KR101775537B1

KR101775537B1 - 물유리가 포함된 무기질 세라믹 코팅제 조성물

Info

Publication number: KR101775537B1
Application number: KR1020160183992A
Authority: KR
Inventors: 박현관
Original assignee: (주)삼광기업
Priority date: 2016-12-30
Filing date: 2016-12-30
Publication date: 2017-09-06
Anticipated expiration: 2036-12-30
Also published as: WO2018124444A1

Abstract

본 발명은 물유리가 포함된 무기질 세라믹 코팅제 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 입자크기가 각기 다른 다양한 졸을 포함하는 무기질 결합제, 기능성 충진제, 물유리, 융점조절제 및 안료를 포함하여 이루어짐으로써, 입자크기가 각기 다른 다양한 졸(sol)을 사용하여 혼합 조밀도를 증대시키고, 여기에 물유리를 혼합하여 금속의 내구성 및 졸 간의 결합력을 증대시키며, 이로 인해 코팅제의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는, 물유리가 포함된 무기질 세라믹 코팅제 조성물에 관한 것이다.

Description

물유리가 포함된 무기질 세라믹 코팅제 조성물{INORGANIC CERAMIC COATING AGENT COMPOSITE WITH WATER GLASS}

본 발명은 입자크기가 각기 다른 다양한 졸(sol)을 사용하여 혼합 조밀도를 증대시키고, 여기에 물유리를 혼합하여 금속의 내구성 및 졸 간의 결합력을 증대시킴으로써, 코팅제의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는, 물유리가 포함된 무기질 세라믹 코팅제 조성물에 관한 것이다.

일반적으로, 주거생활에 밀접하게 사용되는 전자렌지, 고기구이판, 냄비, 프라이팬 등과 같은 각종 조리용품이나, 히터, 선풍기, 냉장고, 다리미 등과 같은 생활용품, 그리고 건축자재, 건강보조기구, 산업용품 등은 기능성을 향상시키기 위한 방안으로 다양한 코팅제를 개발하여 사용되고 있다.

특히, 조리용품이나 생활용품의 경우에는 내산성, 내마모성, 내구성, 내열성, 내식성 등이 주로 요구되고 있으며, 이를 위해 무기질 세라믹 코팅제가 널리 사용되고 있다.

관련 선행기술로써 특허문헌 1에서는 바인더로서 사용되는 실란, 산화규소 및 물이 혼합된 규소혼합물에 기능성 충진제, 세라믹 파우더, 안료를 첨가하여 제조된 무기질 세라믹 코팅제 조성물이 제안되어 있으나, 이와 같은 무기질 세라믹 코팅제 조성물을 이용하여 가열조리기구 등에 코팅층을 형성시킬 경우 코팅층의 결합력 향상을 위해서는 소성온도가 높아야 하고, 그리고 바인더로서 사용되는 규소혼합물이 산화규소와 물로 이루어지는 친수성의 특성으로 인해 내구성이 저하되는 문제점이 있다.

그리고 특허문헌 2에서는 무기질 용매, 기능성 첨가제, 실리콘계 오일 중합제, 안료 등으로 이루어진 비점착성 및 청소 용이성 기능이 강화된 무기질 세라믹 코팅제 조성물을 이용하여 주방용품, 가전제품 등에 코팅층을 형성시키는 기술을 제안하고 있으나, 이와 같은 무기질 세라믹 코팅제 조성물을 이용하여 주방용품, 가전제품 등에 코팅층을 형성할 경우 코팅층의 결합력이 떨어져 소결 밀도가 저하되므로 장기간 사용시 코팅층이 균열 등으로 인해 박리되는 문제점이 있다.

한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 출원인은 특허문헌 3을 선출원하여 등록받은바 있다.

구체적으로 상기 특허문헌 3은 실란 화합물과 실리카 졸, 알루미나 졸 및 지르코니아 졸의 혼합물로 이루어지는 무기질 결합제에 기능성 충진제, 세라믹 파우더와 같은 첨가제를 혼합하여 기재의 표면에 코팅막을 형성시킴으로써, 코팅막의 표면을 고밀도로 소결시켜 표면경도를 상승시키므로 인해 내구성, 내열성과 같은 기계적 물성과 내식성과 같은 화학적 물성을 향상시킬 수 있도록 하며, 더욱이 실란 화합물과 실리카 졸, 알루미나 졸, 지르코니아 졸로 이루어진 무기질 결합제와 세라믹 파우더 등을 소결시 융점조절제를 첨가함으로써, 소결시 온도를 낮출 수 있어 에너지 소비량을 절감하면서 우수한 소결 밀도로 코팅막을 형성하여 세라믹 코팅막으로부터 원적외선 및 음이온이 방출될 뿐만 아니라, 가열시 열전도율을 증가시킬 수 있도록 한 것이다.

이에 대하여 본 발명의 출원인은 상기 특허문헌 3을 개량하여 그 내구성을 더욱 향상시킴으로써, 본 발명을 완성하였다.

특허문헌 1 : 대한민국 등록특허공보 제10-512599호 "음이온방출 및 원적외선방사 무기질 세라믹 코팅제 조성물" 특허문헌 2 : 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0072928호 "비점착성 및 청소 용이성 기능이 강화된 무기질 세라믹코팅제 조성물" 특허문헌 3 : 대한민국 등록특허공보 제10-0895052호 "무기질 세라믹 코팅제 조성물"

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 입자크기가 각기 다른 다양한 졸(sol)을 사용하여 혼합 조밀도를 증대시키고, 여기에 물유리를 혼합하여 금속의 내구성 및 졸 간의 결합력을 증대시킴으로써, 코팅제의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있도록 함을 과제로 한다.

아울러, 상기 물유리의 적용 시, 물유리를 혼합졸과 혼합 후 메탄올과 서서히 혼합하여, 격한 반응에 의한 겔화를 방지하는 등 그 제조효율을 향상시킬 수 있도록 함을 과제로 한다.

본 발명은 무기질 세라믹 코팅제 조성물에 있어서, 무기질 결합제 100 중량부에 대하여, 기능성 충진제 7 ~ 12 중량부, 물유리 3 ~ 10 중량부, 융점조절제 5 ~ 10 중량부 및 안료 1 ~ 3 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 물유리가 포함된 무기질 세라믹 코팅제 조성물을 과제의 해결 수단으로 한다.

여기서, 상기 무기질 결합제는 입자크기가 각기 다른 다양한 졸을 포함하는 것이 바람직하며, 보다 구체적으로는 화학식이 R_nSiX_4-n인 실란 화합물 40 ~ 50 중량부와, 0.2 ~ 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소 20 ~ 40 중량%에 물 60 ~ 80중량%를 혼합한 실리카 졸 20~25 중량부와, 0.2 ~ 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화알루미늄 10 ~ 20 중량%에 물 80 ~ 90 중량%를 혼합한 알루미나 졸 15 ~ 20 중량부 및, 0.2 ~ 1.0㎛ 입자크기의 분말 지르코니아 10 ~ 20중량%에 물 80 ~ 90 중량%를 혼합한 지르코니아 졸 15~20 중량부로 이루어지며, 상기 실란의 화학식 R_nSiX_4-n에서 X는 서로 같거나 다르고, 가수분해 가능한 기 또는 히드록시기이고, 라디칼 R은 서로 같거나 다르고, 수소, 탄소수 10 미만의 알킬기를 나타내고, n은 0, 1 또는 2인 실란이 하나 이상 사용되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 물유리는, 리튬실리케이트, 칼륨실리케이트, 소듐실리케이트, 포타슘실리케이트, 지르코늄실리케이트, 마그네슘실리케이트 또는 티타늄 실리케이트 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것이 바람직하지만, 여기에 한정되는 것은 아니며, 특정 제조방법이나 종류에 한정하지 않고 이미 공지된 다양한 방법으로 제조된 다양한 종류의 물유리를 사용할 수 있다.

한편, 상기 물유리는 졸혼합물과 혼합 후 메탄올과 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 기능성 충진제는, 티탄산칼륨, 알루미나 또는 천연광물인 토르말린, 황토, 견운모, 자수정, 생광석, 죽탄, 의왕석, 귀양석, 흑요석, 맥반석, 광명석, 용암, 귀신석 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하고, 상기 융점조절제는, 장석 또는 운모 중에서 단독 또는 병용하여 사용하는 것이 바람직하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고 이미 공지된 다양한 충진제 및 융점조절제의 사용이 가능하다.

본 발명은 입자크기가 각기 다른 다양한 졸을 포함하는 무기질 결합제, 기능성 충진제, 물유리, 융점조절제 및 안료를 포함하여 이루어짐으로써, 입자크기가 각기 다른 다양한 졸(sol)을 사용하여 혼합 조밀도를 증대시키고, 여기에 물유리를 혼합하여 금속의 내구성 및 졸 간의 결합력을 증대시키며, 이로 인해 코팅제의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 물유리가 포함된 무기질 세라믹 코팅제 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하 본 발명에 따른 물유리가 포함된 무기질 세라믹 코팅제 조성물을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 무기질 결합제 100 중량부에 대하여, 기능성 충진제 7 ~ 12 중량부, 물유리 3 ~ 10 중량부, 융점조절제 5 ~ 10 중량부 및 안료 1 ~ 3 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 무기질 결합제는 코팅막의 내구성, 내마모성과 같은 기계적 물성과 내식성과 같은 화학적 물성 및 열전도율을 향상시키기 위한 것으로서, 무기질 결합제의 혼합량은 100 중량부인 것이 바람직하며, 특히, 본 발명에서 사용되는 무기질 결합제는 입자크기(평균 입경)가 각기 다른 다양한 졸을 포함하여 그 혼합 조밀도를 증대시킨다.

구체적으로, 상기 무기질 결합제는 실란 화합물 40 ~ 50 중량부, 실리카 졸 20 ~ 25중량부, 알루미나 졸 15 ~ 20 중량부 및 지르코니아 졸 15 ~ 20 중량부로 이루어진다.

상기에서 실란 화합물은 바인더(binder) 역할을 하는 것으로서, 실란 화합물의 혼합량은 무기질 결합제 100 중량부에 대하여 40 ~ 50 중량부인 것이 바람직하다. 실란 혼합물의 혼합량이 상기에서 한정한 범위를 벗어날 경우 실란 화합물과 무기질 혼합물의 결합력의 저하로 고열에서 박리현상이 일어날 우려가 있다.

그리고, 상기 실란 화합물은 화학식이 R_nSiX_4-n인 실란 또는 그로부터 파생된 올리고머를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 화학식 R_nSiX_4-n에서 X는 서로 같거나 다르고, 가수분해 가능한 기 또는 히드록시 기이고, 라디칼 R은 서로 같거나 다르고, 수소, 탄소수 10 미만의 알킬기를 나타내고, n은 0, 1 또는 2인 실란이 하나 이상 사용된다.

상기에서 실리카 졸은 무정질 실리카 미립자가 수중에서 콜로이드 미립자를 형성하여 실란 화합물과 화학반응으로 결합되는 것으로서, 무기질 결합제 100 중량부에 대하여 20 ~ 25 중량부가 혼합되는 것이 바람직하다. 실리카 졸의 혼합량이 상기 범위를 벗어날 경우에는 실란 화합물의 결합력의 약화로 물성이 저하될 우려가 있다.

그리고 상기 실리카 졸은 0.2 ~ 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소(SiO₂) 20 ~ 40 중량%에 분산매로 물 60 ~ 80 중량%를 혼합시켜 사용하는 것이 바람직하며, 필요에 따라 상기 혼합물의 량을 적절히 조절하여 사용할 수 있다.

상기에서 알루미나 졸은 낮은 온도에서 우수한 소결 밀도를 형성하여 도막의 표면경도, 내마모성, 내구성과 같은 기계적 특성과 내알칼리성, 내식성과 같은 화학적 특성을 강화시키기는 역할을 하는 것으로, 무기질 결합제 100 중량부에 대하여 15 ~ 20 중량부인 것이 바람직하다. 알루미나 졸의 혼합량이 15 중량부 미만이 될 경우 소결 밀도가 떨어져 도막의 물리적 화학적 특성이 저하될 우려가 있고, 20 중량부를 초과할 경우 도막의 소결 밀도의 향상으로 물리적 화학적 특성은 향상될 수 있지만 소결 밀도의 향상으로 도리어 도막의 표면이 변형될 우려가 있다.

그리고 상기 알루미나 졸은 0.2 ~ 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화알루미늄(Al₂O₃) 10 ~ 20 중량%에 분산매로 물 80 ~ 90 중량%를 혼합시켜 사용하는 것이 바람직하며, 필요에 따라 상기 혼합물의 량을 적절히 조절하여 사용할 수 있다.

상기에서 지르코니아 졸은 소결시 높은 강도와 경도로 인해 온도변화에 강하여 내열성과 내식성과 같은 물성을 향상시키는 역할을 하는 것으로 무기질 결합제 100 중량부에 대하여 15 ~ 20 중량부인 것이 바람직하다. 지르코니아 졸의 혼합량이 15 중량부 미만이 될 경우 강도 및 경도의 저하로 물성이 저하될 우려가 있고, 지르코니아 졸의 혼합량이 20 중량부를 초과할 경우 강도 및 경도의 물성은 향상될 수 있지만 충격력이 약해질 우려가 있다.

그리고 상기 지르코니아 졸은 0.2 ~ 1.0㎛ 입자크기의 분말 지르코니아(ZrO₂) 10 ~ 20 중량%에 분산매로 물 80 ~ 90 중량%를 혼합시켜 사용하는 것이 바람직하며, 필요에 따라 상기 혼합물의 량을 적절히 조절하여 사용할 수 있다.

본 발명에서 기능성 충진제는 실란 화합물과 무기질 혼합물 사이에서 도막의 크랙을 방지하고 점도를 조절하여 도막의 물리적 화학적 특성을 개선시키는 역할을 하는 것으로서, 기능성 충전제의 혼합량은 무기질 결합제 100 중량부에 대하여 7~12 중량부인 것이 바람직하다. 기능성 충진제의 혼합량이 7 중량부 미만이 될 경우 도막의 광택이나 접착력의 저하가 우려되고, 12 중량부를 초과할 경우 도막의 표면이 거칠게 되는 등 오히려 악영향이 발생할 우려가 있다.

그리고 상기에서 사용하는 기능성 충진제는 티탄산칼륨과 알루미나 또는 토르말린, 황토, 견운모, 자수정, 생광석, 죽탄, 의왕석, 귀양석, 흑요석, 맥반석, 광명석, 용암, 귀신석 중에서 1종 또는 그 이상을 선택한 혼합물을 사용하는 것이 바람직하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고 이미 공지된 다양한 충진제를 사용할 수 있다.

한편, 기능성 충진제는 입자형태가 침상 또는 판상으로 되어 있어, 결합제 사이에서 도막의 크랙을 방지하거나 코팅제의 점도를 조절해 주는 역할을 하는 것에 장점이 있다.

본 발명에서 물유리는 금속의 내구성 및 졸 간의 결합력을 증대시키기 위해 첨가되는 것으로, 리튬실리케이트, 칼륨실리케이트, 소듐실리케이트, 포타슘실리케이트, 지르코늄실리케이트, 마그네슘실리케이트 또는 티타늄 실리케이트 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것이 바람직하지만, 여기에 한정되는 것은 아니며, 특정 제조방법이나 종류에 한정하지 않고 이미 공지된 다양한 방법으로 제조된 다양한 종류의 물유리를 사용할 수 있다.

한편, 상기 물유리의 함량이 3 중량부 미만일 경우, 내구성 및 졸 간 결합력 향상 효과가 미비할 우려가 있으며, 10 중량부를 초과할 경우 도막의 상태변화 및 저장 안정성이 저하될 우려가 있다.

아울러, 상기 물유리는, 격한 반응에 의해 겔화가 진행되는데 이를 방지하기 위하여 사전에 졸혼합 용액과 물유리를 혼합한 후 교반하면서 메탄올을 서서히 투입하도록 한다. (예를 들면 메탄올과 물유리가 1 : 1 ~ 10 : 1 중량비).

본 발명에서 융점조절제는 도막을 소결시켜 코팅막을 형성할 때 혼합물의 용융상태를 낮추어 보다 저온에서 도막을 형성시키는 역할을 하는 것으로서, 융점조절제의 혼합량은 무기질 결합제 100 중량부에 대하여 5 ~ 10 중량부인 것이 바람직하다. 융점조절제의 혼합량이 5 중량부 미만이 될 경우 코팅막을 형성할 때 소결온도가 상승할 우려가 있고, 10 중량부를 초과할 경우 상대적으로 기타 혼합물의 혼합량 부족으로 소성시 도막이 흘러 온도 저하시 수축현상의 발생으로 인해 도리어 도막의 밀도가 저하될 우려가 있다.

상기에서 사용되는 융점조절제는 장석 또는 운모 중에서 단독 또는 병용하여 사용하는 것이 바람직하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고 이미 공지된 다양한 충진제 및 융점조절제의 사용이 가능하다.

그리고 본 발명에 따른 세라믹 코팅제 조성물은 코팅층의 색상을 내기 위해 안료를 사용하며, 안료의 혼합량은 무기질 결합제 100 중량부에 대하여 1 ~ 3 중량부인 것이 바람직하다. 또한 본 발명에서 안료의 사용량은 상기에서 한정한 바 있지만 안료의 색상 또는 소비자의 요구나 제조자의 필요에 따라 상기에서 정한 범위에만 반드시 한정되는 것은 아니고 안료의 채도, 명도 등에 따라 적절히 조정되어 질 수 있고, 그리고 안료의 종류는 특별히 한정하는 것은 아니고 통상적인 안료 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다.

한편, 본 발명에서 세라믹 코팅층의 두께는 20 ~ 60㎛인 것이 바람직하며,세라믹 코팅층의 두께가 20㎛ 미만이 될 경우 코팅막의 소결 밀도의 한계로 내구성, 내마모성과 같은 기계적 물성과 내식성과 같은 화학적 물성이 저하될 우려가 있고, 세라믹 코팅막의 두께가 60㎛을 초과할 경우 기계적 화학적 물성은 향상되지만 그에 따른 효과가 미약하다.

즉, 본 발명은 입자크기가 각기 다른 다양한 졸(sol)을 사용하여 혼합 조밀도를 증대시키고, 여기에 물유리를 혼합하여 금속의 내구성 및 졸 간의 결합력을 증대시킴으로써, 코팅제의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명을 아래 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

1. 무기질 세라믹 코팅제 조성물의 제조

(제조예 1)

무기질 결합제 100 중량부에 대하여, 기능성 충진제인 티탄산칼륨 7 중량부, 물유리인 리튬실리케이트 10 중량부, 융점조절제인 장석 5 중량부 및 안료 1 중량부를 혼합하여 무기질 세라믹 코팅제를 제조하였다. 이때, 상기 무기질 결합제는, 화학식이 R_nSiX_4-n인 실란 화합물 50 중량부와, 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소 40 중량%에 물 60 중량%를 혼합한 실리카 졸 20 중량부와, 0.2㎛ 입자크기의 분말 산화알루미늄 10 중량%에 물 90 중량%를 혼합한 알루미나 졸 15 중량부 및, 1.0㎛ 입자크기의 분말 지르코니아 10 중량%에 물 90 중량%를 혼합한 지르코니아 졸 15 중량부로 이루어지되, 상기 실란 화합물은 화학식 R_nSiX_4-n에서 X는 서로 같고, 가수분해 가능한 기이고, 라디칼 R은 서로 같고, 수소, 탄소수 10 미만의 알킬기를 나타내고, n은 1인 실란을 사용하였다.

(제조예 2)

무기질 결합제 100 중량부에 대하여, 기능성 충진제인 알루미나 12 중량부, 물유리인 소듐실리케이트 3 중량부를 혼합하고, 메탄올을 서서히 투입한 후, 융점조절제인 운모 10 중량부 및 안료 3 중량부를 혼합하여 무기질 세라믹 코팅제를 제조하였다. 이때, 상기 무기질 결합제는, 화학식이 R_nSiX_4-n인 실란 화합물 40 중량부와, 0.2㎛ 입자크기의 분말 산화규소 20 중량%에 물 80 중량%를 혼합한 실리카 졸 25 중량부와, 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화알루미늄 20 중량%에 물 80 중량%를 혼합한 알루미나 졸 20 중량부 및, 0.2㎛ 입자크기의 분말 지르코니아 20 중량%에 물 80 중량%를 혼합한 지르코니아 졸 20 중량부로 이루어지되, 상기 실란 화합물은 화학식 R_nSiX_4-n에서 X는 서로 같고, 가수분해 가능한 기이고, 라디칼 R은 서로 같고, 수소, 탄소수 10 미만의 알킬기를 나타내고, n은 1인 실란을 사용하였다.

2. 세라믹 코팅 금속의 제조

(실시예 1)

상기 제조예 1에 따른 무기질 세라믹 코팅제를 노즐 구경 1.2㎜의 스프레이 건(gun)을 사용하여 압력 7㎏/㎤ 하에서 20㎛ 두께로 알루미늄판 표면에 코팅한 후, 200℃의 온도에서 60분 동안 소결시켜 코팅층을 형성하였다.

(실시예 2)

상기 제조예 2에 따른 무기질 세라믹 코팅제를 노즐 구경 1.2㎜의 스프레이 건(gun)을 사용하여 압력 7㎏/㎤ 하에서 40㎛ 두께로 알루미늄판 표면에 코팅한 후, 200℃의 온도에서 60분 동안 소결시켜 코팅층을 형성하였다.

(실시예 3)

상기 제조예 1에 따른 무기질 세라믹 코팅제를 노즐 구경 1.2㎜의 스프레이 건(gun)을 사용하여 압력 7㎏/㎤ 하에서 60㎛ 두께로 알루미늄판 표면에 코팅한 후, 200℃의 온도에서 60분 동안 소결시켜 코팅층을 형성하였다.

(비교예 1)

실시예 1과 동일하게 제조하되, 제조예 1에 따른 무기질 세라믹 코팅제에서 다양한 졸을 사용하지 않고 단일 입자크기를 가지는 실리카졸(1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소 40 중량%에 물 60 중량%를 혼합한 실리카 졸)만을 사용하였으며, 물유리를 첨가하지 않았다.

(비교예 2)

실시예 2와 동일하게 제조하되, 제조예 2에 따른 무기질 세라믹 코팅제에서 다양한 졸을 사용하지 않고 단일 입자크기를 가지는 실리카졸(0.2㎛ 입자크기의 분말 산화규소 20 중량%에 물 80 중량%를 혼합한 실리카 졸)만을 사용하였으며, 물유리를 첨가하지 않았다.

(비교예 3)

실시예 3과 동일하게 제조하되, 제조예 1에 따른 무기질 세라믹 코팅제에서 다양한 졸을 사용하지 않고 단일 입자크기를 가지는 실리카졸(1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소 40 중량%에 물 60 중량%를 혼합한 실리카 졸)만을 사용하였으며, 물유리를 첨가하지 않았다.

2. 측정방법 및 평가

상기 실시예 1 내지 3과, 비교예 1 내지 3에 대하여 아래의 시험방법에 의해 도막 강도, 내구성, 내수성, 내식성을 측정하여 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.

1) 도막 강도, 내수성(내비등수성 시험에 따름), 내식성 시험은 KSD 8303의 알루미늄 및 알루미늄 합금의 양극산화 도장 복합 피막의 측정방법에 따라 측정하여 평가하였다.

2) 내구성 시험은 BS 7069/1998에 따라 내마모성을 측정하되, 코팅층이 형성된 시편을 3M 7447 스코치브라이트(scotchbrite)에 놓고 4.5kg의 하중으로 좌우 왕복시켜 코팅층이 벗겨지는 사이클(cycle) 수를 측정하여 평가하였다.

구 분		측정항목
구 분		도막강도	내구성	내수성	내식성
실시예	1	9H	14,000cycle	이상없음	9.8
	2	9H	15,000cycle	이상없음	9.8
	3	9H	14,500cycle	이상없음	9.8
비교예	1	6H	6500cycle	주름, 균열발생	9.2
	2	6H	6100cycle	주름, 균열발생	9.2
	3	6H	6300cycle	주름, 균열발생	9.2

상기 [표 1]에서와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3에서 사용된 물유리가 포함된 무기질 세라믹 코팅제는, 비교예 1 내지 3에서 사용된 무기질 세라믹 코팅제에 비하여 도막강도, 내구성, 내식성 드이 우수할 뿐만 아니라, 특히 내구성이 매우 우수함을 알 수 있다. 이는 입자크기가 각기 다른 다양한 졸(sol)을 사용하여 혼합 조밀도를 증대시키고, 여기에 물유리를 혼합하여 금속의 내구성 및 졸 간의 결합력을 증대시킴으로써, 코팅제의 내구성이 향상된 것으로 판단된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 물유리가 포함된 무기질 세라믹 코팅제 조성물의 우수성에 대하여 상기의 실시예를 통해 상세히 설명하였지만 본 발명은 상기의 구성에 의해서만 반드시 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 치환, 변형 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

무기질 세라믹 코팅제 조성물에 있어서,
무기질 결합제 100 중량부에 대하여, 기능성 충진제 7 ~ 12 중량부, 물유리 3 ~ 10 중량부, 융점조절제 5 ~ 10 중량부 및 안료 1 ~ 3 중량부로 이루어지되,
상기 무기질 결합제는 화학식이 R_nSiX_4-n인 실란 화합물 40 ~ 50 중량부와, 0.2 ~ 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소 20 ~ 40 중량%에 물 60 ~ 80중량%를 혼합한 실리카 졸 20~25 중량부와, 0.2 ~ 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화알루미늄 10 ~ 20 중량%에 물 80 ~ 90 중량%를 혼합한 알루미나 졸 15 ~ 20 중량부 및, 0.2 ~ 1.0㎛ 입자크기의 분말 지르코니아 10 ~ 20중량%에 물 80 ~ 90 중량%를 혼합한 지르코니아 졸 15~20 중량부로 이루어지며, 상기 실란의 화학식 R_nSiX_4-n에서 X는 서로 같거나 다르고, 가수분해 가능한 기 또는 히드록시기이고, 라디칼 R은 서로 같거나 다르고, 수소, 탄소수 10 미만의 알킬기를 나타내고, n은 0, 1 또는 2인 실란이 하나 이상 사용되고,
상기 물유리는 리튬실리케이트, 칼륨실리케이트, 소듐실리케이트, 포타슘실리케이트, 지르코늄실리케이트, 마그네슘실리케이트 또는 티타늄 실리케이트 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하되, 메탄올과 혼합하여 사용하며,
상기 기능성 충진제는, 티탄산칼륨, 알루미나 또는 천연광물인 토르말린, 황토, 견운모, 자수정, 생광석, 죽탄, 의왕석, 귀양석, 흑요석, 맥반석, 광명석, 용암, 귀신석 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하고,
상기 융점조절제는, 장석 또는 운모 중에서 단독 또는 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 물유리가 포함된 무기질 세라믹 코팅제 조성물.
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