The Study on Preparation and Characterization of Yellow Ceramic Pigment

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.

황색세라믹안료의 제조 및 특성연구

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.