專利名稱：堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法。更詳細(xì)地說，是關(guān)于能夠得到壓力損失減小的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法。
背景技術(shù)：
考慮到內(nèi)燃機(jī)、鍋爐等排出的廢氣體中的微?；蛴泻ξ镔|(zhì)對(duì)環(huán)境的影響，從廢氣中去除這些有害物質(zhì)的必要性在提高。特別是，在世界范圍內(nèi)越來越強(qiáng)化關(guān)于去除從柴油機(jī)排出的微粒(以下有時(shí)稱為“PM”)的規(guī)定，作為用于去除PM的捕集過濾器(柴油機(jī)顆粒物過濾器，以下有時(shí)稱為“DPF”)，由蜂窩結(jié)構(gòu)體構(gòu)成的過濾器(蜂窩狀過濾器)的使用受到人們的關(guān)注，目前已經(jīng)提出了各種各樣的系統(tǒng)。上述的DPF，通常是由多孔質(zhì)的隔壁分隔成為構(gòu)成流體流路的許多個(gè)孔格(cell)而形成的，通過將這些孔格交替地封口，構(gòu)成孔格的多孔質(zhì)的隔壁起到過濾器作用。另外，作為DPF的材質(zhì)，適合使用熱膨脹系數(shù)小、耐熱沖擊性高的堇青石。
這樣的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體，例如可以按以下所述來制造，即，使用含有成為氧化鋁源的氧化鋁源原料的堇青石化原料得到粘土，將得到的粘土擠出成形為蜂窩形狀，得到由隔壁分隔形成許多孔格的蜂窩成形體，將得到的蜂窩狀成形體干燥而得到蜂窩狀干燥體，然后將所得到的蜂窩狀干燥體燒成(例如參見特開2003-40687號(hào)公報(bào))。
使用這樣制成的蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩狀過濾器，安裝在柴油機(jī)的排氣系統(tǒng)中使用，為了能夠充分地發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，要求其壓力損失減低。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在以往的制造方法中，不能有效地減低所得到的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的壓力損失，特別是在維持所得到的堇青石質(zhì)的組成或氣孔率的情況下，不能減低其壓力損失。
本發(fā)明就是鑒于這樣的現(xiàn)有技術(shù)問題而完成的，本發(fā)明提供了能夠得到壓力損失減低的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法。
為了解決上述的問題，本發(fā)明人進(jìn)行了深入細(xì)致地研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在以往的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法中，使用的堇青石化原料中含有的氧化鋁源原料是含有許多圓(球)形度較低的粒子即較扁平的粒子而構(gòu)成的，在使用這樣的粘土進(jìn)行擠出成形時(shí)，該扁平粒子排列在蜂窩狀成形體的隔壁的表面，多孔質(zhì)體的氣孔的開口部不能充分地形成，這一事實(shí)導(dǎo)致阻礙作為最終制品的蜂窩結(jié)構(gòu)體的壓力損失的減低。因此，本發(fā)明人想到，使用以規(guī)定的比例含有規(guī)定形狀的氧化鋁源原料粒子的氧化鋁源原料可以解決上述問題，從而完成了本發(fā)明。即，按照本發(fā)明，提供了以下的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法(1)堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，包括添加氧化鋁源原料和二氧化硅源原料以及氧化鎂源原料而得到堇青石化原料，使用所得到的上述堇青石化原料得到粘土，將所得到的上述粘土擠出成形為蜂窩形狀，得到由隔壁間隔形成許多孔格的蜂窩狀成形體，將所得到的上述蜂窩狀成形體干燥而得到蜂窩狀干燥體，將所得到的上述蜂窩狀干燥體燒成，制成堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，至少作為上述氧化鋁源原料，相對(duì)于上述堇青石化原料的總質(zhì)量，添加10質(zhì)量％以上的、圓形度0.70以上而且平均粒徑1～10μm的第一氧化鋁源原料，得到上述堇青石化原料。
(2)上述(1)中記載的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，作為上述第一氧化鋁源原料，使用氧化鋁和/或氫氧化鋁的粒子。
(3)上述(1)或(2)中記載的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，上述第一氧化鋁源原料的圓形度是0.80以上。
(4)上述(1)～(3)中任一項(xiàng)記載的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，相對(duì)于上述第一氧化鋁源原料的總質(zhì)量，上述第一氧化鋁源原料含有10質(zhì)量％以上的粒徑5μm以上的粒子。
(5)堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體，該堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體是按以下所述方法制得的，即，添加氧化鋁源原料和二氧化硅源原料以及氧化鎂源原料而得到堇青石化原料，使用所得到的上述堇青石化原料得到粘土，將所得到的上述粘土擠出成形為蜂窩形狀，得到由隔壁間隔形成許多孔格的蜂窩狀成形體，將所得到的上述蜂窩狀成形體干燥而得到蜂窩狀干燥體，將所得到的上述蜂窩狀干燥體燒成，得到堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，至少作為上述氧化鋁源原料，相對(duì)于上述堇青石化原料的總質(zhì)量，添加10質(zhì)量％以上的、圓形度0.70以上而且平均粒徑1～10μm的第一氧化鋁源原料，得到上述堇青石化原料。
(6)上述(5)中記載的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，構(gòu)成上述堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的上述隔壁是多孔質(zhì)體，在上述隔壁的表面形成的氣孔的開口部的面積相對(duì)于構(gòu)成上述堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的上述隔壁的表面為平面時(shí)的總面積的比例是30～50％。
按照本發(fā)明的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，通過在隔壁的表面形成許多多孔質(zhì)體的氣孔的開口部，可以得到壓力損失減低的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體。這樣，在維持作為制品的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的組成或氣孔率的情況下，可以減低其壓力損失，能夠得到耐沖擊性和耐熱性俱佳的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體。另外，將所得到的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體用來作為催化劑載體時(shí)，在其隔壁的表面上容易載持催化劑，因而能夠適合使用。


圖1是表示按照本發(fā)明的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法的一個(gè)實(shí)施方式得到的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體一例的斜視圖。
符號(hào)說明1堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體，2隔壁，3孔格。
具體實(shí)施例方式
以下，具體地說明用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式，但本發(fā)明不受此限制，只要不脫離本發(fā)明的范圍，基于專業(yè)人員的知識(shí)，可以進(jìn)行各種變更、修改、改進(jìn)。
本發(fā)明的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體制造方法的一個(gè)實(shí)施方式是，添加氧化鋁源原料和二氧化硅源原料以及氧化鎂源原料而得到堇青石化原料，使用所得到的堇青石化原料得到粘土，將得到的粘土擠出成形為蜂窩形狀，得到由隔壁間隔形成許多孔格的蜂窩狀成形體，將得到的蜂窩狀成形體干燥而得到蜂窩狀干燥體，將得到的蜂窩狀干燥體燒成，制成堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體(以下有時(shí)簡(jiǎn)稱為“蜂窩結(jié)構(gòu)體”)，其中，至少作為氧化鋁源原料，相對(duì)于堇青石化原料的總質(zhì)量，添加10質(zhì)量％以上(即10-100質(zhì)量％)的、圓形度0.70以上(即從圓形度0.70至正圓的圓形度的1.00)而且平均粒徑1～10μm的第一氧化鋁源原料，得到堇青石化原料。
在以往的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法中，構(gòu)成用于得到粘土的堇青石化原料的氧化鋁源原料，使用含有許多圓形度較低的粒子、即比較扁平的粒子的氧化鋁源原料，因此，在制造多孔質(zhì)的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體時(shí)，在擠出成形的蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔壁的表面排列了較平坦的氧化鋁源原料的粒子，隔壁的表面就不太形成氣孔的開口部。
在本實(shí)施方式的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法中，如上所述，在得到堇青石化原料時(shí)，至少作為氧化鋁源原料，使用相對(duì)于堇青石化原料的總質(zhì)量，添加10質(zhì)量％以上(即10-100質(zhì)量％)的、圓形度0.70以上(即0.70～1.00)且平均粒徑1～10μm的第一氧化鋁源原料，因此，當(dāng)氧化鋁源原料的粒子排列在隔壁的表面時(shí)，由于粒子表面的曲率而產(chǎn)生間隙，該間隙成為氣孔的開口部，從而可以減小得到的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的壓力損失。
另外，氧化鋁源原料的粒子，是在堇青石化原料中熔點(diǎn)較高、作為骨料能夠特別有效地發(fā)揮作用的粒子。另外，按照本實(shí)施方式的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，即使原樣維持作為制品的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的組成或氣孔率，也能夠減低其壓力損失，因此，可以得到耐沖擊性和耐熱性俱佳的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體。另外，用來作為催化劑載體時(shí)，在隔壁的表面上氣孔開口部較多，因而容易載持催化劑，能夠適合使用。
再者，本說明書中所說的“圓形度”，是表征從平面看對(duì)象粒子時(shí)其形狀偏離圓形的程度的指標(biāo)，使用流動(dòng)式粒子圖像分析裝置(例如商品名FPIA-2000，シスメツクス株式會(huì)社制等)，測(cè)定該粒子的投影面積S和周長(zhǎng)L，根據(jù)下述式(1)計(jì)算出圓形度SD。在該指標(biāo)中，圓形度1.00是真正的圓，該值越小，表示與真正圓的偏差越大。
SD＝4πS/L2(1)式中，SD圓形度，S投影面積，L周長(zhǎng)。
另外，在本說明書中，所謂“平均粒徑”，是指以斯托克斯的液相沉降法作為測(cè)定原理，利用X射線透射法進(jìn)行檢測(cè)，用X射線透射式粒度分布測(cè)定裝置(例如商品名セデイグラフ5000-02型，株式會(huì)社島津制作所制等)測(cè)定的50％粒徑的值。セデイグラフ5000-02型的測(cè)定范圍是0.1～300μm。
用本實(shí)施方式的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法制造的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體，是圖1中所示的由多孔的隔壁2間隔形成多個(gè)孔格3的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體1。
該堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體1是按以上所述得到的，即，添加氧化鋁源原料和二氧化硅源原料以及氧化鎂源原料而得到堇青石化原料，使用所得到的堇青石化原料得到粘土，將得到的粘土擠出成形為蜂窩形狀，得到由隔壁間隔形成多個(gè)孔格的蜂窩狀成形體，將得到的蜂窩狀成形體干燥而得到蜂窩狀干燥體，將得到的蜂窩狀干燥體燒成，得到堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，堇青石化原料是按以下所述得到的至少作為氧化鋁源原料，相對(duì)于堇青石化原料的總質(zhì)量，添加10質(zhì)量％以上(即10-100質(zhì)量％)的、圓形度0.70以上(即，從圓形度0.70至真正圓的圓形度1.00)而且平均粒徑1～10μm的第一氧化鋁源原料。
另外，對(duì)于所得到的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體1的總體形狀沒有特別地限制，例如，除了像圖1所示的圓筒狀以外，可舉出四棱柱狀、三棱柱狀等形狀。另外，關(guān)于孔格的形狀(與孔格3的形成方向垂直的斷面的孔格形狀)也沒有特別地限制，例如，除了像圖1所示的四方形孔格以外，還可舉出六角形孔格、三角形孔格、圓形孔格等形狀。再者，這樣的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體，例如可以將催化劑載持在多孔質(zhì)的隔壁表面或氣孔中，用來作為催化劑載體使用。另外，將多個(gè)孔格的一方的開口部和另一方的開口部交錯(cuò)地密封，也能夠作為過濾器使用。
再者，在用本實(shí)施方式的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法制造的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體中，構(gòu)成堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔壁是多孔質(zhì)體，在隔壁的表面形成的氣孔的開口部的面積相對(duì)于該隔壁的表面作為平面時(shí)的總面積的比例(以下，有時(shí)簡(jiǎn)稱為“氣孔的開口面積的比例”)優(yōu)選的是30～50％。氣孔的開口面積的比例為上述范圍時(shí)，對(duì)于過濾器等用途來說可以保持足夠的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)，壓力損失也減低了。
上述氣孔的開口面積的比例可以按以下所述計(jì)算出來，即，用掃描電子顯微鏡(SEM)將所得到的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔壁表面照像，通過圖像處理將得到的圖像進(jìn)行二值化處理，得到以隔壁的表面作為平面時(shí)的總面積和在隔壁的表面形成的氣孔的開口面積，根據(jù)得到的值計(jì)算出其比例。
以下，對(duì)于本實(shí)施方式的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法的實(shí)施方式，進(jìn)一步逐個(gè)工序詳細(xì)地進(jìn)行說明。首先，添加成為堇青石組成中的氧化鋁源、二氧化硅源和氧化鎂源的氧化鋁源原料和二氧化硅源原料以及氧化鎂源原料，得到堇青石化原料，在得到的堇青石化原料中加入水等分散劑，進(jìn)行混合、混煉得到粘土。所謂堇青石化原料，是指通過燒成能夠轉(zhuǎn)變成堇青石的物質(zhì)，具體地說，是含有上述的二氧化硅源原料、氧化鋁源原料和氧化鎂源原料的混合物。通常，使用將這些原料的粒子按照燒成后的組成為堇青石的理論組成(2MgO·2Al2O3·5SiO2)進(jìn)行混合的混合物，具體地說，使用將二氧化硅源原料的粒子按二氧化硅換算為47～53質(zhì)量％、氧化鋁源原料的粒子按氧化鋁換算為32～38質(zhì)量％、氧化鎂源原料的粒子按氧化鎂換算為12～16質(zhì)量％的比例混合成的混合物。這樣的原料的粒子，成為多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)的骨料。如上所述，本實(shí)施方式的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于，至少作為氧化鋁源原料，相對(duì)于堇青石化原料的總質(zhì)量添加10質(zhì)量％以上(即10-100質(zhì)量％)的、圓形度0.70以上(即0.70～1.00)且平均粒徑1～10μm的第一氧化鋁源原料，得到堇青石化原料。
氧化鋁源原料，只要是氧化鋁、含有氧化鋁的復(fù)合氧化物或者通過燒成轉(zhuǎn)變成氧化鋁的物質(zhì)等的粒子即可。不過，優(yōu)先使用雜質(zhì)少的可以購得的市售品氧化鋁或者氫氧化鋁(Al(OH)3)的粒子，進(jìn)一步優(yōu)選的是，將氧化鋁和氫氧化鋁的粒子并用。另外，高嶺土(Al2O3·2SiO2·2H2O)或莫來石(3Al2O3·2SiO2)等粒子是起到氧化鋁源和二氧化硅源作用的物質(zhì)，因此也可以作為氧化鋁源原料使用。再者，在氧化鋁源原料含有規(guī)定的比例以上的上述形狀的第一氧化鋁源原料時(shí)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)堇青石的理論組成所必需的其他氧化鋁源原料粒子的形狀或粒徑?jīng)]有特別的限制。
再有，在本實(shí)施方式中，第一氧化鋁源原料的圓形度優(yōu)選的是0.80～1.00，特別優(yōu)選的是0.85～1.00。這樣，隨著第一氧化鋁源原料的圓形度進(jìn)一步提高，即第一氧化鋁源原料更接近于球形，在隔壁表面形成的氣孔的開口部增多，能夠更好地獲得減小所得到的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的壓力損失的效果。另外，圓形度高的粒子，在燒成時(shí)加熱至高溫下能穩(wěn)定地存在，氣孔徑容易控制，這一點(diǎn)上也是令人滿意的。再者，第一氧化鋁源原料的圓形度不到0.70時(shí)，隔壁表面就不太形成氣孔的開口部，因此不能得到減低壓力損失的效果。另外，第一氧化鋁源原料的圓形度不到0.80時(shí)，減低壓力損失的效果有時(shí)會(huì)降低。
再者，為了得到本發(fā)明的效果，第一氧化鋁源原料的圓形度越高越好，不過，這對(duì)于生產(chǎn)率、制造成本等往往是不利的。從這樣的角度考慮，第一氧化鋁源原料的圓形度的最大值是0.90為宜。即，在本實(shí)施方式的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法中，第一氧化鋁源原料的圓形度優(yōu)選的是0.70～0.90，更優(yōu)選的是0.80～0.90，特別優(yōu)選的是0.85～0.90。
作為獲得上述圓形度的粒子的方法(球狀化處理)，可以舉出在其熔點(diǎn)以上的溫度加熱處理規(guī)定的氧化鋁源原料粒子的方法。通過將規(guī)定的氧化鋁源原料粒子在其熔點(diǎn)以上的溫度加熱處理，其表面熔融，可以得到棱角部分少的球狀粒子(第一氧化鋁源原料)。例如，氧化鋁的熔點(diǎn)是2050℃，因而采用在2050℃以上的火焰中加熱處理的方法等，容易進(jìn)行球狀化處理，可以簡(jiǎn)便地得到圓形度0.70以上(即0.70～1.00)的第一氧化鋁源原料粒子。再者，加熱處理時(shí)的溫度，優(yōu)先選擇從對(duì)象物質(zhì)的熔點(diǎn)至高于其熔點(diǎn)300℃的溫度。因此，對(duì)氧化鋁源原料粒子進(jìn)行上述加熱處理時(shí)，優(yōu)先選擇在2050～2350℃的火焰中進(jìn)行加熱處理。
另外，也能夠適合使用通過噴射氣流將規(guī)定的氧化鋁源原料粒子進(jìn)行粉碎處理的方法。通過噴射氣流將規(guī)定的氧化鋁源原料粒子進(jìn)行粉碎處理，將規(guī)定的氧化鋁源原料粒子的表面磨損，就能夠得到棱角部分少的球狀粒子。具體地可舉出，使用噴射式粉碎機(jī)等裝置，和空氣或氮?dú)獾雀邏簹怏w一起從噴嘴加壓噴射規(guī)定的氧化鋁源原料粒子，利用規(guī)定的氧化鋁源原料粒子自身的摩擦或撞擊進(jìn)行粉碎的方法等。
另外，還可以采用利用噴射氣流將規(guī)定的氧化鋁源原料粒子粉碎處理的方法。通過用噴射氣流將規(guī)定的氧化鋁源原料粒子粉碎處理，規(guī)定的氧化鋁源原料粒子的表面磨損，可以得到棱角部分少的球狀粒子。具體地說，使用噴射粉碎機(jī)等裝置，與空氣或氮?dú)獾雀邏簹怏w一起，由噴咀中加壓噴射規(guī)定的氧化鋁源原料粒子，利用規(guī)定的氧化鋁源原料粒子本身的磨擦和沖撞進(jìn)行粉碎處理。
另外，在本實(shí)施方式中，作為氧化鋁源原料，相對(duì)于堇青石化原料的總質(zhì)量必須加入10質(zhì)量％以上(即10～100質(zhì)量％)的上述第一氧化鋁源原料，得到堇青石化原料，但為了更可靠地得到壓力損失減低的效果，相對(duì)堇青石化原料的總質(zhì)量，優(yōu)選的是添加15質(zhì)量％以上(即15～100質(zhì)量％)的第一氧化鋁源原料，特別優(yōu)選的是添加20質(zhì)量％以上(即20～100質(zhì)量％)。另外，在第一氧化鋁源原料相對(duì)于堇青石化原料的總質(zhì)量不到10質(zhì)量％時(shí)，第一氧化鋁源原料過少，不能充分地得到減低壓力損失的效果。
另外，例如，取決于氧化鋁源原料的種類，也存在可以不進(jìn)行球狀化處理的粒子。例如，對(duì)于高嶺土等，有時(shí)優(yōu)先選擇不進(jìn)行球狀化處理。這是因?yàn)?，在采用由具有與要形成的隔壁互補(bǔ)形狀的縫口的模頭擠出的擠出成形得到蜂窩狀的成形體時(shí)，板狀結(jié)晶的滑石或高嶺土在通過模頭的縫口時(shí)發(fā)生取向，因此，使得最終得到的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體低熱膨脹化，起到良好的效果。
為此，作為第一氧化鋁源原料的上限，優(yōu)先選擇規(guī)定為33質(zhì)量％。即，在考慮第一氧化鋁源原料的優(yōu)先選擇的上限時(shí)，相對(duì)于堇青石化原料的總質(zhì)量，優(yōu)選添加10～33質(zhì)量％的第一氧化鋁源原料，更優(yōu)選添加15～33質(zhì)量％，特別優(yōu)選添加20～33質(zhì)量％。
另外，在本實(shí)施方式的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法中使用的第一氧化鋁源原料的平均粒徑是1～10μm，優(yōu)選的是1～5μm，特別優(yōu)選的是2～5μm。這樣的平均粒徑的第一氧化鋁源原料球狀粒子，其大小非常合適作為堇青石化原料的骨料粒子，同時(shí)，通過這些粒子排列，可以很好地形成構(gòu)成多孔質(zhì)體的氣孔的開口部的空間。
再者，在本實(shí)施方式的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法中，第一氧化鋁源原料優(yōu)選的是，相對(duì)于該第一氧化鋁源原料的總質(zhì)量含有10質(zhì)量％以上(即10～100質(zhì)量％)的粒徑5μm以上的粒子(即，使用的第一氧化鋁源原料中的粒徑5μm以上的所有粒子)，更優(yōu)選的是含有10～76質(zhì)量％。所使用的第一氧化鋁源原料中的粒徑5μm以上的氧化鋁源原料(粒徑5μm以上的所有粒子)，無論作為骨料、還是作為形成適合作為氣孔的開口部的空間的材料，都是特別合適的。
再有，在本實(shí)施方式的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法中，更優(yōu)選的是，所使用的第一氧化鋁源原料的最大粒徑為300μm，在該第一氧化鋁源原料中，相對(duì)于第一氧化鋁源原料的總質(zhì)量，含有10～100質(zhì)量％的粒徑5～300μm的粒子。這樣，將所使用的第一氧化鋁源原料的最大粒徑規(guī)定為300μm，含有10～100質(zhì)量％的粒徑5～300μm的粒子，在保持上述效果的同時(shí)，可以制造品質(zhì)優(yōu)異的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體。由于將第一氧化鋁源原料的最大粒徑規(guī)定為300μm，用于形成堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的粘土就成為更加均質(zhì)，蜂窩狀成形體的擠出成形也變得更容易。
像這樣將使用的第一氧化鋁源原料的最大粒徑規(guī)定為300μm的場(chǎng)合，進(jìn)一步優(yōu)選的是，相對(duì)于第一氧化鋁源原料的總質(zhì)量，含有10～76質(zhì)量％的粒徑5～300μm的粒子，這是因?yàn)椋缟纤?，在第一氧化鋁源原料中，還存在可以不進(jìn)行球狀化處理的粒子。粒徑5μm以上的粒子或粒徑5～300μm的粒子，例如可以使之通過相當(dāng)于該粒徑大小的網(wǎng)眼的篩進(jìn)行篩分而得到。
二氧化硅源原料，可以使用二氧化硅、含有二氧化硅的復(fù)合氧化物、或者通過燒成轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸璧奈镔|(zhì)等的粒子。具體地說，可舉出石英等二氧化硅(SiO2)、高嶺土(Al2O3·2SiO2·2H2O)、滑石(3MgO·4SiO2·H2O)或者莫來石(3Al2O3·2SiO2)等的粒子。
作為上述的二氧化硅源原料的粒子(二氧化硅源原料粒子)，也可以含有氧化鈉(Na2O)、氧化鉀(K2O)等雜質(zhì)。但是，從防止熱膨脹系數(shù)升高、提高耐熱性的角度考慮，優(yōu)選的是，上述雜質(zhì)的合計(jì)質(zhì)量相對(duì)于二氧化硅源原料粒子的總質(zhì)量的比率是0.01質(zhì)量％以下(即0～0.01質(zhì)量％)。另外，高嶺土粒子也可以含有作為雜質(zhì)的云母、石英等。但是，從防止熱膨脹系數(shù)升高、提高耐熱性的角度考慮，優(yōu)選的是，上述雜質(zhì)的合計(jì)質(zhì)量相對(duì)于高嶺土粒子的總質(zhì)量的比率是2質(zhì)量％以下(即0～2質(zhì)量％)。
二氧化硅源原料粒子的平均粒徑?jīng)]有特別的限制，如果是石英粒子，優(yōu)選使用5～50μm左右的平均粒徑，如果是高嶺土粒子，優(yōu)選使用2～10μm左右的平均粒徑，如果是滑石粒子，優(yōu)選使用5～40μm左右的平均粒徑，如果是莫來石粒子，優(yōu)選使用2～20μm左右的平均粒徑。
氧化鎂源原料，只要是氧化鎂、含有氧化鎂的復(fù)合氧化物或者通過燒成轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸V的物質(zhì)等的粒子就行。具體地說，可以舉出滑石或者菱鎂礦(MgCO3)等的粒子，其中優(yōu)先選擇滑石粒子。
在這些作為氧化鎂源原料的粒子(氧化鎂源原料粒子)中，作為雜質(zhì)也可以含有氧化鐵(Fe2O3)、氧化鈣(CaO)、氧化鈉(Na2O)、氧化鉀(K2O)等。不過，從防止熱膨脹系數(shù)的升高、提高耐熱性的角度考慮，優(yōu)選的是，氧化鐵相對(duì)于氧化鎂源原料粒子的總質(zhì)量的質(zhì)量比率為0.1～2.5質(zhì)量％，同樣，優(yōu)選的是，氧化鈣、氧化鈉和氧化鉀的合計(jì)質(zhì)量相對(duì)于氧化鎂源原料粒子的總質(zhì)量的比率是0.35質(zhì)量％以下(即0～0.35質(zhì)量％)。
氧化鎂源原料粒子的平均粒徑?jīng)]有特別的限制，如果是滑石粒子，優(yōu)選使用5～40μm(最好是10～30μm)左右的平均粒徑，如果是菱鎂礦粒子，優(yōu)選使用4～8μm左右的平均粒徑。
再者，即使在二氧化硅源原料粒子或氧化鎂源原料粒子中，也可以進(jìn)行與上述氧化鋁源原料粒子相同方法(加熱處理或利用噴射氣流進(jìn)行粉碎處理)的球狀化處理。
作為添加到堇青石化原料中的分散劑，可以舉出水或者水與醇等有機(jī)溶劑的混合溶劑等，特別優(yōu)選使用水。
另外，在將堇青石化原料和分散溶劑混合、混煉時(shí)，還可以進(jìn)一步添加造孔材料、有機(jī)粘結(jié)劑、分散劑等添加物，調(diào)制所得到的粘土。
造孔材料是一種添加劑，在燒成成形體時(shí)燒失，形成氣孔，使氣孔率增大，得到高氣孔率的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體。作為造孔材料，必須是在燒成成形體時(shí)燒失的可燃性物質(zhì)，例如石墨等碳、小麥粉、淀粉、酚醛樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯或者聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯等，特別優(yōu)選使用由丙烯酸樹脂等有機(jī)樹脂構(gòu)成的微膠囊。微膠囊是中空粒子，因此，每單位質(zhì)量的造孔效果高，少量添加即可得到高氣孔率的蜂窩結(jié)構(gòu)體，而且燒成時(shí)的發(fā)熱少，可以減少熱應(yīng)力的產(chǎn)生。
有機(jī)粘結(jié)劑也是一種添加劑，在成形時(shí)賦予粘土以流動(dòng)性，在燒成前的蜂窩狀干燥體中成為凝膠狀，發(fā)揮維持干燥體的機(jī)械強(qiáng)度的增強(qiáng)劑的作用。因此，作為粘結(jié)劑，例如優(yōu)選使用羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素、聚乙烯醇等。
分散劑是促進(jìn)構(gòu)成堇青石化原料的各粒子等在分散介質(zhì)中的分散、以得到均質(zhì)粘土的添加劑。因此，作為分散劑，優(yōu)選使用具有表面活性效果的物質(zhì)，例如乙二醇、糊精、脂肪酸皂、多元醇等。
另外，在將堇青石化原料和分散介質(zhì)混合、混煉以得到粘土?xí)r，可以采用公知的混合、混煉方法進(jìn)行。不過，對(duì)于混合，優(yōu)先使用可以使攪拌葉片以500rpm以上(最好1000rpm以上)的高速旋轉(zhuǎn)的、攪拌力·分散力良好的混合機(jī)，一面施加剪斷力、一面進(jìn)行攪拌的方法進(jìn)行。采用這樣的混合方法，可以將導(dǎo)致得到的蜂窩結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部缺陷的原因的、各個(gè)原料粒子中包含的微粒的凝集塊粉碎，使其消失。
在混合時(shí)，攪拌葉片轉(zhuǎn)速越高，將凝集塊粉碎的效果就越高，但現(xiàn)狀是，上述裝置中的旋轉(zhuǎn)速度的上限為10000rpm左右。即，在本發(fā)明中，攪拌葉片的旋轉(zhuǎn)速度優(yōu)選的是500～10000rpm，最好是1000～5000rpm。
另外，混合可以使用以往公知的混合機(jī)例如∑形捏合機(jī)、螺旋葉片式攪拌機(jī)等進(jìn)行。至于混煉，可以使用以往公知的混煉機(jī)，例如∑形捏合機(jī)、班伯里混煉機(jī)、螺桿式擠出混煉機(jī)等進(jìn)行。特別是，如果使用具備真空減壓裝置(例如真空泵)的混煉機(jī)(所謂的真空粘土混煉機(jī)或雙螺桿連續(xù)混煉擠出成形機(jī)等)，缺陷比較少，可以得到成形性良好的粘土，因而優(yōu)先加以選用。
隨后，將如此得到的粘土擠出成形，得到由隔壁間隔形成多個(gè)孔格的蜂窩狀成形體。擠出成形的方法沒有特別地限制，可以采用具有所要求的孔格形狀、隔壁厚度、孔格密度的模頭進(jìn)行擠出成形的方法。
接著，將所得到的蜂窩狀成形體干燥，得到蜂窩狀干燥體。干燥的方法也沒有特別地限制，可以采用熱風(fēng)干燥、微波干燥、感應(yīng)干燥、減壓干燥、真空干燥、冷凍干燥等以往公知的干燥法，其中，從能夠迅速且均勻地干燥成形體整體的角度考慮，優(yōu)先選擇將熱風(fēng)干燥與微波干燥或感應(yīng)干燥組合的干燥方法。
隨后，將得到的蜂窩狀干燥體燒成，制造堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體。所述的燒成，是指將各個(gè)原料粒子(氧化鋁源原料粒子、二氧化硅源原料粒子和氧化鎂源原料粒子)燒結(jié)而致密化，確保規(guī)定的強(qiáng)度的操作。燒成的條件(溫度、時(shí)間)，取決于構(gòu)成蜂窩狀成形體的各個(gè)原料粒子的種類而有所不同，因此，可以根據(jù)其種類選擇適當(dāng)?shù)臈l件。例如，優(yōu)先選擇在1410～1440℃的溫度下燒成3～10小時(shí)。燒成條件(溫度、時(shí)間)如果不到上述范圍，骨料原料粒子的堇青石結(jié)晶化可能變得不充分，因而不可取，若超過上述范圍，生成的堇青石有可能熔融，也不可取。
再者，在燒成之前或者燒成的升溫過程中，如果進(jìn)行使蜂窩結(jié)構(gòu)體中的有機(jī)物(造孔材料、有機(jī)粘結(jié)劑、分散劑等)燃燒而去除的操作(煅燒)，能夠進(jìn)一步促進(jìn)有機(jī)物的去除，因而是優(yōu)選的。有機(jī)粘結(jié)劑的燃燒溫度是200℃左右，造孔材料的燃燒溫度是300～1000℃左右，因此煅燒溫度只要達(dá)到200～1000℃就行。煅燒時(shí)間沒有特別地限制，通常是10～100小時(shí)左右。
這樣制成的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體，在隔壁的表面形成的氣孔的開口部比以往的蜂窩結(jié)構(gòu)體多，因而壓力損失減小。特別是，即使原樣地維持其組成或氣孔率，壓力損失也減低，所以耐沖擊性和耐熱性也很好。
另外，在得到的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體中，對(duì)于其氣孔徑(有時(shí)稱為細(xì)孔徑)或氣孔率等，沒有特別的限制，例如，氣孔徑較好是10～40μm，最好是15～30μm。另外，氣孔率較好是40～70％，最好是50～65％。
上述的氣孔徑，是采用水銀壓入法得到的值，例如可以使用水銀壓入式孔率計(jì)測(cè)定。另外，上述的氣孔率，是指由采用上述水銀壓入法得到的多孔質(zhì)體的總氣孔容積V和該多孔質(zhì)體的構(gòu)成材料的真比重dt(在堇青石的場(chǎng)合是2.52g/cm3)，根據(jù)下述式(2)計(jì)算出的氣孔率P0。
P0＝V/(V+1/dt)×100(2)式中，P0氣孔率，V總的細(xì)孔容積，dt真比重。
另外，在使用所得到的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體作為集塵用過濾器時(shí)，還具有將孔格的一方的開口部和另一方的開口部交錯(cuò)地進(jìn)行密封的封口部。
對(duì)于形成封口部的方法沒有特別的限制，例如可以舉出下述方法在堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的一方的端面貼合粘結(jié)薄片，利用圖像處理進(jìn)行激光加工等，僅在該粘結(jié)薄片的與需要封口的孔格對(duì)應(yīng)的部分開孔而形成掩模，將貼合了該掩模的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的端面浸漬在陶瓷淤漿中，使陶瓷淤漿填充到堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的需要封口的孔格中而形成封口部，對(duì)于堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的另一方的端面也進(jìn)行同樣的工藝操作，然后干燥封口部，進(jìn)行燒成。另外，也可以在蜂窩狀的陶瓷干燥體上形成該封口部，同時(shí)進(jìn)行陶瓷干燥體的燒成和封口部的燒成。
陶瓷淤漿可以通過將至少作為骨料的原料粒子(骨料原料粒子)和分散介質(zhì)(例如水等)混合來制備。根據(jù)需要，還可以添加粘結(jié)劑、分散劑等添加劑。骨料原料粒子的種類沒有特別的限制，可以使用構(gòu)成上述的堇青石化原料的粒子。作為粘結(jié)劑，優(yōu)先使用聚乙烯醇、甲基纖維素等樹脂，作為分散劑，優(yōu)先使用特殊羧酸型高分子表面活性劑。
陶瓷淤漿的粘度，優(yōu)選調(diào)制成5～50Pa·s的范圍內(nèi)，最好是在10～30Pa·s的范圍內(nèi)。如果陶瓷淤漿的粘度過低，容易產(chǎn)生氣孔缺陷。淤漿的粘度，例如可以通過骨料原料粒子與分散介質(zhì)(例如水等)的比率，或者分散劑的量等調(diào)整。
以下，通過實(shí)施例更具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受以下的實(shí)施例的限制。
實(shí)施例1在本實(shí)施例中，作為堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體，將孔的一方的開口部和另一方的開口部交錯(cuò)地封口，制成具有封口部的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體(蜂窩狀過濾器)。作為具體的制造方法，首先，按照42質(zhì)量％滑石(平均粒徑21μm，圓形度0.72)、20質(zhì)量％高嶺土(平均粒徑11μm，圓形度0.68)、25質(zhì)量％氧化鋁A(平均粒徑2.4μm，圓形度0.71)、13質(zhì)量％二氧化硅(平均粒徑25μm，圓形度0.84)的比例將它們混合，制成堇青石化原料。在本實(shí)施例中，氧化鋁A是第一氧化鋁源原料。另外，為了使得本實(shí)施例的第一氧化鋁源原料中最大粒子的粒徑為300μm以下，使用將第一氧化鋁源原料進(jìn)行了篩分的原料。
接著，在混煉機(jī)中，相對(duì)于100質(zhì)量份數(shù)該堇青石化原料，投入10.0質(zhì)量份碳(石墨)(平均粒徑53μm)、2.0質(zhì)量份發(fā)泡樹脂(平均粒徑50μm)、4質(zhì)量份粘結(jié)劑、0.5質(zhì)量份表面活性劑以及31質(zhì)量份水，混煉60分鐘，得到粘土。
隨后，將得到的粘土投入真空粘土拌合機(jī)中，進(jìn)行混煉，制成圓柱狀的坯，將該坯放入擠出成形機(jī)中，成形為由隔壁間隔形成多個(gè)孔格的蜂窩形狀，得到蜂窩狀成形體。接著，將得到的蜂窩狀成形體進(jìn)行高頻干燥，然后熱風(fēng)干燥，使之干透，將兩端切斷成規(guī)定的尺寸，得到蜂窩狀干燥體。
接著，在得到的蜂窩狀干燥體的孔的一方的開口部和另一方的開口部，填充由與上述的堇青石化原料相同組成的堇青石化原料構(gòu)成的淤漿，進(jìn)行封口。
隨后，在最高溫度1420℃下保持7小時(shí)、按120小時(shí)的燒成工藝規(guī)程進(jìn)行燒成，制成使用圓筒狀的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩狀過濾器。蜂窩狀過濾器的總體形狀是端面(孔格開口面)形狀為φ229.0mm的圓形，長(zhǎng)度305.0mm，隔壁厚度300μm，孔格密度為46.5×10-2孔格/mm2(300孔格/英寸2)。
表1中示出了作為構(gòu)成本實(shí)施例中使用的堇青石化原料的的氧化鋁源原料的粒子(氧化鋁A)的圓形度、其平均粒徑(μm)、粒徑5μm以上(最大的粒徑是300μm，因此實(shí)質(zhì)上是5～300μm)的粒子相對(duì)于該粒子的總質(zhì)量含有的比例(以下稱為“5μm以上比例(質(zhì)量％)”)、以及作為該氧化鋁源原料的粒子相對(duì)于堇青石化原料的總質(zhì)量含有的比例(以下稱為“含有比例(質(zhì)量％)”)。
表1

另外，對(duì)于所得到的蜂窩狀過濾器，測(cè)定了在以該隔壁表面作為平面的場(chǎng)合隔壁表面上形成的氣孔開口部的面積相對(duì)于總面積的比例(以下，稱為“氣孔的開口面積的比例”)、壓力損失(KPa)、抗壓強(qiáng)度(MPa)、氣孔率(％)、氣孔徑(μm)、以及熱膨脹系數(shù)(×10-6/℃)。各個(gè)測(cè)定結(jié)果示于表1中。對(duì)于氣孔的開口面積的比例、氣孔率和氣孔徑，使用在上述的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中說明的方法進(jìn)行測(cè)定。
作為壓力損失的測(cè)定方法，首先，在得到的蜂窩狀過濾器的兩端面上壓接內(nèi)徑215mm的環(huán)，將由煙灰發(fā)生器產(chǎn)生的煙灰導(dǎo)入壓接在該蜂窩狀過濾器的端面的環(huán)的內(nèi)側(cè)(215.0mm的范圍內(nèi))進(jìn)行捕集。然后，在捕集了合計(jì)33g的煙灰狀態(tài)的蜂窩狀過濾器中，流過6.2Nm3/min的空氣，求出在蜂窩狀過濾器的前、后的壓力差，測(cè)定壓力損失。
另外，抗壓強(qiáng)度是將得到的蜂窩狀過濾器旋成端面是25.4mm的圓形、長(zhǎng)25.4mm的柱狀，測(cè)定其長(zhǎng)度方向的抗壓強(qiáng)度所得到的值。
實(shí)施例2～6代替氧化鋁A，使用表1中記載的氧化鋁B～，除此之外與實(shí)施例1同樣操作，得到使用堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩狀過濾器，對(duì)所得到的蜂窩狀過濾器，測(cè)定氣孔的開口面積的比例(％)、壓力損失(KPa)、抗壓強(qiáng)度(MPa)、氣孔率(％)、氣孔徑(μm)以及熱膨脹系數(shù)(×10-6/℃)。各測(cè)定結(jié)果示于表1中。再者，各測(cè)定方法與實(shí)施例1相同。至于氧化鋁B～F，為了使最大的粒子的粒徑為300μm以下，使用將氧化鋁源原料篩分后的原料。
實(shí)施例7代替氧化鋁A，使用表1中記載的氧化鋁C10質(zhì)量％和氧化鋁G15質(zhì)量％，除此之外與實(shí)施例1同樣制作，得到使用堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩狀過濾器，對(duì)于所得到的蜂窩狀過濾器，測(cè)定氣孔的開口面積的比例(％)、壓力損失(KPa)、抗壓強(qiáng)度(MPa)、氣孔率(％)、氣孔徑(μm)以及熱膨脹系數(shù)(×10-6/℃)。各測(cè)定結(jié)果示于表1中。各測(cè)定方法與實(shí)施例1相同。在本實(shí)施例中，氧化鋁C是第一氧化鋁源原料。
比較例1代替氧化鋁A，使用表1中記載的氧化鋁H，除此之外與實(shí)施例1同樣操作，得到使用堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩狀過濾器，對(duì)于所得到的蜂窩狀過濾器，測(cè)定氣孔的開口面積的比例(％)、壓力損失(KPa)、抗壓強(qiáng)度(MPa)、氣孔率(％)、氣孔徑(μm)以及熱膨脹系數(shù)(×10-6/℃)。各自的測(cè)定結(jié)果示于表1中。各測(cè)定方法與實(shí)施例1相同。
比較例2代替氧化鋁A，使用表1中記載的氧化鋁C5質(zhì)量％和氧化鋁G20質(zhì)量％，除此之外與實(shí)施例1同樣操作，得到使用堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩狀過濾器，對(duì)于所得到的蜂窩狀過濾器，測(cè)定氣孔的開口面積的比例(％)、壓力損失(KPa)、抗壓強(qiáng)度(MPa)、氣孔率(％)、氣孔徑(μm)以及熱膨脹系數(shù)(×10-6/℃)。各自的測(cè)定結(jié)果示于表1中。再者，各測(cè)定方法與實(shí)施例1相同。另外，對(duì)于氧化鋁H和氧化鋁G，為了使最大的粒子的粒徑為300μm以下，使用將氧化鋁源原料篩分過的原料。
實(shí)施例8在本實(shí)施例中，將37質(zhì)量％的滑石(平均粒徑21μm、圓形度0.72)、19質(zhì)量％的高嶺土(平均粒徑11μm、圓形度0.68)、33質(zhì)量％的氫氧化鋁A(平均粒徑2.8μm、圓形度0.72)、11質(zhì)量％的二氧化硅(平均粒徑25μm、圓形度0.84)混合，制備堇青石化原料，除此之外與實(shí)施例1同樣操作，得到使用堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩狀過濾器，對(duì)于所得到的蜂窩狀過濾器，測(cè)定氣孔的開口面積的比例(％)、壓力損失(KPa)、抗壓強(qiáng)度(MPa)、氣孔率(％)、氣孔徑(μm)、以及熱膨脹系數(shù)(×10-6/℃)。各自的測(cè)定結(jié)果示于表1中。再者，各測(cè)定方法與實(shí)施例1相同。在本實(shí)施例中，氫氧化鋁A是第一氧化鋁源原料。至于氫氧化鋁A，為了使最大的粒子的粒徑為300μm以下，使用將氧化鋁源原料篩分后的原料。
比較例3代替氫氧化鋁A，使用表1中記載的氫氧化鋁B，除此之外與實(shí)施例1同樣地制作，得到使用堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩狀過濾器，對(duì)于所得到的蜂窩狀過濾器，測(cè)定氣孔的開口面積的比例(％)、壓力損失(KPa)、抗壓強(qiáng)度(MPa)、氣孔率(％)、氣孔徑(μm)、以及熱膨脹系數(shù)(×10-6/℃)。各自的測(cè)定結(jié)果示于表1中。再者，各測(cè)定方法與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例9～11將42質(zhì)量％的滑石(平均粒徑21μm、圓形度0.72)、20質(zhì)量％的表2中記載的各高嶺土(高嶺土A～C)、25質(zhì)量％的氧化鋁(平均粒徑4.5μm、圓形度0.65)、13質(zhì)量％的二氧化硅(平均粒徑25μm、圓形度0.84)進(jìn)行混合，制備堇青石化原料，除此之外與實(shí)施例1同樣操作，得到使用堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩狀過濾器，對(duì)于所得到的蜂窩狀過濾器，測(cè)定氣孔的開口面積的比例(％)、壓力損失(KPa)、抗壓強(qiáng)度(MPa)、氣孔率(％)、氣孔徑(μm)、以及熱膨脹系數(shù)(×10-6/℃)。各自的測(cè)定結(jié)果示于表2中。再者，各測(cè)定方法與實(shí)施例1相同。在本實(shí)施例中，高嶺土A～C是第一氧化鋁源原料。
表2

比較例4代替高嶺土A，使用表2中記載的高嶺土D，除此之外與實(shí)施例9同樣操作，得到使用堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩狀過濾器，對(duì)于所得到的蜂窩狀過濾器，測(cè)定氣孔的開口面積的比例(％)、壓力損失(KPa)、抗壓強(qiáng)度(MPa)、氣孔率(％)、氣孔徑(μm)、以及熱膨脹系數(shù)(×10-6/℃)。各自的測(cè)定結(jié)果示于表2中。再者，各測(cè)定方法與實(shí)施例1相同。
另外，對(duì)于上述的氫氧化鋁B和高嶺土A～D，為了使最大的粒子的粒徑為300μm以下，使用將氧化鋁源原料篩分后的原料。
實(shí)施例1～11得到的蜂窩狀過濾器，氣孔的開口面積的比例高，其壓力損失降低。與此相對(duì)，在比較例1中，圓形度0.9的氧化鋁H的平均粒徑過小，只有0.5μm，因而鄰接的粒子彼此擠塞、排列在一起，在得到的蜂窩狀過濾器中，氣孔的開口面積的比例低，壓力損失升高。另外，在對(duì)比例2中，圓形度0.9的氧化鋁C的含有比例低，只有5質(zhì)量％，因而未能獲得減低壓力損失的效果。在比較例3和比較例4中，氫氧化鋁A的圓形度很小，只有0.62，另外，高嶺土D的圓形度較小，只有0.61，因而氣孔的開口面積的比例低，壓力損失升高。
另外，在實(shí)施例和比較例得到的蜂窩狀過濾器中，對(duì)于其氣孔率或氣孔徑，沒有觀察到特別大的差別，從而證實(shí)了，即使原樣地維持這些特性，也可以減低壓力損失。再者，實(shí)施例6得到的蜂窩狀過濾器，氧化鋁F的平均粒徑大，達(dá)到9μm，因而堇青石化反應(yīng)性有一些減少，熱膨脹系數(shù)稍微增大，為0.9×10-6/℃。氣孔的開口面積的比例大，壓力損失減低，但耐熱沖擊性有可能劣化。在要求高的耐熱沖擊性時(shí)，氧化鋁源原料的平均粒徑優(yōu)先選擇是1～5μm。
產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用可能性采用本發(fā)明的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，可以得到適合作為過濾器等使用的、壓力損失減低的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體。另外，所得到的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體，在隔壁的表面容易載持催化劑等，因此也可以適合作為催化劑載體使用。
權(quán)利要求
1.堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，該方法包括添加氧化鋁源原料和二氧化硅源原料以及氧化鎂源原料而得到堇青石化原料，使用所得到的上述堇青石化原料得到粘土，將所得到的上述粘土擠出成形為蜂窩形狀，得到由隔壁間隔形成許多孔格的蜂窩狀成形體，將所得到的上述蜂窩狀成形體干燥，得到蜂窩狀干燥體，將所得到的上述蜂窩狀干燥體燒成，制成堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，至少作為上述氧化鋁源原料，相對(duì)于上述堇青石化原料的總質(zhì)量，添加10質(zhì)量％以上的、圓形度0.70以上而且平均粒徑1～10μm的第一氧化鋁源原料，得到上述堇青石化原料。
2.權(quán)利要求1所述的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，作為上述第一氧化鋁源原料，使用氧化鋁和/或氫氧化鋁的粒子。
3.權(quán)利要求1或2所述的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，上述第一氧化鋁源原料的圓形度是0.80以上。
4.權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，相對(duì)于上述第一氧化鋁源原料的總質(zhì)量，上述第一氧化鋁源原料含有10質(zhì)量％以上的粒徑5μm以上的粒子。
5.堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體，該堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體是按以下所述方法制得的，即，添加氧化鋁源原料和二氧化硅源原料以及氧化鎂源原料而得到堇青石化原料，使用所得到的上述堇青石化原料得到粘土，將所得到的上述粘土擠出成形為蜂窩形狀，得到由隔壁間隔形成許多孔格的蜂窩狀成形體，將所得到的上述蜂窩狀成形體干燥，得到蜂窩狀干燥體，將所得到的上述蜂窩狀干燥體燒成，得到堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，至少作為上述氧化鋁源原料，相對(duì)于上述堇青石化原料的總質(zhì)量，添加10質(zhì)量％以上的、圓形度0.70以上而且平均粒徑1～10μm的第一氧化鋁源原料，得到上述堇青石化原料。
6.權(quán)利要求5所述的堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，構(gòu)成上述堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的上述隔壁是多孔質(zhì)體，在上述隔壁的表面形成的氣孔的開口部的面積相對(duì)于構(gòu)成上述堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的上述隔壁的表面為平面時(shí)的總面積的比例是30～50％。
全文摘要
堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，它是添加氧化鋁源原料和二氧化硅源原料及氧化鎂源原料而得到堇青石化原料，得到使用得到的堇青石化原料的坯，將得到的坯擠出成形成蜂窩狀而得到蜂窩狀成形體，干燥得到的蜂窩狀成形體而得到蜂窩狀干燥體，燒成得到的蜂窩狀干燥體來制造堇青石質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，至少作為氧化鋁源原料，相對(duì)堇青石化原料的總質(zhì)量添加10質(zhì)量％以上的圓形度0.70以上、且平均粒徑1～10μm以上的第一氧化鋁源原料而得到堇青石化原料。
文檔編號(hào)F01N3/02GK101027263SQ20058003196
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
發(fā)明者野口康, 末信宏之 申請(qǐng)人:日本礙子株式會(huì)社