JPS62250910A - 分離膜エレメントの製造方法 - Google Patents
分離膜エレメントの製造方法Info
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- JPS62250910A JPS62250910A JP9426986A JP9426986A JPS62250910A JP S62250910 A JPS62250910 A JP S62250910A JP 9426986 A JP9426986 A JP 9426986A JP 9426986 A JP9426986 A JP 9426986A JP S62250910 A JPS62250910 A JP S62250910A
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- Japan
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- separation membrane
- particles
- substrate
- layer
- molded material
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、精密濾過、限外濾過、逆浸透等の膜分離処理
に使用される分離膜エレメントの製造方法に関する。
に使用される分離膜エレメントの製造方法に関する。
微細な鉱物粒子等を原料とし、膜状に成形し焼成するこ
とにより製造される膜体は、ガス分離・液体分離等のた
めの分離膜として有用である。この分離膜の透過性能を
高めるには、膜厚をできるだけ薄くすることが必要であ
るが、分離膜単体構造では、強度等の点から、あまり薄
くすることができない。このような場合には、所要の強
度を有する多孔質体を分離膜支持体（基板）とし、該基
板の片面に分離膜層を付着形成して分離膜エレメントと
することが行われている。
とにより製造される膜体は、ガス分離・液体分離等のた
めの分離膜として有用である。この分離膜の透過性能を
高めるには、膜厚をできるだけ薄くすることが必要であ
るが、分離膜単体構造では、強度等の点から、あまり薄
くすることができない。このような場合には、所要の強
度を有する多孔質体を分離膜支持体（基板）とし、該基
板の片面に分離膜層を付着形成して分離膜エレメントと
することが行われている。
この分離膜エレメントの基板としては、分離膜の透過性
能を阻害しないように、分離膜構成粒子の粒径よりも大
きい孔を有する多孔質焼結体が使用される。その多孔質
焼結体基板は、比較的粗粒の鉱物粒子等を基板原料とし
、これに樹脂バインダを配合した混練物を所要形状に加
圧成形し、乾燥・脱脂処理後、焼成することにより製作
される。
能を阻害しないように、分離膜構成粒子の粒径よりも大
きい孔を有する多孔質焼結体が使用される。その多孔質
焼結体基板は、比較的粗粒の鉱物粒子等を基板原料とし
、これに樹脂バインダを配合した混練物を所要形状に加
圧成形し、乾燥・脱脂処理後、焼成することにより製作
される。
また、その基板表面の分離膜層は、分離膜構成粒子を懸
濁した泥しように基板を浸漬する泥しよう浸漬法により
、基板表面に該粒子を所定の膜厚に付着させ、ついで乾
燥し、焼成することにより形成される。
濁した泥しように基板を浸漬する泥しよう浸漬法により
、基板表面に該粒子を所定の膜厚に付着させ、ついで乾
燥し、焼成することにより形成される。
上記泥しよう浸漬法により基板表面に分離膜層を付着形
成させる工程において、基板をそのまま泥しように浸漬
すると、基板の孔（その孔径は分離膜構成粒子の粒径よ
りも大である）の内部に分離膜構成粒子が侵入するため
、所望孔径の分離膜層を形成することができず、また基
板自体の透過性も悪くなる。この対策として、基板表面
に分離膜層を形成するに先立って、基板の孔径よりも粒
径の大きい鉱物粒子等の粗大粒子を泥しよう浸漬法によ
り基板表面に付着させて下地層を形成し、その下地層の
うえに分離膜構成粒子を付着堆積させるようにした分離
膜エレメントの製造方法が提案されている（特公昭５９
−４８４６４号）。
成させる工程において、基板をそのまま泥しように浸漬
すると、基板の孔（その孔径は分離膜構成粒子の粒径よ
りも大である）の内部に分離膜構成粒子が侵入するため
、所望孔径の分離膜層を形成することができず、また基
板自体の透過性も悪くなる。この対策として、基板表面
に分離膜層を形成するに先立って、基板の孔径よりも粒
径の大きい鉱物粒子等の粗大粒子を泥しよう浸漬法によ
り基板表面に付着させて下地層を形成し、その下地層の
うえに分離膜構成粒子を付着堆積させるようにした分離
膜エレメントの製造方法が提案されている（特公昭５９
−４８４６４号）。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、基板の表面に、下地層を形成し、その層に重ね
て分離膜層を形成した多層構造の分離膜エレメントでは
、下地層が介在している分だけ、層厚が厚く、透過性が
悪くなる。また、その製造工程においては、下地層と分
離膜層とのそれぞれについて、乾燥と焼成処理とを繰り
返さねばならないため、工程が煩瑣であり、コストも高
くつく。
て分離膜層を形成した多層構造の分離膜エレメントでは
、下地層が介在している分だけ、層厚が厚く、透過性が
悪くなる。また、その製造工程においては、下地層と分
離膜層とのそれぞれについて、乾燥と焼成処理とを繰り
返さねばならないため、工程が煩瑣であり、コストも高
くつく。
本発明は、上記問題点を解決するための改良された分離
膜エレメントの製造方法を提供しようとするものである
。
膜エレメントの製造方法を提供しようとするものである
。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の分
離膜エレメントの製造方法は、多孔質基板と、該基板の
孔より小径の粒子からなる分離膜層との二層構造を有す
る分離膜エレメントの製造方法であって、 基板原料粉末に樹脂バインダが配合された混練物を加圧
成形し乾燥した成形体であって、分離膜層と略同一の焼
成温度を有する基板成形体を、焼成することなく、分離
膜構成粒子が懸濁した泥しように浸漬してその表面に所
定の層厚の分離膜構成粒子付着層を形成し、乾燥および
脱脂処理したのち、基板成形体および分離膜構成粒子付
着層を焼成することを特徴とする。
離膜エレメントの製造方法は、多孔質基板と、該基板の
孔より小径の粒子からなる分離膜層との二層構造を有す
る分離膜エレメントの製造方法であって、 基板原料粉末に樹脂バインダが配合された混練物を加圧
成形し乾燥した成形体であって、分離膜層と略同一の焼
成温度を有する基板成形体を、焼成することなく、分離
膜構成粒子が懸濁した泥しように浸漬してその表面に所
定の層厚の分離膜構成粒子付着層を形成し、乾燥および
脱脂処理したのち、基板成形体および分離膜構成粒子付
着層を焼成することを特徴とする。
粒径の粗大な基板原料粒子に樹脂バインダを配合して混
練した混練物を所定形状に加圧成形し乾燥して得られた
基板成形体（未焼成）内の粒子間隙は、分離膜構成粒子
径より大きいが、その粒子間隙に樹脂バインダが満たさ
れているので、脱脂・焼成後の基板と異なり、緻密で、
分離膜構成粒子径より大きい孔は実質的に存在しない。
練した混練物を所定形状に加圧成形し乾燥して得られた
基板成形体（未焼成）内の粒子間隙は、分離膜構成粒子
径より大きいが、その粒子間隙に樹脂バインダが満たさ
れているので、脱脂・焼成後の基板と異なり、緻密で、
分離膜構成粒子径より大きい孔は実質的に存在しない。
本発明方法は、この未焼成の基板成形体を、分離膜構成
粒子の懸濁する泥しように浸漬してその表面に分離膜構
成粒子を付着させる。従って、この泥しょう浸潤処理に
おいて、微細な分離膜構成粒子が基板成形体内に侵入す
ることなく、所定の層厚の分離膜層が付着形成される。
粒子の懸濁する泥しように浸漬してその表面に分離膜構
成粒子を付着させる。従って、この泥しょう浸潤処理に
おいて、微細な分離膜構成粒子が基板成形体内に侵入す
ることなく、所定の層厚の分離膜層が付着形成される。
本発明における分離膜の構成粒子は、各種鉱物粒子（例
えば、アルミナ等の酸化物系セラミック粒子、窒化けい
素等の非酸化物系セラミック粒子）、金属粉末（例えば
、ニッケル合金）等のなかから、目的とする分離膜エレ
メントの用途・使用条件等に応じて選ばれる。その粒子
径は、分離膜層の所望の透過性能等にもよるが、例えば
０．０２〜３μｍのものが使用される。
えば、アルミナ等の酸化物系セラミック粒子、窒化けい
素等の非酸化物系セラミック粒子）、金属粉末（例えば
、ニッケル合金）等のなかから、目的とする分離膜エレ
メントの用途・使用条件等に応じて選ばれる。その粒子
径は、分離膜層の所望の透過性能等にもよるが、例えば
０．０２〜３μｍのものが使用される。
基板原料粒子は、各種の鉱物粒子や金属粒子であって、
分離膜層の焼成温度において基板成形体の焼成が達成さ
れるように、分離膜層の材質に応じて適宜選択される。
分離膜層の焼成温度において基板成形体の焼成が達成さ
れるように、分離膜層の材質に応じて適宜選択される。
例えば、アルミナ粒子からなる分離膜を形成する場合の
基板原料粒子として、７／Ｌ／ ミナ（Ａ ｌ ｚｏｘ
”）ニ、シリカ（Ｓ ｉ Ｏｚ）５０〜７０重量％、酸
化カリウム（Ｋ２Ｏ）２〜８重量％、マグネシア（Ｍｇ
Ｏ）２〜８重量％を配合した混合粉末が好ましく用いら
れる。
基板原料粒子として、７／Ｌ／ ミナ（Ａ ｌ ｚｏｘ
”）ニ、シリカ（Ｓ ｉ Ｏｚ）５０〜７０重量％、酸
化カリウム（Ｋ２Ｏ）２〜８重量％、マグネシア（Ｍｇ
Ｏ）２〜８重量％を配合した混合粉末が好ましく用いら
れる。
基板原料粒子の粒径、配合される樹脂バインダ（例えば
、メチルセルロース）の配合量等は、焼成後の基板の所
望の孔径・気孔率等にもよるが、例えば、粒子の平均粒
径は３０〜６０μｍ、樹脂バインダの配合量は、原料粒
子１００重量部に対し、１０〜２０重量部とすることに
より、焼成後の基板に２〜４０μｍの孔を形成すること
ができる。
、メチルセルロース）の配合量等は、焼成後の基板の所
望の孔径・気孔率等にもよるが、例えば、粒子の平均粒
径は３０〜６０μｍ、樹脂バインダの配合量は、原料粒
子１００重量部に対し、１０〜２０重量部とすることに
より、焼成後の基板に２〜４０μｍの孔を形成すること
ができる。
基板成形体は、基板原料粒子を、樹脂バインダおよび原
料粒子の材質に応じて選ばれる無機または有機分散媒と
共に混練した混練物を、所望の基板形状に応じた適宜の
加圧成形法、例えば−軸プレス、押し出し成形等により
成形することにより得られる。
料粒子の材質に応じて選ばれる無機または有機分散媒と
共に混練した混練物を、所望の基板形状に応じた適宜の
加圧成形法、例えば−軸プレス、押し出し成形等により
成形することにより得られる。
基板成形体を乾燥し十分に脱水したのち、泥しよう浸漬
法により、該成形体の片側面に分離膜構成粒子を付着さ
せ、所望の層厚（例えば、５〜５０μｍ）の分離膜層を
形成する。なお、その泥しようは、常法に従い、分離膜
構成粒子を、その材質に応じて無機または有機分散媒中
、適当な濃度（例えば、１０〜２５重量％）に加え、更
に必要に応じ、解膠剤、粘結剤、可塑剤等の添加剤を適
１混和することにより調製される。
法により、該成形体の片側面に分離膜構成粒子を付着さ
せ、所望の層厚（例えば、５〜５０μｍ）の分離膜層を
形成する。なお、その泥しようは、常法に従い、分離膜
構成粒子を、その材質に応じて無機または有機分散媒中
、適当な濃度（例えば、１０〜２５重量％）に加え、更
に必要に応じ、解膠剤、粘結剤、可塑剤等の添加剤を適
１混和することにより調製される。
基板成形体の表面に分離膜構成粒子を付着させたのち、
乾燥し、脱ろう処理を行い。ついで焼成処理することに
より、基板成形体内の粒子間隙の樹脂バインダがガス化
消失して基板成形体は所定の多孔質焼結体となると共に
、分離膜層の焼成が達成されて目的とする分離膜エレメ
ントが得られる。
乾燥し、脱ろう処理を行い。ついで焼成処理することに
より、基板成形体内の粒子間隙の樹脂バインダがガス化
消失して基板成形体は所定の多孔質焼結体となると共に
、分離膜層の焼成が達成されて目的とする分離膜エレメ
ントが得られる。
（Ｔ）基板成形体の製作：
基板原料粒子として、Ａｆ２０．−６０重量％ＳｉＯ□
−５重世％に２０−５重・蛍％ＭｇＯの混合粒子（平均
粒径：４５μｍ）を使用し、該混合粒子１００重量部と
、樹脂バインダとしてメチルセルロース粉末１０重量部
および分散媒として水２５重量部を混合し、ニーダで混
練して粘土状混練物とした。
−５重世％に２０−５重・蛍％ＭｇＯの混合粒子（平均
粒径：４５μｍ）を使用し、該混合粒子１００重量部と
、樹脂バインダとしてメチルセルロース粉末１０重量部
および分散媒として水２５重量部を混合し、ニーダで混
練して粘土状混練物とした。
上記混練物を押し出し成形し、管状成形体（外径： １
０ｗｍ、肉厚：ＩＫｍ）を得、１００℃で２４時間を要
して乾燥し、十分に脱水した。
０ｗｍ、肉厚：ＩＫｍ）を得、１００℃で２４時間を要
して乾燥し、十分に脱水した。
（ＩＩ）分離膜構成粒子の泥しよう調製分離膜構成粒子
として純アルミナ（平均粒径：０．６μｍ）を使用し、
該粒子：１００ｇ、解膠剤（花王石鹸０１製ｒ Ｐ Ｏ
Ｉ Ｚ５２０ Ｊ ）：３０ｃｃ、水：９０ｃｃ、粘結
剤（ポリビニルアルコール５％水溶液）：１０ｃｃ、お
よび可塑剤（プロピレングリコール）＝２ｃｃからなる
組成を有する泥しようを調製した。
として純アルミナ（平均粒径：０．６μｍ）を使用し、
該粒子：１００ｇ、解膠剤（花王石鹸０１製ｒ Ｐ Ｏ
Ｉ Ｚ５２０ Ｊ ）：３０ｃｃ、水：９０ｃｃ、粘結
剤（ポリビニルアルコール５％水溶液）：１０ｃｃ、お
よび可塑剤（プロピレングリコール）＝２ｃｃからなる
組成を有する泥しようを調製した。
［）泥しよう浸漬・脱脂・焼成処理：
前記管状基板成形体の中空孔相に泥しようを注太し、内
面に分離膜構成粒子（アルミナ）を付着させたのち、室
温で２４時間を要して乾燥し、ついで６００℃で脱ろう
漏処理し、更に１４００”Ｃで１時間を要して基板およ
び分離膜層の焼成を行った。
面に分離膜構成粒子（アルミナ）を付着させたのち、室
温で２４時間を要して乾燥し、ついで６００℃で脱ろう
漏処理し、更に１４００”Ｃで１時間を要して基板およ
び分離膜層の焼成を行った。
得られた分離膜エレメントの分離膜層は、膜厚：２０μ
ｍ、気孔径：０．５μｍであり、基板の気孔径：１５μ
ｍ、気孔率：４１％である。また、基板の孔内には分離
膜構成粒子の侵入は全（ない。この分離膜エレメントの
透過水量は４．２ｒｄ／ｒｄ・Ｈｒ （ΔＰ ：０．５
ｋｇ／ ｃｎｌ）と良好な透過性能を示した。
ｍ、気孔径：０．５μｍであり、基板の気孔径：１５μ
ｍ、気孔率：４１％である。また、基板の孔内には分離
膜構成粒子の侵入は全（ない。この分離膜エレメントの
透過水量は４．２ｒｄ／ｒｄ・Ｈｒ （ΔＰ ：０．５
ｋｇ／ ｃｎｌ）と良好な透過性能を示した。
本発明方法によれば、多孔質焼結体基板の表面に下地層
が介在することなり、微細粒子からなる分離膜が積層さ
れた二層構造を有する分離膜エレメントを製造すること
ができる。
が介在することなり、微細粒子からなる分離膜が積層さ
れた二層構造を有する分離膜エレメントを製造すること
ができる。
すなわち、従来のように基板表面に下地層を設けて分離
膜層を積層して多層構造の分離膜エレメントを製造する
方法と異なり、各層ごとに焼成処理を繰り返す必要がな
く、基板と分離膜層との焼成が同時に行われるので、焼
成処理は１回ですみ、製造工程が極めて簡素化され、製
造コストも大きく低減する。また、得られる分離膜エレ
メントは、下地層が省略されているので、それだけ膜厚
が薄くなり、すぐれた透過性能を有している。
膜層を積層して多層構造の分離膜エレメントを製造する
方法と異なり、各層ごとに焼成処理を繰り返す必要がな
く、基板と分離膜層との焼成が同時に行われるので、焼
成処理は１回ですみ、製造工程が極めて簡素化され、製
造コストも大きく低減する。また、得られる分離膜エレ
メントは、下地層が省略されているので、それだけ膜厚
が薄くなり、すぐれた透過性能を有している。
Claims (1)
- （１）多孔質基板と、該基板の孔より小径の粒子からな
る分離膜層との二層構造を有する分離膜エレメントの製
造方法であって、 基板原料粉末に樹脂バインダが配合された混練物を加圧
成形し乾燥した成形体であって、分離膜層と略同一の焼
成温度を有する基板成形体を、焼成することなく、分離
膜構成粒子が懸濁した泥しょうに浸漬してその表面に所
定の層厚の分離膜構成粒子付着層を形成し、乾燥および
脱脂処理したのち、基板成形体および分離膜構成粒子付
着層を焼成することを特徴とする分離膜エレメントの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9426986A JPH07121339B2 (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | 分離膜エレメントの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9426986A JPH07121339B2 (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | 分離膜エレメントの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62250910A true JPS62250910A (ja) | 1987-10-31 |
| JPH07121339B2 JPH07121339B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=14105556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9426986A Expired - Fee Related JPH07121339B2 (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | 分離膜エレメントの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07121339B2 (ja) |
-
1986
- 1986-04-22 JP JP9426986A patent/JPH07121339B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07121339B2 (ja) | 1995-12-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |