[发明专利]氧化铝多孔质体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及可在较低的温度进行烧成的氧化铝多孔质体及其制造方法。

背景技术

由陶瓷多孔质体制成的陶瓷过滤器、在该陶瓷多孔质体的表面形成有无机多孔质膜(氧化铝、二氧化硅、沸石等)的分离膜过滤器，在石油化学、食品化学、能源产业中被使用于气体、液体的分离、过滤。另外，上述那样的陶瓷多孔质体，为了使气体、液体大量通过，期望具有充分的机械强度、以及尽可能大的孔径和高的孔隙率，必须使用较大的粒径的陶瓷原料进行烧成，但如果粒径大，则例如氧化铝粒子那样耐火度高的物质如果不在例如1700℃以上的较高的温度进行烧结则得不到必要的强度。因此，作为上述问题的对策，例如，在专利文献1中提出了添加特定量的有机造孔剂的方法，在专利文献2、3等中提出了使用适量的烧结助剂(玻璃成分、SiO₂、MgO、ZrO₂等)的方法。另外，在专利文献4中，提出了为维持高的孔隙率并维持高强度，而将粗粒氧化铝(5～50μm)和细粒氧化铝(2μm以下)混合并在低于1700℃的温度1600℃进行烧成的方法。

另外，以往为了制造在上述那样的陶瓷多孔质体上形成有细粒氧化铝等的无机多孔质膜的二层结构的陶瓷过滤器，调制含有与构成该陶瓷多孔质体的粒子相比粒径小的粒子的浆液，并将该浆液涂布在进行了一次烧成的陶瓷多孔质体的表面，然后进行再次烧成，由此得到使该浆液烧结了的多孔质薄膜。但是，随着低成本化、膜材料的高性能化、薄膜化推进，在上述那样的二层结构的陶瓷过滤器的制造中，期望下述工序：在将对例如陶瓷粒子添加成形助剂并捏合而成的物质成形为规定形状的陶瓷多孔质体的坯体上，涂布上述浆液，并将这些坯体和上述浆液同时进行烧成。再者，上述坯体，是将对例如陶瓷粒子添加成形助剂并捏合而成的物质成形为规定形状的未烧成的陶瓷多孔质体。

但是，在上述那样的坯体上涂布浆液并将这些坯体和浆液同时进行烧成的情况下，一般而言将包含细粒氧化铝的浆液烧结为多孔质薄膜的烧成温度较低为1450℃以下，因此如果例如在专利文献4所示的用于将氧化铝多孔质体进行烧成的1600℃左右的烧成温度进行烧成，则在该多孔质薄膜中形成过度的烧结而进行致密化，因此存在不能适用于陶瓷过滤器这样的问题。

现有技术文献

专利文献1：日本特表2010-512302号公报

专利文献2：日本特公平5-21605号公报

专利文献3：日本特开平1-317178号公报

专利文献4：日本特开昭62-252381号公报

专利文献5：日本特开2007-268463号公报

发明内容

为解决这样的问题，一般而言出于降低氧化铝多孔质体的烧成温度的目的，添加例如玻璃成分作为烧结助剂进行烧成，作为烧结助剂成分的玻璃成分，在烧成中、在主原料陶瓷内固溶并促进烧结，另一方面，存在下述问题：固溶了的玻璃成分将陶瓷多孔质体中的细孔填埋，使陶瓷多孔质体的透过性能降低，进而成为过滤器的性能降低的要因。另外，还存在下述问题：制造在上述陶瓷多孔质体上形成有氧化铝等的无机多孔质膜的二层结构的陶瓷过滤器时，在烧成时玻璃成分向无机多孔质膜扩散，将无机多孔质膜的细孔填埋，使多孔质膜的透过性能降低，进而成为过滤器的性能降低的要因。

在专利文献5中，示出了使作为烧结助剂使用的玻璃成分通过碱处理而从陶瓷多孔质体溶出，由此解决该问题的提案。但是，在专利文献5所示的方法中，存在由于通过碱处理，不仅玻璃成分，主原料陶瓷也溶出，因此不能避免陶瓷多孔质体的强度降低这样的问题。

本发明是以上述状况为背景而完成的，其目的是提供即使即使在较低的温度进行烧成也具有较大的强度、孔隙率较高且孔径较大的氧化铝多孔质体及其制造方法。