超過50則由于羧酸系化合物的粘性高，因此附著于端面的面積減少，其結(jié)果，防銹效果差。羧酸系化合物優(yōu)選碳數(shù)為5以上、優(yōu)選為30以下。
羧酸系化合物優(yōu)選具有碳數(shù)4～20的直鏈或支鏈的烷基或鏈烯基、更優(yōu)選具有碳數(shù)8～14的直鏈的烷基或鏈烯基。作為具有碳數(shù)4～20的直鏈或支鏈的烷基或鏈烯基的羧酸系化合物，可列舉出烷基琥珀酸、烷基琥珀酸半酯、鏈烯基琥珀酸、鏈烯基琥珀酸半酯、烷基苯甲酸、鏈烯基苯甲酸、烷基水楊酸、鏈烯基水楊酸、烷基鄰苯二甲酸、和鏈烯基鄰苯二甲酸、以及它們的鹽等。
羧酸系化合物的含量，相對于粘結(jié)劑的固體成分100質(zhì)量份為0.1～10.0質(zhì)量份。需要說明的是，含量不足0.1質(zhì)量份的情況下，不能得到作為防銹成分的效果。另一方面，含量超過10.0質(zhì)量份的情況下，產(chǎn)生發(fā)粘。進(jìn)而，這些防銹成分的混合物的含量相對于粘結(jié)劑的固體成分100質(zhì)量份、優(yōu)選為0.3質(zhì)量份以上、優(yōu)選為3.0質(zhì)量份以下。
本實(shí)施方式中，將羧酸系化合物添加到涂布液的情況下，可以使用各種表面活性劑、將上述的羧酸系化合物乳液化后混合。對于用于羧酸系化合物的乳液化的表面活性劑沒有特別限定，例如優(yōu)選為非離子系表面活性劑，具體而言，更優(yōu)選為聚氧亞乙基烷基醚、聚氧亞乙基烷基苯基醚、或聚氧亞乙基烷基酯等。
另外，本發(fā)明中，為了提高耐蝕性、外觀，根據(jù)需要也能夠?qū)㈧⑺峄衔锾砑拥浇^緣覆膜。作為膦酸化合物，可以合適地使用膦酸、膦酸鹽、氨基三亞甲基膦酸、氨基三亞甲基膦酸鹽、羥基乙烷膦酸、以及羥基乙烷膦酸鹽及其衍生物，特別是可以更合適地使用1-1羥基乙叉基-1,1-二膦酸。
膦酸化合物的含量相對于磷酸金屬鹽的固體成分100質(zhì)量份優(yōu)選為5～50質(zhì)量份。膦酸化合物的含量不足5質(zhì)量份的情況下，不能確認(rèn)通過含有而實(shí)現(xiàn)的效果，因此不優(yōu)選。另一方面，膦酸化合物的含量超過50質(zhì)量份的情況下，產(chǎn)生發(fā)粘，因此不優(yōu)選。進(jìn)而，膦酸化合物的含量相對于磷酸金屬鹽的固體成分100質(zhì)量份更優(yōu)選為8質(zhì)量份以上、更優(yōu)選為25質(zhì)量份以下。
另外，本發(fā)明中，可以進(jìn)一步將多元醇添加到絕緣覆膜。本發(fā)明中使用的多元醇指的是1分子內(nèi)具有2個以上羥基并且充分溶解于本發(fā)明的絕緣覆膜的涂布液的多元醇。作為這種多元醇的具體例，可列舉出例如二甘醇、三甘醇、四乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-乙基-2,4-己二醇、甘油等。
多元醇相對于絕緣覆膜的含量，相對于磷酸金屬鹽的固體成分100質(zhì)量份優(yōu)選為0.5～10質(zhì)量份。多元醇的含量不足0.5質(zhì)量份的情況下，形成有絕緣覆膜的電磁鋼板的外觀劣化，因此不優(yōu)選。另一方面，多元醇的含量超過10質(zhì)量份的情況下，產(chǎn)生發(fā)粘，因此不優(yōu)選。進(jìn)而，多元醇的含量相對于磷酸金屬鹽的固體成分100質(zhì)量份更優(yōu)選為1質(zhì)量份以上、更優(yōu)選為5質(zhì)量份以下。
進(jìn)而，本發(fā)明中，為了提高耐損傷性等，在形成絕緣覆膜的涂布液中，可以進(jìn)一步配混硅酸鹽和氧化鋁溶膠等水溶性無機(jī)物來使用，也可以進(jìn)一步配混含有各種表面活性劑等的表面張力降低劑來使用。另外，在形成絕緣覆膜的涂布液中，可以進(jìn)一步添加氧化鈦和碳酸鈣等著色顏料或體質(zhì)顏料、磷酸鋅和磷酸鈣等防銹劑、增稠劑、分散劑、成膜助劑、消泡劑、有機(jī)溶劑以及防腐劑等來使用。
本實(shí)施方式中，對于具有上述組成的電磁鋼板涂布混合有上述成分的涂布液后，進(jìn)行加熱、燒結(jié)干燥，由此可以制造在表面形成有絕緣覆膜的電磁鋼板。
需要說明的是，將涂布液涂布到電磁鋼板的表面的情況下，對于涂布方式?jīng)]有特別限定。例如可以使用輥涂機(jī)方式將涂布液涂布到電磁鋼板的表面，也可以使用噴霧方式、浸漬方式等涂布方式將涂布液涂布到電磁鋼板的表面。
另外，對于用于將涂布液燒結(jié)干燥的加熱方式?jīng)]有特別限定，能夠使用通常的輻射爐或熱風(fēng)爐等，另外，也可以使用感應(yīng)加熱方式等利用電加熱的方式。
在此，涂布液的燒結(jié)干燥條件，例如對于加熱溫度而言，優(yōu)選處于150～400℃的范圍內(nèi)，對于燒結(jié)時間而言，優(yōu)選為5～30秒。另外，加熱溫度更優(yōu)選處于260～380℃的范圍內(nèi)。加熱溫度低于150℃的情況下，燒結(jié)后有可能在絕緣覆膜中殘留水分，因此不優(yōu)選。另一方面，加熱溫度超過400℃的情況下，所添加的有機(jī)樹脂有可能氧化，因此不優(yōu)選。進(jìn)而，燒結(jié)時間不足5秒的情況下，燒結(jié)有可能不均勻，因此不優(yōu)選。另一方面，燒結(jié)時間超過30秒的情況下，所添加的防銹劑殘留于絕緣覆膜中的比率有可能降低，因此不優(yōu)選。
實(shí)施例
首先準(zhǔn)備含有si：3.0質(zhì)量％、al：0.8質(zhì)量％、mn：0.5質(zhì)量％，余量為fe和雜質(zhì)，板厚為0.30mm，表面粗糙度按照ra(中心線平均粗糙度)計(jì)為0.28μm的無方向性電磁鋼板。
接著將正磷酸、和al(oh)3、mg(oh)2等各金屬氫氧化物、氧化物、或碳酸鹽以磷酸金屬鹽的濃度為40質(zhì)量％的方式溶解于水，進(jìn)行混合攪拌，由此制造磷酸金屬鹽的水溶液。
接著合成以下所示的6種有機(jī)樹脂，分別形成30質(zhì)量％乳液溶液。另外，為了進(jìn)行比較，準(zhǔn)備市售的聚氨酯樹脂、聚乙烯樹脂，分別形成30質(zhì)量％乳液溶液。進(jìn)而，以表1所示的比率將磷酸金屬鹽的水溶液、和有機(jī)樹脂的30質(zhì)量％乳液溶液混合，制造表1所示的組成的粘結(jié)劑處理液。
需要說明的是，表1所示的粘結(jié)劑處理液no.11通過將鉻酸鎂的水溶液、和丙烯酸系樹脂3的30質(zhì)量％乳液溶液混合來制造。前述鉻酸鎂的水溶液，通過將鉻酸酐溶解于規(guī)定量的純水后、將當(dāng)量的氧化鎂攪拌的同時緩慢溶解來制造。
(1)丙烯酸系樹脂1
使甲基丙烯酸甲酯40質(zhì)量％、苯乙烯單體30質(zhì)量％、甲基丙烯酸2-羥基乙酯10質(zhì)量％、乙二醇甲基丙烯酸酯20質(zhì)量％共聚，合成丙烯酸系樹脂1。
(2)丙烯酸系樹脂2
使丙烯酸甲酯20質(zhì)量％、苯乙烯單體30質(zhì)量％、丙烯酸異丁酯25質(zhì)量％、丙烯酸4-羥基丁酯20質(zhì)量％、二甲基丙烯酸乙二醇酯5質(zhì)量％共聚，合成丙烯酸系樹脂2。
(3)丙烯酸系樹脂3
使丙烯酸甲酯40質(zhì)量％、丙烯酸乙酯40質(zhì)量％、苯乙烯單體20質(zhì)量％共聚，合成丙烯酸系樹脂3。
(4)丙烯酸系樹脂4
使丙烯酸酯40質(zhì)量％、丙烯酸二甲酯40質(zhì)量％、苯乙烯單體20質(zhì)量％共聚，合成丙烯酸系樹脂4。
(5)環(huán)氧樹脂(含有羧基的環(huán)氧樹脂)
將雙酚a環(huán)氧樹脂用單乙醇胺改性后，接枝聚合琥珀酸酐，合成含有羧基的環(huán)氧樹脂。
(6)聚酯樹脂(含有羧基的聚酯樹脂)
使對苯二甲酸二甲酯40質(zhì)量％和新戊二醇40質(zhì)量％共聚后，接枝聚合富馬酸10質(zhì)量％和偏苯三酸酐10質(zhì)量％，合成含有羧基的聚酯樹脂。
[表1]
需要說明的是，表1中，“-”表示不含有添加劑。另外，表1中的比率為進(jìn)行了固體成分換算而得到的比率。
利用激光散射和衍射法進(jìn)行測定，結(jié)果丙烯酸系樹脂1的平均粒徑為0.15μm、丙烯酸系樹脂2的平均粒徑為0.14μm、丙烯酸系樹脂3的平均粒徑為0.16μm、丙烯酸系樹脂4的平均粒徑為0.35μm、環(huán)氧樹脂的平均粒徑為0.20μm、聚酯樹脂的平均粒徑為0.11μm。
另外，在表1所示的粘結(jié)劑處理液含有規(guī)定量的表2所示的羧酸系化合物的防銹劑、或其它的防銹劑，制造涂布液。
[表2]
需要說明的是，表2中的防銹劑的含量為粘結(jié)劑處理液中的固體成分設(shè)為100質(zhì)量份時的比率。另外，表2中，“-”表示不含有防銹劑。
在對電磁鋼板表面涂布處理液中，使用輥涂機(jī)方式，以粘結(jié)劑膜厚約為0.5μm的方式調(diào)整輥壓下量等。干燥使用熱風(fēng)爐進(jìn)行，進(jìn)行燒結(jié)干燥。所得到的各實(shí)施例和比較例的評價(jià)測定結(jié)果如表3所示。
以下對于上述制造的各實(shí)施例和比較例的評價(jià)方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
對于絕緣性而言，基于根據(jù)jis法(jisc2550)測定的層間電阻，不足3ω·cm2/塊評價(jià)為“×”、3ω·cm2/塊以上且不足10ω·cm2/塊評價(jià)為“△”、10ω·cm2/塊以上且不足30ω·cm2/塊評價(jià)為“○”、30ω·cm2/塊以上評價(jià)為“◎”。需要說明的是，對于絕緣性，將評價(jià)為“◎”或“○”的樣品作為合格。
對于密合性而言，在10mm、20mm、30mm的直徑的各金屬棒卷纏粘貼有粘膠帶的鋼板樣品，由鋼板樣品剝離粘膠帶，以剝離后的絕緣覆膜的剝離痕跡進(jìn)行評價(jià)。即使10mmφ的彎曲也沒有剝離絕緣覆膜的情況設(shè)為“10mmφok”，即使20mmφ的彎曲也沒有剝離絕緣覆膜的情況設(shè)為“20mmφok”，即使30mmφ的彎曲也沒有剝離絕緣覆膜的情況設(shè)為“30mmφok”，30mmφ的彎曲時絕緣覆膜剝離的情況設(shè)為“30mmφout”。需要說明的是，對于密合性，將評價(jià)為“10mmφok”、“20mmφok”或“30mmφok”的樣品作為合格。
耐蝕性根據(jù)jis法的鹽水噴霧試驗(yàn)(jisz2371)進(jìn)行，對于經(jīng)過4小時后的樣品以10分進(jìn)行評價(jià)。評價(jià)基準(zhǔn)如下所述。需要說明的是，對于耐蝕性，將評價(jià)為7分以上的樣品作為合格。
10：沒有產(chǎn)生銹
9：銹產(chǎn)生為極少量(面積率0.1％以下)
8：銹產(chǎn)生的面積率＝超過0.1％且0.25％以下
7：銹產(chǎn)生的面積率＝超過0.25％且0.50％以下
6：銹產(chǎn)生的面積率＝超過0.50％且1％以下
5：銹產(chǎn)生的面積率＝超過1％且2.5％以下
4：銹產(chǎn)生的面積率＝超過2.5％且5％以下
3：銹產(chǎn)生的面積率＝超過5％且10％以下
2：銹產(chǎn)生的面積率＝超過10％且25％以下
1：銹產(chǎn)生的面積率＝超過25％且50％以下
對于端面防銹性而言，使用間隙(clearance)10％的沒有涂油的切斷機(jī)，將涂布有各絕緣覆膜的電磁鋼板切斷，使切斷后的端面一致作為評價(jià)面進(jìn)行評價(jià)。使切斷后的電磁鋼板在溫度50℃、濕度90％的恒溫恒濕槽經(jīng)過48小時，此后的評價(jià)面的銹產(chǎn)生面積率與耐蝕性同樣地進(jìn)行評價(jià)。評價(jià)基準(zhǔn)如下所述。需要說明的是，對于端面防銹性，將評價(jià)為7分以上的樣品作為合格。
10：沒有產(chǎn)生銹
9：銹產(chǎn)生為極少量(面積率0.1％以下)
8：銹產(chǎn)生的面積率＝超過0.1％且0.25％以下
7：銹產(chǎn)生的面積率＝超過0.25％且0.50％以下
6：銹產(chǎn)生的面積率＝超過0.50％且1％以下
5：銹產(chǎn)生的面積率＝超過1％且2.5％以下
4：銹產(chǎn)生的面積率＝超過2.5％且5％以下
3：銹產(chǎn)生的面積率＝超過5％且10％以下
2：銹產(chǎn)生的面積率＝超過10％且25％以下
1：銹產(chǎn)生的面積率＝超過25％且50％以下
根據(jù)外觀，評價(jià)絕緣覆膜的膜厚的均勻性，在絕緣覆膜存在光澤、平滑且均勻的情況評價(jià)為“5”、存在光澤但是均勻性稍差的情況評價(jià)為“4”、稍微存在光澤、平滑但是均勻性差的情況評價(jià)為“3”、光澤少、平滑性稍差、均勻性差的情況評價(jià)為“2”、光澤、均勻性、平滑性差的情況評價(jià)為“1”。需要說明的是，對于外觀，將評價(jià)為“4”以上的樣品作為合格。
占空系數(shù)根據(jù)jis法(jisc2550)測定。需要說明的是，對于占空系數(shù)，將99.4％以上的樣品作為合格。
以上的電磁鋼板的評價(jià)結(jié)果匯總示于表3。
[表3]
通過參照表3中所示的結(jié)果，可知本發(fā)明的效果。
根據(jù)表3的結(jié)果可知，本發(fā)明的實(shí)施例1～7，端面防銹性良好并且沖裁后的銹產(chǎn)生少。另外可知，本發(fā)明的實(shí)施例1～7，絕緣性、密合性、耐蝕性、外觀和占空系數(shù)都良好。具體而言，可知實(shí)施例1～7相對于具備含有鉻化合物的絕緣覆膜的參考例，具有大致同等的絕緣性、密合性、耐蝕性、端面防銹性、外觀和占空系數(shù)。
另一方面可知，比較例1～9相對于本發(fā)明的實(shí)施例1～7，絕緣性、密合性、耐蝕性、端面防銹性、外觀和占空系數(shù)都差。具體而言，比較例1及2由于有機(jī)樹脂的含量處于本發(fā)明的范圍之外，因此端面防銹性降低。另外，比較例3由于防銹劑的含量多于本發(fā)明的范圍，因此密合性和占空系數(shù)降低并且外觀劣化。比較例4由于防銹劑的含量少于本發(fā)明的范圍，因此端面防銹性降低，比較例9由于不含有防銹劑，因此端面防銹性降低。進(jìn)而，比較例5由于防銹劑的種類與本發(fā)明中規(guī)定的防銹劑不同，因此端面防銹性降低，比較例6及7由于有機(jī)樹脂的種類與本發(fā)明中規(guī)定的有機(jī)樹脂不同，因此端面防銹性降低并且外觀劣化。比較例8由于防銹劑的碳數(shù)超過50，因此絕緣性和占空系數(shù)降低并且外觀劣化。
如以上說明那樣，本發(fā)明的實(shí)施方式的電磁鋼板，由于端面防銹性優(yōu)異，能夠提高絕緣性、密合性、耐蝕性、外觀和占空系數(shù)，因此能夠提高電動機(jī)和變壓器的制造效率。
以上對于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不被上述例子所限定。若為具有本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中的通常的知識的技術(shù)人員，則在權(quán)利要求書中記載的技術(shù)思想的范疇內(nèi)能夠想到各種變更例或修正例是顯而易見的，對于它們而言，當(dāng)然了解為屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。