JPH09202671A - 炭化珪素質ハニカムフィルタの製造方法 - Google Patents
炭化珪素質ハニカムフィルタの製造方法Info
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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
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/0006—Honeycomb structures
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 経済性がよく、通気抵抗が小さく、かつ、パ
ティキュレートが洩れ難い炭化珪素質ハニカムフィルタ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 平均粒径が０．３〜５０μｍのα型炭化
珪素粉末１００重量部に対し、平均粒径が０．１〜１．
０μｍのβ型炭化珪素粉末を５〜６５重量部と成形用バ
インダーと分散媒液とを配合し混合した原料組成物を押
し出し成形法により、セル壁の厚さが０．０５〜１．０
ｍｍのハニカムフィルタ形状に成形した後、非酸化性雰
囲気中で焼成しβ型炭化珪素粉末を再結晶せしめる炭化
珪素質ハニカムフィルタの製造方法。
ティキュレートが洩れ難い炭化珪素質ハニカムフィルタ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 平均粒径が０．３〜５０μｍのα型炭化
珪素粉末１００重量部に対し、平均粒径が０．１〜１．
０μｍのβ型炭化珪素粉末を５〜６５重量部と成形用バ
インダーと分散媒液とを配合し混合した原料組成物を押
し出し成形法により、セル壁の厚さが０．０５〜１．０
ｍｍのハニカムフィルタ形状に成形した後、非酸化性雰
囲気中で焼成しβ型炭化珪素粉末を再結晶せしめる炭化
珪素質ハニカムフィルタの製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、濾過性能の優れた
炭化珪素質ハニカムフィルタの製造方法に関する。
炭化珪素質ハニカムフィルタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジン等の内燃機関から排
出される排気ガス中のパティキュレート（粒子状物質）
を浄化するために、セラミックフィルタが用いられてい
る。近年、このセラミックフィルタとして、耐熱性、熱
伝導性に優れた多孔質の炭化珪素焼結体が用いられてい
る。
出される排気ガス中のパティキュレート（粒子状物質）
を浄化するために、セラミックフィルタが用いられてい
る。近年、このセラミックフィルタとして、耐熱性、熱
伝導性に優れた多孔質の炭化珪素焼結体が用いられてい
る。
【０００３】特開平４−１８７５７８号公報には、セラ
ミックフィルタに用いることができる多孔質炭化珪素焼
結体の製造方法として、β型炭化珪素粉末にα型炭化珪
素粉末を配合した原料炭化珪素粉末から成形体を成形
し、その成形体を焼成する多孔質炭化珪素焼結体の製造
方法において、上記原料炭化珪素粉末が、平均粒径０．
１〜１．０μｍのβ型炭化珪素粉末１００重量部に対
し、平均粒径０．３〜５０μｍのα型炭化珪素粉末を５
〜５０重量部配合する多孔質炭化珪素焼結体の製造方法
が開示されている。
ミックフィルタに用いることができる多孔質炭化珪素焼
結体の製造方法として、β型炭化珪素粉末にα型炭化珪
素粉末を配合した原料炭化珪素粉末から成形体を成形
し、その成形体を焼成する多孔質炭化珪素焼結体の製造
方法において、上記原料炭化珪素粉末が、平均粒径０．
１〜１．０μｍのβ型炭化珪素粉末１００重量部に対
し、平均粒径０．３〜５０μｍのα型炭化珪素粉末を５
〜５０重量部配合する多孔質炭化珪素焼結体の製造方法
が開示されている。
【０００４】しかしながら、β型炭化珪素粉末を多量に
使用する上記の方法で製造されたセラミックフィルタ
は、β型炭化珪素粉末が高価であることからセラミック
フィルタ自体が高価になるばかりでなく、β型炭化珪素
粉末は、焼結時に板状の結晶粒を生成するため比較的気
孔径が大きくなり易く、比較的通気抵抗の小さいフィル
タを製造することができるが、均一で微細な気孔径分布
のフィルタを得ることが困難で、パティキュレートが洩
れやすいという問題点を有していた。
使用する上記の方法で製造されたセラミックフィルタ
は、β型炭化珪素粉末が高価であることからセラミック
フィルタ自体が高価になるばかりでなく、β型炭化珪素
粉末は、焼結時に板状の結晶粒を生成するため比較的気
孔径が大きくなり易く、比較的通気抵抗の小さいフィル
タを製造することができるが、均一で微細な気孔径分布
のフィルタを得ることが困難で、パティキュレートが洩
れやすいという問題点を有していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの問
題を対決するためになされたもので、経済性がよく、通
気抵抗が小さく、かつ、パティキュレートが洩れ難い炭
化珪素質ハニカムフィルタの製造方法を提供することを
目的とするものである。
題を対決するためになされたもので、経済性がよく、通
気抵抗が小さく、かつ、パティキュレートが洩れ難い炭
化珪素質ハニカムフィルタの製造方法を提供することを
目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、平均粒
径が０．３〜５０μｍのα型炭化珪素粉末１００重量部
に対し、平均粒径が０．１〜１．０μｍのβ型炭化珪素
粉末を５〜６５重量部と成形用バインダーと分散媒液と
を配合し混合した原料組成物を押し出し成形法により、
セル壁の厚さが０．０５〜１．０ｍｍのハニカムフィル
タ形状に成形した後、非酸化性雰囲気中で焼成しβ型炭
化珪素粉末を再結晶せしめることを特徴とする炭化珪素
質ハニカムフィルタの製造方法により上記目的を達成す
ることができる。炭化珪素質ハニカムフィルタは、平均
気孔径が１〜４０μｍ、セル壁の厚さが０．０５〜１．
０ｍｍである。
径が０．３〜５０μｍのα型炭化珪素粉末１００重量部
に対し、平均粒径が０．１〜１．０μｍのβ型炭化珪素
粉末を５〜６５重量部と成形用バインダーと分散媒液と
を配合し混合した原料組成物を押し出し成形法により、
セル壁の厚さが０．０５〜１．０ｍｍのハニカムフィル
タ形状に成形した後、非酸化性雰囲気中で焼成しβ型炭
化珪素粉末を再結晶せしめることを特徴とする炭化珪素
質ハニカムフィルタの製造方法により上記目的を達成す
ることができる。炭化珪素質ハニカムフィルタは、平均
気孔径が１〜４０μｍ、セル壁の厚さが０．０５〜１．
０ｍｍである。
【０００７】α型炭化珪素粉末として平均粒径が０．３
〜５０μｍのものを使用する理由は、平均粒径が０．３
〜５０μｍのα型炭化珪素粉末を使用することによっ
て、通気抵抗が小さく、かつ、パティキュレートが洩れ
難い炭化珪素質ハニカムフィルタを得ることができるか
らであり、β型炭化珪素粉末として平均粒径が０．１〜
１．０μｍのものを使用する理由は、平均粒径が０．１
〜１．０μｍのβ型炭化珪素粉末は再結晶し易く、極め
て効果的にα型炭化珪素粉末を高密度化させることなく
相互に結合することができるからである。
〜５０μｍのものを使用する理由は、平均粒径が０．３
〜５０μｍのα型炭化珪素粉末を使用することによっ
て、通気抵抗が小さく、かつ、パティキュレートが洩れ
難い炭化珪素質ハニカムフィルタを得ることができるか
らであり、β型炭化珪素粉末として平均粒径が０．１〜
１．０μｍのものを使用する理由は、平均粒径が０．１
〜１．０μｍのβ型炭化珪素粉末は再結晶し易く、極め
て効果的にα型炭化珪素粉末を高密度化させることなく
相互に結合することができるからである。
【０００８】また、α型炭化珪素粉末１００重量部に対
し、平均粒径が０．１〜１．０μｍの炭化珪素粉末を５
〜６５重量部配合した原料炭化珪素粉末を使用する理由
は、α型炭化珪素粉末は、高温安定型の結晶であり、焼
結時における粒成長が殆ど生じず焼結しがたいが、比較
的粒径の大きなα型炭化珪素粉末１００重量部に粒径の
小さいβ型炭化珪素粉末を５〜６５重量部の割合で配合
して焼結することにより、α型炭化珪素粉末の粒子間に
存在するβ型炭化珪素粉末が再結晶し、α型炭化珪素粉
末粒子間にネックを成長させるため、ハニカムフィルタ
を高密度化させることなく、α型炭化珪素粉末粒子を相
互に結合することができるからである。
し、平均粒径が０．１〜１．０μｍの炭化珪素粉末を５
〜６５重量部配合した原料炭化珪素粉末を使用する理由
は、α型炭化珪素粉末は、高温安定型の結晶であり、焼
結時における粒成長が殆ど生じず焼結しがたいが、比較
的粒径の大きなα型炭化珪素粉末１００重量部に粒径の
小さいβ型炭化珪素粉末を５〜６５重量部の割合で配合
して焼結することにより、α型炭化珪素粉末の粒子間に
存在するβ型炭化珪素粉末が再結晶し、α型炭化珪素粉
末粒子間にネックを成長させるため、ハニカムフィルタ
を高密度化させることなく、α型炭化珪素粉末粒子を相
互に結合することができるからである。
【０００９】本発明において、上記原料炭化珪素粉末に
は、成形用バインダー及び分散媒液が配合される。これ
らを配合することにより、スラリー状の原料組成物を調
製する。
は、成形用バインダー及び分散媒液が配合される。これ
らを配合することにより、スラリー状の原料組成物を調
製する。
【００１０】上記成形用バインダーとしては特に限定さ
れず、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセ
ルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレン
グリコール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等を挙げる
ことができる。
れず、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセ
ルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレン
グリコール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等を挙げる
ことができる。
【００１１】上記成形用バインダーの配合割合は、原料
炭化珪素粉末１００重量部に対し、１〜１０重量部が好
ましい。１重量部未満であると、得られる炭化珪素質ハ
ニカムフィルタの強度が不充分となり、１０重量部を超
えると、バインダー除去時に得られる炭化珪素質ハニカ
ムフィルタにクラックが発生し易くなる。
炭化珪素粉末１００重量部に対し、１〜１０重量部が好
ましい。１重量部未満であると、得られる炭化珪素質ハ
ニカムフィルタの強度が不充分となり、１０重量部を超
えると、バインダー除去時に得られる炭化珪素質ハニカ
ムフィルタにクラックが発生し易くなる。
【００１２】上記分散媒液としては特に限定されず、例
えば、ベンゼン等の有機溶剤；メタノール等のアルコー
ル；水等を挙げることができ、その配合量は原料組成物
のスラリーの粘度に応じて調整される。
えば、ベンゼン等の有機溶剤；メタノール等のアルコー
ル；水等を挙げることができ、その配合量は原料組成物
のスラリーの粘度に応じて調整される。
【００１３】上記原料組成物は、アトライター等で混合
された後、ニーダー等で充分に混練して調製され、押し
出し成形法によってセル壁の厚さが０．０５〜１．０ｍ
ｍのハニカムフィルタ形状に成形される。セル壁の厚さ
が０．０５ｍｍ未満であると、得られる炭化珪素質ハニ
カムフィルタの機械的強度が不充分となり、１．０ｍｍ
を超えると、経済的に不利であるばかりでなく、圧力損
失が大きくフィルタの機能上問題が生じるので、上記範
囲に限定される。上記成形体が充分に乾燥した後、焼成
時の熱によって炭素質物質が燃焼し消失するのを防止す
るために非酸化性雰囲気中で焼成し、β型炭化珪素粉末
を再結晶することにより、炭化珪素質ハニカムフィルタ
が製造される。
された後、ニーダー等で充分に混練して調製され、押し
出し成形法によってセル壁の厚さが０．０５〜１．０ｍ
ｍのハニカムフィルタ形状に成形される。セル壁の厚さ
が０．０５ｍｍ未満であると、得られる炭化珪素質ハニ
カムフィルタの機械的強度が不充分となり、１．０ｍｍ
を超えると、経済的に不利であるばかりでなく、圧力損
失が大きくフィルタの機能上問題が生じるので、上記範
囲に限定される。上記成形体が充分に乾燥した後、焼成
時の熱によって炭素質物質が燃焼し消失するのを防止す
るために非酸化性雰囲気中で焼成し、β型炭化珪素粉末
を再結晶することにより、炭化珪素質ハニカムフィルタ
が製造される。
【００１４】上記焼成温度は、１５００〜２３００℃で
あることが好ましい。１５００℃未満であると、炭化珪
素粉末の粒成長速度が遅く、粒子間の接触部位における
焼結が不充分となり得られる炭化珪素質ハニカムフィル
タの強度が低く、２３００℃を超えると、炭化珪素の昇
華が著しくなり得られる炭化珪素質ハニカムフィルタの
機械的強度が低くなる。
あることが好ましい。１５００℃未満であると、炭化珪
素粉末の粒成長速度が遅く、粒子間の接触部位における
焼結が不充分となり得られる炭化珪素質ハニカムフィル
タの強度が低く、２３００℃を超えると、炭化珪素の昇
華が著しくなり得られる炭化珪素質ハニカムフィルタの
機械的強度が低くなる。
【００１５】上記方法により得られる炭化珪素質ハニカ
ムフィルタは、平均気孔径が１〜４０μｍ、セル壁の厚
さが０．０５〜１．０ｍｍであるものが好ましい。平均
気孔径が１μｍ未満であると、得られる炭化珪素質ハニ
カムフィルタの通気抵抗が大きくなり、４０μｍを超え
ると、パティキュレートが洩れ易くなる。
ムフィルタは、平均気孔径が１〜４０μｍ、セル壁の厚
さが０．０５〜１．０ｍｍであるものが好ましい。平均
気孔径が１μｍ未満であると、得られる炭化珪素質ハニ
カムフィルタの通気抵抗が大きくなり、４０μｍを超え
ると、パティキュレートが洩れ易くなる。
【００１６】本発明の炭化珪素質ハニカムフィルタの製
造方法は、上述の構成よりなるので、得られる炭化珪素
質ハニカムフィルタは、従来のものと比較して、気孔径
が小さく均一であり、通気抵抗が小さく、かつ、パティ
キュレートが洩れ難いものである。
造方法は、上述の構成よりなるので、得られる炭化珪素
質ハニカムフィルタは、従来のものと比較して、気孔径
が小さく均一であり、通気抵抗が小さく、かつ、パティ
キュレートが洩れ難いものである。
【００１７】
【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。
【００１８】実施例１ 平均粒径約３０μｍのα型炭化珪素粉末７０重量部、平
均粒径約０．２８μｍのβ型炭化珪素粉末３０重量部、
メチルセルロース５重量部、分散剤４重量部、、水２０
重量部を配合して均一に混合し、原料組成物を調製し
た。この原料組成物を押出成形機に充填し、押出速度２
ｃｍ／分にてハニカム成形体を成形し、熱風乾燥を行っ
た。
均粒径約０．２８μｍのβ型炭化珪素粉末３０重量部、
メチルセルロース５重量部、分散剤４重量部、、水２０
重量部を配合して均一に混合し、原料組成物を調製し
た。この原料組成物を押出成形機に充填し、押出速度２
ｃｍ／分にてハニカム成形体を成形し、熱風乾燥を行っ
た。
【００１９】乾燥が完了した成形体を焼成炉内に移すと
ともに、１気圧のアルゴンガス雰囲気下、昇温速度５℃
／分にて加熱を開始し、２１５０℃まで昇温し、１時間
焼成を行い、ハニカム状の多孔質炭化珪素焼結体を得
た。ハニカム状の多孔質炭化珪素焼結体は、円柱形状
で、その直径は１４０ｍｍ、長さは１４０ｍｍ、各孔を
形成するセル壁の厚さは０．４５ｍｍ、孔数は１７０個
／平方インチとした。
ともに、１気圧のアルゴンガス雰囲気下、昇温速度５℃
／分にて加熱を開始し、２１５０℃まで昇温し、１時間
焼成を行い、ハニカム状の多孔質炭化珪素焼結体を得
た。ハニカム状の多孔質炭化珪素焼結体は、円柱形状
で、その直径は１４０ｍｍ、長さは１４０ｍｍ、各孔を
形成するセル壁の厚さは０．４５ｍｍ、孔数は１７０個
／平方インチとした。
【００２０】この焼結体の一部を切り出し、水銀圧入法
による平均気孔径の測定を行ったところ、１２μｍであ
った。また、この焼結体の単位面積当たりの圧力損失の
測定を行ったところ、空気流速０．０１ｍ／ｓｅｃのと
き１０ｍｍＡｑであった。
による平均気孔径の測定を行ったところ、１２μｍであ
った。また、この焼結体の単位面積当たりの圧力損失の
測定を行ったところ、空気流速０．０１ｍ／ｓｅｃのと
き１０ｍｍＡｑであった。
【００２１】比較例１ 平均粒径約３０μｍのα型炭化珪素粉末１０重量部、平
均粒径約０．２８μｍのβ型炭化珪素粉末９０重量部と
した以外は、実施例１と同様に行った。この焼結体の平
均気孔径は、７μｍであった。また、この焼結体の単位
面積当たりの圧力損失は、空気流速０．０１ｍ／ｓｅｃ
のとき６ｍｍＡｑであった。
均粒径約０．２８μｍのβ型炭化珪素粉末９０重量部と
した以外は、実施例１と同様に行った。この焼結体の平
均気孔径は、７μｍであった。また、この焼結体の単位
面積当たりの圧力損失は、空気流速０．０１ｍ／ｓｅｃ
のとき６ｍｍＡｑであった。
【００２２】
【発明の効果】本発明の炭化珪素質ハニカムフィルタの
製造方法は、上述のとおりであるので、経済性がよく、
通気抵抗が小さく、かつ、パティキュレートが洩れ難い
ハニカムフィルタを製造することができる。
製造方法は、上述のとおりであるので、経済性がよく、
通気抵抗が小さく、かつ、パティキュレートが洩れ難い
ハニカムフィルタを製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ０４Ｂ 35/565 Ｃ０４Ｂ 35/56 １０１Ｙ
Claims (2)
- 【請求項１】 平均粒径が０．３〜５０μｍのα型炭化
珪素粉末１００重量部に対し、平均粒径が０．１〜１．
０μｍのβ型炭化珪素粉末を５〜６５重量部と成形用バ
インダーと分散媒液とを配合し混合した原料組成物を押
し出し成形法により、セル壁の厚さが０．０５〜１．０
ｍｍのハニカムフィルタ形状に成形した後、非酸化性雰
囲気中で焼成しβ型炭化珪素粉末を再結晶せしめること
を特徴とする炭化珪素質ハニカムフィルタの製造方法。 - 【請求項２】 炭化珪素質ハニカムフィルタは、平均気
孔径が１〜４０μｍ、セル壁の厚さが０．０５〜１．０
ｍｍである請求項１記載の炭化珪素質ハニカムフィルタ
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8032779A JPH09202671A (ja) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | 炭化珪素質ハニカムフィルタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8032779A JPH09202671A (ja) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | 炭化珪素質ハニカムフィルタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09202671A true JPH09202671A (ja) | 1997-08-05 |
Family
ID=12368344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8032779A Pending JPH09202671A (ja) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | 炭化珪素質ハニカムフィルタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09202671A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1996
- 1996-01-25 JP JP8032779A patent/JPH09202671A/ja active Pending
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