(57)【要約】【課題】セラミックフィルター等に使用されるセラミック多孔質体の所望部分にシリカ等の無機酸化物をほぼ均一に凝集して担持させることが可能なセラミック多孔質体の製造方法を提供する。【解決手段】セラミック多孔質体に無機酸化物ゾルを含浸させ、前記セラミック多孔質体の任意の部分に対して送風を行うことにより、前記任意の部分の表層内部に前記無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子９を凝集させて乾燥させ、その後に焼成を行うセラミック多孔質体の製造方法。【選択図】図３
2005247605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック多孔質体に無機酸化物ゾルを含浸させ、前記セラミック多孔質体の任意の部分に対して送風を行うことにより、前記任意の部分の表層内部に前記無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子を凝集させて乾燥させ、その後に焼成を行うセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項２】
前記無機酸化物ゾルが、シリカゾル、チタニアゾル及びアルミナゾルの内の何れかである請求項１に記載のセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項３】
前記セラミック多孔質体がハニカム形状のセラミック多孔質体である請求項１又は２に記載のセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項４】
セラミックフィルターの製造方法として使用される請求項１ないし３の何れか一項に記載のセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項５】
セラミック多孔質体の表面に一層以上のセラミック多孔質膜を成膜して乾燥させた後、無機酸化物ゾルを含浸させ、前記セラミック多孔質膜の任意の部分の表面に対して送風を行うことにより、前記セラミック多孔質膜の前記任意の部分の膜内に前記無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子を凝集させて乾燥させ、その後に焼成を行うセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項６】
前記無機酸化物ゾルが、シリカゾル、チタニアゾル及びアルミナゾルの内の何れかである請求項５に記載のセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項７】
前記セラミック多孔質体がハニカム形状のセラミック多孔質体である請求項５又は６に記載のセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項８】
セラミックフィルターの製造方法として使用される請求項５ないし７の何れか一項に記載のセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項９】
セラミック多孔質体の表面に一層以上のセラミック多孔質膜を成膜して乾燥及び焼成させた後、無機酸化物ゾルを含浸させ、前記セラミック多孔質膜の任意の部分の表面に対して送風を行うことにより、前記セラミック多孔質膜の前記任意の部分の膜内に前記無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子を凝集させて乾燥させ、その後に再度焼成を行うセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項１０】
前記無機酸化物ゾルが、シリカゾル、チタニアゾル及びアルミナゾルの内の何れかである請求項９に記載のセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項１１】
前記セラミック多孔質体がハニカム形状のセラミック多孔質体である請求項９又は１０に記載のセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項１２】
セラミックフィルターの製造方法として使用される請求項９ないし１１の何れか一項に記載のセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項１３】
セラミック多孔質体に無機酸化物ゾルを含浸させ、前記セラミック多孔質体の任意の部分を加熱することにより、前記任意の部分の表層内部に前記無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子を凝集させて乾燥させ、その後に焼成を行うセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項１４】
前記無機酸化物ゾルが、シリカゾル、チタニアゾル及びアルミナゾルの内の何れかである請求項１３に記載のセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項１５】
前記セラミック多孔質体がハニカム形状のセラミック多孔質体である請求項１３又は１４に記載のセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項１６】
セラミックフィルターの製造方法として使用される請求項１３ないし１５の何れか一項に記載のセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項１７】
セラミック多孔質体の表面に一層以上のセラミック多孔質膜を成膜して乾燥させた後、無機酸化物ゾルを含浸させ、前記セラミック多孔質膜の任意の部分の表面を加熱することにより、前記セラミック多孔質膜の前記任意の部分の膜内に前記無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子を凝集させて乾燥させ、その後に焼成を行うセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項１８】
前記無機酸化物ゾルが、シリカゾル、チタニアゾル及びアルミナゾルの内の何れかである請求項１７に記載のセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項１９】
前記セラミック多孔質体がハニカム形状のセラミック多孔質体である請求項１７又は１８に記載のセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項２０】
セラミックフィルターの製造方法として使用される請求項１７ないし１９の何れか一項に記載のセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項２１】
セラミック多孔質体の表面に一層以上のセラミック多孔質膜を成膜して乾燥及び焼成させた後、無機酸化物ゾルを含浸させ、前記セラミック多孔質膜の任意の部分の表面を加熱することにより、前記セラミック多孔質膜の前記任意の部分の膜内に前記無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子を凝集させて乾燥させ、その後に再度焼成を行うセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項２２】
前記無機酸化物ゾルが、シリカゾル、チタニアゾル及びアルミナゾルの内の何れかである請求項２１に記載のセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項２３】
前記セラミック多孔質体がハニカム形状のセラミック多孔質体である請求項２１又は２２に記載のセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項２４】
セラミックフィルターの製造方法として使用される請求項２１ないし２３の何れか一項に記載のセラミック多孔質体の製造方法。
【請求項２５】
セラミック多孔質体の所定部分の表層内部に無機酸化物が凝集して担持されたセラミック多孔質体。
【請求項２６】
前記無機酸化物が、シリカ、チタニア及びアルミナの内の何れかである請求項２５に記載のセラミック多孔質体。
【請求項２７】
ハニカム形状のセラミック多孔質体である請求項２５又は２６に記載のセラミック多孔質体。
【請求項２８】
セラミックフィルターである請求項２５ないし２７の何れか一項に記載のセラミック多孔質体。
【請求項２９】
表面に一層以上のセラミック多孔質膜が形成されたセラミック多孔質体であって、前記セラミック多孔質膜の所定部分の細孔内に無機酸化物が凝集して担持されたセラミック多孔質体。
【請求項３０】
前記無機酸化物が、シリカ、チタニア及びアルミナの内の何れかである請求項２９に記載のセラミック多孔質体。
【請求項３１】
ハニカム形状のセラミック多孔質体である請求項２９又は３０に記載のセラミック多孔質体。
【請求項３２】
セラミックフィルターである請求項２９ないし３１の何れか一項に記載のセラミック多孔質体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックフィルター等に使用されるセラミック多孔質体とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、固液分離あるいは気固分離用のフィルターとして、セラミック多孔質体を用いたセラミックフィルターが広く使用されるようになってきている（例えば、特許文献１参照。）。このセラミックフィルターは、同様の用途に用いられる有機高分子膜等と比較して、物理的強度、耐久性、耐蝕性等に優れるため、浄水処理や排ガス処理、あるいは医薬・食品分野等の広範な分野において、液体やガス中の懸濁物質、細菌、粉塵等の除去に好適に用いられている。
【０００３】
このようなセラミックフィルターは、通常、隔壁によって仕切られた多数の流路（セル）を有するハニカム形状のセラミック多孔質体を基材とし、その表面（セル内周面）に一層以上のセラミック多孔質膜が形成された構造となっている。セラミック多孔質膜は、アルミナ等のセラミックからなる骨材粒子をガラス質結合材で結合させたり、骨材粒子同士を自己焼結させたりすることより形成されている場合が多く、その細孔径が基材から表層の膜に向かって逐次小さくなるように調整されている。
【０００４】
このようなセラミックフィルターのセル内に供給された被処理流体は、セラミック多孔質膜で濾過された後、基材の細孔を透過して外部空間へ流出するが、被処理流体をセル内に供給する際に、被処理流体がフィルター端面の隔壁端部の細孔から直接フィルター内に流入し、セラミック多孔質膜で濾過されることなく外部に流出することを防止するため、セラミックフィルターの端面において、基材（隔壁部分）とセラミック多孔質膜の端部をガラス等のシール材でシールする場合がある。図１０は、この端部シールの状態を示す部分拡大断面図であり、セラミック多孔質体である基材（隔壁部分）１と、セラミック多孔質膜である中間膜３及び濾過膜５の端部がシール材１１によって覆われるようにシールされている。なお、図１０はセラミック多孔質膜が二層（中間膜３及び濾過膜５）形成された複層膜構造のセラミックフィルターの例を示しているが、セラミック多孔質膜が一層のみの単層膜構造のセラミックフィルターにおいても端部シールの方法は同様である。
【０００５】
浄水処理等に用いられるセラミックフィルターは、汚れによる目詰まりを除去するために、定期的に薬液による洗浄が行われ、その際の洗浄用薬液には、有機分除去のための例えば次亜塩素酸ナトリウム水溶液等のアルカリ性水溶液と、無機分除去のための例えばクエン酸水溶液等の酸性水溶液とを交互に用いるのが一般的であるので、フィルターには酸とアルカリに対する耐蝕性が求められる。特に前述のようにフィルター端部にシールを施す場合には、この端部シール付近に洗浄用薬液が溜まりやすい等の理由から、フィルター端部付近のセラミック多孔質膜には他の部位より高い耐食性が求められる場合がある。
【０００６】
そこで、フィルター端部の耐蝕性を向上させるために、シール材の塗布前に、フィルター端部をシリカゾルに浸漬して基材及びセラミック多孔質膜の端部にシリカゾルを含浸させて自然乾燥させ、セラミック多孔質膜の端部にシリカ（ＳｉＯ2）を含有させるという方法が試みられた。
【０００７】
しかしながら、前記のように基材及びセラミック多孔質膜の端部に含浸させたシリカゾルを自然乾燥させた場合、フィルターの端面方向において乾燥の進行にバラツキが生じやすい。そして、このように乾燥の進行にバラツキがあると、シリカゾル中のシリカ粒子は、その乾燥の過程で乾燥の進行が速い部分に凝集する傾向があるので、逆に乾燥の進行の遅い部分には少量のシリカ粒子しか含有されていない状態となり、その部分は洗浄用薬液に対する耐蝕性が十分に確保できないことになる。なお、セラミック多孔質膜の端部だけでなく膜全体にシリカゾルを含浸させて、自然乾燥させた場合も同様に乾燥の進行にバラツキが生じ、耐蝕性の不十分な部分が生じる。
【特許文献１】特開２００２−１５３１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような従来の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、セラミックフィルター等に使用されるセラミック多孔質体の所望部分にシリカ等の無機酸化物をほぼ均一に凝集して担持させることが可能なセラミック多孔質体の製造方法と、そのような製造方法により得られる、所定部分に無機酸化物がほぼ均一に凝集して担持されたセラミック多孔質体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、セラミック多孔質体に無機酸化物ゾルを含浸させ、前記セラミック多孔質体の任意の部分に対して送風を行うことにより、前記任意の部分の表層内部に前記無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子を凝集させて乾燥させ、その後に焼成を行うセラミック多孔質体の製造方法（第一の製造方法）が提供される。
【００１０】
また、本発明によれば、セラミック多孔質体の表面に一層以上のセラミック多孔質膜を成膜して乾燥させた後、無機酸化物ゾルを含浸させ、前記セラミック多孔質膜の任意の部分の表面に対して送風を行うことにより、前記セラミック多孔質膜の前記任意の部分の膜内に前記無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子を凝集させて乾燥させ、その後に焼成を行うセラミック多孔質体の製造方法（第二の製造方法）が提供される。
【００１１】
また、本発明によれば、セラミック多孔質体の表面に一層以上のセラミック多孔質膜を成膜して乾燥及び焼成させた後、無機酸化物ゾルを含浸させ、前記セラミック多孔質膜の任意の部分の表面に対して送風を行うことにより、前記セラミック多孔質膜の前記任意の部分の膜内に前記無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子を凝集させて乾燥させ、その後に再度焼成を行うセラミック多孔質体の製造方法（第三の製造方法）が提供される。
【００１２】
また、本発明によれば、セラミック多孔質体に無機酸化物ゾルを含浸させ、前記セラミック多孔質体の任意の部分を加熱することにより、前記任意の部分の表層内部に前記無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子を凝集させて乾燥させ、その後に焼成を行うセラミック多孔質体の製造方法（第四の製造方法）が提供される。
【００１３】
また、本発明によれば、セラミック多孔質体の表面に一層以上のセラミック多孔質膜を成膜して乾燥させた後、無機酸化物ゾルを含浸させ、前記セラミック多孔質膜の任意の部分の表面を加熱することにより、前記セラミック多孔質膜の前記任意の部分の膜内に前記無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子を凝集させて乾燥させ、その後に焼成を行うセラミック多孔質体の製造方法（第五の製造方法）が提供される。
【００１４】
また、本発明によれば、セラミック多孔質体の表面に一層以上のセラミック多孔質膜を成膜して乾燥及び焼成させた後、無機酸化物ゾルを含浸させ、前記セラミック多孔質膜の任意の部分の表面を加熱することにより、前記セラミック多孔質膜の前記任意の部分の膜内に前記無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子を凝集させて乾燥させ、その後に再度焼成を行うセラミック多孔質体の製造方法（第六の製造方法）が提供される。
【００１５】
更に、本発明によれば、セラミック多孔質体の所定部分の表層内部に無機酸化物が凝集して担持されたセラミック多孔質体（第一のセラミック多孔質体）が提供される。
【００１６】
更にまた、本発明によれば、表面に一層以上のセラミック多孔質膜が形成されたセラミック多孔質体であって、前記セラミック多孔質膜の所定部分の細孔内に無機酸化物が凝集して担持されたセラミック多孔質体（第二のセラミック多孔質体）が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のセラミック多孔質体の製造方法によれば、セラミック多孔質体又はセラミック多孔質体の表面に形成されたセラミック多孔質膜の所望の部分に無機酸化物をほぼ均一に凝集させて担持させることができる。また、本発明のセラミック多孔質体は、その所定部分の表層内部又はその表面に形成されたセラミック多孔質膜の所定部分の細孔内に無機酸化物を凝集させて担持させていることにより、当該部分の性質改善や当該部分に対する特定の性質の付与がなされている。例えば、当該セラミック多孔質体をセラミックフィルターに使用した場合において、シリカ等の無機酸化物を凝集担持させた部分は、フィルター洗浄用薬液に対し高い耐蝕性を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の第一の製造方法は、セラミック多孔質体に無機酸化物ゾルを含浸させ、前記セラミック多孔質体の任意の部分に対して送風を行うことにより、前記任意の部分の表層内部に前記無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子を凝集させて乾燥させ、その後に焼成を行うものである。
【００１９】
この製造方法においては、まず、セラミック多孔質体を無機酸化物ゾルに浸漬するなどして無機酸化物ゾルを含浸させる。次いで、無機酸化物ゾルを含浸させたセラミック多孔質体の任意の部分に対してファン等の送風装置を使うなどして送風を行う。送風による風の当たる部分は、他の部分よりも無機酸化物ゾルの乾燥の進行が速くなるが、無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子は、乾燥の速い部分に凝集する傾向があるので、乾燥後の無機酸化物粒子の分布状態は送風が行われた部分の表層内部に凝集された状態となる。そして、これを焼成することにより、無機酸化物が固定的に担持され、前記表層内部に無機酸化物が凝集担持されたセラミック多孔質体が得られる。
【００２０】
この製造方法を用いれば、セラミック多孔質体の所望の部分に無機酸化物をほぼ均一に凝集させて担持させることができるので、例えば、セラミック多孔質体からなるセラミックフィルターを作製する場合において、フィルター洗浄用薬液に対して特に耐蝕性を持たせたい端部などにシリカ等の無機酸化物を凝集担持させたセラミック多孔質体を作製することができる。
【００２１】
本発明の第二の製造方法は、セラミック多孔質体の表面に一層以上のセラミック多孔質膜を成膜して乾燥させた後、無機酸化物ゾルを含浸させ、前記セラミック多孔質膜の任意の部分の表面に対して送風を行うことにより、前記セラミック多孔質膜の前記任意の部分の膜内に前記無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子を凝集させて乾燥させ、その後に焼成を行うものである。以下、この製造方法の実施形態の一例として、セラミックフィルターを製造する場合の例を、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、セラミックフィルターの端部の一部を拡大して示した断面図である。このハニカムフィルターの製造に当たっては、多孔質の隔壁によって仕切られた複数のセル（貫通孔）７を有するハニカム形状のセラミック多孔質体をフィルターの基材１として使用し、まず、そのセル７内周面（隔壁表面）に、中間膜３を成膜し、更にその中間膜３の表面に濾過膜５を成膜する。
【００２３】
中間膜３は、例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）粒子等のセラミック粒子と、ガラス質結合材とを含む中間膜用スラリーを、基材１のセル７内に流し込んでセル内周面に付着させて成膜する。また、濾過膜５は、例えば、チタニア（ＴｉＯ2）粒子等のセラミック粒子を含む濾過膜用スラリーを、中間膜が形成されたセル内に流し込んで中間膜表面に付着させて成膜する。前記のように成膜した中間膜３は最終的に焼成をすることによりセラミック粒子間がガラス質結合材で結合された多孔質膜となり、濾過膜５は同じく最終的に焼成をすることにより、セラミック粒子同士の自己焼結によって粒子同士を結合した多孔質膜となる。中間膜や濾過膜の細孔径は使用するセラミック粒子の粒子径等により制御することができる。
【００２４】
成膜されたこれらセラミック多孔質膜を乾燥させた後、例えば図２のようにフィルターの端面から所定の範囲までの部分を無機酸化物ゾルに浸漬するなどして無機酸化物ゾルを含浸させる。この時点において、無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子９は、含浸部位にほぼ均等に分布している。
【００２５】
次いで、図３に示すように、セラミックフィルターの端面側からファン等の送風装置（図示せず）を用いてセル７内に送風を行ってフィルター端部付近のセル７内周面上に形成された中間膜３及び濾過膜５に風を当てながら無機酸化物ゾルを乾燥させる。前述のとおり、送風による風の当たる部分は、他の部分よりも無機酸化物ゾルの乾燥の進行が速くなり、無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子９が凝集する傾向にあるので、図４に示すように、乾燥後の無機酸化物粒子９の分布状態は送風が行われたフィルター端部近傍の中間膜３及び濾過膜５の膜内に凝集された状態となる。そして、これを焼成することにより、無機酸化物が固定的に担持され、前記膜内に無機酸化物が凝集担持されたセラミックフィルターが得られる。
【００２６】
この製造方法を用いれば、セラミック多孔質体の表面に形成されたセラミック多孔質膜の所望の部分の膜内に無機酸化物を凝集させて担持することができるので、例えば、前記の例のようなセラミックフィルターを作製する場合において、フィルター洗浄用薬液に対して特に耐蝕性を持たせたい端部付近のセラミック多孔質膜にシリカ等の無機酸化物を凝集担持させ、耐蝕性を高めたセラミックフィルターを作製することができる。
【００２７】
また、前記の例のように本発明のようにフィルターの端面側からセル７内に向かって送風を行いながら無機酸化物ゾルを乾燥させた場合には、従来の自然乾燥により乾燥させた場合に比して、フィルター端面方向における乾燥進行のバラツキが小さくなり、端面全体をほぼ均等な速度で乾燥できるので、フィルター端面方向における無機酸化物粒子の分布のバラツキも抑えられ、部分的に耐蝕性が不十分となることがない。
【００２８】
なお、セラミックフィルターにおいては、図５のように、そのフィルターの端面において、基材（隔壁部分）１とセラミック多孔質膜（中間膜３及び濾過膜５）の端部をシール材１１でシールする場合があるが、このようなシール部の形成は、例えばスラリー化したシール材（釉薬）をスプレー塗布等の方法でフィルター端部に塗布し、焼成することにより行うことができる。
【００２９】
このように端部シールを施して使用する場合、前記例に示すセラミックフィルターにおいて、中間膜３の端面から５ｍｍまでの範囲における無機酸化物ゾル由来の無機酸化物の含有量が、同範囲における骨材粒子と前記無機酸化物の合計量に対し２０質量％以上となっていることが、シール部付近に残留しやすい洗浄用薬液に対する耐蝕性を確保するために好ましい。
【００３０】
本発明の第三の製造方法は、セラミック多孔質体の表面に一層以上のセラミック多孔質膜を成膜して乾燥及び焼成させた後、無機酸化物ゾルを含浸させ、前記セラミック多孔質膜の任意の部分の表面に対して送風を行うことにより、前記セラミック多孔質膜の前記任意の部分の膜内に前記無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子を凝集させて乾燥させ、その後に再度焼成を行うものである。
【００３１】
この方法は、無機酸化物ゾルを含浸させる前に、一度焼成を行って、成膜したセラミック多孔質膜をある程度固定化しておくようにした以外は、前記第二の製造方法と同様であり、その作用効果も基本的に同一である。
【００３２】
本発明の第四の製造方法は、セラミック多孔質体に無機酸化物ゾルを含浸させ、前記セラミック多孔質体の任意の部分を加熱することにより、前記任意の部分の表層内部に前記無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子を凝集させて乾燥させ、その後に焼成を行うものである。
【００３３】
この方法は、無機酸化物ゾルを含浸させた後、セラミック多孔質体の任意の部分に対して送風を行う代わりに、当該任意の部分を加熱するようにした以外は、前記第一の製造方法と同様である。このように任意の部分を加熱することによっても送風した場合と同様に加熱部分の乾燥の進行を速めることができるので、前記第一の製造方法と同様の作用効果が得られる。セラミック多孔質体の任意の部分の加熱には、例えば電気ヒーター等の加熱手段を使用することができる。
【００３４】
本発明の第五の製造方法は、セラミック多孔質体の表面に一層以上のセラミック多孔質膜を成膜して乾燥させた後、無機酸化物ゾルを含浸させ、前記セラミック多孔質膜の任意の部分の表面を加熱することにより、前記セラミック多孔質膜の前記任意の部分の膜内に前記無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子を凝集させて乾燥させ、その後に焼成を行うものである。
【００３５】
この方法は、無機酸化物ゾルを含浸させた後、セラミック多孔質膜の任意の部分の表面に対して送風を行う代わりに、当該任意の部分の表面を加熱するようにした以外は、前記第二の製造方法と同様である。このようにセラミック多孔質膜の任意の部分の表面を加熱することによっても送風した場合と同様に加熱部分の乾燥の進行を速めることができるので、前記第二の製造方法と同様の作用効果が得られる。セラミック多孔質膜の任意の部分の表面の加熱には、例えば電気ヒーター等の加熱手段を使用することができる。
【００３６】
本発明の第六の製造方法は、セラミック多孔質体の表面に一層以上のセラミック多孔質膜を成膜して乾燥及び焼成させた後、無機酸化物ゾルを含浸させ、前記セラミック多孔質膜の任意の部分の表面を加熱することにより、前記セラミック多孔質膜の前記任意の部分の膜内に前記無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子を凝集させて乾燥させ、その後に再度焼成を行うものである。
【００３７】
この方法は、無機酸化物ゾルを含浸させる前に、一度焼成を行って、成膜したセラミック多孔質膜をある程度固定化しておくようにした以外は、前記第五の製造方法と同様であり、その作用効果も基本的に同一である。
【００３８】
以上説明したように、本発明の製造方法は、含浸された無機酸化物ゾル中の無機酸化物粒子が、乾燥の進行の速い部分に凝集するという傾向を利用し、無機酸化物粒子をセラミック多孔質体の任意の部分の表層内部又はセラミック多孔質体の表面に成膜されたセラミック多孔質膜の任意の部分の膜内に凝集させて、当該部分の性質改善や当該部分に対する特定の性質の付与、例えばセラミックフィルターの洗浄用薬液に対する耐蝕性向上等がなされたセラミック多孔質体を製造するものものである。
【００３９】
本発明の第一〜第六の製造方法において使用する無機酸化物ゾルは、セラミック多孔質体やその表面のセラミック多孔質膜に付与したい性質に応じて適宜選択すればよく、例えば、そのセラミック多孔質体が浄水処理用のセラミックフィルターとして使用されるものであり、フィルター洗浄用薬液に対する耐蝕性を持たせたい場合は、シリカゾル、チタニアゾル及びアルミナゾルの内の何れかを使用することが好ましい。
【００４０】
また、送風や加熱により無機酸化物粒子を凝集させる部分は特に限定されるものではなく、セラミック多孔質体の用途や仕様環境に応じて適宜任意の部分に無機酸化物粒子を凝集させることができる。
【００４１】
セラミック多孔質体の形状も特に限定されるものではなく、セラミックフィルターの形状として一般的なハニカム形状の他、種々の形状のセラミック多孔質体を用いることができる。本発明の製造方法は、端部等の耐蝕性に優れるセラミックフィルターの製造方法として、好適に使用することができるものであるが、他の用途に使用されるセラミック多孔質体の製造方法にも勿論適用することが可能である。
【００４２】
本発明の第一のセラミック多孔質体は、その所定部分の表層内部に無機酸化物が凝集して担持されたものである。このようなセラミック多孔質体は、例えば前記第一の製造方法や第四の製造方法によって製造することができる。表層内部に無機酸化物が凝集した部分は、その凝集した無機酸化物によって当該部分の性質改善や当該部分に対する特定の性質の付与がなされている。例えば、シリカ等の無機酸化物を端部等の所定部分の表層内部に凝集担持させたセラミック多孔質体を、浄水処理用のセラミックフィルターに使用した場合において、前記所定部分はフィルター洗浄用薬液に対し高い耐蝕性を発揮する。
【００４３】
本発明の第二のセラミック多孔質体は、その表面に一層以上のセラミック多孔質膜が形成されたセラミック多孔質体であって、そのセラミック多孔質膜の所定部分の細孔内に無機酸化物が凝集して担持されたものである。このようなセラミック多孔質体は、例えば前記第二、第三、第五及び第六の製造方法によって製造することができる。セラミック多孔質膜の細孔内に無機酸化物が凝集した部分は、その凝集した無機酸化物によって当該部分の性質改善や当該部分に対する特定の性質の付与がなされている。例えば、シリカ等の無機酸化物をセラミック多孔質膜の端部等の所定部分の膜内に凝集担持させたセラミック多孔質体を、浄水処理用のセラミックフィルターに使用した場合において、セラミック多孔質膜の前記所定部分はフィルター洗浄用薬液に対し高い耐蝕性を発揮する。
【００４４】
本発明の第一又は第二のセラミック多孔質体において所定部分に凝集されている無機酸化物は、セラミック多孔質体やその表面に形成されたセラミック多孔質膜に付与したい性質に応じて適宜選択されたものであればよく、例えば、そのセラミック多孔質体が浄水処理用のセラミックフィルターとして使用されるものであり、フィルター洗浄用薬液に対する耐蝕性を持たせたい場合は、シリカ、チタニア及びアルミナの内の何れかが使用されていることが好ましい。
【００４５】
また、無機酸化物が凝集担持されている部分は特に限定されるものではなく、セラミック多孔質体の用途や仕様環境に応じて適宜必要な部分に無機酸化物が凝集されていればよい。例えば、セラミック多孔質体が、その端部がシール材によってシールされる浄水処理用のセラミックフィルターに用いられるものである場合は、フィルターの洗浄用薬液がその端部付近に残留しやすいので、セラミック多孔質体の端部付近の表層内部や、セラミック多孔質体の表面に形成されたセラミック多孔質膜の端部付近の細孔内に、シリカ等の無機酸化物が凝集担持されていることが好ましい。
【００４６】
セラミック多孔質体の形状も特に限定されるものではなく、セラミックフィルターの形状として一般的なハニカム形状の他、種々の形状のセラミック多孔質体を用いることができる。本発明のセラミック多孔質体は、例えば端部等の耐蝕性に優れるセラミックフィルターとして、好適に使用することができるものであるが、他の用途にも勿論使用することが可能である。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４８】
（実施例）
アルミナ製でハニカム形状のセラミック多孔質体（直径：１８０ｍｍ、長さ：１０００ｍｍ、セル密度：８個／ｃｍ2、隔壁厚さ：０．６５ｍｍ、平均細孔径：１０μｍ）を基材として使用し、骨材となるアルミナ粒子（平均粒径：３μｍ）と、珪酸ガラスからなるガラス質結合材とを質量比１００：１４で混合し、水を加えて得た中間膜用スラリーを、前記基材のセル内に流し込んで、セル内周面に付着させ、中間膜を成膜した。これを９５０℃で３時間焼成して、中間膜を固着させた後、チタニア粒子（平均粒径：０．５μｍ）に水を加えて得た濾過膜用スラリーを、基材のセル内に流し込んで、中間膜の表面に付着させ、濾過膜を成膜した。これを再び９５０℃で３時間焼成し、濾過膜を固着させてセラミックフィルターを得た。
【００４９】
このセラミックフィルターの端部をシリカゾル（シリカ粒子径：６０ｎｍ、固形分濃度：２０質量％）に浸漬し、フィルター端部（基材、中間膜及び濾過膜の端部）に端面全体として約１００ｇのシリカゾルを含浸させた。次に、室温・室湿の環境下でファンを使用し、セラミックフィルターの端面側から、風速２ｍ／ｓでセル内に送風を行い、端部に含浸させたシリカゾルを乾燥させた。
【００５０】
乾燥後、９５０℃で３時間焼成し、焼成後のセラミックフィルターについて、図６に示す端面からの距離Ｌが１〜１０ｍｍの位置において中間膜内のシリカ含有量（＝ＳｉＯ2／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））を測定した。測定は、図７に示すようにフィルター端面上の５つの部位Ａ〜Ｅから隔壁の一部を切り出して行った。結果は、図８のグラフに示すとおりであり、中間膜内には、端面からの距離Ｌが１０ｍｍまでの範囲における全ての位置で２０質量％以上のシリカが含有されていることが確認された。また、フィルター端面上の５つの部位Ａ〜Ｅすべてにおいて、ほぼ同様の結果が得られており、フィルター端面方向におけるシリカの分布もほぼ均等であった。
【００５１】
（比較例）
含浸させたシリカゾルの乾燥時に送風を行わず、自然乾燥した以外は前記実施例と同様にして端部にシリカを含有させたセラミックフィルターを得、前記実施例と同様にシリカ含有量を測定した。結果は、図９のグラフに示すとおりであり、フィルター端面上の５つの部位Ａ〜Ｅのうち２つの部位Ｂ、Ｃにおいては、端面から５ｍｍまでの範囲においてシリカ含有量が２０質量％に満たない部位が存在し、フィルター端面方向におけるシリカの分布も不均一であった。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、例えば浄水処理用のセラミックフィルターのように、定期的に薬液で洗浄を行う必要があるセラミックフィルターやその製造方法として好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】セラミックフィルターの端部の部分拡大断面図である。
【図２】基材、中間膜及び濾過膜の端部に無機酸化物ゾルを含浸させた状態を示す部分拡大断面図である。
【図３】含浸させた無機酸化物ゾルの送風乾燥を行っている状態を示す部分拡大断面図である。
【図４】送風乾燥後の無機酸化物粒子の分布状態を示す部分拡大断面図である。
【図５】送風乾燥後に、基材、中間膜及び濾過膜の端部をガラス質シール材でシールした状態を示す部分拡大断面図である。
【図６】実施例及び比較例におけるシリカ量の測定位置を示す説明図である。
【図７】実施例及び比較例におけるシリカ量の測定部位を示す説明図である。
【図８】実施例の結果を示すグラフである。
【図９】比較例の結果を示すグラフである。
【図１０】セラミックフィルターの端部シールの状態を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…基材、３…中間膜、５…濾過膜、７…セル、９…無機酸化物粒子、１１…シール材。
【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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【図１０】
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