KR102149688B1 - Pearlescent pigment particle and Manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to pearly luster pigment particles, and a method for producing the same. While different metal oxide layers are formed at a coating part coated on a base material, a rutile crystal structure can be easily formed, and the thickness of the coating layer can be easily adjusted. The method for producing pearly luster pigment particles according to an embodiment of the present invention is a method for producing pearly luster pigment particles on which a coating part formed with a plurality of layers is formed on the surface of the base material, and comprises: a first step of preparing a baes material; a second step of preparing a precursor for forming a coating part; and a third step of forming a coating part on the surface of the base material, wherein the thickness of at least one of a plurality of layers for forming the coating part is adjusted by using a titration technique, and a layer composed of metal oxide is formed while the thickness is adjusted.

Description

진주광택 안료 입자 및 이의 제조방법{Pearlescent pigment particle and Manufacturing method thereof}Pearlescent pigment particle and manufacturing method thereof

본 발명은 진주광택 안료 입자 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기재에 코팅되는 코팅부에 서로 다른 금속산화물층을 형성하면서 용이하게 루틸(Rutile) 결정구조를 형성할 수 있고, 코팅층의 두께를 용이하게 조절할 수 있는 진주광택 안료 입자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to pearlescent pigment particles and a method for producing the same, and more particularly, it is possible to easily form a rutile crystal structure while forming different metal oxide layers on the coating portion coated on the substrate, and It relates to pearlescent pigment particles capable of easily adjusting the thickness and a method of manufacturing the same.

진주광택 안료는 진줏빛, 무지갯빛, 금속빛 등이 표현되는 안료를 말한다.Pearlescent pigment refers to a pigment that expresses apricot, iridescent, metallic, etc.

통상의 진주광택 안료는 마이크로 사이즈를 갖는 박편 형태의 운모에 나노 사이즈의 금속산화물 미립자가 치밀하게 코팅된 구조를 가진다. 이때 사용되는 운모 입자의 입도는 진주광택 안료의 종류에 따라서 조절하여 사용하며 보통 0.1 ~ 200㎛를 유지하여야 한다. 운모 입자가 너무 작을 경우에는 광산란이 많이 일어나 광택이 떨어지게 되고, 입자가 너무 클 경우에는 사용상에 있어 제약이 따르기 때문이다. 그래서 통상적으로는 사용되는 진주광택 안료는 운모의 두께를 0.1 ~ 10㎛로 형성하고, 금속산화물 미립자로 형성되는 코팅층의 두께를 10 ~ 150㎚로 형성한다.A typical pearlescent pigment has a structure in which nano-sized metal oxide fine particles are densely coated on mica in the form of flakes having a micro size. At this time, the particle size of the mica particles used is adjusted according to the type of pearlescent pigment, and should be maintained at 0.1 ~ 200㎛. This is because if the mica particles are too small, light scattering occurs a lot, resulting in poor gloss, and if the particles are too large, there are restrictions on use. Therefore, the pearlescent pigments commonly used have a mica thickness of 0.1 to 10 μm, and the thickness of a coating layer formed of metal oxide fine particles is 10 to 150 nm.

한편, 진주광택 안료에 사용되는 금속산화물로는 Ti02, Si02, ZnO, W03 등이 있다. 그리고, 금속산화물을 대신하여 CdS 및 ZnS 등이 사용될 수 있다. 굴절률 기준 500 ~ 600㎚에서 Ti02의 굴절률은 2.84이고, Si02의 굴절률은 1.457이며, ZnO의 굴절률은 2.0이고, W03의 굴절률은 1.67이며, CdS의 굴절률은 2.384이고, ZnS의 굴절률은 2.355이다. 그래서, 원하는 굴절률이 발현되는 소재를 사용하여 기재인 운모의 표면에 해당 소재를 코팅하여 소정의 굴절률을 갖는 진주광택 안료를 제작한다.Meanwhile, examples of metal oxides used in pearlescent pigments include Ti0 2 , Si0 2 , ZnO, and W0 3 . In addition, CdS and ZnS may be used instead of the metal oxide. At a refractive index of 500 to 600 nm, the refractive index of Ti0 2 is 2.84, the refractive index of Si0 2 is 1.457, the refractive index of ZnO is 2.0, the refractive index of W0 3 is 1.67, the refractive index of CdS is 2.384, and the refractive index of ZnS is 2.355 to be. Therefore, a pearlescent pigment having a predetermined refractive index is produced by coating the material on the surface of the mica as a substrate using a material exhibiting a desired refractive index.

진주광택 안료에 사용되는 대표적인 금속산화물은 Ti02로서, Ti02의 결정구조는 루틸(Rutile),아나타제(Anatase) 및 부루카이트(Brookite)으로 나눌 수 있다. 이 중 부루카이트(Brookite)는 매우 불안정하며 순수한 결정을 합성하기 어렵기 때문에 공업적으로 사용되지 않고 있으며, 공업적으로는 루틸(Rutile),아나타제(Anatase) 결정구조의 Ti02가 사용되고 있다. A typical metal oxide used in pearlescent pigments is Ti0 2 , and the crystal structure of Ti0 2 can be divided into rutile, anatase, and brookite. Among them, Burookite is very unstable and is not used industrially because it is difficult to synthesize pure crystals, and Ti0 2 having a crystal structure of Rutile and Anatase is used industrially.

아나타제(Anatase) 결정구조의 경우에는 광활성이 우수하여 광촉매로 주로 사용되며 최근에는 공기청정에 많이 사용되고 있다. 이에 비해 루틸(Rutile) 결정구조는 내광성과 내열성이 우수하여 일반적으로 백색 안료로 사용되고 있다. 한편, 아나타제(Anatase) 결정구조는 Ti02를 코팅하는 과정에서 열을 받으면 상전이가 일어나 결정구조가 루틸(Rutile)로 변하게 되는 특징을 가지고 있다. 안료의 물성면에서 볼 때 루틸(Rutile) 결정구조는 Ti02는 아나타제(Anatase) 결정구조에 비해 내광성, 내열성, 내후성이 우수하고, 색상과 은폐력이 좋으며, 굴절지수가 높기 때문에 진주광택 안료로는 루틸(Rutile) 결정구조의 Ti02가 사용되는 것이 유리하다.In the case of anatase crystal structure, it is mainly used as a photocatalyst because of its excellent photoactivity. Recently, it is widely used for air cleaning. In contrast, the rutile (Rutile) crystal structure is generally used as a white pigment because of its excellent light resistance and heat resistance. On the other hand, the anatase crystal structure has a characteristic that a phase transition occurs when it receives heat in the process of coating Ti0 2 , and the crystal structure changes to rutile. In terms of pigment's physical properties, Ti0 2 has superior light resistance, heat resistance, and weather resistance compared to the anatase crystal structure, has good color and hiding power, and has a high refractive index. It is advantageous that TiO 2 having a rutile crystal structure is used.

또한,Ti02는 광학적 특성이 좋고, 인체에 무해한 물질로 알려져 있을 뿐만 아니라 내식성, 기계적 내구성이 좋은 특징을 가지고 있다. 그리고, 증착형태에 따라 굴절률이 1.9 ~ 2.6을 갖기 때문에 운모에 코팅하였을 때 높은 굴절율을 구사할 수 있다. 특히 루틸(Rutile) 결정구조의 Ti02는 투명하고(Transparent), 양면성(birefringent)을 갖기 때문에 진주광택 안료로 사용하기에는 루틸(Rutile) 결정구조를 형성하는 것이 유리하다. 하지만, Ti02는 일반적인 코팅공정 조건에서 운모에 코팅될 때 아나타제(Anatase) 결정구조로 코팅되는 단점이 있다.In addition, Ti0 2 has good optical properties and is known to be harmless to the human body, as well as good corrosion resistance and mechanical durability. In addition, since the refractive index ranges from 1.9 to 2.6 depending on the deposition type, a high refractive index can be utilized when coated on mica. In particular, since Ti0 2 having a rutile crystal structure is transparent and birefringent, it is advantageous to form a rutile crystal structure for use as a pearlescent pigment. However, when Ti0 2 is coated on mica under general coating process conditions, there is a disadvantage that it is coated with an anatase crystal structure.

한편, 운모와 같은 기재에 Ti02를 코팅하는 방법은 주로 유동층 화학 증착법과 균일침전법이 사용되고 있다.On the other hand, a method of coating Ti0 2 on a substrate such as mica is mainly a fluidized bed chemical vapor deposition method and a uniform precipitation method.

먼저, 유동층 화학 증착법은 기체상태의 원료를 코팅하고자 하는 기재(운모)에 코팅하는 방법이다.First, the fluidized bed chemical vapor deposition method is a method of coating a gaseous raw material on a substrate (mica) to be coated.

화학 증착법을 사용하여 기재(운모)에 Ti02를 코팅하는 경우에는 하기의 화학식 1과 같은 반응이 일어난다.When Ti0 2 is coated on a substrate (mica) by using a chemical vapor deposition method, a reaction as shown in Formula 1 below occurs.

TiCl4 + 2H2O + Mica(운모) → TiO2-Mica + 4HCl … [화학식 1]TiCl 4 + 2H 2 O + Mica (mica) → TiO 2 -Mica + 4HCl… [Formula 1]

하지만, 유동층 화학 증착법을 사용하는 경우에는 기재에 코팅되는 TiO2가 아나타제(Anatase) 결정구조로 형성되기 때문에 TiO2의 아나타제(Anatase) 결정구조를 루틸(Rutile) 결정구조로 상전이시키기 위해서는 코팅 공정 중에 SnO2를 첨가하여야 한다. 하지만, SnO2를 첨가하여 TiO2의 상전이를 유도하기 위해서는 염화티타늄(TiCl4)을 고온으로 가열하여야 하기 때문에 유동층 화학 증착법을 상업적으로 이용하는데는 한계가 있다.However, in the case of using the fluidized bed chemical vapor deposition method, TiO 2 coated on the substrate is formed in an anatase crystal structure. Therefore, in order to phase change the anatase crystal structure of TiO 2 to a rutile crystal structure, during the coating process SnO 2 should be added. However, to the addition of SnO 2 to induce a phase transition of the TiO 2 it has a limit in commercial use in a fluidized bed chemical vapor deposition because it must heat the titanium tetrachloride (TiCl 4) at a high temperature.

그리고, 균일침전법은 침전이 생성될 때 용액에 외부로부터 침전제를 가하는 일 없이 가수분해 등의 용액 반응을 통하여 OH- 이온을 방출시켜 침전이 이루어지게 하는 방법이다.In addition, the homogeneous precipitation method is a method of releasing OH - ions through a solution reaction such as hydrolysis without adding a precipitant to the solution when precipitation is generated, thereby causing precipitation.

균일침전법을 사용하여 기재(운모)에 Ti02를 코팅하는 경우에는 하기의 화학식 2과 같은 반응이 일어난다.When Ti0 2 is coated on a substrate (mica) using a homogeneous precipitation method, a reaction as shown in Formula 2 below occurs.

TiOSO4 + Mica(운모) + H2O → TiO2-Mica + H2SO4 … [화학식 2]TiOSO 4 + Mica + H 2 O → TiO 2 -Mica + H 2 SO 4 … [Formula 2]

균일침전법을 사용하는 경우에는 운모를 포함한 초순수에 일정 온도를 가해주면서 티타늄염 용액을 첨가하고 교반하면, 티타늄염이 가수분해 되어 티타늄 수화물이 침전을 형성하여 운모의 표면에 코팅된다. 하지만, 균일침전법은 반응과정 중 강산성을 나타내므로 안전을 위하여 pH를 중성화시킬 필요가 있다. 또한, 균일침전법을 사용하는 경우에는 침전되는 Ti02가 타원형의 불규칙적인 형상을 갖기때문에 그 형상에 의해 빛의 산란을 발생시키므로 진주광택 효과를 감소시키는 원인이 된다.In the case of using the homogeneous precipitation method, when a titanium salt solution is added and stirred while applying a constant temperature to ultrapure water including mica, the titanium salt is hydrolyzed to form a precipitate and the titanium hydrate is coated on the surface of the mica. However, since the homogeneous precipitation method exhibits strong acidity during the reaction process, it is necessary to neutralize the pH for safety. In addition, in the case of using the uniform precipitation method, since TiO 2 to be precipitated has an elliptical irregular shape, light scattering is caused by the shape, which causes a decrease in the pearlescent effect.

상기의 배경기술로서 설명된 내용은 본 발명에 대한 배경을 이해하기 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The content described above as the background art is only for understanding the background of the present invention, and should not be taken as an acknowledgment that it corresponds to the prior art already known to those of ordinary skill in the art.

등록특허공보 제10-1858414호 (2013.05.09)Registered Patent Publication No. 10-1858414 (2013.05.09)

본 발명은 Ti02를 기재에 코팅하는 경우에 SnO를 활용하여 낮은 온도에서도 루틸(Rutile) 결정구조를 손쉽게 형성할 수 있는 진주광택 안료 입자 및 이의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a pearlescent pigment particle capable of easily forming a rutile crystal structure even at a low temperature by using SnO when Ti0 2 is coated on a substrate, and a method for producing the same.

또한, 본 발명은 Ti02를 유동층 화학 증착법이나 균일침전법을 사용하지 않고, 적정(Titration)법을 사용하여 코팅함으로써 코팅층의 두께를 용이하게 조절할 수 있는 진주광택 안료 입자 및 이의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a pearlescent pigment particle capable of easily adjusting the thickness of the coating layer by coating Ti0 2 using a titration method without using a fluidized bed chemical vapor deposition method or a uniform precipitation method, and a method for manufacturing the same. .

본 발명의 일 실시형태에 따른 진주광택 안료 입자는 기재와; 상기 기재의 표면에 코팅되되, 적어도 2종의 서로 다른 금속산화물이 단계적으로 코팅되어 형성되는 코팅부를 포함한다.Pearlescent pigment particles according to an embodiment of the present invention comprises a substrate; Doedoe coated on the surface of the substrate, and includes a coating formed by coating at least two different metal oxides in stages.

상기 코팅부는, 상기 기재의 표면에 코팅되는 제 1 금속산화물층과; 상기 제 1 금속산화물층의 표면에 코팅되는 제 2 금속산화물층과; 상기 제 2 금속산화물층의 표면에 코팅되는 보호층을 포함한다.The coating unit may include a first metal oxide layer coated on the surface of the substrate; A second metal oxide layer coated on the surface of the first metal oxide layer; And a protective layer coated on the surface of the second metal oxide layer.

상기 기재는 박편의 운모(Mica)이고, 상기 코팅부는, 상기 제 1 금속산화물층은 루틸(Rutile) 결정구조의 산화주석(SnO)으로 형성되고, 상기 제 2 금속산화물층은 루틸(Rutile) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2)으로 형성되며, 상기 보호층은 규산나트륨(Na2SiO3)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The substrate is mica of flakes, the coating part, the first metal oxide layer is formed of tin oxide (SnO) having a rutile crystal structure, and the second metal oxide layer is a rutile crystal The structure is formed of titanium dioxide (TiO 2 ), and the protective layer is characterized in that it is formed of sodium silicate (Na 2 SiO 3 ).

상기 코팅부는 상기 보호층의 표면에 루틸(Rutile) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2)으로 형성되되, 상기 제 2 금속산화물층의 두께와 다른 두께로 형성되는 제 3 금속산화물층이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.The coating part is formed of titanium dioxide (TiO 2 ) having a rutile crystal structure on the surface of the protective layer, and a third metal oxide layer formed with a thickness different from that of the second metal oxide layer is further formed. It is characterized.

제 2 금속산화물층과 제 3 금속산화물층의 두께는 각각 10 ~ 150㎚로 형성되는 것을 특징으로 한다.The second metal oxide layer and the third metal oxide layer have a thickness of 10 to 150 nm, respectively.

한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 진주광택 안료 입자의 제조방법은 기재의 표면에 복수의 층으로 형성되는 코팅부가 형성되는 진주광택 안료 입자를 제조하는 방법으로서, 기재를 준비하는 제 1 단계와; 코팅부를 형성하는 전구체를 준비하는 제 2 단계와; 상기 기재의 표면에 코팅부를 형성하되, 코팅부를 형성하는 복수의 층 중 적어도 어느 한 층은 적정(Titration)법을 사용하여 그 두께를 조절하면서 금속산화물로 이루어지는 층을 형성하는 제 3 단계를 포함한다.On the other hand, the method for producing pearlescent pigment particles according to an embodiment of the present invention is a method of manufacturing pearlescent pigment particles in which a coating portion formed in a plurality of layers is formed on the surface of a substrate, comprising a first step of preparing a substrate and ; A second step of preparing a precursor for forming a coating; Forming a coating on the surface of the substrate, wherein at least one of the plurality of layers forming the coating includes a third step of forming a layer made of metal oxide while adjusting its thickness using a titration method. .

상기 제 1 단계에서, 상기 기재는 천연 운모 또는 합성 운모를 사용하여 0.1 ~ 10㎛의 두께를 갖는 박편으로 준비하고, 상기 제 2 단계에서, 상기 전구체는 제 1 금속산화물층을 형성하는 산화주석(SnO) 전구체와, 제 2 금속산화물층을 형성하는 이산화티타늄(TiO2) 전구체를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the first step, the substrate is prepared as a thin flake having a thickness of 0.1 to 10 μm using natural mica or synthetic mica, and in the second step, the precursor is tin oxide forming a first metal oxide layer ( It is characterized in that it comprises a SnO) precursor and a titanium dioxide (TiO 2 ) precursor forming a second metal oxide layer.

삭제delete

상기 제 3 단계는, 교반봉과 내벽사이에 전류가 흐르는 반응기에, 초순수(D.I Water)와 기재를 투입하는 제 1 과정과; 상기 반응기에 HCl과 상기 산화주석(SnO) 전구체를 투입하고 교반하여 상기 기재의 표면에 루틸(Rutile) 결정구조의 산화주석(SnO)으로 형성되는 제 1 금속산화물층을 형성하는 제 2 과정과; 상기 반응기에 HCl과 상기 이산화티타늄(TiO2) 전구체를 투입하고 교반하여 상기 제 1 금속산화물층의 표면에 루틸(Rutile) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2)으로 형성되는 제 2 금속산화물층을 형성하는 제 3 과정과; 상기 반응기에서 탈수를 실시한 다음 초순수를 이용하여 상기 제 1 금속산화물층와 제 2 금속산화물층이 형성된 기재를 세척하는 제 4 과정과; 상기 제 1 금속산화물층와 제 2 금속산화물층이 형성된 기재를 건조하여 안료 입자를 회수하는 제 5 과정을 포함한다.The third step includes: a first process of injecting ultrapure water and a substrate into a reactor through which a current flows between the stirring rod and the inner wall; A second process of forming a first metal oxide layer formed of tin oxide (SnO) having a rutile crystal structure on the surface of the substrate by introducing and stirring HCl and the tin oxide (SnO) precursor into the reactor; HCl and the titanium dioxide (TiO 2 ) precursor are added to the reactor and stirred to form a second metal oxide layer formed of titanium dioxide (TiO 2 ) having a rutile crystal structure on the surface of the first metal oxide layer. The third process; A fourth process of dehydrating in the reactor and then washing the substrate on which the first metal oxide layer and the second metal oxide layer are formed using ultrapure water; And a fifth process of recovering pigment particles by drying the substrate on which the first metal oxide layer and the second metal oxide layer are formed.

삭제delete

상기 제 3 단계는, 상기 제 5 과정 이후에 안료 입자의 표면에 규산나트륨(Na2SiO3)을 코팅하여 보호층을 더 형성하는 제 6 과정을 더 포함한다.The third step further includes a sixth step of further forming a protective layer by coating sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) on the surface of the pigment particles after the fifth step.

상기 제 6 과정 이후에 교반봉과 내벽사이에 전류가 흐르는 반응기에, 초순수(D.I Water)와 상기 보호층이 형성된 안료 입자를 투입하는 제 7 과정과; 상기 반응기에 HCl과 상기 이산화티타늄(TiO2) 전구체를 투입하고 교반하여 상기 보호층의 표면에 루틸(Rutile) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2)으로 형성되는 제 3 금속산화물층을 형성하는 제 8 과정을 더 포함한다.A seventh process of injecting ultrapure water and pigment particles having the protective layer formed therein into a reactor through which an electric current flows between the stirring rod and the inner wall after the sixth process; The eighth to form a third metal oxide layer formed of titanium dioxide (TiO 2 ) having a rutile crystal structure on the surface of the protective layer by adding HCl and the titanium dioxide (TiO 2 ) precursor to the reactor and stirring It includes more processes.

상기 제 3 과정과 제 8 과정은 이산화티타늄(TiO2) 전구체를 투입하고 교반하는 시간을 조절하여 제 2 금속산화물층 및 제 3 금속산화물층의 형성 두께를 조절하는 것을 특징으로 한다.The third and eighth processes are characterized in that the thickness of formation of the second metal oxide layer and the third metal oxide layer is adjusted by adjusting a time for adding and stirring a titanium dioxide (TiO 2 ) precursor.

상기 제 3 과정과 제 8 과정은 pH 1.6 및 온도 70 ~ 80℃ 조건에서 3 ~ 12 동안 교반하는 것을 특징으로 한다.The third and eighth processes are characterized by stirring for 3 to 12 at a pH of 1.6 and a temperature of 70 to 80°C.

상기 제 3 과정과 제 8 과정은 코팅속도를 20 ~ 30㎚/hr로 유지하는 것을 특징으로 한다.The third and eighth processes are characterized in that the coating speed is maintained at 20 to 30 nm/hr.

본 발명의 실시예에 따르면, 기재에 Ti02를 코팅하는 경우에 SnO를 활용하여 낮은 온도에서도 루틸(Rutile) 결정구조의 Ti02를 손쉽게 형성할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, when Ti0 2 is coated on a substrate, the effect of easily forming Ti0 2 having a rutile crystal structure can be expected even at a low temperature by using SnO.

또한, 적정(Titration)법을 사용하여 코팅함으로써 코팅층의 두께를 용이하게 조절할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.In addition, by coating using a titration method, the effect of easily adjusting the thickness of the coating layer can be expected.

그리고, 종래의 유동층 화학 증착법이나 균일침전법보다 생산시간과 생산량 측면에서 우수하고, 제조비용이 낮으면서도 높은 품질의 진주광택 안료를 생산할 수 있다.In addition, compared to the conventional fluidized bed chemical vapor deposition method or uniform precipitation method, it is superior in terms of production time and production volume, and can produce pearlescent pigments of high quality while having low manufacturing costs.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 코팅부를 3층 이상의 복합층으로 형성하여 굴절률을 우수하게 형성할 수 있고, 이에 따라 각도에 따라 직접 색상과 간접 색상이 변하는 색의 이방성, 2색성, 복굴절을 나타낼 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to form the coating part as a composite layer of three or more layers to form an excellent refractive index, and accordingly, anisotropy, dichroism, and birefringence of colors that change direct and indirect colors according to angles Can be indicated.

그리고, 루틸(Rutile) 결정구조의 Ti02를 손쉽게 형성할 수 있기 때문에 내용제성이 우수하여 진주광택 안료의 사용용도를 광범위하게 확장할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.In addition, since Ti0 2 having a rutile crystal structure can be easily formed, the solvent resistance is excellent, and the effect of expanding the use of pearlescent pigments can be expected.

또한, 두 가지 이상의 금속산화물을 코팅하여 종래보다 빛의 흡수율을 감소시키고 반사율을 증가시켜 광택을 더 효과적으로 표현할 수 있다. In addition, by coating two or more metal oxides, it is possible to more effectively express gloss by reducing the absorption rate of light and increasing the reflectance than before.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진주광택 입자를 보여주는 단면도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진주광택 입자를 보여주는 단면도이며,
1 is a cross-sectional view showing pearlescent particles according to an embodiment of the present invention,
2 is a cross-sectional view showing pearlescent particles according to another embodiment of the present invention,

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art It is provided to inform you. In the drawings, the same reference numerals refer to the same elements.

먼저, 본 발명의 용이한 설명을 위하여 굴절률에 대하여 먼저 설명한다.First, the refractive index is first described for easy description of the present invention.

굴절률이란, 서로 다른 매질로 빛이 진행할 때 광속이 줄어드는 비율을 말한다. 광학적으로 빛은 입자이면서 파동인 파동-입자 이중성을 가지고 있다. 빛의 파동은 서로 성질이 다른 매질에서 속도에 차이가 있다. 즉, 공기 또는 진공에서 빛이 진행할 때와 빛이 TiO2에 충돌하여 반사광과 굴절광으로 나누어질 때 속도가 다르다는 것이다. 이렇듯 빛이 서로 다른 매질의 경계면을 통과하여 꺽이는 정도를 굴절률이라고 한다.The refractive index refers to the rate at which the light flux decreases when light travels in different media. Optically, light has a wave-particle duality, which is both a particle and a wave. Light waves differ in speed in different media. That is, the speed is different when light travels in air or vacuum and when light collides with TiO 2 and is divided into reflected light and refracted light. As such, the degree to which light passes through the interface of different media and bends is called the refractive index.

한편, 기준이 되는 매질을 공기로 보고 그에 반하는 매질을 TiO2로 보았을 때, TiO2의 결정구조가 루틸(Rutile) 상이면 상대 굴절률은 약 2.84이고, 이는 다른 금속산화물보다 굴절률이 높은 것으로 알려져 있다. 이러한 상대굴절률은 스넬의 법칙으로 설명할 수 있다.On the other hand, when the standard medium is air and the opposite medium is TiO 2 , when the crystal structure of TiO 2 is a rutile phase, the relative refractive index is about 2.84, which is known to have a higher refractive index than other metal oxides. This relative refractive index can be explained by Snell's law.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진주광택 입자를 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing pearlescent particles according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 진주광택 입자는 기재(100)와; 상기 기재(100)의 표면에 코팅되되, 적어도 2종의 서로 다른 금속산화물이 단계적으로 코팅되어 형성되는 코팅부(200)를 포함한다.As shown in Figure 1, pearlescent particles according to an embodiment of the present invention include a substrate 100; It is coated on the surface of the substrate 100, and includes a coating portion 200 formed by coating at least two different metal oxides in stages.

기재(100)는 박편의 운모(Mica)가 사용된다. 이때 운모는 천연 운모 또는 합성 운모가 사용될 수 있다.The substrate 100 is made of flakes of mica. In this case, natural mica or synthetic mica may be used as the mica.

예를 들어 기재(100)는 굴절률은 약 1.5 정도이며 두께가 0.1 ~ 10㎛의 두께를 갖는 박편형상의 운모를 사용할 수 있다. 이때 색상은 백색이고, 표면이 고른 것을 사용하는 것이 바람직하다.For example, the base material 100 may use a flake-shaped mica having a refractive index of about 1.5 and a thickness of 0.1 to 10 μm. At this time, the color is white, and it is preferable to use one with an even surface.

코팅부(200)는 다양한 굴절률을 갖도록 서로 다른 금속산화물을 단계적으로 코팅하여 복수의 층으로 구현할 수 있다.The coating part 200 may be implemented as a plurality of layers by coating different metal oxides in stages to have various refractive indices.

예를 들어 코팅부(200)는 기재의 표면에 코팅되는 제 1 금속산화물층(210)과; 제 1 금속산화물층(210)의 표면에 코팅되는 제 2 금속산화물층(220)과; 제 2 금속산화물층(220)의 표면에 코팅되는 보호층(230)을 포함한다.For example, the coating part 200 may include a first metal oxide layer 210 coated on the surface of the substrate; A second metal oxide layer 220 coated on the surface of the first metal oxide layer 210; It includes a protective layer 230 coated on the surface of the second metal oxide layer 220.

이때 제 1 금속산화물층(210)은 루틸(Rutile) 결정구조의 산화주석(SnO)으로 형성되고, 제 2 금속산화물층(220)은 루틸(Rutile) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2)으로 형성되며, 보호층(230)은 규산나트륨(Na2SiO3)으로 형성되는 것이 바람직하다.At this time, the first metal oxide layer 210 is formed of tin oxide (SnO) having a rutile (Rutile) crystal structure, and the second metal oxide layer 220 is formed of titanium dioxide (TiO 2 ) having a rutile (Rutile) crystal structure. And, the protective layer 230 is preferably formed of sodium silicate (Na 2 SiO 3 ).

그래서, 제 1 금속산화물층(210)과 제 2 금속산화물층(220)이 서로 다른 고굴절귤을 형성하여 색상 발현이 뚜렷하고, 직접 색상과 간접 색상이 분명하여 고휘도성을 갖는 진주광택 안료를 구현할 수 있다.Therefore, since the first metal oxide layer 210 and the second metal oxide layer 220 form different high refractive oranges, the color expression is clear, and the direct and indirect colors are clear, so that a pearlescent pigment having high luminance can be implemented. have.

한편, 제 1 금속산화물층(210)은 루틸(Rutile) 결정구조의 산화주석(SnO)으로 형성되는데, 루틸(Rutile) 결정구조의 산화주석(SnO)은 제 1 금속산화물층(210)이 표면에 형성되는 제 2 금속산화물층(220)의 형성시 낮은 온도에서도 이산화티타늄(TiO2)이 아나타제(Anatase) 결정구조에서 루틸(Rutile) 결정구조로 상전이되도록 유도한다.On the other hand, the first metal oxide layer 210 is formed of tin oxide (SnO) having a rutile crystal structure, and the tin oxide (SnO) having a rutile crystal structure has a surface of the first metal oxide layer 210 When the second metal oxide layer 220 is formed, titanium dioxide (TiO 2 ) is induced to undergo a phase transition from an anatase crystal structure to a rutile crystal structure even at a low temperature.

제 1 금속산화물층(210)을 형성하는 산화주석(SnO)은 빛의 흡수율을 감소시키는 특징이 있고, 빛의 흡수와 반사는 보색효과를 지니고 있기 때문에 제 1 금속산화물층(210)을 산화주석(SnO)으로 형성함으로써 우수한 굴절률의 진주광택 안료를 구현할 수 있다.Tin oxide (SnO) forming the first metal oxide layer 210 has a characteristic of reducing the absorption rate of light, and since the absorption and reflection of light has a complementary color effect, the first metal oxide layer 210 is formed of tin oxide. By forming with (SnO), it is possible to implement a pearlescent pigment having an excellent refractive index.

제 2 금속산화물층(220)은 루틸(Rutile) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2)으로 형성되는데, 제 1 금속산화물층(210)이 루틸(Rutile) 결정구조의 산화주석(SnO)으로 형성되기 때문에 낮은 온도에서 루틸(Rutile) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2) 상전이를 유도하여 손쉽게 구현할 수 있다. 이때 제 2 금속산화물층(220)은 적정(Titration)법을 사용하여 그 두께를 조절하면서 형성할 수 있다. 이때 제 2 금속산화물층(220)의 두께는 10 ~ 150㎚로 형성되는 것이 바람직하다.The second metal oxide layer 220 is formed of titanium dioxide (TiO 2 ) having a rutile (Rutile) crystal structure, and the first metal oxide layer 210 is formed of tin oxide (SnO) having a rutile (Rutile) crystal structure. Therefore, it can be easily implemented by inducing a phase transition of titanium dioxide (TiO 2 ) of a rutile crystal structure at a low temperature. At this time, the second metal oxide layer 220 may be formed while adjusting its thickness using a titration method. At this time, it is preferable that the thickness of the second metal oxide layer 220 is 10 to 150 nm.

제 2 금속산화물층(220)을 형성하는 이산화티타늄(TiO2)은 굴절률이 매우 크고 이방성과 비독성을 가지고 있으며, 은폐력이 높아 모든 용매에 녹지 않는 특징을 가지고 있다. 또한, NaOH 등 강염기성과 티타늄을 적정법으로 합성하여 수산화 티타늄을 합성하고, 이 수산화 티타늄은 발색반응(또는 정색반응)이 뛰어나기 때문에 무광에서 유광으로 진주광택 안료를 합성하는데 유리하고, 발색력과 착색력이 뛰어나 종래의 진주광택 안료보다 품질이 좋은 진주광택 안료를 구현할 수 있다.Titanium dioxide (TiO 2 ) forming the second metal oxide layer 220 has a very high refractive index, has anisotropy and non-toxic properties, and has a high hiding power and is not soluble in all solvents. In addition, titanium hydroxide is synthesized by synthesizing strong basicity such as NaOH and titanium by an appropriate method, and this titanium hydroxide is advantageous in synthesizing pearlescent pigments from matt to gloss because it has excellent color development (or color reaction). Excellent pearlescent pigments can be implemented with better quality than conventional pearlescent pigments.

보호층(230)은 무기접착제인 규산나트륨(Na2SiO3)으로 형성되는 것이 바람직하다.The protective layer 230 is preferably formed of sodium silicate (Na 2 SiO 3 ), which is an inorganic adhesive.

보호층(230)을 형성하는 규산나트륨(Na2SiO3)은 내용제성을 갖는 무기접착제로서, 제 2 금속산화물층(220)이 갖는 내용제성을 더욱 강화시킬 수 있다.Sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) forming the protective layer 230 is an inorganic adhesive having solvent resistance, and may further enhance the solvent resistance of the second metal oxide layer 220.

한편, 본 발명은 굴절률을 보다 다양하게 구현하기 위하여 코팅부에 금속산화물층을 더 형성할 수 있다.On the other hand, in the present invention, a metal oxide layer may be further formed on the coating portion in order to implement a more diverse refractive index.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진주광택 입자를 보여주는 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing pearlescent particles according to another embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 진주광택 입자는 전술된 실시예와 마찬가지로 기재(100)와; 상기 기재(100)의 표면에 코팅되되, 적어도 2종의 서로 다른 금속산화물이 단계적으로 코팅되어 형성되는 코팅부(200)를 포함한다. 그리고, 코팅부(200)는, 기재(100)의 표면에 코팅되는 제 1 금속산화물층(210)과; 제 1 금속산화물층(210)의 표면에 코팅되는 제 2 금속산화물층(220)과; 제 2 금속산화물층(220)의 표면에 코팅되는 보호층(230)을 포함한다. 다만, 본 실시예에서는 보호층(230)의 표면에 루틸(Rutile) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2)으로 형성되되, 상기 제 2 금속산화물층(220)의 두께와 다른 두께로 형성되는 제 3 금속산화물층(240)이 더 형성된다.As shown in Figure 2, the pearlescent particles according to another embodiment of the present invention include a substrate 100 as in the above-described embodiment; It is coated on the surface of the substrate 100, and includes a coating portion 200 formed by coating at least two different metal oxides in stages. In addition, the coating unit 200 includes a first metal oxide layer 210 coated on the surface of the substrate 100; A second metal oxide layer 220 coated on the surface of the first metal oxide layer 210; It includes a protective layer 230 coated on the surface of the second metal oxide layer 220. However, in this embodiment, a third metal formed of titanium dioxide (TiO2) having a rutile crystal structure on the surface of the protective layer 230 is formed to have a thickness different from that of the second metal oxide layer 220 An oxide layer 240 is further formed.

이때 제 3 금속산화물층(240)은 제 2 금속산화물층(220)과 마찬가지로 루틸(Rutile) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2)으로 형성되는 것이 바람직하다.In this case, the third metal oxide layer 240 is preferably formed of titanium dioxide (TiO 2 ) having a rutile crystal structure, like the second metal oxide layer 220.

이때 제 3 금속산화물층(240)도 제 2 금속산화물층(220)과 마찬가지로 적정(Titration)법을 사용하여 그 두께를 조절하면서 형성할 수 있다. 그래서 제 3 금속산화물층(240)의 두께도 10 ~ 150㎚로 형성되는 것이 바람직하다. 다만, 제 3 금속산화물층의 두께는 제 2 금속산화물층(220)의 두께와 서로 다른 두께로 형성하는 것이 바람직하다.In this case, the third metal oxide layer 240 may be formed while adjusting its thickness using a titration method similar to the second metal oxide layer 220. Therefore, it is preferable that the thickness of the third metal oxide layer 240 is also formed to be 10 to 150 nm. However, it is preferable that the thickness of the third metal oxide layer is different from that of the second metal oxide layer 220.

그래서, 제 2 금속산화물층(220)과 최외각으로 노출되는 제 3 금속산화물층(240)에 의해 직접 색과 간접 색의 차이를 두어 진주광택 안료의 다양한 색 구현을 가능하게 할 수 있다.Thus, a difference between a direct color and an indirect color may be provided by the second metal oxide layer 220 and the third metal oxide layer 240 exposed to the outermost side, thereby enabling various colors of the pearlescent pigment to be realized.

상기와 같이 구성되는 진주광택 안료의 제조방법에 대하여 설명한다.A method for producing a pearlescent pigment constructed as described above will be described.

본 발명의 일 실시예에 따른 진주광택 안료의 제조방법은 기재를 준비하는 제 1 단계와; 코팅부를 형성하는 전구체를 준비하는 제 2 단계와; 상기 기재의 표면에 코팅부를 형성하되, 코팅부를 형성하는 복수의 층 중 적어도 어느 한 층은 적정(Titration)법을 사용하여 그 두께를 조절하면서 금속산화물로 이루어지는 층을 형성하는 제 3 단계를 포함한다.A method for producing a pearlescent pigment according to an embodiment of the present invention includes: a first step of preparing a substrate; A second step of preparing a precursor for forming a coating; Forming a coating on the surface of the substrate, wherein at least one of the plurality of layers forming the coating includes a third step of forming a layer made of metal oxide while adjusting its thickness using a titration method. .

이때 제 1 단계에서, 기재는 천연운모 또는 합성운모를 사용하여 0.1 ~ 10㎛의 두께를 갖는 박편으로 준비한다.At this time, in the first step, the substrate is prepared as a flake having a thickness of 0.1 to 10 μm using natural mica or synthetic mica.

그리고, 제 2 단계에서, 전구체는 제 1 금속산화물층을 형성하는 산화주석(SnO) 전구체와, 제 2 금속산화물층을 형성하는 이산화티타늄(TiO2) 전구체를 별도로 준비한다.In the second step, a tin oxide (SnO) precursor forming a first metal oxide layer and a titanium dioxide (TiO 2 ) precursor forming a second metal oxide layer are separately prepared as the precursor.

여기서, 산화주석(SnO) 전구체는 산화주석(Tin Oxide)계 물질을 사용하고, 이산화티타늄(TiO2) 전구체는 TiOCl2를 사용한다.Here, the tin oxide (SnO) precursor uses a tin oxide (Tin Oxide)-based material, and the titanium dioxide (TiO 2 ) precursor uses TiOCl 2 .

이렇게 기재, 산화주석(SnO) 전구체 및 이산화티타늄(TiO2) 전구체가 준비되면, 기재에 복수 층의 코팅부를 순차적으로 코팅한다.When the substrate, the tin oxide (SnO) precursor and the titanium dioxide (TiO 2 ) precursor are prepared, a plurality of layers of coatings are sequentially coated on the substrate.

그래서, 제 3 단계는 교반봉과 내벽사이에 전류가 흐르는 반응기에, 초순수(D.I Water)와 기재를 투입하는 제 1 과정과; 상기 반응기에 HCl과 상기 산화주석(SnO) 전구체를 투입하고 교반하여 상기 기재의 표면에 루틸(Rutile) 결정구조의 산화주석(SnO)으로 형성되는 제 1 금속산화물층을 형성하는 제 2 과정과; 상기 반응기에 HCl과 상기 이산화티타늄(TiO2) 전구체를 투입하고 교반하여 상기 제 1 금속산화물층의 표면에 루틸(Rutile) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2)으로 형성되는 제 2 금속산화물층을 형성하는 제 3 과정과; 상기 반응기에서 탈수를 실시한 다음 초순수를 이용하여 상기 제 1 금속산화물층와 제 2 금속산화물층이 형성된 기재를 세척하는 제 4 과정과; 상기 제 1 금속산화물층와 제 2 금속산화물층이 형성된 기재를 건조하여 안료 입자를 회수하는 제 5 과정을 포함한다.So, the third step includes a first process of introducing ultrapure water (DI Water) and a substrate into a reactor through which an electric current flows between the stirring rod and the inner wall; A second process of forming a first metal oxide layer formed of tin oxide (SnO) having a rutile crystal structure on the surface of the substrate by introducing and stirring HCl and the tin oxide (SnO) precursor into the reactor; HCl and the titanium dioxide (TiO 2 ) precursor are added to the reactor and stirred to form a second metal oxide layer formed of titanium dioxide (TiO 2 ) having a rutile crystal structure on the surface of the first metal oxide layer. The third process; A fourth process of dehydrating in the reactor and then washing the substrate on which the first metal oxide layer and the second metal oxide layer are formed using ultrapure water; And a fifth process of recovering pigment particles by drying the substrate on which the first metal oxide layer and the second metal oxide layer are formed.

한편, 제 2 금속산화물층을 형성하는 제 3 과정은 적정(Titration)법을 사용하여 제 2 금속산화물층의 두께를 조절할 수 있다.Meanwhile, in the third process of forming the second metal oxide layer, the thickness of the second metal oxide layer may be adjusted using a titration method.

제 3 과정에서는 적정(Titration)법을 사용하여 기재의 표면, 바람직하게는 제 1 금속산화물층이 형성된 기재의 표면에 Ti02를 코팅하는 경우에는 하기의 화학식 3과 같은 반응이 일어난다.In the third process, when Ti0 2 is coated on the surface of the substrate, preferably the surface of the substrate on which the first metal oxide layer is formed, by using a titration method, a reaction as shown in Formula 3 below occurs.

TiOCl2 + 2NaOH + Mica(운모) → TiO2-Mica + 2NaCl + H2O … [화학식 3]TiOCl 2 + 2NaOH + Mica (mica) → TiO 2 -Mica + 2NaCl + H 2 O… [Formula 3]

상기 적정(Titration)법이란, 정량분석에서의 중요한 조작 중 하나로 용량분석에 있어서 시험재료 물질 용액의 일정량과 반응하는 데 필요하고, 농도를 알고 있는 시약의 양을 구하여, 계산에 의해서 시험재료의 농도를 알아내어 한 방울씩 떨어트려 코팅하는 방법이다. 따라서, 염화 티타늄(TiOCl2)을 암모니아나 수산화나트륨(2NaOH)으로 중화반응시켜 생성된 이산화티타늄(TiO2)을 침전시켜 운모(Mica)에 코팅하는 방법으로 생산적으로 코팅층의 두께를 조절하기 용이하다.The titration method is one of the important operations in quantitative analysis, and is required to react with a certain amount of a solution of a test material in a dose analysis, and the amount of a reagent with a known concentration is obtained, and the concentration of the test material is calculated. It is a method of finding out and coating it drop by drop. Therefore, it is easy to control the thickness of the coating layer productively by depositing titanium dioxide (TiO 2 ) generated by neutralizing titanium chloride (TiOCl 2 ) with ammonia or sodium hydroxide (2NaOH) and coating it on mica. .

그리고, 제 5 과정 이후에는 안료 입자의 표면에 규산나트륨(Na2SiO3)을 코팅하여 제 2 금속산화물층의 표면에 보호층을 더 형성하는 제 6 과정을 더 실시한다.And, after the fifth process, a sixth process of further forming a protective layer on the surface of the second metal oxide layer by coating sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) on the surface of the pigment particles is further performed.

한편, 전술된 다른 실시예와 같이 보호층의 표면에 제 3 금속산화층을 더 형성하기 위하여 제 6 과정 이후에, 교반봉과 내벽사이에 전류가 흐르는 반응기에, 초순수(D.I Water)와 상기 보호층이 형성된 안료 입자를 투입하는 제 7 과정과; 상기 반응기에 HCl과 상기 이산화티타늄(TiO2) 전구체를 투입하고 교반하여 상기 보호층의 표면에 루틸(Rutile) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2)으로 형성되는 제 3 금속산화물층을 형성하는 제 8 과정을 더 실시할 수 있다.Meanwhile, in order to further form a third metal oxide layer on the surface of the protective layer as in the other embodiments described above, after the sixth process, in a reactor through which a current flows between the stirring rod and the inner wall, ultrapure water (DI Water) and the protective layer are A seventh process of injecting the formed pigment particles; The eighth to form a third metal oxide layer formed of titanium dioxide (TiO 2 ) having a rutile crystal structure on the surface of the protective layer by adding HCl and the titanium dioxide (TiO 2 ) precursor to the reactor and stirring The process can be carried out further.

상기와 같은 진주광택 안료의 제조방법을 구체적인 실시예를 통하여 설명한다.A method of manufacturing the pearlescent pigment as described above will be described through specific examples.

본 발명은 적정(Titration)법을 사용하여 제 2 금속산화물층의 형성 두께를 조절하기 위하여 전술된 제 3 과정에서 이산화티타늄(TiO2) 전구체를 투입하고 교반하는 시간을 조절하는 것이 바람직하다.In the present invention, in order to control the formation thickness of the second metal oxide layer using a titration method, it is preferable to control the time for injecting and stirring the titanium dioxide (TiO 2 ) precursor in the third process.

[실시예 1][Example 1]

50ℓ 반응기에 D.I Water 15 ~ 30ℓ와 0.1 ~ 10㎛의 운모(Calcium Aluminium Borosilicate) 1.5 ~ 3.5㎏를 투입하고 온도를 70 ~ 80℃로 유지한 상태에서 교반한다. 이때 교반봉은 Mo가 합성된 SU316L재질의 스테인레스 스틸(Stainlee steel)을 사용하고, Moter Stirrer로 하여금 교반을 시작한다.15 ~ 30ℓ of D.I Water and 1.5 ~ 3.5kg of 0.1 ~ 10㎛ mica (Calcium Aluminum Borosilicate) are added to a 50ℓ reactor and stirred while maintaining the temperature at 70 ~ 80℃. At this time, the stirring rod uses stainless steel made of SU316L material in which Mo is synthesized, and the Moter Stirrer starts stirring.

그리고, 반응기로 원료를 투입할 수 있는 탱크를 4개 준비한다.Then, four tanks into which raw materials can be injected into the reactor are prepared.

그래서, 제 1 탱크에는 이산화티타늄(TiO2) 전구체, 즉 TiOCl2를 준비하고, 제 2 탱크에는 HCl 15 ~ 25ℓ와, D.I Water 15 ~ 25㎏과, 산화주석(SnO) 전구체인 산화주석(Tin Oxide) 0.5 ~ 2.5㎏를 교반하여 준비한다.So, a titanium dioxide (TiO 2 ) precursor, that is, TiOCl 2 is prepared in the first tank, and 15 to 25 ℓ of HCl, 15 to 25 kg of DI water, and tin oxide (Tin oxide) as a precursor of tin oxide (SnO) are prepared in the second tank. Oxide) 0.5 ~ 2.5kg is prepared by stirring.

그리고, 제 3 탱크에는 pH 조절용으로 NaOH를 준비하고, 제 4 탱크에는 보호층 형성을 위한 규산나트륨(Na2SiO3) 수용액을 준비한다.In addition, NaOH is prepared for pH control in the third tank, and sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) aqueous solution for forming a protective layer is prepared in the fourth tank.

이렇게 원료들이 준비되면, 제 1 탱크 내지 제 4 탱크에 준비된 원료들을 정해진 순서에 따라 반응기로 투입하여 코팅을 실시한다.When the raw materials are prepared in this way, the raw materials prepared in the first to fourth tanks are introduced into the reactor in a predetermined order to perform coating.

이때 제 1 탱크 내지 제 4 탱크에서 반응기로 투입되는 원료의 공급속도는 모두 5±3 ㎖/min의 속도를 유지한다.At this time, the feed rates of the raw materials introduced into the reactor from the first to fourth tanks are all maintained at a rate of 5±3 ml/min.

그리고, 반응기의 내부의 pH를 1.6로 조정한 다음 코팅을 시작한다.Then, after adjusting the pH inside the reactor to 1.6, coating is started.

먼저, 반응기로 제 2 탱크와 제 3 탱크에서 원료를 공급하고, 35±5 RPM으로 교반하면서 30분동안 유지한다. 그러면 반응기 내부에서는 산화주석(SnO) 전구체인 산화주석(Tin Oxide)이 반응하면서 기재의 표면에 제 1 금속산화물층이 형성된다.First, raw materials are supplied from the second tank and the third tank to the reactor, and the mixture is maintained for 30 minutes while stirring at 35±5 RPM. Then, tin oxide (Tin Oxide), which is a tin oxide (SnO) precursor, reacts inside the reactor to form a first metal oxide layer on the surface of the substrate.

그런다음, 제 1 탱크와 제 3 탱크에서 반응기로 원료를 공급하고, 45±5 RPM으로 교반하면서 3 ~ 4시간 동안 유지한다. 그러면, 반응기 내부에서는 제 1 금속산화물층의 표면에 제 2 금속산화물층이 20 ~ 30㎚/hr 속도로 코팅되면서 형성된다. Then, raw materials are supplied from the first tank and the third tank to the reactor, and the mixture is stirred at 45±5 RPM and maintained for 3 to 4 hours. Then, inside the reactor, a second metal oxide layer is formed on the surface of the first metal oxide layer at a rate of 20 to 30 nm/hr.

이어서, 제 1 금속산화물층과 제 2 금속산화물층이 형성된 기재를 반응기에서 꺼내어 탈수하고, D.I Water를 이용하여 4회 세척한다.Subsequently, the substrate on which the first metal oxide layer and the second metal oxide layer are formed is taken out from the reactor, dehydrated, and washed 4 times with D.I Water.

그리고, 이어서 다시 반응기에 제 1 금속산화물층과 제 2 금속산화물층이 형성된 기재를 투입하고, 45±5 RPM으로 교반하면서 1시간 동안 유지한다. 그러면 제 2 금속산화물층의 표면에 보호층이 형성된다. Then, the substrate on which the first metal oxide layer and the second metal oxide layer are formed is again added to the reactor, and the mixture is stirred at 45±5 RPM and maintained for 1 hour. Then, a protective layer is formed on the surface of the second metal oxide layer.

이어서, 보호층이 형성된 기재를 반응기에서 꺼내어 탈수하고, D.I Water를 이용하여 4회 세척한다.Subsequently, the substrate on which the protective layer is formed is taken out from the reactor, dehydrated, and washed 4 times with D.I Water.

세척 후에는 350℃에서 24시간 건조한다.After washing, it is dried at 350°C for 24 hours.

그래서, 40 ~ 60㎚ 두께의 루틸(Rutile) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2)이 제 2 금속층을 형성하는 진주광택 안료를 회수하였다. 회수된 진주광택 안료는 굴절률이 매우 높은 백색이 구현되었다.Thus, a pearlescent pigment in which titanium dioxide (TiO 2 ) having a rutile crystal structure having a thickness of 40 to 60 nm forms the second metal layer was recovered. The recovered pearlescent pigment had a very high refractive index white.

[실시예 2][Example 2]

실시예 2는 제 2 금속산화층을 형성하는 과정인 제 1 탱크와 제 3 탱크에서 반응기로 원료를 공급하고, 45±5 RPM으로 교반하는 과정에서 유지시간을 5 ~ 7시간 동안 유지하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 진주광택 안료를 제조하였다. Example 2 except that the holding time was maintained for 5 to 7 hours in the process of supplying raw materials to the reactor from the first tank and the third tank, which are the processes of forming the second metal oxide layer, and stirring at 45±5 RPM. Was prepared a pearlescent pigment under the same conditions as in Example 1.

그래서, 60 ~ 80㎚ 두께의 루틸(Rutile) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2)이 제 2 금속층을 형성하는 진주광택 안료를 회수하였다. 회수된 진주광택 안료는 굴절률이 매우 높은 황색이 구현되었다.Thus, a pearlescent pigment in which titanium dioxide (TiO 2 ) having a rutile crystal structure having a thickness of 60 to 80 nm forms the second metal layer was recovered. The recovered pearlescent pigment had a very high refractive index yellow.

[실시예 3][Example 3]

실시예 3은 제 2 금속산화층을 형성하는 과정인 제 1 탱크와 제 3 탱크에서 반응기로 원료를 공급하고, 45±5 RPM으로 교반하는 과정에서 유지시간을 8 ~ 9시간 동안 유지하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 진주광택 안료를 제조하였다. Example 3, except that the holding time was maintained for 8 to 9 hours in the process of supplying raw materials to the reactor from the first tank and the third tank, which are the processes of forming the second metal oxide layer, and stirring at 45±5 RPM. Was prepared a pearlescent pigment under the same conditions as in Example 1.

그래서, 80 ~ 100㎚ 두께의 루틸(Rutile) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2)이 제 2 금속층을 형성하는 진주광택 안료를 회수하였다. 회수된 진주광택 안료는 굴절률이 매우 높은 적색이 구현되었다.Thus, a pearlescent pigment in which titanium dioxide (TiO 2 ) having a rutile crystal structure of 80 to 100 nm thick forms the second metal layer was recovered. The recovered pearlescent pigment exhibited a red color having a very high refractive index.

[실시예 4][Example 4]

실시예 4는 제 2 금속산화층을 형성하는 과정인 제 1 탱크와 제 3 탱크에서 반응기로 원료를 공급하고, 45±5 RPM으로 교반하는 과정에서 유지시간을 10 ~ 11시간 동안 유지하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 진주광택 안료를 제조하였다. Example 4 except that the holding time was maintained for 10 to 11 hours in the process of supplying raw materials to the reactor from the first tank and the third tank, which are the processes of forming the second metal oxide layer, and stirring at 45±5 RPM. Was prepared a pearlescent pigment under the same conditions as in Example 1.

그래서, 100 ~ 140㎚ 두께의 루틸(Rutile) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2)이 제 2 금속층을 형성하는 진주광택 안료를 회수하였다. 회수된 진주광택 안료는 굴절률이 매우 높은 청색이 구현되었다.Thus, a pearlescent pigment in which titanium dioxide (TiO 2 ) having a rutile crystal structure having a thickness of 100 to 140 nm forms the second metal layer was recovered. The recovered pearlescent pigment had a very high refractive index blue.

[실시예 5][Example 5]

실시예 5는 제 2 금속산화층을 형성하는 과정인 제 1 탱크와 제 3 탱크에서 반응기로 원료를 공급하고, 45±5 RPM으로 교반하는 과정에서 유지시간을 11 ~ 12시간 동안 유지하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 진주광택 안료를 제조하였다. Example 5, except that the holding time was maintained for 11 to 12 hours in the process of supplying raw materials to the reactor from the first tank and the third tank, which are the processes of forming the second metal oxide layer, and stirring at 45±5 RPM. Was prepared a pearlescent pigment under the same conditions as in Example 1.

그래서, 140 ~ 160㎚ 두께의 루틸(Rutile) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2)이 제 2 금속층을 형성하는 진주광택 안료를 회수하였다. 회수된 진주광택 안료는 굴절률이 매우 높은 녹색이 구현되었다.Thus, a pearlescent pigment in which titanium dioxide (TiO 2 ) having a rutile crystal structure having a thickness of 140 to 160 nm formed the second metal layer was recovered. The recovered pearlescent pigment had a very high refractive index green.

[비교예][Comparative Example]

비교예는 제 1 금속산화층을 형성하는 과정인 반응기로 제 2 탱크와 제 3 탱크에서 원료를 공급하고, 35±5 RPM으로 교반하면서 30분동안 유지하는 과정을 실시하지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 진주광택 안료를 제조하였다. Comparative Example is an Example except that the process of supplying raw materials from the second tank and the third tank to the reactor, which is the process of forming the first metal oxide layer, and maintaining the process for 30 minutes while stirring at 35±5 RPM is not performed. A pearlescent pigment was prepared under the same conditions as in 1.

그래서, 40 ~ 60㎚ 두께를 갖는 아나타제(Anatase) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2)이 제 2 금속층을 형성하는 진주광택 안료를 회수하였다. 회수된 진주광택 안료의 색상은 제 1 실시예와 유사한 백색이 구현되었다.Thus, a pearlescent pigment in which titanium dioxide (TiO 2 ) having an anatase crystal structure having a thickness of 40 to 60 nm forms the second metal layer was recovered. The color of the recovered pearlescent pigment was white, similar to that of the first embodiment.

상기의 실시예 1 내지 5에서 알 수 있듯이, 적정(Titration)법을 사용하여 제 2 금속산화물층이 코팅되는 시간을 조절하여 제 2 금속산화물층의 두께를 원하는 수준으로 조절할 수 있다는 것을 확인할 수 있었고, 제 2 금속산화물층의 두께에 따라 구현되는 색상을 조절할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.As can be seen in Examples 1 to 5 above, it was confirmed that the thickness of the second metal oxide layer can be adjusted to a desired level by adjusting the coating time of the second metal oxide layer using a titration method. , It was confirmed that the color implemented according to the thickness of the second metal oxide layer can be adjusted.

또한, 실시예들과 비교예의 비교에서 알 수 있듯이, 제 2 금속산화물층을 형성하기 전에 제 1 금속산화물층을 먼저 형성하고, 제 2 금속산화물층의 형성시 SnO를 함께 사용하는 경우에는 70 ~ 80℃의 비교적 낮은 온도에서도 이산화티타늄(TiO2)을 아나타제(Anatase) 결정구조에서 루틸(Rutile) 결정구조로 상전이가 유되어 루틸(Rutile) 결정구조를 갖는 제 2 금속산화물층을 형성할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.In addition, as can be seen from the comparison between Examples and Comparative Examples, when the first metal oxide layer is formed before the second metal oxide layer is formed, and SnO is used together to form the second metal oxide layer, 70 ~ Even at a relatively low temperature of 80°C, a phase transition of titanium dioxide (TiO 2 ) from an anatase crystal structure to a rutile crystal structure is maintained to form a second metal oxide layer having a rutile crystal structure. I could confirm that.

한편, 실시예 1 내지 5에서 알 수 있듯이, 제 1 금속산화물층 및 제 2 금속산화물층을 형성하는 동안 제 3 탱크에는 pH 조절용으로 NaOH를 공급하면서 반응기 내부의 pH를 조절한다. 제 1 금속산화물층 또는 제 2 금속산화물층을 형성하는 가수분해 반응조건은 온도 70 ~ 80℃ 조건에서 pH는 1.6 ~ 7.5를 유지하는 것이 좋다.On the other hand, as can be seen in Examples 1 to 5, while forming the first metal oxide layer and the second metal oxide layer, NaOH is supplied to the third tank for pH adjustment while adjusting the pH inside the reactor. The hydrolysis reaction conditions for forming the first metal oxide layer or the second metal oxide layer are preferably maintained at a pH of 1.6 to 7.5 at a temperature of 70 to 80°C.

만약 반응기 내부의 온도가 70℃ 보다 낮으면 반응이 느리게 진행되어 원하는 두께의 제 1 금속산화물층 및 제 2 금속산화물층이 형성되지 않는다. 그리고 반응기 내부의 온도가 80℃ 보다 높으면 가수분해가 반응기가 아닌 원료가 장입되어 있는 탱크에서 일어나는 문제가 발생할 수 있다.If the temperature inside the reactor is lower than 70° C., the reaction proceeds slowly and the first metal oxide layer and the second metal oxide layer having a desired thickness are not formed. In addition, if the temperature inside the reactor is higher than 80°C, a problem may occur that hydrolysis occurs in a tank containing raw materials rather than a reactor.

그리고, 반응기 내부의 pH는 1.6에서 시작하여, 반응이 이루어지는 동안 1.6 ~ 7.5를 유지하는 것이 바람직하다. 만약 반응기 내부의 pH가 7.5 보다 높으면 원하는 광택이 구현되지 않는 문제가 발생할 수 있다.In addition, it is preferable that the pH inside the reactor starts at 1.6 and maintains 1.6 to 7.5 during the reaction. If the pH inside the reactor is higher than 7.5, there may be a problem that the desired gloss is not realized.

또한, 기재에 코팅되는 제 1 금속산화물층 또는 제 2 금속산화물층의 코팅두께는 10 ~ 150㎚로 형성하여 백색, 황색, 적색, 청색 및 녹색의 색상을 다양하게 구현하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to form a coating thickness of the first metal oxide layer or the second metal oxide layer coated on the substrate in a range of 10 to 150 nm to implement various colors of white, yellow, red, blue, and green.

그리고, 기재에 코팅되는 제 1 금속산화물층 또는 제 2 금속산화물층의 코팅속도는 20 ~ 30㎚/hr를 유지하는 것이 바람직하다. 만약 코팅속도가 제시된 속도보다 느리면 반응속도가 늦는 문제가 발생하고, 제시된 속도보다 빠르면 코팅이 제데로 되지않는 문제가 발생할 수 있다.In addition, the coating speed of the first metal oxide layer or the second metal oxide layer coated on the substrate is preferably maintained at 20 to 30 nm/hr. If the coating rate is slower than the suggested rate, a problem of slowing the reaction rate may occur, and if it is faster than the suggested rate, the coating may not work properly.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the above-described preferred embodiments, the present invention is not limited thereto, but is limited by the claims to be described later. Therefore, those of ordinary skill in the art can variously modify and modify the present invention within the scope of the technical spirit of the claims to be described later.

100: 기재 200: 코팅부
210: 제 1 금속산화물층 220: 제 2 금속산화물층
230: 보호층 240: 제 3 금속산화물층
100: base 200: coating
210: first metal oxide layer 220: second metal oxide layer
230: protective layer 240: third metal oxide layer

Claims (15)

기재와;
상기 기재의 표면에 코팅되되, 적어도 2종의 서로 다른 금속산화물이 단계적으로 코팅되어 형성되는 코팅부를 포함하고,
상기 기재는 박편의 운모(Mica)이고,
상기 코팅부는,
상기 기재의 표면에 코팅되고, 루틸(Rutile) 결정구조의 산화주석(SnO)인 제 1 금속산화물층과;
상기 제 1 금속산화물층의 표면에 코팅되고, 루틸(Rutile) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2)인 제 2 금속산화물층과;
상기 제 2 금속산화물층의 표면에 코팅되고 규산나트륨(Na2SiO3)으로 형성되는 보호층을 포함하는 진주광택 안료 입자.
Substrate;
Doedoe coated on the surface of the substrate, comprising a coating portion formed by coating at least two different metal oxides step by step,
The substrate is flake mica,
The coating part,
A first metal oxide layer coated on the surface of the substrate and comprising tin oxide (SnO) having a rutile crystal structure;
A second metal oxide layer coated on the surface of the first metal oxide layer and comprising titanium dioxide (TiO 2 ) having a rutile crystal structure;
Pearlescent pigment particles comprising a protective layer coated on the surface of the second metal oxide layer and formed of sodium silicate (Na 2 SiO 3 ).
삭제delete 삭제delete 청구항 1에서,
상기 코팅부는 상기 보호층의 표면에 루틸(Rutile) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2)으로 형성되되, 상기 제 2 금속산화물층의 두께와 다른 두께로 형성되는 제 3 금속산화물층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 진주광택 안료 입자.
In claim 1,
The coating part is formed of titanium dioxide (TiO 2 ) having a rutile crystal structure on the surface of the protective layer, and a third metal oxide layer formed with a thickness different from that of the second metal oxide layer is further formed. Pearlescent pigment particles characterized by.
청구항 4에 있어서,
제 2 금속산화물층과 제 3 금속산화물층의 두께는 각각 10 ~ 150㎚로 형성되는 것을 특징으로 하는 진주광택 안료 입자.
The method of claim 4,
Pearlescent pigment particles, characterized in that the thickness of each of the second metal oxide layer and the third metal oxide layer is 10 ~ 150 ㎚.
기재의 표면에 복수의 층으로 형성되는 코팅부가 형성되는 진주광택 안료 입자를 제조하는 방법으로서,
기재를 준비하는 제 1 단계와;
코팅부를 형성하는 전구체를 준비하는 제 2 단계와;
상기 기재의 표면에 코팅부를 형성하되, 코팅부를 형성하는 복수의 층 중 적어도 어느 한 층은 적정(Titration)법을 사용하여 그 두께를 조절하면서 금속산화물로 이루어지는 층을 형성하는 제 3 단계를 포함하고,
상기 제 1 단계에서, 상기 기재는 천연 운모 또는 합성 운모를 사용하여 0.1 ~ 10㎛의 두께를 갖는 박편으로 준비하고,
상기 제 2 단계에서, 상기 전구체는 제 1 금속산화물층을 형성하는 산화주석(SnO) 전구체와, 제 2 금속산화물층을 형성하는 이산화티타늄(TiO2) 전구체를 포함하며,
상기 제 3 단계는,
교반봉과 내벽사이에 전류가 흐르는 반응기에, 초순수(D.I Water)와 기재를 투입하는 제 1 과정과;
상기 반응기에 HCl과 상기 산화주석(SnO) 전구체를 투입하고 교반하여 상기 기재의 표면에 루틸(Rutile) 결정구조의 산화주석(SnO)으로 형성되는 제 1 금속산화물층을 형성하는 제 2 과정과;
상기 반응기에 HCl과 상기 이산화티타늄(TiO2) 전구체를 투입하고 교반하여 상기 제 1 금속산화물층의 표면에 루틸(Rutile) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2)으로 형성되는 제 2 금속산화물층을 형성하는 제 3 과정과;
상기 반응기에서 탈수를 실시한 다음 초순수를 이용하여 상기 제 1 금속산화물층와 제 2 금속산화물층이 형성된 기재를 세척하는 제 4 과정과;
상기 제 1 금속산화물층와 제 2 금속산화물층이 형성된 기재를 건조하여 안료 입자를 회수하는 제 5 과정을 포함하는 진주광택 안료 입자의 제조방법.
As a method of producing pearlescent pigment particles in which a coating portion formed in a plurality of layers is formed on the surface of a substrate,
A first step of preparing a substrate;
A second step of preparing a precursor for forming a coating;
Forming a coating on the surface of the substrate, wherein at least one layer of the plurality of layers forming the coating includes a third step of forming a layer made of metal oxide while adjusting its thickness using a titration method, ,
In the first step, the substrate is prepared as a flake having a thickness of 0.1 to 10 μm using natural mica or synthetic mica,
In the second step, the precursor includes a tin oxide (SnO) precursor forming a first metal oxide layer and a titanium dioxide (TiO 2 ) precursor forming a second metal oxide layer,
The third step,
A first process of injecting ultrapure water and a substrate into a reactor through which an electric current flows between the stirring rod and the inner wall;
A second process of forming a first metal oxide layer formed of tin oxide (SnO) having a rutile crystal structure on the surface of the substrate by introducing and stirring HCl and the tin oxide (SnO) precursor into the reactor;
HCl and the titanium dioxide (TiO 2 ) precursor are added to the reactor and stirred to form a second metal oxide layer formed of titanium dioxide (TiO 2 ) having a rutile crystal structure on the surface of the first metal oxide layer. The third process;
A fourth process of dehydrating in the reactor and then washing the substrate on which the first metal oxide layer and the second metal oxide layer are formed using ultrapure water;
A method for producing pearlescent pigment particles comprising a fifth step of recovering the pigment particles by drying the substrate on which the first metal oxide layer and the second metal oxide layer are formed.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 6에 있어서,
상기 제 3 단계는,
상기 제 5 과정 이후에 안료 입자의 표면에 규산나트륨(Na2SiO3)을 코팅하여 보호층을 더 형성하는 제 6 과정을 더 포함하는 진주광택 안료 입자의 제조방법.
The method of claim 6,
The third step,
The method for producing pearlescent pigment particles further comprising a sixth process of forming a protective layer by coating sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) on the surface of the pigment particles after the fifth process.
청구항 11에 있어서,
상기 제 6 과정 이후에
교반봉과 내벽사이에 전류가 흐르는 반응기에, 초순수(D.I Water)와 상기 보호층이 형성된 안료 입자를 투입하는 제 7 과정과;
상기 반응기에 HCl과 상기 이산화티타늄(TiO2) 전구체를 투입하고 교반하여 상기 보호층의 표면에 루틸(Rutile) 결정구조의 이산화티타늄(TiO2)으로 형성되는 제 3 금속산화물층을 형성하는 제 8 과정을 더 포함하는 진주광택 안료 입자의 제조방법.
The method of claim 11,
After the sixth process
A seventh process of injecting ultrapure water and pigment particles having the protective layer formed therein into a reactor through which an electric current flows between the stirring rod and the inner wall;
The eighth to form a third metal oxide layer formed of titanium dioxide (TiO 2 ) having a rutile crystal structure on the surface of the protective layer by adding HCl and the titanium dioxide (TiO 2 ) precursor to the reactor and stirring A method for producing pearlescent pigment particles further comprising a process.
청구항 12에 있어서,
상기 제 3 과정과 제 8 과정은 이산화티타늄(TiO2) 전구체를 투입하고 교반하는 시간을 조절하여 제 2 금속산화물층 및 제 3 금속산화물층의 형성 두께를 조절하는 것을 특징으로 하는 진주광택 안료 입자의 제조방법.
The method of claim 12,
The third and eighth processes are pearlescent pigment particles, characterized in that the formation thickness of the second metal oxide layer and the third metal oxide layer is controlled by adding a titanium dioxide (TiO 2 ) precursor and adjusting the stirring time. Method of manufacturing.
청구항 13에 있어서,
상기 제 3 과정과 제 8 과정은 pH 1.6 및 온도 70 ~ 80℃ 조건에서 3 ~ 12 동안 교반하는 것을 특징으로 하는 진주광택 안료 입자의 제조방법.
The method of claim 13,
The third and eighth processes are a method for producing pearlescent pigment particles, characterized in that stirring for 3 to 12 at a pH of 1.6 and a temperature of 70 to 80°C.
청구항 14에 있어서,
상기 제 3 과정과 제 8 과정은 코팅속도를 20 ~ 30㎚/hr로 유지하는 것을 특징으로 하는 진주광택 안료 입자의 제조방법.
The method of claim 14,
In the third and eighth processes, the method for producing pearlescent pigment particles, characterized in that the coating speed is maintained at 20 to 30 nm/hr.
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