專利名稱：過濾用過濾器及過濾用過濾器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及過濾用過濾器及過濾用過濾器的制造方法，特別涉及以陶瓷的燒結(jié)體為基體的過濾用過濾器及過濾用過濾器的制造方法。
背景技術(shù)：
從來自工廠或家庭的排水(下水)中除去污染物質(zhì)和雜質(zhì)來精制自來水、或者從海水中除去鹽分等來精制淡水時,大多使用過濾用過濾器。作為過濾用過濾器，已知有由高分子材料形成的過濾用過濾器，例如使用乙酸甲酯高分子膜的反滲透膜。反滲透膜具有直徑為數(shù)nm的無數(shù)貫通孔，向下水或海水施加壓力而使之通過反滲透膜時，雖然一個直徑約為
0.38nm的水分子通過貫通孔,但大小為數(shù)十nm的污染物質(zhì)的分子、通過水合而使水分子配位在周圍的鈉離子沒有通過貫通孔。由此，反滲透膜將水分子與污染物質(zhì)、鹽分進(jìn)行分離而由下水、海水精制自來水、淡水。然而，在發(fā)展中國家或自然災(zāi)害的受災(zāi)地，利用反滲透膜來從污水精制自來水時，由于污水中的細(xì)菌腐蝕高分子膜，所以存在反滲透膜的壽命變得極短這一問題。另外，對于沿海岸配置的風(fēng)車型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由于在潤滑油中易于混雜鹽分、微小砂粒，因此強(qiáng)烈要求從潤滑油中除去鹽分、微小砂粒，但是在鹽分、微小砂粒的除去中使用了反滲透膜時，潤滑油的成分使高分子膜溶解，因此仍存在反滲透膜的壽命變得極短這一問題。此外，反滲透膜由于以高分子膜為主要構(gòu)成要素，因此存在如下問題，S卩，強(qiáng)度低，如果為了提高精制效率而使外加于下水或海水的壓力(一次側(cè)壓力)上升并增加負(fù)荷，則導(dǎo)致被破壞。

因此，近年來，開發(fā)出不被細(xì)菌腐蝕、在潤滑油中也不溶解且由剛性高的多孔陶瓷體構(gòu)成的過濾用過濾器(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。專利文獻(xiàn)1:日本特表2007-526819號公報

發(fā)明內(nèi)容
然而，由于由多孔陶瓷體構(gòu)成的過濾用過濾器通過使較大直徑的金屬氧化物的多個粒子壓縮而在高溫下相互粘接來制造，因此無法直接控制粒子間的間隙的大小，有時偶然形成直徑比所需直徑大的貫通孔，對污染物質(zhì)、鹽分的除去依然存有隱患。另外，在下水中存在大小為數(shù)十nm的病毒，例如約50nm的流感病毒、約20nm的微小RNA病毒、細(xì)小病毒,這些病毒有可能通過直徑為數(shù)十nm的貫通孔。進(jìn)而，將由多孔陶瓷體構(gòu)成的過濾用過濾器用于區(qū)分液體中所含的大小不同的多種醫(yī)藥成分時，存在并非所需大小的醫(yī)藥成分有可能通過貫通孔而無法區(qū)分醫(yī)藥成分的問題。其結(jié)果，需要在自來水或淡水的精制中并用蒸餾法等，并需要在醫(yī)藥成分的區(qū)分中并用離心分離法等。即，存在無法簡便地獲得自來水、淡水的問題。
本發(fā)明的課題在于提供能夠在確保剛性的同時簡便地獲得自來水和淡水的過濾用過濾器及過濾用過濾器的制造方法。為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的第I方式，提供一種過濾用過濾器，其特征在于，具備納米粒子層和至少2個陶瓷層，所述陶瓷層是使以金屬氧化物為主成分的多個陶瓷粒子燒結(jié)而生成的，各上述陶瓷粒子間的間隙被調(diào)整成50nm 500nm，所述納米粒子層是使粒徑為3nm 5nm的多個納米粒子通過熱處理進(jìn)行相互熔融結(jié)合而生成的，并被鄰接的2個上述陶瓷層所夾持。本發(fā)明的第I方式中，優(yōu)選上述納米粒子層的一部分局部地滲透至上述陶瓷層。本發(fā)明的第I方式中，優(yōu)選各上述納米粒子的長徑為5nm以下且短徑為3nm以上。本發(fā)明的第I方式中，優(yōu)選具備3個以上的上述陶瓷層，上述納米粒子層介于上述3個以上的陶瓷層中鄰接的2個上述陶瓷層之間。為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的第2方式，提供一種過濾用過濾器的制造方法，其特征在于，具有如下步驟:第I陶瓷層生成步驟，使以金屬氧化物為主成分的多個陶瓷粒子相互接合，且將各上述陶 瓷粒子間的間隙調(diào)整成50nm 500nm而生成第I陶瓷層；納米粒子分布步驟，使粒徑為3nm 5nm的多個納米粒子以覆蓋上述生成的第I陶瓷層的表面的方式進(jìn)行分布；納米粒子層生成步驟，使上述分布的多個納米粒子通過熱處理進(jìn)行相互熔融結(jié)合而生成納米粒子層；以及第2陶瓷層生成步驟，使多個上述陶瓷粒子以覆蓋上述生成的納米粒子層的表面的方式進(jìn)行分布，使該分布的多個陶瓷粒子相互接合且將各上述陶瓷粒子間的間隙調(diào)整成50nm 500nm而生成第2陶瓷層。本發(fā)明的第2方式中,在上述納米粒子分布步驟中,優(yōu)選使粒徑為3nm 5nm的多個納米粒子以覆蓋上述生成的第2陶瓷層的表面的方式進(jìn)行分布，在上述第I陶瓷層生成步驟后，將上述納米粒子分布步驟、上述納米粒子層生成步驟以及第2陶瓷層生成步驟按該順序反復(fù)進(jìn)行規(guī)定次數(shù)。為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的第3方式，提供一種過濾用過濾器的制造方法，其特征在于，具有如下步驟:陶瓷層生成步驟，使以金屬氧化物為主成分的多個陶瓷粒子相互接合且將各上述陶瓷粒子間的間隙調(diào)整成50nm 500nm而生成陶瓷層；過濾器前體形成步驟，使粒徑為3nm 5nm的多個納米粒子以覆蓋上述生成的陶瓷層的表面的方式進(jìn)行分布而形成過濾器前體；以及納米粒子層生成步驟，使在上述過濾器前體形成步驟中形成的2個上述過濾器前體以上述多個納米粒子分布的面彼此接觸的方式進(jìn)行貼合，使上述分布的多個納米粒子通過熱處理進(jìn)行相互熔融結(jié)合而生成I個納米粒子層。根據(jù)本發(fā)明，納米粒子層被使陶瓷粒子燒結(jié)而生成的2個陶瓷層所夾持，所以能夠確保過濾用過濾器的剛性，進(jìn)而，使粒徑為3nm 5nm的多個納米粒子通過熱處理進(jìn)行相互熔融結(jié)合而生成納米粒子層，由此能夠?qū)⒏骷{米粒子間的間隙的大小設(shè)定成數(shù)nm以下，由此，能夠生成直徑為數(shù)nm的貫通孔。其結(jié)果，能夠無需在自來水、淡水的精制中并用蒸餾法等，并且能夠簡便地獲得自來水、淡水。另外，根據(jù)本發(fā)明，使以金屬氧化物為主成分的多個陶瓷粒子相互接合而生成第I陶瓷層，使多個納米粒子以覆蓋該生成的第I陶瓷層的表面的方式進(jìn)行分布，使該分布的多個納米粒子通過熱處理進(jìn)行相互熔融結(jié)合而生成納米粒子層，進(jìn)而，使多個陶瓷粒子以覆蓋生成的納米粒子層的表面的方式進(jìn)行分布且相互接合而生成第2陶瓷層，所以能夠簡便地獲得具備直徑為數(shù)nm的貫通孔的過濾用過濾器。


圖1是示意地表示本發(fā)明的第I實施方式的過濾用過濾器的構(gòu)成的局部放大截面圖。圖2是用于對圖1中的能夠通過納米粒子層中的間隙的粒子的大小進(jìn)行說明的局部放大圖。圖3是示意地表示本發(fā)明的第2實施方式的過濾用過濾器的構(gòu)成的局部放大截面圖。圖4A是表示本實施方式的過濾用過濾器的制造方法的工序圖(過濾用過濾器前體形成步驟)。圖4B是表示本實施方式的過濾用過濾器的制造方法的工序圖。圖4C是表示本實施方式的過濾用過濾器的制造方法的工序圖。圖5是示意地表示本發(fā)明的第3實施方式的過濾用過濾器的構(gòu)成的局部放大截面圖。圖6A是表示本實施方式的過濾用過濾器的制造方法的工序圖(第I陶瓷層生成步驟)。圖6B是表示本實施方式的過濾用過濾器的制造方法的工序圖(納米粒子層生成步驟)。圖6C是表示本實施方式的過濾用過濾器的制造方法的工序圖。圖7是示意地表示本發(fā)明的第4實施方式的過濾用過濾器的構(gòu)成的局部放大截面圖。圖8A是表示本實施方式的過濾用過濾器的制造方法的工序圖(第I陶瓷層生成步驟)。圖SB是表示本實施方式的過濾用過濾器的制造方法的工序圖(納米粒子層生成步驟)。圖SC是表示本實施方式的過濾用過濾器的制造方法的工序圖(第2陶瓷層生成步驟)。圖8D是表示本實施方式的過濾用過濾器的制造方法的工序圖(納米粒子層生成步驟)。圖SE是表示本實施方式的過濾用過濾器的制造方法的工序圖(第2陶瓷層生成步驟)。
具體實施例方式以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，對本發(fā)明的第I實施方式的過濾用過濾器進(jìn)行說明。圖1是示意地表示本實施方式的過濾用過濾器的構(gòu)成的局部放大截面圖。圖1中，過濾用過濾器10具備由多個陶瓷粒子11構(gòu)成的第I陶瓷層12和由被形成在該第I陶瓷層12的表 面的多個納米粒子13構(gòu)成的納米粒子層14，所述陶瓷粒子11由金屬氧化物，例如二氧化硅(SiO2)構(gòu)成。第I陶瓷層12是使粒徑為數(shù)IOOnm以上的多個陶瓷粒子11燒結(jié)而生成的。如果將燒結(jié)時對多個陶瓷粒子11賦予的壓力設(shè)定為較大，則各陶瓷粒子11的一部分破碎等，與各陶瓷粒子11中的其它陶瓷粒子11的接觸部分的面積變大，該接觸部分熔融而與其它陶瓷粒子11接合。因此，在本實施方式中，增大對多個陶瓷粒子11賦予的壓力的設(shè)定值。由此，在第I陶瓷層12中，能夠增大各陶瓷粒子11之間的接觸面積，并且提高各陶瓷粒子11之間的接合力。其結(jié)果，能夠使第I陶瓷層12的剛性提高，并且能夠使耐磨損性也提高。另外，如上所述，為了提高剛性而增大賦予的壓力的設(shè)定值時，在第I陶瓷層12中，由于各陶瓷粒子11的一部分破碎，因此各陶瓷粒子11間的間隙16的形狀變得不規(guī)則，但通過調(diào)整對各陶瓷粒子11賦予的壓力，從而能夠?qū)⒏魈沾闪Ｗ?1間的間隙16的代表長度，即隔著間隙16對置的2個陶瓷粒子11之間的距離的最大值調(diào)整為50nm 500nm。納米粒子層14如下形成，即，通過將粒徑為3nm 5nm的多個納米粒子13向第I陶瓷層12的表面進(jìn)行噴霧而使多個納米粒子13遍及地分布在該第I陶瓷層12的表面上，并將這些納米粒子13在400°C乃至1000°C的高溫下進(jìn)行熱處理而形成。熱處理時，在各納米粒子13中與其它納米粒子13接觸的部分熔融而使各納米粒子13彼此接合，但沒有賦予使各納米粒子13的一部分破碎的程度的壓力。因此，各納米粒子13之間的間隙17的形狀不會變得不規(guī)則，易于控制間隙17的大小。例如，如圖2所示，在直徑D為5nm的3個正球形的納米粒子13在同一平面上相互均等地接觸的情況下，各納米粒子13之間的間隙17的代表長度約為2nm，能夠通過該間隙17的粒子18的最大直徑d約為0.7nm。納米粒子層14中，各納米粒子13的粒徑被設(shè)定為5nm以下，因此各納米粒子13之間的間隙17的代表長度成為2nm以下，且能夠通過該間隙17的粒子18的最大直徑為0.7nm以下。納米粒子13必須由 高溫下表面局部地熔融的材料構(gòu)成，例如優(yōu)選由陶瓷(包含二氧化硅)、石英、各種金屬、有機(jī)聚合物(聚乙烯乳膠的聚合物等)構(gòu)成。特別是在用銀構(gòu)成納米粒子13時，由于銀具有殺菌作用，因此過濾用過濾器10能夠提供被完全殺菌的自來水或淡水。另外，過濾用過濾器10中，納米粒子13的大小為3nm 5nm，所以進(jìn)入第I陶瓷層12的間隙16，特別是存在于表面的間隙16中。其結(jié)果，納米粒子層14的一部分滲透至第I陶瓷層12。接下來，對本實施方式的過濾用過濾器的制造方法進(jìn)行說明。首先，將多個陶瓷粒子11封入規(guī)定的模具中，在高溫下，負(fù)荷規(guī)定的壓力，從而進(jìn)行燒結(jié)而得到第I陶瓷層12。接著，將多個納米粒子13以覆蓋第I陶瓷層12的表面的方式進(jìn)行噴霧而使其無間隙地分布后，使各納米粒子13通過熱處理進(jìn)行相互熔融接合而得到納米粒子層14。接著，從層疊有第I陶瓷層12和納米粒子層14的層疊體中切割出規(guī)定形狀的過濾用過濾器10而結(jié)束本處理。根據(jù)本實施方式的過濾用過濾器10，在燒結(jié)多個陶瓷粒子11時，將各陶瓷粒子11的一部分破碎等來增加各陶瓷粒子11之間的接觸面積，所以能夠提高各陶瓷粒子11之間的接合力，并且能夠提高第I陶瓷層12的剛性。其結(jié)果，能夠確保過濾用過濾器10的剛性。
進(jìn)而，使粒徑為3nm 5nm的多個納米粒子13通過熱處理進(jìn)行相互熔融結(jié)合而生成納米粒子層14，所以能夠?qū)⒏骷{米粒子13間的間隙17的代表長度設(shè)定成2nm以下，由此，能夠?qū)⒅睆綖?nm的貫通孔生成于過濾用過濾器10。其結(jié)果，如果使用過濾用過濾器10，則能夠無需在自來水、淡水的精制中并用蒸餾法等，且能夠簡便地獲得自來水、淡水。另外，在過濾用過濾器10中，納米粒子層14的一部分局部地滲透至第I陶瓷層12，所以能夠提高第I陶瓷層12和納米粒子層14的結(jié)合力，并且能夠防止過濾用過濾器10中的層間剝離的產(chǎn)生，同時能夠提高過濾用過濾器10整體的剛性。上述過濾用過濾器10中，以構(gòu)成納米粒子層14的各納米粒子13為正球形為前提，其粒徑為3nm 5nm，但各納米粒子層14無需為正球形，可以為歸納于長方形的形狀，例如長徑為5nm以下且短徑為3nm以上的橢圓形狀。另外，根據(jù)本實施方式的過濾用過濾器的制造方法，使多個陶瓷粒子11相互接合而生成第I陶瓷層12，以覆蓋該生成的第I陶瓷層12的表面的方式使多個納米粒子13進(jìn)行分布，使該分布的多個納米粒子13通過熱處理進(jìn)行相互熔融結(jié)合而生成納米粒子層14，所以能夠簡便地獲得具備直徑為2nm的貫通孔的過濾用過濾器10。接下來，對本發(fā)明的第2實施方式的過濾用過濾器及其制造方法進(jìn)行說明。圖3是示意地表示本實施方式的過濾用過濾器的構(gòu)成的局部放大截面圖。第2實施方式是使用2個在第I實施方式中得到的由陶瓷層與噴涂到該陶瓷層的多個納米粒子13構(gòu)成的過濾用過濾器作為前體，使該2個前體以納米粒子相互接觸的方式進(jìn)行貼合，從而構(gòu)成過濾用過濾器，從這點(diǎn)考慮，第2實施方式與第I實施方式不同。因此，對重復(fù)的構(gòu)成、作用，省略其說明，以下對不同的構(gòu)成、作用進(jìn)行說明。圖3中，過濾用過濾器20具備重疊的2個第I陶瓷層12、介于該2個第I陶瓷層12之間的納米粒子層14。然而，第I實施方式的過`濾用過濾器10中，由于與第I陶瓷層12相比，耐磨損性差的納米粒子層14露出，因此有可能構(gòu)成納米粒子層14的納米粒子13從納米粒子層14流出。然而，根據(jù)第2實施方式的過濾用過濾器20，由于用2個第I陶瓷層12夾持納米粒子層14，因此納米粒子層14不會露出，由此，不必?fù)?dān)心納米粒子13從納米粒子層14流出。根據(jù)本實施方式的過濾用過濾器20，納米粒子層14被使多個陶瓷粒子11燒結(jié)而生成的2個第I陶瓷層12所夾持，所以能夠確保過濾用過濾器20的剛性。另外,過濾用過濾器20中，納米粒子13的大小為3nm 5nm,所以可進(jìn)入2個第I陶瓷層12的間隙16，特別是存在于表面的間隙16。其結(jié)果，納米粒子層14的一部分分別滲透至2個第I陶瓷層12。圖4A 圖4C是表示本實施方式的過濾用過濾器的制造方法的工序圖。首先，與第I實施方式的過濾用過濾器10同樣地，形成第I陶瓷層12 (陶瓷層生成步驟)，進(jìn)而，以覆蓋第I陶瓷層12的表面的方式噴涂多個納米粒子13，使其無間隙地分布。在本實施方式的過濾用過濾器的制造方法中，將在第I陶瓷層12噴涂有多個納米粒子13的狀態(tài)下的過濾器作為過濾器前體19，準(zhǔn)備2個該過濾器前體19 (圖4A)(過濾器前體形成步驟)。接著，以使被噴涂的多個納米粒子13相互彼此接觸的方式貼合2個過濾器前體19(圖4B)，其后，通過將貼合的2個過濾器前體19在400°C乃至1000°C的高溫下進(jìn)行熱處理，從而使相互接觸的多個納米粒子13熔融接合，得到納米粒子層14 (納米粒子層生成步驟)。接著，從層疊有2個第I陶瓷層12和納米粒子層14的層疊體中切割出規(guī)定形狀的過濾用過濾器20，結(jié)束本處理。根據(jù)本實施方式的過濾用過濾器的制造方法，將多個納米粒子13通過熱處理進(jìn)行相互熔融結(jié)合而生成納米粒子層14，所以與第I實施方式同樣地，容易控制各納米粒子13之間的間隙17的大小，能夠簡便地獲得具備直徑為2nm的貫通孔的過濾用過濾器20。應(yīng)予說明，圖4A 圖4C的制造方法中，以噴涂的多個納米粒子13彼此相互接觸的方式貼合2個過濾器前體19，但也可以使一方的過濾器前體19的被噴涂有納米粒子13的面與另一方的過濾器前體19的未被噴涂納米粒子13的面進(jìn)行貼合，其后，進(jìn)行熱處理，從而得到層疊有第I陶瓷層12和納米粒子層14的層疊體。根據(jù)該方法，通過反復(fù)貼附過濾器前體19，從而在不對第I陶瓷層12和納米粒子層14的層疊數(shù)進(jìn)行限制的情況下，能夠?qū)⒌贗陶瓷層12和納米粒子層14交互層疊，并且能夠容易地獲得具備3層以上的第I陶瓷層12和2層以上的納米粒子層14的過濾用過濾器。接下來，對本發(fā)明的第3實施方式的過濾用過濾器及其制造方法進(jìn)行說明。本發(fā)明的第3實施方式的過濾用過濾器具有與第2實施方式的過濾用過濾器20同樣的構(gòu)成，但從依次層疊2個陶瓷層和納米粒子層而形成的觀點(diǎn)出發(fā)，與第2實施方式的過濾用過濾器20不同。因此，對重復(fù)的構(gòu)成、作用省略說明，以下對不同的構(gòu)成、作用進(jìn)行說明。圖5是示意地表示本實施方式的過濾用過濾器的構(gòu)成的局部放大截面圖。圖5中，過濾用過濾器21具備第I陶瓷層12、被形成在該第I陶瓷層12上的納米粒子層14、夾持該納米粒子層14且與第I陶瓷層12對置的第2陶瓷層15。

根據(jù)本實施方式的過濾用過濾器21，納米粒子層14被第I陶瓷層12和第2陶瓷層15所夾持，所以能夠確保過濾用過濾器21的剛性，并且能夠不用擔(dān)心納米粒子13從納米粒子層14流出。另外，過濾用過濾器21中，納米粒子13的大小為3nm 5nm，所以可進(jìn)入第I陶瓷層12、第2陶瓷層15的間隙16，特別是存在于表面的間隙16。其結(jié)果，納米粒子層14的一部分分別滲透至第I陶瓷層12和第2陶瓷層15。由此，能夠提高第I陶瓷層12和納米粒子層14、以及第2陶瓷層15和納米粒子層14的結(jié)合力，并且能夠防止過濾用過濾器10中的層間剝離的產(chǎn)生，同時能夠提高過濾用過濾器10整體的剛性。圖6A 圖6C是表示本實施方式的過濾用過濾器的制造方法的工序圖。首先，將多個陶瓷粒子11封入規(guī)定的模具中，在高溫下，通過負(fù)荷規(guī)定的壓力，從而進(jìn)行燒結(jié)而得到第I陶瓷層12 (圖6A)(第I陶瓷層生成步驟)。接著，將多個納米粒子13以覆蓋第I陶瓷層12的表面的方式進(jìn)行噴霧而使其無間隙地分布(納米粒子分布步驟)后，將各納米粒子13通過熱處理進(jìn)行相互熔融接合而得到納米粒子層14 (圖6B)(納米粒子層生成步驟)。接著，使多個陶瓷粒子11以覆蓋納米粒子層14的表面的方式遍及地分布后，在高溫下，通過負(fù)荷規(guī)定的壓力，從而進(jìn)行燒結(jié)而得到第2陶瓷層15 (圖6C)。但是，此時，上述規(guī)定的壓力必須設(shè)定成不使構(gòu)成納米粒子層14的納米粒子13破碎的值，例如，優(yōu)選為比形成第I陶瓷層12時的值更低的值。
接著，從層疊有第I陶瓷層12、納米粒子層14以及第2陶瓷層15的層疊體中切割出規(guī)定形狀的過濾用過濾器21而結(jié)束本處理。根據(jù)本實施方式的過濾用過濾器的制造方法，將粒徑為3nm 5nm的多個納米粒子13通過熱處理而相互熔融結(jié)合而生成納米粒子層14，所以可將各納米粒子13間的間隙17的代表長度設(shè)定為2nm以下，由此，能夠?qū)⒅睆綖?nm的貫通孔生成于過濾用過濾器21。其結(jié)果，如果使用過濾用過濾器21，則無需在自來水、淡水的精制中并用蒸餾法等，并且能夠簡便地獲得自來水、淡水。接下來，對本發(fā)明的第4實施方式的過濾用過濾器及其制造方法進(jìn)行說明。本實施方式具備多個納米粒子層14、第2陶瓷層15，僅從這點(diǎn)來看與第3實施方式不同，其構(gòu)成、作用與上述第3實施方式基本相同，對重復(fù)的構(gòu)成、作用省略說明，以下，對不同構(gòu)成、作用進(jìn)行說明。圖7是示意地表示本實施方式的過濾用過濾器的構(gòu)成的局部放大截面圖。圖7中，過濾用過濾器30中，在配置于圖中最下層的第I陶瓷層12上，交互地反復(fù)層疊納米粒子層14和第2陶瓷層15 (圖中，層疊有2個納米粒子層14和2個第2陶瓷層15)。即，下方的納米粒子層14被第I陶瓷層12和下方的第2陶瓷層15所夾持，上方的納米粒子層14被下方的第2陶瓷層15和上方的第2陶瓷層15所夾持。另外，下方的納米粒子層14的一部分滲透至第I陶瓷層12和第2陶瓷層15，上方的納米粒子層14的一部分滲透至下方的第2陶瓷層15和上方的第2陶瓷層15。圖8A 圖8E是表示本實施方式的過濾用過濾器的制造方法的工序圖。圖8A 圖8E中，首先，將多個陶瓷粒子11封入規(guī)定的模具中在高溫下，負(fù)荷規(guī)定的壓力，從而進(jìn)行燒結(jié)而得 到第I陶瓷層12 (圖8A)(第I陶瓷層生成步驟)。接著，將多個納米粒子13以覆蓋第I陶瓷層12的表面的方式進(jìn)行噴霧而使其無間隙地分布(納米粒子分布步驟)后，將各納米粒子13通過熱處理進(jìn)行相互熔融接合而得到下方的納米粒子層14(圖SB)(納米粒子層生成步驟)。接著，以覆蓋下方的納米粒子層14的表面的方式使多個陶瓷粒子11遍及地分布后，在高溫下，負(fù)荷規(guī)定的壓力，從而進(jìn)行燒結(jié)而得到第2陶瓷層15 (圖SC)(第2陶瓷層生成步驟)。接著，將多個納米粒子13以覆蓋下方的第2陶瓷層15的表面的方式進(jìn)行噴霧而使其無間隙地分布(納米粒子分布步驟)后，將各納米粒子13通過熱處理進(jìn)行相互熔融接合而得到上方的納米粒子層14 (圖8D)(納米粒子層生成步驟)，進(jìn)而，使多個陶瓷粒子11以覆蓋上方的納米粒子層14的表面的方式遍及地分布后，在高溫下，負(fù)荷規(guī)定的壓力，從而進(jìn)行燒結(jié)而得到第2陶瓷層15 (圖SE)(第2陶瓷層生成步驟)。接著，從層疊有第I陶瓷層12、各納米粒子層14以及各第2陶瓷層15的層疊體中切割出規(guī)定形狀的過濾用過濾器10而結(jié)束本處理。根據(jù)本實施方式的過濾用過濾器30，過濾用過濾器30具備I個第I陶瓷層12和2個第2陶瓷層15，S卩，3個以上的陶瓷層12、15，所以能夠更可靠地確保過濾用過濾器30的剛性。進(jìn)而，納米粒子層14介于3個以上的陶瓷層12、15中鄰接的2個陶瓷層之間，所以作為結(jié)果，在過濾用過濾器30中存在多個納米粒子層14，其結(jié)果，過濾用過濾器30的過濾能力提高，能夠更可靠地得到自來水和淡水。
另外，根據(jù)本實施方式的過濾用過濾器30的制造方法，生成第I陶瓷層12后，將納米粒子層14的生成和第2陶瓷層15的生成按該順序反復(fù)進(jìn)行2次，所以能夠容易地得到層疊有多個陶瓷層12、15以及多個納米粒子層14的過濾用過濾器30。上述過濾用過濾器30中，配設(shè)有2個納米粒子層14和2個第2陶瓷層15，如果納米粒子層14和第2陶瓷層15的配設(shè)數(shù)為相同數(shù)目，則不限于“2個”，可以根據(jù)過濾用過濾器30的使用目的而增減納米粒子層14和第2陶瓷層15的配設(shè)數(shù)。 上述各實施方式中的過濾用過濾器如果以一定時間以上提供給自來水和淡水的精制，則因捕獲的污染物質(zhì)、鹽分而引起堵塞，使自來水和淡水的精制效率降低。因此，需要通過使被加壓的藥液流入過濾用過濾器，從而除去捕獲的污染物質(zhì)和鹽分而使過濾用過濾器再生，但由于各實施方式中的過濾用過濾器由二氧化硅等較硬質(zhì)的部件構(gòu)成，因此即使被加壓的藥液流動，過濾用過濾器也幾乎沒有破損、消耗。即，上述各實施方式中的過濾用過濾器可再生。另外，過濾時，可以使被加壓的藥液從與下水或海水流動方向相反的方向流動，而除去被捕獲的污染物質(zhì)等。此時，由于過濾用過濾器由硬質(zhì)材質(zhì)構(gòu)成，因此過濾用過濾器也能耐受較高的壓力，能夠有效率地進(jìn)行污染物質(zhì)等的除去。另外，如上所述，各實施方式中的過濾用過濾器在構(gòu)成中包含由被燒結(jié)的陶瓷構(gòu)成的較硬質(zhì)的層，所以能夠利用PVD、CVD，用銀等具有殺菌、抗菌作用的金屬涂布，有助于更潔凈的自來水、淡水的精制。這里，用氧化鈦涂布過濾用過濾器，在自來水、淡水的精制時照射紫外線，從而能夠得到基于光催化劑作用的強(qiáng)有力的滅菌效果，并且能夠可靠地進(jìn)行自來水、淡水的滅菌。以上，利 用上述各實施方式對本發(fā)明進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不限定于上述各實施方式。符號說明10、20、21、30過濾用過濾器11陶瓷粒子12第I陶瓷層13納米粒子14納米粒子層15第2陶瓷層16、17 間隙19過濾器前體
權(quán)利要求
1.一種過濾用過濾器，其特征在于，具備納米粒子層和至少2個陶瓷層， 所述陶瓷層是使以金屬氧化物為主成分的多個陶瓷粒子燒結(jié)而生成的，各所述陶瓷粒子間的間隙被調(diào)整成50nm 500nm, 所述納米粒子層是使粒徑為3nm 5nm的多個納米粒子通過熱處理進(jìn)行相互熔融結(jié)合而生成的，并被鄰接的2個所述陶瓷層所夾持。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾用過濾器，其特征在于，所述納米粒子層的一部分局部地滲透至所述陶瓷層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾用過濾器，其特征在于，各所述納米粒子的長徑為5nm以下且短徑為3nm以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾用過濾器，其特征在于，具備3個以上的所述陶瓷層， 所述納米粒子層介于所述3個以上的陶瓷層中鄰接的2個所述陶瓷層之間。
5.一種過濾用過濾器的制造方法，其特征在于，具有如下步驟: 第I陶瓷層生成步驟，使以金屬氧化物為主成分的多個陶瓷粒子相互接合，且將各所述陶瓷粒子間的間隙調(diào)整成50nm 500nm，生成第I陶瓷層， 納米粒子分布步驟，使粒徑為3nm 5nm的多個納米粒子以覆蓋所述生成的第I陶瓷層的表面的方式進(jìn)行分布， 納米粒子層生成步驟，使所述分布的多個納米粒子通過熱處理進(jìn)行相互熔融結(jié)合而生成納米粒子層， 第2陶瓷層生成步驟，使多個所述陶瓷粒子以覆蓋所述生成的納米粒子層的表面的方式進(jìn)行分布，使該分布的多個陶瓷粒子相互接合，且將各所述陶瓷粒子間的間隙調(diào)整成50nm 500nm而生成第2陶瓷層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的過濾用過濾器的制造方法，其特征在于，在所述納米粒子分布步驟中，使粒徑為3nm 5nm的多個納米粒子以覆蓋所述生成的第2陶瓷層的表面的方式進(jìn)行分布， 所述第I陶瓷層生成步驟后，將所述納米粒子分布步驟、所述納米粒子層生成步驟以及第2陶瓷層生成步驟按該順序反復(fù)進(jìn)行規(guī)定的次數(shù)。
7.—種過濾用過濾器的制造方法，其特征在于，具有如下步驟: 陶瓷層生成步驟，使以金屬氧化物為主成分的多個陶瓷粒子相互接合，且將各所述陶瓷粒子間的間隙調(diào)整成50nm 500nm，生成陶瓷層， 過濾器前體形成步驟，使粒徑為3nm 5nm的多個納米粒子以覆蓋所述生成的陶瓷層的表面的方式進(jìn)行分布而形成過濾器前體， 納米粒子層生成步驟，使在所述過濾器前體形成步驟中形成的2個所述過濾器前體以所述多個納米粒子分布的面彼此接觸的方式進(jìn)行貼合， 使所述分布的多個納米粒子通過熱處理進(jìn)行相互熔融結(jié)合而生成I個納米粒子層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠在確保剛性的同時簡便地獲得自來水和淡水的過濾用過濾器。過濾用過濾器21具備第1陶瓷層12、第2陶瓷層15以及納米粒子層14，該納米粒子層14被第1陶瓷層12和第2陶瓷層15所夾持，第1陶瓷層12和第2陶瓷層15是使以二氧化硅為主成分的多個陶瓷粒子11燒結(jié)而生成的，各陶瓷粒子11之間的間隙被調(diào)整為50nm～500nm，納米粒子層14是使粒徑為3nm～5nm的多個納米粒子(13)通過熱處理進(jìn)行相互熔融結(jié)合而生成的。
文檔編號C04B38/00GK103228343SQ201280003786
公開日2013年7月31日 申請日期2012年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者守屋剛 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社