JP2600105B2 - ＳｉＣ膜の形成方法 - Google Patents
ＳｉＣ膜の形成方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば焼却炉の高温の
排ガス中のダストの除去や、火力発電所、原子力発電所
等における循環水中の浮遊物粒子の除去に使用されるＳ
ｉＣフィルターのためのＳｉＣ膜の形成方法に関するも
のである。
排ガス中のダストの除去や、火力発電所、原子力発電所
等における循環水中の浮遊物粒子の除去に使用されるＳ
ｉＣフィルターのためのＳｉＣ膜の形成方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】上記のような目的で使用されるセラミッ
クフィルターは、目詰まりが生じる前にろ過方向とは逆
方向の流体圧力を印加し、フィルター表面に付着した粒
子を除去する逆洗操作が行われる。そのため、多孔質焼
結体からなるセラミック基材と、セラミック基材よりも
小さい気孔径を有するダストや浮遊物をろ過するための
セラミック膜とが２層以上の多層に積層されたセラミッ
クフィルターが使用されている。この場合、排ガスや循
環水のろ過速度が大きくしかも逆洗を容易にするために
は、できるだけセラミック基材の気孔径は大きく、また
ダストや浮遊物粒子の捕集性能を大きくするためにはセ
ラミック膜の気孔径は小さいことが望ましい。
クフィルターは、目詰まりが生じる前にろ過方向とは逆
方向の流体圧力を印加し、フィルター表面に付着した粒
子を除去する逆洗操作が行われる。そのため、多孔質焼
結体からなるセラミック基材と、セラミック基材よりも
小さい気孔径を有するダストや浮遊物をろ過するための
セラミック膜とが２層以上の多層に積層されたセラミッ
クフィルターが使用されている。この場合、排ガスや循
環水のろ過速度が大きくしかも逆洗を容易にするために
は、できるだけセラミック基材の気孔径は大きく、また
ダストや浮遊物粒子の捕集性能を大きくするためにはセ
ラミック膜の気孔径は小さいことが望ましい。
【０００３】しかしセラミック膜の気孔径を小さくする
ために微細なセラミック粒子を使用すると、セラミック
膜を付与する際にセラミック粒子かセラミック基材を通
過したり、セラミック基材内に入り込み易く、いずれに
してもセラミック基材の表面に残存させにくいという問
題があった。また例え残存しても、セラミック粒子をセ
ラミック基材上に固着させる焼成工程において両者間に
十分な接触が得られないため、セラミック膜とセラミッ
ク基材の結合強度が小さいという問題があった。更に結
合強度が小さいことにより、セラミック膜の表面にクラ
ックが発生し易いという問題があった。
ために微細なセラミック粒子を使用すると、セラミック
膜を付与する際にセラミック粒子かセラミック基材を通
過したり、セラミック基材内に入り込み易く、いずれに
してもセラミック基材の表面に残存させにくいという問
題があった。また例え残存しても、セラミック粒子をセ
ラミック基材上に固着させる焼成工程において両者間に
十分な接触が得られないため、セラミック膜とセラミッ
ク基材の結合強度が小さいという問題があった。更に結
合強度が小さいことにより、セラミック膜の表面にクラ
ックが発生し易いという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の欠点を
解決して、ダストや浮遊物粒子の捕集・ろ過性能に優
れ、機械的強度が大きく、かつ逆洗の容易なセラミック
膜をセラミック基材の表面に容易に形成することができ
るセラミック膜の形成方法を提供するためになされたも
のである。
解決して、ダストや浮遊物粒子の捕集・ろ過性能に優
れ、機械的強度が大きく、かつ逆洗の容易なセラミック
膜をセラミック基材の表面に容易に形成することができ
るセラミック膜の形成方法を提供するためになされたも
のである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、平均粒子径が２μｍより小さい
成分が１０重量％以上、２〜１０μｍの成分が３０〜８
０重量％、１０μｍより大きい成分が１０〜３０重量％
からなるＳｉＣ粉末を溶媒に分散したスラリーを、平均
気孔径が１０〜５０μｍのＳｉＣ基材上にスプレーによ
り塗布し、乾燥後１９００〜２２００℃で焼成してＳｉ
Ｃ基材上にＳｉＣ膜を形成することを特徴とするもので
ある。
めになされた本発明は、平均粒子径が２μｍより小さい
成分が１０重量％以上、２〜１０μｍの成分が３０〜８
０重量％、１０μｍより大きい成分が１０〜３０重量％
からなるＳｉＣ粉末を溶媒に分散したスラリーを、平均
気孔径が１０〜５０μｍのＳｉＣ基材上にスプレーによ
り塗布し、乾燥後１９００〜２２００℃で焼成してＳｉ
Ｃ基材上にＳｉＣ膜を形成することを特徴とするもので
ある。
【０００６】本発明においては、基材及び膜の材質とし
て、高温気体中や高温高圧水中での使用に適したＳｉＣ
が選択される。
て、高温気体中や高温高圧水中での使用に適したＳｉＣ
が選択される。
【０００７】ＳｉＣ基材の気孔径は、基材となるＳｉＣ
粉末の粒度分布と成形条件及び焼成温度、時間等の焼成
条件を調整して所望のサイズとなるようにする。基材の
平均気孔径が１０μｍよりも小さいと流体の通過量や逆
洗性が低下し、また５０μｍよりも大きいとＳｉＣ膜を
形成するためのＳｉＣ粒子が基材上に残存しにくいた
め、所望のフィルター特性を有するＳｉＣ膜が得られな
い。
粉末の粒度分布と成形条件及び焼成温度、時間等の焼成
条件を調整して所望のサイズとなるようにする。基材の
平均気孔径が１０μｍよりも小さいと流体の通過量や逆
洗性が低下し、また５０μｍよりも大きいとＳｉＣ膜を
形成するためのＳｉＣ粒子が基材上に残存しにくいた
め、所望のフィルター特性を有するＳｉＣ膜が得られな
い。
【０００８】次に、ＳｉＣ膜を形成するためのＳｉＣ粉
末については、平均粒子径が２μｍより小さい成分が１
０重量％未満であると、基材とＳｉＣ膜の結合性が低下
する。１０μｍより大きい成分が１０重量％未満である
と骨材としての機能が低下するため基材とＳｉＣ膜の結
合性が小さくなり、３０重量％よりも多くなるとＳｉＣ
膜の気孔径が大きくなりすぎる。２〜１０μｍの成分が
３０〜８０重量％の範囲を外れると粒子の充填性が悪く
なり、基材とＳｉＣ膜の結合性の低下及び気孔径の増大
をもたらすため、所望の性能を得ることができない。
末については、平均粒子径が２μｍより小さい成分が１
０重量％未満であると、基材とＳｉＣ膜の結合性が低下
する。１０μｍより大きい成分が１０重量％未満である
と骨材としての機能が低下するため基材とＳｉＣ膜の結
合性が小さくなり、３０重量％よりも多くなるとＳｉＣ
膜の気孔径が大きくなりすぎる。２〜１０μｍの成分が
３０〜８０重量％の範囲を外れると粒子の充填性が悪く
なり、基材とＳｉＣ膜の結合性の低下及び気孔径の増大
をもたらすため、所望の性能を得ることができない。
【０００９】ＳｉＣ粉末は焼結性を高めるために少量の
焼結助剤を含んでいてもよい。上記の平均粒子径は、沈
降法により得られた重量基準粒度分布の累積曲線の５０
％累積重量に相当する粒子径をいう。また、膜と基材は
ともにＳｉＣよりなるために熱膨張差はなく、熱応力に
よる破損の危険性は小さい。
焼結助剤を含んでいてもよい。上記の平均粒子径は、沈
降法により得られた重量基準粒度分布の累積曲線の５０
％累積重量に相当する粒子径をいう。また、膜と基材は
ともにＳｉＣよりなるために熱膨張差はなく、熱応力に
よる破損の危険性は小さい。
【００１０】ＳｉＣ粉末をスラリーとするための溶媒と
しては、水やアルコール、ベンゼン等の有機溶媒を用い
ることができる。スラリー中には、ＳｉＣ粒子の他膜付
与後の膜強度を高めるため各種のバインダーを含ませる
ことができる。またスラリーの粘度は、表面欠陥の少な
い均質な膜を付与するために２〜５ｄＰａ−Ｓに調整す
ることが好ましい。ＳｉＣ基材とＳｉＣ膜との密着性、
結合性を高める目的で、スプレーによる膜形成後に乾燥
して焼成を行うため、バインダーとしては焼成により分
解、揮散する有機質のバインダーが好ましい。焼成温度
は特に焼結しにくいセラミックスであるＳｉＣを選択し
たため、１９００〜２２００℃とする。
しては、水やアルコール、ベンゼン等の有機溶媒を用い
ることができる。スラリー中には、ＳｉＣ粒子の他膜付
与後の膜強度を高めるため各種のバインダーを含ませる
ことができる。またスラリーの粘度は、表面欠陥の少な
い均質な膜を付与するために２〜５ｄＰａ−Ｓに調整す
ることが好ましい。ＳｉＣ基材とＳｉＣ膜との密着性、
結合性を高める目的で、スプレーによる膜形成後に乾燥
して焼成を行うため、バインダーとしては焼成により分
解、揮散する有機質のバインダーが好ましい。焼成温度
は特に焼結しにくいセラミックスであるＳｉＣを選択し
たため、１９００〜２２００℃とする。
【００１１】
【作用】本発明によれば、特定の気孔径を有するＳｉＣ
基材上に、基材の気孔径に対応させて特定の異なる粒子
径のＳｉＣ粉末を組み合わせたスラリーを塗布してＳｉ
Ｃ膜を形成するので、ダストや浮遊物粒子の捕集・ろ過
性能に優れ、機械的強度が大きく、かつ逆洗の容易なＳ
ｉＣ膜を得ることができる。
基材上に、基材の気孔径に対応させて特定の異なる粒子
径のＳｉＣ粉末を組み合わせたスラリーを塗布してＳｉ
Ｃ膜を形成するので、ダストや浮遊物粒子の捕集・ろ過
性能に優れ、機械的強度が大きく、かつ逆洗の容易なＳ
ｉＣ膜を得ることができる。
【００１２】
【実施例】〔実施例１〕ＳｉＣ粉末の粒度および焼成条
件を調整して、表１に示された平均気孔径を有する外径
６０×内径４０×長さ１００ｍｍの円筒状基材を用意し
た。次に表１に併記された構成割合からなるＳｉＣ粉末
１ｋｇにバインダーとしてのイソバン７０ｇと水１ｋｇ
を添加し、攪拌機で１０時間混合してスラリーを調製し
た。
件を調整して、表１に示された平均気孔径を有する外径
６０×内径４０×長さ１００ｍｍの円筒状基材を用意し
た。次に表１に併記された構成割合からなるＳｉＣ粉末
１ｋｇにバインダーとしてのイソバン７０ｇと水１ｋｇ
を添加し、攪拌機で１０時間混合してスラリーを調製し
た。
【００１３】このスラリーをスプレーガンに入れ、１．
５ｋｇ／ｃｍ２のエアー圧力により表１の組合せで基材
外面上に１００μｍの厚さにスプレーコートを行った。
コート後自然乾燥を行い、ついで２０００℃のＡｒ中で
１時間焼成した。焼成後倍率４０倍の拡大鏡により表面
クラック発生の有無を観察した。また膜強度は、水圧印
加用チューブを付加し、フランジで円筒基材端面部を封
じ、水圧を加えて膜部が剥離する水圧値により評価し
た。膜の平均気孔径は、焼成後の膜部分を水銀ポロシメ
ータにより測定した。
５ｋｇ／ｃｍ２のエアー圧力により表１の組合せで基材
外面上に１００μｍの厚さにスプレーコートを行った。
コート後自然乾燥を行い、ついで２０００℃のＡｒ中で
１時間焼成した。焼成後倍率４０倍の拡大鏡により表面
クラック発生の有無を観察した。また膜強度は、水圧印
加用チューブを付加し、フランジで円筒基材端面部を封
じ、水圧を加えて膜部が剥離する水圧値により評価し
た。膜の平均気孔径は、焼成後の膜部分を水銀ポロシメ
ータにより測定した。
【００１４】表１に示されたように、本発明品は膜付与
の後焼成を行っても膜表面にクラックの発生は全く認め
られず、また逆洗に必要な７ｋｇ／ｃｍ２の水圧にも十
分に耐える膜強度を有していた。これに対し、本発明の
範囲外の試料では、いずれも膜強度は５ｋｇ／ｃｍ２よ
りも小さく、十分な強度を有していなかった。また比較
品１、３、５のように表面にクラックの発生が見られる
ものもあった。
の後焼成を行っても膜表面にクラックの発生は全く認め
られず、また逆洗に必要な７ｋｇ／ｃｍ２の水圧にも十
分に耐える膜強度を有していた。これに対し、本発明の
範囲外の試料では、いずれも膜強度は５ｋｇ／ｃｍ２よ
りも小さく、十分な強度を有していなかった。また比較
品１、３、５のように表面にクラックの発生が見られる
ものもあった。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のＳｉＣ
膜の形成方法によれば、特定の平均粒子径を有するＳｉ
Ｃ粉末を用いたことにより、ダストや浮遊物粒子の捕集
・ろ過性能に優れ、機械的強度が大きく、かつ逆洗の容
易なＳｉＣ膜をＳ ｉＣ基材の表面に容易に形成すること
ができる利点がある。
膜の形成方法によれば、特定の平均粒子径を有するＳｉ
Ｃ粉末を用いたことにより、ダストや浮遊物粒子の捕集
・ろ過性能に優れ、機械的強度が大きく、かつ逆洗の容
易なＳｉＣ膜をＳ ｉＣ基材の表面に容易に形成すること
ができる利点がある。
Claims (1)
- 【請求項１】 平均粒子径が２μｍより小さい成分が１
０重量％以上、２〜１０μｍの成分が３０〜８０重量
％、１０μｍより大きい成分が１０〜３０重量％からな
るＳｉＣ粉末を溶媒に分散したスラリーを、平均気孔径
が１０〜５０μｍのＳｉＣ基材上にスプレーにより塗布
し、乾燥後１９００〜２２００℃で焼成してＳｉＣ基材
上にＳｉＣ膜を形成することを特徴とするＳｉＣ膜の形
成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6158191A JP2600105B2 (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | ＳｉＣ膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6158191A JP2600105B2 (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | ＳｉＣ膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08971A JPH08971A (ja) | 1996-01-09 |
| JP2600105B2 true JP2600105B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=15666262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6158191A Expired - Lifetime JP2600105B2 (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | ＳｉＣ膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2600105B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180121853A (ko) * | 2018-08-24 | 2018-11-09 | 한국기계연구원 | 산화 처리된 SiC를 이용한 수처리용 세라믹 분리막의 제조 방법 |
| KR101918916B1 (ko) * | 2018-08-24 | 2018-11-15 | 한국기계연구원 | 산화 처리된 SiC를 이용한 수처리용 세라믹 분리막 |
| KR102076733B1 (ko) * | 2018-10-29 | 2020-02-12 | 한국기계연구원 | SiO2 및 TiO2로 표면 개질된 세라믹 분리막의 제조 방법 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10331049B4 (de) * | 2003-07-09 | 2010-04-08 | Saint-Gobain Industriekeramik Rödental GmbH | Verfahren zur Herstellung eines porösen Keramikkörpers, danach hergestellter poröser Keramikkörper und dessen Verwendung |
| JP5119769B2 (ja) * | 2007-07-06 | 2013-01-16 | 住友大阪セメント株式会社 | 炭化ケイ素ナノ粒子分散液の製造方法 |
| JP4937182B2 (ja) * | 2008-04-28 | 2012-05-23 | 住友大阪セメント株式会社 | セラミックスフィルタの製造方法 |
| TWI617344B (zh) * | 2012-02-10 | 2018-03-11 | 恩特葛瑞斯股份有限公司 | 氣體純化器 |
| JP2012246220A (ja) * | 2012-09-07 | 2012-12-13 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 炭化ケイ素ナノ粒子分散液の製造方法及び炭化ケイ素ナノ粒子分散液並びに炭化ケイ素ナノ粒子膜 |
| CN115557778A (zh) * | 2022-10-24 | 2023-01-03 | 江苏天合绿色氢能源科技有限公司 | 陶瓷组合物、微滤陶瓷膜及其制备方法与应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61238304A (ja) * | 1985-04-17 | 1986-10-23 | Ngk Insulators Ltd | セラミックフィルタの製造方法 |
-
1994
- 1994-06-17 JP JP6158191A patent/JP2600105B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180121853A (ko) * | 2018-08-24 | 2018-11-09 | 한국기계연구원 | 산화 처리된 SiC를 이용한 수처리용 세라믹 분리막의 제조 방법 |
| KR101918916B1 (ko) * | 2018-08-24 | 2018-11-15 | 한국기계연구원 | 산화 처리된 SiC를 이용한 수처리용 세라믹 분리막 |
| KR102416209B1 (ko) | 2018-08-24 | 2022-07-04 | 한국재료연구원 | 산화 처리된 SiC를 이용한 수처리용 세라믹 분리막의 제조 방법 |
| KR102076733B1 (ko) * | 2018-10-29 | 2020-02-12 | 한국기계연구원 | SiO2 및 TiO2로 표면 개질된 세라믹 분리막의 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08971A (ja) | 1996-01-09 |
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