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WO2020111742A2 - 전기강판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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WO2020111742A2
WO2020111742A2 PCT/KR2019/016387 KR2019016387W WO2020111742A2 WO 2020111742 A2 WO2020111742 A2 WO 2020111742A2 KR 2019016387 W KR2019016387 W KR 2019016387W WO 2020111742 A2 WO2020111742 A2 WO 2020111742A2
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WO
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adhesive layer
resin
steel sheet
electrical steel
curing agent
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PCT/KR2019/016387
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WO2020111742A3 (ko
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하봉우
김정우
노태영
이동규
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주식회사 포스코
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Publication date
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Priority to EP19888551.9A priority patent/EP3888906A4/en
Priority to US17/297,737 priority patent/US12163066B2/en
Priority to CN201980079004.4A priority patent/CN113165332B/zh
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    • H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0233—Manufacturing of magnetic circuits made from sheets

Definitions

  • It relates to an electric steel sheet and a method of manufacturing the same. More specifically, by forming different types of adhesive layers on the upper and lower surfaces of the electrical steel sheet, it relates to an electrical steel sheet that secures excellent adhesion and surface properties and a method for manufacturing the same.
  • Electric steel sheet is a product used for transformers, motors, and electrical equipment. Unlike ordinary carbon steel, which emphasizes processability such as mechanical properties, it is a functional product that emphasizes electrical properties.
  • the electrical characteristics required include low iron loss, high magnetic flux density, high magnetic permeability, and a large drop.
  • the electrical steel sheet is further divided into a grain-oriented electrical steel sheet and a non-oriented electrical steel sheet.
  • the grain-oriented electrical steel sheet is an electrical steel sheet with excellent magnetic properties in the rolling direction by forming Goss aggregate ( ⁇ 110 ⁇ 001> aggregate) on the entire steel sheet using an abnormal grain growth phenomenon called secondary recrystallization.
  • the non-oriented electrical steel sheet is an electrical steel sheet having uniform magnetic properties in all directions on a rolled sheet.
  • Electric steel sheet is divided into two types, which need to perform stress relief annealing (SRA) to improve magnetic properties after punching, and omit SRA when the cost loss due to heat treatment is greater than the effect of magnetic properties by SRA. I am using it.
  • SRA stress relief annealing
  • the formation of the insulating film is a process corresponding to the finishing process of the product, and in addition to the electrical properties that normally suppress the generation of eddy currents, continuous punching to suppress the wear of the mold when stacking a large number of layers after punching in a predetermined shape to form an iron core.
  • the SRA process to restore the magnetic properties by removing the processing stress of the steel sheet and workability, it requires sticking resistance and surface adhesion, etc. that do not adhere between the iron core steel sheets.
  • excellent coating workability of the coating solution and solution stability that can be used for a long time after mixing are also required.
  • an adhesive coating layer capable of adhering (fastening) electrical steel sheets without using conventional fastening methods such as welding, clamping, interlocking, and the like.
  • an electrical steel sheet and a method of manufacturing the same. More specifically, by providing different types of adhesive layers on the upper and lower surfaces of the electrical steel sheet, there is provided an electrical steel sheet that secures excellent adhesion and surface properties and a method for manufacturing the same.
  • the electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention includes an upper surface adhesive layer positioned on the upper surface of the electrical steel sheet and a lower surface adhesive layer positioned on the lower surface of the electrical steel sheet, wherein the upper surface adhesive layer has a pencil hardness of F or less, and the lower surface adhesive layer has a pencil hardness of H or higher. to be.
  • the upper bonding layer contains a resin having a hydroxyl group equivalent of 1 to 10 mgKOH/g, and the lower bonding layer contains a resin having a hydroxyl group equivalent of 15 to 20 mgKOH/g.
  • the upper adhesive layer may include a resin having a weight average molecular weight of 15,000 to 50,000, and the lower adhesive layer may include a resin having a weight average molecular weight of 1,000 to 10,000.
  • the upper adhesive layer may further include 3% by weight or less of the curing agent, and the lower adhesive layer may further include 5 to 10% by weight of the curing agent.
  • the upper bonding layer may have a pencil hardness of F or less, and the lower bonding layer may have a pencil hardness of H or higher.
  • the resin may include one or more of epoxy resin, siloxane resin, acrylic resin, phenolic resin, styrene resin, vinyl resin, ethylene resin, ester resin and urethane resin.
  • the curing agent may include at least one of a melamine-based curing agent, a urethane-based curing agent, an aliphatic polyamine curing agent, a modified aliphatic polyamine curing agent, an aromatic polyamine curing agent, and an organic acid anhydride-based curing agent.
  • a method of manufacturing an electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention includes applying an upper surface adhesive composition to an upper surface of an electrical steel sheet, forming an upper surface adhesive layer, and applying a lower surface adhesive composition to a lower surface of the electrical steel sheet to form a lower surface adhesive layer; Including, the top adhesive composition comprises a resin having a hydroxyl group equivalent of 1 to 10 mgKOH/g, and the bottom adhesive composition includes a resin having a hydroxyl group equivalent of 15 to 20 mgKOH/g.
  • the top adhesive composition may include a resin having a weight average molecular weight of 15,000 to 50,000, and the bottom adhesive composition may include a resin having a weight average molecular weight of 1,000 to 10,000.
  • the top adhesive composition may further contain 3% by weight or less of the curing agent with respect to 100% by weight of the solid content, and the bottom adhesive composition may further include 5 to 10% by weight of the curing agent with respect to 100% by weight of the solid content.
  • a plurality of electrical steel sheets are stacked and interposed between the electrical steel sheets in the order of the top adhesive layer and the bottom adhesive layer.
  • the upper adhesive layer has a pencil hardness of F or less, and the lower adhesive layer has a pencil hardness of H or more.
  • the upper adhesive layer may include a resin having a weight average molecular weight of 15,000 to 50,000, and the lower adhesive layer may include a resin having a weight average molecular weight of 1,000 to 10,000.
  • the upper adhesive layer may further include 3% by weight or less of the curing agent, and the lower adhesive layer may further include 5 to 10% by weight of the curing agent.
  • the upper bonding layer contains a resin having a hydroxyl group equivalent of 1 to 10 mgKOH/g, and the lower bonding layer contains a resin having a hydroxyl group equivalent of 15 to 20 mgKOH/g.
  • FIG. 1 is a schematic view of a section of an electric steel sheet according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a cross-section of an electrical steel sheet laminate according to an embodiment of the present invention.
  • first, second and third are used to describe various parts, components, regions, layers and/or sections, but are not limited thereto. These terms are only used to distinguish one part, component, region, layer or section from another part, component, region, layer or section. Accordingly, a first portion, component, region, layer or section described below may be referred to as a second portion, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.
  • FIG. 1 schematically shows a cross section of an electric steel sheet according to an embodiment of the present invention.
  • the structure of the electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention will be described.
  • the electrical steel sheet in FIG. 1 is only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto. Therefore, the structure of the electric steel sheet can be variously modified.
  • the electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention includes an upper surface adhesive layer 20 positioned on the upper surface of the electrical steel sheet 10 and a lower surface adhesive layer 30 positioned on the lower surface of the electrical steel sheet 10.
  • the electrical steel sheet 10 may be a non-oriented electrical steel sheet or a directional electrical steel sheet.
  • the alloy component of the electrical steel sheet 10 may be used without limitation.
  • the electrical steel sheet 10 is weight%, C: 0.1% or less, Si: 6.0% or less, P: 0.5% or less, S: 0.005% or less, Mn: 1.0% or less, Al: 2.0% or less, N: 0.005% or less, Ti: 0.005% or less, Cr: 0.5% or less, and the balance may include Fe and unavoidable impurities.
  • An upper surface adhesive layer 20 is positioned on the upper surface of the electrical steel sheet 10.
  • the top adhesive layer 20 contains a resin having a hydroxyl group equivalent of 1 to 10 mgKOH/g.
  • the resin contains an appropriate amount of hydroxyl groups, when the laminate 100 is manufactured by laminating the electrical steel sheets 10, adhesion to the lower surface adhesive layer 30 may be improved.
  • By improving the adhesive strength it is possible to bond the electric steel sheet without using conventional fastening methods such as welding, clamping, interlocking, etc., and it does not add deformation to the steel sheet, thereby improving magnetic properties.
  • the top adhesive layer 20 may include a resin having a hydroxyl group equivalent of 3 to 5 mgKOH/g.
  • the hydroxyl group (-OH) equivalent means the weight of the hydroxyl group (-OH) relative to the resin weight, and 1 g of the dried solid content is obtained from the weight of KOH necessary to neutralize the acid value capable of acetylation.
  • the top adhesive layer 20 may include a resin having a weight average molecular weight of 15,000 to 50,000. If a resin having a suitable molecular weight is included, adhesion to the lower surface adhesive layer 30 can be improved. If the weight average molecular weight is too low, the adhesive strength with the adhesive layer 30 may be lowered. If the weight-average molecular weight is too high, after the product is produced, a defect may occur in which the upper adhesive layer 20 and the lower adhesive layer 30 adhere by coil winding. More specifically, the top adhesive layer 20 may include a resin having a weight average molecular weight of 20,000 to 40,000.
  • the upper adhesive layer 20 may further include 3% by weight or less of a curing agent.
  • the curing agent may be 0% by weight, ie not included. If too much curing agent is included, the adhesive strength with the adhesive layer 30 may be lowered.
  • the remainder excluding the curing agent may be resin. More specifically, the curing agent may not be included. That is, the top adhesive layer 20 may be composed of only resin.
  • the upper surface adhesive layer 20 may have a pencil hardness of F or less.
  • the pencil hardness can be measured by visually checking the presence or absence of indentation on the surface of the coating layer by drawing a line at a 45 degree angle with a load of 500 g of a standard pencil. The highest hardness at which indentation does not occur is taken as the hardness of the adhesive layer.
  • the upper surface adhesive layer 20 may have pencil hardness B to F.
  • the type of resin is not particularly limited.
  • the resin may include at least one of epoxy-based resin, siloxane-based resin, acrylic-based resin, phenol-based resin, styrene-based resin, vinyl-based resin, ethylene-based resin ester-based resin and urethane-based resin. More specifically, it may include one or more of epoxy-based resin, ester-based resin, urethane-based resin and acrylic resin.
  • the curing agent may include at least one of a melamine-based curing agent, a urethane-based curing agent, an aliphatic polyamine curing agent, a modified aliphatic polyamine curing agent, an aromatic polyamine curing agent, and an organic acid anhydride-based curing agent.
  • the aliphatic polyamine curing agent may include diethylenetriamine, triethylenetetramine, and the like.
  • Examples of the modified aliphatic polyamine curing agent may include epoxy polyamine and oxyethylene polyamine.
  • the aromatic polyamine curing agent may include metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminofediphenylsulfone, and the like.
  • Examples of the organic acid anhydride-based curing agent may include tetrahydro phthalic anhydride and pyromeric anhydride.
  • a metal phosphate and a metal cron trichloride may be further included.
  • An adhesive layer 30 is positioned on the lower surface of the electrical steel sheet 10.
  • the lower surface adhesive layer 30 contains a resin having a hydroxyl group equivalent of 15 to 20 mgKOH/g.
  • the electrical steel sheet 10 may be stacked to improve the adhesive strength with the top adhesive layer 20 when the laminate 100 is manufactured.
  • scratch-type defects in the line can be prevented during production of the adhesive layer 30.
  • the roll and the bottom surface are transferred in contact. At this time, if the hydroxyl group equivalent of the lower surface adhesive layer 30 is too low, a number of scratch-like defects may occur.
  • the lower surface adhesive layer 30 may include a resin having a weight average molecular weight of 1,000 to 10,000. When a resin having a suitable molecular weight is included, adhesion to the top adhesive layer 20 can be improved. If the weight average molecular weight is too low, adhesive strength with the top adhesive layer 20 may be deteriorated. If the weight average molecular weight is too high, many scratch-like defects may occur. More specifically, the adhesive layer 30 may include a resin having a weight average molecular weight of 1,500 to 5,000. More specifically, the adhesive layer 30 may include a resin having a weight average molecular weight of 2,000 to 3,000.
  • the lower surface adhesive layer 30 may further include a curing agent in an amount of 5 to 10% by weight. When too much curing agent is included, the adhesive strength with the upper adhesive layer 20 may be deteriorated. When too little curing agent is included, a number of scratch-like defects may occur.
  • the remainder excluding the curing agent may be resin. More specifically, it may contain 5 to 8% by weight of the curing agent.
  • the lower surface of the adhesive layer 30 may have a pencil hardness of H or higher.
  • the pencil hardness can be measured by visually checking the presence or absence of indentation on the surface of the coating layer by drawing a line at a 45 degree angle with a load of 500 g of a standard pencil. The highest hardness at which indentation does not occur is taken as the hardness of the adhesive layer.
  • the adhesive layer 30 may have a pencil hardness of H to 4H. More specifically, the adhesive layer 30 may have a pencil hardness of H to 3H.
  • the type of resin is not particularly limited.
  • the resin may include at least one of epoxy-based resin, siloxane-based resin, acrylic-based resin, phenol-based resin, styrene-based resin, vinyl-based resin, ethylene-based resin ester-based resin and urethane-based resin. More specifically, it may include one or more of epoxy-based resin, ester-based resin, urethane-based resin and acrylic resin. It may be the same as or different from the resin of the upper surface adhesive layer 20 described above.
  • the curing agent may include at least one of a melamine-based curing agent, a urethane-based curing agent, an aliphatic polyamine curing agent, a modified aliphatic polyamine curing agent, an aromatic polyamine curing agent, and an organic acid anhydride-based curing agent. It may be the same as or different from the curing agent of the upper surface adhesive layer 20 described above.
  • a metal phosphate and a metal cron trichloride may be further included.
  • the thickness of the top adhesive layer 20 and the bottom adhesive layer 30 may be 1 to 10 ⁇ m, respectively.
  • a method of manufacturing an electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention includes applying an upper surface adhesive composition to an upper surface of an electrical steel sheet, forming an upper surface adhesive layer, and applying a lower surface adhesive composition to a lower surface of the electrical steel sheet to form a lower surface adhesive layer; It includes.
  • An upper surface adhesive composition is applied to the upper surface of the electrical steel sheet 10 to form the upper surface adhesive layer 20.
  • the top adhesive composition contains a resin having a hydroxyl group equivalent of 1 to 10 mgKOH/g.
  • the resin contains an appropriate amount of hydroxyl groups, when the laminate 100 is manufactured by laminating the electrical steel sheets 10, adhesion to the lower surface adhesive layer 30 may be improved.
  • By improving the adhesive strength it is possible to bond the electric steel sheet without using conventional fastening methods such as welding, clamping, interlocking, etc., and it does not add deformation to the steel sheet, thereby improving magnetic properties.
  • the upper surface adhesive composition may include a resin having a hydroxyl group equivalent of 3 to 5 mgKOH/g.
  • the hydroxyl group (-OH) equivalent means the weight of the hydroxyl group (-OH) relative to the resin weight, and 1 g of the dried solid content is obtained from the weight of KOH necessary to neutralize the acid value capable of acetylation.
  • the top adhesive composition may include a resin having a weight average molecular weight of 15,000 to 50,000. If a resin having a suitable molecular weight is included, adhesion to the lower surface adhesive layer 30 can be improved. If the weight-average molecular weight is too high, after the product is produced, a defect may occur in which the upper adhesive layer 20 and the lower adhesive layer 30 adhere by coil winding. More specifically, the upper surface adhesive composition may include a resin having a weight average molecular weight of 20,000 to 40,000.
  • the top adhesive composition may further include a curing agent in an amount of 3% by weight or less based on 100% by weight of the solid content.
  • the curing agent may be 0% by weight, ie not included. If too much curing agent is included, the adhesive strength with the adhesive layer 30 may be lowered.
  • the remainder excluding the curing agent may be resin. More specifically, the curing agent may not be included. That is, the solid content of the upper surface adhesive composition may be composed of only resin.
  • the top adhesive composition may further include a solvent in addition to the solid content.
  • the solvent a general solvent used in the coating composition can be used, and detailed description is omitted.
  • the solvent may include one or more of water and organic solvents.
  • the type of resin is not particularly limited.
  • the resin may include at least one of epoxy-based resin, siloxane-based resin, acrylic-based resin, phenol-based resin, styrene-based resin, vinyl-based resin, ethylene-based resin ester-based resin and urethane-based resin. More specifically, it may include one or more of epoxy-based resin, ester-based resin, urethane-based resin and acrylic resin.
  • the curing agent may include at least one of a melamine-based curing agent, a urethane-based curing agent, an aliphatic polyamine curing agent, a modified aliphatic polyamine curing agent, an aromatic polyamine curing agent, and an organic acid anhydride-based curing agent.
  • top adhesive composition After applying the top adhesive composition, it is cured to form the top adhesive layer 20.
  • This step can be carried out in the temperature range of 100 to 300 °C for curing of the adhesive coating composition.
  • the characteristics (hydroxyl group equivalent, weight average molecular weight) of the components in the upper surface adhesive composition before and after curing are substantially unchanged.
  • the lower surface of the electrical steel sheet 10 is coated with an adhesive composition to form a lower surface adhesive layer 30.
  • the step of forming the upper adhesive layer 20 and the step of forming the lower adhesive layer 30 may be configured in any order. That is, after forming the upper surface adhesive layer 20, the lower surface adhesive layer 30 may be formed, and after forming the lower surface adhesive layer 30, the upper surface adhesive layer 20 may be formed. It is also possible to simultaneously form the upper adhesive layer 20 and the lower adhesive layer 30.
  • the lower surface adhesive composition contains a resin having a hydroxyl group equivalent of 15 to 20 mgKOH/g.
  • the electrical steel sheet 10 may be stacked to improve the adhesive strength with the top adhesive layer 20 when the laminate 100 is manufactured.
  • scratch-type defects in the line can be prevented during production of the adhesive layer 30.
  • the roll and the bottom surface are transferred in contact. At this time, if the hydroxyl group equivalent of the lower surface adhesive composition is too low, a number of scratch-like defects may occur.
  • the lower surface adhesive composition may include a resin having a weight average molecular weight of 1,000 to 10,000.
  • a resin having a suitable molecular weight is included, adhesion to the top adhesive layer 20 can be improved. If the weight average molecular weight is too low, adhesive strength with the top adhesive layer 20 may be deteriorated. If the weight average molecular weight is too high, many scratch-like defects may occur. More specifically, the adhesive composition may include a resin having a weight average molecular weight of 1,500 to 5,000. More specifically, the adhesive composition may include a resin having a weight average molecular weight of 2,000 to 3,000.
  • the lower surface adhesive composition may further include a curing agent in an amount of 5 to 10% by weight based on 100% by weight of the solid content.
  • a curing agent in an amount of 5 to 10% by weight based on 100% by weight of the solid content.
  • the remainder excluding the curing agent may be resin. More specifically, it may contain 5 to 8% by weight of the curing agent.
  • the lower surface adhesive composition may further include a solvent in addition to the solid content.
  • the solvent a general solvent used in the coating composition can be used, and detailed description is omitted.
  • the solvent may include one or more of water and organic solvents.
  • the type of resin is not particularly limited.
  • the resin may include at least one of epoxy-based resin, siloxane-based resin, acrylic-based resin, phenol-based resin, styrene-based resin, vinyl-based resin, ethylene-based resin ester-based resin and urethane-based resin. More specifically, it may include one or more of epoxy-based resin, ester-based resin, urethane-based resin and acrylic resin. It may be the same as or different from the resin of the top surface adhesive composition described above.
  • the curing agent may include at least one of a melamine-based curing agent, a urethane-based curing agent, an aliphatic polyamine curing agent, a modified aliphatic polyamine curing agent, an aromatic polyamine curing agent, and an organic acid anhydride-based curing agent. It may be the same as or different from the curing agent of the top surface adhesive composition described above.
  • the lower surface adhesive composition After the lower surface adhesive composition is applied, it is cured to form the lower surface adhesive layer 30.
  • This step can be carried out in the temperature range of 100 to 300 °C for curing of the adhesive coating composition.
  • the characteristics (hydroxyl group equivalent, weight average molecular weight) of the components in the lower and lower adhesive compositions before and after curing are substantially unchanged.
  • FIG. 2 schematically shows a cross-section of an electrical steel sheet laminate according to an embodiment of the present invention.
  • the structure of the electrical steel sheet laminate according to an embodiment of the present invention will be described.
  • the electrical steel sheet laminate of FIG. 2 is only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto. Therefore, the structure of the electric steel sheet laminate can be variously modified.
  • the electrical steel sheet laminate 100 As shown in FIG. 2, in the electrical steel sheet laminate 100 according to an embodiment of the present invention, a plurality of electrical steel sheets 10 are stacked, and the upper adhesive layer 20 and the lower adhesive layer 30 are interposed between the electrical steel sheets 10. ).
  • the method of manufacturing the electrical steel sheet laminate 100 includes laminating a plurality of electrical steel sheets 10 on which the upper surface adhesive layer 20 and the lower surface adhesive layer 30 are formed and heat-sealing.
  • the resin components in the upper adhesive layer 20 and the lower adhesive layer 30 are heat-sealed through a heat-sealing step, thereby forming a heat-sealable layer.
  • the heat-sealing step may be heat-sealed at a pressure of 0.05 to 5.0 Mpa and a pressure of 0.1 to 120 minutes at a temperature of 100 to 300°C.
  • Each of the above conditions may be independently satisfied, or two or more conditions may be simultaneously satisfied.
  • the heat fusion step includes a temperature increase step and a fusion step, and the temperature increase rate of the temperature increase step may be 10°C/min to 1000°C/min.
  • the electrical steel sheet laminate according to the embodiment of the present invention not only improves the magnetic properties (specifically, iron loss, magnetic flux density, etc.) of the electrical steel sheet itself, but also has excellent adhesion by an adhesive coating layer.
  • a test piece was prepared with a non-oriented electrical steel sheet (50 ⁇ 50 mm) containing 3.15% by weight of silicon (Si) and annealed with a plate thickness of 0.35 mm.
  • the specimen is coated with a solid composition as shown in Table 1 below using a bar coater to each prepared blank specimen with a constant thickness on the top and bottom, cured at 150-250°C for 20 seconds and cooled slowly in air.
  • an adhesive coating layer having a thickness of about 3.0 ⁇ m.
  • the electrical steel sheet coated with the adhesive coating layer was laminated to a height of 20 mm, it was pressurized with a force of 0.1 MPa and heat-sealed at 120° C. for 10 minutes.
  • the adhesive strength of the heat-sealed electrical steel sheet by condition was measured by the shear surface tension method.
  • Adhesion The specimen produced by the shear method (Shear Strength) was fixed to the upper/lower jig with a constant force, and then pulled at a constant speed and measured using a device for measuring the tensile force of the laminated sample. At this time, in the case of the shearing method, the measured value was measured at the point where the interface with the minimum adhesive strength falls out of the interface of the laminated samples.
  • a pencil hardness measurement method (Pencil Hardness) is used. Check the presence or absence of indentation on the surface of the coating layer by drawing a line with a standard pencil (Mitsubishi pencil, 8B to 10H) at a 45 degree angle with a load of 500 g.
  • Example 1 and Example 2 can be confirmed that the surface properties and adhesion is excellent.
  • Comparative Example 1 when the hydroxyl group equivalent, molecular weight, curing agent content, and hardness are made of the same top and bottom surfaces as soft, the shear adhesion after heat fusion is excellent, but the surface hardness of the coating layer on the bottom is inferior, resulting in many scratch-type defects. It can be confirmed that it occurs.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판은 전기강판 상면에 위치하는 상면 접착층; 전기강판 하면에 위치하는 하면 접착층을 포함하고, 상면 접착층은 연필 경도가 F이하이고, 하면 접착층은 연필 경도가 H이상이다.

Description

전기강판 및 그 제조 방법
전기강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 전기강판 상면 및 하면에 서로 다른 종류의 접착층을 형성함으로써, 우수한 접착성 및 표면특성을 확보하는 전기강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전기강판은 변압기, 모터, 전기기용 소재로 사용되는 제품으로서, 기계적 특성 등 가공성을 중요시 하는 일반 탄소강과는 달리, 전기적 특성을 중요시 하는 기능성 제품이다. 요구되는 전기적 특성으로는 철손이 낮을것, 자속밀도, 투자율 및 점적율이 높을 것 등이 있다.
전기강판은 다시 방향성 전기강판과 무방향성 전기강판으로 구분된다. 방향성 전기강판은 2차재결정으로 불리는 비정상 결정립성장 현상을 이용해 Goss 집합조직 ({110}<001> 집합조직)을 강판 전체에 형성시켜 압연방향의 자기적 특성이 뛰어난 전기강판이다. 무방향성 전기강판은 압연판 상의 모든 방향으로 자기적 특성이 균일한 전기강판이다.
전기강판은 타발가공 후 자기적 특성의 향상을 위해 응력 제거 소둔(SRA)을 실시하여야 하는 것과 SRA에 의한 자기적 특성 효과보다 열처리에 따른 경비 손실이 클 경우 SRA를 생략하는 두 가지 형태로 구분하여 사용하고 있다.
한편, 절연피막 형성은 제품의 마무리 제조공정에 해당하는 과정으로서 통상 와전류의 발생을 억제시키는 전기적 특성 이외에 소정의 형상으로 타발가공 후 다수를 적층하여 철심으로 만들 때, 금형의 마모를 억제하는 연속타발 가공성과 강판의 가공응력을 제거하여 자기적 특성을 회복시키는 SRA 과정 후 철심강판간 밀착하지 않는 내 sticking성 및 표면 밀착성 등을 요구한다. 이러한 특성 외에 코팅용액의 우수한 도포 작업성과 배합 후 장시간 사용 가능한 용액 안정성 등도 요구된다.
또한, 용접, 크램핑, 인터락킹 등 기존의 체결방법을 사용하지 않고, 전기강판을 접착(체결)할 수 있는 접착 코팅층에 대해서도 알려져 있다.
전기강판 및 그 제조 방법을 제공한다. 더욱 구체적으로 전기강판 상면 및 하면에 서로 다른 종류의 접착층을 형성함으로써, 우수한 접착성 및 표면특성을 확보하는 전기강판 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판은 전기강판 상면에 위치하는 상면 접착층 및 전기강판 하면에 위치하는 하면 접착층을 포함하고, 상면 접착층은 연필 경도가 F이하이고, 하면 접착층은 연필 경도가 H이상이다.
상면 접착층은 수산기 당량이 1 내지 10mgKOH/g인 수지를 포함하고, 하면 접착층은 수산기 당량이 15 내지 20mgKOH/g인 수지를 포함한다.
상면 접착층은 중량 평균 분자량이 15,000 내지 50,000인 수지를 포함하고, 하면 접착층은 중량 평균 분자량이 1,000 내지 10,000인 수지를 포함할 수 있다.
상면 접착층은 경화제를 3 중량% 이하로 더 포함하고, 하면 접착층은 경화제를 5 내지 10 중량%로 더 포함할 수 있다.
상면 접착층은 연필 경도가 F이하이고, 하면 접착층은 연필 경도가 H이상일 수 있다.
수지는 에폭시계 수지, 실록산계 수지, 아크릴계 수지, 페놀계 수지, 스티렌계 수지, 비닐계 수지, 에틸렌계 수지, 에스테르계 수지 및 우레탄계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
경화제는 멜라민계 경화제, 우레탄계 경화제, 지방족 폴리아민 경화제, 변성지방족 폴리아민 경화제, 방향족 폴리아민 경화제 및 유기산 무수물계 경화제 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판의 제조 방법은 전기강판 상면에 상면 접착 조성물을 도포하여, 상면 접착층을 형성하는 단계 및 전기강판 하면에 하면 접착 조성물을 도포하여, 하면 접착층을 형성하는 단계;를 포함하고, 상면 접착 조성물은 수산기 당량이 1 내지 10mgKOH/g인 수지를 포함하고, 하면 접착 조성물은 수산기 당량이 15 내지 20mgKOH/g인 수지를 포함한다.
상면 접착 조성물은 중량 평균 분자량이 15,000 내지 50,000인 수지를 포함하고, 하면 접착 조성물은 중량 평균 분자량이 1,000 내지 10,000인 수지를 포함할 수 있다.
상면 접착 조성물은 고형분 100 중량%에 대하여, 경화제를 3 중량% 이하로 더 포함하고, 하면 접착 조성물은 고형분 100 중량%에 대하여, 경화제를 5 내지 10 중량%로 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판 적층체는 복수의 전기강판이 적층되고, 전기강판 사이에 상면 접착층 및 하면 접착층 순서로 개재된다.
상면 접착층은 연필 경도가 F이하이고, 하면 접착층은 연필 경도가 H이상이다.
상면 접착층은 중량 평균 분자량이 15,000 내지 50,000인 수지를 포함하고, 하면 접착층은 중량 평균 분자량이 1,000 내지 10,000인 수지를 포함할 수 있다.
상면 접착층은 경화제를 3 중량% 이하로 더 포함하고, 하면 접착층은 경화제를 5 내지 10 중량%로 더 포함할 수 있다.
상면 접착층은 수산기 당량이 1 내지 10mgKOH/g인 수지를 포함하고, 하면 접착층은 수산기 당량이 15 내지 20mgKOH/g인 수지를 포함한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 우수한 표면 특성 및 접착력을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판의 단면의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판 적층체의 단면의 모식도이다.
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.
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.
도 1에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판의 단면을 개략적으로 나타낸다. 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판의 구조를 설명한다. 도 1의 전기강판은 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 전기강판의 구조를 다양하게 변형할 수 있다.
도 1에 나타나듯이, 본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판은 전기강판(10) 상면에 위치하는 상면 접착층(20) 및 전기강판(10) 하면에 위치하는 하면 접착층(30)을 포함한다.
전기강판(10)은 무방향성 전기강판 또는 방향성 전기강판이 될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 전기강판(10)의 합금 성분은 제한 없이 사용할 수 있다. 일 예로 전기강판(10)은 중량%로, C: 0.1% 이하, Si: 6.0% 이하, P: 0.5% 이하, S: 0.005% 이하, Mn: 1.0% 이하, Al: 2.0% 이하, N: 0.005% 이하, Ti: 0.005% 이하, Cr: 0.5% 이하를 포함하고, 잔부로 Fe 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
전기강판(10)의 상면에는 상면 접착층(20)이 위치한다.
상면 접착층(20)은 수산기 당량이 1 내지 10mgKOH/g인 수지를 포함한다. 수지가 수산기를 적정량 포함하면, 전기강판(10)을 적층하여 적층체(100)를 제조 시, 하면 접착층(30)과의 접착력을 향상시킬 수 있다. 접착력을 향상시켜 용접, 크램핑, 인터락킹 등 기존의 체결방법을 사용하지 않고, 전기강판을 접착시키는 것이 가능하며, 강판에 변형을 부가하지 않아, 자성이 향상된다.
수산기 당량이 너무 높으면, 하면 접착층(30)과의 접착력이 떨어질 수 있다. 수산기 당량이 너무 낮으면, 제품 생산후 코일 권취에 의해 상면 접착층(20)과 하면 접착층(30)이 붙는 결함을 발생할 수 있다. 더욱 구체적으로 상면 접착층(20)은 수산기 당량이 3 내지 5mgKOH/g인 수지를 포함할 수 있다. 이 때, 수산기(-OH) 당량은 수지 중량에 대한 수산기(-OH)의 중량을 의미하며, 건조시킨 고형분 1g을 아세틸화 가능한 산가를 중화하는 데 필요한 KOH의 중량으로부터 구한다.
상면 접착층(20)은 중량 평균 분자량이 15,000 내지 50,000인 수지를 포함할 수 있다. 분자량이 적절한 수지를 포함하면, 하면 접착층(30)과의 접착력을 향상시킬 수 있다. 중량 평균 분자량이 너무 낮으면, 하면 접착층(30)과의 접착력이 떨어질 수 있다. 중량 평균 분자량이 너무 높으면, 제품 생산후 코일 권취에 의해 상면 접착층(20)과 하면 접착층(30)이 붙는 결함을 발생할 수 있다. 더욱 구체적으로 상면 접착층(20)은 중량 평균 분자량이 20,000 내지 40,000인 수지를 포함할 수 있다.
상면 접착층(20)은 경화제를 3 중량% 이하로 더 포함할 수 있다. 경화제는 0 중량% 즉, 포함되지 않을 수도 있다. 경화제가 너무 많이 포함될 시, 하면 접착층(30)과의 접착력이 떨어질 수 있다. 경화제를 제외한 잔부는 수지가 될 수 있다. 더욱 구체적으로 경화제는 포함되지 않을 수 있다. 즉, 상면 접착층(20)은 수지만으로 구성될 수 있다.
상면 접착층(20)은 연필 경도가 F이하일 수 있다. 여기서 연필 경도란 표준연필을 500g의 하중으로 45도 각도에서 선을 그어서 코팅층 표면에 압흔 유무를 육안으로 확인하는 방식으로 측정할 수 있다. 압흔이 발생하지 않는 가장 높은 경도를 접착층의 경도로 한다. 더욱 구체적으로 상면 접착층(20)은 연필 경도가 B 내지 F일 수 있다.
수지의 종류는 특별히 제한되지 아니한다. 예컨데, 수지는 에폭시계 수지, 실록산계 수지, 아크릴계 수지, 페놀계 수지, 스티렌계 수지, 비닐계 수지, 에틸렌계 수지 에스테르계 수지 및 우레탄계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 에폭시계 수지, 에스테르계 수지, 우레탄계 수지 및 아크릴계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
경화제는 멜라민계 경화제, 우레탄계 경화제, 지방족 폴리아민 경화제, 변성지방족 폴리아민 경화제, 방향족 폴리아민 경화제 및 유기산 무수물계 경화제 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
지방족 폴리아민 경화제로는 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민 등이 있을 수 있다. 변성지방족 폴리아민 경화제로는 에폭시폴리아민, 옥시에틸렌폴리아민 등이 있을 수 있다. 방향족 폴리아민 경화제로는 메타페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노페디페닐술폰 등이 있을 수 있다. 유기산 무수물계 경화제로는 테트라히드로무수프탈산, 무수피로메리트산 등이 있을 수 있다.
전술한 수지 및 경화제 외에 금속 인산염, 금속 크론삼염을 더 포함할 수 있다.
전기강판(10)의 하면에는 하면 접착층(30)이 위치한다.
하면 접착층(30)은 수산기 당량이 15 내지 20mgKOH/g인 수지를 포함한다. 수지가 수산기를 적정량 포함하면, 전기강판(10)을 적층하여 적층체(100)를 제조 시, 상면 접착층(20)과의 접착력을 향상시킬 수 있다. 동시에 하면 접착층(30)에 대한 생산시 라인의 스크레치형 결함을 방지할 수 있다. 전기강판 생산 시, 롤과 하면이 접촉하여 이송된다. 이 때, 하면 접착층(30)의 수산기 당량이 너무 낮으면, 스크레치형 결함이 다수 발생할 수 있다.
하면 접착층(30)은 중량 평균 분자량이 1,000 내지 10,000인 수지를 포함할 수 있다. 분자량이 적절한 수지를 포함하면, 상면 접착층(20)과의 접착력을 향상시킬 수 있다. 중량 평균 분자량이 너무 낮으면, 상면 접착층(20)과의 접착력이 떨어질 수 있다. 중량 평균 분자량이 너무 높으면, 스크레치형 결함이 다수 발생할 수 있다. 더욱 구체적으로 하면 접착층(30)은 중량 평균 분자량이 1,500 내지 5,000인 수지를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 하면 접착층(30)은 중량 평균 분자량이 2,000 내지 3,000인 수지를 포함할 수 있다.
하면 접착층(30)은 경화제를 5 내지 10 중량%로 더 포함할 수 있다. 경화제가 너무 많이 포함될 시, 상면 접착층(20)과의 접착력이 떨어질 수 있다. 경화제가 너무 적게 포함될 시, 스크레치형 결함이 다수 발생할 수 있다. 경화제를 제외한 잔부는 수지가 될 수 있다. 더욱 구체적으로 경화제를 5 내지 8 중량% 포함할 수 있다.
하면 접착층(30)은 연필 경도가 H이상일 수 있다. 여기서 연필 경도란 표준연필을 500g의 하중으로 45도 각도에서 선을 그어서 코팅층 표면에 압흔 유무를 육안으로 확인하는 방식으로 측정할 수 있다. 압흔이 발생하지 않는 가장 높은 경도를 접착층의 경도로 한다. 더욱 구체적으로 하면 접착층(30)은 연필 경도가 H 내지 4H일 수 있다. 더욱 구체적으로 하면 접착층(30)은 연필 경도가 H 내지 3H일 수 있다.
수지의 종류는 특별히 제한되지 아니한다. 예컨데, 수지는 에폭시계 수지, 실록산계 수지, 아크릴계 수지, 페놀계 수지, 스티렌계 수지, 비닐계 수지, 에틸렌계 수지 에스테르계 수지 및 우레탄계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 에폭시계 수지, 에스테르계 수지, 우레탄계 수지 및 아크릴계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 전술한 상면 접착층(20)의 수지와 같거나 다를 수 있다.
경화제는 멜라민계 경화제, 우레탄계 경화제, 지방족 폴리아민 경화제, 변성지방족 폴리아민 경화제, 방향족 폴리아민 경화제 및 유기산 무수물계 경화제 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 전술한 상면 접착층(20)의 경화제와 같거나 다를 수 있다.
전술한 수지 및 경화제 외에 금속 인산염, 금속 크론삼염을 더 포함할 수 있다.
상면 접착층(20) 및 하면 접착층(30)의 두께는 각각 1 내지 10㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판의 제조 방법은 전기강판 상면에 상면 접착 조성물을 도포하여, 상면 접착층을 형성하는 단계 및 전기강판 하면에 하면 접착 조성물을 도포하여, 하면 접착층을 형성하는 단계;를 포함한다.
이하 각 단계별로 구체적으로 설명한다.
전기강판(10) 상면에 상면 접착 조성물을 도포하여, 상면 접착층(20)을 형성한다.
상면 접착 조성물은 수산기 당량이 1 내지 10mgKOH/g인 수지를 포함한다. 수지가 수산기를 적정량 포함하면, 전기강판(10)을 적층하여 적층체(100)를 제조 시, 하면 접착층(30)과의 접착력을 향상시킬 수 있다. 접착력을 향상시켜 용접, 크램핑, 인터락킹 등 기존의 체결방법을 사용하지 않고, 전기강판을 접착시키는 것이 가능하며, 강판에 변형을 부가하지 않아, 자성이 향상된다.
수산기 당량이 너무 높으면, 하면 접착층(30)과의 접착력이 떨어질 수 있다. 수산기 당량이 너무 낮으면, 제품 생산후 코일 권취에 의해 상면 접착층(20)과 하면 접착층(30)이 붙는 결함을 발생할 수 있다. 더욱 구체적으로 상면 접착 조성물은 수산기 당량이 3 내지 5mgKOH/g인 수지를 포함할 수 있다. 이 때, 수산기(-OH) 당량은 수지 중량에 대한 수산기(-OH)의 중량을 의미하며, 건조시킨 고형분 1g을 아세틸화 가능한 산가를 중화하는 데 필요한 KOH의 중량으로부터 구한다.
상면 접착 조성물은 중량 평균 분자량이 15,000 내지 50,000인 수지를 포함할 수 있다. 분자량이 적절한 수지를 포함하면, 하면 접착층(30)과의 접착력을 향상시킬 수 있다. 중량 평균 분자량이 너무 높으면, 제품 생산후 코일 권취에 의해 상면 접착층(20)과 하면 접착층(30)이 붙는 결함을 발생할 수 있다. 더욱 구체적으로 상면 접착 조성물은 중량 평균 분자량이 20,000 내지 40,000인 수지를 포함할 수 있다.
상면 접착 조성물은 고형분 100 중량%에 대하여, 경화제를 3 중량% 이하로 더 포함할 수 있다. 경화제는 0 중량% 즉, 포함되지 않을 수도 있다. 경화제가 너무 많이 포함될 시, 하면 접착층(30)과의 접착력이 떨어질 수 있다. 경화제를 제외한 잔부는 수지가 될 수 있다. 더욱 구체적으로 경화제는 포함되지 않을 수 있다. 즉, 상면 접착 조성물의 고형분은 수지만으로 구성될 수 있다. 상면 접착 조성물은 고형분 외에 용매를 더 포함할 수 있다. 용매는 코팅 조성물에 사용되는 일반적인 용매를 사용할 수 있으며 구체적인 설명은 생략한다. 예컨데, 용매는 물 및 유기 용매 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
수지의 종류는 특별히 제한되지 아니한다. 예컨데, 수지는 에폭시계 수지, 실록산계 수지, 아크릴계 수지, 페놀계 수지, 스티렌계 수지, 비닐계 수지, 에틸렌계 수지 에스테르계 수지 및 우레탄계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 에폭시계 수지, 에스테르계 수지, 우레탄계 수지 및 아크릴계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
경화제는 멜라민계 경화제, 우레탄계 경화제, 지방족 폴리아민 경화제, 변성지방족 폴리아민 경화제, 방향족 폴리아민 경화제 및 유기산 무수물계 경화제 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상면 접착 조성물을 도포 이후, 경화시켜 상면 접착층(20)을 형성한다. 이 단계는 접착 코팅 조성물의 경화를 위해 100 내지 300 ℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다. 경화 전, 후의 상면 접착 조성물 내의 성분의 특징(수산기 당량, 중량평균 분자량)은 실질적으로 변동되지 않는다.
전기강판(10) 하면에 하면 접착 조성물을 도포하여, 하면 접착층(30)을 형성한다. 전술한 상면 접착층(20)을 형성하는 단계 및 하면 접착층(30)을 형성하는 단계는 순서와 관계 없이 구성될 수 있다. 즉, 상면 접착층(20)을 형성한 이후, 하면 접착층(30)을 형성할 수 있고, 하면 접착층(30)을 형성한 이후, 상면 접착층(20)을 형성할 수 있다. 상면 접착층(20) 및 하면 접착층(30)을 동시에 형성하는 것도 가능하다.
하면 접착 조성물은 수산기 당량이 15 내지 20mgKOH/g인 수지를 포함한다. 수지가 수산기를 적정량 포함하면, 전기강판(10)을 적층하여 적층체(100)를 제조 시, 상면 접착층(20)과의 접착력을 향상시킬 수 있다. 동시에 하면 접착층(30)에 대한 생산시 라인의 스크레치형 결함을 방지할 수 있다. 전기강판 생산 시, 롤과 하면이 접촉하여 이송된다. 이 때, 하면 접착 조성물의 수산기 당량이 너무 낮으면, 스크레치형 결함이 다수 발생할 수 있다.
하면 접착 조성물은 중량 평균 분자량이 1,000 내지 10,000인 수지를 포함할 수 있다. 분자량이 적절한 수지를 포함하면, 상면 접착층(20)과의 접착력을 향상시킬 수 있다. 중량 평균 분자량이 너무 낮으면, 상면 접착층(20)과의 접착력이 떨어질 수 있다. 중량 평균 분자량이 너무 높으면, 스크레치형 결함이 다수 발생할 수 있다. 더욱 구체적으로 하면 접착 조성물은 중량 평균 분자량이 1,500 내지 5,000인 수지를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 하면 접착 조성물은 중량 평균 분자량이 2,000 내지 3,000인 수지를 포함할 수 있다.
하면 접착 조성물은 고형분 100 중량%에 대하여, 경화제를 5 내지 10 중량%로 더 포함할 수 있다. 경화제가 너무 많이 포함될 시, 상면 접착층(20)과의 접착력이 떨어질 수 있다. 경화제가 너무 적게 포함될 시, 스크레치형 결함이 다수 발생할 수 있다. 경화제를 제외한 잔부는 수지가 될 수 있다. 더욱 구체적으로 경화제를 5 내지 8 중량% 포함할 수 있다. 하면 접착 조성물은 고형분 외에 용매를 더 포함할 수 있다. 용매는 코팅 조성물에 사용되는 일반적인 용매를 사용할 수 있으며 구체적인 설명은 생략한다. 예컨데, 용매는 물 및 유기 용매 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
수지의 종류는 특별히 제한되지 아니한다. 예컨데, 수지는 에폭시계 수지, 실록산계 수지, 아크릴계 수지, 페놀계 수지, 스티렌계 수지, 비닐계 수지, 에틸렌계 수지 에스테르계 수지 및 우레탄계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 에폭시계 수지, 에스테르계 수지, 우레탄계 수지 및 아크릴계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 전술한 상면 접착 조성물의 수지와 같거나 다를 수 있다.
경화제는 멜라민계 경화제, 우레탄계 경화제, 지방족 폴리아민 경화제, 변성지방족 폴리아민 경화제, 방향족 폴리아민 경화제 및 유기산 무수물계 경화제 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 전술한 상면 접착 조성물의 경화제와 같거나 다를 수 있다.
하면 접착 조성물을 도포 이후, 경화시켜 하면 접착층(30)을 형성한다. 이 단계는 접착 코팅 조성물의 경화를 위해 100 내지 300 ℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다. 경화 전, 후의 하면 접착 조성물 내의 성분의 특징(수산기 당량, 중량평균 분자량)은 실질적으로 변동되지 않는다.
도 2에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판 적층체의 단면을 개략적으로 나타낸다. 도 2을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판 적층체의 구조를 설명한다. 도 2의 전기강판 적층체는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 전기강판 적층체의 구조를 다양하게 변형할 수 있다.
도 2에 나타나듯이, 본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판 적층체(100)는 복수의 전기강판(10)이 적층되고, 전기강판(10) 사이에 상면 접착층(20) 및 하면 접착층(30) 순서로 개재된다.
전기강판(10), 상면 접착층(20) 및 하면 접착층(30)에 대해서는 전술한 전기강판(10)과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
전기강판 적층체(100)를 제조하는 방법은 상면 접착층(20) 및 하면 접착층(30)이 형성된 복수의 전기강판(10)을 적층하고, 열융착하는 단계를 포함한다. 열융착하는 단계를 통해 상면 접착층(20) 및 하면 접착층(30) 내의 수지 성분들이 열융착하고, 열융착층을 형성하게 된다.
열융착하는 단계는 100 내지 300℃의 온도 0.05 내지 5.0 Mpa의 압력 및 0.1 내지 120 분의 가압 조건으로 열융착할 수 있다. 상기 조건은 각각 독립적으로 만족할 수 있으며, 2 이상의 조건을 동시에 만족할 수도 있다. 이처럼 열융착하는 단계에서의 온도, 압력, 시간 조건을 조절함으로써, 무방향성 전기강판 사이에, 갭이나, 기공 없이, 조밀하게 열융착될 수 있다.
열융착하는 단계는 승온 단계 및 융착 단계를 포함하고, 승온 단계의 승온속도는 10℃/분 내지 1000℃/분이 될 수 있다.
이처럼 본 발명의 일 실시예에 의한 전기강판 적층체는 전기강판 그 자체의 자성(구체적으로, 철손, 자속 밀도 등)이 향상될 뿐만 아니라, 접착 코팅층에 의한 접착성이 우수하다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 그러나 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
실시예
3.15 중량%의 실리콘(Si)을 함유하고, 판 두께 0.35mm 소둔 처리된 무방향성 전기강판 (50 × 50 mm)을 공시편을 준비하였다. 이 시편을 하기 표 1에 정리된 고형분으로 구성된 접착 조성물을 Bar Coater를 이용하여 각 준비된 공 시편에 상부와 하부에 일정한 두께로 도포하여 판온 기준 150 내지 250℃ 에서 20초간 경화한 후 공기 중에서 천천히 냉각시켜, 약 3.0㎛ 두께의 접착 코팅층을 형성하였다.
접착 코팅층이 코팅된 전기강판을 높이 20mm로 적층한 후, 0.1MPa의 힘으로 가압하여 120℃, 10 분 동안 열융착 하였다. 조건별 열융착된 전기강판의 접착력은 전단면 인장법에 의해 접착력을 측정하였다.
접착력: 전단법 (Shear Strength)으로 제작된 시편을 상/하부 지그(JIG)에 일정 힘으로 고정시킨 후 일정 속도로 당기면서 적층된 샘플의 인장력을 측정하는 장치를 사용하여 측정하였다. 이때, 전단법의 경우 측정된 값은 적층된 샘플의 계면 중에서 최소 접착력을 가진 계면이 탈락하는 지점을 측정하였다.
표면경도: 코팅층의 표면경도를 측정하는 방법으로 연필경도 측정법 (Pencil Hardness)를 사용한다. 표준연필 (미쯔비시 연필, 8B ~ 10H)을 500g의 하중으로 45도 각도에서 선을 그어서 코팅층 표면에 압흔 유무를 육안으로 확인한다.
Figure PCTKR2019016387-appb-T000001
Figure PCTKR2019016387-appb-T000002
표 1 및 표 2에서 나타나듯이, 실시예 1 및 실시예 2는 표면 특성 및 접착력이 우수함을 확인할 수 있다.
한편, 비교예 1과 같이 수산기 당량, 분자량, 경화제 함량 및 경도를 연질로 상면과 하면이 동일하게 구성한 경우 열융착 후 전단접착력은 우수하나, 하면의 코팅층의 표면경도가 열위하여 스크레치형 결함이 다수 발생함을 확인할 수 있다.
비교예 2과 같이 수산기 당량, 분자량, 경화제 함량 및 경도를 경질로 상면과 하면을 동일하게 구성한 경우 스크레치형 결함은 발생하지 않았으나, 열융착 후 전단접착력이 열악하였다.
비교예 3과 같이 상면과 하면의 접착층 성질을 반대로 한 경우, 열융착 후 전단접착력은 우수하나, 하면의 코팅층의 표면경도가 열위하여 스크레치형 결함이 다수 발생함을 확인할 수 있다.
비교예 4와 같이 하면 접착층의 경도를 지나치게 높인 경우, 스크레치형 결함은 발생하지 않았으나, 열융착 후 전단접착력이 열악하였다.
비교예 5와 같이 상면 접착층의 경도를 지나치게 낮춘 경우, 제품 생산후 코일 권취에 의해 상/하면 접착층이 붙는 결함이 발생하였다.
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.
[부호의 설명]
10 : 전기강판
20 : 상면 접착층
30 : 하면 접착층
40 : 전기강판 적층체

Claims (13)

  1. 전기강판 상면에 위치하는 상면 접착층 및
    전기강판 하면에 위치하는 하면 접착층을 포함하고,
    상기 상면 접착층은 연필 경도가 F이하이고,
    상기 하면 접착층은 연필 경도가 H이상인 전기강판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상면 접착층은 중량 평균 분자량이 15,000 내지 50,000인 수지를 포함하고,
    상기 하면 접착층은 중량 평균 분자량이 1,000 내지 10,000인 수지를 포함하는 전기강판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상면 접착층은 경화제를 3 중량% 이하로 더 포함하고,
    상기 하면 접착층은 경화제를 5 내지 10 중량%로 더 포함하는 전기강판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상면 접착층은 수산기 당량이 1 내지 10mgKOH/g인 수지를 포함하고,
    상기 하면 접착층은 수산기 당량이 15 내지 20mgKOH/g인 수지를 포함하는 전기강판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상면 접착층 및 상기 하면 접착층에 포함되는 수지는 각각 에폭시계 수지, 실록산계 수지, 아크릴계 수지, 페놀계 수지, 스티렌계 수지, 비닐계 수지, 에틸렌계 수지, 에스테르계 수지 및 우레탄계 수지 중 1종 이상을 포함하는 전기강판.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 상면 접착층 및 상기 하면 접착층에 포함되는 경화제는 각각 멜라민계 경화제, 우레탄계 경화제, 지방족 폴리아민 경화제, 변성지방족 폴리아민 경화제, 방향족 폴리아민 경화제 및 유기산 무수물계 경화제 중 1종 이상을 포함하는 전기강판.
  7. 전기강판 상면에 상면 접착 조성물을 도포하여, 상면 접착층을 형성하는 단계 및
    상기 전기강판 하면에 하면 접착 조성물을 도포하여, 하면 접착층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 상면 접착 조성물은 수산기 당량이 1 내지 10mgKOH/g인 수지를 포함하고,
    상기 하면 접착 조성물은 수산기 당량이 15 내지 20mgKOH/g인 수지를 포함하는 전기강판의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상면 접착 조성물은 중량 평균 분자량이 15,000 내지 50,000인 수지를 포함하고,
    상기 하면 접착 조성물은 중량 평균 분자량이 1,000 내지 10,000인 수지를 포함하는 전기강판의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 상면 접착 조성물은 고형분 100 중량%에 대하여, 경화제를 3 중량% 이하로 더 포함하고,
    상기 하면 접착 조성물은 고형분 100 중량%에 대하여, 경화제를 5 내지 10 중량%로 더 포함하는 전기강판의 제조 방법.
  10. 복수의 전기강판이 적층되고,
    상기 전기강판 사이에 상면 접착층 및 하면 접착층 순서로 개재되고,
    상기 상면 접착층은 연필 경도가 F이하이고,
    상기 하면 접착층은 연필 경도가 H이상인 전기강판 적층체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 상면 접착층은 중량 평균 분자량이 15,000 내지 50,000인 수지를 포함하고,
    상기 하면 접착층은 중량 평균 분자량이 1,000 내지 10,000인 수지를 포함하는 전기강판 적층체.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 상면 접착층은 경화제를 3 중량% 이하로 더 포함하고,
    상기 하면 접착층은 경화제를 5 내지 10 중량%로 더 포함하는 전기강판 적층체.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 상면 접착층은 수산기 당량이 1 내지 10mgKOH/g인 수지를 포함하고,
    상기 하면 접착층은 수산기 당량이 15 내지 20mgKOH/g인 수지를 포함하는 전기강판 적층체.
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