JPH0647261A - セラミックス限外ロ過膜の製造法 - Google Patents
セラミックス限外ロ過膜の製造法Info
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多孔質セラミックス中空糸膜の表面に、酸化
物セラミックス形成性ゾルをディップコーティングし、
それを焼成させて限外ロ過膜を形成させる方法におい
て、透過性能にすぐれたセラミックス限外ロ過膜を製造
する方法を提供する。 【構成】 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ディッピングし、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表面のみに
限外ロ過膜を形成させてセラミックス限外ロ過膜を製造
する。
物セラミックス形成性ゾルをディップコーティングし、
それを焼成させて限外ロ過膜を形成させる方法におい
て、透過性能にすぐれたセラミックス限外ロ過膜を製造
する方法を提供する。 【構成】 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ディッピングし、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表面のみに
限外ロ過膜を形成させてセラミックス限外ロ過膜を製造
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックス限外ロ過
膜の製造法に関する。更に詳しくは、多孔質セラミック
ス中空糸膜の表面に、酸化物セラミックス形成性ゾルを
焼成して限外ロ過膜を形成させるセラミックス限外ロ過
膜の製造法に関する。
膜の製造法に関する。更に詳しくは、多孔質セラミック
ス中空糸膜の表面に、酸化物セラミックス形成性ゾルを
焼成して限外ロ過膜を形成させるセラミックス限外ロ過
膜の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、気体分離、医薬、食品などの
分野で利用が図られているセラミックス限外ロ過膜とし
て、多孔質ガラス膜が知られている。この多孔質ガラス
膜は、ホウケイ酸ガラスを用いて、高温溶融-成形-分相
-溶出工程を経て多孔質状に成形されたものであるが、
この膜は膜厚が0.2mm以上とかなり厚くなるため、透過
性能(透過速度)が低いといった問題がある。
分野で利用が図られているセラミックス限外ロ過膜とし
て、多孔質ガラス膜が知られている。この多孔質ガラス
膜は、ホウケイ酸ガラスを用いて、高温溶融-成形-分相
-溶出工程を経て多孔質状に成形されたものであるが、
この膜は膜厚が0.2mm以上とかなり厚くなるため、透過
性能(透過速度)が低いといった問題がある。
【０００３】そこで、こうした問題を解決するために、
比較的孔径の大きい多孔質支持体の表面に、酸化物セラ
ミックス形成性ゾルをコーティングし、これを焼成する
ことにより、膜厚を薄くすることが提案されている。ゾ
ルのコーティング法としては、ディップコーティング
法、スピンコーティング法、スプレー法などが現在用い
られているが、スピンコーティング法およびスプレー法
は平板状の支持体へのコーティングに限られている。
比較的孔径の大きい多孔質支持体の表面に、酸化物セラ
ミックス形成性ゾルをコーティングし、これを焼成する
ことにより、膜厚を薄くすることが提案されている。ゾ
ルのコーティング法としては、ディップコーティング
法、スピンコーティング法、スプレー法などが現在用い
られているが、スピンコーティング法およびスプレー法
は平板状の支持体へのコーティングに限られている。
【０００４】
【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表面に、酸化物セラミックス
形成性ゾルをディップコーティングし、それを焼成させ
て限外ロ過膜を形成させる方法において、透過性能にす
ぐれたセラミックス限外ロ過膜を製造する方法を提供す
ることにある。
質セラミックス中空糸膜の表面に、酸化物セラミックス
形成性ゾルをディップコーティングし、それを焼成させ
て限外ロ過膜を形成させる方法において、透過性能にす
ぐれたセラミックス限外ロ過膜を製造する方法を提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
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
成性ゾル中にディッピングし、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表面のみに限外ロ過膜
を形成させてセラミックス限外ロ過膜を製造することに
よって達成される。
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
成性ゾル中にディッピングし、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表面のみに限外ロ過膜
を形成させてセラミックス限外ロ過膜を製造することに
よって達成される。
【０００６】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。
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。
【０００７】これらの多孔質セラミックス中空糸膜の外
表面への熱分解性高分子薄膜のマスキングは、中空糸膜
先端部をエポキシ接着剤で封止した後、フォトレジスト
などの光架橋性樹脂溶液、ゴムラテックス、ポリスルホ
ンのジメチルホルムアミド溶液などの中にディッピング
し、そこから引き上げ速度約10〜50mm/分、好ましくは
約20〜30mm/分で引き上げ、フォトレジストの場合には
紫外線照射により、他のラテックス、溶液の場合には乾
燥させることにより、熱分解性高分子薄膜を形成させ、
しかる後に封止先端部を切り落すことにより行われる。
表面への熱分解性高分子薄膜のマスキングは、中空糸膜
先端部をエポキシ接着剤で封止した後、フォトレジスト
などの光架橋性樹脂溶液、ゴムラテックス、ポリスルホ
ンのジメチルホルムアミド溶液などの中にディッピング
し、そこから引き上げ速度約10〜50mm/分、好ましくは
約20〜30mm/分で引き上げ、フォトレジストの場合には
紫外線照射により、他のラテックス、溶液の場合には乾
燥させることにより、熱分解性高分子薄膜を形成させ、
しかる後に封止先端部を切り落すことにより行われる。
【０００８】その後、この中空糸膜を酸化物セラミック
ス形成性ゾル中にディッピングし、約10〜60mm/分、好
ましくは約20〜30mm/分の引き上げ速度で引き上げるこ
とにより、中空糸膜内表面側にゾルにコーティングさせ
る。
ス形成性ゾル中にディッピングし、約10〜60mm/分、好
ましくは約20〜30mm/分の引き上げ速度で引き上げるこ
とにより、中空糸膜内表面側にゾルにコーティングさせ
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。
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。
【００１０】このような酸化物セラミックス形成性ゾル
を中空糸膜の内表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、内表面側に必要な膜厚(約1〜20μm)の限外
ロ過膜が形成されるように、マスキングディップコーテ
ィング-乾燥-焼成という一連の工程がくり返して行われ
る。このとき、中空糸膜外表面をマスキングしている高
分子薄膜は、熱分解されるので、焼成後外表面には何も
残らない。
を中空糸膜の内表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、内表面側に必要な膜厚(約1〜20μm)の限外
ロ過膜が形成されるように、マスキングディップコーテ
ィング-乾燥-焼成という一連の工程がくり返して行われ
る。このとき、中空糸膜外表面をマスキングしている高
分子薄膜は、熱分解されるので、焼成後外表面には何も
残らない。
【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、中空糸膜の外表面側と内表面側の
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
内表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、中空糸膜の外表面側と内表面側の
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
内表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 先端部をエポキシ接着剤で封止した多孔質アルミナ中空
糸膜(外径2.0mm、内径1.5mm、長さ300mm、平均孔径0.2
μm)を、紫外線カットした室内で、フォトレジスト溶液
(ＯＭＲ現像液)中に25mm/分の引き上げ速度でディップ
コーティングした。その後、中空糸膜に紫外線を照射し
てフォトレジストを光架橋させ、先端部封止部分を切り
落した。
糸膜(外径2.0mm、内径1.5mm、長さ300mm、平均孔径0.2
μm)を、紫外線カットした室内で、フォトレジスト溶液
(ＯＭＲ現像液)中に25mm/分の引き上げ速度でディップ
コーティングした。その後、中空糸膜に紫外線を照射し
てフォトレジストを光架橋させ、先端部封止部分を切り
落した。
【００１４】この外表面マスキング多孔質アルミナ中空
糸膜を、引き上げ速度25mm/分で、ベーマイトゾル(アル
ミニウム濃度0.52モル/Ｌ)のディップコーティングを行
い、室温下に12時間放置して乾燥した後、600℃で2時間
焼成した。このようなマスキングディップコーティング
-乾燥-焼成という一連の工程を２回くり返し、中空糸膜
の内表面側に膜厚2μmのγ-アルミナ薄膜を形成させ
た。なお、フォトレジスト硬化膜は、焼成により完全に
熱分解した。
糸膜を、引き上げ速度25mm/分で、ベーマイトゾル(アル
ミニウム濃度0.52モル/Ｌ)のディップコーティングを行
い、室温下に12時間放置して乾燥した後、600℃で2時間
焼成した。このようなマスキングディップコーティング
-乾燥-焼成という一連の工程を２回くり返し、中空糸膜
の内表面側に膜厚2μmのγ-アルミナ薄膜を形成させ
た。なお、フォトレジスト硬化膜は、焼成により完全に
熱分解した。
【００１５】このようにして得られたアルミナ限外ロ過
膜は、ポリエチレングリコールの分画分子量が約6000
で、純水透過係数は2.8cm3/cm2・kgf/cm2・hrであっ
た。
膜は、ポリエチレングリコールの分画分子量が約6000
で、純水透過係数は2.8cm3/cm2・kgf/cm2・hrであっ
た。
【００１６】比較例 実施例において、外表面側のマスキングを行わず、多孔
質アルミナ中空糸膜の両面にアルミナ薄膜を形成させた
アルミナ限外ロ過膜の純水透過係数は1.1cm3/cm2・kgf/
cm2・hrであった。
質アルミナ中空糸膜の両面にアルミナ薄膜を形成させた
アルミナ限外ロ過膜の純水透過係数は1.1cm3/cm2・kgf/
cm2・hrであった。
Claims (1)
- 【請求項１】 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ディッピングし、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表面の
みに限外ロ過膜を形成させることを特徴とするセラミッ
クス限外ロ過膜の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22486592A JPH0647261A (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | セラミックス限外ロ過膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22486592A JPH0647261A (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | セラミックス限外ロ過膜の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0647261A true JPH0647261A (ja) | 1994-02-22 |
Family
ID=16820382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22486592A Pending JPH0647261A (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | セラミックス限外ロ過膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0647261A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104774026A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-07-15 | 柳州豪祥特科技有限公司 | 水处理用管式膜的制备方法 |
| CN104774027A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-07-15 | 柳州豪祥特科技有限公司 | 一种管式陶瓷膜的制备方法 |
| DE102014007665A1 (de) * | 2014-05-27 | 2015-12-17 | Mann + Hummel Gmbh | Filtermembran, Hohlfaser und Filtermodul |
-
1992
- 1992-07-31 JP JP22486592A patent/JPH0647261A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014007665A1 (de) * | 2014-05-27 | 2015-12-17 | Mann + Hummel Gmbh | Filtermembran, Hohlfaser und Filtermodul |
| CN104774026A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-07-15 | 柳州豪祥特科技有限公司 | 水处理用管式膜的制备方法 |
| CN104774027A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-07-15 | 柳州豪祥特科技有限公司 | 一种管式陶瓷膜的制备方法 |
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