JPH08173771A - 濾過膜のための多孔質のモノリシック支持体 - Google Patents
濾過膜のための多孔質のモノリシック支持体Info
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- JPH08173771A JPH08173771A JP7261013A JP26101395A JPH08173771A JP H08173771 A JPH08173771 A JP H08173771A JP 7261013 A JP7261013 A JP 7261013A JP 26101395 A JP26101395 A JP 26101395A JP H08173771 A JPH08173771 A JP H08173771A
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/54—Particle separators, e.g. dust precipitators, using ultra-fine filter sheets or diaphragms
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- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 チャンネルの直径を大きくし、チャンネルの
数を少なくし、しかも、最大限の濾過表面積及び高い機
械的特性を有するフィルタを提供すること。 【解決手段】 チャンネルの内表面によって濾過膜を支
持するようにした、濾過膜のための多孔質モノリシック
支持体。各々、実質的に同じ断面を有する少くとも２つ
のチャンネルを有し、各チャンネルは、実質的に均一な
厚みのチャンネル間仕切壁と、実質的に均一な厚みを有
する、該支持体の外部との仕切壁を備えており、各チャ
ンネルの、該支持体の外部との仕切壁は、実質的に同じ
表面積を有していることを特徴とする。
数を少なくし、しかも、最大限の濾過表面積及び高い機
械的特性を有するフィルタを提供すること。 【解決手段】 チャンネルの内表面によって濾過膜を支
持するようにした、濾過膜のための多孔質モノリシック
支持体。各々、実質的に同じ断面を有する少くとも２つ
のチャンネルを有し、各チャンネルは、実質的に均一な
厚みのチャンネル間仕切壁と、実質的に均一な厚みを有
する、該支持体の外部との仕切壁を備えており、各チャ
ンネルの、該支持体の外部との仕切壁は、実質的に同じ
表面積を有していることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、濾過膜のための、
特にセラミック材製の多孔質のモノリシック（一体の）
支持体に関する。
特にセラミック材製の多孔質のモノリシック（一体の）
支持体に関する。
【０００２】
【従来の技術】濾過膜（メンブレン）は、優れた分離特
性を有するものとして古くから知られており、アグリビ
ジネス（農業関連産業）、バイオテクノロジー、飲料水
及び工業用水の処理、薬品工業及び原子力産業との多く
の分野に広く普及している。例えば米国特許第４，０６
９，１５７号及びヨーロッパ特許第４７０，３４０号及
び５８５，１５２号に開示されているように、複数のチ
ャンネルを穿設されたモノリス（一体支持体）に濾過膜
（単に「膜」とも称する）を被着したフィルタは、単位
容積当りの濾過表面積が大きいことと、透過率が非常に
良好であるという二重の利点を有する。透過率は、例え
ば米国特許第４，０６９，１５７号によって定義されて
いる。ここで、「モノリス」とは、一体支持体のことを
いうが、説明の便宜上それに被着された濾過膜を含め
て、フィルタのことをも意味するものとする。更に、こ
れらの支持体及び膜は、特にそれらが無機材及び、又は
セラミック材で製造されている場合は、機械的強度及び
化学的、生物学的及び熱的慣性が高いので、使用寿命が
非常に長く、（ｐＨ、温度、圧力、放射線等の）極端な
使用条件下でも作動することができる。
性を有するものとして古くから知られており、アグリビ
ジネス（農業関連産業）、バイオテクノロジー、飲料水
及び工業用水の処理、薬品工業及び原子力産業との多く
の分野に広く普及している。例えば米国特許第４，０６
９，１５７号及びヨーロッパ特許第４７０，３４０号及
び５８５，１５２号に開示されているように、複数のチ
ャンネルを穿設されたモノリス（一体支持体）に濾過膜
（単に「膜」とも称する）を被着したフィルタは、単位
容積当りの濾過表面積が大きいことと、透過率が非常に
良好であるという二重の利点を有する。透過率は、例え
ば米国特許第４，０６９，１５７号によって定義されて
いる。ここで、「モノリス」とは、一体支持体のことを
いうが、説明の便宜上それに被着された濾過膜を含め
て、フィルタのことをも意味するものとする。更に、こ
れらの支持体及び膜は、特にそれらが無機材及び、又は
セラミック材で製造されている場合は、機械的強度及び
化学的、生物学的及び熱的慣性が高いので、使用寿命が
非常に長く、（ｐＨ、温度、圧力、放射線等の）極端な
使用条件下でも作動することができる。
【０００３】しかしながら、ある種の用途においては、
これらの支持体に使用上の問題が生じる。第１に、複数
のチャンネルが支持体の異なる領域に設けられているの
で、それらのチャンネルが同じ態様で作動せず、あるチ
ャンネルが他のチャンネルより詰まりを生じ易い（閉塞
を起し易い）ことがある。更に、この種のフィルタで
は、繊維産業や製紙工業で用いられるような固形繊維材
を含有した非常に粘性の高い流体や、異成分混合流体を
濾過することが困難であることが判明している。実際、
上記米国特許第４，０６９，１５７号及びヨーロッパ特
許第４７０，３４０号に開示されているような、断面正
方形又は円形の７つ以上のチャンネルを有する従来の多
チャンネル型モノリスの場合、モノリスの入口のところ
に１本の繊維が幾つかのチャンネルに跨がって引っ掛か
ることがあり、そのような現象が繰り返されると、モノ
リス即ちフィルタに詰まりを生じることになる。従っ
て、たっすの小さなチャンネルを有するモノリスは、こ
の種の流体の濾過には適さない。
これらの支持体に使用上の問題が生じる。第１に、複数
のチャンネルが支持体の異なる領域に設けられているの
で、それらのチャンネルが同じ態様で作動せず、あるチ
ャンネルが他のチャンネルより詰まりを生じ易い（閉塞
を起し易い）ことがある。更に、この種のフィルタで
は、繊維産業や製紙工業で用いられるような固形繊維材
を含有した非常に粘性の高い流体や、異成分混合流体を
濾過することが困難であることが判明している。実際、
上記米国特許第４，０６９，１５７号及びヨーロッパ特
許第４７０，３４０号に開示されているような、断面正
方形又は円形の７つ以上のチャンネルを有する従来の多
チャンネル型モノリスの場合、モノリスの入口のところ
に１本の繊維が幾つかのチャンネルに跨がって引っ掛か
ることがあり、そのような現象が繰り返されると、モノ
リス即ちフィルタに詰まりを生じることになる。従っ
て、たっすの小さなチャンネルを有するモノリスは、こ
の種の流体の濾過には適さない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、特に上述の
問題を解決することを課題とする。従って、本発明の目
的は、チャンネルの直径を大きくし、かつ、チャンネル
の数を少なくし、しかもなお、濾過表面積を最大限に
し、高い機械的特性を有するフィルタを提供することで
ある。本発明のフィルタは、特に、粘性流体及び、又は
固形物含有流体の接線方向式濾過に適用することができ
る。
問題を解決することを課題とする。従って、本発明の目
的は、チャンネルの直径を大きくし、かつ、チャンネル
の数を少なくし、しかもなお、濾過表面積を最大限に
し、高い機械的特性を有するフィルタを提供することで
ある。本発明のフィルタは、特に、粘性流体及び、又は
固形物含有流体の接線方向式濾過に適用することができ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、複数のチャンネルを有し、チャンネルの
内表面によって濾過膜を支持するようにした、濾過膜の
ための多孔質モノリシック支持体であって、（ａ）各
々、実質的に同じ断面（形状及び寸法）を有する少くと
も２つのチャンネルを有し、（ｂ）各チャンネルは、実
質的に均一な厚みのチャンネル間仕切壁と、実質的に均
一な厚みを有する、該支持体の外部との仕切壁を備えて
おり、（ｃ）各チャンネルの、該支持体の外部との仕切
壁は、実質的に同じ表面積を有していることを特徴とす
る多孔質モノリシック支持体を提供する。
決するために、複数のチャンネルを有し、チャンネルの
内表面によって濾過膜を支持するようにした、濾過膜の
ための多孔質モノリシック支持体であって、（ａ）各
々、実質的に同じ断面（形状及び寸法）を有する少くと
も２つのチャンネルを有し、（ｂ）各チャンネルは、実
質的に均一な厚みのチャンネル間仕切壁と、実質的に均
一な厚みを有する、該支持体の外部との仕切壁を備えて
おり、（ｃ）各チャンネルの、該支持体の外部との仕切
壁は、実質的に同じ表面積を有していることを特徴とす
る多孔質モノリシック支持体を提供する。
【０００６】チャンネルの数は、２つないし６つ、好ま
しくは３つ又は４つとする。又、チャンネルを通る流体
の圧力降下を小さくし、詰まりを防止するためにチャン
ネルの断面のかど部に丸みをつけることが好ましい。こ
の支持体の断面は中心軸線に関して対称形とし、断面形
状は円形又は六角形とするのが有利である。
しくは３つ又は４つとする。又、チャンネルを通る流体
の圧力降下を小さくし、詰まりを防止するためにチャン
ネルの断面のかど部に丸みをつけることが好ましい。こ
の支持体の断面は中心軸線に関して対称形とし、断面形
状は円形又は六角形とするのが有利である。
【０００７】本発明によるモノリスにおいては、すべて
のチャンネルをモノリス内に均一に配置する。従って、
すべてのチャンネルが、濾過操作中同様に作動する、即
ち、すべてのチャンネルが同じ濾過作用を果たし、同様
の速度で詰まり（閉塞）を生じ、偏った詰まりを生じな
い。更に、本発明によるモノリスは、単一パイプとして
のモノリスの利点を保持し、しかもなお、濾過膜の単位
容積当りの表面積を拡大し、濾過すべき流体を通すため
のチャンネルの断面積を大きくすることができる。
のチャンネルをモノリス内に均一に配置する。従って、
すべてのチャンネルが、濾過操作中同様に作動する、即
ち、すべてのチャンネルが同じ濾過作用を果たし、同様
の速度で詰まり（閉塞）を生じ、偏った詰まりを生じな
い。更に、本発明によるモノリスは、単一パイプとして
のモノリスの利点を保持し、しかもなお、濾過膜の単位
容積当りの表面積を拡大し、濾過すべき流体を通すため
のチャンネルの断面積を大きくすることができる。
【０００８】本発明によるモノリスは、例えば上述した
米国特許第４，０６９，１５７号及びヨーロッパ特許第
４７０，３４０号及び５８５，１５２号の教示に従って
セラミック材で製造するのが好ましいが、金属、炭素又
は一般に任意の無機材で製造してもよい。セラミック材
を用いた場合、本発明によれば、円筒形の場合支持体の
外径を６〜４０ｍｍとし、長さを１０ｃｍ〜２ｍとする
ことが好ましい。チャンネル間仕切壁の厚さ、及び、各
チャンネルと支持体の外部との仕切壁の厚さは、一般的
に、０．５〜３ｍｍとする。
米国特許第４，０６９，１５７号及びヨーロッパ特許第
４７０，３４０号及び５８５，１５２号の教示に従って
セラミック材で製造するのが好ましいが、金属、炭素又
は一般に任意の無機材で製造してもよい。セラミック材
を用いた場合、本発明によれば、円筒形の場合支持体の
外径を６〜４０ｍｍとし、長さを１０ｃｍ〜２ｍとする
ことが好ましい。チャンネル間仕切壁の厚さ、及び、各
チャンネルと支持体の外部との仕切壁の厚さは、一般的
に、０．５〜３ｍｍとする。
【０００９】本発明の支持体は、慣用の押出成形法によ
りセラミックペーストを所望の形状のダイを通して押出
すことによって製造することができる。そのような成形
方法は、例えば上述したヨーロッパ特許第５８５，１５
２号に教示されている。使用するダイは、各チャンネル
のかど部に丸みをつけるのに適する形状を有するものと
することが好ましい。押出成形した支持体を焼結する。
得られる支持体は、一般に、２〜１０μｍの気孔直径を
有する。この支持体の各チャンネルの内表面に、所望な
らば支持体の外表面にも、無機材及び、又は有機材製の
膜を被着する。それらの膜の気孔直径は、微細濾過用の
場合には０．１〜１．５μｍとし、超濾過用の場合には
２ｎｍ〜０．１μｍとする。これらの膜は、上記ヨーロ
ッパ特許第５８５，１５２号に記載されている出発材料
と方法を用いて、少くとも１層の無機粒子及び、又はポ
リマー材を被着することによって形成することができ
る。
りセラミックペーストを所望の形状のダイを通して押出
すことによって製造することができる。そのような成形
方法は、例えば上述したヨーロッパ特許第５８５，１５
２号に教示されている。使用するダイは、各チャンネル
のかど部に丸みをつけるのに適する形状を有するものと
することが好ましい。押出成形した支持体を焼結する。
得られる支持体は、一般に、２〜１０μｍの気孔直径を
有する。この支持体の各チャンネルの内表面に、所望な
らば支持体の外表面にも、無機材及び、又は有機材製の
膜を被着する。それらの膜の気孔直径は、微細濾過用の
場合には０．１〜１．５μｍとし、超濾過用の場合には
２ｎｍ〜０．１μｍとする。これらの膜は、上記ヨーロ
ッパ特許第５８５，１５２号に記載されている出発材料
と方法を用いて、少くとも１層の無機粒子及び、又はポ
リマー材を被着することによって形成することができ
る。
【００１０】本発明のモノリスは、高い濃度の固形物質
を含有した、及び、又は粘性の高い懸濁液、例えば、あ
る種の発酵ぶどう液、製紙プロセスの流出液、繊維製品
の懸濁液、石油製品等を濾過するのに特に有利である。
を含有した、及び、又は粘性の高い懸濁液、例えば、あ
る種の発酵ぶどう液、製紙プロセスの流出液、繊維製品
の懸濁液、石油製品等を濾過するのに特に有利である。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、実質的に同一の３つのチ
ャンネル２，３，４を有する本発明による断面円形の多
孔質モノリシック支持体１を示す。図から分かるよう
に、各チャンネル２，３，４は、実質的に同じ断面（形
状及び寸法）を有しており、実質的に均一な厚みのチャ
ンネル間仕切壁５，６，７と、実質的に均一な厚み及び
実質的に同じ表面積を有する、支持体１の外部との仕切
壁８，９，１０を備えている。
ャンネル２，３，４を有する本発明による断面円形の多
孔質モノリシック支持体１を示す。図から分かるよう
に、各チャンネル２，３，４は、実質的に同じ断面（形
状及び寸法）を有しており、実質的に均一な厚みのチャ
ンネル間仕切壁５，６，７と、実質的に均一な厚み及び
実質的に同じ表面積を有する、支持体１の外部との仕切
壁８，９，１０を備えている。
【００１２】各チャンネル２，３，４を通る濾過すべき
流体の流れを良好にするとともに、各チャンネルの内表
面への膜１４，１５，１６の被着を容易にするために、
チャンネルのかど部１１，１２，１３に丸みをつけるこ
とが好ましい。
流体の流れを良好にするとともに、各チャンネルの内表
面への膜１４，１５，１６の被着を容易にするために、
チャンネルのかど部１１，１２，１３に丸みをつけるこ
とが好ましい。
【００１３】図２は、同一の５つのチャンネルを有する
本発明による断面円形の多孔質モノリシック支持体を示
す。
本発明による断面円形の多孔質モノリシック支持体を示
す。
【００１４】図３は、同一の６つのチャンネルを有する
本発明による断面六角形の多孔質モノリシック支持体を
示す。図４は、同一の４つのチャンネルを有する本発明
による断面六角形の多孔質モノリシック支持体を示す。
本発明による断面六角形の多孔質モノリシック支持体を
示す。図４は、同一の４つのチャンネルを有する本発明
による断面六角形の多孔質モノリシック支持体を示す。
【図１】図１は、３つのチャンネルを有する本発明の円
筒形支持体の断面図である。
筒形支持体の断面図である。
【図２】図２は、５つのチャンネルを有する本発明の円
筒形支持体の断面図である。
筒形支持体の断面図である。
【図３】図３は、６つのチャンネルを有する本発明の六
角形の支持体の断面図である。
角形の支持体の断面図である。
【図４】図４は、４つのチャンネルを有する本発明の六
角形の支持体の断面図である。
角形の支持体の断面図である。
１：モノリス（モノリシック支持体） ２，３，４：チャンネル ５，６，７：チャンネル間仕切壁 ８，９，１０：チャンネルと外部との仕切壁 １１，１２，１３：かど部 １４，１５，１６：膜
Claims (4)
- 【請求項１】 複数のチャンネルを有し、チャンネルの
内表面によって濾過膜を支持するようにした、濾過膜の
ための多孔質モノリシック支持体であって、 （ａ）各々、実質的に同じ断面を有する少くとも２つの
チャンネルを有し、 （ｂ）各チャンネルは、実質的に均一な厚みのチャンネ
ル間仕切壁と、実質的に均一な厚みを有する、該支持体
の外部との仕切壁を備えており、 （ｃ）各チャンネルの、該支持体の外部との仕切壁は、
実質的に同じ表面積を有していることを特徴とする多孔
質モノリシック支持体。 - 【請求項２】 前記チャンネルの数は、２つないし６
つ、好ましくは３つ又は４つであることを特徴とする請
求項１に記載の多孔質モノリシック支持体。 - 【請求項３】 前記各チャンネルの断面のかど部に丸み
がつけられていることを特徴とする請求項１又は２に記
載の多孔質モノリシック支持体。 - 【請求項４】 該支持体は、円形又は六角形の断面形状
を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
載の多孔質モノリシック支持体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR94-11568 | 1994-09-28 | ||
| FR9411568A FR2724850B1 (fr) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | Support monolithe poreux pour membrane de filtration |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08173771A true JPH08173771A (ja) | 1996-07-09 |
| JP3150275B2 JP3150275B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=9467353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26101395A Expired - Fee Related JP3150275B2 (ja) | 1994-09-28 | 1995-09-14 | 濾過膜のための多孔質のモノリシック支持体 |
Country Status (11)
| Country | Link |
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