特表 2023-530689 被覆方向性電磁鋼板及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-19

(54)【発明の名称】被覆方向性電磁鋼板及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 22/00 20060101AFI20230711BHJP

   C21D 8/12 20060101ALI20230711BHJP

   C21D 9/46 20060101ALI20230711BHJP

   C22C 38/00 20060101ALI20230711BHJP

   C22C 38/02 20060101ALI20230711BHJP

   C22C 38/60 20060101ALI20230711BHJP

【ＦＩ】

C23C22/00 A

C21D8/12 B

C21D9/46 501B

C22C38/00 303U

C22C38/02

C22C38/60

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022576881

(86)(22)【出願日】2021-06-15

(85)【翻訳文提出日】2022-12-13

(86)【国際出願番号】 US2021037487

(87)【国際公開番号】W WO2021257608

(87)【国際公開日】2021-12-23

(31)【優先権主張番号】16/903,675

(32)【優先日】2020-06-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520190045

【氏名又は名称】アクサルタ コーティング システムズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100119013

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 一夫

(74)【代理人】

【識別番号】100123777

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 さつき

(74)【代理人】

【識別番号】100111796

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 博信

(74)【代理人】

【識別番号】100123766

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 七重

(74)【代理人】

【識別番号】100202603

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 智史

(72)【発明者】

【氏名】ベンツ ディルク

(72)【発明者】

【氏名】ロモシッツ クリストフ

(72)【発明者】

【氏名】ヴェンドラー アンドレアス

【テーマコード（参考）】

4K026

4K033

【Ｆターム（参考）】

4K026AA03

4K026AA22

4K026BA08

4K026BA12

4K026BB05

4K026CA16

4K026CA18

4K026CA37

4K026DA02

4K026EB10

4K033AA02

4K033EA02

4K033FA01

4K033FA10

4K033HA00

4K033JA04

4K033LA01

4K033MA00

4K033RA04

4K033RA09

4K033SA02

4K033SA03

4K033TA02

4K033TA03

(57)【要約】

被覆方向性電磁鋼板及びその製造方法が提供される。例示的実施形態では、方法は、約２．５～約４質量％のケイ素、約０．００５～約０．１質量％の炭素、及び約９０～約９７．５質量％の鉄を有する溶鋼を製造することを含む。溶鋼は、スラブに鋳造され、その後、表面を有する厚板に冷間圧延される。厚板は、脱炭素焼鈍を用いて脱炭素処理され、その後、再結晶化焼鈍を用いて再結晶化させて、方向性電磁鋼板が製造される。被覆は、表面上を覆って適用され、被覆は、有機物放射線硬化性架橋剤及び光開始剤を含む。被覆は、それを放射線源に曝露することにより硬化される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼板の製造方法であって、下記のステップを含む方法：
溶鋼の総重量を基準にして、約２．５～約４．０質量％のケイ素、約０．００５～約０．１質量％の炭素、約９０～約９７．５質量％の鉄を含む、前記溶鋼を形成するステップ（１０）；
前記溶鋼をスラブに鋳造するステップ（２０）；
前記スラブを厚板に冷間圧延するステップ（６０）であって、前記厚板が表面を含むステップ；
前記厚板を脱炭素焼鈍を用いて約８５０～約１，０５０セ氏温度（℃）で脱炭素するステップ（７０）；
前記厚板を再結晶化焼鈍を用いて、約７００～約１，３００℃で再結晶化して方向性電磁鋼板を形成するステップ（８０）；
前記表面（２３０）上を覆う被覆を適用するステップ（９０）であって、前記被覆（２７０）が、有機物である放射線硬化性架橋剤を含み、前記被覆（２７０）が光開始剤を含むステップ；及び
前記被覆を放射線源に曝露すること（１００）により、前記厚板（２００）の表面（２３０）上で前記被覆を硬化するステップ（１００）。

【請求項2】

前記被覆を硬化するステップ（１００）が、前記被覆（２７０）を電子線、電磁放射線源、又はそれらの組み合わせに曝露するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記被覆を適用するステップ（９０）が、被覆（２７０）の総質量を基準にして、約０～約５０質量％のシランを含む前記被覆を適用するステップ（９０）を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記被覆を適用するステップ（９０）が、被覆（２７０）の総質量を基準にして、約０～約６０質量％の無機粒子を含む前記被覆を適用するステップ（９０）を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記被覆を適用するステップ（９０）が、前記無機粒子が、炭酸塩、酸化物、ケイ酸塩、硫酸塩、硫化物、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、ならびに前記無機粒子が、アルミニウム（Ａｌ）、バリウム（Ｂａ）、セリウム（Ｃｅ）、カルシウム（Ｃａ）、ランタン（Ｌａ）、ケイ素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、イットリウム（Ｙ）、亜鉛（Ｚｎ）及びジルコニウム（Ｚｒ）の１種又は複数を更に含む、前記被覆を適用するステップ（９０）を含む、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記被覆を適用するステップ（９０）が、前記被覆（２７０）が、元素リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、ケイ素（Ｓｉ）、セレン（Ｓｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ランタン（Ｌａ）、ガリウム（Ｇａ）、鉛（Ｐｂ）、タンタル（Ｔａ）、イットリウム（Ｙ）、セリウム（Ｃｅ）、カルシウム（Ｃａ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、マンガン（Ｍｎ）、スズ（Ｓｎ）、モリブデン（Ｍｏ）及びタングステン（Ｗ）の１種又は複数を含む、前記被覆を適用するステップ（９０）を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記被覆を適用するステップ（９０）が、前記被覆（２７０）の総質量を基準にして、約１０～約９０質量％の量の前記放射線硬化性架橋剤、及び前記被覆（２７０）の総質量を基準にして、約０．１～約２０質量％の量の前記光開始剤、を含む前記被覆を適用するステップ（９０）を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記厚板を再結晶化するステップ（８０）が、再結晶化オーブン（３００）中で前記厚板を再結晶化するステップ（８０）を含み；及び
前記被覆を適用するステップ（９０）が、被覆ステーション（３１０）中で前記被覆を適用するステップ（９０）を含み；
前記方法が、前記厚板（２００）を前記再結晶化オーブン（３００）から前記被覆ステーション（３１０）まで移送ローラー（２９０）上を移送するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記被覆を適用するステップ（９０）が、前記放射線硬化性架橋剤がエポキシ化合物、イソシアネート化合物、ポリウレタン化合物、アクリル化合物、ポリアミド化合物、ポリエステル化合物、シリコーン化合物、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、前記被覆を適用するステップ（９０）を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記被覆を適用するステップ（９０）が、前記被覆（２７０）がクロムをほぼ含まず、それにより、前記被覆（２７０）中のクロム濃度が、前記被覆（２７０）の総質量を基準にして、約０．０１質量％以下である、前記被覆を適用するステップ（９０）を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記厚板を再結晶化するステップ（８０）が、生産ライン（２８０）上で前記厚板を再結晶化するステップ（８０）を含み、前記生産ライン（２８０）が、前記厚板（２００）を移動させるように構成された移送ローラー（２９０）を含み、及び
前記被覆を適用するステップ（８０）が、前記生産ライン（２８０）上で前記被覆を適用するステップ（８０）を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項12】

前記厚板（２００）を再結晶化オーブン（３００）から被覆ステーション（３１０）まで前記生産ライン（２８０）上を移動させることを更に含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記被覆（２７０）が、前記被覆（２７０）の総質量を基準にして、約２０～約８０質量％の量の水を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項14】

方向性電磁鋼板（２００）の製造方法であって、下記のステップを含む方法：
電磁鋼板を含む厚板を製造するステップ；
前記厚板を再結晶化焼鈍により、約７００～約１，３００セ氏温度で再結晶化して方向性電磁鋼板を製造するステップ（８０）であって、前記厚板（２００）が移送ローラー（２９０）を含む生産ライン（２８０）上で再結晶化されるステップ；
前記厚板（２００）が前記生産ライン（２８０）上にある間に前記厚板（２００）の表面（２３０）に被覆を適用するステップ（９０）であって、前記被覆（２７０）が有機成分を含むステップ；及び
前記厚板（２００）の表面（２３０）上で、前記被覆（２７０）を放射線源（３４０）に曝露することにより、前記被覆を硬化するステップ（１００）であって、前記生産ライン（２８０）にある間に前記厚板（２００）が硬化されるステップ。

【請求項15】

方向性電磁鋼板（２００）であって、
方向性電磁鋼板（２００）の表面（２３０）；
前記方向性電磁鋼板（２００）の前記表面（２３０）のフォルステライト層（２５０）；
前記表面（２３０）上を被う被覆（２７０）であって、前記被覆（２７０）が、前記被覆（２７０）の総質量を基準にして、約１０～約９９質量％の有機成分を含み、前記有機成分が、放射線硬化性架橋剤から形成された高分子を含む、被覆（２７０）、
を含み、
前記方向性電磁鋼板が、前記方向性電磁鋼板の総質量を基準にして、約０．０１～約０．０３質量％の炭素、及び前記方向性電磁鋼板の総質量を基準にして、約２．５～約４．０質量％のケイ素を含み；及び
前記方向性電磁鋼板（２００）が、異方性磁気特性を有する方向性電磁鋼板を含み、それにより、圧延方向（２１０）の厚板透磁率が幅方向（２２０）の厚板透磁率より大きく、前記幅方向（２２０）は、前記圧延方向（２１０）に対し垂直である、
方向性電磁鋼板（２００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

優先権の主張
本出願は、２０２０年６月１７日に出願された米国特許出願第１６／９０３，６７５号に対する優先権を主張し、この内容は参照により、その全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は一般に、被覆を有する方向性電磁鋼板、及びその製造方法に関し、更に限定すれば、有機成分を含む被覆を有する方向性電磁鋼板、及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0003】

電磁鋼板は、低磁気ヒステリシス、高磁束密度、優れた鉄損及び高透磁率などの特定の望ましい磁性特性を有する。電磁鋼板は通常、モーター、変圧器、及び他の電気部品に使われ、望ましい磁気特性は、使用中のより低いエネルギー損失をもたらす。電磁鋼板は通常、薄板又は厚板として供給され、いくつかのこれらの厚板は、一緒に積層され、所望の構造が形成される。各厚板は典型的には、絶縁特性を与える絶縁被覆を有し、被覆は、接着、強度、腐食からの保護などの良好な被覆特性を示す。
方向性電磁鋼板は、異方性特性を伴って製造され、そのため方向性電磁鋼板は、１つの方向では、別の方向に比べて異なる特性を有する。従って、透磁率、磁束密度、及び他の特性が、所望の方向で最大化でき、これは、鋼板の配向性が変圧器内で一定のままである変圧器に特に有益である。方向性電磁鋼板は、圧延方向で磁気特性が好適する配向結晶を有する。しかし、結晶は有機成分を分解するのに十分に高い温度での再結晶化焼鈍工程で配向される。従って、方向性電磁鋼板の絶縁被覆は、非有機物であり、多くは、無水クロム酸、クロム酸塩、又は重クロム酸塩などのクロム化合物を含む。クロム化合物は、絶縁体被覆に好ましい水分吸収耐性を与えるが、有害な環境影響を有する六価のクロムを含む処理溶液を生ずる。無機被覆は、脆性で限られた柔軟性を有し、薄片状にはがれ、特に、切削、穿孔、及び打抜き加工操作中に、粉塵を形成する傾向がある。
従って、有機物を含む絶縁被覆を有する方向性電磁鋼板、及びその製造方法を提供することが望ましい。加えて、方向性電磁鋼板を提供し、ならびに切削、穿孔、又は打抜き加工操作後に接着及び保護特性のままで残る絶縁被覆を有し、被覆が腐食及び湿気からの良好な保護を与える、このような鋼の製造方法を提供することが望ましい。更に、本実施形態の他の望ましい特徴及び特性は、添付図面及びこの背景技術と併せて、以下に続く発明を実施するための形態及び添付の特許請求の範囲から明らかになろう。

【発明の概要】

【0004】

被覆方向性電磁鋼板及びその製造方法が提供される。例示的実施形態では、方法は、約２．５～約４質量％のケイ素、約０．００５～約０．１質量％の炭素、及び約９０～約９７．５質量％の鉄を有する溶鋼を製造することを含む。溶鋼は、スラブに鋳造され、その後、表面を有する厚板に冷間圧延される。厚板は、脱炭素焼鈍を用いて脱炭素処理され、その後、再結晶化焼鈍を用いて再結晶化させて、方向性電磁鋼板に製造される。被覆は、表面上に適用され、有機物である光開始剤及び放射線硬化性架橋剤を含む。被覆は、それを放射線源に曝露することにより硬化される。
方向性電磁鋼板を製造する方法は、別の方法でも提供される。方法は、電磁鋼板の厚板を製造し、再結晶化焼鈍で厚板を再結晶化して、方向性電磁鋼板を製造する。厚板は、移送ローラーを含む生産ライン上で再結晶化される。被覆は、厚板が生産ライン上にある間に厚板の表面に適用され、有機成分を含む。被覆は、被覆を放射線源に曝露することにより厚板の表面上で硬化され、厚板は、生産ライン上にある間に硬化される。
方向性電磁鋼板は、別の実施形態でも提供される。鋼板は、表面にフォルステライト層を有する表面を有する。被覆は、表面を覆い、約１０～約９９質量％の有機成分を含む。有機成分は、放射線硬化性架橋剤から形成される高分子を含む。鋼は、約０．０１～約０．０３質量％の炭素、約２．５～約４．０質量％のケイ素を含む。厚板は、異方性磁気特性を有する方向性電磁鋼板であり、圧延方向の厚板透磁率は、圧延方向に垂直な幅方向の厚板透磁率より大きい。
本実施形態は、以降では、以下の図面と併せて説明される。図面では、類似の数字は、類似の要素を表す。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】例示的実施形態による被覆方向性電磁鋼板の製造方法のステップを示すフローチャートである。

【図2】例示的実施形態による方向性電磁鋼板の斜視断面図である。

【図3】例示的実施形態による被覆方向性電磁鋼板の生産ラインの一部を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0006】

次の詳細説明は、本来例示的なものに過ぎず、記載の実施形態の適用又は使用を限定する意図はない。更に、前述の技術分野、背景技術、発明の概要、又は下記の詳細説明で提示されるいずれの理論にも束縛されることを意図するものではない。
方向性電磁鋼板は、所望の配向性で結晶を成長させるために高温再結晶化焼鈍を必要とし、この高温焼鈍は、被覆中に存在し得る有機成分を分解する。しかし、有機物被覆は、有機成分を含まない被覆に比べて、より優れた耐食性、耐湿性、及び処理能力（例えば、切削、打抜き加工、又は穿孔ステップ中に、無傷で厚板に接着したまま残存すること）を提供するので、方向性電磁鋼板を有機物で被覆することが望ましい。方向性電磁鋼板製造工程へ長い熱硬化処理を導入することは望ましくない。
これらの制約を克服するために、例示的実施形態では、再結晶化焼鈍後に有機成分を含む被覆が適用され、被覆が有機物放射線硬化性架橋剤及び光開始剤を含む、方向性電磁鋼板の製造方法が提供される。この場合、方向性電磁鋼板製造工程は、被覆が鋼の表面に適用され、その後、高速硬化のために照射されるように修正される。この手順により、有機成分を含む被覆を有する方向性電磁鋼板が製造される。

【0007】

図１を参照すると、方向性電磁鋼板の製造方法は、次のようないくつかの工程のステップを含み得る：溶鋼の製造ステップ１０；溶鋼のスラブへの鋳造ステップ２０；スラブの所望の厚みへの熱間圧延ステップ３０；任意選択で、熱間圧延スラブの巻き取りステップ４０；任意選択で、熱間圧延スラブの巻きを解くステップ５０；所望の厚さの厚板を形成するためのスラブの冷間圧延ステップ６０；脱炭素焼鈍による厚板からの炭素の除去ステップ７０；再結晶化焼鈍で脱炭素処理厚板中の結晶粒を配向させることによる方向性電磁鋼板の形成ステップ８０；方向性電磁鋼板の被覆ステップ９０；及び硬化のための被覆の照射ステップ１００。

【0008】

例示的実施形態では、方法は、所望の組成を有する溶鋼の製造１０で開始される。例示的実施形態では、溶鋼は、溶鋼の総質量を基準にして、約２．５～約４．０質量％の量のケイ素元素を含む。溶鋼は、同様に溶鋼の総質量を基準にして、約０．００５～約０．１質量％の量の炭素を更に含む。溶鋼中には、次のいくつかの元素が任意に含まれてよい：約２５０～約４５０質量百万分率（ｐｐｍ）（すなわち、溶鋼の総質量を基準にして、約０．０２５～約０．０４５質量％）の量のアルミニウム；約３００～約５００ｐｐｍの量の銅；約５００～約１，５００ｐｐｍの量のスズ；０～約１５０ｐｐｍの量の窒素；０～約１５００ｐｐｍの量のマンガン；０～約６００ｐｐｍの量の硫黄；０～約１，０００ｐｐｍの量のリン；ならびに０～約２，０００ｐｐｍの量の他の不純物。溶鋼はまた、溶鋼の総質量を基準にして、約９０～約９７．５質量％の量の鉄も含む。
溶鋼は、更なる処理のために、スラブに鋳造される２０。スラブは、いくつかの実施形態では、約１，２００～約１，３２０セ氏温度（℃）での中間的加熱工程を通し、その後、スラブが鋼の融点未満まで冷却される。その後、スラブは所望の厚さに熱間圧延され３０、熱間圧延スラブは、任意選択で、巻き取られ得る４０。熱間圧延スラブが巻き取られる場合には、それは、約５５０℃～７００℃の温度で巻き取られるが、他の温度でも可能である。熱間圧延され、任意選択で巻き取られたスラブは、コイル形態で貯蔵又は移動され得る。熱間圧延スラブが巻き取られる場合は、熱間圧延スラブはその後、さらなる処理のために、巻きを解かれる５０。
次に、スラブは、冷間圧延されて、所望の厚みの厚板が形成される６０。所望の厚みは、例示的実施形態では、約０．１～約０．６ミリメーターであり得るが、他の厚みも可能である。厚板はその後、脱炭素焼鈍で焼鈍して、厚板から炭素が除去される７０。脱炭素焼鈍は、湿潤窒素及び水素雰囲気下で約８５０℃～約１，０５０℃の温度で約２０～約１５０秒間であり、これは、続けてアンモニアを含む別の湿潤窒素及び水素雰囲気中で約９００℃～約１，０５０℃の温度での窒化焼鈍が行われ得る。いくつかの実施形態では、脱炭素は、他の温度又は時間での追加の焼鈍を含み得る。脱炭素焼鈍後、厚板は、約１００～約３００ｐｐｍ（すなわち、厚板の総質量を基準にして、約０．０１～約０．０３質量％）の炭素を含み得る。厚板は、任意選択で、約３００～約３５０ｐｐｍのアルミニウム、及び約６０～約９０ｐｐｍの窒素も含み得る。厚板の脱炭素は、厚板の磁気時効を減らす又は最小限にするのを助け得る。

【0009】

厚板の脱炭素処理後、それを再結晶化焼鈍により再結晶化させて８０、結晶粒を配向させ、方向性電磁鋼板を形成する。再結晶化焼鈍は、例示的実施形態では、約７００～約１，３００℃の温度で実施され、再結晶化焼鈍は、異なった温度及び特定の時間でのいくつかの別々の焼鈍が含まれ得る。結晶粒の正確な厚板中の配向は、再結晶化焼鈍中に得ることができ、その間に、所望の配向を有する結晶の成長が、異なる配向を含む結晶粒より急速になる。理論に束縛されるものではないが、粒成長工程は、熱により活性化され、特定の結晶は、動力学的又はエネルギー的理由で、他の結晶より「励起されている」という理論がある。より速く成長する結晶は、所望の配向を有する傾向があり、隣接する結晶を犠牲にして、及び元々望ましくない配向を有した結晶が活性化される温度より低い温度で、成長を開始する。これは、所望の配向を有する結晶が結晶成長過程で優位に立つように臨界サイズに達するのを促進する。方向性電磁鋼板は、１回、２回又はそれ超の高温での加熱サイクルを含み、本明細書では、それらの全てが再結晶化焼鈍と呼ばれる。１回又は複数の再結晶化焼鈍の熱サイクル中の正確な温度、タイミング、及び雰囲気は、厚板の厚さ、厚板の組成、及び／又は他の因子に依存する。この再結晶化焼鈍は、鋼の表面上にフォルステライト層を生成する。

【0010】

厚板は、いくつかの実施形態では、被覆されても、又は更に処理されてもよく（図示せず）、上記で概略を述べた一般的工程は、別の実施形態では、修正されてもよい。被覆は、再結晶化焼鈍の前に、その後で、又はその間に、任意に適用可能である。無機被覆には、限定されないが、シリカ及びクロム（ＶＩ）を含む多種多様な材料が挙げられる。これらの無機被覆は、フォルステライト層と合わせて、電気絶縁、耐食性、及び湿潤環境での耐久性などの保護を提供できる。また、無機層及びフォルステライト層は方向性電磁鋼板の性能に役立つ引張応力を提供し得る。しかし、無機層はクロム（ＶＩ）などの有害化学薬品を含む場合があり、また、粉塵及び剥片を生じる脆性などの欠点を有する場合がある。

【0011】

ここで、図１の参照に続けて図２を参照する。方向性電磁鋼板から形成される厚板２００は、異方性磁気特性を有し、それにより、磁気特性は１つの方向「圧延方向２１０」では、別の幅方向２２０とは異なり、幅方向２２０は、圧延方向２１０に対し垂直である。圧延方向２１０は、スラブが冷間圧延されて厚板２００が形成される方向である。圧延方向２１０及び幅方向２２０は両方とも、厚板２００の表面２３０に沿っており、厚板２００の厚さ２４０は、厚板２００の表面２３０に垂直である。厚み２４０は、厚板２００の最小寸法に沿って測定される。変圧器で使用するためには、磁気特性は通常、幅方向２２０よりも、圧延方向２１０で好ましい。例えば、圧延方向２１０における厚板透磁率は、幅方向より高い。例示的実施形態では、その厚板透磁率は、幅方向２２０の厚板透磁率よりも、約２０％以上高い。別の実施形態では、圧延方向２１０の厚板透磁率は、幅方向２２０の厚板透磁率よりも、約３０％以上、又は約５０％以上、高い。

【0012】

再結晶化焼鈍中に、選択的粒成長により組織が生じ、フォルステライト層２５０が厚板２００の本体２６０上に形成され得、フォルステライト層２５０は、厚板２００の表面２３０上にある。フォルステライト層２５０は、「ガラス被膜」と呼ばれることもあるが、フォルステライト層２５０はガラスから構成されてはいない。フォルステライト層２５０は、ケイ酸マグネシウムを含む。

【0013】

図１を再度参照すると、方向性電磁鋼板２００の表面２３０は、被覆２７０で被覆され９０、被覆２７０は、図２に示されている。被覆２７０は、噴霧、圧延、浸漬、ブラシ掛け、又は任意の他の好適な適用技術により適用され得る。種々の実施形態では、被覆２７０は、厚板２００の１つの表面２３０に、又は２つ以上の異なる表面２３０に適用され得る。図２の説明では、被覆２７０は、厚板２００の上部表面及び底部表面２３０の上を被って示されているが、厚板２００の側面２３０の上を被ってはいない。しかし、種々の実施形態では、表面２３０の任意の他の組み合わせが被覆され得る。被覆２７０は、硬化被覆２７０が約１～約５０マイクロメートルの厚さを有するように適用され得る。
被覆２７０は、有機成分を含み、無機成分も同様に任意に含んでもよい。本明細書で列挙及び記載の被覆２７０の成分は、別段の指定がない限り、厚板２００に適用された状態の、硬化前の被覆２７０を意味する。硬化工程中に、化学反応が起こり、それにより、一部の成分は、硬化中に反応又は蒸発する可能性があり、そのため成分又は濃度は、もはや硬化前と同じではないことは、理解されよう。硬化後、被覆２７０は、硬化被覆２７０の総質量を基準にして、約１０～約９９質量％の量の有機成分を含み、有機成分は、放射線硬化性架橋剤から形成された高分子を含む。
被覆２７０（硬化前、前述のように）は、少なくとも１種の放射線硬化性架橋剤を含み、放射線硬化性架橋剤は、有機物である。放射線硬化性架橋剤は、不飽和二重結合などの少なくとも１種の反応性重合可能部分を有する。放射線硬化性架橋剤は、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、ポリウレタン化合物、アクリル化合物、ポリアミド化合物、ポリエステル化合物、シリコーン化合物、アルケン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され得る。しかし、別の実施形態では、他のタイプの放射線硬化性架橋剤を利用し得る。被覆２７０は、被覆の総質量を基準にして、約１０～約９０質量％の量の放射線硬化性架橋剤を含む。

【0014】

放射線硬化性架橋剤は、１種の成分を含み得るが、いくつかの実施形態では、２種以上の成分が存在する。例えば、１つのタイプの放射線硬化性架橋剤は、樹脂であってもよく、樹脂は、反応性希釈剤と組み合わせて使用してもよい。樹脂は、被覆２７０の粘度を高める傾向があり、反応性希釈剤は粘度を下げ、それによりこの２種はバランスを保ち、望ましい粘度の被覆を提供する。反応速度、高分子強度、及び多くの他の因子も同様に、放射線硬化性架橋剤の選択により、バランスされ、硬化される。使用可能な反応性希釈剤（放射線硬化性架橋剤であるもの）は、１種又は複数の不飽和の構造を有するラジカル重合性の化合物である。反応性希釈剤の例としては、限定されないが、スチレン、ビニルトルエン、ｐ－メチルスチレン、ｔ－ブチルスチレン、ジビニルベンゼン、Ｎ－ビニルピロリドン、ヒドロキシブチルビニルエーテル、ブタンジオール、ビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、フタル酸ジアリルエステル、フマル酸ジアリルエステル、トリアリルホスフェート、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルベンゼン、ジアリルビスフェノールＡ、ペンタエリスリトール及びテトラアリルエーテルが挙げられる。任意に存在してもよい、他の可能性のある反応性希釈剤としては、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタジエン（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ及びトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ及びトリ（メタ）アクリレート、エポキシ樹脂（メタ）アクリレート、エチレン又はプロピレンオキシドと、トリメチロールプロパン又はペンタエリスリトールなどのポリオールとの重付加の反応生成物の（メタ）アクリレート及びオリゴ（エチレングリコール）又はオリゴ（プロピレングリコール）の（メタ）アクリレートアクリルのようなアクリル又はメタクリル酸エステルが挙げられる。

【0015】

被覆２７０はまた、少なくとも１種の光開始剤を含む。多種多様な光開始剤を使用可能であり、これらには、限定されないが、ベンゾイン、ベンゾフェノン、ジアルコキシベンゾフェノン、４，４’－ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン（ミヒラーケトン）及びジエトキシアセトフェノンが挙げられるが、別の実施形態では、他の光開始剤も使用可能である。光開始剤は、放射線硬化性架橋剤の架橋を開始できなければならない。被覆２７０は、被覆の総質量を基準にして、約０．１～約２０質量％の量の光開始剤を含み得る。

【0016】

ケイ素化合物は、被覆２７０の任意成分である。ケイ素化合物は、被覆２７０の厚板２００への接着を改善し、ケイ素化合物は、被覆２７０中に、被覆２７０の総質量を基準にして、約０～約５０質量％の量で存在し得るが、ケイ素化合物は、別の実施形態では、約１０～約５０質量％の量で被覆２７０中に存在し得る。被覆２７０内のケイ素化合物は、部分的に加水分解された又は完全に加水分解された１種又は複数のシランであってもよい。シランは、アシルオキシシラン、アルキルシラン、アルキルトリアルコキシシラン、アミノシラン、アミノアルキルシラン、アミノプロピルトリアルコキシシラン、ビスシリルシラン、エポキシシラン、アリルシラン、フルオラルキルシラン、グリシドキシシラン、イソシアナトシラン、メルカプトシラン、アルクルシラン、モノシリルシラン、マルチシリルシラン、ビス（トリアルコキシシリルプロピル）アミン、ビス（トリアルコキシシリル）エタン、硫黄含有シラン、ウレイドシラン（例えば、３－ウレイドプロピルトリエトキシシラン及びビニルシラン）、又は他のシラン化合物であってよい。被覆２７０はまた、シランの代替物として、又は補充物として、上記シランに対応する少なくとも１種のシロキサンも含み得、従って、いくつかの実施形態では、ケイ素化合物は、シラン、シロキサン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、シラン及び／又はシロキサンは、２～５個の範囲の、Ｃ原子の鎖長を有し、放射線硬化性架橋剤との反応に好適する官能基を更に含む。

【0017】

１種又は複数の無機成分が被覆２７０中に存在してもよい。１種又は複数の無機成分は、方向性電磁鋼板２００のために有益である被覆２７０の特定の態様、例えば、耐食性、呈色、被覆の機械的安定性、熱伝導率、電気的特性、及び熱耐久性の改善を促進し得る。例示的実施形態では、無機成分は、被覆２７０中に溶液、コロイド、分散液、又は他の形態で存在し得る。例示的無機成分としては、限定されないが、炭酸塩、酸化物、ケイ酸塩、硫酸塩及び硫化物が挙げられる。粒子形態の無機粒子の場合には、粒子は、アルミニウム（Ａｌ）、バリウム（Ｂａ）、セリウム（Ｃｅ）、カルシウム（Ｃａ）、ランタン（Ｌａ）、ケイ素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、イットリウム（Ｙ）、亜鉛（Ｚｎ）及びジルコニウム（Ｚｒ）の１種又は複数を含み得る。粒子形態の無機化合物は、約２ナノメートル（ｎｍ）～３，０００ｎｍの平均粒径を有し得る。約２ｎｍ～約２５０ｎｍの粒径を有する小粒子はまた、安定化分散液として、又はゾル又はゲルの形態で含まれてもよい。被覆２７０は、被覆２７０の総質量を基準にして、約０～約６０質量％の量の１種又は複数の無機化合物を任意に含んでもよい。いくつかの実施形態では、被覆２７０は、被覆２７０の総質量を基準にして、約５質量％未満などのごくわずかな無機化合物を含む。

【0018】

無機化合物は、被覆２７０の液体特性、ならびに硬化性保護層の特性を調節するために有益であり得る。このような無機化合物の例には、酸化物、リン酸、硝酸塩、ケイ酸塩、炭酸塩、硫酸塩、及び硫化物が挙げられるが、他のタイプの化合物も被覆２７０中に含まれ得る。例えば、金属を含む無機化合物又は有機化合物が存在してもよく、このような化合物は、次の元素の１種又は複数を含む：リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、ケイ素（Ｓｉ）、セレン（Ｓｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ランタン（Ｌａ）、ガリウム（Ｇａ）、鉛（Ｐｂ）、タンタル（Ｔａ）、イットリウム（Ｙ）、セリウム（Ｃｅ）、カルシウム（Ｃａ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、マンガン（Ｍｎ）、スズ（Ｓｎ）、モリブデン（Ｍｏ）及びタングステン（Ｗ）。直ぐ上で列挙した各元素は、１種又は２種以上の無機又は有機物部分と組み合わせて、被覆２７０に任意に含めてもよく、また、被覆は、直ぐ上で列挙した元素の０、１又は２種以上を含んでもよい。本開示では、成分、部分、又は元素は、別段の指定がない限り、それが０～約１００ｐｐｍの量で存在する場合、被覆２７０には存在しないと見なされ得る。例示的実施形態では、被覆２７０はクロム（Ｃｒ）を含まず、それによりＣｒは、被覆２７０中に０～約１００ｐｐｍ（被覆２７０の総質量を基準にして、０～約０．０１質量％）の量で被覆中に存在する。

【0019】

多種多様の添加物を被覆２７０中に含めることが、有益な場合もある。添加物は、適用されたままの液体状態で、又は硬化後の固体状態で、基材湿潤、表面特性、レオロジー特性、粘度、呈色、又は多種多様の他の被覆特性を調節するために含まれ得る。被覆２７０に含まれ得る添加剤としては、限定されないが、消泡剤、分散剤、湿潤剤、艶消し剤、抗菌薬、増粘剤、着色料、などが挙げられる。０、１又は２種以上の添加物を被覆２７０に含めてもよい。

【0020】

被覆２７０はまた、０、１又は２種以上の非反応成分を含んでもよく、非反応成分は、被覆２７０の総質量を基準にして、約０～約６０質量％の量で被覆２７０中に存在してもよい。非反応成分は、通例の適用条件下で、化学反応に関与しないか、又はその成分の総質量を基準にして化学反応中の構成部分の０．１質量％未満などの無視できる程度に化学反応に関与するのみである、被覆２７０の特性を調節するために使用される全ての成分を意味する。非反応成分の例としては、限定されないが、非極性希釈剤、極性非プロトン性希釈剤、及び極性プロトン性希釈剤が挙げられる。非反応性非極性希釈剤のいくつかの例には、アルカン、シクロアルカン、ヘテロ環式化合物、芳香族化合物、エーテル、及びいくつかのハロゲン化種が挙げられる。極性非プロトン性希釈剤の例には、限定されないが、プロピレンカーボネート、アセトン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン；ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ニトロメタンなどのヘテロ原子を含む化合物、及びその他多数が挙げられる。例示的プロトン性希釈剤には、水、アルコール、ポリアルコール、有機酸、１つ又は複数のヒドロキシル基を有するその他の化合物、等が挙げられる。

【0021】

図１で示され、図２で続けて参照されるように、被覆２７０を適用後、被覆２７０は、照射され、硬化される１００。被覆は、放射線源３４０を使用して照射により厚板２００上で硬化され、放射線源は、電子線又は電磁放射線源であり得る。被覆２７０は、放射線源を備えた硬化ユニット中で硬化され得る。種々の実施形態で利用され得る放射線源の例としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、キセノンランプ、水銀ランプ又は部分的にドープされていても、されていなくてもよい他のアークランプなどの紫外放射線源が挙げられる。別の実施形態では、放射線源は、ベータ線発生装置などの電子線源である。別の実施形態では、ガンマ線発生装置も利用可能である。複数の放射線源の組み合わせも利用可能である。種々の雰囲気を硬化ユニットで利用可能である。空気は、１つの可能な雰囲気であるが、いくつかの実施形態では、窒素、アルゴン、キセノン、ヘリウム、二酸化炭素、水素、他の不活性ガス、又はこれらの組み合わせなどの他の雰囲気が望ましい場合がある。

【0022】

いくつかの実施形態では、図１及び２の参照に続けて図３で示されるように、厚板２００は、生産ライン２８０で被覆及び硬化される。図３は、生産ラインの一般概念を示すダイアグラムであるが、具体的詳細は、明確化するために、省略又は単純化されている。生産ライン２８０は、厚板２００を１つの製造工程から次に移送するのを促進するために使用される移送ローラー２９０を含む。図３の実施形態では、図１に示すように、再結晶化焼鈍ステップ８０、被覆ステップ９０、及び硬化ステップ１００が示されている。再結晶化焼鈍ステップ８０は、再結晶化オーブン３００中で実施され、再結晶化オーブン３００は、加熱要素３１２を含む。図３で示される実施形態では、厚板２００は、生産ライン２８０に沿って、再結晶化オーブン３００から被覆ステーション３１０まで移送され、被覆ステーション３１０は、塗布ローラー３２０を含む。厚板２００はその後、生産ライン２８０に沿って被覆ステーション３１０から硬化ステーション３３０まで移送され、１種又は複数の放射線源３４０を利用して、厚板２００の表面２３０上で被覆２７０が硬化される。従って、硬化ステーション３３０は、放射線源３４０を含む。移送ローラー２９０を使って厚板２００を再結晶化オーブン３００から被覆ステーション３１０まで、及び被覆ステーション３１０から硬化ステーションまで移送し得、それにより、厚板２００は、再結晶化に使用された同じ生産ライン及び工程で被覆される。厚板２００の被覆ステーション３１０から硬化ステーション３３０への移送のためのエアカーテンの使用などの追加の実施形態（図示せず）も可能である。厚板２００の被覆ステーション３１０から硬化ステーション３３０への垂直移送も、他の実施形態と同様に可能である。

【0023】

任意の熱源３５０を硬化ステーション３３０中に含めてもよく、熱の追加は、硬化工程を加速し得る。熱源３５０は、赤外線放射源、サーマル熱源（ｔｈｅｒｍａｌ ｈｅａｔ ｓｏｕｒｃｅ）、あるいは、生産ラインの再結晶化オーブン３００などの別の部分からの熱を捕捉するために使用される装置であってよい。厚板２００は、再結晶化オーブン３００を出た直後に被覆されてもよく、それにより、厚板２００は、いくつかの実施形態では、被覆後の硬化工程を加速するのに十分に熱いままであり得る。厚板２００は、（ａ）再結晶化オーブン３００、（ｂ）被覆ステーション３１０、及び（ｃ）硬化ステーション３３０のそれぞれの中で処理されている間、及びそれらの間で移送される間、同じ生産ライン２８０上のままである。従って、方向性電磁鋼板２００の製造工程は、被覆ステーション３１０及び硬化ステーション３３０を含み、そのため、生産ラインを出る最終生成物は、硬化被覆２７０を含む。厚板２００は、任意選択で、被覆及び被覆の硬化後に巻き取られてもよい。
有機成分を含む被覆２７０は、上述のように、有機成分を含まない被覆に比べて、優れた耐食性、耐湿性、及び処理能力（例えば、切削、打抜き加工、又は穿孔ステップ中に、無傷で厚板に接着したまま残存すること）を提供する。

【0024】

前述の、発明の詳細説明では、少なくとも１つの例示的実施形態が提示されたが、極めて多くの数の変形例が存在することを理解されたい。また、例示的実施形態又は複数の例示的実施形態は、例に過ぎず、本出願の範囲、適用性、又は構成を制限する意図は全くないことも理解されたい。むしろ、前述の詳細説明は、１種又は複数の実施形態の実施のために、当業者に簡便な指針を提供するものであり、これらの実施形態は、例示的実施形態で記載の要素の機能及び配置において、添付の特許請求の範囲で示される範囲から解離することなく、種々の変更をなし得るものであることは理解されよう。

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】