JPH0815537B2 - セラミック製分離膜の製造方法および製造装置 - Google Patents
セラミック製分離膜の製造方法および製造装置Info
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- JPH0815537B2 JPH0815537B2 JP8164388A JP8164388A JPH0815537B2 JP H0815537 B2 JPH0815537 B2 JP H0815537B2 JP 8164388 A JP8164388 A JP 8164388A JP 8164388 A JP8164388 A JP 8164388A JP H0815537 B2 JPH0815537 B2 JP H0815537B2
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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
- C04B41/45—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
-
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は液体域は空気中から、その中に存在する各
種細菌等の超微粒子を分離する際に使用するための、数
十Åの超微細孔を形成せるセラミック製分離膜の製造方
法およびその製造装置に関するものである。
種細菌等の超微粒子を分離する際に使用するための、数
十Åの超微細孔を形成せるセラミック製分離膜の製造方
法およびその製造装置に関するものである。
従来の技術 上述のような数10Åの超微細孔を有するセラミック製
分離膜を作るには、従来10ナノメータ程度の粒径の揃っ
た超微粒子を規則的に配列し、それを焼成すれば得られ
ると期待されているが、実際上は不可能であった。そし
て従来のこの種のものの製造方法および製造装置はセラ
ミックの微粒子を高圧で圧縮して多孔質板を形成し、そ
の表面に溶媒を塗布して、それを焼成するものである
が、それは微細孔径の制御が難しく精密な分離膜を製造
することが困難である。
分離膜を作るには、従来10ナノメータ程度の粒径の揃っ
た超微粒子を規則的に配列し、それを焼成すれば得られ
ると期待されているが、実際上は不可能であった。そし
て従来のこの種のものの製造方法および製造装置はセラ
ミックの微粒子を高圧で圧縮して多孔質板を形成し、そ
の表面に溶媒を塗布して、それを焼成するものである
が、それは微細孔径の制御が難しく精密な分離膜を製造
することが困難である。
発明が解決しようとする課題 この発明の目的は上述のように、従来その製作が不可
能視されていた数10Åの超微細孔を有するセラミック製
分離膜を製造する方法および装置を得ることである。
能視されていた数10Åの超微細孔を有するセラミック製
分離膜を製造する方法および装置を得ることである。
他の目的は微粒子を焼成する際に生ずる微細孔径の制
御を容易にして、その結果として精密な分離膜を得る事
である。
御を容易にして、その結果として精密な分離膜を得る事
である。
課題を解決するための手段 この発明のセラミック製分離膜の製造方法はCVD反応
管内で生成したセラミックの超微粒子を沿面放電極と粒
子泳動用電極の間で荷電すると共に、該荷電した超微粒
子を前記両電極間に於ける該粒子泳動用電極寄りに配置
した多孔質燒結体の面に静電付着して、多孔質の超微粒
子堆積層を形成し、該超微粒子堆積層をそのままの状態
で加熱することによって、該多孔質燒結体の面に多孔質
の超微粒子燒結膜を生成することである。
管内で生成したセラミックの超微粒子を沿面放電極と粒
子泳動用電極の間で荷電すると共に、該荷電した超微粒
子を前記両電極間に於ける該粒子泳動用電極寄りに配置
した多孔質燒結体の面に静電付着して、多孔質の超微粒
子堆積層を形成し、該超微粒子堆積層をそのままの状態
で加熱することによって、該多孔質燒結体の面に多孔質
の超微粒子燒結膜を生成することである。
又この発明のセラミック製分離膜の製造装置はCVD反
応ガスの流れの上流側にCVD反応管を具備した超微粒子
生成装置、その下流側に沿面放電極と粒子泳動用電極と
からなる静電成膜装置と、焼成装置をそれぞれ配設し、
該沿面放電極をアルミナ磁器層の肉厚内に埋設した面状
誘導電極と、そのアルミナ磁器層の面に形成された線状
電極とで形成し、それら両電極の間に高周波高圧電源を
接続し、さらに前記沿面放電極と粒子泳動用電極との間
に直流高圧電源を接続したものである。
応ガスの流れの上流側にCVD反応管を具備した超微粒子
生成装置、その下流側に沿面放電極と粒子泳動用電極と
からなる静電成膜装置と、焼成装置をそれぞれ配設し、
該沿面放電極をアルミナ磁器層の肉厚内に埋設した面状
誘導電極と、そのアルミナ磁器層の面に形成された線状
電極とで形成し、それら両電極の間に高周波高圧電源を
接続し、さらに前記沿面放電極と粒子泳動用電極との間
に直流高圧電源を接続したものである。
作用 CVD反応ガスをCVD反応管を具備した超微粒子生成装置
に供給し、その中で生成したセラミックの超微粒子を静
電成膜装置に供給して、その中に設けられている沿面放
電極の沿面コロナ放電によって荷電すると共に、その沿
面放電極と粒子泳動用電極の間の直流電界で粒子泳動用
電極に向かって駆動し、予め該粒子泳動用電極の手前に
配置しておいた多孔質燒結体の表面に堆積して、多孔性
の超微粒子堆積層を形成する。その後多孔性の超微粒子
堆積層を前記多孔質燒結体の表面に堆積したままの状態
で、電気炉等の焼成装置で加熱し、多孔質の超微粒子燒
結膜を生成してセラミック製分離膜を製造するものであ
る。
に供給し、その中で生成したセラミックの超微粒子を静
電成膜装置に供給して、その中に設けられている沿面放
電極の沿面コロナ放電によって荷電すると共に、その沿
面放電極と粒子泳動用電極の間の直流電界で粒子泳動用
電極に向かって駆動し、予め該粒子泳動用電極の手前に
配置しておいた多孔質燒結体の表面に堆積して、多孔性
の超微粒子堆積層を形成する。その後多孔性の超微粒子
堆積層を前記多孔質燒結体の表面に堆積したままの状態
で、電気炉等の焼成装置で加熱し、多孔質の超微粒子燒
結膜を生成してセラミック製分離膜を製造するものであ
る。
実施例 この発明の方法および装置の実施例を添付図面によっ
て説明すると、第１図および第２図に示すごとく反応ガ
ス１の流れの上流側にCVD反応管２とヒータ３とを具備
した超微粒子生成装置４を設け、その反応ガス１をシー
スガス1aと共にCVD反応管２内に供給し、そこで発生し
た例えば窒化珪素の超微粒子ｐを図示のごとくビーム1b
状にして、前記超微粒子生成装置４の下流側に設けた静
電成膜装置７内の沿面放電極５と粒子泳動用電極６の間
の空間に供給する。また該沿面放電極５をアルミナ磁器
層９の内部に埋設した棒状の誘導電極10と、そのアルミ
ナ磁器層９の外面に形成されたコイル（ピッチ２〜3m
m）状の線状電極11とで形成し、それら両電極10,11の間
に高周波高圧電源12を接続し、その間に高周波高電圧
（10KHZ,15KHZ）を印加すると、沿面放電極５の表面近
傍に高密度の交流沿面コロナを発生する。この際、交流
沿面コロナには正及び負のイオンが混在しているが、沿
面放電極５と粒子泳動用電極６の間に直流高圧電源13で
直流高電圧（1.5kv〜0.5kv）を印加すると、その極性に
したがって沿面放電極５の表面近傍に正または負極性の
みの単極性イオンが取り出せ、この近傍を通過する粒子
は効率良く単極性に荷電される。荷電された超微粒子ｐ
は前記直流電圧によるクーロン力ｆを受け、本装置の中
央部から放射方向に泳動し、円筒形の多孔質燒結体14の
内面に沈着し、多孔質の超微粒子堆積層15を生成する。
該円筒形燒結体14は矢印A14方向にゆっくり回転しなが
ら上または下方に連続的に移動するので、その内面に均
質な多孔質の超微粒子層15が形成される。この様にして
超微粒子層15が形成された円筒形の多孔質燒結体14はそ
の外側に設けられた焼成装置８で焼成されて互いに隣接
する超微粒子が燒結し、超微細孔を有するセラミック製
分離膜となる。この際形成される分離膜の膜厚は超微粒
子の濃度及び円筒形燒結体14の前記移動速度によって制
御される。またその分離膜の微細孔径は超微粒子の大き
さと粒子の堆積状態で制御する。
て説明すると、第１図および第２図に示すごとく反応ガ
ス１の流れの上流側にCVD反応管２とヒータ３とを具備
した超微粒子生成装置４を設け、その反応ガス１をシー
スガス1aと共にCVD反応管２内に供給し、そこで発生し
た例えば窒化珪素の超微粒子ｐを図示のごとくビーム1b
状にして、前記超微粒子生成装置４の下流側に設けた静
電成膜装置７内の沿面放電極５と粒子泳動用電極６の間
の空間に供給する。また該沿面放電極５をアルミナ磁器
層９の内部に埋設した棒状の誘導電極10と、そのアルミ
ナ磁器層９の外面に形成されたコイル（ピッチ２〜3m
m）状の線状電極11とで形成し、それら両電極10,11の間
に高周波高圧電源12を接続し、その間に高周波高電圧
（10KHZ,15KHZ）を印加すると、沿面放電極５の表面近
傍に高密度の交流沿面コロナを発生する。この際、交流
沿面コロナには正及び負のイオンが混在しているが、沿
面放電極５と粒子泳動用電極６の間に直流高圧電源13で
直流高電圧（1.5kv〜0.5kv）を印加すると、その極性に
したがって沿面放電極５の表面近傍に正または負極性の
みの単極性イオンが取り出せ、この近傍を通過する粒子
は効率良く単極性に荷電される。荷電された超微粒子ｐ
は前記直流電圧によるクーロン力ｆを受け、本装置の中
央部から放射方向に泳動し、円筒形の多孔質燒結体14の
内面に沈着し、多孔質の超微粒子堆積層15を生成する。
該円筒形燒結体14は矢印A14方向にゆっくり回転しなが
ら上または下方に連続的に移動するので、その内面に均
質な多孔質の超微粒子層15が形成される。この様にして
超微粒子層15が形成された円筒形の多孔質燒結体14はそ
の外側に設けられた焼成装置８で焼成されて互いに隣接
する超微粒子が燒結し、超微細孔を有するセラミック製
分離膜となる。この際形成される分離膜の膜厚は超微粒
子の濃度及び円筒形燒結体14の前記移動速度によって制
御される。またその分離膜の微細孔径は超微粒子の大き
さと粒子の堆積状態で制御する。
その超微粒子の大きさはその生成条件で制御され、ま
た超微粒子堆積層15の形成過程における粒子の堆積状態
は、前記コロナ放電の際のコロナイオン密度と両電極5,
6間の直流印加電圧で制御する。
た超微粒子堆積層15の形成過程における粒子の堆積状態
は、前記コロナ放電の際のコロナイオン密度と両電極5,
6間の直流印加電圧で制御する。
以上本発明を第１図乃至第２図の実施例について説明
したが、本発明はそれだけに限定されるものでなく、本
発明の構成の範囲内において具体的手段を変更して実施
することも可能である。
したが、本発明はそれだけに限定されるものでなく、本
発明の構成の範囲内において具体的手段を変更して実施
することも可能である。
第３図乃至第６図に示すものはその例であり、それは
窒化珪素の超微粒子生成装置４、超微粒子の静電成膜装
置７、および超微粒子燒結膜16の焼成装置８から構成さ
れている。
窒化珪素の超微粒子生成装置４、超微粒子の静電成膜装
置７、および超微粒子燒結膜16の焼成装置８から構成さ
れている。
、該焼成装置４で生成した超微粒子は石英管18内におい
て、円筒状の流れ1cになって静電成膜装置７に輸送さ
れ、沿面放電極５の表面近傍に導かれる。ここで超微粒
子ほ単極性に荷電され、沿面放電極５と粒子泳動用電極
６の間に形成された直流電界でクーロン力を受け、石英
管18の中心部に向かって泳動し、燒結体支持具17によっ
て該中心部に予め支持された円筒状多孔質燒結体14の外
面に沈着し、超微粒子堆積層15を形成する。
て、円筒状の流れ1cになって静電成膜装置７に輸送さ
れ、沿面放電極５の表面近傍に導かれる。ここで超微粒
子ほ単極性に荷電され、沿面放電極５と粒子泳動用電極
６の間に形成された直流電界でクーロン力を受け、石英
管18の中心部に向かって泳動し、燒結体支持具17によっ
て該中心部に予め支持された円筒状多孔質燒結体14の外
面に沈着し、超微粒子堆積層15を形成する。
その後円筒状多孔質燒結体14の外面に沈着した状態の
超微粒子堆積層15を、そのままの状態で燒結装置８に移
動しそこで焼結する。
超微粒子堆積層15を、そのままの状態で燒結装置８に移
動しそこで焼結する。
沿面放電極５は第４図乃至第６図に示すごとく円筒状
アルミナ磁器層９で形成せる絶縁体を介して設けた線状
電極11と面状誘導電極10とで構成されている。該両電極
10,11とも厚さ0.05mm以下のタングステン製円筒状のも
ので、内側の線状電極11は第４図および第５図でで示さ
れたような形状をしている。
アルミナ磁器層９で形成せる絶縁体を介して設けた線状
電極11と面状誘導電極10とで構成されている。該両電極
10,11とも厚さ0.05mm以下のタングステン製円筒状のも
ので、内側の線状電極11は第４図および第５図でで示さ
れたような形状をしている。
誘導電極10と線状電極11との間に電源12で高周波高電
圧を印加すると、内面の線状電極11の表面近傍に高密度
の交流沿面コロナを発生する。
圧を印加すると、内面の線状電極11の表面近傍に高密度
の交流沿面コロナを発生する。
交流沿面コロナには正及び負のイオンが混在している
が、線状電極11と中心部に設置された棒状の粒子泳動用
電極６の間に直流高電圧を印加すると、その極性に従っ
て沿面放電極５の表面近傍付近に正または負極正のみの
単極性イオンが取り出せ、この近傍を通過こる粒子は効
率よく単極性に荷電される。
が、線状電極11と中心部に設置された棒状の粒子泳動用
電極６の間に直流高電圧を印加すると、その極性に従っ
て沿面放電極５の表面近傍付近に正または負極正のみの
単極性イオンが取り出せ、この近傍を通過こる粒子は効
率よく単極性に荷電される。
荷電された超微粒子は直流電界でクーロン力を受け、
本装置の中心部に向かって泳動し、円筒状の多孔質燒結
体14の外面に付着し、多孔質な粒子堆積層15を生成す
る。
本装置の中心部に向かって泳動し、円筒状の多孔質燒結
体14の外面に付着し、多孔質な粒子堆積層15を生成す
る。
この際円筒状燒結体14は矢印A14方向にゆっくり回転
しながら上または下方に連続的に移動するので、その外
面には均質な粒子堆積層15が形成される。
しながら上または下方に連続的に移動するので、その外
面には均質な粒子堆積層15が形成される。
粒子堆積層15が形成された円筒状燒結体14はそのまま
の状態で焼成装置８に移動し、そこで焼成されて微細孔
を有するセラミック膜16ができる。
の状態で焼成装置８に移動し、そこで焼成されて微細孔
を有するセラミック膜16ができる。
発明の効果 本発明は上述の通りであり、CVD法による超微粒子を
静電成膜装置のクローン力で円筒状焼結体の面に堆積
し、その状態で燒結するので、またその超微粒子の径が
揃っているため、燒結後のセラミック製分離膜の膜厚及
び極細孔径の制御が容易である。（別添参考写真１参
照）従来不可能視されていた10数Åのセラミック製分離
膜の製造が可能ですぐれた分離膜が容易に形成できる。
（別途参考写真２参照）さらに荷電された超微粒子をク
ローン力で気相中を泳働するので、その泳働度は熱泳働
度と比べて２桁以上も大きくなる。
静電成膜装置のクローン力で円筒状焼結体の面に堆積
し、その状態で燒結するので、またその超微粒子の径が
揃っているため、燒結後のセラミック製分離膜の膜厚及
び極細孔径の制御が容易である。（別添参考写真１参
照）従来不可能視されていた10数Åのセラミック製分離
膜の製造が可能ですぐれた分離膜が容易に形成できる。
（別途参考写真２参照）さらに荷電された超微粒子をク
ローン力で気相中を泳働するので、その泳働度は熱泳働
度と比べて２桁以上も大きくなる。
又さらに本発明によつて得られる分離膜は苛酷な条件
下での膜分離が可能になるので、石油、製薬、食品工業
など非水系への分離膜の導入が実現し、その場合は従来
の高エネルギ消費型の蒸留に代わる可能性がある。更に
又バイオリアクタへの応用や超定温、超臨界などの新し
い分野への応用も可能となる。
下での膜分離が可能になるので、石油、製薬、食品工業
など非水系への分離膜の導入が実現し、その場合は従来
の高エネルギ消費型の蒸留に代わる可能性がある。更に
又バイオリアクタへの応用や超定温、超臨界などの新し
い分野への応用も可能となる。
また更に超微粒子の荷電特性、動力学特性等は物質の
種類に殆んど依存しないで、この発明はアルミナを始め
として酸化チタン、ジルコニア、窒化珪素、シリカな
ど、殆んどの超微粒子に適用できる。
種類に殆んど依存しないで、この発明はアルミナを始め
として酸化チタン、ジルコニア、窒化珪素、シリカな
ど、殆んどの超微粒子に適用できる。
第１図は本発明の実施例の正面図、第２図はその要部の
拡大断面図、第３図は他の実施例の正面図、第４図は第
３図のIV−IV線部の断面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線
部の展開図、第６図は第３図の一部の拡大断面図 １……反応ガス ２……CVD反応管 ４……超微粒子生成装置 ５……沿面放電極 ６……粒子泳動用電極 ７……静電成膜装置 ８……焼成装置 ９……アルミナ磁器層 10……誘導電極 11……線状電極 12……高周波電圧電源 13……直流高圧電源 14……多孔質焼結体 15……超微粒子堆積層 16……超微粒子焼結膜
拡大断面図、第３図は他の実施例の正面図、第４図は第
３図のIV−IV線部の断面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線
部の展開図、第６図は第３図の一部の拡大断面図 １……反応ガス ２……CVD反応管 ４……超微粒子生成装置 ５……沿面放電極 ６……粒子泳動用電極 ７……静電成膜装置 ８……焼成装置 ９……アルミナ磁器層 10……誘導電極 11……線状電極 12……高周波電圧電源 13……直流高圧電源 14……多孔質焼結体 15……超微粒子堆積層 16……超微粒子焼結膜
Claims (8)
- 【請求項１】CVD反応管内で生成したセラミックの超微
粒子を沿面放電極と粒子泳動用電極の間で荷電すると共
に、該荷電した超微粒子を前記両電極間に於ける該粒子
泳動用電極寄りに配置した多孔質燒結体の面に静電付着
して、多孔質の超微粒子堆積層を形成し、該超微粒子層
をそのままの状態で加熱することによって、該多孔質燒
結体の面に多孔質の超微粒子燒結膜を生成することを特
徴とするセラミック製分離膜の製造方法 - 【請求項２】沿面放電極がアルミナ磁器層を介して配設
された線状電極と誘導電極とからなり、また該線状電極
に対向して粒子泳動用電極を設けられていることを特徴
とする請求項１記載のセラミック製分離膜の製造方法 - 【請求項３】沿面放電極が棒状の誘導電極とその外周に
アルミナ磁器層を介して形成された線状電極とからな
り、また粒子泳動用電極が円管状に形成され、その中心
に前記沿面放電極が設けられていることを特徴とする請
求項１記載のセラミック製分離膜の製造方法 - 【請求項４】沿面放電極がアルミナ磁器製円筒の肉厚内
に埋設された面状誘導電極と、その円筒の外面に形成さ
れた線状電極とからなり、それら両電極の間に高周波高
圧電源が接続されていることを特徴とする請求項１記載
のセラミック製分離膜の製造方法 - 【請求項５】沿面放電装置が円筒形のアルミナ磁器層の
肉厚内に面状誘導電極を埋設し、その内周面に線状電極
を形成し、それら両電極の間に高周波高圧電源を接続し
たものであることを特徴とする請求項１記載のセラミッ
ク製分離膜の製造方法 - 【請求項６】CVD反応ガスの流れの上流側にCVD反応管を
具備した超微粒子生成装置、その下流側に沿面放電極と
粒子泳動用電極とからなる静電成膜装置と、焼成装置を
それぞれ配設し、該沿面放電極をアルミナ磁器層の肉厚
内に埋設した面状電極と、そのアルミナ磁器層の面に形
成された線状電極とで形成し、それら両電極の間に高周
波高圧電源を接続し、さらに前記沿面放電極と粒子泳動
用電極との間に直流高圧電源を接続していることを特徴
とするセラミック製分離膜の製造装置 - 【請求項７】沿面放電極が棒状誘導電極とその外周にア
ルミナ磁器層を介して形成された線状電極とからなり、
それら両電極の間に高周波高圧電源が接続されているこ
とを特徴とする請求項６記載のセラミック製分離膜の製
造装置 - 【請求項８】沿面放電極がアルミナ磁器製円筒の肉厚内
に埋設された面状誘導電極と、その円筒の内面に形成さ
れた線状電極とからなり、それら両電極の間に高周波高
圧電源が接続されていることを特徴とする請求項６記載
のセラミック製分離膜の製造装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8164388A JPH0815537B2 (ja) | 1988-04-02 | 1988-04-02 | セラミック製分離膜の製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8164388A JPH0815537B2 (ja) | 1988-04-02 | 1988-04-02 | セラミック製分離膜の製造方法および製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01254212A JPH01254212A (ja) | 1989-10-11 |
| JPH0815537B2 true JPH0815537B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=13752022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8164388A Expired - Lifetime JPH0815537B2 (ja) | 1988-04-02 | 1988-04-02 | セラミック製分離膜の製造方法および製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0815537B2 (ja) |
-
1988
- 1988-04-02 JP JP8164388A patent/JPH0815537B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01254212A (ja) | 1989-10-11 |
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