KR100544536B1 - 시변 전자계 전자기장 차폐성이 우수한 강판 - Google Patents

Abstract

전자기장 차폐성이 우수한 강판이 제공된다.

본 발명은, 중량%로, C+N+S: 0.0150%이하, Mn:0.1~1.0%, Si:0.5%이하, Al: 1.0%이하, P:0.06%이하, 잔부 철 및 불가피한 불순물을 포함하여 조성되고, 그 항복강도가 18kg/mm²이상이고 연신율이 40%이상인 것을 특징으로 하는 전자기장 차폐능이 우수한 강판에 관한 것이다.

본 발명의 강판은 60Hz에서 전자파(전기장 및 자기장)에 대한 차폐능이 26dB(95%이상 차폐)이상으로 건축자재용 판넬과 전자제품 케니스, 송배전 판넬 등에 사용될 수 있다

전자파 차폐, 전자기장 차폐, 강판, 항복강도, 전기도금, 연신율,

Description

시변 전자계 전자기장 차폐성이 우수한 강판 {A Steel Plate Having Superior Electric and Magnetic Shielding Property at time varying electric and magnetic field}

본 발명은 건축자재용 판넬과 전자기기 케이스, 송배전 판넬등에 사용되는 전자파 차폐 강판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 60Hz에서 저주파 전자파(전기장 및 자기장)에 대한 차폐성이 26dB(95%이상 차폐) 이상이며, 동시에 항복강도(YS)18-25Kg/㎟, 연신율 40%이상을 확보할 수 있는 강판에 관한 것이다.

최근, 전자파의 유해성이 알려지기 시작하면서 이를 차단하기 위한 방법과 재료들이 등장하고 있다. 전자파란 전자기장 성분을 가지는 파동(wave)을 말하는데, 인체에 악영향을 미치는 파를 유해파라 한다. 특히, 최근에 들어 자기적 성질을 갖는 낮은 주파수의 저주파의 인체에 대한 유해성이 부각되고 있고, 송전탑 주위의 자기장(60Hz)이 발암과의 상관성이 알려지면서 국내외적으로 큰 반향을 불러일으키고 있다.

전자파가 초래하는 발암등의 위해성 논의 이외에도, 자기적 성질을 갖는 저주파 전자파에 인체가 장기간 노출되면 인체 내에 유도전류가 생성되어 세포막내에 존재하는 Na+, K+, Cl- 등의 각종 이온의 불균형을 초래하여, 호르몬 분비 및 면역 세포에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 또한, 자기장은 인체의 수면과 관련 있는 멜라토닌의 분비량을 변화시켜 장기 노출시 불면증과 등과 관계된다는 연구 결과가 보고되고 있다. 이에 따라, 세계 각국은 전자파 노출한계를 설정하고 전자기기에서 나오는 전자파의 규제를 전자기기의 수출 장벽으로도 활용하고 있는데, 예를 들어, 모니터의 경우 자기누설이 2mG 이상이면 스웨덴등 유럽 지역으로의 수출은 불가능하게 된다.

동일한 근거로, 국내에서도 전자파 규제치를 법령으로 설정하는 법안( 전자파 인체보호 기준안, 정통부 고시 2000-91)이 고시되어 전기장과 자기장의 주파수 대역별 노출한계를 규정하고 있으며, 아울러, 전자파를 환경오염원으로 규제하고자 하는 법안이 입법예고 되고 있다(환경부 공고 제2001-77호).

그러나 상기와 같은 문제를 초래하는 전자파를 차폐하기 위해서는 설비적 차폐기술은 물론 재료적 차폐기술이 병행되어야 하는데, 설비적 차폐 구조에 관한 기술로는 차폐방(shield room)을 구성을 제시하고 있는 미국특허 등록 2001-6282848, 일본 특허공개 평7-32136등을 들 수 있다. 그리고 현재 전자파 차단재로서는 주로 동 (일본 특허 공개 2001-217589)등 전도성이 우수한 재료가 사용되고 있으나 이는 고주파(1 kHz 이상) 전자파에만 효과적이다.

한편, 최근 문제가 되는 일반 전원용 주파수(60Hz)에서의 전자파는 저주파로 서 시간에 따라 변화하는 시변(time varing) 전기장 및 자기장 성분으로 구성된다. 따라서 시변 전기장과 시변자기장을 함께 고려한 차폐 기술이 요구되고 있다. 그러나 현재까지 시변 전자기장을 효과적으로 차폐하는 강판에 관한 실용화 기술이 개발되어 있지 못한 실정이다.

이와 관련된 기술로는 강판의 높은 투자율을 이용한 자기장 차폐 강판이 있을 수 있다. 그러나 종래에 제안된 기술들은 지구 자계와 같은 정자자계의 변화에 따른 TV와 모니터의 색변조를 막기 위한 정자계 차폐강판(일본 특허 공개 10-208670, 일본 특허 공개 평10-96067, 국제특허 PCT WO97/11204)으로서, 이는 정자계(static magnetic filed)하에서의 강판의 보자력, 투자율 등을 얻기 위한 것으로 이는 시변 자계에 대한 고려와 전기장에 대한 고려가 없어 전자파 차폐재와는 다소 거리가 있다.

또한, 최근의 전자파 차폐 요구에 따라 건축물의 자기장 차폐를 위한 구조용 강판으로서 규소 강판의 조성을 이용한 열연 후판 등이 제시되고 있다.(일본 특허 공개2001-107201,107202) 그러나 상기 강판들도 규소강판의 높은 정자계하의 투자율 만을 고려하였고, 전기장에 대한 기재가 없으며 냉연 강판이 아니라 열연 강판이므로 가공성, 도금성등에 대한 고려가 되지 않고 있다.

한편, 본 발명자들도 저주파에서 자기장 차폐능이 뛰어난 강재를 대한민국 특허출원 제1999-0052018호로 제시한 바 있다. 그러나 이 특허출원에 제시된 발명은 정자계 정자계(static magnetic filed)하에서 측정한 투자율과 전도도를 기준으 로 얻은 예상 차폐능에 대한 것이므로 실제 차폐능과 차이가 있어 적용에 한계가 있었으며 시변자계 (time varing magnetic field) 하에서의 차폐평가가 필요하였다.

이에 따라, 주파수에 따른 강판의 자기장 차폐능을 실기 측정하는 기술(한국특허2000-79907,80886)이 개발되어 현재 차폐재 실기 평가에 활용되고 있다.

강판의 차폐효율(shieldind efficiency)과 차폐효과(shield effect)는 통상 다음과 같은 방식으로 구해진다.

자기장 차폐효율 = (인가 자기장- 투과 자기장)/(인가 자기장)*100

전기장 차폐효율 = (인가 전기장- 투과 전기장)/(인가 전기장)*100

또는 차폐능을 표현하는 다른 단위인 데시벨(dB)로서 다음과 같이 차폐효과를 표현 할 수 있다.

자기장 차폐효과 [dB] = -20log(투과 자기장/ 인가 자기장)

전기장 차폐효과 [dB] = -20log(투과 전기장/ 인가 전기장)

즉, 차폐효율이 90%(1/10로 전자파감소)인 차폐재의 차폐능은 20dB에 해당되며 차폐효율 95%(1/20로 전자파 감소)인 차폐재의 차폐능은 약 26dB에 해당된다.

또한, 본 발명자들은 전자파 차폐능이 있는 냉연강판 표면에 원적외선 분말을 코팅하는 바이오 웨이브 강판을 대한민국 특허출원 제2000-81056호로 출원한 바 있다. 상세하게 설명하면, 상기 특허출원에서는, 시변자계 자기장에 대한 차폐능 향상, 즉 시변자계하에서 높은 투자율을 얻기 위해, 탄소함량 0.02%이하인 냉연강판과 Si가 0.5-3.5 중량 % 포함된 규소강판을 바이오 웨이브강판의 전자파 차폐소재로 규정하고 있다.

그러나 일반 냉연강판에서 탄소함량이 0.02%이하로 감소하면, 강재조직의 입자크기(grain size)가 조대해지고 탄화석출물과 탄소고용으로 인해 스트레인(strain)이 작아져 전자파 차폐성은 우수해지지만, 강도는 하락하기 때문에 적절한 강도가 요구되는 건자재 및 가구용 판넬 소재로는 적용이 곤란하다.

한편, Si=0.5-3.5중량%의 규소강판은 자기장 차폐능은 매우 높지만 전기장 차폐능에 있어서 불리하며, 특히 강도가 너무 높고 가공성이 매우 불량(연신율 40%미만)하여 가공성이 요구되는 건자재 및 가전용 판넬 소재로 적용하는 데는 많은 문제가 있다. 그리고 규소 강판은 강판을 적층하여 자기코어 재료로 활용되고 있는데 자기코어 재료로서 와전류 손실을 최소화 하기 위하여 그 표면에는 전기 절연 물질이 피복되므로 아연도금 등 내식성을 부여하기 위한 도금을 할 수 가 없다. 또한 일반 냉연 공정(소둔온도 900℃이하) 달리 고온 소둔(900℃이상)을 특수 열처리 로에서 하므로 가격이 매우 높다는 단점이 있다. 상기와 같은 이유로 규소 강판은 건자재 및 가전용 판넬 소재로는 적합하지 않다.

특히, 최근 들어 전자파 차폐재의 용도가 다양해 지면서 구조용 재료의 적당한 강도(항복강도 18-25kg/mm2)를 가지면서 전자파 특성(95%이상 차폐=26dB이상)을 보다 향상 시킨 제품이 요구되고 있다.

이에, 본 발명자들은 상기한 종래기술의 문제를 해결하기 연구와 실험을 거듭하였으며, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 항복강도(YS) 18-25Kg/㎟, 연신율 40% 이상을 가지면서 60Hz에서 시변 전자계에 의한 실기 차폐능이 두께 1 mm 기준하여 95%이상(26dB이상)인 강판을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 설명한다.

먼저, 본 발명에서의 전기장과 자기장의 차폐 원리에 대하여 설명한다.

본 발명은 전류에 의하여 발생되는 자기장과 전압에 의하여 발생하는 전기장을 모두 차폐할 수 있는 고차폐능 강판에 관한 것으로, 저주파에서 전자파는 전기장과 자기장과 분리되며 이를 각각 차폐하여야 한다.

저주파에서 자기장의 차폐능은 자속의 경로(이하, 자로라고 함)변경과 와전류 손실(eddy current loss)에 의해 결정된다. 여기서, 자로 변경이란 어떤 유해 자기장이 차폐재에 입사될 때 차폐재가 자기장의 흐르는 길을 만들어 주어 자기장 이 특정 구역안으로 들어오지 못하고 차폐재 표면을 통해 다른 쪽으로 흐르도록 만드는 것을 말하며, 와전류 손실이란 자기장이 파동 형태로 들어오면 이 자기장을 없애려는 방향으로 와전류(맴돌이전류, eddy current)가 생성되어 강판표면에서 열에너지로서 손실되는 것을 말한다. 이러한 자로 변경에는 높은 투자율을 가진 재료 일수록 유리하다. 또한 저주파에서 발생하는 와전류 손실은 통상적으로 재료의 전기전도도와 투자율이 클수록 높아지므로 60 Hz에서의 투자율과 전도도가 높은 강판이 저주파 자기장 차폐특성이 우수해지는 것이다.

전기장은 전류가 흐리지 않는 공간에서도 전압차가 생기면 전기장이 유기되며, 이러한 전기장을 차폐하기 위해서는 차폐공간내에 등전위가 되는 것이 중요하다. 그런데 차폐공간내에서 전위차가 생기지 않을려면 차폐재의 전도도가 높을 수록 유리하므로 차폐재료의 체적 전도도가 높을수록 바람직한 것이다.

그런데 본 발명자들이 경험한 바에 의하면 전도도와 투자율을 전자파와 같은 시변 전자계로 정확하게 측정하는 것은 매우 어렵고 측정을 위한 시료 준비과정에서 오차가 많이 발생하였다. 따라서 본 발명자들은 강판의 전기장과 자기장에 관한 차폐능을 실기 측정하여 차폐능이 우수한 강판의 개발에 이용하였다.

상세하게 설명하면, 본 발명자는 시변 자계에 의해 자기장 차폐능을 측정하는 장치(대한민국특허2000-79907,80886)를 사용하여 저주파 자기장 차폐능을 평가하였다. 또한 시변 전계에 대한 차폐능은 차폐공간 외부에 60H에서 1200 volt/m의 전압원(voltage source)를 위치시키고 차폐재로 차폐공간을 만들고 차폐공간 내부 에서 차폐재가 있을 때와 없을 때의 전기장의 강도의 비를 측정하여 차폐능을 구하였다.

한편, 철(Fe)은 강자성체로서 강도, 내식성등의 향상을 목적으로 다양한 합금원소가 첨가되거나 탄소함량, 결정입도등이 변화될 수 있기 때문에, 시변자계(60Hz)하의 최대투자율과 전도도 또한 크게 달라져 차폐특성이 달라지게 된다. 그리고 성분계 및 제조조건에 따라 고용강화, 입자미세화등 잘 알려진 재료 강화기구로 인하여 기계적 특성도 크게 달라진다.

본 발명자들은 건자재 및 가구용 판넬에 적합한 강도, 즉 항복강도(YS) 18-25Kg/㎟를 가지면서 전자기장에 대한 차폐능이 95%(26dB)이상인 강종을 확보하기 위하여 성분계를 변화시키면서 차폐능과 강도를 측정하는 시험험을 거듭한 결과, 각 성분이 전자기장 차폐능과 강도에 미치는 영향을 정립할 수 있었다. 특히, C, N, S, Si, Al, Mn 및 P등이 차폐능과 강도등을 크게 변화시킨다는 것을 알게 되었으며, 그 최적 성분계를 도출할 수 있었다.

따라서 본 발명은, 중량%로, C+N+S: 0.0150%이하, Mn:0.1~1.0%, Si:0.5%이하, Al: 1.0%이하, P:0.06%이하, 잔부 철 및 불가피한 불순물을 포함하여 조성되고, 그 항복강도가 18kg/mm²이상이고 연신율이 40%이상인 전자기장 차폐능이 우수한 강판에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 강 조성성분 및 그 제한사유를 설명한다.

전자파 차폐능은 N,C,S등 침입형 원소 또는 석출물을 만드는 원소의 함량에 의하여 크게 좌우된다. 또한 탄소, 질소, 유황과 같은 원소는 강중에서 침입형 원소로 작용하여 함량이 증가함에 따라 내부의 스트레인(strain)이 증가하고 Fe₃C, AlN, MnS등의 석출물을 생성하기 때문에 강도를 높일 수 있다.

그러나 이와 같은 스트레인(strain)의 증가와 석출물의 생성은 투자율과 전도도를 크게 저하시켜 전자기장 차폐 특성을 크게 저하시키므로 침입형 원소를 첨가하여 강도를 확보하면서 95% 이상의 높은 차폐능을 얻는다는 것은 매우 어렵다.

따라서 본 발명에서는 전자기장의 차폐특성에 치명적인 영향을 주는 C+N+S의 합은 0.015중량% 이하로 제한된다.

전자기장 차폐능과 가공성 확보를 위해 보다 바람직하게는, C와 N의 함량을 각각 0.0030%이하, S의 함량을 0.0090%이하로 제어하는 것이다.

상기와 같이 침입형 원소인 C,N 및 S의 함량을 최소조건으로 하면 재료의 강도저하를 초래하므로 다른 원소를 첨가하여 고용강화에 따른 강도증가를 유도하여야 한다. 그러나 강도증가를 위하여 첨가하는 원소가 투자율이나 전도도를 너무 저하시키면 전자기장 차폐능을 저하시킬 수도 있으므로 그 첨가원소 및 첨가량을 제한할 것이 요구된다.

먼저, 본 발명의 강판은 Si를 포함한다. Si은 그 첨가량을 증대함에 따라 강판의 강도를 효과적으로 증가시킬 수 있으나, 자기장 차폐능은 그 첨가량에 따라 다소 감소한다. 특히, Si 함량이 0.5%를 넘게 되면 연신율이 크게 감소할 뿐만 아니라 자기장 차폐능도 현저히 저하되어 가공성이 요구되는 건자재 및 가전용 전자파 차폐 판넬 용도로 부적합하다. 따라서 본 발명에서는 Si의 첨가량을 0.5%이하로 제한한다.

한편, Si을 0.5%이상으로 함유하는 통상의 고규소강판에서는 Si 함량이 높은 것이 투자율이 높으므로 자기장 차폐능이 우수할 것으로 예상되지만 본 발명에서는 이와 같은 효과를 거둘 수 없다. 왜냐하면 본 발명의 강판은 규소강판 고유의 고온소둔을 거치지 않고 일반 냉연공정에 따라 제조되기 때문이다.

Al은 자기장과 전기장 차폐능을 크게 저하시키지 않으면서 강도를 증가시킬 수 있는 원소로서 본 발명에서는 그 함량을 1.0%이하로 제한한다. 왜냐하면 그 함량이 1.0%를 초과하면 전기장 및 자기장 차폐능이 크게 낮아질 뿐만 아니라 연신율도 40%미만으로 되어 본 발명의 용도로 부적합하기 때문이다.

Si과 Al은 전자기장 차폐능과 기계적 성질등에서 유사한 거동을 나타내는데,이는 이들 원소들이 강판의 투자율 및 전도도에 미치는 영향이 유사할 뿐만 아니라 그 강화기구(strengthening mechanism)도 유사한 것에 기인하는 것으로 판단된다.

Mn은 그 첨가에 따라 전기장 차폐능은 거의 변화하지 않는데, 이는 Mn첨가에 따라 전도도가 거의 변화하지 않기 때문인 것으로 판단된다. 그러나 기계적 성질과 자기장 차폐능은 첨가량에 따라 크게 변화한다.

본 발명에서 Mn이 0.1%이상 첨가되면, 전반적으로 자기장 차폐능이 우수(26dB이상)하고 연신율(40%이상)도 우수하며, 또한, 적당한 강도(항복강도 18 kg/mm²)를 나타낸다. 그러나 Mn이 1.1%이상으로 첨가되면 자기 차폐능이 더 이상 증가하지 않고 감소하며 연신율도 다소 감소한다.

이를 고려하여, 본 발명에서는 Mn첨가량은 0.1-1.0%로 제한한다.

P는 그 첨가에 따라 0.06%까지는 전기장 차폐능과 자기장 차폐능에 큰 변화가 없다. 그러나 0.06%이상 첨가하면 강도가 25kg/mm²이상으로 비이상적으로 증가하고 차폐능도 저하할 수 있으므로, 본 발명에서는 P의 첨가량을 0.06중량% 이하로 제한한다.

그외 Ti,V,Nb 등이 첨가되면 입경(grain size)이 미세해지면서 저주파 자기장 특성을 크게 해치므로 Ti ,V,Nb와 같은 입자 미세화 원소는 가능한 범위에서 최대로 억제하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에서는 상기와 같이 조성된 강판에 내식성을 부여하기 위하여 그 표면에 전기도금에 의한 도금층을 형성하고 있음이 바람직하다.

상기 조성의 강판을 아연등을 전기도금하여 그 표면에 도금층을 형성하더라도, 도금전과 동일한 전자기장 차폐능의 발휘할 수 있는데, 이는 그 형성된 도금층 의 두께가 작을 뿐만 아니라 도금되는 아연이 비자성 물질로 자기적 성질을 거의 띄지 않기 때문인 것으로 판단된다.

또한, 본 발명에서는 상기와 같이 조성된 강판에 색상을 부여하기 위하여, 그 표면에 유기수지 코팅층을 형성 할 수 있다.

즉, 본 발명에서는 강판에 색상안료를 포함하고 있는 폴리에틸렌, 아크릴등 유기 수지도장처리(소위 PCM 도장:Pre coted Metal)를 하여도 전자기장 차폐능, 기계적 성질이 그대로 유지되는데, 이는 유기수지 및 수지에 들어가는 안료는 비자성 물질로 25㎛정도의 극박 도장을 하기 때문에 차폐능에 변화를 주지 않은 것으로 생각된다.

또한, 본 발명에서는 상기와 같이 조성된 강판에 원적외선 방사기능을 부여하기 위해 그 표면에, 원적외선 방사효율이 0.9이상인 원적외선 방사분말을 함유한 두께 15~60㎛의 코팅층을 형성 할 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 원적외선 분말은 그 비표면적이 1m²/g이상이고, Mg(OH)₂성분이 17~99%포함되어 이루어진 것을 이용하는 것이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

(실시예 1)

N, C 및 S와 같은 침입형 원소들이 전자기장 차폐능에 미치는 영향을 영향을 알아보기 위해, 표 1과 같이, 질소, 탄소 및 유황의 함량을 달리하여 조성되는 강성분 30kg을 각각 진공 용해시켜 용해재를 얻었다. 여기서 Tr. 이란 의도적으로 첨가하지 않은 성분을 나타낸다.

이러한 용해재들을 1250℃에서 재가열한 후, 압연종료온도 900℃로 열간압연하여 2mm 두께의 열연강판을 제조하였으며, 이어 산세를 통하여 열연 스케일을 제거하였다. 그리고 이러한 산세된 열연강판들을 50%의 압하율로 냉간압연하여 1 mm 두께로 만들고, 이어 자체 보유한 연속소둔 시뮬레이터를 사용하여 850℃온도로 소둔하여 냉연강판들을 제조하였다.

이렇게 제조된 각각의 냉연강판들을 전자기장 차폐능 분석 장치를 사용하여 60Hz에서의 전자기장 차폐능을 분석하여 그 결과를 표 1에 나타내었으며, 아울러 만능시험기로 항복강도, 연신율 등의 기계적 특성을 측정하여 그 결과를 또한 표 1에 나타내었다.

	성분(중량%)						자기장 차폐능 (dB)	전기장 차폐능 (dB)	항복 강도 (Kg/mm2)	연신율 (%)
	C	N	S	Si	Al	Mn
비교예1	0.0025	0.0015	0.0080	Tr.	Tr.	Tr.	28.3	41.4	14.8	51
비교예2	0.0100	0.0030	0.0080	Tr.	Tr.	Tr.	16.2	40.4	22.1	43
비교예3	0.0025	0.0080	0.0080	Tr.	Tr.	Tr.	21.3	41.0	20.8	42
발명예1	0.0020	0.0020	0.0080	0.2	Tr.	0.2	27.9	40.1	22.3	43
발명예2	0.0025	0.0025	0.0090	0.1	Tr.	0.1	27.7	40.1	18.7	46
비교예4	0.0020	0.0020	0.0160	0.2	Tr.	0.2	23.9	40.1	25.1	39
비교예5	0.0030	0.0080	0.0100	0.2	Tr.	0.2	22.2	39.9	25.3	38
비교예6	0.0100	0.0025	0.0080	0.2	Tr.	0.2	15.4	39.8	27.2	36

표 1에 나타난 바와 같이, C+N+S를 0.0150중량%이하로 유지하면서 Si과 Mn등의 치환형 원소가 적당량 함유된 본 발명예(1~2)의 경우, 모두 전기장과 자기장 차폐능이 26dB(95%차폐효율) 이상으로 우수하였으며, 항복강도가 18 kg/mm² 이상이고 그 가공성( 연신율 40%이상 )도 우수하였다.

이에 반하여, N,C 및 S의 함량이 전반적으로 매우 낮은 비교예 1의 경우는, 전기장과 자기장 차폐능은 매우 양호하지만 강도가 너무 낮아 본 발명의 용도로는 부적합함을 알 수 있다.

또한, N,C 및 S의 함량이 본 발명범위보다 높은 비교예(2~6)은 그 강도는 높아지지만 자기 차폐능이 크게 저하하고 전기장 차폐능도 다소 저하함을 알 수 있 다.

(실시예 2)

Si와 Al의 첨가가 전자기장 차폐능과 기계적 성질에 미치는 영향을 알아보기 위해, 표 2와 같이 Si와 Al 함량을 달리하여 조성되는 강성분 30kg을 진공용해시켜 용해재를 각각 얻었다. 여기서 Tr. 이란 의도적으로 첨가하지 않은 성분을 나타낸다.

이러한 용해시료를 1250℃에서 재가열한후, 압연종료온도 900℃로 열간압연하여 2mm두께의 열연강판들을 제조하였으며, 이어, 산세를 통하여 열연스케일을 제거 하였다. 그리고 산세된 열연강판들을 50%의 압하율로 냉간압연하여 1 mm두께로 만들고 자체 보유한 연속 소둔 시뮬레이터를 사용하여 850℃ 온도로 소둔하여 냉연 강판을 제조하였다.

이렇게 제조된 각각의 냉연강판을 전자기장 차폐능 분석 장치를 사용하여 60Hz에서의 전자기장 차폐능을 분석하여 그 결과를 표 2에 나타내었으며, 만능시험기로 항복강도, 연신율등의 기계적 특성을 측정하여 그 결과를 또한, 표 2에 나타내었다.

	성분(중량%)						자기장 차폐능 (dB)	전기장 차폐능 (dB)	항복 강도 (Kg/mm2)	연신율 (%)
	C	N	Si	Al	Mn	P
발명예 3	<0.003	<0.003	0.2	Tr.	0.2	Tr.	27.9	40.1	22.3	43
발명예 4	<0.003	<0.003	0.4	Tr.	0.2	Tr.	26.8	38.4	24.8	41
비교예 7	<0.003	<0.003	0.6	Tr.	0.2	Tr.	25.5	37.9	27.5	39
비교예 8	<0.003	<0.003	0.8	Tr.	0.2	Tr.	22.7	37.9	29.2	36
발명예 5	<0.003	<0.003	Tr.	0.4	0.2	Tr.	26.6	39.8	21.4	45
발명예 6	<0.003	<0.003	Tr.	0.8	0.2	Tr.	26.1	38.6	21.2	43
비교예 9	<0.003	<0.003	Tr.	1.2	0.2	Tr.	25.4	37.5	24.5	38
비교예 10	<0.003	<0.003	Tr.	1.6	0.2	Tr.	24.1	36.7	26.2	36

표 2에 나타난 바와 같이, C, N 및 S 첨가량의 합이 본 발명범위내이고 기타 내로 Si와 Al등의 첨가량이 적당하게 제어된 본 발명예(3~6)은 모두 모두 전기장과 자기장 차폐능이 26dB(95%차폐효율) 이상으로 우수하였으며, 항복강도가 18 kg/mm² 이상이고 그 가공성( 연신율 40%이상 )도 우수하였다.

이에 반하여, Si 함량이 0.5%를 초과하는 비교예(7~8)은 연신율이 크게 감소할 뿐만 아니라 자기장 차폐능도 현저히 저하되어 가공성이 요구되는 건자재 및 가전용 전자파 차폐 판넬 용도로 부적합함을 알 수 있다.

또한, Al의 함량이 1.0%를 초과하는 비교예(9~10)은 그 강도가 증가되나 전기장 및 자기장 차폐능도 낮고 연신율도 40%미만으로 본 발명의 용도로 부적합함을 알 수 있다.

(실시예 3)

표 3과 같이 Mn, P 함량을 달리하여 조성되는 강성분 30kg을 진공용해시켜 용해재를 각각 얻었다. 여기서 Tr. 이란 의도적으로 첨가하지 않은 성분을 나타낸다.

이러한 용해재들을 1250℃에서 재가열한 후, 압연종료온도 900℃로 열간압연을 하여 2mm두께의 열연강판을 제조하였으며, 이어, 산세를 통하여 열연스케일을 제거하였다. 그리고 산세된 열연강판을 50%의 압하율로 냉간압연하여 1 mm두께로 만들고 자체 보유한 연속 소둔 시뮬레이터를 사용하여 850℃ 온도로 소둔하여 냉연 강판을 제조하였다.

이 냉연 강판을 전자기장 차폐능 분석 장치를 사용하여 60Hz에서의 전자기장 차폐능을 분석하여 그 결과를 표 3에 나타내었으며, 만능시험기로 항복강도, 연신율등의 기계적 특성을 측정하여 그 결과를 또한, 표 3에 나타내었다.

	성분(중량%)						자기장 차폐능 (dB)	전기장 차폐능 (dB)	항복 강도 (Kg/mm2)	연신율 (%)
	C	N	Si	Al	Mn	P
발명예 7	<0.003	<0.003	0.2	Tr.	0.1	Tr.	27.3	40.1	23.5	41
발명예 8	<0.003	<0.003	0.2	Tr.	0.3	Tr..	27.7	40.0	21.8	45
발명예 9	<0.003	<0.003	0.2	Tr.	0.5	Tr.	27.9	40.0	19.5	48
발명예 10	<0.003	<0.003	0.2.	Tr.	0.7	Tr.	26.0	39.9	21.3	43
비교예 11	<0.003	<0.003	0.2	Tr.	0.9	Tr..	24.7	39.9	23.5	40
발명예 11	<0.003	<0.003	Tr.	Tr.	0.7	Tr.	26.6	40.3	21.4	45
발명예 12	<0.003	<0.003	Tr.	Tr.	0.9	Tr..	26.1	40.1	23.1	41
비교예 12	<0.003	<0.003	Tr.	Tr.	1.1	Tr.	25.4	40.1	25.2	38
발명예 13	<0.003	<0.003	0.3	0.3	0.2	Tr.	26.2	38.5	24.1	42
발명예 14	<0.003	<0.003	0.3	0.3	0.2	0.04	26.0	38.2	24.7	41
비교예 13	<0.003	<0.003	0.3	0.3	0.2	0.08	23.8	38.2	27.3	36

표 3에 나타난 바와 같이, C, N, S 첨가량 뿐만 아니라 Mn, P등이 적당량 첨가된 본 발명예(7~12)의 경우, 자기장 차폐능이 우수(26dB이상)하고 연신율(40%이상)도 우수할 뿐만 아니라 적당한 강도(항복강도 18 kg/mm²)를 나타내었다.

이에 반하여, Mn 함량이 0.8%를 초과하는 비교예(11~12)는 자기 차폐능이 좋 지 않고 연신율도 다소 열화되며, P 첨가량이 0.06%를 초과한 비교재13의 경우에도 연신율 저하와 차폐능 저하로 본 발명에 부합되는 용도로 이용될 수 없음을 알 수 있다.

(실시예 4)

실시예 1,2,3에서 제조된 냉연 강판 표면에 전기아연도금 시뮤레이터에서 작업 조건(부착량 15 g/m², 온도 65℃) 으로 전기적으로 아연 도금처리한 결과 전자기장 차폐능, 기계적 성질등이 거의 변화하지 않았다. 이는 도금층의 두께가 매우 작고(2.5마이크로미터) 도금되는 아연이 비자성 물질로 자기적 성질을 거의 띄지 않기 때문으로 판단된다. 그러므로 개발된 냉연 소재는 전기도금처리하여 내식성이 부여된 상태에서도 동일한 전자기장 차폐능의 발휘가 가능함을 확인 하였다.

상술한 바와 같이, 본 발명은, 침입형 원소인 C,N,S 함량뿐만 아니라 Si, Al등의 첨가량을 적정치로 제한함으로써 전자기장 차폐능이 우수함과 아울러, 우수한 강도와 가공성을 가지고 있어 건축 자재용 판넬과 전자제품 케니스, 송배전 판넬 등에 사용되는 전자파 차폐 강판 제조에 유용하게 적용될 수 있는 것이다.

Claims (7)

1. 중량%로, C: 0.0030%이하, N:0.0030%이하, S:0.0090%이하, C+N+S: 0.0150%이하, Mn:0.1~1.0%, Si:0.5%이하, Al: 1.0%이하, P:0.06%이하, 잔부 철 및 불가피한 불순물을 포함하여 조성되고, 그 항복강도가 18kg/mm²이상이고 연신율이 40%이상인 것을 특징으로 하는 시변 전자계 전자기장 차폐능이 우수한 강판
2. 삭제
3. 제 1항의 있어서, 전자기장 실기 차폐능이 두께 1 mm 기준하여 26dB 이상인 것을 특징으로 하는 시변 전자계 전자기장 차폐능이 우수한 강판
4. 제 1항에 있어서, 상기 강판 표면에 전기도금에 의한 아연도금층이 형성되어 있음을 특징으로 하는 시변 전자계 전자기장 차폐능이 우수한 강판
5. 제 4항의 있어서, 상기 아연도금층위에 유기수지 코팅층이 형성되어 있음을 특징으로 하는 시변 전자계 전자기장 차폐능이 우수한 강판
6. 제 4항에 있어서, 상기 아연도금층위에 원적외선 방사효율이 0.9이상인 원적외선 방사분말 코팅층이 15~60㎛의 두께로 형성되어 있음을 특징으로 하는 시변 전자계전자기장 차폐능이 우수한 강판
7. 제 6항에 있어서, 상기 원적외선 분말은, 그 비표면적이 1m²/g이상이고, Mg(OH)₂성분이 17~99%포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 시변 전자계 전자기장 차폐능이 우수한 강판