JPH06263566A - 薄膜積層方法 - Google Patents
薄膜積層方法Info
- Publication number
- JPH06263566A JPH06263566A JP7108093A JP7108093A JPH06263566A JP H06263566 A JPH06263566 A JP H06263566A JP 7108093 A JP7108093 A JP 7108093A JP 7108093 A JP7108093 A JP 7108093A JP H06263566 A JPH06263566 A JP H06263566A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hollow fiber
- thin film
- fiber membrane
- sol
- wall surface
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5025—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
- C04B41/5027—Oxide ceramics in general; Specific oxide ceramics not covered by C04B41/5029 - C04B41/5051
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多孔質セラミックス中空糸膜の内壁面側にの
み酸化物セラミックス形成性ゾルを用いて薄膜を形成さ
せるに際し、膜外壁面へのマスキングなどを必要とはし
ない薄膜積層方法を提供する。 【構成】 酸化物セラミックス形成性ゾルを用いて多孔
質セラミックス中空糸膜に薄膜を形成させるに際し、ま
ず多孔質セラミックス中空糸膜の耐熱性モジュールを作
製し、該耐熱性モジュールを酸化物セラミックス形成性
ゾル中に浸漬させ、それを乾燥させた後焼成して、多孔
質セラミックス中空糸膜内壁面側にのみ薄膜を積層させ
る。
み酸化物セラミックス形成性ゾルを用いて薄膜を形成さ
せるに際し、膜外壁面へのマスキングなどを必要とはし
ない薄膜積層方法を提供する。 【構成】 酸化物セラミックス形成性ゾルを用いて多孔
質セラミックス中空糸膜に薄膜を形成させるに際し、ま
ず多孔質セラミックス中空糸膜の耐熱性モジュールを作
製し、該耐熱性モジュールを酸化物セラミックス形成性
ゾル中に浸漬させ、それを乾燥させた後焼成して、多孔
質セラミックス中空糸膜内壁面側にのみ薄膜を積層させ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜積層方法に関す
る。更に詳しくは、多孔質セラミックス中空糸膜内壁面
への薄膜積層方法に関する。
る。更に詳しくは、多孔質セラミックス中空糸膜内壁面
への薄膜積層方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は先に、多孔質セラミックス中
空糸膜の管内へ酸化物セラミックス形成性ゾルを供給し
て強制的にロ過させ、それを乾燥させた後焼成すること
により、多孔質セラミックス中空糸膜内壁面へ薄膜を形
成させる方法を提案している(特開平4-215,826号公
報)。この方法では、酸化物セラミックス形成性ゾルの
強制的ロ過のために、そのゾル供給源と多孔質セラミッ
クス中空糸膜との間に、供給ゾルの流量およびこれによ
る圧力変動を抑制するヘッドを設けたロ過装置系が用い
られている。
空糸膜の管内へ酸化物セラミックス形成性ゾルを供給し
て強制的にロ過させ、それを乾燥させた後焼成すること
により、多孔質セラミックス中空糸膜内壁面へ薄膜を形
成させる方法を提案している(特開平4-215,826号公
報)。この方法では、酸化物セラミックス形成性ゾルの
強制的ロ過のために、そのゾル供給源と多孔質セラミッ
クス中空糸膜との間に、供給ゾルの流量およびこれによ
る圧力変動を抑制するヘッドを設けたロ過装置系が用い
られている。
【０００３】こうしたロ過装置系を特に用いない簡単な
方法としては、ディップコーティング法がある。ところ
が、中空糸膜をそのまま酸化物セラミックス形成性ゾル
中に浸漬すると、膜の内、外両壁面に薄膜が形成される
ようになり、ロ過時におけるロ過速度が低下するという
問題がみられる。
方法としては、ディップコーティング法がある。ところ
が、中空糸膜をそのまま酸化物セラミックス形成性ゾル
中に浸漬すると、膜の内、外両壁面に薄膜が形成される
ようになり、ロ過時におけるロ過速度が低下するという
問題がみられる。
【０００４】そのため、多孔質セラミックス中空糸膜の
外壁面に予めマスキングを施し、その後酸化物セラミッ
クス形成性ゾル中に浸漬し、膜の内壁面側にのみ薄膜を
形成させる方法が提案された。具体的には、多孔質セラ
ミックス中空糸膜の外表面を熱分解性高分子薄膜でマス
キングした後、これを酸化物セラミックス形成性ゾル中
に浸漬し、それを乾燥させた後焼成して、セラミックス
中空糸膜の内壁面のみに限外ロ過膜を形成させる方法
が、やはり本出願人によって提案されている(特願平4-2
24,865号)。
外壁面に予めマスキングを施し、その後酸化物セラミッ
クス形成性ゾル中に浸漬し、膜の内壁面側にのみ薄膜を
形成させる方法が提案された。具体的には、多孔質セラ
ミックス中空糸膜の外表面を熱分解性高分子薄膜でマス
キングした後、これを酸化物セラミックス形成性ゾル中
に浸漬し、それを乾燥させた後焼成して、セラミックス
中空糸膜の内壁面のみに限外ロ過膜を形成させる方法
が、やはり本出願人によって提案されている(特願平4-2
24,865号)。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、多孔
質セラミックス中空糸膜の内壁面側にのみ酸化物セラミ
ックス形成性ゾルを用いて薄膜を形成させるに際し、膜
外壁面へのマスキングなどを必要とはしない薄膜積層方
法を提供することにある。
質セラミックス中空糸膜の内壁面側にのみ酸化物セラミ
ックス形成性ゾルを用いて薄膜を形成させるに際し、膜
外壁面へのマスキングなどを必要とはしない薄膜積層方
法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
酸化物セラミックス形成性ゾルを用いて多孔質セラミッ
クス中空糸膜に薄膜を形成させるに際し、まず多孔質セ
ラミックス中空糸膜の耐熱性モジュールを作製し、該耐
熱性モジュールを酸化物セラミックス形成性ゾル中に浸
漬させ、それを乾燥させた後焼成して多孔質セラミック
ス中空糸膜内壁面へ薄膜を積層させる方法によって達成
される。
酸化物セラミックス形成性ゾルを用いて多孔質セラミッ
クス中空糸膜に薄膜を形成させるに際し、まず多孔質セ
ラミックス中空糸膜の耐熱性モジュールを作製し、該耐
熱性モジュールを酸化物セラミックス形成性ゾル中に浸
漬させ、それを乾燥させた後焼成して多孔質セラミック
ス中空糸膜内壁面へ薄膜を積層させる方法によって達成
される。
【０００７】多孔質セラミックス中空糸膜としては、一
般にAl2O3、Y2O3、MgO、SiO2、Si3N4、ZrO2などの粒子
を分散させた高分子物質の有機溶媒溶液を用い、これを
乾湿式紡糸した後焼成して得られる、孔径が約0.1〜6μ
m、好ましくは約0.2〜2μmのものが用いられる。これら
の多孔質セラミックス中空糸膜は、金属製、金属酸化物
製等の耐熱性外筒内に収容され、その外筒両端部を無機
充填剤を用いてポッティングすることにより、耐熱性モ
ジュールに作製される。
般にAl2O3、Y2O3、MgO、SiO2、Si3N4、ZrO2などの粒子
を分散させた高分子物質の有機溶媒溶液を用い、これを
乾湿式紡糸した後焼成して得られる、孔径が約0.1〜6μ
m、好ましくは約0.2〜2μmのものが用いられる。これら
の多孔質セラミックス中空糸膜は、金属製、金属酸化物
製等の耐熱性外筒内に収容され、その外筒両端部を無機
充填剤を用いてポッティングすることにより、耐熱性モ
ジュールに作製される。
【０００８】このようにして作製された耐熱性モジュー
ルの両端面は、中空糸膜群の開孔面部分を残して閉塞さ
れており、これを酸化物セラミックス形成性ゾル中に浸
漬する。浸漬は、上下に動作するラックの先端にモジュ
ールの両端面が上下になるように固定しかつ外筒胴部に
設けられた両開口部を閉じた状態で、ゾル中に浸漬およ
び引き上げることによって行われる。その際のゾルへの
浸漬速度は約5〜200mm/分、好ましくは約20〜60mm/分
で、引上げ速度は約5〜100mm/分、好ましくは約30〜60m
m/分である。このような浸漬により、ゾルはモジュール
端部より多孔質セラミックス中空糸膜の中空部からだけ
侵入するため、内壁面側にのみ薄膜が形成されるように
なる。
ルの両端面は、中空糸膜群の開孔面部分を残して閉塞さ
れており、これを酸化物セラミックス形成性ゾル中に浸
漬する。浸漬は、上下に動作するラックの先端にモジュ
ールの両端面が上下になるように固定しかつ外筒胴部に
設けられた両開口部を閉じた状態で、ゾル中に浸漬およ
び引き上げることによって行われる。その際のゾルへの
浸漬速度は約5〜200mm/分、好ましくは約20〜60mm/分
で、引上げ速度は約5〜100mm/分、好ましくは約30〜60m
m/分である。このような浸漬により、ゾルはモジュール
端部より多孔質セラミックス中空糸膜の中空部からだけ
侵入するため、内壁面側にのみ薄膜が形成されるように
なる。
【０００９】酸化物セラミックス形成性ゾルとしては、
Al2O3、Y2O3、MgO、SiO2、ZrO2、TiO2、SnO2、La2O3、C
eO2、InO2、ThO2などの酸化物薄膜が焼成によって形成
される金属水酸化物ゾルが用いられる。このような各種
酸化物セラミックス形成性ゾルにおいて、例えば焼成に
よってAl2O3薄膜を形成させるゾルとしては、ベーマイ
ト(γ-A100H)ゾルが用いられる。ベーマイトゾルは、ア
ルミニウムイソプロポキシドを100倍モル量の蒸留水中
で75℃以上に加熱し、加水分解させた後、アルミニウム
に対して0.07〜0.20倍モル量の塩酸などを添加し、95℃
で解こうさせることにより調製される。また、市販品の
アルミナゾルをそのまま用いることもできる。
Al2O3、Y2O3、MgO、SiO2、ZrO2、TiO2、SnO2、La2O3、C
eO2、InO2、ThO2などの酸化物薄膜が焼成によって形成
される金属水酸化物ゾルが用いられる。このような各種
酸化物セラミックス形成性ゾルにおいて、例えば焼成に
よってAl2O3薄膜を形成させるゾルとしては、ベーマイ
ト(γ-A100H)ゾルが用いられる。ベーマイトゾルは、ア
ルミニウムイソプロポキシドを100倍モル量の蒸留水中
で75℃以上に加熱し、加水分解させた後、アルミニウム
に対して0.07〜0.20倍モル量の塩酸などを添加し、95℃
で解こうさせることにより調製される。また、市販品の
アルミナゾルをそのまま用いることもできる。
【００１０】このような酸化物セラミックス形成性ゾル
を中空糸膜の内壁面側にディップコーティングさせた
後、室温下で乾燥を行い、更に用いられた金属酸化物の
種類に応じた温度(約400〜1800℃)での焼成が行われ
る。そして、内壁面側に必要な膜厚(約1〜20μm)の限外
ロ過膜が形成されるように、浸漬-乾燥-焼成という一連
の工程がくり返して行われる。形成される薄膜の膜厚
は、引上げ速度やゾル濃度によって制御可能であるが、
１回での膜厚が厚すぎると剥離を生ずることがあるの
で、これらの操作を所望の膜厚になる迄４回程度迄くり
返して行うことが好ましく、これによりピンホールのな
い均一な薄膜を得ることができる。
を中空糸膜の内壁面側にディップコーティングさせた
後、室温下で乾燥を行い、更に用いられた金属酸化物の
種類に応じた温度(約400〜1800℃)での焼成が行われ
る。そして、内壁面側に必要な膜厚(約1〜20μm)の限外
ロ過膜が形成されるように、浸漬-乾燥-焼成という一連
の工程がくり返して行われる。形成される薄膜の膜厚
は、引上げ速度やゾル濃度によって制御可能であるが、
１回での膜厚が厚すぎると剥離を生ずることがあるの
で、これらの操作を所望の膜厚になる迄４回程度迄くり
返して行うことが好ましく、これによりピンホールのな
い均一な薄膜を得ることができる。
【００１１】
【発明の効果】セラミックス限外ロ過膜を分離膜として
使用する場合、多孔質セラミックス中空糸膜を支持体と
すれば、有効膜面積が大きくなり、透過性能の向上が図
られる。しかしながら、多孔質セラミックス中空糸膜を
直接酸化物セラミックス形成性ゾルでディップコーティ
ングし、焼成すると、中空糸膜の外壁面側と内壁面側の
両面に限外ロ過膜が形成されるため、十分な透過性能を
示すものが得られないが、本発明方法により中空糸膜の
外壁面側をマスキングすることなくして、内壁面側にの
み限外ロ過膜を形成させることにより、その透過性能を
約２倍程度高めることができる。
使用する場合、多孔質セラミックス中空糸膜を支持体と
すれば、有効膜面積が大きくなり、透過性能の向上が図
られる。しかしながら、多孔質セラミックス中空糸膜を
直接酸化物セラミックス形成性ゾルでディップコーティ
ングし、焼成すると、中空糸膜の外壁面側と内壁面側の
両面に限外ロ過膜が形成されるため、十分な透過性能を
示すものが得られないが、本発明方法により中空糸膜の
外壁面側をマスキングすることなくして、内壁面側にの
み限外ロ過膜を形成させることにより、その透過性能を
約２倍程度高めることができる。
【００１２】
【実施例】次に、実施例について本発明を説明する。
【００１３】実施例 多孔質アルミナ中空糸膜(外径2.0mm、内径1.5mm、長さ2
00mm、平均孔径0.2μm)100本を、SUS管(30mm径、長さ20
0mm)内に収容し、無機充填剤(日産化学製品ボンドエッ
クス)でポッティングし、モジュール化した。これによ
り、モジュールの両端面は、中空糸膜群の開孔面部分を
残して閉塞される。
00mm、平均孔径0.2μm)100本を、SUS管(30mm径、長さ20
0mm)内に収容し、無機充填剤(日産化学製品ボンドエッ
クス)でポッティングし、モジュール化した。これによ
り、モジュールの両端面は、中空糸膜群の開孔面部分を
残して閉塞される。
【００１４】このようにして作製された耐熱性モジュー
ルを、上下を動作するラックに固定した状態で、アルミ
ナゾル(日産化学製品アルミナゾル-520)中に、浸漬速度
60mm/分、引上げ速度25mm/分で浸漬を行い、その後室温
に12時間放置して乾燥させた後、500℃で2時間焼成し
た。このような一連の工程を２回くり返して行い、中空
糸内壁面上に膜厚7μmのγ-アルミナ薄膜を形成させ
た。
ルを、上下を動作するラックに固定した状態で、アルミ
ナゾル(日産化学製品アルミナゾル-520)中に、浸漬速度
60mm/分、引上げ速度25mm/分で浸漬を行い、その後室温
に12時間放置して乾燥させた後、500℃で2時間焼成し
た。このような一連の工程を２回くり返して行い、中空
糸内壁面上に膜厚7μmのγ-アルミナ薄膜を形成させ
た。
【００１５】このγ-アルミナ薄膜積層多孔質アルミナ
中空糸膜のポリエチレングリコールの分画分子量は600
0、純水透過係数は10cm3/cm2・hr・kgf/cm2であった。
これに対し、多孔質アルミナ中空糸膜の内、外両壁面に
γ-アルミナ薄膜を積層させたものの純水透過係数は4.5
cm3/cm2・hr・kgf/cm2であった。
中空糸膜のポリエチレングリコールの分画分子量は600
0、純水透過係数は10cm3/cm2・hr・kgf/cm2であった。
これに対し、多孔質アルミナ中空糸膜の内、外両壁面に
γ-アルミナ薄膜を積層させたものの純水透過係数は4.5
cm3/cm2・hr・kgf/cm2であった。
Claims (1)
- 【請求項１】 酸化物セラミックス形成性ゾルを用いて
多孔質セラミックス中空糸膜に薄膜を形成させるに際
し、まず多孔質セラミックス中空糸膜の耐熱性モジュー
ルを作製し、該耐熱性モジュールを酸化物セラミックス
形成性ゾル中に浸漬させ、それを乾燥させた後焼成する
ことを特徴とする多孔質セラミックス中空糸膜内壁面へ
の薄膜積層方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7108093A JPH06263566A (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 薄膜積層方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7108093A JPH06263566A (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 薄膜積層方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06263566A true JPH06263566A (ja) | 1994-09-20 |
Family
ID=13450194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7108093A Pending JPH06263566A (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 薄膜積層方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06263566A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111072368A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-28 | 江苏省陶瓷研究所有限公司 | 一种具有层状结构的多孔陶瓷纤维膜及其制备方法 |
-
1993
- 1993-03-05 JP JP7108093A patent/JPH06263566A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111072368A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-28 | 江苏省陶瓷研究所有限公司 | 一种具有层状结构的多孔陶瓷纤维膜及其制备方法 |
| CN111072368B (zh) * | 2019-12-24 | 2021-12-28 | 江苏省陶瓷研究所有限公司 | 一种具有层状结构的多孔陶瓷纤维膜及其制备方法 |
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