JPH0398627A - セラミックフィルタの製造方法 - Google Patents
セラミックフィルタの製造方法Info
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- JPH0398627A JPH0398627A JP23774989A JP23774989A JPH0398627A JP H0398627 A JPH0398627 A JP H0398627A JP 23774989 A JP23774989 A JP 23774989A JP 23774989 A JP23774989 A JP 23774989A JP H0398627 A JPH0398627 A JP H0398627A
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は限外濾過膜、精密濾過膜等に使用されるセラミ
ックフィルタに関する。
ックフィルタに関する。
(従来技術〉
従来各種の分野に使用される濾過膜として、機械的強度
が高く、かつ耐熱性および耐蝕性に優れたセラミックフ
ィルタがある。かかるセラミックフィルタにおいては、
非処理流体の透過時の流通抵抗を可能なかぎり小さくす
るため、細孔径の大きな多孔質支持体の一側または両測
に¥i過能を有する薄膜を固着した複層構造のフィルタ
が一般であり、上記薄膜は被処理流体の種類により選定
される.本発明が対象とする限外濾過膜、精密濾過膜等
に適した無機多孔質膜においては、上記薄膜として細孔
径がIA〜1000^の範囲にあるものが選定されるべ
きものである。また、かかるセラミックフィルタにおい
ては端部を透して被処理液と濾液との接触、混合を避け
るため、端部を封止剤により無孔化されることが多い。
が高く、かつ耐熱性および耐蝕性に優れたセラミックフ
ィルタがある。かかるセラミックフィルタにおいては、
非処理流体の透過時の流通抵抗を可能なかぎり小さくす
るため、細孔径の大きな多孔質支持体の一側または両測
に¥i過能を有する薄膜を固着した複層構造のフィルタ
が一般であり、上記薄膜は被処理流体の種類により選定
される.本発明が対象とする限外濾過膜、精密濾過膜等
に適した無機多孔質膜においては、上記薄膜として細孔
径がIA〜1000^の範囲にあるものが選定されるべ
きものである。また、かかるセラミックフィルタにおい
ては端部を透して被処理液と濾液との接触、混合を避け
るため、端部を封止剤により無孔化されることが多い。
しかして、多孔質支持体の一側に薄膜を形成するには、
薄膜形成成分の粉体のスラリーを多孔質支持体の一側に
コーティングしてこれを焼成する手段が採られるが、ス
ラリー中の粒子が大きいことからかかる手段にて形成さ
れる薄膜の細孔径は大きく、上記した範囲の細孔径を有
する薄膜を形成することは難しい.このため、かかる極
めて微細な細孔径を有する多孔質膜を製造する方法とし
て、特開昭59−59223号公報および特開昭60−
180979号公報に示された方法が提案されている。
薄膜形成成分の粉体のスラリーを多孔質支持体の一側に
コーティングしてこれを焼成する手段が採られるが、ス
ラリー中の粒子が大きいことからかかる手段にて形成さ
れる薄膜の細孔径は大きく、上記した範囲の細孔径を有
する薄膜を形成することは難しい.このため、かかる極
めて微細な細孔径を有する多孔質膜を製造する方法とし
て、特開昭59−59223号公報および特開昭60−
180979号公報に示された方法が提案されている。
前者の方法は、多孔質体の細孔中に液状のアルミニウム
アルコラートまたはアルミニウムキレーl・を含浸させ
た後、加水分解してベーマイl・・ゲルとしその後焼成
する方法であり、また後者の方法は多孔質体の細孔中に
上記化合物を加水分解して得たアルミナゾルを含浸させ
た後、乾燥および焼成する方法である。これら両者の方
法はいずれも多孔質体中の大径の細孔にアルミナゲルを
充填して微細な細孔を残存させようとするものである.
また、有機金属化合物を加水分解しまたはシリカ微粉を
分散させて得たゾル液を基材の表面にコーティングして
ゲル層を形成し、これを焼成して超微細な細孔のガラス
状薄膜を形成する方法が刊行物「応用物理第55巻第7
号第693頁〜第696頁」に示されている。
アルコラートまたはアルミニウムキレーl・を含浸させ
た後、加水分解してベーマイl・・ゲルとしその後焼成
する方法であり、また後者の方法は多孔質体の細孔中に
上記化合物を加水分解して得たアルミナゾルを含浸させ
た後、乾燥および焼成する方法である。これら両者の方
法はいずれも多孔質体中の大径の細孔にアルミナゲルを
充填して微細な細孔を残存させようとするものである.
また、有機金属化合物を加水分解しまたはシリカ微粉を
分散させて得たゾル液を基材の表面にコーティングして
ゲル層を形成し、これを焼成して超微細な細孔のガラス
状薄膜を形成する方法が刊行物「応用物理第55巻第7
号第693頁〜第696頁」に示されている。
一方多孔質支持体の端部を封止剤にて無孔化するには、
各種の封止剤のスラリーを上記した端部にコーティング
してこれを焼成する方法が採られ、また封止剤としては
耐蝕性に優れていること、有害組或を含まないこと等か
らB203・Na20、Si02・Al20,等が用い
られる。これらの封止剤はコーティング後の焼成温度が
高いほど耐蝕性に優れたものとなり、一般に焼成温度は
1000℃〜1500℃である。
各種の封止剤のスラリーを上記した端部にコーティング
してこれを焼成する方法が採られ、また封止剤としては
耐蝕性に優れていること、有害組或を含まないこと等か
らB203・Na20、Si02・Al20,等が用い
られる。これらの封止剤はコーティング後の焼成温度が
高いほど耐蝕性に優れたものとなり、一般に焼成温度は
1000℃〜1500℃である。
(発明が解決しようとする課題〉
ところで、上記した両公報に示された方法においては同
公報にも明記されているように、多孔質体中の大径の細
孔内へのアルミナゲルの充填が十分には行えないととも
に乾燥または焼成時の収縮によりアルミナゲルにひび割
れが生じ易く、ビンホール、クラック等の発生が多くて
目的とする濾過能を有するフィルタは得られないことが
多い。
公報にも明記されているように、多孔質体中の大径の細
孔内へのアルミナゲルの充填が十分には行えないととも
に乾燥または焼成時の収縮によりアルミナゲルにひび割
れが生じ易く、ビンホール、クラック等の発生が多くて
目的とする濾過能を有するフィルタは得られないことが
多い。
また、上記した刊行物に示された所謂ゾルーゲル法によ
る薄膜の形成には、ゾル液中のコロイド粒子がIOA〜
IOOOAと超微粒であることがら基材として無孔質ま
たは超微細な細孔の基材が用いられ、細孔径の大きな多
孔質支持体の表面にゾル液をコーティングしてゲル層を
形戒することは難しく、かつゾル液に多孔質支持体を浸
漬するディップコーティングによりゾル液をコーティン
グしてゲル層を形戒し得るが、その後焼或により形戊さ
れた薄膜と支持体との結合強度がかならずしも十分では
なく、かつコーティング後支持体をゾル液から引上げる
際にコーティングされたゾル液が垂れ下がり、支持体の
両端部においてはゲル層の厚みに大きな差が生じる.従
って、ゾルーゲル法によるディップコーティングによっ
て薄膜を形戒する方法を採る場合には以下の工程を採る
ことになる。すなわち、 (1)多孔質支持体の一側にゾル液をコーティングして
ゲル層を形或する。
る薄膜の形成には、ゾル液中のコロイド粒子がIOA〜
IOOOAと超微粒であることがら基材として無孔質ま
たは超微細な細孔の基材が用いられ、細孔径の大きな多
孔質支持体の表面にゾル液をコーティングしてゲル層を
形戒することは難しく、かつゾル液に多孔質支持体を浸
漬するディップコーティングによりゾル液をコーティン
グしてゲル層を形戒し得るが、その後焼或により形戊さ
れた薄膜と支持体との結合強度がかならずしも十分では
なく、かつコーティング後支持体をゾル液から引上げる
際にコーティングされたゾル液が垂れ下がり、支持体の
両端部においてはゲル層の厚みに大きな差が生じる.従
って、ゾルーゲル法によるディップコーティングによっ
て薄膜を形戒する方法を採る場合には以下の工程を採る
ことになる。すなわち、 (1)多孔質支持体の一側にゾル液をコーティングして
ゲル層を形或する。
(′;Aゲル層を焼威して薄膜を形成する。
(3)得られた多孔質膜の両端部を所定長さ切断して、
切断後の両端部に封止剤のスラリーをコーティングする
。
切断後の両端部に封止剤のスラリーをコーティングする
。
(4)コーティングした封止剤を焼或して無孔化する。
しかしながら、かかる方法においては、(2)工程のゲ
ル層の焼成温度は微細孔の大きさおよび薄膜の剥離強度
の点から300℃〜800℃が好ましく、一方0)工程
の封止剤の焼或温度は好適な封II:.剤の耐蝕性の点
から1000℃〜1500℃が好ましいことから、薄膜
および封止剤の特性の少なくとも一方を犠牲にした焼成
温度を採らざるを得ない。
ル層の焼成温度は微細孔の大きさおよび薄膜の剥離強度
の点から300℃〜800℃が好ましく、一方0)工程
の封止剤の焼或温度は好適な封II:.剤の耐蝕性の点
から1000℃〜1500℃が好ましいことから、薄膜
および封止剤の特性の少なくとも一方を犠牲にした焼成
温度を採らざるを得ない。
また、これらの方法とは別に以下の工程を採ることも考
えられる。すなわち、 (1’)多孔質支持体の両端部に封止剤のスラリーをコ
ーティングする。
えられる。すなわち、 (1’)多孔質支持体の両端部に封止剤のスラリーをコ
ーティングする。
(2′)コーティングした封止剤を焼成して無孔化する
。
。
(3′)端部を無孔化された多孔質支持体の一側にゾル
液をコーティングしてゲル層を形戒する。
液をコーティングしてゲル層を形戒する。
(4′)ゲル層を焼成して薄膜を形成する。
しかしながら、かかる方法においてはデイツブコーティ
ング法に起因して特に薄膜の無孔化部位との境の結合が
弱く、当該部位にクラツクや薄膜の剥離が発生する. 従って、本発明の目的はこれらの問題に対処しようとす
るもので、限外濾過膜、精密濾過膜等に有効なセラミッ
クフィルタの製造方法を提供することにある. (課題を解決するための手段) 本発明は、セラミックの多孔質支持体の一側にコロイド
粒子のゲル層を前駆体とする孔径1^〜1000^の細
孔を有するセラミックの薄膜を備え、端部が封止剤にて
無孔化されているセラミックフィルタの製造方法であり
、下記(1)〜(4)の工程を備えていることを特徴と
するものである。
ング法に起因して特に薄膜の無孔化部位との境の結合が
弱く、当該部位にクラツクや薄膜の剥離が発生する. 従って、本発明の目的はこれらの問題に対処しようとす
るもので、限外濾過膜、精密濾過膜等に有効なセラミッ
クフィルタの製造方法を提供することにある. (課題を解決するための手段) 本発明は、セラミックの多孔質支持体の一側にコロイド
粒子のゲル層を前駆体とする孔径1^〜1000^の細
孔を有するセラミックの薄膜を備え、端部が封止剤にて
無孔化されているセラミックフィルタの製造方法であり
、下記(1)〜(4)の工程を備えていることを特徴と
するものである。
(1)前記多孔質支持体の端部に封止剤のスラリーをコ
ーティングする。
ーティングする。
(2)コーティングされた封止剤を焼成して前記多孔質
支持体の端部を無孔化する。
支持体の端部を無孔化する。
(3)端部を無孔化された多孔質支持体の一側に有機バ
インダーを含有する前記コロイド粒子のゾル液を供給し
、同支持体の両側間の圧力差によりコーティングして前
記コロイド粒子のゲル層を形成する. (4)前記ゲル層を焼成して薄膜を形成する.しかして
、本発明において封止剤としてはSI02^1203を
主成分とするフリットが好ましく、その好ましい焼成温
度は1000℃〜1500℃である.また、ゾル液は金
属アルコキシド等有機金属化合物を適宜の溶媒中で加水
分解することにより、また金属水酸化物、無機質微粉を
適宜の溶媒に分散させて形戒される。有機バインダーは
セラミックの成形分野で使用される結合剤、粘結剤等が
好適で、具体的にはポリビニルアルコール、ポリエチレ
ングリコール、メチルセルロース、デンプン等を挙げる
ことができる。かかるゾル液をコーティングして形或さ
れたゲル層の好ましい焼或温度は300゜C〜800゜
Cである。
インダーを含有する前記コロイド粒子のゾル液を供給し
、同支持体の両側間の圧力差によりコーティングして前
記コロイド粒子のゲル層を形成する. (4)前記ゲル層を焼成して薄膜を形成する.しかして
、本発明において封止剤としてはSI02^1203を
主成分とするフリットが好ましく、その好ましい焼成温
度は1000℃〜1500℃である.また、ゾル液は金
属アルコキシド等有機金属化合物を適宜の溶媒中で加水
分解することにより、また金属水酸化物、無機質微粉を
適宜の溶媒に分散させて形戒される。有機バインダーは
セラミックの成形分野で使用される結合剤、粘結剤等が
好適で、具体的にはポリビニルアルコール、ポリエチレ
ングリコール、メチルセルロース、デンプン等を挙げる
ことができる。かかるゾル液をコーティングして形或さ
れたゲル層の好ましい焼或温度は300゜C〜800゜
Cである。
(発明の作用・効果)
本発明の製造方法においては、ゾル液を多孔質支持体の
一側に供給し、同支持体の両側間の圧力差を利用してコ
ーティングしてゲル層を形成するものであるが、一般に
ゾル液をかかる方法により支持体にコーティングすると
、支持体の細孔径が大きいためゾル液中のコロイド粒子
が支持体を透過してコーティング不能であるか、または
コーティングの歩留まりが非常に悪い。しかしながら、
本発明においては有機バインダーを含むゾル液を使用し
ているため、ゾル液中のコロイド粒子は支持体の表面に
付着してゲル層を形成するとともに、支持体の両側間の
圧力差により支持体の表面に開口する細孔内に侵入し、
ゲル層はその裏側に支持体の表面に侵入した強度の高い
結合状態となる。
一側に供給し、同支持体の両側間の圧力差を利用してコ
ーティングしてゲル層を形成するものであるが、一般に
ゾル液をかかる方法により支持体にコーティングすると
、支持体の細孔径が大きいためゾル液中のコロイド粒子
が支持体を透過してコーティング不能であるか、または
コーティングの歩留まりが非常に悪い。しかしながら、
本発明においては有機バインダーを含むゾル液を使用し
ているため、ゾル液中のコロイド粒子は支持体の表面に
付着してゲル層を形成するとともに、支持体の両側間の
圧力差により支持体の表面に開口する細孔内に侵入し、
ゲル層はその裏側に支持体の表面に侵入した強度の高い
結合状態となる。
また支持体の両側間の圧力差を利用してゾル液を支持体
の一側にコーティングする方法は、従来のディップコー
ティング法に比較して一定の品質のゲル層を形或し易く
、かつ大型の支持体に対しても容易にコーティングし得
るため、この種無機多孔質膜の量産化に適している。
の一側にコーティングする方法は、従来のディップコー
ティング法に比較して一定の品質のゲル層を形或し易く
、かつ大型の支持体に対しても容易にコーティングし得
るため、この種無機多孔質膜の量産化に適している。
従って、かかるゾル液のコーティング法を採用すればゲ
ル層を焼成してなる薄膜も全長にわたって均等で、ゾル
液のコーティングに先立って多孔質支持体の端部を封止
剤により無孔化しておくことができ、これにより前工程
である封止剤の焼成温度を最適の1000℃〜1500
℃という高温にすることができ、かつ後工程であるゲル
層の焼成温度を最適の300℃〜800℃という中程度
の温度にすることができて、優れたセラミックフィルタ
が得られる。この場合薄膜の多孔質支持体への結合強度
が高いので、薄膜の無孔化部位との境の結合強度も当然
に高く、当該部位にクラックや薄膜の剥離が発生するこ
とはない。
ル層を焼成してなる薄膜も全長にわたって均等で、ゾル
液のコーティングに先立って多孔質支持体の端部を封止
剤により無孔化しておくことができ、これにより前工程
である封止剤の焼成温度を最適の1000℃〜1500
℃という高温にすることができ、かつ後工程であるゲル
層の焼成温度を最適の300℃〜800℃という中程度
の温度にすることができて、優れたセラミックフィルタ
が得られる。この場合薄膜の多孔質支持体への結合強度
が高いので、薄膜の無孔化部位との境の結合強度も当然
に高く、当該部位にクラックや薄膜の剥離が発生するこ
とはない。
(実施例)
以下本発明を図面に基づいて説明するに、第1図にはゾ
ル液の多孔質支持体へのコーティング装置が示され、第
2図および第3図は本発明に係るセラミックフィルタお
よびこれに対応する比較例に係るセラミックフィルタの
断面の電子顕微鏡写真、第4図および第5図はこれらフ
ィルタの表面の電子顕微鏡写真である。
ル液の多孔質支持体へのコーティング装置が示され、第
2図および第3図は本発明に係るセラミックフィルタお
よびこれに対応する比較例に係るセラミックフィルタの
断面の電子顕微鏡写真、第4図および第5図はこれらフ
ィルタの表面の電子顕微鏡写真である。
(1)コーティング装置
第1図に示すコーティング装置IOは特開昭61−23
8315号公報に示された装置に類似するもので、圧力
容器11内に筒状の多孔質支持体Aの保持機1if4
1 0 aを収容してなる。保持機構lOaは上下一対
の支持板12a、12bと複数の連結ボルト13a、1
3b・・・とを備え、これらの連結ボルト13a、13
b・・・にて両支持板12a、12bを互いに連結する
ことにより、支持体Aが両支持板12a、12bにて挟
持される.下側支持板12aにはコーティング液Bを収
容するタンク14に接続する供給バイブ15aが接続さ
れており、同バイプ15aは支持体Aの下端部にて開口
し供給ボンブ15bの駆動によりタンク14内のコーテ
ィング液Bを支持体Aに供給する。なお、供給パイブ1
5aには排出パイプ15cが接続されており、同パイプ
15cはコーティング作業終了後支持体A内のコーティ
ング液Bをタンク14内に排出する。
8315号公報に示された装置に類似するもので、圧力
容器11内に筒状の多孔質支持体Aの保持機1if4
1 0 aを収容してなる。保持機構lOaは上下一対
の支持板12a、12bと複数の連結ボルト13a、1
3b・・・とを備え、これらの連結ボルト13a、13
b・・・にて両支持板12a、12bを互いに連結する
ことにより、支持体Aが両支持板12a、12bにて挟
持される.下側支持板12aにはコーティング液Bを収
容するタンク14に接続する供給バイブ15aが接続さ
れており、同バイプ15aは支持体Aの下端部にて開口
し供給ボンブ15bの駆動によりタンク14内のコーテ
ィング液Bを支持体Aに供給する。なお、供給パイブ1
5aには排出パイプ15cが接続されており、同パイプ
15cはコーティング作業終了後支持体A内のコーティ
ング液Bをタンク14内に排出する。
一方、上側支持板12bにはタンク14上に臨む流出バ
イプ16aが接続されており、同パイブ16aは支持体
Aの上端部に開口し支持体Aからオーバーフローするコ
ーティング液Bをタンク14内へ還流させる。また、圧
力容器11の一側上部には真空ボンプ17aに接続した
排気バイブ17bが接続され、真空ボンプ17aの駆動
により圧力容器11内が所望の圧力に減圧される。圧力
容器11の一側には水量計17cが取付けられており、
同水量計17cはコーティング作業時支持体Aを透過し
て圧力容器11内に流出する水量を表示する. 当該コーティング装置においては、流出パイプ16aが
有する絞り弁16bを全開にした状態にてボンプ15b
を駆動してコーティング液Bを支持体A内に供給し、コ
ーティング液Bが支持体Aの上端部に達した時点で真空
ボンプ17aを駆動させて圧力容器11内を減圧にする
とともに、絞り弁16bを所定量絞ってコーティング液
Bを支持体A内を加圧状態で上方へ循環させる。これに
より、支持体Aの内外側に圧力差が生じ、この圧力差に
よりコーティング液B中の水分が支持体Aを透過して圧
力容器11内に流出し、この間コーティング液B中の薄
膜形成成分が支持体Aの内周面に担持されて薄膜が形戒
される。なお、薄膜の膜厚は圧力容器ll内に流出する
水量に比例するため、水量計17cにて表示される水量
に基づいて膜厚が調整される。薄膜の膜厚が所定の厚さ
になった時点で、供給ボンブ15bを停止した後、絞り
弁16bを全開とし、かつ排出パイブ15cが有する開
閉弁15dを開放し、その後減圧脱水を数分間行い真空
ポンブ17aの駆動を停止させる.これにより、支持体
A内のコーティング液Bが排出パイブ15cを通してタ
ンク14内へ排出され、コーティング作業が終了する. なお、本発明においてはコーティング液Bとしてゾル液
を使用するものであり、支持体Aの内周面にはゾル液中
のコロイド粒子が担持されてゲル層が形成される. (2]多孔質支持体A al :平均粒子径30μmのアルミナを主成分とする
焼成された円筒体(外径30mm、内径24mm、長さ
500mn+ 、最大気孔径7μm〉の内周面に、平均
粒子径3,0μmのアルミナを主成分とする粒体に有機
バインダーを添加して調製した水分80wt%のスラリ
ーを第1図に示す装置を用いてコーティングして中間層
を形成し、これを1500℃で焼成して千均細孔径lJ
imとする. a2 :支持体a1の両端部に封止剤のスラリーをコー
ティングし、これを1300℃で焼成して両端部を無孔
化する。
イプ16aが接続されており、同パイブ16aは支持体
Aの上端部に開口し支持体Aからオーバーフローするコ
ーティング液Bをタンク14内へ還流させる。また、圧
力容器11の一側上部には真空ボンプ17aに接続した
排気バイブ17bが接続され、真空ボンプ17aの駆動
により圧力容器11内が所望の圧力に減圧される。圧力
容器11の一側には水量計17cが取付けられており、
同水量計17cはコーティング作業時支持体Aを透過し
て圧力容器11内に流出する水量を表示する. 当該コーティング装置においては、流出パイプ16aが
有する絞り弁16bを全開にした状態にてボンプ15b
を駆動してコーティング液Bを支持体A内に供給し、コ
ーティング液Bが支持体Aの上端部に達した時点で真空
ボンプ17aを駆動させて圧力容器11内を減圧にする
とともに、絞り弁16bを所定量絞ってコーティング液
Bを支持体A内を加圧状態で上方へ循環させる。これに
より、支持体Aの内外側に圧力差が生じ、この圧力差に
よりコーティング液B中の水分が支持体Aを透過して圧
力容器11内に流出し、この間コーティング液B中の薄
膜形成成分が支持体Aの内周面に担持されて薄膜が形戒
される。なお、薄膜の膜厚は圧力容器ll内に流出する
水量に比例するため、水量計17cにて表示される水量
に基づいて膜厚が調整される。薄膜の膜厚が所定の厚さ
になった時点で、供給ボンブ15bを停止した後、絞り
弁16bを全開とし、かつ排出パイブ15cが有する開
閉弁15dを開放し、その後減圧脱水を数分間行い真空
ポンブ17aの駆動を停止させる.これにより、支持体
A内のコーティング液Bが排出パイブ15cを通してタ
ンク14内へ排出され、コーティング作業が終了する. なお、本発明においてはコーティング液Bとしてゾル液
を使用するものであり、支持体Aの内周面にはゾル液中
のコロイド粒子が担持されてゲル層が形成される. (2]多孔質支持体A al :平均粒子径30μmのアルミナを主成分とする
焼成された円筒体(外径30mm、内径24mm、長さ
500mn+ 、最大気孔径7μm〉の内周面に、平均
粒子径3,0μmのアルミナを主成分とする粒体に有機
バインダーを添加して調製した水分80wt%のスラリ
ーを第1図に示す装置を用いてコーティングして中間層
を形成し、これを1500℃で焼成して千均細孔径lJ
imとする. a2 :支持体a1の両端部に封止剤のスラリーをコー
ティングし、これを1300℃で焼成して両端部を無孔
化する。
a,:支持体a1の内周面に、平均粒子径0.6μmの
アルミナを主成分とする粉体に有機バインダーを添加し
て調製した水分95wt%のスラリーを第1図に示す装
置を用いてコーティングし第2の中間層を形成し、これ
を1400℃で焼成して平均細孔径0.2μmとする. a4:支持体a3の両端部に封止剤のスラリーをコーテ
ィングし、これをl300℃で焼成して両端部を無孔化
する。なお、これらのコーティング方法においてはコー
ティングに先立って支持体を水中で3時間煮沸して脱泡
し、また圧力容器11内の真空度を730mmHg〜7
40+*m}Ig 、懸濁液の支持体の内周面に対する
液圧を2kg/co+2、その流動接触時間を1分20
秒間とするとともに、懸濁液排出後上記真空下で5分間
減圧脱水している.また、支持体al 、a3について
は後述する薄膜形成後に両端部に封止剤のスラリーをコ
ーティングし、これを1300℃で焼成して両端部を無
孔化している. (3)封止剤のスラリー 封止剤としてS i02・AI203を主成分とするフ
リ?トを用い、この平均粒子径0.5μmの粉体60w
t%と、有機バインダーであるポリカルボン酸アンモニ
ウム0.5wt%およびメチルセルロース0.5wt%
とを水に添加してスラリーを調製した。
アルミナを主成分とする粉体に有機バインダーを添加し
て調製した水分95wt%のスラリーを第1図に示す装
置を用いてコーティングし第2の中間層を形成し、これ
を1400℃で焼成して平均細孔径0.2μmとする. a4:支持体a3の両端部に封止剤のスラリーをコーテ
ィングし、これをl300℃で焼成して両端部を無孔化
する。なお、これらのコーティング方法においてはコー
ティングに先立って支持体を水中で3時間煮沸して脱泡
し、また圧力容器11内の真空度を730mmHg〜7
40+*m}Ig 、懸濁液の支持体の内周面に対する
液圧を2kg/co+2、その流動接触時間を1分20
秒間とするとともに、懸濁液排出後上記真空下で5分間
減圧脱水している.また、支持体al 、a3について
は後述する薄膜形成後に両端部に封止剤のスラリーをコ
ーティングし、これを1300℃で焼成して両端部を無
孔化している. (3)封止剤のスラリー 封止剤としてS i02・AI203を主成分とするフ
リ?トを用い、この平均粒子径0.5μmの粉体60w
t%と、有機バインダーであるポリカルボン酸アンモニ
ウム0.5wt%およびメチルセルロース0.5wt%
とを水に添加してスラリーを調製した。
(41薄膜原料
bI :平均粒子径0.8μmのアルミナを主戒分とす
る粉体と有機バインダー(ポリカルボン酸アンモニウム
lwt%、ポリアクリル酸アンモニウムLwt%)を添
加した水分95wt%のスラリー b2:平均粒子径0.1μmのチタニアを主成分とする
粉体とポリカルボン酸アンモニウム2Wt%を添加した
水分98wt%のスラリーb3:TiO■換算で0.0
5wt%のTi02系ゾル液で、有機バインダーである
ポリビニルアルコール0.5wt%、消泡剤であるn−
オクチルアルコール0.05wt%を含有する水分99
.4wt%のゾル液(なお、かかるゾル液は下記の方法
により調製)。
る粉体と有機バインダー(ポリカルボン酸アンモニウム
lwt%、ポリアクリル酸アンモニウムLwt%)を添
加した水分95wt%のスラリー b2:平均粒子径0.1μmのチタニアを主成分とする
粉体とポリカルボン酸アンモニウム2Wt%を添加した
水分98wt%のスラリーb3:TiO■換算で0.0
5wt%のTi02系ゾル液で、有機バインダーである
ポリビニルアルコール0.5wt%、消泡剤であるn−
オクチルアルコール0.05wt%を含有する水分99
.4wt%のゾル液(なお、かかるゾル液は下記の方法
により調製)。
チタニウムイソブロポキシド0.555mlをイオン?
換水55.5mol中に添加して約85℃の温度で0.
5時間加水分解し、次いでこれに硝酸0.1molを添
加してTiO■をコロイド粒子とする 4.4wt%の
ゾル液とし、その後約98℃で1.5一時間加熱してイ
ソプロビルアルコールを飛散させるとともに、これを稀
釈してOj7wt%のゾル液となし、このゾル液を原液
として上記のごとく調製した。
換水55.5mol中に添加して約85℃の温度で0.
5時間加水分解し、次いでこれに硝酸0.1molを添
加してTiO■をコロイド粒子とする 4.4wt%の
ゾル液とし、その後約98℃で1.5一時間加熱してイ
ソプロビルアルコールを飛散させるとともに、これを稀
釈してOj7wt%のゾル液となし、このゾル液を原液
として上記のごとく調製した。
(5)スラリー、ゾル液のコーティング動加圧真空法C
1 : 第1図に示すコーティング装置を用い、圧力容器11内
の真空度を700〜740mm[lg 、コーティング
液の流速1.5N2 /+in、支持体の内周面に対す
る圧力1kg/cm2、コーティング液の流動接触時間
を2分としてコーティング液をコーティングする.その
後、コーティング液を排出し減圧脱水を5分間行う。
1 : 第1図に示すコーティング装置を用い、圧力容器11内
の真空度を700〜740mm[lg 、コーティング
液の流速1.5N2 /+in、支持体の内周面に対す
る圧力1kg/cm2、コーティング液の流動接触時間
を2分としてコーティング液をコーティングする.その
後、コーティング液を排出し減圧脱水を5分間行う。
ディップコーティング法C2 (デイ・ンビング)二
支持体を円筒状ガラス容器に同心的に挿入して、支持体
の両端外周に嵌着した環状のゴム栓をガラス容器の開口
端に嵌着し、支持体の両端のみを開口した状態で支持す
る。かかる支持体をガラス容器と一体に起立状態でコー
ティング液中に浸漬し、1分間経過後引上げる。次いで
、これを室温で48時間自然乾燥した後40℃で5時間
、100℃で1時間乾燥する. (6)薄膜(焼成体〉の特性 フィルタの薄膜表面および切断面の走査型電子顕微鏡の
写真を撮り、薄膜表面のクラックの有無、膜の剥離の有
無、膜と封止剤間の剥離の有無および膜厚を観察した。
支持体を円筒状ガラス容器に同心的に挿入して、支持体
の両端外周に嵌着した環状のゴム栓をガラス容器の開口
端に嵌着し、支持体の両端のみを開口した状態で支持す
る。かかる支持体をガラス容器と一体に起立状態でコー
ティング液中に浸漬し、1分間経過後引上げる。次いで
、これを室温で48時間自然乾燥した後40℃で5時間
、100℃で1時間乾燥する. (6)薄膜(焼成体〉の特性 フィルタの薄膜表面および切断面の走査型電子顕微鏡の
写真を撮り、薄膜表面のクラックの有無、膜の剥離の有
無、膜と封止剤間の剥離の有無および膜厚を観察した。
(7)クロスフロー濾過
被処理液として分画分子量2.5万のα−チモトリシノ
ゲン(d1)、分画分子量4,5万の牛血栓アルブミン
(d2〉をそれぞれ用い、これらの各蛋白質をリン酸塩
緩衝液中に溶解して濃度100ppmの2種類の被処理
液を調製した。これらの各被処理液を多孔質膜をフィル
タとする濾過器に循環供給し、循環流速2m/se(、
濾過圧力1kg/c+a2、濾過時間60分でクロスフ
ロー濾過を行い、母液と濾液との液体クロマトグラフイ
ーのチャートの積分強度から、下記式により阻止率を算
出した.(8)考察 別表および第2図〜第5図の電子顕微鏡の写真から判断
すると、以下のことが明らかである。なお、図において
第2図および第3図は別表のN(L 12、N[L11
のフィルタの断面、第4図および第5図はこれらフィル
タの薄肢表面である。
ゲン(d1)、分画分子量4,5万の牛血栓アルブミン
(d2〉をそれぞれ用い、これらの各蛋白質をリン酸塩
緩衝液中に溶解して濃度100ppmの2種類の被処理
液を調製した。これらの各被処理液を多孔質膜をフィル
タとする濾過器に循環供給し、循環流速2m/se(、
濾過圧力1kg/c+a2、濾過時間60分でクロスフ
ロー濾過を行い、母液と濾液との液体クロマトグラフイ
ーのチャートの積分強度から、下記式により阻止率を算
出した.(8)考察 別表および第2図〜第5図の電子顕微鏡の写真から判断
すると、以下のことが明らかである。なお、図において
第2図および第3図は別表のN(L 12、N[L11
のフィルタの断面、第4図および第5図はこれらフィル
タの薄肢表面である。
(1)No.1〜NO.4においては薄膜の成形粒子が
大きくて蛋白質の阻止能力は全くなく、NO.5〜No
.8においては薄膜形成粒子は小さいものの蛋白質の阻
止能力が全くないか十分ではない。
大きくて蛋白質の阻止能力は全くなく、NO.5〜No
.8においては薄膜形成粒子は小さいものの蛋白質の阻
止能力が全くないか十分ではない。
(2JNo.9〜No.12においては薄膜形或にゾル
液を用いているが、最後に封止剤のコーティング層をゲ
ル層の焼成温度より高い温度で焼成しているNo.9お
よびNo.10には蛋白質の阻止能力が全くない,No
.11とNo.12間においてはゾル液のコーティング
法の相違により特性に差が認められ、No.11では薄
膜の無孔化部位との境にクラックが発生しており、かつ
蛋白質の阻止能力が十分ではない。
液を用いているが、最後に封止剤のコーティング層をゲ
ル層の焼成温度より高い温度で焼成しているNo.9お
よびNo.10には蛋白質の阻止能力が全くない,No
.11とNo.12間においてはゾル液のコーティング
法の相違により特性に差が認められ、No.11では薄
膜の無孔化部位との境にクラックが発生しており、かつ
蛋白質の阻止能力が十分ではない。
(3)第2図〜第5図から明らかなようにNo.11に
おいては薄膜が支持体の表面に貼着されているにすぎず
、薄膜の無孔化部位との境に大きなクラツクが発生して
いる.これに対して、No.12においては薄膜の裏側
が支持体内に侵入して強固に結合し、かつ薄膜の無孔化
部位との境にクラツクの発生は認められない. (以下余白〉
おいては薄膜が支持体の表面に貼着されているにすぎず
、薄膜の無孔化部位との境に大きなクラツクが発生して
いる.これに対して、No.12においては薄膜の裏側
が支持体内に侵入して強固に結合し、かつ薄膜の無孔化
部位との境にクラツクの発生は認められない. (以下余白〉
第1図は本発明でコーティングに使用するコーティング
装置の概略楕戒図、第2図および第3図は本発明の実施
例および比較例に係るフィルタの断面の電子顕微鏡写真
、第4図および第5図は同フィルタのrIi膜表面の電
子顕微鏡写真である。 符号の説明 10・・・コーティング装置、11・ 容器、12a,12b− − −支持板、・タンク、1
5b・・・供給ポンプ、 ・真空ボンブ。 1 1 圧力 4 7 a
装置の概略楕戒図、第2図および第3図は本発明の実施
例および比較例に係るフィルタの断面の電子顕微鏡写真
、第4図および第5図は同フィルタのrIi膜表面の電
子顕微鏡写真である。 符号の説明 10・・・コーティング装置、11・ 容器、12a,12b− − −支持板、・タンク、1
5b・・・供給ポンプ、 ・真空ボンブ。 1 1 圧力 4 7 a
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 セラミックの多孔質支持体の一側にコロイド粒子のゲル
層を前駆体とする孔径1Å〜1000Åの細孔を有する
セラミックの薄膜を備え、端部が封止剤にて無孔化され
ているセラミックフィルタの製造方法であり、下記(1
)〜(4)の工程を備えていることを特徴とするセラミ
ックフィルタの製造方法。 (1)前記多孔質支持体の端部に封止剤のスラリーをコ
ーティングする。 (2)コーティングされた封止剤を焼成して前記多孔質
支持体の端部を無孔化する。 (3)端部を無孔化された多孔質支持体の一側に有機バ
インダーを含有する前記コロイド粒子のゾル液を供給し
、同支持体の両側間の圧力差によりコーティングして前
記コロイド粒子のゲル層を形成する。 (4)前記ゲル層を焼成して薄膜を形成する。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23774989A JPH0398627A (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | セラミックフィルタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23774989A JPH0398627A (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | セラミックフィルタの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0398627A true JPH0398627A (ja) | 1991-04-24 |
Family
ID=17019903
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23774989A Pending JPH0398627A (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | セラミックフィルタの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0398627A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009226307A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Ngk Insulators Ltd | セラミックフィルタ及びナノ濾過膜の製造方法 |
JP2010521284A (ja) * | 2007-03-13 | 2010-06-24 | フェニックス アイピーアール リミテッド | 膜構造およびその製造と使用 |
JP2010527784A (ja) * | 2007-05-30 | 2010-08-19 | フェニックス アイピーアール リミテッド | 膜構造およびその製造と使用 |
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---|---|---|---|---|
JPS618106A (ja) * | 1984-03-05 | 1986-01-14 | セラヴエ−ル | 膜分離装置及びその製法 |
JPH01218603A (ja) * | 1988-02-25 | 1989-08-31 | Kubota Ltd | 濾過部材の製造方法 |
-
1989
- 1989-09-13 JP JP23774989A patent/JPH0398627A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS618106A (ja) * | 1984-03-05 | 1986-01-14 | セラヴエ−ル | 膜分離装置及びその製法 |
JPH01218603A (ja) * | 1988-02-25 | 1989-08-31 | Kubota Ltd | 濾過部材の製造方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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