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KR0179233B1 - 은 담지 항균성 분말의 제조방법 - Google Patents

은 담지 항균성 분말의 제조방법 Download PDF

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KR0179233B1 KR1019960033494A KR19960033494A KR0179233B1 KR 0179233 B1 KR0179233 B1 KR 0179233B1 KR 1019960033494 A KR1019960033494 A KR 1019960033494A KR 19960033494 A KR19960033494 A KR 19960033494A KR 0179233 B1 KR0179233 B1 KR 0179233B1
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Abstract

본 발명은 은 담지 항균성 분말의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중공형 실리카 100중량부에 대하여 가용성 은염류 0.5 내지 30중량부를 초순수 50 내지 90중량부에 용해하고, 교반 하에서 상기 용액에 중공형 실리카 100중량부를 서서히 첨가하여 슬러리를 제조한 후, 여기에 환원제 0.5 내지 30중량부를 첨가하여 침전물을 여과하고 건조시키는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 은 담지 항균성 분말의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따라 제조되는 은 담지 항균성 분말은 표면이 활성화되어 있어서 천연섬유 또는 합성섬유 등과 용이하게 화학적 결합을 이룰수 있으므로 섬유의 항균처리제로서 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 응집입자, 조대입자가 거의 없고, 분산성이 우수하여 정수기 필터 및 에어콘 필터, 각종 성형제 및 도료 등의 기능성 충전제로서 사용될 수 있고, 산업적으로는 공조 설비의 고급 필터, 글라스, 플라스틱, 세락믹 등의 표면처리제로서 사용되어 우수한 항균성을 나타낼 수 있다.

Description

은 담지 항균성 분말의 제조방법
본 발명은 은 담지 항균성 분말의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중공(Hollow porous)형 실리카 미립자에 은을 담지시킴으로써 세균 및 곰팡이에 대해 광범위한 항균성을 나타내는 항균성 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다.
종래에 사용되어 온 은을 함유하는 은계 항균성 분말은 제올라이트(M2/nO.Al2O3.YSiO2.nH2O;M은 1가 이온)또는 수산화아파타이트(Ca10(PO4)6(OH)2)등의 나트륨 이온이나 칼슘 이온을 은 이온과 이온교환시켜 제조되었다.
그러나, 상기한 제올라이트 또는 수산화아파타이트 등의 종래 은계 항균성 분말의 담체물질은 입자가 크고 분산성이 좋지 않으며 표면이 활성화되지 않아 다른 물체에 화학결합시키는 것이 곤란하고 일단 흡착현상에 의해 부착되었다 하더라도 쉽게 탈락하는 문제점이 있다.
또한, 이온교환으로 얻어진 은계 제올라이트나 수산화아파타이트의 경우에는 자외선에 노출되면 즉시 은 이온이 산화은으로 산화되어 검은색을 띠는 큰 단점이 있다. 이러한 이유로 은계 제올라이트나 수산화아파타이트는 유기물 자외선 차단제를 코팅해야 하는 공정 상의 번거로움이 따른다.
본 발명자들은 유기물 자외선 차단제를 코팅해야만 하는 종래 기술의 번거로운 공정을 거치지 않고도 고수율로 항균성이 우수한 은계 항균성 분말을 제조하는 방법을 얻기 위해 예의 연구한 결과, 종래와는 다른 메카니즘에 의해 상기한 문제점들을 해결할 수 있음을 발견하여 본 발명에 이르게 되었다.
본 발명의 목적은 은계 항균성 분말을 고수율로 제조할수 있는 신규한 방법을 제공하는 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 중공형 실리카 100중량부에 대하여 가용성 은염류 0.5 내지 30중량부를 초순수 50 내지 90중량부에 용해하고, 교반 하에서 상기 용액에 중공형 실리카 100중량부를 서서히 첨가하여 슬러리를 제조한 후, 여기에 환원제 0.5 내지 30중량부를 첨가하여 침전물을 여과하고 건조시키는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 은 담지 항균성 분말의 제조방법인 것이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 있어서는, 은을 담체에 담지시키기 위하여 먼저 가용성 은염류를 초순수(超純水)에 완전히 용해한다. 교반 하에서 이 용액에 중공형 실리카를 서서히 첨가하여 실리카 분말이 완전히 침지되도록 한다. 이렇게 제조된 슬러리에 환원제를 첨가하면 이온 상태의 은이 중공형 실리카의 표면과 내부에 석출된 은 담지 항균성 분말이 제조된다.
본 발명에서는 은의 담체로서 중공형 실리카를 사용한다. 중공형 실리카는 내부에 중공(中空)을 가지는 실리카로 은이 석출되기에 유리한 구조를 가지며, 표면에 존재하는 실라놀기에 의해 표면이 극도로 활성화되어 있다.
본 발명에 있어서는 은 화합물로서 가용성 은염류를 사용할 수 있는데, 바람직하기로는 질산은과 황산은이 있다. 가용성 은염류는 중공형 실리카 100중량부에 대하여 0.5 내지 30중량부를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 가용성 은염류는 초순수에 용해되는데, 초순수는 가용성 은염류를 완전히 용해시킬 수 있는 양, 바람직하게는 중공형 실리카 100중량부에 대하여 50 내지 90중량부를 사용한다.
본 발명에 따르면, 은염류가 용해되어 있는 수용액에 중공형 실리카를 침지시킨 후 환원제를 첨가함으로써 은을 중공형 실리카의 표면과 내부에 석출시킬 수 있다. 구체적으로는, 은염류를 용해한 초순수 중에 중공형 실리카를 침지시킬 경우, 은 이온 용액의 분압 P2는 중공형 실리카 내의 분압 P1보다 작기 때문에 P1=P2가 될 때까지 은 이온 용액이 중공 내로 침투하게 된다. P1과P2가 평형을 이룰 때까지 서서히 교반한 후 환원제를 상기 용액 중에 첨가하면, 은 이온 용액의 분압 P2는 다시 중공형 실리카 내의 분압 P1보다 높아지게 되므로 환원제가 중공 내로 침투하여 중공 내부에 있는 은 이온을 은 금속으로 환원시키게 된다. 따라서, 은은 중공형 실리카의 내부 및 표면에 석출되면서 강하게 흡착하게 된다.
본 발명에 사용가능한 환원제로는 프탈산 칼륨염, 치아인산, 아인산, 히드라진, 포름산, 아세트알데히드 및 포르말린 등이 있다. 환원제는 바람직하게는 중공형 실리카 100중량부에 대하여 0.5 내지 30중량부의 범위로 사용될 수 있다. 환원제를 0.5 중량부 이하로 사용하면 은 석출 효과를 나타낼 수 없고, 30중량부 이상의 환원제를 사용하는 것은 더 이상의 환원효과는 없이 환원제의 과포화를 유발하게 된다.
본 발명의 방법에 따라 제조된 은 담지 항균성 분말 입자는 평균입경이 7내지 10㎛인 구형이며, 광학현미경으로 관찰한 결과 응집입자는 관찰되지 않았다.
상기한 바와 같이 제조되는 본 발명에 따른 은 담지 항균성 분말은 표면이 활성화되어 있어서 하기한 바와 같이 폴리머, 천연 섬유 및 합성 섬유 등의 분자와 용이하게 화학적 결합을 이루므로 세탁이나, 다른 가공처리에 의해서도 쉽게 탈락하지 않으므로 우수한 내세탁성을 나타낼 수 있다. 또한, 중공형 실리카 분말에 흡착된 은 성분에 의해서 광범위한 항균력을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따라 제조되는 은 담지 항균성 분말은 표면이 활성화되어 있어서 천연섬유 또는 합성섬유 등과 용이하게 화학적 결합을 이룰수 있으므로 섬유의 항균처리제로서 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 응집입자, 조대입자가 거의 없고, 분산성이 우수하여 정수기 필터 및 에어콘 필터, 각종 성형제 및 도료 등의 기능성 충전제로서 사용될 수 있고, 산업적으로는 공조 설비의 고급 필터, 글라스, 플라스틱, 세라믹 등의 표면처리제로서 사용되어 우수한 항균성을 나타낼 수 있다.
이하, 본 발명을 다음 실시예에 의거하여 상세히 설명하였으며, 다음 실시예에서 사용된 평가방법은 다음과 같다.
­. 항균성 평가방법 : JISL-1902 섬유제품의 항균성 시험법에 준하여 시험하였으며, 사용된 균주는 Ε.coli ATCC 25922와 Staphylococcus aureus ATCC 6538P였다.
-. 입자 형상 : 10,000배의 전자현미경 관찰에 의해 판정하였다.
-. 평균입경 및 표준편차치
10,000배의 전자현미경 촬영 사진 중의 임의의 입자 100개의 입자경을 실측하여 다음 식에 의해 계산하였다.
상기에서, X는 입자경이고, n은 입자수이다.
-. 색상변화 시험방법
제조된 분말에 자외선(150 내지 320nm)을 시간 동안 조사하여 색상변화를 육안으로 관찰하였다.
-. 입자 분포 평가
입자 분포 측정장치(모델:SALD-2001, Shimatsu사 제품)에 의해 평가하였다.
-. 응집입자
시료를 슬러리 상태에서 1000배의 광학현미경으로 관찰하였다.
[실시예 1]
교반기와 온도계가 설치된 20ℓ 반응기에 질산은 300g을 넣고, 초순수 9ℓ를 투입하여 질산은을 완전히 용해하였다. 이 용액의 온도를 25 ± 0.5℃로 조절하고, 교반 하에서 중공형 실리카 분말 10 ㎏을 서서히 첨가하여 미세 실리카 분말을 완전히 침지시켜 슬러리를 제조하였다. 이 슬러리에 포름알데히드 500g을 첨가하였다. 그런 다음, 상기 슬러리를 여과하여 세정하고 건조하여 은 담지 미립자 분말을 제조하였다.
얻어진 은 담지 미립자 분말을 분석하고, 그 결과를 표1에 기재하였다.
[실시예 2]
교반기와 온도계가 설치된 20ℓ 반응기에 질산은 300 g을 넣고, 초순수 9ℓ를 투입하여 질산은을 완전히 용해하였다. 이 용액의 온도를 40 ± 0.5℃로 조절하고, 교반 하에서 중공형 실리카 분말 10 ㎏을 서서히 첨가하여 미세 실리카 분말을 완전히 침지시켜 슬러리를 제조하였다. 프탈산 칼륨염 500 g을 초순수에 용해하여 이 용액을 상기 슬러리에 한번에 첨가하였다. 그런 다음, 상기 슬러리를 여과하여 세정하고 건조한 후, 불활성 가스 분위기 하에서 600℃로 하소하여 은 담지 미립자 분말을 제조하였다.
얻어진 은 담지 미립자 분말을 분석하고, 그 결과를 표1에 기재하였다.
[실시예 3]
교반기와 온도계가 설치된 20ℓ 반응기에 질산은 300 g을 넣고, 초순수 9ℓ를 투입하여 질산은을 완전히 용해하였다. 이용액의 온도를 30 ± 0.5℃로 조절하고, 교반 하에서 중공형 실리카 분말 10 ㎏을 서서히 첨가하여 미세 실리카 분말을 완전히 침지시켜 슬러리를 제조하였다. 이 슬러리에 28% 암모니아수 1 ㎏을 첨가한 후, 35% 아세트알데히드 2㎏을 투입하여 1시간 동안 교반하여 반응을 종료하였다. 그런 다음, 상기 슬러리를 여과하여 세정하고 건조하여 은 담지 미립자 분말을 제조하였다.
얻어진 은 담지 미립자 분말을 분석하고, 그 결과를 표1에 기재하였다.

Claims (3)

  1. 중공형 실리카 100중량부에 대하여 가용성 은염류 0.5 내지 30중량부를 초순수 50 내지 90중량부에 용해하고, 교반 하에서 상기 용액에 중공형 실리카 100중량부를 서서히 첨가하여 슬러리를 제조한 후, 여기에 환원제 0.5 내지 30중량부를 첨가하여 침전물을 여과하고 건조시키는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 은 담지 항균성 분말의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가용성 은염류가 질산은 또는 황산은인 것을 특징으로 하는 은 담지 항균성 분말의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 환원제가 프탈산 칼륨염, 치아인산, 아인산, 히드라진, 포름산, 아세트알데히드 및 포르말린으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 은 담지 항균성 분말의 제조방법.
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