JP2021035679A - セラミックス成形体及びセラミックス多孔体 - Google Patents
セラミックス成形体及びセラミックス多孔体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021035679A JP2021035679A JP2020183781A JP2020183781A JP2021035679A JP 2021035679 A JP2021035679 A JP 2021035679A JP 2020183781 A JP2020183781 A JP 2020183781A JP 2020183781 A JP2020183781 A JP 2020183781A JP 2021035679 A JP2021035679 A JP 2021035679A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particles
- shaped
- ceramic
- raw material
- ceramic molded
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Filtering Materials (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
- Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
Abstract
Description
本発明のセラミックス成形体の押出成形方法にて成形されるセラミックス成形体は、壁状又は板状の成形部位を有する。本発明において、「成形部位」とは、成形用の原料が押出成形用口金のスリットを通過することにより成形された部位のことを意味する。この「成形部位」は、セラミックス成形体の長さ方向(押出成形時における押出方向)において、一定の断面形状を有する。また、本発明において、「壁状又は板状の成形部位を有するセラミックス成形体」とは、その一部が壁状又は板状の成形部位であるようなセラミックス成形体と、全体が壁状又は板状の成形部位であるようなセラミックス成形体との両方を含む。本発明における「壁状又は板状の成形部位」としては、例えば、隔壁で区画された複数のセルを有するハニカム状のセラミックス成形体(ハニカム成形体)における隔壁を挙げることができる。また、板状(シート状)のセラミックス成形体における当該セラミックス成形体の全体や、管状(パイプ状)のセラミックス成形体における当該セラミックス成形体の全体(管の内部と外部とを隔てる管壁)なども、「壁状又は板状の成形部位」に含まれる。
本発明のセラミックス成形体は、これまで説明した本発明のセラミックス成形体の押出成形方法により得られるものである。即ち、本発明のセラミックス成形体は、図1に示すように、壁状又は板状の成形部位2を有し、アスペクト比が2以上300未満の粒子(第一粒子)を含んでいる。また、このセラミックス成形体は、乾燥状態において、次のような特徴を有する。即ち、図5のように、成形部位2をその厚さ方向d2に沿って切断した切断面12を、厚さ方向d2において三等分して得られた3つの領域の内、厚さ方向d2の中心に位置する領域(以下、「中央領域」という。)13における前記第一粒子の配向度が0〜53°である。造孔材等の第一粒子がこのような配向度を持つセラミックス成形体を焼成することで、成形部位2の厚さ方向に連通する気孔が多いセラミックス多孔体となり、高い透過性能が得られ易くなる。
本発明のセラミックス多孔体は、複数のセルを区画形成する複数の気孔を有する隔壁を備えるものである。そして、本発明のセラミックス多孔体は、隔壁の厚さ方向に沿って切断した切断面を、隔壁の厚さ方向に三等分して得られた3つの領域の内、隔壁の厚さ方向の中心に位置する領域である中央領域における気孔の配向度が0〜53°である。更に、本発明のセラミックス多孔体は、上記3つの領域の内、中央領域の外側の領域である表面領域における気孔率と、隔壁の気孔率との差が、0〜11%である。
本発明のセラミックス成形体の押出成形方法との比較として、従来の一般的なセラミックス成形体の押出成形方法を、当該方法により成形されるセラミックス成形体が、板状(シート状)のセラミックス成形体である場合を例に説明する。従来のセラミックス成形体の押出成形方法においては、図6に示すような押出成形用口金15を用いる。この押出成形用口金15は、原料供給面16と、その原料供給面16と反対側の面である原料成形面17とを備えている。原料供給面16には、成形用の原料を導入するための少なくとも1つの導入孔18が設けられている。一方、原料成形面17には、原料から、板状(シート状)のセラミックス成形体を押出成形するためのスリット(成形溝)19が設けられている。導入孔18とスリット19とは、押出成形用口金15の内部で連通している。スリット19は、押出成形における押出方向d1において均一な幅Eを有するように構成されている。
セラミックス原料としてアルミナ粉末を用いた。このセラミックス原料に、造孔材、バインダ及び分散剤を加えて成形用の原料とし、この原料に水を加えて混練することにより、硬度が10である坏土を得た。造孔材としては、長さ(最大長径)が200μm、厚み(最大長径に直交する幅)が12μm、アスペクト比が17であるカーボン繊維を用いた。バインダとしては、ヒドロキシプロポキシルメチルセルロースを用いた。分散剤としては、ポリアクリル酸塩を用いた。造孔材の添加量は、原料全体の35体積%となるようにした。坏土の硬度は、NGK粘土硬度計(日本ガイシ社製)で測定した(以下、実施例2〜14についても同様とした)。
作製したセラミックス多孔体のスス付き圧力損失(KPa/mm)を以下のようにして測定した。なお、スス付き圧力損失とは、ススが堆積していないときの圧力損失(P1)とススを堆積させた後の圧力損失(P2)の差(P2−P1)の値である。
造孔材の添加量を、原料全体の45体積%となるようにした以外は、実施例1と同様にして、板状(シート状)のセラミックス多孔体を得た。得られたセラミックス多孔体について、上述の方法で気孔の配向度(実質的に造孔材の配向度と同一)を測定し、その結果を表2に示した。
炭化珪素粉末75質量部と、金属珪素粉末35質量部と、タルク粉末6.6質量部と、アルミナ粉末4.4質量部と、カオリン粉末13.4質量部と、モンモリロナイト粉末1.0質量部とを混合してセラミックス原料を得た。得られたセラミックス原料に、造孔材及びバインダを加えて成形用の原料とし、この原料に水を加えて混練することにより、硬度が12である坏土を得た。造孔材としては、長さ(最大長径)が140μm、厚み(最大長径に直交する幅)が15μm、アスペクト比が9であるセルロースを用いた。バインダとしては、ヒドロキシプロポキシルメチルセルロースを用いた。造孔材の添加量は、原料全体の13体積%となるようにした。坏土の硬度は、NGK粘土硬度計で測定した。
造孔材として、長さ(最大長径)が150μm、厚み(最大長径に直交する幅)が10μm、アスペクト比が15であるグラファイトを用いた以外は、実施例3と同様にして、板状(シート状)のセラミックス成形体を得た。得られたセラミックス成形体をマイクロ波及び熱風で乾燥し、更に大気雰囲気中にて約800℃で脱脂した後、上述の方法で高アスペクト比の粒子(造孔材)の配向度を測定し、その結果を表2に示した。
炭化珪素粉末90質量部と、金属珪素粉末35質量部と、タルク粉末6.6質量部と、アルミナ粉末4.4質量部と、カオリン粉末13.4質量部と、モンモリロナイト粉末1.0質量部と混合してセラミックス原料を得た。得られたセラミックス原料に、高アスペクト比の粒子、球状造孔材及びバインダを加えて成形用の原料とし、この原料に水を加えて混練することにより、硬度が11である坏土を得た。高アスペクト比の粒子としては、長さ(最大長径)が21μm、厚み(最大長径に直交する幅)が10μm、アスペクト比が2である炭化珪素を用いた。球状造孔材としてはでんぷんを用いた。バインダとしては、ヒドロキシプロポキシルメチルセルロースを用いた。高アスペクト比の粒子の添加量は、原料全体の37体積%となるようにした。坏土の硬度は、NGK粘土硬度計で測定した。この坏土を用いて、実施例3と同様に板状(シート状)のセラミックス成形体を押出成形した。得られたセラミックス成形体をマイクロ波及び熱風で乾燥し、更に大気雰囲気中にて約450℃で脱脂した後、上述の方法で高アスペクト比の粒子(炭化珪素)の配向度を測定し、その結果を表2に示した。
表1に示す条件の原料を作製して表2に示す押出成形用口金を用いたこと以外は、実施例1と同様に板状のセラミックス多孔体を作製した。作製した板状のセラミックス多孔体について、実施例1と同様にして「隔壁の気孔率」及び「表面領域の気孔率」を求めた。また、この板状のセラミックス多孔体について実施例1と同様にして「スス付き圧力損失」の評価を行った。評価結果を表2に示す。
図6に示す従来構造の押出成形用口金を用いた以外は、実施例1と同様にして、板状(シート状)のセラミックス多孔体を得た。押出成形用口金の導入孔の直径Dは25mmとし、スリットの幅Eは0.3mmとし、押出方向におけるスリットの長さFは3mmとした。得られたセラミックス多孔体について、上述の方法で気孔の配向度(実質的に造孔材の配向度と同一)を測定し、その結果を表2に示した。また、得られたセラミックス多孔体の中央領域の微構造を示すSEM(走査型電子顕微鏡)画像の写真を図9に示した。この図9に示すSEM画像において、色の濃い部分が、造孔材の焼失により形成された気孔である。
図6に示す従来構造の押出成形用口金を用いた以外は、実施例2と同様にして、板状(シート状)のセラミックス多孔体を得た。押出成形用口金の導入孔の直径Dは25mmとし、スリットの幅Eは0.3mmとし、押出方向におけるスリットの長さFは3mmとした。得られたセラミックス多孔体について、上述の方法で気孔の配向度(実質的に造孔材の配向度と同一)を測定し、その結果を表3に示した。
図6に示す従来構造の押出成形用口金を用いた以外は、実施例3と同様にして、板状(シート状)のセラミックス成形体を得た。押出成形用口金の導入孔の直径Dは25mmとし、スリットの幅Eは0.3mmとし、押出方向におけるスリットの長さFは3mmとした。得られたセラミックス成形体を実施例3と同様に乾燥及び脱脂した後、上述の方法で高アスペクト比の粒子(造孔材)の配向度を測定し、その結果を表3に示した。
図6に示す従来構造の押出成形用口金を用いた以外は、実施例4と同様にして、板状(シート状)のセラミックス成形体を得た。押出成形用口金の導入孔の直径Dは25mmとし、スリットの幅Eは0.3mmとし、押出方向におけるスリットの長さFは3mmとした。得られたセラミックス成形体を実施例4と同様に乾燥及び脱脂した後、上述の方法で高アスペクト比の粒子(造孔材)の配向度を測定し、その結果を表3に示した。
図6に示す従来構造の押出成形用口金を用いた以外は、実施例5と同様にして、板状(シート状)のセラミックス成形体を得た。押出成形用口金の導入孔の直径Dは25mmとし、スリットの幅Eは0.3mmとし、押出方向におけるスリットの長さFは3mmとした。得られたセラミックス成形体を実施例5と同様に乾燥及び脱脂した後、上述の方法で高アスペクト比の粒子(炭化珪素)の配向度を測定し、その結果を表3に示した。
造孔材として、長さ(最大長径)が3000μm、厚み(最大長径に直交する幅)が10μm、アスペクト比が300であるカーボン繊維を用いた以外は、実施例1と同様に坏土を得た。得られた坏土を、実施例3と同様の押出成形用口金を用いて押出成形し、板状(シート状)のセラミックス成形体を得ようとしたが、坏土が押出成形用口金を通過せず、成形できなかった。評価結果を表2に示す。
表1に示す条件の原料を作製して表2に示す押出成形用口金を用いたこと以外は、実施例1と同様にして板状のセラミックス多孔体を作製した。作製した板状のセラミックス多孔体について、実施例1と同様にして「隔壁の気孔率」及び「表面領域の気孔率」を求めた。また、この板状のセラミックス多孔体について実施例1と同様にして「スス付き圧力損失」の評価を行った。評価結果を表2に示す。
表1に示す条件の原料を作製して表2に示す押出成形用口金を用いたこと以外は、実施例1と同様にして板状のセラミックス多孔体を作製した。作製した板状のセラミックス多孔体について、実施例1と同様にして「隔壁の気孔率」及び「表面領域の気孔率」を求めた。また、この板状のセラミックス多孔体について実施例1と同様にして「スス付き圧力損失」の評価を行った。評価結果を表2に示す。
表2に示すように、本発明の押出成形方法を用いた実施例1〜15は、高アスペクト比の粒子の配向度の値が小さく、高アスペクト比の粒子の多くは、その長さ方向が、セラミックス成形体の成形部位の厚さ方向とほぼ平行になるように配向していたことがわかる。一方、表3に示すように、従来の一般的な押出成形方法を用いた比較例1〜5は、高アスペクト比の粒子の配向度の値が大きく、高アスペクト比の粒子の多くは、その長さ方向が、押出方向とほぼ平行になるように配向していたことがわかる。尚、アスペクト比が300の粒子(造孔材)を用いた比較例6は、坏土が押出成形用口金を通過せず、セラミックス成形体を押出成形することができなかった。また、高アスペクト比の粒子を用いない比較例7は、配向度の値が大きく、「スス付き圧力損失」の値が大きいものであった。
Claims (8)
- 壁状又は板状の成形部位を有し、アスペクト比が2以上300未満の粒子である第一粒子を含んでおり、乾燥状態において、前記成形部位をその厚さ方向に沿って切断した切断面を、前記成形部位の厚さ方向に三等分して得られた3つの領域の内、前記成形部位の厚さ方向の中心に位置する領域における前記第一粒子の配向度が0〜53°であるセラミックス成形体。
- 前記第一粒子の長さが、前記成形部位の厚さの50%以下である請求項1に記載のセラミックス成形体。
- 前記第一粒子が、造孔材である請求項1又は2に記載のセラミックス成形体。
- 前記第一粒子の含有量が、前記セラミックス成形体を構成する原料全体に対して45体積%以下である請求項1〜3の何れか一項に記載のセラミックス成形体。
- 前記セラミックス成形体が、複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム状のセラミックス成形体であり、前記隔壁が、壁状又は板状の前記成形部位である請求項1〜4の何れか一項に記載のセラミックス成形体。
- アスペクト比が2未満の粒子である第二粒子を更に含み、当該第二粒子が造孔材である請求項1〜5の何れか一項に記載のセラミックス成形体。
- 複数のセルを区画形成する複数の気孔を有する隔壁を備え、
前記隔壁の厚さ方向に沿って切断した切断面を、前記隔壁の厚さ方向に三等分して得られた3つの領域の内、前記隔壁の厚さ方向の中心に位置する領域である中央領域における前記気孔の配向度が0〜53°であり、
前記3つの領域の内、前記中央領域の外側の領域である表面領域における気孔率と、前記隔壁の気孔率との差が、0〜11%であるセラミックス多孔体。 - 前記隔壁の気孔率が、65%以下である請求項7に記載のセラミックス多孔体。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016069762 | 2016-03-30 | ||
JP2016069762 | 2016-03-30 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017061217A Division JP6872395B2 (ja) | 2016-03-30 | 2017-03-27 | セラミックス成形体の押出成形方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021035679A true JP2021035679A (ja) | 2021-03-04 |
JP7008776B2 JP7008776B2 (ja) | 2022-01-25 |
Family
ID=60046068
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017061217A Active JP6872395B2 (ja) | 2016-03-30 | 2017-03-27 | セラミックス成形体の押出成形方法 |
JP2020183781A Active JP7008776B2 (ja) | 2016-03-30 | 2020-11-02 | セラミックス成形体及びセラミックス多孔体 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017061217A Active JP6872395B2 (ja) | 2016-03-30 | 2017-03-27 | セラミックス成形体の押出成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP6872395B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7189842B2 (ja) * | 2019-05-31 | 2022-12-14 | 京セラ株式会社 | 耐熱衝撃用容器 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08112809A (ja) * | 1994-10-14 | 1996-05-07 | Nippon Soken Inc | 押出し成形金型 |
JPH08224720A (ja) * | 1995-02-22 | 1996-09-03 | Nippon Soken Inc | 繊維強化ハニカム構造体の製造方法 |
JP2005263537A (ja) * | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Rikogaku Shinkokai | 貫通孔を有するセラミックス多孔体の製造方法 |
JP2006326427A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | フィルタ及びその製造方法 |
JP2014227324A (ja) * | 2013-05-23 | 2014-12-08 | 宮川化成工業株式会社 | 多孔質セラミックス焼結体およびその製造方法 |
-
2017
- 2017-03-27 JP JP2017061217A patent/JP6872395B2/ja active Active
-
2020
- 2020-11-02 JP JP2020183781A patent/JP7008776B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08112809A (ja) * | 1994-10-14 | 1996-05-07 | Nippon Soken Inc | 押出し成形金型 |
JPH08224720A (ja) * | 1995-02-22 | 1996-09-03 | Nippon Soken Inc | 繊維強化ハニカム構造体の製造方法 |
JP2005263537A (ja) * | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Rikogaku Shinkokai | 貫通孔を有するセラミックス多孔体の製造方法 |
JP2006326427A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | フィルタ及びその製造方法 |
JP2014227324A (ja) * | 2013-05-23 | 2014-12-08 | 宮川化成工業株式会社 | 多孔質セラミックス焼結体およびその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017185799A (ja) | 2017-10-12 |
JP7008776B2 (ja) | 2022-01-25 |
JP6872395B2 (ja) | 2021-05-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8747508B2 (en) | Honeycomb filter and manufacturing method of the same | |
EP2502661B1 (en) | Honeycomb filter and manufacturing method of the same | |
US9101865B2 (en) | Honeycomb structure and manufacturing method of the same | |
WO2018230611A1 (ja) | 排ガス浄化フィルタ | |
JP5518518B2 (ja) | ハニカムフィルタの製造方法 | |
US9045372B2 (en) | Honeycomb structure body | |
US9957861B2 (en) | Honeycomb filter | |
US8475906B2 (en) | Silicon carbide based porous material and method for preparation thereof | |
US10632648B2 (en) | Ceramic formed body extrusion method, ceramic formed body, and ceramic porous body | |
JP7008776B2 (ja) | セラミックス成形体及びセラミックス多孔体 | |
JP2017159197A (ja) | ハニカム構造体 | |
US11786856B2 (en) | Honeycomb filter | |
JP2023148833A (ja) | ハニカムフィルタ | |
JP4511103B2 (ja) | 複合材料の製造方法 | |
CN113457315B (zh) | 陶瓷制的过滤器 | |
US11590444B2 (en) | Honeycomb filter | |
WO2022202910A1 (ja) | 炭化珪素質セラミックハニカム構造体及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201102 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210916 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211005 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211125 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220105 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220111 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7008776 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |