JPH0717761A - 可塑化可能な混合材およびそれから作られる改良コージエライト基体の製造方法 - Google Patents
可塑化可能な混合材およびそれから作られる改良コージエライト基体の製造方法Info
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- JPH0717761A JPH0717761A JP4343700A JP34370092A JPH0717761A JP H0717761 A JPH0717761 A JP H0717761A JP 4343700 A JP4343700 A JP 4343700A JP 34370092 A JP34370092 A JP 34370092A JP H0717761 A JPH0717761 A JP H0717761A
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- C04B2111/00129—Extrudable mixtures
Abstract
(57)【要約】
【目的】 湿潤強さの高いコージエライト形成混合材を
提供する。 【構成】 可塑化可能な混合材が、約１ミクロンまたは
それ未満の平均粒径を有する１つ以上のアルミナの供給
源、約７ミクロンまたはそれ未満の平均粒径を有する１
つ以上のマグネシアの供給源、およびＸ線セジグラフに
より測定した、２ミクロン以下の平均粒径を有する１つ
以上のカオリンであり、そのカオリンの少なくとも１部
分が離層カオリンであり、その離層カオリンが混合材中
の鉱物の合計に基づいた約５から約30重量パーセントの
間を構成するカオリンの鉱物からなる。その混合材が、
分析的な酸化物基準の重量に基づいて、約11.5-16.5 ％
のＭｇＯ、約33-41 ％のＡｌ2 Ｏ3 、および約46.6-53.
0 ％のＳｉＯ2 からなる化学的組成を有する。
提供する。 【構成】 可塑化可能な混合材が、約１ミクロンまたは
それ未満の平均粒径を有する１つ以上のアルミナの供給
源、約７ミクロンまたはそれ未満の平均粒径を有する１
つ以上のマグネシアの供給源、およびＸ線セジグラフに
より測定した、２ミクロン以下の平均粒径を有する１つ
以上のカオリンであり、そのカオリンの少なくとも１部
分が離層カオリンであり、その離層カオリンが混合材中
の鉱物の合計に基づいた約５から約30重量パーセントの
間を構成するカオリンの鉱物からなる。その混合材が、
分析的な酸化物基準の重量に基づいて、約11.5-16.5 ％
のＭｇＯ、約33-41 ％のＡｌ2 Ｏ3 、および約46.6-53.
0 ％のＳｉＯ2 からなる化学的組成を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は湿潤強さの高いコージエ
ライト形成混合材のなまボディを製造する方法、高い均
衡強さを有するコージエライト基体を製造する方法、お
よびそのような湿潤強さの高いなまボディとコージエラ
イト基体を製造するのに用いられる鉱物の混合材と加工
助剤に関するものである。
ライト形成混合材のなまボディを製造する方法、高い均
衡強さを有するコージエライト基体を製造する方法、お
よびそのような湿潤強さの高いなまボディとコージエラ
イト基体を製造するのに用いられる鉱物の混合材と加工
助剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】炭化水素ガス、ガソリンまたはディーゼ
ル燃料のような炭化水素燃料を用いた内燃機関により放
出される排気ガスは、重大な大気汚染を生じ得る。これ
ら排気ガスの汚染物質の中には、炭化水素および酸素含
有化合物があり、後者は窒素酸化物（ＮＯｘ）および一
酸化炭素（ＣＯ）を含む。自動車工業界では長年、自動
車エンジン機関からのガス状放出物の量を減少させよう
としており、触媒転化器を備えた最初の自動車は1975年
型に導入された。
ル燃料のような炭化水素燃料を用いた内燃機関により放
出される排気ガスは、重大な大気汚染を生じ得る。これ
ら排気ガスの汚染物質の中には、炭化水素および酸素含
有化合物があり、後者は窒素酸化物（ＮＯｘ）および一
酸化炭素（ＣＯ）を含む。自動車工業界では長年、自動
車エンジン機関からのガス状放出物の量を減少させよう
としており、触媒転化器を備えた最初の自動車は1975年
型に導入された。
【０００３】触媒転化器はしばしば、その上に貴金属触
媒が被覆されたコージエライト基体からなる。そのコー
ジエライト基体は典型的に、ハニカムボディあるいはそ
の開口端面の間に伸びた実質的に平行なセルまたは通路
を有するマルチチャネル単一体の形状にある。その転化
器は、触媒が反応して、炭化水素、ＣＯおよびＮＯｘ
を、非毒性の副産物である水、二酸化炭素および還元し
た窒素種に転化する自動車エンジンの排気汚染物の通路
に配される。
媒が被覆されたコージエライト基体からなる。そのコー
ジエライト基体は典型的に、ハニカムボディあるいはそ
の開口端面の間に伸びた実質的に平行なセルまたは通路
を有するマルチチャネル単一体の形状にある。その転化
器は、触媒が反応して、炭化水素、ＣＯおよびＮＯｘ
を、非毒性の副産物である水、二酸化炭素および還元し
た窒素種に転化する自動車エンジンの排気汚染物の通路
に配される。
【０００４】当業者には、焼結コージエライト構造物
は、タルク、カオリン粘土、アルミナ、シリカ、水酸化
アルミニウム、様々な無機および有機結合剤のような原
材料と水とを混合してバッチ組成物を形成することによ
り典型的に作られることが知られている。例えば、米国
特許第3,885,977 号の開示を参照のこと。次いでこの組
成物はハニカムボディに押し出される。焼結の前にこの
段階で、そのハニカムボディはまだ湿っており、しばし
ば「なま」であると称される。その「なま」という用語
は、焼結状態にまだ焼成されていない焼結可能な粉末ま
たは粒子材料から作られた形成ボディまたは小片の状態
を称するためにこの業界およびこの用途において用いら
れている。高温での焼成の後にのみ、その構造物は最終
で所望のセラミック製品の強度と他の特性を得る。
は、タルク、カオリン粘土、アルミナ、シリカ、水酸化
アルミニウム、様々な無機および有機結合剤のような原
材料と水とを混合してバッチ組成物を形成することによ
り典型的に作られることが知られている。例えば、米国
特許第3,885,977 号の開示を参照のこと。次いでこの組
成物はハニカムボディに押し出される。焼結の前にこの
段階で、そのハニカムボディはまだ湿っており、しばし
ば「なま」であると称される。その「なま」という用語
は、焼結状態にまだ焼成されていない焼結可能な粉末ま
たは粒子材料から作られた形成ボディまたは小片の状態
を称するためにこの業界およびこの用途において用いら
れている。高温での焼成の後にのみ、その構造物は最終
で所望のセラミック製品の強度と他の特性を得る。
【０００５】製造者は、触媒担体としてのその効用を高
めるためにコージエライト基体の特性を最大限にするよ
うに作業し続けている。少なくとも一部は自動車の排気
背圧を低減させ、それによりエンジンのパワーを増大さ
せるという目的のために、触媒担体として使用する薄壁
コージエライト単一体またはハニカムを製造する動きが
ある。また、そのコージエライト基体の熱衝撃抵抗性お
よび強さを最大にすることが望まれている。米国特許第
4,772,580 号には、コージエライト基体のこれらの性質
が、そのコージエライトの製造にタルクとカオリンの両
者の微粒子を用いることにより高められることが示唆さ
れている。この米国特許第4,772,580 号は、タルク粒子
は７μｍより大きな平均粒径を有するべきではなく、カ
オリン粒子は２μｍより大きな、そしてコージエライト
を製造するためのタルク粒子および他の原材料の平均粒
径の１／３より大きな平均粒径を有するべきではないこ
とを示唆している。
めるためにコージエライト基体の特性を最大限にするよ
うに作業し続けている。少なくとも一部は自動車の排気
背圧を低減させ、それによりエンジンのパワーを増大さ
せるという目的のために、触媒担体として使用する薄壁
コージエライト単一体またはハニカムを製造する動きが
ある。また、そのコージエライト基体の熱衝撃抵抗性お
よび強さを最大にすることが望まれている。米国特許第
4,772,580 号には、コージエライト基体のこれらの性質
が、そのコージエライトの製造にタルクとカオリンの両
者の微粒子を用いることにより高められることが示唆さ
れている。この米国特許第4,772,580 号は、タルク粒子
は７μｍより大きな平均粒径を有するべきではなく、カ
オリン粒子は２μｍより大きな、そしてコージエライト
を製造するためのタルク粒子および他の原材料の平均粒
径の１／３より大きな平均粒径を有するべきではないこ
とを示唆している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そのような微粒の原材
料の使用により改善された焼結製品が得られるが、ま
た、追加の加工における困難をもたらすことにもなる。
押出しの次で焼成の前になまハニカムボディを取扱うこ
とは避けられないので、焼成の前に、そのボディが湿潤
強さと称される良好な強さを有することが重要である。
例えば、押出しなまボディが乾燥工程に移送される間に
そのボディの皮領域にひずみが生じた場合には、そのひ
ずみは、最終の焼結セラミック製品の強度（例えば、均
衡強さ）を減少せしめるボディ中の構造欠陥を生じるか
もしれない。不幸なことに、経験により、微粒原材料か
ら製造されたなまボディの湿潤強さは、より粗い原材料
が用いられた場合のそのようなボディの湿潤強さほどは
大きくない。結果として、取扱い中に欠陥がボディに生
じ、最終焼結製品は容認できない低い均衡強さを有する
ようである。
料の使用により改善された焼結製品が得られるが、ま
た、追加の加工における困難をもたらすことにもなる。
押出しの次で焼成の前になまハニカムボディを取扱うこ
とは避けられないので、焼成の前に、そのボディが湿潤
強さと称される良好な強さを有することが重要である。
例えば、押出しなまボディが乾燥工程に移送される間に
そのボディの皮領域にひずみが生じた場合には、そのひ
ずみは、最終の焼結セラミック製品の強度（例えば、均
衡強さ）を減少せしめるボディ中の構造欠陥を生じるか
もしれない。不幸なことに、経験により、微粒原材料か
ら製造されたなまボディの湿潤強さは、より粗い原材料
が用いられた場合のそのようなボディの湿潤強さほどは
大きくない。結果として、取扱い中に欠陥がボディに生
じ、最終焼結製品は容認できない低い均衡強さを有する
ようである。
【０００７】より薄い壁基体を製造するために、バッチ
組成物が押し出されるダイのスロットは必然的により薄
くなければならないことにもまた注意しなければならな
い。そのような薄いスロットは非常に高いインピーダン
スを有し、著しく上昇した圧力とトルクが生じる。その
バッチ組成物に、より多くの水を加えて圧力とトルクを
低減することもあるが、このことはまた、押し出したな
まボディの湿潤強さをさらに減少させることが予期され
る。
組成物が押し出されるダイのスロットは必然的により薄
くなければならないことにもまた注意しなければならな
い。そのような薄いスロットは非常に高いインピーダン
スを有し、著しく上昇した圧力とトルクが生じる。その
バッチ組成物に、より多くの水を加えて圧力とトルクを
低減することもあるが、このことはまた、押し出したな
まボディの湿潤強さをさらに減少させることが予期され
る。
【０００８】したがって、微粒原材料から広く作られて
いる製品の熱衝撃抵抗特性を示すが、より容易に加工さ
れ、なまボディの状態の良好な湿潤強さを示し、結果と
して最終焼結状態で均衡強さを示す焼結コージエライト
構造物を製造する手段には明確な需要がある。
いる製品の熱衝撃抵抗特性を示すが、より容易に加工さ
れ、なまボディの状態の良好な湿潤強さを示し、結果と
して最終焼結状態で均衡強さを示す焼結コージエライト
構造物を製造する手段には明確な需要がある。
【０００９】本発明は、湿潤強さの高いコージエライト
形成混合材のなまボディを製造するための混合材、およ
びそのようななまボディを製造する方法を提供すること
を目的とするものである。
形成混合材のなまボディを製造するための混合材、およ
びそのようななまボディを製造する方法を提供すること
を目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】ここで驚くことに、特定
の粘土が微粒子サイズの材料からのコージエライト構造
物の製造に用いられる場合、上述した利益が得られるこ
とが分かった。さらに詳しくは、鉱物の約５から約30重
量％が離層カオリンである場合、微粒子サイズの材料の
鉱物からコージエライト構造物を製造することにより、
高められた湿潤強度のなまボディが得られ、結果とし
て、高い均衡強さを有する焼結セラミック構造物が予想
どおりに得られる。また、さらにコージエライト形成混
合材中にか焼カオリンを用いることにより湿潤強さがさ
らに高められることが分かった。
の粘土が微粒子サイズの材料からのコージエライト構造
物の製造に用いられる場合、上述した利益が得られるこ
とが分かった。さらに詳しくは、鉱物の約５から約30重
量％が離層カオリンである場合、微粒子サイズの材料の
鉱物からコージエライト構造物を製造することにより、
高められた湿潤強度のなまボディが得られ、結果とし
て、高い均衡強さを有する焼結セラミック構造物が予想
どおりに得られる。また、さらにコージエライト形成混
合材中にか焼カオリンを用いることにより湿潤強さがさ
らに高められることが分かった。
【００１１】さらに詳しくは、本発明は主相としてコー
ジエライトを有する基体の製造に用いる可塑化可能な混
合材であって、該混合材が、(a) 約１ミクロンまたはそ
れ未満の平均粒径を有する１つ以上のアルミナの供給
源、(b) 約７ミクロンまたはそれ未満の平均粒径を有す
る１つ以上のマグネシアの供給源、および(c) Ｘ線セジ
グラフにより測定した、２ミクロン以下の平均粒径を有
する１つ以上のカオリンであって、該カオリンの少なく
とも１部分が離層カオリンであり、該離層カオリンが前
記混合材中の鉱物の合計に基づいた約５から約30重量パ
ーセントの間を構成するカオリンの鉱物からなり、前記
混合材が、分析的な酸化物基準の重量に基づいて、約1
1.5-16.5 ％のＭｇＯ、約33-41 ％のＡｌ2 Ｏ3 、およ
び約46.6-53.0 ％のＳｉＯ2からなる化学的組成を有す
る混合材に関するものである。好ましくは、この混合材
はまた、前記混合材中の鉱物の合計に基づいた約15から
約39重量パーセントの範囲の量でか焼カオリンからな
る。
ジエライトを有する基体の製造に用いる可塑化可能な混
合材であって、該混合材が、(a) 約１ミクロンまたはそ
れ未満の平均粒径を有する１つ以上のアルミナの供給
源、(b) 約７ミクロンまたはそれ未満の平均粒径を有す
る１つ以上のマグネシアの供給源、および(c) Ｘ線セジ
グラフにより測定した、２ミクロン以下の平均粒径を有
する１つ以上のカオリンであって、該カオリンの少なく
とも１部分が離層カオリンであり、該離層カオリンが前
記混合材中の鉱物の合計に基づいた約５から約30重量パ
ーセントの間を構成するカオリンの鉱物からなり、前記
混合材が、分析的な酸化物基準の重量に基づいて、約1
1.5-16.5 ％のＭｇＯ、約33-41 ％のＡｌ2 Ｏ3 、およ
び約46.6-53.0 ％のＳｉＯ2からなる化学的組成を有す
る混合材に関するものである。好ましくは、この混合材
はまた、前記混合材中の鉱物の合計に基づいた約15から
約39重量パーセントの範囲の量でか焼カオリンからな
る。
【００１２】本発明はまた、上述した成分、水、結合材
および潤滑剤からなる押出可能な混合材に関するもので
ある。さらに、本発明は、上述したような可塑化可能な
混合材を調製し、その混合材に水と押出助剤とを加えて
その混合材を練り混ぜ押出可能な混合物を生成し、その
混合材を押し出して所望の形状の基体を形成する各工程
からなるコージエライト形成材料のなまボディを製造す
る方法に関するものである。そのように形成されたなま
ボディは乾燥せしめられ、焼成されて主相としてコージ
エライトを有するセラミック基体を生成する。
および潤滑剤からなる押出可能な混合材に関するもので
ある。さらに、本発明は、上述したような可塑化可能な
混合材を調製し、その混合材に水と押出助剤とを加えて
その混合材を練り混ぜ押出可能な混合物を生成し、その
混合材を押し出して所望の形状の基体を形成する各工程
からなるコージエライト形成材料のなまボディを製造す
る方法に関するものである。そのように形成されたなま
ボディは乾燥せしめられ、焼成されて主相としてコージ
エライトを有するセラミック基体を生成する。
【００１３】主相としてコージエライトを有する基体の
製造に用いられる可塑化可能な混合材を、本発明に従っ
て特定のカオリン材料およびコージエライト形成材料と
して知られているアルミナとマグネシアの標準供給源か
ら製造する。その混合材からなるこれらの材料の相対的
な量は所望の焼成組成物によるが、一般的に、分析的な
酸化物基準の重量に基づいて、その混合材が約11.5-16.
5 ％のＭｇＯ、約33-41 ％のＡｌ2 Ｏ3 、および約46.6
-53.0 ％のＳｉＯ2 からなるように用いられる。
製造に用いられる可塑化可能な混合材を、本発明に従っ
て特定のカオリン材料およびコージエライト形成材料と
して知られているアルミナとマグネシアの標準供給源か
ら製造する。その混合材からなるこれらの材料の相対的
な量は所望の焼成組成物によるが、一般的に、分析的な
酸化物基準の重量に基づいて、その混合材が約11.5-16.
5 ％のＭｇＯ、約33-41 ％のＡｌ2 Ｏ3 、および約46.6
-53.0 ％のＳｉＯ2 からなるように用いられる。
【００１４】アルミナの供給源はアルミナと水酸化アル
ミニウムとを含み、好ましくは約１ミクロンまたはそれ
未満の平均粒径を有する高反応性アルミナを用いる。マ
グネシアの供給源は、タルク、か焼タルク、炭酸マグネ
シウム、水酸化マグネシウム、および酸化マグネシウム
を含み、好ましくは約７ミクロンまたはそれ未満の平均
粒径を有するタルクを用いる。材料を供給するアルミナ
とマグネシアの平均粒径は、標準Ｘ線セジグラフ（sedi
graph ）方法により測定できる。
ミニウムとを含み、好ましくは約１ミクロンまたはそれ
未満の平均粒径を有する高反応性アルミナを用いる。マ
グネシアの供給源は、タルク、か焼タルク、炭酸マグネ
シウム、水酸化マグネシウム、および酸化マグネシウム
を含み、好ましくは約７ミクロンまたはそれ未満の平均
粒径を有するタルクを用いる。材料を供給するアルミナ
とマグネシアの平均粒径は、標準Ｘ線セジグラフ（sedi
graph ）方法により測定できる。
【００１５】本発明に用いられるカオリンはまた、微粒
子サイズのものであり、一般的に標準Ｘ線セジグラフ方
法による約２ミクロン以下の平均粒径を有する。好まし
くは、高純度（カリウム、ナトリウム、カルシウムの含
有量が低い）のものが用いられる。
子サイズのものであり、一般的に標準Ｘ線セジグラフ方
法による約２ミクロン以下の平均粒径を有する。好まし
くは、高純度（カリウム、ナトリウム、カルシウムの含
有量が低い）のものが用いられる。
【００１６】前記混合材中の鉱物の合計に基づいて、そ
の混合材の、約５と約30重量パーセントの間、好ましく
は約10から約16重量パーセントの間が離層カオリンから
なる。カオリンは、パンのひとかたまりからのスライス
のように、他のものの上に１つの小片が積重されたよう
な小片の「積重物」として存在する。この小片という用
語は、２つの長い寸法と１つの短い寸法を有する粒子を
表わす。すなわち、その小片の長さと幅は、その厚さよ
りも非常に大きい。その長さと幅は等しい必要はない
が、その厚さよりははるかに大きくなくてはならない。
小片の積重は、実質的に直径より大きい積重の長さを有
するロッド形状の群を形成する。これらのカオリン積重
は機械的工程により砕かれるかまたは離層せしめられ、
それにより各小片に分けられる。離層の後に、各小片は
一般的にことによるとその厚さの10倍またはそれより大
きな直径（または長さと幅）を有する。
の混合材の、約５と約30重量パーセントの間、好ましく
は約10から約16重量パーセントの間が離層カオリンから
なる。カオリンは、パンのひとかたまりからのスライス
のように、他のものの上に１つの小片が積重されたよう
な小片の「積重物」として存在する。この小片という用
語は、２つの長い寸法と１つの短い寸法を有する粒子を
表わす。すなわち、その小片の長さと幅は、その厚さよ
りも非常に大きい。その長さと幅は等しい必要はない
が、その厚さよりははるかに大きくなくてはならない。
小片の積重は、実質的に直径より大きい積重の長さを有
するロッド形状の群を形成する。これらのカオリン積重
は機械的工程により砕かれるかまたは離層せしめられ、
それにより各小片に分けられる。離層の後に、各小片は
一般的にことによるとその厚さの10倍またはそれより大
きな直径（または長さと幅）を有する。
【００１７】本発明への使用に適した離層カオリンは知
られており、市販されている。積重された粘土は本発明
の混合材を調製するのに用いられるが、そのような粘土
積重物が用いられる場合には、その可塑性バッチが最終
的に焼成のために形成される前に、工程（混合、予備成
形、形成）により積重物が小片となるように十分に砕か
れる。
られており、市販されている。積重された粘土は本発明
の混合材を調製するのに用いられるが、そのような粘土
積重物が用いられる場合には、その可塑性バッチが最終
的に焼成のために形成される前に、工程（混合、予備成
形、形成）により積重物が小片となるように十分に砕か
れる。
【００１８】本発明の混合材はまた、バッチ中の鉱物の
合計に基づいて、約15から約39重量パーセントの量、さ
らに好ましくは約30から約35重量のか焼カオリンからな
る。か焼カオリンを含有することはさらに、押出しなま
ボディの湿潤強さを高め、それにより高い均衡強さを有
する焼結セラミック構造物を予期できるようになること
が分かった。その混合材中の残りのカオリンとともにか
焼カオリンは、Ｘ線セジグラフにより測定された、約２
ミクロン以下の平均粒径を有し、必要に応じて離層せし
められる。
合計に基づいて、約15から約39重量パーセントの量、さ
らに好ましくは約30から約35重量のか焼カオリンからな
る。か焼カオリンを含有することはさらに、押出しなま
ボディの湿潤強さを高め、それにより高い均衡強さを有
する焼結セラミック構造物を予期できるようになること
が分かった。その混合材中の残りのカオリンとともにか
焼カオリンは、Ｘ線セジグラフにより測定された、約２
ミクロン以下の平均粒径を有し、必要に応じて離層せし
められる。
【００１９】14.80 重量％の離層カオリン（平均粒径約
1.5 μ）、30.77 重量％のか焼カオリン（平均粒径約1.
2 μ）、40.75 重量％のタルク（平均粒径約6.5 μ）、
および13.68 重量％の反応性アルミナ（平均粒径約0.8
μ）からなる鉱物混合物から焼結コージエライトハニカ
ム基体を製造することにより、優れた結果が得られた。
1.5 μ）、30.77 重量％のか焼カオリン（平均粒径約1.
2 μ）、40.75 重量％のタルク（平均粒径約6.5 μ）、
および13.68 重量％の反応性アルミナ（平均粒径約0.8
μ）からなる鉱物混合物から焼結コージエライトハニカ
ム基体を製造することにより、優れた結果が得られた。
【００２０】上述した主要成分以外の化学成分は、コー
ジエライトハニカム基体の熱膨張に不利に影響し、その
ため、ＴｉＯ2 、ＣａＯ、Ｋ2 Ｏ、Ｎａ2 Ｏ、Ｆｅ2 Ｏ
3 、Ｐ2 Ｏ5 等のような不純物は2.5 ％以下の量で好ま
しくは存在する。特に、ＣａＯ、Ｋ2 ＯおよびＮａ2 Ｏ
のようなアルカリ成分の量の減少は、ハニカム構造物の
熱膨張特性の改善に至る。Ｐ2 Ｏ5 の量は、実質的に０
または0.1 ％未満であるべきである。
ジエライトハニカム基体の熱膨張に不利に影響し、その
ため、ＴｉＯ2 、ＣａＯ、Ｋ2 Ｏ、Ｎａ2 Ｏ、Ｆｅ2 Ｏ
3 、Ｐ2 Ｏ5 等のような不純物は2.5 ％以下の量で好ま
しくは存在する。特に、ＣａＯ、Ｋ2 ＯおよびＮａ2 Ｏ
のようなアルカリ成分の量の減少は、ハニカム構造物の
熱膨張特性の改善に至る。Ｐ2 Ｏ5 の量は、実質的に０
または0.1 ％未満であるべきである。
【００２１】可塑化可能な混合材に含まれる鉱物は、混
合工程において原材料相の緊密な混合物を作るのに十分
なほど結合せしめられ、熱加工の完全な反応を達成す
る。水および結合剤や潤滑剤のような押出助剤をこの段
階で加え、形成可能なまたは成形可能な押出可能混合材
を生成するのを補助する。結合剤（例えば、メチルセル
ロース）および潤滑剤（例えば、ステアリン酸塩）のよ
うな当業者によく知られた押出助剤を十分加え、焼成の
前に可塑的成形性およびなまボディを与える。ヒドロキ
シプロピルメチルセルロース、好ましくは40,000ｃｐｓ
の粘土を生じるその２％溶液を用いることにより優れた
結果が得られた。結合剤を、混合材中の無機物に基づく
重量パーセントで、好ましくは約２から約４、より好ま
しくは約2.5 から約3.2 の量でその混合材に加える。好
ましい潤滑剤はステアリン酸ナトリウムである。潤滑剤
を、混合材中の無機物に基づく重量パーセントで、好ま
しくは約0.4 から約1.0 、より好ましくは約0.5 から約
0.8 の量でその混合材に加える。
合工程において原材料相の緊密な混合物を作るのに十分
なほど結合せしめられ、熱加工の完全な反応を達成す
る。水および結合剤や潤滑剤のような押出助剤をこの段
階で加え、形成可能なまたは成形可能な押出可能混合材
を生成するのを補助する。結合剤（例えば、メチルセル
ロース）および潤滑剤（例えば、ステアリン酸塩）のよ
うな当業者によく知られた押出助剤を十分加え、焼成の
前に可塑的成形性およびなまボディを与える。ヒドロキ
シプロピルメチルセルロース、好ましくは40,000ｃｐｓ
の粘土を生じるその２％溶液を用いることにより優れた
結果が得られた。結合剤を、混合材中の無機物に基づく
重量パーセントで、好ましくは約２から約４、より好ま
しくは約2.5 から約3.2 の量でその混合材に加える。好
ましい潤滑剤はステアリン酸ナトリウムである。潤滑剤
を、混合材中の無機物に基づく重量パーセントで、好ま
しくは約0.4 から約1.0 、より好ましくは約0.5 から約
0.8 の量でその混合材に加える。
【００２２】水は可塑的成形性を助け、特定の組成物に
利益となるように制御される。一般的に、本発明に用い
られるバッチ原材料は、乾燥バッチ（有機物と無機物の
合計）に基づく重量％の水で、約28から約35の間、好ま
しくは約30から約33の間で必要とされる。原材料または
粒子サイズの変化を調整するのに種々の変更が必要とさ
れる。
利益となるように制御される。一般的に、本発明に用い
られるバッチ原材料は、乾燥バッチ（有機物と無機物の
合計）に基づく重量％の水で、約28から約35の間、好ま
しくは約30から約33の間で必要とされる。原材料または
粒子サイズの変化を調整するのに種々の変更が必要とさ
れる。
【００２３】上述したように調製された押出可能な混合
材は、従来のセラミック形成技術により所望の構造に形
成できる。一般的に触媒担体として頻繁に用いる種類の
ハニカム基体を製造するには、押出工程が理想である。
他の形成方法は、それ自身で用いられるまたはハニカム
構造物に組み立てられる薄いシートの圧延および圧縮を
含む。
材は、従来のセラミック形成技術により所望の構造に形
成できる。一般的に触媒担体として頻繁に用いる種類の
ハニカム基体を製造するには、押出工程が理想である。
他の形成方法は、それ自身で用いられるまたはハニカム
構造物に組み立てられる薄いシートの圧延および圧縮を
含む。
【００２４】なま構造物を、一般的に焼成の前に約5-20
分間の期間、絶縁的に乾燥せしめる。コージエライトボ
ディの焼成範囲は、コージエライト相に実質的に完全な
反応を生じさせるのに十分な浸漬時間で、約1340°と約
1450℃の間である。約６から12時間の浸漬時間が一般的
に申し分がない。前述したように、本発明のコージエラ
イト形成混合材中に微粒子サイズの鉱物と結合した離層
カオリンを用いることにより、そしてまたは好ましくは
混合材の１成分としてか焼カオリンを含有することによ
り、湿潤強さの高められたなまボディが得られることが
分かった。ここに用いる湿潤強さは、押出しに続く取扱
いにおいて受けるおう力に抵抗する押出しリボンの能力
に対応する。湿潤強さを測定するために、１／８”（0.
05ｃｍ）の厚さ、１”（0.39ｃｍ）の幅、２”（0.79ｃ
ｍ）の長さを有するリボン試料を押し出して切断する。
これらの試料をプラスチック袋に保存し、水分の損失に
対して保護する。試料のモジュラスを測定するために、
クロスヘッドに備え付けられた直径１／２”（0.20ｃ
ｍ）のプランジャーを有するインストロン試験機を用い
る。そのリボン試料を、押出工程の温度に近い制御温度
で保持する（一般的に約23から50℃の範囲）。その試料
をリボンの寸法に対して切り込みの入ったスロットを有
する取付具に保持する。適切な取付具は１”（0.39ｃ
ｍ）厚の２片アルミニウム板である。その板の上の片
は、約１／８”（0.05ｃｍ）の厚さ、２”（0.79ｃｍ）
の長さ、１”（0.39ｃｍ）の幅のスロットを有し、その
中心にピストンが通過できる１／２”（0.20ｃｍ）の孔
を有する。その板の下の片は、上の片に適合するアルミ
ニウムの平らな片であり、温度制御浴が循環せしめられ
る板の間の凹所を残す。クロスヘッドのプランジャー
は、リボンの表面に隣接するように配され、そのプラン
ジャーは0.6 ｃｍ／分のクロスヘッド速度で試料に入射
する。荷重が、測定された最大荷重より５％下落したと
きに、試験を終了する。湿潤強さは、単位当たりの荷重
変位、ｋｇ／ｍｍとして測定する。本発明の押出可能な
混合材に、乾燥混合材に基づいて31.5-32 重量パーセン
トの量の水を含有するように調製する場合に、少なくと
も約0.75ｋｇ／ｍｍ、好ましくは少なくとも約1.0 ｋｇ
／ｍｍの湿潤強さが得られる。高められた湿潤強さのた
めに、構造物がより低い湿潤強さのなまボディから作ら
れた時よりも高い均衡強さの焼成構造物をより予期可能
に得ることができる。前述したように、焼成の前の取扱
いの間にそのなまボディの構造物に与えられたどのよう
な欠陥も、焼成製品の均衡強さを著しく減少することが
できる。そのような欠陥が見られない場合には、なまボ
ディにより示されたより低い湿潤強さにもかかわらず、
焼成製品の均衡強さは望ましく高くなり得る。例えば、
触媒担体として用いられる焼結ハニカム構造物の場合、
その基体の押出し、乾燥および焼成は必然的にそのなま
ボディの取扱いをある程度は必要とし、そのボディの壁
は薄くて容易に変形するので、そのボディの湿潤強さの
増大により、高い均衡強さを有する焼成セラミック製品
を一貫して達成する見込みを著しく改善できる。
分間の期間、絶縁的に乾燥せしめる。コージエライトボ
ディの焼成範囲は、コージエライト相に実質的に完全な
反応を生じさせるのに十分な浸漬時間で、約1340°と約
1450℃の間である。約６から12時間の浸漬時間が一般的
に申し分がない。前述したように、本発明のコージエラ
イト形成混合材中に微粒子サイズの鉱物と結合した離層
カオリンを用いることにより、そしてまたは好ましくは
混合材の１成分としてか焼カオリンを含有することによ
り、湿潤強さの高められたなまボディが得られることが
分かった。ここに用いる湿潤強さは、押出しに続く取扱
いにおいて受けるおう力に抵抗する押出しリボンの能力
に対応する。湿潤強さを測定するために、１／８”（0.
05ｃｍ）の厚さ、１”（0.39ｃｍ）の幅、２”（0.79ｃ
ｍ）の長さを有するリボン試料を押し出して切断する。
これらの試料をプラスチック袋に保存し、水分の損失に
対して保護する。試料のモジュラスを測定するために、
クロスヘッドに備え付けられた直径１／２”（0.20ｃ
ｍ）のプランジャーを有するインストロン試験機を用い
る。そのリボン試料を、押出工程の温度に近い制御温度
で保持する（一般的に約23から50℃の範囲）。その試料
をリボンの寸法に対して切り込みの入ったスロットを有
する取付具に保持する。適切な取付具は１”（0.39ｃ
ｍ）厚の２片アルミニウム板である。その板の上の片
は、約１／８”（0.05ｃｍ）の厚さ、２”（0.79ｃｍ）
の長さ、１”（0.39ｃｍ）の幅のスロットを有し、その
中心にピストンが通過できる１／２”（0.20ｃｍ）の孔
を有する。その板の下の片は、上の片に適合するアルミ
ニウムの平らな片であり、温度制御浴が循環せしめられ
る板の間の凹所を残す。クロスヘッドのプランジャー
は、リボンの表面に隣接するように配され、そのプラン
ジャーは0.6 ｃｍ／分のクロスヘッド速度で試料に入射
する。荷重が、測定された最大荷重より５％下落したと
きに、試験を終了する。湿潤強さは、単位当たりの荷重
変位、ｋｇ／ｍｍとして測定する。本発明の押出可能な
混合材に、乾燥混合材に基づいて31.5-32 重量パーセン
トの量の水を含有するように調製する場合に、少なくと
も約0.75ｋｇ／ｍｍ、好ましくは少なくとも約1.0 ｋｇ
／ｍｍの湿潤強さが得られる。高められた湿潤強さのた
めに、構造物がより低い湿潤強さのなまボディから作ら
れた時よりも高い均衡強さの焼成構造物をより予期可能
に得ることができる。前述したように、焼成の前の取扱
いの間にそのなまボディの構造物に与えられたどのよう
な欠陥も、焼成製品の均衡強さを著しく減少することが
できる。そのような欠陥が見られない場合には、なまボ
ディにより示されたより低い湿潤強さにもかかわらず、
焼成製品の均衡強さは望ましく高くなり得る。例えば、
触媒担体として用いられる焼結ハニカム構造物の場合、
その基体の押出し、乾燥および焼成は必然的にそのなま
ボディの取扱いをある程度は必要とし、そのボディの壁
は薄くて容易に変形するので、そのボディの湿潤強さの
増大により、高い均衡強さを有する焼成セラミック製品
を一貫して達成する見込みを著しく改善できる。
【００２５】ここに記載したように製造した焼結コージ
エライトハニカム基体の均衡強さは以下のようにして測
定できる。均衡セルにより、基体の皮領域のみに圧力を
加える。その圧力は、約120 ｐｓｉ（8.4 ×103 ｇ／ｃ
ｍ2 ）から最大400 ｐｓｉ（2.8 ×104 ｇ／ｃｍ2 ）ま
での度合いで前記皮領域に対して垂直に加えられる。最
初に聞き取れるクラックの音が認められた時に、製品が
損なわれると思われる。その損失は、その基体の皮に隣
接するセルの最初の層の崩壊に対応する。本発明に従っ
て製造した焼結コージエライトハニカム基体は、約0.10
0 から0.111の範囲のセル壁厚さ／リピート距離の比
（リピート距離はハニカム構造のセル壁の間の距離であ
る）を有するので、約300 ポンド／平方インチ（2.11×
104 ｇ／ｃｍ2 ）またはそれより大きい均衡強さが予期
したとおりに得られる。
エライトハニカム基体の均衡強さは以下のようにして測
定できる。均衡セルにより、基体の皮領域のみに圧力を
加える。その圧力は、約120 ｐｓｉ（8.4 ×103 ｇ／ｃ
ｍ2 ）から最大400 ｐｓｉ（2.8 ×104 ｇ／ｃｍ2 ）ま
での度合いで前記皮領域に対して垂直に加えられる。最
初に聞き取れるクラックの音が認められた時に、製品が
損なわれると思われる。その損失は、その基体の皮に隣
接するセルの最初の層の崩壊に対応する。本発明に従っ
て製造した焼結コージエライトハニカム基体は、約0.10
0 から0.111の範囲のセル壁厚さ／リピート距離の比
（リピート距離はハニカム構造のセル壁の間の距離であ
る）を有するので、約300 ポンド／平方インチ（2.11×
104 ｇ／ｃｍ2 ）またはそれより大きい均衡強さが予期
したとおりに得られる。
【００２６】均衡強さ試験を行なう１つの方法は、試料
の形状に一致し、製品の皮領域を覆うゴム「ブーツ」の
中に焼結ハニカム基体をそっとはめることである。ハニ
カム基体のチャネルと垂直に、基体と同じ輪郭を有する
プレキシグラス板を配することにより、その「ブーツ」
の一方の開口端を閉じる。「ブーツ」の他端を、基体の
形状と一致し、ブーツの内部と外側の環境とに開いた管
を有するアルミニウムブロックで、閉じる。このアルミ
ニウムブロックはＯリングにより覆われ、ブーツに留め
られる。そのような輪郭の製品を、上述したように加え
た均衡セル圧力中に配する。「ブーツ」の１つの端片の
管は環境に開いているので、圧力はハニカムの皮領域だ
けでなく、構造の中心にも加えられる。
の形状に一致し、製品の皮領域を覆うゴム「ブーツ」の
中に焼結ハニカム基体をそっとはめることである。ハニ
カム基体のチャネルと垂直に、基体と同じ輪郭を有する
プレキシグラス板を配することにより、その「ブーツ」
の一方の開口端を閉じる。「ブーツ」の他端を、基体の
形状と一致し、ブーツの内部と外側の環境とに開いた管
を有するアルミニウムブロックで、閉じる。このアルミ
ニウムブロックはＯリングにより覆われ、ブーツに留め
られる。そのような輪郭の製品を、上述したように加え
た均衡セル圧力中に配する。「ブーツ」の１つの端片の
管は環境に開いているので、圧力はハニカムの皮領域だ
けでなく、構造の中心にも加えられる。
【００２７】前述したように、ここに記載した混合材の
主な効用は、触媒担体として有用な高強度のコージエラ
イトハニカム基体を製造することにある。本発明は特に
薄壁ハニカムを製造するのに特に有効であるが、請求項
に記載した混合材は、より厚い壁の構造物を製造するの
にも用いられる。そのハニカム構造物に触媒を適応し、
その構造物を、例えば自動車の排気系に利用する方法
は、当業者によく知られている。その混合材は、同様に
フィルターのような他の高強度のコージエライト構造物
を製造するのにも有用である。
主な効用は、触媒担体として有用な高強度のコージエラ
イトハニカム基体を製造することにある。本発明は特に
薄壁ハニカムを製造するのに特に有効であるが、請求項
に記載した混合材は、より厚い壁の構造物を製造するの
にも用いられる。そのハニカム構造物に触媒を適応し、
その構造物を、例えば自動車の排気系に利用する方法
は、当業者によく知られている。その混合材は、同様に
フィルターのような他の高強度のコージエライト構造物
を製造するのにも有用である。
【００２８】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。
する。
【００２９】タルク、カオリンおよび反応性アルミナの
混合材を調製し、水および混合助材と混合し、上述した
ような湿潤強さの試験を施すリボンの形状に押し出し
た。タルクは約6.5 μの平均粒径を有し、反応性アルミ
ナは約0.8 μの平均粒径を有し、離層カオリン（Ｋ−1
0）は約1.5 μの平均粒径を有し、そしてか焼カオリン
（グロマックス）は約1.2 μの平均粒径を有した。比較
例Ａにおいては、離層カオリンは使用しない。代わり
に、カオリンは、部分か焼カオリンと部分原料カオリン
（ハイドライトＰＸ、約1.2 μの平均粒径）からなり、
いずれも離層されなかった。実施例１で利用された混合
材は、原料粘土が離層粘土と置き換えられることを除い
ては実施例Ａと同一である。実施例２は、か焼粘土の量
を増大するために離層粘土の量を減少させた場合の結果
を示す。
混合材を調製し、水および混合助材と混合し、上述した
ような湿潤強さの試験を施すリボンの形状に押し出し
た。タルクは約6.5 μの平均粒径を有し、反応性アルミ
ナは約0.8 μの平均粒径を有し、離層カオリン（Ｋ−1
0）は約1.5 μの平均粒径を有し、そしてか焼カオリン
（グロマックス）は約1.2 μの平均粒径を有した。比較
例Ａにおいては、離層カオリンは使用しない。代わり
に、カオリンは、部分か焼カオリンと部分原料カオリン
（ハイドライトＰＸ、約1.2 μの平均粒径）からなり、
いずれも離層されなかった。実施例１で利用された混合
材は、原料粘土が離層粘土と置き換えられることを除い
ては実施例Ａと同一である。実施例２は、か焼粘土の量
を増大するために離層粘土の量を減少させた場合の結果
を示す。
【００３０】各押出し可能な混合材は、有機および無機
固体の合計に基づいた約32重量％の水、無機物の合計に
基づいた約2.9 重量％のヒドロキシプロピルメチルセル
ロース結合剤（40.000ｃｐｓの粘度を有する２％溶
液）、および無機物の合計に基づいた約0.75重量％のス
テアリン酸ナトリウム潤滑剤を含む。残りの成分、その
量および湿潤強さのデータを表１に示す。
固体の合計に基づいた約32重量％の水、無機物の合計に
基づいた約2.9 重量％のヒドロキシプロピルメチルセル
ロース結合剤（40.000ｃｐｓの粘度を有する２％溶
液）、および無機物の合計に基づいた約0.75重量％のス
テアリン酸ナトリウム潤滑剤を含む。残りの成分、その
量および湿潤強さのデータを表１に示す。
【００３１】 表１ 実施例 鉱物組成 * 湿潤強さ Ａ タルク 40.47 重量％ 0.33ｋｇ／ｍｍ アルミナ 13.59 重量％ か焼カオリン 26.07 重量％ ハイドライトＰＸ 19.87 重量％ １ タルク 40.47 重量％ 0.86ｋｇ／ｍｍ アルミナ 13.59 重量％ 離層カオリン 26.07 重量％ か焼カオリン 19.87 重量％ ２ タルク 40.86 重量％ 1.44ｋｇ／ｍｍ アルミナ 12.82 重量％ 離層カオリン 12.82 重量％ か焼カオリン 32.60 重量％ * 混合材の鉱物の合計に基づくパーセンテージ これらの実施例が示すように、混合材中に離層カオリン
を含有することにより、押出し構造物の湿潤強さを著し
く増大させる。非離層粘土を含有する対応混合材の好ま
しい焼成特性を保持する一方で、高められた湿潤強さが
得られる。
を含有することにより、押出し構造物の湿潤強さを著し
く増大させる。非離層粘土を含有する対応混合材の好ま
しい焼成特性を保持する一方で、高められた湿潤強さが
得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｊ 35/04 ＺＡＢ 8017−4Ｇ ３０１ Ｐ 8017−4Ｇ Ｃ０４Ｂ 33/04 Ｚ
Claims (52)
- 【請求項１】 主相としてコージエライトを有する基体
の製造に用いる可塑化可能な混合材であって、該混合材
が、 (a) 約１ミクロンまたはそれ未満の平均粒径を有する１
つ以上のアルミナの供給源、 (b) 約７ミクロンまたはそれ未満の平均粒径を有する１
つ以上のマグネシアの供給源、および (c) Ｘ線セジグラフにより測定した、２ミクロン以下の
平均粒径を有する１つ以上のカオリンであって、該カオ
リンの少なくとも１部分が離層カオリンであり、該離層
カオリンが前記混合材中の鉱物の合計に基づいた約５か
ら約30重量パーセントの間を構成するカオリンの鉱物か
らなり、前記混合材が、分析的な酸化物基準の重量に基
づいて、約11.5-16.5 ％のＭｇＯ、約33-41 ％のＡｌ2
Ｏ3 、および約46.6-53.0 ％のＳｉＯ2からなる化学組
成を有することを特徴とする混合材。 - 【請求項２】 前記離層カオリンが、前記混合材中の鉱
物の合計に基づいた約10から約16重量パーセントを構成
することを特徴とする請求項１記載の混合材。 - 【請求項３】 前記１つ以上のカオリンが、前記離層カ
オリンおよび１つ以上のか焼カオリンからなることを特
徴とする請求項１記載の混合材。 - 【請求項４】 前記か焼カオリンが、前記混合材中の鉱
物の合計に基づいた約15から約39重量パーセントの間を
構成することを特徴とする請求項３記載の混合材。 - 【請求項５】 前記か焼カオリンが、前記混合材中の鉱
物の合計に基づいた約30から約35重量パーセントの間を
構成することを特徴とする請求項４記載の混合材。 - 【請求項６】 前記か焼カオリンが、前記混合材中の鉱
物の合計に基づいた約15から約39重量パーセントの間を
構成することを特徴とする請求項２記載の混合材。 - 【請求項７】 前記か焼カオリンが、前記混合材中の鉱
物の合計に基づいた約30から約35重量パーセントの間を
構成することを特徴とする請求項６記載の混合材。 - 【請求項８】 前記アルミナの供給源が反応性アルミナ
からなることを特徴とする請求項１記載の混合材。 - 【請求項９】 前記マグネシアの供給源がタルクからな
ることを特徴とする請求項１記載の混合材。 - 【請求項１０】 有機結合剤、可塑剤および水と混合せ
しめられ、該水が乾燥混合材物質に基づく約31.5から約
32重量パーセントの量であり、混合の後に押し出された
場合、少なくとも約0.75ｋｇ／ｍｍの湿潤強さを示すこ
とを特徴とする請求項１記載の混合材。 - 【請求項１１】 主相としてコージエライトを有する基
体の製造に用いる押出可能な混合材であって、該混合材
が、 (a) 約１ミクロンまたはそれ未満の平均粒径を有する１
つ以上のアルミナの供給源、 (b) 約７ミクロンまたはそれ未満の平均粒径を有する１
つ以上のマグネシアの供給源、および (c) Ｘ線セジグラフにより測定した、２ミクロン以下の
平均粒径を有する１つ以上のカオリンであって、該カオ
リンの少なくとも１部分が離層カオリンであり、該離層
カオリンが前記混合材中の鉱物の合計に基づいた約５か
ら約30重量パーセントの間を構成するカオリンの鉱物か
らなり、 さらに有機および無機固体の合計に基づく、約28から約
35重量パーセントの間の量の水からなり、 前記混合材が、分析的な酸化物基準の重量に基づいて、
約11.5-16.5 ％のＭｇＯ、約33-41 ％のＡｌ2 Ｏ3 、お
よび約46.6-53.0 ％のＳｉＯ2 からなる化学組成を有す
ることを特徴とする混合材。 - 【請求項１２】 前記離層カオリンが、前記混合材中の
鉱物の合計に基づいた約10から約16重量パーセントを構
成することを特徴とする請求項１１記載の混合材。 - 【請求項１３】 前記１つ以上のカオリンが、前記離層
カオリンおよび１つ以上のか焼カオリンからなることを
特徴とする請求項１１記載の混合材。 - 【請求項１４】 前記か焼カオリンが、前記混合材中の
鉱物の合計に基づいた約15から約39重量パーセントの間
を構成することを特徴とする請求項１３記載の混合材。 - 【請求項１５】 前記か焼カオリンが、前記混合材中の
鉱物の合計に基づいた約30から約35重量パーセントの間
を構成することを特徴とする請求項１４記載の混合材。 - 【請求項１６】 前記１つ以上のカオリンが、前記離層
カオリンおよび１つ以上のか焼カオリンからなり、該１
つ以上のか焼カオリンが、前記混合材中の鉱物の合計に
基づいた約15から約39重量パーセントの間を構成するこ
とを特徴とする請求項１２記載の混合材。 - 【請求項１７】 前記か焼カオリンが、前記混合材中の
鉱物の合計に基づいた約30から約35重量パーセントの間
を構成することを特徴とする請求項１６記載の混合材。 - 【請求項１８】 前記アルミナの供給源が反応性アルミ
ナからなることを特徴とする請求項１１記載の混合材。 - 【請求項１９】 前記マグネシアの供給源がタルクから
なることを特徴とする請求項１１記載の混合材。 - 【請求項２０】 前記水が有機および無機固体の合計に
基づいて、約30から約33重量パーセントの間を構成する
ことを特徴とする請求項１１記載の混合材。 - 【請求項２１】 さらに１つ以上の結合材および１つ以
上の潤滑剤からなることを特徴とする請求項１１記載の
混合材。 - 【請求項２２】 前記結合剤がヒドロキシプロピルメチ
ルセルロースであることを特徴とする請求項２１記載の
混合材 - 【請求項２３】 前記結合剤が無機物の合計に基づい
て、前記混合材の約２から約４重量％の量で存在するこ
とを特徴とする請求項２２記載の混合材。 - 【請求項２４】 前記結合剤が無機物の合計に基づい
て、前記混合材の約2.5 から約3.2 重量％の量で存在す
ることを特徴とする請求項２３記載の混合材。 - 【請求項２５】 前記潤滑剤がステアリン酸ナトリウム
であることを特徴とする請求項２１記載の混合材。 - 【請求項２６】 前記潤滑剤が無機物の合計に基づい
て、前記混合材の約0.4 から約1.0 重量％の量で存在す
ることを特徴とする請求項２５記載の混合材。 - 【請求項２７】 前記潤滑剤が無機物の合計に基づい
て、前記混合材の約0.8 から約0.8 重量％の量で存在す
ることを特徴とする請求項２６記載の混合材。 - 【請求項２８】 前記アルミナの供給源が活性アルミナ
からなり、前記マグネシアの供給源がタルクからなり、
前記水が有機および無機固体の合計に基づいた前記混合
材の約30から約33重量％の間を構成することを特徴とす
る請求項１４記載の混合材。 - 【請求項２９】 さらに無機物の合計に基づいた約2.5
から約3.2 重量％のヒドロキシプロピルメチルセルロー
ス、および無機物の合計に基づいた約0.5 から約0.8 重
量％の間のステアリン酸ナトリウムからなることを特徴
とする請求項２８記載の混合材。 - 【請求項３０】 有機結合剤、可塑剤および水と混合せ
しめられ、該水が乾燥混合材物質に基づく約31.5から約
32重量パーセントの量であり、混合の後に押し出された
場合、少なくとも約0.75ｋｇ／ｍｍの湿潤強さを示すこ
とを特徴とする請求項１１記載の混合材。 - 【請求項３１】 焼成により、主相としてコージエライ
トを有するセラミック基体を生産するなまの基体を製造
する方法であって、 (A) 分析的な酸化物基準の重量に基づいて、約11.5-16.
5 ％のＭｇＯ、約33-41 ％のＡｌ2 Ｏ3 、および約46.6
-53.0 ％のＳｉＯ2 からなる化学組成を有する可塑化可
能な混合材であり、該可塑化可能な混合材が、 (a) 約１ミクロンまたはそれ未満の平均粒径を有する１
つ以上のアルミナの供給源、 (b) 約７ミクロンまたはそれ未満の平均粒径を有する１
つ以上のマグネシアの供給源、および (c) Ｘ線セジグラフにより測定した、２ミクロン以下の
平均粒径を有する１つ以上のカオリンであって、該カオ
リンの少なくとも１部分が離層カオリンであり、該離層
カオリンが前記混合材中の鉱物の合計に基づいた約５か
ら約30重量パーセントの間を構成するカオリンの鉱物か
らなる混合材を調製し、 (B) 該可塑化可能な混合材に水および押出助剤を添加し
該混合材をねりまぜて押出可能な混合材を作成し、 (C) 該可塑化可能な混合材を押し出して前記なまの基体
を形成する各工程からなることを特徴とする方法。 - 【請求項３２】 前記離層カオリンが、前記混合材中の
鉱物の合計に基づいた約10から約16重量パーセントを構
成することを特徴とする請求項３１記載の方法。 - 【請求項３３】 前記１つ以上のカオリンが、前記離層
カオリンおよび１つ以上のか焼カオリンからなることを
特徴とする請求項３１記載の方法。 - 【請求項３４】 前記か焼カオリンが、前記混合材中の
鉱物の合計に基づいた約15から約39重量パーセントの間
を構成することを特徴とする請求項３３記載の方法。 - 【請求項３５】 前記か焼カオリンが、前記混合材中の
鉱物の合計に基づいた約30から約35重量パーセントの間
を構成することを特徴とする請求項３４記載の方法。 - 【請求項３６】 前記１つ以上のカオリンが、前記離層
カオリンおよび１つ以上のか焼カオリンからなり、該１
つ以上のか焼カオリンが、前記混合材中の鉱物の合計に
基づいた約15から約39重量パーセントの間を構成するこ
とを特徴とする請求項３１記載の方法。 - 【請求項３７】 前記か焼カオリンが、前記混合材中の
鉱物の合計に基づいた約30から約35重量パーセントの間
を構成することを特徴とする請求項３６記載の方法。 - 【請求項３８】 前記アルミナの供給源が反応性アルミ
ナからなることを特徴とする請求項３１記載の方法。 - 【請求項３９】 前記マグネシアの供給源がタルクから
なることを特徴とする請求項３１記載の方法。 - 【請求項４０】 前記水が有機および無機固体の合計に
基づいて、約30から約33重量パーセントの間を構成する
ことを特徴とする請求項３１記載の方法。 - 【請求項４１】 さらに１つ以上の結合材および１つ以
上の潤滑剤からなることを特徴とする請求項３１記載の
方法。 - 【請求項４２】 前記結合剤がヒドロキシプロピルメチ
ルセルロースであることを特徴とする請求項４１記載の
方法。 - 【請求項４３】 前記結合剤が無機物の合計に基づい
て、前記混合材の約２から約４重量％の量で存在するこ
とを特徴とする請求項４２記載の方法。 - 【請求項４４】 前記結合剤が無機物の合計に基づい
て、前記混合材の約2.5 から約3.2 重量％の量で存在す
ることを特徴とする請求項４３記載の方法。 - 【請求項４５】 前記潤滑剤がステアリン酸ナトリウム
であることを特徴とする請求項４１記載の方法。 - 【請求項４６】 前記潤滑剤が無機物の合計に基づい
て、前記混合材の約0.4 から約1.0 重量％の量で存在す
ることを特徴とする請求項４５記載の方法。 - 【請求項４７】 前記潤滑剤が無機物の合計に基づい
て、前記混合材の約0.5 から約0.8 重量％の量で存在す
ることを特徴とする請求項４６記載の方法。 - 【請求項４８】 前記アルミナの供給源が活性アルミナ
からなり、前記マグネシアの供給源がタルクからなり、
前記水が有機および無機固体の合計に基づいた前記混合
材の約30から約33重量％の間を構成することを特徴とす
る請求項４６記載の方法。 - 【請求項４９】 さらに無機物の合計に基づいた約2.5
から約3.2 重量％のヒドロキシプロピルメチルセルロー
ス、および無機物の合計に基づいた約0.5 から約0.8 重
量％の間のステアリン酸ナトリウムを構成することを特
徴とする請求項３３記載の方法。 - 【請求項５０】 有機結合剤、可塑剤および水と混合せ
しめられ、該水が乾燥混合材物質に基づく約31.5から約
32重量パーセントの量であり、混合の後に押し出された
場合、少なくとも約0.75ｋｇ／ｍｍの湿潤強さを示すこ
とを特徴とする請求項４８記載の方法。 - 【請求項５１】 前記なまの基体が乾燥され焼成せしめ
られて主相としてコージエライトを有するセラミック基
体を生産することを特徴とする請求項３１記載の方法。 - 【請求項５２】 前記まなの基体がハニカム単一体であ
ることを特徴とする請求項３１記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US816240 | 1992-01-03 | ||
| US07/816,240 US5296423A (en) | 1992-01-03 | 1992-01-03 | Cordierite substrates |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0717761A true JPH0717761A (ja) | 1995-01-20 |
| JP3327347B2 JP3327347B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=25220055
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34370092A Expired - Lifetime JP3327347B2 (ja) | 1992-01-03 | 1992-12-24 | 可塑化可能な混合材およびそれから作られる改良コージエライト基体の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5296423A (ja) |
| EP (1) | EP0549885B1 (ja) |
| JP (1) | JP3327347B2 (ja) |
| KR (1) | KR100236753B1 (ja) |
| DE (1) | DE69208070T2 (ja) |
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