JP2823140B2 - Method for producing cordierite porous body - Google Patents
Method for producing cordierite porous bodyInfo
- Publication number
- JP2823140B2 JP2823140B2 JP4087965A JP8796592A JP2823140B2 JP 2823140 B2 JP2823140 B2 JP 2823140B2 JP 4087965 A JP4087965 A JP 4087965A JP 8796592 A JP8796592 A JP 8796592A JP 2823140 B2 JP2823140 B2 JP 2823140B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cordierite
- porous body
- mullite
- raw material
- particles
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00241—Physical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00267—Materials permeable to vapours or gases
-
- 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
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はコーディエライト質多
孔体の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a cordierite porous body.
【０００２】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】コーデ
ィエライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ2Ｏ3・５ＳｉＯ2）は優
れた耐熱衝撃特性を有しており、近年ではその多孔体が
排ガス浄化用触媒担体として用いられている。 2. Description of the Related Art Cordierite (2MgO.2Al 2 O 3 .5SiO 2 ) has excellent thermal shock resistance. In recent years, its porous body has become a catalyst carrier for purifying exhaust gas. It is used as
【０００３】またその多孔性を利用した用途が近年注目
されており、例えば高温ガス中のダストを集塵するため
の高温ガスフィルター等として応用されている。[0003] Applications utilizing the porosity have attracted attention in recent years, and are used, for example, as high temperature gas filters for collecting dust in high temperature gas.
【０００４】この場合、コーディエライト質多孔体の特
性は細孔径や気孔率によって左右され、従ってこれら細
孔径や気孔率を所定の細孔径，気孔率に制御することが
重要である。In this case, the properties of the cordierite porous body are influenced by the pore diameter and the porosity. Therefore, it is important to control these pore diameters and the porosity to predetermined pore diameters and porosity.
【０００５】コーディエライト質多孔体は、板状粒子で
あるカオリンと滑石（タルク）等のマグネシア原料，ア
ルミナ（Ａｌ2Ｏ3）原料，シリカ（ＳｉＯ2）原料を用
いて押出成形し、焼成することによって、製造するのが
一般的である（特開昭５０−７５６１１号）。The cordierite porous material is extruded from plate-like particles such as kaolin and talc (talc), a magnesia raw material, an alumina (Al 2 O 3 ) raw material, and a silica (SiO 2 ) raw material, followed by firing. By doing so, it is common to produce (JP-A-50-75611).
【０００６】このように板状粒子を含む原料を押出成形
することによって、コーディエライト結晶を一方向に配
向させ得、同方向における熱膨張率を低くすることがで
きる。[0006] By extruding the raw material containing plate-like particles in this way, cordierite crystals can be oriented in one direction, and the coefficient of thermal expansion in the same direction can be reduced.
【０００７】即ち板状粒子であるカオリンは、コーディ
エライト結晶を押出方向に配向させる上で重要な働きを
している。That is, kaolin, which is a plate-like particle, plays an important role in orienting cordierite crystals in the extrusion direction.
【０００８】このコーディエライト質多孔体の細孔径を
制御する方法として、特開昭５３−８２８２２号，
特開昭５０−７５６１２号，特開昭５８−１３３８１
０号，特開昭６３−１４３４２１号に記載されたもの
が知られている。As a method for controlling the pore diameter of the cordierite porous body, Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-82822,
JP-A-50-75612, JP-A-58-13381
No. 0, JP-A-63-143421 is known.
【０００９】の特開昭５３−８２８２２号に記載の方
法は、滑石等のマグネシア原料の粒径をコントロールす
ることによって、コーディエライト質多孔体の細孔径を
制御することを内容とするもので、平均粒径５〜１５０
μｍのマグネシア原料を用いることにより、平均細孔径
が５〜５０μｍのコーディエライト質多孔体が得られる
としている。The method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-82822 is to control the pore diameter of cordierite porous material by controlling the particle size of magnesia raw material such as talc. , Average particle size 5-150
It is stated that a cordierite porous body having an average pore diameter of 5 to 50 μm can be obtained by using a magnesia raw material of μm.
【００１０】しかしながらこの方法においては、粒度の
大きい原料を用いる必要があり、例えば５０μｍの細孔
径を有するコーディエライト質多孔体を得るためには、
平均粒径５０μｍの、粒度の大きい滑石を用いる必要の
ある問題がある。このような粗い粒子は取扱いが面倒で
あり、また押出装置，プレス装置など装置の摩耗を引き
起してしまう。However, in this method, it is necessary to use a raw material having a large particle size. For example, in order to obtain a cordierite porous material having a pore size of 50 μm,
There is a problem that it is necessary to use talc with a large particle size having an average particle size of 50 μm. Such coarse particles are cumbersome to handle and cause wear of equipment such as extrusion equipment and press equipment.
【００１１】一方、の特開昭５０−７５６１２号に記
載の方法は、原料中の滑石又は粘土の一部又は全量をパ
イロフェライト，カイアナイト，石英，溶融シリカのよ
うなシリカ又はシリカ・アルミナ原料に置換することを
内容とするもので、これにより１０μｍより大きな径の
開孔を少なくとも２０％有するコーディエライト質多孔
体が得られるとしている。尚この方法では平均細孔径が
２０μｍ以上のものは得られていない。On the other hand, in the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-75612, part or all of talc or clay in the raw material is converted to silica or silica-alumina raw material such as pyroferrite, kyanite, quartz, fused silica. It is intended to provide a cordierite porous body having at least 20% of pores having a diameter larger than 10 μm. In this method, a material having an average pore diameter of 20 μm or more was not obtained.
【００１２】他方、の特開昭５８−１３３８１０号に
記載の方法は、マグネシア，アルミナ，シリカ等と焼成
温度以下で共融し得る周期率表第１族，第２族の金属成
分、例えばカルシウム，カリウム，リチウム等の金属成
分をコーディエライト用原料に加えるもので、この方法
により５０〜８００μｍ平均細孔径を有するコーディエ
ライト質多孔体が得られるとしている。On the other hand, the method described in JP-A-58-133810 discloses a metal component of the first and second groups of the periodic table which can be eutectically mixed with magnesia, alumina, silica or the like at a firing temperature or lower, such as calcium. In this method, a cordierite porous material having an average pore diameter of 50 to 800 μm is obtained by adding metal components such as potassium, potassium, and lithium to a raw material for cordierite.
【００１３】この方法の場合、カルシウム，カリウム，
リチウム等の酸化物を添加することとなるが、これらを
添加すると熱膨張率が高くなって耐熱衝撃特性が低下す
るのを免れない。In this method, calcium, potassium,
An oxide such as lithium is added. However, when these are added, the thermal expansion coefficient is increased and the thermal shock resistance is inevitably reduced.
【００１４】の特開昭６３−１４３４２１号の方法
は、組成物中にポア剤（気孔形成剤）を含有させ、焼成
途中でこのポア剤を揮散させて気孔形成するもので、こ
の方法により気孔率が３０〜５０％，平均細孔径が４５
〜１５０μｍのコーディエライト質多孔体が得られてい
る。Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-143421 discloses a method in which a pore agent (a pore-forming agent) is contained in a composition, and the pore agent is volatilized during firing to form pores. Rate is 30-50%, average pore size is 45
A cordierite porous body having a thickness of up to 150 μm is obtained.
【００１５】しかしながらこの方法の場合、１８０〜３
００μｍのポア剤を使用するために細孔径の大きさが不
規則となる上、閉気孔の形成される率が高く、また強度
の低下が避けられない等問題がある。However, in the case of this method, 180 to 3
The use of a pore agent having a size of 00 μm results in irregular pore sizes, a high rate of formation of closed pores, and a reduction in strength.
【００１６】以上の外、一般的なコーディエライト質多
孔体の細孔径の制御方法として、骨材コーディエライト
粒子に少量のガラスフラックス或いはコーディエライト
原料（タルク，カオリン等）を加えて焼成するように
し、そして骨材コーディエライト粒子の粒度をコントロ
ールすることで気孔径等を制御する方法がある。In addition to the above, as a method for controlling the pore diameter of a general cordierite porous body, a small amount of glass flux or a cordierite raw material (talc, kaolin, etc.) is added to aggregate cordierite particles and fired. Then, there is a method of controlling the pore diameter and the like by controlling the particle size of the aggregate cordierite particles.
【００１７】しかしながらこの方法の場合、例えば細孔
径５０μｍ，気孔率３５％程度の多孔体を得ようとする
と、焼成中期段階のモデルより導かれる下記式 ｄ＝０．４６Ｄ√ε （ｄ：細孔径，Ｄ：骨材粒子径，ε：気孔率） から、粒子径として１８０μｍ程度の大きな骨材粒子を
用いることが必要となる。However, in the case of this method, for example, in order to obtain a porous body having a pore diameter of 50 μm and a porosity of about 35%, the following equation d = 0.46D√ε (d: pore diameter) derived from a model in the middle stage of firing , D: aggregate particle diameter, ε: porosity), it is necessary to use a large aggregate particle having a particle diameter of about 180 μm.
【００１８】このような大きな骨材粒子を用いた場合、
前述したように原料粉体の取扱いが面倒となる上、装置
の摩耗などの問題を惹起し、また得られる焼成体の強度
が不十分となり、気孔率も小さくなってしまう。When using such large aggregate particles,
As described above, handling of the raw material powder is troublesome, and causes problems such as wear of the apparatus, and the strength of the obtained fired body is insufficient, and the porosity is reduced.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するためになされたものであり、その要旨は、出
発原料としてマグネシア原料，シリカ原料，アルミニウ
ム−シリケート原料等ムライト粒子と反応することによ
ってコーディエライトを生成する、該ムライト粒子と合
せてコーディエライト用調合物を構成するコーディエラ
イト用原料に、 平均粒径が８μｍ以上のムライト粒子４
０〜８０重量％を加えてコーディエライト用調合物とな
し、該調合物をコーディエライトの溶融温度以下である
１３５０〜１４４０℃の温度で且つムライトを一部残存
させる条件で焼成してコーディエライトを主結晶相とす
る、平均細孔径が１０μｍ以上のコーディエライト質多
孔体を得ることにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such problems, and the gist of the present invention is to react with mullite particles such as a magnesia raw material, a silica raw material, an aluminum-silicate raw material as a starting raw material. By
To produce cordierite, which is combined with the mullite particles.
Cordiera to form a cordierite preparation
Mullite particles having an average particle size of 8 μm or more
Add 0-80% by weight to make cordierite preparation
And the mixture is at or below the melting temperature of cordierite
1350-1440 ° C and part of mullite remains
Firing to make cordierite the main crystalline phase
, Cordierite polymorph having an average pore diameter of 10 μm or more
The purpose is to obtain a porous body .
【００２０】[0020]
【作用及び発明の効果】以上のように本発明は、コーデ
ィエライト用原料としてムライトをマグネシア原料，シ
リカ原料等他の原料と共に所定比率で用い、これを所定
温度、即ちコーディエライトが溶融してしまわないよう
な適当な温度で焼成処理してムライトをコーディエライ
ト化するものである。As described above, the present invention uses mullite as a raw material for cordierite at a predetermined ratio together with other raw materials such as a magnesia raw material and a silica raw material, and uses the mullite at a predetermined temperature, that is, when the cordierite is melted. The mullite is converted into cordierite by firing at an appropriate temperature so as not to cause the mullite.
【００２１】ここでマグネシア原料として滑石，仮焼滑
石，マグネサイト，仮焼マグネサイト，炭酸マグネシウ
ム，酸化マグネシウム，水酸化マグネシウム等を例示す
ることができ、またシリカ原料として石英，溶融石英等
を例示できる。Examples of the raw material of magnesia include talc, calcined talc, magnesite, calcined magnesite, magnesium carbonate, magnesium oxide, magnesium hydroxide, and the like, and examples of the raw material of silica include quartz and fused quartz. it can.
【００２２】ムライトがマグネシア原料，シリカ原料等
と反応してコーディエライト化すること自体は知られた
事実である。It is a known fact that mullite reacts with a magnesia raw material, a silica raw material and the like to form cordierite.
【００２３】図２は従来のカオリン−滑石（タルク）−
アルミナ系の原料を１２００〜１４００℃で焼成したと
きの結晶相の変化（Ｘ線回折による）を示している
（「セラム・ブリティン」（Ｃｅｒａｍ．Ｂｕｌｌｅｔ
ｉｎ），６０，ｐ２０３〜２０５（１９８１））。FIG. 2 shows a conventional kaolin-talc (talc).
It shows a change in crystal phase (by X-ray diffraction) when an alumina-based raw material is fired at 1200 to 1400 ° C. (“Ceram Bullet” (Ceram. Bullet)
in), 60, p. 203-205 (1981)).
【００２４】この図より、原料カオリンの加熱により生
成したムライトが、同じくカオリンから生成したクリス
トバライトと原料タルクの加熱により生成したプロトエ
ンスタタイト，原料として加えたアルミナ（コランダ
ム）と反応して減少し、これと共に１２５０℃付近より
コーディエライトが生成し、１４００℃付近で殆どコー
ディエライト結晶に転化していることが分る。From this figure, it can be seen that the mullite produced by heating the raw kaolin is reduced by reacting with cristobalite, also produced from kaolin, protoenstatite produced by heating the raw talc, and alumina (corundum) added as a raw material, At the same time, cordierite was formed at around 1250 ° C., and it was found that it was almost converted to cordierite crystals at around 1400 ° C.
【００２５】しかるに従来、このようなムライトがコー
ディエライト質多孔体の気孔制御のために用られていな
いのは、ムライトの熱膨張係数がコーディエライトに比
べて高いことによるものである。However, conventionally, such mullite is not used for controlling the pores of the cordierite-based porous body because the mullite has a higher thermal expansion coefficient than cordierite.
【００２６】コーディエライトセラミックスの特徴は熱
膨張係数が低いこと、また耐熱衝撃特性が優れているこ
とにあり、このようなコーディエライトに対して熱膨張
係数の大きなムライトを添加すると焼成体の熱膨張係数
が上昇し、これに伴って耐熱衝撃特性が低下すると一般
に考えられるからである。The characteristics of cordierite ceramics are that they have a low coefficient of thermal expansion and that they have excellent thermal shock resistance. This is because it is generally considered that the thermal expansion coefficient increases and the thermal shock resistance decreases accordingly.
【００２７】図４はこれら熱膨張係数と熱衝撃特性との
一般的な関係を示したもので、図示のように熱膨張係数
が大きくなるほど熱衝撃特性は低下している。FIG. 4 shows the general relationship between the coefficient of thermal expansion and the thermal shock characteristic. As shown in the figure, the thermal shock characteristic decreases as the thermal expansion coefficient increases.
【００２８】即ちムライトの添加によって、コーディエ
ライトの特徴が減殺されてしまうと考えられるのであ
る。That is, it is considered that the characteristics of cordierite are reduced by the addition of mullite.
【００２９】そこで従来カオリン以外の原料、例えばタ
ルク，シリカ等の原料の粒度調整をすることで気孔制御
しているのが実情である。ここでカオリンが気孔制御の
ために用いられていないのは、気孔制御できるような粗
い粒度のものが得られ難いからである。Therefore, the fact is that the pores are controlled by adjusting the particle size of the raw materials other than the conventional kaolin, for example, the raw materials such as talc and silica. Here, kaolin is not used for pore control because it is difficult to obtain coarse particles having pore size controllable.
【００３０】しかしながら、実際に本発明者が予め結晶
化させたムライト粒子を原料として用いたところ、得ら
れるコーディエライト質多孔体の中に所定量のムライト
を残存させるならば、その耐熱衝撃特性が何等低下せ
ず、却って向上するということが判明した。その理由に
ついては明確に判明してはいないが、推察として次のこ
とが考えられる。However, when the present inventor actually used mullite particles crystallized in advance as a raw material, if a predetermined amount of mullite remained in the obtained cordierite porous material, its thermal shock resistance was Did not decrease at all, but rather improved. Although the reason for this has not been clearly elucidated, the following may be considered as speculation.
【００３１】上述のようにムライト結晶とコーディエラ
イト結晶の熱膨張係数は相違しており（ムライトの熱膨
張係数が約［数１］であるのに対し、コーディエライト
の熱膨張係数は約［数２］）、このため両結晶が焼成体
中に併存すると、焼成後の冷却過程でこれらの熱膨張係
数の相違に起因して両結晶相の間に多数のマイクロクラ
ックが発生し、このマイクロクラックが熱衝撃の際の歪
を吸収することによって耐熱衝撃特性が向上するものと
考えられる。As described above, the coefficients of thermal expansion of mullite crystals and cordierite crystals are different (the coefficient of thermal expansion of mullite is approximately [Equation 1], whereas the coefficient of thermal expansion of cordierite is approximately [Equation 2]) Therefore, when both crystals coexist in the fired body, a large number of microcracks are generated between both crystal phases due to the difference in their thermal expansion coefficients during the cooling process after firing. It is considered that the thermal crack characteristics are improved by the microcracks absorbing the strain at the time of the thermal shock.
【００３２】[0032]
【数１】 ４×１０-6／℃[Equation 1] 4 × 10 -6 / ° C
【００３３】[0033]
【数２】 ２×１０-6／℃2 × 10 −6 / ° C.
【００３４】このムライトは従来工業的に各種耐火物原
料として広く用いられており、各種粒度のものを容易に
入手することができ、そしてその粒度を変えることによ
って、コーディエライト質多孔体の細孔径を制御するこ
とができる。Conventionally, this mullite has been widely used industrially as a variety of refractory raw materials, and various sized particles can be easily obtained, and by changing the particle size, fine porosity of cordierite porous material can be obtained. The pore size can be controlled.
【００３５】しかもこのようなムライト粒子を用いた場
合、比較的小さな粒度のもので大きな細孔径の多孔体を
得ることが可能である。例えば前述した従来の方法にお
いて、滑石の粒度をコントロールすることによりコーデ
ィエライト質多孔体の細孔径を制御する場合、図３に示
しているように５０μｍの細孔径を得るのに５０μｍの
粒度の滑石を用いる必要がある。Further, when such mullite particles are used, it is possible to obtain a porous body having a relatively small particle size and a large pore diameter. For example, in the conventional method described above, when controlling the pore size of the cordierite porous body by controlling the particle size of the talc, as shown in FIG. It is necessary to use talc.
【００３６】しかるに本発明によれば、これよりも小さ
な粒度のムライトを用いて、同様の大きさの細孔径を有
する多孔体を得ることができるのである。However, according to the present invention, it is possible to obtain a porous body having a similar pore size by using mullite having a smaller particle size.
【００３７】本発明においては、原料調合物におけるム
ライト粒子の含有量を３５〜８０重量％とすることが必
要で、特に４０〜８０重量％とすることが望ましい。In the present invention, the content of mullite particles in the raw material preparation needs to be 35 to 80% by weight, and particularly preferably 40 to 80% by weight .
【００３８】これはムライト粒子が４０重量％より少な
いと気孔形成に寄与するムライト骨材が少な過ぎて十分
な細孔径，気孔率の多孔体が得られず、また逆に８０重
量％より多くなると生成するコ−ディエライトが少なく
なり過ぎて、十分な熱衝撃特性が得られなくなるからで
ある。If the amount of mullite particles is less than 40 % by weight, the amount of mullite aggregates contributing to pore formation is too small to obtain a porous body having a sufficient pore diameter and porosity, and conversely, if it exceeds 80% by weight. This is because the generated cordierite is too small to obtain sufficient thermal shock characteristics.
【００３９】更にムライト粒子の大きさについては、平
均粒子径で３〜５０μｍ、特に８〜５０μｍのものを用
いるのが望ましい。Further, as for the size of the mullite particles, it is desirable to use those having an average particle diameter of 3 to 50 μm , especially 8 to 50 μm.
【００４０】ムライト粒子として３μｍ以上、特に８μ
ｍのものを用いることによりコーディエライト質多孔体
の細孔径を１０μｍ以上と大きく形成することができる
（後述の表１，表２参照）とともに、かかるムライト粒
子が焼成時に完全に反応してしまうのを防止して焼成体
中に所定量残存させ、以て熱衝撃特性も良好となし得る
からであり、また逆に５０μｍより大きいとムライト粒
子の反応性が著しく低下し、焼成体中に残存するムライ
ト粒子の量が多くなり過ぎて、熱衝撃特性が低下してし
まうからである。Mullite particles of 3 μm or more , especially 8 μm
m by using cordierite porous material
Can be formed as large as 10 μm or more.
(See Tables 1 and 2 below) , the mullite particles are prevented from completely reacting during firing and are left in a predetermined amount in the fired body, so that thermal shock characteristics can be improved. Conversely, if it is larger than 50 μm, the reactivity of the mullite particles is remarkably reduced, the amount of the mullite particles remaining in the fired body becomes too large, and the thermal shock characteristics are reduced. .
【００４１】本発明は、原料として含有させたムライト
粒子を反応させてコ−ディエライトを生成させ、同時に
気孔形成するものであって、かかるムライト粒子として
反応性に優れたものを用いることが望ましい。According to the present invention, cordierite is formed by reacting mullite particles contained as a raw material, and at the same time, pores are formed. It is preferable to use mullite particles having excellent reactivity as such mullite particles. .
【００４２】ムライトは電融ムライトと合成ムライトと
に大別することができ、従って本発明では反応性に優れ
た合成ムライトを用いることが望ましい。但し場合によ
って電融ムライトを用いることも可能である。Mullite can be roughly classified into electrofused mullite and synthetic mullite. Therefore, in the present invention, it is desirable to use synthetic mullite having excellent reactivity. However, depending on the case, it is also possible to use fused mullite.
【００４３】本発明はコ−ディエライト質多孔体を得る
ことを目的とするものであるが、前述のようにその焼成
体中にムライトを副相として残存させるのが望ましく、
かかるムライトの残存量は１〜５０体積％とするのが良
い。The object of the present invention is to obtain a cordierite porous body, but it is desirable to leave mullite as a subphase in the fired body as described above.
The remaining amount of the mullite is preferably set to 1 to 50% by volume.
【００４４】一方主結晶相となるコ−ディエライトの量
は５０体積％以上が良好である。On the other hand, the content of cordierite as the main crystal phase is preferably 50% by volume or more.
【００４５】また原料ムライトの反応率については、原
料ムライトの少なくとも３０％以上が、望ましくは６０
％以上が、更に望ましくは８０％以上が反応によりコー
ディエライト結晶となるのが良好である。The reaction rate of the raw mullite is at least 30%, preferably 60%, of the raw mullite.
% Or more, more preferably 80% or more is preferably converted into cordierite crystals by the reaction.
【００４６】本発明は気孔率（見掛気孔率）が３０％以
上、平均細孔径が５〜７０μｍ、特に１０〜７０μｍの
コ−ディエライト質多孔体の製造方法に適用して効果が
大きく、またＳｉＯ2：３４〜６４重量％（望ましくは
４０〜５５重量％），ＭｇＯ：６．８〜２１重量％（望
ましくは１０〜１８重量％），Ａｌ2Ｏ3：２９〜６０重
量％（望ましくは３４〜５０重量％）からなる組成のコ
−ディエライトセラミックスの製造に適用して効果の大
きいものである。The present invention is highly effective when applied to a method for producing a cordierite porous material having a porosity (apparent porosity) of 30% or more and an average pore diameter of 5 to 70 μm , particularly 10 to 70 μm. the SiO 2: 34-64 wt% (preferably 40 to 55 wt%), MgO: 6.8 to 21 wt% (preferably 10 to 18 wt%), Al 2 O 3: 29~60 wt% (preferably Is a high effect when applied to the production of cordierite ceramics having a composition of from 34 to 50% by weight.
【００４７】[0047]
【実施例】次に本発明の実施例を具体的に説明する。表
１に示す各種原料を用い、これらを所定割合に調合した
原料調合物に水を外割で８０重量部，分散剤を数％添加
して混合し、これをフィルタープレスにて脱水したもの
を乾燥，粉砕後、バインダーとしてＰＶＡ（ポリビニー
ルアルコール）を加えて１５ｍｍ×４０ｍｍ×５ｍｍに
プレス成形した。Next, an embodiment of the present invention will be described specifically. Using various raw materials shown in Table 1, 80 parts by weight of water and several percent of a dispersing agent were added to a raw material mixture prepared by mixing them at a predetermined ratio, and the mixture was dehydrated by a filter press. After drying and pulverization, PVA (polyvinyl alcohol) was added as a binder and press-molded to 15 mm × 40 mm × 5 mm.
【００４８】この成形体を電気炉にて所定温度で焼成
し、得られた焼成体の平均細孔径，気孔率，諸物性を測
定した。結果が表２及び図１に示されている。The molded body was fired at a predetermined temperature in an electric furnace, and the average pore diameter, porosity, and various physical properties of the obtained fired body were measured. The results are shown in Table 2 and FIG.
【００４９】[0049]
【表１】 [Table 1]
【００５０】[0050]
【表２】 [Table 2]
【００５１】また比較のため、表３に示すように従来の
コーディエライト多孔体の製造に用いられているカオリ
ン−滑石−アルミナ原料をプレス成形したもの，押出成
形したものについても同様の試験を行った。結果が表３
に併せて示してある。For comparison, as shown in Table 3, the same test was carried out on the press-formed and extruded kaolin-talc-alumina raw materials used in the production of the conventional cordierite porous body. went. Table 3 shows the results
Are also shown.
【００５２】[0052]
【表３】 [Table 3]
【００５３】尚平均細孔径その他諸物性は下記の条件で
測定した。 気孔率：アルキメデス法による測定 平均細孔径：水銀圧入法による測定の全細孔容積の５０
％に相当する細孔直径 全細孔容積：水銀圧入法 熱膨張係数：室温〜８００℃の範囲での測定値 耐熱衝撃温度：得られた１５ｍｍ×４０ｍｍ×５ｍｍの
上記サンプルを電気炉にて１時間保持し、これを炉外に
取り出し急冷するサイクルを１０回繰り返し、その時の
試料のクラック，破損の有無を調べ、異常がない場合に
は更に温度を上げて試験を行った。The average pore size and other physical properties were measured under the following conditions. Porosity: Measured by Archimedes method Average pore diameter: 50 of total pore volume measured by mercury intrusion method
% Total pore volume: Mercury intrusion method Thermal expansion coefficient: Measured value in the range from room temperature to 800 ° C. Thermal shock temperature: The obtained sample of 15 mm × 40 mm × 5 mm was subjected to 1 in an electric furnace. The sample was held for a period of time, taken out of the furnace, and rapidly cooled. The cycle was repeated 10 times. At that time, the sample was examined for cracks and breakage. If there was no abnormality, the temperature was further increased to perform the test.
【００５４】表２から、本発明例のコーディエライト質
多孔体の平均細孔径は原料組成に拘らず原料ムライト粒
子の粒度に支配されることが分る。From Table 2, it can be seen that the average pore diameter of the cordierite porous body of the present invention is governed by the particle size of the raw mullite particles regardless of the raw material composition.
【００５５】また図３との比較から分かるように、従来
の方法の場合平均細孔径５０μｍの多孔体を得るために
５０μｍの粒度の滑石を用いなければならないのに対
し、本発明例では平均粒径２８μｍのムライト粒子を用
いることで５０μｍの細孔径のものが得られている。As can be seen from a comparison with FIG. 3, in the case of the conventional method, talc having a particle size of 50 μm must be used in order to obtain a porous body having an average pore size of 50 μm. By using mullite particles having a diameter of 28 μm, particles having a pore diameter of 50 μm have been obtained.
【００５６】即ち本発明によれば、従来に比較して比較
的粒度の細かい原料から大孔径の細孔径を有する多孔体
を得ることができる。That is, according to the present invention, a porous body having a large pore diameter can be obtained from a raw material having a relatively small particle size as compared with the prior art.
【００５７】一方耐熱衝撃特性についてみると、本発明
例にて製造したコーディエライト質多孔体はムライト添
加によって熱膨張係数が大きくなっているにも拘らず、
１０００℃以上の熱衝撃温度差でもクラックの発生，破
損はみられず、表３の従来の滑石−カオリン系の原料か
ら成る熱膨張率の低いサンプルと同程度若しくはそれよ
り優れた耐熱衝撃特性が得られている。On the other hand, with regard to the thermal shock resistance, the cordierite porous body produced in the example of the present invention has a large thermal expansion coefficient due to the addition of mullite.
No crack generation or breakage was observed even at a thermal shock temperature difference of 1000 ° C. or more, and the thermal shock characteristics were comparable to or better than those of the low thermal expansion coefficient sample of the conventional talc-kaolin-based raw material shown in Table 3. Have been obtained.
【００５８】耐熱衝撃特性については、従来からその最
大因子は熱膨張係数にあるとされてきたが、本発明例の
場合、ムライト原料の熱膨張係数が大きいにも拘らず、
得られる焼成体の耐熱衝撃性能は良好となっている。Regarding the thermal shock resistance, it has been conventionally considered that the largest factor is the thermal expansion coefficient. In the case of the present invention, however, the mullite raw material has a large thermal expansion coefficient.
The fired body obtained has a good thermal shock resistance.
【００５９】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において、当業者の知識に基づき様々な変更を加えた
態様で実施可能である。Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, this is merely an example, and the present invention can be implemented in various modified forms based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the gist of the present invention. is there.
【図１】本発明の実施例において得られた、原料ムライ
トの平均粒子径と多孔体の平均細孔径との関係を示す図
である。FIG. 1 is a view showing the relationship between the average particle size of raw mullite and the average pore size of a porous body obtained in an example of the present invention.
【図２】ムライトが反応してコーディエライトを生成す
る様子を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a state in which mullite reacts to produce cordierite.
【図３】従来の方法において用いられる原料の粒度と得
られる多孔体の平均細孔径との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the particle size of raw materials used in a conventional method and the average pore diameter of a porous body obtained.
【図４】一般的に成立する熱膨張係数と耐熱衝撃特性と
の関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a generally established coefficient of thermal expansion and thermal shock resistance.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 38/06 C04B 35/195──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) C04B 38/06 C04B 35/195
Claims (4)
原料，アルミニウム−シリケート原料等ムライト粒子と
反応することによってコーディエライトを生成する、該
ムライト粒子と合せてコーディエライト用調合物を構成
するコーディエライト用原料に、平均粒径が８μｍ以上
のムライト粒子４０〜８０重量％を加えてコーディエラ
イト用調合物となし、該調合物をコーディエライトの溶
融温度以下である１３５０〜１４４０℃の温度で且つム
ライトを一部残存させる条件で焼成してコーディエライ
トを主結晶相とする、平均細孔径が１０μｍ以上のコー
ディエライト質多孔体を得ることを特徴とするコーディ
エライト質多孔体の製造方法。1. Mullite particles such as magnesia raw material, silica raw material, aluminum-silicate raw material and the like
Reacting to produce cordierite,
Combined with mullite particles to form cordierite preparation
Raw material for cordierite that has an average particle size of 8 μm or more
Cordiera by adding 40 to 80% by weight of mullite particles
And a cordierite solution.
At a temperature of 1350 to 1440 ° C.
Firing under conditions that leave some light
And a main crystal phase having an average pore diameter of 10 μm or more.
A method for producing a cordierite porous body, comprising obtaining a dierite porous body.
〜５０μｍのものを用いることを特徴とする請求項１に
記載のコーディエライト質多孔体の製造方法。2. The mullite particles having an average particle diameter of 8
The method for producing a cordierite-based porous body according to claim 1, wherein the cordierite-based porous body is used.
晶相として５０体積％以上のコーディエライトを含み、
且つ残部中にムライトを副相として１〜５０体積％の範
囲で含有していることを特徴とする請求項１又は２に記
載のコーディエライト質多孔体の製造方法。3. The cordierite porous material contains 50% by volume or more of cordierite as a main crystal phase,
The method for producing a cordierite porous body according to claim 1 or 2, wherein the remainder contains mullite as a subphase in a range of 1 to 50% by volume.
が３０％以上，平均細孔径が１０〜７０μｍであること
を特徴とする請求項１，２又は３に記載のコーディエラ
イト質多孔体の製造方法。4. The cordierite porous body according to claim 1, wherein the cordierite porous body has a porosity of 30% or more and an average pore diameter of 10 to 70 μm. Manufacturing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4087965A JP2823140B2 (en) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | Method for producing cordierite porous body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4087965A JP2823140B2 (en) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | Method for producing cordierite porous body |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05254956A JPH05254956A (en) | 1993-10-05 |
| JP2823140B2 true JP2823140B2 (en) | 1998-11-11 |
Family
ID=13929574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4087965A Expired - Fee Related JP2823140B2 (en) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | Method for producing cordierite porous body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2823140B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7648548B2 (en) * | 2006-05-10 | 2010-01-19 | Corning Incorporated | High porosity cordierite composition |
| JP2012502878A (en) * | 2008-09-18 | 2012-02-02 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | Method for producing porous mullite-containing composite |
| CN115959892B (en) * | 2022-12-22 | 2023-09-15 | 江苏诺明高温材料股份有限公司 | Energy-saving durable furnace door brick for thermal shock resistant coke furnace and preparation method thereof |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0283254A (en) * | 1988-09-19 | 1990-03-23 | Inax Corp | Honeycomb structure having thermal shock resistance and production thereof |
-
1992
- 1992-03-11 JP JP4087965A patent/JP2823140B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05254956A (en) | 1993-10-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0630677B1 (en) | Ceramic filter for a dust-containing gas and method for its production | |
| EP1558545B1 (en) | Aluminum titanate-based ceramic article | |
| CA2362763C (en) | Honeycomb structure and process for production thereof | |
| JP5039554B2 (en) | Ceramic body based on aluminum titanate and containing a glass phase | |
| US6048490A (en) | Method of producing cordierite bodies utilizing substantially reduced firing times | |
| JP4549449B2 (en) | Method for producing cordierite body with quick firing time | |
| KR100931755B1 (en) | Strontium Feldspa Aluminum Titanate for High Temperature | |
| JP4459052B2 (en) | Diesel particulate filter made of mullite / aluminum titanate | |
| US4001028A (en) | Method of preparing crack-free monolithic polycrystalline cordierite substrates | |
| JP2012046418A (en) | Improved porous mullite body and method of forming them | |
| WO2007015495A1 (en) | Process for producing ceramic honeycomb structure | |
| EP0001327B1 (en) | Magnesium aluminate spinel bonded refractory and method of making | |
| JP3311650B2 (en) | Method for manufacturing cordierite-based ceramic honeycomb structure | |
| US2805167A (en) | Synthetic spinel refractory products | |
| JPH0582343B2 (en) | ||
| JP2823140B2 (en) | Method for producing cordierite porous body | |
| KR19980014400A (en) | Process for producing aluminum titanate raw material granules and ceramics | |
| JP3368960B2 (en) | SiC refractory | |
| JP3928673B2 (en) | Cordierite ceramic sintered body, composition therefor and production method therefor | |
| JPH0368411A (en) | Cordierite-based gas filter and its production | |
| JP3065421B2 (en) | Cordierite composite material | |
| JP2000351679A (en) | Production of silicon carbide-based porous form and the resultant silicon carbide-based porous form | |
| JPS5851908B2 (en) | Manufacturing method of cordierite sintered body | |
| JPH11246280A (en) | Monoclinic celsian porous body and its production | |
| RU2494995C2 (en) | Mixture for producing cordierite ceramic |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070904 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080904 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090904 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |