JPS5962324A - ろ過材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、逆浸透用、限外ろ適用として好適な新規ろ過
材及びその製造方法に関するものである。

さらに詳しくいえば、本発明は多孔質セラミックス層の
表面に、多孔質ガラス層を積層した構造をもち、各種流
体の分離に好適なろ過材及びそれを効率よく製造するた
めの方法に関するものである。

これまで、逆浸透用や限外ろ適用のろ過材としては、素
焼板のような無機ろ過材、酢酸セルロース、ポリアクリ
ロニトリル、ポリベンズイミダゾール、ポリアミドのよ
うな有機ろ過材が知られている。しかしながら、無機ろ
過材は、オングストロームオーダーの微細孔をもつもの
を薄膜状に形成させることが困難々ため、その用途が制
限されるのを免れないし、また、有機ろ過材は耐熱性、
耐久性が劣る上に、微生物が付着しゃすく、これを除去
するのに多大の労力を必要とするなどの欠点を有してい
る。

他方、孔径１〜１０μ程度の多孔質セラミックスの板体
又は管体の表面に、ＺｒＣｌ２．　Ｚｒ０ｃ１２゜Ｔｈ
０１４．　Ｆｅ０１５．　Ｐｂ０Ｈｃ１２．　ＵＯ２０
ＨＯ１，ＡｌＣｌ２のような無機化合物や、フミン酸、
ポリビニルピリジン、ポリグルタミン酸、ポリアクリル
酸、ポリメタクリル酸、ポリスチレンスルホン酸のよう
な有機高分子化合物のコロイド状膜を施した、いわゆる
ダイナミック膜が、がん水の淡水化用、工業廃水の浄化
用のろ過料として好適であることが知られている。しか
しながら、このダイナミック膜は、水溶液中で膜を形成
するため気体の分離に（／ｉ使用できないし、またｐＨ
安定範囲が４〜１０であるため、強酸性、強アルカリ性
条件下では使用できないという欠点がち９、必ずしも満
足しうるろ過材とはいえない。

本発明者らは、このような従来のろ過材がもつ欠点を克
服し、どのようなｐＨ範囲、温度範囲においても安定に
使用することができ、しかも優れたろ過性能をもつろ過
材を開発するために鋭意研究を重ねた結果、多孔質セラ
ミックス層の表面に特定の孔径及び厚さをもつ多孔質ガ
ラス層を形成させたものにより、その目的を達成しうる
ことを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至っ
た。

すなわち、本発明は、多孔質セラミックス層の表面に、
５〜１０００Ｘの孔径を任意に制御できる多孔質ガラス
層全帆１〜１００μ内の任意厚さに積層して成るろ過材
を提供するものである。

本発明のろ過材において支持体として用いられる多孔質
セラミックスは、従来のダイナミック膜の支持体として
用いられている多孔質セラミックスの中から任意に選ぶ
ことができる。このようなものとしては、例えばアルミ
ナ、酸化鉄、酸化チタン、酸化マグイ・／ラム、シリカ
などを主成分とする焼結体を挙けることができる。通常
、この支持体は、孔径０．２〜０．５μの表面積を０．
１μ以下（・ζ制御したものを、１〜１０陶の厚さの板
状又は管状として使用される。本発明のろ過材は、上記
の支持体表面に、５〜１ＯＯＯＸの孔径を有する多孔質
ガラス層ｉ　０．１〜１００μの厚さに積層した構造を
有している。この多孔質ガラス層は、例えば一般式 ％式％） （式中の只のうち少なくとも１個はアルキル基で残りは
水素原子である） で示されるシリコンアルコキ／ドを酸により加水分解し
て生成する多孔質ゲルを加熱処理することによって得ら
れる。この多孔質ガラス層の孔径は５〜１ｏｏｏＸの範
囲にあることが重要であって、これが５Ｘ未満であると
透過圧が著しく高くなシ円滑なろ過が行われないし、壕
だこれが１ｏｏｏＸよりも大きくなると、流体間の分離
が不可能になる。

他方、この多孔質ガラス層の厚さは、０．１〜１００μ
の範囲内にあることが必要であり、これが０．１μ未満
では逆浸透や限外ろ過の性能が著しく低下するし、才だ
これが１００μを超えると、透過圧が上昇し、実用に供
し得なくなる。

本発明のろ過材を製造するには、先ず、例えは／リコン
アルコキシドに増粘剤、水、アルコール、酸の混合物を
加えて水浴液を調製する。この際、混合物を加える時間
全適当に選択することが必要であり、そのようにしなけ
ればガラス膜は形成されない。このようにして得た水溶
液に、所定の多孔質セラミックスを浸せきするか、ある
いはその表面に０．２〜２００μの厚さに塗布し、室温
で乾燥させたのち、４００〜８００℃に加熱し、脱水縮
合反応で生じた水が除かれるまでこの温度に保持する。

この際の刀ｌ熱温度は、ゲルの細孔が大きい場合には高
くしてもよいが、小さい場合にはあ壕り高くすると無孔
化するので注意しなければならない。

このようにして、多孔質セラミックス層の表面に緊密に
結合したシリカガラスから成る多孔質力９２層を形成さ
せることができる。

この多孔質ガラス層としては、シリカガラスの外、これ
にアルミナ又はチタニアを加えたものも用いることがで
きる。

本発明のろ過材は、板状、管状、筒状等任意の形状に作
ることができ、しかも多孔質セラミックス層と多孔質ガ
ラス層は化学的に強固に結合しているため、長期間にわ
たって使用しても、これが剥離するおそれ（はない。捷
だ、これは無機物質のみで構成されているため、耐圧性
、耐熱性、耐薬品性、機械的強度が優れ、各種流体の分
離用特に逆浸透用、限外ろ適用として好適である。さら
に、このものは、タ′イナミソク膜と異なり、気体の分
離にも利用することができ、捷た汚染した場合にも容易
に洗浄しつるという利点がある。

次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ ソリコンテトラエトキシド１００２に塩酸１２、水９５
７、エタノール１５０グに増粘剤を添加した混合液を、
よくかき１ぜながら徐々に加えて、約６０分間反応させ
る。このようにして多孔質セラミックスに塗布する溶液
を調製した。

塗布する多孔質セラミックスは、孔内への溶液の吸収を
防ぐために表面を特殊加工して孔径を０．０１μ以下と
したものを使った。

前記の多孔質セラミックス（直径５■の円筒状）の表面
を、前記のようにして調製した溶液に浸せきして約３μ
の厚みに塗布し、室温で１０分間乾燥したのち、５００
℃で２０分間力日熱する。

このようにして、多孔質セラミックスの上に５０Ｘ前後
の孔径をもつ多孔質シリカガラスの厚さ約１μの層が強
固に結合したろ過材を製造することができた。

なお、混合溶液の各種数の調製量、又は加熱温度と時間
を変えることによって孔径の異なった多孔質シリカガラ
スの膜が得られた。

壕だ、多孔質シリカガラスの膜の厚さは、多孔質セラミ
ックスを溶液に２回以上浸せきしてコーテングするか、
溶液に加える増粘剤の量を増すことで自由に制御できた
。

特許出願人　　東京電気化学工業株式会社代理人　阿　
形　　　明 手続補正書 昭和５７年１２　月　１１セ日 １・Ｉｔ　ｌ’ｌの大小 昭］ロ５７年ｌ持許願第１７１１９１号２発１１月の名
ゼ１゜ ろ過材及びその製造方法 ３１山１１をする名 °１州との１ν面　′特許出願人 ｆ１＋す「東五に都【Ｐ央区日本僑−丁目１３番１号代
表渚　素　　野　　福次部 １代　理　人 〒１０４束矛、都中央区Ｓ艮陣６丁目４番５５」屋ビル
５］・皆６、　ｈ１ｉ＋ＩＬ：”′”’ｌ１ｌｌｌｔ　
７．、ｌ　５１’“Ｈｃｒ＋ｈ　　（ｌ　　　　　　　
　　　ｉ’”　１１’　ｊ・、５ ７１１１１止のｉＪイこ　明細Ｊ１のｌ存置青水の範Ｉ
用の欄　（−１、ｔ　’：　　１０特許請求の範囲 １　多孔質セラミックス層の表面ｆ７．　５〜１０００
への孔径含有する多孔質ガラス層を０］〜１００　μの
厚さに積層し７て成るろ過材。

２　　多孔質：ニラミノクスの表面に７リコンアルコキ
／ドを和水分解して得られる多孔質ゲルを塗布し、４０
０・−８００°Ｃの温度で加熱処理することを特徴とす
るろ過材の製造方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　多孔質セラミックス層の表面に、５〜１０００久の
   孔径を有する多孔質ガラス層を０．１〜１００μの厚さ
   に積層して成るろ過材。 ２　多孔質セラミックスの表面にシリコンアルコキッド
   を加水分解して得られる多孔質ゲルを塗布し、６００〜
   ８００℃の温度で加熱処理することを特徴とするろ過材
   の製造方法。