陶瓷过滤器制造技术

一种陶瓷过滤器，具备有：“具有划分形成从一侧端面延伸至另一侧端面的孔单元的分隔壁、材质为陶瓷的”多孔性基材、“配设于孔单元内壁面的”分离膜、“以不堵塞孔单元开口部的状态配置于一侧端面及另一侧端面的”玻璃封口，玻璃封口具有玻璃及分散在玻璃中的无机颗粒，无机颗粒的材质为粘土，玻璃封口的热膨胀系数相对于多孔性基材的热膨胀系数的比率在90%以下。提供可在高温条件下长时间使用的陶瓷过滤器。

Ceramic filter

A ceramic filter, with a: \is divided into from one side to the other side of the end face of the end surface hole unit partition wall and material for the ceramic porous substrate,\ \hole is arranged on the inner wall surface of the cell membrane, the\ plugging hole opening unit is arranged on one side and the other end state with one side the end face of the glass sealing, sealing glass and glass with dispersed in the glass inorganic particles, inorganic particles made of clay, glass thermal expansion coefficient with respect to the porous substrate thermal expansion coefficient ratio below 90%. A ceramic filter that can be used for long periods of time at elevated temperatures is provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】陶瓷过滤器
本专利技术涉及陶瓷过滤器，更详细地，涉及高温条件下可长时间使用的陶瓷过滤器。
技术介绍
利用了陶瓷多孔体的陶瓷过滤器，由于比高分子膜的机械强度和耐久性良好，因此可信赖度高。此外，陶瓷过滤器由于耐腐蚀性高，因此用酸或碱等药液洗净时的劣化少。另外，陶瓷过滤器可以精密控制决定过滤能力的平均孔径。由于陶瓷过滤器具有此种优点，因此，除了水处理和排气处理领域以外，还可在以医药·食品领域为首的广泛领域中，用于滤去液体、气体等流体中存在的悬浊物质、细菌、粉尘等。此外，陶瓷过滤器也可用于分离提纯2种成分以上的液体混合物的渗透汽化用途、分离提纯2种成分以上的气体混合物的气体分离用途。作为陶瓷过滤器，可使用例如，具备有柱状多孔性基材、配设于孔单元内壁面的分离膜、覆盖配置多孔性基材端面的玻璃封口（端部玻璃封口部分）的陶瓷过滤器等。在这里，柱状多孔性基材形成有多个“从一侧端面延伸至另一侧端面的孔单元”。此外，柱状多孔性基材的材质是陶瓷。由此，柱状多孔性基材可以在维持过滤性能的同时提升元件内部的流体透过性（例如，参照专利文献1）。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2006-263498号公报
技术实现思路
专利文献1记载的陶瓷过滤器，是可以有效除去液体和气体等流体中混合存在的悬浊物质、细菌、粉尘等的高耐腐蚀性过滤器。但是，在有水存在的高温条件下长时间使用的话，存在端部玻璃封口部分产生裂纹的问题。此外，在基材上配设沸石分离膜的情况等制造时暴露于高温碱水溶液的情况下，端部玻璃封口部分也会产生裂纹。本专利技术鉴于此种现有技术的问题点而作。本专利技术提供可以在水存在下的高温条件下长时间使用的具有端部密封（玻璃封口）的陶瓷过滤器。根据本专利技术，提供以下所示的陶瓷过滤器。[1]一种陶瓷过滤器，具备有：具有划分形成从一侧端面延伸至另一侧端面的孔单元的分隔壁、材质为陶瓷的多孔性基材，配设于所述孔单元内壁面的分离膜，以不堵塞所述孔单元开口部的状态配置于所述一侧端面及所述另一侧端面的玻璃封口，所述玻璃封口具有玻璃及分散在所述玻璃中的无机颗粒，所述无机颗粒的材质为粘土，所述玻璃封口的热膨胀系数相对于所述多孔性基材的热膨胀系数的比率在90%以下。[2]根据[1]所述的陶瓷过滤器，其中，所述无机颗粒相对于所述玻璃封口的面积占有率为5～50%。本专利技术的陶瓷过滤器，在多孔性基材端面配设的玻璃封口中，分散有材质为粘土的无机颗粒，玻璃封口的热膨胀系数相对于多孔性基材的热膨胀系数的比率在90%以下。因此，本专利技术的陶瓷过滤器可在高温条件下长时间使用。附图说明【图1】是显示本专利技术的陶瓷过滤器的一实施方式安装于外壳内的状态，显示与陶瓷过滤器的孔单元延伸方向平行的截面的模式图。【图2】是构成本专利技术的陶瓷过滤器的一实施方式的多孔性基材的侧视示意图。【图3】是显示构成本专利技术的陶瓷过滤器的一实施方式的玻璃封口的部分截面的模式图。【图4】是实施例1的陶瓷过滤器的平面示意图。【图5】是显示实施例及比较例的陶瓷过滤器的“无机颗粒的面积占有率”与“裂纹发生时间（耐热性）”的关系的图表。【图6】是显示实施例及比较例的陶瓷过滤器的“热膨胀系数比率[玻璃封口/多孔性基材]”与“裂纹发生时间（耐热性）”的关系的图表。符号说明1：分隔壁，2：孔单元，3：多孔性基材，4：外周壁，5：外周面，11：一侧端面，12：另一侧端面，21：分离膜，31：玻璃封口，32：玻璃，33：无机颗粒，41：外壳，42：流体入口，43：流体出口，44：密封材料，100、101：陶瓷过滤器，F1：被处理流体，F2：已处理流体。具体实施方式以下参照附图说明本专利技术的实施方式。但本专利技术不限定于以下实施方式。在不脱离本专利技术主旨的范围内，根据本行业的一般知识，对以下实施方式进行的适当变更、改良等也应理解为在本专利技术范围之内。（1）陶瓷过滤器：本专利技术的陶瓷过滤器的一个实施方式，如图1所示，具备有多孔性基材3、分离膜21、玻璃封口31。此外，多孔性基材3具有“划分形成从一侧端面11延伸至另一侧端面12的多个孔单元2的”分隔壁1及“位于最外周的”外周壁4，材质为陶瓷。另外，分离膜21配设于孔单元2的内壁面。此外，玻璃封口31以“不堵塞孔单元2的开口部的状态”配置于一侧端面11及另一侧端面12。另外，本实施方式的陶瓷过滤器100的玻璃封口31具有玻璃及分散在玻璃中的无机颗粒。另外，本实施方式的陶瓷过滤器100中，上述无机颗粒的材质为粘土。另外，本实施方式的陶瓷过滤器100的“玻璃封口31的热膨胀系数相对于多孔性基材3的热膨胀系数的比率”（玻璃封口的热膨胀系数比率）在90%以下。在这里，“孔单元2的内壁面”指的是，孔单元2内露出的“分隔壁1的表面”。此外，多孔性基材3优选具有多个孔单元2，但也可具有1个孔单元2。此外，本实施方式的陶瓷过滤器100具有外周壁4，但也可不具有外周壁4。图1是显示本专利技术的陶瓷过滤器的一实施方式安装于外壳41内的状态，显示与陶瓷过滤器100的孔单元2的延伸方向平行的截面的模式图。如此，对于本实施方式的陶瓷过滤器100，配设于多孔性基材3端面的玻璃封口31具有玻璃及“分散在玻璃中、材质为粘土的无机颗粒”（玻璃封口31中分散有无机颗粒）。因此，即使在高温条件下使用而对陶瓷过滤器100施加热应力，由于材质为粘土的无机颗粒的存在，该应力被缓和，进而可在高温条件下长时间使用。另外，由于“玻璃封口的热膨胀系数比率”在90%以下，因此将陶瓷过滤器100在高温条件下使用时，可以防止“玻璃封口31与多孔性基材3的热膨胀差异引起玻璃封口31产生裂纹”。此外，如本实施方式的陶瓷过滤器100般为蜂窝形状的复杂形状的话，其制造过程中容易产生残留应力。特别是5000cm3以上的较大蜂窝形状的陶瓷过滤器中，容易产生残留应力。因此，如此的大蜂窝形状的陶瓷过滤器中，玻璃封口容易产生裂纹。因此，本专利技术的陶瓷过滤器，为较大的蜂窝形状时，能特别显著地发挥出防止玻璃封口出现裂纹的效果。以下对本实施方式的陶瓷过滤器100的每个构成要素进行说明。（1-1）多孔性基材；本实施方式的陶瓷过滤器100（参照图1）中，多孔性基材3，如图2所示，具有划分形成从一侧端面11延伸至另一侧端面12的多个孔单元2的分隔壁1以及位于最外周的外周壁4。此外，多孔性基材3的材质为陶瓷。“外周壁4位于多孔性基材3的最外周”指的是，外周壁4位于“与多孔性基材3的孔单元的延伸方向垂直的截面中的”最外周。图2是构成本专利技术的陶瓷过滤器的一实施方式的多孔性基材3的侧视示意图。构成多孔性基材的分隔壁以及外周壁的平均孔径考虑机械强度与过滤阻力的平衡而决定。通常，平均孔径优选为1～100μm。此外，气孔率优选为25～50%。平均孔径以及气孔率是通过压汞仪测定的值。构成多孔性基材的分隔壁，优选为由分隔壁主体和覆盖分隔壁主体表面的分离膜支持层所形成的层积结构。分隔壁整体除去分离膜支持层部分即为分隔壁主体。此时，多孔性基材的“孔单元内壁面（分隔壁的表面）”为分离膜支持层的表面。此外，优选在分离膜支持层的表面配设分离膜。此外，分离膜支持层的材质优选为陶瓷。多孔性基材（分隔壁、外周壁）的材质为陶瓷，优选氧化铝（Al2O3）、氧化钛（TiO2）、莫来石（Al2O3·SiO2）、氧化锆（ZrO2）等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷过滤器，具备有：多孔性基材，其具有分隔壁、材质为陶瓷，所述分隔壁划分形成从一侧端面延伸至另一侧端面的孔单元；分离膜，其配设于所述孔单元内壁面；玻璃封口，其以不堵塞所述孔单元开口部的状态配置于所述一侧端面及所述另一侧端面；所述玻璃封口具有玻璃及分散在所述玻璃中的无机颗粒，所述无机颗粒的材质为粘土，所述玻璃封口的热膨胀系数相对于所述多孔性基材的热膨胀系数的比率在90％以下，所述无机颗粒相对于所述玻璃封口的面积占有率为18～35％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.11 JP 2011-2238931.一种陶瓷过滤器，具备有：多孔性基材，其具有分隔壁、材质为陶瓷，所述分隔壁划分形成从一侧端面延伸至另一侧端面的孔单元；分离膜，其配设于所述孔单元内壁面；玻璃封口，其以不堵塞所述孔单元开口部的状态配置于所述一侧端面及所述另一侧端面；所述玻璃封口具有玻璃及分散在所述玻璃中的无机颗粒，所述无机颗粒的材质为粘土，所述玻璃封口的热膨胀系数相对于所述多孔性基材的热膨胀系数的比率在90％以下，所述无机颗粒相对于所述玻璃封口的面积占有率为18～35％。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：寺西慎，铃木秀之，矶村学，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP