JP2562186B2 - 多孔質セラミックハニカム構造体の製法 - Google Patents
多孔質セラミックハニカム構造体の製法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ディーゼル車から排出される微粒子を捕集
するためのディーゼルパティキュレートフィルタに使用
する多孔質セラミックハニカム構造体の製法に関するも
のである。
するためのディーゼルパティキュレートフィルタに使用
する多孔質セラミックハニカム構造体の製法に関するも
のである。
（従来の技術） 従来、ディーゼルパティキュレートフィルタとして使
用される多孔質セラミックハニカム構造体を製造するに
は、所定組成のセラミック化原料粉末に造孔剤等を加え
て混練し、押出成形後乾燥・焼成していた。
用される多孔質セラミックハニカム構造体を製造するに
は、所定組成のセラミック化原料粉末に造孔剤等を加え
て混練し、押出成形後乾燥・焼成していた。
その一例として、本願人は特公昭60−31800号公報に
おいて、成形用滑剤としての黒煙粉末すなわちグラファ
イト粉末を使用した高寸法精度を有する多孔質セラミッ
クハニカム構造体の製造法を開示し、その中でグラファ
イト粉末の造孔効果を示している。さらに、特公昭63−
27303号公報においては、澱粉粉を使用したコージェラ
イト質ハニカム構造体の製造法を開示し、その中で澱粉
粉の造孔効果を示している。
おいて、成形用滑剤としての黒煙粉末すなわちグラファ
イト粉末を使用した高寸法精度を有する多孔質セラミッ
クハニカム構造体の製造法を開示し、その中でグラファ
イト粉末の造孔効果を示している。さらに、特公昭63−
27303号公報においては、澱粉粉を使用したコージェラ
イト質ハニカム構造体の製造法を開示し、その中で澱粉
粉の造孔効果を示している。
その他、現在までに、造孔剤としてコークスやカーボ
ン粉を使用する技術も提案さてているが、それぞれの造
孔剤について、焼成過程における燃焼性及びそれぞれの
造孔剤を使用した場合のセラミック焼結体の特性におよ
ぼす影響については、あきらかにされていない。
ン粉を使用する技術も提案さてているが、それぞれの造
孔剤について、焼成過程における燃焼性及びそれぞれの
造孔剤を使用した場合のセラミック焼結体の特性におよ
ぼす影響については、あきらかにされていない。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の技術のうち、造孔剤としてグラ
ファイトを使用した場合は、グラファイトが難燃性であ
るため完全燃焼させるのに1000℃付近で長時間保持する
必要があり、焼成に長時間かかる問題があった。また、
急昇温条件ではハニカム構造体中心部に燃え残りや高温
焼成時の著しいグラファイトの焼結に伴う熔け不良が生
じることがあった。これらのことは、特に大型ディーゼ
ルパティキュレートフィルタを製造する際に顕著であっ
た。
ファイトを使用した場合は、グラファイトが難燃性であ
るため完全燃焼させるのに1000℃付近で長時間保持する
必要があり、焼成に長時間かかる問題があった。また、
急昇温条件ではハニカム構造体中心部に燃え残りや高温
焼成時の著しいグラファイトの焼結に伴う熔け不良が生
じることがあった。これらのことは、特に大型ディーゼ
ルパティキュレートフィルタを製造する際に顕著であっ
た。
さらに、造孔剤としてカーボン粉の一種であるコーク
スを使用した場合は、コークスは不純物量が多いため熱
膨張率が高くなるとともに、粒子形状が丸いためコージ
ェライト化原料と共に使用するとコージェライト化原料
の配向性が悪くなり高膨張となる問題があった。また、
造孔剤として小麦粉等のデンプン粉を使用した場合は、
デンプン粉を多量に使用したときに焼成切れが発生し、
焼成条件のコントロールが困難となるとともに、混練物
の坏土の状態によっては腐敗が著しくなる問題もあっ
た。
スを使用した場合は、コークスは不純物量が多いため熱
膨張率が高くなるとともに、粒子形状が丸いためコージ
ェライト化原料と共に使用するとコージェライト化原料
の配向性が悪くなり高膨張となる問題があった。また、
造孔剤として小麦粉等のデンプン粉を使用した場合は、
デンプン粉を多量に使用したときに焼成切れが発生し、
焼成条件のコントロールが困難となるとともに、混練物
の坏土の状態によっては腐敗が著しくなる問題もあっ
た。
本発明の目的は上述した課題を解消して、焼成時間の
短縮が可能で生産力を上昇させることのできる多孔質セ
ラミックハニカム構造体の製法を提供しようとするもの
である。
短縮が可能で生産力を上昇させることのできる多孔質セ
ラミックハニカム構造体の製法を提供しようとするもの
である。
（課題を解決するための手段） 本発明の多孔質セラミックハニカム構造体の製法は、
セラミック化原料粉末を混練し、押出成形後、乾燥・焼
成する多孔質セラミックハニカム構造体の製法におい
て、造孔剤として、大気雰囲気中650℃、１時間保持の
熱処理において、重量減少率が50％以上である易燃焼性
のカーボン粉を使用することを特徴とするものである。
セラミック化原料粉末を混練し、押出成形後、乾燥・焼
成する多孔質セラミックハニカム構造体の製法におい
て、造孔剤として、大気雰囲気中650℃、１時間保持の
熱処理において、重量減少率が50％以上である易燃焼性
のカーボン粉を使用することを特徴とするものである。
（作 用） 上述した構成において、従来造孔剤として使用された
グラファイトより易燃焼性であり、大気雰囲気中650℃
１時間保持の燃処理において重量減少率が50％以上であ
るカーボン粉を造孔剤として使用することにより、造孔
剤燃焼のための1000℃付近の保持時間が短くなり、焼成
時間の短縮が可能となり、急昇温条件での造孔剤の燃え
残りや燃え残りの造孔剤の高温での急激な燃焼に伴う熔
け不良を防ぐことも可能となった。したがってカーボン
粉の大気雰囲気中650℃１時間保持の熱処理において重
要減少率が50％以上であると好ましい。
グラファイトより易燃焼性であり、大気雰囲気中650℃
１時間保持の燃処理において重量減少率が50％以上であ
るカーボン粉を造孔剤として使用することにより、造孔
剤燃焼のための1000℃付近の保持時間が短くなり、焼成
時間の短縮が可能となり、急昇温条件での造孔剤の燃え
残りや燃え残りの造孔剤の高温での急激な燃焼に伴う熔
け不良を防ぐことも可能となった。したがってカーボン
粉の大気雰囲気中650℃１時間保持の熱処理において重
要減少率が50％以上であると好ましい。
また、セラミック化原料粉末100重量部に対してカー
ボン粉の添加量が15重量部未満であるとフィルタの圧力
損失が高くなり微粒子の捕集時間が低下するため、ディ
ーゼル車排ガス中の微粒子除去用フィルタとしての特性
が悪化する。また、添加量が30重量部を越えるとフィル
タの強度が低下するとともに、燃焼時間が大幅に増加
し、さらに急昇温条件でのカーボン粉の燃え残りや熔け
不良発生の頻度が高くなる。したがって、カーボン粉の
添加量は、15重量部以上、30重量部以下であると好まし
い。
ボン粉の添加量が15重量部未満であるとフィルタの圧力
損失が高くなり微粒子の捕集時間が低下するため、ディ
ーゼル車排ガス中の微粒子除去用フィルタとしての特性
が悪化する。また、添加量が30重量部を越えるとフィル
タの強度が低下するとともに、燃焼時間が大幅に増加
し、さらに急昇温条件でのカーボン粉の燃え残りや熔け
不良発生の頻度が高くなる。したがって、カーボン粉の
添加量は、15重量部以上、30重量部以下であると好まし
い。
また、カーボン粉の粒度は、平均粒径20μｍ未満で
は、細孔径が小さくなり微細孔が増え、フィルタの圧力
損失が高くなり微粒子の捕集時間が低下する。また、粒
度が100μｍを越えると、逆に細孔径が大きくなりすぎ
て微粒子の捕集効率が低下してフィルタの機能が悪化す
る。したがって、カーボン粉の平均粒径は20μｍ以上、
100μｍ以下であると好ましい。
は、細孔径が小さくなり微細孔が増え、フィルタの圧力
損失が高くなり微粒子の捕集時間が低下する。また、粒
度が100μｍを越えると、逆に細孔径が大きくなりすぎ
て微粒子の捕集効率が低下してフィルタの機能が悪化す
る。したがって、カーボン粉の平均粒径は20μｍ以上、
100μｍ以下であると好ましい。
カーボン粉の化学組成は、不純物の増加によりハニカ
ム構造体の熱膨張率が高くなるため、CaO,KNaOについて
は、それぞれ0.1％以下であると好ましい。さらに、カ
ーボン粉はアスペクト比２以上の偏平形状であると好ま
しく、特にコージェライト化原料とともに使用する場合
は、アスペクト比が２未満であると原料の配向性が悪化
しハニカム構造体の熱膨張係数が高くなるため好ましく
ない。
ム構造体の熱膨張率が高くなるため、CaO,KNaOについて
は、それぞれ0.1％以下であると好ましい。さらに、カ
ーボン粉はアスペクト比２以上の偏平形状であると好ま
しく、特にコージェライト化原料とともに使用する場合
は、アスペクト比が２未満であると原料の配向性が悪化
しハニカム構造体の熱膨張係数が高くなるため好ましく
ない。
（実施例） 以下、実際の例について説明する。
実施例 化学組成でSiO242〜56重量％、Al2O330〜45重量％、M
aO12〜16重量％となるように調合したコージェライト化
原料100重量部に対し、第１表に示す特性の造孔剤を第
２表に示す添加量に従って加え、さらにメチルセルロー
ス４重量部及び添加水を加え混練し、押出成形可能な坏
土とした。
aO12〜16重量％となるように調合したコージェライト化
原料100重量部に対し、第１表に示す特性の造孔剤を第
２表に示す添加量に従って加え、さらにメチルセルロー
ス４重量部及び添加水を加え混練し、押出成形可能な坏
土とした。
次いで、それぞれのバッチの坏土を公知の押出成形法
によりリブ厚430μｍ、１平方センチ当りのセル数16ケ
を有する直径230mm、高さ305mmの円筒形ハニカム構造体
を成形した。それぞれのバッチによるハニカム構造体
は、乾燥後第１図に示す焼成条件で焼成し、焼結体の特
性としてクラックの発生、ハニカム構造体の中心部の熔
け発生（造孔剤燃焼による不良）の観察及び40〜800℃
での熱膨張係数の評価を実施した。その評価結果を第２
表に示す。
によりリブ厚430μｍ、１平方センチ当りのセル数16ケ
を有する直径230mm、高さ305mmの円筒形ハニカム構造体
を成形した。それぞれのバッチによるハニカム構造体
は、乾燥後第１図に示す焼成条件で焼成し、焼結体の特
性としてクラックの発生、ハニカム構造体の中心部の熔
け発生（造孔剤燃焼による不良）の観察及び40〜800℃
での熱膨張係数の評価を実施した。その評価結果を第２
表に示す。
第１表、第２表および第１図の結果から、大気雰囲気
中650℃、１時間保持の熱処理において、重量減少率が5
0％以上である易燃焼性のカーボン粉を造孔剤として使
用した本発明の製法においては、焼成過程における、造
孔剤燃焼のための1000℃保持時間が短縮され大幅な焼成
時間短縮が可能となることがわかる。また、品質特性も
良好であった。これに対し、従来法である小麦粉を造孔
剤として使用したときは、燃焼性は良好であったがクラ
ック発生し、品質特性が悪化した。またグラファイトを
造孔剤として使用した場合は、燃焼性が悪く、1000℃保
持時間を長時間必要とした。なお、グラファイトを造孔
剤として使用したときで保持時間が短いと、燃え残りの
グラファイトの高温での急激な燃焼に伴う温度上昇によ
り、ハニカム構造体の中心部に著しい熔け不良が発生し
た。さらに、コークスを造孔剤として使用した場合は、
燃焼性は良好であるが不純物が多くさらにコージェライ
ト化原料の配向性が悪化したため熱膨張係数が大幅に高
くなった。
中650℃、１時間保持の熱処理において、重量減少率が5
0％以上である易燃焼性のカーボン粉を造孔剤として使
用した本発明の製法においては、焼成過程における、造
孔剤燃焼のための1000℃保持時間が短縮され大幅な焼成
時間短縮が可能となることがわかる。また、品質特性も
良好であった。これに対し、従来法である小麦粉を造孔
剤として使用したときは、燃焼性は良好であったがクラ
ック発生し、品質特性が悪化した。またグラファイトを
造孔剤として使用した場合は、燃焼性が悪く、1000℃保
持時間を長時間必要とした。なお、グラファイトを造孔
剤として使用したときで保持時間が短いと、燃え残りの
グラファイトの高温での急激な燃焼に伴う温度上昇によ
り、ハニカム構造体の中心部に著しい熔け不良が発生し
た。さらに、コークスを造孔剤として使用した場合は、
燃焼性は良好であるが不純物が多くさらにコージェライ
ト化原料の配向性が悪化したため熱膨張係数が大幅に高
くなった。
本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではな
く、幾多の変形、変更が可能である。例えば、上述した
実施例においては、セラミックス化原料としてコージェ
ライト化原料のみを使用したが、他の材質例えばムライ
ト、アルミニウムチタネート等にも同様な焼成時間短縮
という本発明の効果が得られることはいうまでもない。
く、幾多の変形、変更が可能である。例えば、上述した
実施例においては、セラミックス化原料としてコージェ
ライト化原料のみを使用したが、他の材質例えばムライ
ト、アルミニウムチタネート等にも同様な焼成時間短縮
という本発明の効果が得られることはいうまでもない。
（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明の多孔質セラ
ミックハニカム構造体の製法によれば、造孔剤として所
定のカーボン粉を使用することにより、短い焼成時間で
造孔剤の燃え残りや造孔剤の急激な燃焼に伴う熔け不良
のないディーゼルパティキュレートフィルタとして好適
な多孔質セラミックハニカム構造体を得ることができ
る。
ミックハニカム構造体の製法によれば、造孔剤として所
定のカーボン粉を使用することにより、短い焼成時間で
造孔剤の燃え残りや造孔剤の急激な燃焼に伴う熔け不良
のないディーゼルパティキュレートフィルタとして好適
な多孔質セラミックハニカム構造体を得ることができ
る。
第１図は実施例で使用した焼成条件を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】セラミック化原料粉末を混練し、押出成形
後乾燥・焼成する多孔質セラミックハニカム構造体の製
法において、造孔剤として、大気雰囲気中650℃、１時
間保持の熱処理において、重量減少率が50％以上である
易燃焼性のカーボン粉を使用することを特徴とする多孔
質セラミックハニカム構造体の製法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63235082A JP2562186B2 (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | 多孔質セラミックハニカム構造体の製法 |
| EP89309582A EP0360593B1 (en) | 1988-09-21 | 1989-09-20 | Method of producing porous ceramic honeycomb structural bodies |
| DE8989309582T DE68905124T2 (de) | 1988-09-21 | 1989-09-20 | Verfahren zur herstellung von strukturellen poroesen keramischen koerpern mit bienenwabenstruktur. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63235082A JP2562186B2 (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | 多孔質セラミックハニカム構造体の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0283278A JPH0283278A (ja) | 1990-03-23 |
| JP2562186B2 true JP2562186B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=16980798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63235082A Expired - Lifetime JP2562186B2 (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | 多孔質セラミックハニカム構造体の製法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0360593B1 (ja) |
| JP (1) | JP2562186B2 (ja) |
| DE (1) | DE68905124T2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4222671C2 (de) * | 1992-07-10 | 1994-06-01 | Bergwerksverband Gmbh | Flugstromreaktor zur Herstellung von Pyrolysekoks |
| JPH07309707A (ja) * | 1994-05-16 | 1995-11-28 | Ngk Insulators Ltd | 軽量抗菌性セラミックス及び抗菌性セラミックスフィルター |
| EP0884457B1 (en) * | 1997-06-12 | 2003-09-03 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Particulate filter |
| ATE372449T1 (de) | 2001-12-03 | 2007-09-15 | Hitachi Metals Ltd | Keramischer wabenfilter |
| US20080224343A1 (en) * | 2007-03-16 | 2008-09-18 | Baldwin Donald W | Open ceramic media structure and method of manufacturing |
| CN113912412A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-11 | 深圳市吉迩科技有限公司 | 多孔陶瓷雾化芯及其制备方法和电子烟 |
| CN113788704B (zh) * | 2021-11-01 | 2022-08-30 | 山东瀚实环保设备有限公司 | 一种梯度孔隙结构的多孔陶瓷的制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3940301A (en) * | 1974-08-01 | 1976-02-24 | Caterpillar Tractor Co. | Method of manufacturing an open cellular article |
| AU4439979A (en) * | 1978-02-21 | 1979-08-30 | Kansai Thermal Insulating Industry Company, Limited | Porous shaped product |
| JPS61129015A (ja) * | 1984-11-24 | 1986-06-17 | Nippon Denso Co Ltd | 排出ガス浄化用フイルタおよびその製造方法 |
| JPH0669534B2 (ja) * | 1987-02-12 | 1994-09-07 | 日本碍子株式会社 | コージェライトハニカム構造体 |
-
1988
- 1988-09-21 JP JP63235082A patent/JP2562186B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-09-20 DE DE8989309582T patent/DE68905124T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-20 EP EP89309582A patent/EP0360593B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE68905124T2 (de) | 1993-07-22 |
| EP0360593A3 (en) | 1991-03-06 |
| DE68905124D1 (de) | 1993-04-08 |
| JPH0283278A (ja) | 1990-03-23 |
| EP0360593B1 (en) | 1993-03-03 |
| EP0360593A2 (en) | 1990-03-28 |
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