JPH11335928A - 多数チャンネルの多孔質セラミックファイバ― - Google Patents
多数チャンネルの多孔質セラミックファイバ―Info
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- JPH11335928A JPH11335928A JP11077966A JP7796699A JPH11335928A JP H11335928 A JPH11335928 A JP H11335928A JP 11077966 A JP11077966 A JP 11077966A JP 7796699 A JP7796699 A JP 7796699A JP H11335928 A JPH11335928 A JP H11335928A
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- 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
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/62227—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining fibres
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/02—Inorganic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
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- B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 濾過フィルターや反応モジュールを構成する
のに適する、多数のチャンネルを備えた高強度なセラミ
ックファイバーを提供する。 【解決手段】 多数チャンネルの多孔質セラミックファ
イバーである。好ましくは、チャンネルが、辺数３〜６
の正多角形の頂点に位置し、追加のチャンネルが３を上
回る辺数の前記多角形の中央を占める。また、好ましく
は、チャンネル直径が１５０〜２０００μｍであり、多
孔質セラミックファイバーの直径とチャンネル直径の比
としての囲み比Ｒｅが２．５〜１５であり、チャンネル
横断面積の合計と多孔質セラミックファイバーの横断面
積の比としての占め比Ｒｏが０．０３〜０．４５であ
り、ファイバーの径方向で測定した平均壁厚さとチャン
ネル直径の比としての支持比Ｒｓが０．３〜２．５であ
る。
のに適する、多数のチャンネルを備えた高強度なセラミ
ックファイバーを提供する。 【解決手段】 多数チャンネルの多孔質セラミックファ
イバーである。好ましくは、チャンネルが、辺数３〜６
の正多角形の頂点に位置し、追加のチャンネルが３を上
回る辺数の前記多角形の中央を占める。また、好ましく
は、チャンネル直径が１５０〜２０００μｍであり、多
孔質セラミックファイバーの直径とチャンネル直径の比
としての囲み比Ｒｅが２．５〜１５であり、チャンネル
横断面積の合計と多孔質セラミックファイバーの横断面
積の比としての占め比Ｒｏが０．０３〜０．４５であ
り、ファイバーの径方向で測定した平均壁厚さとチャン
ネル直径の比としての支持比Ｒｓが０．３〜２．５であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体の精密濾過や
超精密濾過、及びガスの濾過や分離のための（ミクロ）
ファイバーを含んでなる新規なセラミック膜、及びその
膜の製造方法に関する。
超精密濾過、及びガスの濾過や分離のための（ミクロ）
ファイバーを含んでなる新規なセラミック膜、及びその
膜の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】（ミク
ロ）ファイバーの形態を有する膜、言い換えると３ｍｍ
以下の外径と４００〜２０００μｍの内径を有する膜は
公知であり、市販されている。これらは有機材料からな
り、このため、これらの材料に由来する周知の長所と短
所を有する。即ち、これらの（ミクロ）ファイバーの機
械的特性とりわけこれらの可撓性が、それを濾過モジュ
ールに装着するのを可能にしても、低い耐薬品性や耐熱
性が問題であり、７０℃未満と４〜１０のｐＨでの使用
に制限する。
ロ）ファイバーの形態を有する膜、言い換えると３ｍｍ
以下の外径と４００〜２０００μｍの内径を有する膜は
公知であり、市販されている。これらは有機材料からな
り、このため、これらの材料に由来する周知の長所と短
所を有する。即ち、これらの（ミクロ）ファイバーの機
械的特性とりわけこれらの可撓性が、それを濾過モジュ
ールに装着するのを可能にしても、低い耐薬品性や耐熱
性が問題であり、７０℃未満と４〜１０のｐＨでの使用
に制限する。
【０００３】一方、セラミックの（ミクロ）ファイバー
は既に提案されているが、いずれの場合も、これらの無
機（ミクロ）ファイバーは、有機ファイバーの通常の形
態を取り入れている。ＥＰ−Ａ−０７８７５２４は、一
部が主チャンネルで他の部分が出口導管である多数チャ
ンネルを開示している。これらの出口導管は、背圧を下
げるように、主チャンネルを浸透サイドに接続する。
は既に提案されているが、いずれの場合も、これらの無
機（ミクロ）ファイバーは、有機ファイバーの通常の形
態を取り入れている。ＥＰ−Ａ−０７８７５２４は、一
部が主チャンネルで他の部分が出口導管である多数チャ
ンネルを開示している。これらの出口導管は、背圧を下
げるように、主チャンネルを浸透サイドに接続する。
【０００４】ＥＰ−Ａ−０６０９２７５とＵＳＰ−５６
０７５８６は特定の形態（特定の厚さと半径）を有する
膜を開示しており、これらの膜はマクロ多孔質の支持と
濾過層を備える。ＷＯ−Ａ−９４／２３８２９は、３ｍ
ｍに到る外径と３０〜５００μｍの壁厚さを有するファ
イバーと、押出によるその製造方法を開示している。
０７５８６は特定の形態（特定の厚さと半径）を有する
膜を開示しており、これらの膜はマクロ多孔質の支持と
濾過層を備える。ＷＯ−Ａ−９４／２３８２９は、３ｍ
ｍに到る外径と３０〜５００μｍの壁厚さを有するファ
イバーと、押出によるその製造方法を開示している。
【０００５】また、ＵＳＰ−４４４６０２４は、６４０
〜３１８０μｍ（０．０２５〜０．１２５インチ）の外
径を有するファイバーを開示している。これらのファイ
バーは、割合に薄い壁厚さを特徴とする。また、セラミ
ックファイバーが現状で濾過に有用な場合、これは、そ
れらの均質性によるものである。即ち、これらのファイ
バーは、支持と濾過媒体の両方として作用する単一の多
孔質媒体から構成され（ファイバーは自己支持性）、多
孔質濾過層で被覆されたマクロ多孔質支持を含んでなる
割合に大きいサイズの一般的システムとは異なる。
〜３１８０μｍ（０．０２５〜０．１２５インチ）の外
径を有するファイバーを開示している。これらのファイ
バーは、割合に薄い壁厚さを特徴とする。また、セラミ
ックファイバーが現状で濾過に有用な場合、これは、そ
れらの均質性によるものである。即ち、これらのファイ
バーは、支持と濾過媒体の両方として作用する単一の多
孔質媒体から構成され（ファイバーは自己支持性）、多
孔質濾過層で被覆されたマクロ多孔質支持を含んでなる
割合に大きいサイズの一般的システムとは異なる。
【０００６】しかしながら、現状のセラミックファイバ
ーの形態は、低い機械的強度に帰着している。さらに、
セラミックファイバーのモジュールの製造と使用は困難
であり、衝撃やポンプ振動のようないろいろな理由によ
ってファイバーが破損し易いためである。このように、
高強度でかつモジュールに容易に組み入れまことができ
る（ミクロ）ファイバーに対してニーズが存在してい
る。
ーの形態は、低い機械的強度に帰着している。さらに、
セラミックファイバーのモジュールの製造と使用は困難
であり、衝撃やポンプ振動のようないろいろな理由によ
ってファイバーが破損し易いためである。このように、
高強度でかつモジュールに容易に組み入れまことができ
る（ミクロ）ファイバーに対してニーズが存在してい
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】本発明の
目的は、多数チャンネルの多孔質セラミックファイバー
を提供することである。本ファイバーは、複数のチャン
ネルを開孔された多孔質セラミックのバー(bar) に相当
し、この多孔質セラミック材料のバーは、多孔質構造
（通常の意味において）と種々の多孔度を有し、チャン
ネルの軸はセラミックバーの軸に平行である。
目的は、多数チャンネルの多孔質セラミックファイバー
を提供することである。本ファイバーは、複数のチャン
ネルを開孔された多孔質セラミックのバー(bar) に相当
し、この多孔質セラミック材料のバーは、多孔質構造
（通常の意味において）と種々の多孔度を有し、チャン
ネルの軸はセラミックバーの軸に平行である。
【０００８】本ファイバーは、支持（ファイバーは自己
支持性）と濾過媒体の双方の作用をする単一の多孔質媒
体からなる。ファイバーの中を通るチャンネルは、ファ
イバーの各サイドを終端にし（exiting)、これらのチャ
ンネルは、気孔の他は浸透サイドとは連通しない。これ
らのチャンネルはいずれも同じ役割を担い（分離、反応
など）、いずれも浸透物（又は別なチャンネルの壁を横
切った流体の残留物）の輸送のためには使用されない。
支持性）と濾過媒体の双方の作用をする単一の多孔質媒
体からなる。ファイバーの中を通るチャンネルは、ファ
イバーの各サイドを終端にし（exiting)、これらのチャ
ンネルは、気孔の他は浸透サイドとは連通しない。これ
らのチャンネルはいずれも同じ役割を担い（分離、反応
など）、いずれも浸透物（又は別なチャンネルの壁を横
切った流体の残留物）の輸送のためには使用されない。
【０００９】１つの態様によると、チャンネルの種類は
最大で２種であり、即ち、１つの中央チャンネルと、ほ
ぼ円形に配置された複数のチャンネルである。また、そ
の種類は１つだけでもよく、その場合、チャンネルはほ
ぼ円形に配置される。１つの態様によると、チャンネル
は、辺の数が３〜６の正多角形(regular polygon) の頂
点(vertice) に配置され、さらに、辺数(order) が３以
上の場合にこの多角形の中央に追加チャンネルが形成さ
れることができ、好ましくは、辺数は５又は６である。
最大で２種であり、即ち、１つの中央チャンネルと、ほ
ぼ円形に配置された複数のチャンネルである。また、そ
の種類は１つだけでもよく、その場合、チャンネルはほ
ぼ円形に配置される。１つの態様によると、チャンネル
は、辺の数が３〜６の正多角形(regular polygon) の頂
点(vertice) に配置され、さらに、辺数(order) が３以
上の場合にこの多角形の中央に追加チャンネルが形成さ
れることができ、好ましくは、辺数は５又は６である。
【００１０】ファイバー及び／又はチャンネルは、例え
ば、円形横断面のような任意の適当な形状を有すること
ができ、オレンジ断面形状のチャンネル横断面でもよ
く、これはファイバー横断面についてもあてはまり、ま
た、円形を多数突起形状に置き換えてもよい。チャンネ
ルがオレンジ断面形状の場合（又はチャンネルが円形で
はない場合）、このようなチャンネルの直径は、同じ横
断面を有する円形チャンネルの直径として規定すること
ができる。同様に、ファイバーが円形横断面を有しない
場合、このようなファイバーの直径は、同じ横断面を有
する円形ファイバーの直径として規定することができ
る。
ば、円形横断面のような任意の適当な形状を有すること
ができ、オレンジ断面形状のチャンネル横断面でもよ
く、これはファイバー横断面についてもあてはまり、ま
た、円形を多数突起形状に置き換えてもよい。チャンネ
ルがオレンジ断面形状の場合（又はチャンネルが円形で
はない場合）、このようなチャンネルの直径は、同じ横
断面を有する円形チャンネルの直径として規定すること
ができる。同様に、ファイバーが円形横断面を有しない
場合、このようなファイバーの直径は、同じ横断面を有
する円形ファイバーの直径として規定することができ
る。
【００１１】ファイバー及び／又はチャンネルは、円形
横断面を有することが好ましい。また、好ましくは、全
てのチャンネルが実質的に同じであり、これは、ファイ
バーに沿ったチャンネル間の圧損と処理量の差異を抑え
る最も適切な仕方である。１つの態様によると、本発明
によるファイバーは次の特徴を有する。 (i) チャンネル直径は１５０〜２０００μｍ、好ましく
は３００〜１０００μｍ、及び／又は(ii) 多孔質セラ
ミックのファイバー直径とチャンネル直径の比としての
囲い比Ｒｅは２．５〜１５、好ましくは４〜１０、及び
／又は(iii) チャンネル横断面合計と多孔質セラミック
ファイバー横断面の比としての占め比Ｒｏは０．０３〜
０．４５、好ましくは０．０４〜０．３５、より好まし
くは０．１５〜０．３５、及び／又は(iv) ファイバー
の径方向に測定した平均壁厚さと延在するチャンネル直
径としての支持比（前記平均厚さは、最大数のチャンネ
ルが通る前記ファイバー半径の位置にあるチャンネルの
平均壁厚さである）は０．３〜２．５、好ましくは０．
５〜１．５、及び／又は(v) 最大数のチャンネルが通る
ファイバーの径方向のチャンネル壁厚さの間の比として
の厚さ比Ｒｐは１／３〜３、好ましくは１／２〜２であ
り、より好ましくは厚さ比Ｒｐは約１である。別な態様
によるとこの比は２〜３である。
横断面を有することが好ましい。また、好ましくは、全
てのチャンネルが実質的に同じであり、これは、ファイ
バーに沿ったチャンネル間の圧損と処理量の差異を抑え
る最も適切な仕方である。１つの態様によると、本発明
によるファイバーは次の特徴を有する。 (i) チャンネル直径は１５０〜２０００μｍ、好ましく
は３００〜１０００μｍ、及び／又は(ii) 多孔質セラ
ミックのファイバー直径とチャンネル直径の比としての
囲い比Ｒｅは２．５〜１５、好ましくは４〜１０、及び
／又は(iii) チャンネル横断面合計と多孔質セラミック
ファイバー横断面の比としての占め比Ｒｏは０．０３〜
０．４５、好ましくは０．０４〜０．３５、より好まし
くは０．１５〜０．３５、及び／又は(iv) ファイバー
の径方向に測定した平均壁厚さと延在するチャンネル直
径としての支持比（前記平均厚さは、最大数のチャンネ
ルが通る前記ファイバー半径の位置にあるチャンネルの
平均壁厚さである）は０．３〜２．５、好ましくは０．
５〜１．５、及び／又は(v) 最大数のチャンネルが通る
ファイバーの径方向のチャンネル壁厚さの間の比として
の厚さ比Ｒｐは１／３〜３、好ましくは１／２〜２であ
り、より好ましくは厚さ比Ｒｐは約１である。別な態様
によるとこの比は２〜３である。
【００１２】ファイバー直径は、例えば２５ｍｍにも及
ぶことができ、好ましくは１５ｍｍ以下であり、一般に
はこの直径は２〜１０ｍｍ、好ましくは３〜７ｍｍであ
る。本発明によるファイバーは、通常の（ミクロ）ファ
イバー形態よりも高い圧潰抵抗を有する。即ち、同等の
濾過面積及び／又は同等の濾過流量において、１つのチ
ャンネルを有するファイバーでは０．１〜１Ｎ、４つの
チャンネルを有するファイバーでは２５〜３５Ｎ、７つ
のチャンネルを有するファイバーでは６０〜１００Ｎの
破壊強度を呈する。
ぶことができ、好ましくは１５ｍｍ以下であり、一般に
はこの直径は２〜１０ｍｍ、好ましくは３〜７ｍｍであ
る。本発明によるファイバーは、通常の（ミクロ）ファ
イバー形態よりも高い圧潰抵抗を有する。即ち、同等の
濾過面積及び／又は同等の濾過流量において、１つのチ
ャンネルを有するファイバーでは０．１〜１Ｎ、４つの
チャンネルを有するファイバーでは２５〜３５Ｎ、７つ
のチャンネルを有するファイバーでは６０〜１００Ｎの
破壊強度を呈する。
【００１３】形態とパラメーターについては、図面を参
照しながらより詳しく説明するが、図１〜９は特定の態
様を示している。寸法間の比は実際に則しており、スケ
ールは、図７のファイバー直径が４．５ｍｍとして選ん
である。図６と図７に平均厚さの測定を示した。先ず、
最大数のチャンネルが通るファイバーの半径を考え、次
に、図示したように長さ「ａ」と「ｂ」を求め、これら
の長さは、前記ファイバー半径の箇所のチャンネル壁厚
さに対応する。平均の（ａ＋ｂ）／２を求め、この値
を、その半径が通るチャンネル直径で割り、支持比(sus
tain ratio) Ｒｓを求める。厚さ比(thickness ratio)
Ｒｐはａ／ｂであり、全図面においてこの比Ｒｐは１の
値を有する。この厚さ比は、チャンネルの径方向の位置
を示す（ファイバー中心からの距離が遠いか近いか）。
図に示した各々の態様において、一般的寸法値を次の表
に示す（「チャンネル数」の欄において、ｎ＋ｍは、周
りがｎチャンネルで中央にｍチャンネルを表し、チャン
ネル、ファイバー直径、及び平均厚さはｍｍ単位で、チ
ャンネルとファイバーの横断面積はｍｍ2 単位で表して
ある）。
照しながらより詳しく説明するが、図１〜９は特定の態
様を示している。寸法間の比は実際に則しており、スケ
ールは、図７のファイバー直径が４．５ｍｍとして選ん
である。図６と図７に平均厚さの測定を示した。先ず、
最大数のチャンネルが通るファイバーの半径を考え、次
に、図示したように長さ「ａ」と「ｂ」を求め、これら
の長さは、前記ファイバー半径の箇所のチャンネル壁厚
さに対応する。平均の（ａ＋ｂ）／２を求め、この値
を、その半径が通るチャンネル直径で割り、支持比(sus
tain ratio) Ｒｓを求める。厚さ比(thickness ratio)
Ｒｐはａ／ｂであり、全図面においてこの比Ｒｐは１の
値を有する。この厚さ比は、チャンネルの径方向の位置
を示す（ファイバー中心からの距離が遠いか近いか）。
図に示した各々の態様において、一般的寸法値を次の表
に示す（「チャンネル数」の欄において、ｎ＋ｍは、周
りがｎチャンネルで中央にｍチャンネルを表し、チャン
ネル、ファイバー直径、及び平均厚さはｍｍ単位で、チ
ャンネルとファイバーの横断面積はｍｍ2 単位で表して
ある）。
【００１４】
【表１】
【００１５】本発明によるファイバーの平均気孔直径
は、一般に４μｍ未満であり、通常は５０ｎｍ〜２μ
ｍ、好ましくは０．２〜１．２μｍである。本発明によ
るファイバーは、１０〜７０％、好ましくは３５〜６０
％の平均気孔率を有する。本発明によるファイバーは、
数メートルに達する長さを有することができるが、通常
はファイバー長さは０．５〜２ｍである。
は、一般に４μｍ未満であり、通常は５０ｎｍ〜２μ
ｍ、好ましくは０．２〜１．２μｍである。本発明によ
るファイバーは、１０〜７０％、好ましくは３５〜６０
％の平均気孔率を有する。本発明によるファイバーは、
数メートルに達する長さを有することができるが、通常
はファイバー長さは０．５〜２ｍである。
【００１６】本発明によるファイバーの反り又は変形の
程度（焼結による変形）は一般に低く、例えば０．３％
未満、好ましくは０．１５％未満、より好ましくは０．
１５％未満である。この低い値は、ファイバーをモジュ
ールに組み込むのに適する。好ましくはセラミックは金
属酸化物である。本発明によるファイバーは、そのまま
で（as is)又は調整を行った後、多くの用途に使用可能
である。
程度（焼結による変形）は一般に低く、例えば０．３％
未満、好ましくは０．１５％未満、より好ましくは０．
１５％未満である。この低い値は、ファイバーをモジュ
ールに組み込むのに適する。好ましくはセラミックは金
属酸化物である。本発明によるファイバーは、そのまま
で（as is)又は調整を行った後、多くの用途に使用可能
である。
【００１７】１つの態様によると、本ファイバーは、好
ましくはシリカライト系ゼオライトによって少なくとも
部分的にその気孔が占められる。このようなゼオライト
を含むファイバーは、特にガス分離の用途に適する。ゼ
オライトは、前駆体溶液を含浸させて次いで焼成すると
いったような、任意の通常の仕方でその場所で形成され
る。
ましくはシリカライト系ゼオライトによって少なくとも
部分的にその気孔が占められる。このようなゼオライト
を含むファイバーは、特にガス分離の用途に適する。ゼ
オライトは、前駆体溶液を含浸させて次いで焼成すると
いったような、任意の通常の仕方でその場所で形成され
る。
【００１８】もう１つの態様によると、本ファイバー
は、触媒によって少なくとも部分的にその気孔が占めら
れる。触媒は、通常の仕方でファイバーの気孔に固定さ
れる。さらにもう１つの態様によると、好ましくは固定
化されるバクテリアによって少なくとも部分的にその気
孔が占められる。バクテリアは、通常の仕方でファイバ
ーの気孔に固定化される。
は、触媒によって少なくとも部分的にその気孔が占めら
れる。触媒は、通常の仕方でファイバーの気孔に固定さ
れる。さらにもう１つの態様によると、好ましくは固定
化されるバクテリアによって少なくとも部分的にその気
孔が占められる。バクテリアは、通常の仕方でファイバ
ーの気孔に固定化される。
【００１９】こうした触媒やバクテリアを備えたファイ
バーは、化学的又は生物的反応に使用するのに特に適す
る。例えば、バクテリアの場合、処理すべき溶液は、栄
養物を含み、この溶液はファイバーを通り抜け、反応生
成物が透過物の中に回収される。この態様は、バクテリ
ア固定、生物的反応、及び生成物浄化を組み合わせるこ
とを可能にする。
バーは、化学的又は生物的反応に使用するのに特に適す
る。例えば、バクテリアの場合、処理すべき溶液は、栄
養物を含み、この溶液はファイバーを通り抜け、反応生
成物が透過物の中に回収される。この態様は、バクテリ
ア固定、生物的反応、及び生成物浄化を組み合わせるこ
とを可能にする。
【００２０】また、本発明は、本発明によるファイバー
を含んでなる濾過及び／又は反応のモジュールを提供す
る。１つの態様において、このモジュールは、反応ガス
の注入のために使用されるファイバー部分を含んでな
る。この後者の態様によるファイバーのアセンブリー
（固定化されたバクテリアを含んでも含まなくてもよ
い）は、好気性反応の場合に特に有益である。実際に、
例えば水処理のような特定の場合には、反応は好気性で
あり、液体媒体の定常的通気を必要とする。本発明によ
るファイバーは、場合により選択された分布で配置され
て、空気又は酸素を注入するために使用される仕方でモ
ジュールに装着されることができ、この仕方によって、
実質的に均一で特に好気性の生物的反応に極めて適する
通気された媒体が得られる。これにより、スラリーを作
成する工程を省くことができ、さらに、本発明による反
応を終えて得られた生成物は、例えば農業にそのまま使
用可能である。
を含んでなる濾過及び／又は反応のモジュールを提供す
る。１つの態様において、このモジュールは、反応ガス
の注入のために使用されるファイバー部分を含んでな
る。この後者の態様によるファイバーのアセンブリー
（固定化されたバクテリアを含んでも含まなくてもよ
い）は、好気性反応の場合に特に有益である。実際に、
例えば水処理のような特定の場合には、反応は好気性で
あり、液体媒体の定常的通気を必要とする。本発明によ
るファイバーは、場合により選択された分布で配置され
て、空気又は酸素を注入するために使用される仕方でモ
ジュールに装着されることができ、この仕方によって、
実質的に均一で特に好気性の生物的反応に極めて適する
通気された媒体が得られる。これにより、スラリーを作
成する工程を省くことができ、さらに、本発明による反
応を終えて得られた生成物は、例えば農業にそのまま使
用可能である。
【００２１】本発明によるモジュールは、場合により膜
バイオリアクター（ＭＢＲ）と称される。このモジュー
ルは、いくつかの仕方で機能することができる。例え
ば、反応モジュールはバクテリア触媒を含み、ここで、
ファイバーは抽出の機能をする（ファイバー内壁を通っ
て浄化された触媒が抽出される）。また、このモジュー
ルは固定バクテリアと共に機能することができ、媒体は
通り抜け、透過物の中に通常得られる。
バイオリアクター（ＭＢＲ）と称される。このモジュー
ルは、いくつかの仕方で機能することができる。例え
ば、反応モジュールはバクテリア触媒を含み、ここで、
ファイバーは抽出の機能をする（ファイバー内壁を通っ
て浄化された触媒が抽出される）。また、このモジュー
ルは固定バクテリアと共に機能することができ、媒体は
通り抜け、透過物の中に通常得られる。
【００２２】また、本発明のファイバーは、気体／液
体、液体／液体（エマルジョン）などのディスパージョ
ンを作成するために使用可能である。また、本発明は、
本ファイバーの製造方法に関する。この方法は、次の３
つの順次の主要工程によって特徴づけられる。 (i) 無機成分又はフィラー、バインダー、及び溶媒、さ
らに、随意の解膠剤及び／又は押出助剤を含む無機ペー
ストを調製し、(ii) 前記ペーストを押出によって成形
し、(iii) この成形体を焼結によって強固にする。
体、液体／液体（エマルジョン）などのディスパージョ
ンを作成するために使用可能である。また、本発明は、
本ファイバーの製造方法に関する。この方法は、次の３
つの順次の主要工程によって特徴づけられる。 (i) 無機成分又はフィラー、バインダー、及び溶媒、さ
らに、随意の解膠剤及び／又は押出助剤を含む無機ペー
ストを調製し、(ii) 前記ペーストを押出によって成形
し、(iii) この成形体を焼結によって強固にする。
【００２３】前記ペーストの無機成分は、焼成すると多
孔質マトリックス（その容積全体で均一）を形成する無
機化合物の粒子を含んでなる。この無機化合物、好まし
くは金属化合物は、非酸化物又は金属酸化物のいずれで
もよい。非酸化物系の場合、ケイ素又はアルミニウム化
合物が選択されることができ、好ましくは、炭化ケイ
素、窒化ケイ素、又は窒化アルミニウムである。金属化
合物が酸化物の場合、アルミニウム、ケイ素又はＩＶＡ
族（チタン族）若しくはＶＡ族（バナジウム族）の金属
の酸化物が選択されることができ、好ましくはアルミ
ナ、酸化ジルコニウム、又は酸化チタンである。これら
の酸化物は、単一物でも混合物でもよい。金属化合物
は、例えば、０．１５〜２μｍ、好ましくは０．１５〜
０．６μｍの平均粒子径（沈降によって測定）を有す
る。ペーストは、この金属酸化物を５０〜９０重量％、
好ましくは６５〜８５重量％で含むことができる。
孔質マトリックス（その容積全体で均一）を形成する無
機化合物の粒子を含んでなる。この無機化合物、好まし
くは金属化合物は、非酸化物又は金属酸化物のいずれで
もよい。非酸化物系の場合、ケイ素又はアルミニウム化
合物が選択されることができ、好ましくは、炭化ケイ
素、窒化ケイ素、又は窒化アルミニウムである。金属化
合物が酸化物の場合、アルミニウム、ケイ素又はＩＶＡ
族（チタン族）若しくはＶＡ族（バナジウム族）の金属
の酸化物が選択されることができ、好ましくはアルミ
ナ、酸化ジルコニウム、又は酸化チタンである。これら
の酸化物は、単一物でも混合物でもよい。金属化合物
は、例えば、０．１５〜２μｍ、好ましくは０．１５〜
０．６μｍの平均粒子径（沈降によって測定）を有す
る。ペーストは、この金属酸化物を５０〜９０重量％、
好ましくは６５〜８５重量％で含むことができる。
【００２４】有機物バインダーは、押出に必要なレオロ
ジー特性、及び押出後の生成物の良好な凝集性を得るの
に必要な機械的特性をペーストに与える。この有機物バ
インダーは、限定されるものではないが、水溶性ポリマ
ーであることが好ましい。ポリマーは、例えば２重量％
の溶液で、２０℃での測定で４〜１０Ｐａ／ｓの粘度を
有する。このポリマーは、セルロースとその誘導体から
選択することができ（ＨＥＣ，ＣＭＣ，ＨＰＣ，ＨＰＭ
Ｃなど）、また、ポリアクリル酸、ポリエチレングリコ
ール、ポリビニルアルコールなどを使用することもでき
る。また、バインダーとしては、押出適性バインダーよ
りは圧縮適性（又はプレス適性）バインダーを使用する
のが一般的であり、ここで、用語「圧縮適性（プレス適
性）バインダー」と「押出適性バインダー」は、当業者
が一般に使う意味である。好ましいバインダーは結晶質
の特に微細結晶質のセルロースであり、これはバインダ
ーの全部又は一部でよい。ペーストは、例えば２〜１０
重量％、好ましくは３〜８重量％のバインダーを含むこ
とができる。
ジー特性、及び押出後の生成物の良好な凝集性を得るの
に必要な機械的特性をペーストに与える。この有機物バ
インダーは、限定されるものではないが、水溶性ポリマ
ーであることが好ましい。ポリマーは、例えば２重量％
の溶液で、２０℃での測定で４〜１０Ｐａ／ｓの粘度を
有する。このポリマーは、セルロースとその誘導体から
選択することができ（ＨＥＣ，ＣＭＣ，ＨＰＣ，ＨＰＭ
Ｃなど）、また、ポリアクリル酸、ポリエチレングリコ
ール、ポリビニルアルコールなどを使用することもでき
る。また、バインダーとしては、押出適性バインダーよ
りは圧縮適性（又はプレス適性）バインダーを使用する
のが一般的であり、ここで、用語「圧縮適性（プレス適
性）バインダー」と「押出適性バインダー」は、当業者
が一般に使う意味である。好ましいバインダーは結晶質
の特に微細結晶質のセルロースであり、これはバインダ
ーの全部又は一部でよい。ペーストは、例えば２〜１０
重量％、好ましくは３〜８重量％のバインダーを含むこ
とができる。
【００２５】溶媒の役割は無機成分とバインダーを分散
させることである。水溶性ポリマーが使用される場合
は、水が溶媒として選択されることができ、ポリマーが
水溶性でない場合、例えばアルコールのエタノールが溶
媒として選択されることができる。溶媒の濃度は、例え
ば８〜４０重量％、好ましくは１０〜２７重量％である
ことができる。
させることである。水溶性ポリマーが使用される場合
は、水が溶媒として選択されることができ、ポリマーが
水溶性でない場合、例えばアルコールのエタノールが溶
媒として選択されることができる。溶媒の濃度は、例え
ば８〜４０重量％、好ましくは１０〜２７重量％である
ことができる。
【００２６】溶媒に可溶な解膠剤は、金属化合物の粒子
の分散を改良することができる。一般に、ポリアクリル
酸、含燐有機酸、又はアルキルスルホン酸が選択され
る。解膠剤の濃度は０．５〜１重量％のレベルである。
場合により、ポリエチレングリコールのような押出助剤
が添加される。押出助剤の含有量は０．５〜１重量％の
レベルである。
の分散を改良することができる。一般に、ポリアクリル
酸、含燐有機酸、又はアルキルスルホン酸が選択され
る。解膠剤の濃度は０．５〜１重量％のレベルである。
場合により、ポリエチレングリコールのような押出助剤
が添加される。押出助剤の含有量は０．５〜１重量％の
レベルである。
【００２７】また、本発明は、ファイバーの前駆体ペー
ストに関するものであり、このペーストは、溶媒に分散
された無機系フィラーとバインダーを含み、このバイン
ダーは圧縮適性バインダーを含む。このペーストは上記
に示したものである。成形は、一般に押出によって行
う。スクリュー又はピストンを用い、ペーストが複雑な
ダイを強制的に通され、そのダイの形状を帯びる。この
膜のプレフォームがダイの出口で収集され、水又は溶媒
を除去するために自然通風の中で乾燥され、次いで、例
えば、１３００〜１７００℃の温度で２時間にわたって
焼結される。焼結は、ペーストが金属酸化物を主成分と
する場合は、大気雰囲気又は不活性雰囲気（例えばアル
ゴン）の下で、金属化合物が非酸化物の場合は不活性雰
囲気（例えばアルゴン又はヘリウム）の下で行われる。
ストに関するものであり、このペーストは、溶媒に分散
された無機系フィラーとバインダーを含み、このバイン
ダーは圧縮適性バインダーを含む。このペーストは上記
に示したものである。成形は、一般に押出によって行
う。スクリュー又はピストンを用い、ペーストが複雑な
ダイを強制的に通され、そのダイの形状を帯びる。この
膜のプレフォームがダイの出口で収集され、水又は溶媒
を除去するために自然通風の中で乾燥され、次いで、例
えば、１３００〜１７００℃の温度で２時間にわたって
焼結される。焼結は、ペーストが金属酸化物を主成分と
する場合は、大気雰囲気又は不活性雰囲気（例えばアル
ゴン）の下で、金属化合物が非酸化物の場合は不活性雰
囲気（例えばアルゴン又はヘリウム）の下で行われる。
【００２８】押出装置は、通常の装置でよく、具体的に
は、中央に配置されたダイ、チャンネルを形成するスラ
グを支持するクラウンを備えたものである。押出装置の
出口で得られたファイバーのプレフォームは、例えば、
Ｃｅｒａｖｅｒのフランス特許第２２２９３１３号に記
載の技術を用い、回転するバレルの中で乾燥及び／又は
焼成することができる。
は、中央に配置されたダイ、チャンネルを形成するスラ
グを支持するクラウンを備えたものである。押出装置の
出口で得られたファイバーのプレフォームは、例えば、
Ｃｅｒａｖｅｒのフランス特許第２２２９３１３号に記
載の技術を用い、回転するバレルの中で乾燥及び／又は
焼成することができる。
【００２９】次に、本発明を限定されない例によって説
明する（厚さ比Ｒｐはこれらの例で１に等しい）。
明する（厚さ比Ｒｐはこれらの例で１に等しい）。
【００３０】
【実施例】例１ 平均サイズ０．６μｍのアルミナ、有機バインダーとし
ての微細結晶質セルロース、及び溶媒相としての水を混
合することにより、セラミックペーストを調製した。ペ
ースト濃度（重量％）は下記の通りであった。
ての微細結晶質セルロース、及び溶媒相としての水を混
合することにより、セラミックペーストを調製した。ペ
ースト濃度（重量％）は下記の通りであった。
【００３１】 アルミナ ７７ 微細結晶質セルロース ５ 水 １８ ピストンプレスを用いてこのペーストを押出した。回転
下の５０℃で乾燥させた後、大気雰囲気(normal atmosp
here) 中の１４５０℃で２時間加熱し、その容積全体で
均一を構造を有し、０．３μｍの気孔直径と２３％の気
孔率を有する多孔質ファイバーを得た。ファイバーとチ
ャンネルは円形の横断面を有した。チャンネルを正六角
形の頂点に配置し、ファイバー中央に１つのチャンネル
を配置した。チャンネル直径は５００μｍで、ファイバ
ー直径は４．５ｍｍであった。従って、囲み比は９であ
った。２つのチャンネルの中心を通って径方向に、チャ
ンネル間の平均壁厚さを測定した。この平均厚さは０．
７５ｍｍであった。従って支持比は１．５であった。フ
ァイバーの横断面積は１５．９０ｍｍ2 であり、チャン
ネル横断面の合計面積は１．３７ｍｍ2 であった。従っ
て占め比は０．０８６である。
下の５０℃で乾燥させた後、大気雰囲気(normal atmosp
here) 中の１４５０℃で２時間加熱し、その容積全体で
均一を構造を有し、０．３μｍの気孔直径と２３％の気
孔率を有する多孔質ファイバーを得た。ファイバーとチ
ャンネルは円形の横断面を有した。チャンネルを正六角
形の頂点に配置し、ファイバー中央に１つのチャンネル
を配置した。チャンネル直径は５００μｍで、ファイバ
ー直径は４．５ｍｍであった。従って、囲み比は９であ
った。２つのチャンネルの中心を通って径方向に、チャ
ンネル間の平均壁厚さを測定した。この平均厚さは０．
７５ｍｍであった。従って支持比は１．５であった。フ
ァイバーの横断面積は１５．９０ｍｍ2 であり、チャン
ネル横断面の合計面積は１．３７ｍｍ2 であった。従っ
て占め比は０．０８６である。
【００３２】このファイバーの反り(camber)を１メート
ルの長さについて測定した。この値は０．５ｍｍであっ
た。２点支持間の距離を５０ｍｍにして、４点曲げによ
って機械的強度を測定した。このファイバーについて得
られた値は１００Ｎであった。シリカとテトラプロピル
水酸化アンモニウムのｐＨ１２の水溶液を用い、このフ
ァイバーの気孔を含浸した。含浸後のファイバーをオー
トクレーブの中に入れ、その温度を７２時間にわたって
２００℃まで昇温した。この合成の後、シリカ系ゼオラ
イトが得られ、これは多孔質ファイバーの気孔の内側に
結晶となった。この構造はガス分離特性を有した。即
ち、ファイバーに、モル組成比１：１の水素とメタンの
混合物を外界温度で供給すると、メタンに富む透過物が
得られ、そのモル組成は水素７モルにメタン９３モルで
あり、１３の選択率に相当した。
ルの長さについて測定した。この値は０．５ｍｍであっ
た。２点支持間の距離を５０ｍｍにして、４点曲げによ
って機械的強度を測定した。このファイバーについて得
られた値は１００Ｎであった。シリカとテトラプロピル
水酸化アンモニウムのｐＨ１２の水溶液を用い、このフ
ァイバーの気孔を含浸した。含浸後のファイバーをオー
トクレーブの中に入れ、その温度を７２時間にわたって
２００℃まで昇温した。この合成の後、シリカ系ゼオラ
イトが得られ、これは多孔質ファイバーの気孔の内側に
結晶となった。この構造はガス分離特性を有した。即
ち、ファイバーに、モル組成比１：１の水素とメタンの
混合物を外界温度で供給すると、メタンに富む透過物が
得られ、そのモル組成は水素７モルにメタン９３モルで
あり、１３の選択率に相当した。
【００３３】例２ 平均サイズ０．１５μｍのジルコニア、有機バインダー
としてのヒドロキシプロピルセルロース、及び溶媒相と
しての水を混合することにより、セラミックペーストを
調製した。ペースト濃度（重量％）は下記の通りであっ
た。 ジルコニア ５０ ヒドロキシプロピルセルロース １０ 水 ４０ ピストンプレスを用いてこのペーストを押出した。３０
℃での乾燥と大気雰囲気中の１５００℃で２時間の加熱
の後、その容積全体で均一を構造を有し、０．１μｍの
気孔直径と１８％の気孔率を有する多孔質ファイバーを
得た。ファイバーとチャンネルは円形の横断面を有し
た。チャンネルを四角形の頂点に配置し、ファイバー中
央に１つのチャンネルを配置した。チャンネル直径は４
００μｍで、ファイバー直径は２．１６ｍｍであった。
従って、囲み比は５．４であった。２つのチャンネルの
中心を通って径方向に、チャンネル間の平均壁厚さを測
定した。この平均厚さは０．２４ｍｍであった。従って
支持比は０．６であった。ファイバーの横断面積は３．
６６ｍｍ2 であり、チャンネル横断面の合計面積は０．
６７ｍｍ2 であった。従って占め比は０．１７１であ
る。
としてのヒドロキシプロピルセルロース、及び溶媒相と
しての水を混合することにより、セラミックペーストを
調製した。ペースト濃度（重量％）は下記の通りであっ
た。 ジルコニア ５０ ヒドロキシプロピルセルロース １０ 水 ４０ ピストンプレスを用いてこのペーストを押出した。３０
℃での乾燥と大気雰囲気中の１５００℃で２時間の加熱
の後、その容積全体で均一を構造を有し、０．１μｍの
気孔直径と１８％の気孔率を有する多孔質ファイバーを
得た。ファイバーとチャンネルは円形の横断面を有し
た。チャンネルを四角形の頂点に配置し、ファイバー中
央に１つのチャンネルを配置した。チャンネル直径は４
００μｍで、ファイバー直径は２．１６ｍｍであった。
従って、囲み比は５．４であった。２つのチャンネルの
中心を通って径方向に、チャンネル間の平均壁厚さを測
定した。この平均厚さは０．２４ｍｍであった。従って
支持比は０．６であった。ファイバーの横断面積は３．
６６ｍｍ2 であり、チャンネル横断面の合計面積は０．
６７ｍｍ2 であった。従って占め比は０．１７１であ
る。
【００３４】このファイバーの反りを１メートルの長さ
について測定した。この値は０．８ｍｍであった。２点
支持間の距離を５０ｍｍにして、４点曲げによって機械
的強度を測定した。このファイバーについて得られた値
は６０Ｎであった。 例３ 平均サイズ２μｍの酸化チタン、有機バインダーとして
の微細結晶質セルロース、及び溶媒相としての水を混合
することにより、セラミックペーストを調製した。含燐
有機酸のＷＩＴＣＯ ＰＳ６５を、解膠剤としてこの混
合物に添加した。ペースト濃度（重量％）は下記の通り
であった。
について測定した。この値は０．８ｍｍであった。２点
支持間の距離を５０ｍｍにして、４点曲げによって機械
的強度を測定した。このファイバーについて得られた値
は６０Ｎであった。 例３ 平均サイズ２μｍの酸化チタン、有機バインダーとして
の微細結晶質セルロース、及び溶媒相としての水を混合
することにより、セラミックペーストを調製した。含燐
有機酸のＷＩＴＣＯ ＰＳ６５を、解膠剤としてこの混
合物に添加した。ペースト濃度（重量％）は下記の通り
であった。
【００３５】 酸化チタン ７０ 微細結晶質セルロース ３ 水 ２６．５ ＷＩＴＣＯ ＰＳ６５ ０．５ スクリュー押出機を用いてこのペーストを成形した。外
界温度での乾燥とアルゴン雰囲気中の１３００℃で３時
間の加熱の後、その容積全体で均一を構造を有し、１．
３μｍの気孔直径と３０％の気孔率を有する多孔質ファ
イバーを得た。ファイバーとチャンネルは円形の横断面
を有した。チャンネルを五角形の頂点に配置し、ファイ
バー中央に１つのチャンネルを配置した。チャンネル直
径は３００μｍで、ファイバー直径は２．１ｍｍであっ
た。従って、囲み比は７であった。２つのチャンネルの
中心を通って径方向に、チャンネル間の平均壁厚さを測
定した。この平均厚さは０．３ｍｍであった。従って支
持比は１．０であった。ファイバーの横断面積は３．４
６ｍｍ2 であり、チャンネル横断面の合計面積は０．４
２ｍｍ2 であった。従って占め比は０．１２２である。
界温度での乾燥とアルゴン雰囲気中の１３００℃で３時
間の加熱の後、その容積全体で均一を構造を有し、１．
３μｍの気孔直径と３０％の気孔率を有する多孔質ファ
イバーを得た。ファイバーとチャンネルは円形の横断面
を有した。チャンネルを五角形の頂点に配置し、ファイ
バー中央に１つのチャンネルを配置した。チャンネル直
径は３００μｍで、ファイバー直径は２．１ｍｍであっ
た。従って、囲み比は７であった。２つのチャンネルの
中心を通って径方向に、チャンネル間の平均壁厚さを測
定した。この平均厚さは０．３ｍｍであった。従って支
持比は１．０であった。ファイバーの横断面積は３．４
６ｍｍ2 であり、チャンネル横断面の合計面積は０．４
２ｍｍ2 であった。従って占め比は０．１２２である。
【００３６】このファイバーの反りを２メートルの長さ
について測定した。この値は０．６ｍｍであった。２点
支持間の距離を５０ｍｍにして、４点曲げによって機械
的強度を測定した。このファイバーについて得られた値
は８３Ｎであった。バクテリアをファイバーの気孔の中
に定着(immobilize)させた。このバクテリアの生育する
栄養溶液を用い、バクテリアを内側チャンネルを通して
供給した。この反応生成物を透過物(permeate)の中に回
収した。
について測定した。この値は０．６ｍｍであった。２点
支持間の距離を５０ｍｍにして、４点曲げによって機械
的強度を測定した。このファイバーについて得られた値
は８３Ｎであった。バクテリアをファイバーの気孔の中
に定着(immobilize)させた。このバクテリアの生育する
栄養溶液を用い、バクテリアを内側チャンネルを通して
供給した。この反応生成物を透過物(permeate)の中に回
収した。
【００３７】例４ 平均サイズ０．４μｍのシリカ、有機バインダーとして
のポリビニルアルコール、及び溶媒相としての水を混合
することにより、セラミックペーストを調製した。ペー
ストはさらに可塑剤としてＰＥＧ４０００を含んだ。ペ
ースト濃度（重量％）は下記の通りであった。
のポリビニルアルコール、及び溶媒相としての水を混合
することにより、セラミックペーストを調製した。ペー
ストはさらに可塑剤としてＰＥＧ４０００を含んだ。ペ
ースト濃度（重量％）は下記の通りであった。
【００３８】 シリカ ６５ ポリビニルアルコール ９ 水 ２５ ＰＥＧ４０００ １ ピストンプレスを用いてこのペーストを押出した。常時
回転するバレル中で３０℃で乾燥させ、大気雰囲気中の
１４３０℃で５時間の加熱の後、その容積全体で均一を
構造を有し、０．３μｍの気孔直径と２０％の気孔率を
有する多孔質ファイバーを得た。ファイバーとチャンネ
ルは円形の横断面を有した。チャンネルを五角形の頂点
に配置し、ファイバー中央にはチャンネルを設けなかっ
た。チャンネル直径は７００μｍで、ファイバー直径は
２．８ｍｍであった。従って、囲み比は４であった。２
つのチャンネルの中心を通って径方向に、チャンネル間
の平均壁厚さを測定した。この平均厚さは０．３５ｍｍ
であった。従って支持比は０．５であった。ファイバー
の横断面積は６．１６ｍｍ2 であり、チャンネル横断面
の合計面積は１．９２ｍｍ2 であった。従って占め比は
０．３１３である。
回転するバレル中で３０℃で乾燥させ、大気雰囲気中の
１４３０℃で５時間の加熱の後、その容積全体で均一を
構造を有し、０．３μｍの気孔直径と２０％の気孔率を
有する多孔質ファイバーを得た。ファイバーとチャンネ
ルは円形の横断面を有した。チャンネルを五角形の頂点
に配置し、ファイバー中央にはチャンネルを設けなかっ
た。チャンネル直径は７００μｍで、ファイバー直径は
２．８ｍｍであった。従って、囲み比は４であった。２
つのチャンネルの中心を通って径方向に、チャンネル間
の平均壁厚さを測定した。この平均厚さは０．３５ｍｍ
であった。従って支持比は０．５であった。ファイバー
の横断面積は６．１６ｍｍ2 であり、チャンネル横断面
の合計面積は１．９２ｍｍ2 であった。従って占め比は
０．３１３である。
【００３９】このファイバーの反りを１メートルの長さ
について測定した。この値は０．２ｍｍであった。２点
支持間の距離を５０ｍｍにして、４点曲げによって機械
的強度を測定した。このファイバーについて得られた値
は６５Ｎであった。 例５ 平均サイズ１．７μｍの酸化バナジウム、有機バインダ
ーとしてのポリアクリル酸、及び溶媒相としての水を混
合することにより、セラミックペーストを調製した。ペ
ースト濃度（重量％）は下記の通りであった。
について測定した。この値は０．２ｍｍであった。２点
支持間の距離を５０ｍｍにして、４点曲げによって機械
的強度を測定した。このファイバーについて得られた値
は６５Ｎであった。 例５ 平均サイズ１．７μｍの酸化バナジウム、有機バインダ
ーとしてのポリアクリル酸、及び溶媒相としての水を混
合することにより、セラミックペーストを調製した。ペ
ースト濃度（重量％）は下記の通りであった。
【００４０】 酸化バナジウム ８３ ポリアクリル酸 ５ 水 １２ ピストンプレスを用いてこのペーストを成形した。５０
℃での乾燥と大気雰囲気中の１６００℃で２時間の加熱
の後、その容積全体で均一を構造を有し、１．１μｍの
気孔直径と２６％の気孔率を有する多孔質ファイバーを
得た。ファイバーとチャンネルは円形の横断面を有し
た。チャンネルを六角形の頂点に配置し、ファイバー中
央にはチャンネルを設けなかった。チャンネル直径は３
００μｍで、ファイバー直径は１．８ｍｍであった。従
って、囲み比は６であった。チャンネルの中心を通って
ファイバーの径方向に、チャンネル間の平均壁厚さを測
定した。この平均厚さは０．３ｍｍであった。従って支
持比は１であった。ファイバーの横断面積は２．５４ｍ
ｍ2 であり、チャンネル横断面の合計面積は０．４２ｍ
ｍ2 であった。従って占め比は０．１６７である。
℃での乾燥と大気雰囲気中の１６００℃で２時間の加熱
の後、その容積全体で均一を構造を有し、１．１μｍの
気孔直径と２６％の気孔率を有する多孔質ファイバーを
得た。ファイバーとチャンネルは円形の横断面を有し
た。チャンネルを六角形の頂点に配置し、ファイバー中
央にはチャンネルを設けなかった。チャンネル直径は３
００μｍで、ファイバー直径は１．８ｍｍであった。従
って、囲み比は６であった。チャンネルの中心を通って
ファイバーの径方向に、チャンネル間の平均壁厚さを測
定した。この平均厚さは０．３ｍｍであった。従って支
持比は１であった。ファイバーの横断面積は２．５４ｍ
ｍ2 であり、チャンネル横断面の合計面積は０．４２ｍ
ｍ2 であった。従って占め比は０．１６７である。
【００４１】このファイバーの反りを１メートルの長さ
について測定した。この値は０．９ｍｍであった。２点
支持間の距離を５０ｍｍにして、４点曲げによって機械
的強度を測定した。このファイバーについて得られた値
は７２Ｎであった。 例６ 平均サイズ１μｍの炭化ケイ素粉末、有機バインダーと
してのエチルセルロース、及び溶媒相としてのエタノー
ルを混合することにより、セラミックペーストを調製し
た。ペースト濃度（重量％）は下記の通りであった。
について測定した。この値は０．９ｍｍであった。２点
支持間の距離を５０ｍｍにして、４点曲げによって機械
的強度を測定した。このファイバーについて得られた値
は７２Ｎであった。 例６ 平均サイズ１μｍの炭化ケイ素粉末、有機バインダーと
してのエチルセルロース、及び溶媒相としてのエタノー
ルを混合することにより、セラミックペーストを調製し
た。ペースト濃度（重量％）は下記の通りであった。
【００４２】 炭化ケイ素 ９０ エチルセルロース ２ エタノール ８ スクリュー押出機を用いてこのペーストを成形した。５
０℃での乾燥とアルゴン雰囲気中の１７００℃で３時間
の加熱の後、その容積全体で均一を構造を有し、０．７
μｍの気孔直径と２５％の気孔率を有する多孔質ファイ
バーを得た。ファイバーとチャンネルは円形の横断面を
有した。チャンネルを四角形の頂点に配置し、ファイバ
ー中央にはチャンネルを設けなかった。チャンネル直径
は８００μｍで、ファイバー直径は４．１６ｍｍであっ
た。従って、囲み比は５．２であった。チャンネルの中
心を通ってファイバーの径方向に、チャンネル間の平均
壁厚さを測定した。この平均厚さは０．６４ｍｍであっ
た。従って支持比は０．８であった。ファイバーの横断
面積は１３．５９ｍｍ2 であり、チャンネル横断面の合
計面積は２．０１ｍｍ2 であった。従って占め比は０．
１４８であった。
０℃での乾燥とアルゴン雰囲気中の１７００℃で３時間
の加熱の後、その容積全体で均一を構造を有し、０．７
μｍの気孔直径と２５％の気孔率を有する多孔質ファイ
バーを得た。ファイバーとチャンネルは円形の横断面を
有した。チャンネルを四角形の頂点に配置し、ファイバ
ー中央にはチャンネルを設けなかった。チャンネル直径
は８００μｍで、ファイバー直径は４．１６ｍｍであっ
た。従って、囲み比は５．２であった。チャンネルの中
心を通ってファイバーの径方向に、チャンネル間の平均
壁厚さを測定した。この平均厚さは０．６４ｍｍであっ
た。従って支持比は０．８であった。ファイバーの横断
面積は１３．５９ｍｍ2 であり、チャンネル横断面の合
計面積は２．０１ｍｍ2 であった。従って占め比は０．
１４８であった。
【００４３】このファイバーの反りを１メートルの長さ
について測定した。この値は０．４ｍｍであった。２点
支持間の距離を５０ｍｍにして、４点曲げによって機械
的強度を測定した。このファイバーについて得られた値
は３５Ｎであった。これらのファイバーを用いて膜の生
物的反応器を作成した。これは、ファイバーの端をエポ
キシ系樹脂で固定し、２００本で５列のファイバーを形
成し、四角形横断面のカートリッジを得ることにより作
成した。カートリッジの２つの端の一方は完全に閉じ
た。他方の端は、第１にチャンネルから出てくる液体を
回収して第２にチャンネル内に空気を注入する装置に装
着した。液体回収ファイバーとガス注入ファイバーの比
は２０：１とした。このカートリッジを、浄化用液とバ
クテリアを含む溜の中に入れ、その溜を常時供給した。
液体回収ファイバーは、タンクに供給するのと同じ液体
抜き出しを可能にした。ガス注入ファイバーは、溜の中
に気泡群を形成し、第１に液体回収ファイバーの洗浄と
第２にバクテリアフロラ(flora) の最適条件を維持する
のを可能にした。
について測定した。この値は０．４ｍｍであった。２点
支持間の距離を５０ｍｍにして、４点曲げによって機械
的強度を測定した。このファイバーについて得られた値
は３５Ｎであった。これらのファイバーを用いて膜の生
物的反応器を作成した。これは、ファイバーの端をエポ
キシ系樹脂で固定し、２００本で５列のファイバーを形
成し、四角形横断面のカートリッジを得ることにより作
成した。カートリッジの２つの端の一方は完全に閉じ
た。他方の端は、第１にチャンネルから出てくる液体を
回収して第２にチャンネル内に空気を注入する装置に装
着した。液体回収ファイバーとガス注入ファイバーの比
は２０：１とした。このカートリッジを、浄化用液とバ
クテリアを含む溜の中に入れ、その溜を常時供給した。
液体回収ファイバーは、タンクに供給するのと同じ液体
抜き出しを可能にした。ガス注入ファイバーは、溜の中
に気泡群を形成し、第１に液体回収ファイバーの洗浄と
第２にバクテリアフロラ(flora) の最適条件を維持する
のを可能にした。
【００４４】例７ 平均サイズ０．６μｍの窒化アルミニウム粉末、有機バ
インダーとしてのエチルセルロース、及び溶媒相として
のエタノールを混合することにより、セラミックペース
トを調製した。ペースト濃度（重量％）は下記の通りで
あった。 窒化アルミニウム ８５ エチルセルロース ５ エタノール １０ ピストンプレスを用いてこのペーストを押出した。５０
℃での乾燥と大気雰囲気中の１３００℃で２時間の加熱
の後、その容積全体で均一を構造を有し、０．５μｍの
気孔直径と２２％の気孔率を有する多孔質ファイバーを
得た。ファイバーとチャンネルは円形の横断面を有し
た。チャンネルを四角形の頂点に配置し、ファイバー中
央に１つのチャンネルを設けた。チャンネル直径は７０
０μｍで、ファイバー直径は３．５ｍｍであった。従っ
て、囲み比は５であった。チャンネルの中心を通ってフ
ァイバーの径方向に、チャンネル間の平均壁厚を測定し
た。この平均厚さは０．３５ｍｍであった。従って支持
比は０．５であった。ファイバーの横断面積は９．６２
ｍｍ2 であり、チャンネル横断面の合計面積は１．９２
ｍｍ2 であった。従って占め比は０．２であった。
インダーとしてのエチルセルロース、及び溶媒相として
のエタノールを混合することにより、セラミックペース
トを調製した。ペースト濃度（重量％）は下記の通りで
あった。 窒化アルミニウム ８５ エチルセルロース ５ エタノール １０ ピストンプレスを用いてこのペーストを押出した。５０
℃での乾燥と大気雰囲気中の１３００℃で２時間の加熱
の後、その容積全体で均一を構造を有し、０．５μｍの
気孔直径と２２％の気孔率を有する多孔質ファイバーを
得た。ファイバーとチャンネルは円形の横断面を有し
た。チャンネルを四角形の頂点に配置し、ファイバー中
央に１つのチャンネルを設けた。チャンネル直径は７０
０μｍで、ファイバー直径は３．５ｍｍであった。従っ
て、囲み比は５であった。チャンネルの中心を通ってフ
ァイバーの径方向に、チャンネル間の平均壁厚を測定し
た。この平均厚さは０．３５ｍｍであった。従って支持
比は０．５であった。ファイバーの横断面積は９．６２
ｍｍ2 であり、チャンネル横断面の合計面積は１．９２
ｍｍ2 であった。従って占め比は０．２であった。
【００４５】このファイバーの反りを１メートルの長さ
について測定した。この値は０．２ｍｍであった。２点
支持間の距離を５０ｍｍにして、４点曲げによって機械
的強度を測定した。このファイバーについて得られた値
は５７．５Ｎであった。 例８ 平均サイズ０．６μｍの窒化ケイ素粉末、有機バインダ
ーとしてのカルボキシメチルセルロース、及び溶媒相と
しての水を混合することにより、セラミックペーストを
調製した。ペースト濃度（重量％）は下記の通りであっ
た。
について測定した。この値は０．２ｍｍであった。２点
支持間の距離を５０ｍｍにして、４点曲げによって機械
的強度を測定した。このファイバーについて得られた値
は５７．５Ｎであった。 例８ 平均サイズ０．６μｍの窒化ケイ素粉末、有機バインダ
ーとしてのカルボキシメチルセルロース、及び溶媒相と
しての水を混合することにより、セラミックペーストを
調製した。ペースト濃度（重量％）は下記の通りであっ
た。
【００４６】 窒化ケイ素 ６５ カルボキシメルセルロース ６ 水 ３２ ピストンプレスを用いてこのペーストを押出した。３０
℃での乾燥と大気雰囲気中の１５００℃で４時間の加熱
の後、その容積全体で均一を構造を有し、０．４μｍの
気孔直径と２０％の気孔率を有する多孔質ファイバーを
得た。ファイバーとチャンネルは円形の横断面を有し
た。チャンネルを三角形の頂点に配置し、ファイバー中
央にはチャンネルを設けなかった。チャンネル直径は１
０００μｍで、ファイバー直径は８ｍｍであった。従っ
て、囲み比は８であった。チャンネルの中心を通ってフ
ァイバーの径方向に、チャンネル間の平均壁厚を測定し
た。この平均厚さは１．５ｍｍであった。従って支持比
は１．５であった。ファイバーの横断面積は５０．２７
ｍｍ2 であり、チャンネル横断面の合計面積は２．３６
ｍｍ2 であった。従って占め比は０．０４７であった。
℃での乾燥と大気雰囲気中の１５００℃で４時間の加熱
の後、その容積全体で均一を構造を有し、０．４μｍの
気孔直径と２０％の気孔率を有する多孔質ファイバーを
得た。ファイバーとチャンネルは円形の横断面を有し
た。チャンネルを三角形の頂点に配置し、ファイバー中
央にはチャンネルを設けなかった。チャンネル直径は１
０００μｍで、ファイバー直径は８ｍｍであった。従っ
て、囲み比は８であった。チャンネルの中心を通ってフ
ァイバーの径方向に、チャンネル間の平均壁厚を測定し
た。この平均厚さは１．５ｍｍであった。従って支持比
は１．５であった。ファイバーの横断面積は５０．２７
ｍｍ2 であり、チャンネル横断面の合計面積は２．３６
ｍｍ2 であった。従って占め比は０．０４７であった。
【００４７】このファイバーの反りを１メートルの長さ
について測定した。この値は１ｍｍであった。２点支持
間の距離を５０ｍｍにして、４点曲げによって機械的強
度を測定した。このファイバーについて得られた値は２
５Ｎであった。 例９ 例１で記載したのと同じペーストを使用した。乾燥と加
熱を同じ条件下で行った。その容積全体で均一を構造を
有し、０．３μｍの気孔直径と２３％の気孔率を有する
多孔質ファイバーを得た。ファイバーは多数の突起のあ
る(multi-lobe)横断面を有し、チャンネルは円形の横断
面を有した。チャンネルを五角形の頂点に配置し、ファ
イバー中央にチャンネルを設けた。チャンネル直径は７
００μｍで、ファイバー直径は３．２ｍｍであった。従
って、囲み比は４．６であった。チャンネルの中心を通
ってファイバーの径方向に、チャンネル間の平均壁厚を
測定した。この平均厚さは０．３５ｍｍであった。従っ
て支持比は０．５であった。ファイバーの横断面積は
７．８２ｍｍ2 であり、チャンネル横断面の合計面積は
２．３１ｍｍ2 であった。従って占め比は０．２９５で
あった。
について測定した。この値は１ｍｍであった。２点支持
間の距離を５０ｍｍにして、４点曲げによって機械的強
度を測定した。このファイバーについて得られた値は２
５Ｎであった。 例９ 例１で記載したのと同じペーストを使用した。乾燥と加
熱を同じ条件下で行った。その容積全体で均一を構造を
有し、０．３μｍの気孔直径と２３％の気孔率を有する
多孔質ファイバーを得た。ファイバーは多数の突起のあ
る(multi-lobe)横断面を有し、チャンネルは円形の横断
面を有した。チャンネルを五角形の頂点に配置し、ファ
イバー中央にチャンネルを設けた。チャンネル直径は７
００μｍで、ファイバー直径は３．２ｍｍであった。従
って、囲み比は４．６であった。チャンネルの中心を通
ってファイバーの径方向に、チャンネル間の平均壁厚を
測定した。この平均厚さは０．３５ｍｍであった。従っ
て支持比は０．５であった。ファイバーの横断面積は
７．８２ｍｍ2 であり、チャンネル横断面の合計面積は
２．３１ｍｍ2 であった。従って占め比は０．２９５で
あった。
【００４８】このファイバーの反りを１メートルの長さ
について測定した。この値は０．３ｍｍであった。２点
支持間の距離を５０ｍｍにして、４点曲げによって機械
的強度を測定した。このファイバーについて得られた値
は９５Ｎであった。 例１０ 例３で記載したのと同じペーストを使用した。乾燥と加
熱を同じ条件下で行った。その容積全体で均一を構造を
有し、１．３μｍの気孔直径と３０％の気孔率を有する
多孔質ファイバーを得た。ファイバーは円形の横断面を
有し、チャンネルはオレンジ断面形(orange quater) の
横断面を有した。チャンネルを六角形の頂点に配置し、
ファイバー中央にはチャンネルを設けなかった。チャン
ネル直径は８００μｍで、ファイバー直径は３．６ｍｍ
であった。従って、囲み比は４．５であった。チャンネ
ルの中心を通ってファイバーの径方向に、チャンネル間
の平均壁厚を測定した。この平均厚さは０．４ｍｍであ
った。従って支持比は０．５であった。ファイバーの横
断面積は９．６２ｍｍ2 であり、チャンネル横断面の合
計面積は３．４６ｍｍ2 であった。従って占め比は０．
３６であった。
について測定した。この値は０．３ｍｍであった。２点
支持間の距離を５０ｍｍにして、４点曲げによって機械
的強度を測定した。このファイバーについて得られた値
は９５Ｎであった。 例１０ 例３で記載したのと同じペーストを使用した。乾燥と加
熱を同じ条件下で行った。その容積全体で均一を構造を
有し、１．３μｍの気孔直径と３０％の気孔率を有する
多孔質ファイバーを得た。ファイバーは円形の横断面を
有し、チャンネルはオレンジ断面形(orange quater) の
横断面を有した。チャンネルを六角形の頂点に配置し、
ファイバー中央にはチャンネルを設けなかった。チャン
ネル直径は８００μｍで、ファイバー直径は３．６ｍｍ
であった。従って、囲み比は４．５であった。チャンネ
ルの中心を通ってファイバーの径方向に、チャンネル間
の平均壁厚を測定した。この平均厚さは０．４ｍｍであ
った。従って支持比は０．５であった。ファイバーの横
断面積は９．６２ｍｍ2 であり、チャンネル横断面の合
計面積は３．４６ｍｍ2 であった。従って占め比は０．
３６であった。
【００４９】このファイバーの反りを１メートルの長さ
について測定した。この値は０．３ｍｍであった。２点
支持間の距離を５０ｍｍにして、４点曲げによって機械
的強度を測定した。このファイバーについて得られた値
は７３Ｎであった。本発明は、本明細書で開示した態様
に限定されるものではなく、当業者に容易に類推可能な
多くの態様を包含するものである。
について測定した。この値は０．３ｍｍであった。２点
支持間の距離を５０ｍｍにして、４点曲げによって機械
的強度を測定した。このファイバーについて得られた値
は７３Ｎであった。本発明は、本明細書で開示した態様
に限定されるものではなく、当業者に容易に類推可能な
多くの態様を包含するものである。
【図１】本発明の多数チャンネルの多孔質セラミックフ
ァイバーの１つの態様を示す断面図である。
ァイバーの１つの態様を示す断面図である。
【図２】本発明の多数チャンネルの多孔質セラミックフ
ァイバーの１つの態様を示す断面図である。
ァイバーの１つの態様を示す断面図である。
【図３】本発明の多数チャンネルの多孔質セラミックフ
ァイバーの１つの態様を示す断面図である。
ァイバーの１つの態様を示す断面図である。
【図４】本発明の多数チャンネルの多孔質セラミックフ
ァイバーの１つの態様を示す断面図である。
ァイバーの１つの態様を示す断面図である。
【図５】本発明の多数チャンネルの多孔質セラミックフ
ァイバーの１つの態様を示す断面図である。
ァイバーの１つの態様を示す断面図である。
【図６】本発明の多数チャンネルの多孔質セラミックフ
ァイバーの１つの態様を示す断面図である。
ァイバーの１つの態様を示す断面図である。
【図７】本発明の多数チャンネルの多孔質セラミックフ
ァイバーの１つの態様を示す断面図である。
ァイバーの１つの態様を示す断面図である。
【図８】本発明の多数チャンネルの多孔質セラミックフ
ァイバーの１つの態様を示す断面図である。
ァイバーの１つの態様を示す断面図である。
【図９】本発明の多数チャンネルの多孔質セラミックフ
ァイバーの１つの態様を示す断面図である。
ァイバーの１つの態様を示す断面図である。
Claims (36)
- 【請求項１】 多数チャンネルの多孔質セラミックファ
イバー。 - 【請求項２】 チャンネルが、辺数３〜６の正多角形の
頂点に位置し、追加のチャンネルが３を上回る辺数の前
記多角形の中央を占めることができることを特徴とする
請求項１に記載のファイバー。 - 【請求項３】 辺数が好ましくは５又は６である請求項
２に記載のファイバー。 - 【請求項４】 チャンネル直径が１５０〜２０００μｍ
である請求項１〜３のいずれか１項に記載のファイバ
ー。 - 【請求項５】 チャンネル直径が３００〜１０００μｍ
である請求項４に記載のファイバー。 - 【請求項６】 多孔質セラミックファイバーの直径とチ
ャンネル直径の比としての囲み比Ｒｅが２．５〜１５で
ある請求項１〜５のいずれか１項に記載のファイバー。 - 【請求項７】 囲み比Ｒｅが４〜１０である請求項６に
記載のファイバー。 - 【請求項８】 チャンネル横断面積の合計と多孔質セラ
ミックファイバーの横断面積の比としての占め比Ｒｏが
０．０３〜０．４５である請求項１〜７のいずれか１項
に記載のファイバー。 - 【請求項９】 占め比Ｒｏが０．０４〜０．３５である
請求項８に記載のファイバー。 - 【請求項１０】 占め比Ｒｏが０．１５〜０．３５であ
る請求項８又は９に記載のファイバー。 - 【請求項１１】 ファイバーの径方向で測定した平均壁
厚さとチャンネル直径の比としての支持比Ｒｓ（前記平
均厚さとは、最も多い数のチャンネルを通るファイバー
直径の上に位置するチャンネルの平均壁厚さ）が０．３
〜２．５である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の
ファイバー。 - 【請求項１２】 支持比Ｒｓが０．５〜１．５である請
求項１１に記載のファイバー。 - 【請求項１３】 最も多い数のチャンネルを通るファイ
バーの径方向に位置するチャンネルの壁厚さ間の比とし
ての厚さ比Ｒｐが１／３〜３である請求項１〜１０のい
ずれか１項に記載のファイバー。 - 【請求項１４】 厚さ比Ｒｐが１／２〜２である請求項
１３に記載のファイバー。 - 【請求項１５】 厚さ比Ｒｐが約１である請求項１３又
は１４に記載のファイバー。 - 【請求項１６】 ２〜１０ｍｍの直径を有する請求項１
〜１５のいずれか１項に記載のファイバー。 - 【請求項１７】 ３〜７ｍｍの直径を有する請求項１６
に記載のファイバー。 - 【請求項１８】 ５０ｎｍ〜２μｍの平均気孔直径を有
する請求項１〜１７のいずれか１項に記載のファイバ
ー。 - 【請求項１９】 ０．２〜１．２μｍの平均気孔直径を
有する請求項１８に記載のファイバー。 - 【請求項２０】 １０〜７０％の平均気孔率を有する請
求項１〜１９のいずれか１項に記載のファイバー。 - 【請求項２１】 ３５〜６０％の平均気孔率を有する請
求項２０に記載のファイバー。 - 【請求項２２】 焼結による変形が０．３％未満である
請求項１〜２１のいずれか１項に記載のファイバー。 - 【請求項２３】 焼結による変形が０．１５％未満であ
る請求項２２に記載のファイバー。 - 【請求項２４】 焼結による変形が０．０５％未満であ
る請求項２２又は２３に記載のファイバー。 - 【請求項２５】 前記ファイバー及び／又はチャンネル
が円形横断面を有する請求項１〜２４のいずれか１項に
記載のファイバー。 - 【請求項２６】 前記チャンネルがいずれも実質的に同
形である請求項１〜２５のいずれか１項に記載のファイ
バー。 - 【請求項２７】 前記セラミックが金属酸化物である請
求項１〜２６のいずれか１項に記載のファイバー。 - 【請求項２８】 気孔が、少なくとも部分的にゼオライ
トによって占められた請求項１〜２７のいずれか１項に
記載のファイバー。 - 【請求項２９】 前記ゼオライトがシリカライト系であ
る請求項２８に記載のファイバー。 - 【請求項３０】 気孔が、少なくとも部分的に触媒によ
って占められた請求項１〜２７のいずれか１項に記載の
ファイバー。 - 【請求項３１】 気孔が、少なくとも部分的にバクテリ
アによって占められた請求項１〜２７のいずれか１項に
記載のファイバー。 - 【請求項３２】 前記バクテリアが固定された請求項３
１に記載のファイバー。 - 【請求項３３】 請求項１〜３２のいずれか１項に記載
のファイバーを含んでなる濾過及び／又は反応モジュー
ル。 - 【請求項３４】 前記ファイバーの一部が反応ガスの注
入のために使用された請求項３３に記載の濾過及び／又
は反応モジュール。 - 【請求項３５】 以下の３つの主要工程： (i) 無機成分又はフィラー、バインダー、及び溶媒、さ
らに、所望による解膠剤及び／又は押出助剤を含む無機
系ペーストを調製し、 (ii) 押出によって前記ペーストを成形し、 (iii) 焼結によって前記成形体を強固にする、を含む、
請求項１〜２７のいずれか１項に記載のファイバーの製
造方法。 - 【請求項３６】 請求項１〜２７のいずれか１項に記載
のファイバーの前駆体ペーストであって、溶媒中に分散
された無機フィラーとバインダーを含み、前記バインダ
ーが圧縮適性のあるバインダーである前駆体ペースト。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9803489 | 1998-03-20 | ||
| FR9803489A FR2776286B1 (fr) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | Fibre ceramique poreuse multi-canal |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=9524324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07796699A Expired - Fee Related JP3668038B2 (ja) | 1998-03-20 | 1999-03-23 | 多数チャンネルの多孔質セラミックファイバー |
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| Country | Link |
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| EP (1) | EP1062185B1 (ja) |
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| AU (1) | AU2841599A (ja) |
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| DE (1) | DE69900551T2 (ja) |
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