KR102207356B1 - Manufacturing method for fine particles of zinc phosphate having a plate shape by chemical method - Google Patents

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Abstract

본원 출원기술은 화성처리제인 인산아연계의 수분산성 표면조정제를 제조하는 과정 중 인산아연계의 무기 석출물을 제공하기 위해 아연염(Zinc salts)과 인산염(Phosphate salts)의 반응물질 농도를 낮은 상태에서 혼합하여 인산아연계의 무기 석출물을 제공할 경우 분쇄 수준의 작은 입자성 물질이 생성되어 분쇄단계를 제공하지 않거나 최소화하는 경우에도 수중에 분산성이 우수한 판상구조의 인산아연계 표면조정제 조성물을 제공할 수 있음을 확인하여 완성된 발명이다.
본원은 화학적 방법에 의한 판상형 인산아연 미립자 제조방법을 제공하여 날로 발전하고 있는 금속의 표면처리 분야의 기반 강화를 도모하고자 하는 기술로서수분산성 인산아연계의 표면조정제를 제조하기 위한 판상형 인산아연 미립자를 제조하는 방법에서, 아연염(Zinc salts)과 인산염(Phosphate salts)의 소스(Source) 준비단계; 낮은 농도의 아연염과 인산염의 희석단계; 희석된 아연염과 인산염의 혼합단계; 여과단계; 수세단계; 건조단계를 포함하여 이루어지는 판상형 인산아연 미립자의 학학적 제조방법 관련 기술이다.
The application technology of the present application reduces the concentration of reactants of zinc salts and phosphate salts to provide inorganic precipitates of zinc phosphate in the process of manufacturing a zinc phosphate-based water-dispersible surface conditioner, which is a chemical conversion agent. When mixing and providing zinc phosphate-based inorganic precipitates, small particulate matter at the level of pulverization is produced, so even if the pulverization step is not provided or minimized, it is possible to provide a zinc phosphate-based surface conditioner composition having excellent dispersibility in water. It is an invention completed by confirming that it can be
The present application provides a method for manufacturing plate-shaped zinc phosphate fine particles by chemical method to strengthen the foundation of the ever-evolving metal surface treatment field. The plate-shaped zinc phosphate fine particles are used to prepare a water-dispersible zinc phosphate-based surface modifier. In the manufacturing method, the step of preparing a source of zinc salts and phosphate salts; Dilution step of low concentration of zinc salt and phosphate; Mixing the diluted zinc salt and phosphate; Filtering step; Washing step; It is a technology related to the scientific manufacturing method of plate-shaped zinc phosphate fine particles including a drying step.

Description

화학적 방법에 의한 판상형 인산아연 미립자 제조방법{Manufacturing method for fine particles of zinc phosphate having a plate shape by chemical method}Manufacturing method for fine particles of zinc phosphate having a plate shape by chemical method}

본 발명은 화학적 방법에 의한 판상형 인산아연 미립자 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아연염(Zinc salts)과 인산염(Phosphate salts)의 소스(Source) 준비단계; 낮은 농도의 아연염과 인산염의 희석단계; 희석된 아연염과 인산염의 혼합단계; 여과단계; 수세단계; 건조단계를 포함하여 인산아연계 수분산성 표면조정제 제조과정 중 입자의 분쇄공정을 없애거나 최소화시키기 위한 판상형 인산아연 미립자 제조방법 관련 기술이다.The present invention relates to a method for manufacturing plate-shaped zinc phosphate fine particles by a chemical method, and more particularly, a step of preparing a source of zinc salts and phosphate salts; Dilution step of low concentration zinc salt and phosphate; Mixing the diluted zinc salt and phosphate; Filtering step; Washing step; It is a technology related to the method of manufacturing plate-shaped zinc phosphate fine particles to eliminate or minimize the pulverization process of particles during the manufacturing process of the zinc phosphate-based water-dispersible surface conditioner including the drying step.

금속부식은 그 금속을 둘러싸고 있는 환경과 화학적으로 반응하며 용해되거나 녹으로 변화하고, 그 일부가 손실되는 현상으로 금속의 파괴 및 유효수명의 단축을 가져오는 결과가 되며, 산업현장에서는 금속의 부식방지 및 표면의 기능성을 향상시키기 위한 여러 가지의 방안 방법들이 모색되고 있고 지식을 동원하여 표면처리기술을 개발하고 있다.Metal corrosion is a phenomenon that chemically reacts with the environment surrounding the metal and dissolves or changes to rust, and a part of it is lost, resulting in the destruction of the metal and shortening the useful life of the metal. And various methods for improving the functionality of the surface are being sought, and surface treatment technology is being developed by mobilizing knowledge.

그 중 인산염 피막처리는 철강이나 알루미늄의 화성처리법의 하나로 금속을 묽은 인산과 화학적으로 반응시켜 고착성과 안정성이 높은 인산염 또는 산화피막의 층(Rayer)을 형성시키고자 하는 기술로서, 이러한 화합물의 물리적 또는 화학적 성질을 이용하여 금속에 부식을 일으키는 반응이며, 금속 보호는 물론 금속 표면의 기능성을 제공하여 도료의 전처리, 내마모성, 소성 변형 가공의 윤활, 전기 절연 및 내식성을 향상시키는 등 금속 표면의 화학공정 처리공법이라 할 수 있다.Among them, phosphate coating treatment is one of the chemical conversion treatment methods of steel or aluminum. It is a technology that chemically reacts metal with dilute phosphoric acid to form a layer of phosphate or oxide film with high fixability and stability. It is a reaction that causes corrosion to metal by using chemical properties, and chemical process treatment of metal surface such as pretreatment of paint, wear resistance, lubrication of plastic deformation processing, electrical insulation and corrosion resistance by providing metal protection as well as functionality of the metal surface It can be called a construction method.

인산염 피막 생성 매커니즘은 아래의 반응식 1~4와 같이 진행되며 주성분은 Me(H2PO4)2, H3PO4로 여기에 NO3, NO2, -ClO3, -BrO3, H2O2 등이 촉진제로 사용되고 있다. The phosphate film formation mechanism proceeds as shown in Reaction Formulas 1 to 4 below, and the main components are Me(H 2 PO 4 ) 2 , H 3 PO 4 , and NO 3 , NO 2 , -ClO 3 , -BrO 3 , H 2 O 2, etc. are used as accelerators.

Fe + 2H2PO4 → Fe(2H2PO4)2 + H2↑--------------------<반응식 1>Fe + 2H 2 PO 4 → Fe(2H 2 PO 4 ) 2 + H 2 ↑--------------------<Scheme 1>

Me + 2H2PO4 → Me(2H2PO4)2 + H2Me + 2H 2 PO 4 → Me(2H 2 PO 4 ) 2 + H 2

3Me(2H2PO4)2 ↔ Me(PO4)2 + 4H2PO4--------------------<반응식 2> 2Me(2H2PO4)2 + Fe(H2PO4)2 + 4H2O →MeFe(PO4)2·4H2O(피막의 주성분, Phosphophylite) + 4H2PO4----------------------------------<반응식 3>3Me(2H 2 PO 4 ) 2 ↔ Me(PO 4 ) 2 + 4H 2 PO 4 --------------------<Scheme 2> 2Me(2H 2 PO 4 ) 2 + Fe(H 2 PO 4 ) 2 + 4H 2 O →MeFe(PO 4 ) 2 4H 2 O (main component of the film, Phosphophylite) + 4H 2 PO 4 ------------ ----------------------<Scheme 3>

3Me(H2PO4)2·4H2O → Me2(PO4)2·H2O(피막의 주성분, Phosphophylite) + 4H2PO4----------------------------------------------------<반응식 4>3Me(H 2 PO 4 ) 2 4H 2 O → Me 2 (PO 4 ) 2 H 2 O (main component of the film, Phosphophylite) + 4H 2 PO 4 -------------- --------------------------------------<Scheme 4>

상기 반응식 1과 같이 금속 표면에 인산을 공급하면 반응식 2와 같이 인산철, 인산아연이 생성됨과 동시에 인산이 해리되면서, 최종 반응식 3과 같이 불용성인 제3인산 아연의 결정이 형성된다. When phosphoric acid is supplied to the metal surface as in Scheme 1, iron phosphate and zinc phosphate are generated as in Scheme 2, and phosphoric acid is dissociated at the same time, thereby forming insoluble tribasic zinc phosphate crystals as in Scheme 3.

이 때 처리액 중의 제1인산아연[Zn(H2PO4)2]이 분해 되면서 상기 (2)식의 피막을 생성하고 (1)반응에서 소비된 유리인산을 회복시키게 된다.At this time, the first zinc phosphate [Zn(H 2 PO 4 ) 2 ] in the treatment solution is decomposed to form a film of the formula (2), and free phosphoric acid consumed in the reaction (1) is recovered.

표면조정제는 피막을 치밀하고 빠른 반응으로 촉진시키는 활성화 공정으로서, 인산염피막 후 도장에서의 불량 cratering, orangepeeling, metalli mark, Blistering, 박리, 발청 등 불량방지를 위하여 인산염 피막 처리 전에 표면조정제로 표면을 처리하고, 표면강판에 존재하는 seed 상의 콜로이드 입자를 중심으로 인산염 피막시 화성피막의 표면조정제 능력을 갖추도록 각각의 공정 조건에 따라 보다 적합한 다양한 종류의 표면조정제를 공급해야 한다. Surface modifier is an activation process that accelerates the film through a dense and fast reaction.After phosphate film, the surface is treated with a surface modifier before phosphate film treatment to prevent defects such as bad cratering, orange peeling, metalli mark, blistering, peeling, and rust in the painting. In addition, it is necessary to supply various types of surface modifiers more suitable according to each process condition so as to have the ability of a chemical conversion film to have the ability of a chemical conversion film, centering on the colloidal particles on the seed present in the surface steel sheet.

자동차 부품에는 인산염 피막처리 전 내식성 향상과 반응촉진은 물론 균일한 피막처리를 제공하기 위하여 인산염 피막조정제를 이용한 표면조정처리를 하고 있으며, 지금까지 인산염 피막처리 분야에 널리 사용되고 있는 인산 아연계 표면조정제는 분말상의 티타늄계열을 사용하고 있기 때문에 작업과정 중 분진에 의한 작업환경을 악화시킬 수 있으며, 작업자의 호흡기 질환을 유발시킬 수 있음은 물론 작업공정이 더 추가되어 생산성이 저하되고 있으며, 분말상으로 이루어져 있음에 따라 입자의 크기가 조대화에 의한 비표면적이 상대적으로 낮아져 표면조정제의 기능을 충분히 발휘할 수 없어 어쩔 수 없이 고가의 다국적 기업의 수분산성의 액체 표면조정제를 수입, 사용하고 있는 실정에 있다.Automobile parts are subjected to surface conditioning treatment using a phosphate coating control agent to improve corrosion resistance and promote reaction before phosphate coating treatment, as well as to provide a uniform coating treatment, and zinc phosphate-based surface adjusters widely used in the phosphate coating field until now. Since the powdery titanium series is used, the working environment can be deteriorated by dust during the working process, and it can cause respiratory disease of the worker, as well as the additional work process, resulting in lower productivity, and it is made of powder. As a result, the specific surface area due to coarsening of the particles is relatively low, and the function of the surface modifier cannot be fully exhibited. Therefore, it is inevitable that expensive multinational companies import and use water-dispersible liquid surface modifiers.

인산염 피막 처리를 위한 우수한 물성의 수분산성의 액체 표면조정제를 제조하기 위하여 가장 중요한 요소는 인산염 피막의 결정을 치밀하고, 입자의 크기를 최소화해야 하며, 피막화성 시간을 최대한 단축해야 함은 물론 환경오염 방지 및 가격 경쟁력을 확보하기 위하여 약품의 소비량을 감소시켜야 하고, 장기적인 내구성을 갖는 표면조정제가 요구되고 있다.In order to manufacture a liquid surface conditioner with excellent physical properties for phosphate coating treatment, the most important factor is to make the crystal of the phosphate coating dense, to minimize the size of the particles, to shorten the coating time as much as possible, as well as to environmental pollution. In order to prevent and secure price competitiveness, it is necessary to reduce the consumption of chemicals, and a surface modifier having long-term durability is required.

그러나 지금까지 생산, 판매 및 사용하고 있는 표면조정제인 경우 기술력 부족으로 인하여 장시간 요구되는 분쇄공정을 통하여 표면조정제 입자의 크기를 최소화하는 실정에 있으나, 이를 제조하기 위한 업체인 경우 대부분 경제적으로 열악한 중소기업들로 이루워져 있으므로 우수한 물성의 표면조정제를 생산하기 위한 고가의 거대한 습식 분쇄기 (Pin mill, Ball mill, Attrition mill 등)를 설치하여 공정에 투입하기에 경제적으로 어려운 실정일 뿐만 아니라 가격 및 기술경쟁력 확보하기 위한 미려한 표면조정제를 생산하기 위해서는 제조공정이 간단하면서 고가의 장비를 최소화해야 할 필요가 있음에 따라 이를 위해 표면조정제 소재의 최적의 입자 형상 및 크기, 분산을 제공하기 위한 확학적 방법에 의한 미립자의 입자 조절(Size control)이 필요하다.However, in the case of surface conditioning agents that have been produced, sold, and used so far, due to lack of technology, the size of the surface conditioning agent particles is minimized through a grinding process that is required for a long time. It is economically difficult to put into the process by installing a large, expensive wet grinder (Pin mill, Ball mill, Attrition mill, etc.) to produce a surface modifier with excellent physical properties, and to secure price and technical competitiveness. In order to produce a beautiful surface conditioner for the purpose, the manufacturing process is simple and it is necessary to minimize expensive equipment. For this purpose, the particle shape and size of the surface conditioner material Size control is required.

분말소재는 어떠한 물리적 방법으로 분쇄하더라도 마이크로미터 크기 이하의 나노사이즈의 입자를 제조하는데 큰 한계가 있으며, 특히 지금까지 연구, 개발된 국내외의 표면조정제는 거대한 설비에 의존하는 분쇄공정이 필요함에 따라 고가의 분쇄기 구입에 의한 기업의 경제적 부담을 가중시키며, 표면조정제 소재의 분쇄 공정에 의한 장시간의 시간이 요구됨에 따라 제품의 가격경쟁력 및 기업의 기술경쟁력이 크게 떨어지게 된다. No matter what physical method powder materials are pulverized, there is a great limitation in manufacturing nano-sized particles of a micrometer size or less.In particular, surface control agents at home and abroad that have been researched and developed so far are expensive due to the need for a pulverization process that relies on huge equipment. It increases the economic burden of the enterprise due to the purchase of the pulverizer, and the cost competitiveness of the product and the technology competitiveness of the enterprise are greatly reduced as a long time is required by the crushing process of the surface conditioner material.

따라서 액상의 수분산성 인산아연계의 표면조정제를 제공하기 위해서는 아연염(Zinc salts)과 인산염(Phosphate salt)의 농도를 낮게 유지된 상태에서 고속교반하면서 희석된 아연염과 인산염의 용액을 적가하게 되면 판상의 미립자인 인산아연계의 석출물이 형성되어 분쇄공정이 필요치 않거나 최소화하면서도 수중에 분산력이 우수한 인산아연계의 표면조정제를 제조할 수 있어 종래의 무기물 입자의 수분산을 위하여 반드시 분쇄공정이 필요로 하는 경제적, 시간적, 기술적 문제점 모투를 크게 해결될 수 있다. Therefore, in order to provide a liquid water-dispersible zinc phosphate-based surface conditioner, a solution of diluted zinc salt and phosphate is added dropwise while stirring at high speed while keeping the concentration of zinc salts and phosphate salts low. Because plate-like particles of zinc phosphate precipitates are formed, a pulverization process is not required or minimized, and a zinc phosphate-based surface modifier having excellent dispersing power in water can be manufactured.Therefore, a pulverization process is required for water dispersion of conventional inorganic particles. Economic, temporal, and technical problems can be largely solved.

종래기술에서 무기물 분쇄를 위한 기술을 살펴보면 한국공개특허 공개번호 10-2018-0119126 A에서는 평균 입자 직경이 작거나 비표면적이 큰 무기 충전재를 사용하여도 미세 회로 형성능이 우수하고, 유전 정접이 낮은 경화물을 수득할 수 있는 수지 조성물을 제안하고 있는 바, 본 인용발명에서는 무기충전제가 수중에 균일하게 분산되는 수지 조성물을 구성하도록 평균 입자 직경이 작거나 피표면적이 큰 무기물을 구성하기 위해서는 반드시 분쇄공정이 요구됨에 따라 고가의 분쇄장비 구입에 대한 기업의 경제적 부담감을 가중시킬 수 있을 뿐만 아니라 분쇄 시간이 장시간 소요될 수 있어 작업성이 크게 떨어진다는 단점을 갖는 기술이다.Looking at the technology for pulverizing inorganic substances in the prior art, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2018-0119126 A shows that even when an inorganic filler having a small average particle diameter or a large specific surface area is used, the fine circuit formation ability is excellent and the dielectric loss tangent is low. A resin composition capable of obtaining a cargo has been proposed.In this cited invention, in order to constitute an inorganic material having a small average particle diameter or a large surface area so as to constitute a resin composition in which the inorganic filler is uniformly dispersed in water, a grinding process must be performed. This is a technology that has the disadvantage of not only increasing the economic burden of the company for purchasing expensive crushing equipment, but also taking a long time for crushing, which greatly reduces workability.

그러나, 본원에서는 무기 석출물을 제공하기 위한 반응물질의 농도를 낮은 상태에서 혼합하여 반응을 시키면 분쇄 수준의 작은 입자가 생성되어 분쇄단계를 제공하지 않아도 수중에 분산성이 우수한 조성물을 제공할 수 있음에 따라 상기 인용발명에 비해 진보성이 높다 할 수 있다. However, in the present application, when the concentration of the reactant for providing the inorganic precipitate is mixed in a low state and reacted, small particles of a pulverization level are generated, so that a composition having excellent dispersibility in water can be provided without providing a pulverization step. Accordingly, it can be said that the inventive concept is higher than that of the cited invention.

한국공개특허 공개번호 10-2015-0136135 A에서는 알루미늄계 금속재료에 대하여 우수한 내식성 및 내습성을 부여할 수 있고, 래미네이트 필름과의 우수한 밀착성이나 우수한 내불산성 및 내알칼리성을 부여할 수 있는 화성처리제를 제시하며지르코늄, 티타늄 및 하프늄으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 금속원소(A)와, 바나듐원소(B)를 포함하고 있어서 층 분리되지 않고, 균일하게 분산된 수분산성 화성처리제를 제공하기 위해서는 비중이 큰 금속원소의 입자크기를 반드시 최소화시켜야 하기 때문에 이를 위한 분쇄공정이 반드시 필요함에 따라 거대한 고가의 분쇄장비 구입에 의한 경제적 부담감을 가중시킬 뿐만 아니라 분쇄과정에 대한 시간이 소요되어 작업성 저하에 따른 가격 경쟁력을 저하시키는 문제점을 갖는 기술인 반면, 본원에서는 무기 석출물을 제공하기 위한 반응물질의 농도를 낮은 상태에서 혼합하여 석출, 반응물질을 제공하면 분쇄 수준의 작은 입자성 물질이 생성되어 분쇄단계를 제공하지 않아도 수중에 분산성이 우수한 조성물을 제공할 수 있음에 따라 상기 인용발명보다 진보성이 높다할 수 있다. In Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0136135 A, a chemical conversion treatment agent that can impart excellent corrosion resistance and moisture resistance to aluminum-based metal materials, excellent adhesion to the laminate film, excellent hydrofluoric acid resistance, and alkali resistance. And a water-dispersible chemical treatment agent that is not layered and uniformly dispersed because it contains one or more metal elements (A) selected from the group consisting of zirconium, titanium and hafnium, and vanadium element (B). In order to provide this, it is necessary to minimize the particle size of metal elements with a large specific gravity, so the pulverization process for this is indispensable, adding to the economic burden of purchasing huge expensive pulverizing equipment and taking time for the crushing process. While it is a technology that has a problem of lowering price competitiveness due to lowering properties, in the present application, when the concentration of the reactant to provide inorganic precipitates is mixed at a low concentration and precipitated, and the reactant is provided, a small particulate matter with a pulverization level is generated. Since the composition having excellent dispersibility in water can be provided without providing a pulverization step, the inventive concept may be more advanced than the cited invention.

한국공개특허 공개번호 10-2014-0106938 A에서는 인산 화합물 2 내지 10 중량%, 망간이온 화합물 0.5 내지 3중량%, 지르코늄계 화합물 0.1 내지 1 중량%, 무기 금속졸 1 내지 4 중량%, 바나듐계 화합물 0.05 내지 1 중량% 및 여분의 수용성 용매를 포함하는 마그네슘용 화성처리 조성물 및 이를 이용한 마그네슘 및 마그네슘 합금 소재의 표면처리방법을 제시하고 있는바 상기발명에서는 마그네슘용 화성처리 조성물을 구성하기 위해서 무기금속 졸(sol)을 사용하고 있는 바와 같이 입자성 물질을 비롯한 비중이 큰 금속 및 불용성 무기물을 수중에 균일하게 분산시키기 위해서는 수중에 분산제 및 기타 첨가제가 포함된다 할지라도 입자성 물질이 비중이 크기 때문에 반드시 입자의 크기가 작아야만 가능함에 따라 이를 위해서는 반드시 분쇄공정이 필요한 반면, 본원에서는 최종 목표에 필요로 하는 무기 석출물을 제공하기 위한 반응물질의 농도를 낮은 상태에서 혼합하여 석출, 반응물질을 제공할 경우 분쇄 수준의 작은 입자성 물질이 생성되어 분쇄단계를 제공하지 않거나 최소화하도 수중에 분산성이 우수한 조성물을 제공할 수 있다는 큰 장점을 가지고 있음에 따라 본원기술이 인용발명보다 진보성이 높다 할 수 있다.In Korea Laid-Open Patent Publication No. 10-2014-0106938 A, 2 to 10% by weight of a phosphoric acid compound, 0.5 to 3% by weight of a manganese ion compound, 0.1 to 1% by weight of a zirconium compound, 1 to 4% by weight of an inorganic metal sol, and a vanadium compound A chemical conversion treatment composition for magnesium containing 0.05 to 1% by weight and an extra water-soluble solvent and a surface treatment method of magnesium and magnesium alloy materials using the same are provided. In the above invention, an inorganic metal sol is used to constitute a conversion treatment composition for magnesium. As (sol) is used, in order to uniformly disperse metals and insoluble inorganic substances with a high specific gravity including particulate matter in water, even if a dispersant and other additives are included in the water, the particulate matter must have a large specific gravity. The pulverization process is necessary for this, as it is possible only when the size of the particle is small, whereas in the present application, the concentration of the reactant to provide the inorganic precipitate required for the final target is mixed at a low concentration to precipitate, and when the reactant is provided, it is pulverized. It can be said that the present technology is more advanced than the cited invention, as it has a great advantage of providing a composition having excellent dispersibility in water even if it does not provide a pulverization step or minimizes it because a small particulate matter of a level is produced.

금속부식을 방지하기 위한 화성처리제에 요구되는 목적 대상물의 불용성 성분을 높은 품질로 유지하고 장기간 경과 후에도 수분산 상태에서 층분리되지 않고, 균일한 상태를 유지하여야 하나 종래기술로 제공되는 불용성 성분들은 비중이 매우 크기 때문에 분산기술이 우수하다 할지라도 장기간 수중에 균일하게 분산시키기 위해 반드시 마이크로미터 크기 이하의 작은 입자로 구성되어야 하며, 이를 위해서는 분쇄공정이 반듯이 수반됨에 따라 고가의 분쇄장비 구입에 필요하여 기업의 경제적 부담을 가중시킬 뿐만 아니라 별도의 분쇄공정 수반에 따른 시간 및 인력이 요구되었기 때문에 인건비 부담에 의한 가격 경쟁력이 낮아질 수 있다는 문제점이 있어왔는바 이의 해소방안이 요구되어 왔다. The insoluble components of the target object required for the chemical conversion treatment agent to prevent metal corrosion should be maintained in high quality, and even after a long period of time, the layer should not be separated in the water-dispersed state, and should be kept in a uniform state, but the insoluble components provided by the prior art have specific gravity. Because of its very large size, even if the dispersion technology is excellent, it must be composed of small particles less than a micrometer size in order to uniformly disperse in water for a long period of time, and this requires the purchase of expensive crushing equipment as the crushing process must be accompanied. There has been a problem that the price competitiveness due to the burden of labor costs may be lowered because time and manpower were required not only due to the additional crushing process, but also a solution to the problem has been required.

본원에서는 화성처리제인 인산아연계의 수분산성 표면조정제를 제조하는 과정 중 인산아연계의 무기 석출물을 제공하기 위해 아연염(Zinc salts)과 인산염(Phosphate salts)의 반응물질 농도를 낮은 상태에서 혼합하여 인산아연계의 무기 석출물을 제공할 경우 분쇄 수준의 작은 입자성 물질이 생성되어 분쇄단계를 제공하지 않거나 최소화하는 경우에도 수중 분산성이 우수한 판상구조의 인산아연계 표면조정제 조성물을 제공할 수 있음을 확인하여 완성된 발명으로 본원은 화학적 방법에 의한 판상형 인산아연 미립자 제조방법을 제공하여 날로 발전하고 있는 금속 표면처리 분야의 기반 강화 및 새로운 신 기술에 따른 아이템을 창출하고자 하는 목적을 갖는 발명이다. In this application, in the process of manufacturing a zinc phosphate-based water-dispersible surface modifier, a chemical conversion agent, in order to provide an inorganic precipitate of zinc phosphate, the concentration of reactants of zinc salts and phosphate salts is mixed in a low state. In the case of providing zinc phosphate-based inorganic precipitates, it is possible to provide a zinc phosphate-based surface modifier composition having a plate-like structure excellent in dispersibility in water even when the pulverization step is not provided or minimized because small particulate matter of the pulverization level is generated. As a confirmed and completed invention, the present application provides a method for manufacturing plate-shaped zinc phosphate fine particles by a chemical method, thereby reinforcing the base of the ever-evolving metal surface treatment field and creating an item according to a new new technology.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 제시되는 본원 기술사상은 수분산성 인산아연계의 표면조정제를 제조하기 위한 판상형 인산아연 미립자를 화학적 방법으로 얻기 위한 판상형 인산아연 미립자의 화학적 제조방법 관련 기술에서, 아연염(Zinc salts)과 인산염(Phosphate salts)의 소스(Source) 준비단계인 제1공정; 분쇄를 하지 않거나 분쇄공정을 최소화하며 판상구조의 인산아연계 미립자를 제공하기 위해 아연염과 인산염 농도를 0.01 내지는 1.5 중량% 농도범위로 희석시키는 제2공정; 상기 제2공정의 희석단계에서 만들어진 희석된 아연염과 인산염을 혼합시켜 불용성의 판상형 인산아연 미립자를 얻는 제3공정; 상기 제3공정을 통하여 얻은 판상형의 인산아연 석출물과 이에 수반되는 부산물이 포함되는 용액을 여과,수세,건조시켜 부산물이 잔존하지 않은 분말상의 인산아연계의 석출물을 얻는 제4공정을 포함하여 이루어지는 구성을 특징으로 하는 화학적 판상형 인산아연 미립자 제조방법으로 본원의 목적을 달성하고자 하는 기술사상의 발명이다. The technical idea of the present application presented as a means for achieving the above object is a technique related to the chemical manufacturing method of plate-shaped zinc phosphate fine particles for obtaining a plate-shaped zinc phosphate fine particle by a chemical method for preparing a water-dispersible zinc phosphate-based surface modifier, zinc salt (Zinc salts) and phosphate (Phosphate salts) source (Source) preparation step of the first step; A second step of diluting the zinc salt and phosphate concentration to a concentration range of 0.01 to 1.5% by weight in order not to pulverize or to minimize the pulverization process and to provide a plate-shaped zinc phosphate-based fine particle; A third step of mixing the diluted zinc salt and phosphate produced in the dilution step of the second step to obtain insoluble plate-shaped zinc phosphate fine particles; A configuration comprising a fourth step of filtering, washing, and drying a solution containing plate-shaped zinc phosphate precipitates obtained through the third step and accompanying by-products to obtain powdery zinc phosphate-based precipitates with no residual by-products. It is an invention of the technical idea to achieve the object of the present application with a method for producing chemical plate-shaped zinc phosphate fine particles characterized by.

이하, 본원의 기술사상을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the technical idea of the present application will be described in detail.

본원의 제1공정인 아연염(Zinc salts)과 인산염(Phosphate salts)의 소스(Source) 준비단계에서 아연염 소스(Source)의 준비단계는 산화아연(Zinc oxide), 황산아연(Zinc sulfate), 염화아연(Zinc chloride), 질산아연(Zinc nitrate), 수산화아연(Zinc hydroxide), 초산아연(Zinc acetate) 중에서 선택되어지는 1종 이상의 아연염을 물 내지는 희석된 무기산(Inorganic acid)으로 용해하고, 화학반응식 5와 같이 이산화탄소(CO2) 가스, 탄산나트륨(Sodium carbonate), 중탄산나트륨(Sodium bicarbonate), 탄산칼륨(Potassium carbonate), 중탄산칼륨(Potassium bicarbonate), 탄산암모늄(Ammonium carbonate), 중탄산암모늄(Ammonium bicarbonate) 중 선택되어지는 1종 이상의 탄산염을 아연염의 화학양론치 이상으로 공급하여 탄산아연(Zinc carbonate)이 구성되어 이루어지도록 한다. In the first step of the present application, in the step of preparing the source of zinc salts and phosphate salts, the steps of preparing the source of zinc salts include zinc oxide, zinc sulfate, and At least one zinc salt selected from zinc chloride, zinc nitrate, zinc hydroxide, and zinc acetate is dissolved in water or diluted inorganic acid, As shown in Chemical Reaction Formula 5, carbon dioxide (CO2) gas, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate, ammonium carbonate, ammonium bicarbonate ), supply at least one carbonate selected in the range above the stoichiometric value of the zinc salt so that zinc carbonate is formed.

ZnSO4 + (NH4)2CO3 -> ZnCO3 + (NH3)2SO4------<반응식 5>ZnSO 4 + (NH 4 ) 2 CO 3 -> ZnCO 3 + (NH 3 ) 2 SO 4 ------<Scheme 5>

상기 인산염(Phosphate salts)의 소스(Source) 준비단계인 경우에는 인산(Phosphoric acid) 내지는 인산나트륨, 제1인산나트륨, 제2인산나트륨, 인산칼륨, 제1인산칼륨, 제2인산칼륨, 인산암모늄, 제1인산암모늄, 제2인산암모늄 중 1종 이상의 인산염이 선택되어 질 수 있다. In the case of the source preparation step of the phosphate salts, Phosphoric acid or sodium phosphate, monosodium phosphate, dibasic sodium phosphate, potassium phosphate, monobasic potassium phosphate, dibasic potassium phosphate, ammonium phosphate , Ammonium monophosphate and ammonium dibasic phosphate may be selected from at least one phosphate.

상기 제2공정으로 낮은 농도의 아연염과 인산염의 희석단계는 분쇄를 하지 않거나 분쇄 공정을 최소화하면서 판상구조의 인산아연계의 미립자를 제공하고자 하는데 목적을 갖는 공정으로, 본 아연염과 인산염의 희석단계는 각각의 아연염과 인산염 농도를 0.01 내지는 1.5 중량% 농도 희석할 수 있으며, 바람직하게는 0.1 내지는 1.25 중량%로 희석하는 것이 유리하고, 더욱 바람직하게는 0.25 내지는 1.0 중량%로 희석되는 것이 유리하며, 가장 바람직하게는 0.5 내지는 0.75 중량%로 희석되는 것이 유리한 바, 각각의 아연염과 인산염 농도가 0.01 중량% 이하로 희석될 경우 하기의 희석된 아연염과 인산염의 혼합단계에서 판상형의 미세한 인산아연계의 무기물을 석출시킬 수 있어 수분산성 인산아연계의 표면조정제를 제조하는데 충분한 분산력을 제공할 수 있다는 큰 장점을 가질 수 있으나 인산아연계의 석출물 양이 적어서 생산성이 떨어질 뿐만 아니라 입자의 크기가 매우 낮아져 하기 단계의 여과 및 수세단계에서 많은 공정과 시간이 요구된다는 문제점이 제기될 수 있으며, 각각의 아연염과 인산염 농도가 1.5 중량% 이상으로 희석될 경우 하기의 희석된 아연염과 인산염의 혼합단계에 의해 판상형의 인산아연계의 석출물 양이 많이 만들어질 수 있으나 희석된 고형분의 농도가 높을 경우 판상형 인산아연계의 석출물 입자크기가 거대화되면서 단위 석출물의 비중이 높아질 수 있어 우수한 분산기술이 동원된다 할지라도 층분리될 수 있다는 문제점이 제공됨에 따라 상기 제안한 농도의 희석배율을 선택하는 것이 바람직하다. The dilution step of low concentration zinc salt and phosphate in the second process is a process aimed at providing zinc phosphate-based fine particles having a plate structure while not grinding or minimizing the grinding process. In the step, each zinc salt and phosphate concentration can be diluted to a concentration of 0.01 to 1.5% by weight, preferably 0.1 to 1.25% by weight, and more preferably, it is advantageous to be diluted to 0.25 to 1.0% by weight. And, most preferably, it is advantageous to be diluted with 0.5 to 0.75% by weight.When each zinc salt and phosphate concentration is diluted to 0.01% by weight or less, plate-shaped fine phosphoric acid in the mixing step of the diluted zinc salt and phosphate below It can have a great advantage of providing sufficient dispersing power to prepare a water-dispersible zinc phosphate-based surface modifier because it can precipitate zinc-based inorganic substances, but the amount of zinc phosphate-based precipitates is small, so productivity is lowered as well as particle size is reduced. Since it is very low, there may be a problem that a lot of processing and time are required in the filtration and water washing steps in the following steps.If the concentration of each zinc salt and phosphate is diluted to 1.5% by weight or more, the following diluted zinc salt and phosphate are mixed. Depending on the steps, a large amount of plate-shaped zinc phosphate precipitate can be made, but if the concentration of the diluted solid content is high, the particle size of the plate-shaped zinc phosphate-based precipitate can be enlarged and the specific gravity of the unit precipitate can be increased. However, it is preferable to select the dilution ratio of the proposed concentration, as the problem of layer separation is provided.

상기 제3공정인 희석된 아연염과 인산염의 혼합단계는 상기 희석단계에 의해 만들어진 각각의 희석된 아연염과 인산염을 혼합하여 반응식 6과 같이 불용성의 판상형 인산아연 미립자를 제공하고자 하는데 목적을 두고 있으며, 본 희석된 아연염과 인산염의 혼합단계는 균일한 크기의 판산형 인산아연계의 석출물을 수득하기 위해서는 150~300 rpm 이상의 속도로 교반하는 것이 최적의 입도크기를 얻기에 바람직하다. The third step, the mixing step of diluted zinc salt and phosphate, aims to provide insoluble plate-shaped zinc phosphate fine particles as shown in Scheme 6 by mixing each diluted zinc salt and phosphate produced by the dilution step. In the mixing step of the diluted zinc salt and phosphate, it is preferable to stir at a speed of 150 to 300 rpm or higher in order to obtain a plate acid-type zinc phosphate-based precipitate of a uniform size to obtain an optimal particle size.

ZnCO3 + 2H3PO4 -> ZnPO4 + 3H2O + CO2-------------<반응식 6>ZnCO 3 + 2H 3 PO 4 -> ZnPO 4 + 3H 2 O + CO 2 -------------<Scheme 6>

상기 제3공정인 여과단계, 수세단계 및 건조단계는 특별한 제한이 없으며, 상기 희석된 아연염과 인산염의 혼합단계에 의해 생성되는 판상형의 인산아연 석출물과 이에 수반되는 부산물이 포함되는 용액을 여과, 분리하여 부산물이 잔존하지 않은 분말상의 인산아연계의 석출물을 얻을 수 있으면 제한없이 모두 가능하다 할 수 있다.The third process, the filtering step, the water washing step, and the drying step, are not particularly limited, and a solution containing a plate-shaped zinc phosphate precipitate produced by the mixing step of the diluted zinc salt and phosphate and accompanying by-products is filtered, As long as the powdery zinc phosphate-based precipitates with no residual by-products can be obtained by separating, all are possible without limitation.

이하 본원 기술사상이 구현되는 실시양태는 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용란에서 발명의 실시예와 함께 상세하게 설명된다.Hereinafter, embodiments in which the technical idea of the present application is implemented will be described in detail together with examples of the invention in the specific content section for carrying out the following invention.

상기에서 살펴본 바와 같이 지금까지 화성처리에 필요로 하는 목적 대상의 불용성 성분을 수중 분산시키기 위해서는 불용성의 입자의 크기가 크거나 비중이 클 경우 분산이 되지 않고, 층분리되어 상품성이 크게 떨어질 수 있음에 따라 이러한 문제점을 극복하기 위해서는 반드시 분산력을 제공할 수 있는 크기 이하로 분쇄하여야 한다. As discussed above, in order to disperse the insoluble component of the target object required for chemical treatment in water so far, if the size of the insoluble particles is large or the specific gravity is large, the dispersion may not be performed, and the layer separation may result in a significant decrease in marketability. Therefore, in order to overcome this problem, it must be pulverized to a size less than that capable of providing dispersion power.

불용성의 고비중 무기물을 대상으로 층분리되지 않고, 분산력이 우수한 수분산성 조성물을 제공하기 위해서는 분쇄기를 통한 분쇄공정이 반드시 필요함에 따라 고가의 분쇄장비 구입에 필요한 기업의 경제적 부담을 가중시킬 뿐만 아니라 분쇄공정에 필요로 하는 많은 시간 및 인력이 필요한 실정이다. In order to provide a water-dispersible composition with excellent dispersing power without layer separation for insoluble, high specific gravity inorganic substances, a pulverization process through a pulverizer is essential, which increases the economic burden of companies required to purchase expensive pulverization equipment, as well as pulverization. It is a situation that requires a lot of time and manpower required for the process.

본원에서는 불용성의 목적 대상 불용성 성분을 수중 분산시키기 위하여 지금까지 기술력 부족으로 인하여 분쇄공정이 반드시 필요한 종래 방법의 문제점을 해결하기 위한 아연염(Zinc salts)과 인산염(Phosphate salts)의 소스(Source) 준비단계; 낮은 농도의 아연염과 인산염의 희석단계; 희석된 아연염과 인산염의 혼합단계; 여과단계; 수세단계; 건조단계를 포함하여 화학적 처리방법만으로도 플래이크 형(Flake type)과 입자의 크기가 최소화된 아연화를 원천적으로 제조할 수 있는 기술을 확보함에 따라 지금까지 인산염 피막처리를 위한 표면조정제 제조에 따른 여러 가지의 문제점을 극복하면서 표면처리 조정제의 활성을 극대화하는데 효과가 크다. In this application, a source of zinc salts and phosphate salts is prepared to solve the problem of the conventional method, which requires a pulverization process due to lack of technology so far in order to disperse the target insoluble component in water. step; Dilution step of low concentration of zinc salt and phosphate; Mixing the diluted zinc salt and phosphate; Filtering step; Washing step; As we have secured the technology to produce zincation with minimized particle size and flake type only by chemical treatment including the drying step, there have been various kinds of surface conditioning agents for phosphate coating treatment. It is effective in maximizing the activity of the surface treatment modifier while overcoming the problem of.

도 1: 본 발명의 화학적 방법에 의한 판상형 인산아연 미립자 제조방법에 대한 공정도
도 2: 본 발명의 실시 예에 의해 수득한 판상형의 인산아연계 석출물에 대한 EDS(Energy Dispersive Spectrometer) 분석결과
도 3: 본 발명의 실시 예에 의해 수득한 판상형의 인산아연계 석출물에 대한 XRD(X-ray Powder Diffraction) 분석결과
도 4: 본 발명의 실시 예에 의해 수득한 판상형의 인산아연계 석출물에 대한 SEM(Scanning Electron Microscope ) 분석결과
도 5: 본 발명의 실시 예에 의해 수득한 판상형의 인산아연계 석출물을 대상으로 인산아연계 수분산성 표면조정제의 분산시험 결과
Figure 1: Process chart for the method for manufacturing plate-shaped zinc phosphate fine particles by the chemical method of the present invention
Figure 2: EDS (Energy Dispersive Spectrometer) analysis result of the plate-shaped zinc phosphate precipitate obtained by the embodiment of the present invention
Figure 3: XRD (X-ray Powder Diffraction) analysis result of the plate-shaped zinc phosphate precipitate obtained by the embodiment of the present invention
Figure 4: SEM (Scanning Electron Microscope) analysis result of the plate-shaped zinc phosphate precipitate obtained by the embodiment of the present invention
Figure 5: Dispersion test results of a zinc phosphate-based water-dispersible surface modifier for a plate-shaped zinc phosphate-based precipitate obtained by an example of the present invention

본원의 기술사상을 구현하기 위한 발명의 실시내용을 실시예로 기재하기에 앞서, 본 출원의 명세서나 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 될 것이며, 본원의 보호범위는 본원발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 할 것이며, 본 명세서에 기재된 예시는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본원의 기술사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.Prior to describing the embodiments of the invention for implementing the technical idea of the present application as examples, terms or words used in the specification or claims of the present application shall not be construed as being limited to a conventional or dictionary meaning, The scope of protection of the present application should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention, and the examples described in this specification are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present application. However, it should be understood that there may be various equivalents and modified examples that can replace them at the time of application.

도 1은 본원 발명의 기술사상으로 화학적 방법에 의한 판상형 인산아연 미립자 제조방법에 대한 공정도를 나타낸 것으로, 도 1에서의 아연염(Zinc salts)과 인산염(Phosphate salts)의 소스(Source) 준비단계는 과제의 해결 수단에서 제1공정으로 설명한 부분이고, 낮은 농도의 아연염과 인산염 농도를 얻기 위한 희석단계는 제2공정으로 설명되고 있으며, 희석된 아연염과 인산염 혼합단계는 제3공정으로 설명되고 있고, 여과,수세 및 건조공정을 포함하여 제4공정으로 설명되고 있다.1 is a diagram showing a process chart for a method for manufacturing plate-shaped zinc phosphate fine particles by a chemical method according to the technical idea of the present invention. In FIG. 1, the preparation step of the source of zinc salts and phosphate salts is It is the part described as the first step in the means of solving the problem, the dilution step to obtain a low concentration of zinc salt and phosphate is described as the second step, and the step of mixing the diluted zinc salt and phosphate is described as the third step. And, it is described as a fourth process including filtration, washing and drying processes.

이하, 본원 발명이 구현되는 실시양태를 구체화하여 설명하기 위한 수단으로 하기의 발명 실시예에 의하여 본원의 기술사상이 적용되는 예를 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, an example in which the technical idea of the present application is applied by the following inventive examples will be described in detail as a means for specifying and describing embodiments in which the present invention is implemented.

실시 예 1Example 1

1리터의 비이커에 삼전순약의 염화아연(ZnCl2)을 용해한 후 이 용액을 교반하면서 이산화탄소(CO2) 가스를 퍼지(Purge)시키면서 아연계의 소스로 탄산아연의 석출물을 제조하였다. After dissolving the zinc chloride (ZnCl 2 ) of Samjeon Pure Chemical in a 1 liter beaker, a precipitate of zinc carbonate was prepared as a zinc-based source while stirring this solution and purging carbon dioxide (CO 2 ) gas.

1리터의 비이커에 제조된 탄산아연 석출물 0.1 g을 공급한 후 교반기(Mechanical stirrer)를 이용하여 500 rpm으로 교반하면서 1/100로 희석된 인산(H3PO4)을 천천히 적가하고 약 20분간 그 상태를 유지하여 판상구조의 인산아연 미립자를 제조한 후 이를 여과 및 세척을 3회 실시한 다음 100℃의 오븐에서 가열, 건조하였다. After supplying 0.1 g of the prepared zinc carbonate precipitate to a 1 liter beaker, while stirring at 500 rpm using a mechanical stirrer, 1/100 diluted phosphoric acid (H 3 PO 4 ) was slowly added dropwise thereto, followed by about 20 minutes. After maintaining the state to prepare zinc phosphate fine particles having a plate-like structure, the particles were filtered and washed three times, and then heated and dried in an oven at 100°C.

실시 예 2Example 2

1리터의 비이커에 삼전순약의 질산아연(ZnNO3·6H2O)을 용해한 후 이 용액을 교반하면서 이산화탄소(CO2) 가스를 퍼지(Purge)시키면서 아연계의 소스로 탄산아연의 석출물을 제조하였다. After dissolving the zinc nitrate (ZnNO 3 ·6H 2 O) of Samjeon Pure Chemical in a 1 liter beaker, a precipitate of zinc carbonate was prepared as a zinc-based source by purging carbon dioxide (CO 2 ) gas while stirring the solution. .

1리터의 비이커에 제조된 탄산아연 석출물 0.5 g을 공급한 후 교반기(Mechanical stirrer)를 이용하여 500 rpm으로 교반하면서 1/100로 희석된 인산(H3PO4)을 천천히 적가하고 약 20분간 그 상태를 유지하여 판상구조의 인산아연 미립자를 제조한 후 이를 여과 및 세척을 3회 실시한 다음 100℃의 오븐에서 가열, 건조하였다. After supplying 0.5 g of the prepared zinc carbonate precipitate to a 1 liter beaker, 1/100 diluted phosphoric acid (H 3 PO 4 ) was slowly added dropwise while stirring at 500 rpm using a mechanical stirrer. After maintaining the state to prepare zinc phosphate fine particles having a plate-like structure, the particles were filtered and washed three times, and then heated and dried in an oven at 100°C.

실시 예 3Example 3

1리터의 비이커에 삼전순약의 수산화아연[Zn(OH)2) 10 g을 측량한 후 1/5로 희석된 염산을 공급한 다음 가열판(Hot plate)에서 가열, 용해하고, 냉각한 후 이 용액을 교반하면서 1/5로 희석된 탄산나트륨(Na2CO3) 용액을 천천히 적가하면서 탄산아연의 석출물을 제조하였다. After measuring 10 g of zinc hydroxide (Zn(OH) 2 ) of Samjeon Pure Chemical in a 1 liter beaker, supply diluted hydrochloric acid to 1/5, and then heat, dissolve, and cool on a hot plate. While stirring, sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) solution diluted to 1/5 was slowly added dropwise to prepare a precipitate of zinc carbonate.

1리터의 비이커에 제조된 탄산아연 석출물 1.5 g을 공급한 후 교반기(Mechanical stirrer)를 이용하여 500 rpm으로 교반하면서 1/5로 희석된 제1인산나트륨(NaH2PO4)을 천천히 적가하고 약 20분간 그 상태를 유지하여 판상구조의 인산아연 미립자를 제조한 후 이를 여과 및 세척을 3회 실시한 다음 100℃의 오븐에서 가열, 건조하였다. After supplying 1.5 g of the prepared zinc carbonate precipitate to a 1 liter beaker, while stirring at 500 rpm using a mechanical stirrer, 1/5 diluted sodium phosphate (NaH 2 PO 4 ) was slowly added dropwise and about After maintaining the state for 20 minutes to prepare zinc phosphate fine particles having a plate-like structure, the particles were filtered and washed three times, and then heated and dried in an oven at 100°C.

비교 예 1~3Comparative Examples 1 to 3

실시 예 1~3에 의해 만들어진 탄산아연의 석출물을 10 g을 공급한 것을 제외하고는 실시 예 1~3과 동일하게 수행하였다. It was carried out in the same manner as in Examples 1 to 3, except that 10 g of the precipitates of zinc carbonate prepared in Examples 1 to 3 were supplied.

상기 비교예 1~3과 실시예 1~3에서 만들어진 인산아연계의 석출물을 대상으로 평균 입자의 크기와 분산력을 확인하고자 하였는바, 평균 입자의 크기는 Mastersizer 3000 E 레이저 회절 입도분석기로 확인하였으며, 분산력은 제조된 인산아연계의 석출물 100중량% 대비 3.3 중량%의 산노프코리아 분산제(SN disoers), 3.0 중량%의 습윤제(Koremul NP-8), 2.0 중량%의 소포제(산노프 코리아), 1.0 중량%의 증점제(Methyl cellulose), 증류수 80중량%를 바스켓 밀(Basket mill)에 측량한 후 1 mm의 지르코니아 세라믹 볼을 1,000 rpm의 속도로 교반, 분산시키고, 이 용액을 100 ml의 메스실린터(Mass cylinder) 분취한 후 층분리가 시작되는 시간을 확인하였으며, 이의 시험결과를 표 1에 나타냈다. To check the average particle size and dispersion power of the zinc phosphate-based precipitates prepared in Comparative Examples 1 to 3 and Examples 1 to 3, the average particle size was confirmed by a Mastersizer 3000 E laser diffraction particle size analyzer, Dispersing power is 3.3% by weight of Sannov Korea dispersant (SN disoers), 3.0% by weight of wetting agent (Koremul NP-8), 2.0% by weight of antifoaming agent (Sannov Korea), 1.0 to 100% by weight of the prepared zinc phosphate precipitate. After measuring weight% of thickener (methyl cellulose) and 80% by weight of distilled water in a basket mill, a 1 mm zirconia ceramic ball was stirred and dispersed at a speed of 1,000 rpm, and this solution was mixed with a 100 ml measuring cylinder. After the (Mass cylinder) fractionation, the time at which the layer separation starts was checked, and the test results are shown in Table 1.

구분division 평균 입자크기
(㎛)
Average particle size
(㎛)
층분리 시간Delamination time
실시 예 1Example 1 0.480.48 7일 경과 후 관찰 안됨Not observed after 7 days 실시 예 2Example 2 0.520.52 7일 경과 후 관찰 안됨Not observed after 7 days 실시 예 3Example 3 0.640.64 7일 경과 후 관찰 안됨Not observed after 7 days 비교 예 1Comparative Example 1 2323 2.5시간2.5 hours 비교 예 2Comparative Example 2 2828 1.5시간1.5 hours 비교 예 3Comparative Example 3 2525 2시간2 hours

상기 표 1에서 나타낸 바와 같이 비교 예 1~3에서는 인산아연계의 석출물을 제조하는 과정 중 아연염과 인산염의 높은 농도의 수용액을 제공한 후 이의 용액을 교반하는 과정 중 혼합될 때 다량의 인산아연의 석출물이 만들어질 수 있으나 입자의 크기가 23 마이크로미터 이상으로 나타남과 동시에 층분리가 2시간 30분 이내에 층분리됨에 따라 인산아연계 수분산성 표면조정제를 제조하기 위해서는 반드시 분쇄기에 의한 분쇄공정이 필요함을 확인하였다.As shown in Table 1 above, in Comparative Examples 1 to 3, a large amount of zinc phosphate was provided when a high concentration aqueous solution of zinc salt and phosphate was provided during the process of preparing zinc phosphate-based precipitates and then mixed during the agitating process of the solution. Precipitates may be formed, but as the size of the particles appears to be 23 micrometers or more and the layer is separated within 2 hours and 30 minutes, the pulverization process by a grinder is required to manufacture the zinc phosphate-based water-dispersible surface regulator. Was confirmed.

반면 실시 예 1~3에서는 인산아연계의 석출물을 제조하는 과정 중 아연염과 인산염의 낮은 농도의 수용액을 제공한 후 이의 용액을 교반하는 과정 중 혼합될 때 입자의 크기가 약 0.5 마이크로를 나타날 뿐만 아니라 본 실시 예를 통한 분산력이 우수하여 1주일 이내에 층분리의 가능성이 전혀 없음에 따라 본원에 따라 수득한 인산아연계의 석출물을 대상으로 수분산성 표면조정제를 제조하기 위하여 분쇄공정이 필요가 없음을 확인하였다.On the other hand, in Examples 1 to 3, when an aqueous solution of a low concentration of zinc salt and phosphate was provided during the process of preparing a zinc phosphate-based precipitate, and when the solution was mixed during the stirring process, the particle size was about 0.5 microns. In addition, as the dispersion power through this example is excellent and there is no possibility of layer separation within one week, there is no need for a grinding process to prepare a water-dispersible surface control agent for the zinc phosphate-based precipitate obtained according to the present application. Confirmed.

따라서 본원에 의한 인산아연계의 표면조정제를 제조하는데 있어서, 경제성 및 기술력을 확보할 수 있어 기업의 기술력 및 경제적 이익을 창출에 크게 기여할 것으로 기대된다. Therefore, in manufacturing the zinc phosphate-based surface conditioning agent according to the present application, economic feasibility and technological prowess can be secured, which is expected to greatly contribute to the creation of technological prowess and economic benefits of enterprises.

도 2는 본원 발명의 실시예에 의해 수득한 판상형의 인산아연계 석출물에 대한 EDS(Energy Dispersive Spectrometer) 분석결과를 나타낸 것으로, 이는 본원에서 얻고자 하는 ZnPO4 및 다른 성분의 존재여부를 확인하기 위한 정성분석 실험자료이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 의해 수득한 판상형의 인산아연계 석출물에 대한 XRD(X-ray Powder Diffraction) 분석결과를 나타낸 것으로, 이는 석출물의 결정구조를 확인하기 위한 실험결과 이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 의해 수득한 판상형의 인산아연계 석출물에 대한 SEM(Scanning Electron Microscope ) 분석결과를 나타낸 것으로, 전자현미경으로 확대하여 서로 각도를 달리하여 촬영한 석출물의 확대 사진도를 4a 및 도 4b로 나타낸 것이며, 도 5는 본 발명의 실시 예에 의해 수득한 판상형의 인산아연계 석출물을 대상으로 인산아연계 수분산성 표면조정제의 분산시험 결과로 석출물 입자가 크면 곧바로 침전이 이루어지나 본원에서 얻은 석출물이 높은 분산력을 유지할 수 있는지 여부를 확인한 결과로서 발명자가 의도하여 얻어진 미립자 결과물이 장시간 높은 분산력을 유지하는 결과를 확인할 수 있었다.Figure 2 shows the EDS (Energy Dispersive Spectrometer) analysis results of the plate-shaped zinc phosphate precipitate obtained by the examples of the present invention, which is to confirm the presence of ZnPO 4 and other components to be obtained from the present application. Qualitative analysis experimental data, Figure 3 shows the XRD (X-ray Powder Diffraction) analysis results of the plate-shaped zinc phosphate precipitate obtained by the embodiment of the present invention, which is an experiment to confirm the crystal structure of the precipitate 4 shows the results of SEM (Scanning Electron Microscope) analysis of the plate-shaped zinc phosphate precipitate obtained according to the embodiment of the present invention. Magnification of the precipitates photographed at different angles by magnifying with an electron microscope Photographs are shown in 4a and 4b, and FIG. 5 is a result of a dispersion test of a zinc phosphate-based water-dispersible surface conditioner for a plate-shaped zinc phosphate-based precipitate obtained according to an embodiment of the present invention. As a result of confirming whether or not the precipitate obtained in this application can maintain a high dispersing power, it was confirmed that the resultant fine particles obtained by the inventor's intention maintains a high dispersing power for a long time.

도 1은 본 발명의 화학적 방법에 의한 판상형 인산아연 미립자 제조방법에 대한 공정도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 의해 수득한 판상형의 인산아연계 석출물에 대한 EDS(Energy Dispersive Spectrometer) 분석결과를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 의해 수득한 판상형의 인산아연계 석출물에 대한 XRD(X-ray Powder Diffraction) 분석결과이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 의해 수득한 판상형의 인산아연계 석출물에 대한 SEM(Scanning Electron Microscope ) 분석결과이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 의해 수득한 판상형의 인산아연계 석출물을 대상으로 인산아연계 수분산성 표면조정제의 분산시험 결과를 나타낸 것으로 별도의 부호 설명이 필요없다 할 것이다.FIG. 1 shows a process chart for a method for manufacturing plate-shaped zinc phosphate fine particles by the chemical method of the present invention, and FIG. 2 is an EDS (Energy Dispersive Spectrometer) analysis of plate-shaped zinc phosphate-based precipitates obtained by an embodiment of the present invention. 3 is an X-ray Powder Diffraction (XRD) analysis result of a plate-shaped zinc phosphate precipitate obtained by an example of the present invention, and FIG. 4 is a plate-shaped obtained by an example of the present invention. Is the SEM (Scanning Electron Microscope) analysis result of the zinc phosphate-based precipitate of, and FIG. 5 is a dispersion test result of a zinc phosphate-based water-dispersible surface conditioner for the plate-shaped zinc phosphate-based precipitate obtained by an embodiment of the present invention. As shown, a separate code description is not required.

Claims (4)

수분산성 인산아연계의 표면조정제를 제조하기 위한 판상형 인산아연 미립자를 화학적 방법으로 얻기 의한 판상형 인산아연 미립자의 화학적 제조방법에 있어서,
아연염(Zinc salts)과 인산염(Phosphate salts)의 소스(Source) 준비단계인 제1공정에서 아연염(Zinc salts) 소스(Source)는 산화아연(Zinc oxide), 황산아연(Zinc sulfate), 염화아연(Zinc chloride), 질산아연(Zinc nitrate), 수산화아연(Zinc hydroxide), 초산아연(Zinc acetate) 중 에서 선택되는 아연염을 물 또는 희석된 무기산(Inorganic acid)으로 용해하는 전처리단계와,
이산화탄소(CO2) 가스, 탄산나트륨(Sodium carbonate), 중탄산나트륨(Sodium bicarbonate), 탄산칼륨(Potassium carbonate), 중탄산칼륨(Potassium bicarbonate), 탄산암모늄(Ammonium carbonate), 중탄산암모늄(Ammonium bicarbonate) 중에서 선택되는 탄산염을 전처리단계를 거친 아연염의 화학양론치 이상으로 공급하여 탄산아연(Zinc carbonate)을 얻도록 적용되어 아연염(Zinc salts) 소스(Source)가 준비되고
인산염(Phosphate salts) 소스(Source)는 인산(Phosphoric acid), 인산나트륨, 제1인산나트륨, 제2인산나트륨, 인산칼륨, 제1인산칼륨, 제2인산칼륨, 인산암모늄, 제1인산암모늄, 제2인산암모늄 중에서 선택되는 인산염이 인산염(Phosphate salts) 소스(Source) 준비되는 제1공정;
분쇄를 하지 않거나 분쇄공정을 최소화하며 판상구조의 인산아연계 미립자를 제공하기 위해 아연염과 인산염 농도를 0.01 내지는 1.5 중량% 농도범위로 희석시키는 제2공정;
상기 제2공정의 희석단계에서 만들어진 희석된 아연염과 인산염을 혼합시켜 불용성의 판상형 인산아연 미립자를 얻는 제3공정;
상기 제3공정을 통하여 얻은 판상형의 인산아연 석출물과 이에 수반되는 부산물이 포함되는 용액을 여과, 수세, 건조시켜 부산물이 잔존하지 않은 분말상의 인산아연계의 석출물을 얻는 제4공정;
을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 화학적 방법에 의한 판상형 인산아연 미립자 제조방법.
In the chemical manufacturing method of plate-shaped zinc phosphate fine particles by obtaining plate-shaped zinc phosphate fine particles by a chemical method for preparing a water-dispersible zinc phosphate-based surface modifier,
In the first step of preparing the source of zinc salts and phosphate salts, the source of zinc salts is zinc oxide, zinc sulfate, and chloride. A pretreatment step of dissolving a zinc salt selected from zinc chloride, zinc nitrate, zinc hydroxide, and zinc acetate with water or diluted inorganic acid, and
Carbon dioxide (CO 2 ) gas, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate, ammonium carbonate, ammonium bicarbonate A source of zinc salts is prepared by supplying carbonates above the stoichiometric value of zinc salts that have gone through the pretreatment step to obtain zinc carbonate.
Phosphate salts Source is Phosphoric acid, sodium phosphate, monosodium phosphate, dibasic sodium, potassium phosphate, monobasic potassium, dibasic potassium, ammonium phosphate, monobasic ammonium phosphate, A first process in which a phosphate salt selected from diammonium phosphate is prepared as a source of phosphate salts;
A second step of diluting the zinc salt and phosphate concentration to a concentration range of 0.01 to 1.5% by weight in order not to pulverize or to minimize the pulverization process and to provide a plate-shaped zinc phosphate-based fine particle;
A third step of mixing the diluted zinc salt and phosphate produced in the dilution step of the second step to obtain insoluble plate-shaped zinc phosphate fine particles;
A fourth step of filtering, washing, and drying a solution containing the plate-like zinc phosphate precipitate obtained through the third step and the accompanying by-products to obtain a powdery zinc phosphate-based precipitate without remaining by-products;
Plate-shaped zinc phosphate fine particles manufacturing method by a chemical method comprising a.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제3공정의 희석된 아연염과 인산염의 혼합단계에서 균일한 크기의 판상형 인산아연의 석출물을 수득하기 위해 150 ~ 300 rpm 범위의 속도로 교반하도록 적용되는 것을 특징으로 하는 화학적 방법에 의한 판상형 인산아연 미립자 제조방법.
The method of claim 1,
Plate-shaped phosphoric acid according to a chemical method, characterized in that it is applied to stir at a speed in the range of 150 to 300 rpm in order to obtain a precipitate of plate-shaped zinc phosphate having a uniform size in the mixing step of the diluted zinc salt and phosphate in the third step. Zinc fine particles manufacturing method.
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