陶瓷过滤器制造技术

一种陶瓷过滤器，具备：“具有分割形成从一个端面（11）延伸至另一个端面（12）的多个孔单元（2）的分隔壁（1）、材质为陶瓷”的多孔质基材（3），“配置于孔单元（2）内的壁面、材质为陶瓷”的分离膜（21），以“不堵塞孔单元（2）开口部的状态”配置于一个端面（11）以及另一个端面（12）的玻璃封口（31）；玻璃封口（31）中，分散有热膨胀系数为玻璃封口（31）所含有的玻璃的热膨胀系数的90~110%的陶瓷粒子。提供高温条件下可长时间使用的陶瓷过滤器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及陶瓷过滤器，更详细地，涉及高温条件下可长时间使用的陶瓷过滤器。技术背景利用了陶瓷多孔体的陶瓷过滤器，由于比高分子膜的机械强度和耐久性良好，因此可信赖度高。此外，陶瓷过滤器由于耐腐蚀性高，用酸和碱等药液洗净时的劣化少，另外， 可以精密控制决定过滤能力的平均孔径。由于陶瓷过滤器具有此种优点，因此，除了水处理和排气处理领域以外，还可在以医药·食品领域为首的广泛领域中，用于过滤除去液体、气体等流体中存在的悬浊物质、细菌、粉尘等。此外，也可用于分离精制2种成分以上的液体混合物的渗透汽化用途、分离精制2种成分以上的气体混合物的气体分离用途。作为陶瓷过滤器，可使用例如，具备形成有多个“从一个端面延伸至另一个端面的贯通孔”的孔单元、材质为陶瓷的柱状多孔质基材，配置于孔单元内的壁面、材质为陶瓷的分离膜，配置为覆盖多孔质基材端面的玻璃封口的陶瓷过滤器等(例如，参照专利文献 I)。由此，可以在维持过滤性能的同时提高元件内部的流体透过性。现有技术文献专利文献专利文献I :日本专利特开2006-263498号公报
技术实现思路
专利文献I记载的陶瓷过滤器，虽然是可以有效除去液体和气体等流体中混合存在的悬浊物质、细菌、粉尘等的高耐腐蚀性过滤器，但在高温条件下长时间使用时，存在产生裂纹的问题。此外，在基材中配置沸石分离膜的情况等制造时暴露于高温碱水溶液的情况下，也会产生裂纹。本专利技术鉴于此种以往技术中存在的问题点而作，提供高温条件下可长时间使用的陶瓷过滤器。根据本专利技术，可提供以下所示的陶瓷过滤器。 一种陶瓷过滤器，具备具有分割形成从一个端面延伸至另一个端面的孔单元的分隔壁、材质为陶瓷的多孔质基材，配置于所述孔单元内的壁面、材质为陶瓷的分离膜，以不堵塞所述孔单元开口部的状态配置于所述一个端面以及所述另一个端面的玻璃封口 ；所述玻璃封口中，分散有热膨胀系数为玻璃封口所含有的玻璃的热膨胀系数的90 110%的陶瓷粒子。根据所述的陶瓷过滤器，其中，所述陶瓷粒子的材质为氧化铝或二氧化钛。根据或所述的陶瓷过滤器，其中，所述陶瓷粒子对于所述玻璃封口整体的面积占有率为5 50%。根据本专利技术的陶瓷过滤器，由于配置于多孔质基材端面的玻璃封口中，分散有热膨胀系数为“玻璃封口所含有的玻璃”的热膨胀系数的90 110%的陶瓷粒子，因此在高温条件下可长时间使用的。附图说明图I是显示本专利技术的陶瓷过滤器的一实施形态安装于外壳内的状态、显示陶瓷过滤器的“与孔单元的延伸方向平行的截面”的模式图。图2是构成本专利技术的陶瓷过滤器的一实施形态的多孔质基材的侧视示意图。图3是实施例I的陶瓷过滤器的平面示意图。图4是实施例以及比较例的陶瓷过滤器的“陶瓷粒子的面积占有率”与“裂纹发生时间(耐热性)”的关系图表。符号说明I :分隔壁、2 :孔单元、3 :多孔质基材、4 :外周壁、5 :外周面、11 :一个端面、12 :另一个端面、21 :分离膜、31 :玻璃封口、41 :外壳、42 :流体入口、43 :流体出口、44 :密封材料、 100,101 :陶瓷过滤器、Fl :被处理流体、F2 :已处理流体。具体实施方式以下说明本专利技术的实施形态，但本专利技术不限定于以下实施形态，在不脱离本专利技术主旨的范围内，根据本行业的一般知识，对以下实施形态进行的适当变更、改良等也应理解为在本专利技术范围之内。(I)陶瓷过滤器本专利技术的陶瓷过滤器的一实施形态，如图I所示，具备“具有分割形成从一个端面11延伸至另一个端面12的多个孔单元2的分隔壁I以及位于最外周的外周壁4、材质为陶瓷的”多孔质基材3，“配置于孔单元2内的壁面、材质为陶瓷的”分离膜21，以“不堵塞孔单元2开口部的状态配置于一个端面11以及另一个端面12的”玻璃封口 31，玻璃封口 31 中，分散有热膨胀系数为玻璃封口 31所含有的玻璃(玻璃封口 31中的玻璃部分)的热膨胀系数的90 110% (热膨胀系数比率)的陶瓷粒子。此处，“孔单元2内的壁面”指的是孔单元2内露出的“分隔壁I的表面”。此外，多孔质基材3优选具有多个孔单元2，但也可具有I个孔单元2。图I显示的是本专利技术的陶瓷过滤器的一实施形态安装于外壳41内的状态，是与陶瓷过滤器100的孔单元2的延伸方向平行的截面的示意图。如此，本实施形态的陶瓷过滤器100，由于配置于多孔质基材3端面的玻璃封口 31 中分散有陶瓷粒子，因此，即使在高温条件下使用而承受热应力，由于陶瓷粒子的存在，该应力被缓和，可在高温条件下长时间使用。另外，由于该陶瓷粒子的热膨胀系数为玻璃封口 31所含有的玻璃的热膨胀系数的90 110%，因此将陶瓷过滤器100在高温条件下使用时，可以防止“玻璃封口 31所含有的玻璃与陶瓷粒子的热膨胀差引起的玻璃封口 31产生裂纹”。此外，如本实施形态的陶瓷过滤器100般为蜂窝形状等复杂形状的话，其制造过程中容易产生残留应力，特别是5000cm3以上的较大蜂窝形状的陶瓷过滤器中，容易产生残留应力。因此，如此的大蜂窝形状的陶瓷过滤器中，玻璃封口容易产生裂纹。因此，本专利技术的陶瓷过滤器，在较大的蜂窝形状时，可以特别显著地发挥防止玻璃封口出现裂纹的效果。以下对本实施形态的陶瓷过滤器100的每个构成要素进行说明。(1-1)多孔质基材；本实施形态的陶瓷过滤器100 (参照图I)中，多孔质基材3，如图2所示，具有分割形成从一个端面11延伸至另一个端面12的多个孔单元2的分隔壁I以及位于最外周的外周壁4。此外，多孔质基材3的材质为陶瓷。“外周壁4位于多孔质基材3的最外周”指的是，外周壁4位于“与多孔质基材3的孔单元的延伸方向垂直的截面中的”最外周。图2是构成本专利技术的陶瓷过滤器的一实施形态的多孔质基材3的侧视示意图。构成多孔质基材的分隔壁以及外周壁的平均孔径考虑机械强度与过滤阻力的平衡而决定。通常，平均孔径优选I 100 μ m。此外，气孔率优选25 50%。平均孔径以及气孔率是通过压汞仪测定的值。构成多孔质基材的分隔壁，优选为由分隔壁主体和覆盖分隔壁主体表面的表面层形成的层积结构。分隔壁整体除去表面层部分即为分隔壁主体，此时，多孔质基材的“孔单元内的壁面(分隔壁的表面)”为表面层的表面。此外，优选在表面层的表面配置过滤膜。 此外，表面层的材质优选为陶瓷。多孔质基材(分隔壁、外周壁)的材质为陶瓷，优选氧化铝(Al2O3)、二氧化钛 (TiO2)、莫来石(Al2O3 · SiO2)、二氧化锆(ZrO2)等。其中，更优选容易获取粒径得到控制的原料(骨材粒子)、可形成稳定的生坯、且耐腐蚀性高的氧化铝。作为多孔质基材的分隔壁主体以及多孔质基材表面层的结构，也可选择至少其一部分通过玻璃成分(烧结助剂)使骨材粒子之间结合的结构。此种结构的陶瓷过滤器，可通过更低温的烧结而制造，可以更低成本生产。多孔质基材的形状，优选为具有一个端面11、另一个端面12以及外周面5的柱状 (解释为由于形成孔单元而成为中空的话，为“筒状”)。此外，多孔质基材的形状，由于可以增加单位体积的过滤面积、提高处理能力，优选“蜂窝状”或“独石柱状( 7 U 7 )”。对于多孔质基材整体的形状和尺寸，只要不阻碍其过滤功能，则无特别限制。作为整体的形状，可举出例如，圆柱(或圆筒)状、四角柱状(或与中心轴垂直的截面为四角形的筒状)、三角柱状(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：寺西慎，铃木秀之，磯村学，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：
国别省市：