JP2021502948A - 予備反応させた無機粒子を含むバッチ組成物およびそれからのグリーン体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
20μm≦D50≦50μm、
D90≦100μm、および
D10≧5μm
の狭い粒子サイズ分布を有する予備反応させた球状無機粒子と、
バッチ組成物中の予備反応させた球状無機粒子の総質量に対する上乗せ添加による20質量%未満の微細無機粒子であって、5μm未満の中央径を有する微細無機粒子と、
バッチ組成物中の全ての無機粒子に対する上乗せ添加による28質量%以上のLV%とを含み、
LV%が、液体ビヒクルパーセントであり、粒子サイズ分布中の予備反応させた無機粒子の90%が、D90以下の直径を有し、予備反応させた無機粒子の10%が、D10以下の直径を有し、D50が、粒子サイズ分布の中央粒径である。
20μm≦D50≦50μm、
D90≦100μm、および
D10≧5μm
の粒子サイズ分布を有する予備反応させた球状無機粒子と、
バッチ組成物中の予備反応させた球状無機粒子の総質量に対する上乗せ添加による20質量%未満の微細無機粒子であって、5μm未満の中央径を有する微細無機粒子と、
バッチ組成物中の全ての無機粒子に対する上乗せ添加による28質量%以上のLV%とを含むバッチ組成物を混合するステップであって、
予備反応させた球状無機粒子の90%が、D90未満の直径を有し、予備反応させた球状無機粒子の10%が、D10未満の直径を有し、D50が中央粒径であるステップを含む。
20μm≦D50≦50μm、
D90≦100μm、および
D10≧5μm
の狭い粒子サイズ分布を有する予備反応させた球状無機粒子と、
バッチ組成物中の予備反応させた球状無機粒子の総質量に対する上乗せ添加による20質量%未満の微細無機粒子であって、5μm未満の中央径を有する微細無機粒子と、
バッチ組成物中の全ての無機粒子に対する上乗せ添加による28質量%以上のLV%とを含み、かつ
タウY/ベータ≧2.0を有し、
LV%が、液体ビヒクルパーセントであり、粒子サイズ分布中の予備反応させた無機粒子の90%が、D90以下の直径を有し、予備反応させた無機粒子の10%が、D10以下の直径を有し、D50が、粒子サイズ分布の中央粒径であり、タウYが、バッチ剛性の尺度であり、ベータが、バッチ組成物の摩擦係数である。
質量% SAPでの細粒=(細粒の質量/PISPの質量)×100 式1
LV% SAT=[LVの質量/(PISPの質量+細粒の質量)]×100 式2
有機バインダの質量% SAT=[OBの質量/(PISPの質量+細粒の質量]×100 式3
滑剤の質量% SAT=(滑剤の質量/PISPの質量+細粒の質量)×100 式4
細孔形成剤の質量% SAT=[PFの質量/(PISPの質量+細粒の質量]×100 式5
式中:
PISP=予備反応させた球状無機粒子、
OB=有機バインダ、および
PF=細孔形成剤。
バッチ組成物において、比較的粗い、予備反応させた球状無機粒子は、20μm≦D50≦50μm(20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、および50μmを含む)である粒子サイズ分布を有してもよく、ここで、D50は、粒子サイズ分布の中央粒径と本明細書において定義される。いくつかの実施形態において、比較的粗い、予備反応させた球状無機粒子は、本明細書においてさらに説明されるように、D50の範囲がさらにより狭い粒子サイズ分布を有する。例えば、いくつかの実施形態において、予備反応させた球状無機粒子の中央粒径は、20μm≦D50≦45μm、またはさらに25μm≦D50≦45μmであってもよい。予備反応させた球状無機粒子の中央粒径は、固体添加量を変更することにより、かつ/あるいは予備反応させた球状無機粒子を生成するためにか焼または焼成されるグリーン球状無機粒子を生成するとき、噴水ノズルの噴霧乾燥圧力または噴霧乾燥機のアトマイザーノズルの回転速度、ノズルサイズ、または噴霧乾燥機の温度設定または添加される有機もしくはポリマーバインダのタイプおよび量などの加工パラメータを変更することにより調整できる。
さらに、予備反応させた球状無機粒子は、いくつかの実施形態において、D90≦100μm、D90≦75μm、またはさらにD90≦60μmなどの、特定の粗径を下回る粒子を大きな割合で含む粒子サイズ分布を有してもよい。D90は、粒子サイズ分布内の予備反応させた球状無機粒子の特定の粗粒子径と本明細書において定義され、ここで、この分布内の予備反応させた球状無機粒子の90%は、粗径以下の直径を有し、すなわち、残りの粒子(約9.9999%)は、より大きい径を有する。
その上さらに、予備反応させた球状無機粒子は、いくつかの実施形態において、D10≧5μm、D10≧10μm、D10≧15μm、D10≧20μm、またはさらにD10≧25μmなどの、特定のサイズより大きい粒子の細粒分を含む粒子サイズ分布を有してもよい。D10は、粒子サイズ分布内の粒子の特定の細径と本明細書において定義され、ここで、粒子サイズ分布中の予備反応させた球状無機粒子の10%は、細径以下の粒子径を有し、すなわち、残り(約89.9999%)は、より大きい径を有する。
いくつかの実施形態において、比較的粗い、予備反応させた球状無機粒子は、その幅に関して比較的狭い粒子サイズ分布を有してもよい。予備反応させた球状無機粒子の粒子サイズ分布の相対的な狭さは、幅係数dBに関して測定されてもよく、ここで、幅係数dBは、以下のように式6により定義される:
dB=(D90−D10)/D50 式6
例えば、実施形態による粒子サイズ分布の幅係数dBは、いくつかの特に狭い実施形態において、dB≦2.00、またはさらにdB≦1.00、またはさらにdB≦0.90、またはさらにdB≦0.80により定義できる。
その上、バッチ組成物は、小さな割合の微細無機粒子(「細粒」)を含む。特に、バッチ組成物は、20質量% SAP未満の微細無機粒子を含む。微細無機粒子(細粒)は、バッチ組成物に添加された「細粒」の粒子分布が5μm未満の中央粒径を有する、比較的小さい粒子である。本明細書において用いられる「SAP」は、バッチ組成物中に含まれる予備反応させた球状無機粒子の総質量に基づく上乗せ添加によることを意味する。他の実施形態において、バッチ組成物は、いくつかの実施形態において、微細無機粒子であって、該細粒の分布が5μm未満の中央粒径を有する微細無機粒子を15質量% SAP未満含み、細粒の分布が5μm未満の中央径を有する微細無機粒子を10質量% SAP未満を含み、またはさらに細粒の分布が5μm未満の中央径を有する微細無機粒子を7.5質量% SAP未満を含む。
RFT=細粒の質量/PISPの質量 式7
実施形態において、比RFPは、3:97〜20:80であってもよい。
いくつかの実施形態において、バッチ組成物の粒子サイズ分布中の予備反応させた球状無機粒子は、平均して、球形またはほぼ球形の形状を有してもよく、図2に示されているように、AR≦1.2のアスペクト比(AR)を有してもよく、ここで、ARは、バッチ組成物中の全ての予備反応させた球状無機粒子に亘る平均アスペクト比であり、予備反応させた球状無機粒子各々のARは、最大寸法を有する第1の幅(W1)に亘り測定され、予備反応させた球状無機粒子203に亘る最小寸法を有する第2の幅(W2)で割ったものである。このAR≦1.2を実現するために、予備反応させた球状無機粒子203は、例えば、国際公開第2016/138192号に詳しく記載されているように、噴霧乾燥プロセスにより形成されてもよい。いくつかの実施形態において、予備反応させた球状無機粒子203は、球状形状を維持するために、適切な温度で回転か焼される。
別の態様によれば、バッチ組成物中の液体ビヒクルパーセント(LV%)は、従来のバッチにおいて使用される量を大幅に上回るが、非常に適切に高いバッチ剛性が保持される。液体ビヒクルLVは、有機バインダが溶解する媒体を提供し、したがって、バッチ組成物に可塑性を与え、その中で無機微粒子の濡れを実現する。LVは、水性ベースの液体であっても差し支えなく、これは、通常、水または水混和性溶剤である。1つの実施において、LVは脱イオン水であるが、アルコールなどの他の溶剤も使用できる。バッチ組成物の液体ビヒクルパーセントLV%は、バッチ組成物中に存在する無機粒子の総質量(例えば、予備反応させた球状無機粒子に「細粒」を加えたもの)に基づいて、質量で、いくつかの実施形態においてLV%≧28%であり、またはさらにLV%≧30%、LV%≧35%、またはさらにLV%≧40%、またはさらにLV%≧45%上乗せ添加(SAT)である。いくつかの実施形態において、LV%は、質量で28%≦LV%≦50%上乗せ添加(SAT)を含んでもよい。注目すべきことに、本明細書の発明者らによって発見されたように、そのような極めて高い液体ビヒクルパーセント(LV%≧28%)さえも有する、本明細書において開示されたバッチ組成物から形成された湿ったグリーンハニカム体446W(図4A)は、低いベータから分かるように、非常に低い壁抵抗を有するが、注目すべきことに、比較的高いタウYから分かるように、優れた形状制御が保持されるような非常に高いバッチ剛性も有する。特に、タウY/ベータの高い比も、このバッチ組成物により実現される。
いくつかの実施形態において、1種類以上の細孔形成剤がバッチ組成物に含まれてもよい。細孔形成剤は、バッチ組成物に含まれる微粒子有機材料であり、焼成中に燃え尽き、焼成されたセラミック物品内(例えば、多孔質セラミックハニカム体内)に、相互接続された開孔を生成する。特に、細孔形成剤は、単一の細孔形成剤材料または細孔形成剤材料の組合せを含んでもよい。
バッチ組成物は有機バインダを含んでもよい。有機バインダは、例えば、疎水性改質セルロースエーテルバインダであってもよい。いくつかの実施形態において、疎水性改質セルロースエーテルバインダは、以下に限られないが、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、カルボキシメチルセルロースナトリウム、それらの混合物などであってもよい。メチルセルロース誘導体および/またはメチルセルロース誘導体は、メチルセルロースおよびヒドロキシプロピルメチルセルロースが使用されているバッチ組成物に有機バインダとして使用するのに特に適している。セルロースエーテルの供給源は、DOW(登録商標) Chemical Co.から入手できるMETHOCEL(商標)セルロース製品である。
バッチ組成物は、油滑剤などの滑剤をさらに含んでもよい。油滑剤の非限定的な例には、トール油、軽質鉱油、トウモロコシ油、高分子量ポリブテン、ポリオールエステル、軽質鉱油およびワックスエマルションのブレンド、トウモロコシ油中のパラフィンワックスのブレンド、これらの組合せなどが含まれる。滑剤の量は、約0.5質量% SAT〜約5質量% SATであってもよい。例示の実施形態において、油滑剤は、バッチ組成物中に約0.5質量% SAT〜約2.5質量% SAT存在するトール油であってもよい。
予備反応させた球状無機粒子は、バッチ組成物に提供される前に所望のセラミック結晶相組成物を含むために、(例えば、焼成またはか焼されることにより)少なくとも部分的に反応させた(例えば、噴霧乾燥により形成された)球状無機粒子として本明細書において定義される。予備反応させた球状無機粒子は、焼成時に反応して酸化物セラミックまたは非酸化物セラミックを生成する構成材料の混合物から形成されてもよい。いくつかの実施形態において、複数種類の結晶相組成物が、か焼または焼成された粒子内に存在してもよい。本明細書において記載された低いアスペクト比ARを有する所望の球状幾何学的形状を生み出すために、予備反応させた有機球状粒子が形成される。
上述したように、本明細書において記載されたバッチ組成物を使用して、明確な壁、形の良いセル構造、および明確な外形を有するグリーン体(例えば、湿ったハニカムグリーン体)が押出により形成できる。さらに、認識されるように、そのようなバッチ組成物は、いくつかの実施形態において、タウY/ベータの非常に高い比(例えば、タウY/ベータ≧2.0、タウY/ベータ≧3.0、タウY/ベータ≧4.0またはそれ以上)を有してもよく、さらに、上昇したTonset≧47℃、Tonset≧50℃、またはさらにTonset≧55℃を示してもよい。圧力対温度曲線は、より高い温度で圧力が上昇する前の低い温度での平坦な部分により特徴付けられる。開始温度Tonsetは、15度の窓に亘って定義される、一定のプラトー圧力の平均圧力の1.15倍に圧力が達したときとして定義される。
Brabenderミキサー(ミキサータイプ359を備えた市販のBrabender Plastograph EC 3.8kW、200NM/150min)内で様々な成分を高剪断混合することにより、バッチ無機物(予備反応させた球状無機粒子、および「細粒」)、細孔形成剤粒子、有機バインダ、LV(例えば、脱イオン水)、および任意選択の滑剤の混合物から、ペーストを含む均質なセラミックバッチ組成物を調製した。いくつかの実施形態において、ペーストの粘稠度が適切となるように、ペーストの剛性を針入度計で測定した。デジタルフォースゲージを備えた市販の針入度計ESM−301Eモータ駆動試験台を使用した。
V=Vp(D2/d2) 式8
ピストン速度Vpは、(i)ピストン904またはクロスメンバ906と、(ii)地面またはバレル902を備えている押出機本体のいずれかとの間に連結された適切な変位センサ914により測定できる。バッチ組成物のタウYおよびベータの値を出力として与えることができる計算を実行するように十分に構成された適切なプロセッサおよびメモリを備えている適切なコントローラ916に全圧Ptotalおよびピストン速度Vpを提供することができる。
Ptotal=Pe+Pw
Dからdへの幾何学的収縮に亘る、キャピラリー908を通じたキャピラリーレオメータ900内のバッチ組成物910の圧力損失をバッチレオロジーと関連付ける多数のモデルが開発されてきた。キャピラリー特徴には、キャピラリー径d、キャピラリー長L、ならびにキャピラリー材料およびキャピラリー表面粗さと関連する側面を有するが、所与の長さLおよび直径dの所与のキャピラリー908に対して変化しない定数が含まれる。本明細書において記載された試験方法を使用して、本明細書において記載された様々なバッチ組成物のレオロジー特性を定義する特有のパラメータであるタウY(降伏応力)およびベータ(壁抵抗係数)を含むバッチレオロジー特徴を決定する。
Pw={4L/d}[βVm] 式9
式中:
Lはキャピラリー長であり
dはキャピラリー径であり
β(ベータ)は壁抵抗係数であり
mは壁速度指数であり
Vは、壁におけるペーストの速度である
しかし、壁における剪断応力Twは以下の式10で示される:
Tw=βVm 式10
したがって、壁抵抗圧力成分は、以下の式11のように表すことができる:
Pw=(4L/d)Tw 式11
剪断応力の自然対数(Ln(Tw))を速度の自然対数(Ln(V))に対してプロットする。このプロットされたデータから、Ln(Tw)とLn(V)のプロットのy切片としてβ項を導出することができ、mはその線の傾きである。0インチ/秒〜4インチ/秒(0mm/秒〜約101.6mm/秒)の長さデータに亘って傾きmを決定する。外れ値は無視し、試験を複数回実施して、各バッチ組成物の結果を平均すべきである。
Pe=2{タウY+kVn}{Ln(D/d)} 式12
Ptotal=Pe+Pwであることを考えると、このモデルにより、全圧Pは以下の式13に示されるように定義される:
Ptotal=2{タウY+kVn}{Ln(D/d)}+{4L/d}[βVm] 式13
式中:
タウYは、バッチ組成物の降伏応力であり
kは粘稠度指数であり
nはバルク速度指数であり
Dは押出機バレル径であり
dはキャピラリー径であり
Lはキャピラリー長であり
β(ベータ)は壁抵抗係数であり
mは壁速度指数であり
Vは、壁におけるペーストの速度である
測定されたパラメータと計算されたパラメータとの差を最小にするために、MS Excelに備えられたソルバーまたは他の任意の反復ソルバーなどのソルバーを使用することにより、3パラメータカーブフィットにより、測定されたデータからタウY、k、およびnの値を導出できる。タウYおよびβ(ベータ)の値は、本明細書において記載されたバッチ組成物の押出レオロジー特性を特徴付けるために本明細書において用いられるパラメータであり、上述したように計算される。この測定された生データから、コントローラ916は、タウYおよびベータの両方を計算する。
別の態様において、図5に大まかに、図6により細かく示されているように、本開示は、ハニカム体を製造する方法500、600を提供する。方法500、600は、押出ダイ444(図4A)を通じて成形されるとき、従来の反応性バッチ成分を含むバッチ組成物と比べて高い押出速度を有することができる。製造する方法500、600は、502、602において、予備反応させた球状無機粒子と、少量の「細粒」と、高いLV%(例えば、≧28%)とを含むバッチ組成物を提供するステップを含む。図6において、バッチ組成物は、詳細には602において、
20μm≦D50≦50μm、
D90≦100μm、および
D10≧5μm
により定義される狭い粒子サイズ分布を有する予備反応させた球状無機粒子と、20質量% SAP未満の量の微細無機粒子(「細粒」)であって、5μm未満の中央径を有する「細粒」と、バッチ組成物中の全ての無機粒子に対する上乗せ添加による28質量%以上のLV%とを含む。バッチ組成物は、本明細書において記載されているように、添加された有機バインダ、滑剤、界面活性剤、および/または任意選択の(1種類以上の)細孔形成剤をさらに含んでもよい。
次いで、乾燥したグリーン体ハニカム446Dを510において既知の焼成技法にしたがって焼成し、図1に示されているような多孔質セラミックハニカム体101を形成することができる。例えば、乾燥したグリーンハニカム体446Dは、ガス窯内または電気窯内で、乾燥したグリーン体ハニカム446Dをセラミック物品(例えば、多孔質セラミックハニカム体101)に変換するのに効果的な条件下で焼成されてもよい。温度および時間の焼成条件は、特定のバッチ組成物およびサイズならびに乾燥したグリーン体ハニカム446Dの幾何形状に依存する。
予備反応させた球状無機粒子と、比較的少量の「細粒」(5μm未満の中央粒径を有する粒子分布の≦20質量% SAP)と、LV%≧28%とを含むバッチ組成物から製造された多孔質セラミック物品(例えば、多孔質セラミックハニカム体)は、焼成後、触媒担体および/またはパティキュレートフィルタとしての使用に適した相互接続された開孔およびミクロ組織を示すことがある。
バッチ組成物において、
20μm≦D50≦50μm、
D90≦100μm、および
D10≧5μm
の狭い粒子サイズ分布を有する予備反応させた球状無機粒子と、
前記バッチ組成物中の前記予備反応させた球状無機粒子の総質量に対する上乗せ添加による20質量%未満の微細無機粒子であって、5μm未満の中央径を有する微細無機粒子と、
前記バッチ組成物中の全ての無機粒子に対する上乗せ添加による28質量%以上のLV%とを含み、
LV%が、液体ビヒクルパーセントであり、前記粒子サイズ分布中の前記予備反応させた無機粒子の90%が、D90以下の直径を有し、前記予備反応させた無機粒子の10%が、D10以下の直径を有し、D50が、前記粒子サイズ分布の中央粒径である、バッチ組成物。
前記予備反応させた球状無機粒子が20μm≦D50≦45μmを有する、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記予備反応させた球状無機粒子が25μm≦D50≦45μmを有する、実施形態2記載のバッチ組成物。
D90≦75μmを有する、実施形態1記載のバッチ組成物。
D90≦65μmを有する、実施形態4記載のバッチ組成物。
D10≧10μmを有する、実施形態1記載のバッチ組成物。
D10≧25μmを有する、実施形態1記載のバッチ組成物。
D90≦75μmおよびD10≧5μmを有する、実施形態1記載のバッチ組成物。
D90≦65μmおよびD10≧5μmを有する、実施形態8記載のバッチ組成物。
D90≦70μmおよびD10≧10μmを有する、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記予備反応させた球状無機粒子がdB≦2.00を有し、dB=(D90−D10)/D50である、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記予備反応させた球状無機粒子がdB≦1.00を有する、実施形態11記載のバッチ組成物。
前記予備反応させた球状無機粒子がdB≦0.90を有する、実施形態11記載のバッチ組成物。
前記予備反応させた球状無機粒子がdB≦0.80を有する、実施形態11記載のバッチ組成物。
5μm未満の中央径を有する微粒子サイズ分布を有する15質量%未満の微細無機粒子を含む、実施形態1記載のバッチ組成物。
5μm未満の中央径を有する10質量%未満の微細無機粒子を含む、実施形態15記載のバッチ組成物。
前記バッチ組成物中の前記微細無機粒子が、2μm未満の中央径を各々有する微細アルミナおよび微細シリカを含む、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記バッチ組成物中の前記微細無機粒子が、1μm未満の中央径を有する粒子サイズ分布を各々有する微細アルミナおよびコロイド状シリカを含む、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記バッチ組成物中の前記微細無機粒子の総質量と、前記バッチ組成物中の前記予備反応させた球状無機粒子の総質量との比3:97〜20:80を有する、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記予備反応させた球状無機粒子がAR≦1.2を有し、ここで、ARは、最大寸法を有する第1の幅に亘り測定され、前記予備反応させた球状無機粒子に亘る最小寸法を有する第2の幅で割った平均アスペクト比である、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記予備反応させた球状無機粒子が、噴霧乾燥プロセスにより形成される、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記液体ビヒクルの質量パーセントが、前記バッチ組成物中の全ての無機粒子の総質量に基づく上乗せ添加による30質量%以上である、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記液体ビヒクルの質量パーセントが、前記バッチ組成物中の全ての無機粒子の総質量に基づく上乗せ添加による35質量%以上である、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記液体ビヒクルの質量パーセントが、前記バッチ組成物中の全ての無機粒子の総質量に基づく上乗せ添加による40質量%以上である、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記液体ビヒクルの質量パーセントが、前記バッチ組成物中の全ての無機粒子の総質量に基づく上乗せ添加による45質量%以上である、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記液体ビヒクルの質量パーセントが、前記バッチ組成物中の全ての無機粒子の総質量に基づく上乗せ添加による28質量%以上50質量%以下である、実施形態1記載のバッチ組成物。
細孔形成剤としてのデンプンおよびグラファイトの組合せを含む、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記バッチ組成物中の全ての無機粒子に対する上乗せ添加による5質量%〜20質量%の量の細孔形成剤としてのエンドウデンプン、および
前記バッチ組成物中の全ての前記無機粒子に対する上乗せ添加による1質量%〜10質量%の量の細孔形成剤としてのグラファイト
の組合せを含む、実施形態1記載のバッチ組成物。
球形ポリマー細孔形成剤を含む、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記バッチ組成物中の全ての前記無機粒子の前記質量に対する上乗せ添加による0.5質量%〜2.5質量%の量の滑剤を含む、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記バッチ組成物中の全ての前記無機粒子の前記質量に対する上乗せ添加による4.0質量%〜8.0質量%の量の有機バインダを含む、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記有機バインダが、メチルセルロースバインダおよびヒドロキシメチルセルロースバインダの組合せを含み、前記メチルセルロースバインダが、約3.0質量% SAT〜6.0質量% SATであり、前記ヒドロキシメチルセルロースバインダが、約1.5質量% SAT〜3.0質量% SATであり、ここで、SATは、前記バッチ組成物中の全ての無機粒子の質量に対する上乗せ添加によるものとして定義される、実施形態31記載のバッチ組成物。
前記有機バインダが、約4.0質量% SAT〜8.0質量% SATの量の前記有機バインダとしてのヒドロキシメチルセルロースバインダのみを含み、ここで、SATは、前記バッチ組成物中の全ての無機粒子の質量に対する上乗せ添加によるものとして定義される、実施形態31記載のバッチ組成物。
前記予備反応させた球状無機粒子が、チタン酸アルミニウムの主結晶相を含む、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記予備反応させた球状無機粒子が、チタン酸アルミニウムの主結晶相およびムライトの第2の結晶相を含む、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記予備反応させた球状無機粒子が、チタン酸アルミニウムの主結晶相および長石の第2の結晶相を含む、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記予備反応させた無機粒子が、主にチタン酸アルミニウムおよび二チタン酸マグネシウムの固溶体の第1の結晶相、ならびにコーディエライトを含む第2の結晶相を含む、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記予備反応させた球状無機粒子が、チタン酸アルミニウムの主結晶相および副ガラス相を含む、実施形態1記載のバッチ組成物。
前記予備反応させた無機粒子が、酸化物基準の質量%で、4%〜10%のMgO、40%〜55%のAl2O3、25%〜44%のTiO2、および5〜25%のSiO2を含む、実施形態1記載のバッチ組成物。
有機バインダに対する液体ビヒクルの比≧6.4%を有する、実施形態1記載のバッチ組成物。
実施形態1記載のバッチ組成物を含む、グリーンハニカム体。
ハニカム体を製造する方法において、
20μm≦D50≦50μm、
D90≦100μm、および
D10≧5μm
の粒子サイズ分布を有する予備反応させた球状無機粒子と、
前記バッチ組成物中の前記予備反応させた球状無機粒子の総質量に対する上乗せ添加による20質量%未満の微細無機粒子であって、5μm未満の中央径を有する微細無機粒子と、
前記バッチ組成物中の全ての無機粒子に対する上乗せ添加による28質量%以上のLV%とを含むバッチ組成物を混合するステップであって、
前記予備反応させた球状無機粒子の90%が、D90未満の直径を有し、前記予備反応させた球状無機粒子の10%が、D10未満の直径を有し、D50が中央粒径であるステップと、
前記バッチ組成物を、押出により湿ったグリーンハニカム体へと成形するステップであって、前記バッチ組成物が、タウY/ベータ≧2.0を有し、タウYが、バッチ剛性の尺度であり、ベータが、前記バッチ組成物の摩擦係数であるステップと
を含む、方法。
タウY/ベータ≧3.0である、実施形態42記載の方法。
タウY/ベータ≧4.0である、実施形態42記載の方法。
タウY/ベータ≧5.0である、実施形態42記載の方法。
タウY/ベータ≧6.0である、実施形態42記載の方法。
タウY/ベータ≧7.0である、実施形態42記載の方法。
タウY/ベータ≧8.0である、実施形態42記載の方法。
タウY/ベータ≧10.0である、実施形態42記載の方法。
前記成形するステップが、押出を含み、47℃以上の前記押出中のTonsetを有する、実施形態42記載の方法。
50℃以上の前記押出中のTonsetを有する、実施形態50記載の方法。
55℃以上の前記押出中のTonsetをさらに有する、実施形態50記載の方法。
前記湿ったグリーンハニカム体を乾燥させて、乾燥したグリーンハニカム体を形成するステップと、
前記乾燥したグリーンハニカム体を焼成して、多孔質セラミックハニカム体を形成するステップと
を含む、実施形態42記載の方法。
ハニカム体を製造する方法において、
予備反応させた球状無機粒子と、前記バッチ組成物中の前記予備反応させた球状無機粒子の総質量に対する上乗せ添加による20質量%未満の微細無機粒子であって、5μm未満の中央径を有する微細無機粒子と、前記バッチ組成物中の全ての無機粒子に対する上乗せ添加による28質量%以上のLV%とを含むバッチ組成物を混合するステップと、
前記バッチ組成物を、押出により湿ったグリーンハニカム体へと成形するステップであって、前記バッチ組成物が、タウY/ベータ≧2.0を有し、タウYが、バッチ剛性の尺度であり、ベータが、前記バッチ組成物の摩擦係数であるステップと
を含む、方法。
バッチ組成物において、
20μm≦D50≦50μm、
D90≦100μm、および
D10≧5μm
の狭い粒子サイズ分布を有する予備反応させた球状無機粒子と、
前記バッチ組成物中の前記予備反応させた球状無機粒子の総質量に対する上乗せ添加による20質量%未満の微細無機粒子であって、5μm未満の中央径を有する微細無機粒子と、
前記バッチ組成物中の全ての無機粒子に対する上乗せ添加による28質量%以上のLV%とを含み、かつ
タウY/ベータ≧2.0を有し、
LV%が、液体ビヒクルパーセントであり、前記粒子サイズ分布中の前記予備反応させた無機粒子の90%が、D90以下の直径を有し、前記予備反応させた無機粒子の10%が、D10以下の直径を有し、D50が、前記粒子サイズ分布の中央粒径であり、タウYが、バッチ剛性の尺度であり、ベータが、前記バッチ組成物の摩擦係数である、バッチ組成物。
Claims (5)
- バッチ組成物において、
20μm≦D50≦50μm、
D90≦100μm、および
D10≧5μm
の狭い粒子サイズ分布を有する予備反応させた球状無機粒子と、
前記バッチ組成物中の前記予備反応させた球状無機粒子の総質量に対する上乗せ添加による20質量%未満の微細無機粒子であって、5μm未満の中央径を有する微細無機粒子と、
前記バッチ組成物中の全ての無機粒子に対する上乗せ添加による28質量%以上のLV%とを含み、
LV%が、液体ビヒクルパーセントであり、前記粒子サイズ分布中の前記予備反応させた無機粒子の90%が、D90以下の直径を有し、前記予備反応させた無機粒子の10%が、D10以下の直径を有し、D50が、前記粒子サイズ分布の中央粒径であり、かつ
前記バッチ組成物中の前記微細無機粒子の総質量と、前記バッチ組成物中の前記予備反応させた球状無機粒子の総質量との比が、3:97〜20:80である、
バッチ組成物。 - D10≧25μmを有する、請求項1記載のバッチ組成物。
- 有機バインダに対する液体ビヒクルの比≧6.4%を有する、請求項1記載のバッチ組成物。
- ハニカム体を製造する方法において、
20μm≦D50≦50μm、
D90≦100μm、および
D10≧5μm
の粒子サイズ分布を有する予備反応させた球状無機粒子と、
前記バッチ組成物中の前記予備反応させた球状無機粒子の総質量に対する上乗せ添加による20質量%未満の微細無機粒子であって、5μm未満の中央径を有する微細無機粒子と、
前記バッチ組成物中の全ての無機粒子に対する上乗せ添加による28質量%以上のLV%とを含むバッチ組成物を混合するステップであって、
前記予備反応させた球状無機粒子の90%が、D90未満の直径を有し、前記予備反応させた球状無機粒子の10%が、D10未満の直径を有し、D50が中央粒径であるステップと、
前記バッチ組成物を、押出により湿ったグリーンハニカム体へと成形するステップであって、前記バッチ組成物が、タウY/ベータ≧2.0を有し、タウYが、バッチ剛性の尺度であり、ベータが、前記バッチ組成物の摩擦係数であるステップと
を含む、方法。 - ハニカム体を製造する方法において、
予備反応させた球状無機粒子と、前記バッチ組成物中の前記予備反応させた球状無機粒子の総質量に対する上乗せ添加による20質量%未満の微細無機粒子であって、5μm未満の中央径を有する微細無機粒子と、前記バッチ組成物中の全ての無機粒子に対する上乗せ添加による28質量%以上のLV%とを含むバッチ組成物を混合するステップと、
前記バッチ組成物を、押出により湿ったグリーンハニカム体へと成形するステップであって、前記バッチ組成物が、タウY/ベータ≧2.0を有し、タウYが、バッチ剛性の尺度であり、ベータが、前記バッチ組成物の摩擦係数であるステップと
を含む、方法。
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