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KR20220089112A - Insulation coating composition and method for manufacturing the same, and electrical steel sheet using the same - Google Patents

Insulation coating composition and method for manufacturing the same, and electrical steel sheet using the same Download PDF

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KR20220089112A
KR20220089112A KR1020200179443A KR20200179443A KR20220089112A KR 20220089112 A KR20220089112 A KR 20220089112A KR 1020200179443 A KR1020200179443 A KR 1020200179443A KR 20200179443 A KR20200179443 A KR 20200179443A KR 20220089112 A KR20220089112 A KR 20220089112A
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KR
South Korea
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coating composition
metal
electrical steel
steel sheet
insulating coating
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Ceased
Application number
KR1020200179443A
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Korean (ko)
Inventor
이동규
김정우
하봉우
노태영
박경렬
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

금속 질산염 및/또는 금속 아질산염을 첨가하여 제조되는 절연 피막 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 고내후성 전기강판에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 절연 피막 조성물은 금속 인산염(Mx=1~3(H3PO4)y=1~3); 및 유기 수지에 포함되는 관능기가 무기 나노입자로 치환된 유무기 복합재;를 포함하고, 절연 피막 조성물의 에너지 분산 X선 분광 (EDS) 분석 시 에너지 피크의 적분값으로 계산했을 때, 인(P) 원소의 함량 100%에 대하여, 상기 금속(M) 원소의 원소비율이 100~250% 이다.
Disclosed are an insulating coating composition prepared by adding metal nitrate and/or metal nitrite, a method for manufacturing the same, and a high weather resistance electrical steel sheet using the same.
Insulation coating composition according to the present invention is a metal phosphate (M x = 1-3 (H 3 PO 4 ) y = 1-3 ); and an organic-inorganic composite in which the functional group contained in the organic resin is substituted with inorganic nanoparticles; and, when calculated as the integral value of the energy peak during energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) analysis of the insulating coating composition, phosphorus (P) With respect to the content of the element 100%, the element ratio of the metal (M) element is 100 to 250%.

Description

절연 피막 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 전기강판{INSULATION COATING COMPOSITION AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND ELECTRICAL STEEL SHEET USING THE SAME}Insulation coating composition, manufacturing method thereof, and electrical steel sheet using the same

본 발명은 절연 피막 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 고내후성 전기강판에 관한 것이다. The present invention relates to an insulating coating composition, a method for manufacturing the same, and a high weather resistance electrical steel sheet using the same.

전기강판은 변압기, 모터, 전기기용 소재로 사용된다. Electrical steel sheet is used as a material for transformers, motors, and electric machines.

전기강판은 기계적 특성 등 가공성을 중요시 하는 일반 탄소강과는 달리, 전기적 특성을 중요시 하는 기능성 소재이다. Electrical steel sheet is a functional material that emphasizes electrical properties, unlike general carbon steel, which emphasizes workability such as mechanical properties.

전기강판에 요구되는 전기적 특성으로는 낮은 철손(core loss), 높은 자속 밀도, 투자율 및 점적율 등이 있다.Electrical properties required for the electrical steel sheet include low core loss, high magnetic flux density, magnetic permeability and space factor.

전기강판은 방향성 전기강판과 무방향성 전기강판으로 구분된다. Electrical steel sheet is divided into grain-oriented electrical steel sheet and non-oriented electrical steel sheet.

방향성 전기강판은 2차 재결정으로 불리는 비정상 결정립 성장 현상을 이용해 Goss 집합조직({110}<001> 집합조직)을 강판 전체에 형성시켜 압연방향의 자기적 특성이 뛰어난 전기강판이다. Grain-oriented electrical steel sheet is an electrical steel sheet with excellent magnetic properties in the rolling direction by forming a Goss texture ({110}<001> texture) throughout the steel sheet by using an abnormal grain growth phenomenon called secondary recrystallization.

무방향성 전기강판은 압연판 상의 모든 방향으로 자기적 특성이 균일한 전기강판이다.Non-oriented electrical steel sheet is an electrical steel sheet with uniform magnetic properties in all directions on the rolled sheet.

전기강판은 타발 가공 후 자기적 특성의 향상을 위해 가공응력을 제거하기 위한 응력 제거 소둔(Stress Relieving Annealing, SRA)을 실시하여야 하는 형태와, 응력 제거 소둔에 의한 자기적 특성 효과보다 열처리에 따른 경비 손실이 클 경우 응력 제거 소둔을 생략하는 형태로 구분하여 사용하고 있다. In order to improve magnetic properties after punching, electrical steel sheet must be subjected to Stress Relieving Annealing (SRA) to remove machining stress, and cost due to heat treatment rather than the effect of magnetic properties caused by stress relief annealing. If the loss is large, the stress relief annealing is omitted and used separately.

한편, 전기강판 표면에 절연 피막을 형성하는 것은 제품의 마무리 제조 공정에 해당하는 과정이다. On the other hand, forming an insulating film on the surface of the electrical steel sheet is a process corresponding to the final manufacturing process of the product.

절연 피막은 적층되는 복수개의 전기강판 사이의 층간 절연을 주목적으로 하고 있다. The insulating film has the main purpose of interlayer insulation between a plurality of laminated electrical steel sheets.

절연 피막 형성 단계에서는 통상 와전류의 발생을 억제시키는 전기적 특성 이외에 소정의 형상으로 타발 가공 후 다수 개의 전기강판을 적층하여 철심으로 만들 때, 금형의 마모를 억제하는 연속타발 가공성이 요구된다. In the insulating film forming step, in addition to the electrical properties of suppressing the generation of eddy currents, continuous punching is required to suppress the wear of the mold when a plurality of electrical steel sheets are laminated to form an iron core after punching into a predetermined shape.

또한 절연 피막 형성 단계에서는 전기강판의 응력 제거 소둔 과정 후 철심에서 강판끼리 밀착하지 않는 내점착(sticking)성 및 표면 밀착성 등이 요구된다. In addition, in the insulating film forming step, after the stress relief annealing process of the electrical steel sheet, sticking resistance and surface adhesion are required so that the steel sheets do not adhere to each other in the iron core.

나아가 절연 피막 형성 단계에서는 상기 기본적인 특성 외에 코팅용액의 우수한 도포 작업성과 배합 후 장시간 사용 가능한 용액 안정성 등도 요구된다. Furthermore, in the insulating film forming step, in addition to the above basic characteristics, excellent coating workability of the coating solution and stability of the solution that can be used for a long time after mixing are also required.

소형 전동기기의 사용이 점차 확대되면서 절연성뿐만 아니라 가공성, 용접성, 내식성에 유리한 피막 성능을 주요한 물성으로 평가하는 추세이다.As the use of small electric devices is gradually expanding, there is a trend to evaluate the film performance advantageous in not only insulation but also workability, weldability, and corrosion resistance as major properties.

최근 들어서는 전기강판 표면의 품질 또한 사용 특성에 영향을 미치면서 표면품질이 우수한 전기강판을 요구하게 되었다. In recent years, as the quality of the surface of the electrical steel sheet also affects the characteristics of use, an electrical steel sheet with excellent surface quality is required.

한편 무방향성 전기강판은 고효율 모터 개발에 의한 고급화 물결을 타고 있다. On the other hand, non-oriented electrical steel sheet is riding a wave of luxury due to the development of high-efficiency motors.

그런데 고급화로 나아갈수록 전기강판 표면은 고기능성(고절연성, 고내열성, 고내식성)을 요구하게 된다. However, as it progresses toward higher quality, the surface of electrical steel sheet requires high functionality (high insulation, high heat resistance, high corrosion resistance).

특히 와전류 손실(Eddy Current Loss)을 최소화함에 따라 모터의 성능을 극대화하기 위한 절연성은 필수 항목이다. In particular, insulation is essential for maximizing the performance of the motor by minimizing the eddy current loss.

우수한 절연성을 확보하기 위해서는 절연 피막의 두께를 증가시키는 방법이 일반적이다. In order to secure excellent insulation, a method of increasing the thickness of the insulating film is generally used.

그러나 절연 피막의 두께가 증가할 경우, 무방향성 전기강판에서 요구하는 내후성, 용접성, 내열성, 응력 제거 소둔 전/후 밀착성 및 점적율(Stacking Factor) 등의 특성이 열위해지는 단점이 있다.However, when the thickness of the insulating film increases, the properties such as weather resistance, weldability, heat resistance, adhesion before and after stress relief annealing and stacking factor required for non-oriented electrical steel sheet are inferior.

본 발명의 목적은 인산과 전기강판 표면의 반응을 촉진하여 미반응된 자유인산의 양을 획기적으로 감소시킬 수 있는 절연 피막 조성물을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an insulating coating composition capable of dramatically reducing the amount of unreacted free phosphoric acid by promoting the reaction between phosphoric acid and the surface of an electrical steel sheet.

또한 본 발명의 목적은 수분 흡수로 인해 피막 표면이 하얗게 변하며 끈적이는 특성을 해결하기 위한 피막 조성물의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for preparing a coating composition for solving the sticky properties of the coating surface turning white due to moisture absorption.

또한 본 발명의 목적은 가압패드를 열화 및 변형시키는 것을 개선하기 위한 절연 피막 조성물의 제조 방법을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a method for preparing an insulating coating composition for improving the deterioration and deformation of the pressure pad.

또한 본 발명의 목적은 응력 제거 소둔(SRA) 전/후의 절연특성을 개선한 전기강판을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an electrical steel sheet with improved insulation properties before and after stress relief annealing (SRA).

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned may be understood by the following description, and will be more clearly understood by the examples of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the appended claims.

본 발명에 따른 절연 피막 조성물은 금속 인산염(Mx=1~3(H3PO4)y=1~3); 및 유기 수지에 포함되는 관능기가 무기 나노입자로 치환된 유무기 복합재;를 포함하고, 절연 피막 조성물의 에너지 분산 X선 분광 (EDS) 분석 시 에너지 피크의 적분값으로 계산했을 때, 인(P) 원소의 함량 100%에 대하여, 상기 금속(M) 원소의 원소비율이 100~250% 이다.Insulation coating composition according to the present invention is a metal phosphate (M x = 1-3 (H 3 PO 4 ) y = 1-3 ); and an organic-inorganic composite in which the functional group contained in the organic resin is substituted with inorganic nanoparticles; and, when calculated as the integral value of the energy peak during energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) analysis of the insulating coating composition, phosphorus (P) With respect to the content of the element 100%, the element ratio of the metal (M) element is 100 to 250%.

본 발명에 따른 절연 피막 조성물의 제조 방법은 (a) 금속 수산화물(M(OH)x=1~3), 질산 화합물 및 인산(H3PO4) 수용액을 혼합하여 금속 인산염(Mx=1~3(H3PO4)y=1~3)을 제조하는 단계; 및 (b) 상기 금속 인산염과, 유기 수지에 포함되는 관능기가 무기 나노입자로 치환된 유무기 복합재를 혼합하여 절연 피막 조성물을 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 절연 피막 조성물의 에너지 분산 X선 분광(EDS) 분석 시 에너지 피크의 적분값으로 계산했을 때, 인(P) 원소의 함량 100%에 대하여, 상기 금속(M) 원소의 원소비율이 100~250% 이다.The manufacturing method of the insulating coating composition according to the present invention comprises (a) a metal hydroxide (M(OH) x = 1 to 3 ), a nitric acid compound, and a phosphoric acid (H 3 PO 4 ) aqueous solution by mixing a metal phosphate (M x = 1 to 3 (H 3 PO 4 ) y=1-3 ) to prepare; and (b) preparing an insulating coating composition by mixing the metal phosphate and an organic-inorganic composite in which the functional groups contained in the organic resin are substituted with inorganic nanoparticles; including, energy-dispersive X-ray spectroscopy of the insulating coating composition When calculated as an integral value of the energy peak during (EDS) analysis, the element ratio of the metal (M) element is 100 to 250% with respect to 100% of the phosphorus (P) element content.

본 발명에 따른 전기강판은 전기강판 기재; 및 상기 전기강판 기재의 표면에 배치되는 절연 피막;을 포함하고, 상기 절연 피막은 금속 인산염(Mx=1~3(H3PO4)y=1~3); 및 유기 수지에 포함되는 관능기가 무기 나노입자로 치환된 유무기 복합재;를 포함하고, 상기 절연 피막의 에너지 분산 X선 분광 (EDS) 분석 시 에너지 피크의 적분값으로 계산했을 때, 인(P) 원소의 함량 100%에 대하여, 상기 금속(M) 원소의 원소비율이 100~250% 이다.The electrical steel sheet according to the present invention includes an electrical steel sheet substrate; and an insulating film disposed on the surface of the electrical steel sheet substrate, wherein the insulating film includes a metal phosphate (M x = 1-3 (H 3 PO 4 ) y = 1-3 ); and an organic-inorganic composite in which the functional groups contained in the organic resin are substituted with inorganic nanoparticles; and, when calculated as the integral value of the energy peak during energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) analysis of the insulating film, phosphorus (P) With respect to the content of the element 100%, the element ratio of the metal (M) element is 100 to 250%.

본 발명에 따른 절연 피막 조성물은 금속 질산염 제조 시, 금속 수산화물에 금속 질산염 및/또는 금속 아질산염과 같은 질산화합물을 혼합한 후 인산과 반응시켜 제조함에 따라, 미반응된 자유인산의 수를 획기적으로 감소시키는 효과가 있다.The insulating coating composition according to the present invention is prepared by mixing a nitrate compound such as a metal nitrate and/or a metal nitrite with a metal hydroxide and then reacting it with phosphoric acid when preparing a metal nitrate, thereby dramatically reducing the number of unreacted free phosphoric acid has the effect of making

또한 본 발명에 따른 절연 피막 조성물은 금속 질산염 및/또는 금속 아질산염을 활용함에 따라, EDS 스펙트럼에서 인(P) 원소의 함량 100% 대비 금속(M) 원소의 원소 비율이 100% 이상 나타내는 효과가 있다. In addition, as the insulating coating composition according to the present invention utilizes a metal nitrate and/or a metal nitrite, there is an effect that the element ratio of the metal (M) element to 100% of the phosphorus (P) element content in the EDS spectrum is 100% or more .

또한 본 발명의 절연 피막 조성물로부터 형성된 절연 피막은 수분 흡수로 인해 표면이 하얗게 변하며 끈적이는 특성을 개선하는 효과가 있다. In addition, the surface of the insulating film formed from the insulating film composition of the present invention turns white due to water absorption, and there is an effect of improving stickiness.

또한 상기 절연 피막은 가압패드를 열화 및 변형시키는 문제를 개선하는 효과가 있다.In addition, the insulating film has an effect of improving the problem of deterioration and deformation of the pressure pad.

나아가 본 발명에 따른 절연 피막 조성물을 이용한 전기강판은 우수한 내후성 및 표면특성을 확보할 수 있다.Furthermore, the electrical steel sheet using the insulating coating composition according to the present invention can secure excellent weather resistance and surface properties.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, the specific effects of the present invention will be described together while describing specific details for carrying out the invention below.

도 1은 본 발명에 따른 절연 피막 조성물의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 절연 피막이 배치된 전기강판의 단면도이다.
도 3은 비교예 1에서 수산화알루미늄을 이용하여 절연 피막을 형성하기 전/후의 전기강판의 표면 사진이다.
도 4는 실시예 1에서 수산화알루미늄 100% 대비 질산알루미늄을 50% 첨가하여 절연 피막을 형성하기 전/후의 전기강판의 표면 사진이다.
도 5는 실시예 2에서 수산화알루미늄 100% 대비 질산알루미늄을 400% 첨가하여 절연 피막을 형성하기 전/후의 전기강판의 표면 사진이다.
도 6은 실시예 3에서 수산화알루미늄 100% 대비 질산알루미늄을 100% 첨가하여 절연 피막을 형성하기 전/후의 전기강판의 표면 사진이다.
도 7는 실시예 4에서 수산화알루미늄 100% 대비 질산알루미늄을 200% 첨가하여 절연 피막을 형성하기 전/후의 전기강판의 표면 사진이다.
도 8은 비교예 1의 절연 피막의 EDS 조성비를 나타낸 그래프이다.
도 9는 실시예 1의 절연 피막의 EDS 조성비를 나타낸 그래프이다.
도 10은 실시예 2의 절연 피막의 EDS 조성비를 나타낸 그래프이다.
도 11은 실시예 3의 절연 피막의 EDS 조성비를 나타낸 그래프이다.
도 12는 실시예 4의 절연 피막의 EDS 조성비를 나타낸 그래프이다.
1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing an insulating coating composition according to the present invention.
2 is a cross-sectional view of an electrical steel sheet on which an insulating film according to the present invention is disposed.
3 is a photograph of the surface of an electrical steel sheet before and after forming an insulating film using aluminum hydroxide in Comparative Example 1. Referring to FIG.
4 is a photograph of the surface of the electrical steel sheet before and after forming an insulating film by adding 50% of aluminum nitrate compared to 100% of aluminum hydroxide in Example 1.
5 is a photograph of the surface of an electrical steel sheet before and after forming an insulating film by adding 400% of aluminum nitrate compared to 100% of aluminum hydroxide in Example 2;
6 is a photograph of the surface of the electrical steel sheet before and after forming an insulating film by adding 100% of aluminum nitrate compared to 100% of aluminum hydroxide in Example 3;
7 is a photograph of the surface of the electrical steel sheet before and after forming an insulating film by adding 200% of aluminum nitrate compared to 100% of aluminum hydroxide in Example 4.
8 is a graph showing the EDS composition ratio of the insulating film of Comparative Example 1.
9 is a graph showing the EDS composition ratio of the insulating film of Example 1.
10 is a graph showing the EDS composition ratio of the insulating film of Example 2.
11 is a graph showing the EDS composition ratio of the insulating film of Example 3;
12 is a graph showing the EDS composition ratio of the insulating film of Example 4;

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above-described objects, features and advantages will be described below in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.

이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다. In the following, that an arbitrary component is disposed on the "upper (or lower)" of a component or "upper (or below)" of a component means that any component is disposed in contact with the upper surface (or lower surface) of the component. Furthermore, it may mean that other components may be interposed between the component and any component disposed on (or under) the component.

또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다. In addition, when it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the components may be directly connected or connected to each other, but other components are “interposed” between each component. It should be understood that “or, each component may be “connected,” “coupled,” or “connected,” through another component.

이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 절연 피막 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 전기강판을 설명하도록 한다.Hereinafter, an insulation coating composition according to some embodiments of the present invention, a method for manufacturing the same, and an electrical steel sheet using the same will be described.

본 발명의 절연 피막 조성물의 제조 방법은 다음과 같다.The manufacturing method of the insulating coating composition of this invention is as follows.

도 1은 본 발명에 따른 절연 피막 조성물의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing an insulating coating composition according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 절연 피막 조성물의 제조 방법은 금속 수산화물(M(OH)x=1~3), 금속 질산염(M(NO3)x=1~3) 및/또는 금속 아질산염(M(NO2)x=1~3)을 포함하는 질산 화합물, 및 인산(H3PO4) 수용액을 혼합하여 금속 인산염(Mx=1~3(H3PO4)y=1~3)을 제조하는 단계(S110) 및 상기 금속 인산염과 유무기 복합재를 혼합하여 절연 피막 조성물을 제조하는 단계(S120)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the method for preparing the insulating coating composition of the present invention includes a metal hydroxide (M(OH) x = 1 to 3 ), a metal nitrate (M(NO 3 ) x = 1 to 3 ) and/or a metal nitrite ( By mixing a nitric acid compound containing M(NO 2 ) x=1~3 , and an aqueous solution of phosphoric acid (H 3 PO 4 ), a metal phosphate (M x=1~3 (H 3 PO 4 ) y=1~3 ) It includes the step of preparing (S110) and mixing the metal phosphate and the organic-inorganic composite material to prepare an insulating coating composition (S120).

본 발명에서는 금속 인산염(Mx=1~3(H3PO4)y=1~3)을 제조하는 과정에서 금속 수산화물(M(OH)x=1~3)과 금속 질산염(M(NO3)x=1~3) 및/또는 금속 아질산염(M(NO2)x=1~3)을 혼합한 뒤, 인산(H3PO4) 수용액과 반응시켜 금속 인산염(Mx=1~3(H3PO4)y=1~3)을 제조한다. In the present invention, in the process of preparing a metal phosphate (M x = 1 ~ 3 (H 3 PO 4 ) y = 1 ~ 3 ), a metal hydroxide (M(OH) x = 1 ~ 3 ) and a metal nitrate (M(NO 3 ) ) x=1~3 ) and/or metal nitrite (M(NO 2 ) x=1~3 ) are mixed, and then reacted with an aqueous solution of phosphoric acid (H 3 PO 4 ) to form a metal phosphate (M x=1~3 ( H 3 PO 4 ) y=1 to 3 ) is prepared.

인산 수용액은 10~20중량%의 증류수와 80~90중량%의 인산(H3PO4)을 혼합하여 마련한다. The aqueous phosphoric acid solution is prepared by mixing 10 to 20% by weight of distilled water and 80 to 90% by weight of phosphoric acid (H 3 PO 4 ).

상기 인산 수용액 100중량부에 대하여, 금속 수산화물과, 금속 질산염(M(NO3)x=1~3) 및/또는 금속 아질산염(M(NO2)x=1~3)을 포함하는 질산 화합물을 15~120중량부로 혼합하여 80~90℃에서 6~10시간 동안 반응시켜 금속 인산염을 제조한다. 이때, 금속 수산화물과 질산 화합물을 1 : 0.5~4의 중량비로 혼합할 수 있다. 다른 표현으로는, 금속 수산화물 100중량%에 대하여, 질산 화합물을 50~400중량%로 첨가할 수 있다.With respect to 100 parts by weight of the aqueous phosphoric acid solution, a nitric acid compound comprising a metal hydroxide, a metal nitrate (M(NO 3 ) x = 1 to 3 ) and/or a metal nitrite (M(NO 2 ) x = 1 to 3 ) A metal phosphate is prepared by mixing 15 to 120 parts by weight and reacting at 80 to 90° C. for 6 to 10 hours. At this time, the metal hydroxide and the nitric acid compound may be mixed in a weight ratio of 1: 0.5 to 4. In other words, 50 to 400% by weight of a nitric acid compound may be added based on 100% by weight of the metal hydroxide.

예를 들어, 인산 수용액 100g을 기준으로 금속 수산화물 10~40g, 금속 질산염 5~80g을 첨가하여 반응시킬 수 있다.For example, 10 to 40 g of metal hydroxide and 5 to 80 g of metal nitrate may be added and reacted based on 100 g of aqueous phosphoric acid solution.

금속 수산화물에 대하여, 금속 질산염 및/또는 금속 아질산염을 포함하는 질산 화합물의 함량이 0.5 미만인 경우, 내후성 개선효과가 크게 나타나지 않을 수 있다. 반대로 함량이 4를 초과하는 경우, 전기강판과 조성물의 반응성이 지나치게 커져 발분(powdering)현상이 나타날 수 있다. With respect to the metal hydroxide, when the content of the nitric acid compound including the metal nitrate and/or the metal nitrite is less than 0.5, the effect of improving the weather resistance may not be significantly exhibited. Conversely, when the content exceeds 4, the reactivity between the electrical steel sheet and the composition becomes excessively large, and powdering may occur.

반응 조건이 80~90℃ 및 6~10시간을 벗어나는 경우, 금속 인산염과 강판 표면의 반응이 충분히 이루어지지 않을 수 있다.When the reaction conditions are out of 80 to 90° C. and 6 to 10 hours, the reaction between the metal phosphate and the surface of the steel sheet may not be sufficiently performed.

상기 금속은 Al, Co, Ca, Sr, Zn, Mg 및 Mn 중 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 Al 및 Co 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The metal may include at least one of Al, Co, Ca, Sr, Zn, Mg, and Mn, and preferably, at least one of Al and Co.

금속 질산염(M(NO3)x=1~3)은 질산알루미늄(Al(NO3)3), 질산코발트(Co(NO3)2), 질산칼슘(Ca(NO3)2), 질산스트론튬(Sr(NO3)2), 질산아연(Zn(NO3)2), 질산망간(Mn(NO3)2), 질산마그네슘(Mg(NO3)2) 로 표시될 수 있다.Metal nitrates (M(NO 3 ) x=1~3 ) are aluminum nitrate (Al(NO 3 ) 3 ), cobalt nitrate (Co(NO 3 ) 2 ), calcium nitrate (Ca(NO 3 ) 2 ), strontium nitrate (Sr(NO 3 ) 2 ), zinc nitrate (Zn(NO 3 ) 2 ), manganese nitrate (Mn(NO 3 ) 2 ), and magnesium nitrate (Mg(NO 3 ) 2 ).

금속 아질산염(M(NO2)x=1~3)은 아질산칼슘(Ca(NO2)2), 아질산아연(Zn(NO2)2), 아질산마그네슘(Mg(NO2)2) 등으로 표시될 수 있다.Metal nitrite (M(NO 2 ) x=1~3 ) is expressed as calcium nitrite (Ca(NO 2 ) 2 ), zinc nitrite (Zn(NO 2 ) 2 ), magnesium nitrite (Mg(NO 2 ) 2 ), etc. can be

금속 인산염(Mx=1~3(H3PO4)y=1~3)은 상기 금속 수산화물(M(OH)x=1~3)과 금속 질산염(M(NO3)x=1~3) 및/또는 금속 아질산염(M(NO2)x=1~3)을 혼합한 뒤, 인산 수용액과 반응시켜 제조된 것으로, 그 유도체를 포함할 수도 있다.Metal phosphate (M x=1~3 (H 3 PO 4 ) y=1~3 ) is the metal hydroxide (M(OH) x=1~3 ) and metal nitrate (M(NO 3 ) x=1~3 ) and/or a metal nitrite (M(NO 2 ) x=1 to 3 ) is mixed and then reacted with an aqueous phosphoric acid solution, and may include a derivative thereof.

일반적으로 금속 인산염을 다량 포함하는 절연 피막 조성물을 전기강판 표면에 코팅한 후 시간이 지나면, 미반응된 자유인산이 석출되어 자유인산에 의한 흡습성 또는 표면 발분(powdering) 현상이 나타날 수 있다. In general, when an insulating coating composition containing a large amount of metal phosphate is coated on the surface of an electrical steel sheet, unreacted free phosphoric acid is precipitated and hygroscopicity or surface powdering caused by free phosphoric acid may appear.

따라서 자유인산에 의한 표면 결함을 줄이고 조성물 내 안정성을 높이기 위해서는 인산과 금속 수산화물이 제어된 비율로 제조되어야 할 뿐만 아니라 절연 피막 조성물과 전기강판 소재와의 반응성도 매우 중요하다. Therefore, in order to reduce surface defects caused by free phosphoric acid and increase stability in the composition, phosphoric acid and metal hydroxide must be prepared in a controlled ratio, and reactivity between the insulating coating composition and the electrical steel sheet material is very important.

그러나, 본 발명에서는 보다 강력한 방법으로 금속 수산화물(M(OH)x=1~3)에 금속 질산염(M(NO3)x=1~3) 및/또는 금속 아질산염(M(NO2)x=1~3)을 첨가한다. However, in the present invention, in a more robust method, metal hydroxide (M(OH) x=1 to 3 ) is mixed with metal nitrate (M(NO 3 ) x=1 to 3 ) and/or metal nitrite (M(NO 2 ) x= 1-3 ) is added.

이에 따라, 인산과 전기강판 표면 반응 시, 발생할 수 있는 미반응된 자유인산의 수를 획기적으로 감소시켜 자유인산의 석출현상을 감소시키거나, 전기강판 소재와의 반응성을 획기적으로 증가시킬 수 있다.Accordingly, it is possible to dramatically reduce the number of unreacted free phosphoric acid that may occur during the surface reaction of phosphoric acid with the electrical steel sheet, thereby reducing the precipitation of free phosphoric acid, or dramatically increasing the reactivity with the electrical steel sheet material.

보다 구체적으로, 전기강판 표면과 인산염이 일정온도 이상에서 반응을 할 때, 반응에 참여하지 못한 인산염은 자유인산으로 석출된다. More specifically, when the surface of the electrical steel sheet and the phosphate react at a certain temperature or higher, the phosphate that did not participate in the reaction is precipitated as free phosphoric acid.

즉, 전기강판의 표면 산화층 등 소재 표면의 반응성에 따라 석출되는 자유인산의 양이 달라진다.That is, the amount of free phosphoric acid precipitated varies depending on the reactivity of the surface of the material such as the surface oxide layer of the electrical steel sheet.

인산(H3PO4)은 용액에서 H2PO4 -, HPO4 2-, PO4 3- 로 존재한다.Phosphoric acid (H 3 PO 4 ) exists in solution as H 2 PO 4 - , HPO 4 2- , PO 4 3- .

인산(H3PO4)과 금속 수산화물(M(OH)x=1~3)이 고온에서 반응할 경우 인산(H3PO4)과 금속(M)이 금속 수산화물(M(OH)x=1~3)의 주입량에 따라 단일결합(M-P), 이중결합(M=P) 및 삼중결합(M≡P) 을 20~70% 형성한다. 그리고 결합을 형성하지 않은 나머지 약 30% 정도는 반응하지 않은 자유인산으로 존재한다.When phosphoric acid (H 3 PO 4 ) and metal hydroxide (M(OH) x=1~3 ) react at a high temperature, phosphoric acid (H 3 PO 4 ) and metal (M) form a metal hydroxide (M(OH) x=1 ~3 ), 20-70% of single bonds (MP), double bonds (M=P) and triple bonds (M≡P) are formed depending on the injection amount. And the remaining about 30% that does not form bonds exists as unreacted free phosphoric acid.

음이온 3가인 인산은 하나의 금속과 단일결합을 형성하는데, 결합력이 약해 공기 중의 수분과 쉽게 반응하게 되면서 흡습성을 갖게 된다.Phosphoric acid, which is an anion trivalent, forms a single bond with a single metal, but due to its weak bonding strength, it easily reacts with moisture in the air and has hygroscopicity.

이처럼 한 개의 금속과 반응한 일차인산 또는 반응하지 않은 자유인산은 특유의 흡습성 때문에 내후성 열위의 원인이 된다. As such, the primary phosphoric acid reacted with one metal or the unreacted free phosphoric acid is a cause of inferior weather resistance due to its unique hygroscopicity.

즉, 적어도 두 개 이상의 금속과 반응한 인산만이 흡습성이 낮아져 강한 내후성을 갖게 된다. That is, only phosphoric acid reacted with at least two or more metals has low hygroscopicity to have strong weather resistance.

따라서 인산(H3PO4)과 금속 인산염(Mx=1~3(H3PO4)y=1~3)의 단일결합 비율을 줄이고, 이중결합 및 삼중결합 비율을 증가시키는 것이 중요하다. Therefore, it is important to reduce the ratio of single bonds between phosphoric acid (H 3 PO 4 ) and metal phosphates (M x=1~3 (H 3 PO 4 ) y=1~3 ) and increase the ratio of double bonds and triple bonds.

그리고 절연 피막 조성물 속 금속 이온의 양을 증가시키는 것이 전기강판의 내후성을 증가시키는데 유리하다. And increasing the amount of metal ions in the insulating coating composition is advantageous to increase the weather resistance of the electrical steel sheet.

하지만, 절연 피막 조성물에 금속 수산화물(M(OH)x=1~3)을 많이 주입할수록 조성물의 산성도가 감소하면서 안정성이 저하되기 때문에 첨가량에 한계가 있다. However, the more the metal hydroxide (M(OH) x=1 to 3 ) is injected into the insulation coating composition, the lower the acidity of the composition and the lower the stability, so there is a limit to the amount of addition.

또한, 인산의 pKa는 약 2.2 정도로 활성도가 낮아 전기강판 표면의 상태에 따라 반응성에 영향을 받는다. In addition, the pKa of phosphoric acid has a low activity of about 2.2, so the reactivity is affected by the condition of the surface of the electrical steel sheet.

반면, 금속 질산염(M(NO3)x=1~3) 및/또는 금속 아질산염(M(NO2)x=1~3)을 포함하는 질산 화합물을 주입하면 절연 피막 조성물, 즉 용액의 산성도가 감소하지 않기 때문에 안정성의 영향이 적어 첨가량에 한계가 적은 장점이 있다. On the other hand, when a nitrate compound containing metal nitrate (M(NO 3 ) x=1 to 3 ) and/or metal nitrite (M(NO 2 ) x=1 to 3 ) is injected, the insulation coating composition, that is, the acidity of the solution Since it does not decrease, the effect on stability is small, and there is an advantage that there is little limit to the amount of addition.

추가로, 인산염이 전기강판 소재와 반응할 때, 절연 피막 조성물에 존재하는 질산 이온(NO3 -) 및/또는 아질산 이온(NO2 -)은 소재 표면에 달라붙어, 반응속도를 늦추는 H2 생성반응(1)을 제어한다. In addition, when the phosphate reacts with the electrical steel sheet material, nitrate ions (NO 3 - ) and/or nitrite ions (NO 2 - ) present in the insulating coating composition adhere to the material surface and generate H 2 that slows the reaction rate. Control reaction (1).

이에 따라 인산과 소재 표면 사이의 반응을 촉진하여 (2), (3) 과 같이 표면 산화층의 영향을 최소화할 수 있다.Accordingly, it is possible to promote the reaction between phosphoric acid and the surface of the material to minimize the influence of the surface oxide layer as in (2) and (3).

Fe(s) + H3PO4 → H2(g) + HFePO4 -------- (1)Fe(s) + H 3 PO 4 → H 2 (g) + HFePO 4 -------- (1)

NO3 - + 3H+ + 2e- → HNO3 + H2O -------- (2)NO 3 - + 3H + + 2e - → HNO 3 + H 2 O -------- (2)

2NO2 - + 8H+ + 6e- → N2 + 4H2O -------- (3)2NO 2 - + 8H + + 6e - → N 2 + 4H 2 O -------- (3)

상기와 같이 절연 피막 조성물에 포함되는 질산 이온(NO3 -) 및/또는 아질산 이온(NO2 -)은 수소가스 생성 반응을 제어하면서 인산과 전기강판 표면의 반응을 촉진하여 미반응된 자유인산의 석출을 획기적으로 감소시키는 효과가 있다.As described above, nitrate ions (NO 3 - ) and/or nitrite ions (NO 2 - ) contained in the insulating coating composition promote the reaction of phosphoric acid and the surface of the electrical steel sheet while controlling the hydrogen gas generation reaction to remove unreacted free phosphoric acid. It has the effect of remarkably reducing precipitation.

금속 질산염 및/또는 금속 아질산염을 포함하는 질산 화합물은 금속 수산화물 100중량%을 기준으로 50~400% 첨가되어 금속 인산염의 양을 획기적으로 증가시킬 수 있다.The nitrate compound including metal nitrate and/or metal nitrite may be added in an amount of 50 to 400% based on 100% by weight of the metal hydroxide to dramatically increase the amount of the metal phosphate.

절연 피막 조성물에서 이온 상태로 존재하는 질산 이온(NO3 -) 및/또는 아질산 이온(NO2 -)의 농도는 금속 인산염의 중량 기준으로, 약 0.01~100ppm(중량/중량)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The concentration of nitrate ions (NO 3 ) and/or nitrite ions (NO 2 ) present in an ionic state in the insulating coating composition may be about 0.01 to 100 ppm (weight/weight) based on the weight of the metal phosphate, but, It is not limited.

이어서, 상기 금속 인산염과, 유기 수지에 포함되는 관능기가 무기 나노입자로 치환된 유무기 복합재를 혼합하여 절연 피막 조성물을 제조한다.Next, an insulating coating composition is prepared by mixing the metal phosphate and the organic-inorganic composite in which the functional groups included in the organic resin are substituted with inorganic nanoparticles.

유무기 복합재는 유기 수지의 관능기가 무기 나노입자로 치환되거나 무기 나노입자가 결합되어 개질된 것으로, 절연 피막 조성물의 적절한 접착력과 분산성을 부여한다.The organic-inorganic composite material is modified by replacing the functional group of an organic resin with inorganic nanoparticles or bonding inorganic nanoparticles, and provides appropriate adhesion and dispersibility of the insulating coating composition.

유무기 복합재에서 유기 수지는 고온에서도 열분해가 잘 되지 않아 일부가 잔존함에 따라 응력 제거 소둔 공정 후에도 접착력을 부여한다. In the organic-inorganic composite, the organic resin does not undergo thermal decomposition even at high temperatures, and as a part remains, it provides adhesion even after the stress relief annealing process.

이러한 유기 수지는 방향족 탄화수소를 포함하는 것으로, 에폭시계 수지, 에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 스타이렌계 수지, 우레탄계 수지 및 에틸렌계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다. The organic resin includes an aromatic hydrocarbon, and may include at least one of an epoxy-based resin, an ester-based resin, an acrylic resin, a styrene-based resin, a urethane-based resin, and an ethylene-based resin.

바람직하게 유기 수지는 산성계 에폭시계 수지를 포함할 수 있다.Preferably, the organic resin may include an acid-based epoxy-based resin.

무기 나노입자는 SiO2, Al2O3, TiO2, MgO, ZnO, CaO, 및 ZrO2 중 1종 이상을 포함할 수 있다. The inorganic nanoparticles may include one or more of SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , MgO, ZnO, CaO, and ZrO 2 .

바람직하게 무기 나노입자는 SiO2을 포함할 수 있다.Preferably, the inorganic nanoparticles may include SiO 2 .

무기 나노입자의 직경은 약 5~50nm일 수 있다. The diameter of the inorganic nanoparticles may be about 5-50 nm.

직경이 5nm 미만인 경우, 입자의 표면적이 증가하여 장벽효과의 극대화로 절연특성이 향상될 수 있으나, 피막 조성물의 가격이 상승하는 단점이 있다. When the diameter is less than 5 nm, the surface area of the particles increases and the insulating properties can be improved by maximizing the barrier effect, but there is a disadvantage in that the price of the coating composition increases.

반대로, 직경이 50nm를 초과하는 경우, 입자의 표면적이 감소하여 절연 특성이 열위하게 된다. Conversely, when the diameter exceeds 50 nm, the surface area of the particles decreases, resulting in inferior insulating properties.

유무기 복합재의 고형분은 30~70중량%일 수 있고, 고형분 내의 무기 나노입자 : 유기 수지의 비율은 중량비로 0.3~0.6 : 1 일 수 있다. The solid content of the organic-inorganic composite may be 30 to 70 wt%, and the ratio of inorganic nanoparticles: organic resin in the solid content may be 0.3 to 0.6: 1 by weight.

상기 비율을 벗어나는 경우, 무기 나노입자의 함량에 따라 접착력과 분산성, 표면특성을 확보하기 어렵거나, 무기 나노입자가 서로 응집하는 문제점이 있다.When the ratio is out of the above ratio, it is difficult to secure adhesion, dispersibility, and surface properties depending on the content of the inorganic nanoparticles, or there is a problem in that the inorganic nanoparticles aggregate with each other.

상기 절연 피막 조성물은 금속 인산염 100중량부에 대하여, 유무기 복합재 30~200중량부를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The insulating coating composition may include 30 to 200 parts by weight of the organic/inorganic composite material based on 100 parts by weight of the metal phosphate, but is not limited thereto.

상기 금속 인산염과 유무기 복합재를 혼합하는 단계에서 나트륨계 산화촉진제를 더 첨가하여 절연 피막 조성물을 제조할 수 있다.In the step of mixing the metal phosphate and the organic-inorganic composite, a sodium-based oxidation promoter may be further added to prepare an insulating coating composition.

인산염 도입에 의해 절연 피막 중에 미량의 자유인산이 잔존하게 되어, 흡습성이나 소둔 시의 접착성 문제가 발생할 수 있다. A trace amount of free phosphoric acid remains in the insulating film due to the introduction of phosphate, which may cause problems with hygroscopicity or adhesion during annealing.

이를 해결하기 위해, 본 발명에서는 나트륨(Na) 양이온이 철(Fe)계 산화물과 조성물 내에 잔존하는 자유인산의 반응을 촉진시킨다는 점에 착안하여, 과붕산나트륨(NaBO3·4H2O)을 적용하였다. To solve this, in the present invention, sodium perborate (NaBO 3 .4H 2 O) is applied, focusing on the fact that sodium (Na) cation promotes the reaction of iron (Fe)-based oxide and free phosphoric acid remaining in the composition. did

상기 산화촉진제는 탄산나트륨(Na2CO3), 과붕산나트륨(NaBO3·4H2O) 등을 포함하여 나트륨 계통의 물질이 사용될 수 있다. The oxidation promoter may be a sodium-based material, including sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), sodium perborate (NaBO 3 ·4H 2 O), and the like.

특히, 과붕산나트륨은 수용액에서 쉽게 해리된다. In particular, sodium perborate readily dissociates in aqueous solution.

또한 절연 피막 조성물에 과붕산나트륨을 첨가 시, 용액 안정성에 악영향을 미치지 않을 뿐만 아니라, 내식성을 비롯한 표면특성을 해치지 않는다.In addition, when sodium perborate is added to the insulating coating composition, the solution stability is not adversely affected, and surface properties including corrosion resistance are not impaired.

상기 절연 피막 조성물은 금속 인산염 100중량부에 대하여, 산화촉진제 0.001~0.05중량부를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The insulating coating composition may include 0.001 to 0.05 parts by weight of an oxidation promoter based on 100 parts by weight of the metal phosphate, but is not limited thereto.

본 발명의 제조 방법에 따라 제조된 절연 피막 조성물은 금속 인산염(Mx=1~3(H3PO4)y=1~3); 및 유기 수지에 포함되는 관능기가 무기 나노입자로 치환된 유무기 복합재;를 포함한다. The insulating coating composition prepared according to the manufacturing method of the present invention is a metal phosphate (M x = 1-3 (H 3 PO 4 ) y = 1-3 ); and an organic-inorganic composite in which a functional group included in the organic resin is substituted with inorganic nanoparticles.

그리고, 절연 피막 조성물은 금속 인산염 제조 시, 첨가되는 질산 화합물로부터 이온화된 질산 이온(NO3 -) 및/또는 아질산 이온(NO2 -)을 포함한다.In addition, the insulating coating composition includes nitrate ions (NO 3 ) and/or nitrite ions (NO 2 ) ionized from a nitric acid compound added during preparation of a metal phosphate.

그리고 절연 피막 조성물은 나트륨계 산화촉진제를 더 포함할 수 있다. And the insulating coating composition may further include a sodium-based oxidation promoter.

상기 금속 인산염 및 유무기 복합재에 대한 설명은 제조 방법에서 설명한 바와 동일하므로 생략하기로 한다.Since the description of the metal phosphate and the organic-inorganic composite is the same as that described in the manufacturing method, it will be omitted.

이처럼 본 발명의 절연 피막 조성물은 금속 질산염, 금속 아질산염과 같은 질산화합물을 활용함에 따라, 기존 금속 수산화물만을 활용한 절연 피막 조성물과 다른 조성비를 나타낸다. As described above, the insulating coating composition of the present invention uses a nitrate compound such as metal nitrate and metal nitrite, and thus exhibits a composition ratio different from that of the conventional insulating coating composition using only metal hydroxide.

상기 절연 피막 조성물은 금속 질산염, 금속 아질산염에 의해 금속 원소의 함량이 상대적으로 높다. The insulating coating composition has a relatively high content of metal elements due to metal nitrate and metal nitrite.

이에 따라 상기 절연 피막 조성물은 EDS 스펙트럼에서, 에너지 피크의 적분값으로 계산했을 때, 인(P) 원소의 함량 100%을 기준으로, 금속 원소의 함량이 100~250% 인 결과를 보인다. Accordingly, in the EDS spectrum, the insulation coating composition shows a result in which the content of the metal element is 100 to 250% based on 100% of the phosphorus (P) element content when calculated as the integral value of the energy peak.

에너지 분산 X선 분광(Energy Dispersive X-Ray Spectroscope, EDS) 분석은 전자빔을 시료에 조사하여 시료로부터 발생한 X선을 검출함으로써, 특성 X선에 의해 시료의 원소를 특정할 수 있다.In Energy Dispersive X-Ray Spectroscope (EDS) analysis, an electron beam is irradiated to a sample to detect X-rays generated from the sample, and the element of the sample can be identified by characteristic X-rays.

EDS 스펙트럼에서 원소의 비율은 주사형 전자 현미경 관찰 하에서의 에너지 분산 X선 분광 분석(SEM-EDS)을 통해 측정할 수 있다. 이때 가속 전압은 5~20kV로 조절할 수 있다.The ratio of elements in the EDS spectrum can be measured through energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS) under scanning electron microscopy. At this time, the accelerating voltage can be adjusted from 5 to 20 kV.

EDS 스펙트럼을 통한 원소의 비율은 중량비가 아닌 원소비율이며, 해당 에너지 피크의 적분을 통해 나타낸다. The ratio of elements through the EDS spectrum is an element ratio, not a weight ratio, and is expressed through the integration of the corresponding energy peaks.

상기 원소의 함량은 해당 원소의 에너지 피크의 적분값을 의미한다. 측정된 원소의 종류에 따라 그 원소의 비율이 달라지기 때문에 항상 상대적인 값을 갖는다. The content of the element means an integral value of the energy peak of the element. It always has a relative value because the ratio of the element varies depending on the type of measured element.

이에 따라 원소의 기준을 정하여 해당 기준치에 대한 비율을 계산할 수 있다. Accordingly, it is possible to determine a standard for an element and calculate a ratio with respect to the reference value.

예를 들어, 인(P) 원소의 에너지 피크의 적분값을 100%라고 할 때, 금속 원소의 에너지 피크의 적분값은 100~250%를 나타낸다.For example, when the integral value of the energy peak of the phosphorus (P) element is 100%, the integral value of the energy peak of the metal element is 100 to 250%.

이와 같은 원소 비율과 특정 피크를 나타내는 절연 피막 조성물은 흡습성이 낮고 우수한 내후성을 갖는 절연 피막을 제공할 수 있다.An insulating coating composition exhibiting such an element ratio and a specific peak can provide an insulating coating having low hygroscopicity and excellent weather resistance.

따라서, 본 발명의 절연 피막 조성물을 도포한 전기강판을 사용하면, 코팅 두께와 전기강판의 종류에 관계없이 우수한 내후성을 확보할 수 있다. Therefore, when the electrical steel sheet coated with the insulating coating composition of the present invention is used, excellent weather resistance can be ensured regardless of the coating thickness and the type of the electrical steel sheet.

나아가 상기 절연 피막 조성물을 도포한 후, 온도범위 20~70℃, 습도 99% 분위기에서 3일간 방치한 후에도 절연 피막의 광택 변화가 거의 없으며, 표면 끈적임 변화가 거의 없는 장점이 있다.Furthermore, after applying the insulation coating composition, there is almost no change in gloss of the insulation coating and little change in surface stickiness even after being left for 3 days in a temperature range of 20 to 70° C. and a humidity of 99% atmosphere.

또한 전기강판의 응력 제거 소둔 전에 인산염 도입에 의해 발생하는 흡습성 문제를 해결할 수 있다.In addition, it is possible to solve the hygroscopicity problem caused by the introduction of phosphate before the stress relief annealing of the electrical steel sheet.

도 2는 본 발명에 따른 절연 피막이 배치된 전기강판의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of an electrical steel sheet on which an insulating film according to the present invention is disposed.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전기강판(100)은 전기강판 기재(10), 및 상기 전기강판 기재(10)의 표면에 배치되는 절연 피막(20)을 포함한다.Referring to FIG. 2 , the electrical steel sheet 100 according to the present invention includes an electrical steel sheet substrate 10 and an insulating film 20 disposed on the surface of the electrical steel sheet substrate 10 .

전기강판 기재(10)는 무방향성 또는 방향성 전기강판이며, 바람직하게는 무방향성 전기강판이다.The electrical steel sheet base 10 is a non-oriented or grain-oriented electrical steel sheet, preferably a non-oriented electrical steel sheet.

상기 절연 피막(20)은 절연 피막 조성물을 도포한 후 건조시켜 형성된 것이다. The insulating film 20 is formed by applying an insulating film composition and then drying it.

절연 피막 조성물을 전기강판 기재(10)의 표면에 0.5~1㎛ 두께로 도포한 후, 300~750℃의 온도 범위에서 10~30초간 가열 처리하면, 전기강판의 기본 특성인 내식성, 내후성, 내열성 및 SRA전/후 밀착성이 우수할 뿐만 아니라, 절연성이 매우 우수한 전기강판을 제공할 수 있다. After the insulation coating composition is applied to the surface of the electrical steel sheet substrate 10 to a thickness of 0.5 to 1 μm, and then heat-treated for 10 to 30 seconds in a temperature range of 300 to 750 ° C. And it is possible to provide an electrical steel sheet having excellent adhesion before/after SRA, as well as excellent insulation.

가열 처리되어 형성된 절연 피막(20)은 금속 인산염(Mx=1~3(H3PO4)y=1~3), 및 유기 수지에 포함되는 관능기가 무기 나노입자로 치환된 유무기 복합재를 포함한다.The insulating film 20 formed by heat treatment is an organic-inorganic composite in which metal phosphate (M x = 1 to 3 (H 3 PO 4 ) y = 1 to 3 ), and functional groups contained in organic resins are substituted with inorganic nanoparticles. include

상기 절연 피막(20)에는 금속 이온 형태가 아닌 금속 인산염 형태로 존재한다. The insulating film 20 is present in the form of metal phosphate rather than in the form of metal ions.

그리고 절연 피막(20)에는 절연 피막 조성물에 존재하는 질산 이온 및/또는 아질산 이온, 금속질산염 및/또는 금속아질산염이 서로 반응하면서 생성된 화합물이 소량 포함될 수 있다.In addition, the insulating film 20 may contain a small amount of a compound produced by reacting nitrate ions and/or nitrite ions, metal nitrates and/or metal nitrites present in the insulating film composition with each other.

상기 금속, 유기 수지 및 무기 나노입자에 대한 설명은 제조 방법에서 설명한 바와 동일하므로 생략하기로 한다.Descriptions of the metal, organic resin, and inorganic nanoparticles are the same as those described in the manufacturing method, and thus will be omitted.

상기 절연 피막(20)의 에너지 분산 X선 분광 (EDS) 분석 시 에너지 피크의 적분값으로 계산했을 때, 인(P) 원소의 함량 100%에 대하여, 상기 금속(M) 원소의 원소비율이 100~250% 이다.When calculated as the integral value of the energy peak during energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) analysis of the insulating film 20, for 100% of the phosphorus (P) element content, the elemental ratio of the metal (M) element is 100 ~250%.

본 발명에서는 금속 질산염 및/또는 금속 아질산염을 활용함에 따라, EDS 스펙트럼에서 인(P) 원소의 함량 100%에 비해 금속 원소의 비율이 증가한다. In the present invention, as a metal nitrate and/or a metal nitrite is used, the ratio of the metal element increases compared to 100% of the phosphorus (P) element content in the EDS spectrum.

상기 금소 원소의 비율은 금속 수산화물만을 활용할 때 50~90%였던 것이 100~250%로 증가할 수 있다.The ratio of the elemental metal may increase from 50 to 90% to 100 to 250% when only metal hydroxide is used.

금속의 양이 증가한 금속 인산염은 전기강판 기재와의 반응에서, 절연 피막(코팅층)과 강판 소재의 밀착성 열위, 및 인산염 도입에 의한 자유인산의 흡습성 및 석출 현상을 개선할 수 있다.The metal phosphate with the increased amount of metal can improve the inferiority of adhesion between the insulating film (coating layer) and the steel sheet material, and the hygroscopicity and precipitation of free phosphoric acid due to the introduction of phosphate in the reaction with the electrical steel sheet substrate.

이와 같이 절연 피막 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 전기강판에 대하여 그 구체적인 실시예를 살펴보면 다음과 같다.As described above, specific examples of the insulating coating composition, a method for manufacturing the same, and an electrical steel sheet using the same will be described as follows.

1. 전기강판의 제조1. Manufacture of electrical steel sheet

비교예 1Comparative Example 1

중량비로 3.15wt%의 실리콘(Si)을 함유하고, 판 두께 0.27mm 고급 무방향성 전기강판(150*50 mm)을 공시편으로 마련하였다. A high-grade non-oriented electrical steel sheet (150*50 mm) containing 3.15 wt% of silicon (Si) in a weight ratio and thickness of 0.27 mm was prepared as a specimen.

그 위에 표 1에 나타낸 바와 같이 제조된 절연 피막 조성물을 바 코터(bar coater) 및 롤 코터(roll coater)를 이용하여 각 준비된 공시편에 일정한 두께로 도포한 후 온도범위 300~750℃의 건조로에서 10~30초간 유지한 후 공기 중에서 천천히 냉각하였다. Then, the insulating coating composition prepared as shown in Table 1 was applied to each prepared specimen in a certain thickness using a bar coater and a roll coater, and then in a drying furnace at a temperature range of 300 to 750 ° C. After holding for 10 to 30 seconds, it was cooled slowly in air.

절연 피막 조성물 제조 과정에서 먼저, 인산 수용액 100g에 대하여, 수산화알루미늄 40g을 혼합하여 금속 인산염을 제조하였다. In the process of preparing the insulating coating composition, first, 40 g of aluminum hydroxide was mixed with 100 g of a phosphoric acid aqueous solution to prepare a metal phosphate.

이후, 금속 인산염 100g에 대하여, 에폭시 수지에 실리카 나노입자로 치환된 유무기 복합재 100g을 혼합하여 절연 피막 조성물을 제조하였다.Thereafter, with respect to 100 g of the metal phosphate, 100 g of an organic-inorganic composite substituted with silica nanoparticles was mixed with an epoxy resin to prepare an insulating coating composition.

비교예 2Comparative Example 2

절연 피막 조성물 제조 과정에서 인산 수용액 100g에 대하여, 수산화알루미늄 60g을 혼합하여 금속 인산염을 제조한 점을 제외하고는 비교예 1과 동일한 조건으로 전기강판을 제조하였다. An electrical steel sheet was manufactured under the same conditions as in Comparative Example 1, except that a metal phosphate was prepared by mixing 60 g of aluminum hydroxide with 100 g of an aqueous solution of phosphoric acid during the manufacturing process of the insulating coating composition.

실시예 1Example 1

중량비로 3.15wt%의 실리콘(Si)을 함유하고, 판 두께 0.27mm 고급 무방향성 전기강판(150*50 mm)을 공시편으로 마련하였다. A high-grade non-oriented electrical steel sheet (150*50 mm) containing 3.15 wt% of silicon (Si) in a weight ratio and thickness of 0.27 mm was prepared as a specimen.

그 위에 표 1에 나타낸 바와 같이 제조된 절연 피막 조성물을 바 코터 및 롤 코터를 이용하여 각 준비된 공시편에 일정한 두께로 도포한 후 온도범위 300~750℃의 건조로에서 10~30초간 유지한 후 공기 중에서 천천히 냉각하였다. Thereafter, the insulating coating composition prepared as shown in Table 1 was applied to each prepared specimen to a certain thickness using a bar coater and a roll coater, and then maintained in a drying furnace at a temperature range of 300 to 750° C. for 10 to 30 seconds. It was cooled slowly in

절연 피막 조성물 제조 과정에서 먼저, 인산 수용액 100g에 대하여, 수산화알루미늄 40g과 질산알루미늄 20g을 혼합하여 금속 인산염을 제조하였다. In the process of preparing the insulating coating composition, first, 40 g of aluminum hydroxide and 20 g of aluminum nitrate were mixed with 100 g of an aqueous phosphoric acid solution to prepare a metal phosphate.

이후, 금속 인산염 100g에 대하여, 에폭시 수지에 실리카 나노입자로 치환된 유무기 복합재 100g을 혼합하여 절연 피막 조성물을 제조하였다.Thereafter, with respect to 100 g of the metal phosphate, 100 g of an organic-inorganic composite substituted with silica nanoparticles was mixed with an epoxy resin to prepare an insulating coating composition.

실시예 2Example 2

절연 피막 조성물 제조 과정에서 인산 수용액 100g에 대하여, 수산화알루미늄 20g과 질산알루미늄을 80g을 혼합하여 금속 인산염을 제조한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 전기강판을 제조하였다.An electrical steel sheet was manufactured under the same conditions as in Example 1, except that metal phosphate was prepared by mixing 20 g of aluminum hydroxide and 80 g of aluminum nitrate with respect to 100 g of an aqueous solution of phosphoric acid during the manufacturing process of the insulating coating composition.

실시예 3Example 3

절연 피막 조성물 제조 과정에서 인산 수용액 100g에 대하여, 수산화알루미늄 40g과 질산알루미늄을 40g을 혼합하여 금속 인산염을 제조한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 전기강판을 제조하였다.An electrical steel sheet was manufactured under the same conditions as in Example 1, except that a metal phosphate was prepared by mixing 40 g of aluminum hydroxide and 40 g of aluminum nitrate with respect to 100 g of an aqueous solution of phosphoric acid during the preparation of the insulating coating composition.

실시예 4Example 4

절연 피막 조성물 제조 과정에서 인산 수용액 100g에 대하여, 수산화알루미늄 40g과 질산알루미늄을 80g을 혼합하여 금속 인산염을 제조한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 전기강판을 제조하였다.An electrical steel sheet was manufactured under the same conditions as in Example 1, except that metal phosphate was prepared by mixing 40 g of aluminum hydroxide and 80 g of aluminum nitrate with respect to 100 g of an aqueous solution of phosphoric acid during the manufacturing process of the insulating coating composition.

2. 물성 평가 방법 및 그 결과2. Methods for evaluating physical properties and their results

하기 표 1은 질산알루미늄의 첨가 비율에 따른 판의 항온항습 테스트 결과이다. Table 1 below is a constant temperature and humidity test result of the plate according to the addition ratio of aluminum nitrate.

용액의 안정성 : 비교예들과 실시예들의 코팅 용액을 합성한 뒤 상온에서 3일간 보관 후, 침전 발생여부를 육안으로 판단하였다. 침전이 발생하지 않으면 "양호", 침전이 발생하면 "합성 불가"라고 표기하였다.Solution stability: After synthesizing the coating solutions of Comparative Examples and Examples, and storing them at room temperature for 3 days, the occurrence of precipitation was visually determined. If precipitation did not occur, it was marked as “good”, and if precipitation did occur, it was marked as “not synthesized”.

내후성 : 25~90 ℃, 습도 99%, 96h 유지 후 광택도(60도) 변화를 조사하였다. 물성 판정은 흡광도가 50% 초과하여 감소하면 "X", 흡광도가 10~50%이면 "△", 흡광도가 10% 미만이면 "○"으로 표기하였다. Weather resistance: Changes in glossiness (60 degrees) were investigated after maintaining 25-90 ℃, 99% humidity, and 96 hours. Physical property determination was indicated by "X" when the absorbance decreased by more than 50%, "Δ" when the absorbance was 10 to 50%, and "○" when the absorbance was less than 10%.

[표 1][Table 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

표 1을 참조하면, 질산알루미늄을 50~400% 첨가한 실시예 2, 3, 4에서는 우수한 내후성을 보여주고, 실시예 1에서는 양호한 내후성을 보여준다. Referring to Table 1, Examples 2, 3, and 4 in which 50 to 400% of aluminum nitrate were added showed excellent weather resistance, and Example 1 showed good weather resistance.

반면, 질산알루미늄을 첨가하지 않은 비교예 1, 2에서는 흡광도가 50% 이상 감소한 결과를 보인다. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 in which aluminum nitrate was not added, the absorbance was reduced by 50% or more.

비교예 2에서는 수산화알루미늄을 과량 첨가하면 적정량 이상의 수산화알루미늄이 침전 상태로 남게 되어 합성이 불가하였고, 코팅도 불가하였다.In Comparative Example 2, when aluminum hydroxide was added in excess, aluminum hydroxide in an appropriate amount or more remained in a precipitated state, so synthesis was impossible, and coating was also impossible.

용액 안정성을 비교해보면, 비교예 2는 침전 상태의 수산화알루미늄 때문에 절연 피막 조성물의 산성도가 감소하면서 용액 안정성이 저하되었다. Comparing the solution stability, in Comparative Example 2, the acidity of the insulating coating composition decreased due to the aluminum hydroxide in the precipitated state, and the solution stability was decreased.

비교예 2의 용액의 pH는 비교예 1, 실시예 1 ~ 4의 용액의 pH에 비해 상대적으로 높을 것으로 예상된다.The pH of the solution of Comparative Example 2 is expected to be relatively high compared to the pH of the solutions of Comparative Examples 1 and 1-4.

하기 표 2는 질산알루미늄의 첨가 비율에 따른 절연 피막의 EDS 스펙트럼 결과이다. 표 2에서 EDS 스펙트럼은 SEM-EDS(가속전압: 15kV) 으로 관찰하였다.Table 2 below shows the EDS spectrum results of the insulating film according to the addition ratio of aluminum nitrate. In Table 2, the EDS spectrum was observed with SEM-EDS (acceleration voltage: 15 kV).

[표 2][Table 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

도 3은 비교예 1에서 수산화알루미늄을 이용하여 절연 피막을 형성하기 전/후의 전기강판의 표면 사진이다. 3 is a photograph of the surface of an electrical steel sheet before and after forming an insulating film using aluminum hydroxide in Comparative Example 1. Referring to FIG.

표 2 및 도 3을 참조하면, 금속 인산염에 수산화 알루미늄을 이용한 비교예 1의 경우, 절연 피막에서 P 원소의 함량 대비 금속 원소의 비율이 낮은 결과를 보여준다. 이는 절연 피막이 수분을 흡수해 피막의 표면이 하얗게 변하는 표면 특성을 야기한다. Referring to Table 2 and FIG. 3 , in Comparative Example 1 using aluminum hydroxide as a metal phosphate, the ratio of the metal element to the content of the P element in the insulating film was low. This causes the insulating film to absorb moisture, causing the surface of the film to turn white.

비교예 2의 경우, 수산화알루미늄 60g을 첨가하였음에도 불구하고 금속 원소의 비율이 100% 이하를 나타내었다. 수산화알루미늄을 과량 주입 시, 수산화알루미늄이 인산과 더 이상 반응하지 않고 침전물 상태로 존재하기 때문임을 예상할 수 있다.In Comparative Example 2, although 60 g of aluminum hydroxide was added, the ratio of metal elements was 100% or less. When aluminum hydroxide is injected in excess, it can be expected that this is because the aluminum hydroxide does not react with phosphoric acid anymore and exists as a precipitate.

도 4는 실시예 1에서 수산화알루미늄 100% 대비 질산알루미늄을 50% 첨가하여 절연 피막을 형성하기 전/후의 전기강판의 표면 사진이다. 4 is a photograph of the surface of the electrical steel sheet before and after forming an insulating film by adding 50% of aluminum nitrate compared to 100% of aluminum hydroxide in Example 1.

도 5는 실시예 2에서 수산화알루미늄 100% 대비 질산알루미늄을 400% 첨가하여 절연 피막을 형성하기 전/후의 전기강판의 표면 사진이다.5 is a photograph of the surface of an electrical steel sheet before and after forming an insulating film by adding 400% of aluminum nitrate compared to 100% of aluminum hydroxide in Example 2;

도 6은 실시예 3에서 수산화알루미늄 100% 대비 질산알루미늄을 100% 첨가하여 절연 피막을 형성하기 전/후의 전기강판의 표면 사진이다.6 is a photograph of the surface of the electrical steel sheet before and after forming an insulating film by adding 100% of aluminum nitrate compared to 100% of aluminum hydroxide in Example 3;

도 7는 실시예 4에서 수산화알루미늄 100% 대비 질산알루미늄을 200% 첨가하여 절연 피막을 형성하기 전/후의 전기강판의 표면 사진이다.7 is a photograph of the surface of an electrical steel sheet before and after forming an insulating film by adding 200% of aluminum nitrate compared to 100% of aluminum hydroxide in Example 4.

표 2 및 도 4 ~ 7을 참조하면, 금속 인산염에 질산알루미늄을 50% ~ 400%로 첨가한 실시예 1 ~ 4의 경우, 절연 피막에서 P 원소의 함량 대비 금속 원소의 비율이 높은 결과를 보여준다. Referring to Table 2 and FIGS. 4 to 7, in the case of Examples 1 to 4 in which 50% to 400% of aluminum nitrate was added to the metal phosphate, the ratio of the metal element to the content of the P element in the insulating film was high. .

절연 피막에서 금속 원소의 비율을 증가시킴에 따라, 절연 피막의 표면이 개질됨에 따라 내후성과 우수한 표면특성을 확보할 수 있다.As the ratio of metal elements in the insulating film is increased, the surface of the insulating film is modified, so that weather resistance and excellent surface properties can be secured.

도 8은 비교예 1의 절연 피막의 EDS 조성비를 나타낸 그래프이다. 8 is a graph showing the EDS composition ratio of the insulating film of Comparative Example 1.

도 9는 실시예 1의 절연 피막의 EDS 조성비를 나타낸 그래프이고, 도 10은 실시예 2의 절연 피막의 EDS 조성비, 도 11은 실시예 3의 절연 피막의 EDS 조성비, 도 12는 실시예 4의 절연 피막의 EDS 조성비를 나타낸 그래프이다.9 is a graph showing the EDS composition ratio of the insulating film of Example 1, FIG. 10 is the EDS composition ratio of the insulating film of Example 2, FIG. 11 is the EDS composition ratio of the insulating film of Example 3, and FIG. It is a graph showing the EDS composition ratio of the insulating film.

도 8을 참조하면, P 원소의 에너지 피크는 다른 금속 원소의 에너지 피크에 비해 높은 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8 , it can be confirmed that the energy peak of P element is higher than that of other metal elements.

반면, 도 8의 금속 원소의 에너지 피크에 비해, 도 9 내지 도 12에서 금속 원소의 에너지 피크의 비율은 월등히 증가한 것을 확인할 수 있다. On the other hand, compared to the energy peak of the metal element of FIG. 8 , it can be seen that the ratio of the energy peak of the metal element in FIGS. 9 to 12 is significantly increased.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above, the present invention has been described with reference to the illustrated drawings, but the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed in this specification, and various methods can be obtained by those skilled in the art within the scope of the technical spirit of the present invention. It is obvious that variations can be made. In addition, although the effects according to the configuration of the present invention have not been explicitly described and described while describing the embodiments of the present invention, it is natural that the effects predictable by the configuration should also be recognized.

10 : 전기강판 기재
20 : 절연 피막
100 : 전기강판
10: electrical steel plate substrate
20: insulation film
100: electrical steel sheet

Claims (17)

금속 인산염(Mx=1~3(H3PO4)y=1~3); 및
유기 수지에 포함되는 관능기가 무기 나노입자로 치환된 유무기 복합재;를 포함하고,
절연 피막 조성물의 에너지 분산 X선 분광 (EDS) 분석 시 에너지 피크의 적분값으로 계산했을 때, 인(P) 원소의 함량 100%에 대하여, 상기 금속(M) 원소의 원소비율이 100~250%인 절연 피막 조성물.
metal phosphate (M x=1-3 (H 3 PO 4 ) y = 1-3 ); and
Including; an organic-inorganic composite in which the functional group contained in the organic resin is substituted with inorganic nanoparticles;
When calculated as the integral value of the energy peak during energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) analysis of the insulating coating composition, the element ratio of the metal (M) element is 100 to 250% with respect to 100% of the phosphorus (P) element content Phosphorus insulating coating composition.
제1항에 있어서,
상기 금속은 Al, Co, Ca, Sr, Zn, Mg 및 Mn 중 1종 이상을 포함하는 절연 피막 조성물.
According to claim 1,
The metal is an insulating coating composition comprising at least one of Al, Co, Ca, Sr, Zn, Mg and Mn.
제1항에 있어서,
상기 유기 수지는 에폭시계 수지, 에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 스타이렌계 수지, 우레탄계 수지 및 에틸렌계 수지 중 1종 이상을 포함하는 절연 피막 조성물.
According to claim 1,
The organic resin is an insulating coating composition comprising at least one of an epoxy-based resin, an ester-based resin, an acrylic resin, a styrene-based resin, a urethane-based resin, and an ethylene-based resin.
제1항에 있어서,
상기 무기 나노입자는 SiO2, Al2O3, TiO2, MgO, ZnO, CaO, 및 ZrO2 중 1종 이상을 포함하는 절연 피막 조성물.
According to claim 1,
The inorganic nanoparticles are SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , MgO, ZnO, CaO, and ZrO 2 Insulation coating composition comprising at least one of.
제1항에 있어서,
상기 절연 피막 조성물은 질산 이온(NO3 -) 및/또는 아질산 이온(NO2 -)을 포함하는 절연 피막 조성물.
According to claim 1,
The insulation coating composition includes nitrate ions (NO 3 ) and/or nitrite ions (NO 2 ).
제1항에 있어서,
상기 절연 피막 조성물은 나트륨계 산화촉진제를 더 포함하는 절연 피막 조성물.
According to claim 1,
The insulation coating composition further comprises a sodium-based oxidation promoter.
(a) 금속 수산화물(M(OH)x=1~3), 질산 화합물 및 인산(H3PO4) 수용액을 혼합하여 금속 인산염(Mx=1~3(H3PO4)y=1~3)을 제조하는 단계; 및
(b) 상기 금속 인산염과, 유기 수지에 포함되는 관능기가 무기 나노입자로 치환된 유무기 복합재를 혼합하여 절연 피막 조성물을 제조하는 단계;를 포함하고,
절연 피막 조성물의 에너지 분산 X선 분광 (EDS) 분석 시 에너지 피크의 적분값으로 계산했을 때, 인(P) 원소의 함량 100%에 대하여, 상기 금속(M) 원소의 원소비율이 100~250%인 절연 피막 조성물의 제조 방법.
(a) metal hydroxide (M(OH) x=1~3 ), a nitric acid compound and an aqueous solution of phosphoric acid (H 3 PO 4 ) are mixed to form a metal phosphate (M x=1~3 (H 3 PO 4 ) y=1~ 3 ) preparing; and
(b) preparing an insulating coating composition by mixing the metal phosphate and an organic-inorganic composite in which the functional groups contained in the organic resin are substituted with inorganic nanoparticles;
When calculated as the integral value of the energy peak during energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) analysis of the insulating coating composition, the element ratio of the metal (M) element is 100 to 250% with respect to 100% of the phosphorus (P) element content A method for preparing a phosphorus insulating coating composition.
제7항에 있어서,
상기 질산 화합물은 금속 질산염(M(NO3)x=1~3) 및/또는 금속 아질산염(M(NO2)x=1~3)을 포함하는 절연 피막 조성물의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
The nitric acid compound is a metal nitrate (M(NO 3 ) x=1 to 3 ) and/or a metal nitrite (M(NO 2 ) x=1 to 3 ).
제7항에 있어서,
상기 (a) 단계에서, 인산(H3PO4) 수용액 100중량부에 대하여, 금속 수산화물과 질산 화합물을 15~120중량부로 혼합하는 절연 피막 조성물의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
In the step (a), with respect to 100 parts by weight of the phosphoric acid (H 3 PO 4 ) aqueous solution, 15 to 120 parts by weight of a metal hydroxide and a nitric acid compound are mixed in a method of manufacturing an insulating coating composition.
제7항에 있어서,
상기 (a) 단계에서, 금속 수산화물과 질산 화합물을 1 : 0.5~4의 중량비로 혼합하는 절연 피막 조성물의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
In the step (a), a method for producing an insulating coating composition in which the metal hydroxide and the nitric acid compound are mixed in a weight ratio of 1: 0.5-4.
제7항에 있어서,
상기 절연 피막 조성물은 질산 이온(NO3 -) 및/또는 아질산 이온(NO2 -)을 포함하는 절연 피막 조성물의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
The insulation coating composition is a method of manufacturing an insulation coating composition comprising nitrate ions (NO 3 - ) and/or nitrite ions (NO 2 - ).
제7항에 있어서,
상기 (b) 단계에서, 나트륨계 산화촉진제를 더 첨가하는 절연 피막 조성물의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
In the step (b), a method for producing an insulating coating composition further adding a sodium-based oxidation promoter.
전기강판 기재; 및
상기 전기강판 기재의 표면에 배치되는 절연 피막;을 포함하고,
상기 절연 피막은
금속 인산염(Mx=1~3(H3PO4)y=1~3); 및
유기 수지에 포함되는 관능기가 무기 나노입자로 치환된 유무기 복합재;를 포함하고,
상기 절연 피막의 에너지 분산 X선 분광 (EDS) 분석 시 에너지 피크의 적분값으로 계산했을 때, 인(P) 원소의 함량 100%에 대하여, 상기 금속(M) 원소의 원소비율이 100~250%인 전기강판.
electrical steel plate substrate; and
Including; an insulating film disposed on the surface of the electrical steel sheet substrate;
The insulating film is
metal phosphate (M x=1-3 (H 3 PO 4 ) y = 1-3 ); and
Including; an organic-inorganic composite in which the functional group contained in the organic resin is substituted with inorganic nanoparticles;
When calculated as the integral value of the energy peak during energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) analysis of the insulating film, the element ratio of the metal (M) element is 100 to 250% with respect to 100% of the phosphorus (P) element content phosphorus electrical steel sheet.
제13항에 있어서,
상기 금속은 Al, Co, Ca, Sr, Zn, Mg 및 Mn 중 1종 이상을 포함하는 전기강판.
14. The method of claim 13,
The metal is an electrical steel sheet comprising at least one of Al, Co, Ca, Sr, Zn, Mg and Mn.
제13항에 있어서,
상기 유기 수지는 에폭시계 수지, 에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 스타이렌계 수지, 우레탄계 수지 및 에틸렌계 수지 중 1종 이상을 포함하는 전기강판.
14. The method of claim 13,
The organic resin is an electrical steel sheet comprising at least one of an epoxy-based resin, an ester-based resin, an acrylic resin, a styrene-based resin, a urethane-based resin, and an ethylene-based resin.
제13항에 있어서,
상기 무기 나노입자는 SiO2, Al2O3, TiO2, MgO, ZnO, CaO, 및 ZrO2 중 1종 이상을 포함하는 전기강판.
14. The method of claim 13,
The inorganic nanoparticles are SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , MgO, ZnO, CaO, and ZrO 2 Electrical steel sheet comprising at least one of.
제13항에 있어서,
상기 절연 피막의 두께는 0.5~1㎛인 전기강판.

14. The method of claim 13,
The thickness of the insulating film is 0.5 ~ 1㎛ electrical steel sheet.

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