蜂窝形状陶瓷多孔体、其制造方法及蜂窝形状陶瓷分离膜结构体技术

技术编号:10746313 阅读:151 留言:0更新日期:2014-12-10 18:11
本发明专利技术的课题是提供具备配置有中间层且具有分离层的分离孔单元和未配置中间层的排出孔单元时,难以产生狭缝裂纹的蜂窝形状陶瓷多孔体、其制造方法及蜂窝形状陶瓷分离膜结构体。分离膜结构体1具有隔壁3,该隔壁3由形成有许多细孔的蜂窝形状陶瓷多孔体9构成,通过该隔壁3,形成成为流体流路的孔单元4。作为孔单元4,具备有分离孔单元4a和排出孔单元4b。分离孔单元4a的基材30表面配置有中间层,进一步形成有分离层。中间层具有骨料颗粒互相通过热膨胀系数与骨料颗粒相同或更高的无机粘结剂粘合而成的结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的课题是提供具备配置有中间层且具有分离层的分离孔单元和未配置中间层的排出孔单元时,难以产生狭缝裂纹的蜂窝形状陶瓷多孔体、其制造方法及蜂窝形状陶瓷分离膜结构体。分离膜结构体1具有隔壁3,该隔壁3由形成有许多细孔的蜂窝形状陶瓷多孔体9构成,通过该隔壁3,形成成为流体流路的孔单元4。作为孔单元4,具备有分离孔单元4a和排出孔单元4b。分离孔单元4a的基材30表面配置有中间层,进一步形成有分离层。中间层具有骨料颗粒互相通过热膨胀系数与骨料颗粒相同或更高的无机粘结剂粘合而成的结构。【专利说明】蜂窝形状陶瓷多孔体、其制造方法及蜂窝形状陶瓷分离膜结构体
本专利技术关于抑制裂纹产生的蜂窝形状陶瓷多孔体、其制造方法及具备有分离层的蜂窝形状陶瓷分离膜结构体。
技术介绍
近年来,为了从多成分的混合物(混合流体)中仅选择性回收特定的成分,陶瓷制的过滤器被使用。陶瓷制的过滤器较之于有机高分子制的过滤器,由于机械强度、耐久性、耐腐蚀性等良好,因此在水处理和废气处理或医药和食品领域等广泛领域中理想地适用于除去液体和气体中的悬浊物质、细菌、粉尘等。 此种陶瓷制的过滤器中,为了在确保分离性能的同时提升渗透性能,必须加大膜面积(分离膜的面积),为此,呈蜂窝形状较为理想。另外,蜂窝形状的过滤器(蜂窝形状陶瓷分离膜结构体)较之于管形的,具有能实现难折断、低成本化等优势。蜂窝形状陶瓷分离膜结构体指的是,大多情况下,外形为圆柱形,具备多孔质的基材,该基材内部具有形成在其轴方向的许多平行的流路(称为孔单元)。另外,在形成孔单元的内壁面上,形成有孔径小于该多孔质基材的分离膜(分离层)。 蜂窝形状陶瓷分离膜结构体(微滤膜、超滤膜、渗透汽化膜、气体分离膜、逆渗透膜),理想的是通过在运转时施加较高的压力而增大渗透流量。特别是超滤、气体分离、逆渗透膜中,由于分离膜的渗透系数小,因此必须施加较高的运转压力进行分离纯化。 专利文献I中公开了具有由氧化钛构成的粘合部的陶瓷多孔质膜。提供可以低温烧成制作、并且具有可实用强度、耐腐蚀性的多孔体。 专利文献2中公开了含有熔块(氧化钛等)、微粒骨料的陶瓷多孔体。通过烧结含有骨料及熔块的原料,提供强度优于以往的陶瓷多孔体。 专利文献3中公开了耐酸性及耐碱性良好的氧化铝多孔体。氧化铝多孔体含有5?30质量%的氧化钛和作为氧化物的1.5质量%以下的选自铜、锰、钙及锶的至少I个元素。通过含有氧化钛及铜等4种元素中的I种,提供高强度、对碱溶液和酸溶液的耐腐蚀性良好的氧化铝多孔体。 现有技术文献 专利文献 日本专利特开平10-236887号公报 日本专利特开2003-176185号公报 日本专利特开2010-228948号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题 蜂窝形状陶瓷分离膜结构体,优选在基材上设置平均孔径小于基材表面的多孔质的中间层,在该中间层上配设分离膜。此外,在配设有分离膜(分离层)的分离孔单元之夕卜,具有未配设分离膜的排出孔单元的话,透过分离膜的流体会通过排出孔单元而排出到外部,因此可以使压力损失变小,对膜分离有利。 但是,蜂窝形状陶瓷分离膜结构体具有分离孔单元和排出孔单元等2种孔单元的话,存在与排出孔单元邻接的部分容易产生裂纹(狭缝裂纹)的问题。产生狭缝裂纹的话,容易引起强度下降。特别是长期使用时裂纹会伸展而存在强度下降的可能性。此外,狭缝裂纹出现在排出孔单元与分离孔单元之间时,裂纹会造成分离层产生缺陷,产生无法充分发挥分离性能的问题。 专利文献1、2没有关于排出孔单元的记载,具有排出孔单元时,可以制作不产生狭缝裂纹、进一步具有高内压破坏强度的多孔体的范围不明。专利文献3也没有关于排出孔单元的记载,有必须含有铜等4种元素中的I种的需要。 本专利技术的课题是提供具备有配置有中间层且具有分离层的分离孔单元和未配置中间层的排出孔单元时,难以产生狭缝裂纹的蜂窝形状陶瓷多孔体、其制造方法及蜂窝形状陶瓷分离膜结构体。 解决专利技术的手段 本【专利技术者】们发现,当中间层所含的微粒的粘结剂的热膨胀系数小于中间层骨料时,容易产生狭缝裂纹。粘结剂的热膨胀系数较小的话,即使在高温下烧结、冷却,具有中间层的分离孔单元周边也难以收缩,另一方面,没有中间层的排出孔单元附近的骨料收缩大,因此,分离孔单元较多的部分与排出孔单元较多的部分之间会出现拉伸应力,产生狭缝裂纹。于是,根据本专利技术,提供以下的蜂窝形状陶瓷多孔体、其制造方法及蜂窝形状陶瓷分离膜结构体。 一种蜂窝形状陶瓷多孔体,具备有:蜂窝形状的基材,所述蜂窝形状的基材具有隔壁,该隔壁由形成有许多细孔的陶瓷多孔体构成,通过该隔壁,形成有多个贯通陶瓷多孔体、成为流体流路的孔单元;分离孔单元,所述分离孔单元具有配置在所述基材的表面的中间层,该中间层由形成有许多细孔的陶瓷多孔体构成,所述中间层的平均孔径小于所述基材的表面的平均孔径;和未配置所述中间层的排出孔单元;所述中间层具有骨料颗粒互相通过热膨胀系数与所述骨料颗粒相同或更高的无机粘结剂粘合而成的结构。 根据上述所述的蜂窝形状陶瓷多孔体,其中,构成所述基材及所述中间层的骨料为氧化铝,粘合所述中间层的所述骨料的所述无机粘结剂为氧化钛。 根据上述或所述的蜂窝形状陶瓷多孔体,其中,所述蜂窝形状陶瓷多孔体具有8MPa以上的内压破坏强度。 根据上述?任意一项所述的蜂窝形状陶瓷多孔体,其中,所述中间层的无机固体成分中的所述无机粘结剂成分的含有率为5?15质量%。 根据上述?任意一项所述的蜂窝形状陶瓷多孔体,其中,在所述中间层上,配置有比所述中间层细的颗粒的陶瓷多孔体所构成的上层。 根据上述所述的蜂窝形状陶瓷多孔体,其中,所述上层的主成分为氧化招。 一种蜂窝形状陶瓷分离膜结构体,在上述?任意一项所述的蜂窝形状陶瓷多孔体的所述分离孔单元上进一步配置了分离层。 一种蜂窝形状陶瓷多孔体的制造方法,是上述?任意一项所述的蜂窝形状陶瓷多孔体的制造方法,使形成所述中间层的含有所述骨料和所述无机粘结剂的中间层用浆料,附着在所述基材上,通过在1150?1300°C下烧成,形成所述中间层。 专利技术的效果 本专利技术的蜂窝形状陶瓷多孔体,与排出孔单元邻接的部分(排出孔单元间、排出孔单元与分离孔单元之间)难以产生裂纹,具有高强度。因此,可以制作具有高分离性能的分离层(分离膜)。 【专利附图】【附图说明】 显示含有本专利技术涉及的蜂窝形状陶瓷多孔体的蜂窝形状陶瓷分离膜结构体的一实施方式的图,是切下了一部分的侧视图。 放大显示图1中的A-A’截面的分离孔单元附近的部分放大截面图。 显示分离膜结构体的实施方式I的层构成的模式图。 显示分离膜结构体的实施方式2的层构成的模式图。 显示分离膜结构体的实施方式3的层构成的模式图。 显示分离膜结构体的实施方式4的层构成的模式图。 显示蜂窝形状陶瓷多孔体的端面的模式图。 显示蜂窝形状陶瓷分离膜结构体安装在外壳内的实施方式,显示与蜂窝形状陶瓷分离膜结构体的孔单元延伸方向平行的截面的模式图。 蜂窝形状陶瓷分离膜结构体安装在外壳内的其他实施方式,显示与蜂窝形状陶瓷分离膜结构体的孔单元延伸方向平行的截面的模式图。 显示颗粒附着工序中,流入晶种引入浆本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种蜂窝形状陶瓷多孔体,具备有:蜂窝形状的基材,所述蜂窝形状的基材具有隔壁,该隔壁由形成有许多细孔的陶瓷多孔体构成,通过该隔壁,形成有多个贯通陶瓷多孔体、成为流体流路的孔单元,分离孔单元,所述分离孔单元具有配置在所述基材的表面的中间层,该中间层由形成有许多细孔的陶瓷多孔体构成,所述中间层的平均孔径小于所述基材的表面的平均孔径,和未配置所述中间层的排出孔单元;所述中间层具有骨料颗粒互相通过热膨胀系数与所述骨料颗粒相同或更高的无机粘结剂粘合而成的结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:谷岛健二宫原诚内川哲哉寺西慎市川真纪子铃木秀之
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

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1