JP2009249204A - 一端封止型ゼオライト膜用基体管 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
片端が封止部材により閉塞した基体管から構成され、(a)基体管と封止部材の結晶相がアルミナ結晶またはムライト結晶、もしくはアルミナ結晶及びムライト結晶の混合晶からなり、Al2O3及びSiO2の合計含有量が95重量%以上、(b)基体管と封止部材の熱膨張係数の差が0.5×10−6(1/K)以下、(c)基体管の内径と基体管内に入り込んでいる封止部材の長さの比が1:1〜1:6であることを特徴とする一端封止型ゼオライト膜用基体管。
【選択図】なし
Description
本発明の第2は、(d)基体管の気孔率が25%以上であることを特徴とする請求項1記載の一端封止型ゼオライト膜用基体管に関する。
本発明においては、基体管と封止部材の結晶相がアルミナ結晶またはムライト結晶、もしくはアルミナ結晶及びムライト結晶の混合晶からなり、Al2O3及びSiO2の合計含有量が95重量%以上であることが必要であり、好ましくは97重量%以上である。Al2O3及びSiO2の合計含有量が95重量%未満の場合は、Al2O3及びSiO2以外の不純物によりガラス相が多く生成し、機械的特性や耐食性が低下するため好ましくなく、不純物の影響により熱膨張差が生じ、基体管や封止部材に歪やクラックが発生するため好ましくない。尚、不純物とはAl2O3及びSiO2以外の成分であり、CaO、MgO、Na2O、K2O、TiO2、ZrO2、Fe2O3等が挙げられる。
本発明においては、基体管と封止部材の熱膨張係数の差が0.5×10−6(1/K)以下であることが必要であり、好ましくは0.2×10−6(1/K)以下である。基体管と封止部材の熱膨張係数の差が0.5×10−6(1/K)を超える場合は、焼成時に歪やクラックが発生するため好ましくない。また、高温雰囲気下で行うゼオライト膜の水熱合成時や、長期間高温かつ溶媒雰囲気で行う浸透気化分離の際に、基体管と封止部材の熱膨張率の差により、基体管や封止部材に歪やクラックが発生するため好ましくない。
本発明においては、基体管の内径と基体管内に入り込んでいる封止部材の長さの比が1:1〜1:6であることが必要であり、好ましくは1:2〜1:4である。基体管の内径と基体管内に入り込んでいる封止部材の長さの比が1未満の場合は、基体管と封止部材の接触面積が小さくなるため、耐久性、耐食性が低下し、歪やクラックが発生するため好ましくない。また、基体管の内径と基体管内に入り込んでいる封止部材の長さの比が6を超える場合は、焼成時の収縮により歪やクラックが発生するため好ましくない。
例えば、外径Φ12mm、内径Φ9mm、長さ800mmの基体管があるとし、封止部材を本発明の請求範囲の通りに挿入すると、54mm〜9mmの深さに挿入することになる。中空状の基体管として有用な部分は791mm〜746mmとなり、実用的に使える物となる。なお、基体管の大きさは、とくに制限はないが、通常、外径がΦ8〜20mm、好ましくは10〜16mm、内径がΦ6〜16mm、好ましくは8〜12mm、長さが150〜1500mm、好ましくは200〜1200mm程度である。
本発明においては、基体管の気孔率が25%以上であることが適切であり、好ましくは30%以上である。ゼオライト膜形成時に基体表面にはゼオライトの種結晶を均一に塗付する必要があるが、基体表面の気孔率が25%未満の場合、ゼオライトの種結晶が均一に基体表面に担持されにくく、形成されるゼオライト膜が不均一となることがあるため好ましくない。尚、気孔率は高すぎると基体管の強度が低下してしまうため、気孔率の上限は50%程度である。
また、この段落における前記基体表面とは、真の表面から深さ20μm程度のところまでの範囲を指す。
成形は押出成形、冷間等方圧成形(CIP)等が採用されるが、製造コストを考慮すると押出成形が好ましい。
押出成形の場合は、アルミナまたはムライト粉体に押出成形用バインダー(CMC、PVA、ワックスエマルジョン等の公知のバインダーが使用できる)と水、場合によっては気孔形成剤を添加し、混合・混練することによって押出成形用坏土を得る。この成形用坏土を用い、基体管として中空状のチューブと、封止部材として円柱状の棒を押出成形する。
冷間等方圧成形(CIP)の場合は、得られた顆粒を所定の型に入れて、中空状のチューブや円柱状の棒を成形する。
これらの得られた基体管と封止部材は同材質であることが好ましい。基体管と封止部材の材質が異なる場合、熱膨張率の差により、基体管や封止部材、およびそれらの接触部分に歪やクラックが発生するため好ましくない。封止部材に、同材質のスラリーまたは釉薬を塗付し、基体管の内径と基体管内に入り込む封止部材の長さの比が1:1〜1:6となるように、基体管の内側に封止部材を挿入し、乾燥させた後、大気中1200〜1600℃、好ましくは1250〜1550℃で焼成する。焼成温度が1200℃未満の場合は、焼結が不十分となり機械的特性が低下するため好ましくなく、1600℃を超える場合は、焼結が進みすぎて気孔率が低下するため好ましくない。
Al2O3及びSiO2の含有量が94.1重量%以上のアルミナまたはムライト粉体を用い、これらの粉体100重量%に対して、バインダーとしてメチルセルロース6重量%、アルミナ粉体の場合には水15重量%、ムライト粉体の場合には水25重量%を加え、混合、混練し、押出成形坏土を得た。なお、実施例7にはアルミナ粉体とムライト粉体を1:1で混合した粉体を用い、粉体100重量%に対して、メチルセルロースを6重量%、水25重量%を加え、混合、混練し、押出成形用坏土を得た。作製した押出成形用坏土を用いて、基体管となるチューブ及び封止部材となる円柱状の棒を押出成形した。封止部材の同材質のスラリーを封止部材に塗付し、チューブの内側に入り込む封止部材の長さの比が1:0.3〜1:6.7となるように、封止部材をチューブの内側に挿入した。これらの成形体を乾燥させた後、1240〜1560℃で焼成し、外径Φ12mm、内径Φ9mm、長さ200mmの基体管を外径9mm、長さ2.7〜60.3mmの封止部材で封止した一端封止型ゼオライト膜用基体管を得た。なお、封止部材は基体管からはみ出していてもよいが、際限なくはみ出していては不都合もあるので、はみ出し部分は常識の範囲内とする。封止部材全体の長さとはみ出している部分のおおよその関係は、下記式の範囲内、すなわち封止部材全体の長さの30%程度までである。
〔数1〕
d(mm)≦L(mm)×0.3
(式中、Lは封止部材全体の長さ、
dは基体管からはみ出している封止部材の長さである)
得られた前記基体管および封止部材の特性を表1に示す。
尚、実施例4の一端封止型基体管は、実施例6の基体管を用い、実施例1の封止部材を用いた。同様に実施例5の基体管は実施例2のもの、封止部材は実施例3のものを用いた。また、比較例3は、Al2O3及びSiO2の合計含有量が99.2%の基体管に、実施例6の封止部材を用い、比較例5では実施例6の基体管に、実施例2の封止部材を用いた。これにより熱膨張係数の差による、封止部分の歪やクラックの評価を行った。
封止部材の状態は、封止部分を切断し、目視と走査型電子顕微鏡により歪及びクラックの有無を確認した。封止部材に歪やクラックが見られた場合、表中に「×」と明記した。
実施例1〜7は本発明の請求項の範囲に含まれている一端封止型ゼオライト膜用基体管であり、一方、比較例1〜5は本発明の条件を少なくとも一つ以上満たしていない一端封止型ゼオライト膜用基体管である。実施例1〜7のものは、一端封止型ゼオライト膜用基体管として、封止部の歪やクラックが存在しないため、耐久性や耐食性に優れていることは明らかである。これに対し、比較例1〜5のものは、封止部に歪やクラックが見られ、一端封止型ゼオライト膜基体管として使用できるものではなかった。
Claims (2)
- 片端が封止部材により閉塞した基体管から構成され、(a)基体管と封止部材の結晶相がアルミナ結晶またはムライト結晶、もしくはアルミナ結晶及びムライト結晶の混合晶からなり、Al2O3及びSiO2の合計含有量が95重量%以上、(b)基体管と封止部材の熱膨張係数の差が0.5×10−6(1/K)以下、(c)基体管の内径と基体管内に入り込んでいる封止部材の長さの比が1:1〜1:6であることを特徴とする一端封止型ゼオライト膜用基体管。
- (d)基体管の気孔率が25%以上であることを特徴とする請求項1記載の一端封止型ゼオライト膜用基体管。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011016114A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-27 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 一端封止型ゼオライト膜用基体管 |
WO2011052304A1 (en) | 2009-10-29 | 2011-05-05 | Kansai Paint Co., Ltd. | Copolymer, aqueous coating composition containing copolymer, and method for forming multilayer coating film |
JP2016043295A (ja) * | 2014-08-21 | 2016-04-04 | 日本碍子株式会社 | セラミックフィルタの製造方法 |
JP2016043294A (ja) * | 2014-08-21 | 2016-04-04 | 日本碍子株式会社 | セラミックフィルタおよびその製造方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0971481A (ja) * | 1995-09-05 | 1997-03-18 | Nitsukatoo:Kk | セラミックス多孔質支持体 |
JP2002159811A (ja) * | 2000-11-24 | 2002-06-04 | Ngk Insulators Ltd | ハニカムフィルター及びその製造方法 |
JP2002356386A (ja) * | 2001-03-26 | 2002-12-13 | Denso Corp | セラミックハニカム成形体の栓詰め方法 |
JP2004322082A (ja) * | 2003-04-11 | 2004-11-18 | Hitachi Metals Ltd | セラミックハニカムフィルタ |
JP2005262043A (ja) * | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Bussan Nanotech Research Institute Inc | 多孔質基体 |
JP2007112678A (ja) * | 2005-10-21 | 2007-05-10 | Nitsukatoo:Kk | 分離膜用アルミナ質基体管及びその製造方法 |
-
2008
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0971481A (ja) * | 1995-09-05 | 1997-03-18 | Nitsukatoo:Kk | セラミックス多孔質支持体 |
JP2002159811A (ja) * | 2000-11-24 | 2002-06-04 | Ngk Insulators Ltd | ハニカムフィルター及びその製造方法 |
JP2002356386A (ja) * | 2001-03-26 | 2002-12-13 | Denso Corp | セラミックハニカム成形体の栓詰め方法 |
JP2004322082A (ja) * | 2003-04-11 | 2004-11-18 | Hitachi Metals Ltd | セラミックハニカムフィルタ |
JP2005262043A (ja) * | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Bussan Nanotech Research Institute Inc | 多孔質基体 |
JP2007112678A (ja) * | 2005-10-21 | 2007-05-10 | Nitsukatoo:Kk | 分離膜用アルミナ質基体管及びその製造方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011016114A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-27 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 一端封止型ゼオライト膜用基体管 |
WO2011052304A1 (en) | 2009-10-29 | 2011-05-05 | Kansai Paint Co., Ltd. | Copolymer, aqueous coating composition containing copolymer, and method for forming multilayer coating film |
JP2016043295A (ja) * | 2014-08-21 | 2016-04-04 | 日本碍子株式会社 | セラミックフィルタの製造方法 |
JP2016043294A (ja) * | 2014-08-21 | 2016-04-04 | 日本碍子株式会社 | セラミックフィルタおよびその製造方法 |
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