KR102145968B1 - 전도성 세라믹 조성물을 이용한 도장방법 - Google Patents

전도성 세라믹 조성물을 이용한 도장방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102145968B1
KR102145968B1 KR1020170180192A KR20170180192A KR102145968B1 KR 102145968 B1 KR102145968 B1 KR 102145968B1 KR 1020170180192 A KR1020170180192 A KR 1020170180192A KR 20170180192 A KR20170180192 A KR 20170180192A KR 102145968 B1 KR102145968 B1 KR 102145968B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ceramic particles
oxide ceramic
coating
group
particles
Prior art date
Application number
KR1020170180192A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190078333A (ko
Inventor
위성복
전석원
위형복
Original Assignee
(주)윈스
위성복
전석원
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 (주)윈스, 위성복, 전석원 filed Critical (주)윈스
Priority to KR1020170180192A priority Critical patent/KR102145968B1/ko
Publication of KR20190078333A publication Critical patent/KR20190078333A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102145968B1 publication Critical patent/KR102145968B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/12—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain a coating with specific electrical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/24—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/04—Physical treatment, e.g. grinding, treatment with ultrasonic vibrations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/06—Treatment with inorganic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/08—Treatment with low-molecular-weight non-polymer organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/10—Treatment with macromolecular organic compounds
    • 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
    • C09D201/00—Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds
    • 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
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/24—Electrically-conducting paints
    • 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
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

본 발명의 일 측면은, 비산화물 세라믹 입자, 산화물 세라믹 입자, 및 바인더 수지를 포함하는 전도성 세라믹 조성물을 기판 상에 도포하는 단계; 및 상기 기판에 전압을 인가하는 단계;를 포함하고, 상기 산화물 세라믹 입자가 상기 비산화물 세라믹 입자와, (a) 정전기적으로 결합되거나, (b) 공-분산(co-dispersion)된, 도장방법을 제공한다.

Description

전도성 세라믹 조성물을 이용한 도장방법{A COATING METHOD USING A CONDUCTIVE CERAMIC COMPOSITION}
본 발명은 전도성 세라믹 조성물을 이용한 도장방법에 관한 것이다.
금속의 도장방법으로 전착도장, 정전분체도장 등이 알려져 있다. 일반적으로, 상기 도장 전 금속의 표면에 방식성, 내식성, 도막 밀착성을 부여하기 위한 피막을 형성하는 전처리 단계를 거치게 된다. 다만, 전처리를 수반하는 도장은 "탕세 → 예비탈지 → 본 탈지 → 1차 수세 → 2차 수세 → 표면조정 → 화성피막 → 3차 수세 → 4차 수세 → 순 수세 → 건조 → 도장" 에 이르는 복잡다단한 공정을 포함하여 생산성과 효율이 낮다. 또한, 상기 피막을 형성하기 위한 물질로 중금속 또는 그 염이 사용되고 있어 친환경성의 측면에서 그 사용이 제한될 필요가 있다.
용액에 전류를 통하게 하면 용액 중의 양이온 입자는 음극으로 이동하고 음이온 입자는 양극으로 이동하는 현상을 전기영동이라 하며, 이것을 금속의 도장에 응용한 것이 전착도장이다. 용매 중에 분산 또는 용해된 전착도장용 도료를 담지한 용기에 금속 피도물을 넣고 피도물과 전극 사이에 전압을 가하면 전기영동, 전기분해, 전기응석, 전기삼투 작용 등이 일어나 피도물의 표면에 도막을 형성할 수 있다.
상기 전착도장은 전기적 도장방법에 해당하기 때문에 기재인 금속의 전도성은 물론, 도료에도 일정 수준 이상의 전도성이 부여되어야 한다.
한편, 현대 양자 역학에서 물질의 입자 크기가 마이크로미터 또는 나노미터 수준으로 작아지면 동일한 물질에서도 정성적으로 특이한 물성이 구현될 수 있음이 밝혀졌고, 이에 따라 물질의 입자 크기가 정성적인 물성에 영향을 미치는 제어 변수가 될 수 있음이 규명되었다.
특히, 최근 들어 나노미터 단위의 세라믹 입자 물질이 다양한 분야에서 널리 활용되고 있으며, 그 응용 가능성 또한 높아지고 있다. 특히, 생명공학, 의학 등 BT 분야에 대한 관심이 고조되면서 세라믹 입자의 합성, 기능화 및 응용과 관련된 연구들이 활발히 진행되고 있다.
또한, 세라믹 입자의 활용 범위를 넓히기 위해서는 매질에 대한 분산도가 매우 중요하다. 세라믹 입자의 분산도가 일정 수준 이상으로 유지되지 않으면 입자간 응집 또는 뭉침 현상이 가속화되면서 입자 크기에 의한 특이적 물성을 상실할 수 있기 때문이다.
이에 대해, TEOS(Tetraethylorthosilicate), TMOS(Tetramethoxysilane)와 같은 소수성 실리케이트를 이용한 세라믹 입자의 표면 처리와 관련된 연구가 다수 진행된 바 있다. 다만, 이러한 실리카 코팅의 경우, 입자 간 응집 현상을 억제하여 전기적 특성을 유지할 수 있는 장점이 있지만, 양산성이 떨어지고 자화 능력이 저하될 수 밖에 없기 때문에, 분산도가 높으며 전기전도도가 우수한 전도성 세라믹 입자가 요구되고 있다.
일본 공표특허공보 특표2002-511903호
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 저전압에서도 금속 기판에 대한 부착성, 밀착성이 우수하고, 공정을 단순화하여 비용을 절감할 수 있는 친환경적 도장방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, 비산화물 세라믹 입자, 산화물 세라믹 입자, 및 바인더 수지를 포함하는 전도성 세라믹 조성물을 기판 상에 도포하는 단계; 및 상기 기판에 전압을 인가하는 단계;를 포함하고, 상기 산화물 세라믹 입자가 상기 비산화물 세라믹 입자와, (a) 정전기적으로 결합되거나, (b) 공-분산(co-dispersion)된, 도장방법을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 비산화물 세라믹 입자가 금속 성분 및 Si, B, C 또는 N으로 구성된 세라믹 입자 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 금속 성분이 Ba, Ce, Co, Fe, Gd, La, Mo, Nb, Pr, Sr, Ta, Ti, V, W, Y, Zr, Si, Sc, Ni, Al, Zn, Mg, Li, Ge, Rb, K, Hf, Cr, Sn 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 비산화물 입자가 표면 처리된 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표면 처리는 산, 염기, 할로겐 원소, 실란계 화합물, 금속 이온성 물질, 카르밤산, 극성 용매, 양성자성 용매, 비양성자성 용매, 전해질, 금속염, 비금속염, 아민계 화합물, 카르복실계 화합물, 전하제어제(charge control agent), UVO(ultraviolet ozone) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나에 의한 화학적 표면 처리일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표면 처리는 열, 플라즈마, 초음파, 밀링 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나에 의한 물리적 또는 물리화학적 표면 처리일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 비산화물 세라믹 입자가 금속 플레이크(flake), 금속 로드(rod) 및 금속 입자(powder), 카본블랙(carbon black), 그래핀(graphene), 탄소나노튜브(carbon nano-tube), 풀러렌(fullerene), 멕신(mxene) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 비산화물 세라믹 입자의 크기가 1 내지 20,000nm일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 비산화물 세라믹 입자가 로드(rod), 구체(spherical), 정사각형(square), 플레이크(flake), 층상(layered structure), 중공상(hollow), 메조포러스(mesoporous) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 산화물 세라믹 입자가 금속 성분 및 O로 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 산화물 세라믹 입자가 표면 처리된 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표면 처리는 산, 염기, 할로겐 원소, 실란계 화합물, 금속 이온성 물질, 카르밤산, 극성 용매, 양성자성 용매, 비양성자성 용매, 전해질, 금속염, 비금속염, 아민계 화합물, 카르복실계 화합물, 전하제어제(charge control agent), UVO(ultraviolet ozone) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나에 의한 화학적 표면 처리일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표면 처리는 열, 플라즈마, 초음파, 밀링 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나에 의한 물리적 또는 물리화학적 표면 처리일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 산화물 세라믹 입자의 크기가 1 내지 10,000nm일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 바인더 수지가 유기 바인더, 무기 바인더, 양이온성 고분자, 음이온성 고분자, 비이온성 고분자, 양친매성 고분자 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다
일 실시예에 있어서, 상기 산화물 세라믹 입자가 안료, 염료, 경화제, 전하제어제, 전해질, 분산제 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 도포가 딥 코팅(dip coating), 분무 도장(spray coating), 롤 코팅(roll coating), 바 코팅(bar coating), 쇄모 도장(brush coating), 증착 도장, 스퍼터링, 전기방사 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 방법으로 도포될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기판에 0V 내지 100V의 전압을 인가할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기판이 철류 금속, 비철류 금속, 플라스틱, 고무, 유리 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기판에 전압을 인가한 후 세척 및 건조 단계를 추가로 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 전도성 세라믹 조성물을 이용한 도장방법은, 우수한 분산성과 전기전도도를 가지는 전도성 세라믹 조성물을 이용함으로써, 금속 기판의 표면에 직접 부착되어 부착성 및 밀착성이 우수하고, 저전압에서도 도장성이 우수하다.
또한, 상기 도장방법은 종래와 같이 도장 전 금속의 표면에 화성피막 등을 형성하는 전처리 공정을 수반하지 않으므로, 공정 효율 및 친환경성이 크게 향상될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 제조예에 따른 전도성 세라믹 조성물의 SEM 및 EDX mapping 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 전도성 세라믹 조성물이 도장된 알루미늄 기판의 표면저항 측정 결과를 나타낸 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명의 일 측면은, 비산화물 세라믹 입자, 산화물 세라믹 입자, 및 바인더 수지를 포함하는 전도성 세라믹 조성물을 기판 상에 도포하는 단계; 및 상기 기판에 전압을 인가하는 단계;를 포함하고, 상기 산화물 세라믹 입자가 상기 비산화물 세라믹 입자와, (a) 정전기적으로 결합되거나, (b) 공-분산(co-dispersion)된, 도장방법을 제공한다.
상기 비산화물 세라믹 입자가 금속 성분 및 Si, B, C 또는 N으로 구성된 세라믹 입자 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 금속 성분이 Ba, Ce, Co, Fe, Gd, La, Mo, Nb, Pr, Sr, Ta, Ti, V, W, Y, Zr, Si, Sc, Ni, Al, Zn, Mg, Li, Ge, Rb, K, Hf, Cr, Sn 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그래핀(graphene), 흑연(graphite), CNT(carbon nanotube) 등의 탄소 계열은 예외적으로 높은 전기전도도를 가지고 있으나, 보통의 세라믹 입자는 반도체의 성질을 가지므로 전기전도도 및 저저항이라는 전기적 특성에서 우수한 성질을 나타내지 못한다. 이에 전기전도도가 우수한 금속에 Si, B, C, N을 구성 성분으로 하는 비산화물 세라믹 입자를 합성하였다. 비산화물 세라믹 입자가 붕화물 세라믹스, 탄화물 세라믹스, 질화물 세라믹스, 규화물 세라믹스 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 붕화물 세라믹스는 BaB6, CeB6, Co2B, CoB, FeB, GdB4, GdB6, LaB4, LaB6, Mo2B, MoB, MoB2, Mo2B5, Nb3B2, NbB, Nb3B4, NbB2, NdB4, NdB6, PrB4, PrB6, SrB6, TaB, TaB2, TiB, TiB2, VB, VB2, W2B5, YB4, YB6, YB12 및 ZrB2 일 수 있고, 상기 탄화물 세라믹스는 MoC, Mo2C, Nb2C, NbC, Ta2C, TaC, TiC, V2C, VC, WC, W2C 및 ZrC 일 수 있고, 상기 질화물 세라믹스는 Mo2N, Nb2N, NbN, ScN, Ta2N, TiN 및 ZrN 일 수 있고, 상기 규화물 세라믹스는 CoSi2, Mo3Si, Mo5Si3, MoSi2, NbSi2, Ni2Si, Ta2Si, TaSi2, TiSi, TiSi2, V5Si3, VSi2, W3Si, WSi2, ZrSi 및 ZrSi2 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 표면 처리는 산, 염기, 할로겐 원소, 실란계 화합물, 금속 이온성 물질, 카르밤산, 극성 용매, 양성자성 용매, 비양성자성 용매, 전해질, 금속염, 비금속염, 아민계 화합물, 카르복실계 화합물, 전하제어제(charge control agent), UVO(ultraviolet ozone) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나에 의한 화학적 표면 처리일 수 있다.
상기 산 처리는 질산, 황산, 초산, 염산 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나로 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 염기 처리는 암모니아, 수산화 칼륨, 수산화 칼슘, 수산화 마그네슘, 수산화 나트륨 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나로 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
산 또는 염기를 이용하여 비산화물 세라믹 입자를 처리하는 경우 IEP(Isoelectric point) 변화를 통해 상기 비산화물 세라믹 입자에 양전하(positive charge) 또는 음전하(negative charge)를 부여할 수 있다. 이때 pH 3 내지 5, 바람직하게는 pH 3 내지 3.5의 범위에서 양전하를 부여하며, pH 4 내지 10, 바람직하게는 pH 7 내지 10의 범위에서 음전하를 부여할 수 있다. 이는 산 분위기 아래에서 H+가 비산화물 세라믹 입자를 둘러쌈으로써 전반적으로 입자가 양전하를 갖기 쉬워지며, 염기 분위기 아래에서 OH-가 비산화물 세라믹 입자를 둘러쌈으로써 전반적으로 입자가 음전하를 갖게 된다.
상기 할로겐 원소, 실란계 화합물, 금속 이온성 물질, 카르밤산 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 사용하여 상기 비산화물 세라믹 입자를 표면 처리할 수 있다.
상기 할로겐 원소는 F, Cl, B, I 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택할 수 있고, 상기 실란계 화합물은 아미노프로필트리메톡시실란(aminopropyltrimetoxysilane)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 산, 염기, 할로겐 원소, 실란계 화합물, 금속 이온성 물질, 카르밤산, 극성 용매, 비양성자성 용매, 전해질, 금속염, 비금속염, 아민계 화합물, 카르복실계 화합물, 전하제어제(charge control agent), UVO(ultraviolet ozone) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 사용하여 상기 비산화물 세라믹 입자를 표면 처리하는 경우, 비산화물 세라믹 입자의 표면이 전기적으로 활성화 될 수 있는 에너지 장벽(energy barrier)이 낮은 상태로 존재하게 된다.
예를 들어, 반도체를 제작할 때 P형 또는 N형 반도체를 사용한다. 자유 전자가 많은 경우를 N형 반도체, 반대로 정공 밀도가 자유전자 밀도보다 큰 경우를 P형 반도체라고 한다. 이와 같이 비산화물 세라믹 입자 표면에 기능기를 부여하여 표면 처리 함으로써 전자를 풍부하게 하거나 정공(hole)을 풍부하게 만들어 전자가 움직이는 이동도(mobility)를 변화시키고 근접한 다른 물질과의 전하 이동이 원활하게 되어 기판(substrate)의 표면 저항을 낮추거나 또는 전기전도도를 높임으로써 전자기적 능력을 향상시킬 수 있다.
상기 표면 처리 외에, UV-오존 발생기(UVO; Ultraviolet Ozone), 플라즈마, 열, 초음파 처리 및 이들 중 2 이상의 방법이 추가적으로 수행될 수 있고, 바람직하게는 열, 초음파 처리일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 UV-오존 발생기 처리는 비산화물 세라믹 입자 표면의 오염물 제거 및 표면 개질을 수행할 수 있다. 조사 시간은 약 1 내지 4시간 동안 이루어질 수 있고, 바람직하게는 2 내지 3시간일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 조사 시간이 1시간 미만일 경우 비산화물 세라믹 입자 표면의 오염물 제거, 특히 유기물 오염물 제거에 효율적이지 못하며 친수성 부여 정도가 약하며, 4시간을 초과하여 수행하는 경우 공정 효율이 저하된다.
상기 UV-오존 발생기의 조사 거리는 5 내지 30mm일 수 있고, 바람직하게는 15 내지 25mm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 조사 거리가 5mm 미만인 경우 UV-오존과 비산화물 세라믹 입자가 마주하는 거리가 근접하여 비산화물 세라믹 입자의 표면이 분해되는 문제가 발생할 수 있고, 30mm를 초과하는 경우 조사 거리가 너무 멀어 원활하게 오염물 제거 및 친수성 부여가 이루어지지 않는 문제가 있다.
상기 UV-오존 발생 파장은 185, 254nm일 수 있고, 바람직하게는 254nm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. UV-오존 발생 파장이 185nm인 경우 비산화물 세라믹 입자 표면에 존재할 수 있는 유기물 오염물을 수소와 탄소로 분해할 수 있고, UV-오존 발생 파장이 254nm인 경우 산소 분자로부터 오존을 생성하여 유기물로부터 제공된 수소, 탄소와 결합하여 유기물을 제거, 비산화물 세라믹 입자 표면에 친수성을 부여할 수 있다.
상기 표면 처리는 열, 플라즈마, 초음파, 밀링 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나에 의한 물리적 또는 물리화학적 표면 처리일 수 있다.
상기 플라즈마 처리에 있어서, 플라즈마 가스는 일반적인 가스와 달리 이온, 전자, 원자, 분자 등이 혼재되어 있고, 매우 높은 에너지를 가지고 있어 물질 표면을 개질시킬 수 있는데, 대기압 분위기 아래에서 전기방전을 이용하여 라디칼을 생성함으로써 비산화물 세라믹 입자 표면에 친수성을 부여할 수 있다.
상기 열 처리는 30 내지 300℃에서 수행될 수 있고, 바람직하게는 60 내지 90℃일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 열 처리 온도가 30℃ 미만인 경우 충분히 비산화물 세라믹 입자의 표면 처리가 수행되지 못하며, 300℃ 초과인 경우 고온으로 인해 비산화물 세라믹 입자 표면이 산화되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 초음파 처리는 유체공동화, 국부가열, 자유라디칼(free radical) 형성의 대표적인 세가지 물리적 현상을 일으킨다. 유체공동화는 기포의 생성과 폭발에 의한 힘에 의해 비산화물 세라믹 입자의 분산 및 작용기를 유도할 수 있다. 또한 높은 에너지 공급으로 인한 국부가열이 일어나며, 자유라디칼 형성으로 비산화물 세라믹 입자 표면에 강하게 흡착되어 있는 불순물 제거에 효과적이다.
상기 초음파 처리는 30 내지 150분 동안 수행될 수 있고, 바람직하게는 50 내지 70분일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 초음파 처리가 30분 미만으로 수행되는 경우, 비산화물 세라믹 입자 표면의 불순물 제거 및 표면 개질에 충분한 시간이 제공되지 못하고, 150분을 초과하는 경우 고 에너지 주입으로 인해 비산화물 세라믹 입자 표면이 손상될 수 있다.
상기 밀링 처리는 습식, 건식 또는 습식과 건식의 조합에 의해 수행될 수 있다. 상기 밀링 처리를 통해 비산화물 세라믹 입자의 균일한 입도를 갖는 분쇄가 가능하며 입자 간 표면 마찰에 의해 세라믹 입자 표면의 반응성을 높여줄 수 있다.
상기 비산화물 세라믹 입자에 금속 플레이크(flake), 금속 로드(rod), 금속 입자(powder), 카본블랙(carbon black), 그래핀(graphene), 탄소나노튜브(carbon nano-tube), 풀러렌(fullerene), 멕신(mxene) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 더 포함할 수 있고, 바람직하는, 카본블랙일 수 있으며, 더 바람직하게는, 층상형 카본블랙일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일반적으로 전자기 차폐 등 전도성 소재로 금속 입자를 많이 사용하나, 금속 입자의 밀도가 커 무겁고, 산, 공기, 수분, 염수 등에 의한 부식이 쉽게 일어나는 단점이 있다. 비산화물 세라믹 입자는 금속에 비해 열전도도나 전기전도도가 낮지만 외부 환경에 내구성이 더 높다는 장점이 존재한다. 이에, 비산화물 세라믹 입자의 내구성과 금속 입자의 전기전도도 및 열전도도의 시너지 효과를 위해 두 입자를 동시에 활용할 수 있다.
상기 비산화물 세라믹 입자의 크기가 1 내지 20,000nm일 수 있고, 바람직하게는 50 내지 15,000nm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 비산화물 세라믹 입자의 크기가 1nm 미만이면, 나노미터 단위의 입자의 제조가 용이하지 않을 수 있고, 20,000nm 초과이면 입자의 표면적이 작아져 전기전도도 및 열전도도 등의 성능 저하 및 산화물 세라믹 입자와의 결합이 저하될 수 있다.
상기 비산화물 세라믹 입자가 로드(rod), 구체(spherical), 정사각형(square), 플레이크(flake), 층상(layered structure), 중공상(hollow), 메조포러스(mesoporous) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있고, 바람직하게는 구체일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 비산화물 세라믹 입자는 형태가 불규칙한 별모양, 사다리꼴, 팔면체 등의 모양을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 비산화물 세라믹 입자의 형태는 상기와 같이 예시된 것에 한정되는 것은 아니며, 그 외 로드, 구체, 정사각형, 플레이크 중 2 이상이 상호 조합되거나 이들 중 하나가 일부 변형된 것, 예를 들어, 반구체, 타원구체, 중공체, 직사각형, 사다리꼴, 마름모, 평행사변형 등을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 상기 도 1을 참고하면 다양한 크기 및 형태의 비산화물 세라믹 입자의 SEM 분석 결과를 확인할 수 있다.
상기 산화물 세라믹 입자가 금속 성분 및 O로 구성될 수 있고, 바람직하게는, SiO2, TiO2, MgO, Al2O3, Fe2O3, Fe3O4 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군으로 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 산화물 세라믹 입자가 표면 처리된 것일 수 있다.
상기 표면 처리는 산, 염기, 할로겐 원소, 실란계 화합물, 금속 이온성 물질, 카르밤산, 극성 용매, 양성자성 용매, 비양성자성 용매, 전해질, 금속염, 비금속염, 아민계 화합물, 카르복실계 화합물, 전하제어제(charge control agent), UVO(ultraviolet ozone) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나에 의한 화학적 표면 처리일 수 있다.
상기 표면 처리는 물리적 밀링을 더 포함할 수 있다. 상기 밀링 처리는 습식, 건식 또는 습식과 건식의 조합에 의해 수행될 수 있다. 상기 밀링 처리를 통해 산화물 세라믹 입자의 균일한 입도를 갖는 분쇄가 가능하며 입자 간 표면 마찰에 의해 세라믹 입자 표면의 반응성을 높여줄 수 있다.
상기 산 처리는 질산, 황산, 초산, 염산 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나로 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 염기 처리는 암모니아, 수산화 칼륨, 수산화 칼슘, 수산화 마그네슘, 수산화 나트륨 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나로 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
산 또는 염기를 이용하여 산화물 세라믹 입자를 처리하는 경우 IEP(Isoelectric point) 변화를 통해 상기 산화물 세라믹 입자에 양전하(positive charge) 또는 음전하(negative charge)를 부여할 수 있다. 이때 pH 1 내지 5, 바람직하게는 pH 2 내지 4의 범위에서 양전하를 부여하며, pH 5 내지 10, 바람직하게는 pH 7 내지 10의 범위에서 음전하를 부여할 수 있다. 이는 산 분위기 아래에서 H+가 산화물 세라믹 입자를 둘러쌈으로써 전반적으로 입자가 양전하를 갖기 쉬워지며, 염기 분위기 아래에서 OH-가 산화물 세라믹 입자를 둘러쌈으로써 전반적으로 입자가 음전하를 갖게 된다.
상기 할로겐 원소, 실란계 화합물, 금속 이온성 물질, 카르밤산 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 사용하여 상기 산화물 세라믹 입자를 표면 처리할 수 있다.
상기 할로겐 원소는 F, Cl, B, I 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택할 수 있고, 상기 실란계 화합물은 아미노프로필트리메톡시실란(aminopropyltrimetoxysilane)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 산, 염기, 할로겐 원소, 실란계 화합물, 금속 이온성 물질, 카르밤산, 극성 용매, 양성자성 용매, 비양성자성 용매, 전해질, 금속염, 비금속염, 아민계 화합물, 카르복실계 화합물, 전하제어제(charge control agent), UVO(ultraviolet ozone) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 사용하여 상기 산화물 세라믹 입자를 표면 처리하는 경우, 산화물 세라믹 입자의 표면이 전기적으로 활성화 될 수 있는 에너지 장벽(energy barrier)이 낮은 상태로 존재하게 된다.
비산화물 세라믹 입자의 표면 처리와 마찬가지로, 산화물 세라믹 입자 표면에 기능기를 부여하여 표면 처리 함으로써 전자를 풍부하게 하거나 정공(hole)을 풍부하게 만들어 전자가 움직이는 이동도(mobility)를 변화시키고 근접한 다른 물질과의 전하 이동이 원활하게 되어 기판(substrate)의 표면 저항을 낮추거나 또는 전기전도도를 높임으로써 전자기적 능력을 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 비산화물 세라믹 입자와 반대전하를 가지도록 표면 처리된 산화물 세라믹 입자는 정전기적 인력에 의하여 서로 결합할 수 있다. 전기전도도가 우수한 비산화물 세라믹 입자와 절연특성을 가지는 산화물 세라믹 입자를 동시에 사용하게 되면 전기전도 경로(electric conductive path)를 유도시킬 수 있다. 즉, 상기 비산화물 세라믹 입자와 상기 세라믹 입자가 기판(substrate) 표면 위에 응집되지 않고 균일하게 분산되거나 또는 상기 비산화물 세라믹 입자에 상기 산화물 세라믹 입자가 정전기적으로 부착되어 기판 위에 균일하게 분포하여 밀착, 도포되면 전류가 절연 특성을 가지는 산화물 세라믹 입자에 통하지 않고 비산화물 세라믹 입자로 유도되게 된다.
또한 절연특성을 가지는 산화물 세라믹 입자도 표면 처리를 통한 에너지 장벽의 변화로 인해 정전기적 인력에 의해 결합된 비산화물 세라믹 입자로부터 전자를 받아 옮길 수 있는 전기전도 경로를 일부 생성할 수 있다.
반대로, 상기 비산화물 세라믹 입자와 동일한 전하를 가지도록 표면 처리된 산화물 세라믹 입자는 정전기적 척력에 의해 서로 공-분산(co-dispersion)될 수 있다. 이 경우 후술될 바인더 수지의 역할이 필요하다. 양전하 또는 음전하를 띠는 바인더 수지에 의해 전기전도 경로가 연결되어 전기전도도가 우수하다. 또한 정전기적 척력에 의해 입자간 응집이 적고, 바인더 수지 내에 균일하게 분산되어 존재할 수 있다.
상기 산화물 세라믹 입자의 크기는 1 내지 10,000nm일 수 있고, 바람직하게는 10 내지 5,000nm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 산화물 세라믹 입자의 크기가 1nm 미만이면 나노미터 단위의 입자 제조가 용이하지 않을 수 있고, 10,000nm를 초과이면 절연특성을 가지는 산화물 세라믹 입자의 크기가 커져 전도성 세라믹 조성물의 전기전도도를 낮출 수 있다.
상기 바인더 수지가 유기 바인더, 무기 바인더, 양이온성 고분자, 음이온성 고분자, 비이온성 고분자, 양친매성 고분자 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있고, 바람직하게는 아크릴계, 에폭시계, 및/또는 우레탄계일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 바인더 수지는 용매 및 바인더 역할을 할 수 있다.
고분자는 전기전도도가 낮고 전기 저항이 높아 전자기 차폐에 사용되는 전도성 고분자의 역할을 기대하기 어렵고, 단지 액상 상태의 용매 또는 운송 수단(vehicle)로서의 역할을 수행한다. 하지만, 비산화물 세라믹 입자와 산화물 세라믹 입자의 표면 전하가 같은 경우, 양전하 또는 음전하를 띠는 에폭시계 바인더 수지 또는 양전하 또는 음전하를 띠는 아크릴계 바인더 수지가 세라믹 입자의 분산 안정성 및 부착하고자 하는 기판(substrate)에 전기적 흡착이 용이하도록 도와줄 수 있다.
상기 전도성 세라믹 조성물에서 비산화물 세라믹 입자와 산화물 세라믹 입자는 동시에 적용되는 이종 입자이므로, 이종 입자의 고분산성이 중요하다. 이종 입자의 분산성이 불량하면, 즉, 이들이 임의로 응집되어 존재하면 전기의 흐름이 방해되고, 한 부분에 전기가 집중되어 과전류 현상이 나타나 저항이 증가한다. 이러한 문제점 때문에 산화물 세라믹 입자 및 비산화물 세라믹 입자를 각각 표면 처리함으로써, 상기 바인더 수지와의 친화도를 향상시켜 분산성을 높일 수 있다.
상기 산화물 세라믹 입자가 안료, 염료, 경화제, 전하제어제, 전해질, 분산제 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 더 포함할 수 있다. 산화물 세라믹 입자에 안료를 추가적으로 사용함으로써 다양한 색상을 가지는 전도성 세라믹 조성물을 제공할 수 있다.
상기 기판이 철류 금속, 비철류 금속, 플라스틱, 고무, 유리 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있고, 바람직하게는, 철류 금속 또는 유리일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 용도에 따라 열전도율을 높이기 위해 철류 금속 또는 기타 금속으로 이루어진 기판을 사용할 수 있고, 다양한 형태로 성형하기 위해 플라스틱으로 이루어진 기판을 사용할 수 있으며, 유연성을 더하기 위해 고무로 이루어진 기판을 사용할 수 있다. 또한, 상기 기판이 플라스틱, 고무, 유리와 같은 부도체인 경우, 상기 기판으로 상기 부도체의 표면 중 적어도 일부에 금속이 코팅된 것을 사용할 수도 있다.
또한, 상기 전착도장 방법은 상기 전도성 세라믹 조성물을 도포하기 전에 상기 기판을 탈지 및/또는 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 탈지는 기판의 가공 및 성형 등의 과정에서 발생한 유분 및 기타 이물질 등을 용매 및 초음파 세정 장치를 사용하여 기판에서 제거하는 단계이다.
상기 용매는 에탄올, 메탄올, 증류수, 탈지액 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 사용할 수 있고, 바람직하게는 에탄올 및 탈지액 혼합물, 증류수를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기판을 상기 용매에 담근 후 상기 초음파 세정 장치를 30초 내지 120초 동안 사용하여 세정할 수 있고, 바람직하게는 50초 내지 70초일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 초음파 세정 장치 사용 시간이 30초 미만인 경우, 유분 및 기타 이물질을 제거하는데 충분한 시간이 주어지지 못하며, 120초를 초과하는 경우 불필요한 세정 시간이 증가하게 되어 에너지 효율이 저하될 수 있다.
상기 세척은 상기 탈지단계의 유분 등의 오염물이 상존하고, 강알카리성인 탈지액의 사용에 의한 공정 오염을 방지하기 위해 실시하는 단계이다. 세척수는 증류수, 연수 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 칼슘, 마그네슘 등이 다량으로 함유된 경수를 세척수로 사용하는 경우, 비가역적 비누화 반응으로 금속 비누(실리카겔)를 형성하여 피막 불량 및 도박 부착성 불량을 유발하는 등의 물성을 저하시킨다. 또한 물때 형성을 촉진하고, 알칼리 탈지제의 소모량도 증가되는 요인으로 작용하므로 세척수로 증류수 또는 연수를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 전도성 세라믹 조성물은 철류 금속, 비철류 금속, 플라스틱, 고무, 유리 등으로 이루어진 기판(substrate) 표면에 딥 코팅(dip coating), 분무 도장(spray coating), 롤 코팅(roll coating), 바 코팅(bar coating), 쇄모 도장(brush coating), 증착 도장, 스퍼터링, 전기방사 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 방법으로 도포될 수 있다.
상기 전도성 세라믹 조성물을 기판 위에 도포하기 위해 슬러리(slury), 페이스트(paste), 겔(gel) 또는 필름(film) 중 어느 하나의 상태로 용매와 전도성 세라믹 조성물의 중량 또는 부피 비율을 조절하여 제조할 수 있다.
상기 딥 코팅(dip coating)은 기판을 용액 또는 슬러리에 담가 기판 표면에 전구체(precursor) 층을 형성한 후 후처리를 통해 도막을 얻는 코팅 방법이다. 비교적 소형제품을 처리하는데 표면이 균일하고 코팅 용액의 손실률을 줄일 수 있는 장점이 있다. 상기 후처리는 기판에 전압을 인가함으로써 수행될 수 있다.
상기 분무 도장(spray coating)은 코팅하고자 하는 용액을 나노미터에서 마이크로미터 크기의 아주 작은 입자의 형태로 기체(일반적으로 질소, 아르곤)와 함께 기판에 직접 분사하는 코팅 방법이다. 코팅 용액의 농도, 분사되는 입자의 크기, 기판과 분사기 사이의 거리, 기판의 온도 및 습도 등이 코팅의 주요 변수가 된다. 분무 도장은 다양한 종류의 기판에 직접 도포가 가능하고 필름의 두께를 조절하기 용이하여 대면적의 필름을 쉽게 얻을 수 있는 장점이 있다.
상기 롤 코팅(roll coating)은 금속 롤에 부식시키거나 조각을 하여 표면에 요철 모양을 형성시킨 롤을 하단에, 상단에는 고무롤을 설치하여 롤(roll)을 회전시키면 금속 롤의 요철부분에 남아있는 코팅 용액이 올라가서 기판에 도포되는 코팅 방법이다. 도포량의 조절은 롤의 요철 모양의 깊이로 결정될 수 있다.
상기 바 코팅(bar coating)은 50 내지 250㎛의 두께로 와이어가 감겨진 금속바를 사용하여 기판위에 접촉시켜 원하는 용액을 코팅하는 방법이다. 단순한 공정으로 박막의 코팅이 가능하고, 공정 특성 상 롤투롤 장비에 적용이 쉬워 저비용으로 대량생산이 가능한 장점이 있다.
상기 쇄모 도장(brush coating)은 기판의 형상에 관계 없이 붓이나 솔을 사용해 도장하는 방법이다. 도료의 손실이 매우 적은 장점이 있다.
상기 기판은 알루미늄, 마그네슘, 티타늄, 스테인리스 특수강 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 주로 자동차 전장부품으로 사용되는 소재를 선택할 수 있다.
기판의 종류 및 전도성 세라믹 조성물의 상태에 따라 딥 코팅(dip coating), 분무 도장(spray coating), 롤 코팅(roll coating), 바 코팅(bar coating), 쇄모 도장(brush coating), 증착 도장, 스퍼터링, 전기방사 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 도포 방법을 선택할 수 있다.
상기 기판에 0V 내지 100V의 전압을 인가할 수 있고, 바람직하게는 10V 내지 50V, 더 바람직하게는 12V 내지 30V의 전압을 인가할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 인가하는 전압이 10V 미만일 경우 전도성 세라믹 조성물의 코팅이 기판 위에 원활하게 일어나지 않으며, 100V를 초과하는 경우 높은 전압으로 인해 코팅된 도막의 두께가 두꺼워질 수 있다.
상기 기판에 전압을 인가한 후 세척 및 건조 단계를 추가로 더 포함할 수 있다. 상기 세척 단계는 전착도장 후 기판 표면에 묻은 도금액을 제거하기 위하여 수행될 수 있다. 세척수로 증류수, 에탄올, 메탄올, 연수 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 사용할 수 있고, 바람직하게는 증류수, 에탄올을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 건조 단계는 건조로를 사용하여 60 내지 200℃의 온도에서 0.1 내지 24시간 동안 건조할 수 있다. 상기 건조로의 온도가 60℃ 미만인 경우, 온도가 너무 낮아 세척수로 사용된 용매가 원활히 제거되지 않을 수 있고, 건조로의 온도가 200℃ 초과인 경우, 온도가 너무 높아 도포된 전도성 세라믹 조성물이 산화되어 손상을 입는 문제가 발생할 수 있다.
상기 건조 단계의 건조 시간이 0.1시간 미만인 경우, 세척수로 사용된 용매가 제거되는데 충분한 시간이 주어지지 않고, 건조 시간이 24 시간 초과인 경우, 건조 시간이 불필요하게 지연되어 에너지 효율이 저하될 수 있다.
상기 건조 단계는 단계를 나누어 진행될 수 있다. 세척수로 사용된 용매를 제거하기 위한 세척수 제거 단계 및 건조로의 온도를 150℃ 이상으로 승온하여 열치환 또는 열처리 단계를 통해 기판에 전착도장된 도막을 강화할 수 있다. 강화된 도막은 기판과의 결합력이 높아져 내구성이 우수해질 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
제조예 1
(1) 비산화물 세라믹 입자의 표면 처리
1L 둥근바닥 플라스크에 SiC 분말 10g 및 증류수 100 ml를 넣고 교반기를 이용하여 300 rpm의 속도로 교반한다. 교반을 유지하면서 1N HCl과 pH 측정기를 이용하여 용액의 pH를 3으로 적정한다. 가열 맨틀(heating mantle)을 80℃로 상승시킨 후 1시간 동안 교반을 유지하면서 열처리한다. 이후 반응여액을 제거하기 위해 3만 rpm에서 10분 동안 원심분리기를 이용하여 표면 처리된 비산화물 세라믹 입자를 회수한다. 이후, 상기 입자를 50 ml epoxy 용액에 재분산시킨다.
(2) 산화물 세라믹 입자의 표면 처리
1L 둥근바닥 플라스크에 SiO2 분말 3g 및 증류수 100 ml를 넣고 초음파 처리하여 용액을 제조한다. 상기 용액을 300 rpm의 속도로 교반하면서 1N NH4OH와 pH 측정기를 사용하여 용액의 pH를 8.5로 적정한다. 이후 상온에서 1시간 동안 교반을 유지한다. 반응여액을 제거하기 위해 3만 rpm에서 10분 동안 원심분리기를 이용하여 표면 처리된 산화물 세라믹 입자를 회수한다. 이후 상기 입자를 50 ml epoxy 용액에 재분산시킨다.
(3) 전도성 세라믹 조성물
상기 (1)단계에서 수득한 용액에 상기 (2)단계에서 수득한 용액을 첨가한다. 이후 epoxy binder 용액 100 ml 및 경화제를 추가한 후 상온에서 2시간 동안 초음파 처리를 통해 분산시킨다.
제조예 2
상기 제조예 1의 (3)단계에서 acrylic binder 용액을 사용한 것을 제외하면, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 전도성 세라믹 조성물을 수득하였다.
제조예 3
상기 제조예 1의 (1)단계에서 NH4OH를 사용하여 용액의 pH를 10으로 적정한 것을 제외하면, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 전도성 세라믹 조성물을 수득하였다.
제조예 4
상기 제조예 3의 (3)단계에서 acrylic binder 용액을 사용한 것을 제외하면, 상기 제조예 3과 동일한 방법으로 전도성 세라믹 조성물을 수득하였다.
제조예 5
(1) 비산화물 세라믹 입자의 표면 처리
1L 둥근바닥 플라스크에 SiC 분말 10g 및 증류수 100 ml를 넣고 교반기를 이용하여 300 rpm의 속도로 교반한다. 교반을 유지하면서 1N HCl과 pH 측정기를 이용하여 용액의 pH를 3으로 적정한다. 가열 맨틀(heating mantle)을 80℃로 상승시킨 후 1시간 동안 교반을 유지하면서 열처리한다. 이후 반응여액을 제거하기 위해 3만 rpm에서 10분 동안 원심분리기를 이용하여 표면 처리된 비산화물 세라믹 입자를 회수한다. 이후, 상기 입자를 50 ml epoxy 용액에 재분산시킨다.
(2) 산화물 세라믹 입자의 표면 처리
1L 둥근바닥 플라스크에 SiO2 분말 3g 및 증류수 100 ml를 넣고 초음파 처리하여 용액을 제조한다. 상온에서 30분간 300 rpm으로 교반 후 아미노프로필트리메톡시실란 5ml를 천천히 투입한다. 상온에서 3시간 동안 교반을 유지한다. 반응여액을 제거하기 위해 3만 rpm에서 10분 동안 원심분리기를 이용하여 표면 처리된 산화물 세라믹 입자를 회수한다. 이후 상기 입자를 50 ml epoxy 용액에 재분산시킨다.
(3) 전도성 세라믹 조성물
상기 (1)단계에서 수득한 용액에 상기 (2)단계에서 수득한 용액을 첨가한다. 이후 acrylic binder 용액 100 ml 및 경화제를 추가한 후 상온에서 2시간 동안 초음파 처리를 통해 분산시킨다.
제조예 6
상기 제조예 5의 (1)단계에서 용액의 pH를 3으로 적정하고, (3)단계에서 epoxy binder용액을 사용한 것을 제외하면, 상기 제조예 5와 동일한 방법으로 전도성 세라믹 조성물을 수득하였다.
제조예 7
(1) 비산화물 세라믹 입자의 표면 처리
SiC 분말 10g을 UV-오존 발생기(Ozonecure 16, Minuta Technology Co. Ltd. Korea)에 넣고 2시간 동안 처리하였다. 이때 처리 조건은 주사 거리20mm, 주사 파장 254nm 및 120W/cm2이다. UV-오존 처리된 SiC 분말 10g 및 TETA(Triethylenetetramine, aldrich) 10g을 바이알에 넣고 혼합한다. 상기 혼합물을 60℃에서 1시간 동안 초음파로 분산시켰다. 이후 에탄올(EtOH)을 사용하여 세정한 후 3만 rpm에서 10분 동안 원심부리하여 카르복시기와 아민기가 결합된 SiC 침전물을 수득하였다. 이후, 상기 SiC 침전물을 50 ml epoxy 용액에 재분산시킨다.
(2) 산화물 세라믹 입자의 표면 처리
1L 둥근바닥 플라스크에 SiO2 분말 3g 및 증류수 100 ml를 넣고 초음파 처리하여 용액을 제조한다. 상온에서 30분간 300 rpm으로 교반 후 아미노프로필트리메톡시실란 5ml를 천천히 투입한다. 상온에서 3시간 동안 교반을 유지한다. 반응여액을 제거하기 위해 3만 rpm에서 10분 동안 원심분리기를 이용하여 표면 처리된 산화물 세라믹 입자를 회수한다. 이후 상기 입자를 50 ml epoxy 용액에 재분산시킨다.
(3) 전도성 세라믹 조성물
상기 (1)단계에서 수득한 용액에 상기 (2)단계에서 수득한 용액을 첨가한다. 이후 acrylic binder 용액 100 ml 및 경화제를 추가한 후 상온에서 2시간 동안 초음파 처리를 통해 분산시킨다.
제조예 8
상기 제조예 7의 (3)단계에서 epoxy binder 용액을 사용한 것을 제외하면, 상기 제조예 7과 동일한 방법으로 전도성 세라믹 조성물을 수득하였다.
제조예 9 내지 16
상기 제조예 1 내지 8의 (1)단계에서 ZrB2 사용, (2)단계에서 TiO2를 사용한 것을 제외하면, 상기 제조예 1 내지 8과 동일한 방법으로 전도성 세라믹 조성물을 수득하였다.
제조예 17
(1) 비산화물 세라믹 입자의 표면 처리
SiC 분말 10g을 증류수 200ml에 3회 세척한 후, 증류수 : N-메틸-2-피롤리돈(NMP) = 1 : 3의 부피비로 혼합된 혼합 용매에 투입한다. 그 뒤 10분간 초음파 처리를 하여 SiC 입자를 분산시킨다. 별도의 비커를 이용하여 NMP : NH4OH = 3 : 1의 부피비로 혼합된 혼합 용매를 준비하여 SiC 입자가 분산된 용액에 투입한다. 80℃에서 30분 동안 초음파를 인가하여 분산시킨다.
(2) 산화물 세라믹 입자의 표면 처리
1L 둥근바닥 플라스크에 TiO2 분말 3g 및 증류수 100 ml를 넣고 초음파 처리하여 용액을 제조한다. 상기 용액을 300 rpm의 속도로 교반하면서 1N NH4OH와 pH 측정기를 사용하여 용액의 pH를 8.5로 적정한다. 이후 상온에서 1시간 동안 교반을 유지한다. 반응여액을 제거하기 위해 3만 rpm에서 10분 동안 원심분리기를 이용하여 표면 처리된 산화물 세라믹 입자를 회수한다. 이후 상기 입자를 50 ml epoxy 용액에 재분산시킨다.
(3) 전도성 세라믹 조성물
상기 (1)단계에서 수득한 용액에 상기 (2)단계에서 수득한 용액을 첨가한다. 이후 epoxy binder 용액 100 ml 및 경화제를 추가한 후 상온에서 2시간 동안 초음파 처리를 통해 분산시킨다.
제조예 18 (페이스트 제조)
실시예 1 내지 17을 통해 제조된 전도성 세라믹 조성물에 가공조제로서 카로복시메틸셀룰로스 3g을 혼합하고, 충분히 용해시킨다. 이후 카르복시메틸셀룰로스가 모두 용해되면 용액을 천천히 냉각하고, 10℃에서 30분간 유지하면 상온에서도 겔 상태를 유지하는 전도성 세라믹 페이스트를 수득할 수 있다.
제조예 19 내지 35
상기 제조예 1 내지 17의 (1)단계를 하기 방법으로 수행한 것을 제외하면, 상기 제조예 1 내지 17과 동일한 방법으로 전도성 세라믹 조성물을 수득하였다.
(1) 비산화물 세라믹 입자의 용액 제조
1L 둥근바닥 플라스크에 SiC 분말 10g을 증류수 100ml를 넣고 교반기를 이용하여 300rpm의 속도로 교반한다. 이후 50ml epoxy 용액을 추가하여 300rpm의 속도로 1시간 교반한다.
비교제조예
(1) 비산화물 세라믹 입자의 준비
SiC 분말 10g에 50 ml epoxy 용액을 첨가하여 초음파 분산시킨다.
(2) 산화물 세라믹 입자의 준비
SiO2 분말 3g에 50 ml epoxy 용액을 첨가하여 초음파 분산시킨다.
(3) 세라믹 조성물
상기 (1)단계에서 수득한 용액에 상기 (2)단계에서 수득한 용액을 첨가한다. 이후 epoxy 용액 100 ml를 추가한 후 상온에서 2시간 동안 초음파 처리를 통해 분산시킨다.
상기 제조예 및 비교예에서 사용된 비산화물 세라믹 입자, 산화물 세라믹 입자 및 바인더 수지의 전하를 하기 표 1에 정리하였다.
구분 비산화물 세라믹 입자 산화물 세라믹 입자 바인더 수지
비교제조예 X X +
제조예 1 및 9 + - +
제조예 2 및 10 + - -
제조예 3 및 11 - - +
제조예 4 및 12 - - -
제조예 5 및 13 - + -
제조예 6 및 14 + + +
제조예 7 및 15 + + -
제조예 8 및 16 + - +
제조예 17 - - +
제조예 19 및 27 X - +
제조예 20 및 28 X - -
제조예 21 및 29 X - +
제조예 22 및 30 X - -
제조예 23 및 31 X + -
제조예 24 및 32 X + +
제조예 25 및 33 X + -
제조예 26 및 34 X - +
제조예 35 X - +
(+: + 전하, -: - 전하, X: 전하 없음)
도 1은 상기 제조예를 통해 제조된 전도성 세라믹 조성물의 SEM 및 EDX 분석 결과이다. 도 1의 (a)를 자세히 보면, 비산화물 세라믹 입자(A)에 산화물 세라믹 입자(B)가 정전기적으로 결합되어 있는 모습을 확인할 수 있다. (b)에 비산화물 세라믹 입자, (c)에 산화물 세라믹 입자의 EDX mapping 결과를 나타내었다. 전반적으로 비산화물 세라믹 입자 위에 산화물 세라믹 입자가 분포되어 있음을 확인할 수 있다.
실시예 1 내지 35
(1) 기판의 세척
알루미늄 조성의 기판을 에탄올이 들어있는 비커에 넣고 초음파 세정 장치를 이용하여 1분간 세척하였다.
(2) 전도성 세라믹 조성물의 도포
제조예 1 내지 35에 의해 제조된 전도성 세라믹 조성물 1L에 상기 알루미늄 기판을 딥 코팅(dip coating)하였다.
(3) 전압 인가
공정 중 전도성 세라믹 조성물은 300rpm의 속도로 기계적 교반을 진행하였고, 알루미늄 기판에 (+)전하, 전도성 세라믹 조성물에 (-)전하를 인가하였다. 이때, 인가된 전압은 12.5V이며, 15초 동안 수행하였다.
(4) 세척 단계
전착도장 완료 후 기판 표면에 묻은 잔류 전도성 세라믹 조성물 및 기타 이물질을 제거하기 위하여 증류수를 사용하여 2회 세척하였다. 현재까지 모든 공정은 상온에서 수행되었다.
(5) 건조 단계
세척한 전도성 세라믹 조성물이 도금된 알루미늄 기판을 80℃ 건조로에서 30분, 120℃에서 30분 동안 건조하여 표면의 세척수를 모두 제거한 후에 180℃로 승온하여 1시간 동안 건조시켜 전도성 세라믹 조성물이 도금된 알루미늄 기판을 수득하였다.
비교예
상기 실시예 1에서 비교제조예를 통해 제조된 전도성 세라믹 조성물을 사용한 것을 제외하면, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 세라믹 조성물이 도장된 알루미늄 기판을 수득하였다.
실험예 1 : 내충격성, 도금 밀착성 및 도금 외관성 평가
상기 실시예 1 내지 8 및 비교예의 전도성 세라믹 조성물이 도장된 알루미늄 기판을 내충격성, 도금 밀착성, 및 도금 외관성을 하기 방법에 따라 평가하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
-내충격성: ASTM D256에 의거하여 아이조드(Izod) 충격강도로 평가하였다.
-도금 밀착성: 도금 시편을 10㎜의 폭으로 절단하고, 도금막을 시험편으로부터 90도의 각도로 박리시켜, 그 강도(필링 강도)를 평가하였다.
-도금 외관성: 도금 시편의 표면을 육안으로 평가하였다.
구분 충격강도(kgfcm/cm) 도금 밀착성 도금 외관성
비교예 20 X X
실시예 1 25 ○ ○
실시예 2 27 ○ ○
실시예 3 23 ○ ○
실시예 4 24 ○ ○
실시예 5 26 ○ ○
실시예 6 23 ○ ○
실시예 7 24 ○ ○
실시예 8 26 ○ ○
1. 도금 밀착성 평가 기준
-○: 7N/cm 이상; △: 4N/cm 이상 7N/cm 미만; X: 4N/cm 미만
2. 도금 외관성 평가 기준
-○: 도금 불착 미관찰, 도금막 균일; △: 도금 불착 관찰 또는 도금막 불균일; X: 도금 불착 관찰, 도금막 불균일
실시예 1 내지 8의 경우 비교예에 비해 충격강도가 높고, 도금 밀착성 및 도금 외관성이 향상되었다. 표면 처리된 비산화물 세라믹 입자 및 산화물 입자를 사용한 실시예 1 내지 8의 경우 전착도장 공정 시 알루미늄 기판과 정전기적 인력에 의하여 결합함으로써 높은 결합력이 형성되었을 것으로 판단된다.
실험예 2 : 내염수성 평가
내염수성은 SST(JIS-Z-2371에 따른 염수분무시험)를 각각 100, 200, 400, 600 및 800시간 실시한 후의 부식감량(g/m2)으로 평가하였고 표면 산화물 발생량은 눈으로 보아 많은 것을 X, 약간 많은 것을 △, 적은 것을 ◎로 하여 평가하였다. 평가 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구분 100시간 200시간 400시간 600시간 800시간
비교예 SST 부식감량 6 20 38 63 98
표면산화물 ◎ △ X X X
실시예 1 SST 부식감량 1 2 5 9 13
표면산화물 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 2 SST 부식감량 2 3 5 8 11
표면산화물 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 3 SST 부식감량 1 3 6 9 15
표면산화물 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 4 SST 부식감량 3 6 9 11 15
표면산화물 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 5 SST 부식감량 2 4 5 7 10
표면산화물 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 6 SST 부식감량 3 6 8 12 16
표면산화물 ◎ ◎ ◎ ◎ △
실시예 7 SST 부식감량 3 5 8 11 15
표면산화물 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 8 SST 부식감량 2 5 7 10 12
표면산화물 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
상기 표 3의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 표면 처리되지 않은 비산화물 세라믹 입자 및 산화물 입자를 사용한 비교예의 경우 시간이 경과함에 따라 내염수성이 현저히 나빠지나, 실시예 1 내지 8의 경우는 시간이 지남에도 우수한 내염수성을 유지하고 있음을 확인할 수 있다. 이는 알루미늄 기판 위에 전착도장된 전도성 세라믹 조성물의 코팅층이 표면을 밀폐시키는 효과가 있기 때문인 것으로 판단된다.
실험예 3: 표면 저항 평가
상기 실시예 1, 6, 7, 14, 15, 19, 24, 25, 32, 33, 및 비교예의 전도성 세라믹 조성물이 도장된 알루미늄 기판의 표면에서의 저항을 측정하였고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2를 참고하면, 실시예에서 얻어진 도장 표면은 비교예에 비해 약 2 내지 10배 이상 낮은 저항을 가진다. 이는 표면 처리되지 않은 비산화물 세라믹 입자 및 산화물 입자를 사용한 비교제조예의 경우, 각 입자간 응집 및 절연 특성을 띄는 산화물 입자에 의해 전기전도 경로가 차단되었기 때문인 것으로 분석된다.
실시예 1의 경우 비산화물 세라믹 입자와 반대전하를 가지도록 표면 처리된 산화물 세라믹 입자가 정전기적 인력에 의하여 서로 결합함으로써, 전기전도 경로를 유도할 수 있고, 전도성 세라믹 조성물이 기판 표면 위에 응집되지 않고 균일하게 분산됨으로써 전류가 절연 특성을 가지는 산화물 세라믹 입자로 통하지 않고 비산화물 세라믹 입자로 유도되어 저항이 낮아진 것을 실험적으로 확인할 수 있다.
실시예 6, 7, 14 및 15의 경우, 비산화물 세라믹 입자/산화물 세라믹 입자의 구성이 SiC/SiO2 혼합물의 경우 보다 ZrB2/TiO2 혼합물의 경우에 저항이 소폭 낮은 것을 확인할 수 있다. 또한, 산 처리된 비산화물 세라믹 입자를 사용한 실시예 6, 14에 비해 TETA 처리된 비산화물 세라믹 입자를 사용한 실시예 7, 15의 경우 저항이 낮은데, 이로부터 바인더 수지와 친화도가 높은 물질을 사용하여 표면 처리함으로써 바인더-전도성 세라믹 조성물간 전기전도 경로가 잘 형성되었음을 알 수 있다.
실시예 19, 24, 25, 32 및 33의 경우, 표면 전하를 띠는 비산화물 세라믹 입자를 사용한 실시예 1, 6, 7, 14 및 15에 비해 저항이 소폭 높지만, 비교예보다 낮은 것을 실험적으로 확인할 수 있다. 비산화물 세라믹 입자의 경우 전도성이 우수하여 전하를 띠는 산화물 세라믹 입자 및 바인더 수지와 작용하여 전기전도 경로를 형성할 수 있기 때문이다.
실시예 24, 25, 32 및 33의 경우, 비산화물 세라믹 입자/산화물 세라믹 입자의 구성이 SiC/SiO2 혼합물의 경우 보다 ZrB2/TiO2 혼합물의 경우에 저항이 소폭 낮은 것을 확인할 수 있다. 또한, 산화물 세라믹 입자와 바인더 수지가 각각 반대의 전하를 갖는 실시예 25, 33의 경우, 산화물 세라믹 입자와 바인더 수지가 같은 전하를 갖는 실시예 24, 32 보다 저항이 낮은 것을 확인할 수 있다. 이는 바인더-전도성 세라믹 조성물간 정전기적 인력에 의해 전기전도 경로가 더 양호하게 형성된 것에 기인한 것으로 분석된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 비산화물 세라믹 입자, 산화물 세라믹 입자, 및 양전하 또는 음전하를 띠는 바인더 수지를 포함하는 전도성 세라믹 조성물을 기판 상에 도포하는 단계; 및
    상기 기판에 전압을 인가하는 단계;를 포함하고,
    상기 비산화물 세라믹 입자와 상기 산화물 세라믹 입자 중 적어도 하나는 양전하 또는 음전하를 가지도록 표면 처리된 것이고,
    상기 산화물 세라믹 입자가 상기 비산화물 세라믹 입자와,
    (a) 정전기적으로 결합되거나,
    (b) 공-분산(co-dispersion)된, 도장방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비산화물 세라믹 입자가 금속 성분 및 Si, B, C 또는 N으로 구성된 세라믹 입자 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나인, 도장방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 금속 성분이 Ba, Ce, Co, Fe, Gd, La, Mo, Nb, Pr, Sr, Ta, Ti, V, W, Y, Zr, Si, Sc, Ni, Al, Zn, Mg, Li, Ge, Rb, K, Hf, Cr, Sn 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나인, 도장방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 표면 처리는 산, 염기, 할로겐 원소, 실란계 화합물, 금속 이온성 물질, 카르밤산, 극성 용매, 양성자성 용매, 비양성자성 용매, 전해질, 금속염, 비금속염, 아민계 화합물, 카르복실계 화합물, 전하제어제(charge control agent), UVO(ultraviolet ozone) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나에 의한 화학적 표면 처리인, 도장방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 표면 처리는 열, 플라즈마, 초음파, 밀링 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나에 의한 물리적 또는 물리화학적 표면 처리인, 도장방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 비산화물 세라믹 입자가 금속 플레이크(flake), 금속 로드(rod), 금속 입자(powder), 카본블랙(carbon black), 그래핀(graphene), 탄소나노튜브(carbon nano-tube), 풀러렌(fullerene), 멕신(mxene) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 더 포함할 수 있는, 도장방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 비산화물 세라믹 입자의 크기가 1 내지 20,000nm인, 도장방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 비산화물 세라믹 입자가 로드(rod), 구체(spherical), 정사각형(square), 플레이크(flake), 층상(layered structure), 중공상(hollow), 메조포러스(mesoporous) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나인, 도장방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 산화물 세라믹 입자가 금속 성분 및 O로 구성되는, 도장방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 산화물 세라믹 입자의 크기가 1 내지 10,000nm인, 도장방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 바인더 수지가 유기 바인더, 무기 바인더, 양이온성 고분자, 음이온성 고분자, 양친매성 고분자 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나인, 도장방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 산화물 세라믹 입자가 안료, 염료, 경화제, 전하제어제, 전해질, 분산제 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 더 포함하는, 도장방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 도포가 딥 코팅(dip coating), 분무 도장(spray coating), 롤 코팅(roll coating), 바 코팅(bar coating), 쇄모 도장(brush coating), 증착 도장, 스퍼터링, 전기방사 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 방법으로 도포되는, 도장방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 0V 내지 100V의 전압을 인가하는, 도장방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 기판이 철류 금속, 비철류 금속, 플라스틱, 고무, 유리 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인, 도장방법.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 전압을 인가한 후 세척 및 건조 단계를 추가로 더 포함하는, 도장방법.
KR1020170180192A 2017-12-26 2017-12-26 전도성 세라믹 조성물을 이용한 도장방법 KR102145968B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170180192A KR102145968B1 (ko) 2017-12-26 2017-12-26 전도성 세라믹 조성물을 이용한 도장방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170180192A KR102145968B1 (ko) 2017-12-26 2017-12-26 전도성 세라믹 조성물을 이용한 도장방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190078333A KR20190078333A (ko) 2019-07-04
KR102145968B1 true KR102145968B1 (ko) 2020-08-19

Family

ID=67259700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170180192A KR102145968B1 (ko) 2017-12-26 2017-12-26 전도성 세라믹 조성물을 이용한 도장방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102145968B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102377769B1 (ko) * 2020-09-24 2022-03-23 (주)윈스 세라믹 조성물을 이용한 도장방법
WO2023090990A1 (en) * 2021-11-16 2023-05-25 Petroliam Nasional Berhad (Petronas) Graphene paint
KR102588362B1 (ko) * 2022-08-31 2023-10-11 최상일 나노분말을 피도물에 도포하는 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002511903A (ja) 1997-04-23 2002-04-16 セレル（セラミックテクノロジー）リミテッド 積層素地の電気泳動塗装方法
JP2012036314A (ja) 2010-08-09 2012-02-23 Shimizu:Kk 電着塗料用樹脂組成物、水性電着塗料、塗装方法および塗装物

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6579574B2 (en) * 2001-04-24 2003-06-17 3M Innovative Properties Company Variable electrostatic spray coating apparatus and method
KR101693340B1 (ko) * 2014-09-19 2017-01-05 한국세라믹기술원 뵈마이트 졸이 포함된 졸겔 바인더 및 전기영동을 이용한 판상형 세라믹 적층 유무기 복합 코팅방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002511903A (ja) 1997-04-23 2002-04-16 セレル（セラミックテクノロジー）リミテッド 積層素地の電気泳動塗装方法
JP2012036314A (ja) 2010-08-09 2012-02-23 Shimizu:Kk 電着塗料用樹脂組成物、水性電着塗料、塗装方法および塗装物

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190078333A (ko) 2019-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Su et al. Vacuum-assisted layer-by-layer superhydrophobic carbon nanotube films with electrothermal and photothermal effects for deicing and controllable manipulation
Xia et al. Co-modification of polydopamine and KH560 on g-C3N4 nanosheets for enhancing the corrosion protection property of waterborne epoxy coating
KR102145968B1 (ko) 전도성 세라믹 조성물을 이용한 도장방법
JP5050352B2 (ja) 炭素材料薄膜の後処理方法
US8496796B2 (en) Composite films comprising carbon nanotubes and polymer
CN102648246B (zh) 用于向金属或合金层涂覆碳/锡混合物的方法
Montemor et al. Analytical characterisation and corrosion behaviour of bis-aminosilane coatings modified with carbon nanotubes activated with rare-earth salts applied on AZ31 Magnesium alloy
US20110212326A1 (en) Method for coating surfaces with particles and use of the coatings produced by this method
US20080280031A1 (en) Conductive coatings produced by monolayer deposition on surfaces
Jiang et al. Effect of graphene oxide nanosheets and ultrasonic electrodeposition technique on Ni–Mo/graphene oxide composite coatings
US20200337119A1 (en) Heating element, manufacturing method thereof, composition for forming heating element, and heating apparatus
Saji Electrophoretic‐deposited superhydrophobic coatings
Jung et al. A scalable fabrication of highly transparent and conductive thin films using fluorosurfactant-assisted single-walled carbon nanotube dispersions
Jin et al. Graphene-based nanostructured hybrid materials for conductive and superhydrophobic functional coatings
CN113308139B (zh) 一种二维纳米杂化复合防腐涂料填料及其制备方法和应用
Park et al. Photo-generated cathodic protection performance of electrophoretically Co-deposited layers of TiO2 nanoparticles and graphene nanoplatelets on steel substrate
Cabanas-Polo et al. Electrophoretic deposition of α-Fe2O3/chitosan nanocomposite coatings for functional and biomedical applications
Matsui et al. Fabrication of densely packed multi-walled carbon nanotube ultrathin films using a liquid–liquid interface
EP3594968A1 (en) Conductive ceramic composition having excellent electrical conductivity
Naeimi et al. In situ synthesis and electrophoretic deposition of CNT–ZnS: Mn luminescent nanocomposites
CN107119301A (zh) Al/CuO纳米管铝热剂及其制备方法
KR20160060913A (ko) 졸겔 나노입자 분산용매의 유전상수 조절을 통한 입자응집 제어 및 이에 의한 초발수 표면 제조방법
JP2006063436A (ja) 炭素材料薄膜の製膜方法
KR102377769B1 (ko) 세라믹 조성물을 이용한 도장방법
KR102017081B1 (ko) 전기전도도가 우수한 전도성 세라믹 조성물

Legal Events

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