KR20150032843A

KR20150032843A - 알루미나 다공질체 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20150032843A
Application number: KR1020147036117A
Authority: KR
Inventors: 히로카즈 와타나베; 엔 나이르 발라고팔
Original assignee: 가부시키가이샤 노리타케 캄파니 리미티드
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2013-05-17
Publication date: 2015-03-30
Also published as: KR101664648B1; JPWO2013187182A1; EP2862848B1; WO2013187182A1; EP2862848A1; US10392309B2; CN104364222A; JP5747127B2; EP2862848A4; CN104364222B; US20150147561A1; US20190330115A1

Abstract

비교적 저온에서 소성시켜도 비교적 큰 강도를 갖고, 기공률이 비교적 높고 또한 세공 직경이 비교적 큰 알루미나 다공질체 및 그 제조 방법을 제공한다. 골재의 알루미나 입자 (16) 사이는, Si 계 화합물 (18) 인 멀라이트 혹은 카올리나이트와 희토류 산화물 (20) 인 이트리아로 합성되는 화합물 (22) 인 Y₂Si₂O₇ (규산이트륨) 로 결합되어 있다. 이 때문에, 예를 들어, 소성 온도가 1450 ℃ 로 비교적 저온에서 비교적 큰 입경 예를 들어 15 ㎛ ∼ 50 ㎛ 의 범위의 입경의 알루미나 입자 (16) 를 소결시킨 경우에도, 알루미나 입자 (16) 사이가 Y₂Si₂O₇ 에 의해 결합되어 양호한 결합 강도가 얻어지기 때문에, 비교적 저온에서 소성시켜도 비교적 큰 평균 압환 강도 (㎫) 를 갖고, 기공률 (％) 이 비교적 높고 또한 평균 세공 직경 (㎛) 이 비교적 큰 알루미나 다공질체 (10) 가 얻어진다.

Description

알루미나 다공질체 및 그 제조 방법{ALUMINA POROUS BODY AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은 비교적 저온에서 소성되는 알루미나 다공질체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

세라믹 다공질체로 이루어지는 세라믹 필터나, 그 세라믹 다공질체의 표면에 무기 다공질막 (알루미나, 실리카, 제올라이트 등) 을 형성한 분리막 필터는, 석유 화학, 식품 화학, 에너지 산업에서, 기체나 액체의 분리나 여과에 사용되고 있다. 또, 상기와 같은 세라믹 다공질체는, 가스나 액체를 다량으로 통과시키기 위해, 충분한 기계적 강도와 함께 가급적 세공 직경 및 높은 기공률이 요망되고 있어, 비교적 큰 입경의 세라믹 원료를 이용하여 소성해야 하지만, 입자 직경이 크면 예를 들어 알루미나 입자와 같이 내화도가 높은 것은, 예를 들어 1700 ℃ 이상의 비교적 고온에서 소결시키지 않으면 필요한 강도를 얻을 수 없다. 이 때문에, 상기와 같은 문제의 대책으로서, 예를 들어, 특허문헌 1 에서는 특정량의 유기질 세공 형성제를 첨가하는 방법이나, 특허문헌 2, 3 등에서는 적당량의 소결 보조제 (유리 성분, SiO₂, MgO, ZrO₂ 등) 를 사용하는 방법이 제안되어 있다. 또, 특허문헌 4 에서는, 높은 기공률을 유지하면서, 고강도를 유지하기 위해, 조립 (粗粒) 알루미나 (5 ∼ 50 ㎛) 와 미립 알루미나 (2 ㎛ 이하) 를 혼합하여 1700 ℃ 보다는 저온인 1600 ℃ 에서 소성시키는 방법이 제안되어 있다.

또, 종래에 있어서, 상기와 같은 세라믹 다공질체 상에 세립 알루미나 등의 무기 다공질막을 형성하는 2 층 구조의 세라믹 필터를 제조하기 위해서는, 그 세라믹 다공질체를 구성하는 입자보다 소경의 입자를 함유하는 슬러리를 조정하여, 이 슬러리를 한 번 소성시킨 세라믹 다공질체의 표면에 도포하고, 그 후 재차 소성시킴으로써 그 슬러리를 소결시킨 다공질 박막을 얻고 있다. 그러나, 저비용화나 막 재료의 고성능화, 박막화가 진행됨에 따라, 상기와 같은 2 층 구조의 세라믹 필터의 제조에 있어서, 예를 들어 세라믹 입자에 성형 보조제를 첨가하여 혼련한 것을 소정 형상으로 성형한 세라믹 다공질체의 그린 성형체 상에, 상기 슬러리를 도포하여, 그들 그린 성형체와 상기 슬러리를 동시 소성시키는 공정이 요망되고 있다. 또한, 상기 그린 성형체란, 예를 들어 세라믹 입자에 성형 보조제를 첨가하여 혼련한 것을 소정 형상으로 성형한 미소성의 세라믹 다공질체이다.

그러나, 상기와 같은 그린 성형체 상에 슬러리를 도포하여 그들 그린 성형체와 슬러리를 동시 소성시키는 경우, 일반적으로 세립 알루미나로 이루어지는 슬러리를 다공질 박막으로 소결시키는 소성 온도는 1450 ℃ 이하로 비교적 낮기 때문에, 예를 들어, 특허문헌 4 에 나타내는 알루미나 다공질체를 소성시키기 위한 1600 ℃ 정도의 소성 온도에서 소성시키면, 그 다공질 박막에서는 과도한 소결이 되어 치밀화가 진행되므로, 세라믹 필터에 적용할 수 없게 된다는 문제가 있었다.

일본 공표특허공보 2010-512302호 일본 특허공보 평5-21605호 일본 공개특허공보 평1-317178호 일본 공개특허공보 소62-252381호 일본 공개특허공보 2007-268463호

이와 같은 문제를 해소하기 위해, 알루미나 다공질체의 소성 온도를 내리는 목적으로 소결 보조제로서 예를 들어 유리 성분을 첨가하여 소성시키는 것이 일반적이지만, 소결 보조제 성분인 유리 성분은, 소성 중에 주원료 세라믹 내에서 고용되어 소결을 촉진하는 한편, 고용된 유리 성분은 세라믹 다공질체에 있어서의 세공을 메워, 세라믹 다공질체의 투과 성능을 저하시키고, 나아가서는 필터의 성능 저하의 요인이 되는 문제가 있다. 또, 나아가서는 상기 세라믹 다공질체 상에 알루미나 등의 무기 다공질막을 형성하는 2 층 구조의 세라믹 필터를 제조할 때에는, 소성시에 유리 성분이 무기 다공질막으로 확산되어, 무기 다공질막의 세공을 메워, 다공질막의 투과 성능을 저하시키고, 나아가서는 필터의 성능 저하의 요인이 되는 문제가 있다.

특허문헌 5 에서는, 소결 보조제로서 사용한 유리 성분을 알칼리 처리에 의해 세라믹 다공질체로부터 용출시킴으로써 그 문제를 해결하는 제안이 나타나 있다. 그러나, 특허문헌 5 에 나타내는 방법에서는, 알칼리 처리에 의해 유리 성분뿐만 아니라 주원료 세라믹도 용출되기 때문에 세라믹 다공질체의 강도 저하를 피할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 이상의 사정을 배경으로 하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 비교적 저온에서 소성시켜도 비교적 큰 강도를 갖고, 기공률이 비교적 높고 또한 세공 직경이 비교적 큰 알루미나 다공질체 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은 이상의 사정을 배경으로 하여 여러 가지 검토를 거듭한 결과, 골재의 알루미나 입자에 Si 화합물 예를 들어 멀라이트, 카올리나이트 등과, Gd₂O₃, La₂O₃, Y₂O₃ 에서 선택된 적어도 1 종류의 희토류 산화물을 첨가하고, 1450 ℃ 이하의 소성 온도에서 소성시킴으로써, 알루미나 입자의 입경이 비교적 큰 경우에도 비교적 큰 강도를 갖는 알루미나 다공질체, 즉 비교적 큰 강도를 갖고, 기공률이 비교적 높고 또한 세공 직경이 비교적 큰 알루미나 다공질체를 얻을 수 있는 것을 알아내었다. 이것은 골재의 알루미나 입자 사이에 있어서, 첨가된 상기 Si 계 화합물 및 상기 희토류 산화물이 소성됨으로써 화합물 (R_XSi_YO₂ (R ＝ 희토류 원소)) 이 합성되고, 그 화합물이 알루미나 입자 사이를 결합함으로써, 알루미나 입자의 입경이 큰 경우에도 양호한 결합 강도가 얻어지는 것으로 생각된다. 본 발명은 이와 같은 지견에 기초하여 이루어진 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 알루미나 다공질체의 요지로 하는 바는, (a) 골재인 알루미나 입자 사이를 결합함으로써 구성되는 알루미나 다공질체로서, (b) 상기 골재의 알루미나 입자 사이는, Si 계 화합물과, Gd₂O₃, La₂O₃, Y₂O₃ 에서 선택된 적어도 1 종류의 희토류 산화물로 합성되는 화합물 (R_XSi_YO_Z (R ＝ 희토류 원소)) 로 결합되어 있다.

본 발명의 알루미나 다공질체에 의하면, 상기 골재의 알루미나 입자 사이는, Si 계 화합물과, Gd₂O₃, La₂O₃, Y₂O₃ 에서 선택된 적어도 1 종류의 희토류 산화물로 합성되는 화합물 (R_XSi_YO_Z(R ＝희토류 원소)) 로 결합되어 있다. 이 때문에, 예를 들어, 비교적 저온에서 큰 입경의 알루미나 입자를 소결시킨 경우에도, 상기 알루미나 입자 사이가 상기 화합물 (R_XSi_YO_Z (R ＝ 희토류 원소)) 에 의해 결합되어 양호한 결합 강도가 얻어지기 때문에, 비교적 저온에서 소성시켜도 비교적 큰 강도를 갖고, 기공률이 비교적 높고 또한 세공 직경이 비교적 큰 알루미나 다공질체가 얻어진다.

여기서, 바람직하게는 상기 알루미나 다공질체는, 그 알루미나 다공질체 상에 무기 다공질막을 형성하는 2 층 구조의 세라믹 다공질체에 사용된다. 이 때문에, 비교적 저온에서 상기 알루미나 다공질체가 소결되기 때문에, 예를 들어, 알루미나 입자에 성형 보조제를 첨가하여 혼련한 것을 소정 형상으로 성형한 알루미나 다공질체의 그린 성형체 상에, 상기 무기 다공질막을 형성시키는 슬러리를 도포하여, 그들 그린 성형체와 슬러리를 동시 소성시켜도, 상기 무기 다공질막의 소결에 의한 치밀화의 진행이 억제된다.

또, 바람직하게는 상기 Si 계 화합물로서 멀라이트를, 상기 희토류 산화물로서 Y₂O₃ 을 사용하여, 그것들의 몰비가 0.5 ∼ 7.5 의 범위 내가 되도록 혼합하는 것이다. 이 때문에, 비교적 저온에서 큰 입경의 알루미나 입자를 소결시킨 경우에도, 상기 알루미나 다공질체의 강도를 바람직하게 향상시킬 수 있다.

또, 바람직하게는 상기 Si 계 화합물로서 카올리나이트를, 상기 희토류 산화물로서 Y₂O₃ 을 사용하여, 그것들의 몰비가 0.2 ∼ 6.2 의 범위 내가 되도록 혼합하는 것이다. 이 때문에, 비교적 저온에서 큰 입경의 알루미나 입자를 소결시킨 경우에도, 상기 알루미나 다공질체의 강도를 바람직하게 향상시킬 수 있다.

또, 바람직하게는 (a) 골재의 알루미나 입자에, Si 계 화합물과 Gd₂O₃, La₂O₃, Y₂O₃ 에서 선택된 적어도 1 종류의 희토류 산화물을 혼합하는 제 1 혼합 공정과, (b) 상기 제 1 혼합 공정에 의해 혼합된 재료로 소정 형상으로 성형하는 성형 공정과, (c) 상기 성형 공정에 의해 성형된 성형체를 상기 화합물이 합성되고 또한 그 용융에 의해 상기 알루미나 입자 사이를 결합하는 소성 온도에서 소성시키는 소성 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 알루미나 다공질체가 제조된다.

상기 알루미나 다공질체의 제조 방법에 의하면, 상기 제 1 혼합 공정에 있어서 골재의 알루미나 입자에, Si 계 화합물과 Gd₂O₃, La₂O₃, Y₂O₃ 에서 선택된 적어도 1 종류의 희토류 산화물이 혼합되고, 상기 성형 공정에 있어서 상기 제 1 혼합 공정에 의해 혼합된 재료로 소정 형상으로 성형되고, 상기 소성 공정에 있어서 상기 성형 공정에 의해 성형된 성형체가 상기 화합물이 합성되고 또한 그 용융에 의해 상기 알루미나 입자 사이를 결합하는 소성 온도에서 소성됨으로써, 비교적 저온에서 소성시켜도 비교적 큰 강도를 갖고, 기공률이 비교적 높고 또한 세공 직경이 비교적 큰 알루미나 다공질체가 제조된다.

또, 바람직하게는 상기 알루미나 다공질체의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 혼합 공정은, 상기 Si 계 화합물로서 멀라이트를, 상기 희토류 산화물로서 Y₂O₃ 을 사용하여, 그것들의 몰비가 0.5 ∼ 7.5 의 범위 내가 되도록 혼합하는 것이다. 이 때문에, 비교적 저온에서 큰 입경의 알루미나 입자를 소결시킨 경우에도, 상기 알루미나 다공질체의 강도를 바람직하게 향상시킬 수 있다.

또, 바람직하게는 상기 알루미나 다공질체의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 혼합 공정은, 상기 Si 계 화합물로서 카올리나이트를, 상기 희토류 산화물로서 Y₂O₃ 을 사용하여, 그것들의 몰비가 0.2 ∼ 6.2 의 범위 내가 되도록 혼합하는 것이다. 이 때문에, 비교적 저온에서 큰 입경의 알루미나 입자를 소결시킨 경우에도, 상기 알루미나 다공질체의 강도를 바람직하게 향상시킬 수 있다.

또, 바람직하게는 (a) 골재의 알루미나 입자에, Si 계 화합물과 Gd₂O₃, La₂O₃, Y₂O₃ 에서 선택된 적어도 1 종류의 희토류 산화물을 혼합하는 제 1 혼합 공정과, (b) 상기 제 1 혼합 공정에 의해 혼합된 재료로 소정 형상으로 성형하는 성형 공정과, (c) 상기 무기 다공질막을 구성하는 무기 분말에 유기 바인더 및 물을 혼합시켜 슬러리를 조정하는 제 2 혼합 공정과, (d) 상기 성형 공정에 의해 성형된 성형체의 표면에 상기 제 2 혼합 공정에 의해 조정된 슬러리를 층상으로 부착시키는 슬러리 코팅 공정과, (e) 상기 슬러리 코팅 공정에 의해 슬러리가 층상으로 부착된 성형체를 상기 화합물이 합성되고 또한 그 용융에 의해 상기 알루미나 입자 사이를 결합하는 소성 온도에서 소성시키는 소성 공정을 포함하는 제조 방법에 의해, 알루미나 다공질체 상에 무기 다공질막을 형성하는 2 층 구조의 세라믹 다공질체가 제조된다.

상기 알루미나 다공질체 상에 무기 다공질막을 형성하는 2 층 구조의 세라믹 다공질체의 제조 방법에 의하면, 상기 제 1 혼합 공정에 있어서 골재의 알루미나 입자에, Si 계 화합물과 Gd₂O₃, La₂O₃, Y₂O₃ 에서 선택된 적어도 1 종류의 희토류 산화물이 혼합되고, 상기 성형 공정에 있어서 상기 제 1 혼합 공정에 의해 혼합된 재료로 소정 형상으로 성형되고, 상기 제 2 혼합 공정에 있어서 상기 무기 다공질막을 구성하는 무기 분말에 유기 바인더 및 물이 혼합되어 슬러리가 조정되고, 상기 슬러리 코팅 공정에 있어서 상기 성형 공정에 의해 성형된 성형체의 표면에 상기 제 2 혼합 공정에 의해 조정된 슬러리가 층상으로 부착되고, 상기 소성 공정에 있어서 상기 슬러리 코팅 공정에 의해 슬러리가 층상으로 부착된 성형체가 상기 화합물이 합성되고 또한 그 용융에 의해 상기 알루미나 입자 사이를 결합하는 소성 온도에서 소성됨으로써, 치밀화의 진행이 바람직하게 억제된 무기 다공질막을 알루미나 다공질체 상에 형성하는 2 층 구조의 세라믹 다공질체가 제조된다.

또, 바람직하게는 상기 알루미나 다공질체 상에 무기 다공질막을 형성하는 2 층 구조의 세라믹 다공질체의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 혼합 공정은, 상기 Si 계 화합물로서 멀라이트를, 상기 희토류 산화물로서 Y₂O₃ 을 사용하여, 그것들의 몰비가 0.5 ∼ 7.5 의 범위 내가 되도록 혼합하는 것이다. 이 때문에, 비교적 저온에서 큰 입경의 알루미나 입자를 소결시킨 경우에도, 상기 알루미나 다공질체의 강도를 바람직하게 향상시킬 수 있다.

또, 바람직하게는 상기 알루미나 다공질체 상에 무기 다공질막을 형성하는 2 층 구조의 세라믹 다공질체의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 혼합 공정은, 상기 Si 계 화합물로서 카올리나이트를, 상기 희토류 산화물로서 Y₂O₃ 을 사용하여, 그것들의 몰비가 0.2 ∼ 6.2 의 범위 내가 되도록 혼합하는 것이다. 이 때문에, 비교적 저온에서 큰 입경의 알루미나 입자를 소결시킨 경우에도, 상기 알루미나 다공질체의 강도를 바람직하게 향상시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명의 알루미나 다공질체의 일부를 확대하여 나타내는 모식도이다.
도 2 는 도 1 의 알루미나 다공질체의 제조 방법을 설명하는 공정도이다.
도 3 은 도 2 의 제조 방법에 있어서 알루미나 입자에 멀라이트와 이트리아가 첨가되어 제조된 알루미나 다공질체의 평균 압환 강도 등의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 4 는 도 3 의 실시예품 1 내지 3, 비교예품 2 내지 4 의 알루미나 다공질체의 평균 압환 강도 (㎫) 를 각각 나타내는 도면이다.
도 5 는 도 3 의 실시예품 1 내지 3, 비교예품 2 내지 4 의 알루미나 다공질체의 평균 세공 직경 (㎛) 을 각각 나타내는 도면이다.
도 6 은 도 3 의 실시예품 1 내지 3, 비교예품 2 내지 4 의 알루미나 다공질체의 기공률 (％) 을 각각 나타내는 도면이다.
도 7 은 도 3 의 실시예품 1 내지 3, 비교예품 2 내지 4 의 알루미나 다공질체를 각각 분말 X 선 회절에 의해 측정한 분말 회절 X 선 패턴을 나타내는 도면이다.
도 8 은 도 3 의 실시예품 1 의 알루미나 다공질체에 있어서의 파단면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 9 는 도 3 의 실시예품 2 의 알루미나 다공질체에 있어서의 파단면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 10 은 도 3 의 실시예품 3 의 알루미나 다공질체에 있어서의 파단면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 11 은 도 3 의 비교예품 3 의 알루미나 다공질체에 있어서의 파단면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 12 는 도 3 의 비교예품 4 의 알루미나 다공질체에 있어서의 파단면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 13 은 도 3 의 비교예품 1 의 알루미나 다공질체에 있어서의 파단면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 14 는 도 3 의 비교예품 5 의 알루미나 다공질체에 있어서의 파단면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 15 는 도 2 의 제조 방법에 있어서 알루미나 입자에 카올리나이트와 이트리아가 첨가되어 제조된 알루미나 다공질체의 평균 압환 강도 등의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 16 은 도 15 의 실시예품 4 내지 8, 비교예품 7 내지 9 의 알루미나 다공질체의 평균 압환 강도 (㎫) 를 각각 나타내는 도면이다.
도 17 은 도 15 의 실시예품 4 내지 8, 비교예품 7 내지 9 의 알루미나 다공질체의 평균 세공 직경 (㎛) 을 각각 나타내는 도면이다.
도 18 은 도 15 의 실시예품 4 내지 8, 비교예품 7 내지 9 의 알루미나 다공질체의 기공률 (％) 을 각각 나타내는 도면이다.
도 19 는 도 15 의 실시예품 4 내지 8, 비교예품 7 내지 9 의 알루미나 다공질체를 각각 분말 X 선 회절에 의해 측정한 분말 회절 X 선 패턴을 나타내는 도면이다.
도 20 은 도 15 의 비교예품 7 의 알루미나 다공질체에 있어서의 파단면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 21 은 도 15 의 비교예품 8 의 알루미나 다공질체에 있어서의 파단면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 22 는 도 15 의 실시예품 4 의 알루미나 다공질체에 있어서의 파단면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 23 은 도 15 의 실시예품 5 의 알루미나 다공질체에 있어서의 파단면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 24 는 도 15 의 실시예품 6 의 알루미나 다공질체에 있어서의 파단면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 25 는 도 15 의 실시예품 7 의 알루미나 다공질체에 있어서의 파단면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 26 은 도 15 의 실시예품 8 의 알루미나 다공질체에 있어서의 파단면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 27 은 도 15 의 비교예품 9 의 알루미나 다공질체에 있어서의 파단면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 28 은 도 15 의 비교예품 6 의 알루미나 다공질체에 있어서의 파단면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 29 는 도 1 의 알루미나 다공질체 상에 무기 다공질막을 형성하는 2 층 구조의 세라믹 다공질체의 일부를 확대하여 나타내는 모식도이다.
도 30 은 도 29 의 2 층 구조의 세라믹 다공질체의 제조 방법을 설명하는 공정도이다.
도 31 은 도 30 의 제조 방법에 의해 제조된 2 층 구조의 세라믹 다공질체에 있어서의 파단면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 32 는 한 번 소성된 알루미나 다공질체에 슬러리를 딥핑시켜 재차 소성시킴으로써 제조된 2 층 구조의 세라믹 다공질체에 있어서, 무기 다공질막의 표면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시예에 있어서 도면은 적절히 간략화 혹은 변형되어 있고, 각 부의 치수비 및 형상 등은 반드시 정확하게 그려져 있지는 않다.

실시예 1

도 1 은, 본 발명의 일 실시예의 알루미나 다공질체 (10) 를 나타내는 모식도이다.

알루미나 다공질체 (10) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 소정 형상으로 성형된 복수의 세공을 갖는 다공체로 이루어져 있고, 골재인 알루미나 입자 (16) 사이가, 도 2 에 나타내는 Si 계 화합물 (18) 예를 들어 멀라이트 (Al₆Si₂O₁₃), 카올리나이트 (Al₂Si₂O₅(OH)₄) 등과, Gd₂O₃, La₂O₃, Y₂O₃ 에서 선택된 적어도 1 종류의 도 2 에 나타내는 희토류 산화물 (20) 로 합성되는 화합물 (R_XSi_YO_Z (R ＝ 희토류 원소)) (22) 에 의해 결합되어 있다. 또한, 화합물 (22) 은, Y_XSi_YO_Z (Yttrimu Silicate 규산이트륨), Gd_XSi_YO_Z (Gadolinium Silicate 규산가돌리늄), 및/또는 La_XSi_YO_Z (Lanthanum Silicate 규산란탄) 이다. 또, 알루미나 다공질체 (10) 는, 기공률 (％) 이 비교적 높고 또한 평균 세공 직경 (㎛) 이 비교적 커지도록, 입경이 비교적 큰 예를 들어 15 ㎛ ∼ 50 ㎛ 의 입경 (평균 입경 35 ㎛) 의 알루미나 입자 (16) 를 사용하고 있다. 또, 상기 알루미나 입자 (16) 의 평균 입경 (㎛) 은, 맬번사의 Master Sizer 를 사용하여 레이저 회절 산란법에 의해 측정된 것이다.

또, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 알루미나 다공질체 (10) 는, 예를 들어, 화살표 A1 방향으로부터 공급된 기체 혹은 액체 등의 피처리 유체를 그 알루미나 다공질체 (10) 에 투과시킴으로써, 상기 피처리 유체 즉 여과 유체를 여과하는 세라믹 필터로 구성되어 있다.

알루미나 다공질체 (10) 는, 비교적 저온에서 소성되어도, 골재인 알루미나 입자 (16) 사이가 Si 계 화합물 (18) 과 희토류 산화물 (20) 로 합성되는 화합물 (22) 에 의해 결합됨으로써, 비교적 큰 강도를 갖는 것이다.

이하에 있어서, 알루미나 다공질체 (10) 의 제조 방법을 도 2 를 이용하여 설명한다. 그리고, 도 2 의 제조 방법에 의해 알루미나 입자 (16) 사이를 Si 계 화합물 (18) 과, 희토류 산화물 (20) 로 합성되는 화합물 (22) 로 결합한 알루미나 다공질체 (10) 와, 알루미나 입자 (16) 사이를 화합물 (22) 로 결합하지 않는 알루미나 다공질체 (10) 를 각각 제조하고, 그들 알루미나 다공질체 (10) 의 강도 즉 평균 압환 강도 KA (㎫) 를 측정하여 비교시킴으로써, 알루미나 다공질체 (10) 에 있어서 알루미나 입자 (16) 사이를 화합물 (22) 로 결합시키는 것에 의해 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 압환 강도 KA (㎫) 가 바람직하게 높아지는 것을 이하의 실험 Ⅰ 및 실험 Ⅱ 에 나타낸다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 먼저, 제 1 혼합 공정 P1 에 있어서, 입경이 15 ㎛ ∼ 50 ㎛ 의 범위인 평균 입경이 35 ㎛ 인 조립 알루미나 (Al₂O₃) 즉 알루미나 입자 (16) 에, 소결 보조제로서 Si 계 화합물 (18) 예를 들어 평균 입경이 1.5 ㎛ 인 멀라이트 (Al₆Si₂O₁₃) 혹은 평균 입경이 0.6 ㎛ 인 카올리나이트 (Al₂Si₂O₅(OH)₄) 와 희토류 산화물 (20) 예를 들어 평균 입경이 0.5 ㎛ 인 이트리아 (Y₂O₃) 가 소정량 첨가되어 혼합된다. 또한, 제 1 혼합 공정 P1 에 의해 혼합된 혼합 분말은, 조립 알루미나가 100 ㏖％, 멀라이트가 1.42 ㏖％ ∼ 2.39 ㏖％ 혹은 카올리나이트가 1.32 ㏖％ ∼ 3.70 ㏖％, 이트리아가 0.45 ㏖％ ∼ 3.08 ㏖％ 가 되도록 조합되어 있다. 또, 상기 조립 알루미나, 멀라이트, 카올리나이트, 이트리아의 평균 입경 (㎛) 은, 맬번사의 Master Sizer 를 사용하여 레이저 회절 산란법에 의해 측정된 것이다. 또, 알루미나 입자 (16) 에는, 제조된 알루미나 다공질체 (10) 의 기공률 (％) 이 비교적 높고 또한 평균 세공 직경 (㎛) 이 비교적 커지도록, 상기 입경 범위에 나타내는 비교적 큰 입경의 것이 사용되고 있다.

다음으로, 혼련 공정 P2 에 있어서, 제 1 혼합 공정 P1 에 의해 혼합된 혼합 분말에 성형 보조제로서 메틸셀룰로오스계 바인더 (24) 및 물 (26) 이 첨가되어 혼련된다.

다음으로, 성형 공정 P3 에 있어서, 혼련 공정 P2 에 의해 혼련된 배토를 사용하여 잘 알려진 압출 성형기에 의해 소정 형상 예를 들어 파이프상 (원통 형상) 으로 압출 성형시켰다.

다음으로, 제 1 건조 공정 P4 에 있어서, 성형 공정 P3 에 의해 파이프상으로 성형된 성형체 즉 파이프상 그린 성형체가, 소정의 건조기 내에 있어서 예를 들어 80 ℃ 정도의 온도에서 건조되어 수분이 저하된다.

다음으로, 소성 공정 P5 에 있어서, 제 1 건조 공정 P4 에 의해 건조된 파이프상 그린 성형체가 소성 온도 1450 ℃, 2 시간의 소성 조건으로 소정의 소성로 내에서 소성된다. 이로써, 알루미나 다공질체 (10) 가 소성되어 제조된다.

[실험 Ⅰ]

여기서 실험 Ⅰ 을 설명한다. 도 2 의 제조 공정 P1 ∼ P5 에 있어서, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 혼합 공정 P1 에 있어서의 조립 알루미나에 첨가되는 멀라이트의 첨가량을 0.00 (㏖％) ∼ 2.82 (㏖％) 의 범위 내 즉 0.00 (㏖％), 0.28 (㏖％), 0.85 (㏖％), 1.42 (㏖％), 1.99 (㏖％), 2.39 (㏖％), 2.53 (㏖％), 2.82 (㏖％) 로 변화시키고, 제 1 혼합 공정 P1 에 있어서의 조립 알루미나에 첨가되는 이트리아의 첨가량을 0.00 (㏖％) ∼ 2.82 (㏖％) 의 범위 내 즉 0.00 (㏖％), 0.29 (㏖％), 0.45 (㏖％), 0.85 (㏖％), 1.42 (㏖％), 1.99 (㏖％), 2.56 (㏖％), 2.82 (㏖％) 로 변화시킴으로써, 8 종류의 시료인 알루미나 다공질체 (10) 즉 실시예품 1 ∼ 3, 비교예품 1 ∼ 5 의 알루미나 다공질체 (10) 를 제조하여, 그들 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 압환 강도 KA (㎫), 평균 세공 직경 (㎛), 기공률 (％) 을 측정함과 함께, 그들 알루미나 다공질체 (10) 내의 넥의 주성분을 조사하였다. 또한, 상기 넥이란, 알루미나 다공질체 (10) 내에 있어서 골재인 알루미나 입자 (16) 사이의 본드이다.

이하, 도 3 내지 도 7 에 그 측정 결과를 나타낸다. 또한, 알루미나 다공질체 (10) 의 압환 강도 K (㎫) 의 측정은, JIS Z 2507 「소결 베어링-압환 강도 시험법」에 준하여, 원통 형상으로 성형된 알루미나 다공질체 (10) 를 도시되지 않은 압축 장치의 한 쌍의 플레이트 사이에 배치시켜 그 플레이트로부터 알루미나 다공질체 (10) 에 하중 F (N) 를 가하는 것으로, 하기의 수학식 (1) 에 의해 산출되는 것이다. 또한, 수학식 (1) 에 있어서, F 는 알루미나 다공질체 (10) 가 파괴되었을 때의 최대 하중 (N) 이고, L 은 알루미나 다공질체 (10) 에 있어서의 중공 원통의 길이 (㎜) 이고, D 는 알루미나 다공질체 (10) 에 있어서의 중공 원통의 외경 (㎜) 이고, e 는 알루미나 다공질체 (10) 에 있어서의 중공 원통의 벽 두께 (㎜) 이다. 또, 평균 압환 강도 KA (㎫) 는, 제 1 혼합 공정 P1 에 있어서 조립 알루미나에 첨가된 멀라이트, 이트리아의 첨가량이 동일하게 제조된 복수의 알루미나 다공질체 (10) 의 시료에 있어서의 압환 강도 K (㎫) 의 평균값이다.

[수학식 1]

압환 강도 K (㎫) ＝ (F × (D - e))/(L × e²) … (1)

또, 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 세공 직경 (㎛) 및 기공률 (％) 은, 마이크로 메리텍스사의 Auto Pore Ⅲ 을 사용하여 수은 압입법에 의해 측정한 것이다. 또, 알루미나 다공질체 (10) 를 분말 X 선 회절 장치를 이용하여 분말 회절 X 선 패턴을 측정함으로써, 알루미나 다공질체 (10) 의 결정 구조 즉 상기 넥의 주성분을 판정하였다.

도 3, 도 7 의 측정 결과로부터 나타내는 바와 같이, 실시예품 1 내지 3 의 알루미나 다공질체 (10) 는, 비교예품 1 내지 5 의 알루미나 다공질체 (10) 와 비교하여 평균 압환 강도 KA (㎫) 가 높고, 실시예품 1 내지 3 의 알루미나 다공질체 (10) 내에는 알루미나 입자 (16) 사이를 결합하는 넥의 주성분에 Y₂Si₂O₇(규산이트륨) 이 함유되어 있었다. 또, 도 4 는 세로축이 평균 압환 강도 KA (㎫) 를 나타내고 가로축이 멀라이트/Y₂O₃ (이트리아) 의 몰비를 나타내는 도면이고, 그 도 4 에는 상기한 실시예품 1 내지 3, 비교예품 2 내지 4 의 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 압환 강도 KA (㎫) 의 값을 연결하는 곡선 L1 이 나타나 있다. 그 도 4 의 곡선 L1 에 의하면, 멀라이트/이트리아의 몰비가 0.5 ∼ 7.5 일때 평균 압환 강도 KA (㎫) 가 25 ㎫ 이상이 된다. 또한, 알루미나 다공질체 (10) 가 사용되는 조건에 따라 필요해지는 강도가 바뀌지만, 평균 압환 강도 KA 가 25 ㎫ 이면 일반적으로 알루미나 다공질체 (10) 에 충분한 강도가 있다고 할 수 있다.

또, 도 3, 도 5 의 측정 결과로부터 나타내는 바와 같이, 실시예품 1 내지 3, 비교예품 2 내지 4 의 알루미나 다공질체 (10) 에 있어서, 그들 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 세공 직경 (㎛) 의 크기는, 7.0 ㎛ 이상으로 비교적 큰 값이며, 실시예품 1 내지 3 의 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 세공 직경 (㎛) 과 비교예품 2 내지 4 의 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 세공 직경 (㎛) 에 큰 차이는 없다. 또, 도 3, 도 6 의 측정 결과로부터 나타내는 바와 같이, 실시예품 1 내지 3, 비교예품 2 내지 4 의 알루미나 다공질체 (10) 에 있어서, 그들 알루미나 다공질체 (10) 의 기공률 (％) 의 크기는, 30 ％ 이상으로 비교적 높은 값이며, 실시예품 1 내지 3 의 알루미나 다공질체 (10) 의 기공률 (％) 과 비교예품 2 내지 4 의 알루미나 다공질체 (10) 의 기공률 (％) 에 큰 차이는 없다.

또, 도 8 내지 도 14 는, 알루미나 다공질체 (10) 의 파단면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM (Scanning Electron MicroScope) 이미지를 나타내는 도면이다. 또한, 도 8 은 멀라이트/이트리아의 몰비가 5.3 인 실시예품 1 의 알루미나 다공질체 (10) 의 SEM 이미지이고, 도 9 는 멀라이트/이트리아의 몰비가 2.3 인 실시예품 2 의 알루미나 다공질체 (10) 의 SEM 이미지이고, 도 10 은 멀라이트/이트리아의 몰비가 1.0 인 실시예품 3 의 알루미나 다공질체 (10) 의 SEM 이미지이고, 도 11 은 멀라이트/이트리아의 몰비가 0.4 인 비교예품 3 의 알루미나 다공질체 (10) 의 SEM 이미지이고, 도 12 는 멀라이트/이트리아의 몰비가 0.1 인 비교예품 4 의 알루미나 다공질체 (10) 의 SEM 이미지이고, 도 13 은 비교예품 1 의 알루미나 다공질체 (10) 의 SEM 이미지이고, 도 14 는 비교예품 5 의 알루미나 다공질체 (10) 의 SEM 이미지이다. 이것에 의하면, 실시예품 1 내지 3 의 알루미나 다공질체 (10) 에 있어서 알루미나 입자 (16) 사이를 결합하는 넥이 성장되어 있다.

이상으로부터, 도 3 의 실시예품 1 내지 3, 비교예품 1 내지 5 의 알루미나 다공질체 (10) 에 있어서, 알루미나 입자 (16) 에 소정량 첨가된 멀라이트와 이트리아로 합성되는 화합물 (22) 의 Y₂Si₂O₇ 이 알루미나 입자 (16) 사이를 결합한 것에 의해 양호한 결합 강도가 얻어졌으므로, 실시예품 1 내지 3 의 알루미나 다공질체 (10) 가, 알루미나 다공질체 (10) 내에 있어서 알루미나 입자 (16) 사이를 멀라이트와 이트리아로 합성되는 Y₂Si₂O₇ 로 결합되지 않는 비교예품 1 내지 5 의 알루미나 다공질체 (10) 보다 평균 압환 강도 KA (㎫) 가 높아진 것으로 생각된다. 또, 도 3 의 실시예품 1 내지 3, 비교예품 2 내지 4 의 알루미나 다공질체 (10) 에 있어서, 알루미나 입자 (16) 에 첨가되는 멀라이트 및 이트리아의 몰비를 0.5 ∼ 7.5 의 범위 내로 함으로써, 바람직하게 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 압환 강도 KA (㎫) 를 비교적 높은 값으로 할 수 있는 것으로 생각된다.

[실험 Ⅱ]

여기서 실험 Ⅱ 를 설명한다. 도 2 의 제조 공정 P1 ∼ P5 에 있어서, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 제 1 혼합 공정 P1 에 있어서의 알루미나에 첨가되는 카올리나이트의 첨가량을 0.44 (㏖％) ∼ 4.40 (㏖％) 의 범위 내 즉 0.44 (㏖％), 1.32 (㏖％), 2.20 (㏖％), 3.08 (㏖％), 3.46 (㏖％), 3.70 (㏖％), 3.83 (㏖％), 3.95 (㏖％), 4.40 (㏖％) 으로 변화시키고, 제 1 혼합 공정 P1 에 있어서의 알루미나에 첨가되는 이트리아의 첨가량을 0.00 (㏖％) ∼ 3.96 (㏖％) 의 범위 내 즉 0.00 (㏖％), 0.45 (㏖％), 0.57 (㏖％), 0.70 (㏖％), 0.95 (㏖％), 1.32 (㏖％), 2.20 (㏖％), 3.08 (㏖％), 3.96 (㏖％) 으로 변화시킴으로써, 9 종류의 시료인 알루미나 다공질체 (10) 즉 실시예품 4 ∼ 8, 비교예품 6 ∼ 9 의 알루미나 다공질체 (10) 를 제조하고, 그들 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 압환 강도 KA (㎫), 평균 세공 직경 (㎛), 기공률 (％) 을 측정함과 함께, 그들 알루미나 다공질체 (10) 내의 넥의 주성분을 조사하였다.

이하, 도 15 내지 도 19 에 그 측정 결과를 나타낸다. 또한, 알루미나 다공질체 (10) 의 압환 강도 K (㎫) 는, 상기 서술한 바와 같이, JIS Z 2507 「소결 베어링-압환 강도 시험법」에 준하여 측정하였다. 또, 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 세공 직경 (㎛) 및 기공률 (％) 은, 상기 서술한 바와 같이, 마이크로 메리텍스사의 Auto Pore Ⅲ 을 사용하여 측정하였다. 또, 알루미나 다공질체 (10) 의 알루미나 입자 (16) 사이를 결합하는 넥의 주성분은, 상기 서술한 바와 같이, 분말 X 선 회절에 의해 판정하였다.

도 15, 도 19 의 측정 결과에 나타내는 바와 같이, 실시예품 4 내지 8 의 알루미나 다공질체 (10) 는, 비교예품 6 내지 9 의 알루미나 다공질체 (10) 와 비교하여 평균 압환 강도 KA (㎫) 가 높고, 그 실시예품 4 내지 8 의 알루미나 다공질체 (10) 내에 있어서 알루미나 입자 (16) 사이를 결합하는 넥의 주성분에 Y₂Si₂O₇ (규산이트륨) 이 함유되어 있다. 또, 도 16 은 세로축이 압환 강도 K (㎫) 를 나타내고 가로축이 카올리나이트/Y₂O₃ (이트리아) 의 몰비를 나타내는 도면이고, 그 도 16 에는 상기한 실시예품 4 내지 8, 비교예품 7 내지 9 의 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 압환 강도 KA (㎫) 의 값을 연결하는 곡선 L2 가 나타나 있다. 그 도 16 의 곡선 L2 에 의하면, 카올리나이트/이트리아의 몰비가 0.2 ∼ 6.2 일 때 평균 압환 강도 KA (㎫) 가 25 ㎫ 이상이 된다.

또, 도 15, 도 17 의 측정 결과에 나타내는 바와 같이, 실시예품 4 내지 8, 비교예품 7 내지 9 의 알루미나 다공질체 (10) 에 있어서, 그들 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 세공 직경 (㎛) 의 크기는, 비교예품 9 의 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 세공 직경 (㎛) 이 7.0 ㎛ 이하이지만, 그 이외에는 7.0 ㎛ 이상으로 비교적 큰 값이며, 실시예품 4 내지 8 의 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 세공 직경 (㎛) 과 비교예품 7, 8 의 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 세공 직경 (㎛) 에 큰 차이는 없다. 또, 도 15, 도 18 의 측정 결과로부터 나타내는 바와 같이, 실시예품 4 내지 8, 비교예품 7 내지 9 의 알루미나 다공질체 (10) 에 있어서, 그들 알루미나 다공질체 (10) 의 기공률 (％) 의 크기는, 비교예품 9 의 알루미나 다공질체 (10) 의 기공률 (％) 이 30 ％ 이하이지만, 그 이외에는 30 ％ 이상으로 비교적 높은 값이며, 실시예품 4 내지 8 의 알루미나 다공질체 (10) 의 기공률 (％) 과 비교예품 7, 8 의 알루미나 다공질체 (10) 의 기공률 (％) 에 큰 차이는 없다.

또, 도 20 내지 도 28 은, 알루미나 다공질체 (10) 의 파단면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영된 SEM 이미지를 나타내는 도면이다. 또한, 도 20 은 카올리나이트/이트리아의 몰비가 8.7 인 비교예품 7 의 알루미나 다공질체 (10) 의 SEM 이미지이고, 도 21 은 카올리나이트/이트리아의 몰비가 6.7 인 비교예품 8 의 알루미나 다공질체 (10) 의 SEM 이미지이며, 도 22 는 카올리나이트/이트리아의 몰비가 5.3인 실시예품 4 의 알루미나 다공질체 (10) 의 SEM 이미지이고, 도 23은 카올리나이트/이트리아의 몰비가 3.7 인 실시예품 5 의 알루미나 다공질체 (10) 의 SEM 이미지이고, 도 24 는 카올리나이트/이트리아의 몰비가 2.3 인 실시예품 6 의 알루미나 다공질체 (10) 의 SEM 이미지이고, 도 25 는 카올리나이트/이트리아의 몰비가 1.0 인 실시예품 7 의 알루미나 다공질체 (10) 의 SEM 이미지이고, 도 26 은 카올리나이트/이트리아의 몰비가 0.4 인 실시예품 8 의 알루미나 다공질체 (10) 의 SEM 이미지이고, 도 27 은 카올리나이트/이트리아의 몰비가 0.1 인 비교예품 9 의 알루미나 다공질체 (10) 의 SEM 이미지이고, 도 28 은 비교예품 6 의 알루미나 다공질체 (10) 의 SEM 이미지이다. 이것에 의하면, 실시예품 4 내지 8 의 알루미나 다공질체 (10) 에 있어서 알루미나 입자 (16) 사이를 결합하는 넥이 성장되어 있다.

이상으로부터, 도 15 의 실시예품 4 내지 8, 비교예품 6 내지 9 의 알루미나 다공질체 (10) 에 있어서, 알루미나 입자 (16) 에 소정량 첨가된 카올리나이트와 이트리아로 합성되는 화합물 (22) 의 Y₂Si₂O₇ 이 알루미나 입자 (16) 사이를 결합한 것에 의해 양호한 결합 강도가 얻어졌으므로, 실시예품 4 내지 8 의 알루미나 다공질체 (10) 가, 알루미나 다공질체 (10) 내에 있어서 알루미나 입자 (16) 사이를 카올리나이트와 이트리아로 합성되는 Y₂Si₂O₇ 로 결합하지 않는 비교예품 6 내지 9 의 알루미나 다공질체 (10) 보다 평균 압환 강도 KA (㎫) 가 높아진 것으로 생각된다. 또, 도 15 의 실시예품 4 내지 8, 비교예품 7 내지 9 의 알루미나 다공질체 (10) 에 있어서, 알루미나 입자 (16) 에 첨가되는 소결 보조제인 카올리나이트 및 이트리아의 몰비를 0.2 ∼ 6.2 의 범위 내로 함으로써, 바람직하게 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 압환 강도 KA 를 비교적 높은 값으로 할 수 있는 것으로 생각된다.

상기 서술한 바와 같이, 실시예품 1 내지 8 의 알루미나 다공질체 (10) 에 의하면, 골재의 알루미나 입자 (16) 사이는, Si 계 화합물 (18) 인 멀라이트 혹은 카올리나이트와 희토류 산화물 (20) 인 이트리아 (Y₂O₃) 로 합성되는 화합물 (22) 인 Y₂Si₂O₇ (규산이트륨) 로 결합되어 있다. 이 때문에, 예를 들어, 소성 온도가 1450 ℃ 로 비교적 저온에서 비교적 큰 입경 예를 들어 15 ㎛ ∼ 50 ㎛ 의 범위의 입경의 알루미나 입자 (16) 를 소결시킨 경우에도, 알루미나 입자 (16) 사이가 Y₂Si₂O₇ 에 의해 결합되어 양호한 결합 강도가 얻어지기 때문에, 비교적 저온에서 소성시켜도 비교적 큰 평균 압환 강도 KA (㎫) 를 갖고, 기공률 (％) 이 비교적 높고 또한 평균 세공 직경 (㎛) 이 비교적 큰 알루미나 다공질체 (10) 가 얻어진다.

또, 실시예품 1 내지 3 의 알루미나 다공질체 (10) 에 의하면, Si 계 화합물 (18) 로서 멀라이트를, 희토류 산화물 (20) 로서 Y₂O₃ 을 사용하여, 그것들의 몰비가 0.5 ∼ 7.5 의 범위 내가 되도록 혼합하는 것이다. 이 때문에, 소성 온도가 1450 ℃ 로 비교적 저온에서 비교적 큰 입경 예를 들어 15 ㎛ ∼ 50 ㎛ 의 범위의 입경의 알루미나 입자 (16) 를 소결시킨 경우에도, 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 압환 강도 KA 를 25 ㎫ 이상으로 향상시킬 수 있다.

또, 실시예품 4 내지 8 의 알루미나 다공질체 (10) 에 의하면, Si 계 화합물 (18) 로서 카올리나이트를, 희토류 산화물 (20) 로서 Y₂O₃ 을 사용하여, 그것들의 몰비가 0.2 ∼ 6.2 의 범위 내가 되도록 혼합하는 것이다. 이 때문에, 소성 온도가 1450 ℃ 로 비교적 저온에서 비교적 큰 입경 예를 들어 15 ㎛ ∼ 50 ㎛ 의 범위의 입경의 알루미나 입자 (16) 를 소결시킨 경우에도, 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 압환 강도 KA 를 25 ㎫ 이상으로 향상시킬 수 있다.

실시예품 1 내지 8 의 알루미나 다공질체 (10) 의 제조 방법에 의하면, 제 1 혼합 공정 P1 에 있어서 골재의 알루미나 입자 (16) 에, Si 계 화합물 (18) 인 멀라이트 혹은 카올리나이트와, 희토류 산화물 (20) 인 이트리아가 혼합되고, 성형 공정 P3 에 있어서 제 1 혼합 공정 P1 에 의해 혼합된 재료로 소정 형상으로 성형되고, 소성 공정 P5 에 있어서 성형 공정 P3 에 의해 성형된 파이프상 그린 성형체가 화합물 (22) 이 합성되고 또한 그 용융에 의해 알루미나 입자 (16) 사이를 결합하는 소성 온도 예를 들어 1450 ℃ 에서 소성됨으로써, 1450 ℃ 의 비교적 저온에서 소성시켜도 비교적 큰 평균 압환 강도 KA (㎫) 를 갖고, 기공률 (％) 이 비교적 높고 또한 평균 세공 직경 (㎛) 이 비교적 큰 알루미나 다공질체 (10) 가 제조된다.

또, 실시예품 1 내지 3 의 알루미나 다공질체 (10) 의 제조 방법에 의하면, 제 1 혼합 공정 P1 은, Si 계 화합물 (18) 로서 멀라이트를, 희토류 산화물 (20) 로서 Y₂O₃ 을 사용하여, 그것들의 몰비가 0.5 ∼ 7.5 의 범위 내가 되도록 혼합하는 것이다. 이 때문에, 소성 온도가 1450 ℃ 로 비교적 저온에서 비교적 큰 입경 예를 들어 15 ㎛ ∼ 50 ㎛ 의 범위의 입경의 알루미나 입자 (16) 를 소결시킨 경우에도, 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 압환 강도 KA 를 25 ㎫ 이상으로 향상시킬 수 있다.

또, 실시예품 4 내지 8 의 알루미나 다공질체 (10) 의 제조 방법에 의하면, 제 1 혼합 공정 P1 은, Si 계 화합물 (18) 로서 카올리나이트를, 희토류 산화물 (20) 로서 Y₂O₃ 을 사용하여, 그것들의 몰비가 0.2 ∼ 6.2 의 범위 내가 되도록 혼합하는 것이다. 이 때문에, 소성 온도가 1450 ℃ 로 비교적 저온에서 비교적 큰 입경 예를 들어 15 ㎛ ∼ 50 ㎛ 의 범위의 입경의 알루미나 입자 (16) 를 소결시킨 경우에도, 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 압환 강도 KA 를 25 ㎫ 이상으로 향상시킬 수 있다.

이어서, 본 발명의 그 밖의 바람직한 실시예를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 실시예 상호 공통되는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

실시예 2

도 29 는, 전술한 실시예 1 의 알루미나 다공질체 (10) 상에 무기 다공질막 (12) 을 형성하는 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 를 나타내는 모식도이다.

세라믹 다공질체 (14) 는, 알루미나 다공질체 (10) 의 표면 (10a) 에 알루미나 다공질체 (10) 의 세공보다 작은 복수의 세공을 갖는 무기 다공질막 (12) 이 형성되어 있다. 또한, 무기 다공질막 (12) 은, 예를 들어 알루미나, 실리카, 제올라이트 등의 무기 분말 (12a) 에 의해 구성되어 있고, 그 무기 분말 (12a) 의 입경은 알루미나 입자 (16) 보다 충분히 작은 것이다. 또, 무기 다공질막 (12) 의 두께는 10 ∼ 300 ㎛, 예를 들어 80 ㎛ 정도이다.

또, 도 29 에 나타내는 바와 같이, 세라믹 다공질체 (14) 는, 예를 들어, 화살표 A2 방향으로부터 공급된 기체 혹은 액체 등의 피처리 유체를 무기 다공질막 (12) 및 알루미나 다공질체 (10) 를 투과시킴으로써, 상기 피처리 유체 즉 여과 유체를 여과하는 세라믹 필터로 구성되어 있다.

세라믹 다공질체 (14) 는, 알루미나 다공질체 (10) 의 세공보다 작은 입경의 무기 분말 (12a) 을 함유하는 슬러리가 사용된 경우에도, 알루미나 다공질체 (10) 상에 두께가 대략 균일한 무기 다공질막 (12) 이 형성되는 것이다.

이하에 있어서, 알루미나 다공질체 (10) 상에 무기 다공질막 (12) 을 형성하는 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 의 제조 방법을 도 30 을 이용하여 설명한다. 그리고, 도 30 의 제조 방법에 의해 알루미나 다공질체 (10) 상에 무기 다공질막 (12) 을 형성하는 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 와, 한 번 소성시킨 알루미나 다공질체 (10) 에 무기 분말 (12a) 를 함유하는 슬러리를 도포하여 재차 소성시키는 종래의 제조 방법에 의해 제조시킨 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 를 각각 제조하여, 그들 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 를 비교시킴으로써, 알루미나 다공질체 (10) 의 세공보다 작은 입경의 무기 분말 (12a) 을 함유하는 슬러리가 사용된 경우에도, 도 30 의 제조 방법으로 제조된 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 의 무기 다공질막 (12) 이 대략 균일한 두께로 형성되는 것을 이하의 실험 Ⅲ 에 나타낸다.

이하에, 도 30 을 이용하여 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 의 제조 방법을 나타낸다. 또한, 도 2 에 있어서의 제 1 혼합 공정 P1 ∼ 제 1 건조 공정 P4 와 도 30 에 있어서의 제 1 혼합 공정 P1 ∼ 제 1 건조 공정 P4 는 동일하므로, 이하에 있어서, 도 30 의 제 1 혼합 공정 P1 ∼ 제 1 건조 공정 P4 를 생략하고 제 2 혼합 공정 P6 부터 설명한다.

제 2 혼합 공정 P6 에 있어서, 무기 다공질막 (12) 을 구성하는 무기 분말 (12a) 예를 들어 평균 입경이 1.5 ㎛ 인 알루미나 입자 (12a) 에, 유기 바인더 (28) 및 물 (26) 이 혼합되고 교반되어 슬러리가 조정된다. 또한, 알루미나 입자 (12a) 의 평균 입경(㎛) 은, 상기 서술한 바와 같이, 맬번사의 Master Sizer 를 사용하여 측정한다. 또, 알루미나 입자 (12a) 는, 도 2 에 의해 제조된 알루미나 다공질체 (10) 의 세공보다 충분히 작은 것이다.

다음으로, 딥핑 공정 (슬러리 코팅 공정) P7 에 있어서, 성형 공정 P3 에 의해 성형된 파이프상 그린 성형체가 제 2 혼합 공정 P6 에 의해 조정된 슬러리 중에 딥핑되고, 그 파이프상 그린 성형체의 표면에 슬러리가 층상으로 부착된다.

다음으로, 제 2 건조 공정 P8 에 있어서, 딥핑 공정 P7 에 의해 슬러리가 표면에 부착된 파이프상 그린 성형체가 소정의 건조기 내에서 예를 들어 80 ℃ 정도의 온도에서 건조되어 수분이 저하된다.

다음으로, 소성 공정 P9 에 있어서, 제 2 건조 공정 P8 에 의해 건조시킨 파이프상 그린 성형체가 1450 ℃ 의 소성 온도, 2 시간의 소성 조건으로 소정의 소성 로 내에서 소성된다. 이로써, 알루미나 다공질체 (10) 상에 무기 다공질막 (12) 이 형성된 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 가 소결되어 제조된다.

[실험 Ⅲ]

여기서 실험 Ⅲ 을 설명한다. 도 30 의 제조 공정 P1 ∼ P9 에 있어서 제 1 혼합 공정 P1 에 있어서의 알루미나에 첨가되는 멀라이트의 첨가량을 1.99 ㏖％ 로 하고, 제 1 혼합 공정 P1 에 있어서의 알루미나에 첨가되는 이트리아의 첨가량을 0.85 ㏖％ 로 하여, 실시예 2 의 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 를 제조하였다. 또, 파이프상 그린 성형체를 1450 ℃ 에서 2 시간 소성시킨 실시예품 2 의 알루미나 다공질체 (10) 를 제 2 혼합 공정 P6 에 의해 조정된 슬러리를 딥핑하여 건조시킨 후, 재차 1450 ℃ 에서 2 시간 소성시켜 비교예의 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 를 제조하였다. 그리고, 이들 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 의 무기 다공질막 (12) 의 상태를 도 31 및 도 32 를 이용하여 비교하였다. 또한, 도 31 은 실시예 2 의 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 의 파단면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM 이미지이고, 도 32 는 비교예의 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 의 의 무기 다공질막 (12) 의 표면의 일부를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영한 SEM 이미지이다.

도 31 에 나타내는 바와 같이, 알루미나 다공질체 (10) 의 세공보다 작은 알루미나 입자 (12a) 를 갖는 슬러리가 사용된 경우에도, 성형 공정 P3 에 의해 성형된 그린 성형체에 슬러리를 딥핑함으로써 제막이 가능하고, 실시예 2 의 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 에는 대략 균일한 두께의 무기 다공질막 (12) 이 형성되어 있다. 또한, 상기 알루미나 다공질체 (10) 는 평균 세공 직경이 9.3 ㎛, 기공률이 41 ％ 이고, 무기 다공질막 (14) 은 평균 세공 직경이 0.4 ㎛, 기공률이 40％ 이고, 무기 다공질막 (14) 을 구성하는 알루미나 입자 (12a) 의 평균 입경은, 알루미나 다공질 (10) 의 평균 세공 직경 9.3 ㎛ 보다 충분히 작은 1.5 ㎛ 였다. 또, 실시예 2 의 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 는 소성 온도가 1450 ℃ 로 비교적 저온에서 소성시켰기 때문에, 평균 입경이 1.5 ㎛ 정도인 세립의 알루미나 입자 (12a) 를 갖는 무기 다공질막 (14) 의 소결에 의한 치밀화는 진행되지 않았다.

도 32 에 나타내는 바와 같이, 알루미나 다공질체 (10) 의 세공보다 작은 알루미나 입자 (12a) 를 갖는 슬러리가 사용되었기 때문에, 알루미나 다공질체 (10) 에 딥핑한 슬러리가 그 알루미나 다공질체 (10) 내에 흡수되어 비교예의 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 에는 거의 무기 다공질막 (12) 이 형성되지 않고 군데군데 구멍이 있다.

또, 실험 Ⅲ 에 있어서, 실시예 2 의 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 는, 제 1 혼합 공정 P1 에 있어서의 알루미나에 첨가되는 멀라이트의 첨가량을 1.99 ㏖％ 로 하고, 제 1 혼합 공정 P1 에 있어서의 알루미나에 첨가되는 이트리아의 첨가량을 0.85 ㏖％ 로 하고 있으므로, 실질적으로 실시예품 2 의 알루미나 다공질체 (10) 상에 무기 다공질막 (12) 이 형성되어 있지만, 예를 들어, 제 1 혼합 공정 P1 에 있어서의 알루미나에 첨가되는 멀라이트 혹은 카올리나이트의 첨가량을 변화시키고, 제 1 혼합 공정 P1 에 있어서의 알루미나에 첨가되는 이트리아의 첨가량을 변화시킴으로써, 실시예품 1, 3 내지 8 의 알루미나 다공질체 (10) 상에 무기 다공질막 (12) 을 형성하는 실시예 2 의 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 를 제조할 수 있다. 그리고, 그들 실시예 2 의 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 의 무기 다공질막 (12) 은, 도 31 과 같이 대략 균일한 두께이고, 또한, 소성 온도가 1450 ℃ 로 비교적 저온에서 소성되고 있기 때문에 무기 다공질막 (14) 의 소결에 의한 치밀화는 진행되고 있지 않다.

상기 서술한 바와 같이, 실시예품 1 내지 8 의 알루미나 다공질체 (10) 는, 그 알루미나 다공질체 (10) 상에 무기 다공질막 (12) 을 형성하는 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 에 사용된다. 이 때문에, 소성 온도가 1450 ℃ 로 비교적 저온에서 알루미나 다공질체 (10) 가 소결되므로, 예를 들어, 알루미나 입자 (16) 에 성형 보조제를 첨가하여 혼련한 것을 압출 성형에 의해 소정 형상으로 성형한 알루미나 다공질체 (10) 의 그린 성형체 상에, 무기 다공질막 (12) 을 형성시키는 슬러리를 도포하여, 그들 그린 성형체와 슬러리를 동시 소성시켜도, 무기 다공질막 (12) 의 소결에 의한 치밀화의 진행이 억제된다.

알루미나 다공질체 (10) 상에 무기 다공질막 (12) 을 형성하는 실시예 2 의 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 의 제조 방법에 의하면, 제 1 혼합 공정 P1 에 있어서 골재의 알루미나 입자 (16) 에, Si 계 화합물 (18) 인 멀라이트 혹은 카올리나이트와 희토류 산화물 (20) 인 이트리아가 혼합되고, 성형 공정 P3 에 있어서 제 1 혼합 공정 P1 에 의해 혼합된 재료로 파이프상으로 성형되고, 제 2 혼합 공정 P6 에 있어서 무기 다공질막 (12) 을 구성하는 무기 분말 (12a) 에 유기 바인더 (28) 및 물 (26) 이 혼합되어 슬러리가 조정되고, 딥핑 공정 P7 에 있어서 성형 공정 P3 에 의해 성형된 파이프상 그린 성형체의 표면에 제 2 혼합 공정 P6 에 의해 조정된 슬러리가 층상으로 부착되고, 소성 공정 P9 에 있어서 딥핑 공정 P7 에 의해 슬러리가 층상으로 부착된 파이프상 그린 성형체가 화합물 (22) 이 합성되고 또한 그 용융에 의해 알루미나 입자 (16) 사이를 결합하는 소성 온도 1450 ℃ 에서 소성됨으로써, 치밀화의 진행이 바람직하게 억제된 무기 다공질막 (12) 을 알루미나 다공질체 (10) 상에 형성하는 2 층 구조의 세라믹 다공질체 (14) 가 제조된다.

이상, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 그 밖의 양태에 있어서도 적용된다.

전술한 실시예 1 에 있어서, 제 1 혼합 공정 P1 에서 조립 알루미나 (16) 에 희토류 산화물 (20) 로서 Y₂O₃ 이 첨가되었지만, Y₂O₃ 대신에 Gd₂O₃ 혹은 La₂O₃ 이 첨가되어도 된다. 또, 희토류 산화물 (20) 은, Gd₂O₃, La₂O₃, Y₂O₃ 에서 선택된 적어도 1 종류의 것이면 된다.

즉, 제 1 혼합 공정 P1 에서 조립 알루미나에 Si 계 화합물 (18) 로서 멀라이트 혹은 카올리나이트와 희토류 산화물 (20) 로서 Y₂O₃ 이 소정량 첨가되고 그 후 소성됨으로써, 알루미나 입자 (16) 사이에 멀라이트 혹은 카올리나이트와 Y₂O₃ 으로 합성되는 Y₂Si₂O₇ 이 결합되어 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 압환 강도가 높아졌다. 그러나, 예를 들어, Y₂O₃ 대신에 Gd₂O₃ 을 소정량 첨가시켜 알루미나 입자 (16) 사이에 Gd_XSi_YO_Z (Gadolinium Silicate 규산가돌리늄) 를 결합시킴으로써 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 압환 강도가 높아진다. 또, Y₂O₃ 대신에 La₂O₃ 을 소정량 첨가시켜 알루미나 입자 (16) 사이에 La_XSi_YO_Z (Lanthanum Silicate 규산란탄) 를 결합시킴으로써 알루미나 다공질체 (10) 의 평균 압환 강도가 높아진다. 이와 같이 하여도, 전술한 실시예품 1 내지 8 의 알루미나 다공질체 (10) 와 동일한 효과가 얻어진다.

또, 전술한 실시예 1 에서는, 알루미나 다공질체 (10) 는 소성 온도 1450 ℃ 에서 소성되었지만, 예를 들어 1450 ℃ 이하의 소성 온도에서 소성시켜도 알루미나 입자 (16) 사이에 Y₂Si₂O₇ 이 결합된다면 평균 압환 강도가 비교적 높은 알루미나 다공질체 (10) 를 제조할 수 있다. 요컨대, Si 계 화합물 (18) 과 희토류 산화물 (20) 로 화합물 R_XSi_YO_Z 가 합성되고, 그 화합물 R_XSi_YO_Z 의 용융에 의해 조립 알루미나 입자 (16) 사이를 결합하는 소성 온도이면 된다.

또, 전술한 제 1 건조 공정 P4 및 제 2 건조 공정 P8 에서는, 건조기를 이용하여 적극적인 건조가 실시되고 있었지만, 자연 건조시켜도 상관없다.

또, 전술한 성형 공정 P3 에서는, 혼련 공정 P2 에 의해 성형 보조제를 첨가하여 혼련된 혼합물로부터 압출 성형에 의해 파이프상 그린 성형체가 성형되었지만, 프레스 성형, 롤 성형, 스탬핑 성형 등에 의해 판상의 그린 성형체가 성형되어도 된다. 또, 성형 공정 P3 에 있어서, 유입 (주입) 성형이 사용되는 경우에는, 제 1 혼합 공정 P1 에 있어서, 알루미나 입자 (16), 희토류 산화물 (20), Si 계 화합물 (18) 의 혼합물에, 물 및 필요에 따라 합성 호료 등의 성형 보조제를 첨가하여 슬러리를 제조하고, 그 슬러리를 이용하여 성형 공정 P3 에 있어서 유입 성형이 실시되어도 된다.

또한, 상기 서술한 것은 어디까지나 일 실시형태로, 본 발명은 당업자의 지식에 기초하여 여러 가지의 변경, 개량을 가한 양태로 실시할 수 있다.

10 : 알루미나 다공질체
12 : 무기 다공질막
12a : 무기 분말
14 : 2 층 구조의 세라믹 다공질체
16 : 알루미나 입자
18 : Si 계 화합물
20 : 희토류 산화물
22 : 화합물
P1 : 제 1 혼합 공정
P3 : 성형 공정
P6 : 제 2 혼합 공정
P7 : 딥핑 공정 (슬러리 코팅 공정)
P5, P9 : 소성 공정

Claims

골재인 알루미나 입자 사이를 결합함으로써 구성되는 알루미나 다공질체로서,
상기 골재의 알루미나 입자 사이는, Si 계 화합물과, Gd₂O₃, La₂O₃, Y₂O₃ 에서 선택된 적어도 1 종류의 희토류 산화물로 합성되는 화합물 (R_XSi_YO_Z (R ＝ 희토류 원소)) 로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 알루미나 다공질체.
제 1 항의 알루미나 다공질체 상에 무기 다공질막을 형성하는 2 층 구조의 세라믹 다공질체.
제 1 항에 있어서,
상기 Si 계 화합물로서 멀라이트를, 상기 희토류 산화물로서 Y₂O₃ 을 사용하여, 그것들의 몰비가 0.5 ∼ 7.5 의 범위 내가 되도록 혼합하는 것인 알루미나 다공질체.
제 1 항에 있어서,
상기 Si 계 화합물로서 카올리나이트를, 상기 희토류 산화물로서 Y₂O₃ 을 사용하여, 그것들의 몰비가 0.2 ∼ 6.2 의 범위 내가 되도록 혼합하는 것인 알루미나 다공질체.
제 1 항의 알루미나 다공질체의 제조 방법으로서,
골재의 알루미나 입자에, Si 계 화합물과 Gd₂O₃, La₂O₃, Y₂O₃ 에서 선택된 적어도 1 종류의 희토류 산화물을 혼합하는 제 1 혼합 공정과,
상기 제 1 혼합 공정에 의해 혼합된 재료로 소정 형상으로 성형하는 성형 공정과,
상기 성형 공정에 의해 성형된 성형체를 상기 화합물이 합성되고 또한 그 용융에 의해 상기 알루미나 입자 사이를 결합하는 소성 온도에서 소성시키는 소성 공정을 포함하는 알루미나 다공질체의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 혼합 공정은, 상기 Si 계 화합물로서 멀라이트를, 상기 희토류 산
화물로서 Y₂O₃ 을 사용하여, 그것들의 몰비가 0.5 ∼ 7.5 의 범위 내가 되도록 혼합하는 것인 알루미나 다공질체의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 혼합 공정은, 상기 Si 계 화합물로서 카올리나이트를, 상기 희토류 산화물로서 Y₂O₃ 을 사용하여, 그것들의 몰비가 0.2 ∼ 6.2 의 범위 내가 되도록 혼합하는 것인 알루미나 다공질체의 제조 방법.
제 2 항의 알루미나 다공질체 상에 무기 다공질막을 형성하는 2 층 구조의 세라믹 다공질체의 제조 방법으로서,
골재의 알루미나 입자에, Si 계 화합물과 Gd₂O₃, La₂O₃, Y₂O₃ 에서 선택된 적어도 1 종류의 희토류 산화물을 혼합하는 제 1 혼합 공정과,
상기 제 1 혼합 공정에 의해 혼합된 재료로 소정 형상으로 성형하는 성형 공정과,
상기 무기 다공질막을 구성하는 무기 분말에 유기 바인더 및 물을 혼합시켜 슬러리를 조정하는 제 2 혼합 공정과,
상기 성형 공정에 의해 성형된 성형체의 표면에 상기 제 2 혼합 공정에 의해 조정된 슬러리를 층상으로 부착시키는 슬러리 코팅 공정과,
상기 슬러리 코팅 공정에 의해 슬러리가 층상으로 부착된 성형체를 상기 화합물이 합성되고 또한 그 용융에 의해 상기 알루미나 입자 사이를 결합하는 소성 온도에서 소성시키는 소성 공정을 포함하는 알루미나 다공질체 상에 무기 다공질막을 형성하는 2 층 구조의 세라믹 다공질체의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 혼합 공정은, 상기 Si 계 화합물로서 멀라이트를, 상기 희토류 산화물로서 Y₂O₃ 을 사용하여, 그것들의 몰비가 0.5 ∼ 7.5 의 범위 내가 되도록 혼합하는 것인 알루미나 다공질체 상에 무기 다공질막을 형성하는 2 층 구조의 세라믹 다공질체의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 혼합 공정은, 상기 Si 계 화합물로서 카올리나이트를, 상기 희토류 산화물로서 Y₂O₃ 을 사용하여, 그것들의 몰비가 0.2 ∼ 6.2 의 범위 내가 되도록 혼합하는 것인 알루미나 다공질체 상에 무기 다공질막을 형성하는 2 층 구조의 세라믹 다공질체의 제조 방법.