JP2008207978A - ハニカム構造体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コージェライト化原料から得られた坏土をハニカム形状に成形する工程を経て製造された、コージェライトの主結晶が95質量%以上のハニカム構造体1であり、前記コージェライト化原料が、X線回折によるX線回折スペクトルにおいて、散乱角(2θ)が19.3°でのピーク強度(IB)に対する、散乱角(2θ)が18.9°でのピーク強度(IA)の割合(IA/IB)が10以上であり、前記ピーク強度IAに対する、散乱角(2θ)が32.6°のピーク強度(IC)の割合(IC/IA)が0.08以下であり、且つ前記ピーク強度IAに対する、散乱角(2θ)が30.8°のピーク強度(ID)の割合(ID/IA)が0.03以下のタルク粒子を含むものであるハニカム構造体1。
【選択図】図1
Description
条件(1):前記タルク粒子のX線回折(XRD)によるX線回折スペクトルにおいて、散乱角(2θ)が19.3°でのピーク強度(IB)に対する、散乱角(2θ)が18.9°でのピーク強度(IA)の割合(IA/IB)が、10以上である。
条件(2):前記X線回折スペクトルにおいて、前記ピーク強度IAに対する、散乱角(2θ)が32.6°のピーク強度(IC)の割合(IC/IA)が、0.08以下である。
条件(3):前記X線回折スペクトルにおいて、前記ピーク強度IAに対する、散乱角(2θ)が30.8°のピーク強度(ID)の割合(ID/IA)が、0.03以下である。
条件(4):前記タルク粒子のX線回折(XRD)によるX線回折スペクトルにおいて、散乱角(2θ)が19.3°でのピーク強度(IB)に対する、散乱角(2θ)が18.9°でのピーク強度(IA)の割合(IA/IB)が、10以上である。
条件(5):前記X線回折スペクトルにおいて、前記ピーク強度IAに対する、散乱角(2θ)が32.6°のピーク強度(IC)の割合(IC/IA)が、0.08以下である。
条件(6):前記X線回折スペクトルにおいて、前記ピーク強度IAに対する、散乱角(2θ)が30.8°のピーク強度(ID)の割合(ID/IA)が、0.03以下である。
先ず、本発明のハニカム構造体の一の実施形態について説明する。本実施形態のハニカム構造体は、図1に示すように、多孔質の隔壁2を備え、この隔壁2によって流体の流路となる複数のセル3が区画形成されたハニカム構造体1である。
条件(2):前記X線回折スペクトルにおいて、前記ピーク強度IAに対する、散乱角(2θ)が32.6°のピーク強度(IC)の割合(IC/IA)が、0.08以下である。
条件(3):前記X線回折スペクトルにおいて、前記ピーク強度IAに対する、散乱角(2θ)が30.8°のピーク強度(ID)の割合(ID/IA)が、0.03以下である。
(但し、上記式(1)において、I(110)は、コージェライト結晶の面指数(110)のピーク強度を示し、I(002)は、コージェライト結晶の面指数(002)のピーク強度を示す)
Po={V/(V+1/dt)}×100 ・・・(2)
本実施形態のハニカム構造体の製造に用いられるコージェライト化原料は、アルミナ源、シリカ源、及びマグネシア源を含むものであり、焼成後の組成がコージェライトの理論組成(2MgO・2Al2O3・5SiO2)となるように、複数の原料粉体を混合して得られたものである。本実施形態においては、このコージェライト化原料に、上記した条件(1)〜(3)を満たすタルク粒子が含まれている。
タルク粒子は、理想化学組成が3MgO・4SiO2・H2Oの粘土鉱物の一種である。一般的に、鉱物として産出されるタルク粒子には、その産出地等によっても異なるが、マグネサイト、ドロマイト、クロライト等の不純物が不可避的に含まれている。従来、ハニカム構造体の製造に用いられるタルク粒子の化学組成は、化学分析によって得られているが、このようなタルク粒子の化学組成と、そのタルク粒子を原料として用いたハニカム構造体の熱膨張係数や耐熱衝撃性との相関関係を見出すことはできなかった。
次に、本発明のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態について具体的に説明する。本実施形態のハニカム構造体の製造方法は、アルミナ源、シリカ源、及びマグネシア源を含むコージェライト化原料からなる坏土をハニカム形状に成形してハニカム成形体を得、得られたハニカム成形体を乾燥及び焼成して、多孔質の隔壁によって流体の流路となる複数のセルが区画形成された、コージェライトの主結晶が95質量%以上のハニカム構造体を製造するハニカム構造体の製造方法であって、前記コージェライト化原料として、下記条件(4)〜(6)を満たすタルク粒子を含む前記コージェライト化原料を用いる製造方法である。
条件(5):前記X線回折スペクトルにおいて、前記ピーク強度IAに対する、散乱角(2θ)が32.6°のピーク強度(IC)の割合(IC/IA)が、0.08以下である。
条件(6):前記X線回折スペクトルにおいて、前記ピーク強度IAに対する、散乱角(2θ)が30.8°のピーク強度(ID)の割合(ID/IA)が、0.03以下である。
配向度=I(110)/(I(110)+I(002)) ・・・(3)
タルク粒子40質量%に、カオリン粒子(平均粒子径:7μm、BET比表面積:7m2/g)15質量%、仮焼カオリン粒子(平均粒子径:3μm、BET比表面積:10m2/g)18質量%、シリカ粒子(平均粒子径:4μm、BET比表面積:3m2/g)5質量%、アルミナ粒子(平均粒子径:4μm、BET比表面積:2m2/g)13質量%、及び水酸化アルミニウム粒子(平均粒子径:2μm、BET比表面積:15m2/g)9質量%を混合してコージェライト化原料を調製した。調製したコージェライト化原料の100質量部に対して、有機バインダ(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)を6質量部、界面活性剤(ステアリン酸ナトリウム)を0.5質量部、及び水を30質量部添加するとともに混合機(ミキサー)に投入し、3分間混合することにより湿式混合物を得た。表2に、実施例1に用いたタルク粒子の化学組成(質量%)、タルク粒子のX線回折によるピーク強度の割合(IA/IB)、ピーク強度の割合(IC/IA)、ピーク強度の割合(ID/IA)、平均粒子径、及びBET表面積を示す。
使用したタルク粒子として、表2に示すようなものを用いた以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、ハニカム構造体(実施例2〜12、比較例1〜10)を製造した。製造したハニカム構造体の各種物性値を表3に示す。
Claims (7)
- アルミナ源、シリカ源、及びマグネシア源を含むコージェライト化原料から得られた坏土をハニカム形状に成形する工程を経て製造された、多孔質の隔壁を備え、前記隔壁によって流体の流路となる複数のセルが区画形成されたハニカム構造体であって、
前記コージェライト化原料が、下記条件(1)〜(3)を満たすタルク粒子を含むものであり、且つ前記隔壁を構成するコージェライトの主結晶が95質量%以上であるハニカム構造体。
条件(1):前記タルク粒子のX線回折(XRD)によるX線回折スペクトルにおいて、散乱角(2θ)が19.3°でのピーク強度(IB)に対する、散乱角(2θ)が18.9°でのピーク強度(IA)の割合(IA/IB)が、10以上である。
条件(2):前記X線回折スペクトルにおいて、前記ピーク強度IAに対する、散乱角(2θ)が32.6°のピーク強度(IC)の割合(IC/IA)が、0.08以下である。
条件(3):前記X線回折スペクトルにおいて、前記ピーク強度IAに対する、散乱角(2θ)が30.8°のピーク強度(ID)の割合(ID/IA)が、0.03以下である。 - 前記隔壁の流路方向における熱膨張係数が0.25×10−6/℃以下である請求項1に記載のハニカム構造体。
- 耐熱衝撃温度が800℃以上である請求項1又は2に記載のハニカム構造体。
- 前記コージェライト化原料が、前記タルク粒子に加えて、カオリン、仮焼カオリン、シリカ、及びアルミナ源の原料粒子をそれぞれ含むものである請求項1〜3のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
- 前記ハニカム構造体を構成するコージェライトの結晶相における、前記隔壁の流路方向と平行に配向するコージェライト結晶の配向度が、0.82以上である請求項1〜4のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
- 前記コージェライト化原料は、前記タルク粒子を、20〜45質量%含むものである請求項1〜5のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
- アルミナ源、シリカ源、及びマグネシア源を含むコージェライト化原料からなる坏土をハニカム形状に成形してハニカム成形体を得、得られたハニカム成形体を乾燥及び焼成して、多孔質の隔壁によって流体の流路となる複数のセルが区画形成されたハニカム構造体を製造するハニカム構造体の製造方法であって、
前記コージェライト化原料として、下記条件(4)〜(6)を満たすタルク粒子を含む前記コージェライト化原料を用いるハニカム構造体の製造方法。
条件(4):前記タルク粒子のX線回折(XRD)によるX線回折スペクトルにおいて、散乱角(2θ)が19.3°でのピーク強度(IB)に対する、散乱角(2θ)が18.9°でのピーク強度(IA)の割合(IA/IB)が、10以上である。
条件(5):前記X線回折スペクトルにおいて、前記ピーク強度IAに対する、散乱角(2θ)が32.6°のピーク強度(IC)の割合(IC/IA)が、0.08以下である。
条件(6):前記X線回折スペクトルにおいて、前記ピーク強度IAに対する、散乱角(2θ)が30.8°のピーク強度(ID)の割合(ID/IA)が、0.03以下である。
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