JPH0885108A

JPH0885108A - セラミックハニカム体およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0885108A
Application number: JP7029141A
Authority: JP
Inventors: John Paul Day; ポールデイジョン
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1995-02-17
Publication date: 1996-04-02
Also published as: US5403787A; EP0669294B1; EP0669294A1; KR950031989A; DE69518025T2; DE69518025D1

Abstract

(57)【要約】【目的】低膨脹性の押出しセラミックハニカム体を提
供する。【構成】リチウムアルミノシリケートガラス粉末およ
び粘土添加物からなる固体成分とビヒクル成分とからな
る押出しバッチを配合する。この押出しバッチをハニカ
ム押出しダイに通して押し出し、未焼成の押出しセルラ
ハニカム体を形成する。この未焼成の押出しセルラハニ
カム体を乾燥させて焼成し、低熱張性のセラミックハニ
カム体を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は蓄熱式熱交換器に使用す
るセラミックハニカム体に関するものである。本発明は
さらに詳しくは、選択した無機添加物と熱的に結晶化可
能なガラス粉末との組合せからなるバッチの押出しによ
り製造できるセラミックハニカム体に関するものであ
る。得られたハニカム体は、内燃機関の熱交換器に使用
した場合にさらされるような過酷な熱サイクル下で高強
度と高い安定性を有する。

【０００２】

【従来の技術】セルラセラミックハニカム体を製造する
数多くの方法が商業的に使用可能な程度まで開発されて
いる。例えば、米国特許第3,885,977 号には、コージエ
ライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）セラミ
ック材料からなるセラミックハニカム体の押出しによる
製造方法が記載されている。これらのハニカムは高強度
を有すると共に熱膨張性が小さく、したがって、自動車
排気処理触媒用の耐久性基体として広く用いられてい
る。

【０００３】セラミックハニカム体はまた、セラミック
前駆体材料のシートをセルラ構造状に積み重ねることに
よっても製造されている。このように、米国特許第3,11
2,184 号には、熱交換器（蓄熱式熱交換器とも呼ばれて
いる）用途に使用するセラミックハニカム体の製造方法
が記載されている。ここでは、セラミック材料の平板と
波形板が積み重ねられて未焼成（green ）のセラミック
アセンブリが形成される。そして、このセラミックアセ
ンブリを焼成して高セル密度のセラミックハニカム体を
製造することができる。

【０００４】米国特許第3,600,204 号に記載されている
ように、蓄熱式熱交換器用途に好ましいセラミック材料
は、焼成による熱結晶化によって低膨張性のセラミック
材料に転化するリチウムアルミノシリケート（ＬＡＳ）
ガラス粉末である。そのようなセラミックは、ベータス
ポジュメンまたは主結晶相としてのベータスポジュメン
固溶体からなる。そのセラミックは、ガラスが原料なの
でガラスセラミックと呼ばれることもある。

【０００５】ＬＡＳ粉末およびそれから製造される低膨
張性のベータスポジュメンガラスセラミックは、頻繁か
つ過酷なセラミックの熱サイクルさらされるセラミック
タービン交換器のような熱交換器用途にとって多くの利
点を有している。しかしながら、そのような交換器を積
重ね工程により製造する費用はまだ高すぎる。したがっ
て、高セル密度のセラミックハニカム体の押出しにより
同様な製品を製造することが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガラス
粉末の押出しにはいくつかの問題があり、その中には次
のようなものがある。ガラス粉末の充填密度が比較的低
いために、複合体形状のものを連続的に押し出すために
は、ガラス粉末をベースとする押出しバッチ中により多
量の有機結合剤が必要となる。その結果、焼成による収
縮が非常に大きくなってしまい、ガラス粉末バッチの押
出しにより製品を製造する試みはこれまで成功しなかっ
た。

【０００７】このように焼成による収縮が大きいため
に、押出しによる薄壁ハニカム構造の製造には特に難解
な問題が生じる。そのような問題の中には、焼成中に構
造が歪んでしまう危険性が高いこと、および製品にクラ
ックが生じやすいことがある。さらに、最終製品に必要
とされる大型の未焼成ハニカムを製造するにはより大き
なダイが必要となり、そのような大きなハニカムの押出
し用のダイを製造することは特に難しい。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記事情に鑑みて、本発
明は、熱的に結晶化可能なリチウムアルミノシリケート
ガラス粉末から低熱膨張性の押出しセルラハニカムセラ
ミック体を製造する方法を提供するものである。本発明
の方法により、焼成による収縮が減少し、したがって、
焼成し結晶化したセラミックハニカム体において欠陥の
ない微小なセル構造がより良く維持されたベータスポジ
ュメンセラミックハニカム体を製造することができる。

【０００９】本発明はまた、ベータスポジュメン組成物
の低膨張性セラミックハニカム体を製造する方法を提供
する。この方法によると、ハニカム体を押し出すために
配合する押出しバッチは、熱的に結晶化可能なリチウム
アルミノシリケートガラス粉末以外に、押出し特性とバ
ッチの押出し後の加工挙動の両方を著しく改良するのに
効果的な粘土バッチ添加物を含む固体成分からなる。

【００１０】バッチの固体成分に加えて、バッチに押出
し可能な粘度を付与するためのビヒクル成分も加える。
このビヒクルは従来のものでもよく、一般的には、１種
類以上の液体、および１種類以上の有機結合剤および／
または無機結合剤、並びに粉末セラミックの押出しに有
用なことが知られている種類の押出し助剤からなる。

【００１１】バッチ成分を配合した後、従来の手順にし
たがって、そのバッチをハニカム押出しダイを通して押
し出して、未焼成の押出しセルラハニカム体を製造す
る。好都合にも、バッチに粘土添加物を含有させるの
で、バッチに過剰のビヒクル添加物を加える必要なく押
出しが行なえる。

【００１２】押出しにより製造した未焼成の押出しセル
ラハニカム体をその後乾燥させて、揮発性のビヒクル成
分を除去し、次いで焼成する。焼成は、このように乾燥
させたハニカム体を、ガラス粉末と粘土をともに均一体
となるまで溶融すると共に粘土とガラスの混合物を結晶
化させるのに少なくとも十分な温度まで加熱することか
らなり、それによって、上記均一体を低膨張性のセラミ
ックハニカム製品に転化させる。

【００１３】本発明はまた、上述した方法により製造さ
れる押出しセラミックハニカム体を提供するものであ
る。そのハニカム製品は好ましくはリチウムアルミノシ
リケートセラミックからなり、小さい熱膨張係数を有
し、ベータスポジュメン固溶体からなる主結晶相を含ん
でいる。

【００１４】本発明により提供される押出しハニカムの
熱膨張係数は、一般的に約15×10^-7／℃以下であり、よ
り好ましくは約０−８×10^-7／℃の範囲にある。前記の
２つの数値はともに、室温から800 ℃までの温度範囲に
亘る熱膨張係数の平均値として定義される。この結果
は、バッチのための粘土添加剤およびガラス粉末の適切
な選択により達成される。そのような適切な選択によっ
て、焼成したハニカムセラミック体において、ベータス
ポジュメン固溶体の量が最大となりかつムライトのよう
な膨脹の大きな結晶相の形成が最小限となる。

【００１５】本発明により提供される押出しＬＡＳセラ
ミックハニカム体は、積み重ねて形成されたかまたはラ
ップ形成された（wrapped ）ベータスポジュメンセラミ
ック交換器構造の熱耐久性と実質的に等しい熱耐久性が
得られるように設計される。ここでは、著しく大きな容
量でより大きなセルサイズとより優れた形状の均一性を
もったセラミックハニカム体が実質的に低コストで押出
しにより製造され得る。したがって、熱交換器用途のこ
の独特な群のセラミック材料がより広く使用可能とな
る。

【００１６】本発明は様々な異なるケイ酸塩ガラス組成
物から押出しハニカム体を製造する潜在的な用途を有し
ている。しかしながら、熱交換器用途の低膨張性のセラ
ミックハニカム体の製造に好ましいガラスはリチウムア
ルミノシリケートガラスであるので、以下の記載は、本
発明を最も好ましく説明するものとして、主にこれらの
ガラスに焦点を当てている。

【００１７】セラミック熱交換器を製造するのに特に好
ましいガラスの中に、熱的に結晶化されてベータスポジ
ュメン（Ｌｉ₂Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃・４ＳｉＯ₂）および／
または主結晶相としてその固溶体を含有する高結晶性セ
ラミックを形成できるリチウムアルミノシリケートガラ
スが含まれる。この既知の種類のベータスポジュメンセ
ラミック（結晶が出発ガラスから成長してくるので「ガ
ラスセラミック」とも呼ばれる）において、ベータスポ
ジュメン結晶はＬｉ₂Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃・９ＳｉＯ₂程度
の比率でシリカと固溶体中をなしている。好都合にも、
上記程シリカの比率が高い場合でさえも、得られたセラ
ミック製品が有する低熱膨張性、大きい熱衝撃抵抗性、
および良好な温度サイクル安定性等の好ましい特徴は大
部分維持される。

【００１８】最終的な押出しセラミックハニカム製品に
おいて、組成の好ましい範囲は、結晶化ハニカム製品の
酸化物成分で表して、約3.5 ％−約7.5 ％のＬｉ₂Ｏ、
約15％−約30％のＡｌ₂Ｏ₃、約65％−約85％のＳｉＯ
₂、および必要に応じての核剤としての約０％から約３
％のＴｉＯ₂である。その製品のＬｉ₂Ｏに対するＡｌ
₂Ｏ₃のモル比は、最も高度に結晶化可能な組成物の場
合には、約1.0 −1.5の範囲とすべきである。

【００１９】従来技術においては、この好ましい組成範
囲内にあるガラスは出発材料として直接用いられている
が、本発明においては、ガラスはバッチの固体成分の一
部を構成するのみである。したがって、押出しバッチ中
に用いるべき粘土添加物の量に依存して、ガラス粉末の
組成を、望ましくは適切に調整してバッチの固体成分
（ガラスと添加物）の正味組成をこの好ましい範囲にす
ることもできる。

【００２０】ベータスポジュメンセラミックに熱的に結
晶化可能でありことが知られており、望ましくは本発明
を実施するのに直接用いることのできるリチウムアルミ
ノシリケートガラスのいくつかの例を下記の表Ｉに示
す。表Ｉの組成は酸化物基準の重量パーセントで表され
ている。これらの組成のガラスは、ともに溶融されて、
表に示した酸化物組成を有するガラス溶融物に転化され
る酸化物または他の化合物のバッチから容易に調製され
る。これらのガラスの溶融は、1550−1650℃の範囲の温
度でるつぼまたは他のガラス溶融装置中で適切に行なわ
れる。

【００２１】表Ｉ−ガラス組成１２３４５６７ＳｉＯ₂ 72.6 72.5 70.5 69 66.8 65 78.5 Ａｌ₂Ｏ₃ 22.5 22 23 25.2 26.5 28.5 16.6 Ｌｉ₂Ｏ 4.9 5.5 6.3 5.8 6.7 6.5 4.9 上述したような組成を有するガラスの粉末は、ガラス溶
融物をドライゲージング（dry-gaging）するかまたはガ
ラスのパテを粉砕し、次いで得られた微粒ガラスを所望
の粒径に細砕することにより調製できる。本発明による
粉末押出加工のためには、10μｍ−20μｍの範囲の粒径
が適している。

【００２２】押出しベータスポジュメンの製造に都合よ
く用いられる粘土添加物の中には、カオリン粘土のよう
なアルミノシリケート粘土がある。測定可能なレベルの
多種類の不純物を含有するけれども、これらの粘土は実
質的にアルミノシリケート組成物である。したがって、
組成に導入すべき外来の金属または金属酸化物の比率を
くずすことなく、粘土添加物を粉末のリチウムアルミノ
シリケートガラス押出しバッチに加えることができる。

【００２３】有用な粘土添加物は、バッチの固体成分の
２重量％ほどの少量から30重量％ほどの多量に亘る。し
かしながら、添加物の好ましい範囲は５重量％から20重
量％までの範囲である。

【００２４】前述したように、ベータスポジュメンハニ
カム体の押出しバッチのビヒクル成分は従来のものでよ
く、一般的には、配合したバッチに押出可能な粘度と良
好な未焼成強度の両方を与える液体成分と有機結合剤成
分の組合せからなる。ビヒクルの液体成分は、無機、す
なわち、大部分は水からなるか、または有機であっても
よい。水を使用することが好ましいが、望ましい場合に
は、その全体または一部を低級アルカノールのような蒸
発性の有機液体で置き換えてもよい。

【００２５】ビヒクルの有機成分は、セラミック粉末押
出しに常用されているような、有機結合剤、可塑剤およ
び／または押出助剤からなる。最も好ましくは、ビヒク
ルの有機成分は、メチルセルロース、ヒドロキシプロピ
ルメチルセルロース等のような少なくとも１種類のセル
ロース結合剤；およびステアリン酸ナトリウム、ステア
リン酸アンモニウム、またはステアリン酸ジグリコール
のような少なくとも１種類の潤滑剤を含む。

【００２６】混合は、マラーミキサー中で従来どおり行
なわれる。その後、従来からのハニカム押出しの手順に
したがって、得られたバッチを押し出すことができる。
それには、通常、米国特許第3,790,654 号に記載されて
いる種類のハニカム押出ダイまたは他の同様の装置を用
いた押出しを行なうことになる。

【００２７】未焼成押出しハニカム体の予備乾燥は、そ
の未焼成押出しハニカム体にひびが入るのを避けられる
ように、制御された速度で蒸発性の（液体）ビヒクル成
分の大部分の除去を促進させるので、その予備乾燥は有
利である。適切な乾燥温度は大気圧に近いかまたはそれ
よりやや高い液体蒸気圧（liquid vapor pressure ）を
生じる温度である。このように、大部分は水性結合剤か
らなる未焼成ハニカムの乾燥は一般的に、90℃−120 ℃
の範囲の温度で行なわれる。

【００２８】結合剤を燃焼させるための未焼成ハニカム
の焼成およびそれに続くそのガラス成分と粘土成分の焼
結並びに結晶化は、使用するガラス粉末と粘土との混合
物の結晶化を完全に行なうのに少なくとも十分なピーク
温度で行なわれる。得られる相集合体において熱安定性
を確実にするためには、粘土とガラスとの混合物を完全
に結晶化することが必要である。このことを達成するに
は、一般的に、未焼成ハニカム体の加熱は1000℃−1350
℃の温度範囲のピーク温度までで十分である。ピーク温
度が低温の場合には、ベータスポジュメンの結晶の発生
が不完全となる恐れがあり、高温の場合には、得られる
セラミック製品のハニカム体が変形するのを助長してし
まう。

【００２９】本発明により提供される押出しセラミック
ハニカム体は、主結晶相としてベータスポジュメン固溶
体を有する。ムライトのようなケイ酸質結晶相（silice
ouscrystalline phase ）も通常わずかに発生し、実際
そのような結晶相は未焼成ハニカム構造中に粘土添加物
が存在することによりより発生しやすくなる。

【００３０】それにもかかわらず、驚くべきことに、出
発材料中に多量の粘土が存在するにもかかわらず、上述
のように製造したベータスポジュメンセラミック中にお
いてはムライトおよび他の比較的高膨脹性の結晶相の比
率を一般的に約７重量％未満に保持できる。このことの
発見の有益な結果は、これらの押出しハニカム体の熱膨
脹係数を15×10^-7／℃以下に保持でき、このレベルはハ
ニカム蓄熱式熱交換器に使用するのに極めて適当である
ことが予期されることである。

【００３１】本発明の押出しハニカム体には、低熱膨張
性に加えて、従来技術のラップ形成されたハニカム構造
（wrapped honeycomb structure ）に勝る重要な構造的
利点がある。このため、適度な高密度（ハニカムの開放
前面部において少なくとも200 セル／ｉｎ²）に加え
て、押出しハニカム体は、実質的に均一な壁厚の規則正
しい四辺形または三角形のセル構造を提供する。この構
造によって、ラップ構造（wrapped structure ）の正弦
波セル形状（sinusoidal cell configuration ）が不規
則となることが避けられる。より均一なセル構造の突出
した利点としては、局部的またはむらのある加熱に一般
的に関連する局部的高熱応力が避けられること、および
良好な全体の熱伝達効率に繋がるより均一な熱交換特性
が挙げられる。

【００３２】

【実施例】以下、実施例を参照して本発明をより詳細に
説明する。なお、以下の実施例は限定というよりもむし
ろ説明を意図したものである。

【００３３】実施例１粉末状にした熱的に結晶化するリチムウアルミノシリケ
ートガラスをベースとしていくつかの押出しバッチを調
製した。各々の場合において、使用した粉末ガラスは上
述した表Ｉの実施例１の組成を有するガラスであった。
その使用したガラスの平均粒径は約15μｍであった。

【００３４】このガラスから調製したバッチの各々に
は、押出しバッチの無機固体成分の合計重量を基準とし
て計算して10重量％または20重量％の比率で粘土バッチ
添加物を含ませた。各々のバッチの固体成分の組成は以
下のとおりである。

【００３５】表II−押出しバッチ実施例粘土の種類粘土添加物ガラス粉末（重量％）（重量％）１カオリンＩ 10％ 90％２カオリンＩ 20％ 80％３カオリンII 10％ 90％４カオリンII 20％ 80％最終的な押出しバッチを配合するために、これら粘土と
ガラスの混合物の各々に水をベースとするビヒクルを加
えた。このビヒクル成分は、水以外に、メチルセルロー
ス結合剤、潤滑剤、および少量の焼成（結晶化）ガラス
を含有していた。必要ではないけれども、結晶化ガラス
は、ガラス粉末配合物にしばしば含まれ、製品の最終的
な焼成中にガラスと粘土によるベータスポジュメンの結
晶化をより広範囲で均一のものとし、それにより結晶粒
の成長を最小限にする「種（seed）」材料として機能す
る。よく知られているように、ガラス中にＴｉＯ₂また
は他の助剤を含有させることにより同様の効果を達成で
きる。

【００３６】粘土添加物のカオリンＩは、ドライブラン
チカオリンカンパニーが市販しているハイドライトＭＰ
（登録商標）カオリン粘土であり、粘土添加物カオリン
IIは、同社が市販しているカオパック−10（登録商標）
カオリン粘土である。使用した結合剤は、ダウケミカル
カンパニー（ミシガン州、ミッドランド）から購入した
Ａ４Ｍメトセル（登録商標）粉末である。この結合剤を
最終押出しバッチを基準として10重量％の比率で加え
た。押出し助剤はステアリン酸ナトリウムであり、これ
を最終バッチの0.75重量％の比率で加えた。結晶化
「種」ガラスを最終バッチの約0.2 重量％の比率で加え
た。この結晶化「種」ガラスは、これらのバッチに使用
したＬＡＳガラス粉末成分と同様の組成を有していた。

【００３７】このようにして得られた各々の押出しバッ
チをブラベンダー（登録商標）ミキサー中で混ぜ合わせ
て配合し、次いでダイに通して押し出し、未焼成の棒状
試料を得た。この未焼成の棒状試料を乾燥させて焼成し
た。この乾燥は、100 ℃で48時間に亘り行なった。焼成
工程は、約10時間に亘り約1300℃のピーク結晶化温度に
試料を暴露するものであった。この焼成工程により、ガ
ラスと粘土の混合物の結晶化を完全なものとした。

【００３８】上述したように製造したバッチの押出し特
性は優れたものであった。これらのバッチの可塑化を促
進させるに際しての粘土添加物の効果により、有機結合
剤成分の削減が極めて実現可能でと思われる。この未焼
成の押出し試料の乾燥特性および焼成特性も良好であっ
た。

【００３９】驚いたことに、これらの押出物から製造し
たセラミックに見られた熱膨脹性の増加は蓄熱式熱交換
器に十分に許容される範囲内であった。すなわち、粘土
を含まない同一組成の結晶化ＬＡＳ材料に典型的な膨脹
値をこえる熱膨脹率は、約0.1 −0.5 ｐｐｍ／℃の範囲
の数値の増加にとどまった。一般的に、粘土添加物の含
有量が大きい場合に、より大きな膨脹率の増加が見られ
た。

【００４０】上述したように製造した焼成押出しセラミ
ックのＸ線分析により、全ての試料中にムライトが存在
することが分かった。しかしながら、様々な組成物につ
いて観察された非常に限定された膨脹率の増加に基づく
と、10％の粘土とガラスからなる結晶化試料において、
結晶化材料の重量に対して２重量％未満のムライトが成
長することが計算により示された。実際、これらのセラ
ミックに20％という多量の粘土を添加した場合でさえ、
ムライトのレベルはセラミックの重量に対して約７重量
％をこえないことが算出された。

【００４１】上述したように、スポジュメン化学量論の
粉末ＬＡＳガラスにアルミノシリケート粘土を添加して
押出しバッチを形成することにより、無機固体バッチ成
分の正味の組成がスポジュメン−スポジュメン固溶体組
成接合体（join）からかけ離れたものとなった。特に粘
土添加物の量が比較的多い場合、この組成をスポジュメ
ン化学量論の組成に戻すために、バッチの粉末ガラス成
分の組成をある程度調節してこの組成の変動を補うこと
が望ましい。

【００４２】表III はリチウムアルミノシリケートガラ
スの実施例を列記している。ここで、それらのガラス中
のシリカ、アルミナ、およびリチアのレベルを調節し
て、主にカオリン粘土をバッチに添加することによる組
成の変動を補っている。表IIIは、記載した一連のガラ
ス組成物の各々について、ＬＡＳガラスの酸化物成分の
各々の比率を重量部で示している（合計が約100 部であ
るので、重量パーセントとみなしてよい）。また表III
には、各々のガラスについて、粘土添加物の比率が記載
されている。ガラスおよび表示した粘土添加物を含有す
るバッチ中にその粘土添加物が含まれる場合、記載した
組成物の粉末ガラスとカオリン粘土とのバッチを結晶化
させることにより、化学量論のまたは化学量論に近いベ
ータスポジュメンの固溶体結晶相を形成させる粘土添加
物の比率もまた表III に列記されている。

【００４３】表III 組成番号Ｌｉ₂ＯＡｌ₂Ｏ₃ ＳｉＯ₂ ＴｉＯ₂ 粘土添加物（重量％）１ 5.24 21.8 72.9 − 5％２ 5.54 20.5 73.9 − 10％３ 5.85 19.0 75.0 − 15％４ 6.22 17.3 76.3 − 20％５ 6.63 15.5 77.8 − 25％６ 7.08 13.3 79.5 − 30％７ 4.71 16.7 77.5 1.0 5％８ 4.99 15.3 78.7 1.0 10％９ 5.29 13.5 80.2 1.0 15％１０ 5.62 11.5 81.8 1.0 20％１１ 5.98 9.27 83.7 1.0 25％１２ 6.29 6.69 85.9 1.0 30％前述の実施例から明らかなように、粉末ガラスの組成を
調節して押出しハニカムの最終組成をベータスポジュメ
ン固溶体の組成に近付けるためには、一般的に、リチア
の含有量を少なくともある程度増加させ、そしてしばし
ばシリカの含有量をある程度増加させて、粘土添加物の
比較的多いアルミナの含有量に釣り合わせることが必要
である。したがって、この用途に好ましいガラス組成は
一般的に、重量％で表して、約4.9 ％−約7.1 ％のＬｉ
₂Ｏ、約6.5 ％−約22.0％のＡｌ₂Ｏ₃、約72.0％−約8
6.0％のＳｉＯ₂、および約０％−約２％のＴｉＯ₂の
範囲にある。もちろん、押出し混合物における結晶化挙
動に悪影響を及ぼさない限りは、多くの他の酸化物をガ
ラス中に含ませてもよい。

【００４４】組成、材料、装置および／または方法まを
示す具体的な実施例に関して、本発明を上述のように記
載したが、それらの実施例は説明を目的としたものであ
り、制限を意図するものではない。このように、例え
ば、固体の充填密度を減少させないか、または押出し工
程もしくはそれに続く結晶化工程を妨害しなければ、粘
土添加物以外に、または粘土添加物の一部を置き換える
ものとして、ガラス粉末押出しバッチに他の微粒セラミ
ック材料を添加することが有用な場合もある。したがっ
て、ここに具体的に記載した組成および工程について様
々な変更が、請求の範囲内で当業者により行なわれるこ
とが明確である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リチウムアルミノシリケート組成物の低
膨張性セラミックハニカム体を製造する方法であって、リチウムアルミノシリケートガラス粉末および粘土添加
物からなる固体成分とビヒクル成分とからなる押出しバ
ッチを配合し、該押出しバッチをハニカム押出しダイに通して押し出
し、未焼成の押出しセルラハニカム体を形成し、該未焼成の押出しセルラハニカム体を乾燥させて焼成
し、低膨張性のセラミックハニカム体を製造することを
特徴とする方法。
【請求項２】前記粘土添加物が前記押出しバッチの固
体成分の２重量％−30重量％を構成するアルミノシリケ
ート粘土であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】前記粘土添加物が前記押出しバッチの固
体成分の５重量％−20重量％を構成するカオリン粘土で
あることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】前記リチウムアルミノシリケートガラス
粉末が、重量パーセントで表して、約4.9 ％−約7.1 ％
のＬｉ₂Ｏ、約6.5 ％−約22.0％のＡｌ₂Ｏ₃、約72.0
％−約86.0％のＳｉＯ₂、および約０％−約２％のＴｉ
Ｏ₂から実質的になることを特徴とする請求項３記載の
方法。
【請求項５】前記押出しバッチの固体成分が、重量パ
ーセントで表して、約3.5 ％−約7.5 ％のＬｉ₂Ｏ、約
15％−約30％のＡｌ₂Ｏ₃、約65％−約85％のＳｉ
Ｏ₂、および約０％−約３％のＴｉＯ₂から実質的にな
り、前記固体成分におけるＬｉ₂Ｏに対するＡｌ₂Ｏ₃
のモル比が約1.0 −約1.5 の範囲にあることを特徴とす
る請求項３記載の方法。
【請求項６】前記未焼成の押出しセルラハニカムが、
前記粘土と前記リチウムアルミノシリケート粉末ガラス
を完全に結晶化させるのに少なくとも十分な温度まで焼
成されることを特徴とする請求項２、３、または４いず
れか１項記載の方法。
【請求項７】ベータスポジュメン固溶体からなる主結
晶相を有すると共に、室温から800 ℃までの温度範囲で
平均熱膨脹係数が約15×10^-7／℃以下であり、ムライト
の含有量が約７重量％以下であることを特徴とする押出
し低膨張性セラミックハニカム体。
【請求項８】約０−８×10^-7／℃の範囲の平均熱膨張
係数を有することを特徴とする請求項７記載の押出し低
膨張性セラミックハニカム体。
【請求項９】重量パーセントで表して、約3.5 ％−約
7.5 ％のＬｉ₂Ｏ、約15％−約30％のＡｌ₂Ｏ₃、約65
％−約85％のＳｉＯ₂、および約０％−約３％のＴｉＯ
₂から実質的になる組成を有することを特徴とする請求
項８記載の押出し低膨張性セラミックハニカム体。
【請求項１０】Ｌｉ₂Ｏに対するＡｌ₂Ｏ₃のモル比
が約1.0 −約1.5 の範囲にあることを特徴とする請求項
９記載の押出し低膨脹性セラミックハニカム体。