JP2012519138A - チタン酸アルミニウム含有セラミック形成バッチ材料およびその使用方法 - Google Patents
チタン酸アルミニウム含有セラミック形成バッチ材料およびその使用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012519138A JP2012519138A JP2011552169A JP2011552169A JP2012519138A JP 2012519138 A JP2012519138 A JP 2012519138A JP 2011552169 A JP2011552169 A JP 2011552169A JP 2011552169 A JP2011552169 A JP 2011552169A JP 2012519138 A JP2012519138 A JP 2012519138A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pore
- aluminum titanate
- containing ceramic
- particle size
- forming material
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 111
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 229910000505 Al2TiO5 Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 42
- AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N propan-2-yl (e)-but-2-enoate Chemical compound C\C=C\C(=O)OC(C)C AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 47
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 46
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 46
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 41
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 20
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 16
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 5
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- -1 oxides (eg Chemical compound 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 5
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920003091 Methocel™ Polymers 0.000 description 3
- BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N hydroxyformaldehyde Chemical compound O[14CH]=O BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 2
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 2
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 244000105624 Arachis hypogaea Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000005273 Canna coccinea Nutrition 0.000 description 1
- 240000008555 Canna flaccida Species 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 235000000378 Caryota urens Nutrition 0.000 description 1
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 1
- 240000000163 Cycas revoluta Species 0.000 description 1
- 235000008601 Cycas revoluta Nutrition 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- 240000007049 Juglans regia Species 0.000 description 1
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 description 1
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 description 1
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 description 1
- 235000010103 Metroxylon rumphii Nutrition 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M aluminum;oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Al+3] VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002026 crystalline silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910001679 gibbsite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 235000021374 legumes Nutrition 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000020232 peanut Nutrition 0.000 description 1
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920001748 polybutylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000306 polymethylpentene Polymers 0.000 description 1
- 239000011116 polymethylpentene Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 description 1
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229940100486 rice starch Drugs 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
-
- 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
- C04B35/46—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 titanium oxides or titanates
- C04B35/462—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 titanium oxides or titanates based on titanates
- C04B35/478—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 titanium oxides or titanates based on titanates based on aluminium titanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/0006—Honeycomb structures
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00793—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filters or diaphragms
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/0081—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as catalysts or catalyst carriers
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3213—Strontium oxides or oxide-forming salts 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
- C04B2235/3227—Lanthanum oxide or oxide-forming salts 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
- C04B2235/422—Carbon
- C04B2235/425—Graphite
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/528—Spheres
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5463—Particle size distributions
- C04B2235/5481—Monomodal
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
- C04B2235/6021—Extrusion moulding
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本開示は、チタン酸アルミニウム含有セラミック形成バッチ材料およびその使用方法に関する。
Description
本発明は、２００９年２月２７日に出願された米国特許出願第１２／３９４９５６号への優先権の恩恵を主張するものである。
本開示は、チタン酸アルミニウム含有セラミック形成バッチ材料およびその使用方法に関する。
チタン酸アルミニウム含有セラミック体が、特にディーゼルフィルタ用途における過酷な条件下で、自動車の触媒コンバータのための触媒活性成分を担持するための見込みのある基体として出現した。これらの用途で濾過される排気ガス中の多くの汚染物質の中に、炭化水素および酸素含有成分があり、後者には窒素酸化物（ＮＯｘ）および一酸化炭素（ＣＯ）が含まれる。チタン酸アルミニウム含有セラミック体は高い耐熱衝撃性を示し、この性質のためにその用途で遭遇する広い温度変動に耐えられるようになり、そのセラミック体はまた、高気孔率、低熱膨張係数（ＣＴＥ）、灰反応に対する耐性、および意図する用途に適した破壊係数（ＭＯＲ）などの、ディーゼル微粒子フィルタ用途に都合の良い他の性質も示す。
エンジン管理方式がますます複雑になるにつれて、また触媒組成物が絶え間なく変わるために、これらのチタン酸アルミニウム含有セラミック体の性質、例えば、その細孔径、気孔率、および細孔径分布（すなわち、低ｄ−因子）を変更するまたは調整する能力の必要性がある。さらに、これらの所望の性質を有するチタン酸アルミニウム含有セラミック体を製造する方法が必要とされる。
ここに記載された詳細な説明および様々な例示の実施の形態によれば、本開示は、無機材料および少なくとも１種類の細孔形成材料を含む新規のチタン酸アルミニウム含有セラミック形成バッチ材料に関する。様々な例示の実施の形態において、無機材料の少なくとも４０体積％の中央粒径の、少なくとも１種類の細孔形成材料の中央粒径に対する比は、０．３から１．０に及ぶ。さらに別の実施の形態において、無機材料の少なくとも４０体積％の粒径分布（「ｄ幅」）は１．５未満である、および／または少なくとも１種類の細孔形成材料ｄ幅は２未満である。
本出願の発明者等は、本開示のバッチ材料を使用してチタン酸アルミニウム含有セラミック体を製造する方法、および本開示のバッチ材料を使用してチタン酸アルミニウム含有セラミック体の細孔径分布を改善するおよび／または細孔径を制御する方法も発見した。
添付の図面は、本発明をさらに理解するために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、特許請求の範囲に記載された本発明の制限を意図するものではなく、むしろ、本発明の例示の実施の形態を実証するために提供され、説明と共に、本発明の原理を説明するように働く。
実施例１に記載されたバッチ材料および方法を使用して製造されたチタン酸アルミニウム含有セラミック体の気孔率を表すグラフ
実施例１に記載されたバッチ材料および方法を使用して製造されたチタン酸アルミニウム含有セラミック体の細孔径を表すグラフ
先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、例示と説明のみであり、特許請求の範囲に記載された本発明を制限するものではないことが理解されよう。他の実施の形態は、明細書の検討およびここに開示された実施の形態の実施により当業者には明らかであろう。明細書および実施例は、例示のみとして考えられ、本発明の真の範囲および精神は、請求項により示されることが意図されている。
本開示は、無機材料および少なくとも１種類の細孔形成材料を含む新規のチタン酸アルミニウム含有セラミック形成バッチ材料に関する。様々な例示の実施の形態において、無機材料の少なくとも４０体積％の中央粒径の、少なくとも１種類の細孔形成材料の中央粒径に対する比は、０．３から１．０に及ぶ。さらに別の実施の形態において、無機材料の少なくとも４０体積％の粒径分布（「ｄ幅」）は１．５未満である、および／または少なくとも１種類の細孔形成材料ｄ幅は２未満である。
本開示は、一部には、本開示のバッチ材料を調製し、これらのバッチ材料からセラミック体を調製する各工程を有してなる、チタン酸アルミニウム含有セラミック体の製造方法にも関する。
本開示はさら、一部には、本開示のバッチ材料を調製する工程を有してなる、チタン酸アルミニウム含有セラミック体の細孔径分布を改善するおよび／または細孔径を調節する方法に関する。
ここに用いたように、「チタン酸アルミニウム含有セラミック体の細孔径分布を改善するおよび／または細孔径を調節する」とは、所定の用途において効果的である同様のサイズの細孔を適切な数有するセラミック体を得ることおよび／または所定の用途において効果的であるのに適したサイズの細孔を有するセラミック体を得ることを意味することが意図されている。
ここに用いたように、「バッチ材料」という用語およびその派生語は、（ａ）無機材料および（ｂ）少なくとも１種類の細孔形成材料を含む実質的に均一な混合物を意味することが意図されている。本開示の様々な例示の実施の形態において、無機材料は、少なくとも１種類のアルミナ源および少なくとも１種類のチタニア源から構成されてよい。
アルミナ源としては、以下に限られないが、他の原材料のない状況で十分に高温に加熱されたときに、実質的に純粋な酸化アルミニウムを生成する粉末が挙げられる。そのようなアルミナ源の例としては、アルファアルミナ、ガンマアルミナまたはローアルミナなどの遷移アルミナ、水和アルミナ、ギブサイト、コランダム（Ａｌ2Ｏ3）、ベーマイト（ＡｌＯ（ＯＨ））、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3）、酸化水酸化アルミニウム、およびそれらの混合物が挙げられる。
様々な例示の実施の形態において、少なくとも１種類のアルミナ源は、無機材料の少なくとも４０質量％、少なくとも４５質量％、または例えば、無機材料の少なくとも４９質量％などの少なくとも５０質量％を構成してよい。
様々な例示の実施の形態において、当業者は、少なくとも１種類のアルミナ源の中央粒径は１μｍから４５μｍ、例えば、２から２５μｍに及ぶように少なくとも１種類のアルミナ源を選択してよい。
様々な例示の実施の形態において、当業者は、少なくとも１種類のアルミナ源のｄ幅が１．５未満、例えば、１．３未満または１未満となるように少なくとも１種類のアルミナ源を選択してよい。ここに用いたように、ｄ幅＝（ｄ90−ｄ10）／ｄ50、ここで、ｄ90は、粒子の９０％がそれより小さい粒径を表し、ｄ10は、粒子の１０％がそれより小さい粒径を表し、ｄ50は、粒子の５０％がそれより小さい粒径を表す。
本発明の様々な例示の実施の形態において、少なくとも１種類のアルミナ源は、ペンシルベニア州、リーツデール所在のAlmatis, Inc.社により名称Ａ１０で販売されているもの、およびマサチューセッツ州、ウェストフィールド所在のMicro Abrasive Corp.社により商標名Ｍｉｃｒｏｇｒｉｔ ＷＣＡ２０、ＷＣＡ２５、ＷＣＡ３０、ＷＣＡ４０、ＷＣＡ４５、およびＷＣＡ５０で販売されているものなどの、市販の製品から選択してよい。
チタニア源としては、以下に限られないが、ルチル、アナターゼ、および非晶質チタニアが挙げられる。例えば、少なくとも１つの実施の形態において、少なくとも１種類のチタニア源は、デラウェア州、ウィルミントン所在のDuPont Titanium Technologies社により商標名Ｔｉ−Ｐｕｒｅ（登録商標）Ｒ−１０１で販売されているものであってよい。
様々な例示の実施の形態において、少なくとも１種類のチタニア源は、無機材料の少なくとも２０質量％、例えば、無機材料の少なくとも２５質量％または少なくとも３０質量％を構成してよい。
本発明の様々な実施の形態において、無機材料は、少なくとも１種類の追加の材料をさらに含んでもよい。少なくとも１つの実施の形態において、少なくとも１種類の追加の材料は、シリカ、酸化物（例えば、酸化ランタン）、炭酸塩（例えば、炭酸カルシウムおよび炭酸ストロンチウム）、硝酸塩、および水酸化物から選択してよい。
１つの例示の実施の形態において、少なくとも１つの追加の材料はシリカであってよく、シリカは、無機材料の少なくとも５質量％、例えば、無機材料の少なくとも８質量％または少なくとも１０質量％を構成してよい。
シリカ源としては、以下に限られないが、溶融シリカまたはゾルゲルシリカなどの非結晶シリカ、シリコーン樹脂、低アルミナの実質的にアルカリを含まないゼオライト、珪藻土シリカ、カオリン、およひ石英またはクリストバライトなどの結晶シリカが挙げられる。さらに、シリカ源としては、加熱されたときに遊離シリカを形成する化合物、例えば、ケイ酸またはケイ素有機金属化合物を含むシリカ形成源が挙げられる。例えば、少なくとも１つの実施の形態において、少なくとも１種類のシリカ源は、イリノイ州、トロイ・グローブ所在のUnimin社による商標名Ｃｅｒａｓｉｌ３００、またはイリノイ州、エルコ所在のUnimin社によりＩｍｓｉｌＡ２５で販売されるものであってよい。
様々な例示の実施の形態において、無機材料の粒子は、サイズが実質的に均一であるように選択してよい。例えば、少なくとも１つの実施の形態において、無機材料の少なくとも４０体積％のｄ幅は１．５未満、例えば、１未満である。さらに別の実施の形態において、無機材料の少なくとも５０体積％のｄ幅は１．５未満、例えば、１未満である。
ここに用いたように、「細孔形成材料」という用語、およびその派生語は、炭素（例えば、グラファイト、活性炭、石油コークス、およびカーボンブラック）、デンプン（例えば、トウモロコシ、大麦、豆類、ジャガイモ、米、タピオカ、ピーナッツ、サゴヤシ、小麦、カンナ、およびクルミの殻の粉末）、および高分子（例えば、ポリブチレン、ポリメチルペンテン、ポリエチレン（好ましくはビーズ）、ポリプロピレン（好ましくはビーズ）、ポリスチレン、ポリアミド（ナイロン）、エポキシ、ＡＢＳ、アクリル、およびポリエステル（ＰＥＴ））の群から選択される有機材料を意味する。少なくとも１つの実施の形態において、少なくとも１種類の細孔形成材料は、米、トウモロコシ、サゴヤシおよびジャガイモから選択されるデンプンである。少なくとも１つの実施の形態において、少なくとも１種類の細孔形成材料はグラファイトではない。
様々な例示の実施の形態において、バッチ材料は、少なくとも１種類の細孔形成材料を含み、さらに別の実施の形態において、バッチ材料は、少なくとも３種類の細孔形成材料などの少なくとも２種類の細孔形成材料を含む。例えば、高分子とグラファイトの組合せ、またはデンプンとグラファイトの組合せ、もしくは高分子とデンプンの組合せを使用してよい。
様々な例示の実施の形態において、当業者は、少なくとも１種類の細孔形成材料の中央粒径が、例えば、５μｍから１００μｍ、または５μｍから５０μｍなどの、１μｍから２００μｍに及ぶようにその少なくとも１種類の細孔形成材料を選択してよい。
様々な例示の実施の形態において、少なくとも１種類の細孔形成材料は、所望の結果を達成するために任意の量で存在してよい。例えば、少なくとも１種類の細孔形成材料は、上乗せ添加として加えられた、バッチ材料の少なくとも１質量％を構成する（すなわち、無機材料がバッチ材料の１００％を構成し、よって全バッチ材料が１０１％である）。例えば、少なくとも１種類の細孔形成材料は、上乗せ添加として加えられた、バッチ材料の少なくとも５質量％、少なくとも１２．５質量％、少なくとも１５質量％、少なくとも１８質量％、または少なくとも２０質量％を構成してよい。
様々な例示の実施の形態において、少なくとも１種類の細孔形成材料の粒子は、サイズが実質的に均一であるように選択してよい。例えば、少なくとも１つの実施の形態において、少なくとも１種類の細孔形成材料のｄ幅は２未満、例えば、１．５未満である。
本発明の様々な例示の実施の形態において、当業者は、無機材料の少なくとも４０体積％の中央粒径の、少なくとも１種類の細孔形成材料の中央粒径に対する特定の比に到達するために、無機材料および少なくとも１種類の細孔形成材料を選択してよい。一例として、無機材料の少なくとも４０体積％の中央粒径の、少なくとも１種類の細孔形成材料の中央粒径に対する比は、例えば、０．３から１．０、または０．５から０．８などの０．１から１．７に及んでよい。さらに別の実施の形態において、無機材料の、例えば、少なくとも５０体積％などの少なくとも４５体積％の中央粒径の、少なくとも１種類の細孔形成材料の中央粒径に対する比が、例えば、０．３から１．０、または０．５から０．８などの０．１から１．７に及んでよい。
バッチ材料は、当業者に公知の任意の方法により製造してよい。一例として、少なくとも１つの実施の形態において、無機材料を粉末材料として配合し、緊密に混合して、実質的に均一な混合物を形成してもよい。無機材料が緊密に混合される前または後に、少なくとも１種類の細孔形成材料を加えて、バッチ混合物を形成してよい。その例示の実施の形態において、次いで、少なくとも１種類の細孔形成材料および無機材料を緊密に混合して、実質的に均一なバッチ材料を形成してよい。無機材料および少なくとも１種類の細孔形成材料を配合して、実質的に均一なバッチ材料を形成するための適切な工程および条件を決定することは、当業者の能力の範囲内である。
追加の例示の実施の形態において、バッチ材料は、バッチ材料を製造するために有用な任意の他の公知の成分と混合してよい。例えば、有機結合剤などの結合剤、および／または溶媒をバッチ材料に加えて、可塑化混合物を形成してよい。そのような実施の形態において、適切な結合剤を選択することは、当業者の能力の範囲内である。ほんの一例として、有機結合剤はセルロース含有成分、例えば、メチルセルロース、メチルセルロース誘導体およびそれらの組合せから選択してよい。本発明の少なくとも１つの実施の形態において、有機結合剤は、ミシガン州、ミッドランド所在のDow Chemical Company社により商標名「Ｍｅｔｈｏｃｅｌ」で販売されているメチルセルロースである。
所望であれば、適切な溶媒を選択することは、当業者の能力の範囲内である。様々な例示の実施の形態において、溶媒は、水、例えば、脱イオン水であってよい。
有機結合剤および溶媒などの追加の成分を、個別に任意の順序で、または一緒に、バッチ材料と混合して、実質的に均一なバッチ材料を形成してよい。バッチ材料を有機結合剤および溶媒と混合して、実質的に均一なバッチ材料を形成するための適切な条件を決定することは、当業者の能力の範囲内である。例えば、それらの成分を混練プロセスにより混合して、実質的に均一なバッチ材料を形成してよい。
様々な実施の形態において、混合物を、当業者に公知の任意のプロセスによってセラミック体に成形してよい。一例として、混合物を射出成形または押出成形し、必要に応じて、当業者に公知の従来の方法により乾燥させて、未焼成体を形成してもよい。様々な例示の実施の形態において、次いで、未焼成体を焼成して、チタン酸アルミニウム含有セラミック体を形成してよい。
例えば、一部には未焼成体のサイズおよび組成に応じて、チタン酸アルミニウム含有セラミック体を形成するために、例えば、設備、温度および期間を含む焼成条件などの、セラミック体を形成するための適切な方法および条件を決定することは、当業者の能力の範囲内である。チタン酸アルミニウム含有セラミック体の焼成サイクルの非限定的例が、ここに引用する国際公開第２００６／１３０７５９号パンフレットに見つけられる。例えば、バッチ材料の組成により、従来のバッチ材料に使用されるよりも短い乾燥時間および焼成時間が可能になるであろうし、さらに別の実施の形態において、これにより、同様に大型のセラミック体を容易に製造することが可能になるであろう。
本発明の少なくとも１つの実施の形態において、無機材料および少なくとも１種類の細孔形成材料の粒径、粒径分布、および量を選択して、得られるチタン酸アルミニウム含有セラミック体の細孔径分布を改善、および／または細孔径を制御してもよい。これらの材料の組合せを注意深く選択することによって、所望の細孔径および／または細孔径分布および／または気孔率を与えるように、チタン酸アルミニウム含有セラミック体の微細構造を調整してよい。例えば、少なくとも１つの実施の形態において、例えば、約１３μｍ未満の小さい中央細孔径、および狭い細孔径分布、例えば、０．３未満のｄ−因子を有するチタン酸アルミニウム含有セラミック体の製造により、そのセラミック体の濾過効率が改善されるであろう。さらに別の実施の形態において、例えば、約１３μｍ超の大きい中央細孔径、および狭い細孔径分布、例えば、０．３未満のｄ−因子を有するチタン酸アルミニウム含有セラミック体の製造により、ウォッシュコートの装填の融通性、例えば、大きな粒子、大きな凝集粒子、または多い量の装填が可能になるであろう。
本開示の様々な実施の形態において、バッチ材料の成分は、それから製造されるチタン酸アルミニウム含有セラミック体が、例えば、７μｍから３２μｍに及ぶような５μｍから３５μｍに及ぶ中央細孔径を有するように選択してよい。
本開示の様々な実施の形態において、バッチ材料の成分は、それから製造されるチタン酸アルミニウム含有セラミック体が、３０％から６５％に及ぶ、例えば、３５％から６０％または４０％から５５％に及ぶ気孔率を有するように選択してよい。
本開示の様々な実施の形態において、バッチ材料の成分は、それから製造されるチタン酸アルミニウム含有セラミック体が、例えば、０．１から０．５５に及ぶ、例えば、０．２から０．５または０．３から０．４５に及ぶ細孔径ｄ−因子を有するように選択してよい。
本開示の様々な実施の形態において、チタン酸アルミニウム含有セラミック体は、セルラ物品（例えば、３００セル毎平方インチ（ｃｐｓｉ）（約４８セル毎平方センチメートル）／１３ミル（約０．３２５ｍｍ）の壁厚）について、２００ｐｓｉ（約１．３８ＭＰａ）以上、例えば、３００ｐｓｉ（約２．０７ＭＰａ）以上の破壊係数（ＭＯＲ）を有してよい。
別記しない限り、明細書および特許請求の範囲に使用した全ての数は、そのように記載されてあろうとなかろうと、「約」という語句により全ての場合において修飾されているものと理解すべきである。また、明細書および特許請求の範囲に使用した正確な数値は、本発明の追加の実施の形態を形成することも理解すべきである。実施例に開示された数値の精度を確実にするために努力してきた。しかしながら、どの測定した数値も、それぞれの測定技法に見られる標準偏差から生じる特定の誤差を固有に含み得る。
ここに用いたように、単数形の使用は、「少なくとも１つ」を意味し、そうではないと明白に示されていない限り、「たった１つ」に制限されるべきではない。それゆえ、例えば、「バッチ材料」の使用は、少なくとも１種類のバッチ材料を意味することが意図されている。
本発明の他の実施の形態は、ここに開示された本発明の実施および明細書の検討から当業者には明らかであろう。明細書および実施例は、単に例示として考えられ、本発明の真の範囲および精神は、特許請求の範囲により示されることが意図されている。
以下の実施例は、特許請求の範囲に記載された本発明を制限することは意図されていない。
実施例１
４種類の異なるアルミナ材料（Ａ１０、ＷＣＡ２５、ＷＣＡ３０およびＷＣＡ４５）を４種類の異なる細孔形成材料（米デンプン、トウモロコシデンプン、サゴヤシデンプンおよびジャガイモデンプン）と組み合わせて使用して、２１種類のバッチを調製した。以下の表１は、各バッチにおけるアルミナ材料および細孔形成材料のタイプおよび量を列記している。
４種類の異なるアルミナ材料（Ａ１０、ＷＣＡ２５、ＷＣＡ３０およびＷＣＡ４５）を４種類の異なる細孔形成材料（米デンプン、トウモロコシデンプン、サゴヤシデンプンおよびジャガイモデンプン）と組み合わせて使用して、２１種類のバッチを調製した。以下の表１は、各バッチにおけるアルミナ材料および細孔形成材料のタイプおよび量を列記している。
表１に述べられたアルミナ材料を、各バッチにおいて、粉末形態にある他の無機材料、３０．２８４質量％の二酸化チタン（Ｒ１０１）、１０．３１１質量％の二酸化ケイ素（Ｃｅｒａｓｉｌ３００）、８．０９３質量％の炭酸ストロンチウム、１．３５２質量％の炭酸カルシウム、および０．１９３質量％の酸化ランタンと組み合わせた。次いで、表１に列記された細孔形成材料を無機バッチに加え、緊密に混合して、実質的に均一な混合物を製造した。これらのバッチを構成するアルミナ、シリカ、および細孔形成材料の粒径データが、下記の表９に列記されている。
上乗せ添加として混合物の４．５質量％を構成する「Ｍｅｔｈｏｃｅｌ」を粉末としてバッチ材料に加えた。次いで、上乗せ添加として混合物の１６質量％を構成する水を加え、その混合物を混練して、可塑化混合物を形成した。可塑化混合物を押し出して、セルラ物品（例えば、３００セル毎平方インチ（ｃｐｓｉ）（約４８セル毎平方センチメートル）／１３ミル（約０．３２５ｍｍ）の壁厚）を製造し、この得られた未焼成体を、ここに引用する国際公開第２００６／１３０７５９号パンフレットに記載されたような標準的なチタン酸アルミニウム焼成スケジュールで焼成した。
得られたチタン酸アルミニウム含有セラミック体を分析した。その性質が表２に記載されている。さらに、バッチを気孔率および細孔径の関数としてプロットした。それが、それぞれ、図１および２に見られる。図１は、チタン酸アルミニウム含有セラミック体の気孔率を表すグラフであり、Ｘ軸が気孔率％を表し、Ｙ軸が細孔形成材料％を表す。図２は、チタン酸アルミニウム含有セラミック体の細孔径を表すグラフであり、Ｘ軸がμｍで表された細孔径を表し、Ｙ軸が細孔形成材料％を表す。
これらの図面とデータから分かるように、アルミナ源および細孔形成材料の選択と量は、セラミック体の全体の気孔率、中央細孔径、および細孔径分布（ｄ−因子）に同様に影響を与えるであろう。
実施例２
バッチ２２〜２５を、アルミナ源および細孔形成材料を別にして、実施例１に述べたのと同じ工程を使用して製造した。このアルミナ源および細孔形成材料は下記の表３に記載されている。これらのバッチを構成するアルミナ、シリカ、および細孔形成材料の粒径データが下記の表９に記載されている。
バッチ２２〜２５を、アルミナ源および細孔形成材料を別にして、実施例１に述べたのと同じ工程を使用して製造した。このアルミナ源および細孔形成材料は下記の表３に記載されている。これらのバッチを構成するアルミナ、シリカ、および細孔形成材料の粒径データが下記の表９に記載されている。
得られたチタン酸アルミニウム含有セラミック体を分析した。それらの性質が表４に記載されている。
比較例１
表５に記載したアルミナ源およびシリカ源を使用して、４種類の比較バッチを調製した。詳しくは、アルミナ源が全無機バッチ材料の４９．７６７質量％を占め、シリカ源が全無機バッチ材料の１０．３１１質量％を占めた。細孔形成材料は使用しなかった。各場合において、アルミナ源およびシリカ源を、粉末形態にある他の無機材料である、３０．２８４質量％の二酸化チタン（Ｒ１０１）、８．０９３質量％の炭酸ストロンチウム、１．３５２質量％の炭酸カルシウム、および０．１９３質量％の酸化ランタンと組み合わせた。これらの材料を緊密に混合して、実質的に均一な混合物を製造した。これらのバッチを構成するアルミナ材料、およびシリカ材料の粒径データが、下記の表９に列記されている。
表５に記載したアルミナ源およびシリカ源を使用して、４種類の比較バッチを調製した。詳しくは、アルミナ源が全無機バッチ材料の４９．７６７質量％を占め、シリカ源が全無機バッチ材料の１０．３１１質量％を占めた。細孔形成材料は使用しなかった。各場合において、アルミナ源およびシリカ源を、粉末形態にある他の無機材料である、３０．２８４質量％の二酸化チタン（Ｒ１０１）、８．０９３質量％の炭酸ストロンチウム、１．３５２質量％の炭酸カルシウム、および０．１９３質量％の酸化ランタンと組み合わせた。これらの材料を緊密に混合して、実質的に均一な混合物を製造した。これらのバッチを構成するアルミナ材料、およびシリカ材料の粒径データが、下記の表９に列記されている。
有機結合剤の「Ｍｅｔｈｏｃｅｌ」４．５質量％を粉末形態でバッチ材料と混合した。水を加え、混合物を混練して、可塑化混合物を形成した。
可塑化混合物を押し出し、得られた未焼成体を標準的なチタン酸アルミニウム焼成スケジュールで焼成した。
得られたチタン酸アルミニウム含有セラミック体を分析した。それらの性質が表６に記載されている。
比較例２
表７に記載したアルミナ源および実施例１に特定された残りの無機材料と、その中に特定された量を使用して、４種類の比較バッチを調製した。詳しくは、アルミナ源が全無機バッチ材料の４９．７６７質量％を占めた。これらのバッチを構成するアルミナ材料、およびシリカ材料の粒径データが、下記の表９に列記されている。
表７に記載したアルミナ源および実施例１に特定された残りの無機材料と、その中に特定された量を使用して、４種類の比較バッチを調製した。詳しくは、アルミナ源が全無機バッチ材料の４９．７６７質量％を占めた。これらのバッチを構成するアルミナ材料、およびシリカ材料の粒径データが、下記の表９に列記されている。
細孔形成材料を使用しなかったことを除いて、実施例１に述べた手法に従った。
得られたチタン酸アルミニウム含有セラミック体を分析した。それらの性質が表８に記載されている。
下記の表１０は、先の実施例１〜２に述べられたバッチ１〜２５の、無機材料の少なくとも４０体積％の中央粒径の、少なくとも１種類の細孔形成材料の中央粒径に対する比を反映している。表１０に列記された比について、無機材料の少なくとも４０％の中央粒径は、バッチ１〜２５における無機材料の４０％超を構成するアルミナ源の中央粒径に依存した。無機材料の少なくとも４０体積％の中央粒径の、少なくとも１種類の細孔形成材料の中央粒径に対する比を計算するために、アルミナ粒子のみに依存したが、ここに記載された実施の形態に使用するのに適した無機材料は、アルミナ源に制限されることを意図されず、ここに定義された任意の無機材料を含んでよい。
Claims (6)
- チタン酸アルミニウム含有セラミック成形バッチ材料において、
（ａ） アルミナ源およびチタニア源からの粒子を含む無機材料、および
（ｂ） 少なくとも１種類の細孔形成材料の粒子、
を有してなり、
前記無機材料（ａ）の少なくとも４０体積％の中央粒径の、前記少なくとも１種類の細孔形成材料（ｂ）の中央粒径に対する比が０．３から１．０に及び、
前記無機材料（ａ）の少なくとも４０体積％のｄ幅が１．５未満であり、
前記少なくとも１種類の細孔形成材料（ｂ）のｄ幅が２未満であることを特徴とするチタン酸アルミニウム含有セラミック成形バッチ材料。 - 前記無機材料（ａ）の少なくとも４５体積％の中央粒径の、前記少なくとも１種類の細孔形成材料（ｂ）の中央粒径に対する比が０．３から１．０に及び、
前記無機材料（ａ）の少なくとも４５体積％のｄ幅が１．５未満であることを特徴とする請求項１記載のチタン酸アルミニウム含有セラミック成形バッチ材料。 - 前記無機材料（ａ）の少なくとも５０体積％の中央粒径の、前記少なくとも１種類の細孔形成材料（ｂ）の中央粒径に対する比が０．３から１．０に及び、
前記無機材料（ａ）の少なくとも５０体積％のｄ幅が１．５未満であることを特徴とする請求項１記載のチタン酸アルミニウム含有セラミック成形バッチ材料。 - 前記無機材料（ａ）の少なくとも４０体積％の中央粒径の、前記少なくとも１種類の細孔形成材料（ｂ）の中央粒径に対する比が０．５から０．８に及ぶことを特徴とする請求項１記載のチタン酸アルミニウム含有セラミック成形バッチ材料。
- 前記無機材料（ａ）の少なくとも４０体積％のｄ幅が１未満であることを特徴とする請求項１記載のチタン酸アルミニウム含有セラミック成形バッチ材料。
- 前記少なくとも１種類の細孔形成材料（ｂ）のｄ幅が１．５未満であることを特徴とする請求項１記載のチタン酸アルミニウム含有セラミック成形バッチ材料。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12/394,956 | 2009-02-27 | ||
| US12/394,956 US8138108B2 (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Aluminum titanate-containing ceramic-forming batch materials and methods using the same |
| PCT/US2010/025481 WO2010099369A1 (en) | 2009-02-27 | 2010-02-26 | Aluminum titanate-containing ceramic-forming batch materials and methods using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012519138A true JP2012519138A (ja) | 2012-08-23 |
| JP5562358B2 JP5562358B2 (ja) | 2014-07-30 |
Family
ID=42133669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011552169A Expired - Fee Related JP5562358B2 (ja) | 2009-02-27 | 2010-02-26 | チタン酸アルミニウム含有セラミック形成バッチ材料およびその使用方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8138108B2 (ja) |
| EP (1) | EP2401242B1 (ja) |
| JP (1) | JP5562358B2 (ja) |
| CN (1) | CN102333742A (ja) |
| PL (1) | PL2401242T3 (ja) |
| WO (1) | WO2010099369A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015529627A (ja) * | 2012-09-21 | 2015-10-08 | コーニング インコーポレイテッド | チタン酸アルミニウムの特性を制御するための混合アルミナ |
| JP2016534001A (ja) * | 2013-10-15 | 2016-11-04 | コーニング インコーポレイテッド | セラミックにおける細孔形成のための架橋澱粉 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012101285A1 (de) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | Mann+Hummel Gmbh | Keramischer körper aus einer aluminiumtitanatmischung |
| US8450227B2 (en) * | 2011-02-28 | 2013-05-28 | Corning Incorporated | Ceramic-body-forming batch materials comprising silica, methods using the same and ceramic bodies made therefrom |
| US9272956B2 (en) | 2011-05-27 | 2016-03-01 | Corning Incorporated | Method for controlling aluminum titanate ceramic filter properties |
| US9126871B2 (en) * | 2012-05-31 | 2015-09-08 | Corning Incorporated | Carbonates as relic pore formers in aluminum titanate |
| US9623360B2 (en) | 2013-05-20 | 2017-04-18 | 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 |
| US9376347B2 (en) | 2013-05-20 | 2016-06-28 | Corning Incorporated | Porous ceramic article and method of manufacturing the same |
| WO2017040377A1 (en) | 2015-09-03 | 2017-03-09 | Corning Incorporated | Kiln car and kiln for firing ceramic bodies |
| US11229902B2 (en) | 2016-05-31 | 2022-01-25 | Corning Incorporated | Porous article and method of manufacturing the same |
| CN111527055A (zh) * | 2017-10-31 | 2020-08-11 | 康宁股份有限公司 | 包含预反应过的无机颗粒的批料组合物及由其制造生坯体的方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07138083A (ja) * | 1993-11-11 | 1995-05-30 | Toyota Motor Corp | 多孔質チタン酸アルミニウム焼結体の製造方法 |
| JP2008545612A (ja) * | 2005-05-31 | 2008-12-18 | コーニング インコーポレイテッド | 細孔形成剤の組合せを含有するチタン酸アルミニウムセラミック形成バッチ混合物および未焼成体、および同混合物および未焼成体の製造および焼成方法 |
| JP2009517211A (ja) * | 2005-11-30 | 2009-04-30 | 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 |
| JP2010138035A (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | Sumitomo Chemical Co Ltd | チタン酸アルミニウム系焼成体の製造方法 |
| WO2010074161A1 (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-01 | 京セラ株式会社 | ハニカム構造体およびこれを用いたフィルタならびに排気ガス処理装置 |
| JP2010180120A (ja) * | 2009-01-07 | 2010-08-19 | Sumitomo Chemical Co Ltd | チタン酸アルミニウム系焼成体の製造方法および多孔質セラミックス成形体、ならびに多孔質セラミックス成形体の試験方法 |
| JP2010528963A (ja) * | 2007-05-31 | 2010-08-26 | コーニング インコーポレイテッド | 細孔形成体によるチタン酸アルミニウムセラミック形成バッチ混合物および未焼成体 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4094830B2 (ja) * | 2000-11-24 | 2008-06-04 | 日本碍子株式会社 | 多孔質ハニカムフィルター及びその製造方法 |
| US6620751B1 (en) * | 2002-03-14 | 2003-09-16 | Corning Incorporated | Strontium feldspar aluminum titanate for high temperature applications |
| JP2004000901A (ja) * | 2002-03-29 | 2004-01-08 | Ngk Insulators Ltd | 多孔質ハニカム構造体 |
| US6849181B2 (en) * | 2002-07-31 | 2005-02-01 | Corning Incorporated | Mullite-aluminum titanate diesel exhaust filter |
| CN1323981C (zh) * | 2002-07-31 | 2007-07-04 | 康宁股份有限公司 | 以钛酸铝为基的陶瓷制品 |
| US6942713B2 (en) * | 2003-11-04 | 2005-09-13 | Corning Incorporated | Ceramic body based on aluminum titanate |
| US20050221974A1 (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-06 | Ngk Insulators, Ltd. | Ceramic clay, ceramic formed article, ceramic structure, and manufacturing methods thereof |
| US7259120B2 (en) * | 2004-04-21 | 2007-08-21 | Corning Incorporated | Aluminum titanate ceramic articles and methods of making same |
| US20060021308A1 (en) * | 2004-07-29 | 2006-02-02 | Merkel Gregory A | Mullite-aluminum titanate body and method for making same |
| US8974724B2 (en) | 2006-11-29 | 2015-03-10 | Corning Incorporated | Aluminum titanate batch compositions and method |
| US20100300053A1 (en) | 2007-12-17 | 2010-12-02 | Alary Jean-Andre | Ceramic honeycomb structures |
-
2009
- 2009-02-27 US US12/394,956 patent/US8138108B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2010
- 2010-02-26 EP EP10709936.8A patent/EP2401242B1/en active Active
- 2010-02-26 CN CN2010800103830A patent/CN102333742A/zh active Pending
- 2010-02-26 WO PCT/US2010/025481 patent/WO2010099369A1/en active Application Filing
- 2010-02-26 PL PL10709936T patent/PL2401242T3/pl unknown
- 2010-02-26 JP JP2011552169A patent/JP5562358B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07138083A (ja) * | 1993-11-11 | 1995-05-30 | Toyota Motor Corp | 多孔質チタン酸アルミニウム焼結体の製造方法 |
| JP2008545612A (ja) * | 2005-05-31 | 2008-12-18 | コーニング インコーポレイテッド | 細孔形成剤の組合せを含有するチタン酸アルミニウムセラミック形成バッチ混合物および未焼成体、および同混合物および未焼成体の製造および焼成方法 |
| JP2009517211A (ja) * | 2005-11-30 | 2009-04-30 | 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 |
| JP2010528963A (ja) * | 2007-05-31 | 2010-08-26 | コーニング インコーポレイテッド | 細孔形成体によるチタン酸アルミニウムセラミック形成バッチ混合物および未焼成体 |
| JP2010138035A (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | Sumitomo Chemical Co Ltd | チタン酸アルミニウム系焼成体の製造方法 |
| WO2010074161A1 (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-01 | 京セラ株式会社 | ハニカム構造体およびこれを用いたフィルタならびに排気ガス処理装置 |
| JP2010180120A (ja) * | 2009-01-07 | 2010-08-19 | Sumitomo Chemical Co Ltd | チタン酸アルミニウム系焼成体の製造方法および多孔質セラミックス成形体、ならびに多孔質セラミックス成形体の試験方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015529627A (ja) * | 2012-09-21 | 2015-10-08 | コーニング インコーポレイテッド | チタン酸アルミニウムの特性を制御するための混合アルミナ |
| JP2016534001A (ja) * | 2013-10-15 | 2016-11-04 | コーニング インコーポレイテッド | セラミックにおける細孔形成のための架橋澱粉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5562358B2 (ja) | 2014-07-30 |
| WO2010099369A1 (en) | 2010-09-02 |
| EP2401242B1 (en) | 2017-12-20 |
| EP2401242A1 (en) | 2012-01-04 |
| CN102333742A (zh) | 2012-01-25 |
| US8138108B2 (en) | 2012-03-20 |
| PL2401242T3 (pl) | 2018-07-31 |
| US20100222200A1 (en) | 2010-09-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5562358B2 (ja) | チタン酸アルミニウム含有セラミック形成バッチ材料およびその使用方法 | |
| JP5224291B2 (ja) | 細孔形成剤とチタン酸アルミニウムセラミック形成バッチ材料を含有する未焼成体の焼成方法 | |
| JP5676634B2 (ja) | チタン酸アルミニウム含有セラミック形成バッチ材料およびその使用方法 | |
| EP2150512B1 (en) | Aluminum titanate ceramic forming green bodies with pore former and method of manufacturing ceramic articles | |
| US7923093B2 (en) | High porosity filters for 4-way exhaust gas treatment | |
| KR101154903B1 (ko) | 배기가스 정화 촉매용 하니컴 담체 및 그 제조방법 | |
| US9233881B2 (en) | Ceramic body forming batch materials comprising silica methods using the same and ceramic bodies made therefrom | |
| US6933255B2 (en) | Beta-spodumene ceramics for high temperature applications | |
| US20120071315A1 (en) | Cordierite-Forming Batch Materials And Methods Of Using The Same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130226 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131212 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140121 |
|
| A524 | Written submission of copy of amendment under article 19 pct |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524 Effective date: 20140421 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140513 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140610 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5562358 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |