KR102538121B1 - 전기강판용 접착 조성물, 전기강판 적층체 및 그 제조방법 - Google Patents

전기강판용 접착 조성물, 전기강판 적층체 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판용 접착 조성물은 셀룰로오스 아세테이트 및 SiO2, MgO, Al2O3, CaO, NaOH 및 Fe3O4 중에서 선택된 1종 이상의 무기 성분을 포함한다.

Description

전기강판용 접착 조성물, 전기강판 적층체 및 그 제조방법{ADHESIVE COMPOSITION FOR ELECTRICAL STEEL SHEET, ELECTRICAL STEEL SHEET LAMINATE AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}
전기강판용 접착 조성물, 전기강판 적층체 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 회전기기의 중요 부품으로서 널리 이용되며, 열처리 후 자성 및 강도가 우수한 전기강판용 접착 조성물, 전기강판 적층체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 무방향성 전기강판은 회전기기에서 전기적 에너지를 기계적 에너지로 바꾸어 주는데 필요한 중요한 철심재료로 에너지 절감을 위해서는 그 자기적 특성 즉, 낮은 철손을 갖는 것이 중요하다. 여기서 철손은 에너지 변환 과정에서 열로 변하여 사라지는 에너지이므로 낮을수록 효율적이다.
최근, 화석연료 부족 및 온실가스 저감을 위한 대책으로 기존 내연기관 자동차를 HEV(하이브리드 자동차) / EV(전기자동차)로 전환하는 기술이 급격히 발전하고 있다. 이들 HEV/EV는 구동방식의 일부 혹은 전부를 전기식 모터로 바꾸어 기존 내연기관 연료인 가솔린 혹은 경유의 사용량을 줄이면서도 더 좋은 연비를 낼 수 있게 하는 자동차이다.
이러한 자동차에 사용되는 모터는 고속주행시에는 고속회전을 하게 된다. 따라서, 모터 철심재료인 무방향성 전기강판은 고속회전시에는 고주파 철손이 적어야 한다. 일반적으로 고주파 철손이라 함은 200Hz이상의 주파수에서의 철손을 의미하지만, 자동차용 무방향성 전기강판에서는 통상 W10/400의 값을 주로 사용하고 있다. 또한, 가전분야에서도 BLDC모터의 채용 등으로 점차 이와 같은 고주파 철손 영역대의 철손이 중요시 되고 있다.
고주파 철손을 향상시키기 위해서는 전기강판의 비저항 원소인 Si, Al, Mn등의 합금원소를 상향시켜야 하고, 불순물을 저감하여 자구의 이동이 용이하게 만들어 주어야 하며, 전기강판의 두께를 얇게 해야 한다.
하지만, Si, Al, Mn과 같이 비자성 합금원소가 높게 포함되었을 때에는 압연이 어려워져서 한계가 있고, 두께를 얇게 하게 되면 생산 단가와 고객사 측면의 가공 단가가 증가하는 어려움이 있다.
고주파 철손을 향상시키기 위해 내부에 절연층(또는 접착층)을 추가하여 전기강판을 접착시킨 전기강판 적층체(이른바 "샌드위치 강판")이 제안되었다. 전기강판 적층체를 위한 접착 조성물로서, 유기 접착 조성물 또는 무기 접착 조성물이 제안되었다. 그러나, 유기 접착 조성물은 고온 처리시, 접착 능력이 현저히 열위해 지는 문제가 있었다. 또한 무기 접착 조성물은 권취 시 탄성력이 적어 본딩의 재료가 브리틀 해지므로 권취가 불가능한 문제가 있었다.
본 발명의 일 실시예는 전기강판용 접착 조성물 및 내부에 접착층을 추가한 전기강판을 제공함으로써 고주파 철손 및 강도를 동시에 개선하는 전기강판용 접착 조성 및 전기강판 적층체의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 최종 전기강판 중간에 접착층을 삽입함으로써, 박물화에 따른 생산비용의 증가를 억제하고 고객사 가공 비용을 증가시키지 않을 수 있도록 고주파 철손 및 강도가 동시에 우수한 전기강판용 접착 조성 및 전기강판 적층체를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판용 접착 조성물은 셀룰로오스 아세테이트 및 SiO2, MgO, Al2O3, CaO, NaOH 및 Fe3O4 중에서 선택된 1종 이상의 무기 성분을 포함한다.
셀룰로오스 아세테이트 70 내지 95 중량% 및 무기 성분 5 내지 30 중량% 포함할 수 있다.
무기 성분은 SiO2를 포함할 수 있다.
셀룰로오스 아세테이트의 점도는 40000 내지 80000cp일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판 적층체는 두겹 또는 그 이상으로 적층된 전기강판; 및 각 전기강판의 사이에 형성되며, 셀룰로오스 아세테이트 및 SiO2, MgO, Al2O3, CaO, NaOH 및 Fe3O4 중에서 선택된 1종 이상의 무기 성분을 포함하는 접착층;을 포함한다.
전기강판은 중량 %로, Si: 3.5%이하(단, 0%는 제외), Al: 2.5%이하(단, 0%는 제외), Mn: 3%이하(단, 0%는 제외), P: 0.1%이하(단, 0%는 제외), C: 0.04%이하 (단, 0%는 제외), S: 0.01%이하 (단, 0%는 제외), N: 0.01% 이하(단, 0%는 제외) 및 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
전기강판의 평균 결정립경이 30 내지 150㎛일 수 있다.
접착층의 두께는 0.05 내지 0.5㎛일 수 있다.
적층체의 전체 두께는 0.3 내지 0.5mm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판 적층체의 제조 방법은 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계; 냉연판을 적층하되, 각층의 중간에 접착 조성물을 삽입하여 적층하는 단계; 적층된 냉연판을 재냉간 압연하여 다층 냉연판을 제조하는 단계 및 다층 냉연판을 최종 소둔하는 단계를 포함한다.
접착 조성물은 셀룰로오스 아세테이트 및 SiO2, MgO, Al2O3, CaO, NaOH 및 Fe3O4 중에서 선택된 1종 이상의 무기 성분을 포함한다.
열연판을 제조하는 단계 이후, 열연판을 850 내지 1,150℃의 온도에서 열연판 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있다.
적층하는 단계에서 접착 조성물과 함께 접착 조성물 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부의 용매를 추가로 삽입하여 적층할 수 있다.
적층하는 단계 이후, 냉간 압연하는 단계 및 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있다.
최종 소둔하는 단계는 500 내지 1050℃에서 소둔할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 전기강판 적층체를 제조함으로써, 최종적으로 고주파 특성이 우수한 전기강판 적층체를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 적층 구조로 전기강판 적층체를 만들 경우, 기존 동일 성분의 무방향성 전기강판 대비 철손 특성이 향상된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기강판용 접착 조성물은 경화를 위해 가열처리가 필요하지 않고, 최종 소둔 후에도 접착력 및 탄성력이 유지되며, 친환경적이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기강판 적층체 제조시 냉연판으로부터 적층체를 제조하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는”의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.
본 발명의 일 실시예에서 추가 원소를 더 포함하는 것의 의미는 추가 원소의 추가량 만큼 잔부인 철(Fe)을 대체하여 포함하는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판용 접착 조성물은 셀룰로오스 아세테이트 및 SiO2, MgO, Al2O3, CaO, NaOH 및 Fe3O4 중에서 선택된 1종 이상의 무기 성분을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서는 셀룰로오스 아세테이트 및 무기 성분을 동시에 포함함으로써, 접착력 및 탄성력이 된다. 예컨데, 셀룰로오스 아세테이트 등의 유기 성분만을 포함하는 경우, 고온의 최종 소둔 후에 접착력이 열위되어, 전기강판 적층체로서 활용하기 어려울 수 있다. 또한, 셀룰로오스 아세테이트 없이 무기 성분만을 포함하는 경우, 고온의 최종 소둔 후에 탄성력이 없어져 권취가 불가능해 진다.
셀룰로오스 아세테이트는 접착층 내에서 접착력을 유지하고, 아울러 탄성력을 부여하는 역할을 한다.
셀룰로오스 아세테이트는 하기 화학식과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112020117820724-pat00001
여기서 n은 1000 내지 40000 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 화학구조는 셀룰로오스 아세테이트의 일 예시일 뿐이며, 상기 화학구조에 치환기가 추가된 경우도 셀룰로오스 아세테이트에서 제외되는 것은 아니다.
전기강판용 접착 조성물로서, 아크릴 수지, 에폭시 수지 등의 유기 성분들이 알려져 있다. 그러나, 아크릴 수지, 에폭시 수지는 경화를 위해 150℃ 이상의 고온에서 추가로 열처리가 필요하다. 또한, 인체에 유해하여 이들의 배출을 위해 국소 배기시설을 추가하여야 한다. 반면, 셀룰로오스 아세테이트는 별도의 경화 없이 낮은 온도에서 용매를 제거하는 것만으로도 접착력을 부여할 수 있으며, 인체에 무해하여 국소 배기시설을 추가할 필요가 없는 장점이 있다.
셀룰로오스 아세테이트는 전기강판용 접착 조성물 내에 70 내지 95 중량% 포함될 수 있다. 셀룰로오스 아세테이트가 너무 적으면, 무기 성분이 상대적으로 많아져, 접착층이 브리틀해지고, 고온의 최종 소둔 후에 탄성력이 없어져 권취가 불가능해 질 수 있다. 셀룰로오스 아세테이트가 너무 많으면, 고온의 최종 소둔 후에 접착력이 열위할 수 있다. 더욱 구체적으로 셀룰로오스 아세테이트는 전기강판용 접착 조성물 내에 85 내지 93 중량% 포함될 수 있다.
셀룰로오스 아세테이트의 점도는 40000 내지 80000cp일 수 있다. 점도나 너무 낮으면, 접착층의 접착력이 충분치 않을 수 있다. 점도가 너무 높으면, 접착 조성물의 균일한 도포가 어려워 질 수 있다. 이 때, 점도는 브룩필드 방식으로 측정할 수 있다.
무기 성분은 고온의 최종 소둔 후에 접착층 내에서 접착력을 유지하는 역할을 한다.
무기 성분으로서, SiO2, MgO, Al2O3, CaO, NaOH 및 Fe3O4 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로 SiO2, 및 AlO2가 접착력 면에서 유리하여, SiO2, 및 AlO2 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 SiO2을 포함할 수 있다.
무기 성분은 전기강판용 접착 조성물 내에 5 내지 30 중량% 포함될 수 있다. 무기 성분이 너무 적으면, 고온의 최종 소둔 후에 접착력이 열위할 수 있다. 무기 성분이 너무 많으면, 접착층이 브리틀해지고, 고온의 최종 소둔 후에 탄성력이 없어져 권취가 불가능해 질 수 있다. 더욱 구체적으로 무기 성분은 전기강판용 접착 조성물 내에 7 내지 15 중량% 포함될 수 있다.
전술한 성분 외에 추가 성분을 더 포함할 수 있다. 추가 성분의 예로는 용매가 있을 수 있다. 용매로는 물 또는 알코올이 있을 수 있다. 용매는 임의 성분으로서, 용매 없이 분말 형태의 셀룰로오스 아세테이트 및 무기 성분으로 이루어진 접착 조성물을 강판 사이에 삽입하고, 별도로 용매를 삽입하는 것도 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판 적층체는 두겹 또는 그 이상으로 적층된 전기강판; 및 각 전기강판의 사이에 형성되며, 셀룰로오스 아세테이트 및 SiO2, MgO, Al2O3, CaO, NaOH 및 Fe3O4 중에서 선택된 1종 이상의 무기 성분을 포함하는 접착층;을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서 접착층의 성분으로 인해 효과를 얻을 수 있는 것으로서, 전기강판은 일반적으로 알려진 전기강판을 제한 없이 사용할 수 있다. 전기강판으로는 무방향성 전기강판, 방향성 전기강판을 제한 없이 사용할 수 있다. 구체적으로 무방향성 전기강판을 사용할 수 있다.
전기강판은 합금 성분의 제한 없이 다양한 전기강판을 사용할 수 있다. 일 예로 전기강판은 중량 %로, Si: 3.5%이하(단, 0%는 제외), Al: 2.5%이하(단, 0%는 제외), Mn: 3%이하(단, 0%는 제외), P: 0.1%이하(단, 0%는 제외), C: 0.04%이하 (단, 0%는 제외), S: 0.01%이하 (단, 0%는 제외), N: 0.01% 이하(단, 0%는 제외) 및 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
이하에서는 전기강판의 합금 성분에 대해 보충적으로 설명한다.
[Si: 3.5중량%이하] (O% 제외)
Si는 재료의 비저항을 높여 철손을 낮추어주는 역할을 하며, 3.5 중량%를 초과하여 첨가될 경우 재료의 경도가 상승하여 생산성 및 타발성이 열위해지므로 바람직하지 않다.
[Al: 2.5중량%이하] (O% 제외)
Al은 재료의 비저항을 높여 철손을 낮추며 미세한 질화물의 형성을 억제한다. 다만, 2.5 중량%를 초과하여 첨가되면 제강, 연속주조 및 열간압연 등의 모든 공정상에 문제를 발생시켜 생산성을 크게 저하시킨다.
[Mn: 3중량%이하] (O% 제외)
Mn은 재료의 비저항을 높여 철손을 개선하고 황화물을 형성시키는 역할을 한다. Mn이 3 중량%를 초과하도록 첨가되면 자속밀도가 저하되어 Mn의 첨가량은 3 중량% 이하로 제한함이 바람직하다.
[P: 0.1중량%이하] (O% 제외)
P는 대부분 강내에 고용되어 철손을 개선하는 효과를 나타내지만, 0.1 중량%를 초과하게 되면 결정립계에 편석되어 재료의 인성을 저하시켜 생산성 및 타발성을 열위시키므로 바람직하지 않다.
[C: 0.04중량%이하] (O% 제외)
C는 강도를 증가시키기 위해 유효한 원소이나, 0.04%이상일 경우 강도증가에 의한 효과보다 자성열위에 의한 효과가 더 크므로, 0.04 중량%이하로 관리할 필요가 있으며, 일반적으로 철손을 중요시하는 경우에는 C가 자기시효를 일으키므로 0.01 중량%이하, 바람직하게는 0.005 중량%이하로 제한하는 것이 좋다.
[S: 0.01 중량% 이하] (O% 제외)
S는 미세한 석출물인 MnS 및 CuS를 형성하여 자기특성을 악화시키기 때문에 낮게 관리하는 것이 바람직하며, 강중에 필수불가결하게 존재하는 원소로 제강에서 정련과정을 가능하면 제거하는 것이 바람직하나, 정련비용의 상승등으로 본 발명의 일 실시예에서는 S 함량을 0.01 중량% 이하로 제한한다.
[N: 0.01 중량% 이하] (O% 제외)
N은 모재 내부에 미세하고 긴 AlN 석출물을 형성하여 결정립 성장을 억제하여 철손을 열위시키므로 가급적 적게 함유시키는 것이 바람직하며, 본 발명의 일 실시예에서는 N 함량을 0.01 중량% 이하로 제한한다.
[기타 불가피한 불순물 원소]
상기의 불순물 원소 외에도 Ti, Nb과 같은 불가피하게 혼입되는 불순물들이 포함될 수 있다. Ti, Nb은 무방향성 전기강판에 있어서 바람직하지 않은 결정방위인 [111] 집합조직의 성장을 촉진하므로 0.004 중량%이하(O% 제외), 보다 바람직하게는 0.002 중량% 이하(O% 제외)로 제한하는 것이 좋다.
전술한 성분 외에 나머지는 Fe를 포함한다. 전술한 성분 외에 추가 성분을 더 포함하는 것을 제외하는 것은 아니며, 추가 원소가 더 포함되는 경우, Fe를 대체하여 첨가될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 전기강판 적층체의 제조 과정에서 그 성분이 실질적으로 변동되지 아니하므로, 슬라브의 성분은 전술한 전기강판의 성분과 실질적으로 동일할 수 있다.
전기강판의 평균 결정립경이 30 내지 150㎛일 수 있다. 전술한 범위에서 철손이 우수할 수 있다.
전기강판 각각의 두께는 0.5mm이하일 수 있다. 더욱 구체적으로 0.15mm 내지 0.3mm일 수 있다.
접착층은 복수의 전기강판을 접착시키는 역할을 한다. 접착층의 성분은 전술한 접착 조성물과 동일하기 때문에 중복되는 설명은 생략한다. 다만, 접착층 내에 용매가 포함되는 경우, 제조 과정에서 용매가 제거되므로, 접착 조성물에서 용매를 제외한 성분이 접착층이 된다.
접착층의 두께는 0.05 내지 0.5㎛일 수 있다. 접착층의 두께가 너무 얇은 경우, 적절한 접착력을 확보하기 어려울 수 있다. 접착층의 두께가 너무 두꺼운 경우, 추가적인 접착력을 확보할 수 없고, 점적율 및 자성이 열위해 질 수 있다. 더욱 구체적으로 접착층의 두께는 0.1 내지 0.4㎛일 수 있다.
적층체의 전체 두께는 0.3 내지 0.5mm일 수 있다. 이처럼, 두겹 이상의 구조로 전기강판 적층체를 제조할 경우, 기존 동일 성분의 전기강판 대비 20%이상 고주파 철손(W10/400) 특성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판 적층체의 제조 방법은 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계; 냉연판을 적층하되, 각층의 중간에 접착 조성물을 삽입하여 적층하는 단계; 적층된 냉연판을 재냉간 압연하여 다층 냉연판을 제조하는 단계 및 다층 냉연판을 최종 소둔하는 단계를 포함한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기강판 적층체의 제조방법에 대하여 각 단계별로 구체적으로 설명한다.
먼저 전술한 성분범위내에서 제어된 용강을 연속주조 공정에서 응고시켜 슬라브를 제조한다. 슬라브의 성분에 대해서는 전술한 전기강판의 성분과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
열연판을 제조하기 전에 슬라브를 가열로에 장입하여 1,050℃ 내지 1,200℃에서 가열 한다. 가열시 석출물의 재용해를 막기 위해서 가급적 낮은 온도에서 재가열하는 것이 바람직하기 때문에 1,200℃이하에서 가열할 필요가 있고, 1,050℃미만에서는 열간압연시 변형저항이 지나치게 크기 때문에 압연하기 곤란하다.
이후, 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조한다. 열연판의 두께가 2.5mm이하가 되도록 열간 압연할 수 있다. 이는 추후 냉간 압연시, 압하율이 높을 경우 불리한 (111) 재결정 집합조직의 형성을 최소화하기 위함이다.
다음으로, 필요에 따라 열연판을 열연판 소둔할 수 있다. 이 때, 850 내지 1,150℃의 온도에서 열연판 소둔할 수 있다. 열연판 소둔 온도가 850℃ 미만이면 조직이 성장하지 않거나 미세하게 성장하여 자속밀도의 상승 효과가 적으며, 소둔온도가 1,150℃를 초과하면 자기특성이 오히려 열화되고, 판형상의 변형으로 인해 압연작업성이 나빠질 수 있다. 따라서 전술한 온도범위로 제한할 수 있다. 보다 구체적으로 열연판 소둔 온도는 950 내지 1,150℃가 될 수 있다.
다음으로, 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조한다. 이 때 냉연판의 두께는 1mm이하일 수 있다. 열연판을 산세한 후 냉간 압연 할 수 있다.
다음으로, 냉연판을 적층하되, 각층의 중간에 접착 조성물을 삽입하여 적층한다. 도 1에서 개시하였듯이, 접착제 삽입 전에 냉연판을 탈지할 수 있다. 접착 조성물에 대해서는 전술하였으므로, 중복되는 설명은 생략한다. 접착 조성물은 용매와 함께 슬러리 형태로 삽입될 수 있으며, 분말의 형태의 접착 조성물과 용매가 별도로 삽입되는 것도 가능하다. 용매가 별도로 삽입되는 경우, 접착 조성물 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부의 용매를 추가로 삽입할 수 있다.
적층하는 단계 이후, 100 내지 250℃에서 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 건조하는 단계는 낮은 온도에서 행해지는 것으로서, 용매를 제거하기 위한 공정이다. 본 발명의 일 실시예에서 접착 조성물이 셀룰로오스 아세테이트를 포함하므로, 낮은 온도에서 건조하는 것만으로도 접착력을 확보할 수 있다. 반면, 아크릴 수지, 에폭시 수지 등을 사용할 경우, 경화를 위해 비교적 높은 온도에서 소둔할 필요가 있다.
접착 조성물을 강판에 균일한 두께의 접착층을 형성하기 위해서는 적층 후, 압연 및 소둔 공정을 더 포함할 수 있다. 다만, 적층 후 재냉간 압연 공정에 바로 연결될 경우, 재냉연시 발생한 열과 압력으로 적층 냉연판을 만드는 것이 가능하므로, 추가 압연 및 소둔 공정은 생략될 수 있다.
다음으로, 두겹으로 적층된 냉연판을 재냉간 압연하여 다층 냉연판을 제조한다. 다층 냉연판의 두께가 0.3 내지 0.5mm이고, 다층 냉연판 표면의 조도(Ra)가 1.5㎛ 이하가 되도록 재냉간 압연할 수 있다. 평균 조도가 1.5㎛를 초과하게 되면, 재냉간 압연 이후에 접착층에 의한 절연효과가 없어질 수 있다. 다층 냉연판의 두께가 너무 두꺼운 경우, 우수한 고주파 철손 특성을 얻을 수 없다. 다층 냉연판의 두께가 너무 얇은 경우, 단층의 전기강판에 비해 철손 향상 정도가 크지 아니하다. 재냉간 압연의 압하율은 10 내지 20%일 수 있다. 재냉간 압연에 의해 강판이 압연되어, 두께가 감소한다는 점에서 단순 압착과는 구별된다.
다음으로, 다층 냉연판을 최종 소둔한다. 최종 소둔 온도는 500 내지 1050℃일 수 있다. 최종 소둔 온도가 500℃ 미만이면 재결정이 충분히 발생하지 못하고, 최종 소둔 온도가 1,050℃를 초과하게 되면 셀룰로오스 아세테이트가 CO2로 감모가 발생이 된다. 최종 소둔하게 되면, 셀룰로오스 아세테이트는 대부분 카라멜화 된다. 냉각 후에는 카라멜은 점탄성을 가지게 되고 접착력을 유지한다.
최종 소둔의 분위기는 수소 20%와 질소 80%가 혼합된 혼합 가스 분위기이며 소둔 시간은 2분 이상이 바람직하다.
최종 소둔 후, 적층체 최외각 전기강판의 표면에 절연층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 절연층은 통상적인 절연층 조성물을 사용하여 형성할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.
최종 소둔 후, 순화 소둔을 더 포함할 수 있다. 순화소둔은 650 내지 850℃의 온도 범위에서 행해질 수 있으며, 질소 100 부피% 분위기 가스에서 수행될 수 있다. 순화 소둔을 수행할 시, 철손에 유리한 조직을 갖게 된다. 순화 소둔이 완료된 무방향성 전기강판 적층체를 활용할 경우 고정자에 사용될 수 있다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 그러나 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
중량%로, Si 3.1%, Al 0.9%, Mn 0.3%, N 0.002%, C 0.003%, P 0.01%, S 0.002%, N 0.0015% 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브를 준비하였다.
슬라브를 1150℃ 온도에서 90분간 가열한 후, 열간 압연하여 2.0mm 두께의 열연판을 제조하였다. 열연판을 1100℃에서 소둔 산세 후 0.27mm로 냉간 압연한 다음, 하기 표 1에 정리된 접착 조성물을 도포하였다. 접착 조성물 도포 시 접착 조성물 90 중량부 및 물 10 중량부가 되도록 물을 별도로 삽입하였다. 그런 다음 두개의 기판을 약 15% 압하율로 압연하였다. 이후, 100℃ 부근에서 15초 건조한 후, 1100℃에서 2분 동안 수소 20v%, 질소 80v% 에서 최종 소둔을 실시하였다.
철손은 강판을 표면 세정 후, single sheet 측정법을 이용하여 1.0Tesla 및 400Hz 조건에서 철손을 측정하였다.
상온 Peel test는 최종 소둔 전 상온인 25℃에서 상온 필테스트 방법으로 측정하였다.
열간 Peel test는 최종 소둔 이후 열간 필테스트 방법으로 측정하였다.
비고 접착 조성물 성분 (wt 비율) 가열
온도 (도)		 가열
시간 (분)		 두께
(μm)		 전기강판
W10/400		 상온
Peel
Test 		열간
Peel
Test
비교예 1 셀룰로오스 아세테이트 1100 2 0.4 1.38 0.3 0
비교예 2 SiO2 1100 2 0.4 1 0.1 1.2
실시예 1 셀룰로오스 아세테이트/SiO2 9:1 1100 2 0.4 0.5 0.5 1.3
실시예 2 셀룰로오스 아세테이트/MgO
8:2		 1100 2 0.4 0.7 0.1 0.9
실시예 3 셀룰로오스 아세테이트/Al2O3 9:1 1100 2 0.4 0.8 0.5 1.0
실시예 4 셀룰로오스 아세테이트/CaO
8.5:1.5		 1100 2 0.1 1.38 0.1 0.8
실시예 5 셀룰로오스 아세테이트/NaOH
9:1		 1100 2 0.1 1.4 0.1 0.6
실시예 6 셀룰로오스 아세테이트/Fe3O4
9:1		 1100 2 0.1 1.6 0.3 0.7
비교예 3 에폭시 수지/SiO2 9:1 1100 2 0.1 1 0.3 0.5
비교예 4 아크릴 수지/SiO2 9:1 1100 2 0.1 1 0.3 0.5
표 1에서 나타나듯이, 셀룰로오스 아세테이트와 무기 성분을 적절히 혼합하여 접착층을 형성한 경우, 철손이 우수하고, 접착성이 우수함을 확인할 수 있다. 특히 SiO2 및 Al2O3가 가장 우수함을 확인할 수 있으며, 이 중에서도 SiO2가 접착력이 우수함을 확인할 수 있다.
한편, 셀룰로오스 아세테이트만을 사용한 비교예 1은 최종 소둔 이후 접착력을 유지할 수 없음을 확인할 수 있다.
무기 성분만을 사용한 비교예 2는 접착력 면에서는 우수하였으나, 권취가 불가능하였다.
비교예 3 및 비교예 4는 경화가 충분히 되지 않아, 접착력이 열위함을 확인할 수 있다.
본 발명은 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 두겹 또는 그 이상으로 적층된 전기강판; 및 각 전기강판의 사이에 형성되며, 셀룰로오스 아세테이트 70 내지 95 중량% 및 SiO2 5 내지 30 중량%을 포함하는 접착층;을 포함하는 전기강판 적층체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전기강판은 중량 %로, Si: 3.5%이하(단, 0%는 제외), Al: 2.5%이하(단, 0%는 제외), Mn: 3%이하(단, 0%는 제외), P: 0.1%이하(단, 0%는 제외), C: 0.04%이하 (단, 0%는 제외), S: 0.01%이하 (단, 0%는 제외), N: 0.01% 이하(단, 0%는 제외) 및 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 전기강판 적층체..
  7. 제5항에 있어서,
    상기 전기강판의 평균 결정립경이 30 내지 150㎛인 전기강판 적층체.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 접착층의 두께는 0.05 내지 0.5㎛인 전기강판 적층체.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 적층체의 전체 두께는 0.3 내지 0.5mm인 전기강판 적층체.
  10. 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계;
    상기 열연판을 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 단계;
    상기 냉연판을 적층하되, 각층의 중간에 접착 조성물을 삽입하여 적층하는 단계;
    상기 적층된 냉연판을 재냉간 압연하여 다층 냉연판을 제조하는 단계 및
    상기 다층 냉연판을 최종 소둔하는 단계를 포함하고,
    상기 접착 조성물은 셀룰로오스 아세테이트 70 내지 95 중량% 및 SiO2 5 내지 30 중량%을 포함하는 전기강판 적층체의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    열연판을 제조하는 단계 이후, 상기 열연판을 850 내지 1,150℃의 온도에서 열연판 소둔하는 단계를 더 포함하는 전기강판 적층체의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 적층하는 단계에서 접착 조성물과 함께 접착 조성물 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부의 용매를 추가로 삽입하여 적층하는 전기강판 적층체의 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 적층하는 단계 이후, 100 내지 250℃에서 건조하는 단계를 더 포함하는 전기강판 적층체의 제조 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 적층하는 단계 이후, 냉간 압연하는 단계 및 소둔하는 단계를 더 포함하는 전기강판 적층체의 제조 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 최종 소둔하는 단계는 500 내지 1050℃에서 소둔하는 전기강판 적층체의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116287623B (zh) * 2023-03-06 2024-01-02 首钢智新迁安电磁材料有限公司 一种取向硅钢及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015511253A (ja) * 2012-01-27 2015-04-16 セラニーズ アセテート，エルエルシー 置換された酢酸セルロースおよびその使用方法
US20150361311A1 (en) * 2014-06-12 2015-12-17 Celanese Acetate Llc Highly-plasticized cellulose acetate adhesives
JP2020510730A (ja) * 2017-03-01 2020-04-09 ヘンケル・アクチェンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェンＨｅｎｋｅｌ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧａＡ 特にゴムと基材との結晶化接着用プライマーとしての硬化性組成物

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101892227B1 (ko) * 2016-12-22 2018-08-27 주식회사 포스코 무방향성 전기강판 적층체 및 그 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015511253A (ja) * 2012-01-27 2015-04-16 セラニーズ アセテート，エルエルシー 置換された酢酸セルロースおよびその使用方法
US20150361311A1 (en) * 2014-06-12 2015-12-17 Celanese Acetate Llc Highly-plasticized cellulose acetate adhesives
JP2020510730A (ja) * 2017-03-01 2020-04-09 ヘンケル・アクチェンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェンＨｅｎｋｅｌ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧａＡ 特にゴムと基材との結晶化接着用プライマーとしての硬化性組成物

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