• 제목/요약/키워드: Shirasu

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Development of geopolymer with pyroclastic flow deposit called Shirasu

  • Katpady, Dhruva Narayana;Takewaka, Koji;Yamaguchi, Toshinobu
    • Advances in materials Research
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    • 제4권3호
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    • pp.179-192
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    • 2015
  • The study presents a preliminary investigation on the applicability of Shirasu (a pyroclastic flow deposit characterized by high percentage of volcanic glass) in geopolymer. Comparative study on compressive strength and internal pore structure has been done between geopolymers with alkali activated Shirasu and fly ash as aluminosilicates. Mortar mix proportions are selected based on variations in ratio of alkaline activators to aluminosilicate and also on silica to alkali hydroxide ratio. From the experimental study, Shirasu geopolymer exhibited fairly good compressive strength. Mix proportion based on silica to alkali hydroxide ratio is observed to have profound effect on strength development.

Development of slag based Shirasu geopolymer

  • Katpady, Dhruva Narayana;Takewaka, Koji;Yamaguchi, Toshinobu
    • Computers and Concrete
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    • 제20권1호
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    • pp.77-84
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    • 2017
  • Shirasu, a pyroclastic flow deposit, showed considerable performance as aluminosilicate source in geopolymer, based on past research. However, the polymerization reactivity was somewhat lower compared to the traditional fly ash based geopolymer even though the long-term strength was fairly good. The present study concentrates on the development of higher initial strength performance of Shirasu based geopolymer by utilizing ground granulated blast furnace slag as an admixture. Mortars with various mix proportions were adopted to study the effect of parametric changes on strength development along with the addition of slag in different percentages. A combination of sodium hydroxide and sodium silicate was used as alkaline activators considering parameters like molar ratios of alkali to geopolymer water and silica to alkali molar ratio. The mortars were cured at elevated temperatures under different curing conditions to analyze the effect on strength development. Compressive strength test, mercury intrusion porosimetry and X-ray powder diffraction were carried out to assess the strength performance and microstructure of slag-Shirasu based geopolymer. Based on the experimental study, it was observed that the initial and long-term strength development of Slag-Shirasu geopolymer were improved by the addition of slag.

SPG 막유화법을 이용한 고분자 입자 제조기술의 동향 (Technology Trend for the Preparation of Polymeric Particles by SPG Technique)

  • 이상국;김성욱;최경호;임은희
    • Elastomers and Composites
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    • 제44권3호
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    • pp.222-231
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    • 2009
  • 단분산이면서 마이크로 크기의 입자로 쉽게 조절이 가능한 SPG (Shirasu porous glass) 막유화법이 최근 각광을 받고 있다. SPG 막유화법은 다중에멀젼, 단분산, 다양한 형태 등을 쉽게 제조할 수 있는 장점을 가지고 있어서 기능성 입자를 만드는데 적합한 방법으로 최근 적용분야로는 토너입자, 식품첨가제, 약물전달 등으로 적용분야가 넓다. SPG 막유화법에서 입자크기 및 형태 조절 요소로는 개시제, 첨가제, 단량체, 가교제, 중합금지제 등이 있으며, SPG의 장점인 단분산을 싼 단가로 대량생산에 접목시킬 수 있기 때문에 여러 분야에서 다양한 접근이 가능하다.

Membrane을 이용한 고분자 합성 신공정

  • 김중현
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1996년도 춘계 총회 및 학술발표회
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    • pp.1-4
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    • 1996
  • 유화제의 물리화학적인 성질을 이용하여 O/W와 W/O에멀젼을 제조하는 방법(예:PIT method, D-phase method)은 이제까지 많은 연구가 진행되어 왔으며, colloid mill, homogenizer, ultrasonic emulsifier와 같은 유화장치도 지속적으로 개발 및 개선되고 있다. 하지만 이들 방법은 공정의 정확한 조절이 어려우며, 제조된 에멀젼의 입자크기 분포가 다분산적(polydispersed)이라는 단점을 가지고 있다. 이를 극복하기 위한 방법으로 1980년대 중반에 일본에서 처음으로 개발된 막유화법이 있다. 이 기술은 pouous glass membrane 가운데 기공크기(pore size)가 균일한 SPG(Shirasu Porous Glass)막을 사용하여 균일한 입자분포를 가지는 에멀젼을 제조하는 것이다. 한편 막유화에 사용되는 막이 갖추어야 할 조건은 다음과 같다.

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막유화법에 의한 알지네이트 Microsphere의 제조 (Preparation of Alginate Microspheres Using Membrane Emulsification Method)

  • 염경호;최용한;다이엔 이 와일리
    • 멤브레인
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    • 제14권3호
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    • pp.218-229
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    • 2004
  • SPG (Shirasu porous glass) 관형 막이 설치된 회분식 막유화 장치를 사용하여 단분산 칼슘 알지네이트 미립자를 제조하기 위한 막유화 공정변수의 최적조건을 결정하였다. 막유화의 공정변수로는 연속상에 대한 분산상의 비율, 알지네이트 농도, 유화제의 종류와 농도, 안정제 농도, 가교제 농도, 교반속도, 막간 압력차 및 SPG 막의 세공크기로 설정하고, 이들 변수가 제조된 알지네이트 미립자의 입자 크기와 분포에 미치는 영향을 검토하였다. 막유화의 공정변수들 중에서 연속상에 대한 분산상의 비율, 막간 압력차 그리고 알지네이트 농도가 증가할수록 미립자의 크기가 증가하였다. 반면 유화제의 농도, 교반속도 그리고 가교제의 농도가 증가할수록 미립자의 크기가 감소하였다. 세공 크기 $2.9{\mu}\textrm{m}$인 SPG막을 사용한 경우 막유화의 공정변수 조절을 통해 최종적으로 평균 입자 크기 $6{\mu}\textrm{m}$, 크기 분산도 1.1인 단분산 알지네이트 미립자의 제조가 가능하였다.

막유화법에 의한 생분해성 Polycaprolactone 마이크로캡슐의 제조와 약물방출 특성 (Preparation of Polycaprolactone Microcapsules by Membrane Emulsification Method and Its Drug Release Properties)

  • 염경호;윤태호;김공수;조석형
    • 멤브레인
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    • 제17권1호
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    • pp.67-79
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    • 2007
  • SPG (Shirasu porous glass) 관형 막이 설치된 회분식 막유화 장치를 사용하여 이온성 약물이 담지된 단분산 polycaprolactone (PCL) 마이크로캡슐을 제조하기 위한 막유화 공정변수의 최적조건을 결정하였다. 마이크로캡슐에 담지된 이온성 약물로는 양이온성인 lidocaine-hydrochloride, 중성인 sodium salicylate와 음이온성인 4-acetaminophen의 3가지를 사용하였으며, PCL 마이크로캡슐로부터 이들 모델약물의 방출거동을 검토하였다. 캡슐제조에 사용된 PCL의 농도와 분자량, 막간 압력차, 분산상과 연속상에 첨가시킨 유화제의 농도, 연속상의 교반속도가 막유화법으로 제조된 PCL 캡슐의 크기와 크기분포에 미치는 영향을 검토하였다. 이들 공정변수의 조절을 통해 평균 크기 약 $5\;{\mu}m$의 균일한 마이크로캡슐을 제조할 수 있었다. 약물 방출실험 결과 산성조건에서 알칼리조건으로 방출환경이 변화됨에 따라 약물 방출속도가 증가하였다.

Evaluation of Time-Temperature Integrators (TTIs) with Microorganism- Entrapped Microbeads Produced Using Homogenization and SPG Membrane Emulsification Techniques

  • Mijanur Rahman, A.T.M.;Lee, Seung Ju;Jung, Seung Won
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제25권12호
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    • pp.2058-2071
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    • 2015
  • A comparative study was conducted to evaluate precision and accuracy in controlling the temperature dependence of encapsulated microbial time-temperature integrators (TTIs) developed using two different emulsification techniques. Weissela cibaria CIFP 009 cells, immobilized within 2% Na-alginate gel microbeads using homogenization (5,000, 7,000, and 10,000 rpm) and Shirasu porous glass (SPG) membrane technologies (10 μm), were applied to microbial TTIs. The prepared micobeads were characterized with respect to their size, size distribution, shape and morphology, entrapment efficiency, and bead production yield. Additionally, fermentation process parameters including growth rate were investigated. The TTI responses (changes in pH and titratable acidity (TA)) were evaluated as a function of temperature (20℃, 25℃, and 30℃). In comparison with conventional methods, SPG membrane technology was able not only to produce highly uniform, small-sized beads with the narrowest size distribution, but also the bead production yield was found to be nearly 3.0 to 4.5 times higher. However, among the TTIs produced using the homogenization technique, poor linearity (R2) in terms of TA was observed for the 5,000 and 7,000 rpm treatments. Consequently, microbeads produced by the SPG membrane and by homogenization at 10,000 rpm were selected for adjusting the temperature dependence. The Ea values of TTIs containing 0.5, 1.0, and 1.5 g microbeads, prepared by SPG membrane and conventional methods, were estimated to be 86.0, 83.5, and 76.6 kJ/mol, and 85.5, 73.5, and 62.2 kJ/mol, respectively. Therefore, microbial TTIs developed using SPG membrane technology are much more efficient in controlling temperature dependence.

막유화 에멀젼-겔 공정에 의한 실리카 입자의 제조 (Preparation of Silica Particles by Emulsion-Gel Process Using Membrane Emulsification)

  • 연송희;염경호
    • 멤브레인
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    • 제20권2호
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    • pp.87-96
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    • 2010
  • 세공 크기가 2.6 ${\mu}m$인 SPG (Shirasu porous glass) 막이 설치된 실험실 규모의 막유화 장치를 사용하여 막유화 에멀젼-겔 공정의 변수 조절을 통해 구형상의 실리카 입자를 제조하였다. 막유화 에멀젼-겔 공정의 변수로는 분산상 압력, 연속상 내 안정제 및 유화제의 농도, $H_2O$/TEOS 비율 및 연속상에 대한 분산상의 비율로 설정하고, 이들 변수가 제조된 실리카 입자의 크기와 분포에 미치는 영향을 검토하였다. 막유화의 공정변수들 중에서 분산상 압력과 연속상에 대한 분산상의 비가 증가할수록 실리카 입자의 크기가 증가하였다. 반면 안정제 및 유화제의 농도, $H_2O$/TEOS 비가 증가할수록 입자의 크기가 감소하였다. 막유화 에멀젼-겔 공정변수의 조절을 통해 최종적으로 평균 입자 크기가 3 ${\mu}m$인 비교적 입도분포가 균일한 구형상의 실리카 입자 제조가 가능하였다.

막유화법을 이용한 실리카 마이크로겔의 제조 (Preparation of Silica Microgels Using Membrane Emulsification Method)

  • 염경호;곽노신
    • 멤브레인
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    • 제19권2호
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    • pp.122-128
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    • 2009
  • 세공경 $1.5{\mu}m$인 SPG (Shirasu porous glass) 막이 설치된 실험실 규모의 막유화 장치를 사용하여 구(球) 형상의 단분산 실리카 마이크로겔을 제조하기 위한 막유화 공정변수의 최적조건을 결정하였다. 막유화의 공정변수로는 분산상 내규산소다의 농도, 분산상 압력, 연속상에 대한 분산상의 비율, 연속상 내 유화제의 농도, 연속상의 교반속도로 설정하고, 이들 변수가 제조된 실리카 마이크로겔의 입자 크기와 분포에 미치는 영향을 검토하였다. 막유화의 공정변수들 중에서 연속상에 대한 분산상의 비율, 분산상 압력 및 분산상 내 규산소다의 농도가 증가할수록 겔 입자의 크기가 증가하였다. 반면 유화제의 농도와 연속상의 교반속도가 증가할수록 겔 입자의 크기가 감소하였다. 막유화의 공정변수 조절을 통해 최종적으로 평균 입자 크기가 $6{\mu}m$인 입도분포가 균일한 구 형상의 실리카 마이크로겔을 제조할 수 있었다.

회전 막유화에 의한 알지네이트 미소 구체의 제조 (Preparation of Alginate Microspheres by Rotating Membrane Emulsification)

  • 민경원;염경호
    • 멤브레인
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    • 제31권1호
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    • pp.52-60
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    • 2021
  • SPG (Shirasu porous glass) 원통형 막을 회전 시키는 회전 막유화를 사용하여 칼슘 알지네이트 미소 구체를 제조할 때, 단분산 미소 구체를 제조하기 위한 회전 막유화 공정변수들의 최적 조건을 결정하였다. 회전 막유화의 공정 변수로는 막의 회전 속도, 막간 압력차, 연속상에 대한 분산상의 비율, 알지네이트 농도, 유화제의 농도, 안정제 농도, 가교제 농도 및 막의 세공 크기를 설정하고, 이들 변수로 제조된 알지네이트 미소 구체의 크기와 단분산성에 미치는 영향을 검토하였다. 이 결과 회전 막유화의 공정 변수들 중에서 막모듈의 회전 속도, 유화제의 농도, 가교제의 농도가 증가 할수록 미소 구체의 크기가 감소하였으며, 반면에 연속상에 대한 분산상의 비율, 막간 압력차, 알지네이트 농도가 증가할수록 미소 구체의 크기가 증가하였다. 세공 크기 3.2 ㎛인 SPG막을 사용한 회전 막유화에서 공정변수 조절을 통해 최종적으로 입자 크기가 4.5 ㎛의 단분산 알지네이트 미소 구체의 제조가 가능하였다.