KR20220128811A - Functional inorganic ceramic coating agent containing functional ceramic materials and their manufacturing methods - Google Patents

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Abstract

The present invention, in an inorganic ceramic coating composition comprising a functional ceramic, an inorganic binder, and a pigment, relates to a coating agent, in which the coating implemented by the present invention not only has excellent heat resistance and chemical resistance, but also emits 90.2 % in a 5 to 20 ㎛ region as a functional ceramic material, which is the most beneficial wavelength for the human body, and the radiant energy represents 3.690 × 10^2 W/m^2 (analyzed by the Korea Institute of Ceramic Engineering and Technology). The coating agent of the present invention has excellent physical properties such as acid resistance, alkali resistance, accelerated weather resistance, and durability against salt water, and is an eco-friendly coating agent that does not generate air pollutants such as VOCs and formaldehyde.

Description

기능성 세라믹 소재를 함유한 기능성 무기질 세라믹 코팅제 및 그의 제조방법{Functional inorganic ceramic coating agent containing functional ceramic materials and their manufacturing methods}Functional inorganic ceramic coating agent containing functional ceramic materials and their manufacturing methods

본 발명은 기능성 세라믹 소재를 함유한 무기질 세라믹 코팅제 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 원적외선 방사 등 기능성을 다양하게 가지고 있는 규산염 광물, 특히 망상 및 층상 규산염 광물을 혼합한 기능성 무기질 세라믹 코팅제로서 실란 화합물과 물유리, 기능성 세라믹 분말 등 단순한 원료로 제조되어 기능성을 발휘할 수 있으며, 내스크래치성, 내수성, 내후성 등 물리적인 기능이나 내산성, 내알칼리성 등 내화학성이 뛰어나면서 원적외선 방사 등의 기능성을 가지고 있는 기능성 세라믹 소재를 함유한 무기질 세라믹 코팅제 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an inorganic ceramic coating agent containing a functional ceramic material and a method for manufacturing the same. As a coating agent, it is manufactured with simple raw materials such as silane compound, water glass, and functional ceramic powder, so it can exhibit functionality. It relates to an inorganic ceramic coating agent containing a functional ceramic material and a method for manufacturing the same.

일반적으로, 코팅제는 금속의 표면을 보호하기 위하여 도포되는 것이다. In general, a coating agent is applied to protect the surface of the metal.

기존의 금속의 표면 보호를 위한 코팅제는 유기화합물을 이용한 유기 수지계인 우레탄 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지 등유기 용제와 혼합하여 사용되고 있으며, 보다 발전된 방법으로 정전기를 이용하여 표면 부착성 및 균일성을 향상시킨 정전도장이 있으며 이런 도료 혹은 코팅제들은 액상의 형태를 띠고 있다. 이와 달리 도료 혹은 코팅제를 분말로 가공하여 코팅 혹은 도장을 하는 분체 도장이 있으며, 근래에는 보다 효과적인 표면 보호를 위하여 고온에서 반응되는 법랑을 주 재료로 하는 코팅방법이 개발되었다. Existing coating agents for surface protection of metals are used by mixing organic solvents such as urethane resins, epoxy resins, and acrylic resins, which are organic resins using organic compounds. There is an electrostatic coating, and these paints or coatings are in liquid form. On the other hand, there is a powder coating in which a coating or coating is applied by processing a paint or coating agent into powder.

상기에서 열거한 유기용매나 유기화합물을 재료로 하는 코팅제는 여러 가지 방법에 의한 코팅 및 도장 방법이 개발되어 있고 재료의 선택이 다양한 점 등의 장점을 가지고 있지만, 유기 수지계 코팅제는 용매로 사용하는 톨루엔 등 유기화합물이 증발하면서 발생하는 VOC‘s(Volatile Organic Compounds)로 인하여 이를 흡입할 시 인체에 나쁜 영향을 미치고, 대기에 확산될 경우 대기오염의 원인이 될 수 있는 단점이 있으며, 유기 도료의 반응성을 높이기 위하여 비스페놀A 등 내분비계 교란물질의 발생이 우려되는 물질을 사용하고 있어서 특히 물과 접촉하였을 때 용출되어 인체에 흡수되었을 때 내분비계 교란물질로 작용할 우려가 크다. Coatings made of the organic solvents or organic compounds listed above have advantages such as a variety of coating and coating methods have been developed and a variety of materials to choose from. Due to VOC's (Volatile Organic Compounds) generated when organic compounds such as organic compounds evaporate, they have a negative effect on the human body when inhaled, and can cause air pollution when diffused into the atmosphere. Reactivity of organic paints In order to increase the level of endocrine-disrupting substances such as bisphenol A is used, especially when it comes into contact with water, it elutes and is highly likely to act as an endocrine-disrupting substance when absorbed into the human body.

따라서 유기 수지계 코팅제를 이용하여 도장을 할 경우에는, 인체의 영향을 최소화하고 대기오염을 방지할 수 있는 특별한 시설을 갖춘 곳에서 코팅이나 도장을 하여야 하는 장소 및 설비의 제약을 가지고 있으며, 내분비계 교란물질을 최소화할 수 있는 방안이 마련되어야 할 것이다. Therefore, when painting using an organic resin-based coating agent, there are restrictions on the place and equipment that must be coated or painted in a place equipped with special facilities that can minimize the impact on the human body and prevent air pollution, and disrupt the endocrine system. Measures to minimize the amount of material should be prepared.

이러한 유기 수지계 코팅제의 단점을 개선할 수 있는 코팅제로서 예로부터 도자기 유약 등에서 유래되어 전해져 온 법랑을 응용한 표면 코팅의 방법은 그 용제가 인체나 환경에 무해한 물이 주 성분으로 되어 있어서 건강상의 위해나 환경오염이 없는 장점이 있으며, 이러한 법랑 코팅은 최근 들어 가열 용기의 표면 코팅 등에 응용하는 등 적용 범위가 넓어지고 있다. 그러나 법랑을 이용한 표면의 코팅은 법랑의 성질에 따라 달라지기는 하지만 법랑은 일반적으로 750℃ 이상의 고온에서 멜팅(Melting)에 의하여 코팅막이 형성되므로 높은 에너지 비용이 소요되고 용융점이 낮은 알루미늄 등에는 적용하기 어렵고, 또한 700℃가 넘으면 철 자체의 열 변형이 시작되므로 코팅 대상물의 원형이 훼손되는 등의 단점이 있다. As a coating agent that can improve the disadvantages of such organic resin coatings, the method of surface coating using enamel, which has been derived from ceramic glaze, etc. There is an advantage of no environmental pollution, and these enamel coatings have recently been applied to the surface coating of heating vessels, etc., and the scope of application is expanding. However, although the coating of the surface using enamel varies depending on the properties of the enamel, enamel generally forms a coating film by melting at a high temperature of 750° C. It is difficult, and when the temperature exceeds 700° C., heat deformation of the iron itself starts, so there are disadvantages such as damage to the original shape of the coating object.

이러한 법랑 코팅의 단점을 개선하고 열처리 온도를 낮춘 코팅제가 세라믹 도료이다. A coating agent that improves the disadvantages of the enamel coating and lowers the heat treatment temperature is a ceramic paint.

기존의 세라믹 도료에 의한 코팅은 일반적으로 주방기구 등에 코팅을 하여 내열성, 내마모성, Non-Stick 등의 기능성을 부여하는 것이 대부분으로 코팅층의 경도가 매우 낮아 코팅면의 박리가 쉽게 일어나는 등 내구성이 짧고, 기계, 기구 등 대형의 구조물에 코팅하여 기능성을 부여하는 예는 없었다. 상기 세라믹 도료에 의한 금속 코팅은 불소를 주 성분으로 하는 코팅제가 대부분이다. 이와 같은 불소를 주 성분으로 하는 코팅제는 열 전도를 높여주고, Non-Stick 기능 등으로 많은 장점을 가지고 있지만, 단점인 쉬운 박리와 이에 따른 코팅 수명의 단축과 박리된 코팅제에 불소를 포함하고 있기 때문에 사람이 이를 섭취하게 되면 건강상 위해가 되는 점 등이 문제점으로 지적되고 있다. Coating with conventional ceramic paints is generally applied to kitchen utensils to give functionality such as heat resistance, abrasion resistance, and non-stick. There was no example of providing functionality by coating large structures such as machines and instruments. Most of the metal coating by the ceramic paint is a coating agent containing fluorine as a main component. Such coatings containing fluorine as a main component increase heat conduction and have many advantages such as non-stick function. It is pointed out as a problem that it is harmful to health if humans ingest it.

또한, 법랑을 이용한 코팅이 세라믹 코팅제가 있지만 법랑의 특징인 고온 소성으로 인하여 코팅 대상물의 선정에 제한이 있고 대상물이 열에 의하여 변형이 가는 문제점으로 인하여 상용화나 제품화가 어려운 실정이었다. In addition, although there is a ceramic coating agent for coating using enamel, the selection of a coating object is limited due to high-temperature firing, which is a characteristic of enamel, and commercialization or commercialization is difficult due to the problem that the object is deformed by heat.

기존의 무기질 코팅제는 대한민국 등록특허 제10-0895052호 및 제10-1775537호에서와 같이 코팅막을 형성하는데 있어서 물유리를 사용하거나 실리카 졸, 알루미나 졸, 지르코니아 졸의 혼합물로 이루어진 무기질 결합제, 기능성 충진제, 세라믹 파우더 융점 조절제와 같은 주제와 첨가물로 이루어진 다종다양한 성분의 원료로 구성되고 있으며, 대한민국 등록특허 제10-0512599호에서는 원적외선 방사 등 기능성을 부여하기 위하여 규소 혼합물, 토르말린, 황토 등 광물 등 기능성 충진제, 석영, 몬조나이트, 편마암류 및 유문암질 응회암 등으로 포함하고 있다. 그러나 기존의 특허들은 기본적으로 코팅소재를 형성하는데 여러 조성물들을 혼합하여 고온으로 소결하여 사용해야 하므로 조성물 준비 단계로부터 많은 에너지 비용이 소요되며, 또한 기능성을 부여하기 위하여 많은 종류의 소재를 사용하므로 그 조성이 달라질 때마다 코팅의 기능성이 달라질 우려가 있다는 문제점이 있었다. Existing inorganic coating agents use water glass to form a coating film as in Korean Patent Registration Nos. 10-0895052 and 10-1775537, or inorganic binders made of a mixture of silica sol, alumina sol, and zirconia sol, functional filler, ceramic It is composed of raw materials of various components consisting of the subject and additives such as powder melting point regulator, and in Korean Patent No. 10-0512599, functional fillers such as silicon mixture, tourmaline, ocher, etc. minerals, quartz, to give functionality such as far-infrared radiation. , monzonite, gneiss, and rhyolite tuff. However, the existing patents basically require a lot of energy cost from the composition preparation stage because various compositions must be mixed and sintered at a high temperature to form a coating material, and since many types of materials are used to give functionality, the composition is There was a problem that there is a possibility that the functionality of the coating may change whenever it is changed.

KR 10-1104680 “난스틱 세라믹 코팅층을 구비한 법랑재 조리기구”KR 10-1104680 “Enamel cookware with non-stick ceramic coating layer” KR 10-0871877 “세라믹 코팅 철강재 가열조리기구 및 그 제조방법”KR 10-0871877 “Ceramic coated steel heating cookware and its manufacturing method”

본 발명의 목적은, 상기 기존 세라믹 코팅제의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기능성 광물의 기능성을 온전히 가지고 있으면서 저온에서 열처리를 함으로써 코팅 대상물의 변형도 예방할 수 있고 제조가 용이하고 제조가가 저렴하게 되는 기능성 세라믹 소재를 함유한 무기질 세라믹 코팅제와 그 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the problems of the existing ceramic coating agent, and it is possible to prevent deformation of the coating object by heat treatment at a low temperature while fully having the functionality of functional minerals, and to make it easy to manufacture and inexpensive to manufacture. To provide an inorganic ceramic coating agent containing a ceramic material and a method for manufacturing the same.

본 발명의 이러한 목적은, 일차적으로 규산염계 광물을 약 1000Mesh 이상의 미분말로 가공하여 물 혹은 용제에 분산시켜 원재료로 사용하며, 이러한 규산염계 광물은, 종래의 세라믹 코팅 소재로서 알루미나, 실리카, 지르코니아 등를 대체하고 알루미나, 실리커, 지르코니아가 가지지 못하는 기능성을 갖추게 되어, 규산염계 광물을 이용하여 기존의 세라믹 코팅의 장점을 유지하면서 그 위에 기능성을 더하게 한 본 발명에 따른 기능성 세라믹 소재를 함유한 무기질 세라믹 코팅제에 의해 달성된다.For this purpose of the present invention, a silicate-based mineral is primarily processed into a fine powder of about 1000 mesh or more and dispersed in water or a solvent to be used as a raw material, and these silicate-based minerals replace alumina, silica, zirconia, etc. as conventional ceramic coating materials Inorganic ceramic coating agent containing a functional ceramic material according to the present invention, which has the functionality that alumina, silica, and zirconia do not have, and adds functionality to it while maintaining the advantages of the existing ceramic coating using silicate-based minerals is achieved by

본 발명의 이러한 목적은, 금속의 표면부에 코팅을 하여 150~300℃의 낮은 온도에서도 높은 소결밀도를 형성시켜 표면경도를 향상시키고 이에 따라 코팅막의 내구성, 내열성을 높일 뿐만 아니라, 내식성을 제공할 수 있으며 우수한 Non-Stick 기능으로 표면의 오염을 쉽게 제거할 수 있는 본 발명에 따른 기능성 세라믹 소재를 함유한 무기질 세라믹 코팅제에 의하여 달성된다.This object of the present invention is to form a high sintering density even at a low temperature of 150 ~ 300 ℃ by coating the surface of the metal to improve the surface hardness, thereby improving the durability and heat resistance of the coating film, as well as to provide corrosion resistance This is achieved by the inorganic ceramic coating agent containing the functional ceramic material according to the present invention, which can easily remove surface contamination with excellent Non-Stick function.

본 발명의 이러한 목적은, 기능성 세라믹, 무기질 결합제, 안료를 포함하는 무기질 세라믹 코팅 조성물에 있어서, 규산염계 광물의 분말 10~20 wt%, 이산화망가니즈(MnO2) 10~15 wt%를 1000mesh 이상으로 분쇄하여 물 혹은 용제 70~80 wt%에 분산시킨 기능성 세라믹 혼합물 45~55 wt%와 여기에 무기질 결합제인 이산화규소와 알칼리를 융해해서 얻은 규산나트륨(액상) 수용액인 물유리 20~40 wt%, 안료 5~8 wt%와 반응촉매인 아세트산 5~10 wt%과 나머지 알킬실란에 순차적으로 투입하여 pH농도를 3.5~4.0으로 맞춘 반응액 45~55 wt% 를 혼합하여 가수분해로 제조되는 기능성 세라믹 도료 조성물의 주제부를 제조하는 단계와, 알콕시 알콕시실란 계열의 실란 화합물 60~65 wt%와 IPA(이소프로필알코올) 35~40 wt%를 혼합한 유기알콕시실란계 화합물을 포함한 우수한 소결 밀도를 형성시킬 수 있는 경화제부를 제조하는 단계와, 상기 주제부와 경화제부를 1:1로 혼합하여 300rpm 내외로 회전하는 롤링 머신으로 상온 조건에서 15~24시간(바람직하게는 20시간 내외) 가수분해 및 축합반응을 일으키는 단계를 포함하는 본 발명에 따른 기능성 세라믹 소재를 함유한 무기질 세라믹 코팅제의 제조방법에 의하여 달성된다. It is an object of the present invention, in the inorganic ceramic coating composition comprising a functional ceramic, an inorganic binder, and a pigment, 10-20 wt% of silicate-based mineral powder, 10-15 wt% of manganese dioxide (MnO 2 ) 1000mesh or more 45-55 wt% of a functional ceramic mixture dispersed in 70-80 wt% of water or solvent and 20-40 wt% of water glass, a sodium silicate (liquid) aqueous solution obtained by melting silicon dioxide and alkali, which are inorganic binders, Functional ceramic produced by hydrolysis by mixing 5-8 wt% of a pigment, 5-10 wt% of acetic acid as a reaction catalyst, and 45-55 wt% of a reaction solution adjusted to a pH of 3.5-4.0 by sequentially adding to the remaining alkylsilane In the step of preparing the main part of the coating composition, an excellent sintering density including an organoalkoxysilane compound in which 60 to 65 wt% of an alkoxy alkoxysilane-based silane compound and 35-40 wt% of IPA (isopropyl alcohol) are mixed. A step of preparing a curing agent that can It is achieved by a method for producing an inorganic ceramic coating agent containing a functional ceramic material according to the present invention comprising the step of causing.

본 발명에서 첨가되는 규산염계 광물의 조성은 SiO2 10.50~16.50wt%, Al2O3 7.32~12.20wt%, MgO 8.05~12.50wt%, Fe2O3 6.80~13.50wt%, Ti 0.95~1.65wt%로 이루어져 있으며, 또한 희토류계인 Y 0.0035~0.0058wt%, La 0.0075~0.0117wt%, Nd 0.005~0.009wt%가 함유되어 있다.The composition of the silicate-based mineral added in the present invention is SiO 2 10.50 ~ 16.50 wt%, Al 2 O 3 7.32 ~ 12.20 wt%, MgO 8.05 ~ 12.50 wt%, Fe 2 O 3 6.80 ~ 13.50 wt%, Ti 0.95 ~ 1.65 It consists of wt%, and also contains 0.0035 to 0.0058 wt% of Y, 0.0075 to 0.0117 wt% of La, and 0.005 to 0.009 wt% of Nd.

본 발명의 기능성 세라믹 소재를 함유한 기능성 무기질 세라믹 코팅제 및 그 제조방법은 기존의 세라믹 코팅제와는 달리 세라믹 소재와 함께 기능성 세라믹 소재인 규산염계 광물의 분말을 1000mesh 이하로 분쇄하여 혼합하고 이것을 용매에 안정되게 분산시킨 것을 주재료로 제조되는 코팅제로서 일반적인 세라믹 코팅과 비교하여 높은 내열성과 내화학성을 가지고 있으며, 표면 또한 일반 세라믹 코팅과 비교하여 그 경도가 높아 가열 주방기구는 물론 열분해 기기 등 고온의 기계 기구나 화학약품과 접촉하는 기계 기구에 코팅을 하여 내구성을 제고할 수 있는 것은 물론 본 발명의 중요한 소재인 규산염계 광물이 가지고 있는 기능성인 높은 원적외선 방사로 실험예와 같이 항균, 항공팡이, 탈취 등의 기능성으로 가열 주방기구는 물론 주방에서 사용되는 모든 보관용기에 적용하였을 때 산패 및 부식의 지연 등의 기능성을 나타낼 수 있으며, 500℃ 이상의 온도에서도 코팅 면의 물성 변화가 없는 내열 성능으로 가열되는 기계, 기구에 코팅을 하였을 때 가열로 인한 산화방지, 수분 및 산화성 물질의 차단으로 인한 부식의 방지 등 표면 보호의 기능을 나타낼 수 있어 기계, 기구 등의 수명향상으로 비용을 절감할 수 있다.The functional inorganic ceramic coating agent containing the functional ceramic material of the present invention and its manufacturing method differ from the conventional ceramic coating agent by grinding and mixing the silicate-based mineral powder, which is a functional ceramic material, together with the ceramic material to 1000 mesh or less, and then mixing it with the ceramic material, which is stable in a solvent. As a coating agent manufactured as the main material, it has high heat resistance and chemical resistance compared to general ceramic coatings. The surface also has a higher hardness compared to general ceramic coatings, so it can be used for heating kitchen appliances as well as high-temperature mechanical devices such as pyrolysis devices. Not only can the durability be improved by coating the mechanical devices in contact with chemicals, but also the high far-infrared radiation, which is the functionality of the silicate-based mineral, which is an important material of the present invention, is functional as in the experimental example, such as antibacterial, airfighting, and deodorizing. When applied to all storage containers used in the kitchen as well as heated kitchen appliances, it can exhibit functionality such as delay of rancidity and corrosion, and is heated with heat-resistant performance that does not change the physical properties of the coated surface even at temperatures above 500℃ When coated on a surface, it can exhibit the functions of surface protection such as prevention of oxidation due to heating and prevention of corrosion due to blocking of moisture and oxidizing substances.

본 발명의 기능성 세라믹 소재를 함유한 기능성 무기질 세라믹 코팅제 및 그 제조방법은 기존 세라믹 코팅제로 코팅된 금속의 표면은 박리, 열 변형으로 코팅의 내구성을 담보할 수 없으며 이것은 기계 기구의 교체주기를 단축시키는 단점을 개선한 본 발명의 기능성 세라믹 코팅제는 보다 긴 내구성과 또한 내화학성 등을 제고하여 가열 주방기구 뿐만 아니라 발열 기계 기구 등의 표면에 코팅을 하여 산화, 부식 등을 방지할 수 있으며 교체주기를 늘여 경제성을 높이고 규산염계 광물의 특징인 풍부한 원적외선 방사로 부패방지, 탈취 등의 기능도 기대할 수 있으며, Non-Stick 기능으로 발수로 인한 표면의 산화방지, 이물질 부착방지, 청소 및 세척의 편리 등의 기능도 기대할 수 있다.The functional inorganic ceramic coating agent containing the functional ceramic material of the present invention and its manufacturing method cannot guarantee the durability of the coating due to peeling and thermal deformation on the surface of the metal coated with the existing ceramic coating agent, which shortens the replacement cycle of mechanical devices. The functional ceramic coating agent of the present invention, which has improved the shortcomings, can prevent oxidation and corrosion by coating the surface of heating kitchen appliances as well as heating machine tools by improving longer durability and chemical resistance, etc., and increases the replacement cycle. Functions such as anti-corruption and deodorization can be expected due to increased economic feasibility and abundant far-infrared radiation characteristic of silicate minerals can also be expected.

도 1은 본 발명인 기능성 세라믹 코팅제의 제조 공정을 나타내는 공정도이다.1 is a process diagram showing a manufacturing process of the functional ceramic coating agent of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 기능성 세라믹 소재를 함유한 무기질 세라믹 코팅제의 제조방법 및 그 특징에 대하여 상세히 기술한다. Hereinafter, a method for manufacturing an inorganic ceramic coating agent containing a functional ceramic material according to the present invention and its characteristics will be described in detail.

먼저 규산염계 광물은 지표에 널리 분포하고 있는 광물로 종류는 6가지로 분류할 수 있다. 첫 번째는 층상 규산염 광물, 두 번째는 망상 규산염 광물, 세 번째는 환상 규산염 광물, 네 번째는 그물형 규산염 광물, 다섯 번째는 독립 사면제 규산염 광물, 여섯 번째는 복사면체 규산염 광물로 분류된다. 기능성이 뛰어난 규산염계 광물을 1000mesh 내외로 분쇄하여 물 혹은 용제에 분산시켜 사용된다. First, silicate-based minerals are widely distributed on the surface and can be classified into six types. The first is stratified silicate mineral, second is reticulated silicate mineral, third is cyclic silicate mineral, fourth is reticulated silicate mineral, fifth is isolated tetrahedral silicate mineral, and sixth is tetrahedral silicate mineral. It is used by pulverizing silicate-based minerals with excellent functionality to around 1000 mesh and dispersing them in water or solvent.

본 발명에서 첨가되는 규산염계 광물의 조성은 SiO2 10.50~16.50wt%, Al2O3 7.32~12.20wt%, MgO 8.05~12.50wt%, Fe2O3 6.80~13.50wt%, Ti 0.95~1.65wt%로 이루어져 있으며, 또한 희토류계인 Y 0.0035~0.0058wt%, La 0.0075~0.0117wt%, Nd 0.005~0.009wt%가 함유되어 있다.The composition of the silicate-based mineral added in the present invention is SiO 2 10.50 ~ 16.50 wt%, Al 2 O 3 7.32 ~ 12.20 wt%, MgO 8.05 ~ 12.50 wt%, Fe 2 O 3 6.80 ~ 13.50 wt%, Ti 0.95 ~ 1.65 It consists of wt%, and also contains 0.0035 to 0.0058 wt% of Y, 0.0075 to 0.0117 wt% of La, and 0.005 to 0.009 wt% of Nd.

본 발명에 따른 기능성 세라믹 소재를 함유한 무기질 세라믹 코팅제의 제조방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 주제부를 제조하는 단계(S1)와, 경화제부를 제조하는 단계(S2)와, 주제부와 경화제부를 혼합하는 단계(S3)와, 롤링머신에서 반응시키는 단계(S4)와, 기능성 세라믹 코팅제를 완성하는 단계(S5)를 포함한다.As shown in FIG. 1 , the method for manufacturing an inorganic ceramic coating agent containing a functional ceramic material according to the present invention includes the steps of manufacturing a main part (S1), manufacturing a curing agent part (S2), and a main part and a curing agent. It includes a step of mixing the parts (S3), a step of reacting in a rolling machine (S4), and a step of completing the functional ceramic coating agent (S5).

본 발명에 따른 기능성 세라믹 소재를 함유한 무기질 세라믹 코팅제의 제조방법에서 상기 주제부를 제조하는 단계(S1)는, 기능성 세라믹, 무기질 결합제, 안료를 포함하는 무기질 세라믹 코팅 조성물에 있어서, 규산염계 광물의 분말 10~20 wt%, 이산화망가니즈(MnO2) 10~15 wt%를 1000mesh 이상으로 분쇄하여 물 혹은 용제 70~80 wt%에 분산시킨 기능성 세라믹 혼합물 45~55 wt%와 여기에 무기질 결합제인 이산화규소와 알칼리를 융해해서 얻은 규산나트륨(액상) 수용액인 물유리 20~40 wt%, 안료 5~8 wt%와 반응촉매인 아세트산 5~10 wt%과 나머지 알킬실란에 순차적으로 투입하여 pH농도를 3.5~4.0으로 맞춘 반응액 45~55 wt% 를 혼합하여 가수분해로 제조되는 기능성 세라믹 도료 조성물의 주제부를 제조한다. 여기에 알콕시 알콕시실란 계열의 실란 화합물 60~65 wt%와 IPA(이소프로필알코올) 35~40 wt%를 혼합한 유기알콕시실란계 화합물을 포함한 우수한 소결 밀도를 형성시킬 수 있는 경화제부를 제조하는 단계(S2)와, 상기의 주제와 경화제를 1:1의 혼합비로 혼합하여 300rpm 내외로 회전하는 롤링 머신으로 상온 조건으로 15~24시간(바람직하게는 20시간 내외) 가수분해 및 축합반응을 일으키는 단계를 포함하는 본 발명에 따른 기능성 세라믹 소재를 함유한 무기질 세라믹 코팅제의 제조방법에 의하여 달성된다. In the method for manufacturing the inorganic ceramic coating agent containing the functional ceramic material according to the present invention, the step (S1) of preparing the main part is an inorganic ceramic coating composition comprising a functional ceramic, an inorganic binder, and a pigment, the silicate-based mineral powder 10-20 wt%, 10-15 wt% of manganese dioxide (MnO 2 ) 45-55 wt% of a functional ceramic mixture dispersed in 70-80 wt% of water or solvent by grinding to 1000 mesh or more 20-40 wt% of water glass, a sodium silicate (liquid) aqueous solution obtained by melting silicon and alkali, 5-8 wt% of a pigment, 5-10 wt% of acetic acid, a reaction catalyst, and the remaining alkylsilane are sequentially added to adjust the pH to 3.5 A main part of a functional ceramic paint composition prepared by hydrolysis is prepared by mixing 45 to 55 wt% of the reaction solution adjusted to ~4.0. Here, 60 to 65 wt% of an alkoxy alkoxysilane-based silane compound and 35 to 40 wt% of IPA (isopropyl alcohol) are mixed to prepare a curing agent part capable of forming an excellent sintering density including an organoalkoxysilane compound ( S2) and the step of causing hydrolysis and condensation reaction for 15 to 24 hours (preferably around 20 hours) at room temperature with a rolling machine rotating around 300 rpm by mixing the above main agent and curing agent at a mixing ratio of 1:1 It is achieved by a method for manufacturing an inorganic ceramic coating agent containing a functional ceramic material according to the present invention, including

이때 물유리와 알콕시 실란의 조성은 가수분해 반응에 적합하도록 한정한 것이며, 기능성을 나타내는 규산염 광물의 조성비가 10 wt% 이하이면 충분한 기능성을 나타낼 수 없고, 20 wt% 이상일 때는 표면 부착성이 떨어져 상기 조성비로 한정한 것이다.At this time, the composition of the water glass and the alkoxysilane is limited to be suitable for the hydrolysis reaction, and when the composition ratio of the functional silicate mineral is 10 wt% or less, sufficient functionality cannot be exhibited. is limited to

본 발명에 따른 기능성 세라믹 소재를 함유한 무기질 세라믹 코팅제의 제조방법에서 상기 주제부와 경화제부를 혼합하는 단계(S3)는 주제부와 경화제부가 고르게 혼합되고 각 성분의 반응시간을 확보하기 위하여 일정 시간 교반시키는 시간을 갖는다. 이 때 혼합을 위한 교반시간은 상온 조건에서 15~24시간(바람직하게는 20시간 내외)이다..In the method for manufacturing an inorganic ceramic coating agent containing a functional ceramic material according to the present invention, the step (S3) of mixing the main part and the curing agent part is stirred for a certain time to ensure that the main part and the curing agent part are evenly mixed and the reaction time of each component is ensured. take time to do At this time, the stirring time for mixing is 15 to 24 hours (preferably around 20 hours) at room temperature.

본 발명에 따른 기능성 세라믹 소재를 함유한 무기질 세라믹 코팅제의 제조방법에서 상기 롤링머신에서 반응하는 단계(S4)는 주제부와 경화제부를 롤링머신(300rpm 전후)에서 상온 조건으로 15~24시간, 바람직하게는 20시간 내외로 반응시키고, 이와 같이 하여 기능성 세라믹 코팅제를 완성하는 단계(S5)를 포함한다. 이 때 주제부와 경화제부의 혼합비는 1:1이 바람직하다.In the method for producing an inorganic ceramic coating agent containing a functional ceramic material according to the present invention, the step (S4) of reacting in the rolling machine is the main part and the curing agent part in a rolling machine (around 300 rpm) at room temperature for 15 to 24 hours, preferably is reacted for about 20 hours, and in this way, includes a step (S5) of completing the functional ceramic coating agent. In this case, the mixing ratio of the main part and the curing agent part is preferably 1:1.

본 발명의 기능성 세라믹 소재를 함유한 무기질 세라믹 코팅제의 조성은 기능성 세라믹, 무기질 결합제, 안료를 포함하는 무기질 세라믹 코팅 조성물에 있어서, 기능성 세라믹, 규산염계 광물의 분말 10~20 wt%, 이산화망가니즈(MnO2) 10~15 wt%를 1000mesh 이상으로 분쇄하여 물 혹은 용제 70~80 wt%에 분산시킨 기능성 세라믹 혼합물 45~55 wt%와 여기에 무기질 결합제인 이산화규소와 알칼리를 융해해서 얻은 규산나트륨(액상) 수용액인 물유리 20~40 wt%, 안료 5~8 wt%와 반응촉매인 아세트산 5~10 wt%과 나머지 알킬실란을 순차적으로 투입하여 pH농도를 3.5~4.0으로 맞춘 반응액 45~55 wt% 를 혼합하여 가수분해로 제조되는 기능성 세라믹 도료 조성물의 주제부를 제조한다.The composition of the inorganic ceramic coating agent containing the functional ceramic material of the present invention is, in the inorganic ceramic coating composition including the functional ceramic, the inorganic binder, and the pigment, 10-20 wt% of the functional ceramic, silicate-based mineral powder, manganese dioxide ( MnO 2 ) 45-55 wt% of a functional ceramic mixture dispersed in 70-80 wt% of water or solvent by pulverizing 10-15 wt% to 1000 mesh or more, and sodium silicate ( Liquid) 20-40 wt% of water glass as an aqueous solution, 5-8 wt% of pigment, 5-10 wt% of acetic acid as a reaction catalyst, and 45-55 wt of a reaction solution adjusted to a pH of 3.5-4.0 by sequentially adding the remaining alkylsilane % to prepare a main part of a functional ceramic paint composition prepared by hydrolysis.

상기의 주제부와 경화제부를 1:1로 혼합하여 300rpm 내외로 회전하는 롤링 머신으로 15~24시간(바람직하게는 20시간 내외) 가수분해 및 축합반응을 일으키는 단계를 포함하는 본 발명에 따른 기능성 세라믹 소재를 함유한 무기질 세라믹 코팅제의 제조방법에 의하여 달성된다. Functional ceramic according to the present invention, comprising the step of mixing the main part and the curing agent in a 1:1 ratio and causing a hydrolysis and condensation reaction for 15 to 24 hours (preferably around 20 hours) with a rolling machine rotating around 300 rpm It is achieved by a method for manufacturing an inorganic ceramic coating agent containing a material.

상세히는 1000mesh 이상으로 미분된 규산염계 광물의 분말 10~20 wt%, 이산화망가니즈(MnO2) 10~15 wt%를 물 혹은 용제 70~80 wt%에 분산시킨 기능성 세라믹 혼합물 50 wt%, 여기에 무기질 결합제인 이산화규소에 알칼리를 융해해서 얻은 규산나트륨(액상) 수용액인 물유리 20~40 wt%, 안료 5~8 wt%에 반응촉매인 아세트산 5~10 wt%, 나머지 알킬실란 등을 차례로 투입하여 pH를 3.5~4.0으로 맞추고 가수분해 반응을 실시한 반응액 50 wt%를 혼합하여 코팅액의 주제부를 완성한다.Specifically, 50 wt% of a functional ceramic mixture in which 10-20 wt% of silicate-based mineral powder and 10-15 wt% of manganese dioxide (MnO 2 ) are dispersed in water or 70-80 wt% of a solvent finely divided into more than 1000mesh, here 20-40 wt% of water glass, a sodium silicate (liquid) aqueous solution obtained by dissolving alkali in silicon dioxide, an inorganic binder, 5-8 wt% of a pigment, 5-10 wt% of acetic acid, a reaction catalyst, and the remaining alkylsilane are added in sequence to adjust the pH to 3.5 to 4.0 and mix 50 wt% of the reaction solution subjected to the hydrolysis reaction to complete the main part of the coating solution.

이 반응액에 알콕시실란계열의 실란 화합물 60~65 wt%와 IPA(이소프로필알코올) 35~40 wt%를 혼합한 유기알콕시실란계 화합물을 혼합한 우수한 소결 밀도를 형성시킬 수 있는 경화제부를 제조하는 단계(S2)와, 상기의 주제부와 경화제부를 1:1로 혼합하여 300rpm 내외로 회전하는 롤링 머신으로 15~24시간(바람직하게는 20시간 내외) 가수분해 및 축합반응을 일으키는 단계를 포함한 우수한 소결 밀도를 형성시킬 수 있는 본 발명의 기능성 세라믹 코팅제를 완성한다.In this reaction solution, 60 to 65 wt% of an alkoxysilane-based silane compound and 35 to 40 wt% of IPA (isopropyl alcohol) are mixed with an organoalkoxysilane compound to produce a curing agent that can form an excellent sintering density. Excellent including the step (S2) and the step of causing hydrolysis and condensation reaction for 15 to 24 hours (preferably around 20 hours) with a rolling machine rotating around 300 rpm by mixing the main part and the curing agent part in a 1:1 ratio To complete the functional ceramic coating of the present invention capable of forming a sintered density.

이렇게 완성된 기능성 세라믹 코팅제는 샌드 블러스팅 혹은 쇼트 블러스팅으로 표면의 이물질을 제거한 후 금속의 표면에 스프레이 혹은 담금 기법(Dipping)을 이용하여 60~180㎛의 도막을 형성시키고 도막이 건조된 후 150~300℃의 가열로에서 5분 ~ 20분 동안의 열처리를 하면 상기 본 발명의 코팅제의 장점인 금속 표면에 형성된 코팅막의 표면경도를 향상시키고 코팅막의 내구성, 내열성을 높일 뿐만 아니라, 내식성을 제고할 수 있으며 우수한 Non-Stick 기능으로 표면의 오염을 쉽게 제거할 수 있는 무기질 세라믹 코팅을 완성할 수 있다. 이 때 도막 형성을 위하여 사용되는 스프레이건은 노즐의 지름이 0.8~1.5mm인 것이 바람직하고, 스프레이건의 작동을 위한 압축 공기의 압력은 5~8kg/cm3인 것이 바람직하며, 스프레이에 의하여 형성되는 도막의 두께는 60~180㎛가 바람직하다.After removing foreign substances from the surface by sand blasting or shot blasting, the finished functional ceramic coating agent forms a 60-180㎛ coating film on the metal surface using spray or dipping technique, and after the coating film dries, 150- Heat treatment for 5 to 20 minutes in a furnace at 300 ° C. improves the surface hardness of the coating film formed on the metal surface, which is an advantage of the coating agent of the present invention, and increases the durability and heat resistance of the coating film, as well as improving corrosion resistance. And with its excellent Non-Stick function, it is possible to complete the inorganic ceramic coating that can easily remove surface contamination. In this case, the spray gun used for forming the coating film preferably has a nozzle diameter of 0.8 to 1.5 mm, and the pressure of compressed air for the operation of the spray gun is preferably 5 to 8 kg/cm 3 , and the spray gun is formed by spraying. As for the thickness of a coating film, 60-180 micrometers is preferable.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples.

[실시 예][Example]

기능성 세라믹, 상세히는 규산염계 광물의 분말 10 wt%, 이산화망가니즈(MnO2) 10 wt%를 1000mesh 내외로 분쇄하여 물 혹은 용제 80 wt%에 분산시킨 기능성 세라믹 혼합물 50 wt%, 여기에 무기질 결합제인 이산화규소와 알칼리를 융해해서 얻은 규산나트륨(액상) 수용액인 물유리 40 wt% 알킬실란 50 wt%, 안료 5 wt%와 반응촉매인 아세트산 5 wt% 순차적으로 투입하여 제조하는 혼합물을 가수분해로 제조되는 기능성 세라믹 도료 조성물의 주제부를 제조하였고, 알콕시실란계열의 실란 화합물 60 wt%와 IPA(이소프로필알코올) 40wt%와 혼합한 유기알콕시실란계 화합물을 혼합한 우수한 소결 밀도를 형성시킬 수 있는 경화제부를 제조하여 주제와 경화제부를 1:1로 혼합하여 300rpm 내외로 회전하는 롤링 머신으로 상온조건에서 20시간 혼합한 본 발명에 따른 기능성 세라믹 소재를 함유한 무기질 세라믹 코팅제의 제조방법에 의하여 제조된 코팅제의 기능성 검증은 다음의 실시예와 시험예와 같다.Functional ceramics, specifically, 10 wt% of silicate-based mineral powder, 10 wt% of manganese dioxide (MnO 2 ) pulverized to about 1000mesh and dispersed in 80 wt% of water or solvent 50 wt% of a functional ceramic mixture, here an inorganic binder A mixture prepared by sequentially adding 40 wt% of water glass, 50 wt% of an alkylsilane, 5 wt% of a pigment, and 5 wt% of acetic acid as a reaction catalyst, is produced by hydrolysis, which is an aqueous sodium silicate (liquid) aqueous solution obtained by melting phosphorus silicon dioxide and alkali. The main part of the functional ceramic paint composition was prepared, and a curing agent part capable of forming excellent sintering density by mixing an organoalkoxysilane compound mixed with 60 wt% of an alkoxysilane-based silane compound and 40 wt% of IPA (isopropyl alcohol) The functionality of the coating agent manufactured by the manufacturing method of the inorganic ceramic coating agent containing the functional ceramic material according to the present invention in which the main agent and the curing agent part are mixed 1:1 and mixed at room temperature for 20 hours with a rolling machine rotating around 300 rpm Verification is the same as the following examples and test examples.

[실시예 1][Example 1]

본 발명의 기능성 세라믹 코팅제로 도포한 금속 표면의 원적외선 방사율을 규산염계 광물을 10 wt%를 혼입한 코팅제로 테스트한 결과이다. 본 발명의 기능성 세라믹 코팅제로 도포한 금속 표면의 코팅두께는 100㎛ 로 코팅되었다.The results of testing the far-infrared emissivity of the metal surface coated with the functional ceramic coating agent of the present invention with a coating agent containing 10 wt% of silicate-based minerals. The coating thickness of the metal surface applied with the functional ceramic coating agent of the present invention was coated to 100㎛.

Figure pat00001
Figure pat00001

[실시예 2][Example 2]

본 발명의 기능성 세라믹 코팅제로 도포한 금속 표면의 원적외선 방사율을 규산염계 광물을 5 wt%를 혼입한 코팅제로 테스트한 결과이다. 본 발명의 기능성 세라믹 코팅제로 도포한 금속 표면의 코팅두께는 100㎛ 로 코팅되었다.The results of testing the far-infrared emissivity of the metal surface coated with the functional ceramic coating agent of the present invention with a coating agent containing 5 wt% of silicate-based minerals. The coating thickness of the metal surface applied with the functional ceramic coating agent of the present invention was coated to 100㎛.

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 실시예들에서 알 수 있듯이, [실시예 1]의 규산염계 광물을 10 wt%를 혼입한 본 발명의 기능성 세라믹 코팅제로 도포한 금속표면의 원적외선 방사율과 방사에너지가 [실시예 2]의 규산염계 광물을 5 wt%를 혼입한 세라믹 코팅제로 도포한 금속표면의 원적외선 방사율과 방사에너지가 월등하게 높게 나타나므로 규산염계 광물의 함량이 본 발명인 기능성 세라믹 코팅제의 기능성 부여에 결정적인 역할을 미치는 것을 알 수 있다.As can be seen from the above examples, the far-infrared emissivity and radiant energy of the metal surface coated with the functional ceramic coating agent of the present invention in which 10 wt% of the silicate-based mineral of [Example 1] was mixed was the silicate of [Example 2]. Since the far-infrared emissivity and radiant energy of the metal surface coated with the ceramic coating agent containing 5 wt% of the mineral-based mineral are significantly high, it can be seen that the content of the silicate-based mineral plays a decisive role in imparting the functionality of the functional ceramic coating agent of the present invention. have.

그러므로 상기 실시예들에서 규산염계 광물이 본 특허인 기능성 세라믹 코팅제의 기능성에 큰 영향을 미치는 것을 알았다. 상기의 실시예 1을 바탕으로 본 발명의 기능성 세라믹 코팅제의 기능성을 다음의 시험예 1~5와 같이 기능성을 가지고 있으면서 친환경적인 코팅제인 것을 분석을 통해 증명하였다.Therefore, it was found that the silicate-based minerals in the above examples have a great influence on the functionality of the functional ceramic coating agent of the present patent. Based on the above Example 1, the functionality of the functional ceramic coating agent of the present invention was verified through analysis to be an eco-friendly coating agent while having the functionality as in the following Test Examples 1 to 5.

[시험예 1][Test Example 1]

본 발명의 기능성 세라믹 코팅제로 도포한 금속 표면의 항균성을 테스트한 결과이다.These are the results of testing the antimicrobial properties of the metal surface coated with the functional ceramic coating agent of the present invention.

Figure pat00003
Figure pat00003

※ 사용균주: Escherichia coli ATCC 8739※ Used strain: Escherichia coli ATCC 8739

Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442 Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442

Staphylococcus aureus ATCC 6538P Staphylococcus aureus ATCC 6538P

상기 시험결과에서 나타난 것과 같이 24시간 후 본 발명의 코팅이된 시료에서는 각 균주가 증식을 하지 못하여 99.9%의 감소율을 보이는 뛰어난 결과를 나타내었다.As shown in the test results, in the sample coated with the present invention after 24 hours, each strain failed to proliferate, and showed excellent results showing a reduction rate of 99.9%.

[시험예 2][Test Example 2]

본 발명의 기능성 세라믹 코팅제로 도포한 금속 표면의 항곰팡이성을 테스트한 결과이다.It is the result of testing the anti-fungal property of the metal surface coated with the functional ceramic coating agent of the present invention.

Figure pat00004
Figure pat00004

※ 곰팡이의 균주(혼합 균주)※ Fungal strain (mixed strain)

Aspergillus nigar ATCC 9642 Aspergillus nigar ATCC 9642

Penicillium pinophilum ATCC 11797 Penicillium pinophilum ATCC 11797

Chaetomium globosum ATCC 6205 Chaetomium globosum ATCC 6205

Gliocladium virens ATCC 9645 Gliocladium virens ATCC 9645

Aureobasidium pullulans ATCC 15233 Aureobasidium pullulans ATCC 15233

상기 시험결과에서 곰팡이 혼합 균주를 접종한 결과 균사의 발육이 전혀 인지되지 않았다.As a result of inoculation of the mold mixed strain in the test results, the growth of mycelia was not recognized at all.

[시험예 3][Test Example 3]

본 발명의 기능성 세라믹 코팅제로 도포한 금속 표면의 원적외선 방사율을 테스트한 결과이다.The result of testing the far-infrared emissivity of the metal surface coated with the functional ceramic coating agent of the present invention.

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 시험의 결과는 우리 몸에 가장 이로운 파장 영역인 5~20㎛에서의 방사율 및 방사에너지에 관한 실험 데이터이다. 시험결과 파장대 및 방사 에너지가 큰 것을 알 수 있다.The results of the above test are experimental data regarding the emissivity and radiant energy in the wavelength range of 5-20 μm, which is the most beneficial to our body. As a result of the test, it can be seen that the wavelength band and radiation energy are large.

[시험예 4][Test Example 4]

본 발명의 기능성 세라믹 코팅제로 도포한 금속 표면의 내구성을 테스트한 결과이다.These are the results of testing the durability of the metal surface coated with the functional ceramic coating agent of the present invention.

Figure pat00006
Figure pat00006

상기 시험은 도막의 내구성과 관련하여 대기 부식성을 나타내는 내구성과 부식을 촉진하는 염수 분무시험을 한 결과로 2가지 부문 모두 이상 없는 결과를 나타내었다.In relation to the durability of the coating film, durability indicating atmospheric corrosiveness and salt spray test for promoting corrosion were performed, and both categories showed no abnormal results.

[시험예 5][Test Example 5]

본 발명의 기능성 세라믹 코팅제로 도포한 금속 표면의 내화학성 및 친환 경성을 테스트한 결과이다.These are the results of testing the chemical resistance and environmental friendliness of the metal surface coated with the functional ceramic coating agent of the present invention.

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 시험은 본 발명의 코팅의 내화학성 및 친환경성과 관련한 시험 결과이다. 내산성, 내알칼리성 모두 이상이 없었으며, 코팅에서 우리 몸에 해로운 환경오염물질인 VOCs 및 포름알데히드도 거의 방출되지 않은 것을 알 수 있다.The above test is a test result related to the chemical resistance and eco-friendliness of the coating of the present invention. Both acid resistance and alkali resistance were not abnormal, and it can be seen that VOCs and formaldehyde, which are environmental pollutants harmful to our body, were hardly emitted from the coating.

[비교 예 1][Comparative Example 1]

대한민국 특허 제10-2110301호 “철구조물용 친환경 복합 세라믹코팅제 조성물 및 그 제조방법”에 의하면 철 구조물의 표면 보호 및 산화 방지를 위한 목적으로 복합 세라믹코팅제를 기술하고 있으나, 그 코팅제의 조성물 중 대부분의 조성이 무용제 유성 에폭시를 주제로 사용하고 있고, 여기에 경화제로 수용성 에폭시 경화제와 몇 가지 무기성 물질을 사용하는 것이 특징이다. 그러나 상기 특허의 경우 주제가 무용제 유성 에폭시로서 엄밀히 무기성 코팅제라고 할 수 없으며, 따라서 본 발명의 기능성을 가지고 있지도 못하다.According to Korean Patent No. 10-2110301 “Environment-friendly composite ceramic coating composition for steel structures and manufacturing method thereof,” a composite ceramic coating agent is described for the purpose of surface protection and oxidation prevention of steel structures, but most of the composition of the coating agent The composition uses solvent-free oil-based epoxy as the main ingredient, and it is characterized by using a water-soluble epoxy curing agent and several inorganic materials as a curing agent. However, in the case of the above patent, the subject is a solvent-free oil-based epoxy, which cannot be strictly called an inorganic coating agent, and therefore does not have the functionality of the present invention.

[비교 예 2][Comparative Example 2]

대한민국 특허 제10-0512599호 “음이온 방출 및 원적외선 방사 무기질 세라믹 코팅제 조성물”에 의하면 저온 소성이 가능한 기능성 도료이지만 기능성을 부여하기 위한 물질로 석영, 몬조나이트, 편마암류 및 유문암질 응회암과 같이 천연 광물질군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 원적외선 방사 물질 등을 이용하고 여기 첨가하여 음이온 발생물질로 스트론튬, 바나듐, 지르코늄, 세륨, 네오듐, 란탄, 바륨, 루비듐, 세슘, 갈륨 중에서 선택된 하나의 희토류 천연석의 음이온 방출물질로 구성되어 있어 재료의 종류가 다양하고 조성을 하는데 목잡한 단점이 있으며, 코팅제의 가장 중요한 도막의 경도가 낮아 강한 내구성이 요구되는 기계기구의 표면 보호용 코팅제로 사용하는데는 한계가 있다.According to Korean Patent No. 10-0512599 “Negative ion emission and far-infrared emission inorganic ceramic coating composition”, it is a functional paint that can be fired at a low temperature, but it is a material for imparting functionality. Anion emission of one rare earth natural stone selected from strontium, vanadium, zirconium, cerium, neodium, lanthanum, barium, rubidium, cesium, and gallium as an anion generating material by using and adding a far-infrared emitting material including at least one selected from Since it is composed of materials, there are various types of materials and there are difficulties in composition, and the hardness of the coating film, which is the most important of the coating agent, is low, so there is a limit to using it as a coating agent for surface protection of mechanical devices that requires strong durability.

본 발명에 따른 기능성 세라믹 소재를 함유한 기능성 무기질 세라믹 코팅제 및 그의 제조방법은 코팅제의 제조산업에서 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하고 동일한 방법을 반복적으로 수행하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.The functional inorganic ceramic coating agent containing the functional ceramic material according to the present invention and the method for manufacturing the same are possible to repeatedly manufacture the same product in the coating agent manufacturing industry, and it is possible to repeatedly perform the same method. Therefore, industrial applicability I would call it an invention with this.

Claims (2)

기능성 세라믹 소재를 함유한 무기질 세라믹 코팅제의 제조방법에 있어서,
상기 기능성 세라믹 소재를 함유한 무기질 세라믹 코팅제의 제조방법은, 규산염계 광물의 분말 10~20 w%, 이산화망가니즈(MnO2) 5~10 wt%를 1000mesh 이상으로 분쇄하여 물 혹은 용제 70~85 wt%에 분산시킨 기능성 세라믹 혼합물50 wt%, 여기에 무기질 결합제인 이산화규소에 알칼리를 융해해서 얻은 규산나트륨(액상) 수용액인 물유리 20~40 wt% 알킬실란 25~50 wt%, 안료 5~8 wt%, 반응촉매인 아세트산 5~10 wt%를 혼합하여 pH농도를 3.5~4.0으로 맞춘 반응액 50 wt%를 혼합하여 가수분해로 제조되는 기능성 세라믹 도료 조성물의 주제부를 제조하는 단계와,
여기에 알콕시실란 계열의 실란 화합물50~60 wt%와 IPA(이소프로필알코올) 40~50 wt%를 혼합한 유기알콕시실란계 화합물로 우수한 소결 밀도를 형성시킬 수 있는 경화제를 제조하는 단계와,
상기의 주제와 경화제를 1:1로 혼합하여 300rpm 내외로 회전하는 롤링 머신으로 상온 조건에서 15~24시간(바람직하게는 20시간 내외) 가수분해 및 축합반응을 일으키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 세라믹 소재를 함유한 무기질 세라믹 코팅제의 제조방법
In the method for manufacturing an inorganic ceramic coating agent containing a functional ceramic material,
The method for producing an inorganic ceramic coating agent containing the functional ceramic material is to grind 10-20 w% of silicate-based mineral powder, 5-10 wt% of manganese dioxide (MnO 2 ) to 1000 mesh or more, and water or solvent 70-85 50 wt% of functional ceramic mixture dispersed in wt%, water glass as an aqueous solution of sodium silicate (liquid) obtained by dissolving alkali in silicon dioxide, an inorganic binder, 20-40 wt% Alkylsilane 25-50 wt%, pigment 5-8 Preparing a main part of a functional ceramic paint composition prepared by hydrolysis by mixing 50 wt% of a reaction solution adjusted to a pH of 3.5 to 4.0 by mixing wt% and 5 to 10 wt% of acetic acid as a reaction catalyst;
Here, 50 to 60 wt% of an alkoxysilane-based silane compound and 40 to 50 wt% of IPA (isopropyl alcohol) are mixed to prepare a curing agent capable of forming an excellent sintering density with an organoalkoxysilane compound;
It characterized in that it comprises the step of causing hydrolysis and condensation reaction for 15 to 24 hours (preferably around 20 hours) at room temperature conditions with a rolling machine rotating around 300 rpm by mixing the above subject and curing agent in a 1:1 ratio Manufacturing method of inorganic ceramic coating agent containing functional ceramic material
제1항에 있어서,
제1항의 기재로 완성된 기능성 세라믹 코팅제가 샌드 블러스팅 혹은 쇼트 블러스팅으로 표면의 이물질을 제거한 후, 금속의 표면에 스프레이 혹은 담금 기법(Dipping)을 이용하여 60~180㎛의 도막을 형성시키고 도막이 건조된 후, 150~300℃의 가열로에서 5분 ~ 20분 동안의 열처리를 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 세라믹 소재를 함유한 무기질 세라믹 코팅제의 제조방법
The method of claim 1,
After the functional ceramic coating agent completed with the base material of claim 1 removes foreign substances from the surface by sand blasting or shot blasting, a 60-180㎛ coating film is formed on the surface of the metal by spraying or dipping technique. After drying, the method for producing an inorganic ceramic coating agent containing a functional ceramic material, characterized in that it further comprises the step of heat treatment for 5 minutes to 20 minutes in a heating furnace of 150 ~ 300 ℃
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