KR100236754B1 - 고 다공성 코디라이트 바디 및 이의 제조방법 - Google Patents

고 다공성 코디라이트 바디 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100236754B1
KR100236754B1 KR1019920023503A KR920023503A KR100236754B1 KR 100236754 B1 KR100236754 B1 KR 100236754B1 KR 1019920023503 A KR1019920023503 A KR 1019920023503A KR 920023503 A KR920023503 A KR 920023503A KR 100236754 B1 KR100236754 B1 KR 100236754B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
less
clay
cordierite
micrometers
raw material
Prior art date
Application number
KR1019920023503A
Other languages
English (en)
Other versions
KR930012633A (ko
Inventor
알버트 마켈 그레고리
좁세 머타프 마틴
Original Assignee
알프레드 엘. 미첼슨
코닝 인코포레이티드
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 알프레드 엘. 미첼슨, 코닝 인코포레이티드 filed Critical 알프레드 엘. 미첼슨
Publication of KR930012633A publication Critical patent/KR930012633A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100236754B1 publication Critical patent/KR100236754B1/ko

Links

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
    • 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
    • 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
    • C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

본 발명은 적어도 93중량%코디라이트로 구성되고, 25∼800℃, 4×10-7℃-1이하의 열팽창계수를 가지며, 전체다공성이 42%보다 큰 바디를 제공한다.
본 발명은 약 5㎡/g이하의 BET표면적을 갖는 탈크, 판상점토, 공정중에 판상으로 갈라질 수 있는 충적점토 및 이들의 혼합물일 수 있는 약 0∼48중량%의 점토, 평균입도가 직경 약3∼8마이크로미터 및 약 3마이크로미터 이하의 것중 하나를 가지는 알루미늄 산화물 산출성분, 및 프리실리카로 구성된 원료를 선별하고, 상기 원료를 적정량의 매체및 상기 원료에 가소 성형성과 청강도를 부여하는 성형보조제와 친밀히 혼합시켜 가소성혼합물을 형성하여 상기의 혼합물을 소성시켜 코디라이드 바디를 제조하는 방법에 관한 것이다. 만일 알루미늄 산화물 산출성분이 직경 3마이크로미터 이하이면, 상기 원료들은 부가적으로 소성제와 혼합된다. 상기 원료들이 충분한 시간동안 충분한 온도에서 건조및 소성되어 그린바디로 형성되어 코디라이트 바디가 제조된다.

Description

고 다공성 코디라이트 바디 및 이의 제조방법
제1도는 디젤분진필터(Diesel Particulate filters)로 사용되는 본 발명의 바디에 대한 10마이크로미터 보다 큰 다공성(%) 대 여과효율(%)(filtration efficiency)의 도표이다.
제2도는 디젤분진필터로 사용되는 본 발명의 바디에 대한 10마이크로미터 보다 큰 다공성(%) 대 압력 강하(pressure drop)의 도표이다.
본 발명은 저온 팽창(low thermal expansion) 및 고다공성(high porosity) 코디라이트 바디에 관한 것이다.
본 발명은 실리카(silica), 알루미나(alumina) 산출성분 및 선택적으로, 점토(clay)와 조합되는 천연 탈크(talc)를 원료조성물로 사용하는 상기 바디의 제조방법에 관한 것이다. 좀더 상세하게는 상기 바디는 압출(extrusion)에 의해 제조되며 특히 벌집형 구조(honeycomb structure)를 갖는다.
벌집형 구조를 갖는 코디라이트 바디들은 디젤분진필터, 자동차 배기 장치의 촉매 및 촉매 담체용 기판으로 사용하기 적합하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
벌집형 구조물, 특히 압출된 벌집형 구조물은 디젤분진필터, 자동차 배기장치의 촉매활성부품용 기판과 같은 많은 응용물에 사용됨을 알 수 있다. 코디라이트는 열충격저항(thermal shock resistance)이 좋기 때문에 상기의 응용물에 사용되는 것이 바람직하다. 열충격저항은 열팽창 계수(CTE)에 반비례한다. 즉, 열팽창이 낮은 벌집형 구조물은 열충격저항이 좋으며 상기 응용물에 당면한 폭 넓은 온도 변동에도 견딜 수 있다.
상기의 특수 응용물에서는, 낮은 열팽창에 부수적으로 고 다공성이 바람직하다. 상기 바디가 디젤분진필터로 사용되어질 때, 서로 연결된 다공성의 고 부피분율은 상기 필터의 여과용량을 향상시킨다. 상기 바디가 촉매장치의 촉매용 기판으로 사용될 때, 고 다공성이 상기 촉매를 지지하는 큰 표면적의 와쉬코트(washcoats)의 접착성을 더 좋게 해주는 면적을 할애한다.
다음의 특허들 각각은 비교적 낮은 CTE와 다양한 범위 및 형태의 다공성을 갖는 세라믹 벌집형 구조물에 관한 것이다. 미합중국 특허 4,869,944는 30%이상과 42%미만의 범위의 한정된 다공성과 낮은 팽창(40∼800℃에서 3×10-7℃-1이하)을 갖는 촉매 운반자로서 사용되는 코디라이트 벌집형구조 바디에 관한 것이다. 유럽특허 출원번호 제0.354,721호는 디젤분진필터로 사용되는 다공성 세라믹 벌집형 필터에 관한 것이다. 코디라이트는 상기의 주요 부품들에 제공된다. 상기 다공성은 42%보다 크고, 열팽창은 40∼800℃에서 7×10-7℃-1이상이다.
미합중국 특허 3,885,977는 압출된 벌집형 구조의 모놀리딕(monolithic) 소결 세라믹에 관한 것이다. 상기 세라믹의 주요한 결정상은 코디라이트이고 상기 세라믹의 미세 구조는 모놀리드(monolith)의 웨브(webs) 평면에 실질적으로 평행하게 배열된 낮은 열 팽창 방향을 갖는 이방성 코디라이트 미세결정의 랜덤 방위(random orientation) 보다 큰 특징이 있다. 화학 양론적(stoichiometric) 코디라이트의 조성에 가까운 조성물을 갖는 상기 벌집형 구조물의 축방향 팽창계수는 25∼1000℃ 범위에서 5.5×10-7℃-1정도로 낮거나 더 낮아진다. 다공성 값들은 기재되지 않았다.
따라서 본 발명의 목적은 상술한 종래의 특허에서 설명되어진 것 보다 더 낮은 열팽창 및 동시에 높은 다공성을 가지는 코디라이트 바디의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일면에 따르면, 약 25∼800℃에서 약 4×10-7℃-1이하의 열팽창 계수 및 약 42%보다 큰 전체 다공성을 갖는 적어도 약 93중량% 코디라이트 바디를 제공한다.
본 발명의 또 다른 면에 의하면, 약 5㎡/g 이하의 BET표면적을 갖는 탈크; 판상점토일 수 있는 약 0 내지 48중량%의 점토, 공정중에 판상으로 갈라질 수 있는 충적점토 및 이들의 혼합물; 직경이 약 3∼8 마이크로미터 또는 3 마이크로미터 이하 중 하나인 평균 입자크기를 갖는 알루미늄 산화물 산출성분; 및 프리 실리카(free silica);로 구성된 원료를 선별하고, 상기 원료를 적정량의 매체(vehicle) 및 상기 원료에 가소 성형성과 청강도(green strength)를 부여하는 성형 보조제(forming aids)와 친밀히 혼합시켜 이것으로부터 가소성 혼합물을 형성하고, 소성에 의해 코디라이트를 형성하는 조성물을 형성하도록 상기 원료를 선별하는 것을 포함하는 코디라이트 바디를 제조하는 방법을 제공한다. 만약 알루미늄 산화물 산출성분의 직경이 약 3마이크로미터 이하이면 상기 원료들은 소성제와 부가적으로 혼합된다. 상기 원료들은 충분한 시간동안 충분한 온도에서 건조 및 소성된 그린 바디(green body)로 형성되어 코디라이트 바디로 제조된다.
본 발명은 저온 팽창 및 고 다공성을 갖는 코디라이트 바디 및 상기 바디의 제조방법에 관한 것이다. 상기의 저온 팽창은 응용물에서 당면하게 될 굉장히 큰 차이로 반복되는 온도 변동(파동)을 통해 상기 바디의 수명을 향상시킨다. 상기 바디는 디젤분진필터로 사용하기에 특히 적합하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 응용물에서, 고 다공성은 여과용량을 증가시킨다. 더구나, 기공크기의 다양한 조합들은 굉장히 낮은 CTE가 유지되는 동안 고 다공성 바디에서 달성될 수 있다. 그러므로, 상기 바디들은 다양한 응용물, 예를 들면 다양한 여과 응용물에 적합하게 제조될 수 있다. 또 다른 예상 용도에 의하면 비교적 고 다공성은 상기 바디가 촉매 변환기(정류기)(catalytic converter)로 사용될 때 촉매 성분의 하중 증가로 인하여 또는 다른 목적의 응용물에 대해서 더 좋은 코팅 능력을 위하여 더 큰 표면적을 허용한다.
원료들이 선별되어 MgO, Al2O3및 SiO2의 조성을 이루고 이를 소성시켜 코디라이트를 제조한다. 상기 조성은 바람직하게는 명목상으로 약 12∼16중량%의 마그네슘 산화물, 약 33∼38중량%의 알루미늄 산화물 및 약 49∼54중량%를 실리카를 필수적으로 구성한다. 가장 바람직한 조성은 명목상 약 12.5∼15.5중량%의 마그네슘 산화물, 약 33.5∼37.5중량%의 알루미늄산화물 및 약 49.5∼53,5중량%의 실리카를 필수적으로 구성한다.
비록 상기 조성이 비교적 순수하더라도 몇몇의 불순물이 허용된다. 코디라이트 바디내에 있는 불순물들은 CTE증가와 같은 특성들에 영향을 미칠수 있기 때문에 문제가 된다. 전형적으로 코디라이트 바디들은 CaO, K2O, Na2O, Fe2O3등과 같은 불순물에 영향을 받는다. 바람직하게는 CaO, K2O 및 Na2O 함유물의 총량이 전체 원료에 기초하여 약 0.15중량% 이하 이어야 한다.
본 발명의 중요한 특징 중의 하나는 탈크의 형성이다. 전부 또는 국부의 탈크가 하소될 수 있다. 탈크는 천연탈크의 형태로 제공된다.
천연탈크란 5㎡/g 보다 크지 않은 BET 표면적, 및 바람직하게는 3㎡/g 보다 크지 않은 BET 표면적을 가져야 한다는 것을 의미한다. 또한, 바람직하게는 판상 탈크이다. 판상 탈크란 판상입자 형태, 즉 상기 입자들은 2개의 긴 디멘션(dimensions) 및 하나의 짧은 디멘션을 가지고 또한, 상기 판상의 길이 및 너비가 판상의 두께보다 휠씬 크다는 것을 의미한다. 바람직하게는 탈크는 0.80이상의 모폴로지 지수(morphology index)를 가진다. 상기 모폴로지 지수를 상기 탈크의 편평도의 척도이다. 모폴로지 지수를 측정하는 하나의 전형적인 절차(공정)은 상기 탈크 샘플(sample)을 홀더(holder)에 위치시켜서 상기 판상 탈크의 방위가 샘플 홀더의 면(plane)내에서 최대가 된다. 그리고나서, X선회절 무늬가 상기 방위 탈크에 대해 결정된다.
상기 모폴로지 지수는 다음의 방정식을 사용하여 탈크의 XRD 피크(peak) 세기에 대한 탈크의 평면성에 반정량적으로 관련된다.
M=Ix(Ix+2Iy)-1
여기서, Ix는 (004) 피크 세기이고 Iy는 (020) 반사 세기[(111-) 및 (110)과 겹쳐진]이다. 또한 바람직하게는 직경 2마이크로미터 미만의 상기 탈크 질량비 대 탈크 모폴로지 지수의 비율(quotient)은 30이하이고 가장 바람직하게는 20이하이다. 칼슘(Ca)은 명목상 탈크의 불순물로 들어 있다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는 탈크에서 CaO가 0.3중량%이하이고 가장 바람직하게는 0.15중량%이하이다.
본 발명에 따르면, 점토는 원료 조성의 일부분으로 들어갈 수 있다. 점토가 들어갈 때, 상기 점토는 상기 원료 조성의 약 48중량% 이하를 구성하고 가장 바람직하게는 약 20중량% 이하를 구성한다.
점토가 원료로 사용될때, 상기 점토는 바디에 낮은 CTE 및 높은 다공성 조합물을 달성하기 위해 독특한 특성을 가져야 한다. 상기 점토는 탈크에 대해 상술한 바와 같이 판상 디멘션을 갖는 판상점토, 또는 공정 및 이의 혼합 동안 판상으로 갈라질 수 있는 충적점토의 형태로 제공된다. 광물 카올리나이트(kaolinite)는 빵 한조각의 슬라이스(Slices)처럼 하나의 판상 점토위에 다른 판성 점토들이 쌓여진 판 상점토의 “충적(stacks)”으로 존재한다. 판상 점토의 충적은 상기 충적의 길이가 직경보다 실질적으로 큰 범위내에 있는 군(grouping) 형태의 로드(rods)를 형성한다. 상기의 카올린(kaolin) 충적물은 역학적인 공정에 의해 별도로(갈라져) 붕괴된 후 개개의 판상점토들은 분리된다. 개개의 판상점토는 상당히 큰, 예를 들면 상기 개개의 판상점토의 두께보다 10배나 큰 직경(또는 길이 및 너비)을 갖는다. 바람직하게는 상기 점토들의 BET 표면적은 7㎡/g이상이고, 가장 바람직하게는 비하소 상태에 있는 점토를 기초로하여 10㎡/g 이상이다. 이것은 만일 점토가 본 발명의 원료조성에 사용되기 전에 하소된다면, 하소전 상기의 BET 표면적이 바람직하게는 7㎡/g이어야 하고, 가장 바람직하게는 10㎡/g이어야 한다는 것을 의미한다. 바람직한 점토의 형태는 카올린, 하소된 점토 및 이들의 조합이다. 만일 하소된 점토가 상기 점토 성분의 일부분 또는 전부로 사용된다면, 상기 하소된 점토에서 뮬라이트(mullite)의 중량은 상기 하소된 점토의 전체질량의 2%이상이다. 고온에서 연장된 하소에 의해 상기 점토의 재결정화를 완성한 후 잠재적으로 형성할 수 있는 뮬라이트의 중량은 상기 하소된 점토의 질량의 65%이다. 알루미늄 산화물 산출 성분은 알루미늄 산화물 그 자체, 또는 소성시켜 알루미늄 산화물을 성형하는 어떤 물질일 수 있다. 알루미늄 산화물 산출성분은 낮은 CTE가 바디에 도달하게 하기 위해 미세한 입자크기를 가져야 한다. 알루미늄 산화물 산출성분의 평균 입자크기는 직경 8마이크로미터 이하이다. 알루미늄 산화물 산출성분은 직경 3∼8마이크로미터 또는 직경 3마이크로미터 이하 중 하나의 평균 입자크기를 가질 수 있다.
알루미늄 산화물 산출 성분의 평균 입자크기가 직경 3마이크로미터 이하이면, 소성제의 첨가는 전체 다공성을 42부피% 이상으로 유지시키기 위하여 필수적이다. 본 발명의 실행에 특히 적합한 몇몇의 바람직한 알루미늄 산화물 산출성분은 알루미늄 산화물, 알루미늄 수산화물(hydroxide), 알루미늄 산수화물(oxyhydrate) 및 이들의 조합이다. 바람직하게는 원료성분의 1중량%이상 수준의 알루미늄 수산화물을 가지며, 가장 바람직하게는 원료성분의 5중량%이상의 알루미늄 수산화물을 가진다. 몇몇의 바람직한 알루미늄 산화물 산출성분은 알루미나, 및 알루미나와 알루미늄 수산화물의 조합이다. 이러한 조합 및 다른 조합에서, 상기 알루미나는 바람직하게는 α-알루미나이다. 실리카는 어떤 유용한 형태, 예를 들면 결정질(crystalline), 비정질(amorphous)등으로 제공될 수 있다.
본 발명의 원료들은 다음의 소성단계 후에 코디라이트로 성형되어 종결된다. 또는 소성제들이 첨가되어 다공성을 더 통제(조절)함으로써 상술한 것과 같은 바람직한 수준으로 가능하게 해 준다. 소정제는 소성단계에서 그린 바디를 소성시키는 어떤 분진물질(바이더가 아니다)이다. 알루미늄 산화물 산출 성분이 굉장히 미세한 입자크기, 즉 평균적으로 직경 3마이크로미터 이하의 입자크기를 가진다면, 소성제는 바디에서 42% 보다 큰 전체 다공성을 달성시키는데 필수적이다. 만일, 알루미늄 산화물 산출성분의 평균 입자크기가 직경 3∼8 마이크로미터이면, 소성제는 다공성을 더 증가시키는데 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 몇몇 형태의 소성 제는 상온에서 고화된 유기물(orgamics), 단일 탄소(elemental carbon), 이들의 조합물 예를들면 흑연(graphite), 셀룰로오즈(cellulose), 밀가루등이지만, 본 발명이 상기의 것에 한정되는 것은 아니다. 바람직한 것은 단일 탄소이다. 특히 바람직하게는 흑연인데 상기 흑연은 상기 공정에서 가장 적은 역효과를 가지기 때문이다. 예를 들면 압출공정에서, 압출 혼합물의 레올로지(rheology)는 흑연이 사용될 때 우수하다. 흑연의 입자크기는 일관성이 있다. 그러므로, 다공성에 관한한 일관성 있는 결과가 달성될 수 일다. 흑연을 함유하여 성형된 바디는 균열없이 건조된다.
바람직하게는 흑연의 BET 표면적은 코디라이트에서 높은 방위도, 및 미세균열을 유지시키기 위하여 5㎡/g 이하이다.
상기의 조성은 매체 및 성형 보조제와 혼합되는데, 상기 성형 보조제는 원료들이 바디 형태로 변화될 때 원료들에 청강도(green strength) 및 가소 성형성(plastic formability)을 부여한다. 상기 성형이 압출에 의해 이루어질때, 가장 대표적으로 사용되는 압출 보조제는 바인더로 작용하는 메틸셀룰로오즈(methyl cellulose) 및 나트륨 스테아르산염(sodium stearate)와 같은 윤활제(lubricant)이지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
소성 보조제의 상당량은 본성과 같은 인자(factors) 및 사용된 원료량 등에 의존하면서 변화한다. 그러나, 대표적으로 메틸셀룰로오즈가 사용되면, 상기 원료에 과도한 첨가로서 1∼6%의 수준을 보인다. 대표적으로, 나트륨 스테에르산염이 윤활제로 사용되면, 상기 원료에 대한 과도한 첨가로서 1중량%이상 수준을 보인다. 특히 바람직한 몇몇의 매체 /소성 보조제 조합은 다음의 예에서 상술하였다.
바람직한 실시예에 의하면 압출공정 동안 원료조성 및 압출보조제가 건조한 형태로 함께 혼합되고 그런 후에 매체인 물과 혼합된다. 물의 양은 물질 한 배치(batch)에서부터 다른 배치에 이르기까지 다를수 있고, 따라서 압출성형용 특수 배치를 전시험(pretesting)함으로써 물의 양이 결정된다.
상기의 결과로 인한 가소성 혼합물에서 원료들은 그 후 그린 바디로 형태가 변한다. 미소결된 입자들은 그린 바디로 언급된다. 압출법은 상기 기술에 잘 알려져 있다. 바람직한 몇가지 기술의 예들은 바람직한 형태의 바디를 제조하기 위하여 다음의 예들에 제공된다.
본 발명은 상기 바디의 형태 및 크기에 한정되는 것은 아니다.
상기 바디는 상기 응용에 의존하는 어떠한 형태 및 크기도 가질 수 있다. 한가지 바람직한 구조는 벌집형 구조이다. 벌집형 구조의 몇몇 예들은, 94 cells/㎠(600 cells/in2), 62 cells/㎠(400 cells/in2), 또는 47 cells/㎠(300 cells/in2)을 갖는 예, 31 cells/㎠(200 cells/in2)을 갖는 예, 또는 15 cells/㎠(100 cells/in2)을 갖는 예이다. 15∼30 cells/㎠(100∼200 cells/in2) 및 0.30∼0.64mm(12∼25mil) 벽 두께를 갖는 벌집형 구조들은 특히 디젤 분진 필터 응용물에 적합하다. 일단 그린 바디가 형성되고, 존재할 수 있는 어떤 물 또는 액상(liquid phases)을 제거하기에 충분한 온도에서 건조된다.
그리고나서, 충분한 시간동안 충분한 온도에서 소성되어 코디라이트 바디로 성형된다. 상기의 조성 조건은 독특한 조성, 상기 값(charge)의 크기 및 장비의 성질과 같은 공정 조건에 의존하여 변할 수 있다. 그러나, 바람직한 몇 개의 소성 조건은 다음과 같다.
먼저 상기 그린 바디를 1차 온도인 약 1100∼115℃로 가열하고, 그 후 약 5∼100℃/hr의 소성속도 및 바람직하게는 약 20∼100℃/hr의 소성속도로 1차 온도로 부터 2차 온도인 약 1300∼1350℃까지 그린 바디를 가열하며, 그 후 3차 온도인 적어도 약 1390℃, 대표적으로 약 1390℃∼1430℃, 및 바람직하게는 약 1400∼1410℃로 그린 바디를 가열하고 약 6∼16시간 동안 상기 3차 온도에서 유지시킨다.
본 발명의 바디들은 적어도 약 93중량% 코디라이트이다. 예를 들면, 뮬라이트, 스피넬(spinel) 등과 같은 다른 상들이 나타날 수 있다. 그러나, 상기 상들은 상기 바디의 CTE를 약 25∼800℃에서 약 4×10-7℃-1보다 높게 하지 않을 정도 까지만 나타난다. 바람직하게는, 상기 바디들은 적어도 약 97중량% 코디라이트이다.
본 발명의 코디라이트 바디들은 낮은 CTE, 즉 약 25∼800℃에서 4×10-7℃-1이하의 CTE 및 가장 바람직하게는 약 25∼800℃에서 2×10-7℃-1이하의 CTE의 특징이 있다. 본 발명의 바디들은 비교적 높은 다공성, 즉 전체다공성이 약 42부피% 보다 큰 부가적인 특징이 있다. 다공성 상한(upper limit)는 실용성에 의해 결정된다. 그러나, 가장 바람직하게도 본 발명의 바디들은 특히 디젤분진필터 응용물에 사용되는 약 5∼40마이크로미터 중간 기공직경을 가진다.
가장 유리하게는, 상기 전체 다공성이 약 30∼100%일 때, 기공의 직경이 디젤분진필터 응용물의 용도에 맞는 10마이크로미터보다 크다. 압출에 의해 벌집형 구조처럼 형성된 상기 바디는 I비(ratio)에 의해 더 특징이 있다. 상기 I 비의 공식은 다음과 같다.
여기서 I(110)및 I(002)는 육방정계(hexagonal) 코디라이트 결정 구조에 기초한 (110)및 (002)면의 각각으로 부터 반사되는 피크 높이를 나타낸 것이다. 축방향 및 횡방향 I비는 X선에서 벌집형 샘플의 다른 방위를 언급하고 있다. 상기의 X선은 어떤 각(angle)에서 평평한 표면에 충돌한다. 상기 횡방향 I비는 상기 평평한 표면이 벌집형의 벽 표면으로 형성된 것처럼 구성되어 있는 플래트(flat)표면 일때 측정된다.
축방향 I비는 셀(cell channels)의 길이에 수직인 하나의 면밖에서 측정된다 (따라서 역시 횡방향 I비에 대한 면에 수직인).
여기서 상기 X선이 충돌하는 평평한 표면은 상기 벌집형 웨브(webs)의 횡단면 끝부부을 구성한다. 완전히 무질서한 방위를 갖는 코디라이트에 대한 상기 I 비는 약 0.65이다. 만일 상기 바디의 압출방향에 대하여 횡방향에서 측정된 상기 I비가 0.69를 초과하고 또는 압출 방향에 대하여 축방향 I비가 0.61이하이라면, 그 때는 코디라이트 미소결정(crystallites)은 상기 웨이브의 면에 대하여 실질적으로 배향된다.
본 발명의 바디들은 대표적으로 0.69보다 큰 횡방향 I비 및 0.61 이하의 축방향 I비를 갖는다. 상기 축방향(셀에 평행)에서 코디라이트 셀 바디의 열팽창 계수, αax는 미세구조에서 코디라이트 결정들의 정해진 결정학적 방위, 소성후 바디에 나타나는 미세 균열의 정도 및 높은 팽창을 갖는 이질상의 존재에 의해 영향을 받는다.
구체적으로, 셀의 벽(웨브)면 근처에 두기 위하여 배향된 코디라이트 결정들의 결정학적인 Z축을 갖는 상기의 결정들의 높은 부피 분율은 코디라이트의 열팽창 계수가 Z축방향을 따라 낮아지기 때문에(실제로 1100℃ 아래에선 음(-)이다) αax를 감소시킨다. 세라믹 바디에서 코디라이트의 바람직한 네트(net)방위의 정도는 “횡방향 I비”, 줄여서 “It”의 값으로 표현된다.
It의 증가는 웨브면 내에서 낮은 팽창 Z축이 αax에 많은 공헌으로 인해 αax를 감소시킨다.
미세균열도 역시 코디라이트 세라믹에서 αax를 상당히 감소시키는 것으로 나타났다. 미세균열은 상기 세 개의 결정학적인 축을 따라 코디라이트의 열팽창(수축) 계수에 있는 높은 이방성에 기인하여 상기 미세구조의 전역에 걸쳐 발생되는 압력(stresses)의 결과로 냉각동안 일어난다. 상기 코디라이트 결정은 방사상으로 배열된 결정의 부채모양의 “영역(domains)”으로 존재하는 것으로 관찰되었다.
주어진 영역내에 있는 코디라이트 결정들은 서로서로에 준평행하다. 그래서, 전체 영역은 상기 영역으로 구성된 코디라이트 결정과 같은 높은 열팽창(수축) 이방성을 보여준다.
하나의 영역에서 코디라이트 결정의 Z축이 인접영역에서 상기 결정의 Z축으로부터 다른 방향에서 대표적으로 배향되기 때문에, 높은 열적 압력은 냉각 및 미소균열 제조 동안 상기 웨이브 전역에서 발생된다.
재가열이 되자마자, 상기 영역의 열팽창은 상기 균열들의 재밀폐(re-closing)에 의해 부분적으로 조절되어서, 벌크(bulk) 세라믹의 열팽창이 미소 균열이 없는 바디에서의 경우보다 낮다. 더구나, αax를 낮추는 상기의 미소 균열의 정도는 상기 세라믹 미세구조를 구성하는 영역의 평균크기에 비례하는 것으로 나타났다.
본 발명을 좀더 상세히 설명하기 위하여 다음의 예들로 설명하지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 모든 부(parts), 부분(portions) 및 %는 다른 설명이 없는 한 중량에 의한다.
표 1 및 2에 나타낸 탈크, 하소된 탈크, 카올린, 알루미늄 산화물, 알루미늄 수산화물, 석영(quartz), 용융실리카(fused silica), 흑연, 및 셀룰로즈 섬유의 조합들은 약 2∼4부의 셀룰로오즈 및 약 0.5∼0.75부의 나트튬 스테아르산염과 함께 혼합된다. 상기 원료들의 입자일람표는 표 3 및 4에 나타나 있고, 상기 원료들의 화학량은 표 5에 나타나 있다.
그런 후 약 23∼26부의 탈이온화 물이 분쇄기(muller)에서 각각의 분말 혼합물로 서서히 첨가된다.
반죽(kneading)후, 조합된 성분들은 진공의 압출기에 전해지고 다이(die)를 통과하여 궁극적으로 두께 0.425mm의 벽 및 15.5 cells/㎠의 사각형 형태를 갖는 직경 2.54cm의 벌집형 바디속으로부터 압출된다. 이리하여 형성된 상기 바디는 30cm 길이의 샘플로 전달되어 건조될 때까지 가열된다.
건조 후, 상기의 압출된 벌집형 구조물은 짧은 길이로 절단되어 1400℃에서 60시간이상 동안 가열되어 7시간동안 유지된다.
소성된 벌집형 구조물은 그 후 2차 상의 물리적 특성 시험 및 특성화를 위하여 더 작게 절단된다. 열팽창 계수는 축방향처럼 언급된 상기 벌집형 구조물의 열린통로(open channels) 길이에 평행한 방향을 따라 측정된다. 표 1 및 2에 나타난 열팽창 계수는 25∼800℃ 범위에서의 평균값이다. 횡방향 I비, It는 상술한 바와 같이 전지 벽의 소성된 표면을 X선 회절법에 의해 결정된다. 다공성의 부피% 및 기공의 평균크기는 수은 주입 기공측정법(mercury intrusion porosimetry) 으로 결정된다. 소성된 벌집형 구조물에서 뮬라이트 및 스피넬의 중량%의 정량 측정은 분말 X선 회절법에 의해 실행된다. 코디라이트의 중량%는 100%에 의한 차이로 계산된다.
표 1에서 조성 A∼N은 본 발명에 따라서 열팽창 계수가 4×10-7℃-1이하이고 다공성이 42부피%보다 큰 코디라이트 세라믹인 것을 설명하고 있다. 조성C 및 D의 열팽창 계수가 각각 0.94×10-7℃-1및 1.2×10-7℃-1과 같이 굉장히 낮다는 것은 탈크 4의 칼슘함량이 매우 낮아 더 잇점이 있다는 것을 설명하고 있다(표 5).
조성 E는 조성 A에 10중량% 흑연의 과도한 첨가에 의해 성취된 다공성의 %가 더 증가함을 설명하고 있다. 조성 F가 나타내는 바와 같이 하소된 탈크는 열팽창계수 및 다공성에 역효과를 미침이 없이 상기 원료에서 나타날 수 있다.
조성 G∼M에서 보는 바와 같이 미세한 알루미늄 분말은 원료, 및 배치 같은 곳에 사용될 수 있고, 소성제의 첨가는 상기의 소성된 바디에서 적어도 42부피% 다공성을 얻는데에 있어 반드시 필요하다.
조성 G∼L에 더 보여준 바와같이 굉장히 거친(천연의) 결정질 실리카(실리카 2, 표4)는 열팽창계수에 열효과를 미침이 없이 원료로 사용될 수 있다. 역시, 조성 K∼L에 나타난 바와 같이 절단된 셀룰로오즈 섬유들은 소성제로 사용되어 42부피%보다 큰 다공성을 유지시켜 준다.
결국, 조성 N에 나타난 바와같이 4×10-7℃-1이하의 열팽창계수는 좀 더 미세한 점토(카올린 1)를 대신하여 거친 점토(카올린 2)를 원료로 사용하여도 역시 달성할 수 있다. 그러나, 분명하게도 상기 거친 점토로 제조된 바디의 열팽창계수는 더 미세한 점토로 제조된 바디들의 열팽창계수처럼 낮지 않다. (높다는 의미) 그러므로, 7㎡/g 보다 큰 표면적을 갖는 점토가 바람직하다.
표 1에 있는 모든 실시예에서, 상기 코디라이트 횡방향 I비는 0.87∼0.91의 범위이고, 벌집형 세라믹의 셀벽면안에 바람직하게 배향된 결정 Z축과 상당히 높은 정도의 바람직한 코디라이트 방위를 지시하고 있다. 이렇게 높은 정도의 방위는 상기 예들에서 사용된 원료들의 극히 평평한 성질에 기인한 것이다.
[비교예]
표 2는 4×10-7℃-1보다 큰 열팽창계수를 갖는 코디라이트 벌집형 세라믹의 비교예를 나타낸 것이다. 상기의 모든 샘플들은 상술한 일반공정에 따라 준비된다.
비교조성 O∼S에 나타난 바와 같이 5㎡/g(탈크1, 표3) 이상의 독특한 표면적을 갖는 탈크원료를 사용하는 것은 열팽창 계수를 5×10-7℃-1보다 크게 증가시키기 위함이다. 더구나, 탈크 1의 하위 모풀로지 지수에 의해 지시된(표3), 탈크 1의 하위 평평도는 표 2의 조성 O∼S에 대해 하위의 횡방향 I비가 0.81∼0.87로 지시되었듯이 상기 소형 바디에서 하위 정도의 바람직한 코디라이트 방위를 제공한다.
표 2의 비교조성 T 에 나타난 바와 같이 거친탈크 및 미세한 탈크를 사용하는 것은, 무수의 종결구성 산화물(anhydrous end member oxides)의 중량%의 견지에서의 조성이 불규칙한 양의 2차상이 소성후에 나타나는 것과 같이 본 발명의 범위 밖에 있을 때 4×10-7℃-1이하의 열팽창 계수를 확신하기에는 불충분하다.
결국, 실시예 조성 I와 같은 원료로 제조되고, 1385℃에서만 7시간 동안 소성된 비교에 U는, 스피넬과 같은 반응하지 않은 중간 매개 반응생산물의 양이 필요한 한계를 초과하지 않아서 4×10-7℃-1이하의 열팽창계수를 유지시키는 것을 확신하게 하기 위하여 충분히 높은 온도에서 상기 바디들을 소성한 필요성을 설명해 준다.
표 1로 부터 선택된 샘플들은 한쪽 끝부분위에 엇갈린 셀 및 다른쪽 끝부분 위에는 반대로 엇갈린 셀로 충전된다. 사용되는 충전 화합물은 유기 바인더에서 분말로 되어 소성된 코디라이트로 구성된 페이스트(paste)이다. 셀은 2.54cm의 깊이로 충전된다. 상기 샘플들은 그 후 1390℃로 재소성되어 충전 “시멘트(cement)”로 경화된다.
샘플들은 그 후 0.6㎥/min의 유동속도로 디젤 수트(soot) 발생기에서 검사된다. 약 0.3∼0.4마이크로미터 범위의 수트평균 입자크기의 효율과 압력강하가 결정되고, 및 제1도와 제2도에서는 별도로 10마이크로미터 보다 큰 부피% 다공성에 대해 구성된다. 상기의 데이타에서 볼 수 있듯이 상기의 실시예는 물 1000mm이하의 견딜만한 압력강하에서 75∼95 %의 꽤 만족할 만한 여과효율을 제공하여, 상기 재료들이 디젤분진필터 응용물에 적합하다는 것을 설명해 준다.
본 발명은 상기의 실시예 및 비교예에 대하여 상세히 설명되었다고는 하지만, 본 발명이 상기의 것에 한정되지 않고 본 발명의 정신 및 청구범위에서 벗어남이 없이 다른 방법으로도 사용될 수 있다.
[표 1a]
[표 1b]
[표 2]
[표 3]
[표 4]
[표 5]

Claims (42)

  1. (a) 약 5㎡/g 이하의 BET표면적을 갖는 탈크, 판상점토일 수 있는 약 0 내지 48중량%의 점토, 공정중에 판상으로 갈라질 수 있는 충적점토 및 이들의 혼합물, 직경이 약 3∼8 마이크로미터 또는 3 마이크로미터 이하 중 하나인 평균 입자크기를 갖는 알루미늄 산화물 산출성분, 및 프리 실리카(free silica)로 구성된 원료를 선별하는 단계; (b) 상기 원료에 적정량의 매체(vehicle) 및 가소 성형성과 청강도(green strength)를 부여하는 성형 보조제(forming aids)와 상기 원료를 친밀하게 혼합시켜 이것으로부터 가소성 혼합물을 형성하고, 상기 알루미늄 산화물 산출성분의 평균 입자크기가 직경이 약 3마이크로미터 이하일 때 상기 원료와 소성제를 혼합하는 단계; (c) 상기 원료를 그린바디로 형성하는 단계; (d) 상기 그린바디를 건조하는 단계; (e) 약 25∼800℃에서 약 4×10-7℃-1이하의 열팽창 계수 및 약 42%보다 큰 전체 다공성을 갖고, 적어도 약 93중량% 코디라이트 바디를 제조하기 위해 충분한 시간동안 충분한 온도에서 상기 그린바디를 가열하는 단계로 구성되는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탈크의 BET 표면적이 약 3㎡/g이하인 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 탈크가 약 0.80이상의 모폴로지 지수를 갖는 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 탈크의 약 2마이크로미터미만의 질량% 대 모폴로지 지수의 비율이 약 30이하인 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 비율이 약 20이하인 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 탈크가 약 0.3중량%이하의 CaO 레벨(level)을 갖는 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 CaO레벨이 약 0.15중량%이하인 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 점토의 BET 표면적이 하소되지 않은 상태의 상기 점토에 기초하여 약 7㎡/g이상인 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 BET 표면적이 약 10㎡/g이상인 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 점토가 카올린 점토, 하소된 점토 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되고, 여기서 하소된 점토가 적어도 상기 점토의 일부로 사용될 때 상기 하소된 점토에 뮬라이트가 약 2중량%이상 존재하는 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 점토가 약 20중량%이하로 상기 원료에 존재하는 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  12. 제1항에 있어서, 알루미늄 산화물 산출성분이 알루미늄 산화물, 알루미늄 수산화물 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 알루미늄 수산화물이 상기 원료조성에 약 1중량%이상 구성되는 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 알루미늄 수산화물이 상기 원료조성에 약 5중량%이상 구성되는 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 알루미늄 산화물 산출성분이 알루미나 및 알루미나와 알루미늄 수산화물의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 알루미나가 α-알루미나인 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 조성물이 명목상 약 12 내지 16중량%의 마그네슘 산화물, 약 33 내지 38중량%의 알루미늄 산화물 및 약 49 내지 54중량%의 실리카를 필수적으로 구성하는 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 조성물이 명목상 약 12.5 내지 15.5중량%의 마그네슘 산화물, 약 33.5 내지 37.5중량%의 알루미늄 산화물 및 약 49.5 내지 53.5중량%의 실리카를 필수적으로 구성하는 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  19. 제1항에 있어서, 상기 소성제가 단일 탄소인 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 소성제가 흑연인 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 혹연이 약 5㎡/g이하의 BET 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  22. 제1항에 있어서, 삼기 알루미늄 산화물 산출성분의 평균 입자크기가 약 3 내지 8마이크로미터 직경이고, 상기 원료가 성형 단계전에 소성제와 혼합되는 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 소성제가 단일 탄소인 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 소성제가 흑연인 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 흑연의 BET 표면적이 약 5㎡/g이하인 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  26. 제1항에 있어서, 상기 성형이 상기 원료를 압출시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  27. 제1항에 있어서, 상기 소성이 그린바디를 1차 온도 약 1100∼115℃에서 가열하고, 그 후 약 5∼100℃/hr의 소성속도로 상기 1차 온도로부터 2차 온도인 약 1300∼1350℃까지 그린 바디를 가열한 후, 3차 온도인 적어도 약 1390℃에서 다시 그린 바디를 가열하고, 약 6 내지 16시간 동안 상기 3차 온도로 유지시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 소성속도가 약 20∼60℃/hr인 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  29. 제27항에 있어서, 상기 3차 온도가 약 1400 내지 1410℃인 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  30. 제1항에 있어서, 상기 열팽창 계수가 약 25 내지 800℃에서 약 2×10-7℃-1이하인 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  31. 제1항에 있어서, 상기 코디라이트 바디의 전체 다공성이 약 42 내지 60%인 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  32. 제1항에 있어서, 상기 바디가 약 5 내지 40마이크로미터의 평균 기공직경을 갖는 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  33. 제1항에 있어서, 상기 바디의 전체 다공성이 약 30 내지 100%일 때 기공직경이 약 10마이크로미터보다 큰 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  34. 제1항에 있어서, 상기 바디가 벌집형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  35. 제1항에 있어서, 상기 바디가 적어도 약 97중량% 코디라이트 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디 제조방법.
  36. 약 25 내지 800℃에서 약 4×10-7℃-1이하의 열팽창 계수 및 약 42부피% 보다 큰 전체 다공성을 가지며, 적어도 약 93중량% 코디라이트로 구성되어 제1항의 방법에 의해 제조된 고 다공성 코디라이트 바디.
  37. 제36항에 있어서, 상기 열팽창 계수가 약 25 내지 800℃에서 약 2×10-7℃-1이하인 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디.
  38. 제36항에 있어서, 상기 전체 다공성이 약 42 내지 60%인 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디.
  39. 제36항에 있어서, 상기 바디가 약 5 내지 40마이크로미터 평균 기공직경을 갖는 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디.
  40. 제36항에 있어서, 상기 전체 다공성이 약 30 내지 100%일 때 기공 직경이 약 10마이크로미터보다 큰 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디.
  41. 제36항에 있어서, 상기 바디가 벌집형 구조를 갖는 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디.
  42. 제36항에 있어서, 상기 바디가 적어도 약 97중량% 코디라이트 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 고 다공성 코디라이트 바디.
KR1019920023503A 1991-12-06 1992-12-07 고 다공성 코디라이트 바디 및 이의 제조방법 KR100236754B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/802,877 US5258150A (en) 1991-12-06 1991-12-06 Fabrication of low thermal expansion, high porosity cordierite body
US07/802,877 1991-12-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR930012633A KR930012633A (ko) 1993-07-20
KR100236754B1 true KR100236754B1 (ko) 2000-02-01

Family

ID=25184965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019920023503A KR100236754B1 (ko) 1991-12-06 1992-12-07 고 다공성 코디라이트 바디 및 이의 제조방법

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5258150A (ko)
EP (1) EP0545008B1 (ko)
JP (1) JP3393554B2 (ko)
KR (1) KR100236754B1 (ko)
BR (1) BR9204655A (ko)
DE (1) DE69203218T2 (ko)
ES (1) ES2073835T3 (ko)
HK (1) HK170695A (ko)
MX (1) MX9207081A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100781726B1 (ko) 2006-09-15 2007-12-03 한국중부발전(주) 배연탈질용 선택적촉매환원 코팅촉매의 제조방법

Families Citing this family (105)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2726616B2 (ja) * 1993-12-15 1998-03-11 日本碍子株式会社 多孔質セラミックハニカムフィルタ
JP2981107B2 (ja) * 1994-03-07 1999-11-22 日本碍子株式会社 コージェライトハニカムセラミックスの製造方法
EP0745416B1 (en) * 1995-06-02 2003-09-17 Corning Incorporated Device for removal of contaminants from fluid streams
JP3806975B2 (ja) * 1995-07-12 2006-08-09 株式会社デンソー ハニカム構造体の製造方法
FR2741386B1 (fr) * 1995-11-21 1998-02-06 Ecia Equip Composants Ind Auto Convertisseur catalytique, element de ligne d'echappement muni de ce convertisseur, et procede de fabrication de ce convertisseur
CN1210835A (zh) * 1997-07-28 1999-03-17 康宁股份有限公司 烧成时间显著缩短的堇青石物体的制备方法
EP0894776B1 (en) * 1997-07-28 2003-09-10 Corning Incorporated Method of producing fast-fired cordierite bodies
JP3150928B2 (ja) * 1997-08-29 2001-03-26 日本碍子株式会社 薄壁コージェライト質ハニカム構造体の製造方法
BR9812402A (pt) * 1997-10-03 2000-09-19 Corning Inc Método para queima de corpos alveolares cerâmicos
WO1999028270A1 (en) 1997-12-02 1999-06-10 Corning Incorporated Low-expansion cordierite honeycomb bodies and method
JPH11333293A (ja) * 1998-03-27 1999-12-07 Denso Corp ハニカム構造体及びその製造方法
DE19917081B4 (de) * 1998-04-16 2012-06-06 Denso Corporation Wabenförmige Struktur und Verfahren zu ihrer Herstellung
JP2002530262A (ja) 1998-11-20 2002-09-17 コーニング インコーポレイテッド 低熱膨張で高強度のコージエライト構造体の製造
EP1144334B1 (en) * 1998-12-07 2005-08-31 Corning Incorporated Fabrication of ultra low thermal expansion cordierite structures
WO2000040521A1 (en) 1998-12-31 2000-07-13 Corning Incorporated Low sintering temperature cordierite batch and cordierite ceramic produced therefrom
JP3340689B2 (ja) * 1999-02-03 2002-11-05 日本碍子株式会社 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
WO2001016049A1 (en) * 1999-09-01 2001-03-08 Corning Incorporated Fabrication of ultra-thinwall cordierite structures
US6176588B1 (en) 1999-12-14 2001-01-23 Corning Incorporated Low cost light weight mirror blank
WO2001077042A1 (fr) * 2000-04-07 2001-10-18 Ngk Insulators, Ltd. Structure alveolaire ceramique a cordierite presentant une faible dilatation thermique et procede de fabrication de ladite structure
US6783724B2 (en) 2000-04-07 2004-08-31 Ngk Insulators, Ltd. Method of producing cordierite ceramic honeycomb
DE10025032A1 (de) * 2000-05-20 2001-11-29 Dmc2 Degussa Metals Catalysts Verfahren zur autothermen, katalytischen Dampfreformierung von Kohlenwasserstoffen
CN1277596C (zh) 2000-06-01 2006-10-04 康宁股份有限公司 堇青石结构体
JP2002265261A (ja) * 2001-03-07 2002-09-18 Murata Mfg Co Ltd 積層セラミックコンデンサ
JP2002274974A (ja) * 2001-03-16 2002-09-25 Sumitomo Chem Co Ltd セラミックス球状多孔体およびその製造方法
JP4094824B2 (ja) * 2001-04-04 2008-06-04 日本碍子株式会社 ハニカム型セラミックス質フィルター
WO2002096827A1 (fr) * 2001-05-31 2002-12-05 Ibiden Co., Ltd. Corps fritte ceramique poreux et procede permettant sa production, et filtre a gasoil particulaire
JP2003277162A (ja) 2002-01-21 2003-10-02 Ngk Insulators Ltd 多孔質ハニカム構造体、その用途及びその製造方法
CA2476270C (en) * 2002-02-15 2009-09-15 Ict Co., Ltd. Purifying catalyst for exhaust gas of an internal combustion engine, method for the production thereof, and method for purifying exhaust gas of an internal combustion engine
US6809139B2 (en) * 2002-02-28 2004-10-26 Corning Incorporated Particulate sealant for filter plug forming
CN100341602C (zh) * 2002-06-26 2007-10-10 康宁股份有限公司 用于柴油机颗粒过滤器应用的硅酸铝镁结构
US6864198B2 (en) * 2003-01-30 2005-03-08 Corning Incorporated Cordierite ceramic body and method
US20040152593A1 (en) * 2003-01-30 2004-08-05 Cutler Willard A. Catalyst support
US20040194505A1 (en) * 2003-04-01 2004-10-07 Ji Wang Method of making a photonic crystal preform
US7179316B2 (en) * 2003-06-25 2007-02-20 Corning Incorporated Cordierite filters with reduced pressure drop
US7442425B2 (en) * 2003-09-30 2008-10-28 Corning Incorporated High porosity honeycomb and method
JP5099656B2 (ja) * 2003-12-15 2012-12-19 独立行政法人産業技術総合研究所 針状セラミック体、針状セラミック触媒体及びその製造方法
JPWO2006006667A1 (ja) * 2004-07-14 2008-05-01 日本碍子株式会社 多孔質ハニカム構造体の製造方法
EP1911570B1 (en) 2004-12-21 2009-05-20 Corning Incorporated Plugging method and apparatus for particulate filters
JP5088953B2 (ja) * 2004-12-21 2012-12-05 コーニング インコーポレイテッド 粒子状物質フィルタの閉塞方法および装置
US7300898B2 (en) * 2005-05-31 2007-11-27 Corning Incorporated Low CTE cordierite body
US7682578B2 (en) 2005-11-07 2010-03-23 Geo2 Technologies, Inc. Device for catalytically reducing exhaust
US7682577B2 (en) 2005-11-07 2010-03-23 Geo2 Technologies, Inc. Catalytic exhaust device for simplified installation or replacement
US8038759B2 (en) * 2005-11-16 2011-10-18 Geoz Technologies, Inc. Fibrous cordierite materials
US7858554B2 (en) * 2007-05-24 2010-12-28 Geo2 Technologies, Inc. Cordierite fiber substrate and method for forming the same
US20070114700A1 (en) * 2005-11-22 2007-05-24 Andrewlavage Edward F Jr Apparatus, system and method for manufacturing a plugging mask for a honeycomb substrate
JP4824769B2 (ja) * 2005-11-30 2011-11-30 コーニング インコーポレイテッド 細孔径分布の制御された多孔質セラミックハニカムフィルタ、ハニカム未焼成体、そのバッチ混合物および製造方法
US7485170B2 (en) * 2005-11-30 2009-02-03 Corning Incorporated Narrow pore size distribution cordierite ceramic honeycomb articles and methods for manufacturing same
US7520911B2 (en) * 2005-11-30 2009-04-21 Corning Incorporated Porous cordierite ceramic honeycomb article with improved strength and method of manufacturing same
US7744980B2 (en) * 2005-12-20 2010-06-29 Corning Incorporated Low CTE cordierite honeycomb article and method of manufacturing same
US7541303B2 (en) * 2005-12-21 2009-06-02 Corning Incorporated High porosity cordierite ceramic honeycomb article and method
US7722828B2 (en) 2005-12-30 2010-05-25 Geo2 Technologies, Inc. Catalytic fibrous exhaust system and method for catalyzing an exhaust gas
US20070254798A1 (en) * 2006-03-31 2007-11-01 Addiego William P Peroxide containing compounds as pore formers in the manufacture of ceramic articles
US20070252310A1 (en) * 2006-04-27 2007-11-01 Brockway David J Method for manufacturing a plugged honeycomb filter with a single firing cycle
JP5276587B2 (ja) * 2006-06-30 2013-08-28 コーニング インコーポレイテッド 低マイクロクラックの多孔質セラミックハニカム、およびその製造方法
US7648550B2 (en) * 2006-08-25 2010-01-19 Corning Incorporated Narrow pore size distribution cordierite ceramic honeycomb articles and methods for manufacturing same
US8298311B2 (en) * 2006-11-15 2012-10-30 Corning Incorporated Filters with controlled submicron porosity
JP2008119666A (ja) * 2006-11-15 2008-05-29 Denso Corp 排ガス浄化フィルタの製造方法
JP4899814B2 (ja) * 2006-11-15 2012-03-21 株式会社デンソー 排ガス浄化フィルタの製造方法
US7981188B2 (en) * 2006-11-30 2011-07-19 Corning Incorporated Controlled pore size distribution porous ceramic honeycomb filter, honeycomb green body, batch mixture and manufacturing method therefor
CN101687719A (zh) * 2007-03-20 2010-03-31 康宁股份有限公司 用于陶瓷过滤器的低收缩性堵塞混合物，堵塞的蜂窝体过滤器及其制造方法
CN101652232B (zh) * 2007-03-30 2012-09-05 康宁股份有限公司 用于选择性电磁干燥陶瓷成型混合物的方法和施加器
CN101801879A (zh) * 2007-07-31 2010-08-11 康宁股份有限公司 应用于陶瓷蜂窝体的组合物
EP2025658A1 (en) * 2007-08-08 2009-02-18 Imerys Ceramics France Porous ceramic bodies and process for their preparation
EP2030957A1 (en) * 2007-08-28 2009-03-04 Corning Incorporated Fugitive pore former for porous ceramic articles
JP5411861B2 (ja) * 2007-08-31 2014-02-12 コーニング インコーポレイテッド コージェライト・ハニカム物品および製造方法
WO2009061397A2 (en) * 2007-11-05 2009-05-14 Corning Incorporated Low expansion cement compositions for ceramic monoliths
US7803303B2 (en) * 2007-11-29 2010-09-28 Corning Incorporated Methods and apparatus for plugging honeycomb structures
EP2222618A2 (en) 2007-11-30 2010-09-01 Corning Incorporated Compositions for applying to honeycomb bodies
US8501296B2 (en) * 2008-02-29 2013-08-06 Corning Incorporated Stabilized low-microcracked ceramic honeycombs and methods thereof
CN101575204B (zh) * 2008-03-21 2013-03-20 株式会社电装 堇青石成形体和制备所述成形体的方法
US20090298670A1 (en) * 2008-05-27 2009-12-03 Martin Joseph Murtagh Method for removing graphite from cordierite bodies
US8101117B2 (en) * 2008-05-30 2012-01-24 Corning, Incorporated Controlled gas pore formers in extruded ware
US8729436B2 (en) * 2008-05-30 2014-05-20 Corning Incorporated Drying process and apparatus for ceramic greenware
US8894917B2 (en) 2008-05-30 2014-11-25 Corning Incorporated High porosity cordierite honeycomb articles
EP2337659A2 (en) 2008-08-28 2011-06-29 Corning Incorporated Managed pore size distribution in honeycomb substrates
US7914718B2 (en) * 2008-08-28 2011-03-29 Corning Incorporated Gas pore former in cellular monoliths
US8007557B2 (en) * 2008-11-26 2011-08-30 Corning Incorporated High-strength low-microcracked ceramic honeycombs and methods therefor
US8051703B2 (en) * 2009-02-27 2011-11-08 Corning Incorporated Methods for using a fluid stream to test a honeycomb body
US9227878B2 (en) * 2009-04-30 2016-01-05 Corning Incorporated Selected binders for the extrusion of ultra-thin wall cellular ceramics
US8056401B2 (en) * 2009-05-26 2011-11-15 Corning Incorporated In-line moisture-content measurement of ceramic materials in ceramic article manufacturing
US20100301515A1 (en) * 2009-05-29 2010-12-02 Thomas William Brew Honeycomb Extrusion Die Apparatus And Methods
US20100329975A1 (en) * 2009-06-29 2010-12-30 William Peter Addiego Cordierite-Forming Compositions With Hydratable Alumina And Methods Therefor
CN102834158B (zh) * 2010-04-01 2015-07-15 日立金属株式会社 陶瓷蜂窝过滤器及其制造方法
EP2390307A1 (en) 2010-05-27 2011-11-30 Corning Incorporated Porous ceramic processing using prilled wax and non-ionic surfactant
US9856177B2 (en) 2010-05-28 2018-01-02 Corning Incorporated Cordierite porous ceramic honeycomb articles
US9334191B2 (en) 2010-05-28 2016-05-10 Corning Incorporated Methods for forming ceramic honeycomb articles
US8925350B2 (en) 2010-07-23 2015-01-06 King Abdulaziz City For Science And Technology Preparation of sintered cordierite glass-ceramic bodies
US20120133065A1 (en) 2010-11-30 2012-05-31 Stephen John Caffrey Real-time, closed-loop shape control of extruded ceramic honeycomb structures
US8999224B2 (en) * 2010-11-30 2015-04-07 Corning Incorporated Cordierite porous ceramic honeycomb articles with delayed microcrack evolution
US8609002B2 (en) 2011-03-31 2013-12-17 Corning Incorporated Method of plugging a honeycomb body
DE102013204276A1 (de) 2013-03-12 2014-09-18 Hug Engineering Ag Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers und Formkörper
CN107075995B (zh) 2014-09-03 2019-09-10 康宁股份有限公司 具有分层塞子的蜂窝体及其制造方法
CN107666948B (zh) 2015-05-29 2021-09-10 康宁股份有限公司 蜂窝式过滤器的封堵以及用于封堵蜂窝式过滤器的设备
EP3115347B1 (en) * 2015-07-06 2017-11-01 Razvojni center eNeM Novi materiali, d.o.o. Process for manufacturing cordierite ceramics having controlled and reproducible mechanical and thermal properties
WO2019108929A1 (en) 2017-11-30 2019-06-06 Corning Incorporated Methods of making cordierite ceramic bodies using chlorite raw material
WO2020047249A1 (en) 2018-08-31 2020-03-05 Corning Incorporated Cordierite-indialite-pseudobrookite structured ceramic bodies, batch composition mixtures, and methods of manufacturing ceramic bodies therefrom
US20210370205A1 (en) * 2018-10-17 2021-12-02 Uwm Research Foundation, Inc. Removal of water contaminants using enhanced ceramic filtration materials
CN113272042B (zh) 2018-11-16 2022-10-04 康宁股份有限公司 含堇青石的陶瓷体、批料组合物混合物和含堇青石的陶瓷体的制造方法
CN113710629A (zh) 2019-04-18 2021-11-26 康宁股份有限公司 对多孔陶瓷体进行底漆厚度控制
WO2020263114A1 (en) 2019-06-28 2020-12-30 Corning Incorporated Marking of ceramic bodies
CN114555540A (zh) 2019-08-13 2022-05-27 康宁股份有限公司 用于堵塞蜂窝体的胶结剂混合物及其制造方法
CN110642613B (zh) * 2019-10-12 2021-10-29 江苏省宜兴非金属化工机械厂有限公司 一种耐热冲击性优异的堇青石质蜂窝陶瓷载体及其制备方法
CN110922205A (zh) * 2019-12-05 2020-03-27 陕西科技大学 一种多孔堇青石及其制备方法
CN110903081A (zh) * 2019-12-05 2020-03-24 陕西科技大学 一种低膨胀多孔堇青石及其制备方法
WO2022046399A1 (en) 2020-08-25 2022-03-03 Corning Incorporated Cement mixtures for plugging honeycomb bodies and methods of making the same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3885977A (en) * 1973-11-05 1975-05-27 Corning Glass Works Anisotropic cordierite monolith
US4869944A (en) * 1987-02-12 1989-09-26 Ngk Insulators, Ltd. Cordierite honeycomb-structural body and a method for producing the same
JP2578176B2 (ja) * 1988-08-12 1997-02-05 日本碍子株式会社 多孔質セラミックハニカムフィルターおよびその製法
US5141686A (en) * 1988-11-21 1992-08-25 Corning Incorporated Method for producing cordierite articles
JPH0738930B2 (ja) * 1990-03-30 1995-05-01 日本碍子株式会社 多孔質セラミックフィルタの製法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100781726B1 (ko) 2006-09-15 2007-12-03 한국중부발전(주) 배연탈질용 선택적촉매환원 코팅촉매의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
BR9204655A (pt) 1993-06-08
JPH05254958A (ja) 1993-10-05
US5258150A (en) 1993-11-02
HK170695A (en) 1995-11-10
JP3393554B2 (ja) 2003-04-07
DE69203218D1 (de) 1995-08-03
EP0545008A1 (en) 1993-06-09
EP0545008B1 (en) 1995-06-28
KR930012633A (ko) 1993-07-20
MX9207081A (es) 1993-10-01
ES2073835T3 (es) 1995-08-16
DE69203218T2 (de) 1995-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100236754B1 (ko) 고 다공성 코디라이트 바디 및 이의 제조방법
US7923093B2 (en) High porosity filters for 4-way exhaust gas treatment
JP5318881B2 (ja) 微細多孔性の低微小亀裂化セラミックハニカムおよび方法
US6506336B1 (en) Fabrication of ultra-thinwall cordierite structures
EP2160370B1 (en) High porosity ceramic honeycomb article containing rare earth oxide and method of manufacturing same
US6210626B1 (en) Method of producing cordierite bodies utilizing substantially reduced firing times
US5409870A (en) Modified cordierite precursors
JP4540025B2 (ja) 超低熱膨張コージエライト構造体の製造
US20070141301A1 (en) Low CTE cordierite honeycomb article and method of manufacturing same
KR101093467B1 (ko) 배기가스 정화 허니컴 필터 및 그 제조방법
WO2006039255A2 (en) Ceramic body based on aluminum titanate and including a glass phase
EP0227482B1 (en) Cordierite honeycomb structural body and method of producing the same
EP2247553A1 (en) Stabilized low-microcracked ceramic honeycombs and methods thereof
US20090113863A1 (en) Low Expansion Cement Compositions for Ceramic Monoliths
KR20160089501A (ko) 알루미늄 티타네이트 조성물, 이를 포함하는 세라믹 제품, 및 이의 제조방법
JPH1157496A (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
US11535563B2 (en) Methods of making cordierite ceramic bodies using chlorite raw material
JPH0761892B2 (ja) コージェライトハニカム構造体

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20021002

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee