JPH0368410A - セラミックフィルターの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ業上の利用分野） 本発明は食品、飲料及び医薬品等の生産工程において用
いるセラミックフィルターの製造方法に関する。

（従来の技術） 食品工業や医薬品工業にあっては従来からセラミックフ
ィルターを用いて限外濾過等を行い、原液中の不要物質
の除去や、原液中の所定物質の濃度を高めるようにして
いる。

斯かるセラよツクフィルターはその使用に伴って種々の
有機物により漸次目詰まりし濾過性能が低下する。そこ
で逆洗浄等によって目詰まりを防止しているが、スチー
ムによってフィルターの殺菌を行うと有機物（タンパク
貿）が熱によってゲル化して固着するため十分に洗浄で
きず、このためＮａＯＨによるアルカリ洗浄を行ってい
る。しかしながらアルカリ洗浄を行うとセラミックフィ
ルターは主成分としてのｌ　２０３の他にＳｉ２．ＫＮ
ａＯ等のガラス成分を含んでいるので、これらのガラス
成分が溶出し、フィルターの強度を低下せしめる。

そこで特開昭６３−１９７５１０号にあっては、Ａ角、
０．に対し、所定の割合でＭｇＯ及びｚ「０２を含有せ
しめることで耐アルカリ性を高めることを提案している
。

一方、セラミックフィルターに要求される特性としては
、透過流束及び濾過性能が大でしかも機械的な強度にも
優れることである。このため特開昭６３−２４２３４０
号にも開示されるような非対称膜、即ち比較的組織の粗
い支持体層の一面に薄い緻密層を形成したフィルターが
知られている。

（発明が解決しようとする課題） 特開昭６３−１９７５１０号に開示される技術で、気孔
の平均径が１０μｍ程度の支持体を製造する場合、以下
の如き問題がある。

気孔径を１０μｍ程度とするには支持体を構成するアル
ミナ粒子の径を２０〜３０μｍとしなければならず、こ
のような粗大なアルよす粒子を焼結させるには高温（１
８００℃以上）で焼結させなければならず、特殊な炉を
必要としコスト的に不利がある。尚、この点に関し特開
昭６３−１９７５１０号の開示内容では気孔径が１５μ
ｍのフィルターを１５００℃で焼結した例を挙げている
が、このような低い温度で焼成した場合には使用に耐え
得る機械的強度が得られない。そこで焼結助剤を用いて
焼成温度を低くすることが考えられるが、単に骨材とし
てのアルミナ粒子にジルコニア等の焼結助剤を混合した
だけでは均一性に欠け、十分な効果が得られない。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決すべく本発明は、特開昭６３−４２７２
８号等に開示される表面融合技術を利用してアルミナ粗
粒子とジルコニア徴粒子を混合せしめることで、アルミ
ナ粗粒子の表面にジルコニア徴粒子を均一に融合付着せ
しめ、この粉体を用いてセラミックフィルターを製造す
るようにした。

（作用） 焼結助剤としてのジルコニア徴粒子が表面に均一に付着
したアルよす粒子を用いることで、１８００℃より低い
温度で焼結せしめることができ、しかも耐アルカリ性に
優れたセラミックフィルターとすることができる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明方法によって製造したセラミックフィル
ターの一例を示す斜視図であり、セラミックフィルター
１は厚さ約１ｍｍで長さ約２００ｍｍの円筒状をなし、
外側を平均気孔径が約１０μｍの支持体２とし、この支
持体２の内側を平均気孔径が小さな薄い緻密層３として
いる。そして実施例としては前記支持体２の製造につい
て以下に述べる。

先ず原料としては骨材としてのアルミナ（＾℃２０、）
粗粒子と焼結助剤としてのジルコニア（ＺｒＯｚ）徴粒
子を用意する。ここでアルミナ粗粒子の粒径は目的とす
るセラミックフィルター（支持体）の平均気孔径に応じ
選定し、平均気孔径を１０μｍ程度とする場合には、ア
ルミナ粗粒子は２０〜３０μｍの平均粒径をもつものと
する。

そして以上のアルミナ粗粒子とジルコニア徴粒子とを第
２図に示す如き表面融合装置内に入れて処理する。

即ち、表面融合装置はドラム状ケーシング４内にインナ
ーピース５を配置し、ケーシング４を回転せしめるか、
ケーシング４とインナーピース５との回転速度を異なら
せることによりインナーピース５によりケーシング４内
に入れたアルミナ粗粒子６及びジルコニア徴粒子７を圧
縮するとともに局部摩擦を生ぜしめ、これらの粒子表面
を活性化し、メカノケミカルの作用により第３図に示す
ようにアルミナ粗粒子６の表面にジルコニア徴粒子７を
均一に融合付着せしめる。

次いで上記の徴粒子からなる粉体に成形助剤として例え
ばメチルセルロースを８ｗｔ％及び水を添加して混練し
、これを成形した後乾燥せしめ、乾燥した成形体を焼成
することで前記支持体２を得る。尚、実施例としては非
対称のセラミックフィルターを示したがこれに限らない
。またフィルターの形状も円筒状に限らず、平原、螺旋
状等任意である。

次に焼結助剤（Ｚｒ（ｈ）の割合を変えて焼成した場合
の具体的な実施例の試験結果を以下の［表コ及び第４図
に示す。

尚、試験に供した試料は外径６ｍ＋ａ、内径４ｍｍ、長
さ４０ｍｍの素材を押出し成形し、この素材を乾燥して
１７３０℃及び１８００℃で焼成した後、気孔径、気孔
率及び耐アルカリ性を評価した。また耐アルカリ性の試
験は約６０℃に加熱した２０％ＮａＯＨ水溶液中に試料
を２０時間浸漬した後に曲げ強度を測定することによっ
て行った。

（以下余白） ［表１ 前記した［表］中の試料Ｎｏ、１９〜２３については、
アルミナ粗粒子とジルコニア徴粒子を単に混合し表面融
合（メカノフュージョン）を行わなかった原料を用いた
例を示している。また第４図には試料ＮＯ，１〜１９ま
でのジルコニア徴粒子の割合と耐アルカリ性の関係を示
すグラフである。

これら［表］及び第４図からも分るように、セラミック
フィルターの原料として、アルよす粗粒子表面にジルコ
ニア徴粒子を融合付着せしめたものを用い、且つジルコ
ニアの割合を６〜１６ｗｔ％以内にすることで、１７３
０℃と従来よりかなり低い温度であり、かつ平均気孔径
を大きくしても、５００ｋｇ／ｃ−以上と十分な耐アル
カリ性を発揮し得ることが分る。

（発明の効果〉 以上に説明したように本発明によれば、表面融合技術を
利用して骨材となるアルミナ粗粒子表面に焼結助剤とな
るジルコニア徴粒子を均一に融合付着せしめ、これを原
料としたので焼結温度をそれ程高くしなくとも大きな粒
径のアルミナ粒子の焼結を行え、且つガラス成分の溶出
も抑えることができ耐アルカリ性が大巾に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法によって製造したセラミックフィル
ターの全体斜視図、第２図は表−面融合装置の概略図、
第３図はアルミナ粗粒子の表面にジルコニア徴粒子が融
合付着した状態を示す図、第４図はジルコニアの割合と
耐アルカリ性との関係を示すグラフである。 尚、図面中１はセラミックフィルター　２は支持体層、
４は表面融合装置のケーシング、５はインナーピース、
６はアルよす粗粒子、７はジルコニア徴粒子である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　骨材となるアルミナ粗粒子に対し焼結助剤とし
   てのジルコニア徴粒子を６〜１６ｗｔ％添加し、アルミ
   ナ粗粒子を圧縮・摩擦することでアルミナ粗粒子表面を
   活性化してジルコニア徴粒子をアルミナ粗粒子表面に均
   一に融合せしめ、次いでこのアルミナ粗粒子からなる粉
   体に成形助剤及び水を加えて混練して成形体とし、この
   成形体を乾燥せしめた後焼結するようにしたことを特徴
   とするセラミックフィルターの製造方法。
2. （２）　前記アルミナ粗粒子の平均粒径は２０〜３０μ
   ｍであることを特徴とする請求項（１）に記載のセラミ
   ックフィルターの製造方法。