KR100593262B1 - Methods for the manufacturing of apatite powders - Google Patents

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KR100593262B1
KR100593262B1 KR1020030060010A KR20030060010A KR100593262B1 KR 100593262 B1 KR100593262 B1 KR 100593262B1 KR 1020030060010 A KR1020030060010 A KR 1020030060010A KR 20030060010 A KR20030060010 A KR 20030060010A KR 100593262 B1 KR100593262 B1 KR 100593262B1
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Abstract

본 발명은 아파타이트 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 형상, 크기 및 기공율을 갖는 아파타이트 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 칼슘염과 인산염이 함유된 혼합 수용액을 숙성하여 아파타이트를 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명의 숙성 단계는 가스의 공급과 동시에 수행될 수 있으며, 공급되는 가스는 아파타이트 입자 형상, 입자 크기 및 비표면적에 영향을 미친다. 본 발명에 따르면, 다양한 형상 및 크기를 갖는 아파타이트 입자 제조의 제조가 가능하다. The present invention relates to a method for producing apatite, and more particularly, to a method for producing apatite having various shapes, sizes, and porosities. The present invention provides a method for preparing apatite by aging a mixed aqueous solution containing calcium salt and phosphate. The aging step of the present invention can be carried out simultaneously with the supply of gas, the gas being fed affects the apatite particle shape, particle size and specific surface area. According to the present invention, it is possible to prepare apatite particles having various shapes and sizes.

아파타이트, 중간 반응물, 허니콤구조의 다공성 판상, 침상, 판상, 가스Apatite, Intermediate Reactant, Honeycomb Porous Plate, Needle, Plate, Gas

Description

아파타이트 분말 제조 방법{METHODS FOR THE MANUFACTURING OF APATITE POWDERS}Apatite powder manufacturing method {METHODS FOR THE MANUFACTURING OF APATITE POWDERS}

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 아파타이트 제조용 반응 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 아파타이트 제조 방법을 도시한 절차도이다.FIG. 1A is a view schematically showing a reaction apparatus for preparing apatite according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a flowchart illustrating a method for preparing apatite according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명에 따라 숙성 시간을 달리하여 얻어진 각각의 분말에 대한 X선 회절 패턴이다. 2 is an X-ray diffraction pattern for each powder obtained by varying aging time according to the present invention.

도 3a 및 도 3b는 도 2의 숙성 시간을 달리하여 얻어진 분말 중 10분 및 12시간의 숙성 과정을 거쳐 얻어진 분말의 주사전자현미경 사진이다.3a and 3b are scanning electron micrographs of the powder obtained through the aging process of 10 minutes and 12 hours of the powder obtained by varying the aging time of FIG.

도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 실시예에 따라 이산화탄소 가스를 공급하여 제조한 수산화 아파타이트의 X선 회절 패턴 및 주사전자현미경 사진이다.4A and 4B are X-ray diffraction patterns and scanning electron micrographs of hydroxide apatite prepared by supplying carbon dioxide gas according to an embodiment of the present invention, respectively.

도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 실시예에 따라 산소 가스를 공급하여 제조한 수산화 아파타이트의 X선 회절 패턴 및 주사전자현미경 사진이다.5A and 5B are X-ray diffraction patterns and scanning electron micrographs of hydroxide apatite prepared by supplying oxygen gas, respectively, according to an embodiment of the present invention.

도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 실시예에 따라 산소 가스를 공급하여 제조한 수산화 아파타이트의 X선 회절 패턴 및 주사전자현미경 사진이다.6A and 6B are X-ray diffraction patterns and scanning electron micrographs of hydroxide apatite prepared by supplying oxygen gas, respectively, according to an embodiment of the present invention.

도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 실시예에 따라 질소 가스를 공급하여 제조한 수산화 아파타이트의 X선 회절 패턴 및 주사전자현미경 사진이다.7A and 7B are X-ray diffraction patterns and scanning electron micrographs of hydroxide apatite prepared by supplying nitrogen gas according to an embodiment of the present invention, respectively.

도 8a 및 도 8b는 각각 본 발명의 실시예에 따라 산소 가스를 공급하여 제조한 Mg 이온이 첨가된 수산화 아파타이트의 X선 회절 패턴 및 주사전자현미경 사진이다.8A and 8B are X-ray diffraction patterns and scanning electron micrographs of Mg ion-added apatite hydroxides prepared by supplying oxygen gas, respectively, according to an embodiment of the present invention.

도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 실시예에 따라 질소 가스를 공급하여 제조한 TiO2 분말이 첨가된 수산화아파타이트의 X선 회절 패턴 및 주사전자현미경 사진이다.9A and 9B are X-ray diffraction patterns and scanning electron micrographs of hydroxyapatite added with TiO 2 powder prepared by supplying nitrogen gas, respectively, according to an embodiment of the present invention.

<도면의 부호에 대한 간략한 설명><Brief description of the symbols in the drawings>

100 : 반응 장치 110 : 반응 용기100: reaction device 110: reaction vessel

120 : 공급 가스 탱크 130 : 분위기 가스 탱크120: supply gas tank 130: atmosphere gas tank

150 : 가스 블로워 160 : 히터150: gas blower 160: heater

본 발명은 아파타이트 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 형상, 크기 및 기공율을 갖는 아파타이트 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing apatite, and more particularly, to a method for producing apatite having various shapes, sizes, and porosities.

아파타이트는 생체 친화성이 높은 재료로 알려져 있으며, 그 대표적인 예인 수산화 아파타이트는 일반식 Ca10(PO4)6(OH)2-x·nH2 O(0≤n≤2.5, 0≤x≤2.5)로 표현된다. 이하 설명하는 본 발명의 상세한 설명에서 아파타이트는 상기 수산화 아파타이트와 상기 수산화 아파타이트의 화학식에서 수산기(OH - ) 자리에 탄산기(CO3 2-), 산 소기(O2 -), 불소기(F-), 염소기(Cl-) 등의 음이온이 치환된 형태를 통칭하는 용어로 사용된다. Apatite is known as a material having high biocompatibility, and a typical example of the hydroxide apatite is Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2-x nH 2 O (0 ≦ n ≦ 2.5, 0 ≦ x ≦ 2.5). It is expressed as In the detailed description of the present invention described below, apatite includes a carbonate group (CO 3 2- ), an oxygen group (O 2 ), and a fluorine group (F ) in place of a hydroxyl group (OH ) in the chemical formula of the apatite hydroxide and the apatite hydroxide. ), a chlorine group (Cl - anions, etc.) is used as a general term for a substituted form.

아파타이트는 인간 신체의 뼈를 구성하는 물질과 성분이 매우 유사하기 때문에 인공뼈 이식물질로 각광을 받고 있다. 또한 아파타이트는 생체용 세라믹스의 강화재, 골 결손부의 충진재, 중금속 이온의 교환체, 컬럼 크로마토그래피의 충진재, 단백질 및 핵산 등의 생체 고분자 물질이나 아미노산등의 흡착재, 항균 및 방취용 재료로서 매우 다양한 분야에 적용되고 있다.Apatite is in the limelight as an artificial bone graft because the substances and components that make up the bones of the human body are very similar. In addition, apatite is a reinforcing material for ceramics, fillers for bone defects, exchangers for heavy metal ions, fillers for column chromatography, biopolymers such as proteins and nucleic acids, adsorption materials for amino acids, antibacterial and deodorizing materials, and a wide variety of fields. Is being applied.

그러나, 아파타이트는 용도에 맞는 특성을 제공하기 위해 각 적용 분야별로 적합한 입자 모양 및 입자 크기를 가질 것이 요구되고 있다. 또한, 기공의 크기 및 기공량 또한 아파타이트의 특성 발현에 중요한 역할을 한다.However, apatite is required to have a suitable particle shape and particle size for each application in order to provide the properties for the application. In addition, the pore size and pore volume also play an important role in the expression of properties of apatite.

예를 들면, 이식용 인공 골재료로서의 아파타이트는 매우 높은 강도가 요구된다. 슈카넥(Suchanek) 등은 미국세라믹학회지에 기고한 논문(vol 80, pp 2805∼2813)에서 침상의 아파타이트 입자를 구형의 아파타이트 입자와 혼합하여 섬유 강화형 아파타이트(fiber-reinforced apatite)를 제조하는 방법을 제시한 바 있다. 침상형 아파타이트 입자를 제조하는 다른 방법으로는 오타(Ota) 등의 미국특허 제6,228,339호가 있다. For example, apatite as an implantable artificial bone material requires very high strength. Suchanek et al. Published a paper published in the Journal of the Korean Ceramic Society (vol 80, pp 2805-2813) to prepare fiber-reinforced apatite by mixing needle-like apatite particles with spherical apatite particles. Has been presented. Another method of preparing acicular apatite particles is U. S. Patent No. 6,228, 339 to Ota et al.

골충진재 또는 플라스틱이나 고무 등의 보강용 재료로서 사용되는 아파타이트는 판상 입자로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 판상형 아파타이트를 제조하는 방법을 제시한 예로는 일본공개특허번호 제2002-274821호가 있다.It is preferable that the apatite used as a bone filler or a reinforcing material such as plastic or rubber is made of plate-shaped particles. An example of a method of manufacturing such plate-shaped apatite is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-274821.

단백질이나 의약품을 아파타이트에 함침시켜 인체에 전달시키기 위해서는 작은 크기의 기공을 함유하는 다공성의 판상형 입자가 요구된다. 미국특허 제6,558,703호는 이러한 다공성 판상형 아파타이트의 제조 방법의 일례를 제시하고 있다. In order to impregnate apatite with proteins or medicines and deliver them to the human body, porous plate-shaped particles containing small pores are required. U. S. Patent No. 6,558, 703 shows an example of a method for producing such porous plate-shaped apatite.

항균 및 방취용 재료로 사용되는 아파타이트는 큰 비표면적을 제공하여 악취 성분의 흡착을 용이하게 하고, 필요에 따라 이를 분해 또는 살균하기 위한 촉매 물질이 내부에 함유되어 있는 것이 바람직할 때가 있다. 이러한 분야로의 활용 방법의 일례를 제시한 것으로는 미국공개특허번호 제2002-0031489호와 일본공개특허번호 제2000-167410호가 있다. 상기 미국공개특허번호 제2002-0031489호는 아파타이트의 일부 칼슘 이온을 마그네슘(Mg) 등으로 치환함으로써 높은 기공율을 갖는 아파타이트를 제조하는 방법을 제시하고 있으며, 상기 일본공개특허번호 제2000-167410호는 흡착 기능과 광분해 기능을 동시에 수행하는 다공질의 아파타이트-산화티타늄 복합체를 제시하고 있다. 상기 일본공개특허에서 아파타이트는 냄새분자의 흡착 특성을 증대시키며, 산화티타늄은 광촉매 반응을 통하여 흡착된 냄새분자를 분해하는 작용을 한다. Apatite, which is used as an antibacterial and deodorizing material, provides a large specific surface area to facilitate adsorption of malodorous components, and it is sometimes desirable to contain a catalyst material therein for decomposition or sterilization thereof as necessary. An example of a method of use in such a field is disclosed in US Patent Publication No. 2002-0031489 and Japanese Patent Publication No. 2000-167410. US Patent Publication No. 2002-0031489 discloses a method for producing apatite having a high porosity by substituting some calcium ions of apatite with magnesium (Mg) and the like, and Japanese Patent Laid-Open No. 2000-167410 A porous apatite-titanium oxide complex which simultaneously performs adsorption and photolysis functions is proposed. In the Japanese Laid-Open Patent, apatite increases the adsorption characteristics of odor molecules, and titanium oxide serves to decompose odor molecules adsorbed through a photocatalytic reaction.

이와 같이, 아파타이트는 적용 분야에 따라 다양한 입자 크기, 입자 형상 및 비표면적을 갖는 것이 매우 중요하다. As such, it is very important for the apatite to have various particle sizes, particle shapes and specific surface areas depending on the application.

침상형의 아파타이트의 제조를 위해 종래에 사용되는 방법으로는 수열합성법과 고체 반응법이 있다. 일례로, 일본공개특허번호 평5-17110호는 알칼리 금속염의 존재 하에서 아파타이트, 인산칼슘 및 인산2칼슘 등을 800℃ 내지 1200℃의 온도 범위에서 열처리함으로써 침상의 아파타이트 분말을 합성하는 방법을 제시하고 있다. 또 다른 예로, 전술한 미국특허 제6,228,339호는 먼저 침상형의 베타칼슘포스페이트 (β-Ca(PO3)2)분말에 산화칼슘 등의 원료를 혼합한 후 800℃ 내지 1200℃의 온도 범위에서 열처리하여 침상형의 아파타이트 분말을 제조하는 방법을 제시하고 있으며, 일본공개특허번호 평2-141500호와 동 평4-16600호는 칼슘염과 인산염을 포함한 수용액에 요소를 첨가하여 90℃∼180℃의 온도 범위에서 수열 합성함으로써 침상의 아파타이트를 합성하는 방법을 제시하고 있다.Conventionally used methods for preparing acicular apatite include hydrothermal synthesis and solid reaction. As an example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-17110 proposes a method for synthesizing acicular apatite powder by heat-treating apatite, calcium phosphate and dicalcium phosphate in the presence of an alkali metal salt at a temperature range of 800 ° C to 1200 ° C. have. As another example, US Patent No. 6,228,339 described above first mixes a raw material such as calcium oxide in acicular beta calcium phosphate (β-Ca (PO 3 ) 2 ) powder, and then heat-treats at a temperature range of 800 ° C. to 1200 ° C. The method for producing needle-like apatite powder is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2-141500 and 4-16600, wherein urea is added to an aqueous solution containing calcium salt and phosphate, and is prepared at 90 ° C to 180 ° C. A method of synthesizing acicular apatite by hydrothermal synthesis in the temperature range is proposed.

한편, 판상형 아파타이트의 제조 방법으로는 수열 합성법이 주로 이용되고 있다. 그 일례로, 미국특허 제5,427,754호는 1∼200 kgf/cm2의 압력 하에서 판상형의 아파타이트 분말을 수열 합성하는 방법을 제시하고 있으며, 일본공개특허번호 평10-45405호는 인산염과 칼슘염의 혼합 수용액에 지방산 아민 등의 아민계 화합물을 첨가하여 수열 합성함으로써 판상형의 아파타이트를 제조하는 방법을 제시하고 있다.On the other hand, the hydrothermal synthesis method is mainly used as a manufacturing method of plate-shaped apatite. For example, U.S. Patent No. 5,427,754 proposes a method for hydrothermally synthesizing the plate-shaped apatite powder under a pressure of 1 to 200 kgf / cm 2 , Japanese Patent Laid-Open No. 10-45405 is a mixed aqueous solution of phosphate and calcium salt A method for producing a plate-shaped apatite by adding amine compounds such as fatty acid amines to hydrothermal synthesis is proposed.

이와 같이 종래에는 침상 또는 판상의 아파타이트 입자 제조를 위해 주로 고체 반응법 및 수열 합성법에 의존하여 왔다. 그러나 이러한 종래의 방법들은 많은 문제점을 가지고 있다.Thus, conventionally, the production of acicular or plate-shaped apatite particles has been mainly relied on the solid reaction method and the hydrothermal synthesis method. However, these conventional methods have many problems.

고체상태 반응법은 열처리 온도가 약 800℃ 내지 1200℃의 고온이므로 제조된 입자가 수십 ㎛ 에 이를 정도로 커진다는 문제점이 있고, 반응 후 혼합, 하소, 분쇄 등의 복잡한 후속 공정이 개입되어야 하므로 공업적으로 유리한 방법이 될 수 없었다.The solid state reaction method has a problem in that the heat-treatment temperature is about 800 ° C to 1200 ° C, so that the particles produced are large enough to reach several tens of micrometers, and the complex subsequent processes such as mixing, calcining, and pulverization after the reaction must be involved. Could not be an advantageous way.

한편, 수열합성법은 일반적으로 비정질의 침전된 칼슘인산화합물(Calcium Phosphate)을 이용하여 오토클레이브에서 약 150 내지 250℃의 온도 범위에서 반응시키는 방법으로 침전 및 수열 합성이라는 두 단계 공정을 요하며, 여러 가지 첨가제를 함께 혼합되어야 하고 공정 자체가 복잡하여 대량생산에 문제가 있었다. Hydrothermal synthesis, on the other hand, generally involves the use of an amorphous precipitated calcium phosphate (Calcium Phosphate) in an autoclave at a temperature range of about 150 to 250 ° C., requiring a two step process of precipitation and hydrothermal synthesis. The two additives had to be mixed together and the process itself was complicated, resulting in mass production problems.

본 발명은 다양한 입자 크기, 입자 형상 및 비표면적을 갖는 아파타이트 분말의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a process for preparing apatite powders having various particle sizes, particle shapes and specific surface areas.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은, 아파타이트 분말 제조 방법에 있어서, 칼슘염 및 인산염을 포함하는 혼합 수용액을 제공하는 단계, 상기 수용액내의 칼슘염 및 인산염을 반응시켜 상기 아파타이트와는 다른 상을 갖는 중간 반응물을 생성하는 단계, 상기 중간 반응물로부터 아파타이트 분말을 합성하기 위해 상기 수용액을 숙성하는 단계 및 상기 수용액에 침전된 슬러리를 건조하는 단계를 포함하는 아파타이트 제조 방법을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention, in the method for producing apatite powder, providing a mixed aqueous solution containing calcium salt and phosphate, reacting the calcium salt and phosphate in the aqueous solution having a different phase from the apatite It provides a method for producing an apatite comprising the step of producing an intermediate reactant, the step of aging the aqueous solution to synthesize the apatite powder from the intermediate reactant and the slurry precipitated in the aqueous solution.

본 발명에서 상기 중간 반응물은 디칼슘 포스페이트 디하이드레이트인 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 칼슘염은 수산화칼슘이고, 상기 인산염은 인산인 것이 바람직하다. 본 발명의 상기 숙성 단계는 5 ∼ 90℃에서 수행될 수 있다. 본 발명의 방법에 의해 판상의 입자 형상을 갖는 아파타이트 분말이 제조될 수 있다.In the present invention, the intermediate reactant is preferably dicalcium phosphate dihydrate. In the present invention, the calcium salt is calcium hydroxide, the phosphate is preferably phosphoric acid. The aging step of the present invention can be carried out at 5 ~ 90 ℃. Apatite powder having a plate-like particle shape can be produced by the method of the present invention.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은 또한, 칼슘염 및 인산염을 포 함하는 혼합 수용액을 제공하는 단계, 상기 수용액내에 가스를 공급하면서 인산칼슘 화합물을 합성하는 단계 및 상기 합성된 인산칼슘 화합물을 건조하는 단계를 포함하는 아파타이트 제조 방법을 제공한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention also provides a mixed aqueous solution containing calcium salt and phosphate, synthesizing calcium phosphate compound while supplying gas into the aqueous solution and drying the synthesized calcium phosphate compound It provides a method for producing apatite comprising the step of.

본 발명에서, 상기 합성 단계는 상기 수용액내의 칼슘염과 인산염을 반응하여 중간 반응물을 생성하는 단계 및 상기 중간 반응물로부터 인산칼슘 화합물을 합성하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명에서 상기 중간 생성물은 디칼슘 포스페이트 디하이드레이트일 수 있다. In the present invention, the synthesis step may include producing an intermediate reactant by reacting calcium salt with phosphate in the aqueous solution and synthesizing a calcium phosphate compound from the intermediate reactant. In the present invention, the intermediate product may be dicalcium phosphate dihydrate.

본 발명에서 상기 칼슘염은 질산칼슘, 탄산칼슘, 염화칼슘, 수산화칼슘 및 아세트산칼슘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 염을 포함할 수 있다. 또한, 상기 인산염은 인산, 제1인산나트륨, 제2인산나트륨, 제1인산칼륨, 제2인산칼륨, 제1인산암모늄 및 제2인산암모늄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 염을 포함할 수 있다. 본 발명에서 상기 혼합 수용액은 마그네슘 이온, 바륨 이온 및 스트론튬 이온으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 이온, 이산화티탄, 산화망간, 산화바나듐 및 산화구리로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 산화물, 은, 백금 및 팔라듐으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속, 또는 상기 혼합 수용액은 불소 이온, 염소 이온 및 탄산이온으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 이온을 더 포함할 수도 있다. In the present invention, the calcium salt may include at least one salt selected from the group consisting of calcium nitrate, calcium carbonate, calcium chloride, calcium hydroxide and calcium acetate. In addition, the phosphate may include at least one salt selected from the group consisting of phosphoric acid, sodium monophosphate, sodium diphosphate, potassium monophosphate, potassium diphosphate, ammonium monophosphate and ammonium diphosphate. . In the present invention, the mixed aqueous solution is at least one oxide selected from the group consisting of magnesium ions, barium ions and strontium ions, titanium dioxide, manganese oxide, vanadium oxide and copper oxide, silver, platinum and At least one metal selected from the group consisting of palladium, or the mixed aqueous solution may further include at least one ion selected from the group consisting of fluorine ions, chlorine ions and carbonate ions.

본 발명의 상기 합성 단계에서 공급되는 가스는 헬륨, 아르곤, 수소, 산소, 질소 및 이산화탄소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 가스를 포함할 수 있다. 본 발명의 상기 침전 단계에서 상기 혼합 수용액은 약 5℃ 내지 약 90℃에서 유지 되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서 상기 혼합 수용액은 pH 3.0 ∼ 14.0에서 유지되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 수용액은 인에 대한 칼슘의 몰비가 약 1 내지 약 10의 범위에 있는 것이 바람직하다. The gas supplied in the synthesis step of the present invention may include at least one gas selected from the group consisting of helium, argon, hydrogen, oxygen, nitrogen and carbon dioxide. In the precipitation step of the present invention, the mixed aqueous solution is preferably maintained at about 5 ℃ to about 90 ℃. In the present invention, the mixed aqueous solution is preferably maintained at pH 3.0 to 14.0. In the present invention, the aqueous solution preferably has a molar ratio of calcium to phosphorus in the range of about 1 to about 10.

본 발명에서 상기 혼합 수용액 제공 단계는 칼슘염을 포함하는 수용액을 교반하는 단계, 인산염을 포함하는 수용액을 교반하는 단계 및 상기 칼슘염 수용액을 상기 인산염 수용액에 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 인산염 교반 단계에서는 헬륨, 아르곤, 수소, 산소, 질소 및 이산화탄소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 가스가 공급될 수도 있다. In the present invention, the providing of the mixed aqueous solution may include stirring the aqueous solution containing calcium salt, stirring the aqueous solution containing phosphate, and mixing the aqueous calcium salt solution with the aqueous phosphate solution. In the phosphate stirring step, one or more gases selected from the group consisting of helium, argon, hydrogen, oxygen, nitrogen, and carbon dioxide may be supplied.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 상술한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a는 본 발명의 방법에 사용되는 반응 장치(100)의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 1A schematically illustrates the structure of a reaction device 100 used in the method of the present invention.

도 1a를 참조하면, 본 발명의 반응 장치(100)는 반응 용기(110), 공급 가스 탱크(120), 분위기 가스 탱크(130), 가스 블로워(150) 및 히터(160)를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 반응 장치(100)는 수용액(140)의 pH 측정, 온도 측정, 수용액 교반을 위해 장입된 pH 미터(144) 및 온도계(146), 및 교반기(142)를 포함하고 있다.Referring to FIG. 1A, the reaction apparatus 100 of the present invention includes a reaction vessel 110, a supply gas tank 120, an atmosphere gas tank 130, a gas blower 150, and a heater 160. . In addition, the reaction apparatus 100 includes a pH meter 144 and a thermometer 146 and a stirrer 142 loaded for measuring the pH of the aqueous solution 140, measuring the temperature, and stirring the aqueous solution.

상기 공급 가스 탱크(120)는 보관된 압축 가스를 상기 수용액 내로 공급한다. 공급되는 가스가 상기 반응 용기내의 수용액에 균일하게 공급될 수 있도록 상기 반응 용기(110)의 저면에는 가스 블로워(150)가 구비되어 있다. 상기 가스 블로워(150)는 가스 유입구(116) 및 가스 유입 도관(121)을 통해 상기 공급 가스 탱크(120)에 연결된다. 상기 공급되는 가스의 공급 및 공급 유량을 제어하기 위해 가스 유입 도관(121)에는 개폐 밸브(124)와 레귤레이터(122)가 구비되어 있다.The supply gas tank 120 supplies the stored compressed gas into the aqueous solution. A gas blower 150 is provided at the bottom of the reaction vessel 110 so that the gas to be supplied may be uniformly supplied to the aqueous solution in the reaction vessel. The gas blower 150 is connected to the supply gas tank 120 through a gas inlet 116 and a gas inlet conduit 121. The gas inlet conduit 121 is provided with an on / off valve 124 and a regulator 122 to control the supply and supply flow rate of the gas to be supplied.

상기 반응 용기(110)내의 수용액(140)은 상기 반응 용기(110)의 저면 및/또는 측면에 구비된 히터(160)에 의해 일정 온도로 유지된다. 상기 히터(160)로는 내부에 열선(162)을 구비한 통상의 것이 사용될 수 있다.The aqueous solution 140 in the reaction vessel 110 is maintained at a constant temperature by the heater 160 provided on the bottom and / or side of the reaction vessel (110). As the heater 160, a conventional one having a heating wire 162 therein may be used.

본 발명의 상기 반응 장치(100)에는 대기 중에 존재하는 CO2 등의 가스가 상기 수용액(140)에 용해되는 것을 방지하기 위해 분위기 가스를 공급하는 장치를 추가로 구비하고 있다. 본 발명에서 분위기 가스 탱크(130)내의 분위기 가스는 레귤레이터(132), 조절 밸브(134)를 통해 상기 반응 용기(110)로 공급된다. 상기 분위기 가스는 가스 유입구(112)를 통해 상기 반응 용기내로 유입되며, 가스 유출구(114)를 통해 대기 중으로 배출된다. 본 발명에서 상기 분위기 가스로는 N2 가스가 사용되는 것이 바람직하다.The reaction apparatus 100 of the present invention further includes a device for supplying an atmosphere gas to prevent the gas such as CO 2 existing in the atmosphere from being dissolved in the aqueous solution 140. In the present invention, the atmosphere gas in the atmosphere gas tank 130 is supplied to the reaction vessel 110 through the regulator 132, the control valve 134. The atmosphere gas is introduced into the reaction vessel through the gas inlet 112 and discharged into the atmosphere through the gas outlet 114. In the present invention, N 2 gas is preferably used as the atmosphere gas.

도 1b는 본 발명의 아파타이트 제조 방법을 설명하는 절차도이다. 1B is a flowchart illustrating a method of preparing apatite of the present invention.

도 1b를 참조하면, 먼저, 별도의 용기에서 칼슘염 수용액을 교반한다(S100). 본 발명에서 사용 가능한 칼슘염의 종류에는 제한이 없으며, 예컨대 질산칼슘(Ca(NO3)2), 탄산칼슘(CaCO3), 염화칼슘(CaCl2), 수산화칼슘(Ca(OH) 2), 또는 아세트산칼슘(Ca(CH3COO)2) 등이 사용될 수 있다. 상기 칼슘염은 1종 이상이 혼합되어 사용될 수도 있다. 상기 칼슘염은 상온에서 적당한 시간 동안 교반된다. Referring to Figure 1b, first, the calcium salt aqueous solution is stirred in a separate vessel (S100). The type of calcium salt usable in the present invention is not limited, such as calcium nitrate (Ca (NO 3 ) 2 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), calcium chloride (CaCl 2 ), calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), or calcium acetate (Ca (CH 3 COO) 2 ) and the like can be used. The calcium salt may be used by mixing one or more kinds. The calcium salt is stirred at room temperature for a suitable time.

상기 칼슘염 수용액과는 별도로 인산염 수용액을 교반한다(S200). 본 발명에 서 사용되는 인산염의 종류에는 제한이 없으며, 예컨대 인산(H3PO4), 제1인산나트륨(NaH2PO4), 제2인산나트륨(Na2HPO4), 제1인산칼륨(KH 2PO4), 제2인산칼륨(K2HPO4), 제1인산암모늄(NH4H2PO4) 또는 제2인산암모늄((NH4)2HPO4) 등이 사용될 수 있다. 본 발명에서 상기 인산염은 1종 이상이 혼합 사용될 수도 있다.The aqueous solution of phosphate is stirred separately from the aqueous solution of calcium salt (S200). The type of phosphate used in the present invention is not limited, and for example, phosphoric acid (H 3 PO 4 ), monobasic sodium phosphate (NaH 2 PO 4 ), dibasic sodium phosphate (Na 2 HPO 4 ), monobasic potassium phosphate ( KH 2 PO 4 ), dipotassium phosphate (K 2 HPO 4 ), ammonium monophosphate (NH 4 H 2 PO 4 ) or diammonium phosphate ((NH 4 ) 2 HPO 4 ) and the like may be used. In the present invention, the phosphate may be used by mixing one or more kinds.

상기 교반 단계(S200)는 도 1a의 반응 용기(110)내에서 수행되거나 별도의 용기에서 수행될 수 있다. 교반을 용이하게 하는 등의 필요에 따라 공급 가스 탱크(120)로부터 일정 유량의 가스가 지속적으로 공급될 수 있다. 상기 가스는 후술하는 숙성 단계에서 공급되는 것과 동일한 종류의 가스가 공급되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 칼슘염 수용액의 교반시 필요에 따라 최종 제조될 아파타이트의 특성 향상을 위한 물질, 예컨대 입자 성장 제어 또는 촉매 기능을 수행하는 물질이 첨가되어 함께 교반될 수 있다. 상기 첨가 물질로는 마그네슘이온(Mg2+), 바륨이온(Ba2+), 스트론튬이온(Sr2+)등의 알칼리토금속이온 또는 이산화티탄(TiO2 ), 산화망간(MnO), 산화바나듐(V2O5), 산화구리(CuO)등의 산화물 또는 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd)의 금속이 사용될 수 있다. 상기 첨가 물질은 1종 이상이 혼합되어 사용될 수도 있다. 또한 아파타이트 탈취 성능의 향상 및/또는 인체에 사용될 때 생체 친화성의 향상을 위해 불산이온(F-), 염소이온(Cl-), 탄산이온(CO32- ) 등의 음이온이 첨가될 수도 있다.The stirring step S200 may be performed in the reaction vessel 110 of FIG. 1A or may be performed in a separate vessel. Gas of a certain flow rate may be continuously supplied from the supply gas tank 120 as necessary to facilitate stirring. The gas is preferably supplied with the same kind of gas supplied in the aging step described later. In addition, when stirring the aqueous calcium salt solution, a material for improving the properties of the apatite to be finally prepared, for example, a material for controlling particle growth or performing a catalytic function may be added and stirred together. The additive material may be alkaline earth metal ions such as magnesium ions (Mg 2+ ), barium ions (Ba 2+ ), strontium ions (Sr 2+ ) or titanium dioxide (TiO 2 ), manganese oxide (MnO), vanadium oxide ( Oxides such as V 2 O 5 ), copper oxide (CuO), or metals of silver (Ag), platinum (Pt), and palladium (Pd) may be used. The additive material may be used by mixing one or more kinds. In addition, anions such as fluoride ions (F ), chlorine ions (Cl ), and carbonates (CO 3 2- ) may be added to improve apatite deodorization performance and / or to improve biocompatibility when used in the human body.

이어서, 반응 용기(110) 내에 상기 칼슘염 수용액과 인산염 수용액을 혼합한다(S300). 이와 같이 제조된 혼합 수용액의 칼슘염과 인산염의 비는 적절히 선택될 수 있다. 예컨대, 수산화 아파타이트의 제조시 상기 Ca/P의 화학량론적 몰비는 약 1.67이지만, 상기 몰비보다 크거나 작은 값을 갖는 수용액도 본 발명에서 사용 가능하다. 본 발명에서 상기 몰비는 약 1 ∼ 10 범위에 있는 것이 바람직하다. Ca/P의 몰비가 1보다 작은 경우에는 건조된 분말에 인산일칼슘 등의 이차상이 잔류하며, 10보다 큰 경우에는 침전물에 칼슘염이 존재하여 순수한 아파타이트의 생성이 곤란하다. 또한, 후술하는 숙성 단계(S500)에서 아파타이트를 포함하는 인산칼슘 화합물의 생성 반응이 느린 경우, 반응 촉진을 위해 상기 혼합 수용액내에 칼슘 이온 또는 인산 이온을 추가로 첨가하는 등으로 인해 공정 중에 몰비를 변화시킬 수도 있다.Subsequently, the calcium salt aqueous solution and the phosphate aqueous solution are mixed in the reaction vessel 110 (S300). The ratio of calcium salt and phosphate of the mixed aqueous solution thus prepared may be appropriately selected. For example, the stoichiometric molar ratio of Ca / P in the preparation of hydroxide apatite is about 1.67, but aqueous solutions having a value greater than or less than the molar ratio may be used in the present invention. In the present invention, the molar ratio is preferably in the range of about 1 to 10. If the molar ratio of Ca / P is less than 1, secondary phases such as calcium phosphate remain in the dried powder. If the molar ratio is greater than 10, calcium salts are present in the precipitate, which makes it difficult to produce pure apatite. In addition, when the production reaction of the calcium phosphate compound containing apatite is slow in the aging step (S500) to be described later, the molar ratio is changed during the process due to the addition of calcium ions or phosphate ions into the mixed aqueous solution to promote the reaction. You can also

전술한 혼합 단계(S300)에 의해 상기 수용액 내의 칼슘염과 인산염의 반응이 시작되며, 그 반응의 결과로서 디칼슘 포스페이트 디하이드레이트(dicalcium phosphate dihydrate, 이하 'DCPD'라 한다)와 같은 수화물이 중간 반응물로 생성된다(S400). The reaction of calcium salt and phosphate in the aqueous solution is started by the above mixing step (S300), and as a result of the reaction, a hydrate such as dicalcium phosphate dihydrate (hereinafter referred to as 'DCPD') is an intermediate reactant. It is generated as (S400).

반응에 의해 생성되는 상기 중간 반응물은 사용된 칼슘염과 인산염의 종류에 따라 결정되며, 그 일례로 DCPD 형성 반응은 다음의 반응식으로 표현될 수 있다. The intermediate reactant produced by the reaction is determined according to the type of calcium salt and phosphate used. For example, the DCPD forming reaction may be represented by the following reaction formula.

Figure 112003032137069-pat00001
Figure 112003032137069-pat00001

이어서, 상기 중간 반응물로부터 인산 칼슘 화합물을 합성하기 위한 숙성 단계(S500)가 수행된다. 상기 숙성 단계(S500)에서의 DCPD로부터 아파타이트를 생성하는 반응은 다음의 반응식으로 표현될 수 있다.Subsequently, a aging step (S500) for synthesizing the calcium phosphate compound from the intermediate reactant is performed. Reaction to generate apatite from the DCPD in the aging step (S500) can be represented by the following scheme.

Figure 112003032137069-pat00002
Figure 112003032137069-pat00002

본 발명의 숙성 단계(S500)를 통해 생성되는 인산 칼슘 화합물은 아파타이트 외에도 인산일칼슘(Ca2P2O7), 인산삼칼슘(Ca2P2O 7) 및 육인산사칼슘(Ca4P2O7)을 포함할 수 있다. 본 발명에서 침전되는 인산 칼슘 화합물 중 인산일칼슘, 인산삼칼슘 및 육인산사칼슘을 포함하는 이차상과 아파타이트의 비는 후술하는 공정 조건들을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. Calcium phosphate compound produced through the aging step (S500) of the present invention is in addition to apatite monocalcium phosphate (Ca 2 P 2 O 7 ), tricalcium phosphate (Ca 2 P 2 O 7 ) and hexacalcium phosphate (Ca 4 P 2 O 7 ). In the present invention, the ratio of the secondary phase and apatite including monocalcium phosphate, tricalcium phosphate and tetracalcium phosphate in the precipitated calcium phosphate compound may be appropriately selected in consideration of the process conditions described below.

상기 숙성 단계(S400)는 다양한 온도범위에서 수행될 수 있다. 본 발명에서 상기 수용액(140)의 온도는 반응 속도 및 입자의 크기에 영향을 미치므로, 원하는 입자 크기에 따라 적절히 선택될 수 있다. 본 발명에서 바람직한 반응 온도는 약 5℃ 내지 약 90℃이다.The aging step S400 may be performed at various temperature ranges. Since the temperature of the aqueous solution 140 in the present invention affects the reaction rate and the size of the particles, it may be appropriately selected according to the desired particle size. Preferred reaction temperatures in the present invention are from about 5 ° C to about 90 ° C.

상기 숙성 단계(S500)에서 숙성 시간은 생성되는 인산칼슘 화합물의 종류와 관련되어 있으므로 이를 고려하여 적절히 선택되어야 한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 반응 시간이 10분 미만인 경우에는 침전 슬러리 내에 DCPD와 같은 중간 반응물의 함량이 높고, 인산일칼슘(Ca2P2O7) 등의 이차상이 존재하기 때문에 순수한 아파타이트를 얻기가 곤란하다. 한편, 숙성 시간은 침전량과 입자의 크기에 영향을 미 친다. 본 발명의 실시예에 따르면 숙성 시간의 증가는 입자 크기의 증가를 가져온다. 따라서 본 발명에서 숙성 시간은 원하는 입자 크기에 맞추어 적절히 선택될 수 있다. 그러나, 48시간 이상의 반응 시간은 입자의 크기나 수율 등에 미치는 영향이 미미하기 때문에 실용적인 측면에서 무의미하다.Aging time in the aging step (S500) is related to the type of calcium phosphate compound to be produced and should be appropriately selected in consideration of this. According to an embodiment of the present invention, when the reaction time is less than 10 minutes, pure apatite may be formed because the content of an intermediate reactant such as DCPD is high in the precipitate slurry and a secondary phase such as monocalcium phosphate (Ca 2 P 2 O 7 ) is present. Difficult to obtain On the other hand, the aging time affects the amount of precipitation and the size of the particles. According to an embodiment of the invention an increase in aging time results in an increase in particle size. Therefore, the aging time in the present invention can be appropriately selected according to the desired particle size. However, the reaction time of 48 hours or more is insignificant in practical terms because the effect on the size, yield, etc. of the particles is insignificant.

상기 숙성 단계(S500)에서 상기 혼합 수용액의 pH는 3.0 ∼ 14.0의 범위에서 유지되는 것이 바람직하다. 수용액의 pH는 침전되는 인산칼슘 화합물의 종류와 관련이 있다. 예컨대, 수산화 아파타이트의 경우 pH가 3.0 이하에서는 순수한 아파타이트가 얻어지지 않는다. The pH of the mixed aqueous solution in the aging step (S500) is preferably maintained in the range of 3.0 to 14.0. The pH of the aqueous solution is related to the type of calcium phosphate compound precipitated. For example, in the case of hydroxide apatite, pure apatite is not obtained at pH lower than 3.0.

전술한 숙성 단계(S500)는 상기 반응 용기(110) 내에 그대로 유지된 상태로 또는 교반기(142)에 의한 교반과 동시에 수행될 수도 있지만, 상기 공급 가스 탱크(120)로부터 일정 유량의 가스를 수용액 내로 공급하면서 수행될 수도 있다. 이것은 본 발명에서 또 하나의 중요한 특징을 이룬다. 전술한 바와 같이, 아파타이트는 응용 분야에 따라 다양한 형상, 크기 및 비표면적을 가질 것이 요구되는데, 본 발명자들은 상기 숙성 단계(S500)에서 상기 수용액 내에 임의의 가스를 공급함으로써, 생성되는 아파타이트의 입자 형상, 입자 크기 및 비표면적을 다양하게 조절할 수 있음을 발견하였다.The above-described aging step (S500) may be carried out in the state of being maintained in the reaction vessel 110 or at the same time as the stirring by the stirrer 142, the gas of a constant flow rate from the supply gas tank 120 into the aqueous solution It may be performed while feeding. This is another important feature of the present invention. As described above, the apatite is required to have a variety of shapes, sizes and specific surface areas depending on the application field, and the inventors of the present invention, by supplying any gas into the aqueous solution in the aging step (S500), the particle shape of the apatite produced It has been found that the particle size and specific surface area can be controlled in various ways.

본 발명에서 사용 가능한 공급 가스는 헬륨(He), 아르곤(Ar), 수소(H2), 산소(O2), 질소(N2) 또는 이산화탄소(CO2) 등이 있으며, 이들 가스가 혼합되어 공급될 수도 있다. 또한, 본 발명의 상기 숙성 단계(S500)에서 주입되는 가스의 유량은 아 파타이트를 포함하는 인산 칼슘 화합물의 생성 속도에 영향을 미치므로 제반 공정 조건을 고려하여 적절히 선정될 수 있다. 예컨대, 본 발명에서 900cc의 혼합 수용액으로 실험한 결과에 따르면, 가스 유량이 100cc/min 이하인 경우에는 가스 공급이 입자 생성에 미치는 영향이 미미하였고, 2000cc/min 이상에서는 수용액의 증발이 심하여 재현성 있는 분말의 합성이 곤란하였다. 물론, 상기 가스 유량의 선정에는 반응 용기내의 수용액의 양 및 수용액 중 칼슘염과 인산염의 함유량이 함께 고려되어야 한다.Feed gases usable in the present invention include helium (He), argon (Ar), hydrogen (H 2 ), oxygen (O 2 ), nitrogen (N 2 ) or carbon dioxide (CO 2 ), and these gases are mixed It may be supplied. In addition, since the flow rate of the gas injected in the aging step (S500) of the present invention affects the production rate of the calcium phosphate compound including apatite, it may be appropriately selected in consideration of various process conditions. For example, according to the results of experiments with a mixed aqueous solution of 900cc according to the present invention, when the gas flow rate is 100cc / min or less, the effect of the gas supply on the particle generation is minimal, at 2000cc / min or more evaporation of the aqueous solution is reproducible powder Was difficult to synthesize. Of course, in selecting the gas flow rate, the amount of the aqueous solution in the reaction vessel and the content of calcium salt and phosphate in the aqueous solution should be considered together.

반응이 완료되면, 침전된 슬러리를 건조한다(S600). 건조는 -50℃ ∼ -100℃ 및 약 50mTorr 이하에서 수행되는 동결 건조 방식을 사용할 수 있다. 상기 동결 건조 방식은 입자의 응집 및 성장을 억제할 수 있기 때문에 미세한 분말을 얻을 수 있다는 점에서 바람직하다. 반면, 입자 크기가 큰 분말을 원할 경우에는 통상의 건조 방식 즉 25℃ ∼ 200℃의 온도 및 상압에서 건조하는 방식을 사용할 수도 있다. 상기 건조 단계(S600)에 의해 아파타이트의 제조가 완료된다.When the reaction is complete, the precipitated slurry is dried (S600). Drying may use a freeze drying method carried out at -50 ° C to -100 ° C and about 50 mTorr or less. The freeze-drying method is preferable in that fine powder can be obtained because the aggregation and growth of particles can be suppressed. On the other hand, when a powder having a large particle size is desired, a conventional drying method, that is, a method of drying at a temperature of 25 ° C. to 200 ° C. and normal pressure may be used. The manufacturing of the apatite is completed by the drying step (S600).

이하, 전술한 본 발명의 다양한 측면을 바람직한 실시예를 통해 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, various aspects of the present invention described above will be described in more detail with reference to preferred embodiments.

실시예1은 전술한 본 발명의 아파타이트 생성 메커니즘을 보여주는 실시예이다.Example 1 is an example showing the apatite generation mechanism of the present invention described above.

<실시예1> Example 1

수산화칼슘(Ca(OH)2) 36.689g를 450cc의 증류수와 혼합하여 상온에서 약 30분 동안 교반하여 수산화칼슘 수용액을 준비하였다. 본 실시예를 포함하여 이하 기술되는 실시예에서 사용되는 증류수는 이산화탄소가 용해에 의한 영향을 배제하기 위해 100℃에서 끓인 후 다시 상온으로 냉각하는 과정에서 질소가스를 불어 넣어 탈탄산(Decarbonation) 처리한 것이다. 36.689 g of calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) was mixed with 450 cc of distilled water and stirred at room temperature for about 30 minutes to prepare an aqueous calcium hydroxide solution. The distilled water used in the examples described below, including the present embodiment, is treated with decarbonation by blowing nitrogen gas in a process of cooling to room temperature after boiling at 100 ° C. to remove carbon dioxide. will be.

도 1a의 반응 용기(110)에 인산(H3PO4) 31.131g를 450cc의 증류수와 혼합하고 상온에서 30분 동안 교반하여 인산 수용액을 준비하였다. 이어서, 준비된 수산화칼슘 수용액을 상기 반응 용기(110)에 급격히 주입하여 상기 인산 수용액과 혼합하고, 숙성한 후 침전된 슬러리를 건조하였다. 상기 숙성 단계에서 상기 수용액의 온도는 30℃로 유지하였다. 숙성 과정에서 반응물의 상 변화를 관찰하기 위해 숙성 시간을 달리하여 실험하였다.In the reaction vessel 110 of FIG. 1A, 31.131 g of phosphoric acid (H 3 PO 4 ) was mixed with 450 cc of distilled water and stirred at room temperature for 30 minutes to prepare an aqueous solution of phosphoric acid. Subsequently, the prepared calcium hydroxide aqueous solution was rapidly injected into the reaction vessel 110, mixed with the aqueous solution of phosphoric acid, aged, and the precipitated slurry was dried. The temperature of the aqueous solution was maintained at 30 ℃ in the aging step. In order to observe the phase change of the reactants during the aging process, the experiment was performed at different aging times.

도 2는 30℃의 숙성 온도에서 숙성 시간을 10분, 40분, 1시간, 2시간, 12시간, 24시간, 36시간, 48시간으로 달리하여 얻어진 각각의 분말에 대한 X선 회절 패턴이다. FIG. 2 is an X-ray diffraction pattern for each powder obtained by varying the aging time at a aging temperature of 30 ° C. for 10 minutes, 40 minutes, 1 hour, 2 hours, 12 hours, 24 hours, 36 hours, and 48 hours.

도시된 회절 패턴으로부터 알 수 있는 바와 같이, 숙성 시간이 2시간 이하인 경우 DCPD의 (020)면을 나타내는 높은 강도의 피크가 검출된 반면, 수산화 아파타이트의 피크는 거의 검출되지 않았다. 이로 부터 인산염과 칼슘염의 반응에 의해 아파타이트가 생성되기 전에 중간 생성물로 결정질 DCPD가 먼저 생성된다는 것을 확인할 수 있었다. 숙성 시간이 12시간을 경과함에 따라 DCPD 피크는 현저히 감소 하며, 24시간 동안 숙성하여 얻어진 분말에는 DCPD 피크를 검출할 수 없었다. As can be seen from the depicted diffraction pattern, a peak of high intensity indicating the (020) plane of DCPD was detected when the aging time was 2 hours or less, while the peak of apatite hydroxide was hardly detected. From this, it was confirmed that crystalline DCPD was first formed as an intermediate product before the apatite was formed by the reaction of phosphate and calcium salt. As the aging time passed 12 hours, the DCPD peak was remarkably decreased, and the DCPD peak could not be detected in the powder obtained by aging for 24 hours.

도 3a 및 도 3b는 30℃의 숙성 온도에서 각각 10분 및 12시간의 숙성 과정을 거쳐 얻어진 분말의 주사전자현미경 사진이다. 도 3a로부터 10분간 숙성된 분말은 수십 내지 수백 마이크론의 조대한 DCPD 입자로 이루어져 있으며, DCPD 입자 표면에 미세한 아파타이트 입자가 성장하고 있음을 알 수 있다. 이 미세한 입자는 12시간의 숙성을 거치면 도 3b에 도시된 바와 같이 판상의 입자로 성장하였다.3A and 3B are scanning electron micrographs of powders obtained through a aging process of 10 minutes and 12 hours at a aging temperature of 30 ° C., respectively. The powder aged for 10 minutes from Figure 3a consists of coarse DCPD particles of several tens to hundreds of microns, it can be seen that the fine apatite particles are growing on the surface of the DCPD particles. The fine particles grew into plate-shaped particles as shown in FIG. 3B after 12 hours of aging.

본 실시예를 통해 수용액내의 칼슘염과 인산염은 먼저 반응식1에 따라 DCPD를 생성한 뒤 수산화 아파타이트로 석출됨을 확인할 수 있다.Through the present embodiment it can be confirmed that calcium salt and phosphate in the aqueous solution is first produced DCPD according to Scheme 1 and then precipitated as hydroxide apatite.

이하의 실시예2 내지 실시예8은 가스 공급 및 공급 가스 종류에 따라 생성되는 아파타이트의 입자 형상, 입자 크기 및 비표면적이 다양하게 변화하는 것을 보여주는 실시예들이다.Examples 2 to 8 below show examples of various changes in the particle shape, particle size, and specific surface area of the apatite produced according to the gas supply and the supply gas type.

<실시예2> Example 2

전술한 실시예1과 동일한 조건으로 수산화칼슘 수용액과 인산 수용액을 혼합하여 혼합 수용액을 제조하였다. A mixed aqueous solution was prepared by mixing a calcium hydroxide aqueous solution and a phosphoric acid aqueous solution under the same conditions as in Example 1 above.

숙성 단계에서 상기 수용액은 30℃ 및 80℃의 온도에서 48시간 동안 유지하였다. 또한, 건조 조건이 입자 크기에 미치는 영향을 알아보기 위하여 온도 -50℃ 압력 6mTorr에서 동결 건조한 경우 및 온도 150℃에서 상압 건조한 경우를 비교하였다.In the aging step, the aqueous solution was maintained for 48 hours at the temperature of 30 ℃ and 80 ℃. In addition, to determine the effect of drying conditions on the particle size, the case of freeze drying at a temperature of −50 ° C. and a pressure of 6 mTorr and a case of atmospheric drying at a temperature of 150 ° C. were compared.

위 4가지 조건에 대해 입자 형상, 입자 크기 및 비표면적 데이터를 표 1에 나타내었다. 비표면적은 미국 마이크로메리틱스(Micromeritics)사의 BET 측정 장비인 ASAP2010 장비를 사용하여 측정하였다. Particle shape, particle size and specific surface data for the above four conditions are shown in Table 1. The specific surface area was measured using the ASAP2010 instrument which is a BET measuring instrument of Micromeritics, USA.

표 1에 나타낸 바와 같이, 숙성 온도 및 건조 방식에 무관하게 판상의 분말을 얻을 수 있었다. 반응 온도를 30℃에서 48시간 숙성하고 동결 건조한 시편의 경우 입자 크기가 약 1 ∼ 2.4㎛에 달하며, 비표면적이 75.2 m2/g임을 알 수 있다. 숙성 온도가 증가함에 따라 입자 크기는 증가하였고 비표면적은 감소하였다. 건조 온도가 증가하는 경우에도 마찬가지의 경향성을 나타내었다.As shown in Table 1, a plate-like powder could be obtained regardless of the aging temperature and the drying method. When the reaction temperature is aged for 48 hours at 30 ℃ and freeze-dried specimens, the particle size reaches about 1 ~ 2.4㎛, it can be seen that the specific surface area is 75.2 m 2 / g. As the aging temperature increased, the particle size increased and the specific surface area decreased. The same tendency was observed even when the drying temperature was increased.

<실시예3> Example 3

도 1a의 반응 용기(110)에 인산(H3PO4) 31.131g를 450cc의 증류수와 혼합하고, 이산화탄소(CO2) 가스를 500 cc/min으로 불어넣어 주며 상온에서 30분 동안 교반하여 인산칼슘 수용액을 준비하였다. 이어서, 실시예2에서와 동일한 방법으로 준비된 수산화칼슘 수용액을 상기 반응 용기(110)에 급격히 주입하여 상기 인산 수용액과 혼합한 뒤 숙성하였다. 상기 숙성 과정에서 이산화탄소 가스를 500cc/min의 유량으로 지속적으로 주입하였다. 이어서, 침전된 슬러리를 건조하여 아파타이트 분말을 제조하였다. 숙성 온도 및 건조 온도가 생성된 수산화 아파타이트의 입자 크기에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시예2와 동일한 조건에서 숙성 및 건조하였다.31.131 g of phosphoric acid (H 3 PO 4 ) is mixed with 450 cc distilled water in a reaction vessel 110 of FIG. 1A, and carbon dioxide (CO 2 ) gas is blown at 500 cc / min and stirred at room temperature for 30 minutes to calcium phosphate An aqueous solution was prepared. Subsequently, the calcium hydroxide aqueous solution prepared in the same manner as in Example 2 was rapidly injected into the reaction vessel 110, mixed with the aqueous phosphoric acid solution, and aged. In the aging process, carbon dioxide gas was continuously injected at a flow rate of 500 cc / min. The precipitated slurry was then dried to prepare an apatite powder. Aging and drying were carried out under the same conditions as in Example 2 to determine the effect of the aging temperature and drying temperature on the particle size of the resulting hydroxide apatite.

각 조건에 따른 입자 형상, 입자 크기 및 비표면적 데이터를 표 1에 나타내 었다. Particle shape, particle size, and specific surface area data for each condition are shown in Table 1.

표 1로부터 숙성 온도가 증가하면 입자 크기가 증가하고 비표면적이 감소한다는 것을 알 수 있으며, 동결 건조를 통해 일반 건조의 경우보다 입자 크기가 작고 비표면적이 큰 입자를 얻을 수 있음을 알 수 있다.From Table 1, it can be seen that as the aging temperature increases, the particle size increases and the specific surface area decreases. Through freeze-drying, particles having a smaller particle size and a larger specific surface area can be obtained.

도 4a 및 도 4b는 위 4가지 조건 중 숙성 온도를 30℃로 유지하고 동결 건조한 시편에 대한 X선 회절 패턴 및 주사전자현미경 사진을 나타낸 것이다. 도 4a의 회절 패턴으로부터 침전물이 순수한 수산화 아파타이트로 이루어진 것을 알 수 있다. 한편, 도시하지는 않았지만 본 실시예와 달리 숙성 시간을 24시간 이하로 유지한 경우에는 침전물에 인산일칼슘(Ca2P2O7) 등의 이차상이 잔류함을 X선 회절 패턴으로부터 확인할 수 있었다. 도 4b로부터 기공의 지름이 약 100 ∼ 300nm인 허니컴구조의 다공성 판상형 아파타이트 입자가 생성됨을 알 수 있다. 이 분말의 비표면적은 약 181m2/g이었다.4A and 4B show X-ray diffraction patterns and scanning electron micrographs of lyophilized specimens at a aging temperature of 30 ° C. during the above four conditions. It can be seen from the diffraction pattern of FIG. 4A that the precipitate consists of pure hydroxide apatite. On the other hand, although not shown, when the aging time was maintained for 24 hours or less unlike the present example, it was confirmed from the X-ray diffraction pattern that secondary phases such as monocalcium phosphate (Ca 2 P 2 O 7 ) remain in the precipitate. It can be seen from FIG. 4B that porous plate-shaped apatite particles having a honeycomb structure having a pore diameter of about 100 to 300 nm are produced. The specific surface area of this powder was about 181 m 2 / g.

<실시예4> Example 4

공급 가스를 산소(O2)로 바꾸는 외에는 실시예3과 동일한 조건에서 실험하였다. 본 실시예에서 생성된 아파타이트 입자는 침상형이었다. 실시예3과 마찬가지로 4가지 조건에서 얻어진 아파타이트 입자크기 및 비표면적 데이터를 표 1에 나타내었다. The experiment was carried out under the same conditions as in Example 3 except that the feed gas was changed to oxygen (O 2 ). The apatite particles produced in this example were acicular. As in Example 3, the apatite particle size and specific surface data obtained under four conditions are shown in Table 1.

도 5a, 5b는 숙성 온도를 30℃로 유지하고 동결 건조한 시편에 대한 X선 회 절 패턴 및 주사전자현미경 사진으로, 길이 약 300 ∼ 400nm, 두께 50 ∼ 70nm의 침상형의 수산화아파타이트가 생성됨을 확인할 수 있다. 이 분말의 비표면적은 78.3 m2/g이었다. 5A and 5B are X-ray diffraction patterns and scanning electron micrographs of the freeze-dried specimens maintained at aging temperature of 30 ° C., and confirmed that needle-like apatite having a length of about 300 to 400 nm and a thickness of 50 to 70 nm was produced. Can be. The specific surface area of this powder was 78.3 m 2 / g.

<실시예 5>Example 5

공급 가스를 수소(H2)로 바꾸는 외에는 실시예 3에서와 동일한 조건으로 실험하였다. 본 실시예에서 생성된 아파타이트는 침상형 입자였다. 도 6a 및 6b는 각각 숙성 온도를 30℃로 유지하고 동결 건조한 시편에 대한 X선 회절 패턴 및 주사전자현미경 사진으로 길이 약 500 ∼ 600nm, 두께 80 ∼ 120nm의 침상형의 수산화아파타이트가 생성됨을 확인할 수 있다. 이 분말의 비표면적은 55.1 m2/g이었다. 표 1로부터 입자 크기 및 비표면적에 미치는 숙성 온도 및 건조 온도의 영향은 실시예3과 마찬가지의 경향성을 나타냄을 알 수 있다.The experiment was carried out under the same conditions as in Example 3 except for changing the feed gas to hydrogen (H 2 ). The apatite produced in this example was acicular particles. 6A and 6B are X-ray diffraction patterns and scanning electron micrographs of the freeze-dried specimens maintained at a aging temperature of 30 ° C., respectively, to confirm that needle-shaped apatite having a length of about 500 to 600 nm and a thickness of 80 to 120 nm was produced. have. The specific surface area of this powder was 55.1 m 2 / g. From Table 1, it can be seen that the influence of the aging temperature and the drying temperature on the particle size and the specific surface area shows the same tendency as in Example 3.

<실시예 6><Example 6>

공급 가스를 질소(N2)로 바꾸는 외에는 실시예 3과 동일한 조건으로 실험하였다. 본 실시예에서는 매우 큰 판상형의 아파타이트 입자가 생성되었다. 도 7a 및 7b는 각각 숙성 온도를 30℃로 유지하고 동결 건조한 시편에 대한 X선 회절 패턴 및 주사전자현미경 사진으로 너비 약 1 ∼ 2㎛, 두께 약 50nm인 판상형의 수산화 아파타이트가 생성됨을 확인할 수 있다. 이 분말의 비표면적은 87.2 m2/g이었다. The experiment was carried out under the same conditions as in Example 3 except that the feed gas was changed to nitrogen (N 2 ). In this example, very large plate-shaped apatite particles were produced. 7A and 7B show that the plate-shaped apatite having a width of about 1 to 2 μm and a thickness of about 50 nm is generated by X-ray diffraction patterns and scanning electron micrographs of the lyophilized specimens at a aging temperature of 30 ° C., respectively. . The specific surface area of this powder was 87.2 m 2 / g.

<실시예 7><Example 7>

공급 가스를 헬륨(He)로 바꾸는 외에는 실시예 3과 동일한 조건으로 실험하였다. 본 실시예에서는 매우 큰 판상형의 아파타이트 입자가 생성되었다. 표 1로부터 숙성 온도를 30℃로 유지하고 동결 건조한 시편의 경우 입자 크기가 약 1 ∼ 3㎛에 달하며, 비표면적이 70.6 m2/g임을 알 수 있다. 숙성 온도의 증가에 따라 입자 크기가 약 10배 가량 증가하며, 비표면적이 현저히 감소함을 알 수 있다. 건조 온도가 증가하는 경우에도 마찬가지의 경향성을 나타내었다.The experiment was carried out under the same conditions as in Example 3 except that the feed gas was changed to helium (He). In this example, very large plate-shaped apatite particles were produced. It can be seen from Table 1 that the aging temperature is maintained at 30 ° C. and the freeze-dried specimen has a particle size of about 1 to 3 μm and a specific surface area of 70.6 m 2 / g. As the aging temperature increases, the particle size increases about 10 times, and the specific surface area decreases significantly. The same tendency was observed even when the drying temperature was increased.

<실시예 8><Example 8>

공급 가스를 아르곤(Ar)으로 바꾸는 외에는 실시예 3과 동일한 조건으로 실험하였다. 본 실시예에서는 매우 큰 판상형의 아파타이트 입자가 생성되었다. 표 1로부터 숙성 온도를 30℃로 유지하고 동결 건조한 시편의 경우 입자 크기가 약 1 ∼ 3㎛에 달하며, 비표면적이 65.3 m2/g임을 알 수 있다. 실시예7의 경우와 마찬가지로 숙성 온도의 증가에 따라 입자 크기 및 비표면적의 현저한 증감 경향을 나타내었다. 건조 온도가 증가하는 경우에도 유사한 경향성을 나타내었다.The experiment was carried out under the same conditions as in Example 3 except that the supply gas was changed to argon (Ar). In this example, very large plate-shaped apatite particles were produced. It can be seen from Table 1 that the aging temperature is maintained at 30 ° C. and the freeze-dried specimen has a particle size of about 1 to 3 μm and a specific surface area of 65.3 m 2 / g. As in the case of Example 7, the increase in the aging temperature showed a significant increase and decrease in particle size and specific surface area. Similar trends were observed when the drying temperature increased.

구분division 가스종류Type of gas 숙성 온도 (℃)Aging temperature (℃) 동결건조(영하 50℃, 6 mtorr)Freeze drying (less than 50 ℃, 6 mtorr) 일반건조(150℃)General drying (150 ℃) 입자 형태Particle shape 입자크기 (㎛)Particle Size (㎛) 비표면적 (m2/g)Specific surface area (m 2 / g) 입자형태Particle shape 입자크기 (㎛)Particle Size (㎛) 비표면적 (m2/g)Specific surface area (m 2 / g) 실시예2Example 2 공급가스 없음No supply gas 3030 판상Plate 1∼2.41 to 2.4 75.275.2 판상Plate 5∼115 to 11 4.24.2 8080 7∼137-13 8.48.4 11∼2111-21 3.13.1 실시예3Example 3 CO2 CO 2 3030 다공성판상Porous plate 0.1∼0.30.1 to 0.3 181181 다공성판상Porous plate 0.9∼1.60.9 to 1.6 59.759.7 8080 2∼32-3 78.578.5 3∼53 to 5 34.934.9 실시예4Example 4 O2 O 2 3030 침상couch 0.3∼0.40.3 to 0.4 78.378.3 침상couch 2∼32-3 18.518.5 8080 1∼21 to 2 59.859.8 2∼32-3 35.735.7 실시예5Example 5 H2 H 2 3030 침상couch 0.5∼0.60.5 to 0.6 55.155.1 침상couch 3∼43 to 4 38.638.6 8080 3∼53 to 5 42.342.3 6∼106-10 11.811.8 실시예6Example 6 N2 N 2 3030 판상Plate 1∼21 to 2 87.287.2 판상Plate 5∼105 to 10 6.26.2 8080 6∼136 to 13 9.79.7 8∼208 to 20 4.24.2 실시예7Example 7 HeHe 3030 판상Plate 1∼31 to 3 70.670.6 판상Plate 6∼116 to 11 4.54.5 8080 12∼2512-25 1.41.4 15∼3115-31 1.21.2 실시예8Example 8 ArAr 3030 판상Plate 1∼31 to 3 65.365.3 판상Plate 5∼125 to 12 3.83.8 8080 11∼2111-21 2.32.3 13∼2213-22 2.72.7

한편, 전술한 바와 같이 아파타이트 분말의 탈취, 향균, 생체용 재료 등의 용도에 적합하게 하기 위해 다른 이온, 산화물 또는 금속 등의 물질이 분말 내부에 함유되는 것이 바람직하다. 이하의 실시예9 및 실시예10은 본 발명의 방법을 이용하여 이와 같은 아파타이트 분말을 제조하는 예를 설명하는 것이다.On the other hand, in order to make it suitable for the deodorization, antibacterial, biomaterials, etc. of an apatite powder as mentioned above, it is preferable that a substance, such as another ion, an oxide or a metal, is contained in a powder. Examples 9 and 10 below describe examples of producing such apatite powder using the method of the present invention.

<실시예 9> Example 9

인산염 수용액에 약 9.23 g의 Mg(NO3)2·6H2O (칼슘이온에 대해 Mg 이온이 약 8 몰%)를 반응 용기에 장입하여 교반하였다. 이어서, 교반된 수산화칼슘 수용액을 상기 반응 용기에 주입하여 혼합 수용액을 제조한 후, 산소 가스를 공급해주며 48시간동안 숙성하였다. 반응 후 얻어진 슬러리를 동결 건조하였다. 여타의 조건은 실시예4와 동일하였다.In an aqueous phosphate solution, about 9.23 g of Mg (NO 3 ) 2 .6H 2 O (About 8 mol% Mg ion with respect to calcium ions) was charged to the reaction vessel and stirred. Subsequently, the stirred calcium hydroxide aqueous solution was injected into the reaction vessel to prepare a mixed aqueous solution, and aged for 48 hours while supplying oxygen gas. The slurry obtained after the reaction was lyophilized. Other conditions were the same as in Example 4.

이와 같이 얻어진 아파타이트 분말에 대한 X선 회절 패턴 및 주사전자현미경 사진을 각각 도 8a 및 8b에 도시하였다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따라 길이 약 100 ∼ 200 nm, 두께 20 ∼ 40 nm의 침상 아파타이트 입자가 얻어졌다. 전술한 실시예4와 비교할 때, 마그네슘 이온의 첨가로 인해 아파타이트 입자 성장이 억제되는 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다. X-ray diffraction patterns and scanning electron micrographs of the apatite powder thus obtained are shown in FIGS. 8A and 8B, respectively. As shown, acicular apatite particles of about 100 to 200 nm in length and 20 to 40 nm in thickness were obtained according to this example. Compared with Example 4 described above, it can be seen that the effect of inhibiting apatite grain growth can be obtained due to the addition of magnesium ions.

한편, 마그네슘 이온을 칼슘 이온에 대하여 20몰% 이상 첨가할 경우에는 인산삼칼슘(Ca3(PO4)2)상이 생성됨을 확인할 수 있었다. 따라서 순수한 아파타이트 분말을 얻기 위해서는 첨가되는 칼슘 이온의 양이 20몰%를 초과하지 않는 것이 바람직하다.On the other hand, it was confirmed that tricalcium phosphate (Ca 3 (PO 4 ) 2 ) phase was formed when magnesium ions were added 20 mol% or more with respect to calcium ions. Therefore, in order to obtain pure apatite powder, it is preferable that the amount of calcium ions added does not exceed 20 mol%.

<실시예 10> <Example 10>

인산염 수용액에 49.84g (50 wt%)의 산화티타늄(TiO2)을 반응 용기에 장입하여 교반하였다. 이어서, 교반된 수산화칼슘 수용액을 상기 반응 용기에 주입하여 혼합 수용액을 제조한 후, 질소 가스를 공급해주며 48시간동안 숙성하였다. 반응 후 얻어진 슬러리를 동결 건조하였다. 여타의 실험 조건은 실시예6과 동일하였다. 49.84 g (50 wt%) of titanium oxide (TiO 2 ) was charged to an aqueous phosphate solution and stirred. Subsequently, a stirred aqueous solution of calcium hydroxide was injected into the reaction vessel to prepare a mixed aqueous solution, and then aged for 48 hours while supplying nitrogen gas. The slurry obtained after the reaction was lyophilized. Other experimental conditions were the same as in Example 6.

도 9a 및 9b에 이와 같이 제조된 아파타이트 분말의 X선 회절 패턴 및 주사전자현미경 사진을 도시하였다. 도시된 바와 같이, 직경 약 30 ∼ 120nm의 구형 아파타이트/산화티타늄 혼합 분말을 얻을 수 있었다. 9A and 9B show X-ray diffraction patterns and scanning electron micrographs of the apatite powder thus prepared. As shown, spherical apatite / titanium oxide mixed powder having a diameter of about 30 to 120 nm could be obtained.

아파타이트/산화티타늄 혼합 분말을 탈취 등의 목적을 위해 사용하기 위해서는 이산화티탄이 10wt%이상이 첨가되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 이산화티탄의 첨가량이 10wt% 이하일 경우 광분해효율이 현저히 떨어지기 때문이다. 또한, 전술한 실시예9와는 달리 첨가된 이산화티탄의 함량이 80wt%이상인 경우에는 인산일칼슘(Ca2P2O7) 등의 이차상이 잔류하는 것을 확인할 수 있었다. 그러므로 순수한 아파타이트의 제조를 위해서는 이산화티탄의 함량이 80wt% 이하에서 유지되는 것이 바람직하다.In order to use the apatite / titanium oxide mixed powder for the purpose of deodorization or the like, it is preferable that 10 wt% or more of titanium dioxide is added. This is because, when the amount of titanium dioxide added is 10 wt% or less, the photolysis efficiency is significantly lowered. In addition, unlike Example 9, when the content of the added titanium dioxide is 80wt% or more, it was confirmed that secondary phases such as monocalcium phosphate (Ca 2 P 2 O 7 ) remain. Therefore, for the production of pure apatite, the content of titanium dioxide is preferably maintained at 80wt% or less.

전술한 실시예2 내지 실시예10으로부터 가스의 공급 여부 또는 가스의 종류에 따라 입자의 형상 및 입자 크기에 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 그러나, 이를 명확히 설명하기는 어렵다. 다만, 본 발명에 따르면 아파타이트상이 중간 반응물을 개재하여 생성되기 때문에, 공급된 가스가 DCPD 표면에 생성된 아파타이트 입자의 성장에 영향을 미쳐 입자의 형상 및 크기를 변화시키는 것으로 짐작된다.From Examples 2 to 10 described above, it can be seen that the shape and particle size of the particles are affected depending on whether the gas is supplied or the type of the gas. However, this is difficult to explain clearly. However, according to the present invention, since the apatite phase is produced via the intermediate reactant, it is estimated that the supplied gas affects the growth of the apatite particles generated on the surface of the DCPD to change the shape and size of the particles.

전술한 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니라, 본 발명을 구현하는 예시적인 것에 불과하다. 전술한 구체적인 실시예들이 수산화 아파타이트의 제조 방법과 관련된 것이지만 이 분야의 당업자라면 전술한 실시예의 방법이 아파타이트 전반에 걸쳐 확장되는 데 특별한 기술적 고려가 필요 없다는 것을 잘 알 수 있을 것이며, 2종 이상의 공급 가스를 사용하는 경우에도 본 발명이 목적하는 입자 형상 및 입자 크기의 변화가 발생할 수 있다는 사실을 이해하고 이를 실시하는 데에 아무런 곤란도 느끼지 않을 것이다.The above-described embodiments do not limit the scope of the present invention, but are merely exemplary for implementing the present invention. Although the specific embodiments described above relate to a process for preparing hydroxide apatite, those skilled in the art will appreciate that the method of the above described embodiments does not require special technical considerations to extend throughout the apatite, and the two or more feed gases Even in the case of using the present invention, it will be difficult to understand and practice that the desired change in particle shape and particle size may occur.

본 발명의 방법에 따르면, 아파타이트는 칼슘염과 인산염으로부터 DCPD와 같은 중간 반응 생성물을 먼저 형성한 뒤 재석출되는 것을 특징으로 하고 있다. 따라서, 이 과정에서 입자의 크기 및 형상을 제어할 수 있게 되며, 가스 공급 여부에 따라 또는 공급 가스의 종류에 따라 다양한 형상 및 크기를 갖는 아파타이트 입자 제조가 가능하다. According to the method of the present invention, the apatite is characterized in that it first forms an intermediate reaction product such as DCPD from calcium salts and phosphates, and then is reprecipitated. Therefore, it is possible to control the size and shape of the particles in this process, it is possible to manufacture apatite particles having a variety of shapes and sizes depending on the gas supply or the type of the supply gas.

또한, 본 발명의 제조 방법에 따르면 반응 온도 및 건조 조건을 조절하여 다양한 기공율과 비표면적을 갖는 아파타이트 분말을 얻을 수 있다. 따라서 본 발명의 방법에 따르면, 특정 응용 분야에서 요구되는 사양에 맞는 물성을 갖는 아파타이트를 제공할 수 있게 된다. In addition, according to the production method of the present invention by controlling the reaction temperature and drying conditions it can be obtained apatite powder having a variety of porosity and specific surface area. Therefore, according to the method of the present invention, it is possible to provide an apatite having physical properties that meet the specifications required for a particular application.

이에 따라, 본 발명은 인체 이식용 고강도 아파타이트 복합체로서 요구되는 침상 혹은 판상의 아파타이트 입자, 골 충진재 및 고무와 제지의 충진재로서 사용되기 위한 판상형의 아파타이트 입자, 인체에 공급되는 단백질 혹은 의약품 전달체용으로 적합한 허니컴 구조의 다공성 아파타이트 입자 및 항균 및 방취용 재료로 이용할 수 있는 다양한 금속이온과 음이온 혹은 각종 촉매를 함유한 다공성의 아파타이트 입자를 제공할 수 있다. Accordingly, the present invention is suitable for acicular or plate-shaped apatite particles, bone fillers and plate-shaped apatite particles for use as rubber and paper fillers required for high-strength apatite composites for human implants, proteins or pharmaceutical products to be supplied to the human body. Porous apatite particles having a honeycomb structured porous apatite particles and various metal ions and anions or various catalysts that can be used as antibacterial and deodorizing materials can be provided.

Claims (18)

아파타이트 분말 제조 방법에 있어서,In the apatite powder production method, 칼슘염 및 인산염을 포함하는 혼합 수용액을 제공하는 단계;Providing a mixed aqueous solution comprising calcium salt and phosphate; 상기 수용액내의 칼슘염 및 인산염을 반응시켜 상기 아파타이트와는 다른 상을 갖는 중간 반응물을 생성하는 단계; Reacting the calcium salt and the phosphate salt in the aqueous solution to produce an intermediate reactant having a phase different from that of the apatite; 상기 중간 반응물로부터 아파타이트 분말을 합성하기 위해 상기 수용액을 5~90℃에서 숙성하는 단계; 및Aging the aqueous solution at 5 to 90 ° C. to synthesize apatite powder from the intermediate reactant; And 상기 수용액에 침전된 슬러리를 건조하는 단계를 포함하는 아파타이트 제조 방법.Apatite manufacturing method comprising the step of drying the slurry precipitated in the aqueous solution. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 중간 반응물은 디칼슘 포스페이트 디하이드레이트인 것인 아파타이트 제조 방법.Wherein said intermediate reactant is dicalcium phosphate dihydrate. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 칼슘염은 수산화칼슘이고, 상기 인산염은 인산인 것인 아파타이트 제조 방법.The calcium salt is calcium hydroxide, and the phosphate is phosphoric acid manufacturing method. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 아파타이트 분말은 판상의 입자 형상을 가지는 것인 아파타이트 제조 방법.The apatite powder is apatite manufacturing method having a plate-like particle shape. 칼슘염 및 인산염을 포함하는 혼합 수용액을 제공하는 단계;Providing a mixed aqueous solution comprising calcium salt and phosphate; 상기 수용액내에 가스를 공급하면서 인산칼슘 화합물을 합성하는 단계; 및Synthesizing the calcium phosphate compound while supplying gas into the aqueous solution; And 상기 합성된 인산칼슘 화합물을 건조하는 단계를 포함하는 아파타이트 제조 방법.Apatite production method comprising the step of drying the synthesized calcium phosphate compound. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 합성 단계는The synthesis step 상기 수용액내의 칼슘염과 인산염을 반응하여 중간 반응물을 생성하는 단계; 및Reacting the calcium salt with phosphate in the aqueous solution to produce an intermediate reactant; And 상기 중간 반응물로부터 인산칼슘 화합물을 합성하는 단계를 포함하는 것인 아파타이트 제조 방법. Comprising the step of synthesizing the calcium phosphate compound from the intermediate reactant. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 중간 생성물은 디칼슘 포스페이트 디하이드레이트인 것인 아파타이트 제조 방법.Wherein said intermediate product is dicalcium phosphate dihydrate. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 칼슘염은 질산칼슘, 탄산칼슘, 염화칼슘, 수산화칼슘 및 아세트산칼슘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 염을 포함하는 것인 아파타이트 제조 방법.The calcium salt is an apatite production method comprising at least one salt selected from the group consisting of calcium nitrate, calcium carbonate, calcium chloride, calcium hydroxide and calcium acetate. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 인산염은 인산, 제1인산나트륨, 제2인산나트륨, 제1인산칼륨, 제2인산칼륨, 제1인산암모늄 및 제2인산암모늄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 염을 포함하는 것인 아파타이트 제조 방법.The phosphate is apatite preparation comprising at least one salt selected from the group consisting of phosphoric acid, sodium monophosphate, sodium diphosphate, potassium monophosphate, potassium diphosphate, ammonium monophosphate and ammonium diphosphate Way. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 혼합 수용액은 마그네슘 이온, 바륨 이온 및 스트론튬 이온으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 이온을 더 포함하는 것인 아파타이트 제조 방법.The mixed aqueous solution further comprises at least one ion selected from the group consisting of magnesium ions, barium ions and strontium ions. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 혼합 수용액은 불소 이온, 염소 이온 및 탄산이온으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 이온을 더 포함하는 것인 아파타이트 제조 방법.The mixed aqueous solution further comprises at least one ion selected from the group consisting of fluorine ions, chlorine ions and carbonate ions. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 혼합 수용액은 이산화티탄, 산화망간, 산화바나듐 및 산화구리로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 산화물을 더 포함하는 것인 아파타이트 제조 방법.The mixed aqueous solution further comprises at least one oxide selected from the group consisting of titanium dioxide, manganese oxide, vanadium oxide and copper oxide. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 혼합 수용액은 은, 백금 및 팔라듐으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속을 더 포함하는 것인 아파타이트 제조 방법.The mixed aqueous solution further comprises at least one metal selected from the group consisting of silver, platinum and palladium. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 혼합 수용액 제공 단계는 Providing the mixed aqueous solution is 칼슘염을 포함하는 수용액을 교반하는 단계;Stirring the aqueous solution containing the calcium salt; 인산염을 포함하는 수용액을 교반하는 단계; 및 Stirring the aqueous solution containing phosphate; And 상기 칼슘염 수용액을 상기 인산염 수용액에 혼합하는 단계를 포함하는 것인 아파타이트 제조 방법.Apatite manufacturing method comprising the step of mixing the aqueous solution of calcium salt to the aqueous solution of phosphate. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 인산염 수용액 교반 단계는 인산염을 포함하는 수용액에 헬륨, 아르곤, 수소, 산소, 질소 및 이산화 탄소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 가스를 공급하면서 교반되는 것인 아파타이트 제조 방법.The stirring step of the aqueous solution of phosphate is apatite manufacturing method that is stirred while supplying at least one gas selected from the group consisting of helium, argon, hydrogen, oxygen, nitrogen and carbon dioxide to the aqueous solution containing phosphate. 제15항 또는 제16항에 있어서,The method according to claim 15 or 16, 상기 인산염 교반 단계에서 상기 인산염 수용액은 마그네슘 이온, 바륨 이온, 스트론튬 이온, 불소 이온, 염소 이온, 탄산이온, 이산화티탄, 산화망간, 산화바나듐, 산화구리, 은, 백금 및 팔라듐으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 촉매 물질을 더 포함하는 것인 아파타이트 제조 방법.In the phosphate stirring step, the phosphate aqueous solution is selected from the group consisting of magnesium ion, barium ion, strontium ion, fluorine ion, chlorine ion, carbonate ion, titanium dioxide, manganese oxide, vanadium oxide, copper oxide, silver, platinum and palladium. And at least one catalytic material. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 가스는 헬륨, 아르곤, 수소, 산소, 질소 및 이산화탄소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 가스를 포함하는 것인 아파타이트 제조 방법.The gas is apatite manufacturing method comprising at least one gas selected from the group consisting of helium, argon, hydrogen, oxygen, nitrogen and carbon dioxide.
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