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귀금속 나노입자의 도료용 색소재료 응용

전문가 제언: ○ 예전부터 나노입자는 착색재료로 전통적으로 사용되어 왔다. 예를 들면 금 나노입자가 수산화주석의 매트릭스에 분산된 것을 카시우스의 자색(Purple of Cassius)이라고 부르며 귀중하게 다루었다. 또한 중세 교회건축의 스테인드글라스, 베네치아글라스 등은 금이나 구리의 나노입자를 적색 착색재료로 이용한 것으로, 특히 금 나노입자를 사용한 적색 유리는 서양에서는 ruby glass, Cranberry glass로 부르고 있다.

○ 도료공업에서는 이전부터 유기안료나 무기안료를 색 재료로 이용하고 있으며, 이 안료를 분산기를 사용하여 수지용액 중에 분산하여 도료를 제조하고 있다. 안료를 잘 분산하기 위해서는 배합설계, 처리공정 등 여러 분야의 연구가 필요하지만 분산의 핵심 요소는 분산입자 직경이다. 그러나 안료의 분산입자 직경은 수백 ㎚가 한계이다.

○ 본고는 귀금속 나노 페이스트 제조법 개요를 설명하고 금과 은 나노입자의 도료용 색소로 이용한 사례를 소개한 것이다. 도막(塗膜) 중의 나노입자의 농도가 수 퍼센트 이하인 경우에는 플라스몬 광흡수에 의해 금은 적색, 은은 황색을 나타내며 투명성과 착색력이 우수하다. 또 다른 응용으로는 입자 농도가 80%를 넘으면 도막은 순수한 금속 표면과 유사하게 되므로 장식분야의 증착이나 도금을 대체할 가능성도 있다고 한다.

○ 귀금속 나노입자를 도료 색소재료로 이용하기 위한 페이스트를 제조하고 적용한 사례는 필자의 주장에 의하면 동종업계 최초의 시도로서, 종래의 색소재료에 비하여 단위 체적 당 사용량은 소량이지만 착색력, 채도, 투명성, 내후성 및 광택성 면에서 비교할 수 없을 정도로 우수하다고 한다.

○ 나노기술은 최첨단 기술 분야에서 많은 연구가 수행되고 있지만 본 고는 기존 기술 분야에도 적용될 수 있음을 보여 준 것이다. 본 기술은 도료제조 분야나 도장에 의한 제품의 의장 개선 등에 관심이 있는 분야에 큰 도움이 될 것으로 생각된다.

저자: Toshikatsu KOBAYASHI
자료유형: 학술정보