KR20180116519A - 제어된 평균입도 및 입도분포를 갖는 항균기능성 은-수산화아파타이트 복합체의 대량 제조방법 및 제조된 은-수산화아파타이트 복합체 분말 - Google Patents
제어된 평균입도 및 입도분포를 갖는 항균기능성 은-수산화아파타이트 복합체의 대량 제조방법 및 제조된 은-수산화아파타이트 복합체 분말 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180116519A KR20180116519A KR1020170048851A KR20170048851A KR20180116519A KR 20180116519 A KR20180116519 A KR 20180116519A KR 1020170048851 A KR1020170048851 A KR 1020170048851A KR 20170048851 A KR20170048851 A KR 20170048851A KR 20180116519 A KR20180116519 A KR 20180116519A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- silver
- particle size
- mixture
- hydroxide
- solution
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000009826 distribution Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 title abstract description 19
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 title abstract description 11
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 title abstract description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 31
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 24
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 18
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229940100890 silver compound Drugs 0.000 claims abstract description 6
- 150000003379 silver compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 claims description 59
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims description 59
- UKHWJBVVWVYFEY-UHFFFAOYSA-M silver;hydroxide Chemical compound [OH-].[Ag+] UKHWJBVVWVYFEY-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 52
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 32
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical class [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 6
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 abstract 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 33
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 33
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 26
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 17
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 12
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- -1 silver ions Chemical class 0.000 description 8
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 7
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 5
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 4
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 3
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 description 3
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910014497 Ca10(PO4)6(OH)2 Inorganic materials 0.000 description 2
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- BJDYMMGEICEYLL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid;silver Chemical compound [Ag].OCl(=O)(=O)=O BJDYMMGEICEYLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 2
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 2
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 230000000843 anti-fungal effect Effects 0.000 description 1
- 229940121375 antifungal agent Drugs 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000004332 deodorization Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 230000002431 foraging effect Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011369 resultant mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/447—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on phosphates, e.g. hydroxyapatite
-
- B22F1/0007—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
- B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
- C04B35/6261—Milling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
- C04B35/62625—Wet mixtures
- C04B35/62635—Mixing details
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
- C04B35/62645—Thermal treatment of powders or mixtures thereof other than sintering
- C04B35/62655—Drying, e.g. freeze-drying, spray-drying, microwave or supercritical drying
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
- C04B35/62695—Granulation or pelletising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
- B22F2301/25—Noble metals, i.e. Ag Au, Ir, Os, Pd, Pt, Rh, Ru
- B22F2301/255—Silver or gold
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
- C04B2235/408—Noble metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/78—Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
- C04B2235/782—Grain size distributions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
본 발명은 항균성 은-수산화아파타이트 복합 나노입자의 대량 제조방법 및 이에 의해 수득된 은-수산화아파타이트 복합체 분말에 관한 것으로, 초음파전처리 및 분무건조에 의해 입도를 수백 나노미터 내지 수 마이크로미터의 미크론 수준에서 제어하면서 입자의 80% 이상이 상기 입도 범위에 포함되는 입도분포를 갖는 은-수산화아파타이트 복합체 분말을 간단하고 경제적이고 대량으로 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 미크론 수준에서 제어된 평균입도 및 입도분포를 갖는 항균기능성 은-수산화아파타이트 복합체를 대량으로 제조하는 방법 및 이에 의해 수득된 은-수산화아파타이트 복합체 분말에 관한 것으로, 구체적으로는 초음파전처리 및 분무건조에 의해 입도 및 입도분포를 미크론 수준에서 제어할 수 있는 은-수산화아파타이트 복합체의 대량 제조방법 및 이에 의해 수득된 은-수산화아파타이트 복합체 분말에 관한 것이다.
백색도 및 생체적합성이 우수한 수산화아파타이트에 항균성 및 생체안정성이 우수한 은(Ag)을 분자수준과 복합입자 수준에서 복합화 및/또는 결합시킨 은(Ag)-수산화아파타이트 복합체는 수산화아파타이트의 탈취성능 및 이온교환 매개체로서의 성능과 은의 항균, 항곰팡이 성능을 동시에 구현할 수 있을 뿐만 아니라 나노크기의 은입자에서 발현되는 특유의 검은색 계열의 노란색을 차폐할 수 있다는 점에서 유리하게 활용될 수 있다.
은-수산화아파타이트 복합체는 기계적 특성이 뛰어나고 중합체 등과의 혼화성 및 성형적성도 우수하고 백색도도 우수하여, 여러 가지 중합체에 혼합하여 다양한 물품에 적용할 수 있다는 장점으로 인해, 최근 들어 많은 각광을 받고 있다.
수산화아파타이트 또는 수산화아파타이트 전구체에 은이온을 첨가하여 칼슘이온의 일부를 은이온으로 치환시키는 치환법 또는 침전법으로 제조된 은-수산화아파타이트 복합체 (AgxCa10-x(PO4)6(OH)2)는 분자수준에서 은과 수산화아파타이트가 결합되어 있어 은함량이 적고 경우에 따라서는 항균성도 낮아 활용도가 없는 편이다. 반면, 수산화아파타이트의 원료와 은이온을 함께 침전시키는 공침전법으로 제조된 은-수산화아파타이트 복합체 (Ag-Ca10(PO4)6(OH)2)는 분자수준 뿐만 아니라 복합입자 수준에서 은과 수산화아파타이트가 결합되어 있어 높은 은함량 및 우수한 항균성을 나타내고, 제조방법도 단순화되어 경제적이다.
입도 및 입도분포의 관점에서는, 치환법 또는 침전법에서는 분자수준에서 은과 수산화아파타이트가 결합되어 있기 때문에 입도 및 입도분포가 수산화아파타이트의 것에 따르기 때문에 비교적 균질한 입도 및 입도분포로 은-수산화아파타이트 복합체를 수득할 수 있다. 반면, 공침법에서는, 복합입자 수준에서 은과 수산화아파타이트가 결합되면서 복합입자 간의 응집이 발생하므로 결과적으로 은-수산화아파타이트 복합체의 입도 및 입도분포를 제어하는 것이 쉽지 않다고 알려져 있다.
아래의 문헌에 은-수산화아파타이트 복합체를 공침법으로 제조하는 기술이 개시되어 있지만, 만족스러운 입도 및 입도분포를 제공하고 있지는 않다.
특허문헌1 (대한민국 특허출원 10-2005-0062862호)에는 졸겔법으로 은-담지 수산화아파타이트를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법은 은함량이 제한적일 뿐만 아니라, 가격이 비싼 은-알콕시드를 원료로 사용하기 때문에 경제적으로 불리하다.
특허문헌2 (대한민국 특허출원 10-2006-0082212호)에는 공침법에 의해 은(Ag) 흡착량을 증가시켜 항균성을 보완한 은-수산화아파타이트를 나노크기로 제조하는 방법을 제안하고 있다. 여기서는 수산화칼슘 용액을 제조한 용액에 질산은 또는 과염소산은을 투입하여 혼합물을 제조한 다음 인산용액을 상기 혼합물에 추가하여 20~60℃의 온도 및 약 500bar 의 압력에서 숙성하고, 결과된 혼합용액을 여과 및 세척하고, 300~600℃에서 소결시켜 은-수산화아파타이트를 제조하고 있다. 이 제조법은 효과적으로 은-수산화 아파타이트 복합체를 제조할 수 있다는 면에서는 장점이 있지만, 가압 하에 숙성공정을 거치고 이를 다시 여과하는데 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 고가의 반응 장비를 활용하고도 은 함량이 1~2%정도에 불과하다는 것은 이미 간단한 공정을 통해 은 함량 1~5%까지의 은-수산화 아파타이트 복합체를 제조할 수 있다는 것을 보여준 연구결과[Korean Chem. Eng. Res, 45 (2007) 473]와 비교하여 볼 때 제조공정비가 지나치게 비싸지게 된다는 한계를 지니고 있다.
특허문헌3 (대한민국 특허출원 10-2009-0127590호)에는, 전술한 특허문헌2에서 공침법에 의한 제조방법의 문제점을 해결하여, 수산화칼슘 현탁액과 은화합물 용액의 혼합물에 인산 용액을 첨가하고, 결과된 혼합물을 80℃ 이상의 주위온도에서 80% 이상의 수분이 제거될 때까지 건조숙성시키고, 결과된 혼합물을 650~1350℃에서 소성하는 것을 포함하는 은-수산화아파타이트 복합체의 제조방법이 개시되어 있다. 상기 방법은 은-수산화아파타이트 복합체를 간편하고 경제적으로 제조할 수 있고 은 항균제의 용출을 극소화할 수 있다는 점에서 장점이 있지만, 건조숙성과정에서 입자의 응집이 발생하여, 추가의 분쇄과정이 필요하다는 문제점이 있다.
비특허문헌1 (Korean Chem. Eng. Res., Vol. 45, No. 5, October, 2007, pp. 473-478)에는 은-수산화아파타이트 복합체를 침전법 및 공침법으로 제조하고, 이들의 제조조건에 따른 은흡착량 및 결과된 복합체의 물성과 항균성에 대해 비교하여 조사였지만, 입도 및 입도분포에 대해서는 언급이 없으며, 침전법 및 공침법에 대해서도 일반적인 방법으로 수행하고 있다.
이러한 상황 하에서, 높은 은함량 및 우수한 항균성을 가지면서 제어된 평균입도 및 입도분포를 나타내는 은-수산화아파타이트 복합체를, 예를들면 공침법에 의해. 간단하고 경제적이고 대량으로 생산할 수 있게 해주는 새로운 제조방법에 대해 계속적으로 연구가 이루어지고 있다.
비특허문헌1 : Korean Chem. Eng. Res., Vol. 45, No. 5, October, 2007, pp. 473-478
높은 은함량 및 우수한 항균성을 가지면서 제어된 평균입도 및 입도분포를 나타내는 은-수산화아파타이트 복합체를, 예를들면 공침법에 의해. 간단하고 경제적이고 대량으로 생산할 수 있게 해주는 새로운 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명자들은 수산화칼슘, 은화합물 및 인산의 수분산 혼합물에 인산용액을 첨가하는 공침법으로 은-수산화아파타이트 복합체를 제조하는 과정에서, 전술한 수분산 혼합물에 인산용액을 첨가한 후 초음파로써 전처리하고, 50~80℃에서 1~12시간 동안 숙성된 혼합물을 분무건조시킴으로써, 결과된 은-수산화아파타이트 복합체는 수백 나노미터 내지 수 마이크로미터의 평균입도 및 입자의 80% 이상이 상기 입도 범위에 포함되는 입도분포를 가질 뿐만 아니라, 미크론 크기의 은-수산화아파타이트 복합체를 간단하고 경제적이고 대량으로 제조할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명에 따르면, 수백 나노미터 내지 수 마이크로미터의 평균입도 및 입자의 80% 이상이 상기 입도 범위에 포함되는 입도분포를 가지는 은-수산화아파타이트 복합체를 간단하고 경제적이고 대량으로 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에서 제조한 은-수산화 아파타이트 복합체 미립자의 전자현미경 사진이다.
도 2a는 본 발명의 실시예 1에서 제조한 은-수산화 아파타이트 복합체 분말의 입도 분포를 보여주는 그래프이고, 도 2b는 비교예 1에서 제조한 은-수산화 아파타이트 복합체 분말의 입도 분포를 보여주는 그래프이다.
도 3은 시험예 1에서 본 발명에 따른 은-수산화아파타이트 복합체 분말의 항균성을 비교하여 보여주는 사진이다.
도 2a는 본 발명의 실시예 1에서 제조한 은-수산화 아파타이트 복합체 분말의 입도 분포를 보여주는 그래프이고, 도 2b는 비교예 1에서 제조한 은-수산화 아파타이트 복합체 분말의 입도 분포를 보여주는 그래프이다.
도 3은 시험예 1에서 본 발명에 따른 은-수산화아파타이트 복합체 분말의 항균성을 비교하여 보여주는 사진이다.
본 발명의 첫 번째 목적은, 하기 단계를 포함하는, 제어된 평균입도 및 입도분포를 갖는 은-수산화아파타이트 복합체의 제조방법을 제공하는 것이다:
(1) 수산화칼슘 용액을 5~10 중량%의 농도로 제조하고, 이 용액에 은화합물을 0.1~2.0중량%의 농도가 되도록 투입한 후, 인산용액을 혼합하는 단계;
(2) 혼합물을 초음파로써 5~60분간 전처리하는 단계;
(3) 전처리된 혼합물을 50~80℃에서 100~1,000 rpm으로 교반 하에 1~12시간 동안 숙성시키는 단계;
(4) 숙성된 혼합물을 100~600℃의 가열챔버에서 분무건조시키는 단계; 및
(5) 분무건조된 분말을 650~1350℃에서 소성하는 단계.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 전술한 (3)의 숙성단계에서 10~60분의 간격으로 5~10분 동안 초음파를 조사하여 응집된 입자를 분쇄할 수 있다.
본 발명의 두 번째 목적은, 전술한 제조방법으로 제조되고, 수백 나노미터(nm) 내지 수 마이크로미터(㎛)의 제어된 평균입도 및 입자의 80% 이상이 수백 나노미터(nm) 내지 수 마이크로미터(㎛)에 속하는 입도분포를 갖는, 은-수산화아파타이트 복합체를 제공하는 것이다.
본 발명에서 상기 (1)의 혼합단계에서 수산화칼슘 용액과 질산은 또는 과염소산은과 같은 수용성 은화합물의 혼합용액에 인산용액을 첨가함으로써 공침법을 이용하는 것이 바람직하다.
종래 침지법의 경우, 먼저 수산화 아파타이트를 제조한 후, 즉 수산화칼슘용액과 인산용액을 제조하고 두 용액을 반응시켜 수산화아파타이트를 제조한 다음, 질산은 용액을 침지하여 은-수산화아파타이트를 제조하였다. 즉, 종래의 침지법의 경우 2단계의 공정으로 이루어졌다.
본 발명에서는 수산화칼슘/질산은 용액에 직접 인산용액을 첨가하는 공침법을 이용함으로써, 은-수산화아파타이트를 단일공정으로 제조할 수 있다.
본 발명에서 상기 (3)의 숙성단계에서는 혼합물을 상압 내지 500 bar의 가압하에서 숙성시키는 것이 바람직하다.
본 발명에서 은-수산화아파타이트를 단일 공정으로 제조함에 있어서, 상압 및 상온에서 은-수산화아파타이트를 제조하는 것이 경제적이나, 숙성단계에서 가압할 경우 은 흡착량을 증가시킬 수 있다. 또한, 숙성단계에서 온도를 높일 경우에도 은 흡착량을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 전술한 (3)의 숙성단계에서 10~60분의 간격으로 5~10분 동안 초음파를 조사하여 응집된 입자를 분쇄할 수 있다. 이에 의해, 결과되는 은-수산화아파타이트 복합체는 수백 나노미터(nm) 내지 수 마이크로미터(㎛)의 제어된 평균입도 및 입자의 80% 이상이 수백 나노미터(nm) 내지 수 마이크로미터(㎛)에 속하는 입도분포를 가질 수 있다.
본 발명에서 공침법에 따라 수산화칼슘/질산은 용액을 제조한 후 인산용액과 반응시켜 은 흡착시 공정을 1단계로 단순화시킬 수 있으며, 이때 그 화학반응식은 다음과 같고,
[반응식 1]
10Ca(OH)2(aq) + 6H3PO4(aq) + AgNO3(aq) → Ag-Ca10(PO4)6(OH)2(s)
공침법에 의해 pH 10 이상에서 칼슘이온이 인과 반응하여 다공성 물질인 수산화아파타이트를 생성함과 더불어 금속이 흡착할 수 있는 다공성 물질을 생성함으로써 은-흡착량이 증가하는 것으로 사료된다.
본 발명은 종래의 제조방법에 비하여 제조공정을 줄임으로써 제조원가를 낮추고, 최적 조건을 설정하여 은 흡착량을 증가시킴으로써 항균력을 극대화 및 최적화시킬 수 있다.
본 발명에 의하면 항균성을 가지는 은-수산화아파타이트를 제조하는데 있어서 공침법에 의한 공정의 용이성 및 간편화에 따른 은 흡착량을 증가시킴으로써 항균성을 극대화시킬 수 있으며, 이에 따라 정수기 필터 등에 유용하게 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 제어된 평균입도 및 입도분포를 갖는 은-수산화아파타이트 복합체의 제조방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
단계 (1) : 공침법에 따른 수분산 혼합물의 준비
수산화칼슘 용액은 농도 5~10 중량%로 제조하고, 질산은 또는 과염소산은의 투입량은 수산화칼슘의 1~20 중량%의 농도가 되도록 투입할 수 있다.
질산은 혹은 과염소산은의 농도범위는 플라스틱 등의 복합소재에 투입시 항균작용을 할 수 있는 최적의 은 함량, 즉 50~500ppm을 달성하기 위해 은-수산화아파타이트 복합체 기준 10,000~200,000 ppm의 범위에 들도록 농도를 결정한 것이며, 그 이하에서는 항균작용이 부족할 수 있기 때문이지만, 상기 농도로 특별히 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 더 높은 농도로 첨가할 수있다.
다음으로, 인산용액을 만든 후, 상기에서 제조한 혼합물에 인산용액을 혼합한다. 이때, 수산화칼슘 용액 중 칼슘(Ca)과 인산용액 중 인(P)과의 비율, 즉 Ca/P = 1.5~2.2 범위 안에 맞도록 수산화칼슘 및 인산용액의 농도 및 사용량을 설정하는 것이 바람직하다.
단계 (2) : 초음파 전처리
단계 (1)에서 준비된 수분산 혼합물을 초음파로써 3~30분, 바람직하게는 5~25분 동안 전처리한다. 초음파처리는 수분산 혼합물을 균질화시킬 뿐만 아니라, 결정핵을 전체적으로 균질하고 고밀도로 생성시켜 입도 및 입도분포를 제어할 수 있게 줄 수 있게 한다.
참고로, 초음파 전처리에 의한 결정핵 생성 촉진은 음파 화학적 합성 방법(sonochemistry)에 따른 것으로, 초음파의 화학적 효과는 음파로 인해서 액체 내에 생성되는 소위 '음파공동화'에 기인하는데, 음파 공동화란 액체에 초음파 에너지를 가하면 작은 기체 방울이 생성 되었다가 대단히 빠르게 붕괴되며 국소적으로 온도가 5,000℃까지 상승해서 약 10-9초 가량의 짧은 시간 동안 유지되는데, 이러한 높은 온도가 주변 물질들의 화학반응을 유도할 수 있는 에너지를 제공한다. 음파화학반응이 일어날 때에는 붕괴되는 공동의 내부와 공동과 이를 둘러싸고 있는 액체 간의 계면 등 두개의 영역으로 구분된다. 음파화학반응의 수율을 높이기 위해서는 화학반응의 전구물질들이 고온에서 증발할 수 있어야 한다. 이 프로세스에서 화학 반응이 일어나는 장소가 바로 이 공동 내부이기 때문이다 (참조. 대한민국 특허출원 10-2009-0041276호 참조).
상기 초음파 처리시간은 공침법에 의하여 제조함에 있어서 제조된 은-수산화아파타이트 속에 은 이온이 전체적으로 분포되도록 하기 위하여 필요한 시간이다. 이 때 초음파 처리와 함께 교반을 병행하여 처리할 수 있는데, 교반속도는 입자를 작게 하는데 효과가 있다.
은-수산화아파타이트 복합체의 입도(입자크기)는 전처리 단계의 초음파 처리시간에 따라 큰 차이가 없이 1차 입자로서 100~1,000 ㎚ 범위에 있으나, 응집이 발생한 2차 입자들은 후속하는 결정화 단계의 교반 속도와 시간 및/또는 초음파 처리시간에 따라 큰 차이를 보일 수 있다.
단계 (3) : 가열숙성
단계 (2)에서 초음파로 전처리된 혼합물은 50~80℃에서 100~1,000 rpm으로 교반 하에 1~12시간 동안 숙성시킨다. 숙성단계에서는 혼합물을 상압 내지 500 bar의 가압하에서 숙성시키는 것이 바람직할 수 있다.
숙성온도 및 숙성시간에 따라 은 흡착량이 차이가 나타나며, 일반적으로 숙성시간 및 숙성온도가 증가함에 따라 은 흡착량이 증가한다. 숙성시 압력이 증가함에 따라 은 흡착량도 증가하나, 숙성 압력이 500 bar 이상에서는 은 이온의 탈착현상이 생겨 은 흡착량이 감소한다.
본 발명의 하나의 변법에 따르면, 전술한 가열숙성 동안 반응 혼합물에 30~60분의 간격으로 5~10분 동안 초음파를 조사하여, 가열숙성 동안 형성되는 2차 입자들의 응집을 분쇄할 수 있다.
단계 (4) : 분무건조
단계 (3)에서 가열숙성된 혼합물을 노즐을 통해 분무하고, 경우에 따라서는 캐리어가스를 사용하여 100~600℃의 가열챔버 내로 분사한다. 가열챔버는 가열수단에 의해 또는 열풍가스에 의해 100~600℃의 온도를 유지한다. 전술한 캐리어가스 및 열풍가스는 동일 또는 상이할 수 있고, 공기, 질소, 이산화탄소, 불활성가스 등으로부터 독립적으로 선택될 수 있다.
단계 (3)에서 가열숙성된 혼합물은 수분산 혼합물 또는 슬러리로서 반응 농도가 높으면 점도가 높아 분무가 곤란해질 수 있기 때문에, 적절한 농도로 반응을 진행하는 것이 좋으며, 경우에 따라서는 증류수로 희석할 수도 있다.
본 발명에 있어서, 수분산 혼합물 또는 슬러리의 분무는 공지되어 있으며, 당업계에서 통상적으로 사용하는 방식, 예를들면, 노즐을 통한 가압분사, 임계기체를 이용한 분사 등으로 수행될 수 있다. 예를들면, 비제한적인 예로서, 대한민국 특허출원 10-2002-0054655호, 10-2015-7029101호 및 10-2015-0113248호 등에 기재된 방법 또는 이들의 변형시킨 방법으로 분무건조를 수행할 할 수 있으며, 이들은 본 발명에 참조로 혼입될 수 있다.
일반적으로, 기존의 공침법으로 제조된 은-수산화아파타이트 복합체는 제조과정에서 2차 응집을 방지하는 것이 어렵고, 이에 의해 입도 및 입도분포를 제어하는 것이 어렵다. 본 발명에서는 단계 (2)의 초음파 전처리를 통해 결정핵을 균질하고 고밀도로 형성시킨 다음, 단계 (3)의 가열숙성 단계에서 핵을 성장시켰기 때문에, 1차 입자의 입도 및 입도분포가 균질한 것으로 보인다. 뿐만 아니라, 단계 (3)의 가열숙성 단계에서 격렬한 교반 및/또는 주기적인 초음파처리를 통해 2차입자 응집을 최대한 억제시킨 다음, 단계 (4)에서 분무건조를 통해 2차 입자의 입도 및 입도분포를 제어함으로써, 수득된 은-수산화아파타이트 복합체의 최종 분말은 수백 나노미터 내지 수 마이크로미터의 평균입도 및 입자의 80% 이상이 전술한 입도 범위 내에 포함되는 우수한 입도분포를 나타낼 수 있다.
상기 단계 (4)에서 분무건조된 은-수산화아파타이트 복합체 분말은 수백 나노미터 내지 수 마이크로미터의 평균입도를 가지기 때문에, 통상적인 분무건조법에서 보통 사용되는 미크론 입자의 포집 방법에 따라 포집될 수 있다.
단계 (5) : 소성
단계 (4)에서는 분무건조된 복합체 분말을 은의 융점 근처의 온도에서, 구체적으로는 650~1350℃, 더욱 구체적으로는 750~1100℃, 바람직하게는 800~1000℃의 온도에서 소성시켜, 본 발명에 따른 은-수산화아파타이트 복합체를 제조한다.
상기 소성공정은 은-수산화아파타이트 복합체의 결합공정으로서, 상술한 온도를 2~9시간 동안, 구체적으로 3~8시간 동안, 바람직하게는 4~7시간 동안 유지하는 것으로 구성된다. 상기 소성공정에서 은의 녹는점까지 온도가 상승되므로 복합화되지 않은 은이온은 은-수산화아파타이트 복합체에 화학적 및/또는 물리적으로 결합되는 것으로 생각된다.
본 발명의 하나의 변법에 따르면, 단계 (4)의 분무건조 공정을 800~1350℃의 가열챔버에서 수행함으로써, 은-수산화아파타이트 복합체 입자의 소성을 동시에 달성할 수 있다. 이런 경우에, 단계 (5)의 소성공정은 생략할 수 있음은 물론이다.
이하에, 본 발명은 실시예를 통해 더욱 상세히 설명되지만, 하기 실시예는 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 권리범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.
[실시예 1]
수산화칼슘 35 g을 물 450 ㎖에 용해시켜 수산화칼슘 용액을 제조하고, 질산은을 13.5 중량%의 농도가 되도록 해당량의 무게를 달아 수산화칼슘 용액에 투입하고 용해시켜 용액 1을 제조하였다. 진한 인산용액 35 ㎖를 물 400㎖에 넣어 묽은 인산용액인 용액 2를 제조하였다. 용액 1을 500rpm으로 교반하면서 용액 2를 1시간에 걸쳐 첨가하였다.
결과된 혼합물을 초음파로써 초음파를 10분간 조사한 다음, 30℃에서 2시간 동안 숙성시켰다.
결과된 혼합물을 실험실용 분무건조기 (모델명:MD-005R, 제조:동진기연)에서 열풍온도 250℃로써 분무건조하고, 850℃에서 1시간 동안 소성시켰다.
수득된 은-수산화아파타이트 분말은 800nm~3㎛의 평균입도 및 80% 이상이 상기 입도범위에 포함되는 입도분포를 나타내었다 (도 2a 참조).
[실시예 2]
60℃에서 1시간 숙성시키는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일하게 처리하여, 은-수산화아파타이트 분말을 수득하였다. 수득된 은-수산화아파타이트 분말은 1~5㎛의 평균입도 및 80% 이상이 상기 입도범위에 포함되는 입도분포를 나타내었다.
[비교예 1]
반응혼합물을 초음파처리하지 않고 30℃에서 2시간 동안 숙성시키는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일하게 처리하여, 은-수산화아파타이트 분말을 수득하였다. 수득된 은-수산화아파타이트 분말은 5~20㎛의 평균입도를 가졌으며 (도 2b 참조), 매우 넓은 입도분포를 나타내어, 응집이 많이 발생하였음을 알 수 있다.
[제조예 1]
실시예 1에서 얻어지는 은-수산화 아파타이트 복합체를 증류수에 분산시켜 방부제를 제외한 페인트의 기본 원료와 혼련하여 첨가하여 항균페인트를 제조하였다.
[제조예 2]
실시예 2에서 얻어지는 은-수산화 아파타이트 복합체를 증류수에 분산시켜 방부제를 제외한 실란트의 기본 원료와 혼련하여 첨가하여 항균실란트를 제조하였다.
[제조예 3]
실시예 1에서 얻어지는 은-수산화 아파타이트 복합체 2중량부, 바인더 및 폴리프로필렌 수지 1000중량부의 비율로 혼련하여 마스터배치 타입의 고농도복합수지를 제작한 다음 이를 10%로 희석하여 필터용 부직포로 방사하고, 최종적으로 항균성 필터 부직포를 제조하였다.
[시험예 1]
상기 제조예 1 및 제조예 2에서 제조된 페인트를 투명필름에 칠하여 말린 후 50*50mm 로 자르고 일반 수돗물 1L 에 1주일 동안 담궈 방치한 후 항균특성을 다음과 같이 측정 하였다.
균주로서 Escherichia coli (E-coli) ATCC 8739 (2.4ⅹ105 CFU/㎖ ) 이용하여 37℃에서 120 rpm으로 교반하면서 배양하여 항균테스트를 하였다. 배양시작 시의 균주의 농도와 24시간 배양 후의 균주의 농도를 측정하여 배양균이 사멸했는지 증가했는지를 계산하고, 그 항균특성을 측정하였다. 비교를 위하여 항균제를 넣지 않은 콘트롤 세트를 같은 조건에서 테스트하였다. 24시간 배양 후의 찍은 사진을 도 3에 도시하였다.
도 3에서 보는 바와 같이 콘트롤인 경우는 배양균이 많은 것을 볼 수 있지만, 본 발명에서 제조한 은-수산화아파타이트를 적용한 페인트 샘플의 경우 배양균이 거의 없음을 볼 수 있다. 그 값으로 보면 초기 시작 배양균의 농도는 2.4ⅹ105 CFU/㎖ 에서 출발하여 콘트롤인 경우 24 시간 후에 1.1ⅹ107 CFU/㎖ 로 증가하였으나, 본 발명에 따른 은-수산화 아파타이트 복합체를 적용한 페인트 샘플의 경우 24시간 후에 10 CFU/㎖ 이하로 99.9% 이상 사멸했음을 볼 수 있다. 이로부터 본 발명에서 제시한 은-수산화아파타이트를 적용한 페인트샘플의 항균특성이 있음을 증명할 수 있었다.
본 발명에 따라 제조된 은-수산화 아파타이트 복합체는 수백 나노미터에서 수 미크론사이에 제어된 평균입도를 나타내고 이들의 80% 이상이 상기 입도범위 내에 포함되는 우수한 입도분포를 가지고 있어, 중합체와 혼련하여 사출, 압출 및 방사하는 것이 매우 적합하며, 사출성형물, 압출성형물 및 방사물품, 예를들면 파이프, 필름, 섬유, 부직포, 에어필터, 정수필터, 등의 항균물품의 제조에 매우 유리하게 이용될 수 있다.
Claims (4)
- 하기 단계를 포함하는, 제어된 평균입도 및 입도분포를 갖는 은-수산화아파타이트 복합체의 제조방법:
(1) 수산화칼슘 용액을 5~10 중량%의 농도로 제조하고, 이 용액에 은화합물을 수산화칼슘의 1~20 중량%의 농도가 되도록 투입한 후, 인산용액을 혼합하는 단계;
(2) 혼합물을 초음파로써 5~60분간 전처리하는 단계;
(3) 혼합물을 50~80℃에서 100~1,000 rpm으로 교반 하에 1~12시간 동안 숙성시키는 단계;
(4) 혼합물을 100~600℃의 가열챔버에서 분무건조시키는 단계; 및
(5) 분무건조된 분말을 650~1350℃에서 소성하는 단계.
- 제 1 항에 있어서, 상기 (3)의 숙성단계에서 10~60분의 간격으로 5~10분 동안 초음파를 조사하여 응집된 입자를 분쇄하는 것을 특징으로 하는, 제어된 평균입도 및 입도분포를 갖는 은-수산화아파타이트 복합체의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 결과된 은-수산화아파타이트 복합체는 수백 나노미터(nm) 내지 수 마이크로미터(㎛)의 제어된 평균입도 및 입자의 80% 이상이 수백 나노미터(nm) 내지 수 마이크로미터(㎛)에 속하는 입도분포를 갖는 것을 특징으로 하는, 제어된 평균입도 및 입도분포를 갖는 은-수산화아파타이트 복합체의 제조방법.
- 제 1 항에 따른 방법으로 제조되고, 수백 나노미터(nm) 내지 수 마이크로미터(㎛)의 제어된 평균입도 및 입자의 80% 이상이 수백 나노미터(nm) 내지 수 마이크로미터(㎛)에 속하는 입도분포를 갖는, 은-수산화아파타이트 복합체.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170048851A KR20180116519A (ko) | 2017-04-16 | 2017-04-16 | 제어된 평균입도 및 입도분포를 갖는 항균기능성 은-수산화아파타이트 복합체의 대량 제조방법 및 제조된 은-수산화아파타이트 복합체 분말 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170048851A KR20180116519A (ko) | 2017-04-16 | 2017-04-16 | 제어된 평균입도 및 입도분포를 갖는 항균기능성 은-수산화아파타이트 복합체의 대량 제조방법 및 제조된 은-수산화아파타이트 복합체 분말 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180116519A true KR20180116519A (ko) | 2018-10-25 |
Family
ID=64131941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170048851A KR20180116519A (ko) | 2017-04-16 | 2017-04-16 | 제어된 평균입도 및 입도분포를 갖는 항균기능성 은-수산화아파타이트 복합체의 대량 제조방법 및 제조된 은-수산화아파타이트 복합체 분말 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20180116519A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102219204B1 (ko) * | 2020-08-25 | 2021-02-23 | 범성근 | 세라믹 허니컴 항균필터 및 그 제조방법, 제조시스템 |
| KR20220113114A (ko) * | 2021-02-05 | 2022-08-12 | 중앙대학교 산학협력단 | 마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말, 이의 제조 방법, 및 이를 활용한 항균성 및 항바이러스성 물품 제조 방법 |
-
2017
- 2017-04-16 KR KR1020170048851A patent/KR20180116519A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102219204B1 (ko) * | 2020-08-25 | 2021-02-23 | 범성근 | 세라믹 허니컴 항균필터 및 그 제조방법, 제조시스템 |
| KR20220113114A (ko) * | 2021-02-05 | 2022-08-12 | 중앙대학교 산학협력단 | 마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말, 이의 제조 방법, 및 이를 활용한 항균성 및 항바이러스성 물품 제조 방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112142027B (zh) | 一种纳米层状磷酸锆及其载银磷酸锆的制备方法 | |
| Sambudi et al. | Porous hollow hydroxyapatite microspheres synthesized by spray pyrolysis using a microalga template: preparation, drug delivery, and bioactivity | |
| Lett et al. | Tailoring the morphological features of sol–gel synthesized mesoporous hydroxyapatite using fatty acids as an organic modifier | |
| Luo et al. | Pure copper phosphate nanostructures with controlled growth: a versatile support for enzyme immobilization | |
| Soleymani et al. | Magnetic PVA/laponite RD hydrogel nanocomposites for adsorption of model protein BSA | |
| Yan et al. | Immobilization of highly dispersed Ag nanoparticles on carbon nanotubes using electron-assisted reduction for antibacterial performance | |
| TW200810831A (en) | Photocatalyst, process for preparing the same, photocatalyst coating agent, photocatalyst dispersion and photocatalyst article using the same | |
| CN103131030A (zh) | 一种纤维素/银/氯化银复合材料及其制备方法 | |
| KR20140014700A (ko) | 성게 구조의 산화구리 나노 구조체와 그래핀으로 이루어진 복합체의 제조 방법 | |
| Yang et al. | Controllable synthesis of mussel-inspired catechol-formaldehyde resin microspheres and their silver-based nanohybrids for catalytic and antibacterial applications | |
| WO2017092233A1 (zh) | 一种基于载银磷酸锆的抗菌聚酯纤维及其制备方法 | |
| JP2011504454A (ja) | 二官能性の前駆体を用いる、粉末形状またはコーティング形状のナノサイズリン酸カルシウム粒子の生産 | |
| CN104439276B (zh) | 一种快速制备中空多孔二氧化硅/银纳米复合材料的方法及产品 | |
| US20190031511A1 (en) | Method for producing porous calcium deficient hydroxyapatite granules | |
| CN108328593B (zh) | 一种棉花团状磷酸钴球及其制备方法 | |
| CN108816179B (zh) | 一种多孔、高比表面积非晶MnPO材料及其制备方法和应用 | |
| CN102531037A (zh) | 一种纳米级氧化锌粉体的化学制备方法 | |
| KR20180116519A (ko) | 제어된 평균입도 및 입도분포를 갖는 항균기능성 은-수산화아파타이트 복합체의 대량 제조방법 및 제조된 은-수산화아파타이트 복합체 분말 | |
| CN105638729B (zh) | 一种中空结构球状银/氯化银复合材料及其制备方法 | |
| CN105110381A (zh) | 一种制备纳米孔α-Fe2O3的方法 | |
| CN101205058B (zh) | 一种微米级球形羟基磷灰石的制备方法 | |
| CN102134105A (zh) | 一种在室温下利用氨基酸辅助制备纳米四氧化三钴颗粒的方法 | |
| CN105086319B (zh) | 具有仿生构造的羟基磷灰石/聚合物复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN107572494B (zh) | 一种空心羟基磷灰石的制备及其在药物载体中应用 | |
| KR101764596B1 (ko) | 항균, 항곰팡이 소재에 적합한 은-수산화아파타이트 복합체의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |