JPS61268314A

JPS61268314A - フイルタおよびその製造方法

Info

Publication number: JPS61268314A
Application number: JP60289386A
Authority: JP
Inventors: Kuniharu Kondo; 邦治近藤
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1984-12-29
Filing date: 1985-12-24
Publication date: 1986-11-27
Also published as: US4874516A; FR2575398B1; FR2575398A1; DE3546328C2; DE3546328A1

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】（産業上の利用分野）本発明は、殺菌濾過や結晶物精製等の微細濾過に用いる
に好適なフィルタおよびその製造方法に関するものであ
る。

（従来の技術）従来のフィルタとして、セラミックスの微細粒子を焼結
したものや、セラミックスの焼結粒子より成る多孔体の
表面に微細なセラミックス粒子を被覆したセラミックフ
ィルタ、あるいは樹脂を濾過膜として用いる膜フィルタ
が知られている（特公昭５６−８６４３号参照）。

（発明が解決しようとする問題点）セラミックフィルタは、耐蝕性、耐久性に優れているが
、他方ではその粒子の大きさや焼結条件の制約から、一
般に使用されるものはその気孔径が０．８　μ以上であ
る。このため殺菌濾過や結晶物精製等の微細濾過に使用
できず、その用途がきわめて限られている。

これに対し、膜フィルタはポリテトラフルオロエチレン
製の膜フィルタに代表されるように、気孔径０．１　μ
程度に小さくできると共に、耐蝕性もよいところから微
細濾過に適している。しかしながら、この膜フィルタは
セラミックスや金属に比較し、単位面積当りの引張強度
が小さく、温度が上昇するにつれ軟化し、引張強度が低
下する。また、融点温度以下で長時間引張力を与えると
クリープを起し、永久変形を発生し、気孔径が変化する
等の熱的変形が大きいため再生利用ができないという不
具合さかある。

本発明の目的は、上述したセラミックフィルタおよび膜
フィルタにおける長所のみを生かすことにより、耐蝕性
、耐久性、耐熱性に優れ、しかも逆洗再使用が可能な微
細濾過に適するフィルタおよび該フィルタを簡単に作製
することができるフィルタの製造方法を提供しようとす
るものである。

（問題点を解決するための手段）本発明のフィルタは、セラミック多孔体より成る基材と
、その細孔径よりも小さい細孔径を有し、基材の表面部
分に一部含浸して該表面を被覆する高分子樹脂より成る
多孔膜とを具えることを特徴とするものである。

更に、本発明のフィルタの製造方法は、セラミック多孔
体より成る基材の表面に、該表面部分に一部含浸させて
高分子樹脂の懸濁液を前記基材の厚さよりも薄く塗布し
、その後焼成して前記基材の表面部分に一部含浸して該
表面に、前記基材の細孔径よりも小さい細孔径を有する
高分子樹脂より成る多孔膜を被覆形成することを特徴と
するものである。

（作　用）かかるフィルタにおいて、セラミック多孔体は基材とし
て作用する。したがってフィルタの機械的強度はこのセ
ラミック多孔体の強度によってきまる。また、多孔膜は
濾過膜として作用する。しかもこの多孔膜はフッ素樹脂
より成るから、その気孔径を充分小さくできる。また、
下地が多孔体であるのでその表面部分に含浸して基材の
多孔質部分の一部と機械的な結合をするため付着力が極
めて強い。また、樹脂質はフッ素樹脂のみならず他の高
分子樹脂例えば、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニール樹
脂等も応用できる。

すなわち、前記フッ素樹脂より融点の低いポリプロピレ
ン樹脂、塩化ビニール樹脂についても塗布する樹脂に応
じ加熱、溶融させる温度を変えるだけでよく各々２２０
〜２５０℃および１３０〜１５０℃にて１時間以上加熱
した後、溶融させ薄膜化してその一部を前記フッ素樹脂
膜の実施例と同様な方法にて基材２の表面部分に含浸さ
せればよい。また、樹脂懸濁液を作成するための溶剤と
しては樹脂を溶解させる性質が無く、且つセラミックス
に対し、濡れ特性の良いものであれば良い。

ポリプロピレンおよび塩化ビニール樹脂についてはトル
エン、酢酸エチル、モノクロルペンゾール等を使用する
。

以上の方法で作成したポリプロピレン樹脂或いは塩化ビ
ニール樹脂よりなる多孔膜であってもフッ素樹脂よりな
る多孔膜と同様な成果が得られる。

（実施例）実施例１第１図は本発明の一実施例を示す外観斜視図であり、第
２図はその要部の拡大断面図である。このフィルタ１は
、セラミック多孔体より成る筒状の基材２の内周面を、
該内周面部分の一部にフッ素樹脂を含浸させた多孔膜３
で被覆したものである。

このフィルタ１は、以下のようにして製造する。

先ず、珪砂、セルベン、アルミナ等より成る平均粒径０
．２〜２祁程度のセラミック粒子を無機質接着剤（例え
ばガラス等）と共に筒状に形成して加熱し、平均細孔径
０．５〜１０μ程度、細孔容積３０〜５０％の基材２を
得る。なお、基材２はセラミック発泡体により形成して
も勿論よい。その後、この基材２の内周面に、四フッ化
エチレン樹脂（ＴＦＥ）　、四フッ化エチレンー六フッ
化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン
ーパークロロアルキルビニルエーテル共重１を脂（Ｐ　
ＦＡ）、三フッ化エチレン樹脂（ＣＴＦＥ）、ニフッ化
エチレン樹脂（ＰＶＤＦ）等より成るフッ素にアルコー
ル等の溶剤を添加して攪拌して得た懸濁液を任意の方法
、例えばスプレー塗布や刷毛塗り等の方法で、厚さ３０
〜５００μに塗布する。

次に、溶剤を徐々に除去するため約１時間以上放置する
か、低温で加熱した後、樹脂の種類に応じた温度、例え
ばＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦΔＦＡでは３２０℃〜３６０℃
、ＣＴＦＥ樹脂で２００℃〜２５０℃、ＰＶＤＦ樹脂で
は１７０℃〜２００℃で１時間以上加熱し、溶融させる
。これにより樹脂を溶融させ、薄膜化して、その一部が
第２図に示すように、基材２と、該基材２の内周面部分
に含浸した中間層４を有するセラミックス多孔体と、多
孔膜３より成る３層構造のフィルタ１を得る。

なお、加熱し溶融させた後の多孔膜３の厚さは、３０〜
５００μであることが大切であり、厚さが３０μ未満で
は多孔膜部分の厚みが不均一となりやすく、従って気孔
径も一定でないため微細濾過が不均一になり、反対に５
００μを超えると濾過抵抗が増大して濾過性能が低下す
る。なお、多孔膜３の厚さは塗布するフッ素樹脂の懸濁
液の塗布量および懸濁液の粘度により調整が可能である
。

また、多孔膜３の平均細孔径は０．１〜１μであること
が重要である。０．１　μ未満では濾過抵抗が大きく目
詰りが著しくなるので好ましくない。１μを超えると微
細粒子の濾過には樹脂部の気孔径が不揃いとなりやすい
ため不適当である。なお、平均気孔径は使用する樹脂の
平均粒径および加熱温度と加熱時間等の条件により調整
する。

本発明者は、以上の製造方法に従いアルミナの焼結体よ
り成る気孔径０．９μの筒状基材の内面に、ＴＦＥ微粒
子の懸濁液（ａ度２０％）を１００ｇ／ｍ２の割合でス
プレーにて塗布し、その後乾燥してから３５０℃で１時
間加熱処理してフッ素樹脂より成る多孔膜を有する気孔
径０．１　μのフィルタを得た。このフィルタについて
フッ素樹脂よりなる多孔膜の気孔径を調べると、常温で
０．２　μであるのに対し、１００℃に昇温しでも０．
２　μの気孔径を維持し、熱的な変化は極めて少なかっ
た。

また、内面の多孔膜面と外面のセラミック面との剥離性
を、テープ引き剥がし法（９０°ピーリング法）にて測
定したところ、多孔膜面で１０ｇ／ｌ、７　ａｍ、セラ
ミック面で３００　ｇ／ｌ、７　ｃｍとなり、多孔膜面
において粘着性が低くなり多孔膜面への炉さいの付着が
しにくく、従って逆洗性も容易であった。

実施例２実施例１と同様な製造方法に従い、アルミナの焼結体よ
り成る気孔径０．９μの筒状基材の内面に、ポリプロピ
レン樹脂の微粒子に酢酸エチル等を添加して得た懸濁液
（濃度２０％）を１００ｇ／ｍ２の割合でスプレーにて
塗布し、その後乾燥してから２３０℃で約１時間加熱処
理してポリプロピレン樹脂よりなる多孔膜を有する気孔
径０．１　μのフィルタを得た。このフィルタについて
ポリプロピレン樹脂よりなる多孔膜の気孔径を調べると
常温で０．２〜０．３　μであるのに対し６０ｔに昇温
しでも０．２１〜０．３２μの気孔径を維持し熱的な変
化は極めて少なかった。

また、内面の多孔膜面と外面のセラミック面との剥離性
を、テープ引き剥がし法（９ｏ°ピーリング法）にて測
定したところ、多孔膜面で１２０〜１５０　ｇ／ｌ、　
７　ｃｍ、セラミック面で３００ｇ／ｌ、７Ｃｍとなり
、多孔膜面において、粘着性が低くなり多孔膜面への炉
さいが付着しにくく、従って逆洗性も容易であった。

実施例３実施例１と同様な製造方法に従い、アルミナの焼結体よ
り成る気孔径０．９μの筒状基材の内面に、塩化ビニー
ル樹脂の微粒子にトルエン等の溶剤を添加し、攪拌して
得た懸濁液（ａ度２０％）を、１００ｇ／ｍ２　　の割
合でスプレーにて塗布し、その後乾燥してから１４０℃
で約１時間加熱処理して塩化ビニール樹脂よりなる多孔
膜を有する気孔径０．１　μのフィルタを得た。このフ
ィルタについて塩化ビニール樹脂よりなる多孔膜の気孔
径を調べると常温で０．０８〜０．１２μであるのに対
し６０℃に昇温しでも０．０８〜０．１３μの気孔径を
維持し熱的な変化は極めて少なかった。

また、内面の多孔膜面と外面のセラミ・ツク面との剥離
性を、テープ引き剥がし法（９０°ピーリング法）にて
測定したところ、多孔膜面で１３０〜１８０ｇ／ｌ、７
　ｃｍ、セラミック面で３００ｇ／ｌ、７ｃｍとなり、
多孔膜面において、粘着性が低くなり多孔膜面への炉さ
いが付着しにくく、従って逆洗性も容易であった。

なお、本発明は上述した例にのみ限定されるものではな
く、幾多の変形または変更が可能である。

例えば、上述した実施例では、セラミック多孔体より成
る基材を筒状とし、その内面にフッ素樹脂より成る多孔
膜を設けたが、この多孔膜は前記基材の外面に、あるい
は前記基材の内面および外面の双方に設けてもよいし、
また基材は筒状に限らず板状とすることもできる。

（発明の効果）以上述べたところから明らかなように、本発明において
はセラミック多孔体より成る基材の表面に一部含浸させ
て高分子樹脂より成る多孔膜を設けるものであるから、
基材によって充分な機械的強度を得ることができると共
に、熱的変形も充分小さくできる。また、多孔膜はその
気孔径を充分小さくできるから微細濾過に有効に適用で
きると共に、炉さいの剥離性が良好で濾過抵抗が小さい
ので、炉さいが付着しにくいフィルタを得ることができ
る。更に、基材および多孔膜は耐蝕性に優れ、しかも多
孔膜はその一部が基材に含浸して設けられるから、基材
に対する付着力が極めて強い。これらのことから、本発
明によれば耐蝕性、耐久性、耐熱性に優れ、しかも逆洗
再生使用が可能な微細濾過に適するフィルタを得ること
ができる。

また、かかるフィルタは基材表面に高分子樹脂を塗布し
、その後焼成するだけで容易に得ることができる工業上
人なる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す外観斜視図、第２図は
その要部の拡大断面図である。 ■・・・フィルタ　　　　　　２・・・基材３・・・多
孔膜　　　　　　４・・・中間層第１図

Claims

【特許請求の範囲】１、セラミック多孔体より成る基材と、その細孔径より
も小さい細孔を有し、基材の表面部分に一部含浸して該
表面を被覆する高分子樹脂より成る多孔膜とを具えるこ
とを特徴とするフィルタ。２、高分子樹脂がフッ素樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩
化ビニール樹脂のうちの少なくとも１つであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のフィルタ。３、前記基材がセラミック粒子の焼結体またはセラミッ
ク発泡体より成る特許請求の範囲第１項又は第２項記載
のフィルタ。４、前記基材の平均細孔径が０．５〜１０μで、その細
孔容積が３０〜５０％である特許請求の範囲第１項ない
し第３項の何れかに記載のフィルタ。５、前記多孔質の前記基材表面からの膜厚が３０〜５０
０μで、その平均細孔径が０．１〜１μである特許請求
の範囲第１項ないし第４項の何れかに記載のフィルタ。６、前記基材が筒状で、その内表面に前記多孔膜が被覆
されている特許請求の範囲第１項ないし第５項の何れか
に記載のフィルタ。７、セラミック多孔体より成る基材の表面に、該表面部
分に一部含浸させて高分子樹脂の懸濁液を前記基材の厚
さよりも薄く塗布し、その後焼成して前記基材の表面部
分に一部含浸して該表面に、前記基材の細孔径よりも小
さい細孔径を有する高分子樹脂より成る多孔膜を被覆形
成することを特徴とするフィルタの製造方法。８、高分子樹脂がフッ素樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩
化ビニール樹脂のうち少なくとも１つであることを特徴
とする特許請求の範囲第７項記載のフィルタの製造方法
。