JP2002504476A - Low CTE cordierite body having narrow pore size distribution and method for producing the same - Google Patents

Low CTE cordierite body having narrow pore size distribution and method for producing the same

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JP2002504476A
JP2002504476A JP2000533391A JP2000533391A JP2002504476A JP 2002504476 A JP2002504476 A JP 2002504476A JP 2000533391 A JP2000533391 A JP 2000533391A JP 2000533391 A JP2000533391 A JP 2000533391A JP 2002504476 A JP2002504476 A JP 2002504476A
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micrometers
less
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kaolin
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エイ マーケル,グレゴリー
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    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof

Abstract

(57)【要約】 25-800℃での≦4×10-7/℃のCTE、0.5-5.0マイクロメートルの気孔直径を有する少なくとも85%の気孔;または>4-6×10-7/℃のCTE、少なくとも30容積%の気孔率、0.5-5.0マイクロメートルの気孔直径を有する少なくとも85%の気孔率のコージエライト体。タルク、Al23源、およびカオリン、か焼カオリン、および/またはシリカ、並びに必要に応じての尖晶石であり、タルクの粒径は≦3.0マイクロメートル、Al23源の粒径は≦2.0マイクロメートル、カオリンは、粒径が<2.0マイクロメートルである場合、原料の<35重量%である原料が、ビヒクルおよび助剤とブレンドされて塑性混合物に調製される。未焼成体が形成され、乾燥され、1370℃−1435℃で焼成される。タルクの粒径が<2.0マイクロメートルであり、Al23源が原料の<20重量%であり、<0.3マイクロメートルの粒径を有する分散性高表面積Al23源が原料の<5.0重量%であり、カオリンの粒径が<2.0マイクロメートルである場合、1150℃−1275℃の加熱速度が>200℃/時間である。タルクの粒径が≦2.0マイクロメートルであり、Al23源が原料の<20重量%であり、<0.3マイクロメートルの粒径を有する分散性高表面積Al23源が原料の<5.0重量%であり、カオリンの粒径が<2.0マイクロメートルである場合、1150℃−1275℃の加熱速度が>50℃/時間かつ<600℃/時間である。Al23源が原料の<20重量%であり、<0.3マイクロメートルの粒径を有する分散性高表面積Al23源が原料の≧5.0重量%であり、カオリンの粒径が≦2.0マイクロメートルである場合、1150℃−1275℃の加熱速度が>50℃/時間である。カオリンの粒径が>2.0マイクロメートルである場合、1150℃−1275℃の加熱速度が≦600℃/時間かつ>30℃/時間である。 (57) Summary CTE of ≦ 4 × 10 −7 / ° C. at 25-800 ° C., at least 85% pores with a pore diameter of 0.5-5.0 micrometers; or> 4-6 × 10 −7 / ° C. A cordierite body having a CTE of at least 30% by volume, a porosity of at least 30% by volume, and a porosity of at least 85% with a pore diameter of 0.5-5.0 micrometers. Talc, Al 2 O 3 source, and kaolin, calcined kaolin, and / or silica, and optionally spinel, talc particle size ≦ 3.0 micrometers, Al 2 O 3 source particle size Is ≤2.0 micrometers, and kaolin, when the particle size is <2.0 micrometers, a raw material that is <35% by weight of the raw material is blended with vehicle and auxiliaries to prepare a plastic mixture. A green body is formed, dried and fired at 1370-1435 ° C. The talc particle size is <2.0 micrometers, the Al 2 O 3 source is <20% by weight of the raw material, and the dispersible high surface area Al 2 O 3 source having a particle size of <0.3 micrometer is <5.0 micrometers in the raw material. % By weight and if the particle size of the kaolin is <2.0 micrometers, the heating rate from 1150 ° C to 1275 ° C is> 200 ° C / hour. The talc particle size is ≦ 2.0 micrometers, the Al 2 O 3 source is <20% by weight of the raw material, and the dispersible high surface area Al 2 O 3 source having a particle size of <0.3 micrometer is <5.0 micron of the raw material. % By weight and if the particle size of the kaolin is <2.0 micrometers, the heating rate from 1150 ° C to 1275 ° C is> 50 ° C / hour and <600 ° C / hour. The source of Al 2 O 3 is <20% by weight of the raw material, the dispersible high surface area Al 2 O 3 source having a particle size of <0.3 micrometers is ≧ 5.0% by weight of the raw material, and the particle size of kaolin is ≦ 2.0%. In the case of micrometers, the heating rate from 1150 ° C. to 1275 ° C. is> 50 ° C./hour. If the particle size of kaolin is> 2.0 micrometers, the heating rate at 1150 ° C to 1275 ° C is ≦ 600 ° C / hour and> 30 ° C / hour.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 本出願は、Gregory A. Merkelによる、「狭い気孔サイズ分布を有する低CT Eコージエライト体およびその製造方法」と題する、1998年2月25日に出願され た米国仮特許出願第60/075,846号の特恵を主張する。[0001] This application is related to US Provisional Patent Application No. 60/1998, filed February 25, 1998, entitled "Low CTE Cordierite Bodies with Narrow Pore Size Distribution and Methods for Producing the Same" by Gregory A. Merkel. Claims the benefits of 075,846.

【0002】 本発明は、低熱膨張係数(CTE)および狭い気孔サイズ分布の独特な組合せ
を有するコージエライト体に関する。これは、原料および焼成スケジュールの選
択された組合せを使用することにより達成される。特に、このコージエライト体
は、触媒反応用の基体として、および濾過用途に使用することが見出されたハニ
カム構造体である。
The present invention relates to cordierite bodies having a unique combination of low coefficient of thermal expansion (CTE) and narrow pore size distribution. This is achieved by using a selected combination of raw materials and firing schedule. In particular, the cordierite body is a honeycomb structure that has been found to be used as a substrate for catalytic reactions and for filtration applications.

【0003】 発明の背景 ハニカム構造を有するコージエライト体は、以下に限定されるものではないが
、自動車の排ガスを転化させるための触媒用の基体として、例えば、ディーゼル
粒子フィルタとして、または熱交換器のコアとして使用するのに特に適している
。コージエライトは、その良好な耐熱衝撃性のために、これらの用途において使
用することが好ましい。耐熱衝撃性は、熱膨張係数(CTE)に逆比例する。す
なわち、熱膨張の小さいハニカムは良好な耐熱衝撃性を有し、前記用途において
遭遇する広い温度変動幅に耐えることができる。
[0003] cordierite having a background honeycomb structure of the invention include, but are not limited to, a substrate for a catalyst for the conversion of exhaust gas of an automobile, for example, as a diesel particulate filter, or a heat exchanger Particularly suitable for use as a core. Cordierite is preferably used in these applications because of its good thermal shock resistance. Thermal shock resistance is inversely proportional to the coefficient of thermal expansion (CTE). That is, a honeycomb having a small thermal expansion has good thermal shock resistance, and can endure a wide temperature fluctuation range encountered in the above-mentioned application.

【0004】 薄壁ハニカム基体に関するような、ある場合には、強度を増大させるように全
気孔率を減少させることが望ましい。しかしながら、このように気孔率が減少す
ると、触媒を含有するウォッシュコートの充填パーセントが減少してしまい、そ
のため、ある場合には、所望の厚さのウォッシュコート層を堆積させるためにそ
の基体を数回に亘り被覆する必要が生じる。この多数の被覆工程のために最終製
品のコストが上昇してしまう。コージエライト体は、約10マイクロメートル未満
の直径を有する気孔の狭い気孔サイズ分布を有することが望ましい。狭い気孔サ
イズ分布の利点は、その分布により、多数の被覆工程を必要とせずに一回の被覆
工程でウォッシュコート層の所望の厚さを達成できるようにウォッシュコートの
含浸が向上することである。
[0004] In some cases, such as with thin-walled honeycomb substrates, it is desirable to reduce total porosity to increase strength. However, such reduced porosity results in a reduced percentage of the washcoat containing the catalyst, and in some cases, reduces the number of substrates to deposit a desired thickness of washcoat layer. It becomes necessary to coat several times. This multiple coating process adds to the cost of the final product. Desirably, the cordierite body has a narrow pore size distribution of pores having a diameter of less than about 10 micrometers. The advantage of a narrow pore size distribution is that the distribution improves washcoat impregnation so that the desired thickness of the washcoat layer can be achieved in a single coating step without requiring multiple coating steps. .

【0005】 現在まで、低CTEおよび10マイクロメートル未満の範囲における狭い気孔サ
イズ分布を有するコージエライト体が達成されていない。上述した理由のために
、これらの特性の両方を有するコージエライト体を有することは、非常に望まし
く、従来技術における進歩であろう。本発明は、そのようなコージエライト体お
よびその製造方法を提供する。
[0005] To date, cordierite bodies with low CTE and a narrow pore size distribution in the range of less than 10 micrometers have not been achieved. For the reasons mentioned above, having a cordierite body having both of these properties would be highly desirable and would be an advance in the prior art. The present invention provides such a cordierite body and a method for producing the same.

【0006】 発明の概要 本発明のある態様によれば、25-800℃で≦4×10-7/℃のCTEを有するコー ジエライト体であって、その全気孔の少なくとも85%が0.5-5.0マイクロメート ルの平均気孔径を有するコージエライト体が提供される。[0006] In accordance with one aspect of the Summary of the Invention invention, there is provided a code Jieraito having a CTE of ≦ 4 × 10 -7 / ℃ at 25-800 ° C., at least 85% of its total pore 0.5-5.0 A cordierite body having an average pore size of micrometer is provided.

【0007】 本発明の別の態様によれば、CTEが25-800℃で>4-6×10-7/℃であり、全 気孔率が少なくとも30容積%であり、その全気孔の少なくとも85%が0.5-5.0マ イクロメートルの気孔径を有するコージエライト体が提供される。According to another aspect of the invention, the CTE is> 4-6 × 10 −7 / ° C. at 25-800 ° C., the total porosity is at least 30% by volume, and at least 85% of the total pores A cordierite body having a% pore size of 0.5-5.0 micrometer is provided.

【0008】 本発明の別の態様によれば、上述したコージエライト体を製造する方法であっ
て、タルクと、Al23形成源と、カオリン、か焼カオリン、およびシリカの内
の1つ以上と、必要に応じて尖晶石とをビヒクルおよび成形助剤と緊密にブレン
ドして可塑性混合物を調製する工程を含む方法が提供される。タルクの平均粒径
は≦3.0マイクロメートルであり、Al23形成源の平均粒径は≦2.0マイクロメ
ートルである。カオリンは、存在する場合には、粒径が<2.0マイクロメートル の場合、原料の<35重量%である。未焼成体が形成され、これは、乾燥され、13
70℃−1435℃で焼成される。タルクの平均粒径が<2.0マイクロメートルであり 、Al23形成源が原料の<20重量%であり、<0.3マイクロメートルの粒径を 有する分散性高表面積Al23形成源が前記原料の<5.0重量%であり、カオリ ンの平均粒径が<2.0マイクロメートルである場合には、1150℃−1275℃の加熱 速度は>200℃/時間である。タルクの平均粒径が≧2.0マイクロメートルであり
、Al23形成源が原料の<20重量%であり、<0.3マイクロメートルの平均粒 径を有する分散性高表面積Al23形成源が前記原料の<5.0重量%であり、カ オリンの平均粒径が<2.0マイクロメートルである場合には、1150℃−1275℃の 加熱速度は>50℃/時間かつ<600℃/時間である。Al23形成源が原料の20 重量%未満であり、<0.3マイクロメートルの粒径を有する分散性高表面積Al23形成源が前記原料の≧5.0重量%であり、カオリンの平均粒径が<2.0マイク ロメートルである場合には、1150℃−1275℃の加熱速度は>50℃/時間である。
カオリンの平均粒径が>2.0マイクロメートルである場合には、1150℃−1275℃ の加熱速度は<600℃/時間かつ>30℃/時間である。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a cordierite body as described above, comprising: talc, an Al 2 O 3 forming source, and one or more of kaolin, calcined kaolin, and silica. And, optionally, intimately blending the spinel with a vehicle and a forming aid to prepare a plastic mixture. The average particle size of talc is ≦ 3.0 micrometers, and the average particle size of the Al 2 O 3 forming source is ≦ 2.0 micrometers. Kaolin, when present, is <35% by weight of the raw material when the particle size is <2.0 micrometers. A green body is formed, which is dried and 13
Fired at 70-1435 ° C. The talc has an average particle size of <2.0 micrometers, the Al 2 O 3 forming source is <20% by weight of the raw material, and the dispersible high surface area Al 2 O 3 forming source having a particle size of <0.3 micrometers is as described above. If the raw material is <5.0% by weight and the average particle size of kaolin is <2.0 micrometers, then the heating rate from 1150 ° C to 1275 ° C is> 200 ° C / hour. The talc has an average particle size of ≧ 2.0 micrometers, the Al 2 O 3 forming source is <20% by weight of the raw material, and the dispersible high surface area Al 2 O 3 forming source having an average particle size of <0.3 micrometers is used. If <5.0% by weight of the raw material and the average particle size of the kaolin is <2.0 micrometers, the heating rate from 1150 ° C to 1275 ° C is> 50 ° C / hour and <600 ° C / hour. The source of Al 2 O 3 is less than 20% by weight of the raw material, the dispersible high surface area Al 2 O 3 forming source having a particle size of <0.3 micrometers is ≧ 5.0% by weight of the raw material, and the average particle size of kaolin If the diameter is <2.0 microns, the heating rate from 1150 ° C to 1275 ° C is> 50 ° C / hour.
If the average particle size of kaolin is> 2.0 micrometers, the heating rate from 1150 ° C to 1275 ° C is <600 ° C / hour and> 30 ° C / hour.

【0009】 発明の詳細な説明 本発明は、25-800℃で測定された低熱膨張またはCTEと、狭い気孔サイズ分
布との独特な組合せを有するコージエライト体に関する。このコージエライト体
は、原料および焼成条件の特定の組合せの選択を含む方法により製造される。本
発明によれば、CTEは、膨張測定法により測定された25-800℃の平均膨張であ
る。ハニカムにおいて、CTEは、開放通路の長さに対して平行な方向に沿った
平均膨張である。
[0009] The invention relates to a low thermal expansion or CTE measured at 25-800 ° C., about cordierite bodies having a unique combination of narrow pore size distribution. The cordierite body is manufactured by a method including selection of a specific combination of raw materials and firing conditions. According to the present invention, the CTE is the average expansion of 25-800 ° C. as measured by dilatometry. In a honeycomb, the CTE is the average expansion along a direction parallel to the length of the open passage.

【0010】 別記しない限り、特定の粒径は平均粒径で表される。粒径は沈降技法により測
定される。
Unless otherwise specified, a particular particle size is expressed as an average particle size. Particle size is measured by the sedimentation technique.

【0011】 気孔率は、水銀気孔率測定法により測定された全気孔率であり、容積パーセン
トで表される。
[0011] Porosity is the total porosity measured by mercury porosimetry and is expressed in volume percent.

【0012】原料 低CTEおよび0.5マイクロメートルから5.0マイクロメートルまでの間の非常
に狭い気孔サイズ分布を得る上での本発明の成功は、ある原料と組み合わせた微
細タルクの使用および低CTEを維持するための焼成スケジュールに基づく。微
細タルクを使用することにより、0.5マイクロメートルから5.0マイクロメートル
までの間の気孔を非常に高い分画で得ることができる。しかしながら、タルクが
微細であるほど、微細亀裂形成の減少によるより高いCTEを有するコージエラ
イト体が得られる傾向がある。CTEを所望の低い値に戻すために、他の原料は
特別に選択しなければならず、ある原料の組合せに関しては、焼成中の加熱速度
にある制限を設けなければならない。
[0012] The success of the present invention in obtaining a raw material low CTE and a very narrow pore size distribution between 0.5 and 5.0 micrometers maintains the use of fine talc in combination with certain raw materials and a low CTE. Based on firing schedule. By using fine talc, pores between 0.5 and 5.0 micrometers can be obtained with a very high fraction. However, finer talc tends to result in cordierite bodies having a higher CTE due to reduced microcrack formation. In order to return the CTE to the desired low value, the other ingredients must be specially selected and, for certain ingredient combinations, certain limits must be placed on the heating rate during firing.

【0013】 低膨張および狭い気孔サイズ分布を有する、約49%から約53%までのSiO2 、約12%から約16%までのMgO、および約33%から約38%までのAl23のコ
ージエライト組成を達成するために、用いられる原料は、タルクと、Al23
成源と、カオリン、か焼カオリン、およびシリカのうちの1つ以上の成分とであ
る。必要に応じて、尖晶石が原料であっても差し支えない。
About 49% to about 53% SiO 2 , about 12% to about 16% MgO, and about 33% to about 38% Al 2 O 3 with low expansion and narrow pore size distribution to achieve the cordierite composition, the raw material employed is talc, and Al 2 O 3 forming source, and one or more components of kaolin, calcined kaolin, and silica. If necessary, spinel may be a raw material.

【0014】 タルクは、3.0マイクロメートル以下の平均粒径を有さなければならない。The talc must have an average particle size of no more than 3.0 micrometers.

【0015】 Al23形成源は、Al23自体または焼成されたときにAl23に転化する
低水溶性の他の材料を意味する。典型的なAl23形成源の例としては、アルミ
ナ、Al(OH)3(アルミニウム三水和物または鉱物のギブサイトとしても知 られている)、またはアルミニウムオキシドヒドロキシド(アルミニウム一水和
物または鉱物のベーマイトまたはスードベーマイト(pseudo-boehmite)としても 知られている)が挙げられる。
By Al 2 O 3 forming source is meant Al 2 O 3 itself or other material with low water solubility that converts to Al 2 O 3 when calcined. Examples of typical Al 2 O 3 forming sources include alumina, Al (OH) 3 (also known as aluminum trihydrate or mineral gibbsite), or aluminum oxide hydroxide (aluminum monohydrate). Or the mineral boehmite or pseudo-boehmite).

【0016】 分散性高表面積Al23形成源または形成成分は、粉末としてまたはゾルとし
て提供できる。分散性は、非常に微細な粒子の凝集塊が、ばらばらになり、約0.
3マイクロメートル未満の平均粒径を有する構成粒子に分散され得ることを意味 する。高表面積は、約10m2/gより大きい、好ましくは、約40m2/gより大き
い表面積を意味する。そのような粉末は、ベーマイト、スードベーマイト、ガン
マ相アルミナ、デルタ相アルミナ、または他のいわゆる遷移アルミナを含むこと
ができる。
The dispersible high surface area Al 2 O 3 forming source or component can be provided as a powder or as a sol. The dispersibility is as follows: agglomerates of very fine particles fall apart, about 0.
It means that it can be dispersed in constituent particles having an average particle size of less than 3 micrometers. High surface area means a surface area of greater than about 10 m 2 / g, preferably greater than about 40 m 2 / g. Such powders may include boehmite, pseudoboehmite, gamma phase alumina, delta phase alumina, or other so-called transition alumina.

【0017】 Al23形成源は、2.0マイクロメートル以下の平均粒径、および好ましくは 、約5m2/gより大きい比表面積を有さなければならない。Al23形成源の量
は、加熱速度の範囲が最も広くなることができ、それでもまだ低CTEのコージ
エライト体が得られるように前記原料の少なくとも約20重量%であることが好ま
しい。
[0017] The Al 2 O 3 forming source must have an average particle size of 2.0 micrometers or less, and preferably a specific surface area of greater than about 5 m 2 / g. The amount of Al 2 O 3 forming source is preferably at least about 20% by weight of the raw material so that the range of heating rates can be maximized and still obtain a low CTE cordierite body.

【0018】 存在する場合には、カオリンの平均粒径は、約0.2マイクロメートルから約10 マイクロメートルまでであって差し支えない。しかしながら、その平均粒径が約
2マイクロメートル未満である場合には、そのような使用するカオリンの量は、 全原料の装填量の約35重量%未満でなければならない。コージエライトを形成す
るのに必要とされるAl23の残りは、か焼カオリンまたはAl23形成源によ
り供給され、SiO2の残りは、か焼カオリンまたはシリカ粉末により供給され る。分散性高表面積Al23形成成分として供給されるAl23形成源の量は、
原料の装填量の約5重量%以上であることが好ましい。
When present, the average particle size of kaolin can be from about 0.2 micrometers to about 10 micrometers. However, its average particle size is about
If less than 2 micrometers, the amount of such kaolin used should be less than about 35% by weight of the total raw material loading. The balance of Al 2 O 3 required to form cordierite is provided by calcined kaolin or Al 2 O 3 forming sources, and the balance of SiO 2 is provided by calcined kaolin or silica powder. The amount of the Al 2 O 3 forming source supplied as the dispersible high surface area Al 2 O 3 forming component is:
Preferably, it is at least about 5% by weight of the raw material charge.

【0019】 前記原料は、それらがコージエライト体に成形されるときに原料に塑性成形適
性および未焼成強度を与える成形助剤およびビヒクルとブレンドされる。成形が
押出しにより行われる場合、押出助剤は、最も一般的には、セルロースエーテル
有機結合剤、およびステアリン酸ジグリコール、ナトリウム、アンモニウムのよ
うな滑剤であるが、本発明はこれらに限定されない。
The raw materials are blended with molding aids and vehicles that give the raw materials plastic formability and green strength when they are formed into cordierite bodies. When molding is performed by extrusion, extrusion aids are most commonly cellulose ether organic binders and lubricants such as diglycol stearate, sodium, ammonium, but the invention is not limited thereto.

【0020】 有機結合剤は、物体に成形するための混合物の可塑性に寄与する。本発明によ
る可塑化有機結合剤は、セルロースエーテル結合剤を称する。本発明による典型
的な有機結合剤の例としては、メチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセル
ロース、ヒドロキシブチルメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒ
ドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒド
ロキシブチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセ
ルロース、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、およびそれらの混合物が挙
げられる。メチルセルロースおよび/またはメチルセルロース誘導体が、本発明
を実施する上での有機結合剤として特に適しており、メチルセルロース、ヒドロ
キシプロピルメチルセルロース、またはこれらの組合せが好ましい。セルロース
エーテルの好ましい成分は、ダウケミカル社からのメトセル(Methocel)A4M、
F4M、F240、およびK75Mである。メトセルA4Mはメチルセルロース
であり、一方で、メトセルF4M、F240、およびK75Mはヒドロキシプロ
ピルメチルセルロースである。
The organic binder contributes to the plasticity of the mixture for forming into an object. The plasticized organic binder according to the invention refers to a cellulose ether binder. Examples of typical organic binders according to the present invention include methylcellulose, ethylhydroxyethylcellulose, hydroxybutylmethylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, hydroxybutylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, sodium carboxymethylcellulose, And mixtures thereof. Methylcellulose and / or methylcellulose derivatives are particularly suitable as organic binders in practicing the present invention, with methylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose or combinations thereof being preferred. Preferred components of the cellulose ether are Methocel A4M from Dow Chemical Company,
F4M, F240, and K75M. Methocel A4M is methylcellulose, while Methocel F4M, F240, and K75M are hydroxypropyl methylcellulose.

【0021】 有機結合剤の含有量は、前記原料に基づいて、一般的に約3%から約6%までで
ある。
[0021] The content of organic binder is generally from about 3% to about 6%, based on the raw materials.

【0022】 ビヒクルは、無機、すなわち、排他的ではなく典型的に、約28%から約46%の
、大部分が水からなっていても差し支えなく、あるいは、有機であっても差し支
えない。水を使用することが好ましいが、代わりに、低級アルカノールのような
揮発性有機液体が全体的にまたは部分的に望ましいだけ用いられてもよい。
The vehicle can be inorganic, that is, not exclusively, typically about 28% to about 46%, mostly water, or organic. Preferably, water is used, but alternatively, volatile organic liquids, such as lower alkanols, may be used in whole or in part as desired.

【0023】 有機結合剤、ビヒクルおよび他の添加剤の重量パーセントは、前記原料に関し
てさらに加えられた添加物として計算される。
[0023] The weight percentages of organic binder, vehicle and other additives are calculated as additional additives with respect to the raw materials.

【0024】 次いで、前記混合物は未焼成体に成形される。好ましい成形方法は、ダイを通
しての押出しである。押出しは、油圧式ラム押出プレス、または二段式脱気単一
オーガー押出機、または排出端にダイアセンブリが取り付けられた二軸スクリュ
ーミキサを用いて行うことができる。このミキサにおいて、バッチ材料をダイに
通して押し出すのに十分な圧力を発生させるために、材料および他の加工条件に
したがって、適切なスクリュー要素が選択される。
Next, the mixture is formed into a green body. The preferred forming method is extrusion through a die. Extrusion can be performed using a hydraulic ram extrusion press, or a two-stage degassing single auger extruder, or a twin screw mixer with a die assembly attached to the discharge end. In this mixer, the appropriate screw element is selected according to the material and other processing conditions to generate sufficient pressure to extrude the batch material through the die.

【0025】 本発明によるコージエライト体は、任意の都合のよいサイズおよび形状を有し
ていて差し支えない。しかしながら、本発明の方法は、ハニカムのようなセルラ
モノリス体の製造に特に適している。セルラ体には、触媒担体、ディーゼル微粒
子フィルタのようなフィルタ、溶融金属フィルタ、熱交換器のコア等の多数の用
途に使用することが見出されている。
The cordierite bodies according to the present invention can have any convenient size and shape. However, the method of the present invention is particularly suitable for producing a cellular monolith such as a honeycomb. Cellular bodies have been found to be used in numerous applications, such as catalyst supports, filters such as diesel particulate filters, molten metal filters, heat exchanger cores, and the like.

【0026】 一般的に、ハニカムのセル密度は、245セル/cm2(約1500セル/平方インチ
)から15セル/cm2(約100セル/平方インチ)までに及ぶ。壁(ウェブ)厚は
一般的に、約0.07mmから約0.6mmまで(約3ミルから約25ミルまで)に及ぶ。
前記物体の外寸および形状は、用途、例えば、自動車用途における、取付けに利
用できる空間およびエンジンサイズ等により制御される。本発明は、非常に薄い
壁、例えば、≦0.13mm(5ミル)を有するハニカムに特に有益である。本発明 のある混合物、特に、粘土、アルミナ、およびタルクを含有し、それらの全てが
<3マイクロメートルの平均粒径を有するものに関して、壁のより薄いハニカム 、例えば、0.025-0.1mm(1-4ミル)の壁を有するハニカムを製造することがで
きる。
In general, the cell density of honeycombs ranges from about 245 cells / cm 2 (about 1500 cells / in 2 ) to 15 cells / cm 2 (about 100 cells / in 2 ). Wall (web) thickness typically ranges from about 0.07 mm to about 0.6 mm (about 3 mils to about 25 mils).
The outer dimensions and shape of the object are controlled by the space available for mounting, the engine size, etc. in the application, for example, in automotive applications. The present invention is particularly beneficial for honeycombs having very thin walls, for example, <5 mils. For certain mixtures of the present invention, especially those containing clay, alumina, and talc, all of which have an average particle size of <3 micrometers, a thinner walled honeycomb, for example, 0.025-0.1 mm (1- Honeycomb with 4 mil) walls can be manufactured.

【0027】 次いで、未焼成体を、乾燥炉または誘電乾燥のような、焼成コージエライト体
に関する従来の方法にしたがって乾燥させる。
The green body is then dried according to conventional methods for a fired cordierite body, such as a drying oven or dielectric drying.

【0028】 次いで、乾燥体を約1370℃から約1435℃までの温度で焼成する。原料の組合せ
に応じて、焼成条件は異なる。
Next, the dried body is fired at a temperature of about 1370 ° C. to about 1435 ° C. The firing conditions are different depending on the combination of the raw materials.

【0029】 例えば、タルクの平均粒径が2.0マイクロメートル未満であり、Al23形成 源の量が原料の20重量%未満であり、約0.3マイクロメートル未満の平均粒径を 有する分散性高表面積Al23形成源が、存在する場合には、前記原料の約5.0 重量%未満を構成し、カオリンの平均粒径が約2.0マイクロメートル未満である 場合には、微細亀裂の形成および低CTEに必要とされる微小構造を得るために
は、1150℃から1275℃まで間の加熱速度は200℃/時間よりも大きい。
For example, the talc has an average particle size of less than 2.0 micrometers, the amount of Al 2 O 3 forming source is less than 20% by weight of the raw material, and the dispersant has an average particle size of less than about 0.3 micrometers. The surface area Al 2 O 3 forming source, if present, comprises less than about 5.0% by weight of the raw material, and if the average particle size of kaolin is less than about 2.0 micrometers, the formation and reduction of microcracks. To obtain the microstructure required for CTE, the heating rate between 1150 ° C and 1275 ° C is greater than 200 ° C / hour.

【0030】 タルクの平均粒径が約2.0マイクロメートル以上であり、Al23形成源の量 が原料の約20重量%未満であり、約0.3マイクロメートル未満の平均粒径を有す る分散性高表面積Al23形成源が、存在する場合には、前記原料の約5.0重量 %未満を構成し、カオリンの平均粒径が約2.0マイクロメートル未満である場合 には、1150℃から1275℃まで間の加熱速度は、約50℃/時間よりも大きく、約60
0℃/時間未満である。
A dispersion wherein the average particle size of the talc is greater than about 2.0 micrometers, the amount of Al 2 O 3 forming source is less than about 20% by weight of the raw material, and the average particle size is less than about 0.3 micrometers. A high surface area Al 2 O 3 forming source, if present, comprises less than about 5.0% by weight of the raw material, and if the average particle size of kaolin is less than about 2.0 micrometers, from 1150 ° C. to 1275%. The heating rate up to 50 ° C is greater than about 50 ° C / hour,
It is less than 0 ° C / hour.

【0031】 Al23形成源の量が原料の約20重量%未満であり、約0.3マイクロメートル 未満の平均粒径を有する分散性高表面積Al23形成源が、前記原料の約5.0重 量%以上の量で存在し、カオリンの平均粒径が約2.0マイクロメートル未満であ る場合には、1150℃から1275℃まで間の加熱速度は、約50℃/時間よりも大きい
The amount of the Al 2 O 3 forming source is less than about 20% by weight of the raw material, and a dispersible high surface area Al 2 O 3 forming source having an average particle size of less than about 0.3 micron is used to provide about 5.0% If present in an amount greater than or equal to the weight percent and the average particle size of kaolin is less than about 2.0 micrometers, the heating rate between 1150 ° C and 1275 ° C is greater than about 50 ° C / hour.

【0032】 カオリンの平均粒径が約2.0マイクロメートルよりも大きい場合には、1150℃ から1275℃まで間の加熱速度は、約600℃/時間未満であり、約30℃/時間より も大きい。If the average particle size of kaolin is greater than about 2.0 micrometers, the heating rate between 1150 ° C. and 1275 ° C. is less than about 600 ° C./hour and greater than about 30 ° C./hour.

【0033】 次いで、焼成体は、実際的である短時間で室温まで冷却される。The fired body is then cooled to room temperature in a practically short time.

【0034】 本発明のコージエライト体は:(1)25-800℃での≦4×10-7/℃の平均熱膨張係
数;または(2)>4×10-7/℃であるが≦6×10-7/℃である平均熱膨張係数、お よび約30容積%以上の全気孔率;のいずれかにより特徴付けられる。CTEが4 ×10-7/℃未満である場合には、全気孔率は、任意の値を有していて差し支えな
いが、好ましくは、約18%よりも大きい。全ての場合において、全気孔の少なく
とも約85%が、約0.5マイクロメートルから約5.0マイクロメートルまでの間に入
る。
The cordierite bodies of the present invention include: (1) an average coefficient of thermal expansion at 25-800 ° C. of ≦ 4 × 10 −7 / ° C .; or (2)> 4 × 10 −7 / ° C. but ≦ 6. Characterized by an average coefficient of thermal expansion of × 10 −7 / ° C. and a total porosity of about 30% by volume or more. If the CTE is less than 4 × 10 −7 / ° C., the total porosity can have any value, but is preferably greater than about 18%. In all cases, at least about 85% of all pores fall between about 0.5 micrometers and about 5.0 micrometers.

【0035】 本発明の微細亀裂が形成された多孔質体には、その気孔サイズ分布がウォッシ
ュコートを含浸させ、保持するのに有益であるので、触媒基体としての用途が見
出されている。本発明の方法は、高セル密度の、薄壁0.152mm(<0.006インチ
)および超薄壁0.102mm(<0.004インチ)ハニカム体の製造に特に適している
。さらに、本発明の方法により製造されたコージエライト体の気孔率および気孔
サイズ分布は、より粗いタルクの使用を含む従来の方法により製造されたコージ
エライト体に関するよりも、焼成中の加熱速度における変化に対してそれほど敏
感ではない。これらの性質のために、炉内の様々な位置で焼成された基体に関す
るウォッシュコートの装填量の変動が少なくなるものと考えられている。狭い気
孔サイズ分布はまた、ある濾過用途においても有用であり得る。
The porous body having microcracks of the present invention has found use as a catalyst substrate because its pore size distribution is useful for impregnating and retaining a washcoat. The method of the present invention is particularly suitable for producing high cell density, 0.152 mm (<0.006 inch) thin wall and 0.102 mm (<0.004 inch) ultra-thin wall honeycomb bodies. In addition, the porosity and pore size distribution of the cordierite bodies produced by the method of the present invention are more sensitive to changes in heating rate during firing than for cordierite bodies produced by conventional methods, including the use of coarser talc. Not so sensitive. It is believed that these properties result in less variation in washcoat loading for substrates fired at various locations in the furnace. A narrow pore size distribution may also be useful in certain filtration applications.

【0036】 本発明をより詳しく説明するために、以下の非限定実施例を提示する。全ての
部、部分、および百分率は、別記しない限り、重量に基づくものである。
The following non-limiting examples are presented in order to illustrate the invention in more detail. All parts, parts, and percentages are on a weight basis unless otherwise indicated.

【0037】 以下の実施例および比較例の全てにおいて、原料は、約3-6%のメチルセルロ ース結合剤および約0.5-1.0%のステアリン酸ナトリウム滑剤とともにドライブ レンドされ、次いで、ステンレス鋼製のマラー内で約30-46%の水と約20分間に 亘り混合された。得られた可塑化混合物は、続いて、約62セル/cm2(約400セ
ル/平方インチ)および約0.152mm(約0.006インチ)の壁厚を有するハニカム
体として押し出された。この押出体は、アルミホイル中に包まれ、約72時間に亘
り約85℃で乾燥された。ハニカムは、約10.16cm(4インチ)の長さに切断され
、電気炉中のアルミナまたはコージエライトパレット上にある粗いアルミナ砂上
に配置された。
In all of the following examples and comparative examples, the raw materials were dry-loaded with about 3-6% methylcellulose binder and about 0.5-1.0% sodium stearate lubricant and then stainless steel It was mixed with about 30-46% water in the maller for about 20 minutes. The resulting plasticized mixture is subsequently extruded as a honeycomb body having a wall thickness of about 62 cells / cm 2 (about 400 cells / square inch) and about 0.152 mm (about 0.006 inches). The extrudate was wrapped in aluminum foil and dried at about 85 ° C. for about 72 hours. The honeycomb was cut to a length of about 10.16 cm (4 inches) and placed on alumina or coarse alumina sand on a cordierite pallet in an electric furnace.

【0038】 原料の組合せが表1に列記されている。平均粒径は、沈降分析(Sedigraph ana
lysis)により測定した。焼成スケジュールおよび焼成製品の物理的特性が表2に
示されている。
The combinations of raw materials are listed in Table 1. The average particle size was determined by sedimentation analysis (Sedigraph ana
lysis). The firing schedule and physical properties of the fired products are shown in Table 2.

【0039】 実施例1−3は、1.6マイクロメートルのタルク、0.4マイクロメートルのアル
ファアルミナ、および4.5マイクロメートルの結晶質シリカの組合せにより、幅 広い加熱速度で焼成されたときに、低CTE、高い全気孔率、および0.5マイク ロメートルから5.0マイクロメートルまでの間の気孔サイズを有する85%よりも 大きい全気孔を有する本発明のコージエライト体が得られることを示している。
Examples 1-3 show a combination of 1.6 micrometer talc, 0.4 micrometer alpha alumina, and 4.5 micrometer crystalline silica, when fired at a wide range of heating rates, low CTE, high It shows that cordierite bodies of the present invention having a total porosity and a total porosity greater than 85% with a pore size between 0.5 and 5.0 micrometers are obtained.

【0040】 比較例4−6は、0.4マイクロメートルのアルファアルミナおよび4.5マイクロ
メートルの結晶質シリカと組み合わされたタルクの平均粒径が6.1マイクロメー トルまで増大されたときに、中央気孔サイズが増大し、気孔サイズ分布がより広
くなり、そのために、0.5マイクロメートルから5.0マイクロメートルまでの間の
気孔の量が全気孔の85%未満となることを示している。
Comparative Examples 4-6 show that the median pore size increases when the average particle size of talc combined with 0.4 micrometer alpha alumina and 4.5 micrometer crystalline silica is increased to 6.1 micrometer. However, the pore size distribution is wider, indicating that the volume of pores between 0.5 and 5.0 micrometers is less than 85% of the total pores.

【0041】 実施例7および8は、1.6マイクロメートルの平均粒径を有する微細タルクの 、微細カオリン、微細アルミナ、およびか焼カオリンと組み合わせた混合物によ
り、250-600℃/時間の間の速度で1150℃から1275℃まで加熱されたときに、全 気孔の85%より多くが0.5マイクロメートルから5.0マイクロメートルまでの間に
入るように非常に狭い気孔サイズ分布および30%より大きい全気孔率とともに4-
6×10-7/℃の間のCTEが得られることを示している。実施例9から11まで は、この原料の組合せにより、1150℃から1275℃までの間で600℃/時間より速 く加熱されたときに、0.5マイクロメートルから5.0マイクロメートルまでの間に
入る85%より大きい全気孔とともに4×10-7/℃未満のCTEが得られることを 示している。比較例12から14までは、これらの原料からなるコージエライト
体が250℃/時間未満の速度で加熱されたときに、CTEが6×10-7/℃を超え、
したがって、本発明ではないことを示している。
Examples 7 and 8 demonstrate that a mixture of fine talc, having an average particle size of 1.6 micrometers, in combination with fine kaolin, fine alumina, and calcined kaolin at a rate between 250-600 ° C./hour. When heated from 1150 ° C to 1275 ° C, with a very narrow pore size distribution and a total porosity greater than 30%, more than 85% of the total pores fall between 0.5 and 5.0 micrometers4. -
This shows that a CTE of between 6 × 10 −7 / ° C. is obtained. Examples 9 to 11 show that this combination of raw materials, when heated between 1150 ° C and 1275 ° C at a rate of more than 600 ° C / hour, leads to an 85% This shows that a CTE of less than 4 × 10 −7 / ° C. can be obtained with a larger total pore. In Comparative Examples 12 to 14, when the cordierite body composed of these raw materials was heated at a rate of less than 250 ° C./hour, the CTE exceeded 6 × 10 −7 / ° C.,
Therefore, it is not the present invention.

【0042】 実施例15および16は、1150-1275℃の加熱速度が約50℃/時間よりも大き いが、約600℃/時間よりも小さい場合、約2.2マイクロメートルの平均粒径を有
する微細タルクを、微細カオリン、か焼カオリン、および微細アルミナと組み合
わせて用いられることを示している。比較例17は、加熱速度が1150-1275℃で5
0℃/時間未満である場合、CTEが6×10-7/℃よりも大きいことを示している
。比較例18および19は、1150℃および1275℃の間の加熱速度が約500℃/時 間よりも速い場合、気孔は過剰に粗くなり、0.5マイクロメートルから5.0マイク
ロメートルまでの間の全気孔のパーセントが85%未満となることを示している。
Examples 15 and 16 show that when the heating rate at 1150-1275 ° C. is greater than about 50 ° C./hour, but less than about 600 ° C./hour, the fine particles have an average particle size of about 2.2 micrometers. It shows that talc is used in combination with fine kaolin, calcined kaolin, and fine alumina. In Comparative Example 17, the heating rate was 5 at 1150-1275 ° C.
If it is less than 0 ° C./hour, it indicates that the CTE is greater than 6 × 10 −7 / ° C. Comparative Examples 18 and 19 show that when the heating rate between 1150 ° C. and 1275 ° C. is faster than about 500 ° C./hour, the pores become excessively coarse and the total pores between 0.5 and 5.0 micrometers are used. The percentage is less than 85%.

【0043】 比較例20および21は、3.4マイクロメートルのタルクが微細カオリン、微 細アルミナ、およびか焼カオリンと組み合わされて用いられる場合、平均粒径が
、0.5マイクロメートルから5.0マイクロメートルまでの間の気孔が全気孔の85%
未満となるように粗くなることを示している。
Comparative Examples 20 and 21 show that when 3.4 micrometer talc is used in combination with fine kaolin, fine alumina, and calcined kaolin, the average particle size is between 0.5 micrometers and 5.0 micrometers. 85% of all pores
It indicates that the roughness becomes less than.

【0044】 比較例22は、4.2マイクロメートルのタルクが、微細カオリン、微細アルミ ナ、およびか焼カオリンと組み合わされて用いられ、1150℃および1275℃の間で
150℃/時間よりも遅い加熱速度で焼成される場合、狭い気孔サイズ分布が得ら れるが、CTEが6×10-7/℃よりも大きく増大されることを示している。比較 例23および24は、この原料の組合せが、6×10-7/℃未満のCTEを維持す るように1150℃および1275℃の間で150℃/時間よりも速く焼成される場合、平 均気孔サイズは、0.5マイクロメートルから5.0マイクロメートルまでの間の全気
孔のパーセントが85%未満となるように粗くなることを示している。
Comparative Example 22 shows that 4.2 micrometer talc was used in combination with fine kaolin, fine alumina, and calcined kaolin between 1150 ° C. and 1275 ° C.
When fired at a heating rate lower than 150 ° C./hour, a narrow pore size distribution is obtained, indicating that the CTE is increased more than 6 × 10 −7 / ° C. Comparative Examples 23 and 24 show that if this raw material combination is fired faster than 150 ° C / hr between 1150 ° C and 1275 ° C to maintain a CTE of less than 6 × 10 -7 / ° C. The uniform pore size indicates that the percentage of total pores between 0.5 and 5.0 micrometers is coarse such that it is less than 85%.

【0045】 実施例25−30は、0.4マイクロメートルのアルファアルミナを、約180m2 /gの表面積および約0.125マイクロメートルの微細に分散された粒径を有する 少なくとも5%のベーマイトで部分的に置換されたものを、1.6マイクロメートル
のタルク、0.9マイクロメートルのカオリン、およびか焼カオリンと組み合わせ ると、そのようなコージエライト体が1150℃および1275℃の間で50℃/時間より
も速く加熱される場合、4×10-7/℃未満のCTE、および全気孔の85%よりも 大きい、0.5マイクロメートルから5.0マイクロメートルまでの間の気孔を有する
コージエライト体が得られることを示している。したがって、このベーマイトを
、微細タルク、微細カオリン、か焼カオリン、およびアルファアルミナの原料の
組合せに加えることにより、低CTEおよび狭い気孔サイズ分布の所望の組合せ
を維持しながら、より遅い焼成速度を使用できる。
Examples 25-30 partially replace 0.4 micrometer of alpha alumina with at least 5% boehmite having a surface area of about 180 m 2 / g and a finely dispersed particle size of about 0.125 micrometers. When combined with 1.6 micron talc, 0.9 micron kaolin, and calcined kaolin, such cordierite bodies are heated between 1150 ° C and 1275 ° C faster than 50 ° C / hour This shows that cordierite bodies having a CTE of less than 4 × 10 −7 / ° C. and a porosity between 0.5 and 5.0 μm, greater than 85% of the total porosity, are obtained. Thus, by adding this boehmite to a combination of fine talc, fine kaolin, calcined kaolin, and alpha alumina raw materials, a lower firing rate is used while maintaining the desired combination of low CTE and narrow pore size distribution. it can.

【0046】 実施例31および32は、1150℃および1275℃の間で、約30℃/時間より速い
が、約600℃/時間未満の加熱速度で焼成される場合、1.6マイクロメートルのタ
ルクおよびより粗い7.4マイクロメートルのカオリンの0.4マイクロメートルのア
ルファアルミナとの原料の組合せに関して、非常に狭い気孔サイズ分布および30
%以上の全気孔率を有する低CTEコージエライト体が得られることを示してい
る。微細タルクを粗いカオリンとともに使用し、それでもなお低CTEを得ると
いう能力は予測されていない。比較例33は、加熱速度が1150℃および1275℃の
間で約30℃/時間よりも遅い場合に、CTEが6×10-7/℃よりも大きくなるこ とを示している。比較例34および35は、加熱速度が約600℃/時間を超える 場合、平均粒径は、0.5マイクロメートルから5.0マイクロメートルまでの間の気
孔がもはや全気孔の少なくとも85%ではなくなるように粗くなることを示してい
る。
Examples 31 and 32 show that when fired between 1150 ° C. and 1275 ° C. at a heating rate of greater than about 30 ° C./hr, but less than about 600 ° C./hr, 1.6 micrometers of talc and more Regarding the raw material combination of coarse 7.4 micron kaolin with 0.4 micron alpha alumina, a very narrow pore size distribution and 30
This shows that a low CTE cordierite body having a total porosity of not less than% can be obtained. The ability to use fine talc with coarse kaolin and still obtain low CTE is not expected. Comparative Example 33 shows that when the heating rate is less than about 30 ° C./hour between 1150 ° C. and 1275 ° C., the CTE becomes greater than 6 × 10 −7 / ° C. Comparative Examples 34 and 35 show that when the heating rate is above about 600 ° C./hour, the average particle size is so coarse that pores between 0.5 and 5.0 micrometers are no longer at least 85% of the total pores It is shown that.

【0047】 比較例36−38は、粗い4.5マイクロメートルのアルファアルミナの粉末を 微細タルク、微細カオリン、およびか焼カオリンと組合せで用いると、遅いかま
たは速い加熱速度に関しても、CTEが6×10-7/℃よりも大きくなることを示 している。
Comparative Examples 36-38 show that when coarse 4.5 micron alpha alumina powder is used in combination with fine talc, fine kaolin, and calcined kaolin, the CTE is 6 × 10, even for slow or fast heating rates. -7 / ° C.

【0048】 本発明を、ある説明のための実施の形態および特定の実施の形態に関して詳細
に説明してきたが、本発明は、そのようなものに限定されず、本発明の精神およ
び添付した特許請求の範囲から逸脱せずに他の様式で用いてもよいことを考慮す
きべであるのが理解されよう。
Although the present invention has been described in detail with reference to certain illustrative and specific embodiments, the present invention is not limited to such, and the spirit of the invention and the appended patents It will be appreciated that other forms may be used without departing from the scope of the claims.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コージエライト体を製造する方法において、 a) 必要に応じて尖晶石が加えられた、タルクと、Al23形成源と、カオ
リン、か焼カオリン、およびシリカの内の1つ以上の成分とを含むコージエライ
ト形成原料であって、該タルクの平均粒径が約3.0マイクロメートル以下であり 、該Al23形成源の平均粒径が約2.0マイクロメートル以下であり、存在する 場合には、カオリンの量が、該カオリンの平均粒径が約2.0マイクロメートル未 満である場合に前記原料の約35重量%未満である原料を選択し、 b) 前記原料を、該原料に塑性成形適性および未焼成強度を与え、それから
塑性混合物を形成するのに効果的な量のビヒクルおよび成形助剤と緊密にブレン
ドし、 c) 前記原料を未焼成体に成形し、 d) 該未焼成体を乾燥させ、 e) 該未焼成体を約1370℃から約1435℃までの温度で焼成する各工程を含み
、 前記タルクの平均粒径が2.0マイクロメートル未満であり、前記Al23形成 源の量が前記原料の20重量%未満であり、約0.3マイクロメートル未満の平均粒 径を有する分散性高表面積Al23形成源が、存在する場合には、前記原料の約
5.0重量%未満を構成し、前記カオリンの平均粒径が約2.0マイクロメートル未満
である場合には、1150℃および1275℃の間の加熱速度は約200℃/時間よりも大 きく、 前記タルクの平均粒径が約2.0マイクロメートル以上であり、前記Al23形 成源の量が前記原料の約20重量%未満であり、約0.3マイクロメートル未満の平 均粒径を有する分散性高表面積Al23形成源が、存在する場合には、前記原料
の約5.0重量%未満を構成し、前記カオリンの平均粒径が約2.0マイクロメートル
未満である場合には、1150℃および1275℃の間の加熱速度は、約50℃/時間より
も大きく、かつ約600℃/時間未満であり、 前記Al23形成源の量が前記原料の約20重量%未満であり、約0.3マイクロ メートル未満の平均粒径を有する分散性高表面積Al23形成源が、前記原料の
約5.0重量%以上を構成し、前記カオリンの平均粒径が約2.0マイクロメートル未
満である場合には、1150℃および1275℃の間の加熱速度は、約50℃/時間よりも
大きく、 前記カオリンの平均粒径が約2.0マイクロメートルよりも大きい場合には、115
0℃および1275℃の間の加熱速度は、約600℃/時間未満であり、かつ約30℃/時
間よりも大きく、 それによって、重量パーセントで表して、約49%から約53%までのSiO2、 約33%から約38%までのAl23、および約12%から約16%までのMgOから実
質的になる組成を有するコージエライト体であって、以下の特性の組:25-800℃
での≦4×10-7/℃の平均熱膨張係数、および全気孔の約85%以上が約0.5マイク
ロメートルおよび約5.0マイクロメートルの間の気孔直径を有する気孔;または2
5-800℃での>4×10-7/℃であるが、≦6×10-7/℃の平均熱膨張係数、約30容 積%以上の全気孔率、全気孔の約85%以上が約0.5マイクロメートルおよび約5.0
マイクロメートルの間の気孔直径を有すること:の内の1つを有するコージエラ
イト体を製造することを特徴とする方法。
1. A method of producing a cordierite body, comprising: a) one of talc, an Al 2 O 3 forming source, kaolin, calcined kaolin, and silica, optionally with spinel. One or more of a cordierite-forming raw material containing a component, an average particle diameter of the talc is less than about 3.0 microns, average grain size of the Al 2 O 3 forming sources is less than or equal to about 2.0 micrometers, there If so, selecting a raw material whose amount of kaolin is less than about 35% by weight of said raw material when the average particle size of said kaolin is less than about 2.0 micrometers; b) Intimately blending with a vehicle and a molding aid in an amount effective to provide plastic formability and green strength to the plastic mixture, and then c) forming said raw material into a green body; d) Dry the unfired body Is, e) comprises the steps of firing the yet-fired at a temperature from about 1370 ° C. to about 1435 ° C., an average particle diameter of the talc is less than 2.0 micrometers, the amount of the Al 2 O 3 forming source Is less than 20% by weight of the raw material, and a dispersible high surface area Al 2 O 3 forming source having an average particle size of less than about 0.3 micrometers is present, if present.
If the average particle size of the kaolin is less than about 2.0 micrometers, then the heating rate between 1150 ° C and 1275 ° C is greater than about 200 ° C / hour; A dispersible high surface area having an average particle size of about 2.0 micrometers or greater, wherein the amount of the Al 2 O 3 forming source is less than about 20% by weight of the raw material, and having an average particle size of less than about 0.3 micrometers; The Al 2 O 3 forming source, if present, comprises less than about 5.0% by weight of the raw material, and if the average particle size of the kaolin is less than about 2.0 micrometers, at 1150 ° C. and 1275 ° C. The heating rate is greater than about 50 ° C./hour and less than about 600 ° C./hour; the amount of the Al 2 O 3 forming source is less than about 20% by weight of the raw material; dispersible high surface area Al 2 O 3 forming source having a mean particle size of less than the When constituting at least about 5.0% by weight of the raw material and the average particle size of the kaolin is less than about 2.0 micrometers, the heating rate between 1150 ° C and 1275 ° C is greater than about 50 ° C / hour. If the average particle size of the kaolin is greater than about 2.0 micrometers, 115
The heating rate between 0 ° C. and 1275 ° C. is less than about 600 ° C./hour and greater than about 30 ° C./hour, whereby from about 49% to about 53% SiO 2 , a cordierite body having a composition consisting essentially of about 33% to about 38% Al 2 O 3 and about 12% to about 16% MgO, the set of properties being: 25-800. ° C
Pores having an average coefficient of thermal expansion of ≦ 4 × 10 −7 / ° C., and a pore diameter of which about 85% or more of all pores are between about 0.5 μm and about 5.0 μm; or 2
> 4 × 10 −7 / ° C at 5-800 ° C, but average thermal expansion coefficient of ≦ 6 × 10 −7 / ° C, total porosity of about 30% by volume or more, and about 85% or more of all pores Is about 0.5 micrometers and about 5.0
Having a pore diameter of between micrometers: a method characterized by producing a cordierite body having one of the following:
【請求項2】 前記Al23形成源の量が前記原料の少なくとも約20重量%
であることを特徴とする請求項1記載の方法。
2. The amount of said Al 2 O 3 forming source being at least about 20% by weight of said raw material.
The method of claim 1, wherein
【請求項3】 カオリンが、原料として存在し、約2.0マイクロメートル以 下の平均粒径を有し、前記Al23形成源の量が前記原料の約20重量%以下であ
ることを特徴とする請求項1記載の方法。
3. Kaolin is present as a raw material, has an average particle size of less than about 2.0 micrometers, and the amount of said Al 2 O 3 forming source is less than about 20% by weight of said raw material. The method according to claim 1, wherein
【請求項4】 前記分散性高表面積Al23形成源の量が前記原料の約5.0 重量%以上であることを特徴とする請求項3記載の方法。4. The method of claim 3, wherein the amount of said dispersible high surface area Al 2 O 3 forming source is at least about 5.0% by weight of said raw material. 【請求項5】 前記分散性高表面積Al23形成源が、ベーマイト、スード
ベーマイト、およびそれらの組合せからなる群より選択されることを特徴とする
請求項4記載の方法。
5. The method according to claim 4, wherein said dispersible high surface area Al 2 O 3 forming source is selected from the group consisting of boehmite, pseudo boehmite, and combinations thereof.
【請求項6】 25-800℃での≦4×10-7/℃の平均熱膨張係数、および全気 孔の約85%以上が約0.5マイクロメートルおよび約5.0マイクロメートルの間の気
孔直径を有する気孔を有することを特徴とするコージエライト体。
6. An average coefficient of thermal expansion of ≦ 4 × 10 −7 / ° C. at 25-800 ° C. and at least about 85% of all pores have a pore diameter between about 0.5 micrometers and about 5.0 micrometers. A cordierite body characterized by having pores having the same.
【請求項7】 25-800℃での>4×10-7/℃であるが、≦6×10-7/℃の平均
熱膨張係数、約30容積%以上の全気孔率を有するコージエライト体であって、全
気孔の約85%以上が約0.5マイクロメートルおよび約5.0マイクロメートルの間の
気孔直径を有することを特徴とするコージエライト体。
7. A cordierite body having an average coefficient of thermal expansion of> 4 × 10 −7 / ° C. at 25-800 ° C., but ≦ 6 × 10 −7 / ° C., and a total porosity of about 30% by volume or more. A cordierite body, wherein at least about 85% of all pores have a pore diameter between about 0.5 micrometers and about 5.0 micrometers.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009517327A (en) * 2005-11-30 2009-04-30 コーニング インコーポレイテッド Porous cordierite ceramic honeycomb article with improved strength and method for producing the same

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6087281A (en) * 1998-02-25 2000-07-11 Corning Incorporated Low CTE cordierite bodies with narrow pore size distribution and method of making same
JP4540025B2 (en) * 1998-12-07 2010-09-08 コーニング インコーポレイテッド Production of ultra-low thermal expansion cordierite structures
CA2374549A1 (en) * 1999-06-11 2000-12-21 Corning Incorporated Low expansion, high porosity, high strength cordierite body and method
JP3756721B2 (en) * 2000-03-24 2006-03-15 日本碍子株式会社 Exhaust gas purification filter
US20030041730A1 (en) * 2001-08-30 2003-03-06 Beall Douglas M. Honeycomb with varying channel size
JP2011513176A (en) * 2008-02-29 2011-04-28 コーニング インコーポレイテッド Permeable material, article made of permeable material, and manufacturing method
CN102249656A (en) * 2011-05-31 2011-11-23 宜兴王子制陶有限公司 Preparation method for thin-wall and low-expansion cordierite honeycomb ceramics
US9346003B2 (en) 2011-09-15 2016-05-24 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure
CN103449840B (en) * 2013-08-28 2014-12-10 北京中安四海节能环保工程技术有限公司 Honeycomb ceramic carrier and preparation method thereof
CN103804016A (en) * 2013-12-25 2014-05-21 大连润鸣材料技术有限公司 Engineering ceramic

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4434117A (en) * 1980-04-04 1984-02-28 Nippon Soken, Inc. Method for producing a cordierite body
JPS5782174A (en) * 1980-11-08 1982-05-22 Nippon Soken Manufacture of cordierite body
US4772580A (en) * 1985-12-27 1988-09-20 Ngk Insulators, Ltd. Catalyst carrier of cordierite honeycomb structure and method of producing the same
JPH0669534B2 (en) * 1987-02-12 1994-09-07 日本碍子株式会社 Cordierite honeycomb structure
US4869944A (en) * 1987-02-12 1989-09-26 Ngk Insulators, Ltd. Cordierite honeycomb-structural body and a method for producing the same
JP2981034B2 (en) * 1991-09-30 1999-11-22 日本碍子株式会社 Method for firing ceramic honeycomb structure
DE69817945D1 (en) * 1997-07-28 2003-10-16 Corning Inc Process for producing cordierite bodies using rapid firing
CN1210835A (en) * 1997-07-28 1999-03-17 康宁股份有限公司 Method of producing cordierite bodies utilizing substantially reduced firing times

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009517327A (en) * 2005-11-30 2009-04-30 コーニング インコーポレイテッド Porous cordierite ceramic honeycomb article with improved strength and method for producing the same

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