JPH07116480A - モノリス型セラミックフィルター - Google Patents
モノリス型セラミックフィルターInfo
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- JPH07116480A JPH07116480A JP5289766A JP28976693A JPH07116480A JP H07116480 A JPH07116480 A JP H07116480A JP 5289766 A JP5289766 A JP 5289766A JP 28976693 A JP28976693 A JP 28976693A JP H07116480 A JPH07116480 A JP H07116480A
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Filtration Of Liquid (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】一方向に並列する基隔壁１３及び１３′等から
なる基隔壁群と交叉し他の一方向に並列する交叉隔壁１
２及び１２′等から成る交叉隔壁群を１群有するハニカ
ム構造体であって、前記交叉隔壁群の同一方向に並列す
る全ての隔壁を、基隔壁より厚い流動抵抗緩和隔壁とし
てハニカム構造体に均一に分布させて成るモノリス型セ
ラミックフィルター。 【効果】このフィルターは、流動抵抗が小さく効率よく
瀘過することができると共に、成形時の歪み、乾燥ない
し焼成時の切れの発生を防止して製造することができ
る。
なる基隔壁群と交叉し他の一方向に並列する交叉隔壁１
２及び１２′等から成る交叉隔壁群を１群有するハニカ
ム構造体であって、前記交叉隔壁群の同一方向に並列す
る全ての隔壁を、基隔壁より厚い流動抵抗緩和隔壁とし
てハニカム構造体に均一に分布させて成るモノリス型セ
ラミックフィルター。 【効果】このフィルターは、流動抵抗が小さく効率よく
瀘過することができると共に、成形時の歪み、乾燥ない
し焼成時の切れの発生を防止して製造することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高瀘過面積、低瀘過抵
抗を実現できるハニカム形状をした、精密瀘過、限外瀘
過、逆浸透等に使用するモノリス型セラミックフィルタ
ーに関する。
抗を実現できるハニカム形状をした、精密瀘過、限外瀘
過、逆浸透等に使用するモノリス型セラミックフィルタ
ーに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、コンパクトで高瀘過面積のセラミ
ックフィルターを実現するために、様々な研究が成さ
れ、多孔質セラミックスから成るハニカム形状のモノリ
ス型セラミックフィルターが提案されている。
ックフィルターを実現するために、様々な研究が成さ
れ、多孔質セラミックスから成るハニカム形状のモノリ
ス型セラミックフィルターが提案されている。
【０００３】モノリス型セラミックフィルターにおいて
は、供給液通路表面に形成された瀘過膜によって瀘過さ
れた瀘液は、隔壁内を外壁方向に流れ、外壁よりフィル
ター外に排出される。そのため、隔壁内の瀘液の流量
は、外壁に近付くほど多くなる。
は、供給液通路表面に形成された瀘過膜によって瀘過さ
れた瀘液は、隔壁内を外壁方向に流れ、外壁よりフィル
ター外に排出される。そのため、隔壁内の瀘液の流量
は、外壁に近付くほど多くなる。
【０００４】従来のハニカム形状をしたセラミックフィ
ルターでは、その隔壁の厚さは一定である。そのため外
壁に近い部分では隔壁内の瀘液流速は著しく大きくなる
から、その流動抵抗が著しく大きくなり、瀘過速度が制
限されることになる。この事は、瀘過面積が大きくなる
ほど顕著に現れる。このため、高瀘過面積のセラミック
フィルターは、工業的には実用が困難であった。
ルターでは、その隔壁の厚さは一定である。そのため外
壁に近い部分では隔壁内の瀘液流速は著しく大きくなる
から、その流動抵抗が著しく大きくなり、瀘過速度が制
限されることになる。この事は、瀘過面積が大きくなる
ほど顕著に現れる。このため、高瀘過面積のセラミック
フィルターは、工業的には実用が困難であった。
【０００５】これを解決するため瀘液導管を備えたセラ
ミックフィルター等（特公表平０１−５０１５３４号公
報、特公表平０３−５００３８６号公報）が提案されて
いる。
ミックフィルター等（特公表平０１−５０１５３４号公
報、特公表平０３−５００３８６号公報）が提案されて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の特公表
公報に開示の瀘液導管を備えたセラミックフィルター等
は、構造が複雑であり、複雑な製造技術が必要とされ
る。即ち、これらのセラミックフィルターは、例えば、
モノリスハニカム構造体に不可的な複雑な加工を必要と
するか、又は、多数のハニカム部材（スラブ）を組合せ
てフィルターに一体化するための複雑な工程を必要とす
る。これらの点は、工業的量産の上で大きな欠点をな
す。
公報に開示の瀘液導管を備えたセラミックフィルター等
は、構造が複雑であり、複雑な製造技術が必要とされ
る。即ち、これらのセラミックフィルターは、例えば、
モノリスハニカム構造体に不可的な複雑な加工を必要と
するか、又は、多数のハニカム部材（スラブ）を組合せ
てフィルターに一体化するための複雑な工程を必要とす
る。これらの点は、工業的量産の上で大きな欠点をな
す。
【０００７】かかる欠点を解決すべく、本出願人は、ハ
ニカム構造体の隔壁の一部を、前記構造体の外壁面に端
面を露出し他の隔壁より厚い隔壁から成る流動抵抗緩和
部とするモノリス型セラミックフィルターについて特許
出願（特願平５−２０２８８２号）を行なった。
ニカム構造体の隔壁の一部を、前記構造体の外壁面に端
面を露出し他の隔壁より厚い隔壁から成る流動抵抗緩和
部とするモノリス型セラミックフィルターについて特許
出願（特願平５−２０２８８２号）を行なった。
【０００８】しかし、このフィルターは、成形工程にお
いて歪みが発生しやすく、また、乾燥時に切れが発生し
やすいという欠点があった。即ち、上記フィルターは、
セラミック原料に有機バインダー、水等を添加し混練し
て成る坏土を、押し出し成形機を用いて押し出し成形
し、得られた成形体を乾燥し、焼成して製造する場合
に、押し出し成形工程において成形体に歪みが発生しや
すく、また、成形体の乾燥時に切れが発生しやすいとい
う欠点があった。
いて歪みが発生しやすく、また、乾燥時に切れが発生し
やすいという欠点があった。即ち、上記フィルターは、
セラミック原料に有機バインダー、水等を添加し混練し
て成る坏土を、押し出し成形機を用いて押し出し成形
し、得られた成形体を乾燥し、焼成して製造する場合
に、押し出し成形工程において成形体に歪みが発生しや
すく、また、成形体の乾燥時に切れが発生しやすいとい
う欠点があった。
【０００９】本発明の目的は、上記問題点を解決し、隔
壁内における瀘液の流動抵抗の増大を抑え、瀘過速度が
大きく、しかも、成形時の歪み、乾燥時の切れを起こす
ことなく製造できる高瀘過面積のセラミックフィルター
を提供することである。
壁内における瀘液の流動抵抗の増大を抑え、瀘過速度が
大きく、しかも、成形時の歪み、乾燥時の切れを起こす
ことなく製造できる高瀘過面積のセラミックフィルター
を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、次のモ
ノリス型セラミックフィルターにより、上記目的を達成
することができる。
ノリス型セラミックフィルターにより、上記目的を達成
することができる。
【００１１】一方向に並列する基隔壁群と交叉し他の一
方向に並列する交叉隔壁群を少なくとも１群以上有する
ハニカム構造体であって、前記交叉隔壁群のうちの少な
くとも１群の同一方向に並列する全ての隔壁を、前記基
隔壁群の隔壁より厚い流動抵抗緩和隔壁としてハニカム
構造体に均一に分布させて成るモノリス型セラミックフ
ィルター。
方向に並列する交叉隔壁群を少なくとも１群以上有する
ハニカム構造体であって、前記交叉隔壁群のうちの少な
くとも１群の同一方向に並列する全ての隔壁を、前記基
隔壁群の隔壁より厚い流動抵抗緩和隔壁としてハニカム
構造体に均一に分布させて成るモノリス型セラミックフ
ィルター。
【００１２】基隔壁群の隔壁より厚い流動抵抗緩和隔壁
は、隔壁内における瀘液の流動抵抗の増大を抑え、瀘過
速度を増大させる。かかる流動抵抗緩和隔壁はハニカム
構造体に均一に分布しているので、押し出し成形時にお
いて押し出し成形体の隔壁の存在密度が均一なので、成
形時に歪みが発生しにくく、また、成形体の乾燥時にお
いて乾燥収縮の違いによる切れが発生しにくい。
は、隔壁内における瀘液の流動抵抗の増大を抑え、瀘過
速度を増大させる。かかる流動抵抗緩和隔壁はハニカム
構造体に均一に分布しているので、押し出し成形時にお
いて押し出し成形体の隔壁の存在密度が均一なので、成
形時に歪みが発生しにくく、また、成形体の乾燥時にお
いて乾燥収縮の違いによる切れが発生しにくい。
【００１３】
【好適な実施態様】本発明のフィルターにおけるハニカ
ム構造体は、一方向に並列する基隔壁群と、この基隔壁
群と交叉し他の一方向に並列する交叉隔壁群を有して成
るものであり、前記交叉隔壁群を少なくとも１群以上有
する。
ム構造体は、一方向に並列する基隔壁群と、この基隔壁
群と交叉し他の一方向に並列する交叉隔壁群を有して成
るものであり、前記交叉隔壁群を少なくとも１群以上有
する。
【００１４】基隔壁群は、同一方向に並列する複数の隔
壁から成る。交叉隔壁群は、この基隔壁群の隔壁と交叉
する複数の隔壁から成り、各々の隔壁は並列に配置され
る。
壁から成る。交叉隔壁群は、この基隔壁群の隔壁と交叉
する複数の隔壁から成り、各々の隔壁は並列に配置され
る。
【００１５】本発明における流動抵抗緩和隔壁は、ハニ
カム構造体の外壁面に端面を露出させる。
カム構造体の外壁面に端面を露出させる。
【００１６】ハニカム構造体の外壁面は、平行セル型ハ
ニカム構造の場合、ハニカムセル（貫通孔）の軸に直交
する横方向の外壁面（ハニカムセルの軸に並行する外壁
面）をいう。このモノリス型セラミックフィルターは押
出成形により簡単に製造できる基本的利点がある。ま
た、この厚い隔壁は、ハニカム構造体の強度の補強にも
大きく資する。なお、クロスフロー型ハニカム構造の場
合にも、本発明の基本構成は適用できる。
ニカム構造の場合、ハニカムセル（貫通孔）の軸に直交
する横方向の外壁面（ハニカムセルの軸に並行する外壁
面）をいう。このモノリス型セラミックフィルターは押
出成形により簡単に製造できる基本的利点がある。ま
た、この厚い隔壁は、ハニカム構造体の強度の補強にも
大きく資する。なお、クロスフロー型ハニカム構造の場
合にも、本発明の基本構成は適用できる。
【００１７】なお、厚い隔壁部内に瀘液排出孔を形成し
てもよく、この場合、やはり製造が容易である。
てもよく、この場合、やはり製造が容易である。
【００１８】ハニカム構造体は、簡単に製造できるよう
に好ましくは押出成形しうる形状にする。
に好ましくは押出成形しうる形状にする。
【００１９】以下、図面に基づいて本発明のフィルター
の一例を説明する。
の一例を説明する。
【００２０】図１は、外形が円筒形状である本発明のフ
ィルターの、円筒軸に直交する方向の断面図である。
ィルターの、円筒軸に直交する方向の断面図である。
【００２１】基隔壁１３及び１３′は、互いに平行して
並列しており、これらと並列する他の基隔壁と共に基隔
壁群を構成する。各々の基隔壁の厚さは均一である。交
叉隔壁１２及び１２′は、前記基隔壁群の隔壁と垂直に
交叉すると共に、互いに平行に並列しており、並列する
他の交叉隔壁と共に交叉隔壁群を構成する。交叉隔壁群
の各隔壁の厚さは均一である。
並列しており、これらと並列する他の基隔壁と共に基隔
壁群を構成する。各々の基隔壁の厚さは均一である。交
叉隔壁１２及び１２′は、前記基隔壁群の隔壁と垂直に
交叉すると共に、互いに平行に並列しており、並列する
他の交叉隔壁と共に交叉隔壁群を構成する。交叉隔壁群
の各隔壁の厚さは均一である。
【００２２】フィルターの円筒軸に平行に連続する貫通
空孔であるセル１１は、上述の基隔壁群と交叉隔壁群の
交叉により形成されたものであり、形状は四角柱状であ
る。
空孔であるセル１１は、上述の基隔壁群と交叉隔壁群の
交叉により形成されたものであり、形状は四角柱状であ
る。
【００２３】図１の交叉隔壁は、全て同じ方向を向いて
平行に並列して、交叉隔壁群を構成している。これらの
交叉隔壁の全ては、基隔壁より厚い流動抵抗緩和隔壁と
なっている。流動抵抗緩和隔壁は、ハニカム構造体の外
壁面１０に端面を露出させている。図１の流動抵抗緩和
隔壁は、その厚さ方向において、ハニカム構造体に均一
に分布している。
平行に並列して、交叉隔壁群を構成している。これらの
交叉隔壁の全ては、基隔壁より厚い流動抵抗緩和隔壁と
なっている。流動抵抗緩和隔壁は、ハニカム構造体の外
壁面１０に端面を露出させている。図１の流動抵抗緩和
隔壁は、その厚さ方向において、ハニカム構造体に均一
に分布している。
【００２４】図２は、本発明の他の一例のフィルター
の、セル軸に直交する方向（セルの径方向）の部分断面
図である。
の、セル軸に直交する方向（セルの径方向）の部分断面
図である。
【００２５】基隔壁２１及び２１′は、互いに平行して
並列しており、これらと並列する他の基隔壁と共に基隔
壁群を構成する。基隔壁群の各基隔壁の厚さは均一であ
る。交叉隔壁２２及び２２′は、基隔壁と６０°で交叉
すると共に、互いに平行に並列しており、これらと並列
する他の交叉隔壁と共に交叉隔壁第１群を構成する。交
叉隔壁２３及び２３′は、基隔壁と６０°で交叉すると
共に、互いに平行に並列しており、これらと並列する他
の交叉隔壁と共に交叉隔壁第２群を構成する。交叉隔壁
第１群と交叉隔壁第２群は、互いに平行ではなく、６０
°で交叉する。これらの交叉隔壁群は、夫々の群内の隔
壁の厚さが均一である。
並列しており、これらと並列する他の基隔壁と共に基隔
壁群を構成する。基隔壁群の各基隔壁の厚さは均一であ
る。交叉隔壁２２及び２２′は、基隔壁と６０°で交叉
すると共に、互いに平行に並列しており、これらと並列
する他の交叉隔壁と共に交叉隔壁第１群を構成する。交
叉隔壁２３及び２３′は、基隔壁と６０°で交叉すると
共に、互いに平行に並列しており、これらと並列する他
の交叉隔壁と共に交叉隔壁第２群を構成する。交叉隔壁
第１群と交叉隔壁第２群は、互いに平行ではなく、６０
°で交叉する。これらの交叉隔壁群は、夫々の群内の隔
壁の厚さが均一である。
【００２６】貫通空孔であるセル２４は、上述の基隔壁
群、交叉隔壁第１群及び交叉隔壁第２群の交叉により形
成されており、その形状は三角柱状である。セルの径方
向断面は、正三角形である。
群、交叉隔壁第１群及び交叉隔壁第２群の交叉により形
成されており、その形状は三角柱状である。セルの径方
向断面は、正三角形である。
【００２７】図２には、一方向に並列する交叉隔壁第１
群と、これとは別の方向に並列する交叉隔壁第２群が存
在する。交叉隔壁２３及び２３′を含む交叉隔壁第２群
の全ての隔壁は、厚さが均一であり、基隔壁より厚い流
動抵抗緩和隔壁となっている。かかる流動抵抗緩和隔壁
は、ハニカム構造体の外壁面（図示せず）に端面を露出
させている。
群と、これとは別の方向に並列する交叉隔壁第２群が存
在する。交叉隔壁２３及び２３′を含む交叉隔壁第２群
の全ての隔壁は、厚さが均一であり、基隔壁より厚い流
動抵抗緩和隔壁となっている。かかる流動抵抗緩和隔壁
は、ハニカム構造体の外壁面（図示せず）に端面を露出
させている。
【００２８】図２の流動抵抗緩和隔壁は、その厚さ方向
において、ハニカム構造体に均一に分布している。
において、ハニカム構造体に均一に分布している。
【００２９】さらに、交叉隔壁第１群の全ての隔壁を、
厚さが均一で基隔壁より厚い流動抵抗緩和隔壁とするこ
とができる。その場合、隔壁の厚さは、好ましくは、交
叉隔壁第２群の隔壁の厚さと同一にする。
厚さが均一で基隔壁より厚い流動抵抗緩和隔壁とするこ
とができる。その場合、隔壁の厚さは、好ましくは、交
叉隔壁第２群の隔壁の厚さと同一にする。
【００３０】図３は、本発明の他の一例のフィルター
の、セル軸に直交する方向（セルの径方向）の部分断面
図である。
の、セル軸に直交する方向（セルの径方向）の部分断面
図である。
【００３１】基隔壁３１及び３１′は、互いに平行して
並列しており、これらと平行に並列する他の基隔壁と共
に基隔壁群を構成する。基隔壁群の各隔壁は、厚さが均
一である。交叉隔壁３２及び３２′は、基隔壁と９０°
で交叉すると共に、互いに平行に並列し、平行に並列す
る他の交叉隔壁と共に交叉隔壁第１群を構成する。交叉
隔壁３３及び３３′は、基隔壁と４５°で交叉すると共
に、互いに平行に並列し、平行に並列する他の交叉隔壁
と共に交叉隔壁第２群を構成する。交叉隔壁３４及び３
４′は、基隔壁と４５°で交叉すると共に、互いに平行
に並列し、平行に並列する他の交叉隔壁と共に交叉隔壁
第３群を構成する。これらの交叉隔壁群は、夫々の群内
の隔壁の厚さが均一である。
並列しており、これらと平行に並列する他の基隔壁と共
に基隔壁群を構成する。基隔壁群の各隔壁は、厚さが均
一である。交叉隔壁３２及び３２′は、基隔壁と９０°
で交叉すると共に、互いに平行に並列し、平行に並列す
る他の交叉隔壁と共に交叉隔壁第１群を構成する。交叉
隔壁３３及び３３′は、基隔壁と４５°で交叉すると共
に、互いに平行に並列し、平行に並列する他の交叉隔壁
と共に交叉隔壁第２群を構成する。交叉隔壁３４及び３
４′は、基隔壁と４５°で交叉すると共に、互いに平行
に並列し、平行に並列する他の交叉隔壁と共に交叉隔壁
第３群を構成する。これらの交叉隔壁群は、夫々の群内
の隔壁の厚さが均一である。
【００３２】交叉隔壁第１群、第２群及び第３群は、そ
れぞれ互いに平行ではない。第１群と第２群は、４５°
で交叉する。第２群と第３群は、直交する。第３群と第
１群は、４５°で交叉する。
れぞれ互いに平行ではない。第１群と第２群は、４５°
で交叉する。第２群と第３群は、直交する。第３群と第
１群は、４５°で交叉する。
【００３３】貫通空孔であるセル３５は、上述の基隔壁
群及び交叉隔壁第１〜３群の交叉により形成されてお
り、その形状は三角柱状である。セルの径方向断面は、
直角二等辺三角形である。
群及び交叉隔壁第１〜３群の交叉により形成されてお
り、その形状は三角柱状である。セルの径方向断面は、
直角二等辺三角形である。
【００３４】互いに並列する方向が異なる第１〜３群の
交叉隔壁群が存在する図３において、交叉隔壁３３及び
３３′を含む交叉隔壁第２群の全ての隔壁と、交叉隔壁
３４及び３４′を含む交叉隔壁第３群の全ての隔壁は、
厚さが均一で基隔壁より厚い流動抵抗緩和隔壁となって
いる。かかる流動抵抗緩和隔壁は、ハニカム構造体の外
壁面（図示せず）に端面を露出させている。
交叉隔壁群が存在する図３において、交叉隔壁３３及び
３３′を含む交叉隔壁第２群の全ての隔壁と、交叉隔壁
３４及び３４′を含む交叉隔壁第３群の全ての隔壁は、
厚さが均一で基隔壁より厚い流動抵抗緩和隔壁となって
いる。かかる流動抵抗緩和隔壁は、ハニカム構造体の外
壁面（図示せず）に端面を露出させている。
【００３５】図３の流動抵抗緩和隔壁は、セル軸に直交
する方向において、ハニカム構造体に均一に分布してい
る。
する方向において、ハニカム構造体に均一に分布してい
る。
【００３６】なお、図３において、交叉隔壁第２群と第
３群の隔壁の厚さは同じであるが、いずれか一方の群の
厚さを厚くしても良い。
３群の隔壁の厚さは同じであるが、いずれか一方の群の
厚さを厚くしても良い。
【００３７】さらに、交叉隔壁第１群の全ての隔壁を、
基隔壁より厚くし、かつ厚さを均一にして流動抵抗緩和
隔壁としても良い。この場合には、隔壁の厚さは、好ま
しくは、他の交叉隔壁群の隔壁の厚さにそろえる。
基隔壁より厚くし、かつ厚さを均一にして流動抵抗緩和
隔壁としても良い。この場合には、隔壁の厚さは、好ま
しくは、他の交叉隔壁群の隔壁の厚さにそろえる。
【００３８】流動抵抗緩和隔壁は、ハニカム構造体の隔
壁から成るものであり、前記構造体の外壁面に端面を露
出している。流動抵抗緩和隔壁の厚さは、好ましくは、
基隔壁の厚さの1.5〜１０倍とし、さらに好ましくは２
〜５倍にする。なお、一般に流動抵抗緩和隔壁の厚さ
は、薄いと流動抵抗の緩和の効果が小さくなり、厚いと
瀘過面積が小さくなる。この厚さは、フィルター（ハニ
カム構造体）の大きさと濾過膜の細孔径の大きさ、瀘過
する原液の性状により最適値が求められる。一般には、
フィルターが大きいほど厚くなり、濾過膜の細孔径が小
さいほど薄くなり、また瀘過抵抗の小さい原液ほど厚く
なる、という傾向がある。要はフィルターユニット当り
の瀘液量を最大とする様にすることである。
壁から成るものであり、前記構造体の外壁面に端面を露
出している。流動抵抗緩和隔壁の厚さは、好ましくは、
基隔壁の厚さの1.5〜１０倍とし、さらに好ましくは２
〜５倍にする。なお、一般に流動抵抗緩和隔壁の厚さ
は、薄いと流動抵抗の緩和の効果が小さくなり、厚いと
瀘過面積が小さくなる。この厚さは、フィルター（ハニ
カム構造体）の大きさと濾過膜の細孔径の大きさ、瀘過
する原液の性状により最適値が求められる。一般には、
フィルターが大きいほど厚くなり、濾過膜の細孔径が小
さいほど薄くなり、また瀘過抵抗の小さい原液ほど厚く
なる、という傾向がある。要はフィルターユニット当り
の瀘液量を最大とする様にすることである。
【００３９】一般に、基隔壁の厚さの1.5倍以下では、
流動抵抗緩和隔壁の効果が小さい場合が多い。また、１
０倍以上では、フィルターの単位体積当りの濾過面積が
小さくなるため、フィルターの瀘過処理能力が低下する
場合が多い。従って２〜５倍が通常の条件では好ましい
ことになる。
流動抵抗緩和隔壁の効果が小さい場合が多い。また、１
０倍以上では、フィルターの単位体積当りの濾過面積が
小さくなるため、フィルターの瀘過処理能力が低下する
場合が多い。従って２〜５倍が通常の条件では好ましい
ことになる。
【００４０】ハニカム構造体は、好ましくは１μｍ〜１
００μｍ（より好ましくは５μｍ〜２０μｍ）の平均細
孔径をもつ多孔質セラミックスで形成したハニカム構造
の支持体に、平均細孔径５０オングストロームから５μ
ｍの多孔質セラミックスからなる瀘過膜を形成したもの
にすることが好ましい。
００μｍ（より好ましくは５μｍ〜２０μｍ）の平均細
孔径をもつ多孔質セラミックスで形成したハニカム構造
の支持体に、平均細孔径５０オングストロームから５μ
ｍの多孔質セラミックスからなる瀘過膜を形成したもの
にすることが好ましい。
【００４１】但し、必要に応じセラミックス以外の材質
の濾過膜を用いるか、或いは多孔質セラミックス濾過膜
にさらに付加することができる。
の濾過膜を用いるか、或いは多孔質セラミックス濾過膜
にさらに付加することができる。
【００４２】また、ハニカム構造体は、上記ハニカム構
造の支持体と瀘過膜の間に、必要に応じ、その中間の平
均細孔径を持った１以上の中間層を形成したものにする
ことができる。支持体とセラミック濾過膜との中間の大
きさの細孔径のセラミック中間層を設けることにより、
セラミック濾過膜の、クラック・ピンポールの発生を防
止でき濾過精度を向上できる効果がある。なおこの場
合、中間層の部分に相当する濾過抵抗の増加のため、純
粋透過流速は中間層の無いフィルターに比べやや小さく
なる。
造の支持体と瀘過膜の間に、必要に応じ、その中間の平
均細孔径を持った１以上の中間層を形成したものにする
ことができる。支持体とセラミック濾過膜との中間の大
きさの細孔径のセラミック中間層を設けることにより、
セラミック濾過膜の、クラック・ピンポールの発生を防
止でき濾過精度を向上できる効果がある。なおこの場
合、中間層の部分に相当する濾過抵抗の増加のため、純
粋透過流速は中間層の無いフィルターに比べやや小さく
なる。
【００４３】要求瀘過精度によっては、瀘過膜を形成せ
ずにハニカム構造の支持体だけにしてもよい。
ずにハニカム構造の支持体だけにしてもよい。
【００４４】中間層を含むフィルターの一例は次の通り
である。 ＊ハニカム構造の支持体：基隔壁の厚さ＝１ｍｍ、流動
抵抗緩和隔壁の厚さ＝２ｍｍ、セルの径方向断面の形状
＝１辺２ｍｍの正方形。 ＊中間層の平均細孔径＝１．０μｍ ＊セラミック濾過膜の平均細孔径＝０．２μｍ
である。 ＊ハニカム構造の支持体：基隔壁の厚さ＝１ｍｍ、流動
抵抗緩和隔壁の厚さ＝２ｍｍ、セルの径方向断面の形状
＝１辺２ｍｍの正方形。 ＊中間層の平均細孔径＝１．０μｍ ＊セラミック濾過膜の平均細孔径＝０．２μｍ
【００４５】外壁面（外周面）へ開口する瀘液排出用の
穴を流動抵抗緩和隔壁に適当数（好ましくは所定ピッチ
で）設けることができる。セル軸と直交する方向が、流
出抵抗低下と穴明け加工のためには望ましい。
穴を流動抵抗緩和隔壁に適当数（好ましくは所定ピッチ
で）設けることができる。セル軸と直交する方向が、流
出抵抗低下と穴明け加工のためには望ましい。
【００４６】ハニカム構造の支持体の製造方法の一例と
しては、以下のようである。
しては、以下のようである。
【００４７】適当な粒子径をしたセラミック原料に有機
バインダー、水を添加し混練し押し出し坏土とする。必
要に応じて、無機結合剤として粘土、ガラス等を添加す
ることもできる。この坏土を所定の口金をもった押し出
し成形機にて押し出し成形し、乾燥後、焼成する。
バインダー、水を添加し混練し押し出し坏土とする。必
要に応じて、無機結合剤として粘土、ガラス等を添加す
ることもできる。この坏土を所定の口金をもった押し出
し成形機にて押し出し成形し、乾燥後、焼成する。
【００４８】多孔質セラミックスの材質としては、アル
ミナ、シリカ、ジルコニア、ムライト、スピネル、コー
ディライト、炭素、炭化ケイ素、窒化ケイ素等とするこ
とができる。
ミナ、シリカ、ジルコニア、ムライト、スピネル、コー
ディライト、炭素、炭化ケイ素、窒化ケイ素等とするこ
とができる。
【００４９】ハニカム構造の支持体のセル壁の表面に平
均細孔径５０オングストロームから５μｍの多孔質セラ
ミックスからなる瀘過膜を形成し、セラミックフィルタ
ーとなす。瀘過膜の製造方法の一例を以下に示す。
均細孔径５０オングストロームから５μｍの多孔質セラ
ミックスからなる瀘過膜を形成し、セラミックフィルタ
ーとなす。瀘過膜の製造方法の一例を以下に示す。
【００５０】適当な粒子径のセラミックス原料（粉末ま
たはコロイド溶液）に水等の溶媒、有機バインダー、解
摎剤、ｐＨ調整剤等を添加して混合し、スリップを得
る。このスリップをハニカム構造の支持体のセル壁の表
面にコートし、乾燥後、焼成して、瀘過膜を得る。瀘過
膜の材質としては、アルミナ、ジルコニア、チタニア等
がある。
たはコロイド溶液）に水等の溶媒、有機バインダー、解
摎剤、ｐＨ調整剤等を添加して混合し、スリップを得
る。このスリップをハニカム構造の支持体のセル壁の表
面にコートし、乾燥後、焼成して、瀘過膜を得る。瀘過
膜の材質としては、アルミナ、ジルコニア、チタニア等
がある。
【００５１】なお、図１においては、供給液通路（セ
ル）の断面形状は、正方形であり、外壁は円筒形である
が、セル断面形状は三角形、六角形等の多角形、円等の
他の形状にすることもできる。また、供給液通路（セ
ル）の配置は図１では、方形であるが、ハニカム構造体
セル断面形状及び外壁の形状に応じ六角形、同心円状、
放射状、ジグザグ状等の他の配置とすることもできる。
ハニカム構造体の横断面の外形は円、正方形、長方形そ
の他の多角形にできる。
ル）の断面形状は、正方形であり、外壁は円筒形である
が、セル断面形状は三角形、六角形等の多角形、円等の
他の形状にすることもできる。また、供給液通路（セ
ル）の配置は図１では、方形であるが、ハニカム構造体
セル断面形状及び外壁の形状に応じ六角形、同心円状、
放射状、ジグザグ状等の他の配置とすることもできる。
ハニカム構造体の横断面の外形は円、正方形、長方形そ
の他の多角形にできる。
【００５２】
（実施例１）平均粒子径４０μｍのアルミナ１００重量
部、無機結合剤として、平均粒子径５μｍのガラス粉末
８重量部、有機バインダーとして、メチルセルロース７
重量部に水を所定量加えて混練し、押し出し用坏土とし
た。図１に示すような断面形状となるような、口金を持
った押し出し成形機によって、押出し成形後、乾燥し
た。十分に乾燥した支持体を焼成炉にて、１２５０℃に
て焼成し、図１に示すものと同様の外形が円筒形状のハ
ニカム構造の支持体が得られた。支持体の平均細孔径１
０μｍ、支持体の円筒軸に直角方向の断面の直径９０ｍ
ｍ、円筒軸方向の長さ５００ｍｍ、隔壁の厚さ１ｍｍ、
外壁に通じる隔壁の一部を瀘液通路用に厚くした部分
（流動抵抗緩和隔壁）（１２及び１２′）の厚さ２ｍ
ｍ、供給液通路の径方向断面の大きさは１辺２ｍｍの正
方形である。
部、無機結合剤として、平均粒子径５μｍのガラス粉末
８重量部、有機バインダーとして、メチルセルロース７
重量部に水を所定量加えて混練し、押し出し用坏土とし
た。図１に示すような断面形状となるような、口金を持
った押し出し成形機によって、押出し成形後、乾燥し
た。十分に乾燥した支持体を焼成炉にて、１２５０℃に
て焼成し、図１に示すものと同様の外形が円筒形状のハ
ニカム構造の支持体が得られた。支持体の平均細孔径１
０μｍ、支持体の円筒軸に直角方向の断面の直径９０ｍ
ｍ、円筒軸方向の長さ５００ｍｍ、隔壁の厚さ１ｍｍ、
外壁に通じる隔壁の一部を瀘液通路用に厚くした部分
（流動抵抗緩和隔壁）（１２及び１２′）の厚さ２ｍ
ｍ、供給液通路の径方向断面の大きさは１辺２ｍｍの正
方形である。
【００５３】平均粒子径４μｍのアルミナ微粉末１００
重量部、水７５重量部、有機バインダー（水溶性アクリ
ル樹脂、固形分３０％）４０重量部をポリ容器に入れ、
アルミナ玉石と共にボールミルにて２４時間攪拌混合し
て、中間層形成用スリップを得た。この中間層形成用ス
リップを、上述の方法で得られたハニカム構造の多孔質
セラミック支持体のセル壁の表面に接触付着させスリッ
プ膜を形成後、乾燥させ、１２５０℃にて焼成した。得
られた中間層の平均細孔径は１μｍ、膜の厚さは５０μ
ｍであった。
重量部、水７５重量部、有機バインダー（水溶性アクリ
ル樹脂、固形分３０％）４０重量部をポリ容器に入れ、
アルミナ玉石と共にボールミルにて２４時間攪拌混合し
て、中間層形成用スリップを得た。この中間層形成用ス
リップを、上述の方法で得られたハニカム構造の多孔質
セラミック支持体のセル壁の表面に接触付着させスリッ
プ膜を形成後、乾燥させ、１２５０℃にて焼成した。得
られた中間層の平均細孔径は１μｍ、膜の厚さは５０μ
ｍであった。
【００５４】平均粒子径0.6μｍのアルミナ微粉末１０
０重量部、水７５重量部、有機バインダー（水溶性アク
リル樹脂、固形分３０％）４０重量部をポリ容器に入
れ、アルミナ玉石と共にボールミルにて２４時間攪拌混
合して、瀘過膜形成用スリップを得た。この瀘過膜形成
用スリップを上述のハニカム構造の支持体の中間層の表
面に接触付着させ瀘過膜形成用スリップ膜を形成後、乾
燥させ、１２５０℃にて焼成した。得られた瀘過膜の平
均細孔径は0.2μｍ、膜の厚さは５０μｍであった。
０重量部、水７５重量部、有機バインダー（水溶性アク
リル樹脂、固形分３０％）４０重量部をポリ容器に入
れ、アルミナ玉石と共にボールミルにて２４時間攪拌混
合して、瀘過膜形成用スリップを得た。この瀘過膜形成
用スリップを上述のハニカム構造の支持体の中間層の表
面に接触付着させ瀘過膜形成用スリップ膜を形成後、乾
燥させ、１２５０℃にて焼成した。得られた瀘過膜の平
均細孔径は0.2μｍ、膜の厚さは５０μｍであった。
【００５５】このようにして得られたセラミックフィル
ターの差圧１ｋｇ／ｃｍ2における純水透過流速は、５
８０ｌ／ｍ2ｈｒであった。
ターの差圧１ｋｇ／ｃｍ2における純水透過流速は、５
８０ｌ／ｍ2ｈｒであった。
【００５６】（実施例２）供給液通路となるセルの径方
向断面を正三角形とし、図２に示すように配置し、正三
角形の１辺を2.3ｍｍに、隔壁の厚さを１ｍｍ、流動抵
抗緩和隔壁の厚さを２ｍｍとした以外は実施例１と同様
に制作した。
向断面を正三角形とし、図２に示すように配置し、正三
角形の１辺を2.3ｍｍに、隔壁の厚さを１ｍｍ、流動抵
抗緩和隔壁の厚さを２ｍｍとした以外は実施例１と同様
に制作した。
【００５７】このようにして得られたセラミックフィル
ターの差圧１ｋｇ／ｃｍ2における純水透過流速は、５
７０ｌ／ｍ2ｈｒであった。
ターの差圧１ｋｇ／ｃｍ2における純水透過流速は、５
７０ｌ／ｍ2ｈｒであった。
【００５８】（実施例３）供給液通路となるセルの径方
向断面を直角二等辺三角形とし、図３に示すように配置
し、三角形の２辺を２ｍｍに、残りの１辺を2.8ｍｍと
し、隔壁の厚さを１ｍｍ、流動抵抗緩和隔壁の厚さを２
ｍｍとした以外は実施例１と同様に制作した。
向断面を直角二等辺三角形とし、図３に示すように配置
し、三角形の２辺を２ｍｍに、残りの１辺を2.8ｍｍと
し、隔壁の厚さを１ｍｍ、流動抵抗緩和隔壁の厚さを２
ｍｍとした以外は実施例１と同様に制作した。
【００５９】このようにして得られたセラミックフィル
ターの差圧１ｋｇ／ｃｍ2における純水透過流速は、５
６０ｌ／ｍ2ｈｒであった。
ターの差圧１ｋｇ／ｃｍ2における純水透過流速は、５
６０ｌ／ｍ2ｈｒであった。
【００６０】（比較例）図４は、外形が円筒形状のハニ
カム構造体から成るフィルターの円筒軸に対して直交す
る方向の断面を示す。図４に示すように、ハニカム構造
の支持体に、外壁４３に通じる隔壁の一部を瀘液通路用
に厚くした部分（流動抵抗緩和隔壁）を設けなかった以
外は、実施例１と同様にしてフィルターを製作した。即
ち、セル４１を有し全ての隔壁の厚さが均一なフィルタ
ーを得た。
カム構造体から成るフィルターの円筒軸に対して直交す
る方向の断面を示す。図４に示すように、ハニカム構造
の支持体に、外壁４３に通じる隔壁の一部を瀘液通路用
に厚くした部分（流動抵抗緩和隔壁）を設けなかった以
外は、実施例１と同様にしてフィルターを製作した。即
ち、セル４１を有し全ての隔壁の厚さが均一なフィルタ
ーを得た。
【００６１】このようにして得られたセラミックフィル
ターの差圧１ｋｇ／ｃｍ2における純水透過流速は、５
００ｌ／ｍ2ｈｒであった。
ターの差圧１ｋｇ／ｃｍ2における純水透過流速は、５
００ｌ／ｍ2ｈｒであった。
【００６２】
【発明の効果】本発明のモノリス型セラミックフィルタ
ーは、一方向に並列する基隔壁群と交叉し他の一方向に
並列する交叉隔壁群を少なくとも１群以上有するハニカ
ム構造体であって、前記交叉隔壁群のうちの少なくとも
１群の同一方向に並列する全ての隔壁を、前記基隔壁群
の隔壁より厚い流動抵抗緩和隔壁としてハニカム構造体
に均一に分布させて成るものであり、前記基隔壁群の隔
壁より厚い流動抵抗緩和隔壁を有するので、隔壁内での
瀘液の流動抵抗を小さくし瀘過速度を増大し瀘過を効率
よく行なうことができると共に、流動抵抗緩和隔壁がハ
ニカム構造体に均一に分布するので、成形時の歪み、乾
燥ないし焼成時の切れ、そり、ゆがみ、クラック等の発
生を防止して高歩留で製造することができる。
ーは、一方向に並列する基隔壁群と交叉し他の一方向に
並列する交叉隔壁群を少なくとも１群以上有するハニカ
ム構造体であって、前記交叉隔壁群のうちの少なくとも
１群の同一方向に並列する全ての隔壁を、前記基隔壁群
の隔壁より厚い流動抵抗緩和隔壁としてハニカム構造体
に均一に分布させて成るものであり、前記基隔壁群の隔
壁より厚い流動抵抗緩和隔壁を有するので、隔壁内での
瀘液の流動抵抗を小さくし瀘過速度を増大し瀘過を効率
よく行なうことができると共に、流動抵抗緩和隔壁がハ
ニカム構造体に均一に分布するので、成形時の歪み、乾
燥ないし焼成時の切れ、そり、ゆがみ、クラック等の発
生を防止して高歩留で製造することができる。
【図１】本発明のフィルターの一例の、セル軸に直交す
る方向の断面図である。
る方向の断面図である。
【図２】本発明の他の一例のフィルターの、セル軸に直
交する方向（セルの径方向）の部分断面図である。
交する方向（セルの径方向）の部分断面図である。
【図３】本発明の他の一例のフィルターの、セル軸に直
交する方向（セルの径方向）の部分断面図である。
交する方向（セルの径方向）の部分断面図である。
【図４】外形が円筒形の比較例のフィルターの、セル軸
に直交する方向の断面図である。
に直交する方向の断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亀井 裕二 愛知県名古屋市西区則武新町三丁目１番36 号 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 内 (72)発明者 田口 久富 愛知県名古屋市西区則武新町三丁目１番36 号 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 内
Claims (5)
- 【請求項１】一方向に並列する基隔壁群と交叉し他の一
方向に並列する交叉隔壁群を少なくとも１群以上有する
ハニカム構造体であって、 前記交叉隔壁群のうちの少なくとも１群の同一方向に並
列する全ての隔壁を、前記基隔壁群の隔壁より厚い流動
抵抗緩和隔壁としてハニカム構造体に均一に分布させて
成ることを特徴とするモノリス型セラミックフィルタ
ー。 - 【請求項２】前記交叉隔壁群を１群有し、この交叉隔壁
群の隔壁が流動抵抗緩和隔壁であることを特徴とする請
求項１に記載のモノリス型セラミックフィルター。 - 【請求項３】前記交叉隔壁群を２群有し、そのうちの１
群の隔壁が流動抵抗緩和隔壁であることを特徴とする請
求項１に記載のモノリス型セラミックフィルター。 - 【請求項４】前記交叉隔壁群を３群有し、そのうちの２
群の隔壁が流動抵抗緩和隔壁であることを特徴とする請
求項１に記載のモノリス型セラミックフィルター。 - 【請求項５】前記流動抵抗緩和隔壁群である２群の交叉
隔壁群は、互いに垂直に交叉することを特徴とする請求
項４に記載のモノリス型セラミックフィルター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05289766A JP3111782B2 (ja) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | モノリス型セラミックフィルター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05289766A JP3111782B2 (ja) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | モノリス型セラミックフィルター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07116480A true JPH07116480A (ja) | 1995-05-09 |
| JP3111782B2 JP3111782B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=17747486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05289766A Expired - Fee Related JP3111782B2 (ja) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | モノリス型セラミックフィルター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3111782B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001511694A (ja) * | 1997-02-04 | 2001-08-14 | エミテク・ゲゼルシャフト・フュール・エミシオーン テクノロギー・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 補強された壁構造を有する、押出し成形されたハニカム本体、特に、触媒コンバータキャリヤ本体 |
| JP2010069483A (ja) * | 1999-08-04 | 2010-04-02 | Technologies Avancees & Membran Industrielle Sa | フィルタ用メンブレンおよびフィルタ用メンブレン製造方法 |
| DE102014225629A1 (de) * | 2014-12-11 | 2016-06-16 | Hug Engineering Ag | Wabenkörper, Extrusionswerkzeug, Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers und Verfahren zur Herstellung eines Extrusionswerkzeugs |
| JP2016530073A (ja) * | 2013-06-11 | 2016-09-29 | テクノロジ アバンセ エ メンブラン アンデュストリエレ | 積層造形法による濾過膜の製造方法及び得られる膜 |
-
1993
- 1993-10-27 JP JP05289766A patent/JP3111782B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001511694A (ja) * | 1997-02-04 | 2001-08-14 | エミテク・ゲゼルシャフト・フュール・エミシオーン テクノロギー・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 補強された壁構造を有する、押出し成形されたハニカム本体、特に、触媒コンバータキャリヤ本体 |
| JP4860801B2 (ja) * | 1997-02-04 | 2012-01-25 | エミテク・ゲゼルシャフト・フュール・エミシオーンテクノロギー・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 触媒コンバータキャリア本体を構成するハニカム本体 |
| JP2010069483A (ja) * | 1999-08-04 | 2010-04-02 | Technologies Avancees & Membran Industrielle Sa | フィルタ用メンブレンおよびフィルタ用メンブレン製造方法 |
| JP2016530073A (ja) * | 2013-06-11 | 2016-09-29 | テクノロジ アバンセ エ メンブラン アンデュストリエレ | 積層造形法による濾過膜の製造方法及び得られる膜 |
| DE102014225629A1 (de) * | 2014-12-11 | 2016-06-16 | Hug Engineering Ag | Wabenkörper, Extrusionswerkzeug, Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers und Verfahren zur Herstellung eines Extrusionswerkzeugs |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3111782B2 (ja) | 2000-11-27 |
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