KR900008908B1 - 방향성전기강판의 절연피막용 도포제 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

방향성전기강판의 절연피막용 도포제
본 발명은 전기강판 표면에 절연성, 내태키성, 및 외관 형상 피막특성이 우수한 절연피막을 형성시키는 도포제에 관한 것이다. 방향성 전기강판에는 고온소둔 공정에 의하여 유리질의 절연피막(포오스데라이트, 2MgO, SiO2)이 형성되며 이 위에 절연성을 부여하기 위하여 최종 무기질의 도포제 처리를 행하게 되는데 전기강판 도포제의 요구특성은 첫째 도포액의 제조가 용이하고 가격이 싸고 보관시 액성의 변화가 없이 안정하여야하며, 둘째, 도포작업시 부착성이 양호하며 악취 및 유독가스가 방출되지 않아야 하며, 셋째, 전기강판 표면에 형성된 절연피막은 외관형상이 미려하고, 전기절연성이 높고, 내열성 및 밀착성이 강하며, 내태키성(습윤분위기에서 수분을 흡수하여 표면이 끈적거리는 성질)등이 양호해야한다는 것등 제 조건을 요구한다.
이런 각각의 요구특성을 만족하기 위하여 공지기술은 인산염계를 주성분으로 하는 무기코팅제가 사용되면서 인산염계로는 인산마그네슘 및 알미늄(특히 제1인산마그네슘 및 제1인산알미늄, Mg(H2PO4)2및 Al(H2PO4)3)이, 그리고 여기에 소량의 무수크롬산 및 중크롬산염이 첨가되어 태키성을 향상시키거나, 절연성이나 밀착성등을 개선시키기위하여 특수첨가제를 소량씩 첨가하는 기술이 다수 제안되어 있다.
그러나, 인산마그네슘계 및 인산알미늄계의 공통적인 문제점이 태키성이 불량하고, 고온소둔시 유리질의 절연피막이 불안정하게 형성되어 피막이 불균일하거나 피막이 얇아 절연성이 부족시 이 인산염계 도포제 처리에 의하면 표면에 광택이 없고 절연성이 열세이며 타발작업시 백색분말 비산등의 공통적인 문제가 대두되고 있다.
본 발명자는 이런 특성악화요인을 조사한 결과 태키성 악화요인은, 인산마그네슘 및 인산알미늄 제조시 과잉의 자유인산이 함유되므로 인해 나타나는 현상이며 이를 해결하기 위하여 양이온(Mg, Al)과 음이온(H3PO4)의 몰비조정등이 제안되고 있으나 몰비조정에 의하면 장기 보관시 고체상의 침전이 생겨서 도포제로의 특성을 상실하며, 유리질 절연피막의 불안정시 나타나는 외관광택저조, 절연성악화, 타발시 분말비산현상은 액자체의 비중 및 점도가 낮아서 1회도포시 요구되는 두께로 도포가 불가능하여 나타나는 것임을 확인하였다.
본 발명은 이를 해결하기 위하여 1인산마그네슘이나 1인산알루미늄에 비하여 몰비제어에 의한 자유인산의 함유량을 줄일 수 있을 뿐만아니라 액자체의 비중과 점도가 높아 도포된 피막의 두께 조절이 자유로운 우수한 도포액 특성을 가진 제1인산아연(Zn(H2PO4)2)을 인산염계의 근간으로 하는 용액을 사용함으로서 내태키성이 양호하고 외관 형상이 미려하며 절연성, 밀착성이 우수한 절연피막을 형성시킬 수 있는 절연피막용 도포제를 제조하고자 하는 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명은 방향성전기강판의 피막에 도포되는 도포제에 있어서, 10-100wt%의 제1인산아연과 나머지 제1인산마그네슘을 혼합한 혼합액이 이 혼합액의 고형분을 기준으로하여 1.0-3.0wt%의 무수크롬산 또는 중크롬산염을 첨가하여 조성되는 방향성 전기강판의 절연 피막용 도포제에 관한 것이다.
본 발명을 설명하기 위하여 제1인산마그네슘, 제1인산알미늄 및 본 발명의 근간이 되는 제1인산아연에 10% 자유인산이 첨가된 각각의 50% 수용액에 대한 액특성을 비교하여 하기표 1에 나타냈다.
[표 1]
Figure kpo00001
주 : Mol비 = H3PO4/Mg, Al, Zn
* MMP : 제1인산마그네슘
* MAP : 제1인산알루미늄
* MZP : 제1인산아연
자유인산(과잉으로 첨가된 인산) 10%가 첨가된 3종 수용액의 주요액성인 비중 및 점도를 나타난 상기표1를 살펴보면 MZP 용액이 MMP, MAP에 비하여 비중 및 점도가 높아 도포작업시 부착성이 증가하여 우수함을 알 수 있고 또한 동일 Mol비(과잉인산 10%)에서 장기보존성을 보면 MMP, MAP가 고체의 침전이 생기는데 비하여 MZP 용액은 안정하며, MMP, MAP의 경우 10% 이상의 과잉인산이 함유되어야 안정함을 예상할 수 있어 10% 과잉인산에 안정한 MZP용액이 도포후 절연피막의 내태키성이 상대적으로 우수함을 예상할 수 있다.
상기 제1인산아연용액은 산화아연(ZnO)이나 수산화 아연(Zn(OH)2)을 인산(H3PO4)용액에 용해하여 제조하며 H3PO4/ZnO, Zn(OH)2의 Mol비가 2.05-2.50에서 태키특성이 우수하고 또한 고형분 함량이 45%이상이면 도포작업성이 우수하나 본 발명은 이러한 제한조건에 한정되는 것은 아니고 아연과 인산으로 구성된 모든 조성의 인산아연용액을 첨가사용하는 기술을 포함하며 이것과 혼합사용이 가능한 제1인산마그네슘은 산화마그네슘(MgO)이나 수산화마그네슘(Mg(OH)2)을 인산용액에 용해하여 제조하며 H3PO4/MgO, Mg(OH)2의 물비가 2.40-2.8정도가 바람직하다.
이때 제1인산아연과 제1인산마그네슘과의 혼합비는 도포액 처리전 상태인 그라스피막의 특성(두께, 절연)에 따라 변화하는 것이 좋은데, 피막상태가 불량시 제1인산아연의 첨가량을 다소 낮추고 피막상태가 양호하면 제1인산아연의 첨가비를 높히거나 단독으로 사용하는 것이 좋다.
이용액에 도포작업시 도포액이 소재표면에 퍼짐성 향상 및 태키특성을 개선하기 위하여 무스크롬산이나 중크롬산염이 소량첨가되면 좋은데 가능한 중크롬산염으로는 아연, 마그네슘, 칼슘등의 어느염을 사용하여도 가능하며 이때 첨가량은 고형분기준으로 인산염(아연, 마그네슘)에 무수크롬산 또는 중크롬산염을 1.0-3.0% 첨가하는데 1.0%이하 첨가시 태키특성이 불량하고 3.0%이상 첨가시 형성 피막의 표면에 흰분말 줄무늬가 나타나서 외관형상을 악화시키는 요인이 되므로 본 발명의 조건범위에서 제외한다.
이하 실시예를 통하여 설명하기로 한다.
[실시예 1]
하기표 2와 같은 조성을 갖는 도포제를 제조하여 그 액특성(비중, 점도 및 안정성)을 측정하여 표 3에 나타내었다.
[표 2]
Figure kpo00002
* MAP(제1인산알루미늄) : 4.0M, 50% 수용액
* MMP(제1인산마그네슘) : 2.75M, 50% 수용액
* MZP(제1인산아연) : 2.25M, 50% 수용액
* MgCr2O7, ZnCr2O7: 50% 수용액
[표 3]
Figure kpo00003
상기 표2의 도포액을 고온소둔판에 고무 롤 코타를 사용하여 도포처리를 행한후 750℃에서 30초간 건조하여 두께 4-5㎛의 절연피막을 형성시켰으며, 이때 시험편으로 사용한 고온소둔판의 표면특성은 절연치가 ASTM A715-15에 따른 Franklin값으로 0.65-0.75Amp, 표면조도 Ra값이 0.28-0.33㎛이었다.
이 형성된 절연피막을 다시 780℃의 수소분위기에서 2시간동안 응력 제거소둔을 행한 뒤 피막특성을 조사하였는데 이때 응력 제거소둔전후의 피막특성은 하기표 4와 같다.
[표 4]
Figure kpo00004
* 절연성 : 300psi압력하에서 입력 0.5V, 1.0Amp의 전류를 통했을때의 수납전류 Amp.
* 표면조도 : 표면조도계로 λa=0.08㎛에서의 Ra 조도값 ㎛
* 태키성 : 50℃ 95%의 항온항습조에서 8시간 정지후 PH 종이 부착에 의하여 나타나는 PH 변화정도.
* 밀착성 : 180 굴곡시 피막박리가 없는 최소직경 ㎜Ø.

Claims (1)

  1. 2.8-3.2wt% Si를 포함하는 전기강판의 그라스질 피막위에 도포되는 인산염과 크롬산(염)으로 구성된 절연 피막용 도포제에 있어서, 10-100wt%의 제1인산아연과 나머지 %의 제1인산마그네슘으로 조정된 혼합인산염 용액에 고형분을 기준으로 하여 1.0-3.0wt%의 무수크롬산 또는 중크롬산 염을 첨가하여 조성됨을 특징으로 하는 방향성 전기 강판의 절연피막용 도포제.
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