CN108495830A - 蜂窝结构体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种蜂窝结构体的制造方法，其有效抑制开裂等缺陷的产生并且能够制造耐热冲击性优异的蜂窝结构体。本发明的蜂窝结构体的制造方法具有：成形工序，调制含有堇青石形成材料及无机粘合剂的成形原料，对所调制的成形原料进行混炼、成形来制作蜂窝成形体；以及烧成工序，将所制作的蜂窝成形体烧成得到蜂窝结构体，在成形工序中，使用层间金属阳离子的至少一部分与非金属阳离子进行了离子交换的蒙皂石作为无机粘合剂，该蒙皂石中所含的钠的总量相对于该蒙皂石100质量％以氧化物换算为1.6质量％以下，并且，成形原料中的蒙皂石的含有比例相对于堇青石形成材料100质量份为0.5质量份以上且4.0质量份以下。
Description
技术领域
本发明涉及蜂窝结构体的制造方法。更详细地，本发明涉及能够有效抑制在脱脂时、烧成时的温度区域中的开裂(切れ)等缺陷的发生且能够制造耐热冲击性优异的蜂窝结构体的蜂窝结构体的制造方法。
背景技术
在化学、电力、钢铁等各种各样的领域中，作为用于环境保护、特定物质回收等的催化剂装置用的载体，采用陶瓷制的蜂窝结构体。此外，陶瓷制的蜂窝结构体还被用作废气净化用的过滤器。这样的陶瓷制的蜂窝结构体由于耐热性、耐蚀性优异，因而被采用于如上所述的各种用途中。蜂窝结构体是具有划分形成多个孔格的隔壁的结构体，所述多个孔格从一个端面延伸至另一个端面并成为流体流路。
作为这样的蜂窝结构体的制造方法，例如公开了如下的蜂窝结构体的制造方法：将堇青石形成材料、水、有机粘合剂等进行混炼，将提高了可塑性的成形原料挤出成形并进行干燥、烧成(例如，参考专利文献1)。
有机粘合剂是为了提高蜂窝结构体的成形性而赋予可塑性、保形性的成分，其添加量越多，成形性越提高。为了成形出近年来需求不断增加的大型结构体、孔格结构复杂的结构体，与制造小型或简单结构的蜂窝结构体时相比，需要成形性更良好的坯土，结果，不得不添加大量的有机粘合剂。
陶瓷成形体中的有机粘合剂如果在干燥时被夺取水分就会凝胶化(即，脱水(離水))。由于该凝胶化，陶瓷成形体会硬化，其强度会升高。但是，由于有机粘合剂会在烧成时烧失，因而作为结构体的机械强度会下降。此外，有机粘合剂所占据的空间易于成为缺陷。因此，如果增加有机粘合剂的添加量，则所得到的蜂窝结构体的机械强度会下降。而且，大型蜂窝结构体中，在烧成时有机粘合剂会燃烧，此时结构体内部因燃烧热而易于变为高温。因此，由于蜂窝结构体的内外温度差所引起的热应力，会导致易于产生裂纹等缺陷，不仅降低蜂窝结构体的机械强度，还大幅降低成品率。进而，在烧成时，因有机粘合剂的燃烧而产生CO2、有害气体并排放至大气，在大气污染、全球变暖等环境方面造成问题。
针对如上所述的问题，公开了通过在成形原料中添加无机粘合剂、各种成形助剂来抑制裂纹等缺陷的产生，制造维持高强度、低热膨胀的蜂窝结构体的技术(例如，参照专利文献2、3)。此外，还公开了在陶瓷成形体的表面的至少一部分涂布预定的电解质水溶液，从而在不大量含有有机粘合剂、无机粘合剂的情况下制造提高了强度的蜂窝结构体的技术(例如，参照专利文献4、5)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-292616号公报
专利文献2：日本专利第4745963号
专利文献3：日本专利第5001892号
专利文献4：日本专利第5647051号
专利文献5：日本专利第5658067号
发明内容
发明要解决的课题
专利文献2和3中记载的制造方法虽然取得了抑制裂纹等缺陷产生的效果，但存在如下问题：在脱脂时、烧成时的温度区域中，抑制因成形体的表面与内部的温度差、收缩差所引起的开裂等缺陷产生的效果不充分。专利文献2中记载的制造方法中，作为成形原料，使用除了堇青石形成材料和有机粘合剂之外，还进一步以预先分散在水中的分散液的状态含有蒙皂石(Smectite)的成形原料。专利文献2中，作为蒙皂石，列举了例如蒙脱石(Montmorillonite)等粘土矿物。通过在成形原料中含有蒙脱石，会成为蜂窝结构体的热膨胀系数增加的倾向，如果仅添加蒙脱石作为蒙皂石，会导致耐热冲击性恶化。此外，专利文献2中记载的制造方法中，通过使烧成时的升温速度等变慢，能够在一定程度上抑制开裂等缺陷的产生。但是，通过这样的方法，会产生蜂窝结构体的制造时间和制造成本增加这样的新的问题。
此外，如蒙脱石这样的粘土矿物是在层间具有金属阳离子的层状粘土矿物。以下，有时将存在于粘土矿物层间的金属阳离子称为“层间金属阳离子”。作为蒙脱石的层间金属阳离子，可以列举钠离子、钙离子等。已知在制造蜂窝结构体时，成形原料中如果含有钠离子、钙离子，则所得到的蜂窝结构体的耐热冲击性会下降。这里，在专利文献2中，提出了使用由镁离子与作为层间阳离子的钠离子或者钙离子进行了离子交换的蒙皂石。但是，由镁离子进行的离子交换量存在极限，在离子交换后的蒙皂石中仍含有一定量以上的钠离子或钙离子。因此，通过专利文献2中记载的制造方法制造的蜂窝结构体存在耐热冲击性低这样的问题。
此外，专利文献4和5中记载的制造方法具有在蜂窝成形体的表面涂布含有预定阳离子的电解质水溶液的工序，存在制造方法复杂的问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的。本发明提供一种蜂窝结构体的制造方法，能够有效抑制在脱脂时、烧成时的温度区域中因成形体的表面与内部的温度差、收缩差所引起的开裂等缺陷的产生。本发明提供能够制造耐热冲击性优异的蜂窝结构体的蜂窝结构体的制造方法。
用于解决课题的方法
根据本发明，提供以下的蜂窝结构体的制造方法。
[1]一种蜂窝结构体的制造方法，具有：
成形工序，调制含有堇青石形成材料及无机粘合剂的成形原料，对所调制的所述成形原料进行混炼、成形，制作蜂窝形状的成形体，以及
烧成工序，将所制作的所述蜂窝形状的成形体进行烧成，得到以堇青石为主要成分的蜂窝结构体；
在所述成形工序中，使用层间金属阳离子的至少一部分与非金属阳离子进行了离子交换的蒙皂石作为所述无机粘合剂，
对于所述蒙皂石，该蒙皂石中所含的钠的总量相对于该蒙皂石100质量％，以氧化物换算为1.6质量％以下，并且，
所述成形原料中的所述蒙皂石的含有比例相对于所述堇青石形成材料100质量份为0.5质量份以上且4.0质量份以下。
[2]如所述[1]中记载的蜂窝结构体的制造方法，其中，作为所述蒙皂石，使用所述层间金属阳离子为钠离子的Na型蒙皂石。
[3]如所述[2]中记载的蜂窝结构体的制造方法，其中，作为所述蒙皂石，使用所述非金属阳离子为铵离子的离子交换蒙皂石。
发明的效果
根据本发明的蜂窝结构体的制造方法，能够有效抑制在脱脂时、烧成时的温度区域中因成形体的表面与内部的温度差、收缩差所引起的开裂等缺陷的产生。根据本发明的蜂窝结构体的制造方法，能够制造耐热冲击性优异的蜂窝结构体。而且，本发明的蜂窝结构体的制造方法通过防止或减少烧成时CO2、有害气体的产生，能够防止或抑制环境污染、全球变暖。
附图说明
图1是示意性地显示通过本发明的蜂窝结构体的制造方法的一个实施方式制造的蜂窝结构体的立体图。
图2是从第一端面侧观察图1所示的蜂窝结构体的平面示意图。
图3是显示图2的A-A’截面的截面示意图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行具体说明。本发明不限定于以下的实施方式，应当理解，在不脱离本发明宗旨的范围内，本领域技术人员基于通常知识对以下的实施方式实施了适当变更、改良等的方案，也落入本发明的范围。
本发明的蜂窝结构体的制造方法的一个实施方式具有：制作蜂窝形状的成形体的成形工序和将所制作的蜂窝形状的成形体进行烧成的烧成工序。这里，一边参照图1～图3一边对通过本实施方式的蜂窝结构体的制造方法制造的蜂窝结构体进行说明。图1是示意性地显示通过本发明的蜂窝结构体的制造方法的一个实施方式制造的蜂窝结构体的立体图。图2是从第一端面侧观察图1所示的蜂窝结构体的平面示意图。图3是显示图2的A-A’截面的截面示意图。
如图1～图3所示，蜂窝结构体100是具有柱状的蜂窝结构部4的蜂窝结构体100，所述蜂窝结构部4具有多孔质的隔壁1。蜂窝结构部4中，由隔壁1划分形成从蜂窝结构部4的第一端面11延伸至第二端面12的多个孔格2。图1～图3所示的蜂窝结构体100进一步具有位于蜂窝结构部4的最外周的外周壁3。本实施方式的蜂窝结构体的制造方法涉及的是制造这样的蜂窝结构体100的方法。以下，有时将本实施方式的蜂窝结构体的制造方法简称为本实施方式的制造方法。
本实施方式的制造方法中的成形工序中，首先，调制含有堇青石形成材料及无机粘合剂的成形原料。然后，对所调制的成形原料进行混炼、成形，制作蜂窝形状的成形体。本实施方式的制造方法中，在成形工序中，使用层间金属阳离子的至少一部分与非金属阳离子进行了离子交换的蒙皂石作为无机粘合剂。此时，就蒙皂石而言，该蒙皂石中所含的钠的总量相对于该蒙皂石100质量％，以氧化物换算为1.6质量％以下。此外，本实施方式的制造方法中，成形原料中的蒙皂石的含有比例相对于堇青石形成材料100质量份为0.5质量份以上且4.0质量份以下。成形原料中，除了堇青石形成材料及无机粘合剂以外还可以含有其他成分。作为其他成分，可以列举有机粘合剂、作为分散介质的水、分散剂、造孔剂等。
本实施方式的制造方法中的烧成工序中，对所制作的蜂窝形状的成形体进行烧成，得到以堇青石为主要成分的蜂窝结构体。这样，即可制作造如图1～图3所示的蜂窝结构体100。
在本说明书中，以下有时将层间金属阳离子的至少一部分与非金属阳离子进行了离子交换的蒙皂石称为“离子交换蒙皂石”。此外，离子交换蒙皂石中，有时将该离子交换蒙皂石中所含的钠的总量相对于该离子交换蒙皂石100质量％，以氧化物换算为1.6质量％以下的离子交换蒙皂石称为“特定离子交换蒙皂石”。本实施方式的制造方法中的成形工序中，使用特定离子交换蒙皂石作为无机粘合剂。此外，在成形工序中，重要的是，成形原料中的蒙皂石的含有比例相对于堇青石形成材料100质量份为0.5质量份以上且4.0质量份以下。需说明的是，本实施方式的制造方法中，成形原料中的特定离子交换蒙皂石的含有比例相对于堇青石形成材料100质量份优选为0.5质量份以上且4.0质量份以下。
根据本实施方式的蜂窝结构体的制造方法，能够有效抑制在脱脂时、烧成时的温度区域中因成形体的表面与内部的温度差、收缩差所引起的开裂等缺陷的产生。此外，根据本实施方式的蜂窝结构体的制造方法，能够制造耐热冲击性优异的蜂窝结构体。而且，本实施方式的蜂窝结构体的制造方法通过防止或减少烧成时CO2、有害气体的产生，从而能够防止或抑制环境污染、全球变暖。
蒙皂石是膨润性粘土矿物的总称。特别是在本说明书中，蒙皂石是指在层间具有金属阳离子的层状粘土矿物。以下，将存在于粘土矿物的层间的金属阳离子称为“层间金属阳离子”。作为这样的层状粘土矿物的蒙皂石，作为成形原料中的粘合剂而发挥作用。例如，可认为在将成形原料挤出成形而得到的成形体中，层状粘土矿物通过在成形体中以堆叠的方式配置，从而有助于维持成形体的形状。通过使用这样的蒙皂石作为无机粘合剂，从而与仅使用有机粘合剂时相比，能够减少有机粘合剂的量，并能够防止或减少烧成时CO2、有害气体的产生。
如上所述的蒙皂石是层状粘土矿物，作为天然物质而存在的蒙皂石中，含有钠离子、钙离子作为层间金属阳离子。如果使用这样的天然物质的蒙皂石，则在构成最终制造物的蜂窝结构体的堇青石中，钠会作为杂质而存在。如果构成蜂窝结构体的堇青石中作为杂质混入钠，则会阻碍作为堇青石的特长的低热膨胀性。以往，提出了用镁离子与蒙皂石中所含的钠离子进行离子交换的技术。但是，由镁离子进行的离子交换量存在极限，由镁离子进行离子交换后的蒙皂石中仍含有一定量以上的钠离子，会阻碍低热膨胀性。
本实施方式的制造方法中，使用层间金属阳离子的至少一部分与非金属阳离子进行了离子交换的离子交换蒙皂石。特别是，本实施方式的制造方法中，作为离子交换蒙皂石，使用如下特定离子交换蒙皂石，即离子交换蒙皂石中所含的钠的总量相对于该离子交换蒙皂石100质量％以氧化物换算为1.6质量％以下。这里，天然物质的蒙皂石是如下的蒙皂石，该蒙皂石中所含的钠的总量相对于该蒙皂石100质量％，以氧化物换算超过1.6质量％。此外，对于用镁离子与天然物质的蒙皂石进行了离子交换的蒙皂石，由于由镁离子进行的离子交换量存在极限，有时无法充分降低钠的总量。另一方面，非金属阳离子能够与层间金属阳离子的大部分进行离子交换，例如能够制作超过99％的层间金属阳离子被离子交换了的离子交换蒙皂石。本实施方式的制造方法还可以具有调制在成形工序中使用的“特定离子交换蒙皂石”的工序。即，本实施方式的制造方法还可以具有将蒙皂石的层间金属阳离子与各种非金属阳离子进行离子交换的工序。
如果离子交换蒙皂石中所含的钠的总量相对于该离子交换蒙皂石100质量％以氧化物换算超过1.6质量％，则成形体中的钠量增加，堇青石的耐热冲击性恶化。其结果是所得到的蜂窝结构体的热膨胀系数增高。离子交换蒙皂石中所含的钠的总量相对于该离子交换蒙皂石100质量％以氧化物换算优选为1.6质量％以下，以氧化物换算更优选为1.0质量％以下，以氧化物换算特别优选为0.5质量％以下。离子交换蒙皂石也可以不含钠。即，离子交换蒙皂石中的钠的总量可以为测定装置的检测限以下。作为对离子交换蒙皂石中的钠量进行测定的测定装置的检测限值，可以举出0.01质量％。
至于离子交换蒙皂石中所含的钠的总量的比率，可以按照JIS R2216的“耐火材料制品的荧光X射线分析方法”来实施测定，从而求出。
如果成形原料中的蒙皂石的含有比例相对于堇青石形成材料100质量份小于0.5质量份，则无机粘合剂的量变少，难以维持成形体的形状。此外，如果为了维持成形体的形状而增加有机粘合剂的量，则会增加CO2、有害气体的产生量。如果蒙皂石的含有比例相对于堇青石形成材料100质量份超过4.0质量份，则会增大蜂窝结构体的热膨胀系数。成形原料中的蒙皂石的含有比例相对于堇青石形成材料100质量份优选为0.5质量份以上，更优选为0.7质量份以上，特别优选为1.0质量份以上。成形原料中的蒙皂石的含有比例相对于堇青石形成材料100质量份优选为4.0质量份以下，更优选为3.0质量份以下，特别优选为2.0质量份以下。特别是，本实施方式的蜂窝结构体中，上述的“蒙皂石的含有比例”更优选为“特定的离子交换蒙皂石的含有比例”。
堇青石形成材料是成形原料的主要成分。成形工序中，将含有堇青石形成材料及无机粘合剂的成形原料进行混炼，将该成形原料制成坯土。成形原料中还可以含有有机粘合剂。将这样的坯土成形，制作蜂窝形状的成形体。以下，有时将蜂窝形状的成形体称为“蜂窝成形体”。堇青石形成材料在蜂窝成形体的烧成后成为作为隔壁主要成分的堇青石。作为堇青石形成材料，可以列举例如含有从由镁、铝和硅组成的组中选择的至少一种元素的氧化物、氢氧化物或者碳酸盐等。作为这样的堇青石形成材料，可以列举例如滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝、二氧化硅、氧化镁等。
堇青石形成材料的含有比例相对于堇青石形成材料、无机粘合剂和根据需要含有的有机粘合剂的合计质量，优选为94.8～99.4质量％。如果小于94.8质量％，则在蜂窝结构体的热膨胀、强度方面存在问题，如果超过99.4质量％，则难以成形为蜂窝形状。堇青石形成材料的含有比例相对于堇青石形成材料、无机粘合剂和有机粘合剂的合计质量，更优选为95.5～99.2质量％，特别优选为96.1～99.0质量％。
有机粘合剂在提高将成形原料混炼所得到的坯土的可塑性、成形性的同时，还发挥作为保持成形体的形状的保形剂的作用。另一方面，有机粘合剂在烧成时成为CO2、有害气体的产生源。因此，如果将含有大量有机粘合剂的成形体进行烧成来制造蜂窝结构体，则有可能加剧环境污染、全球变暖。此外，对于有机粘合剂，在成形时，有机粘合剂所占据的空间有时会成为缺陷。因此，有时所得到的蜂窝结构体中会产生裂纹等缺陷，或所得到的蜂窝结构体的强度会下降。据此，对于成形原料中的有机粘合剂的含有量，需要抑制在必要的最小限度。本实施方式的制造方法中，有机粘合剂的含有比例相对于堇青石形成材料、无机粘合剂和有机粘合剂的合计100质量份，优选为5质量份以下，更优选为4质量份以下。此外，根据用途的不同，成形原料中也可以不含有机粘合剂。即，有机粘合剂的含有比例的下限值可以为0质量份。
作为有机粘合剂，可以列举例如有机高分子。具体地，可以列举羟基丙氧基甲基纤维素、羟基丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇等。有机粘合剂可以单独使用1种或者将2种以上组合使用。
作为蒙皂石，可以列举层状粘土矿物，其具有在其层间保持有碱金属或者碱土金属的离子的结构。尤其，蒙皂石是指具有如下结构的粘土矿物群，即以由四面体层夹持八面体层的上下而成的片层(シート)为1个单位，在其层间保持有上述离子的结构。作为八面体层，可以列举含有铝(Al)或者镁(Mg)、以及氧(O)的八面体层。作为四面体层，可以列举含有硅(Si)或者铝(Al)、以及氧(O)的四面体层。作为蒙皂石，可以列举例如蒙脱石、锂皂石(Hectorite)、皂石(Saponite)等。此外，有时将含有大量蒙脱石的粘土统称为膨润土。本实施方式的制造方法中，作为无机粘合剂使用的蒙皂石，可以单独使用1种，也可以将2种以上组合使用。
本实施方式的制造方法中，作为蒙皂石，使用层间金属阳离子与非金属阳离子进行了离子交换的离子交换蒙皂石。作为非金属阳离子，可以列举例如铵离子。此外，作为能够将蒙皂石的层间金属阳离子与非金属阳离子进行离子交换的有机盐，可以列举如下的有机盐：二甲基二硬脂基铵盐(Dimethyl distearyl ammonium salt)、三甲基硬脂基铵盐(Trimethyl stearyl ammonium salt)等季铵盐，磷盐，咪唑盐。此外，如下所示的有机分子在低pH时，通过质子化而起到阳离子的作用，因而可以用作将蒙皂石的层间金属阳离子与非金属阳离子进行离子交换的物质。即，莠去津(atrazine)、氰草津(cyanazine)、西玛津(simazine)等三嗪除草剂，喹啉等N-杂环化合物，氨，成为染料、合成树脂的原料的苯胺，吡啶，尿素。
本发明中，“非金属”是指金属以外的无机物、以及有机物。因此，作为“非金属阳离子”，可举出作为金属以外的无机物的共轭酸的阳离子、阴离子从有机物脱离而成的阳离子。此外，“非金属阳离子”也可以是氢离子。但是，作为与层间金属阳离子进行离子交换的“非金属阳离子”，优选为氢离子以外的非金属阳离子。
这里，说明将蒙皂石的层间金属阳离子与非金属阳离子进行离子交换的方法。以下方法中，以使用蒙脱石作为蒙皂石且进行离子交换的非金属阳离子为铵离子的情况为例，进行说明。首先，在1N的氯化铵水溶液中充分搅拌，使蒙脱石分散，放置24小时。接着，待蒙脱石的粒子沉淀后，取出其上清液，加入新的1N的氯化铵水溶液。然后，将上述的操作反复进行3次。即，将搅拌、放置24小时、取出上清液以及添加新的氯化铵水溶液的操作反复进行3次。接着，对上述操作反复进行3次后的溶液(含蒙脱石的溶液)进行离心分离，将蒙脱石与氯化铵水溶液分离。接着，向分离出来的蒙脱石添加蒸馏水进行清洗。清洗10次后，将作为试样的蒙脱石放入透析膜，含浸于蒸馏水中。更换蒸馏水进行清洗，直至检测不出蒸馏水中的氯离子为止。由此得到的蒙脱石成为层间金属阳离子与铵离子进行了离子交换的蒙脱石。根据这样的方法，能够良好地得到蒙脱石等蒙皂石中所含的钠的总量极少的离子交换蒙皂石。需说明的是，1N是指1当量浓度，1当量浓度是指溶质相对于1L的水为1g的溶液。
本实施方式的制造方法中，由于即使是少量也能够有效地对坯土赋予可塑性、成形性，因而优选将蒙皂石以预先分散在水中的分散液的状态来使用。即，如果以分散在水中的分散液的状态使用蒙皂石，则水会浸入蒙皂石的层间，使得各层分离成各自单独的一层。这样，蒙皂石发生膨润，粘性逐渐变高，分散液成为啫喱状。通过以这样的状态添加到成形原料中，从而即使蒙皂石的量实质上很少，也能够使坯土表现出充分的可塑性、成形性。
本实施方式的制造方法中，作为离子交换前的蒙皂石，优选使用层间阳离子为钠离子的Na型蒙皂石或者为钙离子的Ca型蒙皂石。进而，作为离子交换前的蒙皂石，更优选使用层间金属阳离子为钠离子的Na型蒙皂石。
本实施方式的制造方法中，在成形原料中还可以进一步含有造孔剂。这样的造孔剂成为气孔的铸模，能够在蜂窝结构体中形成所希望的形状、大小、分布的气孔，能够增大气孔率，得到高气孔率的蜂窝结构体。作为这样的造孔剂，可以列举例如石墨、小麦粉、淀粉、酚醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或者发泡树脂等。作为发泡树脂，可以列举丙烯腈系塑料球(plastic balloon)。这些造孔剂形成气孔，但其自身却会烧失，因此其中，从抑制CO2、有害气体的产生以及裂纹的产生的观点出发，优选发泡树脂。需说明的是，在使用造孔剂时，相对于成形原料100质量份，有机粘合剂和造孔剂的含有比例的合计优选设为5质量份以下，更优选设为4质量份以下。
对于作为分散介质的水的含有比例，优选调整水的量以使得成形时的坯土具有合适的硬度。
作为对成形原料进行混炼得到坯土的方法没有特别限定，可以列举例如使用捏合机、真空炼土机等的方法。
成形工序中，将由混炼成形原料而得到的坯土成形，制作蜂窝成形体。也可以使所得到的蜂窝成形体干燥，得到使该蜂窝成形体干燥而成的蜂窝干燥体。
对于蜂窝成形体的形状没有特别限定，例如可以列举由蜂窝形状的隔壁划分形成多个孔格的蜂窝成形体，所述多个孔格从作为一个端面的第一端面延伸至作为另一个端面的第二端面。将蜂窝结构体用于DPF等过滤器用途时，优选孔格的任一个端部通过封孔部进行封孔。需说明的是，DPF是“柴油微粒过滤器(Diesel Particulate Filter)”的缩写。对于蜂窝成形体的整体形状没有特别限定，可以列举例如圆柱状、四棱柱状、三棱柱状等。此外，对于蜂窝成形体的孔格形状也没有特别限定，可以列举例如四边形、六边形、三角形等。孔格形状是指在蜂窝结构体的与孔格延伸方向正交的截面中的孔格形状。
作为成形蜂窝成形体的方法，没有特别限定，可以使用挤出成形、射出成形、冲压成形等以往公知的成形法。其中，作为合适的例子，可以列举通过使用具有所希望的孔格形状、隔壁厚度、孔格密度的金属模具将如上调制的坯土进行挤出成形的方法等。对于干燥方法也没有特别限定，可以使用例如热风干燥、微波干燥、高频干燥、减压干燥、真空干燥、冷冻干燥等以往公知的干燥方法。其中，从能够对成形体整体迅速且均匀地进行干燥的角度来看，优选将热风干燥与微波干燥或高频干燥进行组合的干燥方法。
接着，在烧成工序中，还可以通过将如上得到的蜂窝成形体进行预烧来制成预烧体。预烧是指通过燃烧来除去成形体中的有机物的操作。预烧有时也被称为脱脂。作为成形体中的有机物，可以列举粘合剂、分散剂、造孔剂等。一般而言，有机粘合剂的燃烧温度为100～300℃的程度、造孔剂的燃烧温度为200～800℃的程度。因此，预烧温度只要为200～1000℃的程度即可。作为预烧时间没有特别限定，通常为1～10小时的程度。
通过将上述得到的预烧体进行烧成而得到蜂窝结构体。为了区别于预烧，烧成有时被称为正式烧成。正式烧成是指用来使成形体或者预烧体中的成形原料烧结而致密化，确保预定强度的操作。烧成温度、烧成时间等烧成条件根据成形原料的种类而不同，因此根据其种类来选择适当的条件即可。本实施方式的制造方法中，优选在1300～1500℃烧成蜂窝成形体。更优选在1350～1450℃进行烧成。如果低于1300℃，则有时不能得到目标的结晶相(堇青石)，如果超过1500℃，则有时会熔融。
通过本实施方式的制造方法制造的蜂窝结构体的缺陷、裂纹少，是维持高强度和低热膨胀性的高品质的以堇青石为主要成分的结构体。作为堇青石的合适的组成，可以列举例如2MgO·2Al2O3·5SiO2。
实施例
以下，通过实施例更具体地对本发明进行说明，但本发明不受这些实施例的任何限制。
实施例1
实施例1中，首先，用如下的方法调制成形原料。首先，作为堇青石形成材料，准备滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅。在该堇青石形成材料中加入有机粘合剂和无机粘合剂。作为有机粘合剂使用甲基纤维素。作为无机粘合剂，使用层间金属阳离子的至少一部分与胺离子进行了离子交换的蒙脱石。蒙脱石是蒙皂石的一种。以下，有时将层间金属阳离子的至少一部分与胺离子进行了离子交换的蒙脱石称为“胺置换蒙脱石”。就实施例1中使用的胺置换蒙脱石而言，胺置换蒙脱石中所含的钠的总量相对于该胺置换蒙脱石100质量％，以氧化物换算为1.58质量％。表1中示出了作为无机粘合剂所使用的蒙皂石的化学组成(质量％)。需要说明的是，“胺(amine)”是氨、以及氨的氢原子被烃基或芳香族原子团取代而得到的化合物的总称。“胺离子”是一个氢离子加合于上述的化合物而得到的阳离子。实施例1中，与层间金属阳离子进行离子交换的胺离子为铵离子。
对于作为无机粘合剂使用的蒙皂石的化学组成(质量％)，使用多元素同时测定型荧光X射线分析装置来测定。作为分析装置，使用PHILIPS公司制的“PW2606/10(商品名)”。
成形原料中的胺置换蒙脱石的含有比例相对于堇青石形成材料100质量份设为4.0质量份，并适宜调整堇青石形成材料的滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅的量，以使其接近堇青石的组成。表1中的“蒙皂石的含有比例(质量份)”一栏中，示出蒙皂石相对于堇青石形成材料100质量份的质量比例。
成形原料中的甲基纤维素的含有比例相对于堇青石形成材料和胺置换蒙脱石的合计100质量份设为4质量份。此外，对于这样的成形原料，进一步加入表面活性剂和水。表面活性剂相对于成形原料100质量份加入1质量份。水相对于成形原料100质量份加入37质量份。通过对加入了表面活性剂和水的成形原料进行混炼，得到坯土的压实体。
将所得到的坯土通过挤出成形机成形为蜂窝形状，得到蜂窝成形体。成形时，没有发生挤出成形机的金属模具的堵塞、成形不良，能够良好地进行成形。
接着，利用微波和热风将所得到的蜂窝成形体进行干燥，之后在1420℃的温度气氛中烧成7小时，制造蜂窝结构体。在各实施例和比较例中，制作10个蜂窝结构体，确认蜂窝结构体的端面中有无开裂缺陷。表1中的“烧成时的开裂缺陷的评价”一栏中，示出蜂窝结构体的端面中的开裂缺陷的评价结果。表1中所示的评价结果中，“0/10”时表示10个的蜂窝结构体中开裂缺陷为0个。例如，开裂缺陷为1个时，表示为“1/10”。实施例1的蜂窝结构体在端面上没有确认到开裂缺陷。
此外，测定所得到的蜂窝结构体的热膨胀系数。实施例1的蜂窝结构体的热膨胀系数为0.62×10-6/℃。表1中的“热膨胀系数(×10-6/℃)”一栏中，示出蜂窝结构体的热膨胀系数的值。蜂窝结构体的热膨胀系数由理学公司制的“Thermo plus TG8120(商品名)”来测定。
此外，求出所得到的蜂窝结构体中所含的源自蒙皂石的Na2O的总量(质量％)。实施例1的蜂窝结构体中源自蒙皂石的Na2O的总量为0.06质量％，可推测因源自蒙皂石的Na2O所带来的不良影响极小。表1中的“源自蒙皂石的Na2O总量(质量％)”一栏中，示出源自蒙皂石的Na2O的总量的值。
表1
实施例2～6、8～11
实施例2～6、8～11中，使用了如表1所示的化学组成的胺置换蒙脱石。并且，按照表1所示那样改变成形原料中的胺置换蒙脱石的含有比例，适宜调整堇青石形成材料的滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅的量，以使其接近堇青石的组成。除此之外的制造方法与实施例1同样，制造了10个蜂窝结构体。对于所得到的蜂窝结构体，进行烧成时的开裂缺陷的评价及热膨胀系数的测定。结果示于表1。
实施例7
实施例7中，首先，用如下的方法调制成形原料。首先，作为堇青石形成材料，准备滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅。在该堇青石形成材料中加入有机粘合剂和无机粘合剂。作为有机粘合剂使用甲基纤维素。作为无机粘合剂，使用层间金属阳离子的至少一部分与胺离子进行了离子交换的锂皂石。锂皂石是蒙皂石的一种。以下，有时将层间金属阳离子的至少一部分与胺离子进行了离子交换的锂皂石称为“胺置换锂皂石”。就实施例7中使用的胺置换锂皂石而言，胺置换锂皂石中所含的钠的总量相对于该胺置换锂皂石100质量％，以氧化物换算为0.76质量％。表1中示出作为无机粘合剂使用的锂皂石的化学组成(质量％)。
成形原料中的胺置换锂皂石的含有比例相对于堇青石形成材料100质量份设为4.0质量份，并适宜调整堇青石形成材料的滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅的量，以使其接近堇青石的组成。表1中的“蒙皂石的含有比例(质量份)”一栏中，示出蒙皂石相对于堇青石形成材料100质量份的质量比例。
成形原料中的甲基纤维素的含有比例相对于堇青石形成材料和胺置换锂皂石的合计100质量份设为4质量份。此外，对于这样的成形原料，进一步加入表面活性剂和水。表面活性剂相对于成形原料100质量份加入1质量份。水相对于成形原料100质量份加入37质量份。通过对加入了表面活性剂和水的成形原料进行混炼，得到坯土的压实体。
将所得到的坯土通过挤出成形机成形为蜂窝形状，得到蜂窝成形体。成形时，没有发生挤出成形机的金属模具的堵塞、成形不良，能够良好地进行了成形。
接着，利用微波和热风将所得到的蜂窝成形体进行干燥，之后在1420℃的温度气氛中烧成7小时，制造10个蜂窝结构体。对于所得到的蜂窝结构体，进行烧成时的开裂缺陷的评价及热膨胀系数的测定。结果示于表1。
此外，求出所得到的蜂窝结构体中所含的源自蒙皂石的Na2O的总量(质量％)。实施例7的蜂窝结构体中源自蒙皂石的Na2O的总量为0.03质量％，可推测因源自蒙皂石的Na2O所带来的不良影响极小。表1中的“源自蒙皂石的Na2O的总量(质量％)”一栏中，示出源自蒙皂石的Na2O的总量的值。
比较例1
比较例1中，首先，用如下的方法调制成形原料。作为堇青石形成材料，准备滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅。在该堇青石形成材料中加入有机粘合剂。作为有机粘合剂使用甲基纤维素。调整滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅的量，以使得堇青石形成材料的各成分的含有比例接近堇青石的组成。
成形原料中的甲基纤维素的含有比例相对于堇青石形成材料100质量份设为4质量份。此外，对于这样的成形原料进一步加入表面活性剂和水。表面活性剂相对于成形原料100质量份加入1质量份。水相对于成形原料100质量份加入37质量份。通过对加入了表面活性剂和水的成形原料进行混炼，得到坯土的压实体。
将所得到的坯土通过挤出成形机成形为蜂窝形状，得到蜂窝成形体。成形时，没有发生挤出成形机的金属模具的堵塞、成形不良，能够良好地进行了成形。
然后，利用微波和热风将所得到的蜂窝成形体进行干燥，之后在1420℃的温度气氛中烧成7小时，制造10个蜂窝结构体。对于所得到的蜂窝结构体，进行烧成时的开裂缺陷的评价及热膨胀系数的测定。结果示于表2。比较例1的蜂窝结构体的热膨胀系数为0.49×10-6/℃，能够制造热膨胀系数低的蜂窝结构体。但是，就比较例1的蜂窝结构体而言，在所制作的10个蜂窝结构体中全部都确认到开裂缺陷。
表2
比较例2
比较例2中，首先，用如下的方法调制成形原料。作为堇青石形成材料，准备滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅。在该堇青石形成材料中加入有机粘合剂和无机粘合剂。作为有机粘合剂使用甲基纤维素。作为无机粘合剂使用Na型蒙脱石。就比较例2中使用的Na型蒙脱石而言，Na型蒙脱石中所含的钠的总量相对于该Na型蒙脱石100质量％，以氧化物换算为3.25质量％。表2中示出作为无机粘合剂使用的蒙皂石的化学组成(质量％)。
成形原料中的Na型蒙脱石的含有比例相对于堇青石形成材料100质量份设为2.0质量份，适宜调整堇青石形成材料的滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅的量，以使其接近堇青石的组成。表2中的“蒙皂石的含有比例(质量份)”一栏中，示出蒙皂石相对于堇青石形成材料100质量份的质量比例。
比较例2中，如上所述，除了使用Na型蒙脱石作为无机粘合剂以外，用与实施例1同样的方法制造了10个蜂窝结构体。对于所得到的蜂窝结构体，进行烧成时的开裂缺陷的评价及热膨胀系数的测定。结果示于表2。比较例2的蜂窝结构体在端面上没有确认到开裂缺陷。但是，比较例2的蜂窝结构体的热膨胀系数为0.67×10-6/℃，与实施例1～11的蜂窝结构体相比，确认到热膨胀系数的上升。
比较例3、4
比较例3、4中，使用了如表2所示的化学组成的胺置换蒙脱石。并且，按照表2所示那样改变成形原料中的胺置换蒙脱石的含有比例，适宜调整堇青石形成材料的滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅的量，以使其接近堇青石的组成。除此之外的制造方法与实施例1同样，制造了10个蜂窝结构体。对于所得到的蜂窝结构体，进行烧成时的开裂缺陷的评价及热膨胀系数的测定。结果示于表2。就比较例3中使用的胺置换蒙脱石而言，胺置换蒙脱石中所含的钠的总量相对于该胺置换蒙脱石100质量％，以氧化物换算为2.45质量％。对于比较例4中使用的胺置换蒙脱石，胺置换蒙脱石中所含的钠的总量相对于该胺置换蒙脱石100质量％，以氧化物换算为2.23质量％。比较例3、4的蜂窝结构体在端面上没有确认到开裂缺陷。但是，比较例3的蜂窝结构体的热膨胀系数为0.75×10-6/℃，与实施例1～11的蜂窝结构体相比，确认到热膨胀系数的上升。同样地，比较例4的蜂窝结构体的热膨胀系数为0.71×10-6/℃，与实施例1～11的蜂窝结构体相比，确认到热膨胀系数的上升。
比较例5、6
比较例5、6中，首先，用如下的方法调制成形原料。作为堇青石形成材料，准备滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅。在该堇青石形成材料中加入有机粘合剂和无机粘合剂。作为有机粘合剂使用甲基纤维素。作为无机粘合剂，使用层间金属阳离子的至少一部分与镁离子进行了离子交换的蒙脱石。以下，有时将层间金属阳离子的至少一部分与镁离子进行了离子交换的蒙脱石称为“镁置换蒙脱石”。就比较例5、6中使用的镁置换蒙脱石而言，镁置换蒙脱石中所含的钠的总量相对于该镁置换蒙脱石100质量％，以氧化物换算为1.43质量％。表2中，示出作为无机粘合剂使用的蒙皂石的化学组成(质量％)。
比较例5中，如上所述，除了使用镁置换蒙脱石6.0质量份作为无机粘合剂以外，以与实施例1同样的方法制造了10个蜂窝结构体。此外，比较例6中，如上所述，除了使用镁置换蒙脱石4.0质量份作为无机粘合剂以外，以与实施例1同样的方法制造了10个蜂窝结构体。对于所得到的蜂窝结构体，进行烧成时的开裂缺陷的评价及热膨胀系数的测定。结果示于表2。比较例5的蜂窝结构体在端面上没有确认到开裂缺陷。但是，比较例5的蜂窝结构体的热膨胀系数为0.73×10-6/℃，与实施例1～11的蜂窝结构体相比，确认到热膨胀系数的上升。就比较例6的蜂窝结构体而言，在所制作的10个的蜂窝结构体中全部确认到开裂缺陷。
产业上的可利用性
本发明在化学、电力、钢铁、工业废弃物处理等各种领域中，合适地用于作为防止环境污染、全球变暖的对策而有效的各种分离、净化装置。
符号说明
1：隔壁，2：孔格，3：外周壁，4：蜂窝结构部，11：第一端面，12：第二端面，100：蜂窝结构体。
Claims (3)
1.一种蜂窝结构体的制造方法，具有：
成形工序，调制含有堇青石形成材料及无机粘合剂的成形原料，对所调制的所述成形原料进行混炼、成形，制作蜂窝形状的成形体；以及
烧成工序，将所制作的所述蜂窝形状的成形体进行烧成，得到以堇青石为主要成分的蜂窝结构体，
所述成形工序中，使用层间金属阳离子的至少一部分与非金属阳离子进行了离子交换的蒙皂石作为所述无机粘合剂，
对于所述蒙皂石，该蒙皂石中所含的钠的总量相对于该蒙皂石100质量％，以氧化物换算为1.6质量％以下，并且，
所述成形原料中的所述蒙皂石的含有比例相对于所述堇青石形成材料100质量份为0.5质量份以上且4.0质量份以下。
2.如权利要求1所述的蜂窝结构体的制造方法，其中，
作为所述蒙皂石，使用所述层间金属阳离子为钠离子的Na型蒙皂石。
3.如权利要求2所述的蜂窝结构体的制造方法，其中，
作为所述蒙皂石，使用所述非金属阳离子为铵离子的离子交换蒙皂石。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07275712A (ja) * | 1994-04-12 | 1995-10-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ゼオライト脱硝触媒の製造方法 |
| CN1730426A (zh) * | 2004-08-04 | 2006-02-08 | 王家君 | 一种天然膨润土的改性方法 |
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| CN104478419A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-04-01 | 佛山欧神诺陶瓷股份有限公司 | 一种高白透光陶瓷砖及其生产方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3725528A (en) * | 1971-02-18 | 1973-04-03 | Yissum Res Dev Co | Quantitative ion exchange process for clay |
| ZA724690B (en) * | 1971-08-02 | 1974-02-27 | Yissum Res Dev Co | Clay-attached micronutrients |
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| JP2005097703A (ja) | 2003-09-26 | 2005-04-14 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム材および該アルミニウム材を用いた熱交換器 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07275712A (ja) * | 1994-04-12 | 1995-10-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ゼオライト脱硝触媒の製造方法 |
| CN1956934A (zh) * | 2004-03-31 | 2007-05-02 | 日本碍子株式会社 | 蜂窝结构体的制造方法及蜂窝结构体 |
| CN1730426A (zh) * | 2004-08-04 | 2006-02-08 | 王家君 | 一种天然膨润土的改性方法 |
| CN104478419A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-04-01 | 佛山欧神诺陶瓷股份有限公司 | 一种高白透光陶瓷砖及其生产方法 |
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