JP2017177055A - Monolith-type substrate and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a monolith-type substrate that can provide compactification and/or reduction in weight thereof while maintaining permeability and can improve grinding workability, and to provide a method for manufacturing the same.SOLUTION: A monolith-type substrate 10 is constituted of an aggregate and a binding material and has pores. The monolith-type substrate 10 includes a plurality of filtration cells 24, a plurality of water collection cells 25 and a discharge flow passage 26. The aggregate has D50 of 5 μm or more and less than 40 μm. A volume ratio of the binding material relative to a total volume of the aggregate and the binding material is 15 vol.% or more and 35 vol.% or less.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、モノリス型基材及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a monolith type substrate and a method for producing the same.

従来、複数のセルを有するモノリス型基材と、各セルの内表面に形成される中間層と、中間層の内表面に形成される分離膜とを備えるモノリス型分離膜構造体において、中間層の厚みと2セル間の基材の隔壁厚みとの相互関係を規定することによって、高温アルカリ処理後におけるモノリス型分離膜構造体の強度低下を抑制する手法が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1では、中間層の厚みは100μm以上500μm以下が好ましく、基材の隔壁厚みは0.51mm以上1.55mm以下が好ましいとされている。   Conventionally, in a monolith type separation membrane structure comprising a monolith type substrate having a plurality of cells, an intermediate layer formed on the inner surface of each cell, and a separation membrane formed on the inner surface of the intermediate layer, the intermediate layer Has been proposed that suppresses the strength reduction of the monolithic separation membrane structure after high-temperature alkali treatment by defining the mutual relationship between the thickness of the substrate and the partition wall thickness of the base material between the two cells (see Patent Document 1). ). In Patent Document 1, the thickness of the intermediate layer is preferably from 100 μm to 500 μm, and the partition wall thickness of the substrate is preferably from 0.51 mm to 1.55 mm.

また、特許文献2では、製造する際の焼成によってモノリス型基材が大きく変形してセルが閉じてしまうことを抑えるには、隔壁厚みは0.2mm以上が好ましいとされている。   In Patent Document 2, the thickness of the partition wall is preferably 0.2 mm or more in order to prevent the monolithic base material from being greatly deformed and closed by the firing at the time of manufacturing.

また、モノリス型基材の強度向上と流体透過量の増大を目的として、本体部が含有する骨材粒子の50%粒子径(D50)を40μm〜100μmにするとともに骨材粒子のアスペクト比を調整する手法が提案されている(特許文献3参照)。   In addition, for the purpose of improving the strength of the monolithic base material and increasing the fluid permeation amount, the 50% particle diameter (D50) of the aggregate particles contained in the main body is adjusted to 40 μm to 100 μm and the aspect ratio of the aggregate particles is adjusted. A technique has been proposed (see Patent Document 3).

国際公開第2012/128218号International Publication No. 2012/128218 特許第5599785号公報Japanese Patent No. 5599785 特開2001−340718号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-340718

しかしながら、モノリス型分離膜構造体の用途によっては、モノリス型基材のさらなるコンパクト化又は/及び軽量化が望まれる場合がある。また、コンパクト化又は/及び軽量化のために、隔壁厚みを薄くすると、本体部に研削加工を施す必要がある場合、焼成前の成形体に切り欠き等を入れると焼成時に変形し易くなるために焼成後に加工せざるを得ず、研削具の消耗が早くなるだけでなく研削加工時間も増大するという問題がある。   However, depending on the use of the monolith type separation membrane structure, it may be desired to further reduce the size and / or weight of the monolithic substrate. In addition, if the partition wall thickness is reduced for compactness and / or weight reduction, if it is necessary to grind the main body, it becomes easier to deform during firing if a notch or the like is added to the molded body before firing. However, there is a problem that not only the grinding tool is consumed quickly but also the grinding time is increased.

本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、透過性能を維持しつつコンパクト化又は/及び軽量化可能、かつ、研削加工性を向上可能なモノリス型基材及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a monolithic base material that can be reduced in size and / or weight while maintaining permeation performance, and that can improve grinding workability, and a method for manufacturing the same. The purpose is to do.

本発明に係るモノリス型基材は、骨材と結合材によって構成され、細孔を有する。モノリス型基材は、第1端面から第2端面までそれぞれ連なる複数の濾過セルと、第1端面から第2端面までそれぞれ連なり、両端部が封止された複数の集水セルと、複数の集水セルを貫く排出流路とを備える。複数の濾過セルのうち隣接する2つの濾過セルどうしの最短部分の隔壁厚みは、0.05mm以上0.2mm未満である。骨材のD50は、5μm以上40μm未満である。骨材と結合材の合計体積に対する結合材の体積割合は、15体積%以上35体積%以下である。 The monolith type substrate according to the present invention is composed of an aggregate and a binder and has pores. The monolithic substrate includes a plurality of filtration cells that are continuous from the first end surface to the second end surface, a plurality of water collection cells that are continuous from the first end surface to the second end surface, and are sealed at both ends, and a plurality of water collection cells. And a discharge channel penetrating the water cell. The partition wall thickness of the shortest portion between two adjacent filtration cells among the plurality of filtration cells is 0.05 mm or more and less than 0.2 mm. The D g 50 of the aggregate is 5 μm or more and less than 40 μm. The volume ratio of the binder to the total volume of the aggregate and the binder is 15% by volume to 35% by volume.

本発明によれば、透過性能を維持しつつコンパクト化又は/及び軽量化でき、かつ、研削加工性を向上可能なモノリス型基材及びその製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the monolith type | mold base material which can be reduced in size and / or weight, maintaining the permeation | transmission performance, and can improve grinding workability, and its manufacturing method can be provided.

モノリス型分離膜構造体の斜視図Perspective view of monolithic separation membrane structure モノリス型分離膜構造体の第1端面の平面図Plan view of first end face of monolith type separation membrane structure 図2のA−A断面図AA sectional view of FIG. モノリス型基材におけるスリット形成方法を説明するための図The figure for demonstrating the slit formation method in a monolith type base material モノリス型基材におけるスリット形成方法を説明するための図The figure for demonstrating the slit formation method in a monolith type base material 比較例1に係るモノリス型基材の断面SEM画像Cross-sectional SEM image of monolithic substrate according to Comparative Example 1 比較例3に係るモノリス型基材の断面SEM画像Cross-sectional SEM image of monolithic substrate according to Comparative Example 3 実施例1に係るモノリス型基材の断面SEM画像Cross-sectional SEM image of monolithic substrate according to Example 1 骨材粉末の粒度分布(分級有・無)の一例を示すグラフGraph showing an example of particle size distribution (with / without classification) of aggregate powder 実施例1,4,5及び比較例3の細孔径分布を示すグラフGraph showing the pore size distribution of Examples 1, 4, 5 and Comparative Example 3

次に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なっている場合がある。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic, and the ratio of each dimension may be different from the actual one. Accordingly, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

以下の説明において、「モノリス」とは、長手方向に形成された複数の貫通孔を有する形状を意味し、ハニカムを含む概念である。   In the following description, “monolith” means a shape having a plurality of through-holes formed in the longitudinal direction, and is a concept including a honeycomb.

(モノリス型分離膜構造体100の構成)
図1は、モノリス型分離膜構造体100の斜視図である。図2は、第1端面11Sの平面図である。図3は、図2のA−A断面図である。
(Configuration of monolith type separation membrane structure 100)
FIG. 1 is a perspective view of a monolith type separation membrane structure 100. FIG. 2 is a plan view of the first end face 11S. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

(構造の概要)
図1〜3に示されるモノリス型分離膜構造体100は、セラミックス多孔質体から成り、かつ両端面11S,11T及び外周面11Uを有するモノリス型基材10を具備する。モノリス型基材10は、その外形は円柱形であり、一方の端面11Sから他方の端面11Tまで貫通し(図1において概ね横方向に)列をなして形成された複数の濾過セル24と、一方の端面11Sから他方の端面11Tまで貫通し(図1において概ね横方向に)列をなして形成された複数の集水セル25とを備える。
(Structure overview)
The monolith type separation membrane structure 100 shown in FIGS. 1 to 3 includes a monolithic base material 10 made of a ceramic porous body and having both end faces 11S and 11T and an outer peripheral face 11U. The monolithic substrate 10 has a cylindrical shape, and has a plurality of filtration cells 24 that are formed in a row from one end surface 11S to the other end surface 11T (in a generally horizontal direction in FIG. 1), And a plurality of water collecting cells 25 formed in a row from one end surface 11S to the other end surface 11T (in a generally horizontal direction in FIG. 1).

モノリス型分離膜構造体100では、濾過セル24と集水セル25の断面形状は円形である。そして、濾過セル24は両端面に開口しているが、集水セル25は、その両端面の開口が目封止部12,13で封止され、集水セル25が外部空間と連通するように、排出流路26が設けられている。また、断面形状が円形である濾過セル24の内壁面には、中間層20と分離膜30が配設されている。   In the monolith type separation membrane structure 100, the cross-sectional shapes of the filtration cell 24 and the water collection cell 25 are circular. And although the filtration cell 24 is open to both end surfaces, the water collection cell 25 is sealed with the plugging portions 12 and 13 at the both end surfaces so that the water collection cell 25 communicates with the external space. In addition, a discharge channel 26 is provided. An intermediate layer 20 and a separation membrane 30 are disposed on the inner wall surface of the filtration cell 24 having a circular cross-sectional shape.

モノリス型分離膜構造体100では、排出流路26は、複数の集水セル25の列(以下、「集水セル列」という。)25L毎に、両端面11S,11Tの近傍に、各2つ、形成されている。モノリス型分離膜構造体100において、集水セル列25Lは5列あり、排出流路26は、その列毎に、複数の集水セル25どうしを連通させ、且つ、モノリス型基材10の外周面11Uに開口している。   In the monolith type separation membrane structure 100, the discharge flow path 26 is provided in the vicinity of both end faces 11S, 11T for each of the plurality of water collection cell 25 rows (hereinafter referred to as “water collection cell rows”) 25L. One is formed. In the monolith type separation membrane structure 100, there are five water collection cell rows 25L, and the discharge flow path 26 allows a plurality of water collection cells 25 to communicate with each other and the outer periphery of the monolith type base material 10 It opens to the surface 11U.

図1〜3では、モノリス型分離膜構造体100内に集水セル列25Lが5列存在するため、モノリス型分離膜構造体100における排出流路26の本数は、両端合わせて10本である。   In FIGS. 1 to 3, since there are five water collection cell rows 25L in the monolithic separation membrane structure 100, the number of the discharge channels 26 in the monolithic separation membrane structure 100 is 10 in total at both ends. .

以上のような構成とすることによって、濾過セル24内に流入する混合流体(液体混合物や気体混合物)と濾過セル24を透過した成分を効率よく分離することができる。具体的には、濾過セル24の内表面の分離膜30を透過した透過成分は、中間層20を透過した後、モノリス型基材10の隔壁内部を構成する多孔質体内を順次通過して外壁面11Uより排出されるが、より内側の濾過セル24ほど隔壁(多孔質体)内を長距離に渡って透過する必要がある。ここで、集水セル25および排出流路26を設けることにより、本来濾過セル24間の隔壁内を延々と通過するところ、圧力損失の少ない集水セル25および排出流路26を通過して容易に外部に排出することが可能である。   By setting it as the above structures, the component which permeate | transmitted the mixed fluid (liquid mixture and gas mixture) which flows in into the filtration cell 24, and the filtration cell 24 can be isolate | separated efficiently. Specifically, the permeated component that has permeated through the separation membrane 30 on the inner surface of the filtration cell 24 permeates through the intermediate layer 20 and then sequentially passes through the porous body constituting the inside of the partition wall of the monolithic substrate 10 to be removed. Although it is discharged | emitted from the wall surface 11U, it is necessary to permeate | transmit the inside of a partition (porous body) over long distance, so that the filtration cell 24 of the inner side may be more. Here, by providing the water collection cell 25 and the discharge flow path 26, it passes easily through the partition wall between the filtration cells 24, and easily passes through the water collection cell 25 and the discharge flow path 26 with little pressure loss. It is possible to discharge to the outside.

モノリス型分離膜構造体100は、混合流体がモノリス型基材10の両端面11S,11Tの多孔質体部分から直接流入し、所定の濾過セル24の内壁面に形成された分離膜30で分離されることなく流出することを防止するために、混合流体が流入するモノリス型基材10の両端面11S,11Tの多孔質体を覆うようにシール部14,15を備える。なお、分離膜30を配設された濾過セル24の両端面はシール部14,15に連なって開口している。各濾過セル24の内表面には、中間層20と分離膜30が順次形成されている。   In the monolith type separation membrane structure 100, the mixed fluid flows directly from the porous body portions of the both end faces 11 </ b> S and 11 </ b> T of the monolith type base material 10 and is separated by the separation membrane 30 formed on the inner wall surface of the predetermined filtration cell 24. In order to prevent the mixed fluid from flowing out, the sealing portions 14 and 15 are provided so as to cover the porous bodies on both end surfaces 11S and 11T of the monolithic substrate 10 into which the mixed fluid flows. Note that both end surfaces of the filtration cell 24 provided with the separation membrane 30 are continuous with the seal portions 14 and 15 and open. An intermediate layer 20 and a separation membrane 30 are sequentially formed on the inner surface of each filtration cell 24.

(各構造の構成)
モノリス型基材10は、円柱状に形成される。長手方向におけるモノリス型基材10の長さは100〜2000mmとすることができる。モノリス型基材10の直径は30〜220mmとすることができる。モノリス型基材10は、楕円柱や多角柱であってもよい。
(Configuration of each structure)
The monolith type substrate 10 is formed in a cylindrical shape. The length of the monolithic base material 10 in the longitudinal direction can be set to 100 to 2000 mm. The diameter of the monolithic substrate 10 can be 30 to 220 mm. The monolithic substrate 10 may be an elliptical column or a polygonal column.

隣接する2本の濾過セル24間の最短部分の、中間層20及び分離膜30を含まない隔壁厚みD1は、0.05mm以上0.2mm未満である。2本の濾過セル24間の隔壁厚みD1を0.2mm未満とすることによって、濾過セル24を高密度化して分離膜30の総表面積を大きくすることができる。2本の濾過セル24間の隔壁厚みD1を0.05mm以上とすることによって、モノリス型基材10の強度不足によって製造時又は/及び使用時に隔壁構造が崩れることを抑制できる。2本の濾過セル24間の隔壁厚みD1は、0.10mm以上0.18mm以下であることがより好ましい。   The partition wall thickness D1 that does not include the intermediate layer 20 and the separation membrane 30 in the shortest portion between two adjacent filtration cells 24 is 0.05 mm or more and less than 0.2 mm. By setting the partition wall thickness D1 between the two filtration cells 24 to less than 0.2 mm, the filtration cells 24 can be densified and the total surface area of the separation membrane 30 can be increased. By setting the partition wall thickness D1 between the two filtration cells 24 to be 0.05 mm or more, it is possible to suppress the partition structure from collapsing during manufacturing and / or use due to insufficient strength of the monolithic substrate 10. The partition wall thickness D1 between the two filtration cells 24 is more preferably 0.10 mm or more and 0.18 mm or less.

なお、本実施形態では、隣接する2本の濾過セル24間の全箇所において隔壁厚みD1が統一されているが、複数種の隔壁厚みD1が存在していてもよい。   In the present embodiment, the partition wall thickness D1 is unified at all locations between two adjacent filtration cells 24, but a plurality of types of partition wall thicknesses D1 may exist.

図2に示すように、第1端面11Sを平面視した場合、複数の濾過セル24は、複数の濾過セル列24Lを形成している。各濾過セル列24Lは、長手方向に直交する短手方向(所定方向の一例)に沿って並べられた2本以上の濾過セル24を含む。本実施形態では、28列の濾過セル列24Lが形成されており、各列に7本〜29本の濾過セル24が並んでいるが、濾過セル列24Lの列数や各列に含まれる濾過セル24の本数は適宜変更可能である。   As shown in FIG. 2, when the first end face 11S is viewed in plan, the plurality of filtration cells 24 form a plurality of filtration cell rows 24L. Each filtration cell row 24L includes two or more filtration cells 24 arranged along a short direction (an example of a predetermined direction) orthogonal to the longitudinal direction. In the present embodiment, 28 filtration cell rows 24L are formed, and 7 to 29 filtration cells 24 are arranged in each row. However, the number of filtration cell rows 24L and the filtration contained in each row are included. The number of cells 24 can be changed as appropriate.

隣接する濾過セル24と集水セル25の最短部分における中間層20及び分離膜30を含まない隔壁厚みD3は特に制限されず、0.05mm以上0.2mm未満とすることができる。隔壁厚みD3を0.2mm未満とすることによって、分離膜30の総表面積を大きくすることができる。分離膜30の総表面積を大きくするといった観点からは、隔壁厚みD3が小さいほど濾過セル24を高密度化できるため良いが、小さすぎると強度が不足して、製造時又は/及び使用時にモノリス型基材10の隔壁構造が崩れることがあるため、実質的に0.05mm以上とすることができる。モノリス型基材10の隔壁構造が崩れ難く、かつ総表面積を大きくできるといった観点から、隔壁厚みD3は、0.1mm以上0.18mm以下であることがより好ましい。また、図示しないが、隣接する集水セル25どうしの間隔も0.05mm以上0.2mm未満とすることができ、0.1mm以上0.18mm以下であることがより好ましい。   The partition wall thickness D3 that does not include the intermediate layer 20 and the separation membrane 30 in the shortest part of the adjacent filtration cell 24 and the water collection cell 25 is not particularly limited, and can be 0.05 mm or more and less than 0.2 mm. By making the partition wall thickness D3 less than 0.2 mm, the total surface area of the separation membrane 30 can be increased. From the viewpoint of increasing the total surface area of the separation membrane 30, the smaller the partition wall thickness D <b> 3, the higher the density of the filtration cell 24, which is good. However, if it is too small, the strength is insufficient and the monolith type is used at the time of manufacture and / or use. Since the partition wall structure of the base material 10 may collapse, it can be substantially 0.05 mm or more. From the viewpoint that the partition structure of the monolithic substrate 10 is not easily broken and the total surface area can be increased, the partition wall thickness D3 is more preferably 0.1 mm or more and 0.18 mm or less. Moreover, although not shown in figure, the space | interval of the adjacent water collection cells 25 can also be 0.05 mm or more and less than 0.2 mm, and it is more preferable that they are 0.1 mm or more and 0.18 mm or less.

なお、本実施形態では、隣接する濾過セル24と集水セル25の間の全箇所において隔壁厚みD3が統一されているが、複数種の隔壁厚みD3が存在していてもよい。   In the present embodiment, the partition wall thickness D3 is unified at all locations between the adjacent filtration cell 24 and the water collection cell 25, but a plurality of types of partition wall thickness D3 may exist.

図2に示すように、第1端面11Sを平面視した場合、複数の集水セル25は、複数の集水セル列25Lを形成している。各集水セル列25Lには、短手方向(所定方向の一例)に沿って並べられた2本以上の集水セル25を含む。本実施形態では、5列の集水セル列25Lが互いに離れた位置に配置されており、各列に22本〜29本の集水セル25が並んでいるが、集水セル列25Lの位置及び列数や各列に含まれる集水セル25の本数は適宜変更可能である。   As shown in FIG. 2, when the first end surface 11S is viewed in plan, the plurality of water collection cells 25 form a plurality of water collection cell rows 25L. Each water collection cell row 25L includes two or more water collection cells 25 arranged in the short direction (an example of a predetermined direction). In this embodiment, five water collection cell rows 25L are arranged at positions separated from each other, and 22 to 29 water collection cells 25 are arranged in each row, but the position of the water collection cell row 25L The number of columns and the number of water collecting cells 25 included in each column can be changed as appropriate.

図1に示すように、排出流路26は、外周面11Uに開口する開口部26aを有する。開口部26aは、モノリス型基材10の両端部のうち一方のみに配置されていてもよく、モノリス型基材10の両端部に加えて長手方向の途中に穿設されていてもよい。開口部26aは、透過成分が均等に排出されるといった観点から、少なくともモノリス型基材10の両端部に配置されていることが好ましい。排出流路26の本数、形状及び位置は、全集水セル列25Lにおいて同じでもよく、異なっていてもよい。   As shown in FIG. 1, the discharge flow path 26 has an opening 26a that opens to the outer peripheral surface 11U. The opening 26 a may be disposed only in one of both end portions of the monolithic base material 10, and may be formed in the middle of the longitudinal direction in addition to the both end portions of the monolithic base material 10. The openings 26a are preferably disposed at least at both ends of the monolithic substrate 10 from the viewpoint that the transmitted component is discharged uniformly. The number, shape, and position of the discharge passages 26 may be the same or different in all the water collection cell rows 25L.

第1目封止12と第2目封止13は、全ての集水セル25に配置される。各集水セル25の両端部には第1目封止12と第2目封止13が対向して配置される。第1目封止12と第2目封止13は、多孔質材料によって構成することができる。第1目封止12と第2目封止13の充填深さは、5〜20mm程度とすることができる。   The first plugging 12 and the second plugging 13 are arranged in all the water collection cells 25. The first plugging 12 and the second plugging 13 are arranged opposite to each end of each water collection cell 25. The first plugging 12 and the second plugging 13 can be made of a porous material. The filling depth of the first plugging 12 and the second plugging 13 can be about 5 to 20 mm.

第1シール部14は、第1端面11Sの全面と外周面11Uの一部を覆う。第1シール部14は、混合流体が第1端面11Sに浸潤することを抑制する。第1シール部14は、濾過セル24の流入口を塞がないように形成される。第1シール部14は、第1目封止12を覆う。第1シール部14を構成する材料としては、ガラスや金属、ゴム、樹脂などを用いることができ、モノリス型基材10の熱膨張係数との整合性を考慮するとガラスが好適である。   The first seal portion 14 covers the entire first end surface 11S and a part of the outer peripheral surface 11U. The first seal portion 14 suppresses the mixed fluid from infiltrating the first end surface 11S. The first seal portion 14 is formed so as not to block the inlet of the filtration cell 24. The first seal portion 14 covers the first plugging 12. Glass, metal, rubber, resin, or the like can be used as a material constituting the first seal portion 14, and glass is preferable in consideration of consistency with the thermal expansion coefficient of the monolithic substrate 10.

第2シール部15は、第2端面11Tの全面と外周面11Uの一部を覆う。第2シール部15は、混合流体が第2端面11Tに浸潤することを抑制する。第2シール部15は、濾過セル24の流出口を塞がないように形成される。第2シール部15は、第2目封止13を覆う。第2シール部15は、第1シール部14と同様の材料によって構成することができる。   The second seal portion 15 covers the entire second end surface 11T and a part of the outer peripheral surface 11U. The second seal portion 15 suppresses the mixed fluid from infiltrating the second end surface 11T. The second seal portion 15 is formed so as not to block the outlet of the filtration cell 24. The second seal portion 15 covers the second plugging 13. The second seal portion 15 can be made of the same material as the first seal portion 14.

(モノリス型基材10)
モノリス型基材10は、骨材と結合材を含有する。
(Monolith type substrate 10)
The monolith type base material 10 contains an aggregate and a binder.

骨材としては、例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、ジルコニア、チタニア、イットリア、窒化ケイ素、炭化ケイ素などが挙げられる。特に、アルミナは、粒径が制御された原料(骨材粒子)を入手し易く、安定な坏土を形成できるとともに耐食性が高いため骨材として好適である。   Examples of the aggregate include alumina, silica, mullite, zirconia, titania, yttria, silicon nitride, and silicon carbide. In particular, alumina is suitable as an aggregate because it is easy to obtain raw materials (aggregate particles) having a controlled particle size, can form a stable clay, and has high corrosion resistance.

結合材は、骨材粒子が焼結しない温度で焼結固化する無機成分である。結合材としては、チタニア、ムライト、易焼結性アルミナ、シリカ、ガラスフリット、粘土鉱物、易焼結性コージェライトのうち少なくとも一つの無機結合材を用いることができる。   The binder is an inorganic component that sinters and solidifies at a temperature at which the aggregate particles do not sinter. As the binder, at least one inorganic binder among titania, mullite, easily sinterable alumina, silica, glass frit, clay mineral, and easily sinterable cordierite can be used.

骨材を構成する粒子(以下、「骨材粒子」という。)の体積累積粒径分布における50%径(以下、「D50」という。)は、5μm以上40μm未満である。D50は、いわゆるメディアン径である。D50は、10μm以上25μm以下であることが好ましく、20μm以下であることがより好ましい。骨材粒子のD50は、後述する骨材の原料粉末のD50によって調整可能である。骨材粒子のD50の値は、骨材原料のD50の値と同じである。 The 50% diameter (hereinafter referred to as “D g 50”) in the volume cumulative particle size distribution of the particles constituting the aggregate (hereinafter referred to as “aggregate particles”) is 5 μm or more and less than 40 μm. D g 50 is a so-called median diameter. D g 50 is preferably 10 μm or more and 25 μm or less, and more preferably 20 μm or less. The D g 50 of the aggregate particles can be adjusted by the D g 50 of the aggregate raw material powder described later. The value of D g 50 of the aggregate particles is the same as the value of D g 50 of the aggregate raw material.

骨材粒子の体積累積粒径分布における10%径(以下、「D10」という。)は、D50を10μmとした場合、10(x−0.7)μm以上であることが好ましい。また、骨材粒子の体積累積粒径分布における90%径(以下、「D90」という。)は、D50を10μmとした場合、10(x+0.3)μm以下であることが好ましい。従って、モノリス型基材10の骨材粒子について、D10≧10(x−0.7)μm、かつ、D90≦10(x+0.3)μmが成立することが好ましい。このことは、骨材粒子の80%の粒度範囲が10((x−0.2)±0.5)μmの範囲に入る粒度分布、すなわちシャープな粒径分布であることを意味している。骨材粒子のD90及びD10は、後述する骨材の原料粉末のD90及びD10によって調整可能である。骨材粒子のD90及びD10の値は、骨材の原料粉末のD90及びD10の値と同じである。 The 10% diameter (hereinafter referred to as “D g 10”) in the volume cumulative particle size distribution of aggregate particles is 10 (x−0.7) μm or more when D g 50 is 10 x μm. Is preferred. Further, the 90% diameter (hereinafter referred to as “D g 90”) in the volume cumulative particle size distribution of the aggregate particles is 10 (x + 0.3) μm or less when D g 50 is 10 x μm. Is preferred. Therefore, it is preferable that D g 10 ≧ 10 (x−0.7) μm and D g 90 ≦ 10 (x + 0.3) μm be established for the aggregate particles of the monolithic substrate 10. This means that the particle size distribution of 80% of the aggregate particles falls within the range of 10 ((x−0.2) ± 0.5) μm, that is, a sharp particle size distribution. . The D g 90 and D g 10 of the aggregate particles can be adjusted by D g 90 and D g 10 of the aggregate raw material powder described later. The values of D g 90 and D g 10 of the aggregate particles are the same as the values of D g 90 and D g 10 of the aggregate raw material powder.

骨材粒子のD10は、10(x−0.2)μm以上がより好ましい。骨材粒子のD90は、10(x+0.2)μm以下がより好ましい。 The D g 10 of the aggregate particles is more preferably 10 (x−0.2) μm or more. The D g 90 of the aggregate particles is more preferably 10 (x + 0.2) μm or less.

骨材粒子の体積累積粒径分布は、モノリス型基材10の断面SEM画像において、任意の面積を有する断面SEM画像に含まれる全ての骨材粒子を円形と仮定して、その面積から直径を算出することによって測定することができる。より具体的には、200μm×200μmの範囲の断面SEM画像(SEM画像はより高解像度であるほど好ましく、例えば、加速電圧を10kV以下、倍率を1000倍以上で撮影された反射電子像とすることができる。)を画像解析で三値化処理することにより、細孔、骨材、及び結合材に区別し、区別された骨材粒子毎にその面積を計測し、円形近似から骨材粒子毎の直径を算出することができる。画像解析には、例えばMEDIA CYBERNETICS社製の画像解析用のアプリケーションソフト「Image−Pro Plus(商品名)」を使用することができる。   In the cross-sectional SEM image of the monolith substrate 10, the volume cumulative particle size distribution of the aggregate particles is assumed that all the aggregate particles included in the cross-sectional SEM image having an arbitrary area are circular, and the diameter is calculated from the area. It can be measured by calculating. More specifically, a cross-sectional SEM image in the range of 200 μm × 200 μm (the SEM image is preferably a higher resolution, for example, a reflected electron image taken at an acceleration voltage of 10 kV or less and a magnification of 1000 or more) 3) by image analysis, the pores, aggregates, and binders are distinguished, the area of each distinct aggregate particle is measured, and each aggregate particle is determined from a circular approximation. Can be calculated. For image analysis, for example, image analysis application software “Image-Pro Plus (trade name)” manufactured by MEDIA CYBERNETICS can be used.

骨材粒子のうち粒径10μm以上の骨材粒子の平均アスペクト比は、1.5以上100以下とすることができる。粒径10μm以上の骨材粒子の平均アスペクト比は、2以上であることが好ましい。   Among the aggregate particles, the average aspect ratio of aggregate particles having a particle size of 10 μm or more can be 1.5 or more and 100 or less. The average aspect ratio of aggregate particles having a particle size of 10 μm or more is preferably 2 or more.

本実施形態において、骨材粒子の粒径とは、骨材粒子と同じ面積を有する円の直径のことである。また、アスペクト比とは、最大フェレー径を最小フェレー径で除した値(最大フェレー径/最小フェレー径)である。最大フェレー径とは、モノリス型基材10の断面SEM画像において骨材粒子を挟む2本の平行な直線の最大距離である。最小フェレー径とは、断面SEM画像上において骨材粒子を挟む2本の平行な直線の最小距離である。骨材粒子の平均アスペクト比とは、SEM画像上において任意に選択した10個の骨材粒子のアスペクト比の算術平均値である。平均アスペクト比を求める際、1枚の断面SEM画像に10個の骨材粒子が存在しない場合には、複数枚の断面SEM画像から任意に10個の骨材粒子を選択すればよい。   In the present embodiment, the particle size of the aggregate particles is the diameter of a circle having the same area as the aggregate particles. The aspect ratio is a value obtained by dividing the maximum ferret diameter by the minimum ferret diameter (maximum ferret diameter / minimum ferret diameter). The maximum ferret diameter is the maximum distance between two parallel straight lines sandwiching the aggregate particles in the cross-sectional SEM image of the monolith substrate 10. The minimum ferret diameter is the minimum distance between two parallel straight lines sandwiching the aggregate particles on the cross-sectional SEM image. The average aspect ratio of the aggregate particles is an arithmetic average value of the aspect ratios of 10 aggregate particles arbitrarily selected on the SEM image. When obtaining the average aspect ratio, if 10 aggregate particles do not exist in one cross-sectional SEM image, 10 aggregate particles may be arbitrarily selected from a plurality of cross-sectional SEM images.

モノリス型基材10における骨材と結合材の合計体積に対する骨材の体積割合は、65体積%以上85体積%以下とすることができる。骨材の体積割合は、70体積%以上80体積%以下であることが好ましく、75体積%以上であることがより好ましい。   The volume ratio of the aggregate to the total volume of the aggregate and the binder in the monolith type substrate 10 can be 65% by volume or more and 85% by volume or less. The volume ratio of the aggregate is preferably 70% by volume or more and 80% by volume or less, and more preferably 75% by volume or more.

モノリス型基材10における骨材と結合材の合計体積に対する結合材の体積割合は、15体積%以上35体積%以下である。結合材の体積割合は、20体積%以上30体積%以下であることが好ましく、25体積%以下であることがより好ましい。結合材の体積割合は、モノリス型基材10の断面SEM画像における結合材の面積占有率に基づいて算出することができる。   The volume ratio of the binder to the total volume of the aggregate and the binder in the monolithic substrate 10 is 15% by volume or more and 35% by volume or less. The volume ratio of the binder is preferably 20% by volume or more and 30% by volume or less, and more preferably 25% by volume or less. The volume ratio of the binder can be calculated based on the area occupancy of the binder in the cross-sectional SEM image of the monolith substrate 10.

モノリス型基材10における細孔(気孔)の体積割合(気孔率)は特に制限されないが、20%以上60%以下であることが好ましい。気孔率は、30%以上45%以下であることがより好ましい。気孔率は、水銀圧入法によって測定するか、もしくは、モノリス型基材10の断面SEM画像における細孔の面積占有率に基づいて算出することもできる。   The volume ratio (porosity) of pores (pores) in the monolithic substrate 10 is not particularly limited, but is preferably 20% or more and 60% or less. The porosity is more preferably 30% or more and 45% or less. The porosity can be measured by a mercury intrusion method, or can be calculated based on the area occupation ratio of the pores in the cross-sectional SEM image of the monolithic substrate 10.

モノリス型基材10における体積累積細孔径分布における50%径(以下、「D50」という。)は特に制限されないが、1μm以上10μm以下であることが好ましい。細孔径のD50は、2μm以上5μm以下であることがより好ましい。細孔径のD50は、いわゆるメディアン径である。 The 50% diameter (hereinafter referred to as “D p 50”) in the volume cumulative pore size distribution in the monolithic substrate 10 is not particularly limited, but is preferably 1 μm or more and 10 μm or less. The pore diameter D p 50 is more preferably 2 μm or more and 5 μm or less. The pore diameter D p 50 is a so-called median diameter.

モノリス型基材10における体積累積細孔径分布における10%径(以下、「D10」という。)は特に制限されないが、細孔径のD50を10μmとした場合、10(y+0.2)μm以下であることが好ましい。モノリス型基材10における体積累積細孔径分布における90%径(以下、「D90」という。)は特に制限されないが、細孔径のD50を10μmとした場合、10(y−0.2)μm以上であることが好ましい。従って、本実施形態では、モノリス型基材10の細孔径について、D10≦10(y+0.2)μm、かつ、D90≧10(y−0.2)μmが成立することが好ましい。このことは、全細孔の80%の細孔径が10(y±0.2)μmの範囲に入る細孔径分布、すなわちシャープな細孔径分布であることを意味している。細孔径分布がシャープであると、D50に対して小さな微細孔、もしくは大きな粗大気孔が少ないことを意味する。小さな微細孔は流体の圧力損失を有効に低減でいないために、少ないほうが好ましい。一方で、大きな粗大気孔は、モノリス型基材に中間層を成膜する際に、中間層用スラリーが基材内部に侵入して基材気孔を閉塞させるため、少ない方が好ましい。 The 10% diameter (hereinafter referred to as “D p 10”) in the volume cumulative pore diameter distribution in the monolith type substrate 10 is not particularly limited, but when the pore diameter D p 50 is 10 y μm, 10 (y + 0. 2) It is preferable that it is below μm. The 90% diameter (hereinafter referred to as “D p 90”) in the volume cumulative pore diameter distribution in the monolithic substrate 10 is not particularly limited, but when the pore diameter D p 50 is 10 y μm, 10 (y− 0.2) It is preferable that it is μm or more. Therefore, in the present embodiment, it is preferable that D p 10 ≦ 10 (y + 0.2) μm and D p 90 ≧ 10 (y−0.2) μm are satisfied with respect to the pore diameter of the monolithic substrate 10. . This means that the pore diameter distribution in which 80% of all pores fall within the range of 10 (y ± 0.2) μm, that is, a sharp pore diameter distribution. When the pore diameter distribution is sharp, this means that small micropores relative to D p 50 or larger coarse pores, is small. Smaller pores are preferred because they do not effectively reduce the pressure loss of the fluid. On the other hand, when the intermediate layer is formed on the monolithic base material, large rough air holes are preferable because the intermediate layer slurry enters the base material and closes the base material pores.

モノリス型基材10における体積累積細孔径分布は、水銀圧入法によって測定することができる。   The volume cumulative pore size distribution in the monolithic substrate 10 can be measured by a mercury intrusion method.

(モノリス型分離膜構造体100の製造方法)
まず、骨材と結合材とを秤量する。この際、隔壁厚さを0.2mm未満とするために、押出成形で使用する口金に合わせて、骨材の原料粉末のD50を5μm以上40μm以下とする。上記の通り、微細かつ比表面積の多い骨材を使用するため、骨材間の連結が不足しないように結合材の体積比を調整するが、多すぎると強度および耐磨耗性が高くなり過ぎるため、できるだけ少ない量とする。具体的には、15体積%以上35体積%以下となるように調整する。なお、骨材の原料粉末を分級することによって、D50を10μmとした場合のD10が10(z−0.7)μm以上、かつ、D90が10(z+0.3)μm以下のシャープな粒度分布で比表面積が比較的少ない骨材粉末を使用することによって、結合材の体積比を比較的少なく抑えることができる。
(Manufacturing method of monolithic separation membrane structure 100)
First, the aggregate and the binder are weighed. At this time, in order to make the partition wall thickness less than 0.2 mm, the D g 50 of the aggregate raw material powder is set to 5 μm or more and 40 μm or less in accordance with the die used in the extrusion molding. As described above, since the aggregate is fine and has a large specific surface area, the volume ratio of the binder is adjusted so that the connection between the aggregates is not insufficient, but if too much, the strength and wear resistance will be too high. Therefore, the amount should be as small as possible. Specifically, it is adjusted to be 15 volume% or more and 35 volume% or less. Note that by classifying the raw material powder aggregate, D g 10 of when the D g 50 and 10 z [mu] m is 10 (z-0.7) μm or more, and, D g 90 is 10 (z + 0.3 ) By using an aggregate powder having a sharp particle size distribution of μm or less and a relatively small specific surface area, the volume ratio of the binder can be kept relatively small.

骨材の原料粉末の分級手法としては、湿式分級や乾式分級を用いることができる。湿式分級とは、原料粉末を水中に分散させ、原料粉末の沈降速度と上向水流を調整することによって所望サイズの骨材粒子を静止させて取り出す手法である。乾式分級とは、振動篩やターボスクリーナーを用いる手法である。振動篩を用いる手法では、振動篩に振動を与えて目開きより小さな骨材粒子を落下させることによって所望サイズの骨材粒子を取り出すことができる。ターボスクリーナーを用いる手法では、円筒スクリーン網内に設けられたブレードを高速回転させつつ気流を流すことによって所望サイズの骨材粒子を取り出すことができる。   As a method for classifying aggregate raw material powder, wet classification or dry classification can be used. Wet classification is a technique in which raw material powder is dispersed in water and the aggregate particles of a desired size are taken out by adjusting the sedimentation rate and upward water flow of the raw material powder. Dry classification is a technique using a vibrating sieve or a turbo screener. In the method using a vibration sieve, aggregate particles having a desired size can be taken out by applying vibration to the vibration sieve and dropping aggregate particles smaller than the openings. In the method using a turbo screener, aggregate particles of a desired size can be taken out by flowing an air flow while rotating a blade provided in a cylindrical screen mesh at a high speed.

なお、結合材として無機結合材を用いる場合、その平均粒径は、0.1μm以上、10μm以下とすることができる。10μm以下であると、焼成で溶融しやすい又は/及び骨材粒子間に高分散して高強度なモノリス型基材10を提供できる。より骨材粒子間に高分散できると言った観点から、無機結合材の平均粒径は小さいほうがよいが、原料が細かいほどコスト高となる傾向であるため、実質的に0.1μm以上とすることができる。   In addition, when using an inorganic binder as a binder, the average particle diameter can be 0.1 micrometer or more and 10 micrometers or less. When the thickness is 10 μm or less, it is possible to provide a monolithic substrate 10 that is easily melted by firing and / or highly dispersed between aggregate particles and has high strength. From the viewpoint that it can be more highly dispersed among the aggregate particles, the average particle size of the inorganic binder is better to be small, but the finer the raw material, the higher the cost tends to be, so that it is substantially 0.1 μm or more. be able to.

次に、秤量した骨材粉末と結合材にメチルセルロース等の有機バインダ、分散材及び水を加えて混練することによって坏土を調製する。   Next, a kneaded material is prepared by adding an organic binder such as methylcellulose, a dispersing agent and water to the weighed aggregate powder and binder and kneading them.

次に、調製した坏土を、例えば、真空押出成形機を用いて押出成形することによって、複数の濾過セル24と複数の集水セル25を有するモノリス型の成形体を得る。   Next, the prepared clay is extruded using, for example, a vacuum extrusion molding machine to obtain a monolith-shaped molded body having a plurality of filtration cells 24 and a plurality of water collecting cells 25.

次に、モノリス型の成形体を、例えば900〜1600℃で焼成してモノリス型基材10を形成する。上述のとおり、比較的結合材の割合が少なく抑えられているため、モノリス型基材の強度及び/又は耐磨耗性を比較的低く抑えることができる。   Next, the monolith type molded body is fired at, for example, 900 to 1600 ° C. to form the monolith type substrate 10. As described above, since the ratio of the binder is relatively small, the strength and / or wear resistance of the monolithic substrate can be relatively low.

次に、図4及び図5に示すように、モノリス型基材10の第1端面11S及び第2端面11Tそれぞれにおいて、ダイヤモンド砥粒を施したバンドソーやディスクカッター、ワイヤーソー等のダイヤモンド切削具を用いて、排出流路用のスリットを各集水セル列25Lに沿って形成する。上述の通り、モノリス型基材10の強度及び/又は耐磨耗性が低下されて骨材粒子が剥離しやすくなっているため、ダイヤモンド切削具の消耗を抑えるとともに加工時間を短縮することができる。なお、モノリス型基材10と切削具の摩擦による発熱やダイヤモンド砥粒の脱粒によって切削具の寿命が短くなることを抑えるために、水等の溶媒を使って摩擦をさらに軽減させることが好ましい。   Next, as shown in FIGS. 4 and 5, a diamond cutting tool such as a band saw, a disk cutter, or a wire saw with diamond abrasive grains on each of the first end surface 11S and the second end surface 11T of the monolithic substrate 10 is used. Using, a slit for the discharge channel is formed along each water collection cell row 25L. As described above, since the strength and / or wear resistance of the monolithic substrate 10 is reduced and the aggregate particles are easily peeled off, the consumption of the diamond cutting tool can be suppressed and the processing time can be shortened. . Note that it is preferable to further reduce the friction by using a solvent such as water in order to prevent the life of the cutting tool from being shortened due to heat generated by friction between the monolithic base material 10 and the cutting tool or the degreasing of the diamond abrasive grains.

次いで、得られたモノリス型基材において、排出流路用のスリットが形成された集水セルの両端面から、排出流路26に達するまでの空間内に、スラリー状態の目封止部材を充填して、目封止部材充填モノリス型基材を得る。具体的には、モノリス型基材の両端面にポリエステル等のフィルム(マスキング)を添付し、排出流路26に対応する部分にレーザー照射等によりフィルムに穴を穿設する。   Next, in the obtained monolith type substrate, a plugging member in a slurry state is filled in the space from the both end surfaces of the water collection cell in which the slit for the discharge channel is formed to the discharge channel 26 Thus, a monolithic base material filled with a plugging member is obtained. Specifically, a film (masking) such as polyester is attached to both end faces of the monolith substrate, and a hole is made in the film by laser irradiation or the like in a portion corresponding to the discharge channel 26.

次に、モノリス型基材のフィルムを添付した端面を、目封止部材(スラリー)が満たされた容器内に押し付け、更に、エアシリンダ等で、例えば、200kgで加圧して充填することによって目封止部材充填モノリス型基材を得ることが出来る。そして、得られた目封止部材充填未焼成モノリス型基材を、例えば、900〜1400℃で焼成して目封止部材充填モノリス型基材を得る。   Next, the end face to which the film of the monolith type substrate is attached is pressed into a container filled with a plugging member (slurry), and further filled with the air cylinder or the like by pressurizing with 200 kg, for example. A monolithic substrate filled with a sealing member can be obtained. Then, the obtained plugged member-filled unfired monolithic base material is fired, for example, at 900 to 1400 ° C. to obtain a plugged member-filled monolithic base material.

そして、目封止部材充填モノリス型基材の濾過セル24の内壁面に、分離膜30の下地となる中間層20を形成する。中間層20を形成する(成膜する)ためには、先ず中間層用スラリーを調製する。中間層用スラリーは、所望の粒径(例えば、平均粒径1〜5μm)のセラミックス原料100質量部に400質量部の水を加えて調製することが出来る。また、この中間層用スラリーには、焼結後の膜強度を上げるために膜用無機結合材を添加してもよい。膜用無機結合材は、粘土、カオリン、チタニアゾル、シリカゾル、ガラスフリット等を用いることが出来る。膜用無機結合材の添加量は、膜強度の点から5〜42質量部であることが好ましい。   And the intermediate layer 20 used as the foundation | substrate of the separation membrane 30 is formed in the inner wall face of the filtration cell 24 of a plugging member filling monolith type base material. In order to form (deposit) the intermediate layer 20, first, an intermediate layer slurry is prepared. The intermediate layer slurry can be prepared by adding 400 parts by mass of water to 100 parts by mass of a ceramic raw material having a desired particle size (for example, an average particle size of 1 to 5 μm). In addition, an inorganic binder for a film may be added to the intermediate layer slurry in order to increase the film strength after sintering. As the inorganic binder for the film, clay, kaolin, titania sol, silica sol, glass frit and the like can be used. The addition amount of the inorganic binder for membrane is preferably 5 to 42 parts by mass from the viewpoint of membrane strength.

次に、中間層用スラリーを濾過セル24の内壁面に付着させ、乾燥した後、例えば、900〜1050℃で焼結させることで中間層20を成膜する。中間層20は、平均粒径を変えた複数の種類のスラリーを用いて中間層21と中間層22のように複数層に分けて成膜することができる。複数層の中間層20を成膜する場合は、成膜工程と焼成工程を中間層毎に実施してもよいし、複数の成膜工程を繰り返した後に、一体として焼成してもよい。   Next, the intermediate layer slurry is deposited on the inner wall surface of the filtration cell 24, dried, and then sintered at, for example, 900 to 1050 ° C. to form the intermediate layer 20. The intermediate layer 20 can be formed by dividing into a plurality of layers like the intermediate layer 21 and the intermediate layer 22 by using a plurality of types of slurry having different average particle diameters. In the case where a plurality of intermediate layers 20 are formed, the film forming step and the baking step may be performed for each intermediate layer, or may be performed as a unit after repeating the plurality of film forming steps.

次に、得られた中間層付モノリス型基材の端面に、ガラス原料スラリーをスプレー噴霧や刷毛で塗布した後、例えば、800〜1000℃で焼成することで、第1及び第2シール部14,15の成形体を形成する。ガラス原料スラリーは、例えば、ガラスフリットに水と有機バインダを混合することによって調製する。以上、第1及び第2シール部14,15の材料がガラスである場合を述べたが、第1及び第2シール部14,15は、分離対象である混合流体と分離後に排出流路26から排出される分離流体を通さないものであればよく、例えばシリコン樹脂やテフロン(登録商標)樹脂等を用いてもよい。なお、中間層20を複層構造とする場合には、中間層20の形成途中に第1及び第2シール部14,15の成形体を形成してもよい。   Next, the glass raw material slurry is applied to the end face of the obtained monolithic substrate with an intermediate layer by spraying or brushing, and then fired at 800 to 1000 ° C., for example, so that the first and second seal portions 14 are formed. , 15 are formed. The glass raw material slurry is prepared, for example, by mixing water and an organic binder in a glass frit. The case where the material of the first and second seal portions 14 and 15 is glass has been described above. Any material may be used as long as it does not allow the discharged separation fluid to pass through. In the case where the intermediate layer 20 has a multilayer structure, the molded body of the first and second seal portions 14 and 15 may be formed during the formation of the intermediate layer 20.

次に、中間層20の内表面に分離膜30を形成する。ここで、分離膜30の平均細孔径が1nmよりも小さく、圧力損失低減のためにより薄膜化が必要な場合は、中間層20と分離膜30の間にさらに下地層を配設することが好ましい。例えば、中間層20の上に、チタンイソプロポキシドを硝酸の存在下で加水分解してチタニアゾル液を得、水で希釈して下地層用ゾルを調製し、調製した下地層用ゾルを、中間層付モノリス型基材の所定のセルの内壁面に流通した後、例えば、400〜500℃で熱処理することによって、下地層を成膜しておくことが望ましい。   Next, the separation membrane 30 is formed on the inner surface of the intermediate layer 20. Here, when the average pore diameter of the separation membrane 30 is smaller than 1 nm and it is necessary to reduce the pressure loss in order to reduce the pressure loss, it is preferable to dispose an underlayer further between the intermediate layer 20 and the separation membrane 30. . For example, titanium isopropoxide is hydrolyzed on the intermediate layer 20 in the presence of nitric acid to obtain a titania sol solution, diluted with water to prepare an underlayer sol, and the prepared underlayer sol After flowing through the inner wall surface of a predetermined cell of the monolithic substrate with a layer, it is desirable to form a base layer by performing a heat treatment at 400 to 500 ° C., for example.

分離膜30としては、公知のMF(精密濾過)膜、UF(限外濾過)膜、ガス分離膜、浸透気化膜、或いは蒸気透過膜などを用いることができる。具体的に、分離膜30としては、セラミック膜(例えば、特開平3−267129号公報、特開2008−246304号公報参照)、一酸化炭素分離膜(例えば、特許第4006107号公報参照)、ヘリウム分離膜(例えば、特許第3953833号公報参照)、水素分離膜(例えば、特許第3933907号公報参照)、炭素膜(例えば、特開2003−286018号公報参照)、ゼオライト膜(例えば、特開2004−66188号公報参照)、シリカ膜(例えば、国際公開第2008/050812号パンフレット参照)、有機無機ハイブリッドシリカ膜(特開2013−203618号公報)、p−トリル基含有シリカ膜(特開2013−226541号公報)などが挙げられる。分離膜30の形成方法は、分離膜30の種類に応じた適切な方法を用いればよい。   As the separation membrane 30, a known MF (microfiltration) membrane, UF (ultrafiltration) membrane, gas separation membrane, pervaporation membrane, vapor permeable membrane, or the like can be used. Specifically, as the separation membrane 30, a ceramic membrane (see, for example, JP-A-3-267129 and JP-A-2008-246304), a carbon monoxide separation membrane (see, for example, Japanese Patent No. 4006107), helium Separation membrane (see, for example, Japanese Patent No. 395833), hydrogen separation membrane (see, for example, Japanese Patent No. 3933907), carbon membrane (see, for example, JP-A No. 2003-286018), zeolite membrane (see, for example, JP-A No. 2004) -66188), silica film (for example, see pamphlet of International Publication No. 2008/050812), organic-inorganic hybrid silica film (Japanese Patent Laid-Open No. 2013-203618), p-tolyl group-containing silica film (Japanese Patent Laid-Open No. 2013-2003). No. 226541). As a method of forming the separation membrane 30, an appropriate method according to the type of the separation membrane 30 may be used.

(その他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(Other embodiments)
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of invention.

モノリス型分離膜構造体100は、濾過セル24と集水セル25を備えることとしたが、集水セル25を備えていなくてもよい。この場合、モノリス型分離膜構造体100は、排出流路26を備えていなくてもよい。   Although the monolith type separation membrane structure 100 includes the filtration cell 24 and the water collection cell 25, the monolith separation membrane structure 100 may not include the water collection cell 25. In this case, the monolithic separation membrane structure 100 may not include the discharge flow channel 26.

第1及び第2シール部14,15それぞれは、外周面11Uの一部を覆っていることとしたが、外周面11Uを覆っていなくてもよい。   Each of the first and second seal portions 14 and 15 covers a part of the outer peripheral surface 11U, but may not cover the outer peripheral surface 11U.

以下において本発明に係るモノリス型分離膜構造体の実施例について説明する。ただし、本発明は以下に説明する実施例に限定されるものではない。   Examples of the monolith type separation membrane structure according to the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to the examples described below.

(実施例1〜5と比較例1〜4の作製)
以下のようにして、実施例1〜5と比較例1〜4に係るモノリス型分離膜構造体を作製した。
(Production of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4)
Monolith type separation membrane structures according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 were produced as follows.

まず、骨材の原料粉末(以下、「骨材粉末」という。)を分級することによって、表1に示すように、骨材粉末の粒度分布を実施例ごとに変更した。骨材粉末の粒度分布は、マイクロトラック・ベル社製のレーザー回折・拡散式粒子径分布測定装置(MT3300 EXII)を用いて測定した。測定した結果を図9に示す。図9から、分級によって粒度分布が著しく変化していることが分かる。   First, as shown in Table 1, the particle size distribution of the aggregate powder was changed for each example by classifying the aggregate raw material powder (hereinafter referred to as “aggregate powder”). The particle size distribution of the aggregate powder was measured using a laser diffraction / diffusion type particle size distribution measuring device (MT3300 EXII) manufactured by Microtrack Bell. The measurement results are shown in FIG. From FIG. 9, it can be seen that the particle size distribution is remarkably changed by classification.

次に、分級して得られた骨材粉末又は/及び分級していない骨材粉末と結合材を秤量した。なお、実施例4では、分級して得られた骨材粉末と分級していない骨材粉末を50:50の割合で混合した。この際、骨材粉末と結合材の質量比を調整することによって、表1に示すように、骨材と結合材それぞれの体積割合を実施例ごとに変更した。   Next, the aggregate powder obtained by classification and / or the aggregate powder not classified and the binder were weighed. In Example 4, the aggregate powder obtained by classification and the aggregate powder not classified were mixed at a ratio of 50:50. At this time, by adjusting the mass ratio of the aggregate powder and the binder, the volume ratio of the aggregate and the binder was changed for each example as shown in Table 1.

次に、骨材粉末と結合材にメチルセルロース、分散材及び水を加えて混練することによって坏土を調製した。   Next, a clay was prepared by adding and kneading methylcellulose, a dispersing agent and water to the aggregate powder and the binder.

次に、坏土を押出成形して、複数の濾過セルと複数の集水セルを有するモノリス型基材の成形体を作成した。この際、各濾過セルと各集水セルのサイズと位置を調整することによって、表1に示すように、濾過セルの内径と濾過セル同士の隔壁厚みを実施例ごとに変更した。   Next, the kneaded material was extrusion-molded to produce a monolith-type substrate molded body having a plurality of filtration cells and a plurality of water collection cells. At this time, by adjusting the size and position of each filtration cell and each water collection cell, as shown in Table 1, the inner diameter of the filtration cell and the partition wall thickness between the filtration cells were changed for each example.

次に、モノリス型基材の成形体を焼成(1250℃、2時間)した。焼成されたモノリス型基材のサイズは、直径63mmφ×長さ300mmであった。   Next, the molded body of the monolith type substrate was fired (1250 ° C., 2 hours). The size of the fired monolithic substrate was 63 mm in diameter and 300 mm in length.

次に、モノリス型基材の両端面において、集水セル列に沿ってダイヤモンドディスクでスリットを入れた。この際、実施例ごとに多数のモノリス型基材を準備して、ダイヤモンドディスクの交換が必要になるまでのスリット加工回数と1回のスリット加工にかかった平均加工時間とを測定した。交換までのスリット加工回数と平均加工時間の測定結果は表1に示す通りであった。   Next, slits were made with diamond disks along the water collection cell rows on both end faces of the monolithic substrate. At this time, a large number of monolithic substrates were prepared for each example, and the number of slits and the average processing time required for one slit until the diamond disk had to be replaced were measured. Table 1 shows the results of measurement of the number of slit processing and the average processing time until replacement.

次に、モノリス型基材の両端面にポリエステルフィルムを貼付し、ポリエステルフィルムのうち集水セル及びスリットに対応する部分に孔を穿設した。   Next, a polyester film was affixed to both end faces of the monolith substrate, and holes were formed in portions of the polyester film corresponding to the water collection cells and slits.

次に、本体部の両端部をスラリー状態の目封止部材に押し付けて目封止の成形体を形成した。そして、目封止の成形体を焼成(1250℃、1時間)することで、第1及び第2目封止と排出流路を形成した。   Next, both ends of the main body were pressed against the plugging member in a slurry state to form a plugged molded body. And the 1st and 2nd plugging and the discharge flow path were formed by baking (1250 degreeC, 1 hour) the molded object of plugging.

次に、平均粒径2.3μmのアルミナ粒子(骨材)100質量部に対して無機結合材14質量部を添加し、更に水、分散材、及び増粘剤を加えて混合することにより第1中間層用スラリーを調製した。そのスラリーを用い、特公昭63−66566号公報に記載の濾過成膜法により、濾過セル用貫通孔の内周面に第1中間層用スラリーを付着させた。その後、大気雰囲気下、電気炉にて焼成(950℃、1時間)することによって、第1中間層を形成した。なお、無機結合材としては、SiO(77モル%)、ZrO(10モル%)、LiO(3.5モル%)、NaO(4モル%)、KO(4モル%)、CaO(0.7モル%)及びMgO(0.8モル%)を含有するガラス原料を、1600℃で溶融して均一化し、これを冷却した後に平均粒径1μmとなるように粉砕したものを用いた。 Next, 14 parts by mass of an inorganic binder is added to 100 parts by mass of alumina particles (aggregate) having an average particle size of 2.3 μm, and water, a dispersing agent, and a thickener are further added and mixed. A slurry for one intermediate layer was prepared. Using the slurry, the first intermediate layer slurry was adhered to the inner peripheral surface of the filtration cell through-hole by the filtration film forming method described in Japanese Patent Publication No. 63-66566. Then, the 1st intermediate | middle layer was formed by baking with an electric furnace (950 degreeC, 1 hour) in air | atmosphere atmosphere. As the inorganic binder, SiO 2 (77 mol%), ZrO 2 (10 mol%), LiO 2 (3.5 mol%), Na 2 O (4 mol%), K 2 O (4 mol% ), A glass raw material containing CaO (0.7 mol%) and MgO (0.8 mol%) was melted and homogenized at 1600 ° C., and this was cooled and pulverized to an average particle diameter of 1 μm. A thing was used.

次に、平均粒径0.3μmのチタニア粒子(骨材)100質量部に対して無機結合材20質量部を添加し、有機バインダとpH調整剤と界面活性剤などを混合して第2中間層用スラリーを調製した。   Next, 20 parts by mass of an inorganic binder is added to 100 parts by mass of titania particles (aggregate) having an average particle size of 0.3 μm, and an organic binder, a pH adjuster, a surfactant, and the like are mixed to form a second intermediate A layer slurry was prepared.

次に、第2中間層用スラリーを第1中間層の内表面に濾過法で堆積させることによって、第2中間層の成形体を形成した。   Next, the second intermediate layer slurry was deposited on the inner surface of the first intermediate layer by a filtration method, thereby forming a molded body of the second intermediate layer.

次に、第2中間層の成形体を焼成(950℃、1時間)することによって第2中間層を形成した。   Next, the 2nd intermediate | middle layer was formed by baking the molded object of a 2nd intermediate | middle layer (950 degreeC, 1 hour).

次に、中間層付モノリス型基材の端面に、ガラス原料スラリーをスプレー噴霧によって塗布した後、焼成(950℃、1時間)することによって、端面にシール部を形成した。   Next, a glass raw material slurry was applied to the end face of the monolith substrate with intermediate layer by spray spraying, and then fired (950 ° C., 1 hour) to form a seal portion on the end face.

次に、チタンイソプロポキシドを硝酸の存在下で加水分解してチタニアゾル液を得、水で希釈して分離(限外濾過)膜用スラリーを調製した。   Next, titanium isopropoxide was hydrolyzed in the presence of nitric acid to obtain a titania sol solution, which was diluted with water to prepare a separation (ultrafiltration) membrane slurry.

次に、分離膜用スラリーを第2中間層の内表面に流通した後、熱処理(500℃、1時間)することによって、分離膜を形成した。   Next, the separation membrane slurry was formed on the inner surface of the second intermediate layer by heat treatment (500 ° C., 1 hour).

(モノリス型基材の断面SEM観察)
まず、実施例1〜5と比較例1〜4のモノリス型基材について、断面SEM画像を取得した。図6は比較例1の断面SEM画像であり、図7は比較例3の断面SEM画像であり、図8は実施例1の断面SEM画像である。
(SEM observation of cross section of monolithic substrate)
First, the cross-sectional SEM image was acquired about the monolith type | mold base material of Examples 1-5 and Comparative Examples 1-4. 6 is a cross-sectional SEM image of Comparative Example 1, FIG. 7 is a cross-sectional SEM image of Comparative Example 3, and FIG. 8 is a cross-sectional SEM image of Example 1.

次に、断面SEM画像において骨材、結合材及び気孔それぞれの体積割合と骨材粒子の平均アスペクト比を測定した。平均アスペクト比は、断面SEM画像において任意に選択した10個の骨材粒子のアスペクト比(最大フェレー径/最小フェレー径)を算術平均した値である。   Next, in the cross-sectional SEM image, the volume ratios of the aggregate, the binder, and the pores and the average aspect ratio of the aggregate particles were measured. The average aspect ratio is a value obtained by arithmetically averaging the aspect ratios (maximum ferret diameter / minimum ferret diameter) of 10 aggregate particles arbitrarily selected in the cross-sectional SEM image.

(モノリス型基材の気孔率及び細孔径分布)
実施例1〜5と比較例3,4のモノリス型基材について、水銀圧入法によって、気孔率及び細孔径分布(D50、D10、D90)を測定した。測定結果は表1に示す通りであった。また、代表として実施例1、4、5、比較例3の細孔径分布を図10に示す。
(Porosity and pore size distribution of monolithic substrate)
For monolithic substrate of Comparative Examples 3 and 4 with Examples 1-5, by mercury porosimetry was measured porosity and pore size distribution (D p 50, D p 10 , D p 90). The measurement results are as shown in Table 1. Moreover, the pore diameter distribution of Examples 1, 4, 5 and Comparative Example 3 is shown in FIG. 10 as a representative.

(モノリス型基材の強度)
実施例1〜5と比較例1〜4のモノリス型基材について、JIS R 1601に基づいて4点曲げ強度を測定した。測定結果は表1に示す通りであった。
(Strength of monolithic substrate)
About the monolith type base material of Examples 1-5 and Comparative Examples 1-4, 4-point bending strength was measured based on JISR1601. The measurement results are as shown in Table 1.

比較例1(従来例)では、図6に示すように、粗大な骨材アルミナを使用していて成形する際に口金に詰まりやすいため、隔壁厚みを薄くすることができない。これと比較して、比較例2では平均粒径(D50)の小さな骨材を使用することによって、隔壁厚みが薄く、濾過セルが高密度化した高膜面積な基材を形成することができた。しかし、平均粒径の小さな骨材を使用したことによって微細な骨材粒子が増え、骨材同士を連結する結合材が不足して強度が大きく低下してしまい、分離膜の構造を維持することができなかった。 In Comparative Example 1 (conventional example), as shown in FIG. 6, since the coarse aggregate alumina is used and the die is easily clogged during molding, the partition wall thickness cannot be reduced. In comparison with this, in Comparative Example 2, by using an aggregate having a small average particle diameter (D g 50), a base material having a high membrane area in which the partition wall thickness is thin and the filtration cells are densified is formed. I was able to. However, the use of aggregates with a small average particle size increases the number of fine aggregate particles, resulting in a lack of binders that connect the aggregates, resulting in a significant decrease in strength and maintaining the structure of the separation membrane. I could not.

比較例3では、比較例2と比較して結合材の割合を増加させたところ、強度が向上した。しかし、比較例3では、図7に示すように、骨材全てが連結されることにより、強度及び/又は耐磨耗性が過大(難加工性)になり、排出流路の切り欠きを切削加工するためのダイヤモンドディスクの寿命が大幅に短命化した。   In Comparative Example 3, when the proportion of the binder was increased as compared with Comparative Example 2, the strength was improved. However, in Comparative Example 3, as shown in FIG. 7, all the aggregates are connected, so that the strength and / or wear resistance is excessive (difficult to work), and the notch of the discharge channel is cut. The life of diamond disks for processing has been greatly shortened.

一方、実施例1では、図8に示すように、骨材の平均粒径を小さく、かつ、骨材の粒度分布を分級によってシャープにしたことによって、結合材が少なくても十分な強度を有するとともにダイヤモンドディスクを長寿命化できた。これは、結合材を少なくすることによって、強度及び/又は耐磨耗性を比較的低く抑えることができたためである。   On the other hand, in Example 1, as shown in FIG. 8, since the average particle size of the aggregate is small and the particle size distribution of the aggregate is sharpened by classification, it has sufficient strength even if there is little binder. At the same time, the service life of the diamond disc was extended. This is because the strength and / or wear resistance can be kept relatively low by reducing the number of binders.

また、実施例2では、結合材をさらに減ずることによって、十分な強度を維持しつつ、ダイヤモンドディスクをより長寿命化できた。また、実施例3では、結合材を増やしても、ダイヤモンドディスクを十分長寿命化しつつ、モノリス型基材の強度をより向上させることができた。   In Example 2, the life of the diamond disk could be further extended while maintaining sufficient strength by further reducing the binder. Moreover, in Example 3, even if the number of binders was increased, the strength of the monolithic base material could be further improved while the diamond disk had a sufficiently long life.

また、実施例4では、骨材原料全てを分級しなくても、一部を分級によってシャープにしたものとすれば、実施例1〜3と同様な効果を発揮できることを示している。   Moreover, in Example 4, even if it does not classify | categorize all the aggregate raw materials, if the part was sharpened by classification, it has shown that the effect similar to Examples 1-3 can be exhibited.

また、実施例5では、骨材の粒度分布を分級によってシャープにしなくても、骨材と結合材の割合を十分に調整すれば実施例1〜4と同様の効果を発揮できることを示している。   Moreover, in Example 5, even if it does not sharpen the particle size distribution of an aggregate by classification, if the ratio of an aggregate and a binder is fully adjusted, it has shown that the effect similar to Examples 1-4 can be exhibited. .

一方で、比較例4では、骨材の粒度分布を原料によってシャープにして骨材の比表面積を減じた割に結合材が多過ぎたために、焼成時の縮み(割り掛け)が大きくなって気孔率が低下して圧力損失が大きくなってしまった。さらに、強度及び/又は耐磨耗性が過大(難加工性)になり、排出流路の切り欠きを切削加工するためのダイヤモンドディスクの寿命が大幅に短命化した。   On the other hand, in Comparative Example 4, because the aggregate particle size distribution was sharpened by the raw material and the specific surface area of the aggregate was reduced, there were too many binders, so the shrinkage (split) at the time of firing became large and pores The rate dropped and the pressure loss increased. Furthermore, the strength and / or wear resistance is excessive (difficult to work), and the life of the diamond disk for cutting the notch of the discharge channel is significantly shortened.

以上の実施例1〜5において、比較的強度が高い割に切削性が良い理由は不明であるが、骨材の高いアスペクト比が良い影響を与えているものと推察される。即ち、比較的少ない結合材で連結され、かつ、扁平であるので、結合材と骨材との界面に応力が集中しやすく、切削加工時は骨材粒子が剥離するように加工されているのではないかと推察される。   In Examples 1 to 5 above, the reason why the machinability is good although the strength is relatively high is unknown, but it is presumed that the high aspect ratio of the aggregate has a good influence. In other words, since it is connected with relatively few binders and is flat, stress is likely to concentrate on the interface between the binder and the aggregate, and the aggregate particles are processed so as to peel off during cutting. It is guessed that.

図10に示すように、分級して得られた骨材粉末を用いた実施例1および実施例4はシャープな細孔径分布であった。一方で、比較例3はブロードでかつ、粗大気孔が多かったため、中間層成膜の際に、中間層用スラリーが基材内部に侵入して基材気孔を閉塞させることがあった。   As shown in FIG. 10, Example 1 and Example 4 using the aggregate powder obtained by classification had a sharp pore size distribution. On the other hand, since Comparative Example 3 was broad and had many rough air holes, the intermediate layer slurry sometimes entered the inside of the base material to close the base material pores during the formation of the intermediate layer.

100 モノリス型分離膜構造体
10 モノリス型基材
11S 第1端面
11T 第2端面
11U 側面
12 第1目封止
13 第2目封止
14 第1シール部
15 第2シール部
20 中間層
21 第1中間層
22 第2中間層
24 濾過セル
25 集水セル
24L 濾過セル列
25L 集水セル列
26 排出流路
26a 開口部
100 monolith type separation membrane structure 10 monolith type substrate 11S first end face 11T second end face 11U side face 12 first seal 13 second seal 14 first seal 15 second seal 20 intermediate layer 21 first Intermediate layer 22 Second intermediate layer 24 Filtration cell 25 Water collection cell 24L Filtration cell row 25L Water collection cell row 26 Drain passage 26a Opening

Claims (9)

骨材と結合材によって構成され、細孔を有するモノリス型基材であって、
第1端面から第2端面までそれぞれ連なる複数の濾過セルと、
前記第1端面から前記第2端面までそれぞれ連なり、両端部が封止された複数の集水セルと、
前記複数の集水セルを貫く排出流路と、
を備え、
前記複数の濾過セルのうち隣接する2つの濾過セルどうしの最短部分の隔壁厚みは、0.05mm以上0.2mm未満であり、
前記骨材を構成する骨材粒子のD50は、5μm以上40μm未満であり、
前記骨材と前記結合材の合計体積に対する前記結合材の体積割合は、15体積%以上35体積%以下である、
モノリス型基材。
A monolithic base material composed of an aggregate and a binder and having pores,
A plurality of filtration cells each extending from the first end face to the second end face;
A plurality of water collection cells each connected from the first end surface to the second end surface and sealed at both ends;
A discharge passage through the plurality of water collection cells;
With
The partition wall thickness of the shortest portion between two adjacent filtration cells among the plurality of filtration cells is 0.05 mm or more and less than 0.2 mm,
D g 50 of the aggregate particles constituting the aggregate is 5 μm or more and less than 40 μm,
The volume ratio of the binder to the total volume of the aggregate and the binder is 15% by volume to 35% by volume.
Monolith type substrate.
前記骨材粒子のD10は、前記骨材粒子のD50を10μmとした場合、10(x−0.7)μm以上であり、
前記骨材粒子のD90は、前記骨材粒子のD50を10μmとした場合、10(x+0.3)μm以下である、
請求項1に記載のモノリス型基材。
The D g 10 of the aggregate particles is 10 (x−0.7) μm or more when the D g 50 of the aggregate particles is 10 × μm,
The D g 90 of the aggregate particle is 10 (x + 0.3) μm or less when the D g 50 of the aggregate particle is 10 × μm.
The monolith substrate according to claim 1.
前記細孔のD50は、1μm以上10μm以下であり、
前記細孔のD10は、前記細孔のD50を10μmとした場合、10(y+0.2)μm以下であり、
前記細孔のD90は、前記細孔のD50を10μmとした場合、10(y−0.2)μm以上である、
請求項1又は2に記載のモノリス型基材。
D p 50 of the pore is 1 μm or more and 10 μm or less,
The D p 10 of the pore is 10 (y + 0.2) μm or less when the D p 50 of the pore is 10 y μm,
The D p 90 of the pore is 10 (y−0.2) μm or more when the D p 50 of the pore is 10 y μm.
The monolith substrate according to claim 1 or 2.
前記細孔の体積割合は、20%以上60%以下である、
請求項3に記載のモノリス型基材。
The volume ratio of the pores is 20% or more and 60% or less.
The monolith type substrate according to claim 3.
前記骨材粒子のうち粒径10μm以上の骨材粒子の平均アスペクト比は、2以上である、
請求項1乃至4のいずれかに記載のモノリス型基材。
Among the aggregate particles, the average aspect ratio of aggregate particles having a particle size of 10 μm or more is 2 or more.
The monolith substrate according to any one of claims 1 to 4.
4点曲げ強度は、90MPa以下である、
請求項1乃至5のいずれかに記載のモノリス型基材。
4-point bending strength is 90 MPa or less,
The monolith substrate according to any one of claims 1 to 5.
骨材粉末と結合材によって構成され、第1端面から第2端面までそれぞれ連なる複数の濾過セルと、前記第1端面から前記第2端面までそれぞれ連なり、両端部が封止された複数の集水セルとを備えるモノリス型基材の成形体を形成する工程と、
前記成形体を焼成することによってモノリス型基材を形成する工程と、
前記モノリス型基材の前記第1端面に切削加工を施すことによって、前記複数の集水セルを貫く排出流路用のスリットを形成する工程と、
を備え、
前記複数の濾過セルのうち隣接する2つの濾過セルどうしの最短部分の隔壁厚みは、0.05mm以上0.2mm未満であり、
前記骨材粉末のD50は、5μm以上40μm未満であり、
前記骨材と前記結合材の合計体積に対する前記結合材の体積割合は、15体積%以上35体積%以下である、
モノリス型基材の製造方法。
A plurality of filtration cells composed of aggregate powder and a binding material, each connected from the first end surface to the second end surface, and a plurality of water collecting units connected from the first end surface to the second end surface and sealed at both ends. A step of forming a monolith-type base material comprising a cell;
Forming a monolithic base material by firing the molded body;
Forming a slit for a discharge channel that penetrates the plurality of water collection cells by cutting the first end surface of the monolithic substrate; and
With
The partition wall thickness of the shortest portion between two adjacent filtration cells among the plurality of filtration cells is 0.05 mm or more and less than 0.2 mm,
D g 50 of the aggregate powder is 5 μm or more and less than 40 μm,
The volume ratio of the binder to the total volume of the aggregate and the binder is 15% by volume to 35% by volume.
Monolith type substrate manufacturing method.
前記骨材粉末のD10は、前記骨材粉末のD50を10μmとした場合、10(x−0.7)μm以上であり、
前記骨材粉末のD90は、前記骨材粉末のD50を10μmとした場合、10(x+0.3)μm以下である、
請求項7に記載のモノリス型基材の製造方法。
D g 10 of the aggregate powder is 10 (x−0.7) μm or more when the D g 50 of the aggregate powder is 10 × μm,
The D g 90 of the aggregate powder is 10 (x + 0.3) μm or less when the D g 50 of the aggregate powder is 10 × μm.
The manufacturing method of the monolith type base material of Claim 7.
前記骨材粉末のうち粒径10μm以上の骨材粉末粒子の平均アスペクト比は、2以上である、
請求項7又は8に記載のモノリス型基材の製造方法。
Of the aggregate powder, the average aspect ratio of aggregate powder particles having a particle size of 10 μm or more is 2 or more.
The manufacturing method of the monolith type | mold base material of Claim 7 or 8.
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