KR101841965B1 - 세라믹 코팅 조성물의 제조방법, 그 코팅 조성물 및 이를 이용한 코팅방법 - Google Patents

세라믹 코팅 조성물의 제조방법, 그 코팅 조성물 및 이를 이용한 코팅방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세라믹 코팅 조성물의 제조방법, 그 코팅 조성물 및 이를 이용한 코팅방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 장석(feldspar) 10~40중량%, 활석(talc) 5~15중량%, 탄산마그네슘(MgCO3) 5~15중량%, 산화구리(CuO) 0.1~52중량%, 이산화망간(MnO2) 0.1~5중량%, 산화아연(ZnO) 5~15중량%, 산화철(Fe2O3) 0.1~15중량%, 붕사(borax) 10~20중량%, 산화코발트(CoO) 0.1~5중량%를 혼합하는 단계와, 상기 혼합된 혼합물을 1000~1300℃의 온도로 용융처리하여 비정질 소결체로 제조하는 단계와, 상기 제조된 비정질 소결체를 냉각하는 단계와, 상기 냉각된 냉각물을 분쇄하는 단계와, 상기 분쇄물을 금속 모재의 표면에 도포하는 단계와, 상기 조성물이 도포된 금속 모재를 650~750℃의 온도로 1~30분간 소성처리하는 단계와, 상기 소성처리된 금속 모재를 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
발명에 의하면, 유기바인더의 사용이나 고온 소결의 공정 없이 금속 모재의 표면에 취성이 특히 우수한 세라믹 박막을 형성시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

세라믹 코팅 조성물의 제조방법, 그 코팅 조성물 및 이를 이용한 코팅방법{METHOD FOR PRODUCING CERAMIC COMPOSITION FOR COATING, CERAMIC COMPOSITION BY THE METHOD AND COATING MEHTOD USING BY IT}
본 발명은 세라믹 코팅 조성물의 제조방법, 그 코팅 조성물 및 이를 이용한 코팅방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 고온 소결이 요구되지 않으면서도 취성이 개선된 세라믹 코팅 조성물을 제조하고, 이를 이용하여 금속 소재의 모재를 코팅하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 각종 산업용품에는 제품의 보호 및 기능성의 향상을 위해 표면을 코팅하는 다양한 코팅제가 사용되고 있다.
그 중 가장 대중적인 코팅 방법으로는 유기원료를 사용하는 도료의 도포를 들 수 있으나, 내열성이 낮고 코팅 피막 형성 후 시간의 경과 및 태양광, 일교차 등에 의해 변질, 탈색, 박리 등의 문제가 발생되며, 모재를 보호하고자 지속적인 유지보수 및 관리가 필요하였다.
이러한 문제에 대응하기 위해 최근에는 높은 내열성과 미관 및 인체친화적인 관점에서 세라믹 코팅제가 주목받고 있다.
현재까지 사용되고 있는 세라믹 코팅제로는 실란, 아크릴실리케이트, 실리콘 플루오르계 고분자 화합물 등의 유기바인더류를 사용한 유기물 세라믹 코팅제와, 유기바인더의 사용 없이 무기 세라믹만을 사용한 무기물 세라믹 코팅제가 있다.
그러나 상기 유기물 세라믹 코팅제는 그 시공이 용이하나, 사용된 유기바인더류로 인해 각종 휘발성 유기 화합물(VOCs)이 다량 발생하여 환경에 악영향을 미치는 원인이 되고 있다.
그리고 상기 무기물 세라믹 코팅제는 환경오염을 유발하지는 않으나, 모재에 무기물 세라믹 코팅층이 고착되도록 하기 위해서는 1,100~1,700℃로 유지되는 소결로를 통해 장시간 소결시켜야 하였는바, 1,100℃가 넘는 고온을 장시간 유지해야 하므로 고온 소결에 따른 막대한 열처리 비용이 발생되는 단점이 있었다.
또한, 이러한 무기물 세라믹 코팅제는 피도체와 코팅된 도막의 열팽창 계수 차이로 인하여 크랙이 발생할 수 있고, 낮은 파괴인성으로 인하여 낮은 응력 (stress)에서도 취성이 나타나게 되는 단점이 있었다.
이러한 단점을 해소하기 위해 국내 등록특허 제10-1703345호에서는 규석, 장석, 나트륨, 붕소, 빙정석, 이산화티탄, 산화알루미늄, 망간, 니켈 등으로 구성된 세라믹 조성물을 1000~1300℃로 용융하여 세라믹 코팅 조성물을 제조하고, 이를 모재에 코팅한 후 650~750℃의 온도로 소성처리하여 피막을 형성하는 방법을 제안하였다.
상기한 선등록특허는 비교적 저온에서 열처리함으로써 고가의 열처리 비용을 절감하였으나, 세라믹 코팅제의 단점인 취성을 개선하지 못하였다.
KR 10-1493951 B1 KR 10-1703345 B1
따라서, 본 발명의 고온 소결이 요구되지 않으면서도 세라믹 코팅의 단점인 취성이 개선된 비정질 구조의 세라믹 코팅 조성물을 제조하는 것이다.
또한, 이러한 코팅 조성물을 이용하여 모재 표면에 코팅층을 형성함으로써, 내식성 및 취성이 우수한 세라믹 코팅 모재를 제조하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세라믹 코팅 조성물의 제조방법은, 장석(feldspar) 10~40중량%, 활석(talc) 5~15중량%, 탄산마그네슘(MgCO3) 5~15중량%, 산화구리(CuO) 0.1~52중량%, 이산화망간(MnO2) 0.1~5중량%, 산화아연(ZnO) 5~15중량%, 산화철(Fe2O3) 0.1~15중량%, 붕사(borax) 10~20중량%, 산화코발트(CoO) 0.1~5중량%를 혼합하는 단계와, 상기 혼합된 혼합물을 용융처리하여 비정질 소결체로 제조하는 단계와, 상기 제조된 비정질 소결체를 냉각하는 단계와, 상기 냉각된 냉각물을 분쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 용융처리는 1,000~1,300℃로 1~10시간 동안 하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 따른 세라믹 코팅 조성물은 상기한 방법을 통해 제조되는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 따른 코팅방법은, 상기한 세라믹 코팅 조성물을 금속 모재의 표면에 도포하는 단계와, 상기 조성물이 도포된 금속 모재를 650~750℃의 온도로 1~30분간 소성처리하는 단계와, 상기 열처리된 금속 모재를 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 코팅 조성물을 금속 모재의 표면에 도포하는 단계는, 상기 코팅 조성물을 10~2,000㎛의 두께로 도포하고, 상기 코팅 조성물을 금속 모재에 도포하는 단계 후, 상기 코팅 조성물이 도포된 금속 모재를 30~200℃의 온도에서 건조하는 단계를 더 포함한 후, 소성처리하는 것을 특징으로 한다.
상기 금속 모재는 파이프이고, 상기 열처리하는 단계는, 고주파 유도 가열장치로 가열하여 열처리하는 것을 특징으로 한다.
상기 열처리하는 단계는, 박스(Box)로에서 소성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 유기바인더의 사용이나 고온 소결의 공정 없이 금속 모재의 표면에 취성이 특히 우수한 세라믹 박막을 형성시킬 수 있는 장점이 있다.
아울러, 작업이 간편하며, 생산효율이 우수하여 세라믹 코팅 제품의 제조원가를 현저히 절감할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 세라믹 코팅 조성물의 제조공정도.
도 2는 본 발명에 따른 세라믹 코팅 방법의 공정도.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
종래 다양한 조성의 세라믹 코팅 조성물이 제안되었으나, 이러한 세라믹 코팅 조성물을 이용한 코팅층은 취성이 좋지 못하다는 단점이 있었다.
본 발명에 따른 세라믹 코팅 조성물은 이러한 취성을 개선한 것은 물론, 저온 소결이 가능하다는 데 특징이 있다.
이를 위한 본 발명의 세라믹 코팅 조성물의 제조방법은, 장석(feldspar) 10~40중량%, 활석(talc) 5~15중량%, 탄산마그네슘(MgCO3) 5~15중량%, 산화구리(CuO) 0.1~52중량%, 이산화망간(MnO2) 0.1~5중량%, 산화아연(ZnO) 5~15중량%, 산화철(Fe2O3) 0.1~15중량%, 붕사(borax) 10~20중량%, 산화코발트(CoO) 0.1~5중량%를 혼합하는 단계와, 상기 혼합된 혼합물을 용융처리하여 비정질 소결체로 제조하는 단계와, 상기 제조된 비정질 소결체를 냉각하는 단계와, 상기 냉각된 냉각물을 분쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 세라믹 코팅 조성물의 제조방법에 대해 상세히 설명한다.
장석 (feldspar) 10~ 40중량% , 활석(talc) 5~ 15중량% , 탄산마그네슘( MgCO 3 ) 5~15중량%, 산화구리( CuO ) 0.1~ 52중량% , 이산화망간( MnO 2 ) 0.1~ 5중량% , 산화아 연(ZnO) 5~ 15중량% , 산화철( Fe 2 O 3 ) 0.1~ 15중량% , 붕사 (borax) 10~ 20중량% , 산화코발트(CoO) 0.1~5중량%를 혼합하는 단계.
먼저, 장석, 활석, 탄산마그네슘, 산화구리, 이산화망간, 산화아연, 산화철, 붕사, 산화코발트를 혼합한다.
이때, 상기한 성분들을 사용하는 이유는, 이러한 성분을 통해 세라믹 박막의 취성을 현저히 개선하면서도, 우수한 강도, 내마모성 등을 갖는 세라믹 박막을 형성하기 위함이다. 아울러, 상기 조성물의 열팽창계수가 금속, 특히 철 또는 스테인리스 스틸 소재의 열팽창계수와 유사하도록 함으로써, 코팅층, 즉 세라믹 박막의 물성이 우수하면서도 박리현상이 일어나지 않고 부착력이 뛰어나도록 하기 위함이다.
더욱 구체적으로, 상기 장석은 코팅층의 물성을 개선하며, 부식 저항성의 향상에도 기여하고, 상기 활석은 코팅층의 유연성 및 내열성을 개선하며, 상기 탄산마그네슘은 코팅층의 전체적 물성 및 내열성을 개선해준다. 상기 산화구리는 열팽창을 조정해주고 급격한 열충격에도 안정성을 부여해주며, 물리적 충격에 큰 저항성을 발휘하고, 상기 이산화망간은 코팅층의 취성을 개선을 돕는다. 상기 산화아연은 모재의 산화를 방지하여 내식성을 개선해주며, 코팅층의 크랙을 방지하고, 상기 산화철은 안료의 역할을 하고, 상기 붕사는 코팅층의 부착력을 향상시켜주는 것은 물론, 조성 보전성을 좋게 하고, 상기 산화코발트는 강도를 개선해준다.
그리고 그 혼합비는, 장석 10~40중량%, 활석 5~15중량%, 탄산마그네슘 5~15중량%, 산화구리 0.1~52중량%, 이산화망간 0.1~5중량%, 산화아연 5~15중량%, 산화철 0.1~15중량%, 붕사 10~20중량%, 산화코발트 0.1~5중량%를 혼합하는 것이 바람직한바, 이는 제조되는 세라믹 코팅 조성물의 용융온도, 모재와의 부착성, 표면 광택성, 비결정, 취성, 내식성 등을 고려한 것으로, 이러한 혼합비를 벗어날 경우 상기한 특성들이 저하되므로 상기한 혼합비로서 혼합한다.
한편, 코팅 조성물에 다른 색상을 부여하기 위하여 공지된 안료 등을 추가로 더 혼합할 수 있음은 당연하며, 그 실시를 제한하지 않는다. 아울러, 안료 외에도 물성 향상을 위해 이 기술이 속하는 분야에서 공지된 성분을 더 포함할 수도 있음은 당연하다.
또한, 상기 혼합물에 사용되는 각 재료의 입도는 제한하지 않는다.
상기 혼합된 혼합물을 용융처리하여 비정질 소결체로 제조하는 단계.
다음으로, 상기 혼합된 혼합물을 용융처리하여 비정질 소결체로 제조한다. 이때, 상기 용융처리는 1,000~1,300℃의 온도에서 1~10시간 동안 소결하는 것을 의미하는바, 상기 열처리 온도가 낮을 경우 소결이 어렵고, 1,300℃보다 높을 경우 불필요한 에너지의 소요로 인해 제조비용이 높아지는 단점이 있다.
본 발명에서는 상기 혼합물을 소결하여 비정질 상태의 세라믹 코팅 조성물을 제조하며, 종래 세라믹 코팅 조성물에 비해 그 용융온도가 낮으므로, 코팅 공정시 750℃ 미만의 온도에서 소결 공정을 수행하여 철과 스테인리스 스틸 소재의 모재를 중온에서 코팅할 수 있다는 특징이 있다.
상기 제조된 비정질 소결체를 냉각하는 단계.
그리고 상기 제조된 비정질 소결체를 냉각시킨다. 상기 냉각은 상온에 방치하거나, 냉풍 등을 이용하거나, 냉각 롤러를 통과시키는 등의 건식 방법을 채택할 수도 있고, 물에 투입하여 냉각시키는 습식 냉각방법을 채택할 수 있는 것으로, 그 방법을 제한하지 않는다.
이러한 소결체를 냉각하는 방법은 이미 이 기술이 속하는 분야에서 충분히 공지된 사항이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 상기 소결체는 분쇄가 가능한 정도로 냉각되면 족한 것으로 통상 20~50℃ 정도면 족하나, 이를 제한하지 않는다.
아울러, 상기 용융처리 및 냉각시의 승온속도와 냉각속도는 특별히 제한이 없으며, 승온 또는 냉각속도를 일정하게 유지하면서 승온 또는 냉각할 수 있고, 점진적 또는 불연속적으로 다양하게 변화시키면서 승온 또는 냉각시킬 수도 있는 것으로, 그 실시를 제한하지 않는다.
상기 냉각된 냉각물을 분쇄하는 단계.
그리고 상기 냉각된 냉각물을 분쇄한다. 상기 분쇄 역시 건식으로 밀링하여 분말상의 코팅 조성물로서 사용할 수도 있고, 냉각물을 물과 함께 분쇄, 즉 습식 밀링하여 액상의 코팅 조성물로서 사용할 수도 있으며, 습식 분쇄한 후, 다시 냉풍, 열풍 또는 자연건조하여 분말상의 코팅 조성물로서 사용할 수도 있는 것으로, 그 실시를 제한하지 않는다.
또한, 그 분쇄 입도 역시 크게 제한하지 않으나, 1~300㎛ 정도의 크기일 수 있다.
상기와 같이 제조된 본 발명의 세라믹 코팅 조성물은 앞서 설명한 바와 같이, 종래 세라믹 코팅의 단점이던 취성이 개선되며, 모재와의 접착력이 우수하고, 내식성 및 표면경도 역시 우수한 특징이 있다. 또한, 용융온도가 낮고, 비정질의 구조이기 때문에 코팅시 650~750℃ 정도의 중온에서 단시간 내 소결할 수 있다는 장점이 있다.
이하, 이러한 본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 금속 모재를 코팅하는 방법에 대해 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 코팅방법은, 상기한 조성물을 금속 모재의 표면에 도포하는 단계와, 상기 조성물이 도포된 금속 모재를 650~750℃의 온도로 1~30분간 소성처리하는 단계와, 상기 열처리된 금속 모재를 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 세라믹 코팅 조성물을 금속 모재의 표면에 도포하는 단계.
먼저, 상기한 세라믹 코팅 조성물을 금속 모재의 표면에 도포한다. 여기서, 상기 세라믹 코팅 조성물은 앞서 설명한 바와 같이, 분말 상 일수도 있으며, 액상의 상태일 수도 있는 것으로 그 종류는 무관하다.
그리고 상기 모재로는 금속 소재로 된 다양한 종류의 것을 사용할 수 있지만, 특히 철 또는 스테인리스 스틸을 포함하는 소재의 모재를 사용할 수 있다. 이는 후술될 열처리 단계에서 고주파 유도 가열장치 또는 박스로를 이용하므로, 철 또는 스테인리스 스틸을 포함하는 소재를 이용할 경우 가열이 더욱 용이하기 때문이다.
또한, 본 발명에서는 금속 모재로서 다양한 형태의 것을 적용할 수 있으며, 특히 종래 세라믹 코팅의 적용이 어려웠던 파이프도 이용할 수 있다는 점에 특징이 있다. 즉, 고 내식성 및 고 내산성을 요구하는 파이프는, 스테인리스 소재를 원형 그대로 두껍게 사용해야 하지만, 소재의 고비용으로 인해 사용을 꺼리는 경우가 대부분이었으며, 철 소재를 이용할 경우 내식성, 내산성이 현저히 떨어지는 단점이 있었다. 본 발명을 따르면 철은 물론 스테인리스 스틸의 두께를 얇게 하고, 본 발명의 조성물을 코팅하면 고 내식성 및 내산성을 확보할 수 있어 저비용의 세라믹 파이프를 생산할 수 있기 때문이다. 아울러, 금속 모재로서 파이프 이외 다양한 형태의 것을 이용할 수 있음은 당연하다.
여기서, 상기 코팅 조성물을 도포하여서 되는 도포층, 즉 코팅층의 두께는, 10~2,000㎛인이 바람직한데, 코팅층의 두께가 10㎛ 미만일 경우 충분한 물성확보가 어렵고, 2,000㎛를 초과하더라도 더 이상의 세라믹 코팅 제품으로서의 물성증가가 없으면서도 비용이 증가하므로 효율적이지 못하기 때문이다. 상기 코팅층의 두께는 코팅의 횟수, 코팅 방법 등에 따라 조절할 수 있다.
그리고 상기 코팅방법은 종래 공지된 다양한 방법을 적용할 수 있는바, 딥코팅법(Dip coationg), 분체 코팅법(powder coating), 스프레이 코팅법(Spray coating), 브러시법(brushing), 용사코팅법(thermal spraying) 등 어떠한 방법을 사용해도 무방하다. 즉, 모재의 종류 및 형태, 요구되는 코팅층의 두께에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 가장 바람직하게는 습식 분체(Spray coating) 또는 용사코팅법(Thermal spraying)을 이용하는 것이다.
상기 코팅 조성물이 도포된 금속 모재 를 건조하는 단계.
다음으로, 상기 코팅 조성물이 도포된 금속 모재를 건조한다. 상기 건조는 30~200℃의 온도의 건조실에서 이루어질 수 있으며, 건조시간은 제한하지 않는다. 즉, 상기 건조는 코팅층이 충분히 건조될 정도까지 진행하는바, 그 건조온도에 따라 건조시간이 달라지나 통상 5분~1시간 정도이다.
다만, 분말 상의 코팅 조성물을 이용하여 세라믹 조성물을 도포하였을 경우, 상기 건조 단계는 생략할 수 있다.
상기 건조된 금속 모재를 650~750℃의 온도로 1~30분간 소성처리하는 단계.
그리고 상기 건조된 금속 모재를 650~750℃의 온도로 1~30분간 소성처리한다. 즉, 본 발명은 앞서 설명된 바와 같이, 650~750℃의 중온 소결이 가능함으로써, 철과 스테인리스 스틸 소재의 모재에 세라믹 코팅층을 경제적으로 형성할 수 있다는 효과를 갖다. 이때, 상기 소성처리 시간은 1~30분이면 족하다.
상기 소성처리는 고주파 유도 가열장치 또는 박스로(BOX爐)를 이용한다.
여기서, 상기 고주파 유도 가열장치란, 피열물(被熱物)이 되는 도체를 코일 내에 두고, 여기에 고주파 전류를 흘리면 금속 도체의 표면 가까이에 와전류가 생겨 이 손실의 열로 가열하는 장치를 말하는 것으로, 상기 건조된 금속 모재를 피열물로 하여 열처리하는 것이다. 이러한 고주파 유도 가열장치는 금속 모재가 파이프일 경우 유용하다.
또한, 박스로는 전기 또는 가스의 열원을 사용하며, 다량을 한번에 넣고 소성하는 박스 형태의 고정식로와, 하나씩 지그에 걸어 로타리식으로 회전하는 터널 형태의 연속식로가 있다. 이러한 박스로의 크기는 모재의 크기와 비례하여 제작되며, 지그(JIG)와 대차(臺車)를 사용한다. 이때 상기 대차는 모터를 부착하어 자동으로 사용이 가능하다. 또한, 모재의 모양에 따라 연속 소성로의 하부에 레일을 설치하고 지그에 눕혀서 지나가거나, 소성로 상부에 레일을 설치하여 지그에 걸여 세워서 지나갈 수도 있다.
상기 열처리된 금속 모재 를 냉각하는 단계.
다음으로, 공지된 방법을 통해 상기 열처리된 금속 모재를 상온 정도로 냉각함으로써, 코팅작업을 완료한다.
상기와 같은 방법으로 코팅된 금속 모재는 그 표면이 매끄럽고, 광택이 있으며, 취성이 우수하고, 코팅층과 금속 모재간의 접착력, 내식성, 표면 경도 등이 우수하다는 장점이 있다.
따라서, 유기바인더를 포함하지 않고, 고온 소결이 요구되지 않아 간단한 방법으로 환경오염을 유발하지 않으면서 고품질의 세라믹 코팅 금속 모재를 제공할 수 있는 장점이 있다.
한편, 필요한 경우 본 발명의 코팅 조성물을 적용하기 전, 전처리로서 금속 모재의 표면으로부터 이물질이나 기름때를 제거하고, 코팅 조성물의 흡착력이 향상되도록 샌드블라스팅이나 표면 연마 등의 공정을 추가적으로 포함할 수 있는 것으로, 그 실시를 제한하지 않는다.
다만, 본 발명에 따라 코팅된 금속 모재는 앞서 설명한 바와 같이, 그 표면이 매끄럽고 광택이 있으므로, 별도의 그라인딩 또는 광택 공정과 같은 후처리 마감 작업은 불필요하다.
또한, 본원발명은 그 부착성이 우수하여, 코팅층의 박리현상이 일어나지 않으므로, 전처리로서 금속 모재의 표면에 미세 요철을 형성하는 산처리공정도 요구되지 않는다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
(실시예 1)
장석 25중량%, 활석 10중량%, 탄산마그네슘 10중량%, 산화구리 20중량%, 이산화망간 2중량%, 산화아연 10중량%, 산화철 8중량%, 붕사 12중량%, 산화코발트 3중량%로 되는 코팅 재료를 준비하였다. 그리고 이를 1,100℃에서 3시간 용융처리하여 비정질 소결체로 제조하고, 상온 냉각하여 30℃가 되도록 한 후, 1~300㎛의 크기로 건식 밀링하였다.
그리고 상기 건식 밀링된 조성물을 모재의 표면에 분체 코팅하였다. 그리고 박스로에서 700℃로 3분간 소성처리한 후, 상온 냉각시켰다. 상기 코팅된 피막의 두께는 100㎛로 하였다.
여기서, 상기 모재로는 2T 또는 0.5T의 두께를 갖는 스테인레스 304 강판과, KS D 3504에서 규정된 철근인 D22을 각각 사용하였다.
(비교예 1)
실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 코팅 재료로서 규석 25중량%, 장석 20중량%, 나트륨 10중량%, 붕소 6중량%, 빙정석 6중량%, 이산화티탄 6중량%, 산화알루미늄 16중량%, 망간 6중량%, 니켈 5중량%를 혼합하여 사용하였다.
(시험예 1)
68% 질산(HNO3), 98% 황산(H2SO4), 35% 염산(HCl), 55% 불산(HF)을 이용하여 실시예 1 및 비교예 1의 내산성을 테스트하였다. 내산성 테스트를 위하여 상기 실시예 1 및 비교예 1의 코팅층이 형성된 철근을 길이가 3cm가 되도록 시편을 준비하였다.
테스트 방법은 종이컵 8개에 질산 150㎖, 황산 150㎖, 염산 150㎖ 및 불산 150㎖를 각각 2개씩 담아 Aset(질산, 황산, 염산 및 불산 각 1개씩)과 B set(질산, 황산, 염산 및 불산 각 1개씩)으로 나누어 둔 후, Aset의 종이컵에 실시예 1의 시편을, B set의 종이컵에는 비교예 1의 시편을 각각 투입하여 24시간 방치한 후, 시편을 꺼내 시편의 적청발생 정도를 디지털면적계를 이용하여 측정하고, 부식면적율을 계산하였다. 이때 부식 면적율의 계산은 부식면적/측정면적 ×100으로 하였다. 이때 각 산의 온도는 20℃로 유지하였다.
그리고 대조군으로서는 코팅층이 형성되지 않은 철근을 동일한 크기로 준비하여 사용하였다.
시험예 1 결과
구분 질산 황산 염산 불산
실시예 1 0 0 0 0
비교예 1 2 0 0 21
대조군 94 92 93 98
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 실시예 1은 질산, 황산, 염산, 불산 모두에서 반응 없음을 확인하였다. 반면, 비교예 1은 황산과 염산에 반응이 없음을 확인하였으나, 질산과 불산에서 약간의 부식이 진행되며, 대조군은 질산, 황산, 염산 및 불산 모두에 다량의 부식이 진행됨을 확인하였다.
(시험예 2)
상기 실시예 1 및 비교예 1의 염수 테스트를 실시하였다. 상기 염수 테스트를 위하여 상기 실시예 1 및 비교예 1의 코팅층이 형성된 철근을 길이가 3cm가 되도록 시편을 준비하였다. 상기 염수 테스트는 7%의 염화나트륨 수용액과 15%의 염화나트륨 수용액에 상기 실시예 1 및 비교예 1의 시편을 30일간 침지(염화나트륨 수용액의 온도 30℃) 시킨 후, 적청발생 정도를 디지털면적계를 이용하여 측정하고, 부식면적율을 계산하였다. 이때 부식면적율의 계산은 부식면적/측정면적 ×100로 하였다.
그리고 대조군으로서는 코팅층이 형성되지 않은 철근을 동일한 크기로 준비하여 사용하였다.
시험예 2 결과
구분 7% 15%
실시예 1 0 0
비교예 1 0 2
대조군 96 98
상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1은 염수 테스트 결과 부식이 전혀 일어나지 않았음을 확인하였다.
(시험예 3)
상기 실시예 1 및 비교예 1의 벤딩성을 측정하였다. 시편은 실시예 1 및 비교예 1의 코팅층이 형성된 스테인레스 304 강판(5cm×5cm, 0.5T)을 사용하였다. 상기 벤딩성은 90°벤딩(곡율 반경 1mm) 평가를 실시하였으며, 가가공부의 크랙 폭을 SEM으로 관찰하여 크랙 폭이 10㎛ 이상일 경우 X, 크랙 폭이 10㎛ 이상일 경우 △, 크랙 폭이 10㎛ 이상일 경우 ○로 평가하였다. 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
시험예 3 결과
구분 벤딩성
실시예 1 ○
비교예 1 △
상기 표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이 본 발명의 실시예 1은 벤딩성이 우수함을 확인할 수 있었다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 장석(feldspar) 10~40중량%, 활석(talc) 5~15중량%, 탄산마그네슘(MgCO3) 5~15중량%, 산화구리(CuO) 0.1~52중량%, 이산화망간(MnO2) 0.1~5중량%, 산화아연(ZnO) 5~15중량%, 산화철(Fe2O3) 0.1~15중량%, 붕사(borax) 10~20중량% 및 산화코발트(CoO) 0.1~5중량%를 혼합하는 단계와,
    상기 혼합된 혼합물을 1,000~1,300℃로 1~10시간 동안 용융처리하여 비정질 소결체로 제조하는 단계와,
    상기 제조된 비정질 소결체를 냉각하는 단계와,
    상기 냉각된 냉각물을 분쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 코팅 조성물의 제조방법.
  3. 제 2항의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 세라믹 코팅 조성물.
  4. 제 3항의 세라믹 코팅 조성물을 금속 모재의 표면에 도포하는 단계와,
    상기 조성물이 도포된 금속 모재를 650~750℃의 온도로 1~30분간 소성처리하는 단계와,
    상기 소성처리된 금속 모재를 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 코팅 조성물의 코팅방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 코팅 조성물을 금속 모재의 표면에 도포하는 단계는, 상기 코팅 조성물을 10~2,000㎛의 두께로 도포하고,
    상기 코팅 조성물을 금속 모재에 도포하는 단계 후,
    상기 코팅 조성물이 도포된 금속 모재를 30~200℃의 온도에서 건조하는 단계를 더 포함한 후, 소성처리하는 것을 특징으로 하는 세라믹 코팅 조성물의 코팅방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 금속 모재는 파이프이고,
    상기 소성처리하는 단계는,
    고주파 유도 가열장치로 가열하여 열처리하는 것을 특징으로 하는 세라믹 코팅 조성물의 코팅방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 소성처리하는 단계는,
    박스(Box)로에서 소성하는 것을 특징으로 하는 세라믹 코팅 조성물의 코팅방법.
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