JPS63218226A - 複層セラミツクスフイルタの製造法 - Google Patents

複層セラミツクスフイルタの製造法

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JPS63218226A
JPS63218226A JP4966187A JP4966187A JPS63218226A JP S63218226 A JPS63218226 A JP S63218226A JP 4966187 A JP4966187 A JP 4966187A JP 4966187 A JP4966187 A JP 4966187A JP S63218226 A JPS63218226 A JP S63218226A
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filter layer
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filter
manufacturing
average pore
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Hideaki Suzuki
秀明 鈴木
Junichi Suzuki
純一 鈴木
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複層セラミックスフィルタの製造法に関する。
〔従来技術〕
セラミックスフィルタはその耐熱性を利用して高温雰囲
気中のダスト等微粒浮遊物を捕集する目的で使用される
ことが多いが、目詰り等により圧m失が大きくなるため
低圧m化が要求される。
これに対処するには、フィルタの主成分である骨材の粒
子を大きくして平均気孔径を大きくすることが考えられ
るが、低圧m化が達成される反面微粒浮遊物を捕集する
機能を損なう。このため、一般には平均気孔径を相違さ
せた捕集機能の異なる複数のフィルタ層を備えたセラミ
ックスフィルタ、すなわち所定の平均気孔径を有するセ
ラミックス製の筒状の第1のフィルタ層と、この第1の
フィルタ層の外周または内周に貼着され同フィルタ層の
平均気孔径より小さい平均粒径の骨材を主成分とし同フ
ィルタ層の平均気孔径より小さい平均気孔径を有するセ
ラミックス製の第2のフィルタ層を備えたセラミックス
フィルタが使用されている。以下、かかるセラミックス
フィルタを複層セラミックスフィルタという。
しかして、上記した複層セラミックスフィルタを製造す
る場合第1のフィルタ層に第2のフィルタ層を貼着する
手段として、第2のフィルタ層の原料である主成分の骨
材およびこれを結合するための無機または有機の結合材
をスラリー状に調整し、このスラリー状原料を第1のフ
ィルタ層に刷毛塗りまたは吹付けするか、同原料中に第
1のフィルタ層を浸漬する手段が採られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、かかる複層セラミックスフィルタにおいては
、第1のフィルタ層の平均気孔径に比し第2のフィルタ
層の平均気孔径が小さいことから、同フィルタ層の原料
中主成分である骨材として第1のフィルタ層の平均気孔
径より小さい粒径のものが用いられる。このため、原料
をスラリー状にして第1のフィルタ層に付与すると、(
11骨材が第1のフィルタ層内に侵入して同フィルタ層
の平均気孔径を変化させるとともに、意図した第2のフ
ィルタ層が形成されない。また、+2)スラリー巾に熔
解または分散している結合材は第1のフィルタ層の平均
気孔径に関係なく毛細管現象により同フィルタ層内に吸
着され、第2のフィルタ層の形成に悪影響を及ぼす。
これらの問題に対処するため、第1のフィルタ層の部位
に溶融塩、有機物等を一時的に付与してマスキングした
後、上記したスラリー状原料を当該部位に付与して第2
のフィルタ層を形成し、その後マスキング材を除去する
手段が提案されている。かかる手段を採用すれば、上記
した(1)、(2)の問題点は解決されるものの、両フ
ィルタ層間の結合力が弱いため高温雰囲気での使用中の
耐熱衝撃性が低くなるという新たな問題が生じる。
従って、本発明の主たる目的は、上記した(1)、(2
)の問題点を解決するとともに両フィルタ層の結合力が
大きくて耐熱衝撃性の優れた複層セラミックスフィルタ
を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はかかる目的を達成すべく上記した複層セラミッ
クスフィルタの製造法において、前記第1のフィルタ層
の外周または内周に少くとも一対の所定厚みを有する凸
部を同フィルタ層の長手方向に離間して設け、一方前記
第2のフィルタ層の原料を100ポイズ以上の粘度の流
動体に調整して前記第1のフィルタ層における前記両凸
部間に付与して、同原料を前記第1のフィルタ層に均一
な厚みに貼着させることを特徴とするものである。
本発明において前記凸部はテープ、リング等により形成
されるが、テープを使用する場合には同テープは第1の
フィルタ層の外周または内周の所定の部位に容易に貼着
されかつ容易に剥離されるものであることが好ましく、
プラスチック製、紙製、セロファン製等各種材質の接着
テープが使用される。また、テープの幅、テープの巻回
厚み、各テープの右同部位の間隔等は同等限定されるも
のではないが、第1のフィルタ層の長手方向の少くとも
2箇所に巻回することが必要である。但し、これら各テ
ープの巻回厚みは略同−であることが必要である。また
、リングについては前記テープと同様の材質のものまた
は金属製のもので、その幅、厚み、間隔等は同等限定さ
れるものではない。
第1図には、第1のフィルタ層(以下第1フィルタ層1
1という)の長手方向の2箇所にテープ12a、12b
を巻回した状態が示されており、各テープ12a、12
bの幅は後処理等を考慮すれば狭い方がよく、好ましく
は10〜30mmである。各テープ12a、12bの巻
回厚みtlは第2図、第3図に示す第2のフィルタ層(
以下第2フィルタ層13という)の厚みtlにより一定
の値(tl’ Lz)に決定されるが、巻回厚みtlが
0. 1龍未満の場合は第2フィルタ層13の厚みti
のバラツキが大きくなるため、巻回厚みtlは0.1+
n以上好ましくは0.3n+以上である。隣接する各テ
ープ12a、12bの巻回部位の間隔lは第1フィルタ
層11の長手方向の曲り度合に関係し、曲りの程度が無
視し得る範囲に間隔lを決定する。
外径50〜2001m、長さ1000〜2000mm程
度の通常の第1フィルタ層においては、例えば各テープ
の巻回部位の間隔βを約3000とし3〜7箇所にテー
プを巻回する。
第2フイルタ屓13を形成する原料は第1フィルタ層1
1の主成分と同様アルミナ、シリカ−アルミナ、ムライ
ト、コージェライト、ジルコニア等からなる骨材を主成
分とし、こ、れに骨材間を結合させるフリット等無機結
合材、原料の可塑性を調整するメチルセルロース等有機
結合材および水を加えて混練して作製する。かかる原料
において、骨材の平均粒径は第2フィルタ層13の平均
気孔径に密接に関係し、同平均気孔径との関係で第1フ
ィルタ層11の平均気孔径より小さい粒径のものが使用
される。本発明において原料の粘度は極めて重要な要因
であり、第1フイルタji!11へ原料を付すしたとき
同原料中の各成分が第1フイルタjW11内へ多数侵入
するのを阻止し、かつ所定の厚みの第2フィルタ層13
を形成するには、少くともlOOボイズの粘度の流動体
であることが必要である。但し、粘度が3000ボイズ
を越えると原料が硬くなりすぎて第1フイルタrtIl
lに均一に付与し得なくなるため、原料の粘度は100
〜3000ポイズの範囲であることが好ましい。
このように作製した原料13Aは、第1フィルタ層11
における各テープの巻回部位間11aに付与される。こ
の場合、第1フイルタ11を回転可能に支持して手動ま
たは自動的に回転させ、この状態で第2図に示すように
原料13Aを付与し、かつ第1フィルタ層11の長手方
向に沿って延びるスクレーバ14を両テープ12a、1
2b上に措接させる。これにより、スクレーバ14は付
与された原料13Aを第1フィルタ層11の巻回部位間
11aの周面に圧着し、余分の原料13Aを掻き取って
第3図に示すように両テープ12a112bの巻回厚み
tlと約同じ厚みの第2フィルタ層13を形成する。そ
の後部テープ12a、12bを取除けば第1フィルタ層
11における第2フィルタ層13の両側部11b、Il
cが露呈する。
その後、第3図に示す複層構造物を加熱乾燥して第2フ
イルタN13を硬化すればそれ自体フィルタとして使用
することができ、また第1フイルタ屓11の両側部11
b、IICにさらに原料13Aを上記と同様に付与し、
スクレーバ14で処理した後加熱乾燥すれば、第1フィ
ルタ層11の全外周に第2フィルタ層13が貼着された
フィルタとして使用することができ、さらにまたこれら
各フィルタを常法により焼成してフィルタとしてもよい
。なお、第1フィルタ層11の内孔lidが大径である
場合には、同フィルタ層11の内周に第2フィルタ層1
3を貼着することが可能である。
なお、第4図にはテープ12a、12bに換えて一対の
リング12C,12dを第1フィルタ層11の外周に嵌
装してフィルタを製造する例を示し、第5図にはスクレ
ーバ14に換えてローラー15を採用した例を示し、ま
た第6図には他のスクレーバ16を採用した例を示して
いる。このスクレーバ16においては、その−側縁部に
所定幅で所定深さの凹所16aを備えている。
〔発明の作用・効果〕
このような製造法を採用すれば、第1フィルタ層に第2
フィルタ層の原料を付与した場合同原料中の各成分が第
1フィルタ層内に侵入することがなく、第1フィルタ層
の平均気孔径が変化することがないとともに意図した第
2フィルタ層が形成される。また、第1フィルタ層に付
与された原料をスクレーバ、ローラーで処理する際同ス
クレーバからの圧力により第1フィルタ層と原料中の骨
材がこれらの接触境界にて互いに絡み合って密着強度を
高めるため、第1フィルタ層と第2フィルタ層との結合
力が高く耐熱衝撃性の高いフィルタとなる。
〔実施例〕
コージェライトを骨材とし平均気孔径400mpを有す
る外径120mm、内pI!100m、長、さ1000
鶴の円筒状セラミックスを第1フィルタ層とし、同フィ
ルタ層の長手方向の曲り度合をゲージで測定して最大面
り0.1鰭の範囲を間隔βとする。本実施例においては
、第1フィルタ層の長手方向の5箇所の部位に幅20m
のテープを0.3w+sの厚みになるよう巻回した。一
方、第2フィルタ層の原料として骨材である平均粒径1
20mμのコージェライト55Kg、無機結合材である
平均粒径5μのフリット10Kg、有機結合材であるメ
チルセルローズ4Kgを用い、これらに水を30Kgを
加えて混練して粘度を700ポイズに調整した。この原
料を図面に示す手段により第1フィルタ層における各テ
ープの右同部位の間に付与してスクレーバで処理し、各
テープを取除いて120℃で30分間加熱乾燥した。
次いで、各テープを取除いた部位に上記と同様に原料を
付与してスクレーバで処理し、加熱乾燥後常法により焼
成して複層セラミックスフィルタを得た。これを本発明
品と称する。
また、第2フィルタ層の原料として上記原料と同じ組成
でスラリー状に作製したものを用い、このスラリー状原
料を上記した第1フィルタ層の外周に浸漬法により付与
して厚さ0.3mの第2フィルタ層を形成し、その後常
法により加熱乾燥、焼成して複層セラミックスフィルタ
を得た。これを従来品(1)と称する。また、かかる方
法において、第1フィルタ層を予じめ有機結合材でマス
キングした状態でスラリー状原料を付与し、その後上記
と同様にしてセラミックスフィルタを得た。
これを従来品(II)と称する。
このようにして製造された3種類の試料について圧損失
および耐P′8衝撃性の試験を行い、第1表に示す結果
を得た。圧ti失試験は常温の空気を6m/秒の流速で
濾過することにより行ない、また耐熱衝撃性試験は常温
下800℃の熱風を急激に5分間透過させることを2回
繰返すことにより行ない、クラックの発生の有(×)、
無(0)をチェックした。
この結果を参照すれば、従来品(1)においては耐熱衝
撃性は問題ないが圧損失に問題があり、また従来品(■
)におし\ては圧損失は問題ないが耐熱衝撃性に問題が
あるのに対して、本発明品においては圧損失、耐熱衝撃
性ともに問題がないことが明らかである。
〔実施例2〕 第2フィルタ層の原料中骨材の粒径および粘度を変更し
かつ同フィルタ層の厚みを変更した点を除き、第1実施
例における本発明品と同じ方法により7種類の複層セラ
ミックスフィルタを得、これらのフィルタについて第1
実施例と同じ試験を行った。この結果を第2表に示す。
なお、同表中試料1のものは第1実施例の本発明品に該
当する。
(以下余白) 第2表
【図面の簡単な説明】
第1図は外周にテープを巻回した状態の第1フィルタ層
の斜視図、第2図は同フィルタ層に第2フィルタ層の原
料を付与している状態の概略斜視図、第3図は第1フィ
ルタ層の外周に部分的に第2フィルタ層を貼着してなる
フィルタの斜視図、第4図はテープに換えてリングを採
用した場合の第2図に対応する斜視図、第5図はスクレ
ーバに換えてローラーを採用した場合の第2図に対応す
る斜視図、第6図は他のスクレーバを採用した場合の第
2図に対応する斜視図である。 符号の説明 11・・・第1フィルタ層、12a、12b・・・テー
プ、12C,12d・・・リング、13・・・第2フィ
ルタ層、14.16・・・・・・スクレーバ、15・・
・ローラー。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所定の平均気孔径を有するセラミックス製の筒状
    の第1のフィルタ層と、この第1のフィルタ層の外周ま
    たは内周に貼着され同フィルタ層の平均気孔径より小さ
    い平均粒径の骨材を主成分とし同フィルタ層の平均気孔
    径より小さい平均気孔径を有するセラミックス製の第2
    のフィルタ層を備えたセラミックスフィルタの製造法に
    おいて、前記第1のフィルタ層の外周または内周に少く
    とも一対の所定厚みを有する凸部を同フィルタ層の長手
    方向に離間して設け、一方前記第2のフィルタ層の原料
    を100ポイズ以上の粘度の流動体に調整して前記第1
    のフィルタ層における前記両凸部間に付与して、同原料
    を前記第1のフィルタ層に均一な厚みに貼着させること
    を特徴とする複層セラミックスフィルタの製造法。
  2. (2)前記凸部が前記第1のフィルタ層の外周または内
    周にテープを巻回して形成される特許請求の範囲第1項
    に記載の製造法。
  3. (3)前記凸部が前記第1のフィルタ層の外周または内
    周にリングを嵌装して形成される特許請求の範囲第1項
    に記載の製造法。
  4. (4)前記第1のフィルタ層の長手方向に沿って延びる
    スクレーバを前記両凸部上を相対的に摺動させて前記原
    料を貼着させる特許請求の範囲第1項、第2項または第
    3項に記載の製造法。
  5. (5)前記第1のフィルタ層の長手方向に沿って延びる
    ローラーを前記両凸部上を相対的に回転させて前記原料
    を貼着させる特許請求の範囲第1項、第2項または第3
    項に記載の製造法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1010547A3 (fr) * 1995-03-30 1998-10-06 Ngk Insulators Ltd Dispositif pour enduire avec une matiere d'enduction une surface peripherique externe d'un corps de structure, en forme de colonne.
EP1365909A1 (en) * 2000-09-22 2003-12-03 Praxair Technology, Inc. Cold isopressing method

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1010547A3 (fr) * 1995-03-30 1998-10-06 Ngk Insulators Ltd Dispositif pour enduire avec une matiere d'enduction une surface peripherique externe d'un corps de structure, en forme de colonne.
EP1365909A1 (en) * 2000-09-22 2003-12-03 Praxair Technology, Inc. Cold isopressing method
EP1365909A4 (en) * 2000-09-22 2012-03-07 Praxair Technology Inc COLD ISOSTATIC PRESSING METHOD

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JPH0327251B2 (ja) 1991-04-15

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