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Far Infrared Technology Brief
  • 편집부
  • 등록 2012-04-06 18:37:48
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적외선 반사 높은 조습력
아이티피(東京都 板橋區, 사장 磯崎富夫)의 차열・단열도료 「슈퍼마이티」의 판매가 호조이다. 화산재를 고온 처리한 중공구조를 가진 소재를 주원료로 사용하여 높은 차열. 단열성능을 갖추고 있다. 창고나 주택의 내외장용으로 판매.
이 제품은 적외선을 반사하여 차열효과가 있다. 입자에는 미세한 공동부(空洞部)가 있기 때문에 열을 받아도 입자 자체가 열을 받아들이지 않으며 조습력도 높다. 「자연소재이므로 새집증후군 등의 우려도 없다」고 한다.
磯崎사장의 오랜 도장업의 경험을 살려 화합물의 배합을 바꾸어 단열, 조습, 차열에 중점을 둔 3가지 타입을 개발했다. 앞으로는 건축 관련 뿐 아니라 산업재용 용도개척을 추진해 나갈 것이다.
일간공업

태평양시멘트
유기 나노튜브 촉매로
産總硏 등
産業技術總合硏究所는 東京理科大學, 인도의 판차코트 마하비다라야 대학과 공동으로 産總硏이 개발한 니켈을 포함하는 복합체(착체)의 유기 나노튜브가 실온의 물속에서 유기화합물의 산화반응을 촉진하는 촉매가 된다는 것을 발견했다. 귀금속이나 가열공정, 유기용매가 불필요한 이외에 간단하게 재생 가능하기 때문에 환경에 대한 부담이 적은 촉매로 주목될 듯하다.
촉매를 사용하여 화합물을 만들 때, 환경 부하를 생각하여 열처리나 용매, 중금속 등을 사용하지 않는 친환경 공정이 요구되고 있다.
이번에 과산화수소수에 유기나노튜브를 섞고, 유기화합물을 더해서 실온 하에서 교반하자, 산화반응이 일어난다는 것을 확인했다. 자외선 흡수제인 벤조페논, 농약 중간체인 테트라론, 광경화성 수지인 에폭시화물(化物) 등을 얻을 수 있었다.
유기 나노튜브는 천연에서 유래된 충동제나 피부의 보습제로 사용하는 글리실글리신과 생체에도 있는 지방산을 결합한 분자가 재료. 이것을 니켈염과 용매 속에서 섞기만 하면 완성된다. 모든 니켈 이온이 나노튜브 안팎의 표면에 나와 있기 때문에 촉매효과가 높을 것으로 생각된다. 촉매 반응이 끝나면 여과로 회수할 수 있어 재이용도 가능하다고 한다. 3시간 이내에 대량으로 제조할 수 있다는 이점도 있다.
앞으로는 촉매효과의 고효율화, 내구성 향상을 추진하고 이외에 공동 연구처를 모집하여 친환경적은 프로세스 실현을 위해 실험 등을 해 나갈 예정이다. 일간공업

항균기능 높인 세탁건조기
東芝홈어플라이언스는 항균기능을 높인 세로형 세탁건조기를 6월 중순에 발매한다. 세탁조의 밑 부분에 조립한 유리 소재로부터 항균성이 있는 은이온을 방출시키면서 의류를 세탁한다. 가격은 오픈이지만 세탁용량이 8킬로그램인 「AW-80VK」가 점두 상정 13만 엔 전후, 7킬로그램인 「AW-70VK」는 12만 엔 전후, 2기종 합계 연 1만 대의 판매를 전망한다. 세탁수가 뿜어져 나오는 입구를 종래보다 작게 하여 강한 힘으로 물을 내뿜어서 의류의 때도 잘 빠지게 했다. 세탁 시간을 단축할 수 있어 절전과 절수로 이어진다. 일경산업

피부에 대한 부담 없이 높은 세정력을 발휘할 수 있는 새로운 피부 세정 기술 개발
일본 카오 주식회사 뷰티케어 연구센터는 피부과학이나 계면과학에 입각한 피부 세정 기술에 대하여 연구 개발을 진행시키고 있다.
이번에 회합성(같은 분자끼리 모이기 쉬운 성질, 특히 수용액 중에서 이 성질이 강하게 발현되는 음이온 계면활성제의 경우 일반적으로 결정화되어 침전되는 경우가 많다.)과 수용성 모두의 밸런스가 맞는 성질을 가지는 등의 특징을 가진 음이온 계면활성제의 혼합 성분을 주제로 하는 피부 세정 기술을 개발했다. 이 세정 성분이 피부에 대한 부담이 적고, 오염에 작용하기 용이한 거동이 있다는 것을 확인했다. 이러한 성질은 기존에 달성이 곤란했던 두가지 기능을 높은 수준으로 만족시킨 새로운 피부 세정 기술을 개발하기에 이르렀다. 실제로 이 세정 기술을 응용한 피부 세정제를 사용하면 피부를 개선하는 효과를 볼 수 있었다.
이 세정 기술은 글로벌을 포함한 다양한 피부 세제의 제품 개발에 참고할 예정이다.

[연구배경]
카오는 창업 이래 피부 세제의 연구 개발을 진행해 왔다. 그 중에서도 1970년대에는 독자적인 세정 기제로 피부에 친화적인 세정 기술을 개발해 이 기술을 다양한 상품에 응용해왔다. 그리고, 또한 이 세정 기술 개발 이후에도 건강하고 아름다운 피부를 유지하기 위한 피부 관리는 “피부에 부담을 주지 않고 오염을 제대로 떨어뜨리는 세정”이 유효하다고 생각하고 피부 세정 연구를 지속해 왔다.

[연구결과]
이번에 회합성과 수용성의 양쪽 모두의 균형 잡힌 특성을 보이는 등의 특징을 가진 음이온 계면활성제의 혼합 성분을 주제로 하는 피부 세정 기술을 개발했다. 이 새로운 세정 기술의 피부에 대한 영향과 세정력을 평가한 결과는 다음과 같다.
(1) 피부에 부드러움
새로운 세정 기술의 피부에 대한 영향에 대해 각 층에 수착량(흡착량과 침투량의 합계)으로 평가했다. 그 결과, 세정 성분의 각층에 대한 수착량이 자사 기존 세정 기술에 비해 낮다는 것을 알 수 있었다. 또한, 똑같이 사람의 손바닥을 이용한 팽윤 시험에서, 자사 기존 세정 기술과 비교해 각층의 팽윤이 낮게 억제되는 것을 알 수 있었다. 이상로부터 세정 성분이 피부에 거의 작용하지 않고, 피부에 부드러운 세정을 실현될 수 있다는 것을 알 수 있었다.
(2) 세정력
새로운 세정 기술의 모델 피지에 대한 세정력을 평가했다.
그 결과, 자사 기존 세정 기술과 비교해 높은 세정력을 가지고 있다는 것을 알 수 있었다.
(3) 실제 피부 세제로 응용했을 경우 피부에 대한 영향
이 새로운 세정 기술을 베이스로 한 세정료로 세정하면, 세정 전후 피부의 수분량이 거의 변화하고 있지 않는 것을 알 수 있었다.
즉, 새로운 세정 기술은 실제로 피부에 사용했을 경우에도 각층에 흡착 침투가 적기 때문에 피부를 거의 팽윤 시키지 않고, 세정 성분의 피부에 대한 영향이 최소한으로 억제되어 있다고 생각할 수 있었다. 그 결과, 세정 전후 피부의 수분량의 변화가 거의 없는, 즉, 피부에 악영향을 끼치지 않고 씻는 것을 실현할 수 있었다고 추정하고 있다.
또한, 이 새로운 세정 기술을 응용한 피부 세정료를 4주간 계속 사용해, 피부의 살결을 평가했다. 그 결과, 세정 기술을 응용한 피부 세정료를 사용하는 전후에 피부의 살결이 개선되는 경향을 볼 수 있었다. 이것은 매일 피부에 부드럽게 오염을 제대로 제거하기 때문으로 생각된다.
이와 같이 새로운 세정 기술의 “피부에 대한 부드러움”과 “세정력”이 높은 수준으로 만족되는 것이 가능해진 이유는 이 새로운 세정 기술의 세정 성분 수용액 거동에 있다고 추정하고 있다. 특히 새로운 세정 기술에서는 계면활성제 분자가 회합하지 않고 단독으로 용해되어 있는 상태의 농도(모노머 농도)가 자사 기존 세정 기술과 비교해 1/10 정도로 낮고, 회합성이 높다는 것이 확인되었다.
이러한 성질의 세정 성분 수용액 거동이 상기 결과의 작용 발현에 중요한 요인으로 추정하고 있다. GTB

솔라-바이오-나노 폐수 처리 시스템
미시간주립대학(Michigan State University)의 연구팀은 휴대용 폐수처리 장치를 개발하는 프로젝트를 진행하고 있으며 연구팀은 미 국방부로부터 192만 달러의 지원을 받게 되었다.
솔라-바이오-나노 프로젝트라고 불리는 이번 연구는 미시간주립대학의 바이오시스템 및 농업공학부(biosystems and agri-cultural engineering)의 Wei Liao 교수팀에 의해 진행되고 있다. 이 프로젝트를 통해서 에너지를 생산하면서 동시에 음료용 물을 제공하는 새로운 장치가 개발될 것으로 기대된다. 이 프로젝트는 폐수 처리 장치의 미래를 여는 잠재적인 청사진을 제공하고 있다. 군사 활동 중에는 베이스 캠프나 가까운 해안에서 물을 공수하는 활동에 들어가는 비용은 갤런 당 평균 60달러의 비용이 든다. 휴대용의 자기 유지 시스템(self-sustaining system)은 군사 작전의 기동성을 증가시키고 동시에 비용 절감의 효과가 있다고 Liao 교수는 말했다.
“베이스 캠프에서 이러한 시스템을 옮기는 데에는 단지 작은 트럭만으로도 충분하고 이러한 것은 물과 연료에 대한 요구를 획기적으로 줄일 수 있을 것”이라고 Liao 교수는 말했다 또한 그는 “이러한 집적 장치는 약 600명에 필요한 물을 제공할 수 있으며 또한 많은 인구가 이러한 혜택을 볼 수 있기를 희망한다고 밝혔다.”
이번 집적장치는 세가지 주요한 구성으로 이루어졌다. 첫째, 솔라 유닛(solar unit)은 새로운 재료를 사용하여 종래의 태양열 장치보다 80% 이상 가벼운 시스템이 될 것이다. 둘째, 생물학적 변환 시스템은 연료로 사용될 수 있는 메탄을 만들기 위해서 음식물 찌꺼기와 폐수를 분해하는 과정을 담당한다. 마지막으로, 나노 필터 시스템은 생물학적인 과정을 거쳐서 음료용 물을 만들어는 내는 역할을 담당한다.
연구팀의 프로젝트가 군사 부분에서 성공적이라는 것이 입증된다면, 이러한 폐수처리 시스템은 농업분야를 비롯한 여러 분야에서 매우 큰 잠재력을 가지게 될 것이라고 Liao 교수는 말했다. Liao 교수는 이번 연구의 단기 및 장기적 목표에 대해서 다음과 같이 포부를 밝혔다. “단기 목표는 군사 작전의 기동성을 높이면서 그 비용을 줄이는 데 있으며 장기적인 목표는 농업 분야 및 도시의 음료용 물을 제공할 수 있는 첨단 시스템을 만들며 많은 사람들의 삶을 더욱 풍요롭게 하는 것이다.”
이번 프로젝트에는 같은 대학 화학과 교수인 Ilsoon Lee 박사와 기계공학부의 Abraham Engeda 교수가 협력 연구를 진행했다. 이 프로젝트는 미 국방부 전략환경연구센터 및 개발프로그램(DoD’s Strategic Environmental Research and Development Pro-gram)의 32개의 혁신 과제 중의 하나로서 재정적 지원을 받고 있다. GTB
밸러스트 물 정화 필터
대형 스프링식 개발 가속
모노베엔지니어링(千葉市 花見川區, 사장 物部長順)은 선박의 밸러스트 물을 정화하는 대형 스프링식 필터의 개발에 박차를 가한다. 일본의 2011년도 「전략적 기반기술 고도화 지원사업(서포인사업)」을 활용하여 대학이나 기업과 연대. 2014년의 실용화를 목표로 한다.
개발 중인 스프링식 필터는 스테인리스 제품으로 나선 사이의 아주 작은 공간에 바깥쪽에서 물을 들여보냄으로써 대장균 등을 제거한다. 물을 역류시키면 스프링에 모였던 오물을 제거할 수 있으므로 매 시 약 3000~3500톤을 배수할 경우 400개 정도를 사용한다.
앞으로는 심지용 쇠(芯金)나 연결용 쇠장식 등의 수지화를 중심으로 경량화와 제조 원가의 절감, 여과성능의 향상을 추진한다. 중량은 필터 한 개 당 5킬로~6킬로그램, 가격은 사용 개수의 합계로 선박 건조비용의 3% 이하로 낮춘다. 나노테크(縣葉縣 栢市), 이토精工(동 白井市), JFE테크노리서치(東京都 中央區), 日本大學, 九州大學이 협력한다.
서포인 사업의 채택에 관해서는 千葉縣 산업진흥센터가 사업관리기관이 되고, 千葉市산업진흥재단이 협력하는 기업이나 대학의 코디네이터 역할을 맡았다. 이 재단이 지원하여 시내의 기업이 서포인 사업의 채택을 받은 것은 처음. 일간공업

중국, 막오염을 획기적으로 줄인 여과 흡수 집성기술 개발
중국과학원 과정공정연구소와 광동중과보바이오기술유한회사가 공동으로 개발한 “막 여과・흡수 집성기술 및 응용”은 2011년 12월 28일, 광동 담강시에서 중국과학원에서 조직한 과학기술성과 평가를 통과하였다. 평가검수위원회는 Gao-congjie원사, Hou-li’an원사, Wang-shichang교수 등 9명의 각각 중국국가해양국 항주수처리기술연구개발센터, 제2포병공정디자인연구원, 천진대학, 중국과학원 광주지사, 상해응용물리연구소, 광주의약바이오와 건강연구원, 화학연구소, 중국이온교환수지연합회위원, 북경화공대학의 전문가들로 구성되었고 평가위원회의 책임자는 Gao-congjie원사가 담당하였다.
설비운영의 상황을 현지 조사를 진행한 후, 평가위원회 전문가들은 항목의 책임자 Wan-yinhua연구원의 연구제작기술 보고 및 항목 구성원의 사용보고와 과학기술보고를 듣고 관련자료를 심사하였으며 충분한 토론과 문의-답변 시간을 가졌다. 전문가들은 통일적으로 아래와 같은 결론을 얻었다.
- 이 항목은 혁신적으로 농도편극(Concentration polarization)을 이용하여 용해질이 고효율적인 농축을 실현하는 신형 막분리기술・막여과-흡수 집성기술을 제기
- 막이 여과하는 동시에 실시간으로 농도차 편극 층내의 농축 용액을 도출
- 따라서 막 오염제어, 고배율 농축, 바이오제품 활성 회수율과 과정에너지 소모를 낮추는 등 여러 가지 목적을 실현
- 이 기술은 전통적인 막 농축원리와 실시방식에 대한 혁신
- 뚜렷한 독창성과 자주적인 지적재산권을 가지고 있으며 이는 세계적으로 유사한 결과가 없었음
평가위원회는 “막 여과・흡수 집성기술 및 응용” 평가 검수에 전체가 동의하였으며 발명한 “막 여과・흡수 집성기술”은 국제 선진수준에 도달한다고 판단하였으며 이 기술의 보급응용사업을 시급히 진행할 것을 제안하였다.
농도차 편극은 막 분리과정에서 고유의 현상으로서 막통과량(膜通量)에 영향으로 주고 막오염(mebrane fouling)을 초래하는 핵심적 요소 중의 하나이다. 지금까지 학술계나 공업계에서는 대량의 인력, 자원을 투입하여 여러 방면으로부터 최대한으로 농도차 편극을 제거하거나 감소하려고 시도하였다. Wan-yinhua연구팀은 이전 연구결과들을 고찰하고 혁신적으로 농도차 편극 현상을 이용하는 신형 막 여과-흡수집성기술을 제출하였고 중국국가자연과학기금과 중국과학원 중대과학연구장비연구제작항목의 지원을 받아 연이어 “생물대분자 농축에 사용하는 초여과-흡수 집성기술과 장비”와 “해수담수화에 사용하는 역삼투-흡수 집성기술과 장비”를 개발하였고 바이오제품 농축, 해수자원이용 및 다른 관련산업을 위해 일종의 새로운 기술경로를 제공하였고 널리 보급화할 응용전망을 가지고 있다.
이번 평가회는 중국과학원 계획재무국 Cao-ning부국장이 조직하였으며 “막 여과ㆍ흡수 집성기술 및 응용” 항목이 얻은 성과에 대해 긍정적으로 받아들였고 이 항목의 산업화 사업을 다급히 추진할 것을 희망하였다. 과정공정연구소 Jiang-ming부소장은 이 항목이 하루빨리 보급응용이 실현되어 사회경제발전을 위해 과학기술 지원을 제공할 것을 제안하였다. GTB
의약원료 생산 시의  「수소화 반응」
새 촉매로 효율 향상
東京大學과 日光케미컬즈(東京都 中央區, 사장 關根茂)는 화장품이나 의약품 원료를 공업 생산할 때 시행하는 「수소화반응」을 고효율화하는 촉매를 개발했다. 팔라듐 탄소를 촉매로 한 종래의 공정에 비해 생산 원가를 20% 삭감할 수 있다고 한다. 실제 반응기에 대한 적용도 성공하여 2012년 내에 日光케미컬즈가 생산할 제품의 일부로 실용화한다.
개발한 촉매는 규소 원자가 쇠사슬 모양으로 연결된 폴리실란이라는 물질에, 직경 몇 나노미터의 팔라듐 입자를 고정화한 것.
이것을 카람(カラム, 통 모양 용기)에 충전하여 수소화반응을 시킨다. 종래의 팔라듐 탄소촉매와 비교해 고활성으로 쉽게 열화되지 않는다. 촉매를 교환하는 일 없이, 240시간 이상 연속 사용할 수 있다는 것을 확인했다. 안지름 100밀리미터의 반응기를 개발하여 실험할 결과, 제품 기준을 만족시키는 순도의 생성물을 얻을 수 있었다. 실용 프로세스에서는 안지름 200밀리미터의 반응기를 도입할 예정. 팔라듐 탄소 촉매를 사용하는 종래 방법은 촉매가 매회 열화되어 버린다. 재생하는데 폐기물 처리나 원가가 비싸진다는 것이 과제였다. 일간공업

 

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https://www.cerazine.net

 

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