[go: up one dir, main page]

JP2003212672A - 多孔質セラミックス構造体の製造方法 - Google Patents

多孔質セラミックス構造体の製造方法

Info

Publication number
JP2003212672A
JP2003212672A JP2002012115A JP2002012115A JP2003212672A JP 2003212672 A JP2003212672 A JP 2003212672A JP 2002012115 A JP2002012115 A JP 2002012115A JP 2002012115 A JP2002012115 A JP 2002012115A JP 2003212672 A JP2003212672 A JP 2003212672A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
molded body
pore
firing
ceramic structure
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.)
Pending
Application number
JP2002012115A
Other languages
English (en)
Inventor
Yumi Muroi
ゆみ 室井
Yukihisa Wada
幸久 和田
Yasushi Noguchi
康 野口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP2002012115A priority Critical patent/JP2003212672A/ja
Priority to US10/330,238 priority patent/US20030151155A1/en
Priority to BE2003/0040A priority patent/BE1017933A3/fr
Priority to CNB031017320A priority patent/CN1268585C/zh
Publication of JP2003212672A publication Critical patent/JP2003212672A/ja
Priority to US10/896,963 priority patent/US7429351B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/636—Polysaccharides or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
    • C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
    • C04B35/195—Alkaline earth aluminosilicates, e.g. cordierite or anorthite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/634—Polymers
    • C04B35/63404—Polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B35/63424—Polyacrylates; Polymethacrylates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/634—Polymers
    • C04B35/63492—Natural resins, e.g. rosin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0006—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
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
    • C04B38/063—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B38/0635—Compounding ingredients
    • C04B38/0645—Burnable, meltable, sublimable materials
    • C04B38/068—Carbonaceous materials, e.g. coal, carbon, graphite, hydrocarbons
    • 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
    • C04B2111/34—Non-shrinking or non-cracking materials
    • C04B2111/343—Crack resistant materials
    • 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
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C04B2235/3218—Aluminium (oxy)hydroxides, e.g. boehmite, gibbsite, alumina sol
    • 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
    • C04B2235/34—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
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3436—Alkaline earth metal silicates, e.g. barium silicate
    • C04B2235/3445—Magnesium silicates, e.g. forsterite
    • 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
    • C04B2235/349—Clays, e.g. bentonites, smectites such as montmorillonite, vermiculites or kaolines, e.g. illite, talc or sepiolite
    • 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
    • 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
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/449—Organic acids, e.g. EDTA, citrate, acetate, oxalate
    • 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
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
    • 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
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
    • C04B2235/6583—Oxygen containing atmosphere, e.g. with changing oxygen pressures
    • C04B2235/6584—Oxygen containing atmosphere, e.g. with changing oxygen pressures at an oxygen percentage below that of air

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼成の際にクラックを発生させることなく、
低気孔率のみならず高気孔率のセラミックス構造体を製
造することができる多孔質セラミックス構造体の製造方
法を提供する。 【解決手段】 セラミックス原料を主成分とし、造孔剤
を含有する原料から成形体を作製し、得られた成形体
を、乾燥、焼成する多孔質セラミックス構造体の製造方
法である。成形体の焼成の際に、焼成雰囲気の温度を、
成形体の少なくとも一部が焼成収縮する温度範囲で、成
形体中心部の温度に実質的に同期させながら昇温する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、多孔質セラミッ
クス構造体の製造方法に関する。さらに詳しくは、焼成
時における焼成雰囲気の昇温速度を制御してクラック等
の発生を抑制した多孔質セラミックス構造体の製造方法
に関する。なお、本発明の製造方法は、各種多孔質セラ
ミックス構造体の製造に適用可能であるが、特に、成形
体焼成時に造孔剤の燃焼による成形体内部の温度上昇が
顕著である高気孔率の多孔質ハニカム構造体の製造に好
適である。
【０００２】
【従来の技術】 ディーゼルエンジン等から排出される
粒子状物質等の捕集除去手段等として多孔質セラミック
スハニカム構造体が広く用いられている。当該多孔質セ
ラミックスハニカム構造体にあっては、圧力損失の低
減、捕集効率の向上等の要請から、近年、高気孔率化が
進展しており、気孔率４０％以上のものが主流になりつ
つある。
【０００３】 従来、多孔質ハニカム構造体の製造方法
としては、造孔剤を添加した原料を用いて成形体を作製
し、この成形体を、乾燥、焼成する方法が広く行われて
いる。また、造孔剤としては、燃焼の際の発熱量が小さ
い等の点からカーボン等が主に用いられていたが、上述
した要請に応じて、造孔剤の増量化、又は発泡樹脂等の
より高気孔率化が可能な造孔剤の併用が進展しつつあ
る。
【０００４】 ところが、このような高気孔率化の要請
に対応すべく、カーボン等の造孔剤を多く添加したり、
或いは発泡樹脂等を更に添加した成形体を、従来と同様
の昇温プログラムで焼成すると、得られるセラミックス
構造体に、原因不明のクラックを生じることが判明して
おり、高気孔率のセラミックス構造体を製造する際の新
たな問題となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】 本発明は、上述の問
題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、焼成の際にクラックを発生させることなく、低気孔
率のみならず高気孔率のセラミックス構造体を製造する
ことができる多孔質セラミックス構造体の製造方法を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】 本発明者は、上述の課
題を解決するべく鋭意研究した結果、まず、クラックが
発生したハニカム構造体では、焼成工程において成形体
の中心部付近と外表面付近とで大きな温度差を生じてい
ることを発見した。そこで、その原因について調査、研
究したところ、中心部付近と焼成雰囲気とでは、その昇
温速度に大きな較差を生じており、特に、高気孔率化の
ため、カーボンと低温で燃焼する造孔剤を含有させた場
合には、その較差が著しいことが判明した。これは、カ
ーボンが燃焼する温度で既に気孔が形成されているた
め、カーボンの燃焼が促進され、ハニカム構造体の中心
部付近の温度が上昇し易いためである。
【０００７】 次に、本発明者は、更なる研究の結果、
例えば、コーディエライト化原料を用いて作製した成形
体を焼成すると、８００〜１２００℃という特定温度範
囲に達した部分でのみ焼成収縮が起るという知見に至っ
た。そして、上述の温度差を生じている場合、この焼成
収縮が起る温度範囲に先に達した部位で、他の部位に先
んじて焼成収縮が起るため、両部位間で熱収縮の較差を
生じ、これによりクラックが発生していることが解っ
た。
【０００８】 本発明者は、最後に、これら研究結果に
基づいて更に検討を重ね、成形体の体積、及び焼成雰囲
気の酸素含有量等を考慮した上で、造孔剤の種類及び添
加量、並びに昇温速度等を制御して、上述した焼成収縮
する温度範囲で、焼成時における成形体の中心部の温度
に焼成雰囲気温度を実質上同期させることで上述した問
題を解決し得るという知見に至り、本発明を完成した。
【０００９】 即ち、本発明によれば、セラミックス原
料を主成分とし、造孔剤を含有する原料から成形体を作
製し、得られた成形体を、乾燥、焼成する多孔質セラミ
ックス構造体の製造方法であって、成形体の焼成の際
に、焼成雰囲気の温度を、成形体の少なくとも一部が焼
成収縮する温度範囲で、成形体中心部の温度に実質的に
同期させながら昇温することを特徴とする多孔質セラミ
ックス構造体の製造方法が提供される。
【００１０】 また、本発明によれば、コーディエライ
ト化原料を主成分とし、造孔剤を含有する原料から成形
体を作製し、得られた成形体を、乾燥、焼成する多孔質
セラミックス構造体の製造方法であって、成形体の焼成
の際に、焼成雰囲気の温度を、成形体の少なくとも一部
が８００〜１２００℃となる温度範囲で、成形体の中心
部の温度に対して、−１５０〜＋５０℃の範囲に制御し
ながら昇温することを特徴とする多孔質セラミックス構
造体の製造方法が提供される。
【００１１】 本発明においては、造孔剤の量を増減さ
せて、成形体中心部の温度を制御すること好ましい。具
体的には、用いる原料により異なるが、例えば、コーデ
ィエライト化原料を主成分とする成形体であれば、成形
体中心部の温度を、４００〜１２００℃の範囲で燃焼す
る造孔剤の量を増減させて制御することが好ましい。ま
た、このような成形体では、成形体中心部の温度を、４
００〜１２００℃の範囲内で燃焼する造孔剤の量を増減
させて制御し、かつ気孔率を、４００〜１２００℃の範
囲内で燃焼する造孔剤、及び４００℃未満の温度で燃焼
する造孔剤の量を増減させて制御することがより好まし
い。
【００１２】 本発明において、４００〜１２００℃の
範囲内で燃焼する造孔剤としては、発熱量が小さい点で
カーボンが好ましい。また、４００℃未満の温度で燃焼
する造孔剤としては、小麦粉、澱粉、フェノール樹脂、
発泡樹脂、発泡済みの発泡樹脂、ポリメチルメタクリレ
ート、及びポリエチレンテレフタレートよりなる群から
選ばれる少なくとも１種を挙げることができる。
【００１３】 本発明においては、成形体が、カーボン
を、コーディエライト化原料１００質量部に対して５〜
２５質量部含有し、かつ発泡樹脂又は発泡済みの発泡樹
脂を、コーディエライト化原料１００質量部に対して１
〜５質量部含有することが好ましい。
【００１４】 また、本発明においては、焼成雰囲気の
温度を、４００〜１２００℃の範囲で１０〜８０℃／ｈ
ｒの速度で昇温させて、成形体を焼成することが好まし
い。また、成形体を焼成する際の雰囲気は、４００〜１
２００℃の範囲で、７〜１７体積％の酸素を含有させる
ことが好ましい。
【００１５】 なお、本発明の製造方法は、多孔質セラ
ミックス構造体の中でも、ハニカム構造体について特に
好ましく適用することができる。
【００１６】 ここで、図１〜３により、本発明の製造
方法における焼成工程の基本原理について説明する。図
１は、焼成工程で、成形体の中心部の温度が焼成雰囲気
の温度より高い状態で推移した例を示すグラフであり、
図２は、逆に、成形体の中心部の温度が焼成雰囲気の温
度より低い状態で推移した例を示すグラフである。ま
た、図３は、多孔質セラミックス構造体の中心部の温度
が焼成雰囲気の温度と略一致して推移した例を示すグラ
フである。なお、各図は、コーディエライト化原料を主
成分とし、造孔剤としてカーボン（活性炭）を含有する
成形体を焼成した例を示すものであり、各図中、点線
は、成形体中心部の温度を示し、実線は、焼成雰囲気温
度を示す。
【００１７】 まず、図１に示す例は、カーボン等の造
孔剤を多量に含有させた成形体の場合に見られるもので
あり、焼成温度が造孔剤の燃焼可能な温度（図中では、
約４００℃がこの温度に相当する。）に達すると、成形
体中心部の温度が、焼成雰囲気温度より高くなっている
ことが示されている。これは、造孔剤の燃焼により発し
た熱が、成形体内部で蓄熱されるためであり、温度上昇
による造孔剤の燃焼促進も加わって、造孔剤が総て焼失
するまで、成形体中心部の温度が焼成雰囲気温度より高
い状態が維持される。
【００１８】 一方、コーディエライト化原料からなる
成形体は、８００〜１２００℃の温度範囲に至ると、急
激に焼成収縮が起る。従って、この温度範囲に先に達す
る成形体内部では、同外部に先んじて、隔壁の焼成収縮
が起り、両部間で引張り応力が発生する。そして、その
引張り応力が大きい場合には、得られるセラミックス構
造体の内部でクラックを生じてしまう。
【００１９】 次に、図２に示す例は、成形体中心部の
温度が、焼成雰囲気温度より低い状態で推移している例
である。これは、例えば、成形体の寸法が大きい、又は
焼成雰囲気の昇温速度が極めて速い等の場合に起り、焼
成雰囲気の昇温速度が、焼成雰囲気の熱が成形体外表面
から中心部へ伝達される速度に対して非常に大きくなっ
た結果生じる。このような場合には、成形体外部の隔壁
が、同内部より先に８００〜１２００℃の焼成収縮温度
範囲に達する。従って、成形体外部の隔壁で、同内部の
隔壁に先んじて焼成収縮が起り、両部間で引張り応力が
発生する。そして、その引張り応力が大きい場合には、
得られるセラミックス構造体の外部でクラックを生じて
しまう。
【００２０】 これらに対して、図３に示す例は、成形
体中心部の温度を焼成雰囲気温度より高くする要因と、
逆に、成形体中心部の温度を焼成雰囲気温度より低くす
る要因とを総合的に考慮して、成形体の少なくとも一部
が焼成収縮する温度範囲で、焼成雰囲気温度を、成形体
中心部の温度に実質的に同期させながら昇温して焼成し
た本発明による例である。
【００２１】 このような焼成では、成形体外部と同内
部とで焼成収縮が略同時に起り、成形体各部での収縮較
差が殆どなくなるため、成形体各部間で引張り応力が発
生することもなく、得られるセラミックス構造体にクラ
ックは生じない。
【００２２】
【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態につ
いて、各工程毎に具体的に説明する。
【００２３】 本発明の製造方法においては、まず、セ
ラミックス原料を主成分とし、造孔剤を含有する原料か
ら成形体を作製し、当該成形体を乾燥する。
【００２４】 本発明おいては、セラミックス原料につ
いて特に制限はなく、例えば、コーディエライト化原
料、アルミナ、又はリン酸ジルコニウム等を挙げること
ができる。
【００２５】 また、コーディエライト化原料をセラミ
ックス原料とする場合には、通常、カオリン、タルク、
石英、溶融シリカ、ムライト等のシリカ（ＳｉＯ 2）源
成分、タルク、マグネサイト等のマグネシア（ＭｇＯ）
源成分、及びカオリン、酸化アルミニウム、水酸化アル
ミニウム等のアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）源成分をコーディエ
ライト結晶の理論組成となるように配合したものを挙げ
ることができる。但し、用途によっては、当該理論組成
を意識的にずらしたもの、或いは不純物として雲母、石
英、Ｆｅ2Ｏ3、ＣａＯ、Ｎａ2Ｏ又はＫ2Ｏ等を含有した
ものでもよい。また、当該理論組成を維持しながら、構
成させる原料の種類又はその配合比率を制御したり、或
いは各種原料の粒径について制御したりすることで、得
られるフィルターの気孔率及び気孔径を制御するもので
もよい。
【００２６】 また、本発明で用いられる造孔剤として
は、例えば、グラファイト、活性炭等のカーボン、アク
リル系マイクロカプセル等の発泡済みの発泡樹脂、発泡
樹脂、小麦粉、澱粉、フェノール樹脂、ポリメタクリル
酸メチル、ポリエチレン、又はポリエチレンテレフタレ
ート等を挙げることができる。なお、焼成条件との関係
については、後述する。
【００２７】 本発明においては、必要に応じて、この
他の添加剤を含有させることができ、例えば、成形助
剤、バインダー、又は分散剤等を含有させてもよい。
【００２８】 また、成形助剤としては、例えば、ステ
アリン酸、オレイン酸、ラウリン酸カリ石鹸、エチレン
グリコール、又はトリメチレングリコール等を挙げるこ
とができる。また、バインダーとしては、例えば、ヒド
ロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、
ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシルメチルセル
ロース、又はポリビニルアルコール等を挙げることがで
き、分散剤としては、例えば、デキストリン、脂肪酸石
鹸、又はポリアルコール等を挙げることができる。な
お、これら各添加剤は、目的に応じて１種単独又は２種
以上組み合わせて用いることができる。
【００２９】 本発明においては、成形体の作製方法に
ついても特に制限はなく、適宜好ましい方法により行え
ばよい。例えば、排ガス浄化フィルターとして用いられ
るハニカム構造体を作製する場合では、コーディエライ
ト化原料１００質量部に対して、造孔剤５〜４０質量
部、水１０〜４０質量部、並びに、必要に応じて添加さ
れるバインダー３〜５質量部、及び分散剤０．５〜２質
量部を混練した後、真空土練機等で円柱状の坏土とし、
当該坏土をハニカム構造に成形することにより作製する
ことができる。
【００３０】 また、坏土を成形する方法としては、例
えば、押出し成形法、射出成形法又はプレス成形法等を
挙げることができるが、中でも、連続成形が容易である
とともに、セラミックス結晶を配向させて低熱膨張性に
できる点で押出し成形法で行うことが好ましい。
【００３１】 また、成形体の乾燥方法としては、例え
ば、熱風乾燥、マイクロ波乾燥、誘電乾燥、減圧乾燥、
真空乾燥、又は凍結乾燥等を挙げることができ、用いる
セラミックス原料に応じて適切な方法を選択することが
好ましい。なお、コーディエライト化原料を主成分とす
る成形体の場合には、全体を迅速かつ均一に乾燥できる
点で、熱風乾燥とマイクロ波乾燥又は誘電乾燥とを組み
合わせた乾燥工程で行うことが好ましい。
【００３２】 次に、本発明の製造方法においては、成
形体を、焼成雰囲気の温度を、成形体の少なくとも一部
が焼成収縮する温度範囲で、成形体中心部の温度に実質
的に同期させて昇温することにより焼成する。
【００３３】 これにより、焼成時に成形体各部間で、
引張り応力が発生しないため、クラックを発生させるこ
となく高気孔率のセラミックス構造体を得ることができ
る。
【００３４】 ここで、本明細書中、「中心部」とはハ
ニカム構造体の中心軸中点付近の隔壁部分を意味する。
【００３５】 また、「成形体の少なくとも一部が熱収
縮する温度範囲」は、成形体を構成する原料により異な
り、例えば、コーディエライト化原料を主成分とする成
形体であれば、８００〜１２００℃であり、リン酸ジル
コニウムを主成分とする成形体であれば、１０００〜１
２００℃である。
【００３６】 更に、「実質的に同期」とは、クラック
の発生を抑制するという効果が得られる範囲で、焼成雰
囲気の温度を、成形体中心部の温度に対して特定の範囲
内としながら昇温させることを意味する。具体的には、
成形体を構成する原料の収縮率によってその範囲は多少
変動するが、成形体の中心部の温度に対して、−１５０
〜＋５０℃程度の温度範囲である。
【００３７】 従って、本発明においてコーディエライ
ト化原料を主成分とする成形体を焼成する場合には、焼
成雰囲気の温度を、成形体の少なくとも一部が８００〜
１２００℃となる温度範囲で、成形体の中心部の温度に
対して、−１５０〜＋５０℃の温度範囲に制御しながら
昇温することが好ましく、−１２０〜＋３０℃の温度範
囲に制御しながら昇温することがより好ましく、−１０
０〜＋２０℃の温度範囲に制御しながら昇温することが
特に好ましい。
【００３８】 本発明において、焼成雰囲気の温度を成
形体の中心部の温度に同期させる方法としては、例え
ば、成形体の中心部の温度を測定しながら、焼成雰囲気
を、測定した成形体の中心部の温度に追従させる方法、
或いは予め試験的焼成を行い、その結果から、焼成雰囲
気の温度が、成形体の中心部の温度に同期する昇温プロ
グラムを求め、同プログラムに従って焼成する方法を挙
げることができ、中でも、作業容易性の点で、後者の方
法が好ましい。
【００３９】 但し、何れの方法でも、焼成雰囲気の昇
温速度は、制御が容易な範囲で設定することが好まし
い。具体的には、焼成雰囲気温度を、用いた造孔剤のう
ち４００℃以上で燃焼する造孔剤の燃焼開始温度から成
形体の焼成収縮が起らなくなるまでの温度範囲で、１０
〜８０℃／ｈｒの速度で昇温することが好ましく、例え
ば、コーディエライト化原料を主成分とし、カーボンを
造孔剤として含有する成形体を焼成する場合には、カー
ボンの種類、成形体の大きさ等によっても異なるが、４
００〜１２００℃の範囲で、１０〜８０℃／ｈｒの速度
で昇温することが好ましい。
【００４０】 他方、成形体の中心部と焼成雰囲気との
温度差は、焼成雰囲気の昇温速度の他、造孔剤の種類若
しくは含有量、焼成雰囲気の酸素含有量、又は成形体の
形状若しくは大きさ等の要因によっても影響を受ける。
従って、これらの要因の少なくとも１つを調整して、両
温度を同期させることが、上記焼成雰囲気の昇温速度を
制御容易な範囲とすることができる点で好ましい。
【００４１】 特に、本発明においては、成形体の体積
等が異なる成形体でも、焼成工程を同時に行うことがで
き、生産効率上極めて有利な点で、少なくとも４００〜
１２００℃の範囲内で燃焼する造孔剤の量を増減する温
度制御方法を含ませることが好ましい。
【００４２】 本発明において４００〜１２００℃の範
囲内で燃焼する造孔剤としては、４００℃未満で燃焼す
る造孔剤と併用した際、４００℃未満で燃焼する造孔剤
が燃え尽きて、成形体の強度が小さくなった後でも、造
孔剤の残存により焼成時における成形体の剛性を確保で
きる点でカーボンが好ましい。また、カーボンとして
は、例えば、グラファイト、活性炭等を挙げることがで
き、例えば、活性炭は、４００〜１２００℃の範囲内で
燃焼する造孔剤として、グラファイトは、６００〜１２
００℃の範囲内で燃焼する造孔剤として用いることがで
きる。
【００４３】 また、カーボンを造孔剤として用いる場
合には、燃焼の際の発熱を利用して焼成雰囲気と成形体
中心部との温度差を容易に制御できるようにするため、
コーディエライト化原料１００質量部に対して５〜２５
質量部含有させることが好ましい。
【００４４】 もっとも、前述したように、好適なカー
ボン添加量は、成形体の中心部と焼成雰囲気との温度差
に関わる他の要因によって相対的に変動することにな
る。
【００４５】 そこで、以下に具体的な例を挙げ、成形
体体積及び雰囲気昇温速度との関係において好適なカー
ボン添加量について述べる。なお、図４〜６は、それぞ
れ体積（但し、ここでは、貫通孔等の空間を無視した見
掛け上の体積をいう。）が３Ｌ、１５Ｌ、２８Ｌの成形
体を焼成した際のカーボン添加量と、雰囲気昇温速度の
関係を示すグラフである。
【００４６】 まず、図４に示すように、体積が３Ｌの
成形体を焼成した際には、雰囲気昇温速度（ｙ）と、カ
ーボン添加量（ｘ）が下記関係式（１）に示す関係を満
たす場合に、クラックの発生のないセラミックス構造体
を得ることができる。
【００４７】
【数１】ｙ≧２ｘ＋１０ …（１）
【００４８】 同様に、図５に示すように、体積が１５
Ｌの成形体を焼成した際には、雰囲気昇温速度（ｙ）
と、カーボン添加量（ｘ）が下記関係式（２）及び
（３）に示す関係を満たす場合に、クラックの発生のな
いセラミックス構造体を得ることができる。
【００４９】
【数２】ｙ≧２ｘ …（２）
【００５０】
【数３】ｙ≦２ｘ＋２０ …（３）
【００５１】 更に、図６に示すように体積が２８Ｌの
成形体を焼成した際には、雰囲気昇温速度（ｙ）と、カ
ーボン添加量（ｘ）が下記関係式（４）に示す関係を満
たす場合に、クラックの発生のないセラミックス構造体
を得ることができる。
【００５２】
【数４】ｙ≦２ｘ＋１０ …（４）
【００５３】 なお、以上は、成形体体積及び雰囲気昇
温速度との関係において好適なカーボン添加量について
説明したものであるが、その他の要因についても同様、
即ち、他の各要因との関係で好適な範囲は異なることと
なる。
【００５４】 次に、本発明においてコーディエライト
化原料を主成分とする成形体を焼成する場合には、成形
体の中心部と焼成雰囲気との温度差を、４００〜１２０
０℃の範囲内で燃焼する造孔剤の量で制御しながら、気
孔率を、４００〜１２００℃の範囲内で燃焼する造孔剤
の量と、４００℃未満の温度で燃焼する造孔剤の量とを
増減して制御する方法がより好ましい。この方法による
と、成形体の中心部と焼成雰囲気との温度差のみを考慮
して、４００〜１２００℃の範囲内で燃焼する造孔剤の
添加量を決定することができる。しかも、当該造孔剤の
みで不充分な気孔の形成を４００℃未満の温度で燃焼す
る造孔剤で捕捉することができるので、気孔率をより高
くすることが可能となる。
【００５５】 本発明において、４００℃未満の温度で
燃焼する造孔剤としては、小麦粉、澱粉、フェノール樹
脂、発泡樹脂、発泡済みの発泡樹脂、ポリメチルメタク
リレート、及びポリエチレンテレフタレートよりなる群
から選ばれる少なくとも１種を挙げることができ、中で
も、少量で気孔率５０％以上の極めて高気孔率のセラミ
ックス構造体が得られる点で、発泡樹脂又は発泡済みの
発泡樹脂が好ましく、より高気孔率化が可能な点で、ア
クリル系マイクロカプセル等の発泡済みの発泡樹脂が特
に好ましい。
【００５６】 もっとも、３００〜４００℃の低温で焼
失する発泡樹脂等を多量に添加すると、カーボン等の４
００℃以上で燃焼が始まる造孔剤の燃焼時に、既に多数
の気孔が形成され、当該造孔剤が燃え易い環境となるた
め、昇温速度の制御が困難になる。従って、４００℃未
満の温度で燃焼する造孔剤は、坏土中に、１５質量％未
満で含有させることが好ましく、１０質量％以下で含有
させることがより好ましい。
【００５７】 本発明においては、成形体の中心部と焼
成雰囲気との温度差を、焼成雰囲気の酸素濃度で制御す
ることも可能である。しかし、焼成雰囲気の酸素濃度で
制御する場合には、安全面を考慮する必要もあるため、
４００〜１２００℃の焼成温度時に、焼成雰囲気の酸素
濃度を７〜１７体積％の範囲で制御することが好まし
い。
【００５８】 以上、本発明の製造方法について説明し
たが、本発明の製造方法は、形状、大きさ、構造等を問
わず、各種多孔質セラミックス構造体に適用可能であ
る。但し、造孔剤の燃焼が促進されるため、焼成雰囲気
と中心部との温度差が大きくなり易い、高気孔率の多孔
質ハニカム構造体の製造方法に、特に好ましく適用する
ことができる。
【００５９】
【実施例】 以下、本発明を実施例により具体的に説明
するが、本発明はこれら実施例によって何ら限定される
ものではない。なお、各実施例及び比較例についての評
価を以下のようにして行った。
【００６０】（評価方法）各実施例及び比較例に基づい
てハニカム構造体を作製する際に、成形体の中心部と焼
成雰囲気の温度をＲ熱電対により測定して両者の差を求
めた。また、各実施例及び比較例に基づいて製造された
ハニカム構造体１００個について、肉眼にてクラックの
有無及び位置を確認した。
【００６１】（実施例１）まず、タルク（平均粒径２１
μｍ）３９．８質量％、カオリン（平均粒径１１μｍ）
１８．５質量％、アルミナ（平均粒径７μｍ）１４．０
質量％、水酸化アルミニウム（平均粒径２μｍ）１５．
２質量％、シリカ（平均粒径２５μｍ）１２．５質量％
の割合で混合してコーディエライト化原料を調整した。
【００６２】 次いで、このコーディエライト化原料１
００質量部に対して、カーボン（平均粒径５３μｍ）１
０．０質量部、発泡樹脂（平均粒径５０μｍ）２．０質
量部、バインダー４質量部、界面活性剤０．５質量部、
水３１質量部を含有する原料を混練機に投入し、３０分
混練し坏土を得た。
【００６３】 次いで、得られた坏土を真空土練機に投
入、混練して円柱状とした後、押出し成形機に投入して
ハニカム状に成形した。また、この成形体を、誘電乾燥
の後、熱風乾燥で絶乾し、所定の寸法に両端面を切断し
た。
【００６４】 最後に、４００〜１２００℃（カーボン
が燃焼し始め、焼成収縮が起らなくなるまでの温度範
囲）、焼成雰囲気の酸素濃度１０〜１５体積％で、表１
に示すＮｏ．３の昇温プログラムで焼成して、体積：３
Ｌ（サイズ：φ１５０ｍｍ×Ｌ１５０ｍｍ）で、隔壁厚
さ：３００μｍ、セル数：３００セル／ｉｎｃｈ2（４
６．５×１０-2／ｍｍ2）のハニカム構造体を製造し
た。製造条件及び評価結果を表１、２にまとめて示す。
また、成形体中心部と焼成雰囲気の昇温状態を図７に示
す。
【００６５】（実施例２〜６及び比較例１〜５）それぞ
れ、表１及び表２に示す昇温プログラムで焼成したこ
と、及び表２に示す体積（３Ｌ（サイズ：φ１５０ｍｍ
×Ｌ１５０ｍｍ）、１５Ｌ（サイズ：φ２５０ｍｍ×Ｌ
３００ｍｍ）、２８Ｌ（サイズ：φ３００ｍｍ×Ｌ４０
０ｍｍ））のハニカム構造体としたこと以外は、実施例
１と同様にしてハニカム構造体を製造した。製造条件及
び評価結果を表１、２にまとめて示す。また、成形体中
心部と焼成雰囲気の昇温状態を図７、８に示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
【表２】
【００６８】（評価）表２及び図７、８に示すように、
比較例１、及び２の製造方法では、成形体の中心部の温
度が８００〜１２００℃の範囲において、焼成雰囲気温
度の成形体中心部の温度に対する較差は、最大で−１５
０℃を超えていた。また、いずれの製造方法でも、作製
したハニカム構造体１００個いずれもクラックを発生さ
せ、クラックの位置は、中心部付近が主であった。
【００６９】 また、比較例３、４、及び５の製造方法
では、成形体の中心部の温度が８００〜１２００℃の範
囲において、焼成雰囲気温度の成形体中心部の温度に対
する較差は、最大で＋５０℃を超えていた。また、いず
れの製造方法でも、作製したハニカム構造体１００個い
ずれもクラックを発生させ、クラックの位置は、外表面
付近が主であった。
【００７０】 これに対して、実施例１〜６の製造方法
では、成形体の中心部の温度が８００〜１２００℃の範
囲において、焼成雰囲気温度の成形体中心部の温度に対
する較差は、最大で−１５０〜＋５０℃の範囲内であっ
た。また、いずれの製造方法でも、作製したハニカム構
造体１００個いずれもクラックが発生しておらず、クラ
ック発生率は０％であった。
【００７１】（実施例７及び比較例６、７）表１に示す
昇温プログラムＮｏ．２で焼成したこと、コーディエラ
イト化原料１００質量部に対して、カーボン（平均粒径
５３μｍ）を２０．０質量部含有する原料を用いたこ
と、並びにそれぞれ表２に示す体積（３Ｌ（サイズ：φ
１５０ｍｍ×Ｌ１５０ｍｍ）、１５Ｌ（サイズ：φ２５
０ｍｍ×Ｌ３００ｍｍ）、２８Ｌ（サイズ：φ３００ｍ
ｍ×Ｌ４００ｍｍ））のハニカム構造体としたこと以外
は、実施例１と同様にしてハニカム構造体を製造した。
製造条件及び評価結果を表３にまとめて示す。また、成
形体中心部と焼成雰囲気の昇温状態を図９に示す。
【００７２】
【表３】
【００７３】（実施例８、９）表１に示す昇温プログラ
ムＮｏ．２で焼成したこと、それぞれコーディエライト
化原料１００質量部に対して、カーボン（平均粒径５３
μｍ）を、５．０質量部、１０．０質量部を含有する原
料を用いたこと、並びにそれぞれ表２に示す体積（３Ｌ
（サイズ：φ１５０ｍｍ×Ｌ１５０ｍｍ）、１５Ｌ（サ
イズ：φ２５０ｍｍ×Ｌ３００ｍｍ））のハニカム構造
体としたこと以外は、実施例１と同様にしてハニカム構
造体を製造した。製造条件及び評価結果を実施例７とと
もに表４にまとめて示す。また、成形体中心部と焼成雰
囲気の昇温状態を図１０に示す。
【００７４】
【表４】
【００７５】（評価）表３及び図９に示すように、カー
ボン添加量を１５質量％と一定にして、成形体体積をそ
れぞれ３Ｌ、１５Ｌ、２８Ｌとした成形体を、昇温プロ
グラム２（４００〜１２００℃で昇温速度２０℃／ｈ
ｒ）で焼成した場合、最も大きな成形体（体積が２８
Ｌ）を焼成した実施例７では、得られたハニカム構造体
１００個総てでクラックが発生しなかったものの、最も
小さい成形体（体積が３Ｌ）を焼成した比較例６、及び
中間の成形体（体積が１５Ｌ）を焼成した比較例７で
は、得られたハニカム構造体１００個総てでクラックが
発生し、クラック発生率は１００％であった。
【００７６】 これに対して、表４及び図１０に示すよ
うに、最も小さい成形体（体積が３Ｌ）について、カー
ボンの添加量も５質量％と少なくした実施例８、中間サ
イズの成形体（体積が１５Ｌ）について、カーボンの添
加量も１０質量％と中間量とした実施例９、及び最も大
きい成形体（体積が２８Ｌ）について、カーボンの添加
量を１５質量％と最も多くした実施例７では、それぞれ
４００〜１２００℃で昇温速度２０℃／ｈｒで焼成した
ところ、いずれの製造方法においても作成したハニカム
構造体１００個いずれもクラックが発生しておらず、ク
ラック発生率は０％であった。
【００７７】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明の多孔質
セラミックス構造体の製造方法によれば、低気孔率のみ
ならず高気孔率のセラミックス構造体を製造する場合で
あっても、焼成によりクラックを発生させることのなく
多孔質セラミックス構造体を製造することができる。特
に、特定の造孔剤の添加量を制御する方法では、体積等
が異なる成形体を、同一の焼成工程でクラックを発生さ
せることのなく高気孔率の多孔質セラミックス構造体を
製造することができ、極めて生産効率上有利な製造方法
を提供することができる。なお、本発明の製造方法は、
低気孔率のセラミックスハニカム構造体の製造方法とし
て適用することができるが、特に高気孔率のセラミック
スハニカム構造体の製造方法として好ましく適用するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 焼成工程で、成形体の中心部の温度が焼成雰
囲気温度より高くなった例を示すグラフである。
【図２】 焼成工程で、成形体の中心部の温度が焼成雰
囲気温度より低くなった例を示すグラフである。
【図３】 焼成工程で、成形体の中心部の温度が、焼成
雰囲気温度と略一致した例を示すグラフである。
【図４】 体積が３Ｌの成形体を焼成する際の、４００
〜１２００℃の範囲における昇温速度と、カーボン添加
量との関係を示すグラフである。
【図５】 体積が１５Ｌの成形体を焼成する際の、４０
０〜１２００℃の範囲における昇温速度と、カーボン添
加量との関係を示すグラフである。
【図６】 体積が２８Ｌの成形体を焼成する際の、４０
０〜１２００℃の範囲における昇温速度と、カーボン添
加量との関係を示すグラフである。
【図７】 各実施例及び比較例において、成形体焼成時
における成形体中心部と焼成雰囲気との昇温状態を示す
グラフである。
【図８】 各実施例及び比較例において、成形体焼成時
における成形体中心部と焼成雰囲気との昇温状態を示す
グラフである。
【図９】 各実施例及び比較例において、成形体焼成時
における成形体中心部と焼成雰囲気との昇温状態を示す
グラフである。
【図１０】 各実施例及び比較例において、成形体焼成
時における成形体中心部と焼成雰囲気との昇温状態を示
すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 康 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 Ｆターム(参考） 4G019 GA01 GA02 4G030 AA07 AA36 AA37 CA09 CA10 GA27 HA05 HA08

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 セラミックス原料を主成分とし、造孔剤
    を含有する原料から成形体を作製し、該成形体を、乾
    燥、焼成する多孔質セラミックス構造体の製造方法であ
    って、 該成形体の焼成の際に、焼成雰囲気の温度を、該成形体
    の少なくとも一部が焼成収縮する温度範囲で、該成形体
    中心部の温度に実質的に同期させながら昇温することを
    特徴とする多孔質セラミックス構造体の製造方法。
  2. 【請求項２】 前記造孔剤の量を増減して、前記成形体
    中心部の温度を制御する請求項１に記載の多孔質セラミ
    ックス構造体の製造方法。
  3. 【請求項３】 コーディエライト化原料を主成分とし、
    造孔剤を含有する原料から成形体を作製し、該成形体
    を、乾燥、焼成する多孔質セラミックス構造体の製造方
    法であって、 該成形体の焼成の際に、焼成雰囲気の温度を、該成形体
    の少なくとも一部が８００〜１２００℃となる温度範囲
    で、該成形体の中心部の温度に対して、−１５０〜＋５
    ０℃の範囲に制御しながら昇温することを特徴とする多
    孔質セラミックス構造体の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記成形体中心部の温度を、４００〜１
    ２００℃の範囲で燃焼する造孔剤の量を増減させて制御
    する請求項３に記載の多孔質セラミックス構造体の製造
    方法。
  5. 【請求項５】 前記成形体中心部の温度を、４００〜１
    ２００℃の範囲内で燃焼する造孔剤の量を増減させて制
    御し、かつ気孔率を、該４００〜１２００℃の範囲内で
    燃焼する造孔剤の量と、４００℃未満の温度で燃焼する
    造孔剤の量を増減させて制御する請求項３又は４に記載
    の多孔質セラミックス構造体の製造方法。
  6. 【請求項６】 前記４００〜１２００℃の範囲内で燃焼
    する造孔剤が、カーボンである請求項４又は５に記載の
    多孔質セラミックス構造体の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記４００℃未満の温度で燃焼する造孔
    剤が、小麦粉、澱粉、フェノール樹脂、発泡樹脂、発泡
    済みの発泡樹脂、ポリメチルメタクリレート、及びポリ
    エチレンテレフタレートよりなる群から選ばれる少なく
    とも１種である請求項５又は６に記載の多孔質セラミッ
    クス構造体の製造方法。
  8. 【請求項８】 前記成形体が、カーボンを、コーディエ
    ライト化原料１００質量部に対して５〜２５質量部含有
    し、かつ前記発泡樹脂又は発泡済みの発泡樹脂を、コー
    ディエライト化原料１００質量部に対して１〜５質量部
    含有する請求項３に記載の多孔質セラミックス構造体の
    製造方法。
  9. 【請求項９】 前記焼成雰囲気の温度を、４００〜１２
    ００℃の範囲で、１０〜８０℃／ｈｒの速度で昇温する
    請求項３〜８のいずれか一項に記載の多孔質セラミック
    ス構造体の製造方法。
  10. 【請求項１０】 前記成形体を焼成する際の雰囲気が、
    ４００〜１２００℃の範囲で、７〜１７体積％の酸素を
    有する請求項３〜９のいずれか一項に記載の多孔質セラ
    ミックス構造体の製造方法。
  11. 【請求項１１】 前記請求項１〜１０のいずれか一項に
    記載の多孔質セラミックス構造体が、ハニカム構造体で
    ある多孔質セラミックス構造体の製造方法。
JP2002012115A 2002-01-21 2002-01-21 多孔質セラミックス構造体の製造方法 Pending JP2003212672A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002012115A JP2003212672A (ja) 2002-01-21 2002-01-21 多孔質セラミックス構造体の製造方法
US10/330,238 US20030151155A1 (en) 2002-01-21 2002-12-30 Method for manufacturing a porous ceramic structure
BE2003/0040A BE1017933A3 (fr) 2002-01-21 2003-01-17 Procede de fabrication d'une structure ceramique poreuse.
CNB031017320A CN1268585C (zh) 2002-01-21 2003-01-21 多孔陶瓷结构体的制造方法
US10/896,963 US7429351B2 (en) 2002-01-21 2004-07-23 Method for manufacturing a porous ceramic structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002012115A JP2003212672A (ja) 2002-01-21 2002-01-21 多孔質セラミックス構造体の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003212672A true JP2003212672A (ja) 2003-07-30

Family

ID=27649409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002012115A Pending JP2003212672A (ja) 2002-01-21 2002-01-21 多孔質セラミックス構造体の製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20030151155A1 (ja)
JP (1) JP2003212672A (ja)
CN (1) CN1268585C (ja)
BE (1) BE1017933A3 (ja)

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004060830A1 (ja) * 2003-01-07 2004-07-22 Ngk Insulators, Ltd. セラミックハニカム構造体の焼成方法
WO2005068396A1 (ja) * 2004-01-13 2005-07-28 Ngk Insulators, Ltd. ハニカム構造体及びその製造方法
JP2008110894A (ja) * 2006-10-31 2008-05-15 Denso Corp ハニカム成形体の焼成方法
JP2008110896A (ja) * 2006-10-31 2008-05-15 Denso Corp セラミックハニカム構造体の製造方法
CN100391900C (zh) * 2005-01-28 2008-06-04 余国良 一种陶瓷制品的成形方法及其生产设备
US7605110B2 (en) 2006-04-05 2009-10-20 Denso Corporation Ceramic body, ceramic catalyst body and related manufacturing methods
JP2009242134A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体の製造方法
JP2009541187A (ja) * 2006-05-30 2009-11-26 コーニング インコーポレイテッド コージエライトの形成
JP2010528835A (ja) * 2007-05-31 2010-08-26 コーニング インコーポレイテッド 特定の気孔形成剤を用いて多孔質支持体に無機多孔質被膜を形成する方法
US7838462B2 (en) 2005-01-28 2010-11-23 Denso Corporation Ceramic support capable of supporting catalyst, catalyst-ceramic body and processes for producing same
US7897099B2 (en) 2004-01-13 2011-03-01 Ngk Insulators, Ltd. Method for producing honeycomb structure
US7914728B2 (en) 2004-07-14 2011-03-29 Ngk Insulators, Ltd. Method for manufacturing porous honeycomb structure
EP2362175A1 (en) 2010-02-23 2011-08-31 NGK Insulators, Ltd. Housing for heating and use method of the same, heating jig and use method of the same, and operation method of heating device
JP2011174637A (ja) * 2010-02-23 2011-09-08 Ngk Insulators Ltd 加熱装置の運転方法
CN103623711A (zh) * 2013-11-01 2014-03-12 郭庆 一种中空平板结构过滤陶瓷膜元件制备方法
JP2015535520A (ja) * 2012-11-21 2015-12-14 コーニング インコーポレイテッド コージエライト体を焼成する方法
CN106334443A (zh) * 2016-09-21 2017-01-18 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种焦炉烟气低温脱硫脱硝工艺

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004315346A (ja) * 2003-03-28 2004-11-11 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体
WO2005089901A1 (ja) * 2004-03-23 2005-09-29 Ngk Insulators, Ltd. ハニカム構造体及びその製造方法
US20050218543A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-06 Ngk Insulators, Ltd. Method of controlling pore characteristics of porous structure
WO2006030811A1 (ja) * 2004-09-14 2006-03-23 Ngk Insulators, Ltd. 多孔質ハニカムフィルター
CN101213156B (zh) * 2005-05-31 2014-07-16 康宁股份有限公司 包含成孔剂组合的形成钛酸铝陶瓷的批料混合物和生坯，以及它们的制造和烧制方法
US7575618B2 (en) * 2006-03-30 2009-08-18 Corning Incorporated Reactive binders for porous wall-flow filters
EP2150512B1 (en) * 2007-05-31 2016-01-06 Corning Inc. Aluminum titanate ceramic forming green bodies with pore former and method of manufacturing ceramic articles
US8444737B2 (en) * 2009-02-27 2013-05-21 Corning Incorporated Ceramic structures and methods of making ceramic structures
US9464004B2 (en) 2011-02-28 2016-10-11 Corning Incorporated Method for manufacturing ceramic honeycombs with reduced shrinkage
US8696962B2 (en) 2011-09-16 2014-04-15 Corning Incorporated Methods for reducing defects in ceramic articles and precursors
DE102011054640A1 (de) * 2011-10-20 2013-04-25 Hans Lingl Anlagenbau Und Verfahrenstechnik Gmbh & Co. Kg Aufwärmverfahren und Brennofen
US9259727B2 (en) * 2012-10-23 2016-02-16 Institute of Nuclear Energy Research, Atomic Energy Council, Executive Yuan, R.O.C. Method of modifying nano-porous gas-reforming catalyst with high-temperature stability
CN104258737B (zh) * 2014-09-10 2016-01-27 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 大尺寸薄壁中空平板陶瓷膜的制备方法
US11426488B2 (en) * 2017-05-22 2022-08-30 Hangzhou Erran Technologies Co., Ltd. Bioactive micro-nano pore gradient oxide ceramic film
CN109734415A (zh) * 2019-03-19 2019-05-10 长沙理工大学 一种燃气具用红色多孔陶瓷炉头的制备方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0745348B2 (ja) * 1988-02-10 1995-05-17 日本碍子株式会社 セラミックハニカム構造体の焼成法
US5256347A (en) * 1988-02-25 1993-10-26 Ngk Insulators, Ltd. Method of firing ceramic honeycomb structure
US5592686A (en) * 1995-07-25 1997-01-07 Third; Christine E. Porous metal structures and processes for their production
EP1042640B1 (en) * 1997-12-02 2006-03-22 Corning Incorporated Method for firing ceramic honeycomb bodies in a tunnel kiln
EP1036048B2 (en) * 1997-12-02 2022-03-30 Corning Incorporated Method for firing ceramic honeycomb bodies
JP3434197B2 (ja) * 1998-04-03 2003-08-04 三菱重工業株式会社 オゾン吸着剤、オゾン吸着用成形体及びその製造方法
WO2001060574A1 (en) * 2000-02-18 2001-08-23 Ngk Insulators, Ltd. Method for producing ceramic structure

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004060830A1 (ja) * 2003-01-07 2004-07-22 Ngk Insulators, Ltd. セラミックハニカム構造体の焼成方法
US7897099B2 (en) 2004-01-13 2011-03-01 Ngk Insulators, Ltd. Method for producing honeycomb structure
WO2005068396A1 (ja) * 2004-01-13 2005-07-28 Ngk Insulators, Ltd. ハニカム構造体及びその製造方法
US7914728B2 (en) 2004-07-14 2011-03-29 Ngk Insulators, Ltd. Method for manufacturing porous honeycomb structure
CN100391900C (zh) * 2005-01-28 2008-06-04 余国良 一种陶瓷制品的成形方法及其生产设备
US7838462B2 (en) 2005-01-28 2010-11-23 Denso Corporation Ceramic support capable of supporting catalyst, catalyst-ceramic body and processes for producing same
US7605110B2 (en) 2006-04-05 2009-10-20 Denso Corporation Ceramic body, ceramic catalyst body and related manufacturing methods
JP2009541187A (ja) * 2006-05-30 2009-11-26 コーニング インコーポレイテッド コージエライトの形成
JP2008110894A (ja) * 2006-10-31 2008-05-15 Denso Corp ハニカム成形体の焼成方法
JP2008110896A (ja) * 2006-10-31 2008-05-15 Denso Corp セラミックハニカム構造体の製造方法
JP2010528835A (ja) * 2007-05-31 2010-08-26 コーニング インコーポレイテッド 特定の気孔形成剤を用いて多孔質支持体に無機多孔質被膜を形成する方法
JP2009242134A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体の製造方法
EP2362175A1 (en) 2010-02-23 2011-08-31 NGK Insulators, Ltd. Housing for heating and use method of the same, heating jig and use method of the same, and operation method of heating device
JP2011174637A (ja) * 2010-02-23 2011-09-08 Ngk Insulators Ltd 加熱装置の運転方法
US9097463B2 (en) 2010-02-23 2015-08-04 Ngk Insulators, Ltd. Housing for heating and use method of the same, heating jig and use method of the same, and operation method of heating device
JP2015535520A (ja) * 2012-11-21 2015-12-14 コーニング インコーポレイテッド コージエライト体を焼成する方法
CN103623711A (zh) * 2013-11-01 2014-03-12 郭庆 一种中空平板结构过滤陶瓷膜元件制备方法
CN106334443A (zh) * 2016-09-21 2017-01-18 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种焦炉烟气低温脱硫脱硝工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN1268585C (zh) 2006-08-09
BE1017933A3 (fr) 2009-12-01
CN1434000A (zh) 2003-08-06
US20030151155A1 (en) 2003-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003212672A (ja) 多孔質セラミックス構造体の製造方法
US7429351B2 (en) Method for manufacturing a porous ceramic structure
JP4311609B2 (ja) 多孔質セラミックス体の製造方法
JP2604876B2 (ja) セラミックハニカム構造体の製造方法
JP4094830B2 (ja) 多孔質ハニカムフィルター及びその製造方法
JP2981034B2 (ja) セラミックハニカム構造体の焼成方法
JP4222600B2 (ja) セラミックハニカム構造体の焼成方法
KR20040023790A (ko) 다공질 세라믹체의 제조 방법
US8101117B2 (en) Controlled gas pore formers in extruded ware
MX2011010000A (es) Metodo y substrato para curar una estructura de panal.
JP2007021483A (ja) ハニカム構造体
JPS6327303B2 (ja)
JP2004154692A (ja) ハニカム構造体
JP2002326881A (ja) 多孔質セラミックスの製造方法
KR20110114542A (ko) 상이한 플러깅 재료와 입구 및 출구 표면을 갖는 여과 구조체
JP2562186B2 (ja) 多孔質セラミックハニカム構造体の製法
JP2006232590A (ja) セラミック構造体の製造方法
JP2002160976A (ja) セラミックハニカム構造体の製造方法
JP5294057B2 (ja) チタン酸アルミニウム質セラミックハニカム構造体の製造方法
JP2007045686A (ja) 多孔質セラミックス構造体の製造方法
JP2002234780A (ja) 多孔質セラミックハニカム構造体の製造方法
WO2006046542A1 (ja) ハニカム構造体の製造方法及びハニカム構造体
JP2000001365A (ja) ハニカム構造体及びその製造方法
JPH1179851A (ja) セラミックハニカム構造体の焼成方法
JP2002284582A (ja) セラミックハニカム体の焼成方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050810

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060214

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060406

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060509