JPH03146104A - 多孔質体セラミック管の膜成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、多孔質体セラミック管から戊るセラミック製
のフィルターを製造する過程において、この多孔質体セ
ラミック管（以下、単にセラミック管ともいう）の内面
に濾過用の膜を成形する方法に関する。

（従来の技術） 工業用水の精製や無菌水とするため等の精密濾過に使用
されるセラミック製のフィルターは、支持体としてのセ
ラミック管の内面に対してセラミックの薄い膜の成形さ
れたものからなり、この膜部分で濾過機能が果たされる
。

このセラミック管の内面に膜を成形する方法として従来
知られているのは、次のようである。

まず、セラミック管の内部にセラミック粉末と添加物と
を加えて調整した泥漿（以下、単に泥漿ともいう）を供
給し、所定の時間経過後においてこの泥漿を排出する。

こうすることにより、その内面にセラミック粉末と添加
物とからなる塗膜を付着させる。

そして、その乾燥後において焼結することてセラミック
の膜を成形するのである。

この方法において泥漿をセラミック管内に供給する場合
には、セラミック管を立てたり横にしたりして、一方の
端部を密封してその反対側から泥漿を注入する形で行っ
ている。そして、排出する場合には、このセラミック管
を逆に立てたり下傾する等して行われる。

（発明がｊｌ？決しようとする課題） 上記従来の膜の成形方法においては、セラミック管を立
て置きにして泥漿を流し込んだ場合には、重力により、
また時間の経過と共にその濃度が下方に行くにしたがっ
て高くなるために、膜は上方が薄く下方が厚くなり均一
な厚さを得ることがてきない。すなわち、セラミック管
の上下で膜の厚さが大きく違うこととなり、膜厚不良を
生ずるという問題があった。この傾向は、セラミック管
が長いほど著しい。

また、セラミック管を横置きにして泥漿を流し込む場合
にも、同様の理由により、管の内面の上下に膜の厚みの
違いが生じることとなる。

さらに、泥漿の排出時にはセラミック管を逆に立てたり
するため、その排出後には、流し込んだ場合と同様の理
由により、膜は上部が薄く下部が厚くなりがちであり、
結果的にどうしても上下方向で厚さの違いができるとい
う問題があった。

一方、このような膜厚の不均一を防止すべく、−回の泥
漿の供給及び排出によって得られる膜を薄いものとし、
これを何度も繰り返すこととすれば、工程数が増えるた
めに生産性が劣るという問題もあった。

また、泥漿は事前に脱泡処理がされているものの、注入
時に気泡が混入してセラミック管の内面に付着し、それ
が破れることによって、いわゆるピンホールが生じるこ
ととなり、膜不良を生じ、ひいては精密濾過の機能に支
障をきたすこともある。

そこで本発明は、膜厚の不均一やピンホールによる被膜
不良を生じることがなく、しかも、生産性を高めること
のできる膜の成形方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明に係る多孔質体セ
ラミック管の膜成形方法は、多孔質体セラミック管の内
面に対し、セラミック粉末に添加物を加えて調整された
泥漿を塗布して乾燥し、その後焼粘することによって前
記多孔質体セラミック管の内面に濾過用の膜を成形する
方法において、該多孔質体セラミック管の内部に前記泥
漿を封入し、この多孔質体セラミック管を、回転部材に
対して該多孔質体セラミック管の軸線と該回転部材の回
転軸線とをほぼ平行にして偏心して取り付け、この取り
付け位置を中心として該多孔質体セラミック管を回転す
ると共に、前記回転部材を回転することにより、前記泥
漿を前記多孔質体セラミック管の内面に塗布することと
したのである。

（作用） 上記の構成により、回転部材が回転すると、その回転に
伴う遠心力の作用により、泥漿は飛散して該多孔質体セ
ラミック管の内面に押し付けられる状態で塗布されて膜
が形成される。同時に泥漿中の液体は多孔質体セラミッ
ク管の気孔部分を通して外部に飛沫状となって排出され
る。このとき、多孔質体セラミック管も回転部材に対し
て回転していることにより、膜はこの多孔質体セラミッ
ク管の内面の全周に亘って形成される。

つまりこの多孔質体セラミック管は、それ自体も回転し
ながら公転する。この結果、セラミック管の内面には一
側に泥漿が偏ることなく、はぼ均等の厚さに塗布される
。

また、遠心力の作用により泥漿中に混在する気泡は潰さ
れることとなり、ピンホールの発生を有効に防止する。

（実施例） 本発明に係る膜成形方法を具体化した装置の実施例につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。

−第１実施例− まず、本例に使用されている装置について、その概略の
構成を示す第１図に基づいて説明する。

図中１は、円盤状に形成された回転部材であって左右一
対のものとされ、内側を４本の連接棒２゜２によって接
続され一体化されている。回転部材１．１は、ともに外
側中央に基軸３，３が突設され、立設された支台４，４
上に設置されたベアリングユニット５，５により回転可
能に支持されている。なお、一方（図示左側）の基軸３
の端部にはプーリー６が固着され、駆動モーター７にベ
ルトを介し、適宜の回転数により回転部材１が回転駆動
されるように構成されている。

一方、反対側の基軸３（図示右側）に対しては、プーリ
ー８が緩く咲められて回転自在とされている。ただし、
該プーリー８は、本例においては、支台４上に固設され
ているストッパーピン９により回転できないようにビン
止めされている。したがって、基軸３が回転してもこの
プーリー８は同転せず静ＩＬシたままである。

さて、回転部材１には、同一半径距離において放射状に
ほぼ等角度間隔でセラミック管１０が、複数本、本例に
おいては４本、両回転部伺１に固定されたベアリング１
１．１１を介し、回転部材１の回転軸線とセラミック管
１０の軸線とをほぼ平行にして、回転可能に取り付けら
れている。

すなわち、一端部（図示左側）の回転部材１に固定され
ているベアリング１１に対しては、スライド自在の回転
スリーブ１２が内挿状に取り付けられており、他端部（
図示右側）の回転部材１に固定されているベアリング１
１に対しては、取付回転軸１３が固定されている。そし
て、この回転スリーブ１２と取付回転軸１３に対し、セ
ラミック管１０は後述するようにその両端に取り付けら
れるホルダー１４．１４を介して取り付けられる。

また、各取付回転軸１３に対しては同径のプーリー１５
．１５がそれぞれ嵌着され、それらに対してフープ状に
ベルト１６が掛けられている。ただし、取付回転軸１３
のうちの一つ（図示上側）は長いものとされ、基軸３に
取り付けられたプーリー８と同径のプーリー１７がさら
にもう１個嵌着され、両プーリーにベルト１８が平行掛
けされている。

こうして、本例では、回転部材１が第３図中矢印Ａ方向
に１回転すると、ストッパーピン９によって基軸３と共
回りしないプーリー８の回りをベルト１８が移動し、プ
ーリー１７（図示上側）は回転部材１に対して、逆の図
中矢印Ｂ方向に１回自転し、同時にプーリー１５を介し
てベルト掛けされている各取付回転軸１３．１３も同様
の回転をするように構成されている。

つまり、回転部材１が矢印Ａ方向に１回転することによ
り、セラミック管１０はその方向に公転すると同時に、
それと反対の矢印Ｂ方向に１回自転する。したがって空
間に対してセラミック管１０は同一の姿勢を保持し続け
ることとなる。これはセラミック管１０が回転部材］の
中心より偏心して取り付けであるため、固定した状態に
すると、封入される泥漿がセラミック管１０の内面の一
部に偏って塗布されることとなるので、これを回避する
ためである。

さて次に本例装置を使用する場合の膜の成形工程につい
て説明する。

まず、処理すべきセラミック管１０の内面に所定の泥漿
Ｋを膜の形成に必要な量供給する。ただし、泥漿に中の
添加物はバインダー及び水、又はバインダー及び有機溶
材を含んだものであり、適宜選択して使用される。

この供給に際しては、例えば第２図に示すように、その
両端に蓋１９．１９を外嵌し、その端縁内周にリングバ
ッキング２０を嵌着して環状の締付けフランジ２１を、
ボルト２２を介して緊締し、この部分の密閉を保持して
おく。本例では、一方の端部側（図示右側）の蓋１９は
、その中央が貫通されて泥漿の供給口２３とされている
。

そして、この供給口２３に対して漏斗状の泥漿タンク２
４から延設された管部を挿入し、セラミック管１０内に
所要の泥漿Ｋを供給し、供給口２３に対して、適宜のゴ
ム栓２５をして密封を保持する。

この状態のもとで、本例においては両端の冬着１９．１
９に対して、回転部材１への取付けのためのホルダー１
４．１４を嵌着し、図示はしないが止めねじによって固
着する。なお、両ホルダー１４に対しては、セラミック
管１０を包囲する形で円管状のケース２６が外嵌めされ
、両ホルダー１４間を一体的に連結している。これによ
り、各取付回転軸１３の回転力は、セラミック管１０を
介することなく、このケース２６を介して回転スリーブ
１２に伝達され、しかも後述するように泥漿中の液体が
この中に収容されるよう構成されている。

しかる後、この状態のものを回転部材１の回転スリーブ
１２と取付回転軸１３とに対し、両端のホルダー１４．
１４を介して内押し、図示しない止めねじによって固着
し、同様にして各セラミック管１０についても取り付け
る。なお、この際には回転スリーブ１２を一旦図中２点
饋線で示す位置にスライドさせて取り付ける。このとき
、セラミック管１０は水平に取り付けられており、泥漿
には第２図に示すようにその底部に溜まった状態にある
。

こうして所定の取り付け後において、回転部材１を図中
矢印Ａ方向に高速で回転させる。回転数については装置
の規模等により適宜選択することとなるが、本例におい
ては５００　ｒｐｍとしている。

しかして、その回転に伴う遠心力の作用により、泥漿に
は飛散してセラミック管１０の内面２７に押し付けられ
る状態で塗布され、所望とする膜２８が形成される（第
４図参照）。泥漿中の液体分はセラミック管１０の気孔
部分から外周に振り飛ばされてケース２６内に収容され
るが、残ったセラミック粉末や添加物が内面２７に付着
し、塗布されるのである。

しかも、セラミック管は、回転部材１に対して本例では
自転しながら、公転するので膜２８はその内面２７の全
周に亘って形成される。つまり内面２７の一側に泥漿Ｋ
が偏ることなくほぼ均等の厚さに塗布される。

また、遠心力の作用により泥漿中に混在する気泡は潰さ
れることとなり、ピンホールの発生を有効に防止する。

こうして所望とする膜２８が塗布された後、これを乾燥
して焼結することで、添加物はなくなり、均一なセラミ
ック膜が形成されるのである。

なお、回転部材に対するセラミック管の回転の方向につ
いては、回転部材１の回転方向と必ずしも反対とする必
要はなく、その回転によって内周全体に泥漿が均等に塗
布されるものであれば、同一方向としてもよい。

また本例においては、セラミック管の自転用の回転駆動
をベルト伝動としたが、もちろん遊星歯車装置等による
こともできる。例えば、プーリー８．１７を平歯車とし
、この間に遊び歯車を介在させて、これらを腕で接続し
ても、ベルト伝動の場合と同様の回転を得ることができ
る。

また本例においては、回転部材の同一円周上に等角度間
隔で４本のセラミック管を取り付ける場合を示したが、
これに限定されるものではない。

異なる複数の円周上に取り付けることもできるし、当然
のことながら、その数もセラミック管の径の大小等に応
じて適宜に増減できる。

なお、セラミック管の軸線と回転部材の回転軸線とが平
行に近いほど好ましい。軸の長手方向に対しても、より
均等の厚さの膜が得られるためである。

一第２実施例− さて次に、本発明に係る膜成形方法の第２実施例につい
て、上記第１実施例との相違点を中心に、第５図および
第６図に基づいて説明する。ただし、第１実施例と同一
の箇所には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

第１実施例においては、セラミック管１０を一本ずつ個
々に回転部材１に取り付けている。

本例方法においては、容量１９，１９に対して複数個の
セラミック管１０．１０をセットにして取り付け、これ
を上記したのと同様にホルダー１４を介して回転部材１
に等角度間隔に配置して取り付けることとしたものであ
る。なお、セラミック管の数は適宜選択できるが、本例
では等角度間隔で４本、容量１９の中心より偏在して取
り付けている。

これにより、回転部材が高速で回転すると、セラミック
管１０．１０が取付けられた蓋１９は公転し、同時に自
転するので、セラミック管１０も、それらが取付けられ
た蓋１つの、回転部材に対する取付け位置を中心として
回転する。したがって第１実施例の場合と同様、遠心力
作用により、泥漿は飛散し、セラミック管１０の内面２
７の全周に亘って塗布され、均等な厚さの膜２８が形成
されるのである（第４図参照）。

本例の方法によれば一度に多数の処理ができるので、例
えば径が１５ｍｍ以下のような比較的小径のセラミック
着の膜成形に使用すると効率的である。

なお、本例における複数個のセラミック管が取付けられ
たＭ１９を、複数個さらに一体化し、そのものを同転部
ヰ４に取付ける、ということも可能である。このように
すればさらに生産性を高めることができる。

（発明の効果） 本発明は、以上の説明から明らかなように、以下に記載
する効果を有する。

本発明の膜成形方法においては、遠心力を利用したので
セラミック管に適量供給した泥漿は、内面の全周に亘っ
てほぼ均一な塗膜となって付着する。しかも、この付着
と同時に泥漿中の液体分が排出されるから、従来の方法
の場合のように独立の排出工程を経なくともよい。

また、泥漿の供給及び排出を繰り返すことなく膜の成形
を可能とすると共に、膜厚不良の発生を有効に防止する
。

また、遠心力の作用によって泥漿中に混入している気泡
は潰されることとなるので、ピンホール等の膜不良の発
生の防止にも奏効する。

このように本発明方法においては、量産性に優れ、しか
も安定した膜の形成が得られる等、その効果には著しい
ものがあり、精密濾過用のセラミックフィルターの製造
過程における膜の成形に極めて効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係る多孔質体セラミック
管の膜成形方法を使用している第１一実施例の装置等を
示すもので、第１図はその装置の一部破断概略正面図、
第２図は回転部材に取り付けられるセラミック管に泥漿
を供給する状態を説明する断面正面図、第３図は第１図
における■−■線矢視断面図、第４図は泥漿が塗布され
たセラミック管の内面を示す部分拡大断面図である。 第５図及び第６図は第２実施例であって、複数個のセラ
ミック管をセットにし、一対の蓋に取付けた場合を示す
断面正面図、第６図は第５図におけるＶＩ−Ｖｌ線矢視
断面図である。 １・・・回転部材 １０・・・多孔質体セラミック管 ２７・・・内面 ２８・・・膜 Ｋ・・・泥漿

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 多孔質体セラミック管の内面に対し、セラミック粉末に
   添加物を加えて調整された泥漿を塗布して乾燥し、その
   後焼結することによって前記多孔質体セラミック管の内
   面に濾過用の膜を成形する方法において、 該多孔質体セラミック管の内部に前記泥漿を封入し、こ
   の多孔質体セラミック管を、回転部材に対して該多孔質
   体セラミック管の軸線と該回転部材の回転軸線とをほぼ
   平行にして偏心して取り付け、この取り付け位置を中心
   として該多孔質体セラミック管を回転すると共に、前記
   回転部材を回転することにより、前記泥漿を前記多孔質
   体セラミック管の内面に塗布することを特徴とする多孔
   質体セラミック管の膜成形方法。