WO2011019087A1 - チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法およびチタン酸アルミニウム系セラミックス - Google Patents

チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法およびチタン酸アルミニウム系セラミックス Download PDF

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岩崎健太郎
當間哲朗
魚江康輔
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住友化学株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an aluminum titanate ceramic, an aluminum titanate ceramic, a honeycomb structure, a diesel particulate filter, and a method for producing an aluminum titanate ceramic molded fired body.
  • Aluminum titanate-based ceramics are ceramics containing titanium and aluminum as constituent elements and having a crystal pattern of aluminum titanate in an X-ray diffraction spectrum.
  • Aluminum titanate-based ceramics are known as ceramics having excellent heat resistance (for example, Journal of the European Ceramic Society 22 (2002) P1811-1822), and are conventionally used as a jig for firing such as a crucible. I came. In recent years, aluminum titanate-based ceramics have gained increased industrial utility as a material for ceramic filters for collecting fine carbon particles contained in exhaust gas discharged from internal combustion engines such as diesel engines. Yes.
  • a method for producing such an aluminum titanate-based ceramic there is known a method of firing a raw material mixture containing a powder of a titanium source compound such as titanium oxide and a powder of an aluminum source compound such as alumina (for example, International Publication No. 2005-105704 gazette).
  • impurities such as niobium (Nb) derived from raw ore are mixed in ordinary titanium source powder or aluminum source powder, except for expensive raw material powder produced by a method such as vapor phase method (chlorine method). ing. Therefore, niobium etc. are also mixed in the raw material mixture.
  • the present invention makes it a subject to provide the method which can manufacture the aluminum titanate ceramics excellent in mechanical strength using normal titanium source powder or aluminum source powder.
  • the present invention is a method for producing an aluminum titanate-based ceramic that fires a raw material mixture containing one or more titanium source powders and one or more aluminum source powders, in terms of oxide in 100 parts by mass of the raw material mixture.
  • the niobium content is 0.2 parts by mass or more and 2.5 parts by mass or less.
  • the raw material mixture preferably further contains one or more magnesium source powders and / or one or more silicon source powders.
  • the firing temperature is preferably 1300 to 1650 ° C.
  • the content of the titanium source powder in the raw material mixture is preferably 30 to 70 parts by mass.
  • the content of the aluminum source powder in the raw material mixture is preferably 30 to 70 parts by mass.
  • the content of the magnesium source powder in 100 parts by weight of the raw material mixture is preferably 0.1 to 20 parts by weight.
  • the content of the silicon source powder in 100 parts by weight of the raw material mixture is preferably 0.1 to 10 parts by weight. It is preferable to fire the molded body of the raw material mixture.
  • the formed body is preferably a honeycomb structure.
  • the present invention also relates to an aluminum titanate-based ceramic having an oxide-converted niobium content of 0.2 to 2.5 parts by mass when the total mass is 100 parts by mass.
  • the present invention also relates to a honeycomb structure made of the aluminum titanate ceramic.
  • the present invention also relates to a diesel particulate filter made of the aluminum titanate ceramic.
  • the present invention provides an aluminum titanate-based ceramic molding and firing in which the aluminum titanate-based ceramic obtained by the method for producing an aluminum titanate-based ceramic is pulverized, the obtained pulverized product is molded, and the obtained molded body is fired. It also relates to a method for manufacturing the body.
  • the formed body is preferably a honeycomb structure.
  • the raw material mixture includes a titanium source powder and an aluminum source powder, and the niobium content in terms of oxide in 100 parts by mass of the raw material mixture is 0.2 parts by mass or more and 2.5 parts by mass or less.
  • 100 parts by mass of the raw material mixture contains 1.0 part by mass or more of niobium oxide in terms of oxide.
  • the niobium contained in the raw material mixture is preferably derived from raw material powders such as a titanium source powder and an aluminum source powder. Since such a raw material mixture can be obtained from a normal inexpensive titanium source powder, aluminum source powder, or the like, the manufacturing cost of the aluminum titanate-based ceramics can be reduced.
  • the raw material mixture preferably further includes a magnesium source powder.
  • a magnesium source compound such as a composite oxide such as magnesia spinel (MgAl 2 O 4 ).
  • the raw material mixture may contain aluminum titanate itself and aluminum magnesium titanate itself.
  • aluminum magnesium titanate is used as a raw material mixture, it is considered to correspond to a raw material mixture that combines a titanium source compound, an aluminum source compound, and a magnesium source compound.
  • the raw material mixture preferably further contains a silicon source powder.
  • titanium source powder The titanium source powder is not particularly limited as long as it is an inorganic powder containing titanium, but is preferably a titanium oxide powder.
  • titanium oxide examples include titanium (IV) oxide, titanium (III) oxide, and titanium (II) oxide, and titanium (IV) oxide is preferably used.
  • Titanium oxide (IV) may be amorphous or crystalline.
  • Examples of the crystal form of titanium (IV) oxide include anatase type, rutile type, brookite type, and the like, preferably anatase type and rutile type.
  • the titanium source powder is not an expensive product produced by a vapor phase method (chlorine method) or the like, but is preferably a powder obtained by a general production method.
  • the titanium source powder examples include titanium oxide powder obtained by a sulfuric acid method using iron titanium ore such as illuminite ore as a raw material. Further, the titanium source powder may contain niobium, and the niobium content in terms of oxide in 100 parts by mass of the titanium source powder is preferably 0.1 to 2 parts by mass, more preferably 0.2. ⁇ 2 parts by mass.
  • a powder of a compound that is led to titania (titanium oxide) by firing in air can also be used. Examples of such compounds include titanium salts, titanium alkoxides, titanium hydroxide, titanium nitride, titanium sulfide, and titanium metal.
  • titanium salt examples include titanium trichloride, titanium tetrachloride, titanium (IV) sulfide, titanium sulfide (VI), titanium sulfate (IV), and the like.
  • titanium alkoxide examples include titanium (IV) ethoxide, titanium (IV) methoxide, titanium (IV) t-butoxide, titanium (IV) isobutoxide, titanium (IV) n-propoxide, and titanium (IV) tetraiso. Examples thereof include propoxide and chelates thereof.
  • the titanium source powder may contain a trace component that is inevitably included in the production process.
  • the particle size of the titanium source powder is not particularly limited, but the particle size (D50) corresponding to a cumulative percentage of 50% on a volume basis measured by a laser diffraction method is preferably 0.1 to 20 ⁇ m. Further, the content of the titanium source powder in 100 parts by mass of the raw material mixture is preferable so that the oxide-converted niobium content in 100 parts by mass of the raw material mixture is 0.1 parts by mass or more and 2.5 parts by mass or less. Is 30 to 70 parts by mass, more preferably 45 to 60 parts by mass, and still more preferably 50 to 60 parts by mass. (Aluminum source powder) The aluminum source powder is not particularly limited as long as it is an inorganic powder containing aluminum, but is preferably alumina.
  • Alumina may be amorphous or crystalline. Examples of the crystal type of alumina include ⁇ -type, ⁇ -type, ⁇ -type, and ⁇ -type, with ⁇ -type being preferred.
  • the aluminum source powder a powder of a compound introduced into alumina by firing in air can be used. Examples of such a compound include an aluminum salt, aluminum alkoxide, aluminum hydroxide, and metal aluminum.
  • the aluminum salt may be a salt with an inorganic acid or a salt with an organic acid. Examples of the salt with an inorganic acid include aluminum nitrates such as aluminum nitrate and ammonium aluminum nitrate, and aluminum carbonates such as ammonium aluminum carbonate.
  • Examples of the salt with an organic acid include aluminum oxalate, aluminum acetate, aluminum stearate, aluminum lactate, and aluminum laurate.
  • Examples of the aluminum alkoxide include aluminum isopropoxide, aluminum ethoxide, aluminum sec-butoxide, aluminum tert-butoxide and the like.
  • Aluminum hydroxide may be amorphous or crystalline. Examples of the aluminum hydroxide crystal type include a gibbsite type, a bayerite type, a norosotrandite type, a boehmite type, and a pseudo-boehmite type.
  • the amorphous aluminum hydroxide examples include an aluminum hydrolyzate obtained by hydrolyzing an aqueous solution of a water-soluble aluminum compound such as an aluminum salt or an aluminum alkoxide.
  • the aluminum source powder may contain trace components that are inevitably included in the production process.
  • the particle size of the aluminum source powder is not particularly limited, but the particle size (D50) corresponding to a cumulative percentage of 50% on a volume basis, usually measured by a laser diffraction method, is preferably 1 to 100 ⁇ m.
  • the content of the aluminum source powder in 100 parts by mass in the raw material mixture is preferably 30 to 70 parts by mass, more preferably 35 to 60 parts by mass, and further preferably 40 to 50 parts by mass.
  • the silicon source powder is not particularly limited as long as it is an inorganic powder containing silicon element, but is preferably a silicon oxide powder.
  • silicon oxide include silicon dioxide and silicon monoxide.
  • a powder of a compound that is led to silicon oxide (silica) by firing in air can also be used.
  • examples of such compounds include silicic acid, silicon carbide, silicon nitride, silicon sulfide, silicon tetrachloride, silicon acetate, sodium silicate, sodium orthosilicate, feldspar, and glass frit.
  • glass frit and the like are preferably used from the viewpoint of industrial availability and stable component composition.
  • Glass frit refers to flakes or powdered glass obtained by pulverizing glass.
  • the glass constituting the glass frit include silicate glass and the like, and silicate glass containing general silicic acid (silicon dioxide, SiO 2 ) as a main component (50% by mass or more in all components) is preferably used. It is done.
  • silicate glass as in general silicate glass, alumina (Al 2 O 3 ), sodium oxide (Na 2 O), potassium oxide (K 2 O), calcium oxide (CaO), An example is magnesia (MgO).
  • the silicate glass preferably contains ZrO 2 , and the content thereof is preferably 0.1 wt% or more and 10 wt% or less.
  • the powder etc. which served as the aluminum source powder etc. can also be used as a silicon source powder. Examples of such powder include feldspar powder.
  • the silicon source powder may contain a trace component inevitably included in the manufacturing process.
  • the particle size of the silicon source powder is not particularly limited, but the particle size (D50) equivalent to a cumulative percentage of 50% on a volume basis measured by a laser diffraction method is usually preferably 1 to 10 ⁇ m.
  • the content of the silicon source powder in 100 parts by mass of the raw material mixture is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 2 to 8 parts by mass, and most preferably 4 to 6 parts by mass.
  • the magnesium source powder is not particularly limited as long as it is an inorganic powder containing magnesium, but magnesia (magnesium oxide) is preferable.
  • the magnesium source powder include a powder containing a compound that is led to magnesia by firing in air.
  • the compound led to magnesia by firing in air include magnesium salt, magnesium alkoxide, magnesium hydroxide, magnesium nitride, and magnesium metal.
  • magnesium salts include magnesium chloride, magnesium perchlorate, magnesium phosphate, magnesium pyrophosphate, magnesium oxalate, magnesium nitrate, magnesium carbonate, magnesium acetate, magnesium sulfate, magnesium citrate, magnesium lactate, and magnesium stearate.
  • magnesium salicylate magnesium myristate, magnesium gluconate, magnesium dimethacrylate, magnesium benzoate and the like.
  • magnesium alkoxide include magnesium methoxide and magnesium ethoxide.
  • the magnesium source powder can contain trace components that are inevitably included in the production process.
  • As the magnesium source powder a powder of a compound serving both as a magnesium source and an aluminum source can be used.
  • the particle size of the magnesium source powder is not particularly limited.
  • the particle size (D50) is equivalent to a cumulative percentage of 50% on a volume basis before being mixed with another powder measured by a laser diffraction method. Is preferably 0.5 to 20 ⁇ m.
  • the content of the magnesium source powder in 100 parts by mass of the raw material mixture is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass, and further preferably 2 to 8 parts by mass.
  • the titanium source powder, the aluminum powder, the silicon source powder as necessary, and the magnesium powder as necessary (hereinafter referred to as “raw material powder”, respectively).
  • a raw material mixture can be obtained.
  • a mixing method either a method of mixing in a dry atmosphere (dry mixing method) or a method of mixing in a wet atmosphere (wet mixing method) may be used.
  • these raw material mixtures may contain fine aluminum titanate and the like.
  • Dry mixing method When mixing in a dry atmosphere, for example, the above raw material powders may be mixed and stirred in a pulverizing container without being dispersed in a liquid medium, and pulverized in the presence of pulverizing media.
  • the pulverization container a container made of a metal material such as stainless steel is usually used, and the inner surface may be coated with a fluorine resin, a silicon resin, a urethane resin, or the like.
  • the internal volume of the pulverization container is usually 1 to 4 times, preferably 1.2 to 3 times the total volume of the raw material powder and the pulverization media.
  • the grinding media include alumina beads and zirconia beads having a diameter of 1 mm to 100 mm, preferably 5 mm to 50 mm.
  • the amount of grinding media used is usually 1 mass with respect to the total amount of raw material powder (when using powders of complex oxides such as fine aluminum magnesium titanate, the total amount including these. The same applies hereinafter). Double to 1000 mass times, preferably 5 to 100 mass times.
  • the raw material powder is pulverized simultaneously with the mixing, for example, the raw material powder is mixed into the pulverization container together with the pulverization medium, and then the pulverization container is vibrated or rotated to simultaneously mix the raw material powder. It is crushed.
  • a normal pulverizer such as a vibration mill, a ball mill, a planetary mill, a pin mill such as a high-speed rotary pulverizer, and the like can be used, which is easy to implement on an industrial scale.
  • a vibration mill is preferably used.
  • the amplitude is usually 2 mm to 20 mm, preferably 12 mm or less.
  • the pulverization may be performed continuously or batchwise, but is preferably performed continuously because it is easy to implement on an industrial scale.
  • the time required for pulverization is usually 1 minute to 6 hours, preferably 1.5 minutes to 2 hours.
  • one or more additives such as a grinding aid and a peptizer may be added to the raw material powder.
  • the grinding aid include monohydric alcohols such as methanol and ethanolpropanol, dihydric alcohols such as propylene glycol, polypropylene glycol and ethylene glycol, amines such as triethanolamine, palmitic acid, stearic acid and oleic acid. Carbon materials such as higher fatty acids, carbon black and graphite.
  • the total amount used is usually 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of raw material powder.
  • raw material powder such as silicon source powder may be mixed with other raw material powder in a state of being dispersed in a solvent. In a dispersed state, it is mixed with other raw material powders. At that time, water is usually used as the solvent, and ion-exchanged water is preferably used in terms of few impurities.
  • the amount of the solvent used is usually 20 parts by mass to 1000 parts by mass, preferably 30 parts by mass to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw material powder.
  • a dispersant may be added to the solvent when mixing in a wet manner.
  • the dispersant examples include inorganic acids such as nitric acid, hydrochloric acid and sulfuric acid, organic acids such as oxalic acid, citric acid, acetic acid, malic acid and lactic acid, alcohols such as methanol, ethanol and propanol, and interfaces such as ammonium polycarboxylate. An active agent etc. are mentioned.
  • the amount of the dispersant used is usually 0.1 parts by mass to 20 parts by mass, preferably 0.2 parts by mass to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the solvent.
  • raw material powders other than the silicon source powder titanium source powder, aluminum source powder, magnesium source powder
  • the raw material powder is precipitated again as a solid by evaporation of the solvent.
  • mixing is preferably performed using a pulverizer such as a medium stirring mill, a ball mill, or a vibration mill.
  • a pulverizer such as a medium stirring mill, a ball mill, or a vibration mill.
  • a titanium source powder, an aluminum source powder, a magnesium source powder and a silicon source powder such as glass frit are mixed together while being pulverized to obtain a raw material mixture having a more uniform composition.
  • Examples of the wet mixing method include a method in which only a stirring process in a normal liquid solvent is performed.
  • the liquid solvent for example, monohydric alcohols such as methanol, ethanol, butanol, and propanol, dihydric alcohols such as propylene glycol, polypropylene glycol, and ethylene glycol, or ion-exchanged water can be used, and more preferably. Ion exchange water.
  • the raw material powder may be simultaneously pulverized by stirring in a pulverization container in the presence of a pulverization medium. For example, after the raw material powder and the grinding media are put into the grinding container, the grinding may be performed by vibrating or rotating the grinding container.
  • the pulverization container one made of a metal material such as stainless steel is usually used, and the inner surface may be coated with a fluorine resin, a silicon resin, a urethane resin, or the like.
  • the internal volume of the pulverization container is usually 1 to 4 times, preferably 1.2 to 3 times the total volume of the raw material powder and the pulverization media.
  • the grinding media include alumina beads and zirconia beads having a diameter of 1 mm to 100 mm, preferably 5 mm to 50 mm.
  • the amount of the grinding media used is usually 1 to 1000 times, preferably 5 to 100 times the total amount of the raw material powder.
  • a normal pulverizer such as a vibration mill, a ball mill, a planetary mill, a pin mill such as a high-speed rotary pulverizer, and the like can be used. Therefore, a vibration mill is preferably used.
  • the amplitude is usually 2 mm to 20 mm, preferably 12 mm or less.
  • the pulverization may be performed continuously or batchwise, but is preferably performed continuously because it is easy to implement on an industrial scale.
  • the time required for pulverization is usually 1 minute to 6 hours, preferably 1.5 minutes to 2 hours.
  • one or more additives such as a pulverization aid and a peptizer may be added to the raw material powder separately from the pulverization media.
  • the grinding aid include monohydric alcohols such as methanol and ethanolpropanol, dihydric alcohols such as propylene glycol, polypropylene glycol and ethylene glycol, amines such as triethanolamine, palmitic acid, stearic acid and oleic acid. Higher fatty acids, carbon black, carbon materials such as graphite, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the total amount of additives used is usually 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 5 parts by weight, more preferably 0.75 to 100 parts by weight of the total amount of raw material powder. Part by mass to 2 parts by mass.
  • the raw material mixture used in the present invention can be obtained by removing the solvent. Removal of the solvent is usually performed by distilling off the solvent. In removing the solvent, it may be air-dried at room temperature, vacuum-dried, or heat-dried. The drying method may be stationary drying or fluidized drying. Although the temperature at the time of heat-drying is not specified in particular, it is usually from 50 ° C to 250 ° C.
  • the powdery raw material mixture obtained as described above may be fired as it is in a powder form, and then formed into a molded body, or fired after the raw material mixture is molded. May be.
  • a molded body may be obtained after firing the powdery raw material mixture, and the molded body may be further fired.
  • the firing temperature is usually 1300 ° C. or higher, preferably 1400 ° C. or higher, and is usually 1650 ° C. or lower, preferably 1550 ° C. or lower.
  • the method for raising the temperature up to the firing temperature is not particularly limited, but is usually 1 ° C./hour to 500 ° C./hour. Moreover, you may provide the process hold
  • Firing is usually performed using a common firing furnace such as a tubular electric furnace, a box-type electric furnace, a tunnel furnace, a far-infrared furnace, a microwave heating furnace, a shaft furnace, a reflection furnace, a rotary furnace, or a roller hearth furnace. Firing may be performed batchwise or continuously. Moreover, you may carry out by a stationary type and may carry out by a fluid type. The time required for firing is sufficient as long as the raw material mixture transitions to the aluminum titanate-based ceramics, and varies depending on the amount of the raw material mixture, the type of firing furnace, firing temperature, firing atmosphere, etc. Min to 24 hours.
  • a common firing furnace such as a tubular electric furnace, a box-type electric furnace, a tunnel furnace, a far-infrared furnace, a microwave heating furnace, a shaft furnace, a reflection furnace, a rotary furnace, or a roller hearth furnace. Firing may be performed batchwise or continuously. Moreover, you may carry out by a stationary type
  • an aluminum titanate ceramic powder can be obtained by further crushing the fired body. Crushing can be performed using a normal crusher such as hand crushing, mortar, ball mill, vibration mill, planetary mill, medium stirring mill, pin mill, jet mill, hammer mill, roll mill, and the like.
  • the aluminum titanate ceramic powder obtained by crushing may be classified by a usual method.
  • the target aluminum titanate ceramic can be obtained by the above-described method.
  • the aluminum titanate-based ceramics (powder or molded body) obtained by the production method of the present invention includes a crystal pattern of aluminum titanate in the X-ray diffraction spectrum, but other crystals such as silica, alumina, titania, etc. It may contain a pattern.
  • the value of x is 0.01 or more, preferably 0.05 or more. 0.7 or less, more preferably 0.10 or more and 0.5 or less.
  • the raw material mixture may be formed into a molded body by a commonly used molding method before firing, and examples of the molding method include uniaxial molding and extrusion molding. Examples of the molding machine used for molding include a uniaxial press, an extrusion molding machine, a tableting machine and a granulator.
  • a raw material mixture can be molded by adding a pore-forming agent, a binder, a lubricant, a plasticizer, a dispersant, a solvent, and the like.
  • the pore-forming agent include carbon materials such as graphite, resins such as polyethylene, polypropylene and polymethyl methacrylate, plant materials such as starch, nut shells, walnut shells and corn, ice or dry ice, and the like.
  • Binders include celluloses such as methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, sodium carboxymethyl cellulose, alcohols such as polyvinyl alcohol, salts such as lignin sulfonate, waxes such as paraffin wax and microcrystalline wax, EVA, polyethylene, polystyrene, liquid crystal polymer And thermoplastic resins such as engineering plastics.
  • the lubricant and the plasticizer include alcohols such as glycerin, higher fatty acids such as caprylic acid, lauric acid, palmitic acid, alginate, oleic acid and stearic acid, and metal stearates such as Al stearate.
  • water such as ion-exchanged water is usually used, and it is preferable to use ion-exchanged water whose temperature is adjusted.
  • Some substances may serve as both a pore-forming agent and a binder.
  • any substance can be used as long as it can adhere particles to each other at the time of molding to retain the shape of the molded body, and can burn itself to form pores at the time of subsequent firing.
  • polyethylene may be applicable.
  • the shape of the molded body obtained by molding the raw material mixture is not particularly limited, and examples thereof include a honeycomb structure, a spherical structure, a cubic structure, a rectangular block structure, and the like. It is preferable that it is a body.
  • the aluminum titanate-based ceramics obtained by using the production method of the present invention are used for exhaust gas purification of internal combustion engines such as crucibles, setters, mortars, furnace materials, etc., diesel engines, gasoline engines, etc.
  • Exhaust gas filters and catalyst carriers filtration filters used for the filtration of food and drink such as beer, selective permeation filters for selectively permeating gas components generated during petroleum refining, such as carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen, oxygen, etc.
  • used for electronic parts such as ceramic filters, substrates, capacitors, etc.
  • a diesel particulate filter which is an exhaust gas filter of a diesel engine is usually in a honeycomb shape, has a diameter of 100 to 500 mm, a length of 100 to 500 mm, and a size of 0.1 to 0.5 mm. And a cell density of 100 to 500 cpsi (cell per square inch).
  • the DPF is applied to a diesel engine for a vehicle, the DPF is always exposed to vibration. Therefore, the DPF is required to have heat resistance and mechanical strength. Since the aluminum titanate ceramics obtained by the method of the present invention have high heat resistance and high mechanical strength, they are preferably applied to DPF.
  • each metal source compound described in each example and comparative example was mixed or pulverized and mixed, and 2 g of the obtained raw material mixture was formed under a pressure of 0.3 t / cm 2 with a uniaxial press to have a length of 50 mm and a width.
  • a molded body having a thickness of about 4 mm and a thickness of about 3 mm was produced.
  • this compact was fired in a box-type electric furnace at a heating rate of 300 ° C./h for 4 hours at 1450 ° C. to obtain an aluminum titanate ceramic fired body. Using this fired body, the bending strength was measured by a method according to JIS R 1601.
  • Titanium oxide powder (DuPont Co., Ltd., “R-900”) 24.1 g, ⁇ alumina powder (Sumitomo Chemical Co., Ltd., BET specific surface area 0.6 m 2 / g,) 20.5 g, magnesia powder (Ube Material) Co., Ltd., “UC-95M”) 2.0 g and glass frit (manufactured by Takara Standard Co., Ltd., model number CK-0832M2, yield point 776 ° C.) 3.5 g together with 5 kg of alumina beads (diameter 15 mm) were pulverized from alumina. It put into the container (internal volume 3.3L).
  • the value of x in the aluminum magnesium titanate (Al 2 (1-x) Mg x Ti (1 + x) O 5 ) composition in this raw material mixture is about 0.24.
  • the titanium oxide powder (DuPont Co., Ltd., “R-900”) is a titanium oxide powder obtained by a vapor phase method (chlorine method) and has a niobium content of 0%.
  • the total volume of the mixture of titanium oxide powder, ⁇ -alumina powder, magnesia powder and glass frit was about 50 cm 3 .
  • the mixture in the pulverization container was pulverized by vibrating the pulverization container with a vibration mill for 6 minutes under conditions corresponding to a gravitational acceleration of 10 G at an amplitude of 5.4 mm, a vibration frequency of 1760 times / minute, and a power of 5.4 kW. .
  • 5 g of the pulverized raw material mixture was placed in an alumina crucible, heated to 1450 ° C. at a temperature increase rate of 300 ° C./hour in the atmosphere with a box-type electric furnace, and fired by maintaining the same temperature for 4 hours. . Then, it stood to cool to room temperature and the sintered compact of the aluminum titanate ceramic was obtained.
  • Example 1 In addition to the raw material mixture of the above reference example (titanium oxide powder 24.1 g, ⁇ -alumina powder 20.5 g, magnesia powder 2.0 g and glass frit 3.5 g), niobium oxide powder (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, purity 99.9%) ) Aluminum titanate ceramic powder was obtained in the same manner as in the Reference Example except that 1.0 g (about 1.96 parts by mass as a content in 100 parts by mass of the raw material mixture containing niobium oxide) was added.
  • the AT conversion rate of this powder was determined to be 100%.
  • the bending strength of the fired body was 25.1 MPa.
  • Example 2 Except for using 0.1 g (about 0.2 parts by mass as a content in 100 parts by mass of the raw material mixture containing niobium oxide) of the addition amount of niobium oxide powder (manufactured by Wako Pure Chemicals, purity 99.9%) In the same manner as in the reference example, an aluminum titanate ceramic powder was obtained. The AT conversion rate of this powder was determined to be 100%.
  • the bending strength of the fired body was 16.9 MPa.
  • Example 3 Reference was made except that 0.2 g of niobium oxide powder (Wako Pure Chemical, purity 99.9%) was added (about 0.4 parts by mass as content in 100 parts by mass of the raw material mixture containing niobium oxide). In the same manner as in the example, an aluminum titanate ceramic powder was obtained. The AT conversion rate of this powder was determined to be 100%. The bending strength of the fired body was 17.2 MPa.
  • FIG. 1 shows the relationship between the compact strength of each aluminum titanate-based ceramic powder obtained in Reference Examples, Examples 1, 2 and 3 and the oxide-converted niobium content (mass part) in 100 parts by mass of the raw material mixture. Is shown as a graph. As can be seen from FIG.
  • an aluminum titanate-based ceramic having excellent heat resistance can be produced using a raw material mixture containing a normal titanium source powder and an aluminum source powder.

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Abstract

本発明は、チタニウム源粉末およびアルミニウム源粉末を含む原材料混合物を焼成するチタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法であって、前記原材料混合物１００重量部中の酸化物換算のニオブ含有量が０．２質量部以上２．５質量部以下である。

Description

チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法およびチタン酸アルミニウム系セラミックス
　本発明は、チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法、チタン酸アルミニウム系セラミックス、ハニカム構造体、ディーゼルパティキュレートフィルター、および、チタン酸アルミニウム系セラミックス成形焼成体の製造方法に関する。
　チタン酸アルミニウム系セラミックスは、構成元素としてチタンおよびアルミニウムを含み、Ｘ線回折スペクトルにおいて、チタン酸アルミニウムの結晶パターンを有するセラミックスである。チタン酸アルミニウム系セラミックスは、耐熱性に優れたセラミックスとして知られており（例えば、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｃｅｒａｍｉｃ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　２２（２００２）Ｐ１８１１−１８２２）、従来からルツボのような焼成用の冶具などとして用いられてきた。チタン酸アルミニウム系セラミックスは、近年では、ディーゼルエンジンなどの内燃機関から排出される排ガスに含まれる微細なカーボン粒子を捕集するためのセラミックスフィルターを構成する材料として、産業上の利用価値が高まっている。
　かかるチタン酸アルミニウム系セラミックスを製造する方法としては、酸化チタンなどのチタニウム源化合物の粉末およびアルミナなどのアルミニウム源化合物の粉末を含む原材料混合物を焼成する方法が知られている（例えば、国際公開第２００５−１０５７０４号公報）。
　しかしながら、気相法（塩素法）などの方法で製造された高価な原材料粉末を除き、通常のチタニウム源粉末またはアルミニウム源粉末には原料鉱石等に由来するニオブ（Ｎｂ）等の不純物が混在している。そのため、原材料混合物中にもニオブ等が混在している。
　本発明は、通常のチタニウム源粉末またはアルミニウム源粉末を用いて、機械的強度に優れたチタン酸アルミニウム系セラミックスを製造することができる方法を提供することを課題とする。
　本発明は、１種以上のチタニウム源粉末および１種以上のアルミニウム源粉末を含む原材料混合物を焼成するチタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法であって、前記原材料混合物１００質量部中の酸化物換算のニオブの含有量が０．２質量部以上２．５質量部以下である方法である。
　前記原材料混合物は、さらに１種以上のマグネシウム源粉末及び／又は１種以上のケイ素源粉末を含むことが好ましい。
　前記焼成の温度は１３００~１６５０℃であることが好ましい。
　前記原材料混合物中のチタニウム源粉末の含有量が３０~７０質量部であることが好ましい。前記原材料混合物中のアルミニウム源粉末の含有量が３０~７０質量部であることが好ましい。前記原材料混合物がマグネシウム源粉末を含む場合は、前記原材料混合物１００質量部中の前記マグネシウム源粉末の含有量が０．１~２０質量部であることが好ましい。前記原材料混合物がケイ素源粉末を含む場合は、前記原材料混合物１００質量部中のケイ素源粉末の含有量が０．１~１０質量部であることが好ましい。
　前記原材料混合物の成形体を焼成することが好ましい。前記成形体は、ハニカム構造体であることが好ましい。
　本発明は、全質量を１００質量部としたときの、酸化物換算のニオブ含有量が０．２質量部以上２．５質量部以下であるチタン酸アルミニウム系セラミックスにも関する。
　本発明は、前記チタン酸アルミニウム系セラミックスからなるハニカム構造体にも関する。
　本発明は、前記チタン酸アルミニウム系セラミックスからなるディーゼルパティキュレートフィルターにも関する。
　本発明は、前記チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法により得られたチタン酸アルミニウム系セラミックスを粉砕し、得られた粉砕物を成形し、得られた成形体を焼成するチタン酸アルミニウム系セラミックス成形焼成体の製造方法にも関する。前記成形体は、ハニカム構造体であることが好ましい。
原材料混合物１００質量部中の酸化物換算のニオブ含有量（質量部）と、前記原材料混合物を用いて得られるチタン酸アルミニウム系セラミックスの強度との関係を示すグラフである。
　（原材料混合物）
　前記原材料混合物は、チタニウム源粉末およびアルミニウム源粉末を含み、前記原材料混合物１００質量部中の酸化物換算のニオブ含有量が０．２質量部以上２．５質量部以下である。
　前記原材料混合物１００質量部中には好ましくは酸化物換算で１．０質量部以上の酸化ニオブが含有されることが好ましい。なお、前記原材料混合物に含まれるニオブは、チタニウム源粉末、アルミニウム源粉末などの原材料粉末に由来することが好ましい。このような原材料混合物は通常の安価なチタニウム源粉末、アルミニウム源粉末などから得ることできるため、チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造コストを削減することができる。
　前記原材料混合物は、さらにマグネシウム源粉末を含むことが好ましい。なお、本発明では、前記マグネシアスピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）などの複合酸化物のように、チタニウム源化合物、アルミニウム源化合物およびマグネシウム源化合物のうち２つ以上の金属元素を成分とする化合物の粉末を含む混合物も、それぞれの金属源粉末を混合した原材料混合物相当するとみなされる。また、前記原材料混合物にはチタン酸アルミニウム自体、チタン酸アルミニウムマグネシウム自体が含まれていてもよい。例えば、原材料混合物としてチタン酸アルミニウムマグネシウムを使用する場合、チタニウム源化合物、アルミニウム源化合物およびマグネシウム源化合物を兼ね備えた原材料混合物に相当するとみなされる。
　前記原材料混合物は、さらにケイ素源粉末を含むことが好ましい。
　（チタニウム源粉末）
　チタニウム源粉末は、チタンを含有する無機粉末であれば特に限定されないが、好ましくは酸化チタンの粉末である。酸化チタンとしては、例えば、酸化チタン（ＩＶ）、酸化チタン（ＩＩＩ）、酸化チタン（ＩＩ）などが挙げられ、酸化チタン（ＩＶ）が好ましく用いられる。
酸化チタン（ＩＶ）はアモルファスであってもよく、結晶であってもよい。酸化チタン（ＩＶ）の結晶型としては、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型などが挙げられ、好ましくはアナターゼ型、ルチル型である。
　本発明において、チタニウム源粉末は、気相法（塩素法）などにより製造された高価なものではなく、一般的な製法により得られた粉末であることが好ましい。チタニウム源粉末としては、例えば、イルミナイト鉱等の鉄チタン鉱石を原料として硫酸法により得られた酸化チタン粉末などが挙げられる。また、チタニウム源粉末はニオブを含んでいてもよく、チタニウム源粉末１００質量部中の酸化物換算のニオブ含有量は、０．１~２質量部であることが好ましく、より好ましくは０．２~２質量部である。
　チタニウム源粉末としては、空気中で焼成することによりチタニア（酸化チタン）に導かれる化合物の粉末を用いることもできる。かかる化合物としては、例えばチタニウム塩、チタニウムアルコキシド、水酸化チタニウム、窒化チタン、硫化チタン、チタン金属などが挙げられる。チタニウム塩として具体的には、三塩化チタン、四塩化チタン、硫化チタン（ＩＶ）、硫化チタン（ＶＩ）、硫酸チタン（ＩＶ）などが挙げられる。チタニウムアルコキシドとして具体的には、チタン（ＩＶ）エトキシド、チタン（ＩＶ）メトキシド、チタン（ＩＶ）ｔ−ブトキシド、チタン（ＩＶ）イソブトキシド、チタン（ＩＶ）ｎ−プロポキシド、チタン（ＩＶ）テトライソプロポキシド、および、これらのキレート化物などが挙げられる。なお、チタニウム源粉末は、その製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
　チタニウム源粉末の粒径は、特に限定されないが、通常、レーザー回析法により測定される体積基準での累積百分率５０％相当粒子径（Ｄ５０）が好ましくは０．１~２０μｍである。また、原材料混合物１００質量部中の酸化物換算のニオブ含有量を０．１質量部以上２．５質量部以下とするために、原材料混合物１００質量部中の、チタニウム源粉末の含有量は好ましくは３０~７０質量部であり、より好ましくは４５~６０質量部であり、さらに好ましくは５０~６０質量部である。
　（アルミニウム源粉末）
　アルミニウム源粉末は、アルミニウムを含有する無機粉末であれば特に限定されないが、好ましくはアルミナである。アルミナはアモルファスであってもよく、結晶であってもよい。アルミナの結晶型としては、γ型、δ型、θ型、α型などが挙げられるが、好ましくはα型である。
　アルミニウム源粉末としては、空気中で焼成することによりアルミナに導かれる化合物の粉末を用いることもできる。かかる化合物としては、例えばアルミニウム塩、アルミニウムアルコキシド、水酸化アルミニウム、金属アルミニウムなどが挙げられる。
　アルミニウム塩は、無機酸との塩であってもよいし、有機酸との塩であってもよい。無機酸との塩としては、硝酸アルミニウム、硝酸アンモニウムアルミニウムなどのアルミニウム硝酸塩、炭酸アンモニウムアルミニウムなどのアルミニウム炭酸塩などが挙げられる。有機酸との塩としては、蓚酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、ラウリン酸アルミニウムなどが挙げられる。
　アルミニウムアルコキシドとしては、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムエトキシド、アルミニウムｓｅｃ−ブトキシド、アルミニウムｔｅｒｔ−ブトキシドなどが挙げられる。
　水酸化アルミニウムはアモルファスであってもよく、結晶であってもよい。水酸化アルミニウムの結晶型としては、例えば、ギブサイト型、バイヤライト型、ノロソトランダイト型、ベーマイト型、擬ベーマイト型などが挙げられる。アモルファスの水酸化アルミニウムとしては、例えばアルミニウム塩、アルミニウムアルコキシドなどのような水溶性アルミニウム化合物の水溶液を加水分解して得られるアルミニウム加水分解物も挙げられる。なお、アルミニウム源粉末は、その製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
　アルミニウム源粉末の粒径は、特に限定されないが、通常、レーザー回析法により測定される体積基準での累積百分率５０％相当粒子径（Ｄ５０）は、好ましくは１~１００μｍである。また、原材料混合物中１００質量部中のアルミニウム源粉末の含有量は好ましくは３０~７０質量部であり、より好ましくは３５~６０質量部であり、さらに好ましくは４０~５０質量部である。
　（ケイ素源粉末）
　ケイ素源粉末は、ケイ素元素を含有する無機粉末であれば特に限定されないが、好ましくは酸化ケイ素の粉末である。酸化ケイ素としては、二酸化ケイ素、一酸化ケイ素などが挙げられる。
　ケイ素源粉末としては、空気中で焼成することにより酸化ケイ素（シリカ）に導かれる化合物の粉末を用いることもできる。かかる化合物としては、例えばケイ酸、炭化ケイ素、窒化ケイ素、硫化ケイ素、四塩化ケイ素、酢酸ケイ素、ケイ酸ナトリウム、オルトケイ酸ナトリウム、長石、ガラスフリットなどが挙げられる。
　具体的なケイ素源粉末としては、工業的に入手が容易であり、成分組成が安定している等の点から、ガラスフリットなどが好適に用いられる。ガラスフリットとは、ガラスが粉砕されたフレーク又は粉末状のガラスをいう。ガラスフリットを構成するガラスとしては、ケイ酸ガラスなどが挙げられ、一般的なケイ酸（二酸化ケイ素、ＳｉＯ２）を主成分（全成分中５０質量％以上）とするケイ酸ガラスが好適に用いられる。ケイ酸ガラスの他の含有成分としては、一般的なケイ酸ガラスと同様、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、マグネシア（ＭｇＯ）が挙げられる。ガラス自体の耐熱水性を向上させるためにケイ酸ガラスにはＺｒＯ２が含有されていることが好ましく、その含有量は０．１重量％以上、１０重量％以下であることが好ましい。
　また、ケイ素源粉末として、アルミニウム源粉末を兼ねた粉末などを用いることもできる。このような粉末としては、例えば、長石の粉末が挙げられる。なお、ケイ素源粉末は、その製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
　ケイ素源粉末の粒径は、特に限定されないが、通常、レーザー回析法により測定される体積基準での累積百分率５０％相当粒子径（Ｄ５０）は１~１０μｍであることが好ましい。また、原材料混合物１００質量部中のケイ素源粉末の含有量は好ましくは０．１~１０質量部であり、さらに好ましくは２~８質量部であり、最も好ましくは４~６質量部である。
　（マグネシウム源粉末）
　マグネシウム源粉末は、マグネシウムを含有する無機粉末であれば特に限定されないが、マグネシア（酸化マグネシウム）が好ましい。
　マグネシウム源粉末としては、空気中で焼成することによりマグネシアに導かれる化合物を含む粉末も挙げられる。
　空気中で焼成することによりマグネシアに導かれる化合物としては、例えば、マグネシウム塩、マグネシウムアルコキシド、水酸化マグネシウム、窒化マグネシウム、金属マグネシウムなどが挙げられる。マグネシウム塩として、具体的には、塩化マグネシウム、過塩素酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、ピロリン酸マグネシウム、蓚酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、サリチル酸マグネシウム、ミリスチン酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、ジメタクリル酸マグネシウム、安息香酸マグネシウムなどが挙げられる。また、マグネシウムアルコキシドとして、具体的には、マグネシウムメトキシド、マグネシウムエトキシドなどが挙げられる。なお、マグネシウム源粉末は、その製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
　マグネシウム源粉末として、マグネシウム源とアルミニウム源とを兼ねた化合物の粉末を用いることもできる。このような化合物としては、例えば、マグネシアスピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）が挙げられる。
　マグネシウム源粉末の粒径は、特に限定されるものではないが、通常、レーザー回析法により測定される他の粉末と混合される前の体積基準での累積百分率５０％相当粒子径（Ｄ５０）は、好ましくは０．５~２０μｍである。また、原材料混合物１００質量部中のマグネシウム源粉末の含有量は好ましくは０．１~２０質量部であり、より好ましくは１~１０質量部であり、さらに好ましくは２~８質量部である。
　（原材料粉末の混合）
　本発明の製造方法においては、通常、前記チタニウム源粉末、及び、前記アルミニウム粉末、必要に応じて前記ケイ素源粉末、及び、必要に応じて前記マグネシウム粉末（以下、これらをそれぞれ「原材料粉末」ともいう）を混合することで原材料混合物を得ることができる。混合方法は、乾式雰囲気にて混合を行なう方法（乾式混合法）、湿式雰囲気で混合を行なう方法（湿式混合法）のいずれを用いてもよい。また、これらの原材料混合物には微粒チタン酸アルミニウム等が含まれていてもよい。
　（１）　乾式混合法
　乾式雰囲気で混合する場合は、例えば、上記の各原材料粉末を混合し、液体媒体中に分散させること無く、粉砕容器内で撹拌すればよく、粉砕メディアの共存下に粉砕容器内で撹拌することによって原材料粉末の粉砕を同時に行なってもよい。
　粉砕容器としては通常、ステンレス鋼などの金属材料で構成された容器が用いられ、内表面がフッ素樹脂、シリコン樹脂、ウレタン樹脂などでコーティングされていてもよい。
粉砕容器の内容積は、原材料粉末および粉砕メディアの合計容積に対して通常１容量倍~４容量倍、好ましくは１．２容量倍~３容量倍である。
　粉砕メディアとしては、例えば直径１ｍｍ~１００ｍｍ、好ましくは５ｍｍ~５０ｍｍのアルミナビーズ、ジルコニアビーズなどが挙げられる。粉砕メディアの使用量は、原材料粉末の合計量（微粒チタン酸アルミニウムマグネシウムのような複合酸化物等の粉末を使用する場合にはそれらを含む総量。以下、同様。）に対して、通常１質量倍~１０００質量倍、好ましくは５質量倍~１００質量倍である。
　混合と同時に原材料粉末の粉砕を行なう場合は、例えば、粉砕容器内に原材料粉末を粉砕メディアと共に投入した後に、粉砕容器を振動させたり、回転させたりすることにより、原材料粉末が混合されると同時に粉砕される。粉砕容器を振動または回転させるためには、例えば振動ミル、ボールミル、遊星ミル、高速回転粉砕機などのピンミルなどのような通常の粉砕機を用いることができ、工業的規模での実施が容易である点で、振動ミルが好ましく用いられる。粉砕容器を振動させる場合、その振幅は通常２ｍｍ~２０ｍｍ、好ましくは１２ｍｍ以下である。粉砕は、連続式で行ってもよいし、回分式で行ってもよいが、工業的規模での実施が容易である点で、連続式で行うことが好ましい。
　粉砕に要する時間は通常１分~６時間、好ましくは１．５分~２時間である。原材料粉末を乾式にて粉砕する際、原材料粉末に粉砕助剤、解膠剤などの１種以上の添加剤が加えられてもよい。
　粉砕助剤としては、例えばメタノール、エタノールプロパノールなどの１価アルコール類、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどの２価アルコール類、トリエタノールアミンなどのアミン類、パルチミン酸、ステアリン酸、オレイン酸などの高級脂肪酸類、カーボンブラック、グラファイトなどの炭素材料などが挙げられる。
　添加剤を用いる場合、その合計使用量は、原材料粉末の合計量１００質量部に対して、通常、０．１質量部~１０質量部であり、好ましくは０．５質量部~５質量部、さらに好ましくは０．７５質量部~２質量部である。
　（２）　湿式混合法
　湿式雰囲気で混合する場合は、例えば、ケイ素源粉末等の原材料粉末を溶媒中に分散させた状態で他の原材料粉末と混合すればよく、通常はケイ素源粉末が溶媒に分散された状態で他の原材料粉末と混合される。その際、溶媒として、通常は水が用いられ、不純物が少ない点で、イオン交換水が好適に用いられる。溶媒の使用量は、原材料粉末の合計量１００質量部に対して、通常、２０質量部~１０００質量部であり、好ましくは３０質量部~３００質量部である。
　湿式で混合するに際して溶媒には分散剤を添加してもよい。分散剤としては、例えば硝酸、塩酸、硫酸などの無機酸、シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸などの有機酸、メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類、ポリカルボン酸アンモニウムなどの界面活性剤などが挙げられる。分散剤の使用量は、溶媒の総量１００質量部に対して、通常０．１質量部~２０質量部であり、好ましくは０．２質量部~１０質量部である。
　なお、湿式混合法において、ケイ素源粉末以外の原材料粉末（チタニウム源粉末、アルミニウム源粉末、マグネシウム源粉末）も種類によっては溶媒に溶解させてから混合することもあるが、溶媒に溶解したこれらの原材料粉末は溶媒留去により、再び固形分となって析出する。
　湿式混合法においては、媒体撹拌ミル、ボールミル、振動ミルなどの粉砕機を用いて混合することが好ましい。粉砕機を用いて混合することにより、チタニウム源粉末、アルミニウム源粉末、マグネシウム源粉末ならびにガラスフリット等のケイ素源粉末が共に粉砕されつつ混合されて、組成がより均一な原材料混合物を得ることができる。
　また、湿式混合法としては、例えば、通常の液体溶媒中での攪拌処理のみを行なう方法が挙げられる。液体溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどの１価アルコール類や、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどの２価アルコール類またはイオン交換水などを用いることができ、より好ましくはイオン交換水である。
　また、湿式混合法においても、粉砕メディアの共存下に粉砕容器内で撹拌することによって原材料粉末の粉砕を同時に行なってもよい。例えば、粉砕容器内に原材料粉末および粉砕メディアを投入したのち、粉砕容器を振動させたり、回転させることにより粉砕を行ってもよい。
　粉砕容器としては、通常、ステンレス鋼などの金属材料で構成されたものが用いられ、内表面がフッ素樹脂、シリコン樹脂、ウレタン樹脂などでコーティングされていてもよい。粉砕容器の内容積は、原材料粉末および粉砕メディアの合計容積に対して通常１容量倍~４容量倍、好ましくは１．２容量倍~３容量倍である。
　粉砕メディアとしては、例えば、直径１ｍｍ~１００ｍｍ、好ましくは５ｍｍ~５０ｍｍのアルミナビーズ、ジルコニアビーズなどが挙げられる。粉砕メディアの使用量は、原材料粉末の合計量に対して通常１質量倍~１０００質量倍、好ましくは５質量倍~１００質量倍である。
　粉砕容器を振動または回転させるためには、例えば、振動ミル、ボールミル、遊星ミル、高速回転粉砕機などのピンミルなどのような通常の粉砕機を用いることができ、工業的規模での実施が容易である点で、振動ミルが好ましく用いられる。粉砕容器を振動させる場合、その振幅は通常２ｍｍ~２０ｍｍ、好ましくは１２ｍｍ以下である。粉砕は、連続式で行ってもよいし、回分式で行ってもよいが、工業的規模での実施が容易である点で、連続式で行うことが好ましい。粉砕に要する時間は通常１分~６時間、好ましくは１．５分~２時間である。
　また、原材料粉末を湿式にて粉砕する際、粉砕メディアとは別に原材料粉末に粉砕助剤、解膠剤などの１種以上の添加剤が加えられてもよい。
　粉砕助剤としては、例えばメタノール、エタノールプロパノールなどの１価アルコール類、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどの２価アルコール類、トリエタノールアミンなどのアミン類、パルチミン酸、ステアリン酸、オレイン酸などの高級脂肪酸類、カーボンブラック、グラファイトなどの炭素材料などが挙げられ、これらはそれぞれ単独または２種以上を組合わせて用いられる。添加剤の合計使用量は、原材料粉末の合計量１００質量部に対して、通常、０．１質量部~１０質量部、好ましくは０．５質量部~５質量部、さらに好ましくは０．７５質量部~２質量部である。
　上述のような湿式雰囲気での混合を行なった後、溶媒を除去することにより、本発明に用いる原材料混合物を得ることができる。溶媒の除去は、通常、溶媒を留去することにより行われる。溶媒を除去するにあたり、室温にて風乾してもよいし、真空乾燥してもよいし、加熱乾燥をしてもよい。乾燥方法は静置乾燥でもよいし、流動乾燥でもよい。加熱乾燥をする際の温度は特に規定しないが、通常５０℃以上２５０℃以下である。加熱乾燥に用いられる機器として、例えば、棚段乾燥機、スラリードライヤー、スプレードライヤーなどが挙げられる。
　（焼成工程）
　本発明の製造方法においては、上述のようにして得られた粉末状の原材料混合物に対して、粉末状のままで焼成を行なってから成形体としてもよく、原材料混合物を成形した後に焼成を行なってもよい。また、粉末状の原材料混合物を焼成した後に成形体を得て、さらに該成形体を焼成してもよい。
　焼成温度は、通常１３００℃以上、好ましくは１４００℃以上であり、また、通常１６５０℃以下、好ましくは１５５０℃以下である。焼成温度までの昇温方法は、特に限定されるものではないが、通常１℃／時間~５００℃／時間である。また焼成途中で、一定温度にて保持する過程を設けても良い。
　焼成は、通常、大気中で行われるが、原材料粉末の種類や使用量比によっては、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス中で焼成してもよいし、一酸化炭素ガス、水素ガスなどのような還元性ガス中で焼成してもよい。また雰囲気中の水蒸気分圧を低くして焼成してもよい。
　焼成は、通常、管状電気炉、箱型電気炉、トンネル炉、遠赤外線炉、マイクロ波加熱炉、シャフト炉、反射炉、ロータリー炉、ローラーハース炉などの通常の焼成炉を用いて行われる。焼成は回分式で行ってもよいし、連続式で行ってもよい。また、静置式で行ってもよいし、流動式で行ってもよい。
　焼成に要する時間は、原材料混合物がチタン酸アルミニウム系セラミックスに遷移するのに十分な時間であればよく、原材料混合物の量、焼成炉の形式、焼成温度、焼成雰囲気などにより異なるが、通常は１０分~２４時間である。
　焼成体として、塊状のチタン酸アルミニウム系セラミックスが得られる場合は、さらにその焼成体を解砕することにより、チタン酸アルミニウム系セラミックス粉末を得ることができる。解砕は、例えば手解砕、乳鉢、ボールミル、振動ミル、遊星ミル、媒体撹拌ミル、ピンミル、ジェットミル、ハンマーミル、ロールミルなどの通常の解砕機を用いて行うことができる。解砕により得られたチタン酸アルミニウム系セラミックス粉末は、通常の方法で分級してもよい。
　上述の方法により、目的とするチタン酸アルミニウム系セラミックスを得ることができる。
　本発明の製造方法で得られるチタン酸アルミニウム系セラミックス（粉末または成形体など）は、Ｘ線回折スペクトルにおいて、チタン酸アルミニウムの結晶パターンを含むものであるが、その他に例えばシリカ、アルミナ、チタニアなどの結晶パターンを含んでいてもよい。チタン酸アルミニウム系セラミックスが、チタン酸アルミニウムマグネシウム（Ａｌ２（１−ｘ）ＭｇｘＴｉ（１＋ｘ）Ｏ５）である場合、前記ｘの値は０．０１以上であり、好ましくは０．０５以上０．７以下、より好ましくは０．１０以上０．５以下である。
　原材料混合物は、焼成前に、通常用いられる成形方法により成形体とされていてもよく、成形方法としては、たとえば、一軸成形や押し出し成形などが挙げられる。成形に用いる成形機としては、一軸プレス、押出成形機、打錠機造粒機などが挙げられる。
　押出し成形を行う際には、原材料混合物に造孔剤、バインダー、潤滑剤や可塑剤、分散剤、溶媒などを添加し成形することができる。造孔剤としては、グラファイト等の炭素材、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂類、でんぷん、ナッツ殻、クルミ殻、コーンなどの植物系材料、氷またはドライアイス等などが挙げられる。
バインダーとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類、ポリビニルアルコールなどのアルコール類、リグニンスルホン酸塩などの塩、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等のワックス、ＥＶＡ、ポリエチレン、ポリスチレン、液晶ポリマー、エンジニアリングプラスチックなどの熱可塑性樹脂などが挙げられる。潤滑剤や可塑剤としては、グリセリンなどのアルコール類、カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラギン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸、ステアリン酸Ａｌなどのステアリン酸金属塩などが挙げられる。溶媒としては、通常イオン交換水等の水が用いられ、イオン交換水等は温度調整されたものを用いることが好ましい。なお、物質によっては造孔剤とバインダーの両方の役割を兼ねるものがある。このような物質としては、成形時には粒子同士を接着して成形体を保形させることができ、その後の焼成時にそれ自身が燃焼して空孔を形成させることができるものであればよく、具体的にはポリエチレンなどが該当する場合がある。
　原材料混合物の成形により得られる成形体の形状は、特に限定されるものではないが、例えば、ハニカム構造体、球状構造体、立方構造体、長方ブロック構造体などが挙げられ、この中でもハニカム構造体であることが好ましい。
　本発明の製造方法を用いて得られるチタン酸アルミニウム系セラミックスは、例えば、ルツボ、セッター、コウ鉢、炉材などの焼成炉用冶具、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジンなどの内燃機関の排気ガス浄化に用いられる排ガスフィルターや触媒担体、ビールなどの飲食物の濾過に用いる濾過フィルター、石油精製時に生じるガス成分、例えば、一酸化炭素、二酸化炭素や窒素、酸素などを選択的に透過させるための選択透過フィルターなどのセラミックスフィルター、基板、コンデンサーなどの電子部品などに用いられる。
中でもディーゼルエンジンの排ガスフィルターであるディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦともいう）は通常、ハニカム形状で、直径１００~５００ｍｍ、長さ１００~５００ｍｍの大きさを有し、０．１~０．５ｍｍの壁厚を有し、１００~５００ｃｐｓｉ（ｃｅｌｌ　ｐｅｒ　ｓｑｕａｒｅ　ｉｎｃｈ）のセル密度を有する。ＤＰＦは、車両用ディーゼルエンジンに適用される場合は、常に振動にさらされるため、ＤＰＦには耐熱性とともに機械的強度も要求される。本発明の方法により得られるチタン酸アルミニウム系セラミックスは高い耐熱性とともに高い機械的強度を有しているため、ＤＰＦに好ましく適用される。
　以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明はかかる実施例によって限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例についての各測定は、次の測定方法により行なった。
　（チタン酸アルミニウム化率の測定）
　チタン酸アルミニウム系セラミックスのチタン酸アルミニウム（マグネシウム）化率（以下「ＡＴ化率」という）は、粉末Ｘ線回折スペクトルにおける２θ＝２７．４°の位置に現れるピーク（チタニア・ルチル相面）の積分強度（ＩＴ）と、２θ＝３３．７°の位置に現れるピーク（チタン酸アルミニウム相面またはチタン酸アルミニウムマグネシウム相面に相当する）の積分強度（ＩＡＴ）とから、下記式（２）：
　ＡＴ化率（％）＝１００×ＩＡＴ／（ＩＡＴ＋ＩＴ）・・・（２）
により算出した。
　また、各実施例、比較例で得られるチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体の三点曲げ強度は、次の方法により測定し、評価した。まず各実施例、比較例記載の各金属源化合物を混合または粉砕混合し、得られた原材料混合物２ｇを一軸プレスにて０．３ｔ／ｃｍ２の圧力下で成形することで長さ５０ｍｍ、幅４ｍｍ、厚さ３ｍｍ程度の成形体を作製した。次に、この成形体を箱型電気炉にて昇温速度３００℃／ｈ、１４５０℃で４時間焼成してチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体を得た。この焼成体を用い、ＪＩＳ　Ｒ　１６０１に準じる方法で曲げ強度を測定した。
　（参考例）
　酸化チタン粉末（デュポン（株）、「Ｒ−９００」）２４．１ｇ、αアルミナ粉末（住友化学（株）製、ＢＥＴ比表面積０．６ｍ２／ｇ、）２０．５ｇ、マグネシア粉末（宇部マテリアル（株）、「ＵＣ−９５Ｍ」）２．０ｇおよびガラスフリット（タカラスタンダード（株）製、型番ＣＫ−０８３２Ｍ２、屈服点７７６℃）３．５ｇを、アルミナビーズ（直径
１５ｍｍ）５ｋｇと共にアルミナ製粉砕容器（内容積３．３Ｌ）に投入した。この原材料混合物中のチタン酸アルミニウムマグネシウム（Ａｌ２（１−ｘ）ＭｇｘＴｉ（１＋ｘ）Ｏ５）組成におけるｘの値は約０．２４である。なお、上記酸化チタン粉末（デュポン（株）、「Ｒ−９００」）は気相法（塩素法）により得られる酸化チタンの粉末でありニオブ含有量は０％である。
　これら酸化チタン粉末、αアルミナ粉末、マグネシア粉末ならびにガラスフリットの前記混合物の合計容積は約５０ｃｍ３であった。その後、粉砕容器を振動ミルにより振幅５．４ｍｍ、振動数１７６０回／分、動力５．４ｋＷにて重力加速度１０Ｇ相当の条件下にて６分間振動させることにより粉砕容器内の前記混合物を粉砕した。この粉砕後の原材料混合物のうち５ｇをアルミナ製ルツボに入れ、大気中、箱型電気炉により昇温速度３００℃／時間で１４５０℃まで昇温し、同温度を４時間保持することにより焼成した。その後、室温まで放冷して、チタン酸アルミニウム系セラミックスの焼成体を得た。得られたチタン酸アルミニウム系セラミックスを乳鉢にて解砕することでチタン酸アルミニウム系セラミックスの粉末を得た。
　得られた粉末のＡＴ化率を求めたところ、１００％であった。また前記焼成体の曲げ強度は１５．１ＭＰａであった。
　（実施例１）
　上記参考例の原料混合物（酸化チタン粉末２４．１ｇ、αアルミナ粉末２０．５ｇ、マグネシア粉末２．０ｇおよびガラスフリット３．５ｇ）に、さらに酸化ニオブ粉末（和光純薬製、純度９９．９％）１．０ｇ（酸化ニオブを含む原材料混合物１００質量部中の含有量として約１．９６質量部）を添加した以外は、参考例と同様にして、チタン酸アルミニウム系セラミックスの粉末を得た。
　この粉末のＡＴ化率を求めたところ、１００％であった。また前記焼成体の曲げ強度は２５．１ＭＰａであった。
　（実施例２）
　酸化ニオブ粉末（和光純薬製、純度９９．９％）の添加量を０．１ｇ（酸化ニオブを含む原材料混合物１００質量部中の含有量として約０．２質量部）を用いた以外は、参考例と同様にして、チタン酸アルミニウム系セラミックスの粉末を得た。
　この粉末のＡＴ化率を求めたところ、１００％であった。また前記焼成体の曲げ強度は１６．９ＭＰａであった。
　（実施例３）
　酸化ニオブ粉末（和光純薬、純度９９．９％）の添加量を０．２ｇ（酸化ニオブを含む原料混合物１００質量部中の含有量として約０．４質量部）を用いた以外は、参考例と同様にして、チタン酸アルミニウム系セラミックスの粉末を得た。
　この粉末のＡＴ化率を求めたところ、１００％であった。また前記焼成体の曲げ強度は１７．２ＭＰａであった。
　参考例、実施例１、２および３で得られた各チタン酸アルミニウム系セラミックス粉末の成形体強度と原材料混合物１００質量部中の酸化物換算のニオブ含有量（質量部）との関係を図１にグラフとして示す。図１から分かるように、酸化物換算のニオブ含有量が０．２質量部よりも多い場合において、成形体強度が大きくなることがわかる。
　今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　本発明の方法によれば、通常のチタニウム源粉末およびアルミニウム源粉末を含む原材料混合物を用いて、耐熱性に優れたチタン酸アルミニウム系セラミックスを製造することができる。

Claims (15)

  1. 　チタニウム源粉末およびアルミニウム源粉末を含む原材料混合物を焼成するチタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法であって、
    　前記原材料混合物１００質量部中の酸化物換算のニオブ含有量が０．２質量部以上２．５質量部以下である方法。
  2. 　前記原材料混合物が、さらにマグネシウム源粉末を含む、請求項１に記載の方法。
  3. 　前記原材料混合物が、さらにケイ素源粉末含む、請求項１または２に記載の方法。
  4. 　前記焼成の温度が１３００~１６５０℃である、請求項１~３のいずれかに記載の方法。
  5. 　前記原材料混合物１００質量部中のチタニウム源粉末の含有量が３０~７０質量部である、請求項１~４のいずれかに記載の方法。
  6. 　前記原材料混合物１００質量部中のアルミニウム源粉末の含有量が３０~７０質量部である、請求項１~５のいずれかに記載の方法。
  7. 　前記原材料混合物１００質量部中の前記マグネシウム源粉末の含有量が０．１~２０質量部である、請求項２に記載の方法。
  8. 　前記原材料混合物１００質量部中のケイ素源粉末の含有量が、０．１~１０質量部である、請求項３に記載の方法。
  9. 　全質量を１００質量部としたときの、酸化物換算のニオブ含有量が０．２質量部以上２．５質量部以下であるチタン酸アルミニウム系セラミックス。
  10. 　請求項９に記載のチタン酸アルミニウム系セラミックスからなるハニカム構造体。
  11. 　請求項９に記載のチタン酸アルミニウム系セラミックスからなるディーゼルパティキュレートフィルター。
  12. 　前記原材料混合物の成形体を焼成する請求項１に記載の方法。
  13. 　前記成形体がハニカム構造体である請求項１２に記載の方法。
  14. 　請求項１に記載の方法により得られたチタン酸アルミニウム系セラミックスを粉砕し、得られた粉砕物を成形し、得られた成形体を焼成するチタン酸アルミニウム系セラミックス成形焼成体の製造方法。
  15. 　前記成形体がハニカム構造体である請求項１４に記載の方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010150054A (ja) * 2008-12-24 2010-07-08 Sumitomo Chemical Co Ltd チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法およびチタン酸アルミニウム系セラミックス
KR20190066212A (ko) 2017-12-05 2019-06-13 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 티타늄 겔을 이용한 세라믹스의 저온 제조 방법 및 이에 따라 제조된 세라믹스
CN115537626A (zh) * 2022-09-14 2022-12-30 首钢集团有限公司 一种镁碳耐火材料及其制备方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8641815B2 (en) * 2011-02-28 2014-02-04 Corning Incorporated Ceramic compositions for improved extrusion
US9102114B1 (en) * 2013-03-15 2015-08-11 Ibiden Co., Ltd. Method for manufacturing aluminum-titanate-based ceramic honeycomb structure
US8808613B1 (en) * 2013-03-15 2014-08-19 Ibiden Co., Ltd. Method for manufacturing aluminum-titanate-based ceramic honeycomb structure
US9376347B2 (en) 2013-05-20 2016-06-28 Corning Incorporated Porous ceramic article and method of manufacturing the same
US9908260B2 (en) 2013-05-20 2018-03-06 Corning Incorporated Porous ceramic article and method of manufacturing the same
US9623360B2 (en) 2013-05-20 2017-04-18 Corning Incorporated Porous ceramic article and method of manufacturing the same
WO2017210251A1 (en) 2016-05-31 2017-12-07 Corning Incorporated Porous article and method of manufacturing the same
JP2021502948A (ja) 2017-10-31 2021-02-04 コーニング インコーポレイテッド 予備反応させた無機粒子を含むバッチ組成物およびそれからのグリーン体の製造方法
CN109320237A (zh) * 2018-09-17 2019-02-12 江苏新伊菲科技有限公司 一种氮化物改性钛酸铝陶瓷原料的制备方法
CN112408959B (zh) * 2020-11-04 2023-07-18 武汉理工大学 一种刚玉基储热陶瓷及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02248362A (ja) * 1989-03-17 1990-10-04 Inax Corp チタン酸アルミニウムセラミックス
JPH0761862A (ja) * 1993-08-20 1995-03-07 Honda Motor Co Ltd アルミニウムチタネート焼結体およびその製造方法
WO2005105704A1 (ja) 2004-04-28 2005-11-10 Ohcera Co., Ltd. チタン酸アルミニウムマグネシウム結晶構造物及びその製造方法
WO2009063997A1 (ja) * 2007-11-14 2009-05-22 Hitachi Metals, Ltd. チタン酸アルミニウム質セラミックハニカム構造体、その製造方法、及びそれを製造するための原料粉末

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6677261B1 (en) * 2002-07-31 2004-01-13 Corning Incorporated Alumina-bound high strength ceramic honeycombs

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02248362A (ja) * 1989-03-17 1990-10-04 Inax Corp チタン酸アルミニウムセラミックス
JPH0761862A (ja) * 1993-08-20 1995-03-07 Honda Motor Co Ltd アルミニウムチタネート焼結体およびその製造方法
WO2005105704A1 (ja) 2004-04-28 2005-11-10 Ohcera Co., Ltd. チタン酸アルミニウムマグネシウム結晶構造物及びその製造方法
WO2009063997A1 (ja) * 2007-11-14 2009-05-22 Hitachi Metals, Ltd. チタン酸アルミニウム質セラミックハニカム構造体、その製造方法、及びそれを製造するための原料粉末

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY, vol. 22, 2002, pages 1811 - 1822

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010150054A (ja) * 2008-12-24 2010-07-08 Sumitomo Chemical Co Ltd チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法およびチタン酸アルミニウム系セラミックス
KR20190066212A (ko) 2017-12-05 2019-06-13 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 티타늄 겔을 이용한 세라믹스의 저온 제조 방법 및 이에 따라 제조된 세라믹스
CN115537626A (zh) * 2022-09-14 2022-12-30 首钢集团有限公司 一种镁碳耐火材料及其制备方法

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