陶瓷膜过滤器及其制造方法技术

技术编号:19870525 阅读:32 留言:0更新日期:2018-12-22 15:12
陶瓷膜过滤器10具备:形成供流体流通的隔室12的多孔质基材13、形成在多孔质基材13上的中间膜15、以及形成在中间膜15上的分离膜18。该陶瓷膜过滤器10的、具有4μm以下的裂纹的所述隔室为总隔室数的9%以下。另外,该陶瓷膜过滤器10的、在水中的初次冒泡压力为0.08MPa以上的冒泡隔室数的比例可以为总隔室数的9%以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】陶瓷膜过滤器及其制造方法
本专利技术涉及陶瓷膜过滤器及其制造方法。
技术介绍
以往,作为陶瓷膜过滤器,提出以下陶瓷膜过滤器,其在作为微滤膜(MF膜)的多孔质基材上所形成的、作为平均细孔径为2~20nm、膜厚为0.1~1.0μm的超滤膜(UF膜)的二氧化钛UF膜上形成有一部分渗透到二氧化钛UF膜的细孔内或二氧化钛UF膜及多孔质基材的细孔内的陶瓷多孔质膜亦即陶瓷膜(例如参见专利文献1)。对于该陶瓷膜过滤器,能够提供一种具备缺陷少、膜厚薄且均匀、分解能力也高的陶瓷多孔质膜的陶瓷过滤器。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2009-255035号公报
技术实现思路
但是,对于该专利文献1中记载的陶瓷膜过滤器,并未对使在基材上形成的膜更厚进行研究。如果使在基材上形成的膜更厚,则容易产生在干燥时发生开裂等缺陷,期望进一步抑制像这样的膜的缺陷。本专利技术是鉴于该课题而实施的,其主要目的在于,提供一种能够进一步抑制膜缺陷的产生的陶瓷膜过滤器及其制造方法。本专利技术的专利技术人为了实现上述的主要目的进行了潜心研究,结果发现,如果使用添加分子量较小的具有链状结构的树脂而得到的原料浆料在基材上形成中间膜,则能够进一步抑制该中间膜产生缺陷,从而完成了本说明书中公开的专利技术。即,本说明书中公开的陶瓷膜过滤器具备:基材,该基材形成供流体流通的隔室;中间膜,该中间膜形成在所述基材上;以及分离膜,该分离膜形成在所述中间膜上,具有4μm以下的裂纹的所述隔室为总隔室数的9%以下。本说明书中公开的陶瓷膜过滤器的制造方法包括形成工序,即,将包含具有链状结构且分子量为1000以下的树脂亦即干燥裂纹抑制剂、胶溶材料以及多糖类化合物的有机粘合剂、陶瓷原料、溶剂混合,得到原料浆料,使用该原料浆料在基材上形成中间膜的原料层,所述形成工序中,在所述原料浆料中,以相对于所述陶瓷原料100质量份为0.25质量份~0.95质量份的范围添加所述干燥裂纹抑制剂,以相对于所述陶瓷原料100质量份为0.15质量份~0.25质量份的范围添加所述胶溶材料,以相对于所述陶瓷原料100质量份为0.95质量份以下的范围添加所述多糖类化合物,形成膜厚平均为150μm~480μm的所述原料层。本说明书中公开的陶瓷膜过滤器及其制造方法能够进一步抑制形成在基材上的中间膜产生膜缺陷。如下推测其理由。例如认为:原料浆料中包含的有机粘合剂的干燥裂纹抑制剂的分子量较低为1000以下,能够进一步抑制原料浆料的粘度上升。另外,推测:在该原料浆料中能够利用有机粘合剂来抑制干燥时开裂等。因此,能够实现例如100μm以上等的中间膜的厚膜化。附图说明图1是表示陶瓷膜过滤器10的构成的概略的说明图。具体实施方式接下来,使用附图,对本专利技术的具体实施方式进行说明。图1是表示本专利技术的一实施方式、亦即陶瓷膜过滤器10的构成的概略的说明图。陶瓷膜过滤器10具备:多孔质基材13、形成在多孔质基材13上的中间膜15、以及形成在中间膜15上的分离膜18。对于陶瓷膜过滤器10,在其外周面形成有狭缝17,在两端面形成有密封部19。该陶瓷膜过滤器10为对包含分离对象的处理对象流体进行分离的过滤器。陶瓷膜过滤器10的、具有4μm以下的裂纹的隔室为总隔室数的9%以下。即,没有超过4μm的裂纹,中间膜15、分离膜18的缺陷非常少。该陶瓷膜过滤器10的、在水中的初次冒泡压力为0.08MPa以上,冒泡隔室数的比例可以为总隔室数的9%以下。应予说明,“在水中的初次冒泡压力为0.08MPa以上、冒泡隔室数的比例为总隔室数的9%以下”相当于“没有超过4μm的裂纹且具有4μm以下的裂纹的隔室为总隔室数的9%以下”。应予说明,裂纹是指会有流体漏出、大小为1.0μm以上的部位。此处,在水中的冒泡压力为将过滤器放在常温(20℃)、常压(大气压)的水中、从过滤器的侧面侧(狭缝17)慢慢地加压空气、从出口侧(或入口侧)冒泡时的压力(MPa)。另外,对此时冒泡的隔室数进行测定,求出冒泡隔室数相对于整体隔室数的比例。该冒泡压力优选为0.15MPa以上。另外,该冒泡隔室率可以为2.0%以下。如果在该范围内,则膜缺陷更少,是优选的。应予说明,如果冒泡隔室率超过3%,则例如JIS-K3835的除菌试验中,除菌性能低于99.99%。陶瓷膜过滤器10可以用于例如气体分离、水分离。对于陶瓷膜过滤器10,作为分离膜18例如可以具有沸石膜。该分离膜18可以用作除菌用的MF膜。特别是,在膜面积较大的陶瓷膜过滤器10中,可以制作缺陷较少的、原料粒子较小的沸石膜。另外,可以制成能够完全除菌这样的膜缺陷较少的过滤器。多孔质基材13形成有成为分离对象流体的流路的多个隔室12。该陶瓷膜过滤器10中,从入口侧进入隔室12的处理对象流体中的具有能够透过分离膜18的分子尺寸的流体透过分离膜18、中间膜15及多孔质基材13,从陶瓷膜过滤器10的侧面经由狭缝17而作为透过流体送出。另一方面,无法透过分离膜18的不透过流体沿着隔室12的流路流通,从隔室12的出口侧送出。多孔质基材13可以为具有具备多个隔室12的整体结构的基材,也可以为具有具备1个隔室的管状结构的基材。其外形没有特别限定,可以为圆柱状、椭圆柱状、四棱柱状、六棱柱状等形状。或者,多孔质基材13可以为截面多边形的管状。多孔质基材13的平均细孔径例如可以为0.1μm~几百μm左右。另外,多孔质基材13的气孔率可以为20体积%~70体积%的范围。作为构成多孔质基材13的主材料,可以举出氧化铝(α-氧化铝、γ-氧化铝、阳极氧化氧化铝等)、氧化钛(二氧化钛)、氧化硅(二氧化硅)、氧化锆、堇青石、多铝红柱石等中的1种以上的陶瓷。该多孔质基材13可以为耐热性、耐化学腐蚀性、耐冲击性等优异的材料。其中,从基材的制作、获得的容易度的方面考虑,优选氧化铝。多孔质基材13优选为将平均粒径0.001~30μm的氧化铝粒子作为原料进行成型、烧结而得到的材料。该多孔质基材13可以为单层结构,也可以为多层结构。多孔质基材13例如可以包含表面形成有中间膜15的细粒部和表面形成有细粒部的粗粒部。多孔质基材13可以为气孔径大于中间膜15的部件,也可以为气孔率较高的部件。另外,多孔质基材13可以为通过例如挤出成型等得到的部件。中间膜15是作为分离膜18的基底层发挥作用的膜。该中间膜15例如可以为厚度100μm以上的以单层而不是多层形成的支撑层。如果以单层(一体)形成,则与以多层形成相比,界面少,不易产生缺陷,是优选的。中间膜15的平均膜厚可以为120μm~450μm。如果像这样为厚膜且缺陷少,则还能够进一步抑制分离膜18的缺陷活性。对于中间膜15,中心隔室的膜厚与最外周隔室的膜厚之间的膜厚差的最大值优选为50μm以下,更优选为20μm以下,进一步优选为10μm以下。对于中间膜15的膜厚,将过滤器沿着隔室的形成方向切断,用电子显微镜(SEM、STEM、TEM)观察,在任意24处对中心的隔室和上下的最外周的隔室的中间膜进行测定。对于中间膜15的膜厚差,求出中心隔室与最外周隔室的差值,取其最大值。中间膜15的平均膜厚为对测定的所有膜厚进行平均得到的值。中间膜15的平均细孔径优选为0.1μm~0.6μm的范围。作为构成中间膜15的主材料,可以举出氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、堇青石、氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷膜过滤器,具备:基材,该基材形成供流体流通的隔室;中间膜,该中间膜形成在所述基材上;以及分离膜,该分离膜形成在所述中间膜上,具有4μm以下的裂纹的所述隔室为总隔室数的9%以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.30 JP 2016-0683951.一种陶瓷膜过滤器,具备:基材,该基材形成供流体流通的隔室;中间膜,该中间膜形成在所述基材上;以及分离膜,该分离膜形成在所述中间膜上,具有4μm以下的裂纹的所述隔室为总隔室数的9%以下。2.根据权利要求1所述的陶瓷膜过滤器,其中,在水中的初次冒泡压力为0.08MPa以上,冒泡隔室数的比例为总隔室数的9%以下。3.根据权利要求1或2所述的陶瓷膜过滤器,其中,所述分离膜的平均膜厚为5μm~20μm。4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的陶瓷膜过滤器,其中,所述中间膜的平均膜厚为120μm~450μm。5.根据权利要求1~4中的任意一项所述的陶瓷膜过滤器,其中,所述中间膜的平均细孔径为0.1μm~0.6μm的范围。6.根据权利要求1~5中的任意一项所述的陶瓷膜过滤器,其中,所述中间膜包含氧化铝及氧化钛中的任意一种作为主原料,包含粘土及氧化钛中的任意一种作为烧结材料。7.一种陶瓷膜过滤器的制造方法,包括:形成工序,即,将有机粘合剂、陶瓷原料、溶剂混合,得到原料浆料,使用该原料浆料在基材上形成中间膜的原料层,所述有机粘合剂包含胶溶材料、多糖类化合物、以及干燥裂纹抑制剂,所述干燥裂纹抑制剂为具有链状结构且分子量为1000以下的树脂,所述形成工序中,在所述原料浆料中,以相对于所述陶瓷原料100质量份为0.20质量份~0.95质量份的范围添加所述干燥裂纹抑制剂,以相对于所述陶瓷原料100质量份为0.15质...

【专利技术属性】
技术研发人员:稗田耕士岩渕宗之
申请(专利权)人:日本碍子株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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