JP3202945B2 - セラミックハニカム構造体の焼成方法 - Google Patents
セラミックハニカム構造体の焼成方法Info
- Publication number
- JP3202945B2 JP3202945B2 JP23696097A JP23696097A JP3202945B2 JP 3202945 B2 JP3202945 B2 JP 3202945B2 JP 23696097 A JP23696097 A JP 23696097A JP 23696097 A JP23696097 A JP 23696097A JP 3202945 B2 JP3202945 B2 JP 3202945B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- honeycomb structure
- firing
- kaolin
- rate
- ceramic honeycomb
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000010304 firing Methods 0.000 title claims description 38
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims description 43
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims description 43
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 25
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 23
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 claims description 19
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 7
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 7
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
- C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
- C04B35/195—Alkaline earth aluminosilicates, e.g. cordierite or anorthite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/0006—Honeycomb structures
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも生カオ
リンを含むコージェライト原料をハニカム構造体に押し
出し成形後焼成を行うセラミックハニカム構造体の焼成
方法に関するものである。
リンを含むコージェライト原料をハニカム構造体に押し
出し成形後焼成を行うセラミックハニカム構造体の焼成
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、タルク、カオリン、アルミナ等の
コージェライト原料からハニカム成形体を成形し、この
ハニカム成形体を焼成するセラミックハニカム構造体の
焼成方法として、種々の方法が知られている。例えば、
特開平１−２４９６６５号公報では、成形助剤の分解温
度域での発熱反応によるクラックの発生を抑制するた
め、成形助剤分解温度までの昇温速度をそれ以降より遅
くする、具体的には２００℃までを８０〜９０℃／ｈｒ
の昇温速度で焼成し、それ以降の温度を１００〜１２０
℃／ｈｒの昇温速度で焼成する技術が知られている。
コージェライト原料からハニカム成形体を成形し、この
ハニカム成形体を焼成するセラミックハニカム構造体の
焼成方法として、種々の方法が知られている。例えば、
特開平１−２４９６６５号公報では、成形助剤の分解温
度域での発熱反応によるクラックの発生を抑制するた
め、成形助剤分解温度までの昇温速度をそれ以降より遅
くする、具体的には２００℃までを８０〜９０℃／ｈｒ
の昇温速度で焼成し、それ以降の温度を１００〜１２０
℃／ｈｒの昇温速度で焼成する技術が知られている。
【０００３】また、特開平２−２５５５７６号公報で
は、セラミックハニカム構造体の変形を防止するため、
ハニカムが熱収縮する温度域（１１００〜１１８０℃）
で６０℃／ｈｒ以下の昇温速度で焼成する技術が知られ
ている。さらに、特開平５−８５８５６号公報では、吸
水率、熱膨張率等の特性を最適化するため、熱収縮する
温度域（１１００〜１２００℃）で６０℃／ｈｒ以下、
固相反応温度域（１２００〜１３００℃）で８０℃／ｈ
ｒ以上、液相反応温度域（１３００〜保持温度）で６０
℃／ｈｒ以下の昇温速度で焼成する技術が知られてい
る。
は、セラミックハニカム構造体の変形を防止するため、
ハニカムが熱収縮する温度域（１１００〜１１８０℃）
で６０℃／ｈｒ以下の昇温速度で焼成する技術が知られ
ている。さらに、特開平５−８５８５６号公報では、吸
水率、熱膨張率等の特性を最適化するため、熱収縮する
温度域（１１００〜１２００℃）で６０℃／ｈｒ以下、
固相反応温度域（１２００〜１３００℃）で８０℃／ｈ
ｒ以上、液相反応温度域（１３００〜保持温度）で６０
℃／ｈｒ以下の昇温速度で焼成する技術が知られてい
る。
【０００４】一方、自動車排ガスの浄化用に用いられる
ハニカム構造体から構成される担体は、浄化性能を向上
させるためにセル密度を増加させることが必要である。
セル密度が増すと圧力損失が増加するため、エンジン出
力が低下してしまう。圧力損失を減少させるためには、
リブ厚を薄くすることが不可欠である。従来、６ｍｉｌ
品と呼ばれるリブ厚が６．０〜６．６ｍｉｌのハニカム
構造体が主流であったが、近年薄壁品と呼ばれるリブ厚
が４．６ｍｉｌ以下のものの需要が増加しつつある。
ハニカム構造体から構成される担体は、浄化性能を向上
させるためにセル密度を増加させることが必要である。
セル密度が増すと圧力損失が増加するため、エンジン出
力が低下してしまう。圧力損失を減少させるためには、
リブ厚を薄くすることが不可欠である。従来、６ｍｉｌ
品と呼ばれるリブ厚が６．０〜６．６ｍｉｌのハニカム
構造体が主流であったが、近年薄壁品と呼ばれるリブ厚
が４．６ｍｉｌ以下のものの需要が増加しつつある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このようにリブ厚が
４．６ｍｉｌ以下の薄壁ハニカム構造体を、上述した従
来の焼成方法により焼成して得ようとすると、そのリブ
の薄さのためそれよりリブの厚いハニカム構造体に比べ
て焼成でのクラックが発生しやすい問題があった。特
に、近年薄壁ハニカム構造体を得るため、成形時、原料
が口金を通過する際の流動性を高めるため、カオリンの
一部に生カオリンを使用しているが、焼成時、この生カ
オリンからの結晶水が４００〜６００℃で脱離し、この
脱離の際の反応は吸熱反応であるため、この反応により
ハニカム構造体内に温度差が生じ、クラックが発生する
問題があった。
４．６ｍｉｌ以下の薄壁ハニカム構造体を、上述した従
来の焼成方法により焼成して得ようとすると、そのリブ
の薄さのためそれよりリブの厚いハニカム構造体に比べ
て焼成でのクラックが発生しやすい問題があった。特
に、近年薄壁ハニカム構造体を得るため、成形時、原料
が口金を通過する際の流動性を高めるため、カオリンの
一部に生カオリンを使用しているが、焼成時、この生カ
オリンからの結晶水が４００〜６００℃で脱離し、この
脱離の際の反応は吸熱反応であるため、この反応により
ハニカム構造体内に温度差が生じ、クラックが発生する
問題があった。
【０００６】本発明の目的は上述した課題を解決して、
薄壁のセラミックハニカム構造体を焼成するにあたり、
コージェライト原料として生カオリンを使用しても焼成
時にクラックの発生の無いセラミックハニカム構造体の
焼成方法を提供しようとするものである。
薄壁のセラミックハニカム構造体を焼成するにあたり、
コージェライト原料として生カオリンを使用しても焼成
時にクラックの発生の無いセラミックハニカム構造体の
焼成方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のセラミックハニ
カム構造体の焼成方法は、少なくとも生カオリンを含む
コージェライト原料をハニカム構造体に押し出し成形後
焼成を行うセラミックハニカム構造体の焼成方法におい
て、リブ厚４．６ｍｉｌ以下のハニカム構造体を焼成す
るにあたり、４００〜６００℃の間の昇温速度を７０℃
／ｈｒ以下とすることを特徴とするものである。
カム構造体の焼成方法は、少なくとも生カオリンを含む
コージェライト原料をハニカム構造体に押し出し成形後
焼成を行うセラミックハニカム構造体の焼成方法におい
て、リブ厚４．６ｍｉｌ以下のハニカム構造体を焼成す
るにあたり、４００〜６００℃の間の昇温速度を７０℃
／ｈｒ以下とすることを特徴とするものである。
【０００８】本発明では、生カオリンから結晶水が離脱
する温度域である４００〜６００℃の温度域での昇温速
度を７０℃／ｈｒ以下と規定することで、４．６ｍｉｌ
以下という薄壁のセラミックハニカム構造体を、コージ
ェライト原料として生カオリンを使用して焼成する場合
でも、クラック発生の無い状態で得ることができる。
する温度域である４００〜６００℃の温度域での昇温速
度を７０℃／ｈｒ以下と規定することで、４．６ｍｉｌ
以下という薄壁のセラミックハニカム構造体を、コージ
ェライト原料として生カオリンを使用して焼成する場合
でも、クラック発生の無い状態で得ることができる。
【０００９】また、本発明において、リブ厚４．６〜
４．０ｍｉｌのハニカム構造体を焼成するにあたり、４
００〜６００℃の温度域での昇温速度を６０℃／ｈｒ以
下と規定すると、クラック発生をより効果的に防止する
ことができるため好ましい。この好ましい態様におい
て、４００〜５００℃の間の昇温速度を６０℃／ｈｒ以
下とするとともに、５００〜６００℃の間の昇温速度
を、前記４００〜５００℃の間の昇温速度よりも大きく
すると、４００〜５００℃の間の昇温速度を下げること
で生カオリンの脱水反応を十分促進させることができ、
その結果５００〜６００℃の間の昇温速度を上げること
ができるため、生産効率を向上させることができる。さ
らに、この好ましい態様において、コージェライト原料
中の全カオリン重量に占める生カオリンの添加量を３０
％以上とすると、成形体に十分な保形性を与えて成形体
の変形不良発生率を少なくできるため好ましい。
４．０ｍｉｌのハニカム構造体を焼成するにあたり、４
００〜６００℃の温度域での昇温速度を６０℃／ｈｒ以
下と規定すると、クラック発生をより効果的に防止する
ことができるため好ましい。この好ましい態様におい
て、４００〜５００℃の間の昇温速度を６０℃／ｈｒ以
下とするとともに、５００〜６００℃の間の昇温速度
を、前記４００〜５００℃の間の昇温速度よりも大きく
すると、４００〜５００℃の間の昇温速度を下げること
で生カオリンの脱水反応を十分促進させることができ、
その結果５００〜６００℃の間の昇温速度を上げること
ができるため、生産効率を向上させることができる。さ
らに、この好ましい態様において、コージェライト原料
中の全カオリン重量に占める生カオリンの添加量を３０
％以上とすると、成形体に十分な保形性を与えて成形体
の変形不良発生率を少なくできるため好ましい。
【００１０】また、本発明において、リブ厚３．９〜
２．０ｍｉｌのハニカム構造体を焼成するにあたり、４
００〜６００℃の温度域での昇温速度を４０℃／ｈｒ以
下と規定すると、クラック発生をより効果的に防止する
ことができるため好ましい。この好ましい態様におい
て、４００〜５００℃の間の昇温速度を３０℃／ｈｒ以
下とするとともに、５００〜６００℃の間の昇温速度
を、前記４００〜５００℃の間の昇温速度よりも大きく
すると、４００〜５００℃の間の昇温速度を下げること
で生カオリンの脱水反応を十分促進させることができ、
その結果５００〜６００℃の間の昇温速度を上げること
ができるため、生産効率を向上させることができる。さ
らに、この好ましい態様において、コージェライト原料
中の全カオリン重量に占める生カオリンの添加量を４０
％以上とすると、成形体に十分な保形性を与えて成形体
の変形不良発生率を少なくできるため好ましい。
２．０ｍｉｌのハニカム構造体を焼成するにあたり、４
００〜６００℃の温度域での昇温速度を４０℃／ｈｒ以
下と規定すると、クラック発生をより効果的に防止する
ことができるため好ましい。この好ましい態様におい
て、４００〜５００℃の間の昇温速度を３０℃／ｈｒ以
下とするとともに、５００〜６００℃の間の昇温速度
を、前記４００〜５００℃の間の昇温速度よりも大きく
すると、４００〜５００℃の間の昇温速度を下げること
で生カオリンの脱水反応を十分促進させることができ、
その結果５００〜６００℃の間の昇温速度を上げること
ができるため、生産効率を向上させることができる。さ
らに、この好ましい態様において、コージェライト原料
中の全カオリン重量に占める生カオリンの添加量を４０
％以上とすると、成形体に十分な保形性を与えて成形体
の変形不良発生率を少なくできるため好ましい。
【００１１】なお、本発明において、昇温速度はそれぞ
れの規定値の上限よりも小さければクラック発生は問題
とならないため昇温速度の下限は特に設定しなかった
が、昇温速度を遅くすればそれだけ全体の焼成時間は長
くなるため、生産効率を考えると、本発明の範囲内ので
きるだけ上限値近傍の昇温速度で焼成を行うことが好ま
しい。また、本発明においてリブ厚の単位ｍｉｌは、１
ｍｉｌ＝２５．４μｍの厚さを示している。
れの規定値の上限よりも小さければクラック発生は問題
とならないため昇温速度の下限は特に設定しなかった
が、昇温速度を遅くすればそれだけ全体の焼成時間は長
くなるため、生産効率を考えると、本発明の範囲内ので
きるだけ上限値近傍の昇温速度で焼成を行うことが好ま
しい。また、本発明においてリブ厚の単位ｍｉｌは、１
ｍｉｌ＝２５．４μｍの厚さを示している。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明のセラミックハニカ
ム構造体の焼成方法について説明する。まず、従来から
低膨張コージェライトセラミックスの組成として知られ
ているコージェライト理論組成点（２ＭｇＯ・２Ａｌ2
Ｏ3 ・５ＳｉＯ2）を中心としたＳｉＯ2 ：４２〜５６
ｗｔ％、Ａｌ2 Ｏ3 ：３０〜４５ｗｔ％、ＭｇＯ：１２
〜１６ｗｔ％の領域となるように、微粒のタルク、カオ
リン、アルミナおよび他のコージェライト化原料を調合
し、混合混練し、この混合物に成形助剤および／または
造孔剤を加えて押し出し成形後乾燥して、セラミックハ
ニカム成形体を得る。
ム構造体の焼成方法について説明する。まず、従来から
低膨張コージェライトセラミックスの組成として知られ
ているコージェライト理論組成点（２ＭｇＯ・２Ａｌ2
Ｏ3 ・５ＳｉＯ2）を中心としたＳｉＯ2 ：４２〜５６
ｗｔ％、Ａｌ2 Ｏ3 ：３０〜４５ｗｔ％、ＭｇＯ：１２
〜１６ｗｔ％の領域となるように、微粒のタルク、カオ
リン、アルミナおよび他のコージェライト化原料を調合
し、混合混練し、この混合物に成形助剤および／または
造孔剤を加えて押し出し成形後乾燥して、セラミックハ
ニカム成形体を得る。
【００１３】この際、好ましい態様として、リブ厚４．
６〜４．０ｍｉｌのハニカム構造体を得る例では、コー
ジェライト原料中の全カオリン重量に占める生カオリン
の添加量を３０％以上とし、リブ厚３．９〜２．０ｍｉ
ｌのハニカム構造体を得る例では、コージェライト原料
中の全カオリン重量に占める生カオリンの添加量を４０
％以上とする。その理由は以下の通りである。まず、リ
ブ厚を薄くするためには押出成形時に使用する口金のス
リット幅を狭くしなくてはならない。スリット幅が狭い
と圧力損失が大きくなり、成形速度が落ちてしまう。成
形速度を増加させるには坏土の水分を増加させることが
考えられるが、その場合にはスリットから押し出された
成形体に十分な保形性がないため、ハニカム構造体は自
重で変形してしまう確率が増加してしまう。これを防止
するためには、原料粉体の全カオリンに占める生カオリ
ンの割合を増加させることが効果的であるという事実見
い出した。そのため、生カオリンの割合を上記のように
増加させることで、水分をそれほど増加させなくても十
分な流動性が得られる。
６〜４．０ｍｉｌのハニカム構造体を得る例では、コー
ジェライト原料中の全カオリン重量に占める生カオリン
の添加量を３０％以上とし、リブ厚３．９〜２．０ｍｉ
ｌのハニカム構造体を得る例では、コージェライト原料
中の全カオリン重量に占める生カオリンの添加量を４０
％以上とする。その理由は以下の通りである。まず、リ
ブ厚を薄くするためには押出成形時に使用する口金のス
リット幅を狭くしなくてはならない。スリット幅が狭い
と圧力損失が大きくなり、成形速度が落ちてしまう。成
形速度を増加させるには坏土の水分を増加させることが
考えられるが、その場合にはスリットから押し出された
成形体に十分な保形性がないため、ハニカム構造体は自
重で変形してしまう確率が増加してしまう。これを防止
するためには、原料粉体の全カオリンに占める生カオリ
ンの割合を増加させることが効果的であるという事実見
い出した。そのため、生カオリンの割合を上記のように
増加させることで、水分をそれほど増加させなくても十
分な流動性が得られる。
【００１４】また、コージェライト原料のアルミナ成分
の供給源であるアルミナのうち、全部あるいは一部を水
酸化アルミニウムに置換すると、ハニカム構造体の熱膨
張率を低下できるため好ましい。
の供給源であるアルミナのうち、全部あるいは一部を水
酸化アルミニウムに置換すると、ハニカム構造体の熱膨
張率を低下できるため好ましい。
【００１５】さらに、使用される微粒タルクとしては特
にアルカリ成分の少ないものが好ましい。また、タル
ク、カオリンの微粒子化に際し、乾燥・焼成時での収縮
等によるハニカム構造体の亀裂発生の抑制に効果的な仮
焼タルクを使用すると良好であり、このときの粒度は生
原料と同様の微粒物を使用する。なお、成形助剤として
は、例えばメチルセルロース、カルボキシメチルセルロ
ース、ポリビニルアルコール、澱粉糊、小麦粉、グリセ
リン等の有機バインダーや界面活性剤、ワックス等のな
かから用途にあったものを選択し、また造孔剤として
は、例えばグラファイト、澱粉、おがくず等のなかから
適合するものが好ましい。
にアルカリ成分の少ないものが好ましい。また、タル
ク、カオリンの微粒子化に際し、乾燥・焼成時での収縮
等によるハニカム構造体の亀裂発生の抑制に効果的な仮
焼タルクを使用すると良好であり、このときの粒度は生
原料と同様の微粒物を使用する。なお、成形助剤として
は、例えばメチルセルロース、カルボキシメチルセルロ
ース、ポリビニルアルコール、澱粉糊、小麦粉、グリセ
リン等の有機バインダーや界面活性剤、ワックス等のな
かから用途にあったものを選択し、また造孔剤として
は、例えばグラファイト、澱粉、おがくず等のなかから
適合するものが好ましい。
【００１６】その後、得られたセラミックハニカム成形
体を焼成するにあたり、本発明の好ましい一態様では、
リブ厚４．６〜４．０ｍｉｌのハニカム構造体を焼成す
るにあたり、４００〜６００℃の間の昇温速度を７０℃
／ｈｒ以下とし、本発明の好ましい他の態様では、リブ
厚が３．９〜２．０ｍｉｌのハニカム構造体を焼成する
にあたり、４００〜６００℃の間の昇温速度を４０℃／
ｈｒ以下とする。上記温度範囲以外の温度領域では、従
来と同様の昇温速度を用いることができる。
体を焼成するにあたり、本発明の好ましい一態様では、
リブ厚４．６〜４．０ｍｉｌのハニカム構造体を焼成す
るにあたり、４００〜６００℃の間の昇温速度を７０℃
／ｈｒ以下とし、本発明の好ましい他の態様では、リブ
厚が３．９〜２．０ｍｉｌのハニカム構造体を焼成する
にあたり、４００〜６００℃の間の昇温速度を４０℃／
ｈｒ以下とする。上記温度範囲以外の温度領域では、従
来と同様の昇温速度を用いることができる。
【００１７】さらに、好ましい一態様として、４００〜
５００℃の間の昇温速度を６０℃／ｈｒ以下とするとと
もに、５００〜６００℃の間の昇温速度を、前記４００
〜５００℃の間の昇温速度よりも大きくする。好ましい
他の態様では、４００〜５００℃の間の昇温速度を３０
℃／ｈｒ以下とするとともに、５００〜６００℃の間の
昇温速度を、前記４００〜５００℃の間の昇温速度より
も大きくする。
５００℃の間の昇温速度を６０℃／ｈｒ以下とするとと
もに、５００〜６００℃の間の昇温速度を、前記４００
〜５００℃の間の昇温速度よりも大きくする。好ましい
他の態様では、４００〜５００℃の間の昇温速度を３０
℃／ｈｒ以下とするとともに、５００〜６００℃の間の
昇温速度を、前記４００〜５００℃の間の昇温速度より
も大きくする。
【００１８】なお、本発明の製造対象となる薄壁ハニカ
ム構造体の好ましい態様において、リブ厚４．６〜４．
０ｍｉｌの範囲とリブ厚３．９〜２．０ｍｉｌの範囲と
で好ましい昇温速度が異ならせているのは、それぞれの
リブ厚の薄壁ハニカム構造体を製造する際に必要とされ
る生カオリンの量が異なるため、すなわち、リブ厚が小
さくなるに従って必要とされる生カオリンの量を多くす
る必要があるためである。
ム構造体の好ましい態様において、リブ厚４．６〜４．
０ｍｉｌの範囲とリブ厚３．９〜２．０ｍｉｌの範囲と
で好ましい昇温速度が異ならせているのは、それぞれの
リブ厚の薄壁ハニカム構造体を製造する際に必要とされ
る生カオリンの量が異なるため、すなわち、リブ厚が小
さくなるに従って必要とされる生カオリンの量を多くす
る必要があるためである。
【００１９】
【実施例】次に、実際の例として、実施例１において焼
成温度４００〜６００℃の間の昇温速度を変化させてク
ラック発生率を調査した例を説明し、実施例２において
好ましい態様としての成形性と生カオリンの添加量との
関係を調査した例について説明する。
成温度４００〜６００℃の間の昇温速度を変化させてク
ラック発生率を調査した例を説明し、実施例２において
好ましい態様としての成形性と生カオリンの添加量との
関係を調査した例について説明する。
【００２０】実施例１ 上述した方法に従って、以下の表１、表２に示すよう
に、生カオリンを所定量含むカオリン、タルクおよびア
ルミナ原料から化学組成がコージェライト質に成るよう
にセラミック原料を調合・混合し、得られた混合物に成
形助剤としてメチルセルロースを加えて可塑化し、成形
・乾燥してセラミックハニカム成形体を準備した。セラ
ミックハニカム成形体の形状はすべて同じ形状で、長径
１８０ｍｍ×短径１２０ｍｍ×長さ１００ｍｍの楕円形
状であった。次に、準備したセラミックハニカム成形体
を焼成炉で所定のヒートカーブに基づき焼成し、焼成後
にクラックの発生したセラミックハニカム構造体の割合
を求め、その結果から評価をした。焼成にあたっては、
４００〜６００℃の温度域における昇温速度を以下の表
１、表２に示すように変化させた。結果を表１および表
２に示す。なお、表１および表２において、評価は、使
用に耐えるものを○、使用に耐えないものを×とした。
に、生カオリンを所定量含むカオリン、タルクおよびア
ルミナ原料から化学組成がコージェライト質に成るよう
にセラミック原料を調合・混合し、得られた混合物に成
形助剤としてメチルセルロースを加えて可塑化し、成形
・乾燥してセラミックハニカム成形体を準備した。セラ
ミックハニカム成形体の形状はすべて同じ形状で、長径
１８０ｍｍ×短径１２０ｍｍ×長さ１００ｍｍの楕円形
状であった。次に、準備したセラミックハニカム成形体
を焼成炉で所定のヒートカーブに基づき焼成し、焼成後
にクラックの発生したセラミックハニカム構造体の割合
を求め、その結果から評価をした。焼成にあたっては、
４００〜６００℃の温度域における昇温速度を以下の表
１、表２に示すように変化させた。結果を表１および表
２に示す。なお、表１および表２において、評価は、使
用に耐えるものを○、使用に耐えないものを×とした。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】表１および表２の結果から、生カオリンか
ら結晶水が離脱する温度域である４００〜６００℃の温
度域での昇温速度を７０℃／ｈｒ以下と規定すること
で、４．６ｍｉｌ以下という薄壁のセラミックハニカム
構造体を、コージェライト原料として生カオリンを使用
して焼成する場合でも、クラック発生の無い状態で得る
ことができることがわかった。
ら結晶水が離脱する温度域である４００〜６００℃の温
度域での昇温速度を７０℃／ｈｒ以下と規定すること
で、４．６ｍｉｌ以下という薄壁のセラミックハニカム
構造体を、コージェライト原料として生カオリンを使用
して焼成する場合でも、クラック発生の無い状態で得る
ことができることがわかった。
【００２４】また、表１の結果から、リブ厚４．６〜
４．０ｍｉｌのハニカム構造体を得る例では、４００〜
６００℃の間の温度領域における昇温速度を７０℃／ｈ
ｒ以下とすると好ましいことがわかった。また、４００
〜５００℃の間の温度領域における昇温速度を６０℃／
ｈｒ以下と設定すれば、クラック発生率は低い値を保っ
た状態で、５００〜６００℃の間の昇温速度を上げるこ
とができ、生産効率を向上させることができることがわ
かった。これは、４００〜５００℃の間の昇温速度を下
げることによって、脱水反応を十分促進させることがで
きるためと考える。
４．０ｍｉｌのハニカム構造体を得る例では、４００〜
６００℃の間の温度領域における昇温速度を７０℃／ｈ
ｒ以下とすると好ましいことがわかった。また、４００
〜５００℃の間の温度領域における昇温速度を６０℃／
ｈｒ以下と設定すれば、クラック発生率は低い値を保っ
た状態で、５００〜６００℃の間の昇温速度を上げるこ
とができ、生産効率を向上させることができることがわ
かった。これは、４００〜５００℃の間の昇温速度を下
げることによって、脱水反応を十分促進させることがで
きるためと考える。
【００２５】さらに、表２の結果から、リブ厚３．９〜
２．０ｍｉｌのハニカム構造体を得る例では、４００〜
６００℃の間の温度領域における昇温速度を４０℃／ｈ
ｒ以下とする必要があることがわかった。また、表１の
結果と同様、４００〜５００℃の間の温度領域における
昇温速度を３０℃／ｈｒ以下と設定すれば、クラック発
生率は低い値を保った状態で、５００〜６００℃の間の
昇温速度を上げることができ、生産効率を向上させるこ
とができることがわかった。
２．０ｍｉｌのハニカム構造体を得る例では、４００〜
６００℃の間の温度領域における昇温速度を４０℃／ｈ
ｒ以下とする必要があることがわかった。また、表１の
結果と同様、４００〜５００℃の間の温度領域における
昇温速度を３０℃／ｈｒ以下と設定すれば、クラック発
生率は低い値を保った状態で、５００〜６００℃の間の
昇温速度を上げることができ、生産効率を向上させるこ
とができることがわかった。
【００２６】実施例２ 実施例１と同様に、以下の表３、表４に示すように、生
カオリンを所定量含むリブ厚を種々変化させたセラミッ
クハニカム成形体を準備し、その成形時に変形不良の発
生したセラミックハニカム成形体の割合を求め、その結
果から評価をした。結果を表３および表４に示す。な
お、表３および表４において、評価は、使用に耐えるも
のを○、使用に耐えないものを×とした。
カオリンを所定量含むリブ厚を種々変化させたセラミッ
クハニカム成形体を準備し、その成形時に変形不良の発
生したセラミックハニカム成形体の割合を求め、その結
果から評価をした。結果を表３および表４に示す。な
お、表３および表４において、評価は、使用に耐えるも
のを○、使用に耐えないものを×とした。
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】表３の結果から、リブ厚４．６〜４．０ｍ
ｉｌのハニカム構造体を得る例では、原料粉体中の全カ
オリン重量に占める生カオリン重量の割合が３０％以上
であることが好ましいことがわかった。また、表４の結
果から、リブ厚３．９〜２．０ｍｉｌのハニカム構造体
を得る例では、原料粉体中の全カオリン重量に占める生
カオリン重量の割合が４０％以上であることが好ましい
ことがわかった。
ｉｌのハニカム構造体を得る例では、原料粉体中の全カ
オリン重量に占める生カオリン重量の割合が３０％以上
であることが好ましいことがわかった。また、表４の結
果から、リブ厚３．９〜２．０ｍｉｌのハニカム構造体
を得る例では、原料粉体中の全カオリン重量に占める生
カオリン重量の割合が４０％以上であることが好ましい
ことがわかった。
【００３０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、少なくともコージェライト原料として生カオ
リンを含む薄壁のセラミックハニカム構造体を焼成する
にあたり、コージェライト原料として生カオリンを使用
しても焼成時にクラックの発生の無いセラミックハニカ
ム構造体を得ることができる。
によれば、少なくともコージェライト原料として生カオ
リンを含む薄壁のセラミックハニカム構造体を焼成する
にあたり、コージェライト原料として生カオリンを使用
しても焼成時にクラックの発生の無いセラミックハニカ
ム構造体を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−100409（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−203273（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−215765（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−255576（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−85856（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 35/195,35/64 B01J 35/04
Claims (7)
- 【請求項１】少なくとも生カオリンを含むコージェライ
ト原料をハニカム構造体に押し出し成形後焼成を行うセ
ラミックハニカム構造体の焼成方法において、リブ厚
４．６ｍｉｌ以下のハニカム構造体を焼成するにあた
り、４００〜６００℃の間の昇温速度を７０℃／ｈｒ以
下とすることを特徴とするセラミックハニカム構造体の
焼成方法。 - 【請求項２】リブ厚４．６〜４．０ｍｉｌのハニカム構
造体を焼成するにあたり、４００〜６００℃の間の昇温
速度を７０℃／ｈｒ以下とする請求項１記載のセラミッ
クハニカム構造体の焼成方法。 - 【請求項３】前記ハニカム構造体を焼成するにあたり、
４００〜５００℃の間の昇温速度を６０℃／ｈｒ以下と
するとともに、５００〜６００℃の間の昇温速度を、前
記４００〜５００℃の間の昇温速度よりも大きくする請
求項２記載のセラミックハニカム構造体の焼成方法。 - 【請求項４】前記コージェライト原料中の全カオリン重
量に占める生カオリンの添加量を３０％以上とする請求
項２または３記載のセラミックハニカム構造体の焼成方
法。 - 【請求項５】リブ厚３．９〜２．０ｍｉｌのハニカム構
造体を焼成するにあたり、４００〜６００℃の間の昇温
速度を４０℃／ｈｒ以下とする請求項１記載のセラミッ
クハニカム構造体の焼成方法。 - 【請求項６】前記ハニカム構造体を焼成するにあたり、
４００〜５００℃の間の昇温速度を３０℃／ｈｒ以下と
するとともに、５００〜６００℃の間の昇温速度を、前
記４００〜５００℃の間の昇温速度よりも大きくする請
求項５記載のセラミックハニカム構造体の焼成方法。 - 【請求項７】前記コージェライト原料中の全カオリン重
量に占める生カオリンの添加量を４０％以上とする請求
項５または６記載のセラミックハニカム構造体の焼成方
法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23696097A JP3202945B2 (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | セラミックハニカム構造体の焼成方法 |
| US09/137,511 US6004502A (en) | 1997-09-02 | 1998-08-20 | Method of firing ceramic honeycomb structural bodies |
| BE9800639A BE1014088A3 (fr) | 1997-09-02 | 1998-08-31 | Procede de cuisson de corps structuraux alveolaires ceramiques. |
| DE19839790A DE19839790B4 (de) | 1997-09-02 | 1998-09-01 | Verfahren zur Herstellung von Keramikkörpern mit wabenförmigem Aufbau |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23696097A JP3202945B2 (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | セラミックハニカム構造体の焼成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1179851A JPH1179851A (ja) | 1999-03-23 |
| JP3202945B2 true JP3202945B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=17008323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23696097A Expired - Lifetime JP3202945B2 (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | セラミックハニカム構造体の焼成方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6004502A (ja) |
| JP (1) | JP3202945B2 (ja) |
| BE (1) | BE1014088A3 (ja) |
| DE (1) | DE19839790B4 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1975140A3 (en) * | 2002-03-27 | 2008-10-15 | Ngk Insulators, Ltd. | Method for manufacturing honeycomb structure |
| WO2003085896A1 (en) | 2002-04-10 | 2003-10-16 | Lg Electronics Inc. | Method for controlling home automation system |
| US7744980B2 (en) * | 2005-12-20 | 2010-06-29 | Corning Incorporated | Low CTE cordierite honeycomb article and method of manufacturing same |
| JP4826439B2 (ja) * | 2006-11-15 | 2011-11-30 | 株式会社デンソー | セラミックハニカム成形体の焼成方法 |
| US8444737B2 (en) * | 2009-02-27 | 2013-05-21 | Corning Incorporated | Ceramic structures and methods of making ceramic structures |
| US9133062B2 (en) * | 2012-11-21 | 2015-09-15 | Corning Incorporated | Method of firing cordierite bodies |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3790654A (en) * | 1971-11-09 | 1974-02-05 | Corning Glass Works | Extrusion method for forming thinwalled honeycomb structures |
| US4001028A (en) * | 1974-05-28 | 1977-01-04 | Corning Glass Works | Method of preparing crack-free monolithic polycrystalline cordierite substrates |
| JPH01252102A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 電気駆動車両のモータコントロール装置 |
| JP2543565B2 (ja) * | 1988-03-31 | 1996-10-16 | 日本碍子株式会社 | セラミックスの焼成に用いるトンネル炉 |
| US4959338A (en) * | 1988-08-17 | 1990-09-25 | Toa Nenryo Kogyo Kabushiki Kaisha | Heat-resistant catalyst carrier moldings and catalysts for combustion |
| JP2553192B2 (ja) * | 1989-03-29 | 1996-11-13 | 日本碍子株式会社 | セラミックハニカム構造体の焼成法 |
| JP2981034B2 (ja) * | 1991-09-30 | 1999-11-22 | 日本碍子株式会社 | セラミックハニカム構造体の焼成方法 |
| JP3022195B2 (ja) * | 1994-09-05 | 2000-03-15 | 日本碍子株式会社 | セラミック成形体の焼成法およびそれに用いる燃焼装置 |
-
1997
- 1997-09-02 JP JP23696097A patent/JP3202945B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-08-20 US US09/137,511 patent/US6004502A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-31 BE BE9800639A patent/BE1014088A3/fr not_active IP Right Cessation
- 1998-09-01 DE DE19839790A patent/DE19839790B4/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6004502A (en) | 1999-12-21 |
| DE19839790B4 (de) | 2005-04-28 |
| DE19839790A1 (de) | 1999-03-11 |
| JPH1179851A (ja) | 1999-03-23 |
| BE1014088A3 (fr) | 2003-04-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2981034B2 (ja) | セラミックハニカム構造体の焼成方法 | |
| US4001028A (en) | Method of preparing crack-free monolithic polycrystalline cordierite substrates | |
| US4772580A (en) | Catalyst carrier of cordierite honeycomb structure and method of producing the same | |
| US7473464B2 (en) | Porous material and method for production thereof | |
| JP4549449B2 (ja) | 焼成時間の速いコージエライト体の製造方法 | |
| EP0498932B1 (en) | Fabrication of cordierite bodies | |
| JP3277939B2 (ja) | コージーライトボディの製造方法 | |
| JP4750343B2 (ja) | 多孔質ハニカム構造体の製造方法、及びハニカム成形体 | |
| CN101336215A (zh) | 用来制造多孔堇青石陶瓷制品的批料组合物和制备多孔堇青石陶瓷制品的方法 | |
| JP3311650B2 (ja) | コージェライト質セラミックハニカム構造体の製造方法 | |
| JP5001892B2 (ja) | ハニカム構造体の製造方法 | |
| JPH1179831A (ja) | 薄壁コージェライト質ハニカム構造体の製造方法 | |
| JPH10174885A (ja) | コーディエライトハニカム構造体およびその製造方法 | |
| JP3340689B2 (ja) | コージェライト質セラミックハニカム構造体の製造方法 | |
| US6770111B2 (en) | Pollucite-based ceramic with low CTE | |
| JP3202945B2 (ja) | セラミックハニカム構造体の焼成方法 | |
| JP2553192B2 (ja) | セラミックハニカム構造体の焼成法 | |
| US6933255B2 (en) | Beta-spodumene ceramics for high temperature applications | |
| JP2002326881A (ja) | 多孔質セラミックスの製造方法 | |
| EP0680938B1 (en) | Method of producing cordierite ceramic honeycomb structural bodies | |
| JP5128989B2 (ja) | コーディエライトセラミックスの製造方法 | |
| JP3321041B2 (ja) | コージェライト質セラミックハニカム構造体の製造方法 | |
| JP3074169B1 (ja) | コージェライト質セラミックハニカム構造体の製造方法 | |
| JPH0470053B2 (ja) | ||
| JP4411566B2 (ja) | コージェライト質セラミックハニカム構造触媒担体及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010522 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080622 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090622 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100622 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100622 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110622 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120622 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130622 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140622 Year of fee payment: 13 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |