JPH0745010B2 - セラミック膜フイルタ - Google Patents
セラミック膜フイルタInfo
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- JPH0745010B2 JPH0745010B2 JP2067655A JP6765590A JPH0745010B2 JP H0745010 B2 JPH0745010 B2 JP H0745010B2 JP 2067655 A JP2067655 A JP 2067655A JP 6765590 A JP6765590 A JP 6765590A JP H0745010 B2 JPH0745010 B2 JP H0745010B2
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- JP
- Japan
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- filtration membrane
- intermediate layer
- support
- sol
- average pore
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は限外濾過膜、精密濾過膜等に使用されるセラミ
ック膜フィルタに関する。
ック膜フィルタに関する。
（従来技術） 各種の分野に使用される濾過膜において、機械的強度、
耐熱性および耐蝕性に優れたものとしてセラミック膜フ
ィルタがある。かかるセラミック膜フィルタにおいて
は、被処理流体の透過時の流通抵抗を可能なかぎり小さ
くするため、細孔径の大きな多孔質支持体の少なくとも
一側面に薄層の濾過膜を固着した被層構造のものが一般
であり、上記濾過膜は被処理流体の種類によって適宜選
定される。本発明が対象とする限外濾過膜、精密濾過膜
等に適用されるセラミック膜フィルタにおいては、上記
濾過膜として平均細孔径が１Å〜1000Åの範囲にあるも
のが選定される。
耐熱性および耐蝕性に優れたものとしてセラミック膜フ
ィルタがある。かかるセラミック膜フィルタにおいて
は、被処理流体の透過時の流通抵抗を可能なかぎり小さ
くするため、細孔径の大きな多孔質支持体の少なくとも
一側面に薄層の濾過膜を固着した被層構造のものが一般
であり、上記濾過膜は被処理流体の種類によって適宜選
定される。本発明が対象とする限外濾過膜、精密濾過膜
等に適用されるセラミック膜フィルタにおいては、上記
濾過膜として平均細孔径が１Å〜1000Åの範囲にあるも
のが選定される。
多孔質支持体の少くとも一側面に濾過膜を形成するに
は、一般に濾過膜形成成分の粉体のスラリーを多孔質支
持体の少くとも一側面にコーティングしてこれを焼成す
る手段が採られるが、スラリー中の粒子が大きいことか
ら濾過膜の細孔径は大きく、上記した範囲の細孔径を有
する濾過膜を形成することが難しい。このため、かかる
極めて微細な細孔径を有する濾過膜を多孔質支持体の表
面に形成する手段が種々提案されており、その代表的な
手段として濾過膜をゾル−ゲル法にて成膜する手段が本
出願人に係る特開平１−299607号公報に示されている。
は、一般に濾過膜形成成分の粉体のスラリーを多孔質支
持体の少くとも一側面にコーティングしてこれを焼成す
る手段が採られるが、スラリー中の粒子が大きいことか
ら濾過膜の細孔径は大きく、上記した範囲の細孔径を有
する濾過膜を形成することが難しい。このため、かかる
極めて微細な細孔径を有する濾過膜を多孔質支持体の表
面に形成する手段が種々提案されており、その代表的な
手段として濾過膜をゾル−ゲル法にて成膜する手段が本
出願人に係る特開平１−299607号公報に示されている。
（発明が解決しようとする課題） ところで、ゾル−ゲル法にて濾過膜を成膜する手段を採
用する場合、ゾル液中のコロイド粒子が数Å〜数100Å
と超微粒であることから、細孔径の大きな多孔質支持体
の表面にゾル液をコーティングしてゲル膜を形成するこ
とは難しい。このため、本出願人の上記した先願に係る
本発明においては、多孔質支持体の少くとも一側面に同
支持体の平均細孔径より小さい平均細孔径を有する多孔
質中間層を形成し、同中間層の一側面にゾル−ゲル法に
て濾過膜を成膜する手段を採っている。しかして、かか
る発明においては多孔質支持体、多孔質中間層の平均細
孔径、最大気孔径と濾過膜の平均細孔径との関係が十分
に考慮されている。
用する場合、ゾル液中のコロイド粒子が数Å〜数100Å
と超微粒であることから、細孔径の大きな多孔質支持体
の表面にゾル液をコーティングしてゲル膜を形成するこ
とは難しい。このため、本出願人の上記した先願に係る
本発明においては、多孔質支持体の少くとも一側面に同
支持体の平均細孔径より小さい平均細孔径を有する多孔
質中間層を形成し、同中間層の一側面にゾル−ゲル法に
て濾過膜を成膜する手段を採っている。しかして、かか
る発明においては多孔質支持体、多孔質中間層の平均細
孔径、最大気孔径と濾過膜の平均細孔径との関係が十分
に考慮されている。
本発明の目的は、ゾル−ゲル法にて濾過膜を成膜してな
る複層構造のセラミック膜フィルタにおいて、濾過膜と
中間層の成分および平均細孔径、中間層の膜厚等の特性
を考慮することにより、限外濾過膜、精密濾過膜等に適
したセラミック膜フィルタを提供することにある。
る複層構造のセラミック膜フィルタにおいて、濾過膜と
中間層の成分および平均細孔径、中間層の膜厚等の特性
を考慮することにより、限外濾過膜、精密濾過膜等に適
したセラミック膜フィルタを提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明は、１または複数層の多孔質支持体の少なくとも
一側面に同支持体より平均細孔径の小さい多孔質中間層
を備えるとともに、同中間層の一側面にゾル−ゲル法に
て成膜された濾過膜を備えたセラミック膜フィルタにお
いて、前記中間層および濾過膜が下記の特性を具備して
いることを特徴とするものである。
一側面に同支持体より平均細孔径の小さい多孔質中間層
を備えるとともに、同中間層の一側面にゾル−ゲル法に
て成膜された濾過膜を備えたセラミック膜フィルタにお
いて、前記中間層および濾過膜が下記の特性を具備して
いることを特徴とするものである。
濾過膜：平均細孔径が１Å〜1000Å。
中間層：濾過膜成分と同一の成分を少なくとも30wt％含
有し、膜厚が40〜70μｍ、平均細孔径が0.2〜0.5μｍ。
有し、膜厚が40〜70μｍ、平均細孔径が0.2〜0.5μｍ。
本発明において、多孔質支持体は無機質粒子例えばアル
ミナ、ジルコニア、チタニア系のセラミック、ホウケイ
酸ガラス等のガラス、ニッケル等の金属、炭素の焼結体
からなるパイプ状、モノリス状、ハニカム状、プレート
状のもので、単層または２層以上の複層構造のものであ
る。多孔質支持体は被処理流体の透過時の流通抵抗が可
能なかぎり小さいもので、平均細孔径が数μｍ〜数100
μｍ程度のものである。
ミナ、ジルコニア、チタニア系のセラミック、ホウケイ
酸ガラス等のガラス、ニッケル等の金属、炭素の焼結体
からなるパイプ状、モノリス状、ハニカム状、プレート
状のもので、単層または２層以上の複層構造のものであ
る。多孔質支持体は被処理流体の透過時の流通抵抗が可
能なかぎり小さいもので、平均細孔径が数μｍ〜数100
μｍ程度のものである。
本発明において、中間層はセラミック層の多孔質層であ
って後述する濾過膜の成分と同一または同成分を主体と
するものであり、アルミナ、ジルコニア、チタニア、シ
リカ等のスラリーを多孔質支持体の少くとも一側面にコ
ーティングして焼結させたものである。中間層はその一
側面に濾過膜が成膜される関係上、上記した多孔質支持
体の平均細孔径より小さい平均細孔径を有していること
が必要であり、中間層の平均細孔径は0.1μｍ〜0.5μｍ
である。
って後述する濾過膜の成分と同一または同成分を主体と
するものであり、アルミナ、ジルコニア、チタニア、シ
リカ等のスラリーを多孔質支持体の少くとも一側面にコ
ーティングして焼結させたものである。中間層はその一
側面に濾過膜が成膜される関係上、上記した多孔質支持
体の平均細孔径より小さい平均細孔径を有していること
が必要であり、中間層の平均細孔径は0.1μｍ〜0.5μｍ
である。
本発明において、濾過膜はその平均細孔径が１Å〜1000
Åと極めて小さい範囲の細孔径を有するものであり、中
間層の一側面にゾル−ゲル法にて成膜されたアルミナ、
ジルコニア、チタニア、シリカ等のコロイド粒子のゲル
層を焼成してなるものである。かかるゲル層は有機バイ
ンダーを含有する前記コロイド粒子のゲル液を中間層の
一側面にコーティングすることにより形成される。ゾル
液は金属アルコキシド等の有機金属化合物を適宜の溶媒
中で加水分解することにより、または金属水酸化物、無
機質微粉を適宜の溶媒に分散させて形成される。有機バ
インダーはセラミックの成形分野で使用される結合剤、
粘結剤等が好適で、具体的にはポリビニルアルコール、
ポリエチレングリコール、メチルセルロース、デンプン
等を挙げることができる。濾過膜の成分は使用する用途
によって適宜選定されるが、これに基づいて中間層の成
分が決定される。中間層の成分は濾過膜の成分と同一ま
たは同成分を主体とするものであり、本発明において濾
過膜の成分を主体とするとは、中間層の全成分中少くと
も30wt％を含有していることを意味する。
Åと極めて小さい範囲の細孔径を有するものであり、中
間層の一側面にゾル−ゲル法にて成膜されたアルミナ、
ジルコニア、チタニア、シリカ等のコロイド粒子のゲル
層を焼成してなるものである。かかるゲル層は有機バイ
ンダーを含有する前記コロイド粒子のゲル液を中間層の
一側面にコーティングすることにより形成される。ゾル
液は金属アルコキシド等の有機金属化合物を適宜の溶媒
中で加水分解することにより、または金属水酸化物、無
機質微粉を適宜の溶媒に分散させて形成される。有機バ
インダーはセラミックの成形分野で使用される結合剤、
粘結剤等が好適で、具体的にはポリビニルアルコール、
ポリエチレングリコール、メチルセルロース、デンプン
等を挙げることができる。濾過膜の成分は使用する用途
によって適宜選定されるが、これに基づいて中間層の成
分が決定される。中間層の成分は濾過膜の成分と同一ま
たは同成分を主体とするものであり、本発明において濾
過膜の成分を主体とするとは、中間層の全成分中少くと
も30wt％を含有していることを意味する。
（発明の作用・効果） かかる構成のセラミック膜フィルタにおいては、ゾル−
ゲル法にて成膜された濾過膜が多孔質支持体より平均細
孔径の小さい中間層の一側面に形成されているため、ゾ
ル液中の超微粒のコロイド粒子が捕捉されやすくて成膜
性がよい上、中間層の成分が濾過膜の成分と同一または
同成分を主体とするものであることから、中間層はゾル
液中のコロイド粒子に対して親和性が高くて同粒子を特
に吸着捕捉しやすい。このため、濾過膜はピンホール、
クラックの存在が実質的に無いか極めて少なく、かつ中
間層に対する結合強度が高いものとなる。従って、当該
セラミック膜フィルタは目的とする濾過能を有し、かつ
高い機械的、化学的強度を有する。
ゲル法にて成膜された濾過膜が多孔質支持体より平均細
孔径の小さい中間層の一側面に形成されているため、ゾ
ル液中の超微粒のコロイド粒子が捕捉されやすくて成膜
性がよい上、中間層の成分が濾過膜の成分と同一または
同成分を主体とするものであることから、中間層はゾル
液中のコロイド粒子に対して親和性が高くて同粒子を特
に吸着捕捉しやすい。このため、濾過膜はピンホール、
クラックの存在が実質的に無いか極めて少なく、かつ中
間層に対する結合強度が高いものとなる。従って、当該
セラミック膜フィルタは目的とする濾過能を有し、かつ
高い機械的、化学的強度を有する。
また、中間層の平均細孔径は濾過工程における透過液の
流通抵抗を大きくさせないため少くとも濾過膜の細孔径
より大きいことが必要であるが、その上限は濾過膜の原
料粒子の平均粒径の20倍であることが好ましい。中間層
の平均細孔径がこれより大きくなると、濾過膜の原料で
あるゾル液中のコロイド粒子を捕捉、吸着し難く良好な
濾過膜を得ることができない。中間層の平均細孔径は好
ましくは濾過膜の原料粒子の粒径の５〜20倍であり、か
つ0.2μｍ〜0.5μｍである。中間層の膜厚は好ましくは
40μｍ〜70μｍである。また、中間層の成分については
濾過膜の成分を少くとも30wt％含有していることが必要
であり、同成分が30wt％未満の場合にはゾル液中のコロ
イド粒子の吸着作用が低くて均一に成膜することは不可
能である。
流通抵抗を大きくさせないため少くとも濾過膜の細孔径
より大きいことが必要であるが、その上限は濾過膜の原
料粒子の平均粒径の20倍であることが好ましい。中間層
の平均細孔径がこれより大きくなると、濾過膜の原料で
あるゾル液中のコロイド粒子を捕捉、吸着し難く良好な
濾過膜を得ることができない。中間層の平均細孔径は好
ましくは濾過膜の原料粒子の粒径の５〜20倍であり、か
つ0.2μｍ〜0.5μｍである。中間層の膜厚は好ましくは
40μｍ〜70μｍである。また、中間層の成分については
濾過膜の成分を少くとも30wt％含有していることが必要
であり、同成分が30wt％未満の場合にはゾル液中のコロ
イド粒子の吸着作用が低くて均一に成膜することは不可
能である。
所望の平均細孔径の濾過膜を得るには、使用する濾過膜
の原料の種類によって異なるが、所望の細孔径の２〜５
倍の粒径のコロイド粒子を使用すればよい。膜厚につい
ては平均細孔径の100倍程度のものがよく、膜厚が大き
くなるとクラック、ピンホールが発生しやすくなる。
の原料の種類によって異なるが、所望の細孔径の２〜５
倍の粒径のコロイド粒子を使用すればよい。膜厚につい
ては平均細孔径の100倍程度のものがよく、膜厚が大き
くなるとクラック、ピンホールが発生しやすくなる。
（実施例） 本実施例においては、多孔質支持体としてアルミナを主
成分とする２層構造のモノリス構造の支持体を用いて、
同支持体の内周面に各種成分のスラリーをコーティング
して各種の中間層を形成し、次いで同中間層の内周面に
各種成分のゾル液をコーティングして濾過膜を形成して
なるセラミック膜フィルタについて例示する。
成分とする２層構造のモノリス構造の支持体を用いて、
同支持体の内周面に各種成分のスラリーをコーティング
して各種の中間層を形成し、次いで同中間層の内周面に
各種成分のゾル液をコーティングして濾過膜を形成して
なるセラミック膜フィルタについて例示する。
（１）コーティング装置 スラリー及びゾル液のコーティングには添付図面に示す
コーティング装置を用いた。当該コーティング装置は特
開昭61−238315号公報に示された装置に類似するもの
で、圧力容器11内に筒状の多孔質支持体Ａ（中間層を備
えたものを含む）の保持機構10aを収容してなる。保持
機構10aは上下一対の支持板12a、12bと複数の連結ボル
ト13a、13b・・・とを備え、これらの連結ボルト13a、1
3b・・・にて両支持板12a、12bを互いに連結することに
より、支持体Ａが両支持板12a、12bにて狭持される。下
側支持板12aにはコーティング液を収容するタンク14に
接続する供給パイプ15aが接続されており、同パイプ15a
は支持体Ａの下端部にて開口し供給ポンプ15bの駆動に
よりタンク14内のコーティング液を支持体Ａに供給す
る。なお、供給パイプ15aには排出パイプ15cが接続され
ており、同パイプ15cはコーティング作業終了後支持体
Ａ内のコーティング液をタンク14内に排出する。
コーティング装置を用いた。当該コーティング装置は特
開昭61−238315号公報に示された装置に類似するもの
で、圧力容器11内に筒状の多孔質支持体Ａ（中間層を備
えたものを含む）の保持機構10aを収容してなる。保持
機構10aは上下一対の支持板12a、12bと複数の連結ボル
ト13a、13b・・・とを備え、これらの連結ボルト13a、1
3b・・・にて両支持板12a、12bを互いに連結することに
より、支持体Ａが両支持板12a、12bにて狭持される。下
側支持板12aにはコーティング液を収容するタンク14に
接続する供給パイプ15aが接続されており、同パイプ15a
は支持体Ａの下端部にて開口し供給ポンプ15bの駆動に
よりタンク14内のコーティング液を支持体Ａに供給す
る。なお、供給パイプ15aには排出パイプ15cが接続され
ており、同パイプ15cはコーティング作業終了後支持体
Ａ内のコーティング液をタンク14内に排出する。
一方、上側支持板12bにはタンク14上に臨む流出パイプ1
6aが接続されており、同パイプ16aは支持体Ａの上端部
に開口し支持体Ａからオーバフローするコーティング液
をタンク14内へ還流させる。また、圧力容器11の一側上
部には真空ポンプ17aに接続した排気パイプ17bが接続さ
れ、真空ポンプ17aの駆動により圧力容器11内が所望の
圧力に減圧される。圧力容器11の一側には水量計17cが
取付けられており、同水量計17cはコーティング作業時
支持体Ａを透過して圧力容器11内に流出する水量を表示
する。
6aが接続されており、同パイプ16aは支持体Ａの上端部
に開口し支持体Ａからオーバフローするコーティング液
をタンク14内へ還流させる。また、圧力容器11の一側上
部には真空ポンプ17aに接続した排気パイプ17bが接続さ
れ、真空ポンプ17aの駆動により圧力容器11内が所望の
圧力に減圧される。圧力容器11の一側には水量計17cが
取付けられており、同水量計17cはコーティング作業時
支持体Ａを透過して圧力容器11内に流出する水量を表示
する。
当該コーティング装置10においては、流出パイプ16aが
有する絞り弁16bを全開にした状態にてポンプ15bを駆動
してコーティング液を支持体Ａ内に供給し、コーティン
グ液が支持体Ａの上端部に達した時点で真空ポンプ17a
を駆動させて圧力容器11内を減圧にするとともに、絞り
弁16bを所定量絞ってコーティング液を支持体Ａ内を加
圧状態で上方へ循環させる。これにより、支持体Ａの内
外側に圧力差が生じ、この圧力差によりコーティング液
中の水分が支持体Ａを透過して圧力容器11内に流出し、
この間コーティング液中の中間層または濾過膜成分が支
持体Ａの内周面に担持される。なお、コーティング層ま
たは膜の厚みは圧力容器11内に流出する水量に出例する
ため、水量計17cにて表示される水量に基づいて厚みが
調整される。厚みが所定の厚さになった時点で、供給ポ
ンプ15bを停止した後絞り弁16bを全開とし、かつ排水パ
イプ15cが有する開閉弁15dを開放し、その後減圧脱水を
数分間行い真空ポンプ17aの駆動を停止させる。これに
より、支持体Ａ内のコーティング液が排出パイプ15cを
通してタンク14内へ排出され、コーティング作業が終了
する。
有する絞り弁16bを全開にした状態にてポンプ15bを駆動
してコーティング液を支持体Ａ内に供給し、コーティン
グ液が支持体Ａの上端部に達した時点で真空ポンプ17a
を駆動させて圧力容器11内を減圧にするとともに、絞り
弁16bを所定量絞ってコーティング液を支持体Ａ内を加
圧状態で上方へ循環させる。これにより、支持体Ａの内
外側に圧力差が生じ、この圧力差によりコーティング液
中の水分が支持体Ａを透過して圧力容器11内に流出し、
この間コーティング液中の中間層または濾過膜成分が支
持体Ａの内周面に担持される。なお、コーティング層ま
たは膜の厚みは圧力容器11内に流出する水量に出例する
ため、水量計17cにて表示される水量に基づいて厚みが
調整される。厚みが所定の厚さになった時点で、供給ポ
ンプ15bを停止した後絞り弁16bを全開とし、かつ排水パ
イプ15cが有する開閉弁15dを開放し、その後減圧脱水を
数分間行い真空ポンプ17aの駆動を停止させる。これに
より、支持体Ａ内のコーティング液が排出パイプ15cを
通してタンク14内へ排出され、コーティング作業が終了
する。
なお、本発明においてはコーティング液としてスラリー
またはゾル液が使用される。
またはゾル液が使用される。
（２）多孔質支持体Ａ 多孔質支持体Ａは外径30mm、長さ1000mmの外形形状を有
するとともに、直径4mmで長さ方向に並列して延びる19
本の内孔を有するモノリス構造を有するもので、モノリ
ス構造の主体a1と同主体a1の各内孔周面にコーティング
された副層a2とからなる２層構造のものである。
するとともに、直径4mmで長さ方向に並列して延びる19
本の内孔を有するモノリス構造を有するもので、モノリ
ス構造の主体a1と同主体a1の各内孔周面にコーティング
された副層a2とからなる２層構造のものである。
主体a1:平均粒子径30μｍのアルミナを主成分とする焼
成したモノリス構造体で、最大気孔径７μｍを有する。
成したモノリス構造体で、最大気孔径７μｍを有する。
副層a2:平均粒子径３μｍのアルミナ粉末に有機バイン
ダーを添加して水分80wt％のスラリー状の懸濁液を調整
し、この懸濁液を図面に示すコーティング装置を使用し
て主体a1の各内孔周面にコーティングし、主体a1と一体
に1500℃で焼成したもので、平均細孔径１μｍ、厚み17
0μｍを有する。
ダーを添加して水分80wt％のスラリー状の懸濁液を調整
し、この懸濁液を図面に示すコーティング装置を使用し
て主体a1の各内孔周面にコーティングし、主体a1と一体
に1500℃で焼成したもので、平均細孔径１μｍ、厚み17
0μｍを有する。
なお、コーティング方法（動加圧真空法）においてはコ
ーティングに先立って主体a1を水中で３時間煮沸して脱
泡し、また圧力容器11内の真空度を730mmHg〜740mmHg、
懸濁液の主体a1の内周面に対する液圧を2kg/cm2、その
流動接触時間を１分20秒間とするとともに、懸濁液排出
後上記真空下で５分間減圧脱水している。
ーティングに先立って主体a1を水中で３時間煮沸して脱
泡し、また圧力容器11内の真空度を730mmHg〜740mmHg、
懸濁液の主体a1の内周面に対する液圧を2kg/cm2、その
流動接触時間を１分20秒間とするとともに、懸濁液排出
後上記真空下で５分間減圧脱水している。
（３）中間層Ｂ 平均粒子径0.4μｍの各種原料Al2O3、TiO2、ZrO2を適宜
割合に混合したものに有機バインダーを添加して水分95
wt％のスラリー状の懸濁液を調整し、この懸濁液を多孔
質支持体Ａの各内孔周面に上記した動加圧真空法により
コーティングし、同支持体Ａと一体に各種温度で焼成し
たもので、最大気孔径１μｍ、平均細孔径0.2μｍ、厚
み70μｍを有する。
割合に混合したものに有機バインダーを添加して水分95
wt％のスラリー状の懸濁液を調整し、この懸濁液を多孔
質支持体Ａの各内孔周面に上記した動加圧真空法により
コーティングし、同支持体Ａと一体に各種温度で焼成し
たもので、最大気孔径１μｍ、平均細孔径0.2μｍ、厚
み70μｍを有する。
（４）ゾル液の調整 原料：チタニウムイソプロポキシド（TIPD）、アルミニ
ウムイソプロポキシド（AIPD）、ジルコニウムイソプロ
ポキシド（ZIPD）。
ウムイソプロポキシド（AIPD）、ジルコニウムイソプロ
ポキシド（ZIPD）。
これらの各原料0.555molをイオン交換水55.5mol中に添
加して約85℃の温度で0.5時間加水分解し、ついでこれ
に硝酸0.1molを添加してTiO2、Al2O3、ZrO2をコロイド
粒子とする4.4wt％のゾル液とし、その後約98℃で1.5時
間加熱してイソプロピルアルコールを飛散させるととも
に、これを希釈して0.37wt％のゾル液を調整した。さら
に、これらのゾル液を原液として水分99.4wt％、原料粒
子（酸化物換算）0.05wt％、有機バインダーであるポリ
ビニルアルコール0.5wt％、消泡剤であるｎ−オクチル
アルコール0.05wt％の組成のゾル液を調整した。なお、
ZrO2をコロイド粒子とするゾル液にはコロイド粒子中酸
化物換算で3mol％のY2O3が安定化剤として混在する。
加して約85℃の温度で0.5時間加水分解し、ついでこれ
に硝酸0.1molを添加してTiO2、Al2O3、ZrO2をコロイド
粒子とする4.4wt％のゾル液とし、その後約98℃で1.5時
間加熱してイソプロピルアルコールを飛散させるととも
に、これを希釈して0.37wt％のゾル液を調整した。さら
に、これらのゾル液を原液として水分99.4wt％、原料粒
子（酸化物換算）0.05wt％、有機バインダーであるポリ
ビニルアルコール0.5wt％、消泡剤であるｎ−オクチル
アルコール0.05wt％の組成のゾル液を調整した。なお、
ZrO2をコロイド粒子とするゾル液にはコロイド粒子中酸
化物換算で3mol％のY2O3が安定化剤として混在する。
（５）ゾル液のコーティング、ゲル層の乾燥および焼成 動加圧真空法：図面に示すコーティング装置を用い、圧
力容器11内の真空度を700〜740nmHg、ゾル液の流速1.5
/min、中間層Ｂの内周面に対する液圧1kg/cm2、ゾル
液の流動接触時間を２分としてゾル液をコーティングす
る。その後ゾル液を排出し、減圧脱水を５分間行ってゲ
ル層とする。なお、かかるコーティング法においては、
濾過膜の膜厚の設定値を1.5μｍとしてコーティングを
調整した。
力容器11内の真空度を700〜740nmHg、ゾル液の流速1.5
/min、中間層Ｂの内周面に対する液圧1kg/cm2、ゾル
液の流動接触時間を２分としてゾル液をコーティングす
る。その後ゾル液を排出し、減圧脱水を５分間行ってゲ
ル層とする。なお、かかるコーティング法においては、
濾過膜の膜厚の設定値を1.5μｍとしてコーティングを
調整した。
ゲル層の乾燥、焼成：ゲル層は多孔質支持体および中間
層と一体に乾燥され、かつ各種温度で焼成される。焼成
時の昇温および降温速度を100℃/hrとし、設定された焼
成温度を１時間保持して焼成する。
層と一体に乾燥され、かつ各種温度で焼成される。焼成
時の昇温および降温速度を100℃/hrとし、設定された焼
成温度を１時間保持して焼成する。
（６）濾過膜 得られたモノリス構造体（セラミック膜フィルタ）の中
央部を切断し、切断面の走査型電子顕微鏡写真を撮影
し、濾過膜の膜厚を測定した。その結果を別表に示す。
央部を切断し、切断面の走査型電子顕微鏡写真を撮影
し、濾過膜の膜厚を測定した。その結果を別表に示す。
（７）クロスフロー濾過 被処理液として分画分子量4.5万の牛血栓アルブミンを
用い、この蛋白質の物質をリン酸塩緩衝液中に溶解して
濃度100ppmの被処理液を調製した。この被処理液を得ら
れた各セラミック膜フィルタを備えた濾過器に循環供給
し、循環流速2.5m/sec、濾過圧力1kg/cm2、濾過時間60
分でクロスフロー濾過を行い、母液と濾液との液体クロ
マトグラフィーのチャートの積分強度から、下記式によ
り阻止率を算出した。
用い、この蛋白質の物質をリン酸塩緩衝液中に溶解して
濃度100ppmの被処理液を調製した。この被処理液を得ら
れた各セラミック膜フィルタを備えた濾過器に循環供給
し、循環流速2.5m/sec、濾過圧力1kg/cm2、濾過時間60
分でクロスフロー濾過を行い、母液と濾液との液体クロ
マトグラフィーのチャートの積分強度から、下記式によ
り阻止率を算出した。
得られた結果を別表に示すとともに、純水の透水量を併
せて示す。なお、透水量は各セラミック膜フィルタに大
気中にて1kg/cm2の圧力で純水を付与した場合の単位時
間当りの透水量である。
せて示す。なお、透水量は各セラミック膜フィルタに大
気中にて1kg/cm2の圧力で純水を付与した場合の単位時
間当りの透水量である。
（８）考察 別表から明らかなように、中間層の成分がゾル液のコロ
イド粒子と同一成分または主体である場合、濾過膜の成
膜が良好でありかつアルブミン阻止率が良好である。特
にゾル液中のコロイド粒子と同一成分が組成中30wt％以
上の中間層に対して成膜効果、アルブミン阻止率が良好
である。なお、アルブミン阻止率が高いことは濾過膜の
膜厚が設定値（1.5μｍ）に近く、かつ濾過膜中にクラ
ック、ピンホール等が微量またはほとんど存在しないこ
とを裏付けている。
イド粒子と同一成分または主体である場合、濾過膜の成
膜が良好でありかつアルブミン阻止率が良好である。特
にゾル液中のコロイド粒子と同一成分が組成中30wt％以
上の中間層に対して成膜効果、アルブミン阻止率が良好
である。なお、アルブミン阻止率が高いことは濾過膜の
膜厚が設定値（1.5μｍ）に近く、かつ濾過膜中にクラ
ック、ピンホール等が微量またはほとんど存在しないこ
とを裏付けている。
図面は、スラリー、ゾル液をコーティングするためのコ
ーティング装置の概略構成図である。 符号の説明 10……コーティング装置、11……圧力容器、12a,12b…
…支持板、14……タンク、15b……供給ポンプ、17a……
真空ポンプ。
ーティング装置の概略構成図である。 符号の説明 10……コーティング装置、11……圧力容器、12a,12b…
…支持板、14……タンク、15b……供給ポンプ、17a……
真空ポンプ。
Claims (1)
- 【請求項１】１または複数層の多孔質支持体の少なくと
も一側面に同支持体より平均細孔径の小さい多孔質中間
層を備えるとともに、同中間層の一側面にゾル−ゲル法
にて成膜された濾過膜を備えたセラミック膜フィルタに
おいて、前記中間層および濾過膜が下記の特性を具備し
ていることを特徴とするセラミック膜フィルタ。 濾過膜：平均細孔径が１Å〜1000Å。 中間層：濾過膜成分と同一の成分を少なくとも30wt％含
有し、膜厚が40〜70μｍ、平均細孔径が0.2〜0.5μｍ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2067655A JPH0745010B2 (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | セラミック膜フイルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2067655A JPH0745010B2 (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | セラミック膜フイルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03267129A JPH03267129A (ja) | 1991-11-28 |
| JPH0745010B2 true JPH0745010B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=13351253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2067655A Expired - Lifetime JPH0745010B2 (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | セラミック膜フイルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0745010B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2754737B1 (fr) * | 1996-10-21 | 1999-01-15 | Tech Sep | Membrane inorganique de nanofiltration et son application dans l'industrie sucriere |
| KR100437344B1 (ko) * | 2001-08-20 | 2004-06-25 | 한국에너지기술연구원 | 먼지가 내부로 침투하는 것을 방지하는 표면층을 구비한 집진필터와 그 제조방법 및 장치 |
| KR100341150B1 (ko) * | 2001-10-16 | 2002-06-21 | 김계태 | 폐윤활유 정제용 분리막 및 그의 제조 방법 |
| EP1985598B1 (en) | 2006-02-16 | 2015-04-08 | NGK Insulators, Ltd. | Method of manufacturing ceramic porous membrane |
| US7717272B2 (en) | 2006-10-18 | 2010-05-18 | Ngk Insulators, Ltd. | Ceramic porous membrane and ceramic filter |
| US7923060B2 (en) | 2006-10-18 | 2011-04-12 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of manufacturing ceramic filter |
| US20080096751A1 (en) * | 2006-10-18 | 2008-04-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of manufacturing ceramic porous membrane and method of manufacturing ceramic filter |
| US20080093291A1 (en) | 2006-10-18 | 2008-04-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Ceramic porous membrane and ceramic filter |
| JP2009255035A (ja) | 2008-03-26 | 2009-11-05 | Ngk Insulators Ltd | セラミックフィルタ |
| JP2009240871A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Ngk Insulators Ltd | セラミックフィルタ及びその製造方法 |
| JP5881737B2 (ja) * | 2011-12-01 | 2016-03-09 | 株式会社ルネッサンス・エナジー・リサーチ | 促進輸送膜の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58205504A (ja) * | 1982-05-24 | 1983-11-30 | Agency Of Ind Science & Technol | 耐熱性多孔質膜 |
| JPH01299607A (ja) * | 1988-05-27 | 1989-12-04 | Ngk Insulators Ltd | 無機多孔質膜 |
-
1990
- 1990-03-16 JP JP2067655A patent/JPH0745010B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03267129A (ja) | 1991-11-28 |
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