KR101285220B1 - 자성입자 및 그 제조방법 - Google Patents

자성입자 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101285220B1
KR101285220B1 KR1020110107518A KR20110107518A KR101285220B1 KR 101285220 B1 KR101285220 B1 KR 101285220B1 KR 1020110107518 A KR1020110107518 A KR 1020110107518A KR 20110107518 A KR20110107518 A KR 20110107518A KR 101285220 B1 KR101285220 B1 KR 101285220B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
shell
magnetic particles
magnetic
metal
film
Prior art date
Application number
KR1020110107518A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130043410A (ko
Inventor
최원균
김수동
Original Assignee
한국조폐공사
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국조폐공사 filed Critical 한국조폐공사
Priority to KR1020110107518A priority Critical patent/KR101285220B1/ko
Publication of KR20130043410A publication Critical patent/KR20130043410A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101285220B1 publication Critical patent/KR101285220B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/33—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials mixtures of metallic and non-metallic particles; metallic particles having oxide skin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder

Abstract

본 발명은 자성입자와 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 자성체 코어와, 자성체 코어의 외각에 형성되는 쉘과, 쉘 외각에 형성되는 보호막을 포함하는 자성입자와 이를 제조하는 방법에 관한 것으로, 이는 높은 명도를 가지며, 잉크화 공정시 연육과정에서 충진제와의 마찰 및, 롤 사이의 압력에 의한 쉘막의 손상을 방지하는 장점이 있으며, 이는 컬러 잉크, 일반 도료, 자동차용 분체 안료, 화장품용 안료, 촉매 도료에 사용될 수 있으며, 특히, 유가 증서의 보안용 잉크로 사용되어, 보안입자가 도포된 영역 및 형상을 은폐할 수 있는 장점이 있다.

Description

자성입자 및 그 제조방법{Magnetic Particle and the Fabrication Method Thereof}
본 발명은 자성입자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 자성체 코어의 외각에 형성된 쉘층의 외각에 보호막을 형성함으로써, 물성을 향상시킨 자성입자 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
자성 분말체의 주요 응용분야로는 자속을 제공하는 것이 주 목적인 영구자석, 외부 자장의 변화에 따른 자성체의 특성 변화를 판독하여 외부의 물리량 변화를 유추해내는 각종 자기센서, 그리고 하드 디스크와 같은 정보를 저장하는 저장장치 등을 들 수 있으며, 위조방지 분야에서는 자성체의 특성 변화를 판독하는 용도로 제품에 포함되는 것이 일반적이다. 하지만 일반적인 자성 분말체는 짙은 회색 또는 짙은 갈색의 색상을 가지므로 밝은 색상이 요구되는 응용분야에 그 활용이 제한적이며, 자기 특성만으로는 위조방지 효과가 부족하다는 단점이 존재한다. 따라서 이를 해결하기 위해 코어-쉘 기술을 활용한 밝은 색상의 자성체가 개발되고 있다. 이를 통해 자성 입자에 선명한 색상 및 명도가 높은 담색의 특징을 부여하여 컬러 잉크, 일반 도료, 자동차용 분체 안료, 화장품용 안료, 촉매 도료, 위조방지용 잉크 등 여러 가지 목적으로 사용된다.
따라서 이러한 다양한 용도로 사용되는 특성화된 다양한 색상을 갖는 자성재료에 대한 시장의 요구가 있어 왔으며, 그 중 자성재료의 어두운 색상을 은폐시키는 기술들에 관해서 다양한 연구들이 진행되고 있다.
자성재료의 어두운 색상을 은폐시키는 종래 기술로, 백색 분말체 및 그 제조방법(한국 공개특허공보 10-2006-0028393)은 산화티탄막과 은막을 사용하여 밝은 자성체를 제조하는 방법을 제공하고 있다.
그러나, 상기와 같이 제조하는 경우에는 잉크화 하는 공정에서 은막에 스크래치가 발생하여 담색도가 현저히 저하되는 문제점이 발생한다. 이러한 스크래치 현상은 은막의 고유물성인 연성에 기인한 것이다. 담색자성체가 컬러 잉크, 일반 도료, 자동차용 분체 안료, 화장품용 안료, 촉매 도료, 위조방지용 잉크에 사용되기 위해서는 반드시 연육 즉 분산공정을 거쳐야 한다. 따라서 기존의 구조로는 담색저하가 필연적으로 발생하기 때문에 제품 적용이 불가능하다. 도 1은 기존 담색자성체의 잉크화 공정시 발생되는 은막의 손상을 나타내는 사진으로, 도 1(a)는 잉크화 공정 이전의 담색 자성체를 나타내고, 도 1(b)는 잉크화 공정시 연육과정에서 충진제와의 마찰 및 롤 사이의 압력에 의하여 은막이 손상된 것을 나타낸 사진이다. 이와 같이 담색 자성체의 은막이 손상되는 경우에는 반사율이 떨어져서 담색 효과가 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 잉크화 하는 과정에서 은막의 손상을 방지하기 위함이다. 즉, 잉크화 공정시 연육과정에서 발생하는 충진제와의 마찰에 의한 손상 및 롤 사이의 압력에 의한 손상 등을 방지하기 위하여 담색자성체의 최외각 층에 보호층을 형성하여 담색 효과 저하에 대한 문제점을 개선하고자 하기 위함이다. 또한 보호층의 두께 증가에 따라 담색저하가 크게 나타나므로 내스크래치성, 내화학성 및 내광성이 확보되는 최적의 소재와 두께를 설정하고자 한다.
본 발명에 따른 자성입자는 자성체 코어와, 자성체 코어의 외각에 형성되는 쉘, 및, 쉘 외각에 형성되는 보호막을 포함하는 것을 특징으로 한다. 쉘은 금속 또는 유전체 물질을 포함하며, 단층 또는 다층인 것을 특징으로 하고, 쉘은 유전체 물질로 되는 제1쉘 및 금속으로 되는 제2쉘을 포함할 수 있다. 또한, 상기 유전체 물질은 이산화티탄, 이산화규소, 알루미나, 탄산칼슘, 산화지르코늄, 불화마그네슘, 산화아연 및 황화아연으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하고, 상기 금속은 구리, 니켈, 금, 백금, 은, 알루미늄 및 크롬에서 하나 이상 선택된 것인 것을 특징으로 하며, 상기 보호막은 이산화티탄, 이산화규소, 알루미나, 탄산칼슘, 산화지르코늄, 불화마그네슘, 산화아연 및 황화아연으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 한다. 상기 보호막 재질의 이산화 규소의 두께는 5~160 nm 이고, 이산화 티탄의 두께는 5~80 nm 인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자성입자의 제조방법은 자성체 코어 상에, 유전체 물질을 포함하는 제1쉘층을 형성하는 단계, 제1쉘층 상에 금속을 포함하는 제2쉘층을 형성하는 단계, 및, 제2쉘층 외각에 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 제1쉘층을 형성하는 데 있어서 유전체 물질은 이산화티탄, 이산화규소, 알루미나, 탄산칼슘, 산화지르코늄, 불화마그네슘, 산화아연 및 황화아연으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하고, 제2쉘층을 형성하는 데 있어서 금속은 구리, 니켈, 금, 백금, 은, 알루미늄 및 크롬에서 하나 이상 선택된 것인 것을 특징으로 하며, 상기 보호막은 이산화티탄, 이산화규소, 알루미나, 탄산칼슘, 산화지르코늄, 불화마그네슘, 산화아연 및 황화아연으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 것을 특징으로 한다. 상기 보호막 재질의 이산화 규소의 두께는 5~160 nm 이고, 이산화 티탄의 두께는 5~80 nm 인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자성입자는 유가증서의 보안용 잉크로 함유될 수 있다.
본 발명에 따른 자성입자는 보호막을 형성하여, 잉크화 하는 과정에서 은막의 손상을 방지함으로써, 담성 자성체의 밝기 저하가 방지된다. 즉, 보호막은 자성입자의 내마모성, 내화학성을 향상시킴으로써, 반사율의 저하 방지를 가져오고, 또한, 내광성을 향상시킴으로써, 황변현상이 완화될 수 있다.
도 1은 기존 담색자성체의 잉크화 공정시 발생되는 은막의 손상을 나타내는 사진이며,
도 2는 본 발명에 따른 자성입자의 일 예를 도시한 단면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 자성입자의 다른 예를 도시한 단면도이며,
도 4는 본 발명에 따른 자성입자의 또 다른 예를 도시한 단면도이며,
도 5는 본 발명에 따른 자성입자의 또 다른 예를 도시한 단면도이며,
도 6은 본 발명에 따른 자성입자의 또 다른 예를 도시한 단면도이며,
도 7은 본 발명에 따른 자성입자의 다른 제조방법을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 자성입자에 보호층 형성된 것을 나타낸 사진이며,
도 9는 잉크 연육 전후의 반사율을 나타내는 그래프이며,
도 10은 내화학실험 전후의 반사율을 나타내는 그래프이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 자성 입자 및 제조방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
첨부된 도면에서는 자성입자가 구형인 경우로 도시되었으나, 자성입자의 형태는 구형으로 한정되는 것은 아니며 판상형인 경우도 포함함은 물론이다.
도 2는 본 발명에 따른 자성입자를 도시한 일 예로, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자성입자는 자성체 코어(100)와 자성체 코어의 외각에 형성되는 쉘(200)을 포함하고, 쉘(200) 외각에 형성되는 보호막(300)을 포함한다.
자성체 코어(100)는 본 발명에 따른 자성입자에 자기적 특성을 부여한다.
한편 쉘(200)은 금속 또는 유전체를 포함하는 것으로, 이는 단층 또는 다층일 수 있고 서로 같거나 다른 재료로 될 수 있다.
그 일예로, 도 3에는 쉘이 금속 재료로 되는 경우를 도시하였고, 도 4에는 쉘이 유전체 재료 및 금속재료로 되는 경우를 도시하였다.
도 3에서 금속 재료로 되는 쉘(220)은 단일층이거나(도 3의 a, 220), 이층이거나(도 3의 b, 221, 222) 또는 3층(도 3의 c, 221, 222 및 223)일 수 있고 그 이상일 수도 있다.
도 3을 기반으로, 쉘(200)이 금속재료로 되는 쉘(220)인 경우, 본 발명에 따른 자성입자(I)에 대해 상술한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 자성입자(I)는 금속재료로 되는 쉘(220); 자성체 코어(100); 및 금속재료로 되는 쉘(220)의 구막의 외각에 형성되는 보호막(300);을 포함한다.
본 발명에 따른 자성입자(I)는 자성체 코어(100)가 위치하여 자성입자(I)에 자성 특성을 부여한다.
상세하게, 상기 자성입자(I)의 자성체 코어(100)는 강자성체 입자이며, 상기 자성체 코어(100)는 철; 니켈; 코발트; 산화철; 산화니켈; 산화코발트; 및 철, 니켈 및 코발트에서 둘 이상 선택된 원소를 포함하는 다성분계물질;로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택된 것이 바람직하다.
상기 자성체 코어(100)는 자성입자(I)가 활용되는 분야를 고려하여 그 크기를 조절할 수 있다. 보안용 잉크에 자성입자(I)가 함유되는 경우, 상기 자성체 코어(100)의 크기는 0.5 내지 50㎛인 것이 바람직하다.
상기 금속재료로 되는 쉘(220)은 자성입자(I)의 명도를 증가시킨다. 상기 금속재료로 되는 쉘(220)에 포함되는 금속재료로는 구리, 니켈, 금, 백금, 은, 알루미늄 및 크롬에서 하나 이상 선택된 물질인 것이 바람직하며, 구리, 니켈, 은, 및 크롬에서 하나 이상 선택된 물질인 것이 보다 바람직하다.
이때, 상기 금속재료로 되는 쉘(220)은 단일한 금속의 구막으로 이루어진 단일막일 수 있으며, 서로 다른 금속의 막들이 적층된 다층막일 수 있다.
상세하게, 상기 금속재료로 되는 쉘(220)의 구막이 단일막인 경우, 상기 단일막은 구리, 니켈, 은, 및 크롬에서 하나 이상 선택된 물질인 것이 바람직하며, 상기 금속재료로 되는 쉘(210)의 두께는 자성입자(I)의 명도를 증가시키는 측면에서 10 내지 500nm인 것이 바람직하다.
상세하게, 상기 금속재료로 되는 쉘(220)의 구막은 서로 다른 금속인 둘 이상의 금속 막이 적층된 적층막을 포함하며, 도 3(b) 내지 도 3(c)에 도시한 바와 같이, 제1 금속막(221) 및 제2 금속막(222)이 적층된 적층막이거나, 도 3(c)에 도시한 바와 같이 제1 금속막(221), 제2 금속막(222), 및 제3 금속막(223)이 적층된 적층막을 포함한다.
상기 제1 금속막(221) 내지 제3 금속막(223)의 금속은 서로 상이하게 구리, 니켈, 금, 백금, 은, 알루미늄 및 크롬에서 하나 이상 선택된 물질인 것이 바람직하다.
상기 보호막(300)은 금속재료로 되는 쉘(220)을 보호하여 반사율의 저하를 방지한다. 특히 보호막(300)을 형성함으로써, 잉크화 공정시 연육과정에서의 충진제와의 마찰 및 롤 사이의 압력에 의한 쉘(220)의 손상을 방지함으로써, 자성입자(I)의 내마모성, 내화학성, 내광성을 향상시킬 수 있도록 한다. 보호막의 소재로는 이산화티탄, 이산화규소, 알루미나, 탄산칼슘, 산화지르코늄, 불화마그네슘, 산화아연 및 황화아연으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것이 사용될 수 있다. 이산화규소가 보호막의 소재로 사용되는 경우에는 그 두께가 5~160 nm 인 것이 바람직하고, 두께가 10~50 nm 인 것이 보다 바람직하다. 또한, 이산화 티탄이 보호막의 소재로 사용되는 경우에는 그 두께가 5~80 nm 인 것이 바람직하고, 두께가 10~30 nm인 것이 보다 바람직하다. 상기 보호막의 두께 범위보다 두꺼우면 반사율이 떨어질 수 있고, 상기 보호막의 두께 범위보다 얇으면 내스크래치성, 내화학성 및 내광성이 떨어져서, 보호막에 의한 반사율의 저하 방지 효과가 떨어질 수 있다.
도 4를 기반으로, 쉘(200)이 유전체 물질로 되는 쉘(210) 및 금속재료로 되는 쉘(220)인 경우, 본 발명에 따른 자성입자(II)에 대해 상술한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 자성입자(II)는 자성체 코어(100); 자성체 코어(100) 외각에 형성된 유전체 재료로 되는 쉘(210); 유전체 재료(210)로 되는 쉘(210)의 외각에 형성되는 금속재료로 되는 쉘(220); 금속재료로 되는 쉘(220)의 외각에 형성되는 보호막(300);을 포함하여 구성된다.
이와 같은 본 발명의 일 구현예에 의한 자성입자(II)는 중심에 자성체 코어(100)가 위치하여 자성입자(II)에 자성 특성을 부여한다.
상세하게, 자성입자(II)의 자성체 코어(100)는 상기 자성입자(I)의 자성체 코어(100)와 유사하게, 강자성체 입자이며, 상기 자성체 코어(100)는 철; 니켈; 코발트; 산화철; 산화니켈; 산화코발트; 및 철, 니켈 및 코발트에서 둘 이상 선택된 원소를 포함하는 다성분계물질;로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택된 것이 바람직하다.
상기 자성체 코어(100)는 자성입자(II)가 활용되는 분야를 고려하여 그 크기를 조절한다. 보안용 잉크에 자성입자(II)가 함유되는 경우, 자성체 코어(100)의 크기는 0.5 내지 50㎛인 것이 바람직하다.
금속재료로 되는 제2쉘(220)은 유전체 물질로 되는 쉘(210, 이하 제1쉘이라 칭한다.)의 외각에 형성되고, 금속재료로 되는 제2쉘(220) 외각에는 보호막(300)이 형성되어 자성입자(II)의 반사율의 저하를 방지한다.
금속재료로 되는 제2쉘(220)은 상기 자성입자(I)의 금속재료로 되는 쉘과 유사하게 구리, 니켈, 금, 백금, 은, 알루미늄 및 크롬에서 하나 이상 선택된 물질인 것이 바람직하며, 니켈, 구리, 은 및 크롬에서 하나 이상 선택된 물질인 것이 보다 바람직하다.
상기 제2쉘(220)의 두께는 40 내지 150nm인 것이 바람직하다. 제2쉘(220)로 자성입자(II)의 명도를 증가시킨다.
이때, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 금속재료로 되는 제2쉘(220)은 단일한 금속의 구막으로 이루어진 단일막일 수 있으며, 서로 다른 금속의 막들(221~222, 쉘막)이 적층된 다층막일 수 있다.
상세하게, 상기 제2쉘(220)은 서로 다른 금속인 둘 이상의 금속 막이 적층된 적층막을 포함할 수 있다. 도 5에 도시한 일 예는 제2쉘(220)이 두 층의 금속막(제1 금속쉘막(221) 및 제2 금속쉘막(222))이 적층된 경우를 도시한 일 예이나, 본 발명이 상기 적층된 금속막의 수에 한정되지는 않는다. 이때, 도 5와 같이 제1 금속쉘막(221) 및 제2 금속쉘막(222)이 적층된 적층막의 두께(즉, 금속 쉘의 총 두께)는 단일막의 금속쉘과 마찬가지로 40 내지 150nm인 것이 바람직하다.
제2쉘(220)의 외각에 형성된 보호막(300)은 잉크화 공정시 연육과정에서의 충진제와의 마찰 및 롤 사이의 압력에 의한 쉘(220)의 손상을 방지함으로써, 자성입자(II)의 내마모성, 내화학성, 내광성을 향상시킬 수 있도록 한다. 상기 제1쉘(210)의 유전체 물질은 이산화티탄, 이산화규소, 알루미나, 탄산칼슘, 산화지르코늄, 불화마그네슘, 산화아연 및 황화아연으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 물질인 것이 바람직하며, 제1쉘(210) 구막의 두께는 10 내지 500nm인 것이 바람직하다.
이때, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 제1쉘(210)의 구막은 서로 다른 굴절률을 갖는 둘 이상의 무기물 막이 적층된 적층막을 포함한다. 도 6에 도시한 일 예는 제1쉘(210)의 구막이 세개의 서로 다른 굴절률을 갖는 3개의 유전체막(제1 유전체막(211), 제2 유전체막(212), 및 제3 유전체막(213))이 적층된 경우를 도시한 일 예이나, 본 발명이 상기 적층된 유전체막의 수에 한정되지는 않는다.
상기 보호막(300)은 상기 자성입자(I)의 보호막(300)과 유사하게, 금속재료로 되는 쉘(220)을 보호하여 반사율의 저하를 방지한다. 특히 보호막(300)을 형성함으로써, 잉크화 공정시 연육과정에서의 충진제와의 마찰 및 롤 사이의 압력에 의한 쉘(220)의 손상을 방지함으로써, 자성입자(II)의 내마모성, 내화학성, 내광성을 향상시킬 수 있도록 한다. 보호막의 소재로는 이산화티탄, 이산화규소, 알루미나, 탄산칼슘, 산화지르코늄, 불화마그네슘, 산화아연 및 황화아연으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것이 사용될 수 있다. 이산화규소가 보호막의 소재로 사용되는 경우에는 그 두께가 5~160 nm 인 것이 바람직하고, 두께가 10~50 nm 인 것이 보다 바람직하다. 또한, 이산화 티탄이 보호막의 소재로 사용되는 경우에는 그 두께가 5~80 nm 인 것이 바람직하고, 두께가 10~30 nm인 것이 보다 바람직하다. 상기 보호막의 두께 범위보다 두꺼우면 반사율이 떨어질 수 있고, 상기 보호막의 두께 범위보다 얇으면 내스크래치성, 내화학성 및 내광성이 떨어져서, 보호막에 의한 반사율의 저하 방지 효과가 떨어질 수 있다.
도 7을 기반으로 자성입자(II)의 제조방법을 상술한다.
도 7에 도시한 바와 같이 상기 자성입자(II)는 자성체 코어의 외각에 유전체 물질을 포함하는 제1쉘층을 형성하는 단계(S21); 제1쉘층 외각에, 금속을 포함하는 제2쉘층을 형성하는 단계(S22); 및 제2쉘층 외각에 보호막을 형성하는 단계(S23);를 포함하여 제조된다.
자성체 코어에 유전체 물질을 포함하는 제1쉘층 및 금속을 포함하는 제2쉘층을 형성하는 단계는 금속전구체용액에 상기 자성체 코어를 함침한 후, 환원제를 투입하여 자성체 코어에 금속막을 형성시키거나, 자성체 코어와 금속 입자를 혼합 교반하여 물리적으로 상기 자성체 코어에 금속막을 형성한 후, 형성된 금속막을 산화시켜 무기물-자성체코어 복합체를 제조하는 것이 바람직하다.
구체적인 일 구현예에서 유전체 재료로 되는 쉘을 형성하는 데 있어서 반응온도에 따라서 쉘층의 두께가 제어될 수 있는데, 유전체 재료가 이산화티탄인 경우 반응온도는 20 내지 85℃ 정도인 것이 바람직할 수 있다.
도 8은 은막 손상을 방지하기 위하여 은막 외각에 형성된 보호층을 나타내는 사진이다. 도 8(a)는 이산화규소 보호층이 포함된 것을 나타내고, 도 8(b)는 이산화티탄 보호층이 포함된 것을 나타내는 사진이다. 이와 같은 보호층이 형성되는 경우에는 잉크화 공정시 연육과정에서 충진제와의 마찰에 의한 은막의 손상을 방지할 수 있고, 롤 사이의 압력에 의한 은막 손상을 방지할 수 있다.
이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<자성체 코어의 외각에 이산화티탄층 형성>
에탄올 3.6 L에 자성체 입자 120g, 증류수 24 ml를 투입한 후, 초음파를 조사하여 분산시킨다. TBOT(tetrabuthoxy titanium) 38 ml와 에탄올 300 ml를 혼합하여 30분 동안 천천히 투입한다. 상온에서 3시간 동안 300rpm의 회전속도로 교반한다. 코어 입자 분말을 자석으로 분리하고 에탄올로 2회 세척한 후, 건조하였다.
<이 산화티탄층이 형성된 자성체 코어에 은막 형성>
증류수 800 ml에 글루코스(Glucose) 85 g, 타르타르산칼륨(potassium tartrate) 5 g을 용해하여 환원액을 제조하였다. 증류수 800 ml에 수산화나트륨(NaOH) 12 g, 수산화암모늄(NH4OH) 100 ml, 질산은(AgNO3)55 g을 용해하여 무색의 투명한 은암민착체 용액을 제조하였다.
증류수 2.4 L에 상기 공정으로 제조된 이산화티탄층이 형성된 자성체 입자 80 g을 투입하고, 무색의 투명한 은암민착체 용액을 혼합후 초음파를 조사한다. 상온에서 30분 동안 300 rpm의 회전속도로 교반후 환원액을 혼합하고, 20분 동안 초음파 조사와 교반을 계속하여 은막을 코팅하였다. 자석으로 분리하여 증류수로 2회 세척한 후, 건조하였다.
< 최외각에 은막이 형성된 자성체 입자에 이산화규소 보호층 형성>
에탄올 3.6 L에 최외각에 은막이 형성된 자성체 입자 120 g, 증류수 30 ml, NH4OH 150 ml를 투입한 후, 초음파를 3분간 조사하여 분산시킨다. TEOS(Tetraethly orthosilicate) 40 ml와 에탄올 300 ml를 혼합하여 30분 동안 천천히 투입한다. 상온에서 3시간 동안 300 rpm의 회전속도로 교반한다. 자성 입자 분말을 자석으로 분리하고 에탄올로 2회 세척한 후, 건조하였다.
< 최외각에 은막이 형성된 자성체 입자에 이산화티탄 보호층 형성>
에탄올 3.6 L에 최외각에 은막이 형성된 자성체 입자 120 g, 증류수 24 ml를 투입한 후, 초음파를 3분간 조사하여 분산시킨다. TBOT(Tetrabuthoxy titanium) 38 ml와 에탄올 300 ml를 혼합하여 30분 동안 천천히 투입한다. 상온에서 3시간 동안 300 rpm의 회전속도로 교반한다. 자성 입자 분말을 자석으로 분리하고 에탄올로 2회 세척한 후, 건조하였다.
실험예
[내마모성 향상 측정 실험]
본 발명에 따라 얻어진 자성입자에 대하여 내마모성이 향상된다는 것을, 잉크 연육 과정에서 전 후 반사율의 측정을 통해서 알아보았다. 자성입자를 이용하여 제조된 잉크는 어플리케이터를 이용하여 용지에 전색하여 48시간 이상 건조한 후, 반사율 측정기(Varian, Cary 5000)을 이용하여 반사율을 측정하였다. 도 9는 잉크 연육 전후의 555 nm 에서의 반사율을 나타내는 그래프로서, 도 9를 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 자성 입자의 반사율이 보호층이 없는 경우와 비교하여 적은 폭으로 감소한다는 것을 알 수 있다. 특히, 잉크 연육 전후의 반사율의 변화를 살펴보면, 보호층이 이산화티탄인 경우가 보호층이 이산화규소인 경우와 비교하여 반사율이 보다 적은 폭으로 감소한다는 것을 알 수 있다. 즉, 최외각에 은막이 형성된 자성입자는 잉크 연육 과정에서 은막이 손상되어 반사율이 급격히 감소하지만, 최외각에 보호층이 형성된 자성체 입자는 반사율이 완만하게 감소한다는 것을 알 수 있다.
[내화학성 향상 측정 실험]
본 발명에 따라 얻어진 자성입자에 대하여 내화학성이 향상된다는 것을, 반사율의 측정을 통해서 알아보았다. 자성입자를 이용하여 제조된 잉크는 어플리케이터를 이용하여 용지에 전색하여 48시간 이상 건조한 후, 반사율 측정기(Varian, Cary 5000)를 이용하여 반사율을 측정한 후, 내화학성 실험을 하고 다시 반사율을 측정하였다. 내화학 실험은 5% 차아염소산나트륨(sodium hypochlorite) 용액을 사용하여 23℃에서 30분 동안 실시하였다. 최외각에 은막이 형성된 자성체 입자는 차아염소산나트륨(sodium hypochlorite) 용액에서 은막이 손상되어 반사율이 감소한 반면에, 본 발명에 따른 자성입자는 최외각에 보호층이 형성되어서, 반사율이 덜 감소하였다. 도 10은 내화학실험 전후의 555 nm 에서의 반사율을 나타내는 그래프로서, 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 보호층을 형성한 자성입자는 내화학실험 전에는 보호층이 없는 경우와 비교하여 반사율이 더 낮지만, 내화학실험 후에는 보호층이 없는 경우와 비교하여 반사율이 우수하여, 결과적으로 명도가 향상되었음을 알 수 있다.
[내광성 향상 측정 실험]
본 발명에 따라 얻어진 자성입자에 대하여 내광성이 향상된다는 것을, 황변현상의 발생유무 및 정도를 관찰함으로써 알아보았다. 자성입자를 이용하여 제조된 잉크는 어플리케이터를 이용하여 용지에 전색하여 48시간 이상 건조한 후, 반사율 측정기(Varian, Cary 5000)를 이용하여 반사율을 측정한 후, 내광성 실험을 하고 다시 반사율을 측정하였다. 내광성 실험은 내광성 실험기(Atlas, Ci4000 Xenon Weather-Ometer)를 이용하여 100 시간 실험을 실시하였다. 최외각에 보호층이 없는 은막이 형성된 자성 입자를 이용하여 만든 잉크는 내광성 실험 결과 황변현상이 발생한 반면에, 최외각에 보호층이 형성된 자성 입자를 이용하여 만든 잉크는 내광성 실험결과 황변현상이 완화되었다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100: 자성체 코어 200: 쉘
300: 보호막
210: 유전체 재료로 되는 쉘(제1쉘) 211~213: 제1유전체막 내지 제3유전체막
220 : 금속 재료로 되는 쉘(제2쉘) 221~223: 제1금속막 내지 제3금속막

Claims (15)

  1. 자성체 코어;
    상기 자성체 코어의 외각에 형성되는 쉘; 및,
    상기 쉘 외각에 형성되며 이산화티탄, 이산화규소, 알루미나, 탄산칼슘, 산화지르코늄, 불화마그네슘, 산화아연 및 황화아연으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 보호막을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성입자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 쉘은 금속 또는 유전체 물질을 포함하며, 단층 또는 다층인 것을 특징으로 하는 자성입자.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 쉘은 유전체 물질로 되는 제1쉘 및 금속으로 되는 제2쉘을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성입자.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 유전체 물질은 이산화티탄, 이산화규소, 알루미나, 탄산칼슘, 산화지르코늄, 불화마그네슘, 산화아연 및 황화아연으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하는 자성입자.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 금속은 구리, 니켈, 금, 백금, 은, 알루미늄 및 크롬에서 하나 이상 선택된 것인 것을 특징으로 하는 자성입자.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 이산화 규소의 두께는 5~160 nm 인 것을 특징으로 하는 자성입자.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 이산화 티탄의 두께는 5~80 nm 인 것을 특징으로 하는 자성입자.
  9. 자성체 코어 외각에 유전체 물질을 포함하는 제1쉘층을 형성하는 단계;
    상기 제1쉘층 외각에 금속을 포함하는 제2쉘층을 형성하는 단계; 및
    상기 제2쉘층 외각에 이산화티탄, 이산화규소, 알루미나, 탄산칼슘, 산화지르코늄, 불화마그네슘, 산화아연 및 황화아연으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성입자의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1쉘층을 형성하는 데 있어서 유전체 물질은 이산화티탄, 이산화규소, 알루미나, 탄산칼슘, 산화지르코늄, 불화마그네슘, 산화아연 및 황화아연으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하는 자성입자의 제조방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2쉘층을 형성하는 데 있어서 금속은 구리, 니켈, 금, 백금, 은, 알루미늄 및 크롬에서 하나 이상 선택된 것인 것을 특징으로 하는 자성입자의 제조방법.
  12. 삭제
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 이산화 규소의 두께는 5~160 nm 인 것을 특징으로 하는 자성입자의 제조방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 이산화 티탄의 두께는 5~80 nm 인 것을 특징으로 하는 자성입자의 제조방법.
  15. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 따른 자성입자를 함유하는 유가증서의 보안용 잉크.
KR1020110107518A 2011-10-20 2011-10-20 자성입자 및 그 제조방법 KR101285220B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110107518A KR101285220B1 (ko) 2011-10-20 2011-10-20 자성입자 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110107518A KR101285220B1 (ko) 2011-10-20 2011-10-20 자성입자 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130043410A KR20130043410A (ko) 2013-04-30
KR101285220B1 true KR101285220B1 (ko) 2013-07-11

Family

ID=48441657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110107518A KR101285220B1 (ko) 2011-10-20 2011-10-20 자성입자 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101285220B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102264490B1 (ko) * 2015-12-29 2021-06-14 한국조폐공사 입도분포가 조절된 AlNiCo계 자성입자의 제조방법 및 이를 이용한 보안잉크
KR101718505B1 (ko) * 2015-12-29 2017-03-22 한국조폐공사 보안잉크용 AlNiCo계 자성입자의 제조방법 및 이를 이용한 보안잉크
KR101869484B1 (ko) * 2017-12-29 2018-06-20 한국조폐공사 내구성 및 내화학성이 향상된 담색 자성입자

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006307126A (ja) 2005-03-31 2006-11-09 Jsr Corp 多孔質表面を有する磁性粒子およびその製造方法、ならびに生化学用担体
JP2009105368A (ja) 2007-10-19 2009-05-14 Taida Electronic Ind Co Ltd インダクタおよびそのコア
KR20110098611A (ko) * 2010-02-26 2011-09-01 한국조폐공사 자성입자 및 그 제조방법
KR20110098610A (ko) * 2010-02-26 2011-09-01 한국조폐공사 자성 입자 및 그 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006307126A (ja) 2005-03-31 2006-11-09 Jsr Corp 多孔質表面を有する磁性粒子およびその製造方法、ならびに生化学用担体
JP2009105368A (ja) 2007-10-19 2009-05-14 Taida Electronic Ind Co Ltd インダクタおよびそのコア
KR20110098611A (ko) * 2010-02-26 2011-09-01 한국조폐공사 자성입자 및 그 제조방법
KR20110098610A (ko) * 2010-02-26 2011-09-01 한국조폐공사 자성 입자 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130043410A (ko) 2013-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101341150B1 (ko) 고반사 보호막을 갖는 자성입자 및 그 제조방법
JP5948642B2 (ja) 透明磁性凹版印刷インク
CN103249783B (zh) 磁性颜料
US10227494B2 (en) Metallic luster pigments
EP2445972B1 (en) Magnetic pigments comprising a flaky substrate and a layer of maghemite
JP7019222B2 (ja) 有機又は無機蛍光体を含む保安用真珠光沢顔料
TW200417759A (en) Robust multilayer magnetic pigments and foils
CN110154462B (zh) 一种磁性颜料片
TW201133515A (en) Transparent conductive film
JP7183497B2 (ja) 光学的エフェクト顔料
KR101285220B1 (ko) 자성입자 및 그 제조방법
WO2005116994A1 (ja) 磁気記録媒体及びその製造方法
CN105974501B (zh) 用于制备具有保护涂层的全向结构的色颜料的方法
KR101308953B1 (ko) 자성 입자 및 그 제조방법
CN108698083B (zh) 叠层涂膜及涂装物
JP3697355B2 (ja) 蛍光性多層膜被覆粉体
CN114958077B (zh) 磁性颜料片、光变油墨和防伪制品
KR101339080B1 (ko) 자성 입자 및 그 제조방법
CN107073880B (zh) 叠层涂膜和涂装物
TW201619299A (zh) 彩色特殊效果顏料
KR20210142140A (ko) 짙은 푸른빛이 도는 흑색 효과 안료
JP2008303414A (ja) 微粉末
JP2006018990A5 (ko)

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160620

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170628

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180703

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190701

Year of fee payment: 7