KR101414019B1 - Method for forming hydrophilic inorganic layer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무기도막 형성방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무기도료를 마이크로웨이브를 이용하여 코팅도막을 형성하며, 소성 과정에서 발생하는 화학적, 물리적 변화에 의하여 모재와의 밀착도 및 도막 특성이 우수한 도막을 형성시키는 무기도막 형성방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 무기도막 형성방법은 모재의 재료와 상관없이 양산시간을 단축시켜 생산성을 향상시키고 고분자재료와 유기 혹은 유무기 복합재료로 이루어진 모재의 녹는점과 관계없이 마이크로파를 활용하여 경화시킴으로서 모재의 표면에 열에 의한 변형이 없이 매우 짧은 시간에 경화가 가능한 장점을 가지고 있으며 여러가지 무기도료의 도막 형성에 효과적으로 사용될 수 있다. 이때 형성되는 도막의 경도가 우수하고, 평활성이 우수한 장점이 있다.The present invention relates to a method for forming an inorganic coating film, and more particularly, to a method for forming an inorganic coating film using a microwave, And an inorganic coating film forming method for forming a coating film. The method of forming an inorganic coating film according to the present invention improves productivity by shortening the mass production time regardless of the material of the base material and hardens by utilizing a microwave irrespective of the melting point of the base material made of the polymer material and the organic or inorganic composite material, It has the advantage of being able to cure in a very short time without deformation due to heat on the surface and can be effectively used for forming coating films of various inorganic paints. The coating film formed at this time is excellent in hardness and smoothness.
Description
본 발명은 무기도막 형성방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무기도료를 마이크로웨이브를 이용하여 코팅도막을 형성하며, 소성 과정에서 발생하는 화학적, 물리적 변화에 의하여 모재와의 밀착도 및 도막 특성이 우수한 도막을 형성시키는 무기도막 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming an inorganic coating film, and more particularly, to a method for forming an inorganic coating film using a microwave, And an inorganic coating film forming method for forming a coating film.
종래의 무기 도막 형성방법의 경우에는 무기 도막을 형성하고자 하는 모재가 법랑의 경우 550 ~ 800℃의 온도에서 소성 공정을 진행하므로 그 소성온도가 매우 고온일 뿐만 아니라 종래 친수성 무기 도막 형성방법의 경우 300±50℃ 미만의 저온 소성이 가능한 방법이 활용되고 있지만 융점이 200℃ 미만의 고분자 또는 유무기 복합재료 등을 모재로 사용할 경우 100℃이상에서는 모재가 열에 의한 변형이 발생하여 소성이 어려우며, 일반 소성로를 이용하여 열경화를 실시하는 경우 급격한 온도 상승 혹은 온도 하강에 의한 열 충격에 의하여 소성 시 무기 도막이 코팅된 표면에 크랙이 형성되는 등의 다양한 문제점이 발생할 수 있다. In the case of the conventional method for forming an inorganic coating film, since the sintering process is performed at a temperature of 550 to 800 ° C in the case of the base material to be formed with an inorganic coating film, the firing temperature is extremely high, A method capable of low-temperature firing at less than ± 50 ° C is utilized, but when a base material or a polymer composite having a melting point of less than 200 ° C is used as a base material, the base material is deformed by heat at temperatures above 100 ° C, There is a possibility that various problems such as the formation of a crack on the surface coated with an inorganic coating upon firing due to a rapid temperature rise or a thermal shock due to a temperature drop may occur.
또한 모재에 무기 도막을 코팅하기 위하여는 수십 분에서 수 시간 정도의 소성시간이 필요하고 이와 같이 무기 도막의 코팅에 의한 제품 양산을 위해서는 상당한 시간의 소성시간을 필요로 하는바, 생산성이 떨어지는 문제가 발생한다.Also, in order to coat an inorganic coating film on a base material, a firing time of several tens of minutes to several hours is required. In order to mass-produce a product by coating the inorganic coating film, a considerable time is required for firing, Occurs.
이에 본 발명의 목적은 무기 도막을 형성하고자 하는 모재의 재질에 상관없이 무기 도막을 수분 혹은 수십 초 내에 경화 또는 소성 시킴으로써 제품의 양산시 생산성을 획기적으로 높일 수 있을 뿐만 아니라 고온에서 소성이 가능한 모재와 고온 소성이 불가능한 모재 및 마이크로웨이브를 직접 조사할 경우 문제가 발생할 수 있는 모재 등, 무기 도막을 형성하기 위해 대상이 되는 모재의 재질에 관계없이 상기와 같은 종래 발명의 문제점을 해결하여 무기 도막을 형성할 수 있는 무기 도막 형성 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for curing or baking an inorganic coating film within a period of several minutes to several tens of seconds, regardless of the material of the inorganic coating film to be formed, Regardless of the material of the base material to be formed in order to form an inorganic coating film, such as a base material which can not be fired and a base material which may cause a problem when the microwave is directly irradiated, the inorganic coating film is formed And a method for forming an inorganic coating film.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본원 발명은 마이크로웨이브를 이용한 무기 도막의 형성방법을 제공한다. In order to solve the problems of the conventional art, the present invention provides a method of forming an inorganic coating film using a microwave.
또한 마이크로웨이브를 직접 조사할 경우 문제가 발생할 수 있는 피코팅 대상 재료에 대해 챔버를 이용하여 전자기파를 태양의 열과 동일한 자연광선으로 변환시킨 원적외선과 복사열로 소성함으로서 저에너지 저가격의 소성로로 활용이 가능하고 다양한 두께의 챔버를 이용하거나 마이크로웨이브의 조사 시간 제어를 통하여 온도를 제어할 수 있는 방법을 제공한다. In addition, it is possible to use the chamber as a low-energy low-cost firing furnace by burning the electromagnetic wave with the far-infrared rays and the radiant heat which are converted into the same natural rays as the heat of the sun using the chamber for the material to be coated, The present invention provides a method of controlling a temperature by using a chamber having a thickness or by controlling an irradiation time of a microwave.
또 다른 목적으로는 고분자 재료로 구성된 필름과 기판형태에 따라 롤코팅, 스프레이 코팅 또는 디핑(dipping)코팅과 같은 방식을 활용하는 경우에는 단면 혹은 양면 코팅이 가능하며 코팅물질을 고분자 재료에 부착시키고 바로 마이크로웨이브를 이용하여 소성함으로서 다양한 사이즈의 두께로 고분자 재료에 코팅이 가능함으로서 다양한 형태를 유지하면서 무기소재가 가지고 있는 다양한 특성을 활용할 수 있어 이미 설치되어 있는 산업재에 직접 부착함으로서 활용범위를 다양화할 수 있다.Another purpose is to apply a coating material to the polymeric material, such as roll coating, spray coating or dipping coating, depending on the type of film and substrate used. By using microwave, it can be coated on polymer material with various sizes of thickness, so that it can utilize various characteristics of inorganic material while maintaining various shapes. It can be applied to a variety of materials by directly attaching to existing industrial material. have.
또한, 마이크로파를 활용한 본원발명의 무기 도막 형성방법은 마그네트론(magnetron)에서 진동수가 2,450MHz로 진동하는 전파가 방출되면 그와 비슷한 고유 진동수를 가진 물 분자는 고유진동수에 해당되는 전파나 파동에너지를 흡수하는 성질인 공진현상에 의하여 양과 음의 방향을 바꾸며 매우 빠르게 회전하여 전자기장을 따라 정렬하게 된다. 분자의 회전에 의해 분자들이 서로 밀고 당기거나 충돌하는데 이러한 운동 에너지가 무기도료와 혼합되어 있는 물 전체의 온도를 높이게 되므로 에너지 손실이 거의 없이 전기 에너지가 효율적으로 열에너지로 바뀌어 모재에 영향을 미치지 않고 모재표면의 무기원료와 믹싱된 물에 마이크로웨이브가 흡수되어 열에너지로 변환 후 모재와 무기도료 조성물사이에 도막이 형성될 수 있도록 한다. In the method of forming an inorganic coating film according to the present invention using a microwave, when a radio wave vibrating at a frequency of 2,450 MHz is emitted from a magnetron, a water molecule having a similar natural frequency has an electromagnetic wave or a wave energy corresponding to a natural frequency By the resonance phenomenon that absorbs, it reverses the direction of positive and negative and rotates very quickly and aligns with the electromagnetic field. As the molecule rotates, the molecules push, pull or collide with each other. This kinetic energy increases the temperature of the whole water mixed with the inorganic paint. Therefore, the electric energy is effectively converted into thermal energy without energy loss, The microwave is absorbed into the water mixed with the inorganic material on the surface so that the coating film can be formed between the base material and the inorganic coating composition after conversion into heat energy.
마그네트론에서 방사되는 마이크로파에 의한 에너지는 물이 포함된 무기도료 조성물에만 흡수되며 고유진동수가 다른 주변의 공기나 다양한 모재 물질에는 전파의 에너지를 흡수하지 않기 때문에 가열되지 않고 무기도료 조성물 내의 물만을 가열함으로서 모재 위에 무기 도막을 형성할 수 있도록 작용한다.Energy by the microwaves radiated from the magnetron is absorbed only by the inorganic coating composition containing water and is not heated because it does not absorb the energy of airwaves in the surrounding air or various base materials having different natural frequencies and only the water in the inorganic coating composition is heated And acts to form an inorganic coating film on the base material.
또한 마이크로웨이브를 활용하여 소성할 경우, 마이크로웨이브가 물을 포함하고 있는 무기도료 조성물에 흡수되면 물을 구성하는 원자의 운동 상태가 바뀌어서 원자들이 더 빠르게 움직이게 되며 이렇게 원자들이 빠르게 움직이면서 짧은 시간 안에 매우 높은 열을 발생하고 상기의 열을 이용해서 기존방법의 소성시간을 획기적으로 단축함으로서 생산성을 매우 높일 수 있는 장점도 있다.In addition, when the microwave is fired by using the microwave, the microwave is absorbed by the inorganic coating composition containing water, so that the moving state of the atom constituting the water changes so that the atoms move faster, It is possible to greatly increase the productivity by drastically shortening the firing time of the conventional method by generating heat and utilizing the heat.
본 발명에 따른 무기도막 형성방법은 모재의 재료와 상관없이 양산시간을 단축시켜 생산성을 향상시키고 고분자재료와 유기 혹은 유무기 복합재료로 이루어진 모재의 녹는점과 관계없이 마이크로파를 활용하여 경화시킴으로서 모재의 표면에 열에 의한 변형이 없이 매우 짧은 시간에 경화가 가능한 장점을 가지고 있으며 여러가지 무기도료의 도막 형성에 효과적으로 사용될 수 있다. 이때 형성되는 도막의 경도가 우수하고, 평활성이 우수한 장점이 있다.The method of forming an inorganic coating film according to the present invention improves productivity by shortening the mass production time regardless of the material of the base material and hardens by utilizing a microwave irrespective of the melting point of the base material made of the polymer material and the organic or inorganic composite material, It has the advantage of being able to cure in a very short time without deformation due to heat on the surface and can be effectively used for forming coating films of various inorganic paints. The coating film formed at this time is excellent in hardness and smoothness.
도 1은 본 실시예에 따른 무기도막 형성방법에 대한 개략도.
도 2은 롤 코팅을 이용한 무기 도료 조성물의 코팅방법에 대한 다양한 실시예에 대한 개략도.
도 3은 비교예 1(무코팅 sus 표면) 및 실시예(코팅된 표면)에 따른 스탠인레스 표면에 대한 사진.
도 4는 본 발명에 따른 비교예 및 실시예에 따른 표면 무기 도막의 수분 접촉각에 대한 SEM 사진.1 is a schematic view of a method for forming an inorganic coating film according to this embodiment.
Figure 2 is a schematic view of various embodiments of a method of coating an inorganic coating composition using roll coating.
3 is a photograph of a surface of a Stan insulator according to Comparative Example 1 (uncoated sus surface) and Example (coated surface).
4 is a SEM photograph of the water contact angle of the surface inorganic coating film according to Comparative Examples and Examples according to the present invention.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,According to an aspect of the present invention,
무기도료 조성물을 혼합하고 교반하는 단계;Mixing and stirring the inorganic coating composition;
상기 무기도료 조성물을 모재의 표면에 코팅하는 단계; 및Coating the inorganic coating composition on the surface of the base material; And
상기 무기도료 조성물이 코팅된 모재에 마이크로웨이브(Micro-wave)를 조사하여 소성하는 단계;를 포함하는 저온 무기도료 조성물을 모재의 표면에 도막의 형태로 형성하는 방법을 제공한다.A step of irradiating a base material coated with the inorganic coating composition with a microwave and firing the coating; and forming a low temperature inorganic coating composition on the surface of the base material in the form of a coating film.
이때, 상기 무기 도료 조성물은 하기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트; 인산(H3PO4); KOH, NaOH, 또는 LiOH, LiOHㆍH2O 중 선택된 어느 하나 이상의 강염기; 및 물(H2O); 를 포함하는 무기 도료 조성물인 것이 바람직하다. The inorganic coating composition may include an alkali metal silicate represented by the following general formulas (1) to (3); Phosphoric acid (H 3 PO 4); KOH, NaOH, or a strong base selected from LiOH, LiOH 占2 2O; And water (H 2 O); Based on the total weight of the composition.
[화학식 1] xNa2O·ySiO2·nH2O???????? Chemical Formula 1 ???????? xNa 2 O ySiO 2 .nH 2 O
[화학식 2] xK2O·ySiO2·nH2O???????? Chemical Formula 2 ???????? xK 2 O.ySiO 2 .nH 2 O
[화학식 3] xLi2O·ySiO2·nH2OXLi 2 O ySiO 2 .nH 2 O
상기 화학식 1 내지 화학식 3에서 x : y의 비는 1 : 1.9 ~ 500이며, n은 1 ~ 20의 자연수이다. ; In the above Chemical Formulas 1 to 3, the ratio of x: y is 1: 1.9 to 500, and n is a natural number of 1 to 20. ;
이하 본원발명에 대해 상세히 설명하도록 한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 무기 도막의 형성방법은 상기 무기 도막을 형성하고자 하는 모재의 종류에 관계없이 모재에 무기 도료 조성물을 도포한 후 마이크로웨이브 에너지를 이용하여 기존의 소성 과정을 보다 적은 에너지로 빠르게 처리할 수 있도록 하는 방법이다. The method for forming an inorganic coating film according to the present invention is characterized in that an inorganic coating composition is applied to a base material regardless of the type of the base material to be formed and then the existing firing process is rapidly treated with less energy by using microwave energy It is a way to make it possible.
상기 마이크로웨이브는 종래 일반적으로 사용되는 전자레인지에서 사용하는 것과 같은 2,450MHz 대의 마이크로웨이브를 이용하여 모재에 도포된 무기 도료만을 빠르게 소성이 가능한 온도까지 도달하게 함으로써 매우 빠른 시간에 피코팅 대상 재료에 원하는 무기 도료의 소성이 가능하도록 한다. The microwaves can reach the temperature at which only the inorganic paint applied to the base material can be rapidly fired by using the microwave of 2,450 MHz as used in the conventional microwave oven, Allow firing of the inorganic paint.
이 방식은 기존의 오븐 등 발열체를 이용하는 경우 코팅 대상 재료의 물성적 특징에 따라 고온에서 장시간 소성이 불가능한 재료에 대한 작업이 가능하도록 한다. 아울러 마이크로웨이브를 사용할 수 없는 모재의 경우, 챔버 형태의 간접 발열체를 이용하여 소성하도록 하여 모재에 관계없이 본원발명에 따른 무기 도막의 형성방법을 이용할 수도 있다. In this method, when a heating element such as an existing oven is used, it is possible to work on a material which can not be fired at a high temperature for a long time according to the physical characteristics of the material to be coated. In addition, in the case of a base material which can not use microwaves, it is possible to use a method of forming an inorganic coating film according to the present invention regardless of the base material by using a chamber-type indirect heating element.
따라서 본원발명에 따른 무기 도막의 형성방법은 고온에서 소성이 가능한 피코팅 대상 재료와 고온 소성이 불가능한 피코팅 대상 재료 및 마이크로웨이브를 직접 조사할 경우 문제가 발생하는 피코팅 대상 재료에 대해서도 대상 모재의 표면에 무기도료 조성물을 도막의 형태로 형성하는 방법이다. Therefore, the method of forming an inorganic coating film according to the present invention is applicable to a material to be coated which can be fired at high temperature, a material to be coated which can not be fired at high temperature, and a material to be coated, Thereby forming an inorganic coating composition on the surface in the form of a coating film.
또한 본 발명은, 코팅을 수행하기 전에 모재 표면에 소정의 처리를 실시하는 전처리 단계;를 더 포함하여 모재를 보호하고 도막형성이 효율적으로 이루어지도록 한다.Further, the present invention further includes a pre-treatment step of performing a predetermined treatment on the surface of the base material before performing the coating, thereby protecting the base material and efficiently forming the coating film.
이때 전처리 공정으로는, 플라즈마 표면처리, 아노다이징(anodizing), 에칭(etching)과 같이 모재표면을 개질하여 무기도료 조성물과 모재사이의 친화시키는 공정과, 탈지 세척 공정 등으로 표면의 이물질을 제거함으로서 코팅소재가 원활하게 소성될 수 있도록 처리함이 바람직하다.At this time, the pretreatment step may include a step of modifying the surface of the base material such as plasma surface treatment, anodizing, and etching to remove the foreign substances on the surface by a step of making the inorganic coating composition and the base material compatible with each other, It is preferable to treat the material so that it can be smoothly fired.
또한 본 발명은, 표면에 무기도료 조성물을 도포하기 전과 후에 각각 60±30℃의 온도 하에서 모재에 대한 예열처리를 수행함으로써, 무기도료 도막의 소성이 용이하게 하며 짧은 시간에 높은 온도에 의한 물의 증기화로 형성되는 기포의 발생을 방지하고 소성의 완성도를 높이는 역할을 한다.Further, the precoating treatment of the base material is carried out at a temperature of 60 占 폚 and 30 占 폚 both before and after the application of the inorganic coating composition on the surface, thereby facilitating the firing of the inorganic paint coating film, Thereby preventing the generation of bubbles formed by the burning and enhancing the completeness of the firing.
또한 본 발명에서는, 무기도료 조성물의 입자가 나노사이즈 임을 감안하여 0.01 ~ 50 ㎛의 두께로 코팅하여 도막을 형성시키는 것이 바람직하다.Also, in the present invention, it is preferable to coat the inorganic coating composition with a thickness of 0.01 to 50 탆 in consideration of the nano size of the particles of the inorganic coating composition to form a coating film.
또한 모재의 재료에 따라 UV(자외선)을 활용하여 경화함으로서 무기도막을 형성할 수 있으며 경도와 접착력을 높이고 도막형성이 더욱 효율적으로 이루어지도록 마이크로 웨이브와 UV(자외선)경화를 혼합하여 소성의 완성도를 높일 수 있다.
In addition, according to the material of the base material, UV (ultraviolet) can be used to form an inorganic coating film by curing, and microwave and UV (ultraviolet) curing are mixed to enhance hardness and adhesion and to form a coating film more efficiently. .
본 실시예에 따른 무기도막 형성방법은, 모재의 표면에 무기질 도료를 견고하게 코팅하고 소성하는 방법으로 고분자 재료와 복합재료의 단점인 경도를 매우 높게 유지할 수 있을 뿐만 아니라 초친수성 및 내부식성, 불연성, 내화학성, 항균성 등 무기재료가 갖는 일반적인 특징을 모두 포함할 수 있는 장점이 있다.
The method of forming an inorganic coating film according to this embodiment is a method of firmly coating an inorganic coating material on the surface of a base material and firing it, thereby maintaining a very high hardness, which is a disadvantage of a polymer material and a composite material, , Chemical resistance, antimicrobial properties, and the like.
도 1은 본 실시예에 따른 무기도막 형성방법의 각 공정을 설명하는 공정도이다.Fig. 1 is a process diagram for explaining each step of the inorganic coating film forming method according to the present embodiment.
우선 모재 표면에 대한 전처리 공정(P110)이 진행된다. 모재 표면이 깨끗한 하고 오염되지 않은 경우에는 본 공정이 필요하지 않을 수 있다. 다만, 더 우수한 도막을 얻기 위하여 모재 표면에 대한 전처리 공정을 수행하는 것이다.First, a pretreatment step (P110) is performed on the surface of the base material. This process may not be necessary if the surface of the base material is clean and uncontaminated. However, in order to obtain a better coating film, a pretreatment process is performed on the surface of the base material.
이러한 전처리 공정으로는 먼저 모재 표면의 불순물을 제거하기 위한 탈지 세척 공정을 들 수 있다. 즉, 모재 표면에 이물질이 묻어 있는 경우에는 그 부분에 대한 코팅이 비정상적으로 발생할 수 있으며, 도막면의 평활성 등에 이상이 발생할 수도 있기 때문이다.The pretreatment process includes a degreasing process for removing impurities from the surface of the base material. That is, when foreign matter is present on the surface of the base material, coating on the portion may occur abnormally, and smoothness or the like of the coated film surface may occur.
또한 모재 표면에 대한 전처리 공정으로는 플라즈마 표면처리, 아노다이징 또는 에칭을 들 수 있다. 이러한 전처리 공정은 모재 표면에 특정 형상을 형성시키거나 모재표면을 친수화함으로서 무기도료가 쉽게 코팅될 수 있도록 하기 위한 것이다. 또한 모재 표면을 고르게 하고, 불순물을 제거하기 위해 샌딩 공정을 거칠수도 있다.Plasma surface treatment, anodizing, or etching may be used as a pretreatment process for the surface of the base material. This preprocessing process is intended to allow the inorganic coating material to be easily coated by forming a specific shape on the surface of the base material or by hydrophilizing the surface of the base material. In addition, the surface of the base material can be evened and sanded to remove impurities.
다음으로는 예열 처리공정(P120)이 진행된다. 즉, 모재를 소정 온도로 가열하는 단계이다. 본 실시예에서는 모재를 약 60±30℃ 정도의 온도로 예열한다. 코팅 전 예열은 모재 표면에 무기도료 조성물이 효율적으로 코팅되도록 하기 위함이며 코팅후 예열은 마이크로웨이브에 의해 소성시간이 매우 짧고 높은 온도에 의한 기포의 발생을 방지하기 위하여 실시할 수 있다.
Next, the preheating process P120 is performed. That is, it is a step of heating the base material to a predetermined temperature. In this embodiment, the base material is preheated to a temperature of about 60 占 폚 to 30 占 폚. The preheating before coating is to efficiently coat the inorganic coating composition on the surface of the base material. The preheating after coating can be carried out in order to prevent the generation of bubbles due to a very short time of baking due to microwaves.
본 실시예에 따른 무기도막 형성방법을 사용하고, 무기도료로 친수성 무기도료를 사용하여 모재에 코팅 작업을 실시하면 도 3에 도시된 바와 같은, 도막(10)이 형성된다. 즉, 모재(20)와 도막(10) 사이에 강력한 접착력을 가지는 인산 피막(30)이 형성되며, 도 4에 도시된 바와 같이, 도막(10) 표면에는 친수성을 가진 OH 단분자막이 형성된다.When the inorganic coating film forming method according to the present embodiment is used and a base material is coated with a hydrophilic inorganic coating material as an inorganic coating material, a coating film 10 as shown in Fig. 3 is formed. That is, a phosphoric acid coating 30 having a strong adhesive force is formed between the base material 20 and the coating film 10, and an OH monomolecular film having hydrophilicity is formed on the surface of the coating film 10 as shown in FIG.
친수성 무기도료 조성물을 사용하는 경우에는 무기도료 조성물을 혼합 교반하는 단계를 더 거치는 것이 바람직하다.
When the hydrophilic inorganic coating composition is used, it is preferable to further carry out mixing and stirring the inorganic coating composition.
이하에서는 전술한 친수성 무기도료 조성물을 설명한다.Hereinafter, the aforementioned hydrophilic inorganic coating composition will be described.
친수성 무기도료 조성물은 알칼리 실리케이트(소성식 : M20·nSiO2·mH2O, M은 알칼리 금속임.)와 알칼리 금속 산화물(alkali metal oxide)로 이루어지는 것이 바람직하다. The hydrophilic inorganic coating composition is preferably composed of an alkali silicate (calcination formula: M20.nSiO2.mH2O, M is an alkali metal) and an alkali metal oxide.
더욱 구체적으로 상기 무기 도료 조성물은, More specifically, the inorganic coating composition may contain,
본원발명에 포함되는 알칼리 금속 실리케이트는 화학식 1 내지 3으로 표시되는 것이다. The alkali metal silicates included in the present invention are represented by the general formulas (1) to (3).
[화학식 1] xNa2O·ySiO2·nH2O???????? Chemical Formula 1 ???????? xNa 2 O ySiO 2 .nH 2 O
[화학식 2] xK2O·ySiO2·nH2O???????? Chemical Formula 2 ???????? xK 2 O.ySiO 2 .nH 2 O
[화학식 3] xLi2O·ySiO2·nH2OXLi 2 O ySiO 2 .nH 2 O
상기 화학식 1 내지 화학식 3에서 x : y의 비는 1 : 1.9 ~ 500이며, n은 1 ~ 20의 자연수이다. In the above Chemical Formulas 1 to 3, the ratio of x: y is 1: 1.9 to 500, and n is a natural number of 1 to 20.
상기 알칼리 금속 실리케이트는 화학식 1 내지 화학식 3에 나타난 바와 같이, 착화합물(Complex Compound)로 구성된다. 즉, 1개 또는 그 이상의 리튬, 나트륨, 칼륨 원자를 중심으로 몇 개의 비금속 원자 또는 원자단이 결합하여 이루어진 화학종이며, 중심금속 원자에 다른 비금속 원소가 치환하여 규소(Si)와 다른 원자간의 단일결합(Single bond)을 이중결합(Double)으로 만들어 망목 구조가 생성되어 규산염과 축합 반응을 하여 규산염에 붙어 있는 수산화이온(-OH)이 다른 이온으로 치환 및 해리되어 물의 침투를 막아주어 내수성을 향상시키는 메커니즘이다. The alkali metal silicate is composed of a complex compound as shown in Chemical Formulas (1) to (3). That is, a chemical species composed of several nonmetal atoms or atomic groups linked to one or more lithium, sodium, and potassium atoms, and a nonmetal element substituted for the central metal atom to form a single bond between silicon (Si) and another atom (Single bond) is formed as a double bond, and a network structure is formed, and condensation reaction with silicate is performed, and hydroxide ion (-OH) attached to the silicate is substituted and disassociated with another ion to prevent penetration of water to improve water resistance Mechanism.
본원발명의 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트는 액상의 재료 즉, 규산나트륨, 규산칼륨, 및 규산리튬 수화물인 것을 특징으로 한다. The alkali metal silicate of the present invention represented by the above general formulas (1) to (3) is characterized by being a liquid material, that is, sodium silicate, potassium silicate and lithium silicate hydrate.
이때, 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트 수화물에 포함되는 고형분의 함량은 각각 25% 내지 50%, 15% 내지 40%, 10% 내지 35%인 것일 수 있다. In this case, the alkali metal silicate hydrate represented by Chemical Formulas 1 to 3 may have a solid content of 25% to 50%, 15% to 40%, and 10% to 35%, respectively.
이와 같은 고형분 함량 범위의 알칼리 금속 실리케이트 수화물을 포함함으로써 본원발명의 무기 도료 조성물은, 제조시 다른 구성요소들과의 빠르고 높은 반응효율을 얻을 수 있으며, 제조 후에도 안정화 측면에서 바람직하다.By including the alkali metal silicate hydrate having such a solid content range, the inorganic coating composition of the present invention can obtain a fast and high reaction efficiency with other components at the time of production, and is preferable from the standpoint of stabilization after production.
또한, 본원발명의 무기 도료 조성물은 상기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 규산나트륨 수화물, 규산칼륨 수화물, 규산리튬 수화물을 모두 포함하는데에 특징이 있다. 상기 화학식 1 내지 3의 규산염 수화물을 모두 포함함으로써, 모재와의 접착력 또는 부착력을 높이면서도 코팅막의 방오성, 내수성을 향상시키는 무기 도료 조성물을 구현할 수 있다. Further, the inorganic coating composition of the present invention is characterized in that it includes sodium silicate hydrate, potassium silicate hydrate and lithium silicate hydrate represented by the above general formulas (1) to (3). By including all of the silicate hydrates of the above formulas (1) to (3), it is possible to realize an inorganic coating composition which improves the antifouling property and water resistance of the coating film while enhancing the adhesion or adhesion force with the base material.
한편, 본원발명의 무기 도료 조성물에 포함되는 알칼리 금속 실리케이트는 무기 도료 조성물의 총 중량을 기준으로 25 내지 95 중량부로 포함될 수 있다. Meanwhile, the alkali metal silicate contained in the inorganic coating composition of the present invention may be included in an amount of 25 to 95 parts by weight based on the total weight of the inorganic coating composition.
25 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 이를 포함하는 무기 도료 조성물의 오염물 제거 능력이나 경도, 내식성 면에서 바람직한 효과를 얻을 수 없으며, 95 중량부를 초과하는 경우에는 모재와의 접착성 및 부착력에 있어 문제가 있을 수 있다. If it is contained in an amount of less than 25 parts by weight, a desired effect can not be obtained in terms of the contaminant removing ability, hardness and corrosion resistance of the inorganic coating composition containing the same, and if it exceeds 95 parts by weight, Can be.
나아가, 상기 알칼리 금속 실리케이트는 상기 화학식 1로 표시되는 규산 나트륨염 수화물 12 내지 40 중량부, 상기 화학식 2로 표시되는 규산칼륨염 수화물 1 내지 15 중량부, 및 상기 화학식 3으로 표시되는 규산리튬염 수화물 12 내지 40 중량부로 구성될 수 있다. Further, the alkali metal silicate may include 12 to 40 parts by weight of the sodium silicate salt hydrate represented by the formula (1), 1 to 15 parts by weight of the potassium silicate salt hydrate represented by the formula (2), and the silicate lithium salt hydrate 12 to 40 parts by weight.
상기 알칼리금속 실리케이트를 이루는 화학식 1 내지 화학식 3의 조성비가 상기와 같은 범위를 만족하는 경우, 본 발명이 목적하는 효과, 즉 모재와의 강한 결합력 및 내식성, 방오성, 고경도성, 내열성 등에서 크게 개선된 효과를 발현할 수 있다. 그러나 물의 첨가량이 상기 바람직한 함량보다 부족할 경우에는 모재 표면에 코팅 막에 크랙이 발생할 수 있다.In the case where the composition ratios of the alkali metal silicates of the formulas (1) to (3) satisfy the above range, the effect of the present invention is greatly improved in the effect of the present invention, that is, the strong bonding force with the base material and the corrosion resistance, antifouling property, hardness, Can be expressed. However, when the added amount of water is less than the above preferable amount, cracks may occur in the coating film on the surface of the base material.
상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트 수화물의 제조방법은 본원발명에서 특별히 한정하지 아니하며, 상기의 화학식을 만족하는 알칼리금속 실리케이트라면 본원발명에 이용될 수 있음은 물론이다.
The method of preparing the alkali metal silicate hydrate represented by the above Chemical Formulas 1 to 3 is not particularly limited in the present invention, and it goes without saying that any alkali metal silicate satisfying the above chemical formula may be used in the present invention.
본원발명의 무기 도료 조성물은 또한 인산(H3PO4)을 더 포함한다. The inorganic coating composition of the present invention further comprises phosphoric acid (H 3 PO 4 ).
상기 인산은 무기 도료 조성물에 포함되어, 모재 표면에 코팅되어 코팅막을 형성하는 경우, 수분과 코팅막과의 접촉각을 증가시켜 친수성을 향상시키는 효과가 있다. 상기와 같은 인산은 무기 도료 조성물에 0.1 - 1 중량부로 포함됨이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나 포함되는 경우에는 인산의 존재에 의한 목적하는 효과를 얻기 어렵기 때문이다.
The phosphoric acid is contained in the inorganic coating composition and has an effect of increasing the hydrophilicity by increasing the contact angle between water and the coating film when the coating film is coated on the surface of the base material. It is preferable that the phosphoric acid is contained in the inorganic coating composition in an amount of 0.1 - 1 part by weight. It is difficult to obtain the desired effect due to the presence of phosphoric acid.
본원발명의 무기도료 조성물은 또한, KOH, NaOH, 또는 LiOH, LiOHㆍH2O 중 선택된 어느 하나 이상의 강염기를 더 포함한다. 이러한 강염기는 무기 도료 조성물의 총량을 기준으로 0.5 - 5 중량부로 포함됨이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 내지 3 중량부로 포함될 수 있다. 상기 바람직한 함량에 따라 무기 도료 조성물에 포함되는 경우 조성물의 높은 반응효율을 얻을 수 있으며, 최종 생산된 무기 도료 조성물의 발림성을 좋게 할 수 있고, 조성물의 제조시 굳는 현상 등을 방지할 수 있다. Inorganic coating composition of the present invention also includes KOH, NaOH, or LiOH, LiOH H 2 O and one or more bases selected from more. The strong base is preferably contained in an amount of 0.5 to 5 parts by weight based on the total amount of the inorganic coating composition, more preferably 1 to 3 parts by weight. According to the above preferred contents, a high reaction efficiency of the composition can be obtained when the composition is contained in the inorganic coating composition, and the spreadability of the finally produced inorganic coating composition can be improved, and the phenomenon of hardening of the composition can be prevented.
또한 상기 무기 도료 조성물은 pH는 8 내지 14가 되도록 제조함으로써 바람직한 반응효율을 얻을 수 있으며, 조성물이 용액상태를 최적의 상태로 유지할 수 있도록 할 수 있다. In addition, the inorganic coating composition can be prepared to have a pH of 8 to 14 to obtain a desired reaction efficiency, and the composition can maintain the solution state in an optimal state.
본원발명의 무기 도료 조성물은 상기와 같은 조성 성분들을 혼합하는 용매로서 물과 같은 친수성 용매를 사용할 수 있다. 이러한 친수성 용매 중 대표적인 물은 무기도료 조성물의 총 중량을 기준으로 4 내지 74 중량부로 포함될 수 있다. 용매로 작용하는 물은 또한 알칼리 금속 실리케이트의 분산성 및 반응 효율 등을 높일 수 있다.
In the inorganic coating composition of the present invention, a hydrophilic solvent such as water may be used as a solvent for mixing the above-mentioned composition components. Representative water in such a hydrophilic solvent may be included in an amount of 4 to 74 parts by weight based on the total weight of the inorganic coating composition. The water serving as a solvent can also increase the dispersibility and the reaction efficiency of the alkali metal silicate.
기타, 본원발명의 무기 도료 조성물에는 코팅막의 색상을 부여하기 위한 안료 및 코팅막의 유연성, 부착성, 내충격성, 평활성 등을 보다 개선하기 위하여 첨가제를 더 첨가할 수도 있다. In addition, an additive may be further added to the inorganic coating composition of the present invention to further improve the flexibility, adhesion, impact resistance, smoothness and the like of the pigment and the coating film for imparting the color of the coating film.
이러한 첨가제로는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 스테아린산알루미늄, 실리카, 지르코늄실리케이트, 칼슘실리케이트, 알킬술포레이트금속염, 폴리실록산변성물, Poly-oxyethylene Sorbitan Monostearate, 실란 중에서 1 종 이상을 선택하여 사용할 수 있으며, 이러한 첨가제는 상기 무기도료 조성물을 구성하는 전체 중량에 대해 0.1 내지 2 중량부로 사용되어 원하는 효과를 발현할 수 있다.
Examples of such additives include ethylene glycol, diethylene glycol, aluminum stearate, silica, zirconium silicate, calcium silicate, alkylsulfurate metal salt, polysiloxane modified product, poly-oxyethylene sorbitan monostearate and silane. The additive may be used in an amount of 0.1 to 2 parts by weight based on the total weight of the inorganic coating composition to exhibit a desired effect.
본 발명에 따른 무기 도막의 형성방법은 상기의 무기도료를 도포한 후 마이크로웨이브를 이용하여 소성함으로서 코팅을 완성하는 단계를 포함하며 마이크로웨이브는 인체에 유해하기 때문에 방사된 후 모재에 반사되거나 마그네트론에서 방사될 때 작업자에게 미치지 못하도록 마이크로웨이브를 반사할 수 있는 특수복을 입고 작업하는 것이 필요하며 또한 마이크로웨이브를 반사시켜 코팅하고자 하는 표면에 재반사될 수 있도록 특수한 형태의 마이크로웨이브를 이용한 휴대용 소성기를 제작할 필요가 있다.
The method for forming an inorganic coating film according to the present invention includes a step of coating the inorganic coating material and then completing the coating by using a microwave. Since the microwave is harmful to the human body, it is reflected on the base material, It is necessary to wear special clothing that can reflect the microwave to prevent it from reaching the operator when it is radiated. Also, it is necessary to make a portable firing machine using a special type of microwave to reflect the microwave to the surface to be coated .
또한 고분자재료와 같이 100℃내외의 온도에서 소성이 되어야 하는 경우 소성과정에서 마이크로웨이브의 출력강도를 제어하거나 마이크로웨이브를 수십초 혹은 수분 간격으로 간헐적으로 방사함으로서 고분자재료로 구성된 모재에 열충격을 최소화하는 방법으로 소성을 진행해야 하며 모재하부에 냉각에 의해 표면의 온도가 모재에 전달되지 않도록 처리함으로서 최적의 소성이 이루어질 수 있도록 할 필요가 있다.Also, when the polymer material is to be fired at a temperature of about 100 ° C., the output intensity of the microwave is controlled during the firing process or the microwave is intermittently radiated at intervals of several tens of seconds or so to minimize the thermal shock to the base material composed of the polymer material It is necessary to carry out the firing and to optimize the firing by treating the surface of the base material so that the surface temperature is not transferred to the base material by cooling.
모재의 재료에 따라 냉각이 필요한 경우 마이크로웨이브가 조사되고 있는 모재 하부에서 공기를 이용하여 냉각을 하거나 롤코팅의 경우 마이크로웨이브가 조사되는 곳의 롤내부에 냉각물질을 활용하여 냉각시킴으로서 마이크로웨이브에 의한 소성시 모재에 열에 의한 충격을 최소화시키는 단계가 필요하다. 특히 필름형태의 경우 유리 혹은 강판소재와 같은 모재에 직접 무기도막을 형성시키지 않고 필름상에 무기도막을 형성하여 유리를 포함한 기존의 산업재에 직접 부착시킴으로서 유리 혹은 강판소재와 같은 모재위에 직접 도막을 형성한 효과를 얻을 수 있으며 기존의 태양전지표면에 필름을 부착함으로서 태양전지의 출력을 향상시키는 등 다양한 용도로 활용이 가능하다.When cooling is required according to the material of the base material, cooling is performed using air from the bottom of the base material to which the microwave is irradiated, or cooling is performed using cooling material inside the roll where the microwave is irradiated by the roll coating, It is necessary to minimize the impact of heat on the base material during firing. In particular, in the case of a film, an inorganic film is formed on a film without directly forming an inorganic film on a base material such as a glass or a steel plate, and directly adheres to a conventional industrial material including glass to form a film directly on a base material such as a glass or a steel sheet It can be used for various purposes such as improving the output of the solar cell by attaching a film to the surface of the existing solar cell.
마이크로웨이브를 이용한 소성의 경우 무기원료와 믹싱되어 있는 물에 의해 소성이 되기 때문에 물의 양을 제어함으로서 소성을 최적화할 수도 있다.In the case of microwave-assisted firing, the firing is optimized by controlling the amount of water because it is fired by the water mixed with the inorganic raw material.
물의 양을 제어하는 것은 무기원료를 모재에 부착시키고 상온 또는 그 이상에서 예열 건조함으로서 최적의 소성 조건을 찾을 수 있다.
The optimum amount of water can be controlled by attaching the inorganic raw material to the base material and pre-drying at room temperature or higher.
이하, 본원발명에 따른 실시예 및 비교예에 대해 설명한다. Hereinafter, examples and comparative examples according to the present invention will be described.
실시예Example
대정화금社의 규산나트륨 수화물(Na2O·ySiO2·nH2O) 및 규산칼륨 수화물(K2O·ySiO2·nH2O)을 각각 40중량부, 5중량부, 영일화성社의 규산리튬 수화물(Na2O·ySiO2·nH2O) 20 중량부 및 인산 0.25 중량부, NaOH 0.5 중량부, 첨가제로서 Poly-oxyethylene Sorbitan Monostearate 0.005 중량부, 물 34.2 중량부로 혼합 교반하여 무기 도료 조성물을 제조하였으며, 스테인레스(SUS) 표면에 디핑 코팅한 후, 2,450MHz 주파수의 마이크로웨이브로 5분간 소성 하였다. 이에 대한 기능 평가 및 표면 코팅 정도(도 3) 및 무기 도막 위의 수분의 접촉각을 측정(도 4)하여 표 1 및 도 3, 4에 기재하였다.
For the sodium silicate hydrate of purifying gold社of (Na 2 O · ySiO 2 · nH 2 O) , and potassium hydrate (K 2 O · ySiO 2 · nH 2 O) for each 40 parts by weight, 5 parts by weight, 01 Mars社lithium silicate hydrate (Na 2 O · ySiO 2 · nH 2 O) 20 parts by weight of phosphoric acid 0.25 parts by weight of NaOH 0.5 parts by weight, as an additive Poly-oxyethylene Sorbitan Monostearate 0.005 part by weight, by mixing 34.2 parts by weight water parts of the inorganic coating composition Was dipped onto a stainless steel (SUS) surface, and then fired in a microwave at a frequency of 2,450 MHz for 5 minutes. The functional evaluation and the degree of surface coating (FIG. 3) and the contact angle of water on the inorganic coating film were measured (FIG. 4) and are shown in Table 1 and FIGS.
비교예Comparative Example 1 One
상기 실시예에 따른 무기도료 조성물을 코팅하지 않은 스테인레스에 대한 물성 측정 및 표면 코팅 정도 및 표면에 수븐의 접촉각을 측정하여 표 1 및 도 3, 4에 기재하였다.
The measurement of the physical properties and the degree of surface coating and the contact angle of the surface of the stainless steel without coating the inorganic coating composition according to the above examples were measured and are shown in Table 1 and Figs.
비교예Comparative Example 2 2
상기 실시예에서 마이크로웨이브가 아닌 250도 온도에서 2시간동안 소성한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 무기 도막이 형성된 SUS를 제작하였다. SUS having an inorganic coating was prepared in the same manner as in Example except that the sintering was carried out at a temperature of 250 DEG C instead of microwave for 2 hours.
평가 방법Assessment Methods
1. 연필경도(Pencil hardness)1. Pencil hardness
ASTM D3363의 기준에 따라 측정하였다. And measured according to ASTM D3363.
측정용 연필을 끼우고, 일정 하중(1Kg)을 가함으로써 측정하였다. 측정결과는 9H ~ 1H, F, HB, 1B ~ 6B로 나타내었으며, 9H의 경우 최고로 단단한 것이며, 6B의 경우 가장 약한 경도를 나타낸다.
Measurement was made by inserting a pencil for measurement and applying a constant load (1 kg). The measurement results are shown as 9H to 1H, F, HB, 1B to 6B, the highest hardness for 9H, and the weakest hardness for 6B.
2. 부착력 or 접착력(Adhension)2. Adhesion or Adhesion
ASTM D3359의 기준에 따라 측정하였다.It was measured according to the standard of ASTM D3359.
무기 도료 조성물을 이용한 코팅막에 cutter로 바둑판 모양의 흠을 낸 후, 그 위에 3M 테이프를 완전 밀착시킨 후 일정한 힘으로 떼어내어 코팅층과 기재와의 밀착 정도를 관찰하였다. 측정결과는 0B, 1B, 2B, 3B, 4B, 5B로 기재하였으며, 수치는 아래와 같다. A checkerboard scratch was formed by a cutter on a coating film using an inorganic coating composition, and the 3M tape was completely adhered to the coating film, and then peeled off with a constant force to observe the degree of adhesion between the coating layer and the substrate. The measurement results are described as 0B, 1B, 2B, 3B, 4B and 5B, and the numerical values are as follows.
0B: 측정 후 코팅 막이 65% 이상 손실된 경우.0B: When coating film is lost more than 65% after measurement.
1B: 측정 후 코팅 막이 35~65% 정도 손실된 경우.1B: 35 ~ 65% loss of coating film after measurement.
2B: 측정 후 코팅 막이 15~35% 정도 손실된 경우. 2B: 15 ~ 35% loss of coating film after measurement.
3B: 측정 후 코팅 막이 5~15% 정도 손실된 경우.3B: The coating film is lost by 5 ~ 15% after measurement.
4B: 측정 후 코팅 막이 5% 미만 손실된 경우.4B: Less than 5% loss of coating film after measurement.
5B: 측정 후 코팅 막의 손실이 없는 경우.5B: No loss of coating film after measurement.
3. 클린성(Pollution resistant)3. Pollution resistant
코팅막에 유성 매직을 칠한 후 물(수돗물)을 뿌린 후 매직이 지워지는 정도로 측정하였으며, 한 포인트에 10회 연속 실시한 결과에 대해 아래와 같이 기재하였다. ◎ : 아주 좋음, ○ : 좋음, △ : 보통, X : 나쁨
The coating film was sprayed with oil magic, water (tap water) was sprayed, and the degree of magic was measured. The results of ten consecutive runs at one point were described as follows. ?: Very good,?: Good,?: Fair, X: poor
4. 접촉각(Contact angle)4. Contact angle
코팅막에 물 한 방울을 떨어뜨린 후 코팅 막 위의 물의 형태가 어떻게 변하는지 관찰하였다. 이는 코팅막의 친수성 정도를 알 수 있는 실험으로 초친수성 또는 친수성인 경우 클린성이 더 좋게 나온다.접촉각이 20±5도인 경우는 친수성, 10±2도인 경우에는 초친수성이라 할 수 있다.
After dropping a drop of water on the coating film, we observed how the shape of the water on the coating film changed. It is an experiment to know the degree of hydrophilicity of the coating film, and it shows better cleanliness when it is super hydrophilic or hydrophilic. The contact angle is 20 ± 5 degrees for hydrophilic and 10 ± 2 degrees for super hydrophilic.
5. 내열성5. Heat resistance
90℃ 도의 온도에서 상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1에 따른 모재를 12시간 동안 방치한 결과 코팅막의 상태를 측정하였다.
The base material according to Examples 1 to 8 and Comparative Example 1 was allowed to stand at a temperature of 90 ° C for 12 hours, and the state of the coating film was measured.
(접착력)Adhesion
(Adhesive force)
(Pollution resistant)Cleanliness
(Pollution resistant)
(Contact angle)
Contact angle
(Contact angle)
친수23.2
Hydrophilic
10도 미만Super hydrophilic
Less than 10 degrees
Claims (24)
상기 무기도료 조성물을 모재의 표면에 코팅하는 단계; 및
상기 무기도료 조성물이 코팅된 모재에 마이크로웨이브(Micro-wave)를 조사하여 소성하는 단계;를 포함하는 무기 도막의 형성방법.
[화학식 1] xNa2O·ySiO2·nH2O
[화학식 2] xK2O·ySiO2·nH2O
[화학식 3] xLi2O·ySiO2·nH2O
(상기 화학식 1 내지 화학식 3에서 x : y의 비는 1 : 1.9 ~ 500이며, n은 1 ~ 20의 자연수이다.)
At least one alkali metal silicate represented by the following formula (1) to (3): Phosphoric acid (H 3 PO 4); KOH, NaOH, or a strong base selected from LiOH, LiOH 占2 2O; And water (H 2 O); and mixing and stirring the inorganic coating composition;
Coating the inorganic coating composition on the surface of the base material; And
Irradiating the base material coated with the inorganic coating composition with a micro-wave and baking the base material.
???????? Chemical Formula 1 ???????? xNa 2 O ySiO 2 .nH 2 O
???????? Chemical Formula 2 ???????? xK 2 O.ySiO 2 .nH 2 O
XLi 2 O ySiO 2 .nH 2 O
(In the above Chemical Formulas 1 to 3, the ratio of x: y is 1: 1.9 to 500, and n is a natural number of 1 to 20.)
상기 무기 도료 조성물은, 총 중량을 기준으로, 상기 화학식 1 내지 화학식 3 중 어느 하나의 화학식으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트 25 내지 95 중량부; 상기 인산(H3PO4)은 0.1 내지 1 중량부; 상기 강염기는 0.5 내지 5 중량부; 및 물(H2O) 4 내지 74 중량부; 로 포함되는 것을 특징으로 하는 무기 도막의 형성방법.
The method according to claim 1,
Wherein the inorganic coating composition comprises, based on the total weight, 25 to 95 parts by weight of an alkali metal silicate represented by the general formula (1) to (3); 0.1 to 1 part by weight of phosphoric acid (H 3 PO 4 ); 0.5 to 5 parts by weight of the strong base; And 4 to 74 parts by weight of water (H 2 O); Wherein the inorganic coating film is formed on the substrate.
상기 화학식 1 내지 화학식 3 중 어느 하나의 화학식으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트는, 무기 도료 조성물의 총 중량을 기준으로, 각각 12 내지 40 중량부, 1 내지 15 중량부, 및 12 내지 40 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 무기 도막의 형성방법.
The method according to claim 1,
The alkali metal silicate represented by the formula (1) to (3) is contained in an amount of 12 to 40 parts by weight, 1 to 15 parts by weight, and 12 to 40 parts by weight, respectively, based on the total weight of the inorganic coating composition ≪ / RTI >
상기 마이크로웨이브의 주파수는 2400MHz 내지 2500MHz인 것을 특징으로 하는 무기 도막의 형성방법.
The method according to claim 1,
Wherein the frequency of the microwave is from 2400 MHz to 2500 MHz.
상기 마이크로웨이브의 주파수는 2,450MHz 인 것을 특징으로 하는 무기 도막의 형성방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the frequency of the microwave is 2,450 MHz.
상기 마이크로웨이브를 조사하여 소성하는 시간은 50초 내지 1200초인 것을 특징으로 하는 무기 도막의 형성방법.
The method according to claim 1,
Wherein the time for irradiating and firing the microwave is from 50 seconds to 1200 seconds.
상기 마이크로웨이브는 연속적으로 조사하여 소성하는 것을 특징으로 하는 무기 도막의 형성방법.
The method of claim 1, wherein
Wherein the microwave is continuously irradiated and baked.
상기 마이크로웨이브는 30초 내지 120초의 간격을 두고 간헐적으로 조사하여 소성하는 것을 특징으로 하는 무기 도막의 형성방법.
The method according to claim 1,
Wherein the microwave is irradiated intermittently at an interval of 30 seconds to 120 seconds to be fired.
상기 모재의 하부 냉각 공정은 공냉 또는 수냉 방식에 의해 수행하는 것을 특징으로 하는 무기 도막의 형성방법.
The method according to claim 1,
Wherein the lower cooling step of the base material is carried out by an air cooling or a water cooling method.
상기 무기도료 조성물을 모재의 표면에 코팅하는 단계는 무기 도료 조성물의 코팅 전에 모재 표면에 대한 전처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무기도막의 형성방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of coating the inorganic coating composition on the surface of the base material further comprises a pretreatment step on the surface of the base material before coating the inorganic coating composition.
상기 전처리 단계는, 상기 모재 표면을 탈지, 세척하여 불순물을 제거하는 단계인 것을 특징으로 하는 무기도막 형성방법.13. The method of claim 12,
Wherein the pretreatment step is a step of removing impurities by degreasing and washing the surface of the base material.
상기 전처리 단계는, 모재의 표면개질을 위해 표면처리를 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무기도막 형성방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the pretreatment step further comprises a step of performing a surface treatment for the surface modification of the base material.
상기 코팅하는 단계 수행 전에 모재 표면에 60±30℃의 온도 하에서 예열처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 무기도막 형성방법.
The method according to claim 1,
Wherein a preheating treatment is performed on the surface of the base material at a temperature of 60 占 폚 to 30 占 폚 before performing the coating step.
상기 코팅하는 단계 수행 후에 모재 표면에 60±30℃의 온도하에서 예열처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 무기도막 형성방법.
The method according to claim 1,
Wherein the pre-heating treatment is performed on the surface of the base material at a temperature of 60 占 폚 to 30 占 폚 after the coating step.
상기 코팅하는 단계에서는, 상기 무기도료 조성물을 0.01 ~ 50㎛의 두께로 코팅하는 것을 특징으로 하는 무기도막 형성방법.
The method according to claim 1,
Wherein the inorganic coating composition is coated in a thickness of 0.01 to 50 탆 in the coating step.
상기 소성하는 단계 후 UV경화를 더하는 것을 특징으로 하는 무기도막 형성방법.
The method according to claim 1,
And the UV curing is added after the baking step.
상기 무기도료 조성물을 모재의 표면에 코팅하는 단계; 및
상기 모재 표면에 코팅된 무기도료 조성물을 휴대용 마이크로웨이브 방사기에 의하여 조사시간을 제어하여 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기도막 형성방법.
[화학식 1] xNa2O·ySiO2·nH2O
[화학식 2] xK2O·ySiO2·nH2O
[화학식 3] xLi2O·ySiO2·nH2O
(상기 화학식 1 내지 화학식 3에서 x : y의 비는 1 : 1.9 ~ 500이며, n은 1 ~ 20의 자연수이다.)
At least one alkali metal silicate represented by the following formula (1) to (3); Phosphoric acid (H 3 PO 4); KOH, NaOH, or a strong base selected from LiOH, LiOH 占2 2O; And water (H 2 O); Mixing and stirring the inorganic coating composition;
Coating the inorganic coating composition on the surface of the base material; And
And controlling an irradiation time of the inorganic coating composition coated on the surface of the base material by a portable microwave radiator and firing the inorganic coating composition.
???????? Chemical Formula 1 ???????? xNa 2 O ySiO 2 .nH 2 O
???????? Chemical Formula 2 ???????? xK 2 O.ySiO 2 .nH 2 O
XLi 2 O ySiO 2 .nH 2 O
(In the above Chemical Formulas 1 to 3, the ratio of x: y is 1: 1.9 to 500, and n is a natural number of 1 to 20.)
상기 마이크로웨이브 조사시간은 30분 이하인 것을 특징으로 하는 무기도막 형성방법.
20. The method of claim 19,
Wherein the microwave irradiation time is 30 minutes or less.
상기 모재 표면 코팅 전에 모재 표면의 거칠기를 제어하거나 탈지, 세척하여 불순물을 제거하는 전처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무기도막 형성방법.
20. The method of claim 19,
Further comprising a pretreatment step of removing impurities by controlling the roughness of the surface of the base material or by degreasing and washing before coating the surface of the base material.
상기 코팅하는 단계 수행 전에 모재 표면에 60±30℃의 온도하에서 예열처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 무기도막 형성방법.
20. The method of claim 19,
Wherein a preheating treatment is performed on the surface of the base material at a temperature of 60 占 폚 to 30 占 폚 before performing the coating step.
상기 코팅하는 단계에서는, 상기 무기도료 조성물을 0.01 ~ 50㎛의 두께로 코팅하는 것을 특징으로 하는 무기도막 형성방법.
20. The method of claim 19,
Wherein the inorganic coating composition is coated in a thickness of 0.01 to 50 탆 in the coating step.
상기 소성하는 단계 후 UV 경화를 더하는 것을 특징으로 하는 무기도막 형성방법.20. The method of claim 19,
And the UV curing is added after the baking step.
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