(57)【要約】【課題】Ｎｉ系高合金からなる薄帯または線材の表面に圧延油が残存していても水はじきを生ずることなく均一に塗布することができ、バーナー加熱脱脂の処理工程を省略でき、最終の取り巻き時に巻ずれが生じ難くすることができ、表面の離型性に優れ、コイル状に巻き取った後に加熱処理を施しても、被膜の融着が生じ難いコイルの製造方法の提供。【解決手段】バインダー、アルカリ土類金属および非イオン系もしくは陰イオン系界面活性剤を含み、水を溶媒または分散媒とする絶縁被膜処理液を得る処理液調整工程と、前記絶縁被膜処理液をＮｉ系高合金からなる薄帯または線材の表面に塗布し、乾燥した後、コイル状に巻き取って、加熱前コイルを得る塗装工程と、前記加熱前コイルに８００〜１３００℃の温度で熱処理を施して熱処理後コイルを得る加熱工程と、を備えるコイルの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
バインダー、アルカリ土類金属および非イオン系もしくは陰イオン系界面活性剤を含み、残留成分と前記バインダーとの合計１００質量部に対して、前記界面活性剤を０．０１〜１質量部含む、水を溶媒または分散媒とする絶縁被膜処理液を得る処理液調整工程と、
前記絶縁被膜処理液をＮｉ系高合金からなる薄帯または線材の表面に塗布し、乾燥した後、コイル状に巻き取って、加熱前コイルを得る塗装工程と、
前記加熱前コイルに８００〜１３００℃の温度で熱処理を施して熱処理後コイルを得る加熱工程と、
を備えるコイルの製造方法。
【請求項２】
バインダー、アルカリ土類金属および非イオン系もしくは陰イオン系界面活性剤を含み、残留成分と前記バインダーとの合計１００質量部に対して、前記界面活性剤を０．０１〜１質量部含む、水を溶媒または分散媒とする絶縁被膜処理液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は絶縁被膜処理液およびコイルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パーマロイや無方向性電磁鋼板の表面に絶縁被膜を形成するための処理液及びこれを用いた製造方法が提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、水、Ｍｇ（ＯＨ）2、ＭｇＯからなるスラリーに、バインダー、増粘剤、消泡剤の中から１種又は複数を選んで添加した溶液が記載されている。また、この溶液によって膜厚０．１〜５０μｍの焼鈍分離用コーティングが少なくとも一方の表面に施されている広幅パーマロイ薄帯を最終幅スリット加工した後、巻き加工あるいは打抜き加工を行い、次いで１０００〜１３００℃の温度で磁気焼鈍を行うことを特徴とするパーマロイの製造方法が記載されている。
【０００４】
例えば特許文献２には、固形分として第一リン酸Ｍｇ１００質量部に対し、第一リン酸Ａｌ５．２〜１００質量部、Ｃｒ化合物をＣｒＯ3として７．２〜３６．０質量部、及び界面活性剤を０．０７〜１．７４質量部からなる塗れ性の優れる絶縁被膜剤が記載されている。また、この絶縁被膜処理剤を、仕上げ焼鈍済みの無方向性電磁鋼板用に、乾燥、焼き付け後の質量で０．７〜３．０ｇ／ｍ2を塗布後、板温４００〜５５０℃で焼き付け処理することを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１４２７０５号公報
【特許文献２】特開２００２−３１７２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
パーマロイのようなＮｉ系高合金からなる薄帯または線材（極線材を含む）を圧延等して得る際、充分な量の圧延油を用いるため、通常、圧延後の薄帯または線材の表面に圧延油が残存している。したがって、このような薄帯または線材の表面に、上記の特許文献１に記載の絶縁被膜剤を塗布しようとしても、水はじきが生じてしまい、均一に塗布することは困難であった。そこで、薄帯または線材の表面をバーナーで加熱することで脱脂し、その後に絶縁被膜剤を塗布することが行われていた。このようなバーナー加熱脱脂を行えば水系の絶縁被膜剤を均一に塗布することは可能となるが、一方で、バーナー加熱脱脂処理という追加の処理を行う分、コスト面で不利となり、加えて、最終の取り巻き時に巻ずれが生じやすくなっていた。従来のバーナー加熱脱脂を行った場合、薄帯または線材（特に厚さが０．１ｍｍ未満の場合）に温度ムラが生じ、熱膨張の不均一から部分的な寸法差が生じやすかったからである。また、薄帯または線材は薄いため、バーナー加熱脱脂を行うと、熱により酸化膜が形成されやすく、また、不均一に加熱されるため、不均一な黒い模様（酸化膜）が形成される。
【０００７】
なお、特許文献２には、実施例として、無方向性電磁鋼板冷延コイルを連続焼鈍ラインで焼鈍し、その後、絶縁被膜剤を塗布し、焼き付けることが記載されているのであって、特定の薄帯または線材の表面に絶縁被膜処理液を塗布し、乾燥後にコイル状に巻き取り、その後、焼鈍等の加熱処理を施すことについては、一切、記載されていない。
【０００８】
本発明は上記のような課題を解決することを目的とする。
すなわち、本発明の目的は、Ｎｉ系高合金からなる薄帯または線材の表面に圧延油が残存していても水はじきを生ずることなく均一に塗布することができるので、従来行っていたバーナー加熱脱脂の処理工程を省略でき、その結果、コスト面等で有利となり、それに加えて、最終の取り巻き時に巻ずれが生じ難くすることができ、加えて、コイル状で磁気焼鈍した後の表面の離型性に優れ、コイル状に巻き取った後に加熱処理を施しても、被膜の融着が生じ難い絶縁被膜処理液およびそれを用いたコイルの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は以下の（１）〜（２）である。
（１）バインダー、アルカリ土類金属および非イオン系もしくは陰イオン系界面活性剤を含み、残留成分と前記バインダーとの合計１００質量部に対して、前記界面活性剤を０．０１〜１質量部含む、水を溶媒または分散媒とする絶縁被膜処理液を得る処理液調整工程と、
前記絶縁被膜処理液をＮｉ系高合金からなる薄帯または線材の表面に塗布し、乾燥した後、コイル状に巻き取って、加熱前コイルを得る塗装工程と、
前記加熱前コイルに８００〜１３００℃の温度で熱処理を施して熱処理後コイルを得る加熱工程と、
を備えるコイルの製造方法。
（２）バインダー、アルカリ土類金属および非イオン系もしくは陰イオン系界面活性剤を含み、残留成分と前記バインダーとの合計１００質量部に対して、前記界面活性剤を０．０１〜１質量部含む、水を溶媒または分散媒とする絶縁被膜処理液。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、Ｎｉ系高合金からなる薄帯または線材の表面に圧延油が残存していても水はじきを生ずることなく均一に塗布することができるので、従来行っていたバーナー加熱脱脂の処理工程を省略でき、その結果、コスト面等で有利となり、それに加えて、最終の取り巻き時に巻ずれが生じ難くすることができ、加えて、表面の離型性に優れ、コイル状に巻き取った後に加熱処理を施しても、被膜の融着が生じ難い絶縁被膜処理液およびそれを用いたコイルの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明について説明する。
本発明は、バインダー、アルカリ土類金属および非イオン系もしくは陰イオン系界面活性剤を含み、残留成分と前記バインダーとの合計１００質量部に対して、前記界面活性剤を０．０１〜１質量部含む、水を溶媒または分散媒とする絶縁被膜処理液である。
このような絶縁被膜処理液を、以下では「本発明の処理液」ともいう。
【００１２】
また、本発明は、本発明の処理液を得る処理液調整工程と、前記絶縁被膜処理液をＮｉ系高合金からなる薄帯または線材の表面に塗布し、乾燥した後、コイル状に巻き取って、加熱前コイルを得る塗装工程と、前記加熱前コイルに８００〜１３００℃の温度で熱処理を施して熱処理後コイルを得る加熱工程と、を備えるコイルの製造方法である。
このようなコイルの製造方法を、以下では「本発明の製造方法」ともいう。
【００１３】
＜本発明の処理液＞
本発明の処理液について説明する。
本発明の処理液は、バインダー、アルカリ土類金属および特定の界面活性剤を含み、水を溶媒または分散媒とする。
【００１４】
バインダーは、有機成分ができるだけ少ない、セラミックス用に開発されたものであることが好ましい。具体的には、主成分が水溶性エマルジョン型のアクリルエステル共重合体樹脂、あるいは、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂などが挙げられる。
本発明の処理液におけるバインダー含有率をＡ（ｖｏｌ％）、アルカリ土類金属の含有率をＢ（ｖｏｌ％）とした場合に、Ａ／（Ａ＋Ｂ）×１００の値（％）が５０〜９０％となることが好ましい。この値とした後、塗工しやすい粘度とする。
【００１５】
アルカリ土類金属はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、ＲａおよびＢｅからなる群から選ばれる少なくとも１つを意味する。なかでもＭｇが好ましい。
本発明の処理液において、アルカリ土類金属はイオンの状態で存在していてもよいし、固体（粉状であることが好ましい）の状態で存在していてもよい。また、後述する熱処理後コイルを得た後の被膜の離型性を保つために、アルカリ土類金属は、酸化物の態様の場合に、融点が１２００℃以上のものであることが好ましく、１３００℃以上のものであることがより好ましい。
例えば、本発明の処理液を得るときに、水にＭｇ（ＯＨ）2を添加すれば、本発明の処理液においてＭｇはイオンとして存在すると考えられる。本発明の処理液を得るときに、水にアルカリ土類金属の水酸化物の他、炭酸塩、塩化物などを添加して場合も、同様となる。また、本発明の処理液を得るときに、水にＭｇＯの粉体を添加すれば、本発明の処理液においてＭｇＯは粉体のまま分散媒（水）に分散して存在すると考えられる。
本発明の処理液におけるバインダー含有率をＡ（ｖｏｌ％）、アルカリ土類金属の含有率をＢ（ｖｏｌ％）とした場合に、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）×１００の値（％）が１０〜５０％となることが好ましい。この値とした後、塗工しやすい粘度とする。
【００１６】
特定の界面活性剤とは、非イオン系もしくは陰イオン系の界面活性剤である。このような界面活性剤として、脂肪酸エステル系低起泡性ノニオン系界面活性剤、硫酸エステル型界面活性剤、多価アルコール系界面活性剤、スルホン酸系界面活性剤を好適例として挙げられる。
本発明の処理液は、残留成分と前記バインダーとの合計１００質量部に対して、前記界面活性剤を０．０１〜１質量部含み、０．０１〜０．７質量部含むことがより好ましく、０．０１〜０．５質量部含むことがさらに好ましい。
このような範囲で前記界面活性剤を含むと、本発明の処理液に由来する被膜は離型性を備えることを、本発明者は見出した。また、前記界面活性剤の量が多すぎると、均一な塗膜を形成し難いことを本発明者は見出した。この理由について本発明者は、界面活性剤の量が多すぎるとバインダーを凝集させ得るためであると推測している。
なお、残留成分とは、本発明の処理液を薄帯等に塗布した後、８００〜１３００℃の温度で熱処理を施した場合に、気化せずに薄帯等の表面上に残留し、被膜を形成する成分を意味する。このような成分は、主に前記アルカリ土類金属の酸化物であり、後述する増粘剤、沈降防止剤などに由来する無機酸化物も含まれる。一方、前記バインダーは、残留成分には含まれない。界面活性剤自体も残留成分に含まれないものとする。
【００１７】
本発明の処理液は、バインダー、アルカリ土類金属および特定の界面活性剤を含むが、その他に増粘剤、沈降防止剤などを含んでもよい。増粘剤、沈降防止剤としてはＳｉＯ2を主成分とするスメクタイト構造を有するものなどが挙げられる。また、消泡剤を含んでもよい。
【００１８】
このような本発明の処理液は、Ｎｉ系高合金からなる薄帯または線材の表面に圧延油が残存していても水はじきを生ずることなく均一に塗布することができる処理液である。
【００１９】
＜本発明の製造方法＞
本発明の製造方法について説明する。
本発明の製造方法は、上記のような本発明の処理液を得た後（処理液調整工程）、塗装工程と、加熱工程とを行う。
【００２０】
塗装工程では、前記絶縁被膜処理液をＮｉ系高合金からなる薄帯または線材の表面に塗布する。
ここでＮｉ系高合金とは、Ｆｅ、Ｎｉを含み、Ｎｉ含有率が高い合金を意味するが、本発明においては、Ｎｉを３５質量％以上、Ｆｅを１０質量％以上含む合金を意味するものとする。典型例として、Ｎｉを約７８質量％、Ｆｅを約２１質量％、Ｍｏ等のその他成分を微量に含むパーマロイを挙げることができる。
また、薄帯とは、厚さが０．０２〜０．１ｍｍであり、通常、コイル状に巻かれて保存されるものを意味する。
前記絶縁被膜処理液を上記の薄帯または線材の表面に塗布する方法は特に限定されず、例えば従来公知の方法で塗布することができ、具体的にはロールコーター法やバーコーダー法を適用することができる。
【００２１】
このようにして前記絶縁被膜処理液を上記の薄帯または線材の表面に塗布した後、従来公知の方法によって乾燥した後、コイル状に巻き取る。巻き取った後のものを、加熱前コイルと呼ぶこととする。
なお、乾燥後の被膜の厚さを３μｍ以下とすることが好ましい。この被膜の厚さは０．１〜１．８μｍとすることがより好ましく、０．５〜１．５μｍとすることがさらに好ましい。
【００２２】
加熱工程では、前記加熱前コイルに８００〜１３００℃の温度で熱処理を施す。
ここで熱処理温度は１０００〜１２５０℃とすることが好ましく、１１００〜１２００℃とすることがより好ましい。
加熱方法は特に限定されず、例えば従来公知の方法で加熱することができ、具体的には加熱前コイルを炉内に載置することで熱処理を施すことができる。
ここで加熱時間は２〜５時間とすることが好ましく、２．５〜４時間とすることがより好ましい。この熱処理の後、７００℃まで約２〜３時間かけて放冷する。
このようにして熱処理して得られたものを、熱処理後コイルと呼ぶこととする。
【００２３】
ここで、熱処理後コイルにおける被膜表面の離型性が優れるため、加熱前コイルの状態で、すなわちコイル状に巻き取った後に熱処理を施しても、被膜の融着が生じ難い。また、このような熱処理後コイルは巻ずれが生じていない。
【実施例】
【００２４】
発明例１〜１２および従来例１〜４において、第１表に示す組成の絶縁被膜処理液を作成した。各成分の詳細は以下の通りである。下記成分以外に純水を加え、処理液を調整し、１００質量％とした。
・マグネシア：スターマグＰＳＦ、神島化学社製
・バインダー：ポリゾールＥＶＡ  ＡＤ−１０、昭和電工社製
・増粘剤：スメクトンＳＡ、クニミネ工業社製
・界面活性剤：ＳＮウェットＬ、サンノプコ社製
【００２５】
次に、ボビンにロール状に巻かれたパーマロイ箔（幅３００ｍｍ、厚さ０．０３ｍｍ、長さ２０〜１００ｍ）を巻出しながら、ロールコーターを用いて、その両主面に上記の絶縁被膜処理液を塗布し、その後、連続的に１５０〜２００℃の熱風が噴き出す乾燥炉内を通過させて乾燥し、巻き取って、加熱前コイルを得た。
ここで、絶縁被膜処理液が乾燥してなる被膜の厚さが２μｍ以下（概ね１μｍ程度）となるようにした。
【００２６】
次に、加熱前コイルを、内部を１１５０℃に保持した炉内に３時間載置し、磁性焼鈍を施して、加熱後コイルを得た。
【００２７】
次に、加熱後コイルから、試験片を切り出した。試験片における絶縁被膜処理液に由来する被膜の厚さは０．１〜１μｍであった。
【００２８】
次に、各々の試験片の表面を肉眼で外観観察して評価した。評価基準は以下の通りである。
・均一に塗工されている・・・・・○
・一部が不均一になっている・・・△
・撥水して未塗工部分がある・・・×
評価結果を第１表に示す。
【００２９】
次に、各々の試験片について、４端子型低抗率計（ロレスタＧＰ、三菱化学社製）を用いて、表面抵抗値を測定した。結果を第１表に示す。なお、適切な絶縁被膜の形成により、うず電流損を低減でき、透磁率の向上が可能となる。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
残留成分（マグネシア＋増粘剤）とバインダーとの合計１００質量部に対する界面活性剤の質量部が０．０９である発明例１〜４および０．４７である発明例５〜８の場合、外観観察結果が良好で、かつ、表面抵抗値も十分に高くなった。このため透磁率の向上も期待できる。
また、残留成分（マグネシア＋増粘剤）とバインダーとの合計１００質量部に対する界面活性剤の質量部が０．９３である発明例９〜１２の場合、表面抵抗値は十分に高くなった。
これに対して、界面活性剤を用いていない従来例１〜４の場合、表面は撥水して未塗工部分があり、また、表面抵抗値は測定範囲外となった。この場合、概ね１０Ｅ−７〜１０Ｅ−８程度の表面抵抗値が推定される。