(57)【要約】【課題】セラミック分離膜の成膜精度を高めることができるセラミックフィルタの製造方法を提供すること。【解決手段】セラミックフィルタの製造方法は、基材２の内側に、弾性を有する弾性部材４を配置する弾性部材配置工程と、セラミック分離膜の原料を含む原料溶液５に、弾性部材４を内側に配置した基材２を浸漬し、基材２の外周面２１における膜形成領域２１１に膜前駆体を形成する膜前駆体形成工程と、基材２の外周面２１の膜形成領域２１１に形成された膜前駆体からセラミック分離膜を成膜する成膜工程とを有している。弾性部材配置工程では、基材２の外周面２１の膜形成領域２１１に対向する基材２の内周面２２の対向領域２２１に、弾性部材４を配置する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質筒状の基材の外周面にセラミック分離膜を形成してなるセラミックフィルタの製造方法であって、
前記基材の内側に、弾性を有する弾性部材を配置する弾性部材配置工程と、
前記セラミック分離膜の原料を含む原料溶液に、前記弾性部材を内側に配置した前記基材を浸漬し、該基材の前記外周面における膜形成領域に膜前駆体を形成する膜前駆体形成工程と、
前記基材の前記外周面の前記膜形成領域に形成された前記膜前駆体から前記セラミック分離膜を成膜する成膜工程とを有し、
前記弾性部材配置工程では、少なくとも、前記基材の前記外周面の前記膜形成領域に対向する前記基材の内周面の対向領域に、前記弾性部材を配置することを特徴とするセラミックフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記弾性部材配置工程では、前記基材の前記内周面全体に、前記弾性部材を配置することを特徴とする請求項１に記載のセラミックフィルタの製造方法。
【請求項３】
前記基材の内側に配置する前の前記弾性部材の外径は、前記基材の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のセラミックフィルタの製造方法。
【請求項４】
前記膜前駆体形成工程の後、前記基材の内側に前記弾性部材を配置した状態で、前記膜前駆体を乾燥させる乾燥工程を行い、該乾燥工程の後、前記基材の内側から前記弾性部材を除去することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のセラミックフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固液分離、溶剤脱水等に用いられるセラミックフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固液分離、溶剤脱水等に用いられるフィルタとして、例えば、多孔質筒状の基材の外周面にセラミック分離膜が形成されたセラミックフィルタが知られている。セラミック分離膜としては、例えば、ゼオライト膜やアルミナ等からなるセラミック多孔質膜等が用いられている。
【０００３】
セラミックフィルタの製造方法としては、例えば、両端を封止した多孔質筒状の基材を原料溶液に浸漬し、基材の外周面にセラミック分離膜の膜前駆体（ゼオライトの種結晶やアルミナ等のセラミック微粒子）をコーティングし、この膜前駆体からセラミック分離膜（ゼオライト膜やセラミック多孔質膜）を成膜する手法が開示されている（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−９０２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の手法では、両端を封止した多孔質筒状の基材を原料溶液中に浸漬するが、このとき、基材が多孔質であるため、原料溶液が基材の外側（外周面側）から内側に浸透し、基材の内側に液溜まりを形成することがある。そのため、原料溶液から基材を引き上げる際に、基材の内側に浸入した原料溶液が基材の外側に逆流することで、基材の外周面にコーティングした膜前駆体の一部が押し上げられて浮いたり、基材内部に残留していた微小な気泡が膜前駆体に移動したりする。これらは、セラミック分離膜の浮き（剥離）・ただれやピンホールといった膜欠陥を引き起こす原因となっていた。
【０００６】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、セラミック分離膜の成膜精度を高めることができるセラミックフィルタの製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のセラミックフィルタの製造方法は、多孔質筒状の基材の外周面にセラミック分離膜を形成してなるセラミックフィルタの製造方法であって、前記基材の内側に、弾性を有する弾性部材を配置する弾性部材配置工程と、前記セラミック分離膜の原料を含む原料溶液に、前記弾性部材を内側に配置した前記基材を浸漬し、該基材の前記外周面における膜形成領域に膜前駆体を形成する膜前駆体形成工程と、前記基材の前記外周面の前記膜形成領域に形成された前記膜前駆体から前記セラミック分離膜を成膜する成膜工程とを有し、前記弾性部材配置工程では、少なくとも、前記基材の前記外周面の前記膜形成領域に対向する前記基材の内周面の対向領域に、前記弾性部材を配置することを特徴とする。
【０００８】
前記のセラミックフィルタの製造方法は、弾性部材配置工程において、基材の内側に弾性部材を配置する。このとき、少なくとも、基材の外周面の膜形成領域に対向する基材の内周面の対向領域に、弾性部材を接触させて配置する。そのため、原料溶液に基材を浸漬した際に、原料溶液が基材の内側に浸入することを弾性部材によって抑制できる。したがって、浸漬した基材を原料溶液から引き上げる際に、基材の内側に浸入した原料溶液が基材の内周面の対向領域（膜前駆体を形成する膜形成領域に対向する領域）から基材の外側に逆流することを弾性部材によって抑制できる。
【０００９】
これにより、基材の引き上げ時に基材の内側から外側に向かって逆流する原料溶液によって、基材の外周面に形成した膜前駆体が押し上げられて浮いたり、基材内部に残留する微小な気泡が膜前駆体に移動したりすることを抑制できる。そして、膜前駆体に基づいて成膜するセラミック分離膜の浮き（剥離）・ただれやピンホールといった膜欠陥の発生を抑制することができる。その結果、基材の外周面にセラミック分離膜を精度良く成膜することができる。
【００１０】
このように、本発明によれば、セラミック分離膜の成膜精度を高めることができるセラミックフィルタの製造方法を提供することができる。すなわち、膜欠陥の無い、高品質のセラミック分離膜を備えたセラミックフィルタを得ることができる。
【００１１】
ここで、前記のセラミックフィルタの製造方法において、前記弾性部材配置工程では、前記基材の前記内周面全体に、前記弾性部材を配置してもよい。この場合には、原料溶液の基材内側への浸入、原料溶液の基材内側からの逆流を弾性部材によって抑制する効果を高めることができる。
【００１２】
また、前記基材の内側に配置する前の前記弾性部材の外径は、前記基材の内径よりも大きいことが好ましい。この場合には、弾性部材配置工程では、基材の内周面（対向領域）に対して弾性部材が密着して配置されることとなる。これにより、原料溶液の基材内側への浸入や原料溶液の基材内側からの逆流を弾性部材によって抑制する効果を高めることができる。なお、弾性部材の外径は、基材を損傷させることなく、基材の内側に配置できる程度の大きさに設定すればよい。
【００１３】
また、前記膜前駆体形成工程の後、前記基材の内側に前記弾性部材を配置した状態で、前記膜前駆体を乾燥させる乾燥工程を行い、該乾燥工程の後、前記基材の内側から前記弾性部材を除去することが好ましい。すなわち、乾燥前の膜前駆体は、流動性等を有する場合がある。したがって、基材と膜前駆体との両方を乾燥させた後に弾性部材を除去することで、膜前駆体を乾燥させる前に、つまり膜前駆体が流動性等を有する状態で弾性部材を除去する場合に比べ、弾性部材の除去時に膜前駆体を傷つける心配がない。これにより、基材の外周面に膜前駆体を精度良く形成することができ、セラミック分離膜の成膜精度を高めることができる。
【００１４】
また、前記弾性部材を構成する材料としては、例えば、弾力性・柔軟性に優れた高分子材料が適している。また、前記弾性部材として要求される特性としては、本発明の効果を阻害しないように、原料溶液に溶解しないこと、膨潤・吸水しないこと等が挙げられる。弾性部材が原料溶液に溶出すると、原料溶液の成分が変化する可能性があるため、好ましくない。また、弾性部材が膨潤・吸水すると、基材内部に浸透する原料溶液の量が個々の基材で異なり、セラミック分離膜の膜厚ばらつきが大きくなるため、好ましくない。
【００１５】
原料溶液の溶媒が水である場合、弾性部材を構成する高分子材料としては、例えば、シリコンゴム、シリコンスポンジ、シリコンチューブ、ウレタンゴム、ウレタンスポンジ等が挙げられる。また、ゴム風船を用いることもできる。この場合には、基材の内側にゴム風船を配置し、これを膨らませることで基材の内側に弾性部材を配置することができる。
【００１６】
また、前記基材を構成する材料としては、例えば、アルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、無機系結合材等のセラミック材料を用いることができる。無機系結合材とは、例えば、ガラスフリット、カオリン、タルク（長石、ケイ石）等をいう。
【００１７】
また、前記基材は、前述した材料からなる支持体のみで構成されていてもよいし、例えば、支持体の外周面にセラミック分離膜の密着性を高めるための中間膜（中間層）等を形成して構成されていてもよい。また、前記基材の気孔径、気孔率等は、特に限定されず、用途等に応じて適宜設定することができる。
【００１８】
また、前記セラミック分離膜としては、例えば、アルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカ、窒化ケイ素、炭化ケイ素等のセラミック微粒子を焼成してなるセラミック多孔質膜や、ゼオライト膜等を用いることができる。
【００１９】
また、前記セラミック分離膜としてセラミック多孔質膜を用いた場合、その気孔径、気孔率、膜厚等は、特に限定されず、用途等に応じて適宜設定することができる。気孔径や気孔率は、原料溶液中に含まれるセラミック分離膜の原料の粒径等により制御することができ、膜厚は、原料溶液中の原料濃度や成膜回数等により制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１において、（ａ）はセラミックフィルタを示す斜視図であり、（ｂ）はセラミックフィルタの軸方向断面を示す断面図である。
【図２】実施形態１において、（ａ）は基材を示す斜視図であり、（ｂ）は基材の軸方向断面を示す断面図である。
【図３】実施形態１において、基材の内側に弾性部材を配置した状態を示す断面説明図である。
【図４】実施形態１において、原料溶液に弾性部材を内側に配置した基材を浸漬した状態を示す説明図である。
【図５】実施形態１において、基材の外周面の膜形成領域に膜前駆体を形成した状態を示す断面説明図である。
【図６】実施形態２において、基材の内側に弾性部材を配置した状態を示す断面説明図である。
【図７】その他の実施形態において、（ａ）は基材を示す斜視図であり、（ｂ）はセラミックフィルタを示す斜視図である。
【図８】その他の実施形態において、（ａ）は基材を示す斜視図であり、（ｂ）は基材の軸方向断面を示す断面図である。
【図９】その他の実施形態において、（ａ）及び（ｂ）は基材の内側に弾性部材を配置した状態を示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
（実施形態１）
まず、本実施形態のセラミックフィルタの製造方法により製造されるセラミックフィルタについて説明する。
【００２２】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、セラミックフィルタ１は、多孔質筒状の基材２と、基材２の外周面２１に形成されたセラミック分離膜３とを備えている。円筒状の基材２は、多孔質のアルミナからなる支持体である。基材２は、外径が１４ｍｍ、内径が１０ｍｍ、全長が２００ｍｍである。セラミック分離膜３は、アルミナからなるセラミック多孔質膜である。セラミック分離膜３の膜厚は、６０μｍである。
【００２３】
次に、本実施形態のセラミックフィルタの製造方法について説明する。
図２〜図５に示すように、本実施形態のセラミックフィルタの製造方法は、基材２の内側に、弾性を有する弾性部材４を配置する弾性部材配置工程と、セラミック分離膜３の原料を含む原料溶液５に、弾性部材４を内側に配置した基材２を浸漬し、基材２の外周面２１における膜形成領域２１１に膜前駆体３０を形成する膜前駆体形成工程と、基材２の外周面２１の膜形成領域２１１に形成された膜前駆体３０からセラミック分離膜３を成膜する成膜工程とを有している。そして、弾性部材配置工程では、少なくとも、基材２の外周面２１の膜形成領域２１１に対向する基材２の内周面２２の対向領域２２１に、弾性部材４を配置する。以下、これを詳説する。
【００２４】
まず、セラミックフィルタ１（図１）を製造するに当たって、図２に示すように、多孔質円筒状の基材２を準備した。具体的には、アルミナ：１００重量部、メチルセルロース：１０重量部、水：２５重量部、潤滑剤：５重量部をミキサーで混合・混練し、押出成形用坏土を得た。そして、押出成形機を用いて、外径１４ｍｍ、内径１０ｍｍ、全長３００ｍｍの円筒体を押出成形し、ローラー回転乾燥機で乾燥させ、焼成前の円筒状成形体を得た。
【００２５】
得られた円筒状成形体を大気雰囲気中、１６００℃、３時間の条件で焼成し、円筒状焼成体を得た。その後、円筒状焼成体の両端部を切除し、研磨を行った。これにより、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、多孔質のアルミナセラミックからなる全長２００ｍｍの円筒状の基材２を得た。本実施形態では、同図に示すように、基材２の外周面２１全体がセラミック分離膜３（図１）を形成する膜形成領域２１１である。
【００２６】
次いで、図３に示すように、弾性部材配置工程を行った。具体的には、多孔質円筒状の基材２の内側（内周面２２側）に、外径１２ｍｍの円柱状のシリコンスポンジからなる弾性部材４を挿入配置した。そして、基材２の内周面２２の対向領域２２１に、弾性部材４を接触させて配置した。本実施形態では、基材２の内側に配置する前（弾性部材配置工程前）の弾性部材４の外径は、基材２の内径よりも大きい。また、弾性部材４の全長は、基材２の全長よりも長い。
【００２７】
また、基材２の内側に挿入配置された弾性部材４の外周面４１は、基材２の内周面２２の対向領域２２１に密着している。なお、対向領域２２１とは、基材２の外周面２１の膜形成領域２１１に対して径方向に対向する基材２の内周面２２の領域のことである。本実施形態では、基材２の外周面２１全体が膜形成領域２１１であるため、基材２の内周面２２全体が対向領域２２１である。また、弾性部材４の両端部は、基材２の両端から外側に飛び出している。
【００２８】
次いで、図４に示すように、膜前駆体形成工程を行った。具体的には、原料溶液５に、弾性部材４を内側に配置した基材２を浸漬した。なお、原料溶液５は、粒径０．３５μｍのアルミナ：１００重量部、ポリアクリル酸エステル：１．５重量部、ポリアクリル酸系有機バインダ：２０重量部、水：２００重量部を混合して調製した。基材２の下降速度は１ｍｍ／秒とした。そして、基材２が完全に原料溶液５に浸かった状態で１０分間保持した。その後、引き上げ速度１ｍｍ／秒で基材２を原料溶液５から引き上げた。
【００２９】
これにより、図５に示すように、基材２の外周面２１の膜形成領域２１１（外周面２１全体）に膜前駆体３０をコーティングした。膜前駆体３０は、基材２の外周面２１上に原料溶液５中のアルミナ微粒子が堆積して形成された焼き付け前のセラミック多孔質膜である。
【００３０】
次いで、乾燥工程を行った。具体的には、基材２の内側に弾性部材４を配置した状態（図５に示す状態）で、膜前駆体３０を室温で２４時間乾燥させた。その後、基材２の内側から弾性部材４を引き抜いて除去した。なお、乾燥工程における乾燥温度は、原料溶液５の溶媒（本実施形態では水）の沸点未満にすることが好ましい。沸点以上の温度で乾燥させると、溶媒の突沸により膜前駆体３０が剥がれる可能性があるからである。
【００３１】
次いで、成膜工程を行った。具体的には、膜前駆体３０が形成された基材２を大気雰囲気中、１４００℃、２時間の条件で焼成し、膜前駆体３０の焼き付けを行った。なお、焼き付け温度は、セラミック材料により異なるが、通常１０００〜１６００℃程度である。これにより、図１に示すように、基材２の外周面２１全体にセラミック分離膜３を成膜し、セラミックフィルタ１を得た。
【００３２】
次に、本実施形態における作用効果について説明する。
本実施形態のセラミックフィルタの製造方法は、弾性部材配置工程において、基材２の内側に弾性部材４を配置する。このとき、基材２の外周面２１の膜形成領域２１１に対向する基材２の内周面２２の対向領域２２１に、弾性部材４を接触させて配置する。そのため、原料溶液５に基材２を浸漬した際に、原料溶液５が基材２の内側に浸入することを弾性部材４によって抑制できる。したがって、浸漬した基材２を原料溶液５から引き上げる際に、基材２の内側に浸入した原料溶液５が基材２の内周面２２の対向領域２２１（膜前駆体３０を形成する膜形成領域２１１に対向する領域）から基材２の外側に逆流することを弾性部材４によって抑制できる。
【００３３】
これにより、基材２の引き上げ時に基材２の内側から外側に向かって逆流する原料溶液５によって、基材２の外周面２１に形成した膜前駆体３０が押し上げられて浮いたり、基材２内部に残留する微小な気泡が膜前駆体３０に移動したりすることを抑制できる。そして、膜前駆体３０に基づいて成膜するセラミック分離膜３の浮き（剥離）・ただれやピンホールといった膜欠陥の発生を抑制することができる。その結果、基材２の外周面２１にセラミック分離膜３を精度良く成膜することができる。
【００３４】
また、本実施形態において、弾性部材配置工程では、基材２の内周面２２全体に、弾性部材４を配置する。そのため、原料溶液５の基材２内側への浸入、原料溶液５の基材２内側からの逆流を弾性部材４によって抑制する効果を高めることができる。また、弾性部材４の両端部が基材２の両端から外側に飛び出していることから、基材２を原料溶液５に浸漬する際の作業性を向上させることができる。
【００３５】
また、基材２の内側に配置する前の弾性部材４の外径は、基材２の内径よりも大きい。そのため、弾性部材配置工程では、基材２の内周面２２（対向領域２２１）に対して弾性部材４が密着して配置されることとなる。これにより、原料溶液５の基材２内側への浸入や原料溶液５の基材２内側からの逆流を弾性部材４によって抑制する効果を高めることができる。
【００３６】
また、膜前駆体形成工程の後、基材２の内側に弾性部材４を配置した状態で、膜前駆体３０を乾燥させる乾燥工程を行い、乾燥工程の後、基材２の内側から弾性部材４を除去する。すなわち、乾燥前の膜前駆体３０は、流動性等を有する場合がある。したがって、基材２と膜前駆体３０との両方を乾燥させた後に弾性部材４を除去することで、膜前駆体３０を乾燥させる前に、つまり膜前駆体３０が流動性等を有する状態で弾性部材４を除去する場合に比べ、弾性部材４の除去時に膜前駆体３０を傷つける心配がない。これにより、基材２の外周面２１に膜前駆体３０を精度良く形成することができ、セラミック分離膜３の成膜精度を高めることができる。
【００３７】
このように、本実施形態によれば、セラミック分離膜３の成膜精度を高めることができるセラミックフィルタの製造方法を提供することができる。すなわち、膜欠陥の無い、高品質のセラミック分離膜３を備えたセラミックフィルタ１を得ることができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、原料溶液５に含まれる溶媒として、取り扱いの容易性から水を使用したが、基材２に対する濡れ性を向上させるため、原料溶液５に有機系溶媒を混合してもよい。
【００３９】
また、本実施形態では、原料溶液５に基材２を浸漬した後、引き上げ速度１ｍｍ／秒で基材２を原料溶液５から引き上げたが、基材２の引き上げ速度は、０．１〜３０ｍｍ／秒の範囲内に設定することが好ましく、０．５〜１０ｍｍ／秒の範囲内に設定することがより好ましい。引き上げ速度が０．１ｍｍ／秒未満の場合には、処理時間が長くなるおそれがある。一方、引き上げ速度が３０ｍｍ／秒を超える場合には、原料溶液５中の気泡を巻き込んでしまうおそれがある。
【００４０】
また、本実施形態では、１回の成膜工程で所望の膜厚のセラミック分離膜３を成膜したが、例えば、１回の成膜工程で所望の膜厚が得られない場合には、成膜工程を複数回行って厚膜化の調整をすることも可能である。この場合、一連の工程（弾性部材配置工程、膜前駆体形成工程及び成膜工程）を複数回繰り返して行うことが好ましい。
【００４１】
特に、膜前駆体となるセラミック多孔質膜を形成するたびにそのセラミック多孔質膜を焼き付けることが好ましい。セラミック多孔質膜の焼き付けをせずに、さらにその上にセラミック多孔質膜を形成しようとすると、先に形成したセラミック多孔質膜が原料溶液に溶解し、膜表面が不均一となり、膜欠陥を引き起こす原因となる可能性があるからである。また、基材２の軸方向において、セラミック分離膜３の膜厚ばらつきを抑えるために、基材２を上下に反転させながら一連の工程を複数回繰り返して行うことが好ましい。
【００４２】
（実施形態２）
本実施形態は、セラミックフィルタの製造方法において、弾性部材の種類・形状を変更した例である。
【００４３】
図６に示すように、本実施形態のセラミックフィルタの製造方法において、弾性部材配置工程では、基材２の内側に、外径１０．５ｍｍの円筒状のシリコンチューブからなる弾性部材４を挿入配置した。その他の基本的な製造方法は、実施形態１と同様である。
【００４４】
本実施形態の場合にも、実施形態１と同様に、基材２の外周面２１にセラミック分離膜３を精度良く成膜することができる。そして、セラミック分離膜３における膜欠陥の発生を抑制することができる。すなわち、膜欠陥の無い、高品質のセラミック分離膜３を備えたセラミックフィルタ１を得ることができる。その他の基本的な作用効果は、実施形態１と同様である。
【００４５】
（実験例１）
本実験例は、本発明の実施例であるセラミックフィルタ（実施例１、２）及び比較例であるセラミックフィルタ（比較例１）について、セラミック分離膜（セラミック多孔質膜）を評価したものである。
【００４６】
＜実施例１、２のセラミックフィルタの作製＞
実施例１のセラミックフィルタは、前述の実施形態１と同様の方法（弾性部材：円柱状のシリコンスポンジ）により作製した。また、実施例２のセラミックフィルタは、前述の実施形態２と同様の方法（弾性部材：円筒状のシリコンチューブ）により作製した。
【００４７】
＜比較例１のセラミックフィルタの作製＞
比較例１のセラミックフィルタは、弾性部材を用いないこと以外は前述の実施形態１、２と同様の方法により作製した。なお、膜前駆体形成工程では、基材に対して封止処理等を施すことにより、原料溶液が基材の軸方向両端開口部から基材の内側に浸入しないようにした。
【００４８】
＜セラミック分離膜の評価＞
軸方向両端部を切除して全長１５０ｍｍとした円筒状のセラミックフィルタに対して、セラミック分離膜（セラミック多孔質膜）の最大孔径及び膜厚を測定した。最大孔径は、バルブポイント法（ＡＳＴＭ  Ｆ３１６−０３に準拠）によりＰｏｌｏＬｕｘ１０００（ベネルクス・サイエンティフィック社製）を用いて測定した。また、測定液は、パーフルオロエーテルを主成分とする湿潤液を用いた。なお、実施例１、２及び比較例１のサンプル個体数は５とした。
【００４９】
【表１】
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表１にセラミック分離膜の評価結果を示す。
【００５０】
同表からわかるように、実施例１、２のセラミックフィルタのセラミック分離膜の最大孔径は、０．２〜０．３μｍである。多孔質の基材の貫通孔分布が０．８〜３．１μｍであることから、この最大孔径の値は、セラミック分離膜由来の孔径と推測される。
【００５１】
一方、比較例１のセラミックフィルタのセラミック分離膜には、最大孔径の値が基材の貫通孔分布と一致するものがある。これは、セラミック分離膜に膜欠陥が発生しており、基材の貫通孔の孔径を検出したものと推測される。
【００５２】
このように、本発明のセラミックフィルタの製造方法によれば、セラミック分離膜（セラミック多孔質膜）の成膜精度を高め、膜欠陥の発生を抑制することができることがわかった。すなわち、膜欠陥の無い、高品質のセラミック分離膜（セラミック多孔質膜）を備えたセラミックフィルタが得られることがわかった。
【００５３】
（実施形態３）
本実施形態は、セラミックフィルタの製造方法において、セラミック分離膜の種類を変更した例である。以下、前述の図１〜図４を用いて説明する。
【００５４】
図１に示すように、本実施形態のセラミックフィルタの製造方法により製造されるセラミックフィルタ１において、セラミック分離膜３は、ゼオライト膜である。その他の基本的な構成は、実施形態１と同様である。
【００５５】
また、本実施形態のセラミックフィルタの製造方法において、図２に示すように、多孔質円筒状の基材２を準備した。次いで、図３に示すように、弾性部材配置工程を行った。具体的には、多孔質円筒状の基材２の内側に、弾性部材４を挿入配置した。
【００５６】
次いで、図４に示すように、膜前駆体形成工程を行った。具体的には、ゼオライト種結晶を純水に分散させたスラリー状の原料溶液５に、弾性部材４を内側に配置した基材２を所定時間浸漬した後、原料溶液５から引き上げた。これにより、基材２の外周面２１の膜形成領域２１１（外周面２１全体）に膜前駆体であるゼオライト種結晶を付着させた。
【００５７】
次いで、乾燥工程を行った。具体的には、基材２の内側に弾性部材４を配置した状態で、膜前駆体であるゼオライト種結晶を８０℃で乾燥させた。その後、基材２の内側から弾性部材４を引き抜いて除去した。
【００５８】
次いで、成膜工程を行った。具体的には、耐圧容器（図示略）内に入れた所定の合成液に、膜前駆体（ゼオライト種結晶）を付着させた基材２を浸漬した。そして、耐圧容器を１５０℃の高温乾燥機に静置し、水熱合成を行った。なお、合成液としては、組成を調整して均一化した水溶液、例えば、Ｓｉ元素源、Ａｌ元素源、必要に応じて構造規定剤と呼ばれる有機テンプレートやアルカリ源等を含む水溶液を用いた。
【００５９】
次いで、耐圧容器を室温まで冷却し、耐圧容器内から基材２を取り出した。そして、基材２を水洗いし、乾燥させた。これにより、図１に示すように、基材２の外周面２１全体にセラミック分離膜３（ゼオライト膜）を成膜し、セラミックフィルタ１を得た。その他の基本的な製造方法は、実施形態１と同様である。
【００６０】
本実施形態の場合にも、実施形態１と同様に、基材２の外周面２１にセラミック分離膜３（ゼオライト膜）を精度良く成膜することができる。そして、セラミック分離膜３における膜欠陥の発生を抑制することができる。すなわち、膜欠陥の無い、高品質のセラミック分離膜３を備えたセラミックフィルタ１を得ることができる。その他の基本的な作用効果は、実施形態１と同様である。
【００６１】
（実験例２）
本実験例は、本発明の実施例であるセラミックフィルタ（実施例３）及び比較例であるセラミックフィルタ（比較例２）について、セラミック分離膜（ゼオライト膜）を評価したものである。
【００６２】
＜実施例３のセラミックフィルタの作製＞
実施例３のセラミックフィルタは、前述の実施形態３と同様の方法（弾性部材：円柱状のシリコンスポンジ）により作製した。
【００６３】
＜比較例２のセラミックフィルタの作製＞
比較例２のセラミックフィルタは、弾性部材を用いないこと以外は前述の実施形態３と同様の方法により作製した。なお、膜前駆体形成工程では、基材に対して封止処理等を施すことにより、原料溶液が基材の軸方向両端開口部から基材の内側に浸入しないようにした。
【００６４】
＜セラミック分離膜の評価＞
作製したセラミックフィルタのセラミック分離膜（ゼオライト膜）に対して、浸透気化分離評価を実施した。浸透気化分離評価は、エタノール９０％、水１０％の混合液を供給液として、透過側を２ｋＰａまで減圧した場合の透過液側の水の純度を測定することで分離係数を算出し、これを比較した。分離係数は、（透過液の水量／透過液のエタノール量）／（供給液の水量／供給液のエタノール量）の式により求めることができる。
【００６５】
前述の浸透気化分離評価を実施したところ、実施例３のセラミック分離膜の分離係数は２２００であったのに対し、比較例２のセラミック分離膜の分離係数は１５０であった。これは、比較例２のセラミック分離膜に膜欠陥が発生しており、エタノールを十分に分離できなかったものと推測される。
【００６６】
このように、本発明のセラミックフィルタの製造方法によれば、セラミック分離膜（ゼオライト膜）の成膜精度を高め、膜欠陥の発生を抑制することができることがわかった。すなわち、膜欠陥の無い、高品質のセラミック分離膜（ゼオライト膜）を備えたセラミックフィルタが得られることがわかった。
【００６７】
（その他の実施形態）
本発明は、前記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
【００６８】
（１）前記実施形態では、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、多孔質のアルミナからなる基材２を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、図７（ａ）に示すように、基材２として、多孔質のアルミナ等のセラミックからなる支持体２ａと、その支持体２ａの外周面に形成された多孔質の中間膜２ｂとを有する基材２を用いてもよい。そして、図７（ｂ）に示すように、支持体２ａ及び中間膜２ｂにより構成された基材２にセラミック分離膜３を形成したセラミックフィルタ１としてもよい。なお、中間膜２ｂは、例えば、セラミック分離膜３との密着性を高めるためのものであり、図７（ａ）のように１層であってもよいし、複数層であってもよい。
【００６９】
（２）前記実施形態では、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、基材２の外周面２１全体が膜形成領域２１１であるが、例えば、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、基材２の外周面２１の一部が膜形成領域２１１であってもよい。同図に示す例では、基材２の外周面２１における両端部分を除く部分（点線と点線の間の領域）が膜形成領域２１１である。
【００７０】
また、前記実施形態では、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、基材２の内周面２２全体が対向領域２２１であるが、例えば、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、基材２の内周面２２の一部が対向領域２２１であってもよい。同図に示す例では、基材２の内周面２２における両端部分を除く部分（点線と点線の間の領域）が対向領域２２１である。
【００７１】
（３）前記実施形態では、弾性部材配置工程において、図３に示すように、少なくとも、基材２の外周面２１の膜形成領域２１１に対向する基材２の内周面２２の対向領域２２１に弾性部材４を配置する。したがって、例えば、図９（ａ）に示すように、基材２の内周面２２の対向領域２２１のみに弾性部材４を配置してもよいし、図９（ｂ）に示すように、基材２の内周面２２の対向領域２２１及びその外側（点線よりも外側）の領域にまで弾性部材４を配置してもよい。
【００７２】
（４）前記実施形態では、弾性部材配置工程において、図３に示すように、基材２の内周面２２全体に弾性部材４を配置しているが、例えば、図９（ａ）に示すように、基材２の内周面２２の一部に弾性部材４を配置してもよい。
【００７３】
（５）前記実施形態では、弾性部材配置工程において、図３に示すように、基材２の内側に弾性部材４を配置した状態で、弾性部材４の両端部が基材２の両端から外側に飛び出しているが、例えば、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、弾性部材４の両端部が基材２の両端から外側に飛び出さないようにしてもよい。
【００７４】
（６）前記実施形態１では、弾性部材配置工程において、図３に示すように、基材２の内側に、中実のシリコンスポンジからなる弾性部材４を挿入配置している。また、前記実施形態２では、弾性部材配置工程において、図６に示すように、基材２の内側に筒状のシリコンチューブからなる弾性部材４を挿入配置している。すなわち、弾性部材４の形状や構造は、基材２を破損させることなく基材２の内周面２２の対向領域２２１に密着させることができれば、特に限定されるものではなく、前述のように中実や筒状であってもよいし、ゴム風船等のように中空であってもよい。
【００７５】
（７）前記実施形態では、乾燥工程の後、基材２の内側から弾性部材４を除去することとしているが、弾性部材４は、基材２の浸漬時及び引き上げ時に基材２に配置されていればよく、成膜工程時には基材２から除去されていることが好ましい。
【符号の説明】
【００７６】
１…セラミックフィルタ
２…基材
２１…外周面
２１１…膜形成領域
２２…内周面
２２１…対向領域
３…セラミック分離膜
３０…膜前駆体
４…弾性部材
５…原料溶液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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