KR100629112B1

KR100629112B1 - 나노 실버의 제조방법

Info

Publication number: KR100629112B1
Application number: KR1020040039544A
Authority: KR
Inventors: 김유혁; 리우지에
Original assignee: 김유혁; 씨엠에스테크놀로지(주)
Priority date: 2004-06-01
Filing date: 2004-06-01
Publication date: 2006-09-27
Also published as: KR20050114803A

Abstract

본 발명은 무기 클레이인 라포나이트를 안정제로 사용하여 나노 크기의 실버 입자들을 제조하는 나노 실버의 제조방법에 관한 것으로서, 나노 실버의 제조에 있어서, (1) 라포나이트 클레이를 물에 분산시키고, 이 분산액을 방치하여 투명하게 되면, 여기에 소듐보로하이드라이드(NaBH₄)를 가한 후, 교반시켜서 환원용액을 준비하는 환원용액 준비단계; (2) 상기 환원용액 준비단계와는 별도로 질산은(AgNO₃) 수용액을 만든 후, 상기 질산은 수용액에 암모니아수를 더 가하여 질산은 용액을 만드는 질산은 용액 준비단계; (3) 상기 질산은 용액을 상기 환원용액에 천천히 적가시킨 후, 1 내지 3시간 동안 격렬하게 교반시키는 혼합단계; 및 (4) 상기 혼합단계에서 수득되는 혼합물을 음지에 20 내지 30시간 동안 정치시키는 정치단계;들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

라포나이트, 클레이, 실버 콜로이드, 환원, 질산은, 소듐보로하이드라이드

Description

나노 실버의 제조방법{Manufacturing method of silver superfine nanoparticles}

도 1은 본 발명의 하나의 구체적인 실시예에 따라 수득된 실버 콜로이드의 자외선-가시광선 흡수 스펙트럼이다.

도 2는 본 발명의 하나의 구체적인 실시예에 따라 수득된 실버 콜로이드의 투과전자현미경 사진이다.

도 3은 본 발명의 하나의 구체적인 실시예에 따라 수득된 실버 콜로이드의 X선 회절 다이아그램이다.

본 발명은 나노 실버의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 무기 클레이인 라포나이트를 안정제로 사용하여 나노 크기의 실버 입자들을 제조하는 나노 실버의 제조방법에 관한 것이다.

나노기술은 탄소나노튜브, 메조포러스 물질 금속 및 반도체 나노결정 등과 같은 물질합성 분야와 STM, AFM, 리소그래피를 통한 제어 및 응용분야의 2가지로 대별되며, 나노결정 분야에서, 일반적으로 마이크로 단위 이상의 고체 결정질의 경우, 결 정질의 화학적, 물리적 성질이 입자의 크기에 무관하게 작용을 하나, 나노크기(10^-9) 이하가 되면, 입자의 질량대 표면적의 비가 매우 커지게 되고, 표면원자의 증가로 물질의 열역학적 성질(녹는점 내림, 상전이 등)에 큰 변화를 일으킨다. 특히, 나노크기의 금속/세라믹 콜로이드는 극미세입자로 동일 질량비에 대해 높은 부피비를 가지며, 이로 인해 소량으로 많은 기능을 발휘함과 동시에 수상에서도 중력을 극복하는 전자반발력을 가지므로, 분산 안정성, 기계적 물성 향상, 항균 및 전자파 차폐 등 높은 기능성을 발휘할 수 있다.

또한, 입자의 활용기술에서 입자를 작게 하는 것만큼 입자의 크기를 균일하게 하는 것도 매우 중요하다. 입자의 크기가 불균일하면 각각의 입자마다 성능 및 물성이 다르므로 첨단분야에의 응용에 제한을 받게 된다. 일례로 입자형태의 소재는 촉매, 센서, 정보기록 매체(자성체), 연마제, 항균 및 살균입자, 의약용, 전자파 차단 목적, 디스플레이 분야 등 넓은 분야에 이용되므로 입자의 크기를 작고 균일하게 제조하는 연구가 활발히 진행되고 있다.

한편, 나노 실버의 한 예인 은 콜로이드는 특히 항균제 등의 용도로 널리 이용되고 있다. 여기에서 나노 실버라 함은 나노크기를 갖는 은 입자를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 은 콜로이드의 제조방법은 전기적인 방법, 화학적인 방법, 분쇄법이 있고, 이들 콜로이드의 품질은 보통 색상으로 구분되며, 가장 이상적인 색상은 금색(golden yellow)으로 알려져 있다. 그리고, 입자의 활용 기술에서 입자의 크기가 미세 단위(300㎚ 이하)로 작아지게 되면 입자의 물성 및 성능이 입자 크기가 마이크로미터 크기 이상인 경우와는 매우 다르게 된다. 이는 입자의 표면 대 질량의 비율이 증가되어 단위 질량 당 표면적이 증가되어 입자의 성능이 향상되고, 입자의 융점이 감소되는 등 물성이 변화되며, 입자의 색상까지 크기에 따라 변화되는 등 큰 입자의 경우와는 다른 성질을 나타낸다. 상기와 같이 제조되는 콜로이드 상태의 은이 가져야 할 물리적인 상태는 가능하면 은의 입자가 많을수록 좋고, 그리고 은의 입자가 장기간 물속에서 브라운 운동을 계속하는 콜로이드 상태여야 하며, 입자크기가 균일해야 한다는 것이다. 일반적으로 은 입자가 커짐에 따라 노란색, 붉은색, 보라색, 푸른색, 녹색, 검은색의 순으로 변한다고 알려져 있다. 상기 방법 중 전기적인 방법은 고순도의 은 콜로이드를 얻을 수 있지만 고농도를 실현시키기 어렵고, 분쇄법은 입자크기와 분산, 분쇄 효율 등 여러 면에서 실현시키기 어려우며, 화학적인 방법은 제조 공정에서 발생하는 불필요한 음이온을 제거할 수만 있다만 고농도를 실현시킬 수 있는 장점이 있어 산업용으로 응용이 가능하다.

한편, 대한민국 공개특허공보 공개번호 제2003-69502호에는 '에탄올을 포함한 유기 용매하에서의 콜로이드 실버의 제조'에 대하여 기술하고 있으며, 여기에서는 에탄올을 포함한 유기 용매상에 안정되게 분산된 좁은 입자 분포를 갖는 콜로이드 실버를 제조하는 것에 대하여 기술하고 있다. 그러나, 이는 에탄올을 포함한 유기 용매 중에서의 콜로이드이기 때문에 섬유나 플라스틱 등에 항균력을 부여하는 용도로는 적절하나, 오히려 유기 용매의 존재로 인한 용도의 제한 등이 따를 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 동 공보 공개번호 제2003-75231호에는 '고농도 은 콜로이드의 제조방법'이 기술되어 있으며, 여기에서는 화학적인 환원방법으로 은 콜로이드를 제조함에 있어 서, 금속염 대신 은괴를 사용하여 이온의 발생을 억제하고, 계면활성제의 사용을 통해 은 입자의 성장을 억제하고, 환원제의 양과 농도 및 반응조건을 조절하여 입자의 크기를 제어하여 결과적으로 고농도, 고순도로 입자 크기가 미세하고 균일한 은 콜로이드를 제조하는 것을 기술하고 있다. 그러나, 이는 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제 양쪽성의 탄화수소계, 실리콘계 및 플로오르카본계의 계면활성제, 바람직하게는 폴리비닐피롤리돈과 같은 유기 계면활성제를 사용하기 때문에 콜로이드 중에 이러한 유기 계면활성제가 잔존하고, 이는 무기질의 은 입자들이 콜로이드 상태를 유지하는 것에는 도움을 줄 수 있으나, 유기 계면활성제의 존재로 인하여 고분자 필름에의 분산 등에는 유리하나, 오히려 유기 계면활성제의 존재로 인한 용도의 제한 등이 따를 수 있다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 무기 클레이인 라포나이트를 안정제로 사용하여 나노 크기의 실버 입자들을 제조하는 나노 실버의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 나노 실버의 제조방법은, 나노 실버의 제조에 있어서, (1) 라포나이트 클레이를 물에 분산시키고, 이 분산액을 방치하여 투명하게 되면, 여기에 소듐보로하이드라이드(NaBH₄)를 가한 후, 교반시켜서 환원용액을 준비하는 환원용액 준비단계; (2) 상기 환원용액 준비단계와는 별도로 질산은(AgNO₃) 수용액을 만든 후, 상기 질산은 수용액에 암모니아수를 더 가하여 질산은 용액을 만드는 질산은 용액 준비단계; (3) 상기 질산은 용액을 상기 환원용액에 천천히 적가시킨 후, 1 내지 3시간 동안 격렬하게 교반시키는 혼합단계; 및 (4) 상기 혼합단계에서 수득되는 혼합물을 음지에 20 내지 30시간 동안 정치시키는 정치단계;들을 포함하여 이루어진다.

상기 라포나이트 클레이는 강한 음이온성 무기물로서, 40 내지 60mmol/100g의 음전하를 갖는 것이 될 수 있다.

또한, 상기 정치단계 이후에 계속해서 계면활성제가 포함되지 않은 라포나이트 클레이를 물에 용해시킨 라포나이트 겔을 상기 정치단계 이후에 수득되는 실버 콜로이드에 격렬하게 교반하면서 가하여 혼합하고, 음지에서 20 내지 30시간 동안 정치시킨 후, 180 내지 220℃의 온도에서 4 내지 6시간 동안 건조시킨 후, 분쇄하는 분말화단계;를 더 포함할 수 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 나노 실버의 제조방법은, 나노 실버의 제조에 있어서, (1) 라포나이트 클레이를 물에 분산시키고, 이 분산액을 방치하여 투명하게 되면, 여기에 소듐보로하이드라이드(NaBH₄)를 가한 후, 교반시켜서 환원용액을 준비하는 환원용액 준비단계; (2) 상기 환원용액 준비단계와는 별도로 질산은(AgNO₃) 수용액을 만든 후, 상기 질산은 수용액에 암모니아수를 더 가하여 질산은 용액을 만드는 질산은 용액 준비단계; (3) 상기 질산은 용액을 상기 환원용액에 천천히 적가시킨 후, 1 내지 3시간 동안 격렬하게 교반시키는 혼합단계; 및 (4) 상기 혼합단계에서 수득되 는 혼합물을 음지에 20 내지 30시간 동안 정치시키는 정치단계;들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. 상기 (1)의 환원용액 준비단계는 질산은을 금속 은으로 환원시키면서 동시에 형성되는 금속 은이 다시 뭉쳐지지 않고 분산된 콜로이드 상태를 유지하도록 기능하는 것으로서, 라포나이트 클레이를 물에 분산시키고, 이 분산액을 방치하여 투명하게 되면, 여기에 소듐보로하이드라이드(NaBH₄)를 가한 후, 교반시키는 것으로 이루어진다. 상기에서 라포나이트 클레이는 합성 스멕타이트 클레이(smectite clay)로서, 구조 및 조성에 있어서 천연의 클레이 광물과 매우 유사하다. 이는 광화제의 존재 하에서 단순히 실리케이트, 리튬염 및 마그네슘염들로부터 열수합성 되는, 층이 진 구조의 수화 마그네슘 실리케이트이다. 이는 물에 분산시켰을 때, 쉽게 무색, 투명한, 고도의 요변성 겔(thixotropic gel)로 되며, 콜로이드 공업에서 매우 유용한 기능을 갖는다. 라포나이트 클레이는 900㎠/g 이상의 물리적 표면적을 갖는 것으로 여겨지며, 그 자체가 강한 음이온성의 무기물로서, 결정표면구조에 의해 40 내지 60mmol/100g의 음전하를 갖는 것이다. 상기 라포나이트 클레이는 영국 소재 록우드 애디티브 리미티드(Rockwood Additives Limited)의 상품명 '라포나이트 알디에스(Laponite RDS)' 및 '라포나이트 알디(Laponite RD)' 등을 구입하여 사용할 수 있다. 특히, 실버 콜로이드의 제조에서 사용되는 라포나이트 클레이는 바람직하게는 통상의 계면활성제를 포함한 것으로서, 라포나이트 클레이 RDS가 사용될 수 있다. 상기에서 라포나이트 클레이와 소듐보로하이드라이드의 사용량은 최종적으로 수득되는 실버 콜로이드에서의 수득 하고자 하는 은의 농도에 따라 달라질 수 있으며, 결과적으로 질산은의 사용량에 비례하여 사용될 수 있다. 즉, 질산은의 사용량이 많아지면 그에 따라 라포나이트 클레이와 소듐보로하이드라이드의 사용량도 증가하는 것이 바람직하며, 이는 본 명세서에서 첨부된 실시예들에서 명백하게 나타날 수 있으며, 당업자에게는 이를 기준으로 수득하고자 하는 실버 콜로이드에서의 은의 농도에 따라 상기 라포나이트 클레이와 소듐보로하이드라이드의 사용량을 결정할 수 있다. 바람직하게는 상기 질산은 1몰을 기준으로 하여 상기 라포나이트 클레이는 적어도 2㎏ 이상의 양으로 사용되고, 소듐보로하이드라이드는 4 내지 6몰의 양으로 사용될 수 있다. 상기 라포나이트 클레이가 상기 질산은 1몰(약 171.7g)을 기준으로 하여 2㎏ 미만으로 사용되는 경우, 나노 은이 라포나이트 클레이에 의해 분산될 수 있는 양 이상으로 생성되므로, 결국 은입자가 응집되어 입자의 크기가 조대해지게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 2㎏에서 훨씬 초과하여 사용되면 사용될 수록 졸의 점성도가 증가하는 물성변화를 나타내는 문제점이 있을 수 있다. 상기 (2)의 질산은 용액 준비단계는 상기 환원용액 준비단계와는 별도로 질산은(AgNO₃) 수용액을 만든 후, 상기 질산은 수용액에 암모니아수를 더 가하는 것으로 이루어진다. 여기에서 질산은의 사용량은 수득하고자 하는 실버 콜로이드에서의 은의 농도에 따라 달라질 수 있으며, 질산은의 사용량이 많아질수록 실버 콜로이드에서의 은의 함량이 높아진다. 따라서, 당업자라면 수득하고자 하는 실버 콜로이드의 은의 농도에 비례하여 질산은의 사용량을 결정할 수 있음은 당연히 이해될 수 있는 것이다. 또한, 암모니아수의 사용 량 역시 상기 질산은의 사용량에 비례하여 증감할 수 있다. 상기 암모니아수는 질산은과 대략 동일 몰수 내지 약 0.1 내지 0.2배 정도 약간 더 과량으로 사용될 수 있다. 암모니아수의 사용량이 부족하면 Ag(NH₃)₂ ⁺ 이온의 형성이 충분치 않아 질산은이 충분히 환원되지 않는 문제점이 있을 수 있으며, 불필요한 과량의 사용은 특별한 생산성의 증대 없이 원료의 낭비만 초래하게 되는 문제점이 있을 수 있다. 상기 (3)의 혼합단계는 상기 질산은 용액을 상기 환원용액에 천천히 적가시킨 후, 1 내지 3시간 동안 격렬하게 교반시키는 것으로 이루어지며, 이 혼합에 의해서 질산은이 금속 은으로 환원되게 된다. 여기에서 교반시간이 1시간 미만인 경우, 환원반응이 충분치 못하게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 3시간을 초과하는 것은 생산성의 저하 등 뚜렷한 효과의 개선 없이 시간만 많이 소요되는 문제점이 있을 수 있다. 상기 (4)의 정치단계는 상기 혼합단계에서 수득되는 혼합물을 음지에 20 내지 30시간 동안 정치시키는 것으로 이루어지며, 질산은이 금속 은으로 충분히 환원되도록 한다. 환원된 금속 은은 이미 환원용액으로서 기능하는 라포나이트 클레이에 의해 응집하지 않고, 장시간 안정적인 실버 콜로이드 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 충분한 시간 동안 정치시켜도 환원된 금속 은은 응집하지 않고, 오히려 충분히 긴 시간 동안 환원반응을 지속시켜 금속 은의 수율을 높일 수 있다. 여기에서 정치시간이 20시간 미만인 경우, 환원반응이 충분치 못하게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 3시간을 초과하는 것은 불필요하게 장시간 정치하는 것에 의해 생산성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.

이상과 같은 제조방법에 의하여 최종적으로 액상의 실버 콜로이드를 수득할 수 있게 된다.

또한, 상기 정치단계 이후에 계속해서 계면활성제가 포함되지 않은 라포나이트 클레이(라포나이트 클레이 RD)를 물에 용해시킨 라포나이트 겔을 상기 정치단계 이후에 수득되는 실버 콜로이드에 격렬하게 교반하면서 가하여 혼합하고, 음지에서 20 내지 30시간 동안 정치시킨 후, 180 내지 220℃의 온도에서 4 내지 6시간 동안 건조시킨 후, 분쇄하는 분말화단계;를 더 포함할 수 있다. 여기에서도 라포나이트의 사용량, 정치시간 및 교반조건 등의 제반 반응조건은 앞서의 실버 콜로이드의 제조방법에서와 동일 또는 유사한 것으로 이해될 수 있다. 바람직하게는, 예를 들어 250ppm/㎖의 실버 콜로이드 100㎖를 기준으로 할 때, 4 내지 10g의 라포나이트 클레이를 130 내지 170㎖의 물에 용해시킨 라포나이트 겔(계면활성제 미포함)과 혼합하고, 교반한 후, 음지에서 20 내지 30시간 동안 정치시킨 후, 180 내지 220℃의 온도에서 4 내지 6시간 동안 건조시킨 후, 분쇄하여 분말상의 나노 은을 수득할 수 있다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다.

이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.

실시예 1 내지 6

라포나이트 클레이를 증류수에 분산시키고, 30분간 격렬하게 교반시킨 후, 이 분산 액을 방치하여 투명하게 되면, 여기에 98%의 소듐보로하이드라이드(NaBH₄)를 가하고, 5분간 더 격렬하게 교반시킨 후, 교반시켜서 환원용액을 준비하고, 별도로 99.8% 질산은(AgNO₃)을 500㎖의 증류수에 용해시켜 질산은 수용액을 만든 후, 상기 질산은 수용액에 25%의 농도의 암모니아수를 더 가하여 질산은 용액을 만들었다. 이때 각 성분들의 사용량은 하기 표 1에 나타낸 바와 같다. 이후, 상기 질산은 용액을 상기 환원용액에 천천히 적가시킨 후, 2시간 동안 격렬하게 교반시켜 혼합시킨 후, 음지에 24시간 동안 정치시켜 보관하였다.

실시예	라포나이트	99.8% AgNO₃	25% 암모니아수	98% NaBH₄	은 농도
1	0.15g/ℓ	7.3510^-5몰 (1.310^-2g)	8.8010^-4몰 (1.510^-2g)	3.6810^-4몰 (1.4010^-2g)	8ppm/㎖
2	0.74g/ℓ	3.6810^-4몰 (6.310^-2g)	4.4010^-3몰 (7.510^-2g)	1.84*10^-3몰 (0.07g)	40ppm/㎖
3	1.5g/ℓ	7.35*10^-4몰 (0.13g)	8.80*10^-3몰 (0.15g)	3.68*10^-3몰 (0.14g)	80ppm/㎖
4	2.9g/ℓ	1.47*10^-3몰 (0.25g)	1.76*10^-2몰 (0.3g)	7.36*10^-3몰 (0.28g)	160ppm/㎖
5	4.6g/ℓ	2.3*10^-3몰 (0.39g)	2.76*10^-2몰 (0.47g)	1.15*10^-2몰 (0.44g)	250ppm/㎖
6	18.4g/ℓ	9.2*10^-5몰 (1.58g)	0.110몰 (1.88g)	4.60*10^-2몰 (1.76g)	1,000ppm/㎖
* 은 농도 ; 최종적으로 수득되는 실버 콜로이드 중의 은의 농도

상기 실시예 1 내지 4에서 수득된 실버 콜로이드를 자외선-가시광선 분광분석기(일본국 Shimadzu사의 UV2201)를 사용하여 측정한 자외선-가시광선 흡수 스펙트럼을 도 1에 나타내었다.

도 1에 나타난 바와 같이, 390㎚에서의 흡수피크가 은 나노입자들의 플라즈마 공명 흡수의 특징으로 잘 나타나 있다.

또한, 은의 농도의 증가에 대해서도 흡수피크 위치는 거의 동일한 파장대에 그대로 남아있음을 확인할 수 있었다. 각 흡수피크의 파장은 하나의 은 입자의 특징적인 크기에 대응하는 것이기 때문에, 상기 도 1에 나타난 바에 따르면, 은의 농도가 증가하는 경우에도 은 나노입자들의 크기는 거의 동일하게 유지됨을 확인할 수 있었다.

또한, 도 2에 상기 실시예 1에 의해 수득된 실버 콜로이드의 투과전자현미경(TEM ; transmission electron microscope ; 일본국 JEOL사의 JEM-1200 EX) 사진을 나타내었다. 이 사진에 의하면, 4 내지 7㎚의 좁은 대역의 입경을 갖는 은 입자들이 나타나 있으며, 은 입자들의 형상은 구형임을 확인할 수 있었다.

또한, 도 3에 상기 실시예 1에 의해 수득된 실버 콜로이드의 X선 회절계(XRD ; X-Ray Diffratometer ; 일본국 Shimadzu사의 XD-D1) 분석결과를 나타내었다. 이 다이아그램에 의하면 금속 은으로의 환원이 충분히 이루어졌음을 확인할 수 있었다.

실시예 7 내지 11

상기 실시예 5에서 수득된 250ppm/㎖의 실버 콜로이드를 분말화하였다. 우선, 계면활성제가 포함되지 않은 라포나이트 클레이(라포나이트 클레이 RD)를 물 150㎖에 용해시킨 라포나이트 겔을 하기 표 2의 양으로 사용하여 준비하고, 상기 실시예 5의 실버 콜로이드를 격렬하게 교반하면서 혼합하고, 음지에서 24시간 동안 정치시킨 후, 200℃의 온도에서 5시간 동안 건조시킨 후, 분쇄하여 분말상태의 나노 크기의 은을 포함하는 분말조성물을 수득하였다.

실버 콜로이드 부피(㎖)	라포나이트 중량(g)	나노 은의 무게(%)
100	9.97	0.24
200	9.50	0.48
300	9.33	0.70
400	9.03	0.92
1,400	4.50	3.42
* 실버 콜로이드 ; 사용된 실버 콜로이드(250ppm/㎖)의 부피 * 라포나이트 ; 계면활성제 포함하지 않는 라포나이트 * 나노 은의 무게 ; 수득된 분말상태의 분말조성물 중의 은의 중량(%)

상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 실버 콜로이드로부터 나노 은을 포함하는 분말상태의 분말조성물을 수득하고자 하는 경우, 실질적으로 추가되는 라포나이트 클레이(계면활성제를 포함하지 않는 것)의 첨가량에 무관하게 효과적으로 수분을 제거하고, 수분을 제거하는 동안에도 상기한 라포나이트 클레이에 의해 나노 은이 응집되지 않고, 분말상태의 나노 은이 분말조성물 중에 포함되도록 하여 수득할 수 있음을 확인할 수 있었다. 이는 이미 실버 콜로이드의 제조에서 라포나이트 알디에스가 충분한 양으로 사용되어 이미 포함되어 있기 때문인 것으로 여겨진다.

상기한 실시예들을 종합한 결과, 본 발명에 따르면, 라포나이트 클레이를 사용하여 질산은으로부터 금속 은을 특히 안정화된 실버 콜로이드 상태 및 은 나노입자 등 나노크기의 미세한 분말 은을 수득할 수 있으며, 안정적인 실버 콜로이드 등은 항균제 등 공지의 용도 뿐만 아니라, 특히 유기 용매 또는 유기 화합물 등이 포함되지 않은 순수 무기질의 실버 콜로이드 등을 수득할 수 있으며, 그에 따라 다양한 콜로이드 공업에서의 실버 콜로이드로 활용할 수 있음을 확인할 수 있었다. 더욱이, 수득된 실버 콜로이드는 매우 좁은 범위의 입경분포를 가지며, 구형의 은 입자들을 포함하는 매우 안정적인 콜로이드 상으로 수득할 수 있으며, 이는 유기성분을 포함하지 않아 높은 저장안정성과 불순물 함량이 낮은 무기질의 콜로이드로서 폭 넓은 활용이 가능하다는 장점이 있다.

따라서, 본 발명에 의하면 무기 클레이인 라포나이트를 안정제로 사용하여 나노 크기의 실버 입자들을 제조하는 나노 실버의 제조방법 및 그에 의해 수득되는 나노 실버 콜로이드 및 나노 실버 파우더 등을 제공하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

나노크기를 갖는 은 입자인 나노 실버의 제조에 있어서,

(1) 계면활성제가 포함된 라포나이트 클레이를 물에 분산시키고, 이 분산액을 방치하여 투명하게 되면, 여기에 소듐보로하이드라이드(NaBH₄)를 가한 후, 교반시켜서 환원용액을 준비하는 환원용액 준비단계;

(2) 상기 환원용액 준비단계와는 별도로 질산은(AgNO₃) 수용액을 만든 후, 상기 질산은 수용액에 암모니아수를 더 가하여 질산은 용액을 만드는 질산은 용액 준비단계;

(3) 상기 질산은 용액을 상기 환원용액에 천천히 적가시킨 후, 1 내지 3시간 동안 격렬하게 교반시키는 혼합단계; 및

(4) 상기 혼합단계에서 수득되는 혼합물을 음지에 20 내지 30시간 동안 정치시키는 정치단계;

들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 나노 실버의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 라포나이트 클레이가 강한 음이온성 무기물로서, 40 내지 60mmol/100g의 음전하를 갖는 것임을 특징으로 하는 나노 실버의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

계면활성제가 포함되지 않은 라포나이트 클레이를 물에 용해시킨 라포나이트 겔을 상기 정치단계 이후에 수득되는 실버 콜로이드에 격렬하게 교반하면서 가하여 혼합하고, 음지에서 20 내지 30시간 동안 정치시킨 후, 180 내지 220℃의 온도에서 4 내지 6시간 동안 건조시킨 후, 분쇄하는 분말화단계;를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 나노 실버의 제조방법.
상기 청구항 1 내지 3항의 방법에 의해 수득되는 나노 실버.