DE69009934T2

DE69009934T2 - Keramischer Filter und Verfahren zu seiner Herstellung.

Info

Publication number: DE69009934T2
Application number: DE69009934T
Authority: DE
Inventors: Naohito Wajima; Kiyoshi Yokosawa
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1989-10-26
Filing date: 1990-10-26
Publication date: 1994-09-22
Anticipated expiration: 2010-10-27
Also published as: EP0426546A3; EP0426546B1; CA2028692A1; US5110470A; CA2028692C; JPH03143535A; EP0426546A2; DE69009934D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Keramikfilter, umfassend einen aus Keramik hergestellten porösen Träger und auf einer Oberfläche davon ausgebildet, einen dünnen Film mit feineren Poren als die Poren des Trägers. Sie betrifft auch ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Als ein in der Ultrafiltration, reverser Osmose oder Gastrennung von Pharmazeutika oder Nahrungsmitteln verwendeter Keramikfilter ist ein Filter bekannt, der einen aus Keramik hergestellten porösen Träger umfaßt und auf einer Oberfläche davon ausgebildet, entsprechend der Seite von der eine Substratlösung eingeströmt wird, ein dünner Filin mit feineren Poren (z.B. 200 Å als die Poren des Trägers, wie z.B. in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen JPat Nr. 59-62324, JPat Nr. 59-102403, JPat Nr. 59-109203 oder JPat Nr. 60-156510 offenbart.
Der obige dünne Film enthält Teilchen mit einem Durchmesser, der kleiner ist als die Teilchen die den Träger ausmachen, und wird ausgebildet durch Herstellen eines Aluminiumoxidsols, eines Boehmitsols oder eines kolloiden Siliciumoxids oder porösen Siliciumoxids in der Form eines Sols, die in Form von Hydraten durch Alkoxydhydrolyse, Ausfällung aus wäßriger Lösung oder dergleichen gebildet werden und durch Anwenden eines beliebigen dieser Sole auf die Oberfläche des Trägers, der dann, um es in ein Gel zu überführen, getrocknet wird, gefolgt von Backen.
Im obigen herkömmlichen Keramikfilter können die Gelpartikel, wenn sie im Verlauf der Herstellung des dünnen Films gebacken werden, wachsen, um einen großen Durchmesser zu erreichen oder dies kann den dünnen Film amorph machen und daher kann von dem entstehenden dünnen Film nicht behauptet werden, daß er eine ausreichende physikalische und chemische Festigkeit besitzt. Um das in Griff zu bekommen, hat der jetzige Anmelder in der offengelegten japanischen Patentanmeldung LJP-A-20126924 einen Keramikfilter offenbart, bei dem SnO&sub2;, TiO&sub2; oder ZrO&sub2;-Teilchen als Gelteilchen für die Bildung des dünnen Films verwendet und bei niedriger Temperatur gebacken werden.
Auswahl von Gelteilchen und auch ihr Backen bei einer niedrigen Temperatur, wie im obigen, ermöglicht die Ausbildung eines dünnen Films mit kleiner Porengröße und einer hervorragenden Haltbarkeit. In dem Fall, wenn der dünne Film als eine Ultrafiltrationsmembran oder dergleichen verwendet wird, ist jedoch auch die Permeabilität vom Gesichtspunkt der Betriebseffizienz wichtig. In dieser Hinsicht wird eine Verbesserung angestrebt.
Genauer ausgedrückt kann die Permeabilität verbessert werden, wenn der dünne Film hergestellt wird, daß er eine Dicke von lediglich 1 um oder weniger aufzuweist, und die Teilchen, die den dünnen Film ausmachen, hergestellt werden, so daß sie einen kleineren Durchmesser aufweisen. Eine überaus geringe Filmdicke kann jedoch bewirken, daß die Oberfläche des Trägers, der Untergrund, teilweise unbedeckt bleibt oder kann einen überaus großen Unterschied im Teilchendurchmesser bewirken zwischen den Teilchen, die den dünnen Film ausmachen, und den Teilchen die den Träger ausmachen, was eine Neigung zum Ablösen oder Rissbildung mit sich zu bringt.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung liegt im Bereitstellen eines verbesserten Keramikfilters mit guter Permeabilität und hervorragender Haltbarkeit.
Der Keramikfilter der vorliegenden Erfindung umfaßt einen aus Keramik hergestellten porösen Träger, eine feine Zwischenschicht, die auf einer Oberfläche des Trägers ausgebildet ist und mindestens eine Art von Teilchen enthält, die aus Teilchen von SnO&sub2;, TiO&sub2;, ZrO&sub2; oder CeO&sub2; ausgewählt sind und einen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 500 Å aufweisen und umfaßt einen dünnen Filin, der auf einer Oberfläche der feinen Zwischenschicht ausgebildet ist und mindestens eine Art von Teilchen enthält, die aus Teilchen von SnO&sub2;, TiO&sub2;, ZrO&sub2; oder CeO&sub2; ausgewählt sind und einen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 300 Å aufweisen, und der kleiner ist als der Teilchendurchmesser der Teilchen, welche die feine Zwischenschicht bilden.
Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines Keramikfilters wie in Anspruch 8 beansprucht, zur Verfügung gestellt.
Die feine Zwischenschicht kann hergestellt werden um, wenn bei einer Temperatur im Bereich von 400ºC bis 900ºC gebacken, einen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 500 Å aufzuweisen. Der feine Film kann hergestellt werden um, wenn bei einer Temperatur im Bereich von 300ºC bis 800ºC gebacken, einen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 300 Å aufzuweisen.
Bei Herstellung der obigen feinen Zwischenschicht und des dünnen Films verwendete Sole werden nach Zusatz eines Verdickungsmittels zu jedem Sol auf den Träger aufgebracht. Es wird daher einfach, Filmdicken der auszubildenden Filme zu regulieren und es ist auch möglich, das Auftreten von Rissen oder Ablösen zu verhindern, wenn ein Sol in ein Gel übergeführt wird oder ein Überzug getrocknet wird.
Der obige und weitere Gegenstände, Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungen, wenn in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen, offensichtlich.
Fig. 1 veranschaulicht einen vollständigen Keramikfilter gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 stellt eine Teilansicht eines vergrößerten Querschnitts des Hauptteils des in Fig. 1 gezeigten Keramikfilters dar.
Fig. 3 ist eine vergrößerte Querschnittsteilansicht von Fig. 2.
Fig. 4 ist ein Graph um den Zusammenhang zwischen Brenntemperaturen und Durchmessern der gebrannten Teilchen zu zeigen.
Fig. 5 ist ein Graph um den Zusammenhang zwischen Permeationsfluß und Differentialdruck zu zeigen.
Fig. 6 ist ein Graph um den Zusammenhang zwischen Fehlerrate und Filmdicke zu zeigen.
Fig. 7 veranschaulicht einen vollständigen Keramikfilter gemäß einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht des in Fig. 7 gezeigten Keramikfilters.
Fig. 9 ist eine vergrößerte Querschnittsteilansicht von Fig. 8.
In den Ausführungen, wie in Fig. 1 bis 3 gezeigt, umfaßt ein Keramikfilter A einen hohlzylindrischen Träger 10, enthaltend eine aus einer Keramik hergestellte Basis 1, eine erste Zwischenschicht 2 und eine zweite Zwischenschicht 3 und eine feine Zwischenschicht 4 und eine dünne Filmschicht 5, die auf der inneren Oberfläche des zylindrischen Trägers 10 ausgebildet sind.
Die aus einer Keramik hergestellte Basis 1 hat eine Länge von 200 mm bis 1 m, einen äußeren Durchmesser von 5 bis 25 mm, einen inneren Durchmesser von 4 bis 6 mm, eine Dicke von 0,5 bis 3 mm und eine durchschnittliche Porengröße von ungefähr 10 um. Die auf der inneren Oberfläche der Basis 1 ausgebildete erste Zwischenschicht 2 hat eine Porengröße von ungefähr 1 um und eine Dicke von ungefähr 50 um. Die auf der inneren Oberfläche der ersten Zwischenschicht 2 ausgebildete Zwischenschicht 3 hat eine Porengröße von ungefähr 0,1 um und eine Dicke von ungefähr 20 um. Die auf der inneren Oberfläche der zweiten Zwischenschicht 3 ausgebildete feine Zwischenschicht 4 hat eine Dicke von 2 um und der auf der inneren Oberfläche der feinen Zwischenschicht 4 ausgebildete dünne Film hat eine Dicke von 0,05 um bis 10 um. Die feine Zwischenschicht 4 enthält SnO&sub2;, TiO&sub2;, ZrO&sub2; oder CeO&sub2;-Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von nicht mehr als 500 Å. Die dünne Filmschicht 5 enthält SnO&sub2;, TiO&sub2;, ZrO&sub2; oder CeO&sub2;-Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von nicht mehr als 300 Å und einem kleineren Durchmesser als dem Teilchendurchmesser der Teilchen, die die feine Zwischenschicht 4 ausmachen.
Mancher könnte hier erwägen, daß Al&sub2;O&sub3; oder SiO&sub2; als die Teilchen, die die feine Zwischenschicht 4 und die dünne Filmschicht 5 ausmachen, verwendet werden können. Diese werden jedoch, wenn bei einer niedrigen Temperatur gebrannt, in einen nicht-kristallinen Zustand oder in einen in hohem Maße löslichen kristallinen Zustand überführt, in dem teilweise Hydroxylgruppen enthalten sind und der daher in Bezug auf Haltbarkeit nachteilig ist. Es ist daher vorteilhaft, SnO&sub2;, TiO&sub2;, ZrO&sub2; oder CeO&sub2; mit einer hohen Kristallinität und einer niedrigen Löslichkeit zu verwenden.
Der Durchmesser des Teilchens, das den dünnen Film 5 ausmacht, kann vorzugsweise auf die Hälfte oder mehr des Durchmessers des Teilchens, das die dünne Zwischenschicht 4 ausmacht, eingestellt werden. Auswählen des Teilchendurchmessers in dieser Weise ermöglicht feste Bindung an der Grenze zwischen dem dünnen Film 5 und der feinen Zwischenschicht 4, was eine Verbesserung in der Ablöseresistenz mit sich bringt. Es wird daher möglich, während der Rückwaschzeit einen hohen Druck auszuüben.
Da die feine Zwischenschicht 4 zwischen der dünnen Filmschicht 5 und dem Träger 10 bereitgestellt wird, kann die Oberfläche der zweiten Zwischenschicht 3 sogar dann nicht unbedeckt bleiben, wenn der dünne Film 5 in einer Stärke von 1,0 um oder weniger hergestellt wird.
Der Keramikfilter wie oben beschrieben, kann nach den folgenden Schritten hergestellt werden.
Zuerst wird, um die aus einer Keramik hergestellte Basis 1 herzustellen, ein keramisches Pulver, wie beispielsweise Aluminiumoxid, Siliciumoxid, Mullit, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid oder Zirkonerde mit einer Teilchengrößenverteilung von 10 bis 30 um als Ausgangsmaterial verwendet, und eine Zusammensetzung, umfassend das Pulver, wird gespritzt um eine vorgegebene Form zu erhalten, gefolgt von Brennen.
In der vorliegenden Ausführung werden Aluminiumoxid- (Al&sub2;O&sub3;) Grobteilchen als Aggregatmaterial verwendet und gemischte Aluminiumoxid-Zirkonium-Teilchen (Al&sub2;O&sub3;-ZrO&sub2;), die nicht weniger als 90 Gew.-% Aluminiumoxid enthalten, als Sinterhilfe verwendet. Die Aluminiumoxid-Grobteilchen werden auf einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 20 bis 30 um reguliert und die gemischten Aluminiumoxid-Zirkonium- Feinteilchen auf einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 0,3 um. Die Alumiumoxid-Grobteilchen und die gemischten Aluminiumoxid-Zirkonium-Feinteilchen werden in einem Verhältnis von z.B 10:2 im Gewichtsverhältnis vermengt, so daß das Aluminiumoxid in einer Menge von 80 bis 99 Gew. -%, ausgehend vom Gesamtgewicht der Ausgangsmaterialien, vorhanden ist. Hier kann eine Mischung von Materialien, die fähig sind als Ergebnis von Oxidation, Aluminiumoxid und Zirkonium zu bilden, wie etwa Aluminiumhydroxid und Zirkoniumoxychlorid als die gemischten Aluminiumoxid-Zirkonium-Feinteilchen verwendet werden.
Die Aussgangsmaterialien können unter Verwendung einer Rührmischmaschine, wie etwa einem Mixer, vermischt werden. Es ist vorteilhaft ein Verfahren zu verwenden, in dem Aluminiumoxid-Feinteilchen und Zirkonium-Feinteilchen in einem Lösungsmittel, wie etwa Wasser, in einem vorgebenen Verhältnis unter Verwendung einer Kugelmühle gemischt und dispergiert werden, und die entstehende Dispersion zu den oben beschriebenen Aluminiumoxid-Grobteilchen zugegeben wird oder ein Verfahren in dem Aluminiumoxid-Grobteilchen und Vermischte Aluminiumoxid-Zirkonium-Feinteilchen in einer Oberflächenschmelzvorrichung vermischt werden, so daß die gemischten Aluminiumoxid-Feinteilchen schmelzgebunden werden.
Danach werden zu obigem Vermischten Pulver Methylcellulose und Wasser als Formhilfen zugegeben, die dann geknetet werden. Ein ausgeformtes Produkt mit einer Vorgegebenen Gestalt, wie etwa ein Hohlzylinder oder eine flache Platte, werden unter Verwendung einer Spritzvorrichtung hergestellt und das entstehende ausgeformte Produkt wird getrocknet und dann gesintert oder bei einer vorgegebenen Temperatur (z.B. 1730ºC) gebrannt. Geeignete Formgebungsverfahren, wie beispielsweise Gummipressen, können ebenso verwendet werden.
Danach werden die erste Zwischenschicht 2 und die zweite Zwischenschicht 3 nacheinander auf der inneren Oberfläche der Basis 1 ausgebildet. Die erste Zwischenschicht 2 und die zweite Zwischenschicht 3 können dieselben Materialien umfassen, wie die, die in der feinen Zwischenschicht 4 und der dünnen Filmschicht 5 verwendet werden. Sie können z.B. durch Aufbringen der entsprechenden geeigneten Sole aufgebildet werden, danach Entwässern dieser Sole in Gele und weiterhin Trocknen der Gele, gefolgt von Backen. Sie werden so gebildet, daß die erste Zwischenschicht 2, die auf der Basis 1 ausgebildet wird, eine kleinere Porengröße als die Basis 1 hat und die zweite Zwischenschicht 3, die auf der ersten Zwischenschicht 2 ausgebildet wird, eine kleinere Porengröße als die erste Zwischenschicht 2 und eine größere als die feine Zwischenschicht 4 hat.
Die Form des Trägers muß nicht auf den Hohlzylinder, wie in der Zeichnung gezeigt, beschränkt sein. Der Träger kann auch in beliebiger Form, wie etwa einer flachen Platte, einer Scheibe oder einem massiven Zylinder oder einem Rundstab oder Rechteckstab vorliegen, in denen eine Anzahl Durchgangslöchern in Längsrichtung bereitgestellt werden.
Fig. 7 bis 9 veranschaulichen einen Keramikfilter B, umfassend einen Träger in Scheibenform. Der Keramikfilter ist mit einem Durchgangsloch in seiner Mitte und entlang seiner Dickenrichtung ausgestattet. Wie die oben beschriebene Ausführung umfaßt er eine aus einer Keramik hergestellte Basis 11, eine erste Zwischenschicht 12, eine zweite Zwischenschicht 13, eine feine Zwischenschicht 14 und eine dünne Filmschicht 15. Der Träger dieses Keramikfilters hat Abmessungen von 10 bis 200 mm für den Innendurchmesser, von 100 bis 200 mm für den Außendurchmesser und von 5 bis 20 mm in Dicke.
Anschließend wird mindestens eine Art von Teilchen, ausgewählt aus SnO&sub2;, TiO&sub2;, ZrO&sub2; oder CeO&sub2;-Teilchen, in einem breiigen Sol hergestellt, das dann auf die Oberfläche des so erhaltenen Trägers 10 aufgebracht wird, entsprechend der Seite von der eine Substratlösung eingeströmt wird, d.h. in der vorliegenden Ausführung, auf die innere Oberfläche der zweiten Zwischenschicht 3. Das Sol kann hierzu in einer Konzentration von 0,1 bis 5 Gew.-%, auf Oxid bezogen, hergestellt werden. Die das Sol ausmachenden Teilchen können einen Durchmesser von annähernd, z.B. 35 Å bis 80 Å, in Bezug auf SnO&sub2;, 100 Å in Bezug auf TiO&sub2;, 140 Å in Bezug auf ZrO&sub2; und 50 Å in Bezug auf CeO&sub2; haben. In diesem Fall wird es für das Wasser schwierig einzudringen, wenn die Teilchen, die die feine Zwischenschicht 4 ausmachen, einen kleineren Durchmesser aufweisen, sofern die feine Zwischenschicht 4 nicht mit einer geringeren Dicke hergestellt wird. Nunmehr wird in der vorliegenden Erfindung dem obigen Sol ein Verdickungsmittel zugesetzt, so daß das Sol in einer Dicke von ungefähr 2 um auf die innere Oberfläche des Trägers 10 aufgebracht werden kann. Als Verdickungsmittel kann z.B. Methylcellulose oder Hydroxyethylcellulose verwendet werden.
Nachdem das SnO&sub2;, TiO&sub2;, ZrO&sub2; oder CeO&sub2; enthaltende Sol in einer wie oben beschriebenen Art, auf die Oberfläche der zweiten Zwischenschicht 3 auf dem Träger 10 aufgebracht wurde, wird das Sol zu einem Gel entwässert. Dann wird das erhaltene Gel getrocknet und danach bei einer Temperatur im Bereich von 400ºC bis 900ºC gebacken, so daß die gebackenen Gelteilchen unter Berücksichtigung der im Graph von Fig. 4 gezeigten Beziehung zwischen den Backtemperaturen und den Durchmessern der gebackenen Teilchen einen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 500 Å aufweisen können. Auf diese Weise wird die feine Zwischenschicht 4 ausgebildet.
Als nächstes wird das obige Sol, zu dem das Verdickungsmittel zugesetzt worden ist, auf der inneren Oberfläche der feinen Zwischenschicht 4 aufgebracht und anschließend in ein Gel entwässert. Danach wird das Gel getrocknet und dann bei einer Temperatur im Bereich von 300ºC bis 800ºC und bei einer niedrigeren Temperatur als der Backtemperatur für die obige feine Zwischenschicht 4 gebacken, so daß die gebackenen Gelteilchen nicht zu einem Teilchendurchmesser von mehr als 300 Å wachsen können. Auf diese Weise wird die dünne Filmschicht 5 ausgebildet.
Der Permeationswiderstand (R) des Anteils der dünnen Schicht, einschließlich einer Zwischenschicht, falls vorhanden, wird wie folgt auf Grundlage der Hagen-Poiseuille's Gleichung ausgedrückt:
R = Ω/(d)² x c
wobei Ω eine Filmdicke, d eine Porengröße und c eine Konstante ist.
Bei Anwendung der obigen Gleichung auf einen herkömmlichen dünnen Film (Filmdicke: 1 um; Porengröße: 100 Å) folgt
R&sub1; = 1/(100)² = 1/10.000 (1)
Hier ist die Porengröße proportional zum Teilchendurchmesser. Zum Beispiel, wenn der Teilchendurchmesser 500 Å ist, beläuft sich die Porengröße auf ungefähr 200 Å.
Bei Anwendung der obigen Gleichung auf einen dünnen Film gemäß der vorliegenden Erfindung (Dicke des dünnen Films: 0,5 um; Porengröße des dünnen Films: 100 Å; Dicke der Zwischenschicht: 1 um; Porengröße der Zwischenschicht: 200 Å) folgt andererseits:
R&sub2; = 0,5/(100)² + 1/(200)² = 3/40.000 (2)
Vergleich der Gleichung (1) und der Gleichung (2) zeigt, daß die vorliegende Erfindung nach theoretischer Grundlage eine Verbesserung der Permeabilität von 25 % bewirkt.
Fig. 5 ist ein Graph zum Aufzeigen von Testergebnissen bezüglich der Permeabilität. Wie auch aus diesem Graph offensichtlich hervorgeht, bewirkt die vorliegende Erfindung eine große Verbesserung in der Permeabilität.
Fig. 6 ist ein Graph, der den Zusammhang zwischen Fehlerraten und Filmdicken von dünnen Filmen zeigt. Wie aus diesem Graph hervorgeht, haben konventionelle dünne Filme bei einer Abnahme der Filmdicke eine Zunahme in Fehlerraten zur Folge, während die vorliegende Erfindung die Fehlerrate verringern kann.

Claims

1. Keramikfilter, umfassend:

einen aus einer Keramik hergestellten porösen Träger (10), eine feine Zwischenschicht (4), die auf einer Oberflächedes Trägers (10) ausgebildet ist und mindestens eine Art von Teilchen enthält, die aus Teilchen von SnO&sub2;, TiO&sub2;, ZrO&sub2; CeO&sub2; ausgewählt sind und einen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 500 Å aufweisen,

und einen dünnen Film (5), der auf einer Oberfläche der feinen Zwischenschicht (4) ausgebildet ist und mindestens eine Art von Teilchen enthält, die aus Teilchen von SnO&sub2;, TiO&sub2;, ZrO&sub2; oder CeO&sub2; ausgewählt sind und einen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 300 Å und kleiner als der Teilchendurchmesser der Teilchen, welche die feine Zwischenschicht (4) bilden, aufweisen.

2. Keramikfilter nach Anspruch 1, worin der poröse Träger eine aus einer Keramik hergestellte Basis (1), eine auf der Basis (1) ausgebildete erste Zwischenschicht (2), die eine kleinere Porengröße als die Basis (1) aufweist, und eine zweite Zwischenschicht (3) umfaßt, die auf der ersten Zwischenschicht (2) ausgebildet ist und eine Porengröße aufweist, die kleiner als die der ersten Zwischenschicht (2) und größer als die der feinen Zwischenschicht (4) ist.

3. Keramikfilter nach Anspruch 1 worin die Teilchen, welche den dünnen Film (5) bilden, einen Teilchendurchmesser von nicht mehr als ½ des Teilchendurchmessers der Teilchen aufweisen, welche die feine Zwischenschicht (4) bilden.

4. Keramikfilter nach Anspruch 1, worin der dünne Film (5) eine Dicke von 0,05 um bis 10 um aufweist.

5. Keramikfilter nach Anspruch 1, worin der poröse Träger (10) in der Form eines Hohlzylinders ist.

6. Keramikfilter nach Anspruch 1, worin der poröse Träger (10) in der Form einer Scheibe ist, die an ihrer Mitte und in ihrer Dickenrichtung mit einer Durchbohrung versehen ist.

7. Keramikfilter nach Anspruch 1, worin der poröse Träger (10) enthält: (i) ein Material, das als Aggregate verwendete grobe Aluminiumoxid-Teilchen umfaßt, und (ii) gemischte, feine, als Sinterhilfe verwendete Aluminiumoxid- Zirkonium-Teilchen, die nicht weniger als 90 Gew.-% Aluminiumoxid enthalten und die derart vermischt sind, daß das Aluminiumoxid in einer Menge von 80-99 Gew.-% auf Basis des Gesamtgewichts der Ausgangsmaterialien vorliegt, wobei das Material geformt und anschließend gesintert ist.

8. Verfahren zum Herstellen eines Keramikfilters, umfassend die Schritte:

Herstellen eines Sols, das mindestens eine Art von Teilchen enthält, ausgewählt aus Teilchen von SnO&sub2;, TiO&sub2;, ZrO&sub2; oder CeO&sub2;,

Zusetzen eines Verdickungsmittels zum Sol,

Aufbringen des Sols, dem das Verdickungsmittel zugesetzt worden ist, auf eine Oberfläche eines aus einer Keramik hergestellten, porösen Trägers (10),

Entwässern des aufgebrachten Sols zu einem Gel,

Backen des Gels bei einer Temperatur von 400 ºC bis 900 ºC, um eine feine Zwischenschicht (4) auf der Oberfläche des Trägers (10) zu bilden, worin die Teilchen der feinen Zwischenschicht einen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 500 Å aufweisen,

Aufbringen des Sols, dem das Verdickungsmittel zugesetzt worden ist, auf die Oberfläche der feinen Zwischenschicht (4),

Entwässern des auf die feine Zwischenschicht (4) aufgebrachten Sols zu einem Gel und

brachten Sols zu einem Gel und

Backen des Gels auf der feinen Zwischenschicht (4) bei einer Temperatur von 300 ºC bis 800 ºC und bei einer Temperatur, die geringer als die Backtemperatur für die feine Zwischenschicht (4) ist, um einen dünnen Film (5) auf der Oberfläche der feinen Zwischenschicht (4) zu bilden, worin die Teilchen des dünnen Films einen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 300 Å aufweisen.