JP2018034091A - Porous Filter - Google Patents

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洋介 井本
Yosuke Imoto
洋介 井本
佐々木 俊明
Toshiaki Sasaki
俊明 佐々木
平野 卓
Taku Hirano
卓 平野
洋一郎 水谷
Yoichiro Mizutani
洋一郎 水谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology of making a thickness of a porous film uniform.SOLUTION: A porous filter includes a porous support body which has two end surfaces and has a flow passage passing from the one end surface to the other end surface, a first porous film formed on the porous support body, and a second porous film formed on a side where the first porous film does not face to the porous support body. The first porous film includes particles of different particle sizes formed of a same material, has a first local maximum value and a second local maximum value with 5% or more frequencies respectively when viewing particle size frequency distribution of the particles. A first particle size of the first local maximum value is larger than a second particle size of the second local maximum value. The first particle size is 2-7 times of the second particle size. The first particle size is 1-10 μm, and the second particle size is less than 1 μm.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、多孔質フィルターに関する。   The present invention relates to a porous filter.

従来より、多孔質体により形成された多孔質支持体に、多孔質膜が分離膜として形成された多孔質フィルターが知られている(例えば、特許文献1)。多孔質膜を均一な厚みで形成する方法として、特許文献1では、多孔質膜に有機高分子を添加する方法が記載されている。   Conventionally, a porous filter in which a porous membrane is formed as a separation membrane on a porous support formed of a porous body is known (for example, Patent Document 1). As a method of forming a porous film with a uniform thickness, Patent Document 1 describes a method of adding an organic polymer to a porous film.

特許第3625682号Japanese Patent No. 3625682 特開2002−253915号公報JP 2002-253915 A 特開2007−229564号公報JP 2007-229564 A

しかしながら、特許文献1に記載の方法を用いた場合、有機高分子の熱収縮に起因して、多孔質膜にクラックが発生する虞がある。このため、均一な厚みの多孔質膜を形成する技術として、その他の技術が望まれていた。   However, when the method described in Patent Document 1 is used, cracks may occur in the porous film due to thermal contraction of the organic polymer. For this reason, other techniques have been desired as a technique for forming a porous film having a uniform thickness.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することができる。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be realized as the following forms.

(1)本発明の一形態によれば、多孔質フィルターが提供される。この多孔質フィルターは、2つの端面を有し、一方の前記端面から他方の前記端面まで貫通する流路が形成された多孔質支持体と、前記多孔質支持体に形成された第1多孔質膜と、前記第1多孔質膜の、前記多孔質支持体に面していない側に形成された第2多孔質膜と、を備える多孔質フィルターであって、前記第1多孔質膜は、同一の材料から形成された粒径の異なる粒子を含み、前記粒子の粒径頻度分布を見たときに、頻度がそれぞれ5%以上である第1極大値と第2極大値とを有し、前記第1極大値の第1粒径は、前記第2極大値の第2粒径よりも大きく、前記第1粒径は、前記第2粒径の2倍から7倍であり、前記第1粒径は1μm以上10μm以下であり、前記第2粒径は1μm未満であることを特徴とする。この形態の多孔質フィルターによれば、第1多孔質膜が第2粒径の粒子を備えることにより、製造時に第1多孔質膜を形成するためのスラリーが多孔質支持体に均一に付着する結果、第1多孔質膜の膜厚が均一となる。 (1) According to one aspect of the present invention, a porous filter is provided. This porous filter has two end faces, a porous support having a flow path penetrating from one end face to the other end face, and a first porous formed in the porous support. A porous filter comprising a membrane and a second porous membrane formed on a side of the first porous membrane not facing the porous support, wherein the first porous membrane is Including particles having different particle diameters formed from the same material, and having a first maximum value and a second maximum value, each of which has a frequency of 5% or more when viewing the particle size frequency distribution of the particles, The first particle size of the first maximum value is larger than the second particle size of the second maximum value, and the first particle size is 2 to 7 times the second particle size, The particle size is 1 μm or more and 10 μm or less, and the second particle size is less than 1 μm. According to the porous filter of this aspect, the first porous membrane is provided with particles having the second particle size, so that the slurry for forming the first porous membrane is uniformly attached to the porous support during production. As a result, the film thickness of the first porous film becomes uniform.

(2)上記形態の多孔質フィルターにおいて、前記第1極大値の頻度及び前記第2極大値の頻度は、ともに10%以上であってもよい。この形態の多孔質フィルターによれば、第1多孔質膜の膜厚がより均一となる。 (2) In the porous filter of the above aspect, both the frequency of the first maximum value and the frequency of the second maximum value may be 10% or more. According to the porous filter of this form, the film thickness of the first porous film becomes more uniform.

(3)上記形態の多孔質フィルターにおいて、前記第1粒径は2μm以上5μm以下であり、前記第2粒径は0.5μm以上1μm未満であってもよい。この形態の多孔質フィルターによれば、第1多孔質膜の膜厚がより均一となる。 (3) In the porous filter of the above aspect, the first particle size may be 2 μm or more and 5 μm or less, and the second particle size may be 0.5 μm or more and less than 1 μm. According to the porous filter of this form, the film thickness of the first porous film becomes more uniform.

(4)上記形態の多孔質フィルターにおいて、前記第1多孔質膜が、前記流路を構成する面に形成されていてもよい。この形態の多孔質フィルターによれば、第1多孔質膜の膜厚が均一となる。 (4) In the porous filter of the above aspect, the first porous film may be formed on a surface constituting the flow path. According to this form of the porous filter, the thickness of the first porous film is uniform.

なお、本発明は、上述した多孔質フィルターとしての形態に限らず、種々の形態で実現することが可能である。本発明は、例えば、多孔質フィルターの製造方法の態様で実現することができる。   In addition, this invention is not restricted to the form as a porous filter mentioned above, It is possible to implement | achieve in various forms. The present invention can be realized, for example, in an aspect of a method for producing a porous filter.

本実施形態の多孔質フィルター10の説明図。Explanatory drawing of the porous filter 10 of this embodiment. 多孔質膜110の断面模式図。2 is a schematic cross-sectional view of a porous membrane 110. FIG. 多孔質フィルター10の製造方法を示す工程図。FIG. 5 is a process diagram showing a method for manufacturing the porous filter 10. 濾過成膜法を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the filtration film-forming method. 実施例及び比較例の第1多孔質膜の粒径頻度分布を示す図。The figure which shows the particle size frequency distribution of the 1st porous film of an Example and a comparative example. 走査型電子顕微鏡で取得した画像を模式的に示す図。The figure which shows typically the image acquired with the scanning electron microscope. 第1多孔質膜111の厚みを測定した結果を示す図。The figure which shows the result of having measured the thickness of the 1st porous film 111. FIG. 測定場所を説明する模式図。The schematic diagram explaining a measurement place. 実施例と比較例との第1多孔質膜111を形成する粒子を示す断面模式図。The cross-sectional schematic diagram which shows the particle | grains which form the 1st porous film 111 of an Example and a comparative example. 実施例における第1多孔質膜111の形成の様子を示す断面模式図。The cross-sectional schematic diagram which shows the mode of formation of the 1st porous film 111 in an Example.

A.実施形態:
A1.多孔質フィルターの構成:
図1は、本実施形態の多孔質フィルター10の説明図である。図1は、多孔質フィルター10を、多孔質フィルター10の軸線CX方向に沿って切断した状態を示す。本実施形態の多孔質フィルター10は、例えば、気体や液体等のフィルターとして利用される。図1に示すように、多孔質フィルター10は、多孔質支持体100と、多孔質膜110とを備える。
A. Embodiment:
A1. Porous filter configuration:
FIG. 1 is an explanatory diagram of the porous filter 10 of the present embodiment. FIG. 1 shows a state in which the porous filter 10 is cut along the axis CX direction of the porous filter 10. The porous filter 10 of the present embodiment is used as, for example, a gas or liquid filter. As shown in FIG. 1, the porous filter 10 includes a porous support 100 and a porous membrane 110.

多孔質支持体100は、2つの端面を有し、一方の端面D1から他方の端面D2まで貫通する流路Cが形成されている。本実施形態において、流路Cは複数形成されているが、一つでもよい。多孔質支持体100は、連通する多数の気孔を有しており、任意の方向に流体(気体や液体)が通過可能に形成されている。本実施形態では、多孔質支持体100は円柱状であり、流路Cは多孔質支持体100の軸線CX方向に沿った方向に延びている。多孔質支持体100の素材としては、例えば、アルミナ(Al)やシリカ(SiO)、コージェライト、ムライト、又は、それらの混合物等の種々の酸化物を利用することが可能である。 The porous support body 100 has two end surfaces, and a flow path C penetrating from one end surface D1 to the other end surface D2 is formed. In the present embodiment, a plurality of flow paths C are formed, but one may be used. The porous support 100 has a large number of communicating pores, and is formed so that fluid (gas or liquid) can pass in any direction. In the present embodiment, the porous support 100 is cylindrical, and the flow path C extends in the direction along the axis CX direction of the porous support 100. As a material of the porous support 100, for example, various oxides such as alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), cordierite, mullite, or a mixture thereof can be used. .

図2は、多孔質膜110の断面模式図である。図2に示すように、多孔質膜110は、多孔質支持体100の流路Cを構成する面に形成されている。多孔質膜110は、2つの膜から形成されており、多孔質支持体100の流路Cにおいて、第1多孔質膜111と、第2多孔質膜113とが、この順に積層されている。つまり、本実施形態では、第1多孔質膜111は多孔質支持体100に形成されており、第2多孔質膜113は第1多孔質膜111の、多孔質支持体100に面していない側に形成されている。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the porous membrane 110. As shown in FIG. 2, the porous membrane 110 is formed on the surface constituting the flow path C of the porous support 100. The porous membrane 110 is formed of two membranes, and the first porous membrane 111 and the second porous membrane 113 are laminated in this order in the flow path C of the porous support 100. That is, in the present embodiment, the first porous film 111 is formed on the porous support 100, and the second porous film 113 does not face the porous support 100 of the first porous film 111. Formed on the side.

第1多孔質膜111は、同一の材料から形成された粒径の異なる粒子を含む多孔質な膜である。本実施形態では、同一の材料として、アルミナ(Al)を用いる。第1多孔質膜111の特徴については、後に詳述する。 The first porous film 111 is a porous film including particles having different particle diameters formed from the same material. In the present embodiment, alumina (Al 2 O 3 ) is used as the same material. The characteristics of the first porous film 111 will be described in detail later.

第2多孔質膜113は、第1多孔質膜111の上に形成された膜である。第2多孔質膜113は、多孔質な膜であり、本実施形態においては、アルミナ(Al)の粒子を焼成することにより形成される。第2多孔質膜113は、第1多孔質膜111を形成する粒子の粒径(PS1)よりも平均粒径が小さい粒子を多く含む。このようにすることにより、第1多孔質膜111の気孔の大きさよりも、第2多孔質膜113の気孔の大きさを小さくすることができる。 The second porous film 113 is a film formed on the first porous film 111. The second porous film 113 is a porous film and is formed by firing alumina (Al 2 O 3 ) particles in the present embodiment. The second porous membrane 113 contains many particles having an average particle size smaller than the particle size (PS1) of the particles forming the first porous membrane 111. By doing so, the pore size of the second porous membrane 113 can be made smaller than the pore size of the first porous membrane 111.

A2.多孔質フィルター10の製造方法:
図3は、多孔質フィルター10の製造方法を示す工程図である。多孔質フィルター10の製造者は、まず、工程P100において、多孔質支持体100を作製する。工程P100は、多孔質支持体作製工程とも呼ぶ。
A2. Method for producing porous filter 10:
FIG. 3 is a process diagram showing a method for manufacturing the porous filter 10. The manufacturer of the porous filter 10 first produces the porous support 100 in the process P100. Process P100 is also referred to as a porous support manufacturing process.

本実施形態では、まず、製造者は、平均粒径が8μmのアルミナ(Al)粉末と、メチルセルロースと、水とをミキサーで混合及び混練することにより、坏土を作製する。次に、製造者は、直径約3mmの流路が複数形成されている外径約30mmの成形用金型を取り付けた押出成形機を用いて、坏土の成形を行う。本実施形態では、全長を約1200mmとする。その後、製造者は、坏土を焼成することにより、全長約1000mmの多孔質支持体100を作製する。 In this embodiment, first, a manufacturer produces a clay by mixing and kneading an alumina (Al 2 O 3 ) powder having an average particle diameter of 8 μm, methylcellulose, and water with a mixer. Next, the manufacturer forms the clay using an extruder equipped with a molding die having an outer diameter of about 30 mm in which a plurality of channels having a diameter of about 3 mm are formed. In the present embodiment, the total length is about 1200 mm. Thereafter, the manufacturer produces porous support 100 having a total length of about 1000 mm by firing the clay.

多孔質支持体作製工程(工程P100)の後、製造者は、工程P110において、多孔質支持体100に第1多孔質膜111を形成する。具体的には、製造者は、多孔質支持体100の流路Cを構成する面に第1多孔質膜111を形成する。工程P110は、第1多孔質膜形成工程とも呼ぶ。   After the porous support manufacturing process (process P100), the manufacturer forms the first porous film 111 on the porous support 100 in process P110. Specifically, the manufacturer forms the first porous film 111 on the surface constituting the flow path C of the porous support 100. Process P110 is also referred to as a first porous film forming process.

本実施形態では、まず、製造者は、平均粒径が3μmのアルミナ(Al)粉末と、平均粒径が0.7μmのアルミナ(Al)粉末とを含むスラリーを調合する。次に、製造者は、濾過成膜法により多孔質支持体100に第1多孔質膜111を形成する。ここで、濾過成膜法は、既存の技術であり、例えば、特許第3625682に記載されているため、本明細書では、濾過成膜法を、以下に簡単に説明する。 In this embodiment, first, the manufacturer prepares a slurry containing alumina (Al 2 O 3 ) powder having an average particle diameter of 3 μm and alumina (Al 2 O 3 ) powder having an average particle diameter of 0.7 μm. . Next, the manufacturer forms the first porous film 111 on the porous support 100 by a filtration film forming method. Here, the filtration film formation method is an existing technique, and is described in, for example, Japanese Patent No. 3625682. Therefore, in this specification, the filtration film formation method will be briefly described below.

図4は、濾過成膜法を説明するための模式図である。まず、製造者は、多孔質支持体100を真空チャンバー200内に入れた後、多孔質支持体100の二つの端面D1,D2を図示しないOリングを介してフランジ210で固定する。その後、製造者は、真空チャンバー200内を減圧させた状態において、ポンプPを用いて、配管230及び多孔質支持体100に形成されている流路C(図1参照)にスラリー220を約10分間循環させる。そして、製造者は、スラリー220の循環を止め、配管230内のスラリー220を取り除く。次に、製造者は、(i)真空チャンバー200内において多孔質支持体100を減圧環境下で乾燥後、(ii)多孔質支持体100を温風乾燥機に移して、約80℃の温風でさらに乾燥させ、最後に、(iii)焼成を行うことによって、第1多孔質膜111を形成する。   FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the filtration film forming method. First, the manufacturer places the porous support 100 in the vacuum chamber 200, and then fixes the two end faces D1 and D2 of the porous support 100 with the flange 210 via an O-ring (not shown). Thereafter, the manufacturer uses the pump P in a state where the inside of the vacuum chamber 200 is depressurized to supply about 10 slurry 220 to the flow path C (see FIG. 1) formed in the pipe 230 and the porous support 100. Circulate for minutes. Then, the manufacturer stops the circulation of the slurry 220 and removes the slurry 220 in the pipe 230. Next, the manufacturer (i) after drying the porous support 100 in the vacuum chamber 200 under a reduced pressure environment, (ii) moving the porous support 100 to a warm air dryer, The first porous film 111 is formed by further drying with wind and finally (iii) firing.

第1多孔質膜形成工程(工程P110(図3参照))の後、製造者は、工程P120において、第1多孔質膜111の上に第2多孔質膜113を形成する。工程P120は、第2多孔質膜形成工程とも呼ぶ。   After the first porous film forming process (process P110 (see FIG. 3)), the manufacturer forms the second porous film 113 on the first porous film 111 in the process P120. Process P120 is also referred to as a second porous film forming process.

本実施形態では、まず、製造者は、平均粒径が0.3μmのアルミナ(Al)粉末を含むスラリーを調合する。次に、製造者は、第1多孔質膜形成工程(工程P110)と同様の濾過成膜法により、第1多孔質膜111の上に第2多孔質膜113を形成する。換言すると、製造者は、第1多孔質膜111が形成された多孔質支持体100に、この工程において調合したスラリーを循環させた後、乾燥及び焼成を行うことにより、第1多孔質膜111の上に第2多孔質膜113を形成する。これらの工程を経て、多孔質フィルター10が完成する。 In this embodiment, the manufacturer first prepares a slurry containing alumina (Al 2 O 3 ) powder having an average particle size of 0.3 μm. Next, the manufacturer forms the second porous film 113 on the first porous film 111 by the filtration film forming method similar to the first porous film forming process (process P110). In other words, the manufacturer circulates the slurry prepared in this step on the porous support 100 on which the first porous membrane 111 is formed, and then performs drying and firing, thereby performing the first porous membrane 111. A second porous film 113 is formed thereon. Through these steps, the porous filter 10 is completed.

本実施形態における多孔質フィルター10の第1多孔質膜111は、均一な厚みとなる。この効果について、評価試験の結果を用いて、以下に説明する。   The first porous membrane 111 of the porous filter 10 in the present embodiment has a uniform thickness. This effect will be described below using the results of the evaluation test.

A3.評価試験:
評価試験では、実施例と比較例とを用いた。実施例は、上述の製造方法により作成した多孔質フィルター10である。一方、比較例は、実施例と比較して、第1多孔質膜形成工程(工程P120(図3参照))において、平均粒径が3μmのアルミナ粉末のみを加え、平均粒径が0.7μmのアルミナ粉末を加えていない点で異なるが、それ以外は同じである。
A3. Evaluation test:
In the evaluation test, an example and a comparative example were used. An example is the porous filter 10 produced by the above-mentioned manufacturing method. On the other hand, in the first comparative example, the comparative example added only alumina powder having an average particle size of 3 μm in the first porous film forming step (process P120 (see FIG. 3)), and the average particle size was 0.7 μm. This is different except that no alumina powder is added.

図5は、実施例及び比較例の第1多孔質膜の粒径頻度分布を示す図である。図5において、縦軸を頻度(%)とし、横軸を粒径(μm)とし、実施例の結果を実線で示し、比較例の結果を破線で示す。   FIG. 5 is a view showing the particle size frequency distribution of the first porous membranes of Examples and Comparative Examples. In FIG. 5, the vertical axis represents frequency (%), the horizontal axis represents particle size (μm), the results of Examples are indicated by solid lines, and the results of Comparative Examples are indicated by broken lines.

本明細書において、粒径頻度分布は、以下の順序により作成した。
1.階級数を、スタージェスの公式を利用して算出する。
2.ヒストグラムの各粒子径の階級間隔は、測定値の中で最も大きい数値から最も小さい数値を引いた上で、階級数で割った値とする。
3.最初の階級は、最小値から測定単位の2分の1を引いた値を出発点とする。
4.出発点の値に階級間隔を逐次加え、最大値を含む階級までの境界線を決定する。
5.各階級の中央の値をその階級の階級値として、粒径頻度分布を作成する。
In this specification, the particle size frequency distribution was created in the following order.
1. The number of classes is calculated using the Sturges formula.
2. The class interval of each particle diameter in the histogram is a value obtained by subtracting the smallest value from the largest value among the measured values and dividing the result by the number of classes.
3. The first class starts from the minimum value minus one half of the unit of measurement.
4). The class interval is sequentially added to the starting point value, and the boundary line to the class including the maximum value is determined.
5. The particle size frequency distribution is created using the central value of each class as the class value of that class.

ここで、本明細書における粒径の測定方法を説明する。まず、測定者は、軸線CX方向(図1参照)に沿って多孔質フィルター10を割った後に、多孔質膜110を多孔質支持体100から削り出した。その後、測定者は、多孔質支持体100と接していた多孔質膜110の面が第1多孔質膜111の面であるため、この面を、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)を用いて、3000倍に拡大した画像を取得した。   Here, the measuring method of the particle diameter in this specification is demonstrated. First, the measurer cut the porous membrane 110 from the porous support 100 after breaking the porous filter 10 along the direction of the axis CX (see FIG. 1). Thereafter, the measurer uses a scanning electron microscope (SEM) to scan the surface of the porous film 110 that has been in contact with the porous support 100 because the surface of the porous film 110 is the surface of the first porous film 111. Used to obtain an image magnified 3000 times.

図6は、走査型電子顕微鏡で取得した画像を模式的に示す図である。測定者は、この画像において、向かいあった角同士を結ぶ2本の対角線DL1,DL2を引く。そして、測定者は、これらの対角線DL1,DL2と交わる粒子の中で最も長い部分を測定する。ここで、最も長い部分とは、観察している画像に写る部分の中で最も長い部分を言う。例えば、図6に示すように、対角線DL1と交わる粒子の中の一つの粒子であるG1は、粒径がS1であり、対角線DL2と交わる粒子の中の一つの粒子であるG2は、粒径がS2である。なお、この評価試験では、試験者は、実施例及び比較例について、それぞれ異なる部分の画像を二つずつ用意した上で、実施例では一つの画像から任意の90個の粒子の粒径を測定し、比較例では一つの画像から任意の50個粒子の粒径を測定した。その後、試験者は、実施例及び比較例のそれぞれについて、計算した平均値を平均粒径とした。   FIG. 6 is a diagram schematically showing an image acquired by a scanning electron microscope. In this image, the measurer draws two diagonal lines DL1 and DL2 connecting the opposite corners. The measurer measures the longest portion of the particles that intersect with these diagonal lines DL1 and DL2. Here, the longest part means the longest part among the parts appearing in the observed image. For example, as shown in FIG. 6, G1 which is one of the particles intersecting with the diagonal line DL1 has a particle size of S1, and G2 which is one of the particles which intersect with the diagonal line DL2 has a particle size of Is S2. In this evaluation test, the tester prepared two images of different portions for each of the example and the comparative example, and in the example, measured the particle size of any 90 particles from one image. In the comparative example, the particle size of arbitrary 50 particles was measured from one image. Thereafter, the tester determined the average value calculated for each of the examples and comparative examples as the average particle diameter.

図5に示すように、実施例の第1多孔質膜111の粒径頻度分布を見たときに、第1多孔質膜111は、以下のような特徴を備える。
1.頻度がそれぞれ5%以上である第1極大値MV1と第2極大値MV2とを有する。
2.第1極大値MV1の粒径(「第1粒径PS1」と呼ぶ)は、第2極大値MV2の粒径(「第2粒径PS2」と呼ぶ)よりも大きい。
3.第1粒径PS1は、第2粒径PS2の2倍から7倍である。
4.第1粒径PS1は、1μm以下10μm以下であり、第2粒径PS2は1μm未満である。
As shown in FIG. 5, when looking at the particle size frequency distribution of the first porous membrane 111 of the example, the first porous membrane 111 has the following characteristics.
1. A first maximum value MV1 and a second maximum value MV2 each having a frequency of 5% or more are included.
2. The particle size of the first maximum value MV1 (referred to as “first particle size PS1”) is larger than the particle size of the second maximum value MV2 (referred to as “second particle size PS2”).
3. The first particle size PS1 is 2 to 7 times the second particle size PS2.
4). The first particle size PS1 is 1 μm or less and 10 μm or less, and the second particle size PS2 is less than 1 μm.

図5に示すように、実施例において、第1粒径PS1は約0.7μmであり、第2粒径PS2は約3μmである。このため、第1粒径PS1は、第2粒径PS2の約4倍である。一方、比較例は、頻度が5%以上である第1極大値MV1を有するが、第2極大値MV2は有さない。比較例が第2極大値MV2を有さない理由としては、第1多孔質膜形成工程(工程P120(図3参照))において平均粒径が0.7μmのアルミナ粉末を加えていない点が挙げられる。   As shown in FIG. 5, in the embodiment, the first particle size PS1 is about 0.7 μm, and the second particle size PS2 is about 3 μm. Therefore, the first particle size PS1 is about 4 times the second particle size PS2. On the other hand, the comparative example has the first maximum value MV1 having a frequency of 5% or more, but does not have the second maximum value MV2. The reason why the comparative example does not have the second maximum value MV2 is that alumina powder having an average particle diameter of 0.7 μm is not added in the first porous film forming step (step P120 (see FIG. 3)). It is done.

図7は、第1多孔質膜111の厚みを測定した結果を示す図である。図7は、各測定場所における実施例及び比較例の第1多孔質膜111の膜厚(μm)を示す。図7では、第1多孔質膜111の厚みを5つの測定場所で比較している。図7において、実施例の結果を実線で示し、比較例の結果を破線で示す。ここで、測定場所について以下に説明する。   FIG. 7 is a diagram showing the results of measuring the thickness of the first porous membrane 111. FIG. 7 shows the film thickness (μm) of the first porous membrane 111 of the example and the comparative example at each measurement location. In FIG. 7, the thickness of the first porous membrane 111 is compared at five measurement locations. In FIG. 7, the result of the example is indicated by a solid line, and the result of the comparative example is indicated by a broken line. Here, the measurement location will be described below.

図8は、測定場所を説明する模式図である。一つ目の測定場所は、軸線CXを通る流路C(「中央流路CC」とも呼ぶ)に形成された第1多孔質膜111であり、他の4つの測定場所は、いずれも多孔質支持体100の最外周の流路C(「最外周流路CT」とも呼ぶ)に形成された第1多孔質膜111である。測定者は、最外周流路CTの第1多孔質膜111の膜厚は、さらに4つの場所に分けて測定した。具体的には、測定者は、(i)端面D1から見たときの時計回り上流側の場所C1と、(ii)軸線CX側の場所C2と、(iii)端面D1から見たときの時計回り下流側の場所C3と、(iv)外周側の場所C4と、で分けた上で、第1多孔質膜111の膜厚をそれぞれ測定した。測定者は、各測定場所について、それぞれ6箇所の測定を行い、図8に平均値を示す。なお、測定には、走査型電子顕微鏡を用いた。   FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a measurement place. The first measurement location is the first porous membrane 111 formed in the channel C (also referred to as “central channel CC”) passing through the axis CX, and the other four measurement locations are all porous. This is the first porous film 111 formed in the outermost channel C (also referred to as “outermost channel CT”) of the support 100. The measurer measured the thickness of the first porous membrane 111 of the outermost peripheral channel CT in four places. Specifically, the measurer (i) places C1 on the upstream side when viewed from the end face D1, (ii) place C2 on the axis CX side, and (iii) shows the position when viewed from the end face D1. The film thickness of the first porous membrane 111 was measured after dividing it into a place C3 on the downstream side and (iv) a place C4 on the outer peripheral side. The measurer performs measurement at each of the six measurement locations, and the average value is shown in FIG. Note that a scanning electron microscope was used for the measurement.

図7に示すとおり、比較例において、中央流路CCに形成された第1多孔質膜111の膜厚は、最外周流路CTに形成された第1多孔質膜111の膜厚よりも小さい。また、比較例における最外周流路CTに形成された第1多孔質膜111の膜厚は、軸線CXに近い部分ほど小さく、軸線CXから離れるほど大きくなる。つまり、比較例における最外周流路CTに形成された第1多孔質膜111の膜厚は、(i)軸線CX側の場所C2において最も小さく、(ii)端面D1から見たときの時計回り上流側の場所C1及び下流側の場所C3において同程度であり、(iii)外周側の場所C4において最も大きい。これらの理由としては、第1多孔質膜111の形成時である濾過成膜時に、スラリー220(図4参照)に加わる圧力が原因と考えられる。つまり、スラリー220に加わる圧力は、軸線CXに近い部分と比較して、軸線CXから離れた部分のほうが小さい。このために、スラリー220が多孔質支持体100の流路C表面に堆積する量は、軸線CXに近い部分と比較して、軸線CXから離れた部分のほうが大きくなる。この結果として、第1多孔質膜111の膜厚は、軸線CXに近い部分ほど小さく、軸線CXから離れるほど大きくなると考えられる。   As shown in FIG. 7, in the comparative example, the film thickness of the first porous film 111 formed in the central flow path CC is smaller than the film thickness of the first porous film 111 formed in the outermost peripheral flow path CT. . Further, the thickness of the first porous film 111 formed in the outermost peripheral channel CT in the comparative example is smaller as it is closer to the axis CX, and is larger as it is farther from the axis CX. That is, the film thickness of the first porous film 111 formed in the outermost peripheral channel CT in the comparative example is the smallest (i) at the location C2 on the axis CX side, and (ii) clockwise when viewed from the end face D1. It is the same at the upstream location C1 and the downstream location C3, and (iii) is the largest at the outer peripheral location C4. The reason is considered to be the pressure applied to the slurry 220 (see FIG. 4) during the filtration film formation, which is the formation of the first porous film 111. That is, the pressure applied to the slurry 220 is smaller in the portion away from the axis CX than in the portion close to the axis CX. For this reason, the amount of the slurry 220 deposited on the surface of the flow path C of the porous support 100 is larger in the portion away from the axis CX than in the portion close to the axis CX. As a result, it is considered that the thickness of the first porous film 111 is smaller as it is closer to the axis CX and is larger as it is farther from the axis CX.

一方、図7に示すように、実施例は、比較例と比べて、場所による第1多孔質膜111の膜厚の差が小さく、第1多孔質膜111の膜厚が均一であることが分かる。実施例の第1多孔質膜111の膜厚が均一となる理由について、以下に説明する。   On the other hand, as shown in FIG. 7, in the example, the difference in the thickness of the first porous film 111 depending on the location is small compared to the comparative example, and the thickness of the first porous film 111 is uniform. I understand. The reason why the thickness of the first porous film 111 of the example is uniform will be described below.

図9は、実施例と比較例との第1多孔質膜111を形成する粒子を示す断面模式図である。実施例と比較例とは、評価試験で用いたものと同じである。   FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing particles forming the first porous film 111 of the example and the comparative example. Examples and comparative examples are the same as those used in the evaluation test.

一般に、多孔質支持体100の流路Cが一つの場合、流路Cのうちスラリー供給側のほうがスラリー排出側と比べて、粒子が堆積しやすい傾向にある。また、多孔質支持体100の流路Cが複数の場合、一般に、多孔質支持体100の軸線CXに遠い流路Cは、軸線CXに近い流路Cと比較して、第1多孔質膜111を形成する際に、第1多孔質膜111を形成するための粒子が留まりやすい傾向にある。このように、流路Cが形成される場所や、流路Cの位置により、流路Cに形成される多孔質膜の厚みが場所によって異なることがある。   In general, when the number of flow paths C of the porous support 100 is one, particles on the slurry supply side of the flow paths C tend to deposit more easily than the slurry discharge side. In addition, when the porous support 100 has a plurality of flow paths C, generally, the flow path C far from the axis CX of the porous support 100 is compared with the flow path C close to the axis CX. When forming 111, the particles for forming the first porous film 111 tend to stay. As described above, the thickness of the porous film formed in the channel C may vary depending on the location where the channel C is formed and the position of the channel C.

一方、実施例のように、多孔質膜110を形成するためのスラリーに、上述の第1粒径PS1と、第1粒径PS1よりも粒径の小さい上述の第2粒径PS2とを加える場合、第2粒径PS2の粒子が、スラリーを循環させる際に多孔質支持体100の気孔の目詰まりを起こす。   On the other hand, as in the example, the above-described first particle size PS1 and the above-described second particle size PS2 having a particle size smaller than the first particle size PS1 are added to the slurry for forming the porous film 110. In this case, the particles having the second particle size PS2 cause clogging of the pores of the porous support 100 when the slurry is circulated.

図10は、実施例における第1多孔質膜111の形成の様子を示す断面模式図である。図10において、スラリー220に加わる圧力を、白抜きの矢印で示し、力が大きいほど大きい矢印で示す。第1多孔質膜111の濾過成膜の開始直後は、図10の上段に示すように、スラリー220に加わる圧力は、軸線CXに近い部分と比較して、軸線CXから離れた部分のほうが小さい。このために、スラリー220が多孔質支持体100の流路C表面に堆積する量は、軸線CXに近い部分と比較して、軸線CXから離れた部分のほうが大きくなる。   FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing how the first porous film 111 is formed in the example. In FIG. 10, the pressure applied to the slurry 220 is indicated by a white arrow, and the larger the force, the greater the arrow. Immediately after the start of the filtration film formation of the first porous membrane 111, as shown in the upper part of FIG. 10, the pressure applied to the slurry 220 is smaller in the portion away from the axis CX than in the portion close to the axis CX. . For this reason, the amount of the slurry 220 deposited on the surface of the flow path C of the porous support 100 is larger in the portion away from the axis CX than in the portion close to the axis CX.

しかし、スラリー220に含まれる第2粒径PS2が、スラリー220を循環させる際に多孔質支持体100の気孔の目詰まりを起こす。このため、目詰まりの起きていない流路Cの表面にスラリー220が優先的に堆積する。この結果として、図10の下段に示すように、スラリー220が、均一に流路Cに堆積すると考えられる。   However, the second particle size PS2 contained in the slurry 220 causes clogging of the pores of the porous support 100 when the slurry 220 is circulated. For this reason, the slurry 220 is preferentially deposited on the surface of the flow path C where clogging does not occur. As a result, it is considered that the slurry 220 is uniformly deposited in the flow path C as shown in the lower part of FIG.

ここで、目詰まりを効果的に起こさせながら、第1多孔質膜111の膜厚を均一に形成させるため、(i)第1極大値MV1及び第2極大値MV2の頻度(図5参照)は、ともに10%以上であることが好ましく、(ii)第1粒径PS1は2μm以上5μm以下であることが好ましく、(iii)第2粒径PS2は0.5μm以上1μm以下であることが好ましい。   Here, in order to uniformly form the film thickness of the first porous film 111 while effectively causing clogging, (i) the frequency of the first maximum value MV1 and the second maximum value MV2 (see FIG. 5). Are preferably 10% or more, (ii) the first particle size PS1 is preferably 2 μm or more and 5 μm or less, and (iii) the second particle size PS2 is 0.5 μm or more and 1 μm or less. preferable.

B.変形例:
B1.変形例1:
上述の実施形態において、多孔質膜110として、第1多孔質膜111と第2多孔質膜113とを備える。しかし、本発明は、これに限定されない。多孔質膜110として、3層以上の層を備えていてもよい。
B. Variations:
B1. Modification 1:
In the above-described embodiment, the porous film 110 includes the first porous film 111 and the second porous film 113. However, the present invention is not limited to this. The porous film 110 may include three or more layers.

B2.変形例2:
上述の実施形態において、多孔質フィルター10の多孔質膜110は、多孔質支持体100の流路に形成されている。しかし、本発明はこれに限られない。多孔質膜110は、例えば、多孔質フィルター10の外周に形成されていてもよい。例えば、多孔質支持体100の流路Cを一つとし、端面D1,D2以外の多孔質支持体100の面である外周面に多孔質膜110を形成した態様が挙げられる。
B2. Modification 2:
In the above-described embodiment, the porous membrane 110 of the porous filter 10 is formed in the flow path of the porous support 100. However, the present invention is not limited to this. For example, the porous membrane 110 may be formed on the outer periphery of the porous filter 10. For example, the flow path C of the porous support body 100 is one, and the aspect which formed the porous film | membrane 110 in the outer peripheral surface which is a surface of the porous support body 100 other than end surface D1, D2 is mentioned.

B3.変形例3:
上述の実施形態において、第1極大値MV1及び第2極大値MV2の頻度は、ともに10%以上であるが(図5参照)、第1極大値MV1及び第2極大値MV2の頻度の少なくとも一方が、5%以上10%未満であってもよい。また、第1極大値MV1及び第2極大値MV2以外の極大値であって、頻度が5%以上の極大値がさらに存在してもよい。
B3. Modification 3:
In the embodiment described above, the frequencies of the first maximum value MV1 and the second maximum value MV2 are both 10% or more (see FIG. 5), but at least one of the frequencies of the first maximum value MV1 and the second maximum value MV2 is used. May be 5% or more and less than 10%. Further, there may be further local maximum values other than the first local maximum value MV1 and the second local maximum value MV2 and having a frequency of 5% or more.

B4.変形例4:
上述の実施形態において、第1粒径PS1は2μm以上5μm以下であるが、1μm以上2μm未満でもよく、5μmよりも大きく10μm以下でもよい。同様に、第2粒径PS2は0.5μm以上1μm未満であるが、1μm未満でもよい。
B4. Modification 4:
In the above-described embodiment, the first particle size PS1 is 2 μm or more and 5 μm or less, but may be 1 μm or more and less than 2 μm, or may be greater than 5 μm and 10 μm or less. Similarly, the second particle size PS2 is 0.5 μm or more and less than 1 μm, but may be less than 1 μm.

本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments and the modifications corresponding to the technical features in each form described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.

10…多孔質フィルター
100…多孔質支持体
110…多孔質膜
111…第1多孔質膜
113…第2多孔質膜
200…真空チャンバー
210…フランジ
220…スラリー
230…配管
C…流路
CC…中央流路
CT…最外周流路
CX…軸線
D1…端面
D2…端面
DL1…対角線
DL2…対角線
MV1…第1極大値
MV2…第2極大値
P…ポンプ
PS1…第1粒径
PS2…第2粒径
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Porous filter 100 ... Porous support body 110 ... Porous membrane 111 ... 1st porous membrane 113 ... 2nd porous membrane 200 ... Vacuum chamber 210 ... Flange 220 ... Slurry 230 ... Pipe C ... Channel CC ... Center Channel CT ... Outermost channel CX ... Axis D1 ... End face D2 ... End face DL1 ... Diagonal line DL2 ... Diagonal line MV1 ... First maximum value MV2 ... Second maximum value P ... Pump PS1 ... First particle size PS2 ... Second particle size

Claims (4)

2つの端面を有し、一方の前記端面から他方の前記端面まで貫通する流路が形成された多孔質支持体と、
前記多孔質支持体に形成された第1多孔質膜と、前記第1多孔質膜の、前記多孔質支持体に面していない側に形成された第2多孔質膜と、を備える多孔質フィルターであって、
前記第1多孔質膜は、同一の材料から形成された粒径の異なる粒子を含み、
前記粒子の粒径頻度分布を見たときに、頻度がそれぞれ5%以上である第1極大値と第2極大値とを有し、
前記第1極大値の第1粒径は、前記第2極大値の第2粒径よりも大きく、
前記第1粒径は、前記第2粒径の2倍から7倍であり、
前記第1粒径は1μm以上10μm以下であり、前記第2粒径は1μm未満であることを特徴とする、多孔質フィルター。
A porous support having two end faces and having a flow path penetrating from one end face to the other end face;
A first porous film formed on the porous support; and a second porous film formed on a side of the first porous film not facing the porous support. A filter,
The first porous membrane includes particles formed of the same material and having different particle sizes,
When the particle size frequency distribution of the particles is viewed, the frequency has a first maximum value and a second maximum value that are each 5% or more,
The first particle size of the first maximum value is larger than the second particle size of the second maximum value,
The first particle size is 2 to 7 times the second particle size,
The porous filter according to claim 1, wherein the first particle size is 1 μm or more and 10 μm or less, and the second particle size is less than 1 μm.
請求項1に記載の多孔質フィルターであって、
前記第1極大値の頻度及び前記第2極大値の頻度は、ともに10%以上であることを特徴とする、多孔質フィルター。
The porous filter according to claim 1,
The frequency of the first maximum value and the frequency of the second maximum value are both 10% or more.
請求項1又は請求項2に記載の多孔質フィルターであって、
前記第1粒径は2μm以上5μm以下であり、前記第2粒径は0.5μm以上1μm未満であることを特徴とする、多孔質フィルター。
The porous filter according to claim 1 or 2,
The porous filter, wherein the first particle size is 2 μm or more and 5 μm or less, and the second particle size is 0.5 μm or more and less than 1 μm.
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の多孔質フィルターであって、
前記第1多孔質膜が、前記流路を構成する面に形成されていることを特徴とする、多孔質フィルター。
The porous filter according to any one of claims 1 to 3,
The porous filter, wherein the first porous membrane is formed on a surface constituting the flow path.
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