[논문]카민이 코팅된 마이카 펄 광택안료의 제조 및 특성

이동규; 이진화; 박선영

doi:10.12925/jkocs.2008.25.4.12

카민이 코팅된 마이카 펄 광택안료의 제조 및 특성
Preparation and Characteristics of Carmine coated Mica Pearlescent Pigment 원문보기

한국유화학회지 = Journal of oil & applied science, v.25 no.4 = no.73, 2008년, pp.511 - 517

이동규 (충북대학교 공과대학 공업화학과) , 이진화 (충북대학교 공과대학 공업화학과) , 박선영 ((주)젠텍)

Abstract ▼ AI-Helper

We make high-functional inorganic-composite pearlescent pigment material that coated with carmine on the plate-type particle such as mica. In this experiment, we synthesized composite powder using pH control precipitation method. We make an experiment with changing as synthesis factors that are concentrations of starting material and precipitation materials. We analyzed pearlescent powder's shape, and crystallization with FE-SEM, XRD, and EDS. Optimum condition for preparation of carmine coated mica pearlescent pigment is pH $4.5{\sim}5.5$.

주제어

AI 본문요약
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가설 설정

1mol일 때의 입자의 크기 및 균일성이 뛰어남을 확인할 수 있었으나, (a) 0.9mol과 (b) 1.0mol일 때의 입자는 크기가 균일하지 않고 응집되었다. pH를 4.
5 (a) 3.5wt%는 pH를 조절하지 않은 것이고, (b) 3.5wt%는 pH를 조절한 것이다. EDS분석도 XRD분석과 마찬가지로 카민의 양에 따라 변화를 하지 않고 있는 것을 관찰할 수 있다.

제안 방법

청색의 이산화티탄 피복운모에 적색의 안료로 피복하여 간섭색은 청색이고 투과색은 적색인 안료를 제조하였다. XRD를 이용하여 결정상을 확인하고 EDS를 이용하여 안료의 성분을 확인하고 FE-SEM를 이용하여 입자의 표면을 관찰하였다.
본 연구에서는 TiO₂가 피복된 마이카의 진주 광택안료에 대표적인 적색 안료인 카민을 흡착코팅하였고 pH의 조절과 카민의 양, AlCl₃의 양, NaOH의 양에 따른 조건에서 제조된 TiO₂가 피복된 적색 진주 광택안료의 색상과 입자표면 및 구조를 분석하였다.
본 연구에서는 이산화티탄 피복운모에 카민을 흡착시켜 적색의 진주광택안료를 제조하였다. 청색의 이산화티탄 피복운모에 적색의 안료로 피복하여 간섭색은 청색이고 투과색은 적색인 안료를 제조하였다.
1과 Table 1은 마이카 진주 광택안료 제조에 대한 개략적인 공정도와 반응조건을 나타낸 것이다. 실험 방법은 TiO₂가 피복된 마이카 파우더 30g과 증류수 100ml를 넣고 혼합하고, 카민과 증류수 5ml를 넣고 교반시켜 카민을 용해시킨 후, TiO₂가 피복된 마이카 파우더 분산용액에 천천히 첨가 교반한다. TiO₂가 피복된 마이카에 카민을 흡착 코팅시키기 위해 염화알루미늄과 수산화나트륨을 증류수 5ml에 각각 용해하고 용해 된 염화알루미늄과 수산화나트륨을 정량펌프로 일정하게 주입한다.
6은 pH의 조절에 따른 카민의 코팅량을 확인한 결과이다. 제조된 진주 광택안료에 흡착코팅된 카민 양을 pH 조절 유무에 따라 어떻게 변화하는가를 확인하기 위해 카민 3.5wt%, AlCl₃ 1mol, NaOH 0.7mol의 pH를 조절하지 않은 시료와 pH를 조절한 시료 1g을 400℃에서 4시간 동안 소성하여 소분된 카민의 양을 계산하였다. pH를 조절하지 않은 경우 카민의 코팅량은 평균 0.

대상 데이터

, LTD)을 사용하였다. pH를 조절하기 위하여 수산화나트륨(98%, Shinyo Pure Chemicals Co., LTD)과 염산(35%, Waco Pure Chemical Co,. LTD)을 과량의 증류수에 희석하여 사용하였다[7,8]. Fig.
운모에 TiO₂가 피복된 적색 마이카 진주 광택안료를 얻기 위해 출발물질로 마이카 파우더(Bo-kwang Chemical Co., LTD), 카민(SHOWA Chemical Co., LTD), 염화알루미늄(97%, Shinyo Pure Chemicals Co., LTD), 수산화나트륨(98%, Shinyo Pure Chemicals Co., LTD)을 사용하였다. pH를 조절하기 위하여 수산화나트륨(98%, Shinyo Pure Chemicals Co.
본 연구에서는 이산화티탄 피복운모에 카민을 흡착시켜 적색의 진주광택안료를 제조하였다. 청색의 이산화티탄 피복운모에 적색의 안료로 피복하여 간섭색은 청색이고 투과색은 적색인 안료를 제조하였다. XRD를 이용하여 결정상을 확인하고 EDS를 이용하여 안료의 성분을 확인하고 FE-SEM를 이용하여 입자의 표면을 관찰하였다.

성능/효과

pH를 조정하지 않은 (b) 3.0wt%일 때 입자의 모양 및 크기의 균일성을 확인할 수 있는 반면, (a) 2.5wt%일 때는 마이카 표면에 카민의 흡착코팅이 적어져 입자 크기가 작고 외관색이 현저히 연해지는 것을 확인할 수 있었다. (c) 3.
5wt%일 때는 마이카 표면에 카민의 흡착코팅이 적어져 입자 크기가 작고 외관색이 현저히 연해지는 것을 확인할 수 있었다. (c) 3.5wt%의 경우 코팅되는 입자의 크기도 커지고 균일성도 떨어짐을 확인할 수 있었다. pH를 4.
6mol일 때의 입자는 색이 연하며 응집되어 있는 것을 관찰할 수 있었고, (f) 0.8mol일 때는 (e) 0.7mol에 비해 과량의 Al(OH)₃가 생성되어 외관색이 연해짐을 확인할 수 있었다.
5 ~ 5.5로 조절한 경우 (e) 0.7mol일 때 입자의 크키 기 분포가 균일하고 색도 가장 우수한 것을 관찰할 수 있었다. (d) 0.
5 ~ 5.5로 조절 한 경우에는 (e) 3.5wt%일 때 입자의 모양 및 크기의 균일성이 매우 우수함을 확인할 수 있었다. (d) 3.
1. TiO₂가 피복된 마이카 진주광택안료에 카민을 코팅하는 최적 제조 조건은 pH조절하에서 카민 3.5wt%, AlCl₃ 1.0mol, NaOH 0.7mol일 때 가장 좋은 적색 마이카 진주광택안료가 제조되었다.
2. TiO2가 피복된 적색 마이카 진주광택안료의 입자상태는 pH를 4.5∼5.5로 조절하는 경우 입자의 형태가 가장 비응집이고 표면의 코팅 표면이 깨끗하게 유지되었으며, pH가 산성에 가까워짐에 따라 코팅된 외관 색상이 점점 적등색에 가까워지는 것을 확인할 수 있었다
3. 각각 카민 3.5wt%, AlCl₃ 1mol, NaOH 0.7mol의 pH를 조절하지 않은 시료와 pH를 조절한 시료 1g에 대한 카민의 코팅량은 pH를 조절하지 않은 경우 평균 0.028g pH를 조절한 경우 평균 0.033g으로 pH를 조절한 경우 0.5wt% 더 코팅되었다.
4는 카민과 TiO₂가 피복된 마이카와 카민이 코팅된 TiO₂ 피복 마이카의 pH 조절 유무에서의 XRD 패턴 비교 그림이다. XRD 패턴을 관찰해 보면 pH를 조절한 것과 조절하지 않은 것에서 동일하게 마이카와 카민의 결정상을 확인할 수 있었다. XRD 분석에서 pH는 진주 광택안료의 색과 표면 상태에는 영향을 주지만 결정상 자체에는 영향을 주는 것이 아님을 보여주고 있다[10].
pH가 조절되지 않은 경우 마이카에 코팅되는 물질이 균일성이 상대적으로 떨어지며 코팅되는 물질의 입자크기도 커짐을 확인할 수 있었다. pH를 조정하지 않은 (b) 3.
이러한 결과는 pH 조절이 반응에서 중요할 역할을 하는데 pH가 4이하가 되거나 6이상이 될 경우 카민은 TiO₂가 피복된 마이카 표면에 흡착 코팅되지 못하고, 반응시나 수세시 사용되는 증류수에 녹아 씻겨 나가게 된다. pH를 조절하지 않고 실험을 하였을 때 pH는 약 8~9를 나타냈는데, 이는 알칼리영역의 pH에서 카민이 TiO₂가 코팅된 마이카 표면에 침착하지 못하고 수세시 배출되어 위와 같은 결과가 나타났으며 최적의 카민 흡착 코팅은 4.5~5.5의 pH 범위가 된다.
033g 이었다. 이것으로 보아 pH를 조절한 경우 3.3wt%로 pH를 조절하지 않은 경우인 2.8wt%보다 0.5wt%정도 코팅효과가 높은 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 pH 조절이 반응에서 중요할 역할을 하는데 pH가 4이하가 되거나 6이상이 될 경우 카민은 TiO₂가 피복된 마이카 표면에 흡착 코팅되지 못하고, 반응시나 수세시 사용되는 증류수에 녹아 씻겨 나가게 된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	이산화티탄 피복운모란 무엇입니까?	1965년 듀퐁사에 의해 획기적인이산화티탄 피복운모가 개발되며, 현재는 이 안료가 진주 광택안료의 주류가 되고 있다. 이산화티탄 피복운모는 운모를 평활한 박편상 입자로 하여 이것을 핵으로서 그 표면에 이산화티탄의 균일층을 형성시킨 것이다. 즉 티탄염의 산성용액중에 박편상 운모를 분산시키고 가수분해하여 산화티탄의 수화물을 석출시키고 900∼1000℃로 소성한 것이다[2].
	합성의 진주광택안료의 단점은 무엇입니까?	그러나 천연의 펄 에센스는 고가이기 때문에 합성의 진주광택안료의 개발이 요망되어 염화제일수은, 인산수소납, 비산수소납, 염기성 탄산납이 개발되어 천연의 펄 엣센스와 동등한 진주광택이 얻어지게 되었다. 그러나 이들의 안료는 어느 것이나 수은 혹은 납이 함유된 화합물이기 때문에 화장품용으로서 사용할 수 없고, 대신에 옥시염화비스머스가 개발되었지만 안정성이 떨어졌다. 1965년 듀퐁사에 의해 획기적인이산화티탄 피복운모가 개발되며, 현재는 이 안료가 진주 광택안료의 주류가 되고 있다.
	진주 광택안료란 무슨 물질인가?	기존의 화이트 또는 투명한 제품에 입자감 있는 진주 광택안료를 사용할 경우 제품의 안정도와 장식효과를 동시에 향상시킬 수 있다. 진주 광택안료는 빛의 일부는 반사하고 일부는 통과하는 높은 반사율을 가진 얇은 판상물질로 입사광의 일부는 표면에서 반사되고 잔여광은 투과 및 내부반사를 한다. 진주 광택안료의 역사는 오래되어 1656년 프랑스인 Jaczuin에 의해 천연의 펄 엣센스가 발견되어 공업적인 인조진주의 제조가 시작되었다[1].

참고문헌 (12)

Patricia M. Tenorio Cavalcante, Ceramic application of mica titania pearlescent pigments, Dyes and Pigments, 74, 1 (2007)

상세보기
Tan Junru, The preparation and characteristics of cobalt blue mica coated titania pearlescent pigment, Dyes and Pigments, 52, 215 (2002)

상세보기
Cheong Taek Kim, Yun Hee Chang, Sang Hwa Lee, Sang Jin Kang, Wan Goo Cho, New Whitening Agent, J. Soc. Cosmet. Scientists Korea, 31(1), 17 (2005)

원문보기 상세보기
Y. S. Song, B. Y. Chung, S. G. Park, M. E. Park, S. J. Lee, W. G. Cho and S. H. Kang, Coating composition containing very fine mica, Cosmetics & Toiletries, 114(6), 53 (1999)
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Sung-Su Kim, Preparation and conductive mechanism of mica titania conductive pigment, Theories and Applications of Chem. Eng., 10(1), 62 (2004)
Merck, Korean Patent 0014122 (1987)
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T. Junru, H. Yunfang, H. Wenxiang, C. Xiuzeng, and F. Xiansong, The preparation and characteristics of cobalt blue mica coated titania pearlescent pigment, Dyes and Pigments, 52(3), 215 (2002)

상세보기
S. Bertaux, The reaction of ceria coatings on mica with $H_2S$ : An in-situ X-ray diffraction study, Materials Research Bulletin, 39, 793 (2004)

상세보기
K. S. Kim, Korean Patent 0061177 (1999)
Merck, Korean Patent 0068502 (2001)

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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