JPH08932A - セラミックフィルターの製造方法 - Google Patents
セラミックフィルターの製造方法Info
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- JPH08932A JPH08932A JP15819294A JP15819294A JPH08932A JP H08932 A JPH08932 A JP H08932A JP 15819294 A JP15819294 A JP 15819294A JP 15819294 A JP15819294 A JP 15819294A JP H08932 A JPH08932 A JP H08932A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 均質な膜を持つセラミックフィルターを容易
に製造できる方法を提供する。 【構成】 セラミック粒子を分散したスラリーの粘度を
２〜５dPa-S に調整し、多孔質のセラミック基材上にス
プレーコートする。その後、乾燥・焼成することによ
り、ピンホール、ボイド等のない均質な膜を持つセラミ
ックフィルターが得られる。
に製造できる方法を提供する。 【構成】 セラミック粒子を分散したスラリーの粘度を
２〜５dPa-S に調整し、多孔質のセラミック基材上にス
プレーコートする。その後、乾燥・焼成することによ
り、ピンホール、ボイド等のない均質な膜を持つセラミ
ックフィルターが得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温空気中のダストの
除去や、高温液や腐食性液体中の懸濁粒子の除去等に使
用されるセラミックフィルターの製造方法に関するもの
である。
除去や、高温液や腐食性液体中の懸濁粒子の除去等に使
用されるセラミックフィルターの製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】上記のような用途には、セラミックスが
有する耐熱性、耐食性を利用して、セラミックフィルタ
ーが使用されている。そして除去すべきダストや懸濁粒
子が微細な場合には、多孔質のセラミック基材上に、基
材の気孔径よりも更に小さな気孔径からなるセラミック
膜を１層ないし２層付与した多層構造からなるセラミッ
クフィルターが使用されている。
有する耐熱性、耐食性を利用して、セラミックフィルタ
ーが使用されている。そして除去すべきダストや懸濁粒
子が微細な場合には、多孔質のセラミック基材上に、基
材の気孔径よりも更に小さな気孔径からなるセラミック
膜を１層ないし２層付与した多層構造からなるセラミッ
クフィルターが使用されている。
【０００３】そのような多層構造のセラミックフィルタ
ーを製造するために、セラミック粒子を水中に懸濁させ
た懸濁液をセラミック基材に通してろ過させ、基材上に
残留させた後、焼成してセラミック膜をセラミック基材
上に固着させる方法が知られている。しかしながらこの
方法は、膜付与時に懸濁液を用いるため、セラミック粒
子の粒子径が大きく、または比重が大きい場合にはセラ
ミック粒子が液中に沈降し易く、膜付与が均質に行えな
い問題点がある。
ーを製造するために、セラミック粒子を水中に懸濁させ
た懸濁液をセラミック基材に通してろ過させ、基材上に
残留させた後、焼成してセラミック膜をセラミック基材
上に固着させる方法が知られている。しかしながらこの
方法は、膜付与時に懸濁液を用いるため、セラミック粒
子の粒子径が大きく、または比重が大きい場合にはセラ
ミック粒子が液中に沈降し易く、膜付与が均質に行えな
い問題点がある。
【０００４】またセラミック基材の気孔径が場所により
バラツキを持つ場合、ろ過速度が場所により異なるため
に膜厚が均等にできにくい問題がある。更に懸濁液にバ
インダーを添加してもバインダーが膜上に残りにくく、
基材への膜の付着性が悪いという問題がある。
バラツキを持つ場合、ろ過速度が場所により異なるため
に膜厚が均等にできにくい問題がある。更に懸濁液にバ
インダーを添加してもバインダーが膜上に残りにくく、
基材への膜の付着性が悪いという問題がある。
【０００５】このほか、セラミックス粒子のスラリーを
スプレーを用いて基材上に噴霧し、セラミック膜を形成
する方法もあるが、ピンホール等の孔が膜表面に発生
し、均質な膜を持つセラミックフィルターが得られない
欠点があった。
スプレーを用いて基材上に噴霧し、セラミック膜を形成
する方法もあるが、ピンホール等の孔が膜表面に発生
し、均質な膜を持つセラミックフィルターが得られない
欠点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決して、大掛かりな装置を必要とせず、セ
ラミック基材上に均質なセラミック膜を付与したセラミ
ックフィルターを得ることができるセラミックフィルタ
ーの製造方法を提供するためになされたものである。
の問題点を解決して、大掛かりな装置を必要とせず、セ
ラミック基材上に均質なセラミック膜を付与したセラミ
ックフィルターを得ることができるセラミックフィルタ
ーの製造方法を提供するためになされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明のセラミックフィルターの製造方法
は、セラミック粒子を分散したスラリーの粘度を２〜５
dPa-S に調整し、該スラリーを多孔質のセラミック基材
上にスプレーコートし、乾燥後焼成することを特徴とす
るものである。
めになされた本発明のセラミックフィルターの製造方法
は、セラミック粒子を分散したスラリーの粘度を２〜５
dPa-S に調整し、該スラリーを多孔質のセラミック基材
上にスプレーコートし、乾燥後焼成することを特徴とす
るものである。
【０００８】本発明において使用されるセラミック粒子
の材質としては、水に分散可能な全てのセラミックスが
使用可能であるが、フィルターの使用条件に応じて選択
すべきである。例えば水中での使用に対しては、Al
2O3 、SiC 、ZrO2、TiO2が好ましい。また高温気体中や
高温高圧水中での使用に対しては、SiC が好ましい。ま
たセラミック粒子として均一な粒径を持つ粒子が使用で
きるが、基材への付着製や所望の膜強度を得るため、各
種の異なる粒度の粉末を配合して用いてもよい。
の材質としては、水に分散可能な全てのセラミックスが
使用可能であるが、フィルターの使用条件に応じて選択
すべきである。例えば水中での使用に対しては、Al
2O3 、SiC 、ZrO2、TiO2が好ましい。また高温気体中や
高温高圧水中での使用に対しては、SiC が好ましい。ま
たセラミック粒子として均一な粒径を持つ粒子が使用で
きるが、基材への付着製や所望の膜強度を得るため、各
種の異なる粒度の粉末を配合して用いてもよい。
【０００９】セラミック基材の材質としては、多孔質な
焼結体が製造可能な全てのセラミックスが使用可能であ
るが、またセラミック膜とセラミック基材間で熱膨脹差
が小さい方が熱応力による破損の危険性が少ないので、
セラミック粒子とセラミック基材の材料は同材質または
熱膨脹係数の差が小さいセラミックスを用いることが好
ましい。
焼結体が製造可能な全てのセラミックスが使用可能であ
るが、またセラミック膜とセラミック基材間で熱膨脹差
が小さい方が熱応力による破損の危険性が少ないので、
セラミック粒子とセラミック基材の材料は同材質または
熱膨脹係数の差が小さいセラミックスを用いることが好
ましい。
【００１０】スラリー中にはセラミック粒子の他膜付与
後の膜強度を高めるために各種のバインダーを含ませる
ことができる。通常はセラミック基材とセラミック膜と
の密着性、結合性を高める目的でスプレーによる膜形成
後に乾燥して焼成を行うため、バインダーとしては焼成
により分解、揮散する有機質のバインダーが好ましい。
後の膜強度を高めるために各種のバインダーを含ませる
ことができる。通常はセラミック基材とセラミック膜と
の密着性、結合性を高める目的でスプレーによる膜形成
後に乾燥して焼成を行うため、バインダーとしては焼成
により分解、揮散する有機質のバインダーが好ましい。
【００１１】本発明では、セラミック粒子を分散したス
ラリーの粘度を２〜５dPa-S に調整して用いる。これは
スラリーの粘度が２dPa-S よりも小さくなると、膜表面
にボイドやピンホール等の穴が多数発生して均質な膜が
得られず、また５dPa-S よりも大きくなるとボタが膜表
面に生成し、いずれも均質な膜が形成されないからであ
る。なおここでボイドとは直径0.1mm 以上の穴、ピンホ
ールは直径0.1mm より小さい穴として定義した。
ラリーの粘度を２〜５dPa-S に調整して用いる。これは
スラリーの粘度が２dPa-S よりも小さくなると、膜表面
にボイドやピンホール等の穴が多数発生して均質な膜が
得られず、また５dPa-S よりも大きくなるとボタが膜表
面に生成し、いずれも均質な膜が形成されないからであ
る。なおここでボイドとは直径0.1mm 以上の穴、ピンホ
ールは直径0.1mm より小さい穴として定義した。
【００１２】スプレーコートを行うためには、スラリー
の霧化が可能な各種の装置を使用可能であるが、実際に
はスプレーガンを用いることが好ましい。またスプレー
ガンの圧力は、0.3 〜4.0kg/cm2 の範囲とすることが好
ましい。
の霧化が可能な各種の装置を使用可能であるが、実際に
はスプレーガンを用いることが好ましい。またスプレー
ガンの圧力は、0.3 〜4.0kg/cm2 の範囲とすることが好
ましい。
【００１３】スプレーコートの後に乾燥を行うが、急速
に乾燥を行うとキレやクラック等の表面欠陥が発生し易
いため、なるべくゆっくりと乾燥を行う。例えば、自然
乾燥により膜内の水分量を10％以下にしたのち、乾燥機
で乾燥を行うことが好ましい。あるいは調湿乾燥機を用
いて湿度を制御しながら乾燥を行ってもよい。乾燥後に
焼成を行う。焼成温度、時間、雰囲気は、セラミック材
料の種類に応じて適宜選択する。また焼成温度が高過ぎ
ると、セラミック成分の蒸発やセラミック粒子の粗大化
により、気孔径が大きくなりすぎるおそれがある。また
逆に低過ぎると焼結が不十分となり、膜と基材の接合強
度が低下するおそれがある。そのため、セラミック材料
の種類、所望する気孔径に応じて最適の焼成条件を設定
することが好ましい。
に乾燥を行うとキレやクラック等の表面欠陥が発生し易
いため、なるべくゆっくりと乾燥を行う。例えば、自然
乾燥により膜内の水分量を10％以下にしたのち、乾燥機
で乾燥を行うことが好ましい。あるいは調湿乾燥機を用
いて湿度を制御しながら乾燥を行ってもよい。乾燥後に
焼成を行う。焼成温度、時間、雰囲気は、セラミック材
料の種類に応じて適宜選択する。また焼成温度が高過ぎ
ると、セラミック成分の蒸発やセラミック粒子の粗大化
により、気孔径が大きくなりすぎるおそれがある。また
逆に低過ぎると焼結が不十分となり、膜と基材の接合強
度が低下するおそれがある。そのため、セラミック材料
の種類、所望する気孔径に応じて最適の焼成条件を設定
することが好ましい。
【００１４】
【作用】本発明のセラミックフィルターの製造方法によ
れば、セラミック粒子を分散したスラリーの粘度を２〜
５dPa-S に調整し、該スラリーを多孔質のセラミック基
材上にスプレーコートするので、ボイドやピンホール等
の穴がなく、またボタが膜表面に生成されることもな
く、均質なセラミック膜を持つセラミックフィルターを
得ることができる。
れば、セラミック粒子を分散したスラリーの粘度を２〜
５dPa-S に調整し、該スラリーを多孔質のセラミック基
材上にスプレーコートするので、ボイドやピンホール等
の穴がなく、またボタが膜表面に生成されることもな
く、均質なセラミック膜を持つセラミックフィルターを
得ることができる。
【００１５】
〔実施例１〕約30μm の気孔径を有する外径60×内径40
×長さ100mm のSiC の基材上に、SiC からなる膜を形成
するため、♯400 、♯800 、♯2000、♯4000、1.5 μm
の５種類の粒子径を持つSiC 粉末をそれぞれ200gずつ秤
量し、バインダーとして40g のイソバンとともに混合
し、表１に示す粘度となるように水を加えてスラリーを
調製した。なお粘度は回転粘度計を用いて測定した。
×長さ100mm のSiC の基材上に、SiC からなる膜を形成
するため、♯400 、♯800 、♯2000、♯4000、1.5 μm
の５種類の粒子径を持つSiC 粉末をそれぞれ200gずつ秤
量し、バインダーとして40g のイソバンとともに混合
し、表１に示す粘度となるように水を加えてスラリーを
調製した。なお粘度は回転粘度計を用いて測定した。
【００１６】
【表１】
【００１７】調製したスラリーをスプレーガンに入れ、
1.5kg/cm2 のエアーによりセラミック基材上にスプレー
した。スラリー粘度が本発明の範囲外の比較品１のもの
ではボタが発生し、スプレーコートが実質的にできなか
った。その他のスプレーコートが可能であったものにつ
いてはスプレー後、室温で１昼夜自然乾燥を行って膜内
の水分量を0.5 ％にしたのち、Arガス中で2050℃で３時
間焼成を行った。焼成したセラミックフィルターの膜の
表面状態を目視により観察し、表１に示した。
1.5kg/cm2 のエアーによりセラミック基材上にスプレー
した。スラリー粘度が本発明の範囲外の比較品１のもの
ではボタが発生し、スプレーコートが実質的にできなか
った。その他のスプレーコートが可能であったものにつ
いてはスプレー後、室温で１昼夜自然乾燥を行って膜内
の水分量を0.5 ％にしたのち、Arガス中で2050℃で３時
間焼成を行った。焼成したセラミックフィルターの膜の
表面状態を目視により観察し、表１に示した。
【００１８】本発明品１〜６は、目視上では均質な外観
を呈していた。それに対しスラリー粘度が本発明外の比
較品２のものでは、至るところにポアが見られ不均質な
外観を呈していた。本発明品１〜６及び比較品２の試料
の外表面に対し、軸方向に上端から15mm、50mm、85mmの
３点を選び、更に軸の反対側の同じ高さの３点を選ん
だ。これらの合計６点に対し、倍率40倍の拡大鏡にて直
径３mmの視野内でピンホール（直径0.1mm より小）およ
びボイド（直径0.1mm 以上）の個数を計測し、単位面積
あたりの平均個数（個/mm2）を算出し、表１に併記し
た。表１に見られるようにスラリー粘度が本発明の範囲
内のもの（本発明品１〜６）では、ピンホール密度およ
びボイド密度はそれぞれ1.1 、0.8 以下の小さい値を示
した。
を呈していた。それに対しスラリー粘度が本発明外の比
較品２のものでは、至るところにポアが見られ不均質な
外観を呈していた。本発明品１〜６及び比較品２の試料
の外表面に対し、軸方向に上端から15mm、50mm、85mmの
３点を選び、更に軸の反対側の同じ高さの３点を選ん
だ。これらの合計６点に対し、倍率40倍の拡大鏡にて直
径３mmの視野内でピンホール（直径0.1mm より小）およ
びボイド（直径0.1mm 以上）の個数を計測し、単位面積
あたりの平均個数（個/mm2）を算出し、表１に併記し
た。表１に見られるようにスラリー粘度が本発明の範囲
内のもの（本発明品１〜６）では、ピンホール密度およ
びボイド密度はそれぞれ1.1 、0.8 以下の小さい値を示
した。
【００１９】〔実施例２〕スプレーコート法と濾過法に
よって得られる膜の特性比較を行うため、実施例１と同
様なSiC 基材を用い、濾過法およびスプレーコート法に
より試料を作成した。スプレーコート法では、実施例１
と同様な方法で調製した粘度3.5dPa-S のスラリーを用
いてSiC 基材にスプレーし、厚さ80μm の膜を形成して
乾燥した。乾燥後、2000℃のAr中で２時間焼成した。得
られた膜の気孔径を測定した結果、３μm の気孔径であ
ることが分かった。また表面のピンホール、ボイドの密
度を実施例１と同様な方法で評価した結果、いずれも0.
1 個/mm2以下であった。
よって得られる膜の特性比較を行うため、実施例１と同
様なSiC 基材を用い、濾過法およびスプレーコート法に
より試料を作成した。スプレーコート法では、実施例１
と同様な方法で調製した粘度3.5dPa-S のスラリーを用
いてSiC 基材にスプレーし、厚さ80μm の膜を形成して
乾燥した。乾燥後、2000℃のAr中で２時間焼成した。得
られた膜の気孔径を測定した結果、３μm の気孔径であ
ることが分かった。また表面のピンホール、ボイドの密
度を実施例１と同様な方法で評価した結果、いずれも0.
1 個/mm2以下であった。
【００２０】濾過法では、前述のセラミック基材に膜を
付与するために、実施例１と同様な粒度配合からなるSi
C 粉末およびバインダーを水に分散したスラリーを調製
した。膜の厚みが80μm となるようにスラリーを２kg/c
m2の圧力で６時間濾過した。ろ過後試料を懸濁液から引
き上げたとき、一部膜部分の脱落が見られた。乾燥後、
実施例１と同様な方法を用いて、脱落部以外の部分で表
面のピンホール、ボイドの密度を測定した結果、ピンホ
ールでは21個/mm2、ボイドでは5.5個/mm2の密度が得ら
れ、スプレーコートに比較して不均質な膜しか得られな
かった。
付与するために、実施例１と同様な粒度配合からなるSi
C 粉末およびバインダーを水に分散したスラリーを調製
した。膜の厚みが80μm となるようにスラリーを２kg/c
m2の圧力で６時間濾過した。ろ過後試料を懸濁液から引
き上げたとき、一部膜部分の脱落が見られた。乾燥後、
実施例１と同様な方法を用いて、脱落部以外の部分で表
面のピンホール、ボイドの密度を測定した結果、ピンホ
ールでは21個/mm2、ボイドでは5.5個/mm2の密度が得ら
れ、スプレーコートに比較して不均質な膜しか得られな
かった。
【００２１】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のセラミ
ックフィルターの製造方法はセラミック粒子を分散した
スラリーの粘度を２〜５dPa-S に調整し、多孔質のセラ
ミック基材上にスプレーコートする方法を採用したこと
により、均質な膜を持つセラミックフィルターを大掛か
りな装置を用いることなく容易に製造できる利点があ
る。
ックフィルターの製造方法はセラミック粒子を分散した
スラリーの粘度を２〜５dPa-S に調整し、多孔質のセラ
ミック基材上にスプレーコートする方法を採用したこと
により、均質な膜を持つセラミックフィルターを大掛か
りな装置を用いることなく容易に製造できる利点があ
る。
Claims (2)
- 【請求項１】 セラミック粒子を分散したスラリーの粘
度を２〜５dPa-S に調整し、該スラリーを多孔質のセラ
ミック基材上にスプレーコートし、乾燥後焼成すること
を特徴とするセラミックフィルターの製造方法。 - 【請求項２】 セラミック粒子およびセラミック基材が
SiC からなる請求項１に記載のセラミックフィルターの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15819294A JPH08932A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | セラミックフィルターの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15819294A JPH08932A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | セラミックフィルターの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08932A true JPH08932A (ja) | 1996-01-09 |
Family
ID=15666285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15819294A Pending JPH08932A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | セラミックフィルターの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08932A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6061019A (ja) * | 1983-09-13 | 1985-04-08 | Asahi Glass Co Ltd | 集塵用セラミツクスフイルタ |
| JPH01269480A (ja) * | 1988-04-21 | 1989-10-26 | Iwao Jiki Kogyo Kk | バイオリアクターエレメントの製造方法 |
-
1994
- 1994-06-17 JP JP15819294A patent/JPH08932A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6061019A (ja) * | 1983-09-13 | 1985-04-08 | Asahi Glass Co Ltd | 集塵用セラミツクスフイルタ |
| JPH01269480A (ja) * | 1988-04-21 | 1989-10-26 | Iwao Jiki Kogyo Kk | バイオリアクターエレメントの製造方法 |
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