KR101324260B1

KR101324260B1 - 무방향성 전기강판의 절연 피막 조성물, 그 제조방법 및 절연 피막조성물이 적용된 무방향성 전기강판

Info

Publication number: KR101324260B1
Application number: KR1020110145306A
Authority: KR
Inventors: 김정우; 권민석; 최헌조
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-11-01
Also published as: PL2800103T3; WO2013100354A1; EP2800103B1; EP2800103A1; EP2800103A4; CN104025207A; US9455062B2; US20150017428A1; JP5877252B2; JP2015509994A; KR20130076642A; CN104025207B

Abstract

무방향성 전기강판의 절연피막 조성물이 개시된다. 본 발명에 의한 무방향성 전기강판의 절연피막 조성물은 알루미늄 인산염(Al(H₃PO₄)_x=1~3)과 코발트 인산염(Co(H₃PO₄)₃)으로 이루어진 혼합 금속인산염, 및 에폭시 수지와 상기 에폭시 수지의 기능기에 치환된 실리카(SiO₂) 나노입자로 이루어진 유·무기 복합재(composite)를 포함한다.

Description

무방향성 전기강판의 절연 피막 조성물, 그 제조방법 및 절연 피막조성물이 적용된 무방향성 전기강판{INSULATION COATING MATERIAL FOR NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 무방향성 전기강판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 절연특성이 우수한 절연 피막 조성물이 형성된 무방향성 전기강판에 관한 것이다.

무방향성 전기강판은 압연판 상의 모든 방향으로 자기적 성질이 균일한 강판으로 모터, 발전기의 철심, 전동기, 소형변압기 등에 널리 사용되는데, 타발 가공 후 자기적 특성의 향상을 위해 응력제거 소둔(SRA)을 실시하여야 하는 것과 응력제거 소둔에 의한 자기적 특성 효과보다 열처리에 따른 경비 손실이 클 경우 응력제거 소둔을 생략하는 두 가지 형태로 구동모터, 가전, 대형모터 수요처에서 구분하여 사용하고 있다.

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 응력제거 소둔 과정 후 철심강판간 밀착하지 않는 내 점착(sticking)성 및 표면 밀착성 등을 요구한다. 이러한 기본적인 특성 외에 코팅용액의 우수한 도포 작업성과 배합 후 장시간 사용 가능한 용액 안정성 등도 요구된다.

한편, 무방향성 절연피막은 적층되는 철판 사이의 층간 절연을 주목적으로 하고 있다. 그러나 소형 전동기기의 사용이 확대되면서 절연성뿐만 아니라, 가공성, 용접성, 내식성에 유리한 피막 성능을 주요한 물성으로 평가하게 되었으며, 최근 들어서는 강판 표면의 품질 또한 사용 특성에 영향을 미치면서 표면품질이 우수한 전기강판을 요구하고 있다.

또한, 무방향성 전기강판은 현재 정부의 저탄소 정책에 발 맞추어 고효율 모터 개발에 의한 고급화 물결을 타고 있으며, 고급화로 나아갈수록 전기강판 표면은 고기능성 (고절연성, 고내열성, 고내식성)을 요구하게 된다.

특히 와전류 손실(Eddy Current Loss)을 최소화함으로써 모터의 성능을 극대화 할 수 있는 무방향성 전기강판 층간 우수한 절연성은 필수 항목이다.

무방향성 전기강판에 우수한 절연성을 확보하기 위해서는 코팅 두께를 증가시키는 방법이 가장 일반적인 방법이다. 그러나 코팅두께가 증가할 경우, 무방향성 전기강판에서 요구하는 용접성, 내열성, SRA 전/후 밀착성 및 점적율(Stacking Factor) 등의 특성이 열위해지는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 알루미늄 인산염과 코발트 인산염의 혼합 금속인산염, 산화촉진제로 과붕산나트륨(NaBO₃·4H₂O) 및 에폭시계 계통의 에멀젼 수지의 기본 조성에 SiO₂ 나노입자를 화학적인 반응에 의해 개질시킨 산성 타입의 유/무기 복합재를 혼합하여 제조한 절연코팅 용액을 무방향성 전기강판에 박막 두께로 도포함에도 불구하고 코팅층 내에 나노입자 크기, 주입량 및 나노 입자의 균일 분포에 의해 기존 박막 제품보다 응력제거 소둔(SRA) 전/후 월등히 우수한 절연 특성을 가진 무방향성 전기강판을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판의 절연피막의 조성물은 알루미늄 인산염(Al(H₃PO₄)_x=1~3)과 코발트 인산염(Co(H₃PO₄)₃)으로 이루어진 혼합 금속인산염, 및 에폭시 수지와 상기 에폭시 수지의 기능기에 치환된 실리카(SiO₂) 나노입자로 이루어진 유·무기 복합재(composite)를 포함한다.

상기 절연 피막 조성물은 상기 혼합 금속인산염 30~70wt%, 상기 유·무기 복합재(composite) 30~70wt%을 포함할 수 있다.

상기 절연피막 조성물은 산화촉진제를 더 포함하며, 상기 산화촉진제 0.1~1.0wt%이 포함될 수 있다.

상기 실리카 나노입자의 크기는 5~50nm일 수 있다.

상기 혼합 금속인산염 내에 혼합된 상기 알루미늄 인산염과 코발트 인산염의 혼합비율(알루미늄 인산염/코발트 인산염)은 0.05~0.2일 수 있다.

상기 유·무기 복합재(composite)의 고형분은 30~70wt%이며, 상기 고형분 내의 실리카(SiO₂)/수지의 비율은 0.3~0.6일 수 있다.

상기 산화촉진제는 과붕산나트륨(NaBO₃·4H₂O)일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 절연피막 조성물 제조방법은 알루미늄 인산염과 코발트 인산염으로 구성된 혼합 금속인산염 30~70wt%를 제공하는 단계, 에폭시 수지의 기능기에 실리카 나노입자를 치환시킨 유·무기 복합재(composite) 30~70wt%를 제공하는 단계, 및 제공된 상기 혼합 금속인산염과 상기 유·무기 복합재를 혼합 후 교반하는 단계를 포함한다.

상기 혼합 금속인산염 및 유·무기 복합재(composite)의 혼합물에 산화촉진제 0.1~1.0wt%를 더 포함할 수 있다.

상기 알루미늄 인산염은 15wt% 물(H₂O)과 85wt% 인산(H₃PO₄)으로 이루어진 수용액 100g을 기준으로 수산화 알루미늄(Al(OH)₃) 5~40g을 넣고 온도범위 80~90℃에서 6~10시간 반응시켜 제조될 수 있다.

상기 알루미늄 인산염 제조시, 수산화 알루미늄과 인산의 화학결합에 의해 알루미늄과 인은 단일(Al-P)결합, 이중결합(Al=P) 및 삼중결합(Al≡P)을 형성하고, 자유인산(H₃PO₄)의 양은 40% 미만일 수 있다.

상기 코발트 인산염은 15wt% 물(H₂O)과 85wt% 인산(H₃PO₄)으로 이루어진 수용액 100g을 기준으로 수산화 코발트(Co(OH)₂) 2~5g을 넣고 온도범위 80~90℃에서 6~10시간 반응시켜 제조될 수 있다.

상기 알루미늄 인산염과 코발트 인산염의 혼합비율(알루미늄 인산염/코발트 인산염)은 0.05~0.2일 수 있다.

상기 유·무기 복합재는 산성계 에폭시 수지에 입자크기가 10~50nm인 실리카(SiO₂) 입자를 개질시킨 것일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 절연 코팅층이 형성되며, 상기 절연 코팅층은, 알루미늄 인산염(Al(H₃PO₄)_x=1~3)과 코발트 인산염(Co(H₃PO₄)₃)으로 이루어진 혼합 금속인산염; 및 에폭시 수지와 상기 에폭시 수지의 기능기에 치환된 실리카(SiO₂) 나노입자로 이루어진 유·무기 복합재(composite)를 포함하는 절연피막 조성물을 상기 전기강판의 표면에 도포한 후 건조시켜 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 절연 피막 조성물은, 상기 혼합 금속인산염 30~70wt%, 상기 유·무기 복합재(composite) 30~70wt%을 포함할 수 있다.

상기 절연피막 조성물은 산화촉진제를 더 포함하며, 상기 절연피막 조성물 내에 상기 산화촉진제 0.1~1.0wt%을 포함할 수 있다.

상기 무방향성 전기강판에서 상기 실리카 나노입자의 크기는 5~50nm일 수 있다.

상기 무방향성 전기강판의 절연 피막 조성물에서 상기 혼합 금속인산염 내에 혼합된 상기 알루미늄 인산염과 코발트 인산염의 혼합비율(알루미늄 인산염/코발트 인산염)은 0.05~0.2일 수 있다.

상기 무방향성 전기강판의 절연 피막 조성물에서 상기 산화촉진제는 과붕산나트륨(NaBO₃·4H₂O)일 수 있다.

상기 절연 코팅층내 무기질의 비율이 0.55~0.95일 수 있다.

상기 절연 코팅층내에 분포된 실리카(SiO₂)의 분포 면적이 5~30%일 수 있다.

상기 절연 피막 조성물에 의해 코팅층이 형성된 전기강판에서, 코팅층의 두께가 1.0㎛ 이하에서 절연 저항 특성이 10.0 Ω㎠ 이상일 수 있다.

상기 절연 피막 조성물을 도포한 후, 온도범위 700~850℃, 100% 질소(N₂)분위기에서 응력제거소둔(SRA) 공정 후에도 코팅층의 소실이 거의 없으며, 코팅층의 두께가 1.0㎛ 이하에서 절연저항 특성이 10.0 Ω㎠ 이상일 수 있다.

상기 절연 피막 조성물에 의해 코팅층이 형성된 전기강판에서, 코팅층 내에 실리카(SiO₂) 입자들이 매우 균일하게 분포하고 있다.

본 발명에 의하면, 실리카(SiO₂)나노 복합재(composite)를 무방향성 전기강판용 피막 조성물 제조에 적용하여 우수한 절연 피막을 가지는 무방향성 전기강판을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 전기강판의 절연 코팅층 내에 나노입자를 균일하게분포시키고, 나노입자의 크기 및 주입량을 제어함으로써 응력제거 소둔 전후에 우수한 절연 특성을 가진 무방향성 전기강판을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 절연 피막의 제조방법의 공정 순서도이다.
도 2는 본 발명에 의한 전기강판의 절연 피막 조성물을 구성하는 혼합 금속인산염내의 알루미늄 인산염이 인산과 이루는 단일 및 다중결합을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 전기강판의 절연 피막 조성물을 구성하는 유·무기 복합재를 구성하는 나트륨 양이온이 자유인산과 철산화물과의 반응을 촉진시키는 것을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 절연 피막 조성물을 표면에 도포후 건조시킨 전기강판의 응력제거 소둔전 코팅층 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 절연 피막 조성물을 표면에 도포후 건조시킨 전기강판의 응력제거 소둔후 코팅층 단면을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 의한 전기강판의 절연 피막 조성물이 도포된 코팅층(절연 피막)의 단면을 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 절연피막 조성물에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 절연피막조성물은 알루미늄 인산염(Al(H₃PO₄)_x=1~3)과 코발트 인산염(Co(H₃PO₄)₃)으로 이루어진 혼합 금속인산염, 및 에폭시 수지와 상기 에폭시 수지의 기능기에 치환된 실리카(SiO₂) 나노입자로 이루어진 유·무기 복합재(composite)를 포함한다.

상기 절연피막의 조성물은 알루미늄 인산염(Al(H₃PO₄)_x=1~3)과 코발트 인산염(Co(H₃PO₄)₃)으로 구성된 혼합 금속인산염 30~70wt%, 및 유·무기 복합재(composite) 30~70wt%를 포함한다.

상기 절연피막 조성물은 산화촉진제 0.1~1.0wt%를 더 포함한다.

상기 유·무기 복합재(composite)는 에폭시 수지와 상기 에폭시 수지의 기능기에 치환되어진 실리카(SiO2) 나노입자를 포함하며, 상기 실리카 나노입자의 크기는 5~50nm인 것을 특징으로 한다.

상기 혼합 금속인산염 내에 혼합된 상기 알루미늄 인산염과 코발트 인산염의 혼합비율(알루미늄 인산염/코발트 인산염)은 0.05~0.2인 것을 특징으로 한다.

상기 유·무기 복합재(composite)의 고형분은 30~70wt%이며, 상기 고형분 내의 실리카(SiO₂)/수지의 비율은 0.3~0.6인 것을 특징으로 한다.

상기 유·무기 복합재(composite)는 산성계 에폭시 수지에 입자크기가 10~50nm인 실리카(SiO₂) 입자를 개질시킨 것을 특징으로 한다.

상기 산화촉진제는 과붕산나트륨(NaBO₃·4H₂O)인 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 절연 피막 조성물의 제조 공정을 도시한 공정 순서도이다.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 절연 피막 조성물의 제조방법은 알루미늄 인산염과 코발트 인산염으로 구성된 혼합 금속인산염 30~70wt%를 제공하는 단계, 에폭시 수지의 기능기에 실리카 나노입자를 치환시킨 유·무기 복합재(composite) 30~70wt%를 제공하는 단계, 및 제공된 상기 혼합 금속인산염과 상기 유·무기 복합재를 혼합 후 교반하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의한 절연 피막 조성물을 적용하면, 강판의 응력제거 소둔(SRA) 전/후의 절연특성과 인산염 도입에 의해 발생하는 흡습성(tacky) 문제를 해결할 수 있다.

먼저, 본 발명에서 사용된 금속인산염은 고농도의 알루미늄 인산염(Al(H₃PO₄)_x=1~3)과 코발트 인산염((Co(H₃PO₄)₃)의 혼합하여 제조할 수 있다.

알루미늄 인산염(Al(H₃PO₄)_x=1~3)은 15wt% 물(H₂O)와 85wt% 자유인산(H₃PO₄)의 수용액 100g을 기준으로 수산화 알루미늄(Al(OH)₃)을 10~40g 넣고 80~90℃에서 6~10시간 반응시켜 제조할 수 있으며, 코발트 인산염((Co(H₃PO₄)₃)는 15wt% 물(H₂O)와 85wt% 인산 (H₃PO₄)의 수용액 100g에 수산화 코발트(Co(OH)₂)를 2~5g 넣고 80~90℃에서 6~10시간 반응시켜 제조할 수 있다.

일반적으로, 금속인산염을 다량 포함한 절연피막 조성물을 사용하여 무방향성 전기강판 표면에 코팅한 후 시간이 지나면 미반응된 자유인산이 석출되어 자유인산에 의한 흡습성 또는 표면 발분 현상이 나타날 수 있다. 따라서, 자유인산에 의한 표면결함을 줄이기 위해서는 인산과 금속 수산화물이 적당한 비율로 제조되어야 할 뿐만 아니라 코팅용액 내에 인산이 차지하는 성분비도 매우 중요하다.

보다 구체적으로, 소재 표면과 인산염이 일정온도 이상에서 반응을 할 때, 반응에 참여하지 못한 인산염은 자유인산으로 석출된다. 알루미늄 인산염(Al(H₃PO₄)_x=1~3)은 자유인산 (H₃PO₄)을 고농도 수산화 알루미늄(Al(OH)₃)으로 고온에서 반응시킬 경우 알루미늄(Al)과 인산 (H₃PO₄)이 수산화 알루미늄(Al(OH)₃)의 주입량에 따라 단일결합(Al-P), 이중결합(Al=P) 및 삼중결합(Al=P) 결합을 20~70% 형성한다.

도 2는 자유인산(H₃PO₄)을 수산화 알루미늄(Al(OH)₃)과 고온에서 반응시킬 경우, 알루미늄(Al)과 인(P)이 반응하여 단일(Al-P), 이중 (Al=P) 및 삼중(Al=P) 결합을 형성하는 것을 도시한 것이다.

반응을 위하여, 15wt% 물(H₂O)와 85wt% 인산 (H₃PO₄) 100g 기준으로 수산화 알루미늄(Al(OH)₃)의 주입량은 5~40g으로 조절한다. 수산화 알루미늄(Al(OH)₃)의 주입량이 10g 이하일 경우 피막조성물 내의 높은 자유인산에 의해 표면 흡습성과 발분현상이 나타나고, 40g이상일 경우, 금속 인산염이 재결정화되어 용액 안정성이 열위할 수 있다.

한편, 코발트 인산염((Co(H₃PO₄)₃)의 경우, 수산화 코발트(Co(OH)₂ 2~5g을 자유인산 (H₃PO₄)에 주입후 고온에서 반응시키면 수산화 코발트(Co(OH)₂는 자유인산과의 반응없이 수산화 코발트(Co(OH)₂가 자유인산에 용해되어 있는 형태로 존재한다.

그러므로 절연피막 조성물의 코팅 작업성을 향상시켜 주기 위하여, 코발트 인산염/알루미늄 인산염의 비율을 0.05~0.2로 하였다.

만일, 코발트 인산염/알루미늄 인산염의 비율이 0.05 미만일 경우 코팅 작업성이 열위해지고, 코발트 인산염/알루미늄 인산염의 비율이 0.2 초과일 경우 표면의 흡습성 및 발분현상이 발생할 수 있다.

또한, 15wt% 물(H₂O)과 85wt% 자유인산 (H₃PO₄) 100g 기준에 주입된 수산화 코발트(Co(OH)₂의 양을 2g이하로 주입했을 경우, 코팅 작업성인 젖음성(waterability) 향상을 기대할 수 없고, 5g 초과하여 주입할 경우, 수산화 코발드(Co(OH)₂)가 인산에 잘 용해되지 않으며, 금속 인산염이 쉽게 재결정화되는 안정성 열위 문제가 발생할 수 있다.

상기 혼합 금속인산염은 절연 피막(코팅층)과 소재(강판)의 밀착성 열위 및 인산염 도입에 의한 자유인산의 흡습성(sticky) 및 석출 현상을 개선할 수 있으며 응력제거 소둔(SRA) 전/후의 절연특성을 개선할 수 있다.

따라서, 혼합되는 코발트 인산염((Co(H₃PO₄)₃)/알루미늄 인산염(Al(H3PO4)_x=1~3)의 혼합비율은 0.05~0.2이다.

자유인산과 치환된 수산화 알루미늄(Al(OH)₃)의 양이 많을수록 알루미늄 인산염(Al(H₃PO₄)_x=1~3)내에 자유인산(H₃PO₄)의 양을 최소화할 수 있어, 자유인산에 의해 발생하는 표면 흡습성(tacky) 및 석출 현상을 해결할 수 있다.

또한, 치환된 알루미늄 인산염(Al(H₃PO₄)_x=1~3)의 양이 많을수록 유기/무기 복합재(composite)와의 상용성이 향상되어, 피복 조성물 내에 혼합 금속인산염의 비율을 높일 수 있다. 따라서, 피복조성물 내에 높은 무기물 비율에 의해 절연 특성이 우수해지고, 또한, SRA후에도 피막 층의 손상이나 깨짐(Crack) 현상이 없어 절연 특성과 내열성이 우수해질 수 있다.

한편, 본 발명에서는 절연피막 조성물에 나노입자의 균일 분산을 위해 종래의 콜로이달 졸(colloidal sol) 형태가 아닌 수지에 나노입자가 화학적인 반응에 의해 치환된 유기/무기 복합재(composite)를 적용한다.

상기 유기/무기 복합재는 수지의 기능기에 나노입자를 화학적으로 치환된 복합체 형태로 많은 양의 나노입자를 치환시켜도 입자간 응집이나 침적 현상이 전혀 발생하지 않는다.

상기의 화학적 반응에 의해 개질시킨 유기/무기 복합재의 SiO₂ 입자의 평균 입자크기가 5~50nm이고 유/무기 복합재에서 SiO₂ 나노입자의 고형분은 10~50%이다. 여기서 SiO₂나노 복합재에 치환되어 있는 SiO₂ 입자의 평균크기가 5nm이하의 경우, 입자의 전체 표면적이 증가하여 장벽효과(barrier effect)의 극대화로 절연특성은 향상되지만, 피막 조성물의 가격이 비싸지는 단점을 가지고 있다.

한편, 평균입자의 크기가 50nm이상일 경우, SiO₂의 전체 표면적이 감소하여 절연 특성이 열위하게 된다. 또한, 에폭시계 수지에 치환된 SiO₂ 나노입자의 고형분을 10%이하로 주입하였을 때, SiO₂ 나노입자에 의한 절연특성 향상이 크지 않으며, 고형분을 50%이상일 경우, 코팅층 내에 높은 무기물 비율에 의해 타발성이 열위 문제가 발생할 수 있다.

한편, 물을 제외한 절연피막 조성물 내에서 혼합 금속인산염과 실리카(SiO2)나노입자로 구성된 무기물의 비율이 0.55~0.95인 것을 특징으로 한다. 무기물이 0.55 미만일 경우, 절연 특성의 향상 정도가 크지 않으며 SRA후 밀착성이 열위해지는 문제가 발생한다. 한편, 무기물의 0.95 초과인 경우는 내식성과 타발성이 열위 해지는 문제가 발생한다.

본 발명에서는 무방향성 전기강판 표면에 우수한 절연 특성을 부여하기 위하여 에폭시계 수지에 실리카(SiO₂)나노 입자를 화학적인 반응에 의해 개질시킨 유/무기 복합재 적용한다. 상기의 화학적 반응에 의해 개질시킨 유기/무기 복합재의 실리카(SiO₂) 평균 입자크기가 5~50nm이고 유/무기 복합재에서 나노입자의 고형분은 10~50%이다.

또한, 유/무기 복합재에 함유된 에폭시계 수지의 분자량은 1,000~4,000이고 Tg(유리전이온도)가 40~60℃이고, 고형분비가 20~40%이며, 점도는 50~200cp이다.

상기 무방향성 전기강판의 절연피막 조성물 제조방법은 상기 혼합 금속인산염 및 유·무기 복합재(composite)의 혼합물에 산화촉진제 0.1~1.0wt%를 더 혼합하는 것을 특징으로 한다.

인산염 도입에 의해 절연피막 중에 잔존하는 미량의 자유인산에 의한 흡습성이나 소둔시의 접착성의 문제가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해서 본 발명에서는 나트륨(Na) 양이온이 철(Fe)계 산화물과 코팅용액 내에 잔존하는 자유인산의 반응을 촉진시킨다는 점에 착안하여, 과붕산나트륨(NaBO₃·4H₂O)을 적용하였다. 상기 산화촉진제는 과붕산나트륨 이외에 탄산나트륨 등을 포함하여 나트륨 계통의 물질이 사용될 수 있다

과붕산나트륨(NaBO₃·4H₂O)은 수용액에서 쉽게 해리가 되면서도, 절연피막 조성물에 첨가시, 용액 안정성에 악영향을 미치지 않을 뿐만 아니라, 내식성을 비롯한 표면특성을 해치지 않는다.

도 3은 산화 촉진제로 사용된 과붕산나트륨이 수용액에서 해리되어 나트륨 양이온이 자유인산과 철산화물의 반응을 촉진시키는 것을 도시한 도면이다.

수용액에서 해리된 나트륨(Na) 양이온은 도 3에 도시된 바와 같이, 피막층에 일부 남아 있는 자유 인산을 고온 (250℃ 이상)에서 철산화물과 화학적인 결합을 유도하는 산화촉진제 역할을 하고 있다.

절연피막 조성물 100g 기준 과붕산나트륨(NaBO₃·4H₂O)의 주입량을 0.1g이하일 경우 높은 건조온도에도 불구하고 표면에 흡습성 과 발분현상이 발생하였으며, 1.0g 이상의 경우 내식성과 내후성이 열위하게 되다.

상기 알루미늄 인산염은 15wt% 물(H₂O)과 85wt% 인산(H₃PO₄)으로 이루어진 수용액 100g에 수산화 알루미늄(Al(OH)₃) 5~40g을 넣고 온도범위 80~90℃에서 6~10시간 반응시켜 제조되는 것을 특징으로 한다.

상기 알루미늄 인산염 제조시, 수산화 알루미늄과 인산의 화학결합에 의해 알루미늄과 인은 단일(Al-P)결합, 이중결합(Al=P) 및 삼중결합(Al≡P)을 형성하고, 자유인산(H₃PO₄)의 양은 40% 미만인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 코발트 인산염은 15wt% 물(H₂O)과 85wt% 인산(H₃PO₄)으로 이루어진 수용액 100g에 수산화 코발트(Co(OH)₂) 2~5g을 넣고 온도범위 80~90℃에서 6~10시간 반응시켜 제조되는 것을 특징으로 한다.

상기 알루미늄 인산염과 코발트 인산염의 혼합비율(알루미늄 인산염/코발트 인산염)은 0.05~0.2인 것을 특징으로 한다.

상기 유·무기 복합재는 산성계 에폭시 수지에 입자크기가 10~50nm인 실리카(SiO2) 입자를 개질시킨 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 절연 코팅층이 형성되며, 상기 절연 코팅층은, 알루미늄 인산염(Al(H₃PO₄)_x=1~3)과 코발트 인산염(Co(H₃PO₄)₃)으로 이루어진 혼합 금속인산염; 및 에폭시 수지와 상기 에폭시 수지의 기능기에 치환된 실리카(SiO₂) 나노입자로 이루어진 유·무기 복합재(composite)를 포함하는 절연피막 조성물을 상기 전기강판의 표면에 도포한 후 건조시켜 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 무방향성 전기강판은 절연 코팅층내 무기질의 비율이 0.55~0.95인 것을 특징으로 한다.

상기 절연 코팅층내에 분포된 실리카(SiO₂)의 분포 면적이 5~30%인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 나노입자가 내포된 코팅용액 조성물을 공시편에 코팅두께가 편면당 0.5~1.0㎛ 도포한 후, 300~750℃의 온도 범위에서 10~30 초간 가열 처리하면 무방향성 전기강판의 기본 특성인 내식성, 내후성, 내열성 및 SRA전/후 밀착성이 우수할 뿐만 아니라, 절연성이 매우 우수한 무방향성 전기강판을 제공할 수 있다.

이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 무방향성 전기강판의 절연피막의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다. 단 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

중량비로 3.15wt%의 실리콘(Si)을 함유하고, 판 두께 0.35mm 고급 무방향성 전기강판 (150*50 mm)을 공시편으로 하고, 그 위에 표 1에 나타낸 바와 같이 제조된 용액을 바코터(bar coater) 및 롤코터(roll coater)를 이용하여 각 준비된 공시편에 일정한 두께(0.6~0.8㎛)로 도포한 후 온도범위 300~750℃의 건조로에서 10~30초간 유지한 후 공기 중에서 천천히 냉각하였다.

표 1은 15wt% 물(H₂O)과 85wt% 자유인산 (H₃PO₄)의 수용액 100g에 수산화 알루미늄(Al(OH)₃)의 주입량에 따른 용액 안정성과 반응 후 남은 자유인산의 양과 알루미늄(Al)과 인(P)의 형태 (단일(Al-P), 이중 (Al=P) 및 삼중(Al=P)) 결합량을 나타내었다.

금속 인산염 종류에 따른 용액 안정성 및 SRA후 밀착성

	반응전 자유인산 (g)	Al(OH)₃ (g)	용액 안전성	결합 비율 (%)			반응후 자유인산 (g)
	반응전 자유인산 (g)	Al(OH)₃ (g)	용액 안전성	단일	이중	삼중	반응후 자유인산 (g)
실험예 1	100	5	○	7.4	5.8	-	86.8
실험예 2		10	○	12.3	14.8	-	72.9
실험예 3		20	○	15.2	20.6		64.2
실험예 4		30	○	18.9	25.3	10.3	45.5
실험예 5		40	○	16.2	28.7	15.4	39.7
실험예 6		50	×	17.3	32.5	18.3	31.9

[물성판정 - 석출없음: ○, 석출 小: △, 석출 大: ×]

표 1에서 알 수 있듯이, 수산화 알루미늄(Al(OH)₃)의 주입량이40g이상일 경우 용액 안정성이 열위해지는 문제를 가지고 있었다. 여기서 용액 안정성은 교반 없이 용액을 대기상태에서 120시간 동안 유지할 때, 수산화 알루미늄(Al(OH)₃)이 석출되는 정도를 가지고 판단하였다. 그리고 수산화 알루미늄(Al(OH)3)의 주입량이 10g 이하일 경우 반응 후 자유인산의 양이 높아 피막 조성물 내의 높은 자유인산에 의해 표면 흡습성과 발분 현상이 발생할 가능성이 높다.

그래서 본 발명에서는 수산화 알루미늄(Al(OH)₃)의 주입량을 10~40g으로 선정하는 것이 바람직하다. 특히 우수한 용액 안정성과 반응 후 자유인산의 양을 최소화한 30~40%의 경우가 바람직하다.

<실시예 2>

표 2는 자유인산 100g 기준으로 각각 수산화 코발트(Co(OH)₂ 3g과 수산화 알루미늄(Al(OH)₃) 30g을 치환시킨 코발트 인산염((Co(H₃PO₄)₃)과 알루미늄 인산염(Al(H₃PO₄)_x=1~3)의 코발트 인산염/알루미늄 인산염의 혼합 비율을 0.1로 고정시키고 혼합 금속인산염과 실리카(SiO₂) 나노 복합재의 비율에 따른 용액 안정성, 코팅 작업성, 표면상태, 내식성 및 절연성을 나타내었다.

여기서 사용된 실리카 나노 복합재의 입자크기는 10nm이고, 실리카의 고형분은 30%를 사용하였다. 용액 안정성과 코팅 작업성은 복합재와 금속인산염의 비율이 8:2에서 4:6까지 매우 우수하였다. 표면상태 또한 복합재와 금속인산염의 비율이 8:2에서 3:7일 때, 결합이 없이 매우 미려한 표면을 얻을 수 있었다.

내식성은 복합재와 금속인산염의 비율이 7:3에서 4:6일 때 매우 우수함을 알수 있었다.

금속인산염과 복합재의 비율에 따른 용액 안정성, 코팅 작업성, 표면상태, 내식성 및 절연성 비교결과

구분	혼합 비율		용액 안정성	코팅 작업성	표면	절연성	내식성
구분	복합재	금속인산염	용액 안정성	코팅 작업성	표면	절연성	내식성
발명예 1	8	2	◎	◎	◎	△	◎
발명예 2	7	3	◎	◎	◎	○	◎
발명예 3	6	4	◎	◎	◎	◎	◎
발명예 4	5	5	◎	◎	◎	◎	◎
발며예 5	4	6	◎	◎	○	◎	○
발명예 6	3	7	○	◎	○	○	○
발명예 7	2	8	△	△	△	○	△

[물성판정 - 매우 우수: ◎, 우수: ○, 보통: △, 열위: ×]

<실시예 3>

상기 실시예 1 및 2의 결과를 바탕으로 복합재와 금속인산염의 비율이6:4에서 5:5일 때 코발트 인산염/알루미늄 인산염의 주입비, 실리카 나노 복합재내의 유기물인 에폭시 수지와 실리카 입자의 조성비에 따른 절연 및 표면 특성을 나타내었다.

여기서 사용된 실리카 나노 복합재의 입자크기는 10nm를 사용하였다 각각의 피막조성물의 비중을 물로 1.1로 조정하여 바코터(bar coater) 3번으로 코팅두께를 0.6~0.8㎛로 도포하고 500~750 ℃의 온도 범위에서 10~30 초간 가열 처리한 후 코팅층의 응력제거소둔(SRA) 전/후 절연 및 표면 특성을 비교하였다. 그리고 비교예 1, 2는 크롬(chrome)계 및 무크롬계(chrome-free)계 박막 제품의 표면 특성을 나타내었다.

코발트 인산염/알루미늄 인산염의 주입비, 실리카 나노 복합재내의 유기물인 에폭시 수지와 실리카 입자의 조성비에 따른 절연 및 표면 특성 비교

구분	금속인산염		복합재(composite)			절연 (mA)		내식성	밀착		피막경도
	MCoP /MAP	주입량 (Wt.%)	주입량 (Wt.%)	조성비		절연 (mA)			밀착
				조성비		SRA 전	SRA 후		SRA 전	SRA 후
				수지	SiO₂	SRA 전	SRA 후		SRA 전	SRA 후
발명예 1	0.05	40	60	7	3	600	607	○	◎	◎	◎
발명예 2				6	4	560	576	○	◎	◎	◎
발명예 3				5	5	496	509	○	◎	◎	◎
발명예 4				4	6	452	455	○	◎	◎	◎
발명예 5		50	50	7	3	607	565	◎	◎	◎	◎
발명예 6				6	4	542	614	◎	◎	◎	◎
발명예 7				5	5	503	504	◎	◎	◎	◎
발명예 8				4	6	402	420	◎	◎	◎	◎
발명예 9	0.1	40	60	7	3	622	628	○	◎	◎	◎
발명예 10				6	4	577	565	○	◎	◎	◎
발명예 11				5	5	536	555	○	◎	◎	◎
발명예 12				4	6	509	588	○	◎	◎	◎
발명예 13		50	50	7	3	616	638	◎	◎	◎	◎
발명예 14				6	4	554	582	◎	◎	◎	◎
발명예 15				5	5	514	533	◎	◎	◎	◎
발명예 16				4	6	424	436	◎	◎	◎	◎
비교예 1	기존 Cr계 코팅제품					890	950	○	○	○	○
비교예 2	기존 Cr-Free 코팅제품					870	950	○	○	○	○

[물성판정 - 매우 우수: ◎, 우수: ○, 보통: △, 열위: ×]

절연성은 프랭클린 인슐레이션 테스터(Franklin Insulation Tester)에 의해 측정되었으며, 이 측정기는 단판 시험법 장치로 일정 압력과 일정 전압 하에서 전기강판의 표면 절연 저항 측정을 측정하는 장치이다.

전류의 범위는 0~1.000 Amp이며, 절연 측정방법은 측정 시험편 1매를 전 전극의 접촉자가 접촉되도록 플레이트(plate) 위에 놓은 후 가압장치에 의해 300psi (20.4atm) 되도록 압력을 가한다. 시험압력이 되었을 때, 미끄럼 저항기를 조정하고 전압 0.5V 하에서 전류계의 눈금을 읽는다.

각각의 시험용액에 대해서 10매의 절연치를 측정하여 평균치를 나타내었다. 발명예 전체가 비교예 1, 2 대비 절연 특성이 매우 우수하였다.

코발트 인산염/알루미늄 인산염의 주입비는 절연특성에 영향을 미치지 않으며, 다만 코발트 인산염/알루미늄 인산염의 비가 높을수록 피막 조성물의 젖음성(waterability) 향상 정도가 다소 개선되었다.

복합재와 금속인산염의 비가 5:5일 경우가 6:4보다 다소 절연특성이 우수하였으며, 실리카 나노 복합재 내에 치환된 SiO₂의 비가 높을수록 절연특성이 향상되었다.

내식성은 5%, 35℃, NaCl 용액에 8시간 동안 시편의 녹 발생 유무를 평가하는 것으로써 본 시험에서는 녹 발생면적이 2%이하일 경우 매우 우수, 5% 이하일 경우 우수, 20% 이하일 경우 양호, 30%이하일 경우 보통, 50% 이상에서는 불량으로 표시하였다.

한편, SRA 전 밀착성은 시험된 시편을5, 10, 20, 30~100 mmf인 원호에 접하여 180^o 구부릴 때 피막박리가 없는 최소 원호직경으로 나타낸 것이다. 여기서 최소원호 직경이 5 mmΦ이하일 때 매우 우수, 10 mmΦ이하일 때 우수, 20 mmΦ이하일 때 보통으로 구분하였다.

또한 SRA후의 밀착성은 건조한 100% 질소 가스에 800℃에서 2시간 열처리하고, 크로스 컷 테스터(Cross Cut Tester)로 표면에 스크래치를 만든 후 일정크기의 점착테이프를 부쳤다 떼었을 때 나타나는 피막박리 분의 부착 유무 및 테이프의 오염 정도를 정량화한 것으로, 크로스 컷 테스터(Cross Cut Tester)에 의해 1mm간격으로 가로 및 세로 방향으로 100개의 칸으로 표면에 스크래치(Scratch)를 만든 후 일정크기의 점착테이프를 부쳤다 떼었을 때, 나타나는 피막박리 분의 부착 유무 및 테이프의 오염 정도를 정량화(%)하였다.

예를 들어 0이면 SRA후 피막표면으로부터 피막박리 분이 없다는 것을 의미하며, 100이면 테이프 면적의 전체가 피막박리 분으로 오염되어 있다는 것을 의미한다. 여기서 박리되는 면적이 0%이하일 때 매우 우수, 5%이하일 때 우수 10%이하일 때 보통, 20%이하일 때 열위로 표현하였다.

피막 경도는 반 자동식 연필경도 측정기에 의해서 측정하였다. 시험은 도면에 대하여 약 45 각도로KSG 2603(연필)에 규정된 연필의 심을 대고, 하중 약 1kgf(9.8N)으로 소재의 표면을 긁어서 소재의 표면 변화를 측정하여 표면 경도를 측정하였다(ASTM D2197). 연필경도가 9H일 때, 매우 우수, 8H일 때 우수, 6~7H일 때 보통, 4~5H일 때 매우 열위로 구분하였다.

<실시예 4>

유기/무기 복합재와 과붕산나트륨(NaBO₃·4H₂O)을 알루미늄 인산염(Al(H3PO4)_x=1~3)과 코발트 인산염((Co(H₃PO₄)₃)의 혼합 금속인산염100g 기준에 각각 50~150g, 0.1~1.0g첨가하여 교반에 의해 충분히 혼합 후 편면당 0.5~1.0㎛ 두께로 도포하였다. 상기 조성물로 도포된 피막을 350~750 ℃의 온도 범위에서 10~30 초간 가열한 다음 프랭클린 인슐레이션 테스터(Franklin insulation tester)로 절연을 측정했을 때, 코팅층 내의 균일한 나노 입자의 분포와 치밀한 피막 층과 미려한 표면을 형성하여 우수한 절연 특성을 가진 무방향성 전기강판을 얻을 수 있었다.

도 4 및 5는 각각 전기강판의 응력제거소둔(SRA) 전과 후의 코팅층 단면을 FIB(Focused Ion Beam)로 가공하여 주사전자현미경(SEM)으로 관찰한 사진이다. 사진에서 볼 수 있듯이, 코팅층 내에 기포(porosity)나 깨짐(Crack) 현상이 발생하지 않음을 알 수 있다.

또한, 질소(N₂) 100% 분위기, 온도 800℃에서 2시간의 응력제거소둔(SRA) 공정 후에도 코팅층의 손상이 거의 없었다.

도 6은 코팅층의 단면에 SiO₂나노입자 분포를 FIB로 가공 후, TEM 및 EPMA 매핑(mapping) 한 사진이다. 도 6에서 알 수 있듯이 코팅층 내에 SiO₂ 나노 입자가 표면에 균일하게 분포되어 있으며, 코팅 층 내에 SiO₂나노입자가 코팅층 내에서 결합(Cohesion) 또는 응집(Aggregation) 현상 없이 코팅층 전체에 걸쳐 일정하게 분포하고 있음을 알 수 있다.

도 6에 코팅층에 분포된 실리카 나노입자는 평균 입자크기가 10nm이며, 밝은(흰)색으로 표시된 것이 나노입자를 나타낸다.

이러한 입자의 균일한 분포가 정전기적인 연속적인 미소 방전(Series Micro-Dielectric) 효과를 유발하여 절연 저항을 향상시키고 있다. 또한 코팅층 내에 무기질 나노 입자가 치밀하게 내포되어 있을 경우 계면에 압력 상승에 따른 자유 체적의 감소의 영향을 받지 않아 기존 코팅층과 같이 코팅층 내부에 기공(porosity)를 포함할 경우 자유 체적의 감소와 같은 현상이 발생하지 않아 자유 체적 감소에 의한 절연 영향은 받지 않는다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 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. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

알루미늄 인산염(Al(H₃PO₄)_x=1~3)과 코발트 인산염(Co(H₃PO₄)₃)으로 이루어진 혼합 금속인산염; 및
에폭시 수지와 상기 에폭시 수지의 기능기에 치환된 실리카(SiO₂) 나노입자로 이루어진 유·무기 복합재(composite)를 포함하는 무방향성 전기강판의 절연피막 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 혼합 금속인산염 30~70wt%, 상기 유·무기 복합재(composite) 30~70wt%을 포함하는 무방향성 전기강판의 절연피막 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 절연피막 조성물은 산화촉진제를 더 포함하며,
상기 산화촉진제 0.1~1.0wt%을 포함하는 무방향성 전기강판의 절연피막 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 실리카 나노입자의 크기는 5~50nm인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 절연피막 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 혼합 금속인산염 내에 혼합된 상기 알루미늄 인산염과 코발트 인산염의 혼합비율(알루미늄 인산염/코발트 인산염)은 0.05~0.2인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 절연피막 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 유·무기 복합재(composite)의 고형분은 30~70wt%이며, 상기 고형분 내의 실리카(SiO₂)/수지의 비율은 0.3~0.6인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 절연피막 조성물.
제 3 항에 있어서,
상기 산화촉진제는 과붕산나트륨(NaBO₃·4H₂O)인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 절연피막 조성물.
알루미늄 인산염과 코발트 인산염으로 구성된 혼합 금속인산염 30~70wt%를 제공하는 단계;
에폭시 수지의 기능기에 실리카 나노입자를 치환시킨 유·무기 복합재(composite) 30~70wt%를 제공하는 단계; 및
제공된 상기 혼합 금속인산염과 상기 유·무기 복합재를 혼합 후 교반하는 단계를 포함하는 무방향성 전기강판의 절연피막 조성물 제조방법.
제 8 항에 있어서,
상기 혼합 금속인산염 및 유·무기 복합재(composite)의 혼합물에 산화촉진제 0.1~1.0wt%를 더 혼합하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 절연피막 조성물 제조방법.
제 8 항에 있어서,
상기 알루미늄 인산염은 15wt% 물(H₂O)과 85wt% 인산(H₃PO₄)으로 이루어진 수용액 100g을 기준으로 수산화 알루미늄(Al(OH)₃) 5~40g을 넣고 온도범위 80~90℃에서 6~10시간 반응시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 절연피막 조성물의 제조방법.
제 10 항에 있어서,
상기 알루미늄 인산염 제조시, 수산화 알루미늄과 인산의 화학결합에 의해 알루미늄과 인은 단일(Al-P)결합, 이중결합(Al=P) 및 삼중결합(Al≡P)을 형성하고, 자유인산(H₃PO₄)의 양은 40% 미만인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 절연피막 조성물의 제조방법.
제 8 항에 있어서,
상기 코발트 인산염은 15wt% 물(H₂O)과 85wt% 인산(H₃PO₄)으로 이루어진 수용액 100g을 기준으로 수산화 코발트(Co(OH)₂) 2~5g을 넣고 온도범위 80~90℃에서 6~10시간 반응시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 절연피막 조성물의 제조방법.
제 8 항에 있어서,
상기 알루미늄 인산염과 코발트 인산염의 혼합비율(알루미늄 인산염/코발트 인산염)은 0.05~0.2인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 절연피막 조성물의 제조방법.
제 8 항에 있어서,
상기 유·무기 복합재(composite)의 고형분은 30~70wt%이며, 상기 고형분 내의 실리카(SiO₂)/수지의 비율은 0.3~0.6인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 절연피막 조성물의 제조방법.
제 8 항에 있어서,
상기 유·무기 복합재는 산성계 에폭시 수지에 입자크기가 10~50nm인 실리카(SiO₂) 입자를 개질시킨 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판의 절연피막 조성물의 제조방법.
절연 코팅층이 형성된 무방향성 전기강판에 있어서,
상기 절연 코팅층은,
알루미늄 인산염(Al(H₃PO₄)_x=1~3)과 코발트 인산염(Co(H₃PO₄)₃)으로 이루어진 혼합 금속인산염; 및
에폭시 수지와 상기 에폭시 수지의 기능기에 치환된 실리카(SiO₂) 나노입자로 이루어진 유·무기 복합재(composite)를 포함하는 절연피막 조성물을 상기 전기강판의 표면에 도포한 후 건조시켜 형성된 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판.
제 16 항에 있어서,
상기 절연 피막 조성물은,
상기 혼합 금속인산염 30~70wt%, 상기 유·무기 복합재(composite) 30~70wt%을 포함하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판.
제 17 항에 있어서,
상기 절연피막 조성물은 산화촉진제를 더 포함하며,
상기 절연피막 조성물 내에 상기 산화촉진제 0.1~1.0wt%을 포함하는 무방향성 전기강판.
제 16 항에 있어서,
상기 실리카 나노입자의 크기는 5~50nm인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판.
제 16 항에 있어서,
상기 혼합 금속인산염 내에 혼합된 상기 알루미늄 인산염과 코발트 인산염의 혼합비율(알루미늄 인산염/코발트 인산염)은 0.05~0.2인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판.
제 16 항에 있어서,
상기 유·무기 복합재(composite)의 고형분은 30~70wt%이며, 상기 고형분 내의 실리카(SiO₂)/수지의 비율은 0.3~0.6인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판.
제 18 항에 있어서,
상기 산화촉진제는 과붕산나트륨(NaBO₃·4H₂O)인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판.
제 16 항에 있어서,
상기 절연 코팅층내 무기질의 비율이 0.55~0.95인 것을 특징으로하는 무방향성 전기강판.
제 16 항에 있어서,
상기 절연 코팅층내에 분포된 실리카(SiO₂)의 분포 면적이 5~30%인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판.
제 16 항에 있어서,
상기 절연 피막 조성물에 의해 코팅층이 형성된 전기강판에서, 코팅층의 두께가1.0㎛ 이하에서 절연저항 특성이 10.0 Ω㎠ 이상인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판.
제 16 항에 있어서,
상기 절연 피막 조성물을 도포한 후, 온도범위 700~850℃, 100% 질소(N₂)분위기에서 응력제거소둔(SRA) 공정 후에도 코팅층의 소실이 없으며, 코팅층의 두께가 1.0㎛ 이하에서 절연저항 특성이 10.0 Ω㎠ 이상인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판.
제 16 항에 있어서,
상기 절연 피막 조성물에 의해 코팅층이 형성된 전기강판에서, 코팅층 내에 실리카(SiO₂) 입자들이 균일하게 분포하고 있는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판.