[发明专利]蜂窝形状陶瓷多孔体、其制造方法及蜂窝形状陶瓷分离膜结构体

说明书

技术领域

本发明关于具有耐压性的蜂窝形状陶瓷多孔体、其制造方法及具备有分离层的蜂窝形状陶瓷分离膜结构体。

背景技术

近年来，为了从多成分的混合物(混合流体)中仅选择性回收特定的成分，使用的是陶瓷制的过滤器。陶瓷制的过滤器较之于有机高分子制的过滤器，由于机械强度、耐久性、耐腐蚀性等良好，因此在水处理和废气处理或医药和食品领域等广泛领域中理想地适用于除去液体和气体中的悬浊物质、细菌、粉尘等。

此种陶瓷制的过滤器中，为了在确保分离性能的同时提升渗透性能，必须加大膜面积(分离膜的面积)，为此，呈蜂窝形状较为理想。另外，蜂窝形状的过滤器(蜂窝形状陶瓷分离膜结构体)较之于管形的，具有难折断、低成本化等优势。蜂窝形状陶瓷分离膜结构体指的是，大多情况下，外形为圆柱形，具备多孔质的基材，该基材内部具有形成在其轴方向的许多平行的流路(称为孔单元)。另外，在形成孔单元的内壁面上，形成有孔径小于该多孔质基材的分离膜(分离层)。

蜂窝形状陶瓷分离膜结构体(微滤膜、超滤膜、渗透汽化膜、气体分离膜、逆渗透膜)，理想的是通过在运转时施加较高的压力而增大渗透流量。特别是超滤、气体分离、逆渗透膜中，由于分离膜的渗透系数小，因此必须施加较高的运转压力进行分离纯化。专利文献1中公开了耐腐蚀性高的沸石用的基材。专利文献2中报告了具有0.5～30μm沸石膜厚的耐压性的沸石分离膜。此外，专利文献3中公开了渗透流量提升的错流的过滤装置。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】日本专利特开2009-220074号公报

【专利文献2】日本专利第3128517号公报

【专利文献3】日本专利特公平6-016819号公报

发明内容

但是，采用沸石膜作为分离层时，以往的蜂窝形状的陶瓷制基材存在沸石膜成膜时的高温碱性条件下基材的强度下降的问题点。专利文献1严格规定了氧化铝基体的成分等。此外，烧成温度高，成本高。另一方面，专利文献2、3中也没有任何关于强度下降和形状影响的记载。

本发明的课题是提供形成分离层后的强度下降少于以往的蜂窝形状陶瓷多孔体、其制造方法及蜂窝形状陶瓷分离膜结构体。

本发明者们发现，通过使中间层的无机粘结剂为氧化钛，形成作为分离层的沸石膜时的强度下降少于以往。即，根据本发明，提供以下的蜂窝形状陶瓷多孔体、其制造方法及蜂窝形状陶瓷分离膜结构体。

[1]一种蜂窝形状陶瓷多孔体，具备有蜂窝形状的基材和中间层，该蜂窝形状的基材具有隔壁，该隔壁由形成有许多细孔的陶瓷多孔体构成，通过该隔壁，形成有多个贯通陶瓷多孔体、成为流体流路的孔单元；该中间层由陶瓷多孔体构成，该陶瓷多孔体上形成有许多细孔，其平均孔径小于所述基材的表面，该中间层配置在所述基材的表面；所述中间层的至少一部分具有骨料颗粒互相通过无机粘结剂成分粘合而成的结构；所述中间层的所述无机粘结剂成分为氧化钛。

[2]根据上述[1]所述的蜂窝形状陶瓷多孔体，其中，所述蜂窝形状陶瓷多孔体即使在138℃以上、pH11以上的碱性溶液中浸渍30小时，强度也不会下降。

[3]一种蜂窝形状陶瓷分离膜结构体，在上述[1]或[2]所述的蜂窝形状陶瓷多孔体的所述中间层上，直接或间接具备有分离混合物的分离层。

[4]根据上述[3]所述的蜂窝形状陶瓷分离膜结构体，其中，内压破坏强度在16MPa以上。

[5]根据上述[3]或[4]所述的蜂窝形状陶瓷分离膜结构体，其中，所述分离层由沸石形成。

[6]根据上述[5]所述的蜂窝形状陶瓷分离膜结构体，其中，所述分离层由DDR型沸石形成。

[7]一种蜂窝形状陶瓷多孔体的制造方法，是上述[1]或[2]所述的蜂窝形状陶瓷多孔体的制造方法，在所述基材上附着含有骨料和无机粘结剂氧化钛溶胶的中间层用浆料后，使其干燥，在1250℃以上烧成12小时以上，由此形成所述中间层。

本发明的蜂窝形状陶瓷多孔体，通过形成沸石膜作为分离层，强度不易下降。本发明的蜂窝形状陶瓷分离膜结构体的强度也高于以往。

附图说明

【图1】显示含有本发明涉及的蜂窝形状陶瓷多孔体的蜂窝形状陶瓷分离膜结构体的一实施方式的图，是切下了一部分的立体图。

【图2】放大显示图1中的A-A’截面的分离孔单元附近的部分放大截面图。

【图3】显示蜂窝形状陶瓷多孔体的端面的模式图。

【图4A】显示基材上的层结构的实施方式1的图。