JPWO2014156294A1 - 構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
流体の流路となる1以上のセルを形成する多孔質の隔壁部を備えた構造体であって、
前記隔壁部の内表面に設けられ、金属イオンを含み、光変質する機能層と、
前記隔壁部の内表面の端部に設けられ、光変質しない保護層と、
を備え、
前記セルの開口の最大長さをA(mm)とし、前記構造体の端面からの前記保護層の長さをB(mm)とすると、B/A≧0.4の関係を満たすものである。
1.構造体10の作製
(A)隔壁部14の作製
(A−1)粗粒部14aの作製
骨材粒子として平均粒子径50μmのアルミナ粒子を用い、これに、有機結合剤、水を添加し、混練して坏土を得た。次に、プランジャー押出機を使用して、得られた坏土を押出成形し、外径が30mmφ、長さが160mmであり、円形断面のセルを有する成形体を得た。そして、得られた成形体を、熱風循環型乾燥機を使用して、100℃で24時間乾燥させ、乾燥させた成形体を、電気炉を用いて、焼成し、粗粒部14aを得た。焼成条件は、温度1500℃、焼成時間1時間、昇温速度や降温速度は100℃/時間とした。
骨材粒子として平均粒子径10μm程度のアルミナ粒子を用い、アルミナ粒子30質量%に分散剤を添加して細粒部形成用スラリーを調製した。そして、その細粒部形成用スラリーを、粗粒部14aの表面に塗布した。塗布方法としては、特公昭63−66566号公報に記載の複層フィルタの製造方法(焼成を除く)に従った。
大気雰囲気下、電気炉にて焼成を行い、細粒部14bを形成した。焼成条件は1200℃、1時間とし、昇温速度や降温速度は100℃/時間とした。こうして、粗粒部14aと細粒部14bとを有する隔壁部14を得た。なお、細粒部14bは、250μm程度の極めて薄い層として形成されている。
保護層18の材料として、平均粒子径10μmのガラス粉末100質量部に、有機結合剤としてメチルセルロース2質量部を添加し、更に、水を加えて、混合することによって保護層形成用スラリーを調製した。そして、その保護層形成用スラリーをスポンジに均一に含ませ、そのスポンジを押し付けることにより、隔壁部14の端面及び内表面端部15aに塗布した。その後、大気雰囲気下、電気炉にて焼成を行い保護層18及びシール部19を形成した。焼成条件は1000℃、1時間とし、昇温速度や降温速度は100℃/時間とした。こうして、隔壁部14の内表面端部15aに保護層18及びシール部19を一体として形成した。保護層18及びシール部19の厚さは、100μm程度であった。なお、この工程では、セル12の開口の最大長さ(直径)Aや構造体10の端面11からの長さBが表1に示す値となるように、保護層形成用スラリーの塗布量や塗布範囲を調整した。
(C−1)ゾルの作製
カルボキシエチルシラントリオールナトリウム塩を25質量%含む水溶液8gに、硝酸1gを添加した後に、ウォーターバス中にて、60℃で6時間加熱処理を施すことで、加水分解及び重合を進行させた。
得られたゾルを用いて、特開2012−40549号公報の実施例に従って成膜を行った。具体的には、まず、保護層18を形成した隔壁部14の外周面をマスキングテープでマスクした。次に、隔壁部14を流下成膜装置に固定した。そして、流下成膜装置のタンクに作製したゾルを溜め、上部からゾルを流し込みセル12内を通過させた。その後上部から風速5m/sの風を送り、余剰なゾルを除去した。
さらに、特開2012−40549号公報の実施例に従って乾燥を行った。具体的には、ゾルを流し込んでゾルを付着させた隔壁部14のセル12内を、30秒以内に除湿送風機を用いて室温の風を通過させて30分間乾燥させた。なお、風速は、5〜20m/s、風露点は、−70〜0℃とした。
大気雰囲気下、電気炉にて、150℃で2時間保持することにより焼成を行った。
隔壁部14の外周面をマスキングテープでマスクした。次に、送液ポンプを用いて、隔壁部14の下部(入口側又は出口側)から0.5mol/LのAgBF4水溶液を送液してセル12の上端(出口側又は入口側)まで満たし、その状態で24時間放置した。その後、送液ポンプでAgBF4水溶液を隔壁部14の下部から排出した。その後、(C−3)の乾燥に倣って乾燥を行った。このときの条件は、風速は2m/s、風温度は23℃とした。
実験例1〜18の構造体について、キセノン型ウェザーメーターを用いて、耐光促進試験を行った。そして、照射開始後12時間経過後、24時間経過後、48時間経過後のそれぞれについて、機能層の変色の有無を目視で確認した。なお、実験例1〜18の構造体では、いずれも、保護層18は、機能層16側の端18aから0.1mmの領域において、隔壁部14の内表面15に対する傾斜の角度θが45°以下であった。また、各セル間のB/Aの標準偏差が0.01以上1.0以下であった。
Claims (12)
- 流体の流路となる1以上のセルを形成する多孔質の隔壁部を備えた構造体であって、
前記隔壁部の内表面に設けられ、金属イオンを含み、光変質する機能層と、
前記隔壁部の内表面の端部に設けられ、光変質しない保護層と、
を備え、
前記セルの開口の最大長さをA(mm)とし、前記構造体の端面からの前記保護層の長さをB(mm)とすると、B/A≧0.4の関係を満たす、
構造体。 - 前記Aと前記Bとは、B/A≧1.0の関係を満たす、
請求項1に記載の構造体。 - 前記Aと前記Bとは、B/A≧2.0の関係を満たす、
請求項1又は2に記載の構造体。 - 前記金属イオンは、金属種として銀を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の構造体。
- 前記機能層は、無機骨格及び/又は有機骨格に結合し前記金属イオンを担持可能な担持部を有し、該担持部に前記金属イオンが担持されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の構造体。
- 前記機能層は、分離膜として機能する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の構造体。
- 前記セルの開口の最大長さAは、0.5mm以上10mm以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の構造体。
- 前記セルは、断面形状が四角形以上の多角形、楕円及び円のうちの1以上である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の構造体。
- 前記保護層は、前記隔壁部の内表面に直接設けられている、請求項1〜8のいずれか1項に記載の構造体。
- 前記保護層は、緻密質である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の構造体。
- 前記保護層は、前記機能層側の端から前記構造体の端面側の端に向けて厚みが増加する傾向の傾斜を有しており、前記機能層側の端から0.1mmの領域において、前記隔壁部の前記内表面に対する前記傾斜の角度θが45°以下である請求項1〜10のいずれか1項に記載の構造体。
- 前記セルの数が2以上であって、前記2以上のセル間の前記B/Aの標準偏差が0.01以上1.0以下である請求項1〜11のいずれか1項に記載の構造体。
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