KR100950405B1 - 전기강판의 절연 코팅방법 및 그 코팅 된 전기강판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탈탄 소둔 처리된 무 방향성 전기강판을 절연코팅설비에 진입하기 전의 전기장판온도와, 절연코팅용액의 온도 및 건조로 내의 드라잉 존 온도, 큐링 존 온도, 냉각대 온도를 적절하게 조절하여 절연피막 부착성 및 색상이 우수한 절연피막이 코팅된 전기강판을 제공하고자 하는 것으로서, 그 구성은 탈탄 소둔 처리된 무 방향성 전기강판을 절연코팅설비와 건조로를 순차적으로 연속 진행시켜 절연코팅 함에 있어서,

상기 절연코팅설비에 진입하기 전의 전기장판온도는 20∼35℃를 유지시키고, 절연코팅용액의 온도는 30∼40℃로 하며, 건조로 내의 드라잉 존 온도는 600∼700℃로 유지하고 큐링존의 온도는 300∼500℃로 유지하며, 냉각대의 온도는 80∼130℃로 유지시켜 된 것이다.

절연코팅, 전기강판, 무 방향성

Description

전기강판의 절연 코팅방법 및 그 코팅 된 전기강판{Insulation coating method of electric steel sheet and Insulation coating electric steel sheet thereof}

도 1은 본 발명에 따른 전기강판의 절연 코팅방법을 설명하기 위한 절연코팅설비의 정면 개략도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

10 : 절연코팅설비 11: 절연코팅 조

12 : 롤 20 : 건조로

21 : 드라잉 존 22 : 큐링 존

23 : 냉각 대

본 발명은 전기강판의 절연 코팅방법 및 그 코팅 된 전기강판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 탈탄 소둔 처리된 무 방향성 전기강판을 절연코팅설비에 진입하기 전의 전기장판온도와, 절연코팅용액의 온도 및 건조로 내의 드라잉 존 온도, 큐링 존 온도, 냉각대 온도를 적절하게 조절하여 절연피막 부착성 및 색상이 우수한 절연피막이 코팅된 전기강판을 제공하고자 하는 것이다.

일반적으로 소형전동기나 변압기 등과 같은 전기기용 철심으로 사용되는 무 방향성 전기강판의 와 전류발생을 억제하여 전력손실을 최소화하기 위해 그 표면에 절연피막을 형성한 다음 수요가에게 제공되고, 그 수요가로 제공되는 코일상태의 무 방향성 전기강판은 슬리팅(Sliting ; 철심으로 사용하기 위해 강판을 일정크기로 제단 하는 공정)연속 작업 후 금형에 의해 소정의 형상으로 타발 가공한 다음 통상 응력제거 소둔을 목적으로 고온열처리를 실시한다,

따라서 절연피막은 연속적인 슬리팅 작업특성과 응력제거 열처리에 따른 우수한 내열성이 요구되며, 절연피막을 형성하는 코팅공정이 전기강판제품을 수요가에게 최종적으로 제공하는 마무리 공정임에 감안할 때 미려한 외관이 요구된다, 이외에도 밀착성, 도포 작업성 등의 우수한 피막특성이 요구되지만 이러한 성능은 극히 얇은 피막에 의해 달성되지 않으면 안 된다.

이러한 특성이 요구되는 절연코팅피막의 부착성이 떨어지거나 색상이 검게나올 경우 가루형태로 피막이 벗겨져 작업장에 확산되어 작업생산성 및 환경이 저해되고 완 전류 손실에 결정적인 문제점을 유발시키는 문제가 야기되었다.

종래의 전기강판 절연코팅방법은 절연코팅 전 전기강판의 온도는 0∼10℃로 쿨링 된 강판과, 절연코팅용액의 온도는 10∼20°C로 유지시켜 가면서 연속적으로 절연코팅을 수행하였고, 계속해서 코팅 후 건조로 내 온도를 드라잉 존, 큐링 존의 온도를 동일하게 700∼800℃로 유지하면서 2∼4초 내 급속 건조시킨 후 연이어 냉각대의 온도는 10∼50°C로 조성시켜 20∼30초간 머물게 하여 강제 냉각시켜 작업 하여 왔다.

전자의 경우 강판의 온도와 절연코팅용액의 온도를 대기온도보다 낮게 관리하는 관계로 강판과 피막간의 부착성이 떨어져 슬리팅 가공시 피막이 박리되는 심각함이 유발되었고, 후자의 경우 건조로 내 드라잉 존, 큐링 존)별 온도를 높게 유지하면서 정체 시간을 짧게 유지하므로 인해, 절연피막 내 수분이 충분히 발산되지 못하여 피막이 갈라지거나 표면이 검게 타는 현상을 유발하게 되고, 냉각 대내 온도를 50℃이하로 조성시켜 20∼30초간 머물게 함으로서 드라잉 존과 큐링 존간 온도편차로 피막이 박리되는 문제점을 야기되었다.

본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로서, 목적은 전연코팅 된 전기강판의 외관 및 슬리팅 가공시 피막의 벗어짐이 방지됨은 물론, 절연피막이 갖추어야 할 절연성, 밀착성, 내식성 등의 일반 사용성이 우수한 절연피막 부착성 및 색상이 우수한 절연피막 코팅방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 기술적 구성은, 탈탄 소둔 처리된 무 방향성 전기강판을 절연코팅설비와 건조로를 순차적으로 연속 진행시켜 절연코팅 함에 있어서,

상기 절연코팅설비에 진입하기 전의 전기장판온도는 20∼35℃를 유지시키고, 절연코팅용액의 온도는 30∼40℃로 하며, 건조로 내의 드라잉 존 온도는 600∼700 ℃로 유지하고 큐링 존의 온도는 300∼500℃로 유지하며, 냉각대의 온도는 80∼130℃로 유지시켜 된 것이다.

그리고, 상기 전기강판의 표면을 코팅하는 절연코팅용액은 유기질코팅용액, 무기질코팅용액, 일반복합코팅용액, Cr-Free복합코팅용액, 무 방향성절연코팅용액, Cr-Free무기질코팅용액 중 어느 하나 이고, 상기 드라잉 존에서의 전기강판 건조시간은 5∼10초 동안이며, 상기 큐링 존에서의 전기강판 건조시간은 12∼25초 동안이고, 상기 냉각 대에서의 전기강판 냉각시간은 2∼15초 동안이다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명은 통상의 절연코팅용액(C-3:유기질코팅, C-4:무기질코팅, C-6:일반복합코팅, C-7:Cr-Free복합코팅, C-8:무방향성 절연코팅용 Cr-Free무기질코팅용액)을 사용하여 탈탄, 소둔 처리된 무방향성 전기강판 표면에 건조피막두께가 편 면당 0.8∼2.2um범위가 되도록 도포하기 전 전기강판의 온도는 20∼35℃로 한다,

상기 전기강판의 온도를 20∼35℃로 하는 이유는 강판의 온도가 20℃이하로 쿨링 될 경우 절연코팅용액과의 온도차로 인해 강판표면과 절연코팅용액간 미량의 수분이 발생되어 부착성이 떨어지며, 35℃이상으로 관리할 경우 강판표면부와 부착되는 절연코팅용액의 끈적끈적한 고유의 점성이 증가되어 코팅성 및 부착성이 결여되는 문제가 야기된다.

또한, 상기 절연코팅용액의 온도는 30∼40℃로 관리하는데, 그 이유는 30℃이하로 관리할 경우 강판표면부와 온도 편차가 심하여 코팅용액 내 수분이 발생되어 부착성이 떨어지고, 40℃이상으로 관리할 경우 코팅용액 내 수분 증발이 촉진되 어 끈적끈적한 고유의 점성이 증가되어 코팅성 및 고른 코팅성이 결여되는 문제가 야기된다,

또, 상기 드라잉 존의 온도는 600∼700℃로 유지하면서 5∼15초간 1차 건조하는데, 그 이유는 드라잉 존의 온도가 600℃이하이면서 5초 이하로 건조시킬 경우 도포된 절연코팅용액 내 수분이 잔존하여 절연코팅용액내 고형분이 외부로 돌출되어 표면이 거칠며, 드라잉 존의 온도가 700℃이상이면서 10초 이상으로 건조시킬 경우 코팅제 표면이 산화되어 피막색상이 흑갈색, 흑색으로 불량하게 나타난다.

그리고, 상기 큐링존의 온도는 300∼500℃로 유지하면서 12∼25초간 2차 건조하는데, 그 이유는 큐링 존(Curing Zone)의 온도가 300℃이하이면서 12초 이하로 유지할 경우 절연피막의 2차 건조시간과 충분한 큐링 효과 미비로 절연코팅 표면의 미려도 및 절연성, 불 균일 현상을 초래하는 문제점이 발생하여 바람직하지 못하며, 큐링 존의 온도가 500℃C이상이면서 25초 이상으로 유지할 경우 스트립표면과 절연코팅용액 간 가교(Crosslink)시키거나 무기질계 코팅물질을 내부에 고착시키는 것이 미흡하여 피막이 박리되는 문제가 야기된다.

또한, 상기 냉각 대 온도는 80∼130℃로 유지하면서 2∼15초간 냉각시키는데, 그 이유는 80℃로 이하로 하고, 2초 이하로 냉각시킬 경우 절연코팅 표면에 미량의 습기가 잔존하여 코일형태로 권취시켜 보관시 강판과 강판 사이에 미세한 산화현상이 발생되고 냉각대 온도는 130℃로 이상으로 하고, 15초 이상으로 냉각시킬 경우 강판표면의 절연코팅 층 내 수분함량이 적절치 못해 피막 박리조짐을 보이다가 코아 형태로 가공하여 사용시 완전히 분리되는 가공과정에서 피막박리 현상을 유발하는 문제점을 초래한다.

이하 본 발명을 실시 예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예]

통상의 절연코팅용액(C-3:유기질코팅, C-4:무기질코팅, C-6:일반복합코팅, C-7:Cr-Free복합코팅, C-8:무방향성 절연코팅용 Cr-Free무기질코팅용액)을 사용하여 탈탄, 소둔처리 된 무방향성 전기강판을 분당 52∼80MPM의 속도로 진행시키면서 강판의 표면에 건조피막두께가 편 면당 0.8∼2.2um범위가 되도록 도포하기 위해 본 발명과 같은 코팅 전 강판의 온도유지와 건조로 내 각 존별 온도와 지체시간을 하기 표 1에서와 같이 설정하여 절연코팅 된 무방향성 제품을 생산하여 전기절연피막에 대한 피막특성을 아래와 같이 평가하고 그 측정 결과치를 하기 표2에 나타내었다.

1) 표면외관은 색상, 줄무늬, 광택 유무 등을 육안 관찰하여 평가한 것으로서 피막색상이 밝은 연녹색을 띠며 줄무늬현상이 없고 광택이 양호할수록 피막외관은 양호한 것을 판정하고 피막색상이 흑색 또는 어두운 색상 줄무늬 현상이 보일수록 또 광택이 적게 나타날수록 표면외관을 불량으로 판정하였다.

2) 절연성은 300psi 압력하에서 0.5V×1.0A의 전류를 통하였을 때의 수납 전류값(Amp)으로 평가하였다.(측정치가 0.11~0.20 Amp이면 양호 0.20~0.97Amp이면 불량으로 표시 함)

3) 밀착성(mm￠)은 소둔후 시편을 10,20,30∼100mm￠ 인 원호에 접하여 180도 구부릴 때 피막박리가 없는 최소원호직경을 평가하였다(최소호 직경이 10mm￠이 면 양호로, 10mm￠~100mm￠이면 불량으로 표시함)

4) 내식성은 염수분무시험(5%NaCl,35°C)24시간후 피막표면의 녹 발생 유무를 관찰하여 평가하였다(방청현상이 0~10%는 양호로, 10~95% 불량으로 표시함)

5) 강판의 내지문성은 코팅처리 시편을 표준시편으로 하여 바세린도포 전, 후의 색상차(△E)로서 평가하였는데 △E의 값이 2.0이하일 경우 양호 2.0이상의 값이 나타날 경우 불량으로 하였다.

6) 강판의 슬리팅 가공특성을 제품을 슬리팅 가공시 파우더가 작업장 대기로 휘산하는 정도와 슬리터로 혼입되는 정도를 육안으로 관찰 한 것이다.

7) 피막박리는 응력제거 소둔 후의 피막상에 접착테이프(폴리 프로필렌)로 부쳤다 떼었을 때 나타나는 피막박리분의 부착유로 나타내었다.

[표 1]

항목 구분	소 둔로(℃)						절연코팅전스트립온도(℃)
	드라잉 존		큐링 존		냉각 대
	온도(℃)	시간(초)	온도(℃)	시간(초)	온도(℃)	시간(초)
비교예 1	450	1	50	2	40	0.5	5
비교예 2	500	2	100	4	60	1	10
비교예 3	550	3	200	8	70	1.5	15
비교예 1	600	5	300	12	70	2	20
비교예 2	650	7	400	18	100	10	30
비교예 3	700	10	500	25	130	15	35
비교예 4	750	15	600	35	160	20	40
비교예 5	800	20	700	40	200	22	50

[표 2]

항목 구분	피막특성
	응력제거소둔 전						응력제거소둔 후
	피막 외관	절연성 (Amp)	밀착성	내식성 (방청현상%)	내지문성	슬리팅가공특성	피막박리 현상	밀착성 (mm￠)
비교예 1	불량	0.40(불량)	40(불량)	40(불량)	불량	불량	있음	50(불량)
비교예 2	불량	0.30(불량)	30(불량)	30(불량)	불량	불량	있움	40(불량)
비교예 3	불량	0.22(불량)	20(불량)	20(불량)	불량	불량	있음	30(불량)
비교예 1	양호	0.11	10(양호)	0(양호)	양호	양호	없음	10(양호)
비교예 2	양호	0.15	10(양호)	5(양호)	양호	양호	없음	10(양호)
비교예 3	양호	0.20	10(양호)	9(양호)	양호	양호	없음	10(양호)
비교예 4	불량	0.30(불량)	50(불량)	50(불량0	불량	불량	있음	60(불량)
비교예 5	불량	0.45(불량)	90(불량)	90(불량)	불량	불량	있음	80(불량)

상기 표 1 및 표 2에서 알 수 있는바와 같이 본 발명의 조건을 만족하는 발명에(1,2,3)는 피막외관, 절연성, 밀착성, 내식성, 내지문성, 슬리팅 가공성 모두 절연피막으로서 특성이 우수하게 나타났다.

이상과 같은 본 발명은 전기강판을 절연코팅설비에 진입하기 전의 전기장판온도는 20∼35℃를 유지시키고, 절연코팅용액의 온도는 30∼40℃로 하며, 건조로 내의 드라잉 존 온도는 600∼700℃로 유지하고 큐링존의 온도는 300∼500℃로 유지하며, 냉각대의 온도는 80∼130℃로 유지시켜 된 것으로, 이는 외관 및 슬리팅 가공시 피막의 벗어짐이 방지됨은 물론, 절연피막이 갖추어야 할 절연성, 밀착성, 내식성 등의 일반 사용성이 우수한 절연피막 부착성 및 색상이 우수하였다.

Claims (6)

1. 탈탄 소둔 처리된 무 방향성 전기강판을 절연코팅설비와 건조로를 순차적으로 연속 진행시켜 절연코팅 함에 있어서,

   상기 절연코팅설비에 진입하기 전의 전기장판온도는 20∼35℃를 유지시키고, 절연코팅용액의 온도는 30∼40℃로 하며, 건조로 내의 드라잉 존 온도는 600∼700℃로 유지하고 큐링존의 온도는 300∼500℃로 유지하며, 냉각대의 온도는 80∼130℃로 유지시켜 된 것을 특징으로 하는 전기강판의 절연피막 코팅방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 전기강판의 표면을 코팅하는 절연코팅용액은 유기질코팅용액, 무기질코팅용액, 일반복합코팅용액, Cr-Free복합코팅용액, 무 방향성절연코팅용액, Cr-Free무기질코팅용액 중 어느 하나 임을 특징으로 하는 전기강판의 절연피막 코팅방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 드라잉 존에서의 전기강판 건조시간은 5∼10초 동안임을 특징으로 하는 전기강판의 절연피막 코팅방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 큐링 존에서의 전기강판 건조시간은 12∼25초 동안임을 특징으로 하는 전기강판의 절연피막 코팅방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 냉각 대에서의 전기강판 냉각시간은 2∼15초 동안임을 특징으로 하는 전기강판의 절연피막 코팅방법.
6. 상기 제1항의 방법에 의해 표면이 0.8∼2.2um의 두께로 절연코팅 된 전기강판.

Images