Abstract
The purpose of this study was to manufacture a high-performance titanium yellow pigment. Anatase type $TiO_2$ was the skeleton of the pigment and $Sb_2O_3$ is used as the color assistant for the coloring agent, $Cr_2O_3$. Mixed raw materials for the pigment were $TiO_2$(98%), $Sb_2O_3$(99.5%), and $Cr_2O_3$(99.5%). The raw materials were mixed by a dry process and crystallized by calcination at $1,000{\sim}1,200^{\circ}C$. The crystalline material was pulverized in a Jar Mill under $1{\mu}m$ by a wet process and dried for 12 hours at $100^{\circ}C$. The pigment was finally made by a fine grinding process. To determine the best temperature for calcination, 4 temperature sections ($1000^{\circ}C$, $1100^{\circ}C$, $1150^{\circ}C$, and $1200^{\circ}C$) were set up. The X-ray diffraction peak of the rutile crystalline structure was highest at $1,150^{\circ}C$. The yellow ceramic pigment, which has the rutile structure, was applied for coating materials. The synthesized pigments underwent a discoloration tests on the acid resistance, alkaline resistance, weather resistance and heat resistance. In addition, a detection test on harmful heavy metals ($Cr^{+6}$) was done. The resulting values (${\Delta}E$) of the weather resistance test (2000hr), acid resistance test, alkaline resistance test, and heat resistance test were 0.74, 0.16, 0.07 and 0.29. The resulting value for heavy metals testing was 34ppm.
본 연구에서는 광범위로 사용되고 있는 황색안료 중에서 고기능성을 갖는 티탄옐로우 제조하고자 하였다. Anatase Type의 $TiO_2$를 골격제로 하고 발색제 산화물인 $Cr_2O_3$을 고용시키기 위하여 $Sb_2O_3$ 산화물을 발색보조제로 사용하였으며, 안료의 제조에 사용된 출발원료로는 $TiO_2$(98%), $Sb_2O_3$(99.5%), $Cr_2O_3$(99.5%)를 사용하였다. 출발원료를 건식으로 혼합하고, 고온($1,000{\sim}1,200^{\circ}C$)으로 소결하여 결정화하고 Jar Mill을 이용하여 $1{\mu}m$이하로 습식분쇄한 후에 건조온도 $100^{\circ}C$로 12시간 건조하고 믹서기로 미분쇄하여 안료를 제조하였다. 안료의 최적 소결온도를 선정하기 위하여 소결온도 $1000^{\circ}C$, $1100^{\circ}C$, $1150^{\circ}C$, $1200^{\circ}C$의 4구간을 설정하고, X선 회절분석을 통하여 결정상을 확인한결과 $1150^{\circ}C$에서의 결정구조 Peak가 가장 좋은 것을 확인할 수 있었다. 이렇게 제조된 Rutile구조를 갖는 황색세라믹안료를 컬러강판의 코팅재료로 적용하고자 하였다. 제조된 안료에 대하여 내후성, 내산성, 내알카리성, 내열성 시험을 하여 색상변화를 측정하였으며, 유해중금속($Cr^{+6}$)검출시험을하였다. 내후성(2000hr)시험결과의 색상변화(${\Delta}E$)는 0.74, 내산성, 내알카리성, 내열성시험의 색상변화(${\Delta}E$)는 각각 0.16, 0.07, 0.29로 거의 변색되지 않은 것을 알 수 있었으며, 유해중금속($Cr^{+6}$)검출시험결과는 34ppm이었다.
