(57)【要約】  本発明は、膜支持体に使用するためのシーリング材、特に、支持体の外壁を通じて支持体にガスが出入りするのを防ぐために膜支持体の外面にガラス質被覆を形成するのに使用できるシーリング材に関する。
2012532090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モルパーセントで表して、６０〜７０％のＳｉＯ2、１２〜１８％のＺｎＯ、６〜１０％のＮａ2Ｏ、６〜１０％のＫ2Ｏ、１〜４％のＺｒＯ2、および０．５〜２．５％のＡｌ2Ｏ3から実質的になる亜鉛−アルカリ−ケイ酸塩ガラス。
【請求項２】
モルパーセントで表して、６２〜６７％のＳｉＯ2、１４〜１６％のＺｎＯ、７〜９％のＮａ2Ｏ、７〜９％のＫ2Ｏ、２〜４％のＺｒＯ2、および０．５〜２％のＡｌ2Ｏ3から実質的になる請求項１記載の亜鉛−アルカリ−ケイ酸塩ガラス。
【請求項３】
重金属を実質的に含まないことを特徴とする請求項１記載の亜鉛−アルカリ−ケイ酸塩ガラス。
【請求項４】
バリウムを実質的に含まないことを特徴とする請求項１記載の亜鉛−アルカリ−ケイ酸塩ガラス。
【請求項５】
４０から６０質量パーセントの請求項１記載の亜鉛−アルカリ−ケイ酸塩ガラスおよび４０から６０質量パーセント不活性充填剤を含むフリットブレンド。
【請求項６】
アルミナ支持体に施されたフリットブレンドであって、該フリットブレンドのＣＴＥが前記アルミナ支持体のＣＴＥと、±１０×１０-7／℃以内で一致することを特徴とする請求項５記載のフリットブレンド。
【請求項７】
重金属を実質的に含まないことを特徴とする請求項５記載のフリットブレンド。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
本発明は、米国法典第３５編第１１９条（ｅ）の下で、２００９年６月３０日に出願された米国特許出願第１２／４９４７３２号の優先権の恩恵を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、膜支持体に使用するためのシーリング材に関し、特に、支持体の外壁を通じて支持体にガスが出入りするのを防ぐために膜支持体の外面にガラス質被覆を形成するのに使用できるシーリング材に関する。
【背景技術】
【０００３】
典型的に円柱形状にある、多数の平行通路を有する多孔質支持体と、通路壁の内面に被覆されたガス選択性膜とを使用したモノリス型膜構造体により、同じ直径の単通路管よりも高い表面積充填密度が与えられる。これにより、大表面積の膜モジュールを組み立てるための設計コストおよび表面積当たりの膜コストの両方が劇的に減少するという結果がもたらされる。この構造体は、深刻なエネルギー問題や環境問題、例えば、廃ガス流からのＨ2回収、燃料電池用途の生成ガス混合物からのＨ2精製、金属イオン封鎖のための燃焼排ガス流からのＣＯ2捕捉、および他の分離を解決するために使用することができる。これらの分離用途では、多くの場合、より良好な分離性能のために高温が要求される。
【０００４】
分離すべき混合ガス流がモノリス型セラミック膜製品の通路に供給されるときに、このガス流は路壁上に被覆された膜を通じて分離され、その後、透過ガスが膜の細孔と支持体の細孔を通過して、外部空間へと流出する。端部の平らな表面を含む、ガス流に曝露される支持体の２つの端部の表面区域およびこの支持体の湾曲外面は、膜被覆を有さず、したがって、処理すべきガス流が、曝露された端部表面区域に入ってそこを通過し、次いで、支持体の細孔を通過し、分離が行われずに支持体から流出するのを防ぐために、シーリング材で封止する必要がある。したがって、分離機能は、支持体の端部部分上のシール被覆によってより効率的になる。分離を行うために、ガス流が、通路の開放区域に進入し、支持体の膜被覆通路壁および多孔質外壁を流通する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ガスが、通路の開放区域に入り、膜被覆通路壁を通過し、支持体の未封止壁を通って流出する代わりに、外面を通じて支持体に出入りするのを防ぐために、アルミナ膜支持構造体の外面を気密封止する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
高温用途のためのある実施の形態は、モルパーセントで表して、６０〜７０％のＳｉＯ2、１２〜１８％のＺｎＯ、６〜１０％のＮａ2Ｏ、６〜１０％のＫ2Ｏ、１〜４％のＺｒＯ2、および０．５〜２．５％のＡｌ2Ｏ3から実質的になるバッチ配合時の(as-batched)亜鉛−アルカリ−ケイ酸塩ガラスである。
【０００７】
高温用途のための別の実施の形態は、モルパーセントで表して、３０〜４５％のＢ2Ｏ3、２５〜３５％のＣａＯ、２３〜３０％のＳｉＯ2、２〜６％のＡｌ2Ｏ3、および１〜５％のＳｒＯから実質的になるバッチ配合時のケイホウ酸カルシウムガラスである。
【０００８】
低温用途のためのある実施の形態は、モルパーセントで表して、３５〜５０％のＺｎＯ、２５〜４０％のＰ2Ｏ5、５〜１０％のＮａ2Ｏ、５〜１０％のＫ2Ｏ、１〜５％のＬｉ2Ｏ、１〜５％のＭｏＯ3、０．５〜４％のＷＯ3、および０．１〜４％のＡｌ2Ｏ3から実質的になるバッチ配合時の混合アルカリ−亜鉛−リン酸塩ガラスである。
【０００９】
低温用途のための別の実施の形態は、モルパーセントで表して、４０〜５０％のＳｎＯ、２５〜４０％のＰ2Ｏ5、および１５〜３０％のＺｎＯから実質的になるバッチ配合時のスズ−亜鉛−リン酸塩ガラスである。
【００１０】
そのようなガラスは、ガスが、通路の開放区域に入り、膜被覆通路壁を通過し、支持体の未封止壁を通って流出する代わりに、外面を通じて支持体に出入りするのを防ぐために、アルミナ膜支持構造体の外面を気密封止する必要に対処する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ある実施の形態による、アルミナ支持体の端部表面と湾曲外面を封止する気密被覆を備えたアルミナ支持体の一端を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本開示には、アルミナ膜支持構造体の外面の気密封止のために使用される、ここに「ガラスシーリング材」としても称される、フリットまたはフリットブレンドの形態にある気密シーリング材が記載されている。この気密シーリング材は、ここに記載されるガラス組成物またはここに記載されるガラス組成物と、これもここに記載される充填剤とのブレンドであってよい。支持体の外面を封止するために使用される気密シーリング材の選択は、支持される膜の動作温度に依存する。気密シーリング材は、高温ガラス質被覆を形成するものと低温ガラス質被覆を形成するものの２つの部類に分類できる。低温ガラスシーリング材は、支持体上のガラス質被覆を形成しながら、膜層への損傷を防ぐために７００℃未満の温度で焼成される。その上、低温ガラス質被覆は、後加工工程のために数時間に亘り６００℃で存続できるべきである。高温ガラスシーリング材は、支持体上にガラス質被覆を形成するために１４００℃までの温度で焼成できる。ここに用いたように、「ガラス質」という用語は、焼成プロセス中に形成された結晶を含有するかもしれない、焼成後の気密シーリング材から形成された非晶質ガラス状被覆を意味する。
【００１３】
本開示に記載された、焼成後に形成されるガラス質被覆材は、アルミナ膜支持構造の外部に非多孔質の気密シールを提供することができる。気密は、ガスの出入りに対して完全に封止されるものと定義される。ガラス質被覆材は、他の膜層の堆積などの後加工工程にも存続することができる。この被覆材は、ＣＴＥ（熱膨張係数）がアルミナ膜支持構造体に合わせられている。フリットは、例えば、アルミナ支持体のＣＴＥから±１０×１０-7／℃以内にある、不一致がない、または穏やかな圧縮下にあるべきである。
【００１４】
膜支持構造体は、アルミナハニカムなどのフロースルー型基体からなる。ここに用いた「フロースルー型基体」という用語は、流体流が成形体を通って流れることのできる真っ直ぐなまたは蛇行した通路および／または多孔質網目構造などの、内部通路を有する成形体である。蛇行通路は、分離プロセス中に流入するガスを混合し続けるように通路を通る乱流を提供するのに役立つ。アルミナ支持体は、選択された長さ、入口端、出口端、および入口端と出口端との間の多孔質の湾曲外面を有する。アルミナ支持体は、入口端から出口端まで延在する内面を有する複数の通路を有するフロースルー型基体の形態にある。アルミナ支持体は、アルミナ支持体の通路の内面を被覆する１つまたは複数の膜層を有してもよい。
【００１５】
アルミナ支持体は、当該技術分野に公知の適切な方法、例えば、押出しにしたがって製造できる。膜支持体のための例示のアルミナ膜支持構造が、国際公開第２００８／０７３４１７Ａ３号パンフレットに開示されている。
【００１６】
膜層は、通路の内壁上の被膜または多孔質層からなる。膜は、用途に応じて有機であっても無機であってもよい。無機膜の例とその製造方法が、国際公開第２００８／１０６０２８Ａ１号パンフレット、米国特許出願公開第２００８／０２９９３４９Ａ１号、同第２００８／０２９９３７７Ａ１号、および同第２００９／００００４７５Ａ１号の各明細書に開示されている。
【００１７】
図１は、アルミナ支持体の端部表面および湾曲外面を封止する気密被覆を備えたアルミナ支持体のある実施の形態１０を示している。アルミナ支持体２０は、ハニカム基体の形態にある。アルミナ支持体２０は、複数の通路１４、２つの端部表面１２（一方の端部表面だけが図１に示されている）、未被覆の多孔質湾曲外面１８ａ、端部表面１２に施された気密被覆１６ａ、および端部表面１２から選択された距離Ｌに亘り支持体の湾曲外面１８ａに施された気密被覆１６ｂ（被覆された湾曲外面１８ａが得られる）を有する。アルミナ支持体に入るガス流３０を収容するために、接続具２２およびシール２４（支持体２０の両端に配置される）が使用されている。気密被覆１６ａ，１６ｂは、端部表面１２およびアルミナ支持体２０の被覆された湾曲外面１８ａの選択された長さＬを封止する。気密被覆１６ｂは、端部表面１２からある距離だけ延在して、端部表面１２からシール２４までの封止された湾曲外面を形成する。アルミナ支持体の両端に配置された２つのシール２４の間の支持体の中央領域における湾曲外面１８ｂは、未被覆の状態である。ガス流３０は、接続具２２に入り、開放通路１４を通じてアルミナ支持体２０に入る。ガス流３０は、気密被覆のために、いずれの方向（外から内または内から外）からもこの領域におけるアルミナ支持体の多孔質外面を通過することができない。ガス流は、気密被覆領域１６ａ，１６ｂおよびシール２４を超えて延在する距離を移動できる。ガス流は、開放通路を通る、通路壁から出る、またはその両方の組合せで移動してよい。保持(retentate)ガス３４は開放通路１４を通る流路を進み続けるのに対し、透過ガス３２は、膜層、アルミナ支持体壁、およびアルミナ支持体２０の未被覆湾曲外面１８ｂを通過する。
【００１８】
高温用途について、高レベル（２５〜５０質量％）の不活性充填剤、例えば、アルミナおよび／または安定化ジルコニアと組み合わせて、亜鉛−アルカリ−ケイ酸塩ガラスを使用して差し支えない。ジルコンを不活性充填剤として使用してもよい。不活性充填剤は、ガラス組成物中の成分と反応しない。バッチ配合時のガラスは、気密性を提供するための意図した１４００℃の焼成温度では流動性が大き過ぎるので、ガラスに不活性充填剤をブレンドして、１４００℃でのガラスの粘度を増加させる。
【００１９】
ここに与えられたガラス組成物は、バッチ配合時の基準である。「から実質的になる」という移行句は、請求項の範囲を、特定の材料または工程および請求項に記載された発明の「基本的特徴と新規の特徴に実質的に影響しないもの」に限定する。すなわち、ここに用いたように、「から実質的になる」という移行句は、ここに列挙されたガラス組成物または方法が、示された特定の要素、工程または成分を含有し、ガラスの基本的特徴と新規の特徴に実質的に影響するであろう追加の要素、工程または成分を排除することを意味し、その基本的特徴と新規の特徴は、本発明のガラス組成物を気密シーリング材に製造できるようなものである。
【００２０】
ガラスは、工業的に調製されたガラス中に典型的に見られる汚染物を含み得る。例えば、ガラスは、バッチ配合時基準でゼロモルパーセントのバリウム（すなわち、バリウムは加えられない）を含んでもよいが、分析により、そのガラスが汚染のために０．０５モルパーセント以下のバリウムを含有することが分かるかもしれない。そのようなガラスは、ここでは、バリウムの供給源がバッチ出発材料の汚染であるので、バリウムを「実質的に含まない」と考えられる。同じことが、ヒ素およびアンチモンにも当てはまる。ガラスが、バッチ配合時基準でゼロモルパーセントのヒ素またはアンチモンを含有するが、これらの元素は、汚染のためにガラス中に存在してもよい。汚染レベルは０．０５モルパーセント未満である。それゆえ、バリウムに関するように、ヒ素およびアンチモンを含有することが判明したガラス組成物は、その存在が出発材料の汚染から生じ、それらが意図的に加えられていないので、これらの材料を実質的に含まないと考えられる。
【００２１】
高温被覆用途に２種類のガラス組成物が開示されている。高温用途のためのある実施の形態は、モルパーセントで表して、６０〜７０％のＳｉＯ2、１２〜１８％のＺｎＯ、６〜１０％のＮａ2Ｏ、６〜１０％のＫ2Ｏ、１〜４％のＺｒＯ2、および０．５〜２．５％のＡｌ2Ｏ3から実質的になるバッチ配合時の亜鉛−アルカリ−ケイ酸塩ガラスである。
【００２２】
高温用途のための別の実施の形態は、モルパーセントで表して、６２〜６７％のＳｉＯ2、１４〜１６％のＺｎＯ、７〜９％のＮａ2Ｏ、７〜９％のＫ2Ｏ、２〜４％のＺｒＯ2、および０．５〜２％のＡｌ2Ｏ3から実質的になるバッチ配合時の亜鉛−アルカリ−ケイ酸塩ガラスである。
【００２３】
高温用途のための別の実施の形態は、モルパーセントで表して、３０〜４５％のＢ2Ｏ3、２５〜３５％のＣａＯ、２３〜３０％のＳｉＯ2、２〜６％のＡｌ2Ｏ3、および１〜５％のＳｒＯから実質的になるバッチ配合時のケイホウ酸カルシウムガラスである。
【００２４】
高温用途のための別の実施の形態は、モルパーセントで表して、３６〜４０％のＢ2Ｏ3、２７〜３１％のＣａＯ、２４〜２６％のＳｉＯ2、３〜５％のＡｌ2Ｏ3、および１〜４％のＳｒＯから実質的になるバッチ配合時のケイホウ酸カルシウムガラスである。
【００２５】
低温用途のためのアルミナ膜支持構造体の外側に気密シールを形成するために、混合アルカリ−亜鉛−リン酸塩またはスズ−亜鉛−リン酸塩ガラスなどの低ガラス転移温度（Ｔｇ）ガラスフリット（Ｔｇ＜３５０℃）を利用することができる。これらのガラスからの比較的低いＴｇのフリットは、気密被覆を形成するための５００℃〜７００℃の範囲で焼成できる。これらのガラスは、典型的に、１００×１０-7／℃辺りのＣＴＥを有するが、これは、不活性充填剤、例えば、ベータ・ユークリプタイト（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）、ベータ石英またはベータ・スポジュメンを添加することによって、約７０〜８０×１０-7／℃のアルミナ膜支持体のＣＴＥに一致するように調節することができる。
【００２６】
低温用途のためのある実施の形態は、モルパーセントで表して、３５〜５０％のＺｎＯ、２５〜４０％のＰ2Ｏ5、５〜１０％のＮａ2Ｏ、５〜１０％のＫ2Ｏ、１〜５％のＬｉ2Ｏ、１〜５％のＭｏＯ3、０．５〜４％のＷＯ3、および０．１〜４％のＡｌ2Ｏ3から実質的になるバッチ配合時の混合アルカリ−亜鉛−リン酸塩ガラスである。
【００２７】
低温用途のための別の実施の形態は、モルパーセントで表して、４０〜４４％のＺｎＯ、３１〜３５％のＰ2Ｏ5、７〜９％のＮａ2Ｏ、６〜８％のＫ2Ｏ、２〜４％のＬｉ2Ｏ、２〜４％のＭｏＯ3、１〜３％のＷＯ3、および０．５〜２％のＡｌ2Ｏ3から実質的になるバッチ配合時の混合アルカリ−亜鉛−リン酸塩ガラスである。
【００２８】
低温用途のための別の実施の形態は、モルパーセントで表して、４２〜４６％のＳｎＯ、３１〜３５％のＰ2Ｏ5、および２０〜２４％のＺｎＯから実質的になるバッチ配合時のスズ−亜鉛−リン酸塩ガラスである。
【００２９】
ここに記載されたガラス組成物の成分のモルパーセントは、酸化物基準で計算されている。ガラス組成物中の成分の範囲は、モルパーセントで、その範囲における小数を含むどのような値も含み、例えば、ＳｉＯ2の範囲は、６０〜７０パーセントのＳｉＯ2、例えば、６０〜６５パーセント、例えば、６０．１〜６４．３パーセントを含む。
【００３０】
ガラスをバッチ配合し、溶融し、冷却する。冷却後、ガラスを約１０〜１５μｍ／−３２５メッシュに粉砕する。随意的に、必要に応じて、ガラスのＣＴＥを増加させるか、または減少させるために、ガラスに質量基準で必要なだけ不活性充填剤を加える。充填剤の例としては、ジルコニア、アルミナ、ジルコン、ベータ・ユークリプタイト、ベータ石英、およびベータ・スポジュメンが挙げられる。例えば、ジルコニアは、ガラスのＣＴＥを増加させるために使用できるのに対し、ベータ・ユークリプタイトは、ガラスのＣＴＥを減少させるために使用できる。ガラスと充填剤のブレンドは、ここではフリットブレンドとも称する。フリットブレンドは、８質量％まで、１０質量％まで、１２質量％まで、１５質量％まで、２０質量％まで、２２質量％まで、２５質量％まで、５０質量％まで、５５質量％までの充填剤を含んでよく、フリットブレンドの残りは、段落、、、、、、、またはに記載されたガラス組成である。得られたフリットブレンドは、３２５メッシュスクリーンに通して篩い分けされる。高温用途について、フリットブレンドは、１０質量％から６０質量％の充填剤、好ましくは１５質量％から５０質量％の充填剤を含有するであろう。低温用途について、フリットブレンドは、０質量％から２５質量％の充填剤を含有するであろう。ある実施の形態において、充填剤は必要ない。
【００３１】
フリットブレンドを、適切な液体ビヒクルおよび結合剤、例えば、酢酸アミンビヒクルおよびニトロセルロース結合剤と組み合わせる。次いで、得られたペーストを、当該技術分野に公知の任意の適切な技法、例えば、浸漬被覆またはエアブラシ法を使用して、膜支持構造の外部に施して差し支えない。ペーストの「流動性」は、用途に応じて、そのペーストを製造するために使用される液体の量を変えることによって調節することができる。例えば、エアブラシ法を適用するペーストには、浸漬被覆を施すペーストよりも多くの液体が必要であろう。
【００３２】
封止後の漏れの可能性を最少にするために、気密シーリング材の１回または複数回の被覆、例えば、２回の被覆、３回の被覆、５回の被覆、８回の被覆または１０回以上の被覆を使用してもよい。支持体の表面粗さは、封止の効率に影響するであろう。例えば、粗い表面では、滑らかな表面よりも、気密シーリング材の被覆がより多く必要であろう。支持体の表面粗さおよび／または気孔率により、気密シーリング材を支持表面により容易に付着させることができる。
【００３３】
ある実施の形態において、被覆を施す間および／または施した後に乾燥が必要とされる。ある実施の形態では、被覆を施す間と最後に施した後に焼成が必要である。典型的に、１〜２層の気密シーリング材を施す場合、１回しか焼成サイクルは必要ないであろう。３層以上の気密シーリング材を施す場合、多数回の焼成サイクルが必要であろう。全ての場合において、焼成工程は、気密シーリング材の最終層が施された後に、焼成工程が必要である。焼成温度は、フリットブレンドが高温ブレンドまたは低温ブレンドであるか否かに従って異なる。低温ブレンドは、約６００℃まで、または約７００℃までの温度で焼成してよい。高温ブレンドは、約１０００℃まで、または約１４００℃までの温度で焼成してよい。その上に気密シーリング材が被覆された支持体は、約６００℃、約７００℃、約１０００℃、または約１４００℃の温度で焼成してよい。
【００３４】
ある実施の形態において、気密シーリング材は、膜層が施される前に、アルミナ支持体に施され、焼成される。他の実施の形態において、気密シーリング材は、通路壁上に１つまたは複数の膜層を含むアルミナ支持体に施される。気密シーリング材を、１つまたは複数の膜層を含むアルミナ支持体に施す場合、その膜層は、気密シーリング材を焼成するのに必要な温度に劣化せずに、耐えられるべきである。
【００３５】
焼成後、被覆は、施された表面を封止するガラス質材料を形成する。この被覆は、選択された温度に加熱された時に、アルミナ支持体の外面に付着し、流体の出入りを防ぐようにその表面を気密封止する。
【００３６】
アルミナ支持体の多孔質外面を封止する方法もここに記載されている。その方法は、必要に応じて膜を含むアルミナ支持体を提供する工程、気密シーリング材を提供する工程、気密シーリング材を、通路壁表面の端部と支持体の端部から選択された距離について支持体の湾曲外面に施す工程、および気密シーリング材をその上に有する支持体を焼成する工程を有してなる。
【実施例】
【００３７】
表１は、高温被覆用途に使用されるガラスのモルパーセントで表された例示のバッチ配合時の組成を示している。これらのガラスは、４時間に亘り１４００℃で蓋をした白金坩堝内で溶融し、次いで、約１０〜１５／−３２５メッシュに粉砕した。ｄ５０（粒子の５０％がこのサイズ未満である）は、ガラスＡについては１３マイクロメートルであり、ガラスＢについては１０マイクロメートルであった。ガラスに不活性充填剤を加えて、１４００℃での粘度を増加させた。表２は、高温被覆についての、質量基準のフリットブレンド組成を示している。フリットブレンドをＮａｌｇｅｎｅ容器に入れ、２０分間に亘りアルミナボールと共に回転させ、次いで、３２５メッシュスクリーンを通して篩い分けした。
【表１】
2012532090.tif 000003
【表２】
2012532090.tif 000004
【００３８】
ガラスＡ、ガラスＢおよび充填剤の３種類の異なるフリットブレンドを高温用途のために調製した。酢酸アミルビヒクルおよびニトロセルロース結合剤を使用して、フリットブレンド１および２の薄いペーストを調製した。アルミナ膜支持体を、フリットブレンド１または２のペースト中に手で浸漬し、次いで、以下のスケジュールにしたがって焼成した：５℃／分で室温から１０００℃に、２℃／分で１０００℃から１４００℃に、１時間に亘り１４００℃で保持、次いで、５℃／分で室温まで冷却。次いで、１層の気密シーリング材が被覆されたいくつかのサンプルを、２回目に浸漬被覆し、同じスケジュールで再焼成した。その被覆は、アルミナ膜支持体の表面まで延在する細孔が目立たない光沢状であった。
【００３９】
酢酸アミルビヒクルおよびニトロセルロース結合剤を使用して、フリットブレンド３の薄いペーストを調製した。フリットブレンド３のペーストを使用して、アルミナ膜支持体にエアブラッシングした。この支持体は、フリットブレンド３のペーストを２層、エアブラッシングし、次いで、１時間に亘り８００℃で焼成した。焼成後、その支持体を、フリットブレンド３のペーストをさらに２層、エアブラッシングし、２回目に１時間に亘り８００℃で焼成した。被覆された支持体は、被覆に亀裂もピンホールも存在しない、光沢の茶色い外観を有した。
【００４０】
次いで、被覆した支持体を、シールに接続具を設けるために、２つのＯリングと共に、Ｓｗａｇｅｌｏｋ（登録商標）接続具の試験システムを使用して、漏れについて試験した。使用した試験条件は、そのシステムに導入された２０００ｓｃｃｍ（標準状態での毎分の流量（ｃｃ））のＮ2の流れであった。浸透ガス弁のみを湿式試験メータに開いた。このシステムを平衡状態にさせ、存在した場合に、ガス流を測定した。試験後の結果は、気密シーリング材の被覆を１つしか有さないサンプルの全てが、ある程度の漏れを生じることを示している。フリットブレンド１または２の２層で被覆されたサンプルについての結果は、１５０ｐｓｉ（約１．０３ＭＰａ）より大きい圧力で漏れを示さない。これらの結果が表３に示されている。
【表３】
2012532090.tif 000005
【００４１】
表４は、低温用途に使用されるガラスのモルパーセントで表した例示のバッチ配合時の組成を示している。ガラスＣはアルカリ−亜鉛−リン酸塩フリットであり、ガラスＤはスズ−亜鉛−リン酸塩フリットである。ガラスを１時間に亘り１０００℃でシリカ坩堝内で溶融した。次いで、ガラスを鋼製テーブル上に注ぎ、室温まで冷却させた。次いで、ガラスを約１０〜１５マイクロメートルの粒径まで粉砕した。固有のｄ５０（粒子の５０％がこのサイズ未満である）は、ガラスＣについては１６マイクロメートルであり、ガラスＤについては１０マイクロメートルであった。ガラスＣおよびＤについてのＣＴＥは、９０〜１１０×１０-7／℃の範囲にあり、約−１０×１０-7／℃のＣＴＥを有するベータ・ユークリプタイト（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）を異なる添加レベルで使用して、ガラスＣのＣＴＥを低下させて、フリットブレンド４および５を得た。ガラスＤを使用したブレンドは調製しなかった。表５は、低温フリットブレンドの組成を示している。フリットブレンドを質量基準で組み合わせ、２０分間に亘りアルミナボールと共にＮａｌｇｅｎｅボトル内でゆっくりと回転させ、次いで、３２５メッシュスクリーンを通して篩い分けした。酢酸アミルビヒクルおよびニトロセルロース結合剤を使用して、フリットブレンド４および５の薄いペーストを調製した。２層のエアブラシ被覆を施し、次いで、２℃／分の昇温速度を使用して１時間に亘り６００℃で支持体を焼成することによって、アルミナ膜支持体上にフリットブレンドをエアブラッシングした。次いで、その支持体を、追加の２層のエアブラシ被覆を施し、２℃／分の昇温速度を使用して、２回目に１時間に亘り６００℃で焼成した。このプロセスを、合計で６および８層まで繰り返した。それぞれフリットブレンド４および５が被覆された１つの支持体を、２℃／分の昇温速度を使用して、１時間に亘り７００℃の最高温度で焼成して、より高い焼成温度が材料の流れを増し、それによって、より均一で非多孔質の被覆を生成するか否かを判定した。
【表４】
2012532090.tif 000006
【表５】
2012532090.tif 000007
【００４２】
次いで、被覆された支持体を、高温材料について上述したのと同じ試験装置および設定を使用して、漏れについて試験した。漏れ試験の結果が表６に示されている。フリットブレンド５の８層の被覆層を備えた支持体は、気密であり、漏れ試験に合格した。
【表６】
2012532090.tif 000008
【００４３】
本発明を、その特定の例示の実施の形態を参照して詳しく記載してきたが、添付の特許請求の範囲に定義された本発明の広い精神および範囲から逸脱せずに数多くの改変が可能であるので、本発明はそれらに制限されると考えるべきではないことが理解されよう。
【００４４】
別記しない限り、本明細書および特許請求の範囲に使用した全て数は、そのように記載されていてもいなくても、全ての場合において「約」という語句により修飾されているものと理解すべきである。本明細書および特許請求の範囲に使用した正確な数値は、本発明の追加の実施の形態を形成することも理解されよう。
【符号の説明】
【００４５】
１２    端面
１４    通路
１６ａ，１６ｂ    気密被覆
２０    アルミナ支持体
２４    シール
３０    ガス流
３２    透過ガス
３４    保持ガス
【図１】
2012532090.tif 000009
【国際調査報告】
2012532090.tif 000010
2012532090.tif 000011
2012532090.tif 000012
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