JP6691493B2 - セラミック体の製造方法 - Google Patents
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Description
する前記[1]または[2]に記載のセラミック体の製造方法。
造方法。
造方法。
て漸次的または段階的に低くなるように調整する前記[1]〜[6]のいずれかに記載の
セラミック体の製造方法。
載のセラミック体の製造方法。
る。更に、焼成炉の炉内空間における酸素濃度を、室温近傍から焼成温度に到達するまでの昇温過程において任意に調整可能な機構を備えるものであればよい。
コージェライトを主成分とする成形材料(坏土)を予め規定した配合比率で調製し、周知の押出成形機を用いて押出成形し、略円柱状のハニカム成形体を得た。ここで、ハニカム成形体は、隔壁厚さが8mil(0.2032mm)、1平方インチ当たりのセルの数(cpsi:cells per square inch)が300cpsi、ハニカム径が144mm、ハニカム長さが152mmのものである。更に、得られたハニカム成形体のセルの開口部を所定の配設基準に従って目封止した複数の周知の目封止部が設
けられている。すなわち、ハニカム成形体は、「目封止ハニカム成形体」である。
得られたハニカム成形体を、昇温過程を複数の温度領域に分割可能であり、かつそれぞれの温度領域における酸素濃度を任意に調整可能な焼成炉を用いて焼成を行った。なお、本実施例では、投入口及び排出口が同一の電気炉を用いて、トンネルキルンやローラーハースキルン等の連続焼成炉を模擬的に再現している。この電気炉(焼成炉)を用いることにより、室温近傍から焼成温度に到達するまでの昇温過程(昇温区間:図1参照)を、第一温度領域、第二温度領域、第三温度領域、及び第四温度領域(図示しない)の四つの温度領域に分けることができる。なお、各温度領域の分割は、昇温開始からの経過時間及び温度によって任意に調整することができる。
上記の通り、同一のハニカム成形体、及び焼成炉における温度領域を同一条件に設定した後、各温度領域における酸素濃度(vol%)をそれぞれ変化させて、ハニカム成形体の焼成を行った。
(1)実施例1〜4、比較例1〜3について
表1及び図2,3に示されるように、第一温度領域の最大値が大気下と同一の酸素濃度であっても、その後の第二温度領域及び第三温度領域の最大値を11vol%以下の酸素濃度に設定することにより、発熱ピークのΔTを低く抑え、良好な評価を得ることができた。これに対し、比較例1〜3に示されるように、第二温度領域の最大値が11vol%よりも高い条件では、ΔTが著しく高くなることが確認された。また、第二温度領域及び第三温度領域の酸素濃度の最大値が同じ11vol%においても、第一酸素濃度の最大値が大気下の実施例4ではΔTの値が抑えられることが確認された。これは第二温度領域で急激に燃焼する造孔材等の残炭分の燃焼域と第一温度領域で燃焼するバインダー等の有機物の燃焼タイミングが重ならないようにしたためであり、第一酸素濃度が高い方が良好である事を裏付けた。これに対し、比較例1〜3の結果に示されるように、昇温過程で酸素濃度を変化させない(比較例1)、或いは第一酸素濃度に対する第二酸素濃度の変化が小さい場合(比較例2,3)、いずれも良好な結果を得ることができなかった。
表1に示されるように、第一温度領域、第二温度領域、及び第三温度領域の各酸素濃度の最大値を急激に変化させることなく、徐々に低下させることであっても急激な発熱ピークの発生を抑えることができる。そのため、実際の製造条件であっても本発明が有用であることが確認された。但し、実施例1〜4と比較して、ΔTの値は大きくなる(図示しない)。このことから第一酸素濃度ができるだけ高い(大気に近い)方が好ましいことを示している。また、ΔTの値が100℃前後程度であれば、実用上の問題はないと考えられる。
昇温区間の最初の第一温度領域から低酸素濃度の状態を保った場合であっても、第一酸素濃度に対して、第二酸素濃度及び第三酸素濃度が変化しないと良好な結果を得ることができなかった。
第一温度領域よりも第二温度領域の酸素濃度の最大値を高くした場合(比較例5)、本発明の効果を得ることができないことが改めて確認された。また、仮に第二酸素濃度を本発明の規定に合致するように、第一酸素濃度に対して低くした場合であっても、第三酸素濃度が再び第一酸素濃度以上になると、良好な結果を得ることができないことが確認された(比較例6)。
Claims (8)
- 有機物を含む成形材料によって構成されたセラミック成形体を焼成炉内で焼成する焼成工程を具備するセラミック体の製造方法であって、
前記焼成工程は、
投入口及び排出口を有し、前記投入口から前記排出口の間の炉内空間を、前記セラミック成形体を搬送させながら焼成可能な連続焼成炉が用いられ、
前記セラミック成形体の焼成温度に達するまでの昇温過程を、前記投入口を昇温開始点を含む第一温度領域、前記第一温度領域より前記セラミック成形体の搬送下流側に位置し、かつ、高温の第二温度領域、及び、前記第二温度領域より前記セラミック成形体の搬送下流側に位置し、かつ、高温の第三温度領域を含む複数の温度領域に分け、
前記第一温度領域における第一酸素濃度を7〜21vol%の範囲に調整し、かつ、前記第二温度領域における第二酸素濃度の最大値を前記第一酸素濃度の最大値より低い3〜11vol%の範囲に調整し、かつ、前記第三温度領域における第三酸素濃度の最大値を前記第一酸素濃度の最大値より低い3〜11vol%の範囲に調整する酸素濃度調整工程を更に備え、
前記有機物の発熱ピークが約200℃前後であるセラミック体の製造方法。 - 前記酸素濃度調整工程は、
前記第一酸素濃度の最小値を8vol%以上、かつ、前記第二酸素濃度の最大値を8vol%以下に調整する請求項1に記載のセラミック体の製造方法。 - 前記酸素濃度調整工程は、
前記第三酸素濃度の最大値を6〜10vol%に調整する請求項1または2に記載のセラミック体の製造方法。 - 前記第一温度領域は、
上限値が250℃に調整される請求項1〜3のいずれか一項に記載のセラミック体の製造方法。 - 前記酸素濃度調整工程は、
前記第三温度領域における前記第三酸素濃度の最大値を前記第二酸素濃度の最大値より低く調整し、
前記第三温度領域は、
下限値が400℃に調整される請求項1〜4のいずれか一項に記載のセラミック体の製造方法。 - 前記酸素濃度調整工程は、
前記第三温度領域における前記第三酸素濃度の最大値を前記第二酸素濃度の最大値より高く調整し、
前記第三温度領域は、
下限値が400℃に調整される請求項1〜4のいずれか一項に記載のセラミック体の製造方法。 - 前記酸素濃度調整工程は、
前記第一酸素濃度を前記第二温度領域に近づくに従って漸次的または段階的に低くなる
ように調整する請求項1〜6のいずれか一項に記載のセラミック体の製造方法。 - 前記セラミック体は、
ハニカム構造体である請求項1〜7のいずれか一項に記載のセラミック体の製造方法。
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