KR100918642B1 - Methode for measuring coating strength of tention insulting coationg layer of oriented electric steel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방향성 전기강판의 장력 절연피막의 코팅력을 측정하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속염 용액, 콜로이달 세라믹 물질, 전이금속 산화물, 및 pH가 6.2 이하인 산을 수지 존재하에서 혼합하여 절연피막 조성물을 제조하는 단계; 상기 절연피막 조성물을 방향성 전기강판의 양면에 도포한 후, 가열처리하여 장력 절연피막이 형성된 시편을 제조하는 단계; 상기 시편의 일면에 코팅지를 도포한 후 알칼리 금속의 수산화물과 물을 혼합시켜 제조된 용출용액에 상기 시편을 침지시켜 코팅지가 도포되지 않은 일면의 장력 절연피막을 용출시키는 단계; 및 상기 시편을 냉각한 후 급속 건조시킨 다음 코팅지를 제거하여 시편의 휨 정도를 측정하는 단계를 포함한다. The present invention relates to a method for measuring the coating force of the tension insulating film of a grain-oriented electrical steel sheet, and more specifically, to a metal salt solution, a colloidal ceramic material, a transition metal oxide, and an acid having a pH of 6.2 or less by mixing in the presence of a resin Preparing a coating composition; Applying the insulating coating composition to both sides of the grain-oriented electrical steel sheet, followed by heat treatment to prepare a specimen having a tension insulating coating formed thereon; Coating the coated paper on one surface of the specimen and then immersing the specimen in an elution solution prepared by mixing an alkali metal hydroxide and water to elute the tension insulating film on one surface of the coated paper; And cooling the specimen and then rapidly drying and removing the coated paper to measure the degree of warpage of the specimen.
본 발명에 따른 방향성 전기강판의 장력 절연피막의 코팅력을 측정하는 방법은 절연피막의 특성을 개선시켜 장력 절연피막의 코팅력을 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다. The method of measuring the coating force of the tension insulating film of the grain-oriented electrical steel sheet according to the present invention has the advantage of accurately measuring the coating force of the tension insulating film by improving the characteristics of the insulating film.
방향성, 절연피막, 전기 강판, 피막, 측정방법 Directional, insulating film, electrical steel sheet, film, measuring method
Description
본 발명은 방향성 전기강판의 장력 절연피막의 코팅력을 측정하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방향성 전기강판에 형성된 장력 절연피막의 코팅력을 정확하게 측정할 수 있는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for measuring the coating force of the tension insulating film of the grain-oriented electrical steel sheet, and more particularly to a method of accurately measuring the coating force of the tension insulation film formed on the grain-oriented electrical steel sheet.
통상 방향성 전기강판이란 Si 성분 3.1%을 포함하는 것이 특징인 것으로 결정립의 방위가 (110)(001) 방향으로 정열된 집합조직을 가지고 있으며 이 제품은 압연방향으로 극히 우수한 자기적 특성을 가지고 있으므로 이 특성을 이용하여 변압기, 전동기, 발전기 및 기타 전자기기 등의 철심 재료로 사용된다. Usually, oriented electrical steel sheet is characterized by containing 3.1% of Si component. It has an aggregate structure in which the grain orientation is aligned in the (110) (001) direction, and this product has very excellent magnetic properties in the rolling direction. It is used as a core material for transformers, electric motors, generators and other electronic devices.
이러한 방향성 전기강판은 일반적으로 2 내지 4%의 Si와 입성장 억제제로 AlN 및 MnS를 함유하는 강을 이용하여 (열간압연) (예비소둔) (1회 또는 소둔이 낀 2회 냉간압연) (탈탄소둔) (MgO 주성분의 소둔분리제 도포) (고온 마무리소둔) (절연코팅 및 평탄화 소둔) 등의 공정을 거처서 제조되는데, 여기서 '절연코팅 및 평탄화소둔'은 방향성 전기강판 1차 코팅 위에 재코팅을 시행한 후 소둔하는 공정을 말하며 소둔 후 냉각과정에서 피막과 소재와의 열팽창 계수차에 의해 부가되는 인장응력으로 소재의 자기적 특성을 향상시키는 역할을 한다. These oriented electrical steel sheets are generally (hot rolled) (pre-annealed) (once or two cold rolls subjected to annealing) (decarburization) using steel containing 2 to 4% Si and AlN and MnS as grain growth inhibitors. Annealed) (MgO main component annealing separator applied) (hot finish annealing) (insulation coating and planarization annealing), etc., where the 'insulation coating and planarization annealing' is recoated on the primary coating of oriented electrical steel sheet It refers to the process of annealing after implementation, and it improves the magnetic properties of the material by the tensile stress added by the thermal expansion coefficient difference between the film and the material in the cooling process after annealing.
우수한 절연코팅은 기본적으로 외관에 결함이 없는 균일한 색상을 가져야 하지만, 기능성을 부여하려는 여러 가지 기술의 접목에 의하여 전기절연성을 향상시키고 피막의 밀착성을 강화시키는 것이 주로 이용되는 기술이었다. 그러나 최근 고자속밀도급의 방향성 전기강판이 상용화되면서 최종 절연피막의 고장력화를 추구하게 되었고 실제 고장력 절연피막이 최종제품의 자기적 특성 개선에 크게 기여함이 확인되었다. Excellent insulation coating should basically have a uniform color without defects in appearance, but the technique was mainly used to improve the electrical insulation and enhance the adhesion of the film by incorporating various techniques to give functionality. However, with the recent commercialization of high magnetic flux density oriented electrical steel sheets, the high tensile strength of the final insulating film has been pursued, and it has been confirmed that the high tensile insulating film contributes to the improvement of the magnetic properties of the final product.
방향성 전기강판의 제조공정은 통상적으로 제강에서의 성분조정, 연주슬라브(continuous casting slab) 제조, 재가열 및 열간압연, 열연판소둔 및 냉간압으로 두께조정, 탈탄 및 질화소둔, 2차 재결정을 위한 고온소둔 및 최종 절연코팅공정으로 제조되는 것이다. 이러한 제조공정은 대량 생산을 목적으로 하고 있으며, 고온소둔 공정은 대량 생산체제의 중요한 인자이다. The manufacturing process of oriented electrical steel sheet is usually made of steel in steelmaking, continuous casting slab production, reheating and hot rolling, thickness adjustment by hot roll annealing and cold pressure, decarburization and nitride annealing, and high temperature for secondary recrystallization. It is manufactured by annealing and final insulation coating process. This manufacturing process is aimed at mass production, and the high temperature annealing process is an important factor of the mass production system.
최근 고자속밀도급의 방향성 전기강판 생산이 방향성 전기강판생사의 중심이 되고, 박물제품화로 생산비의 중심이 이동하면서 더욱 우수한 자기적 특성의 확보가 핵심 기술이며 이러한 자성개선의 하나로 절연피막의 고장력화에 의한 자성 개선의 기능적인 새로운 역할이 부가되고 있다. In recent years, the production of high magnetic flux oriented electrical steel sheet has become the center of oriented electrical steel sheet production, and as the center of production cost is shifted due to the production of thin products, securing more excellent magnetic properties is a key technology. New functional role of the improvement of the magnetic by the is added.
그러나 장력 절연피막에 대한 평가 방법이 개발되어 있지 않고 단순히 장력 절연피막에 대한 장력값을 장력코팅력으로 대치하여 사용하는 관계로 데이터에 대한 재현성 및 평가결과에 대한 정확성이 떨어지는 문제가 발생하게 되었다. However, the evaluation method for the tension insulating film has not been developed and the problem that the reproducibility of the data and the accuracy of the evaluation results are inferior because the tension value for the tension insulating film is simply replaced by the tension coating force.
본 발명의 목적은 밀착성이 우수한 절연 피막을 가지면서 장력 절연피막에 의한 인장응력이 큰 방향성 전기강판 표면에 도포되는 장력 절연피막의 코팅력을 간편하고 정확하게 측정하기 위한 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for easily and accurately measuring the coating force of a tension insulating film applied to a surface of a oriented electrical steel sheet having a high tensile stress due to the tension insulating film while having an excellent insulating film.
다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 평균적 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. However, technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other technical problems will be clearly understood by the average technician from the following description.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 구현예는 금속염 용액, 콜로이달 세라믹 물질, 전이금속 산화물, 및 pH가 6.2 이하인 산을 수지 존재하에서 혼합하여 절연피막 조성물을 제조하는 단계; 상기 절연피막 조성물을 방향성 전기강판의 양면에 도포한 후, 가열처리하여 장력 절연피막이 형성된 시편을 제조하는 단계; 상기 시편의 일 면에 코팅지를 도포한 후 알칼리 금속의 수산화물과 물을 혼합시켜 제조된 용출용액에 상기 시편을 침지시켜 코팅지가 도포되지 않은 일면의 장력 절연피막을 용출시키는 단계; 및 상기 시편을 냉각한 후 급속 건조시킨 다음 코팅지를 제거하여 시편의 휨 정도를 측정하는 단계를 포함하는 장력 절연피막의 코팅력을 측정하는 방법을 제공하는 것이다. In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a dielectric coating composition by mixing a metal salt solution, a colloidal ceramic material, a transition metal oxide, and an acid having a pH of 6.2 or less in the presence of a resin; Applying the insulating coating composition to both sides of the grain-oriented electrical steel sheet, followed by heat treatment to prepare a specimen having a tension insulating coating formed thereon; Coating the coated paper on one surface of the specimen and immersing the specimen in an elution solution prepared by mixing hydroxide of alkali metal and water to elute the tension insulating film on one surface of the coated paper; And cooling the specimen and then rapidly drying and removing the coated paper to provide a method for measuring the coating force of the tension insulating film, the method comprising measuring the bending degree of the specimen.
기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다. Other specific details of embodiments of the present invention are included in the following detailed description.
본 발명에 따른 방향성 전기강판의 장력 절연피막의 코팅력을 측정하는 방법은 절연피막의 특성을 개선시킬 수 있는 장력 절연피막의 코팅력을 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다. The method for measuring the coating force of the tension insulating film of the grain-oriented electrical steel sheet according to the present invention has the advantage of accurately measuring the coating force of the tension insulating film that can improve the characteristics of the insulating film.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다.다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is provided by way of example, and the present invention is not limited thereto, and the present invention is defined only by the scope of the claims to be described later.
본 발명의 일 구현예에 따른 방향성 전기강판의 장력 절연피막의 코팅력을 측정하는 방법은 금속염 용액, 콜로이달 세라믹 물질, 전이금속 산화물, 및 pH가 6.2 이하인 산을 수지 존재하에서 혼합하여 절연피막 조성물을 제조하는 단계; 상기 절연피막 조성물을 방향성 전기강판의 양면에 도포한 후, 가열처리하여 장력 절연피막이 형성된 시편을 제조하는 단계; 상기 시편의 일면에 코팅지를 도포한 후 알칼리 금속의 수산화물과 물을 혼합시켜 제조된 용출용액에 상기 시편을 침지시켜 코팅지가 도포되지 않은 일면의 장력 절연피막을 용출시키는 단계; 및 상기 시편을 냉각한 후 급속 건조시킨 다음 코팅지를 제거하여 시편의 휨 정도를 측정하는 단계를 포함한다. Method for measuring the coating force of the tension insulating film of the grain-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention is a dielectric film composition by mixing a metal salt solution, a colloidal ceramic material, a transition metal oxide, and an acid having a pH of 6.2 or less in the presence of a resin Preparing a; Applying the insulating coating composition to both sides of the grain-oriented electrical steel sheet, followed by heat treatment to prepare a specimen having a tension insulating coating formed thereon; Coating the coated paper on one surface of the specimen and then immersing the specimen in an elution solution prepared by mixing an alkali metal hydroxide and water to elute the tension insulating film on one surface of the coated paper; And cooling the specimen and then rapidly drying and removing the coated paper to measure the degree of warpage of the specimen.
이하에서는 상기 코팅력 측정 방법을 각 단계별로 설명한다.Hereinafter, the coating force measuring method will be described for each step.
먼저, 금속염 용액에 콜로이달 세라믹 물질, 전이금속 산화물, 및 pH가 6.2 이하인 산을 수지 존재하에서 혼합하여 절연피막 조성물을 제조한다. First, a colloidal ceramic material, a transition metal oxide, and an acid having a pH of 6.2 or less are mixed with a metal salt solution in the presence of a resin to prepare an insulating coating composition.
상기 금속염 용액의 금속염으로는 인산염, 황산염, 질산염 등이 사용될 수 있으며, 이들의 구체적인 예로는 인산 마그네슘((Mg(H2PO4)2), 인산 알루미늄(Al(H2PO4)3), 질산은(AgNO3), 황산구리(CuSO4), 황산마그네슘(MgSO4), 황산아연(ZnSO4), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 금속염을 들 수 있다.Phosphates, sulfates, nitrates, etc. may be used as the metal salt of the metal salt solution, and specific examples thereof include magnesium phosphate ((Mg (H 2 PO 4 ) 2 ), aluminum phosphate (Al (H 2 PO 4 ) 3 ), And metal salts selected from the group consisting of silver (AgNO 3 ), copper sulfate (CuSO 4 ), magnesium sulfate (MgSO 4 ), zinc sulfate (ZnSO 4 ), and combinations thereof.
상기 금속염 용액은 통상적으로 사용하는 물에 상술한 금속염을 첨가하여 제조될 수 있다The metal salt solution may be prepared by adding the above-described metal salt to water that is commonly used.
상기 콜로이달 세라믹 물질로는 실리카, 알루미나, 지르코니아, 티타니아, 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.As the colloidal ceramic material, silica, alumina, zirconia, titania, or a mixture thereof may be used.
상기 콜로이달 세라믹 물질의 함량은 금속염 100 중량부에 대하여 10 내지 50 중량부(고형분)로 사용된다. 상기 콜로이달 세라믹 물질의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우 절연피막의 부착성을 향상시킬 수 있어 바람직하다. The colloidal ceramic material is used in an amount of 10 to 50 parts by weight (solid content) based on 100 parts by weight of the metal salt. When the content of the colloidal ceramic material is in the above range, it is preferable to improve the adhesion of the insulating film.
또한, 상기 전이금속 산화물의 구체적인 예로는 산화크롬, 산화구리, 산화티타늄, 산화망간 등이 있다. 상기 전이금속 산화물의 함량은 금속염 100 중량부에 대하여 5 내지 15 중량부이다. 상기 전이금속 산화물의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우 절연피막의 물성을 향상시킬 수 있다.In addition, specific examples of the transition metal oxide include chromium oxide, copper oxide, titanium oxide, and manganese oxide. The content of the transition metal oxide is 5 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal salt. When the content of the transition metal oxide is in the above range can improve the physical properties of the insulating film.
또한, 상기 pH가 6.2 이하인 산의 구체적인 예로는 붕산 등이 있다. 상기 pH가 6.2 이하인 산의 함량은 금속염 100 중량부에 대하여 10 내지 50 중량부이다. 상기 pH가 6.2 이하인 산의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우 절연피막의 물성을 향상시킬 수 있다. 상기 산의 pH 범위는 4.5 내지 6.0에 있는 것이 더 바람직하 다. In addition, examples of the acid having a pH of 6.2 or less include boric acid. The acid content of the pH of 6.2 or less is 10 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal salt. When the acid content of the pH is less than 6.2 is in the above range can improve the physical properties of the insulating film. More preferably, the acid pH range is between 4.5 and 6.0.
상기 절연피막 조성물은 금속염 용액, 콜로이달 세라믹 물질, 전이금속 산화물, 및 pH가 6.2 이하인 산을 수지의 존재하에서 혼합하여 제조되는 것이다. 상기 수지는 열경화성 수지로서, 페놀 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 푸란수지, 알키드 수지, 불포화 폴리에스테르, 디아릴 프탈레이트 수지, 에폭시 수지, 규소 수지, 폴리우레탄 등이 바람직하게 사용될 수 있다. 이중에서 페놀수지, 및 불포화 폴리에스테르가 바람직하게 사용될 수 있다. The insulating coating composition is prepared by mixing a metal salt solution, a colloidal ceramic material, a transition metal oxide, and an acid having a pH of 6.2 or less in the presence of a resin. As the resin, a thermosetting resin, a phenol resin, urea resin, melamine resin, furan resin, alkyd resin, unsaturated polyester, diaryl phthalate resin, epoxy resin, silicon resin, polyurethane and the like can be preferably used. Of these, phenol resins and unsaturated polyesters can be preferably used.
상기 절연피막 조성물의 제조공정은 교반기를 이용하여 분당 60회 이상의 회전수로 교반하여 제조될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. The manufacturing process of the insulating coating composition may be prepared by stirring at a rotation speed of 60 or more times per minute using a stirrer, but is not limited thereto .
이어서, 상기 절연피막 조성물을 방향성 전기강판에 도포한 후, 가열처리하여 장력 절연피막이 형성된 시편을 제조한다. Subsequently, the insulating coating composition is applied to the grain-oriented electrical steel sheet, and then heated to prepare a specimen having a tensile insulating coating.
상기 절연피막 조성물은 상기 방향성 전기강판의 양면에 2 내지 7㎛의 두께로 도포되는 것이다. 상기 절연피막 조성물의 두께가 상기 범위 내에 있는 경우 박리 되지 않으며, 고열에 오래 견디게 되는 장점이 있다.The insulating coating composition is applied to a thickness of 2 to 7㎛ on both sides of the grain-oriented electrical steel sheet. If the thickness of the insulating film composition is within the above range does not peel off, there is an advantage to endure high heat.
상기 도포공정은 통상의 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들면 닥터 블레이드 (doctor blade) 방법, 롤러 코팅(roller coating) 방법, 롤 타입 코팅 방법 등이 있다. 상기 롤 타입 코팅방법은 픽업시키는 롤을 통해 전달된 절연피막 조성물을 전기강판에 최종적으로 도포하는 방식으로 이 분야에서 잘 알려진 방법이다. The coating process may use a conventional method, for example, a doctor blade method, a roller coating method, a roll type coating method and the like. The roll type coating method is well known in the art in that the insulating coating composition transferred through the roll to pick up is finally applied to the electrical steel sheet .
상기 가열처리공정은 550 내지 900℃ 이하의 온도범위에서 10 내지 50 초간 실시하는 것이다. 상기 가열처리공정을 550℃ 이하의 온도에서 실시하거나 10초보 다 짧은 시간동안 실시하는 경우 피막 건조가 완전하지 않아 피막에 특성이 저하되며, 900℃ 이하의 온도에서 실시하거나 50초보다 긴 시간동안 실시하는 경우 절연피막이 타게 되는 문제된다.The heat treatment step is performed for 10 to 50 seconds in the temperature range of 550 to 900 ℃ or less. When the heat treatment is performed at a temperature of 550 ° C. or lower or for a shorter time than 10 seconds, the film is not completely dried, resulting in deterioration of the film. If it is a problem that the insulating film burns.
일반적으로 장력 절연피막이 전기강판에 비하여 아주 적은 양으로 코팅되는 경우 압연 방향에서의 잔류응력(residual stress) RD 은 다음과 같은 수학식으로 표현될 수 있다(A.J.Moses and J.E. Thompson, Proc. IEEE, 119, 1222 [1972]). In general, when the tensile insulating film is coated in a very small amount compared to the electrical steel sheet, the residual stress RD in the rolling direction can be expressed by the following equation (AJMoses and JE Thompson, Proc. IEEE, 119). , 1222 [1972]).
[수학식 1][Equation 1]
(상기 식에서, △T = 온도차(℃), αsi-Re= Si-Fe 합금의 열팽창 계수, αC = 절연피막의 열팽창 계수, EC = △T 영역에서의 절연피막의 Young's Modulus의 평균값, δ= 소재와 절연피막의 두께비, νRD = 압연방향에서의 Poisson's ratio 이다.)(Mean value of the above formula, △ T = temperature difference (℃), αsi-Re = Si-Fe thermal expansion coefficient, α C = coefficient of thermal expansion of the insulating film, E C = △ T Young's Modulus of the insulating film in the region of the alloy, δ = Thickness ratio of material and insulating film, ν RD = Poisson's ratio in rolling direction.)
상기 수학식 1로부터 장력 절연피막에 의한 인장응력 향상 계수로는 전기강판과 절연피막간의 열팽창계수의 차를 들 수 있으며 이 값을 크게 함으로써 인장응력 향상의 효과를 얻을 수 있다. As the tensile stress improvement coefficient by the tension insulating film from Equation 1, the difference of the coefficient of thermal expansion between the electrical steel sheet and the insulating film can be mentioned, and by increasing this value, the effect of improving the tensile stress can be obtained.
도 1과 도 2는 절연피막 조성물 제조시 금속염으로 인산 알루미늄 또는 인산 마그네슘을 사용하고 pH 가 6.2 이하인 산으로 붕산을 사용할 경우 전기강판 표면에서 일어나는 반응을 도식화하여 나타낸 것이다. 도 1은 전기강판 표면에 존재하는 산화층과 인산과의 반응을 나타내는 반응식이고, 도 2는 인산염인 인산 알루미 늄 또는 인산 마그네슘과 붕산과의 반응을 나타내는 반응식이다. 1 and 2 show the reaction occurring on the surface of the electrical steel sheet when using aluminum phosphate or magnesium phosphate as the metal salt in the preparation of the insulating coating composition and boric acid as the acid having a pH of 6.2 or less. 1 is a reaction equation showing the reaction between the oxide layer and phosphoric acid present on the surface of the electrical steel sheet, Figure 2 is a reaction equation showing the reaction of aluminum phosphate or magnesium phosphate with boric acid which is a phosphate.
도 1에서 보는 바와 같이 낮은 소부 온도에서 절연피막 조성물에 과량으로 포함되어 있는 자유인산은 전기강판 표면에 존재하는 산화성 물질과 결합해서 표면에 도 1의 A로 표시된 상태로 존재한다. As shown in FIG. 1, the free phosphoric acid contained in an excessive amount in the insulating coating composition at a low baking temperature is present in the state indicated by A of FIG. 1 in combination with an oxidizing material present on the surface of the electrical steel sheet.
한편, 도 2에서 보는 바와 같이 인산 마그네슘과 인산 알루미늄은 붕산과의 축합반응을 통해 도 2 의 A'와 같은 형태로 존재한다. 따라서 장력 절연피막 형성이 진행됨에 따라 절연피막 형성초기 형성된 A와 A'의 반응을 예상할 수 있으며(예를 들면 A-A 반응, A-A'반응, 또는 A'-A'반응), 이렇게 생성된 A-A 반응, A-A'반응, 또는 A'-A'복합 생성물은 절연피막 형성말기 800℃ 이상의 온도에서 콜로이달 세라믹 물질에 의해 생성된 세라믹층에 존재하는 OH 그룹과 또 다른 축합반응을 유도해 종래의 방법으로 유도할 수 없었던 복합 생성물을 형성된다. Meanwhile, as shown in FIG. 2, magnesium phosphate and aluminum phosphate exist in the form of A ′ of FIG. 2 through a condensation reaction with boric acid. Therefore, as the tension insulation film is formed, the reaction between A and A 'formed at the beginning of the insulation film formation can be expected (for example, AA reaction, A-A' reaction, or A'-A 'reaction). The AA reaction, the A-A 'reaction, or the A'-A' composite product induces another condensation reaction with the OH groups present in the ceramic layer produced by the colloidal ceramic material at temperatures above 800 ° C at the end of the insulating film formation. A complex product is formed that could not be derived by conventional methods.
따라서 도 1 및 2에서 나타내는 화학반응으로 인해 생성된 복합물질이 장력 절연피막의 밀착성을 향상시키는 데 중요한 역할을 한다. Therefore, the composite material produced by the chemical reactions shown in FIGS. 1 and 2 plays an important role in improving the adhesion of the tension insulating film.
이어서, 상기 시편의 일면에 코팅지를 도포하여 기밀이 유지되도록 한다. 이때, 상기 시편의 일면에 코팅지를 도포하기 위하여 시편을 60 X 300mm의 크기로 절단하는 공정을 더 실시할 수 있다. Subsequently, the coated paper is applied to one surface of the specimen to maintain airtightness. At this time, in order to apply a coated paper on one surface of the specimen may be further carried out a step of cutting the specimen to a size of 60 X 300mm.
상기 도포공정은 상술한 바와 같은 방법으로 실시할 수 있으며, 도포공정 시상기 시편의 가장자리 5 내지 25mm, 바람직하게는 10 내지 15mm에 대하여 코팅지를 압착시키는 공정을 더 실시한다. 이와 같이 코팅지를 도포하는 공정은 시편과 코팅지와의 기밀성을 확보하도록 실시한다. The coating step may be carried out in the same manner as described above, the coating step is further carried out a step of pressing the coated paper about 5 to 25mm, preferably 10 to 15mm of the edge of the specimen. In this way, the coating paper coating process is performed to ensure the airtightness between the specimen and the coating paper.
상기 코팅지는 특별한 제한은 없으며, 일반적으로 사용하는 코팅지는 모두 사용 가능하다. The coated paper is not particularly limited, and any coated paper generally used may be used.
한편, 알칼리 금속의 수산화물과 물을 혼합시켜 용출용액을 제조한다. 상기 알칼리 금속의 수산화물의 구체적인 예로는 수산화칼륨, 수산화나트륨 등이 있으며 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 용출용액은 알칼리 금속의 수산화물과 물을 10:90 내지 50:50, 바람직하게는 20:80 내지 30:70 중량비로 혼합하여 제조되는 것이다. 상기 알칼리 금속의 수산화물의 함량이 10 중량% 미만인 경우 절연피막 용출시간과 절연피막의 잔류량이 많아질 수 있으며, 상기 알칼리 금속의 수산화물의 함량이 50 중량%를 초과하는 경우에는 용출용액의 점성이 증가되어 용출력이 저하되며 필요 이상의 수산화나트륨 사용으로 인해 원료비용의 상승과 처리비용의 증가는 물론 작업성이 현저히 저하되는 문제가 있다. On the other hand, an alkali metal hydroxide and water are mixed to prepare an elution solution. Specific examples of the hydroxide of the alkali metal include, but are not limited to, potassium hydroxide, sodium hydroxide, and the like. The elution solution is prepared by mixing a hydroxide of alkali metal and water in a weight ratio of 10:90 to 50:50, preferably 20:80 to 30:70. When the content of the hydroxide of the alkali metal is less than 10% by weight may increase the insulating film dissolution time and the residual amount of the insulating film, when the content of the hydroxide of the alkali metal exceeds 50% by weight the viscosity of the elution solution is increased There is a problem that the melt output is lowered and the use of sodium hydroxide more than necessary increases the raw material cost and increase the processing cost, as well as significantly lower workability.
이어서, 상기 제조된 용출용액에 상기 시편을 침지시켜 일면에 장력 절연피막을 용출시킨다. Subsequently, the specimen is immersed in the prepared elution solution to elute the tension insulating film on one surface.
상기 용출공정은 70 내지 110℃, 바람직하게는 80 내지 90℃의 온도범위에서 5 내지 25분, 바람직하게는 10 내지 15분 동안 실시한다. 상기 용출공정을 상기 조건 하에 실시하는 경우 용출공정이 용이하게 실시될 있으며 용출온도나 용출시간이 긴 경우 타면에 부착된 코팅지가 녹아서 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.The elution process is carried out for 5 to 25 minutes, preferably 10 to 15 minutes in the temperature range of 70 to 110 ℃, preferably 80 to 90 ℃. When the elution process is carried out under the above conditions, the elution process may be easily performed, and when the elution temperature or elution time is long, a problem may occur due to melting of the coated paper attached to the other surface.
상기 시편을 냉각한 후 급속 건조시킨 다음 코팅지를 제거하여 시편의 휨 정도를 측정한다. 상기 코팅지를 제거하면 도 3에 도시된 바와 같이 장력 절연피막(20)은 방향성 전기강판(10)의 일면에만 형성되어 있고 전기강판(10)의 수축량이 장력 절연피막(20)의 수축량에 비하여 크므로 시편은 절연피막이 형성되지 않은 면 쪽으로 휘게 된다. 시편의 휨(H) 정도 클수록 전기강판의 코팅력이 크다는 것을 의미한다. 코팅력이 크다는 것은 강판의 손실도가 적은 것을 의미한다.After the specimen is cooled and rapidly dried, the coated paper is removed to measure the degree of warpage of the specimen. When the coated paper is removed, as shown in FIG. 3, the
상기 냉각공정은 30 내지 40℃의 온도범위에서 실시하는 것이 바람직하다. 상기 급속 건조공정은 통상의 방법으로 실시할 수 있으며, 구체적으로 드라이기 등을 사용하여 실시한다. The cooling step is preferably carried out in a temperature range of 30 to 40 ℃. The rapid drying step can be carried out by a conventional method, specifically, using a dryer or the like.
이하에서는본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention are presented. However, the embodiments described below are merely for illustrating or explaining the present invention in detail, and thus the present invention is not limited thereto.
(실시예 1 및 2, 및 비교예 1)(Examples 1 and 2, and Comparative Example 1)
인산 마그네슘((Mg(H2PO4)2) 100g을 물에 첨가하여 인산염 용액을 제조하고, 이 인산염 용액, 콜로이달 실리카 30g, 산화크롬 10g, 및 붕산 30g을 페놀 수지의 존재 하에서 혼합하여 절연피막 조성물을 제조하였다. 100 g of magnesium phosphate ((Mg (H 2 PO 4 ) 2 ) was added to water to prepare a phosphate solution, and this phosphate solution, colloidal silica 30 g, chromium oxide 10 g, and boric acid 30 g were mixed in the presence of a phenol resin to insulate The coating composition was prepared.
상기 제조된 절연피막 조성물을 Si가 3.1%를 함유하는 방향성 전기강판(300X60 mm)의 양면에 도포량이 5.0±0.5 g/m2 가 되도록 도포한 후 750℃ 에서 30초 동안 소부하여 판 두께 0.23mm 마무리 소둔된 절연피막을 가진 방향성 전기강판(시편)을 제조하였다. 상기 제조된 시편의 일면에 코팅지를 압착시키고, 하기 표 1에 기재된 조건으로 수산화나트륨과 물을 혼합하여 제조된 용출용액에 침지하였다.The insulating coating composition thus prepared was coated on both sides of a grain-oriented electrical steel sheet (300X60 mm) containing 3.1% of Si to be 5.0 ± 0.5 g / m 2 , and then baked at 750 ° C. for 30 seconds to be 0.23 mm thick. A grain-oriented electrical steel sheet (sample) having a finished annealed insulating film was prepared. The coated paper was pressed on one surface of the prepared specimen, and immersed in the elution solution prepared by mixing sodium hydroxide and water under the conditions shown in Table 1 below.
장력 tension 절연피막의Insulation film 특성 분석 Characterization
상기와 같이 얻어진 실시예 1 및 2 및 비교예 1에 따른 시편의 일면을 용출시켜 건조시키면 다른 일면에 남아 있는 절연피막에 의한 인장응력 부가로 도 3과 같이 한 쪽 방향으로 휘게 되고 이러한 휨의 정도(H)를 측정하여 피막에 의한 장력을 평가하였다. 실시예 1 및 2에 따른 시편은 휨의 정도가 4mm 이상인 것으로 나타났다. 이에 비하여 비교예 1의 시편의 휨 정도는 거의 나타나지 않았다. When one surface of the specimens according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 obtained as described above were eluted and dried, the surface was bent in one direction as shown in FIG. 3 with the addition of tensile stress caused by the insulating film remaining on the other surface. (H) was measured to evaluate the tension by the coating. The specimens according to Examples 1 and 2 were found to have a degree of warpage of 4 mm or more. On the contrary, the degree of warpage of the specimen of Comparative Example 1 was hardly shown.
실시예 1 및 2 및 비교예 1에 따라 얻어진 시편의 도포량 편차와 작업성을 하기 표 2에 나타내었다. The application amount deviation and workability of the specimens obtained according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 are shown in Table 2 below.
시편의 한 면에 코팅지를 부착하되 양측 가장자리 기밀성 확보를 위해 별도로 가압시켜 부착 시키는 코팅지 가장자리 압축 정도를 비교예 1의 경우 폭이 너무 좁아 일부 용출 용액이 침수되어 보호되어야 할 장력 절연피막이 벗겨지는 문제가 있었으나, 실시예 1 및 2의 경우 용출 용액이 가장자리를 통해 침투되는 현상이 전혀 없으며, 용출 후 제거 또한 쉽게 작업됨을 알 수 있었다. In the case of Comparative Example 1, the width of the coated paper, which is attached to one side of the specimen but separately pressurized to secure airtightness at both edges, is too narrow in the case of Comparative Example 1, so that some of the elution solution is submerged and the tension insulating film to be protected is peeled off. However, in Examples 1 and 2, the elution solution did not penetrate through the edges at all, and it was found that the removal after the elution was also easily performed.
또한, 비교예 1은 수산화나트륨 수용액과 물의 혼합비에 있어 물만을 사용하여 장력 절연피막 용출시 시간이 지연되는 결과를 초래한다. In addition, Comparative Example 1 results in a time delay in dissolution of the tension insulating film using only water in the mixing ratio of the aqueous sodium hydroxide solution and water.
한편, 상기 용출온도를 비교예 1과 같이 60 내지 70℃로 유지 시 용출시간이 지연되며, 완전한 용출이 되지 않아 일부 장력 절연피막이 잔존하는 문제가 있다. On the other hand, when the elution temperature is maintained at 60 to 70 ℃ as in Comparative Example 1, the elution time is delayed, there is a problem that some tension insulating film remains because it is not completely dissolved.
상기 용출용액 내 시편의 침전시키는 시간(침전시간)은 비교예 1과 같이 1 내지 5분으로 유지 시 장력 절연피막이 시편 표면으로부터 충분히 용출되지 않은 문제가 있다. The settling time (precipitation time) of the specimen in the elution solution has a problem that the tension insulating film is not sufficiently eluted from the surface of the specimen when maintained for 1 to 5 minutes as in Comparative Example 1.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.
도 1은 전기강판 표면에 존재하는 산화층과 인산과의 반응을 나타내는 화학식이다. 1 is a chemical formula showing a reaction between an oxide layer present on a surface of an electrical steel sheet and phosphoric acid.
도 2는 인산 알루미늄 또는 인산 마그네슘과 붕산과의 반응을 나타내는 화학식이다. 2 is a chemical formula showing the reaction of aluminum phosphate or magnesium phosphate with boric acid.
도 3은 곡률반경을 이용한 피막장력 측정을 개략적으로 나타낸 도면이다. 3 is a view schematically showing the film tension measurement using the radius of curvature.
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