JPS6161978B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6161978B2 JPS6161978B2 JP57033576A JP3357682A JPS6161978B2 JP S6161978 B2 JPS6161978 B2 JP S6161978B2 JP 57033576 A JP57033576 A JP 57033576A JP 3357682 A JP3357682 A JP 3357682A JP S6161978 B2 JPS6161978 B2 JP S6161978B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- reinforcing wall
- porous ceramic
- skeleton
- slurry
- 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
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- Laminated Bodies (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はデイーゼルエンジンから排出されるパ
テイキユレート（カーボン系微粒子）の補集用担
体，高温濾体，触媒担体，熱交換器などに用いら
れる多孔セラミツク構造体に関するものである。
テイキユレート（カーボン系微粒子）の補集用担
体，高温濾体，触媒担体，熱交換器などに用いら
れる多孔セラミツク構造体に関するものである。
従来この種のものとしては、三次元網状構造の
セラミツク骨格により形成された内部連通空間を
もつ多孔セラミツク構造体が知られている。
セラミツク骨格により形成された内部連通空間を
もつ多孔セラミツク構造体が知られている。
かかる従来の構造体はその構造から強度的に弱
く、このためその外周をセラミツク製補強壁で補
強する必要があり、この点の発明，考案も種々提
案されているようである。
く、このためその外周をセラミツク製補強壁で補
強する必要があり、この点の発明，考案も種々提
案されているようである。
本発明は上記のごとき構造の多孔セラミツク体
の外周を、新規構造のセラミツク補強壁で補強す
ることにより、多孔セラミツク構造体の強度を向
上し、かつ熱衝撃強度も向上しようとするもので
ある。
の外周を、新規構造のセラミツク補強壁で補強す
ることにより、多孔セラミツク構造体の強度を向
上し、かつ熱衝撃強度も向上しようとするもので
ある。
以下本発明を具体的実施例により詳細に説明す
る。第１図Ａ，Ｂにおいて、１は円柱形状の多孔
セラミツク体であり、排気ガスのパテイキユレー
ト捕集用として使用する場合にはこの多孔セラミ
ツク体１が捕集部となる。この多孔セラミツク体
１は複雑に入り組んだ三次元網状構造のセラミツ
ク骨格１ａをもつとともに、それらの間に形成さ
れた内部連通空間１ｂをもつている。
る。第１図Ａ，Ｂにおいて、１は円柱形状の多孔
セラミツク体であり、排気ガスのパテイキユレー
ト捕集用として使用する場合にはこの多孔セラミ
ツク体１が捕集部となる。この多孔セラミツク体
１は複雑に入り組んだ三次元網状構造のセラミツ
ク骨格１ａをもつとともに、それらの間に形成さ
れた内部連通空間１ｂをもつている。
２は補強壁である。この補強壁２は上記多孔セ
ラミツク体１の外周囲全域（両端面は除く）に亘
つて設けてある。この補強壁２は、三次元網状構
造の空隙２ａと、内部に微小空隙３をもつたセラ
ミツク体４とにより構成されている。このセラミ
ツク体４は三次元網状構造の空隙２ａに取巻かれ
るような配置になつている。
ラミツク体１の外周囲全域（両端面は除く）に亘
つて設けてある。この補強壁２は、三次元網状構
造の空隙２ａと、内部に微小空隙３をもつたセラ
ミツク体４とにより構成されている。このセラミ
ツク体４は三次元網状構造の空隙２ａに取巻かれ
るような配置になつている。
なお、微小空隙３の大きさは10〜2000μ程度で
ある。
ある。
なお、上述した第１図Ｂは補強壁２の部分のみ
を断面して示してあり、多孔セラミツク体１の骨
格１ａの断面は第２図のごとくである。第２図中
１ｃは骨格１ａ内部の空洞であり、これは後述す
る有機物骨格の燃焼飛散により形成される。
を断面して示してあり、多孔セラミツク体１の骨
格１ａの断面は第２図のごとくである。第２図中
１ｃは骨格１ａ内部の空洞であり、これは後述す
る有機物骨格の燃焼飛散により形成される。
次に上記の多孔セラミツク構造体の一般的な製
造方法を具体的な例を挙げて示す。上記多孔セラ
ミツク体１の原料として、コーデイエライト原料
粉末100部（重量部；以下同じ）、水100〜150部、
有機結合剤（例えば、メチルセルロール，ポリビ
ニルアルコール）３〜７部を混練してコーデイエ
ライト泥漿を調整する。この泥漿に、単位長さ当
たりのセル数８〜13個／inchの円柱状の形状をも
つ三次元網状構造の有機物（例えば、ポリウレタ
ンフオーム）を浸漬し、浸漬後有機物内に残留し
ているコーデイエライイト泥漿の余剰分を遠心分
離，圧縮エアなどで除去し、100〜120℃で２〜３
時間乾燥する。上記有機物の骨格表面が完全に原
料微粉末で覆われるまで上記の浸漬―乾燥工程を
繰返す。
造方法を具体的な例を挙げて示す。上記多孔セラ
ミツク体１の原料として、コーデイエライト原料
粉末100部（重量部；以下同じ）、水100〜150部、
有機結合剤（例えば、メチルセルロール，ポリビ
ニルアルコール）３〜７部を混練してコーデイエ
ライト泥漿を調整する。この泥漿に、単位長さ当
たりのセル数８〜13個／inchの円柱状の形状をも
つ三次元網状構造の有機物（例えば、ポリウレタ
ンフオーム）を浸漬し、浸漬後有機物内に残留し
ているコーデイエライイト泥漿の余剰分を遠心分
離，圧縮エアなどで除去し、100〜120℃で２〜３
時間乾燥する。上記有機物の骨格表面が完全に原
料微粉末で覆われるまで上記の浸漬―乾燥工程を
繰返す。
一方、補強壁２の原料としてコーデイエライト
原料粉末100部（重量部）、水40〜60部、有機結合
剤（例えばメチルセルロース，ポリビニルアルコ
ール）３〜７部、コーデイエライト原料の焼結温
度より低温度で焼失する可燃性微粒子（例えばカ
ーボン粒子）10〜20部を混練し、泥漿を調整す
る。この泥漿は前記の泥漿に比べて水の量が少な
いので、粘度が高くなつている。
原料粉末100部（重量部）、水40〜60部、有機結合
剤（例えばメチルセルロース，ポリビニルアルコ
ール）３〜７部、コーデイエライト原料の焼結温
度より低温度で焼失する可燃性微粒子（例えばカ
ーボン粒子）10〜20部を混練し、泥漿を調整す
る。この泥漿は前記の泥漿に比べて水の量が少な
いので、粘度が高くなつている。
この泥漿を単位長さ当りのセル数30〜50個／
inch厚さ１〜３mm、長さは多孔セラミツク体１の
外周長に等しい三次元網状構造の有機物（例え
ば、ポリウレタンフオーム）の表面にヘラなどを
用いて塗布し、泥漿をその骨格の間隙に均一に押
し込む。これを先に述べた有機物の外周に巻き付
け端部を完全に合わせた後、乾燥する。乾燥後、
一体となつた両有機物に、コーデイエライト原料
粉末100部、水100〜150部、有機結合剤（例え
ば、メチルセルロース，ポリビニルアルコール）
３〜７部を混練することにより得た材料に浸漬し
乾燥する工程を数回行なう。その後、1300〜1470
℃で５〜10時間焼成する。
inch厚さ１〜３mm、長さは多孔セラミツク体１の
外周長に等しい三次元網状構造の有機物（例え
ば、ポリウレタンフオーム）の表面にヘラなどを
用いて塗布し、泥漿をその骨格の間隙に均一に押
し込む。これを先に述べた有機物の外周に巻き付
け端部を完全に合わせた後、乾燥する。乾燥後、
一体となつた両有機物に、コーデイエライト原料
粉末100部、水100〜150部、有機結合剤（例え
ば、メチルセルロース，ポリビニルアルコール）
３〜７部を混練することにより得た材料に浸漬し
乾燥する工程を数回行なう。その後、1300〜1470
℃で５〜10時間焼成する。
かかる焼成により第１図Ａ，Ｂの構造より成る
多孔セラミツク構造体が得られる。
多孔セラミツク構造体が得られる。
なお、補強壁２を形成するための上記泥漿は多
孔セラミツク体１を形成する前記泥漿に比べて粘
度が高いので、前記有機物の表面に塗布するとそ
の三次元網状構造の骨格の表面のみならず、その
骨格間の内部連通空間にも泥漿が付着する。しか
も、その空間は前述の泥漿の浸漬―乾燥工程の繰
返しにより泥漿によつて埋められる。
孔セラミツク体１を形成する前記泥漿に比べて粘
度が高いので、前記有機物の表面に塗布するとそ
の三次元網状構造の骨格の表面のみならず、その
骨格間の内部連通空間にも泥漿が付着する。しか
も、その空間は前述の泥漿の浸漬―乾燥工程の繰
返しにより泥漿によつて埋められる。
そして、このような状態下にある有機物を焼成
すると、その三次元網状の骨格は燃焼飛散する。
また、同時に前記の可燃性微粒子（例えばカーボ
ン粒子）も燃焼飛散する。従つて、補強壁２の構
造は第１図Ａ，Ｂのごとくになる。
すると、その三次元網状の骨格は燃焼飛散する。
また、同時に前記の可燃性微粒子（例えばカーボ
ン粒子）も燃焼飛散する。従つて、補強壁２の構
造は第１図Ａ，Ｂのごとくになる。
上記構成によれば、多孔セラミツク体１は本構
造体がデイーゼルエンジンから排出されるパテイ
キユレートの捕集材として用いられる場合には、
そのパテイキユレートを捕集する。一方、補強壁
２は本構造体の機械的強度を向上させるとともに
多孔セラミツク体１の内部に流入したガスの側面
部からの漏れを防止する役割を果たしている。
造体がデイーゼルエンジンから排出されるパテイ
キユレートの捕集材として用いられる場合には、
そのパテイキユレートを捕集する。一方、補強壁
２は本構造体の機械的強度を向上させるとともに
多孔セラミツク体１の内部に流入したガスの側面
部からの漏れを防止する役割を果たしている。
ところで、補強壁２の内部構造が三次元網状を
呈する有機物骨格の間隙をセラミツク質に置き換
え、有機物骨格存在跡とセラミツク質の内部均一
に分散している、セラミツク泥漿内に添加した可
燃性微粒子により生成したポアの部分を空隙にな
した構造になつている。
呈する有機物骨格の間隙をセラミツク質に置き換
え、有機物骨格存在跡とセラミツク質の内部均一
に分散している、セラミツク泥漿内に添加した可
燃性微粒子により生成したポアの部分を空隙にな
した構造になつている。
かかる構造により、有機物骨格の表面にセラミ
ツク原料を付着させ、焼成した、有機物骨格と類
似の構造を有する補強壁をもつもの（以下比較例
という）に比較して、外周部から均一な荷重を加
えてその抵抗力を測定するアイソスタテツク強度
において、比較例の強度10〜15Kg／cm2に対して本
発明では強度30〜40Kg／cm2と優れている。これ
は、比較例の補強壁のそれぞれのセラミツク骨格
の内部に必ず芯材となつた有機物骨格跡の空洞が
残り、あたかも中空パイプのようであり、補強壁
の内、セラミツク質が占める割合が５体積％前後
と非常にわずかであるのに対して、本発明の構造
体の補強壁２は三次元網状構造の空隙２ａによつ
て空隙３をもつセラミツク体４の周りを取巻く構
造であつて、補強壁２の内に占めるセラミツク質
は略90体積％と多く、このため本発明における補
強壁２の強度が向上し、ひいては構造体全体の強
度が向上する。
ツク原料を付着させ、焼成した、有機物骨格と類
似の構造を有する補強壁をもつもの（以下比較例
という）に比較して、外周部から均一な荷重を加
えてその抵抗力を測定するアイソスタテツク強度
において、比較例の強度10〜15Kg／cm2に対して本
発明では強度30〜40Kg／cm2と優れている。これ
は、比較例の補強壁のそれぞれのセラミツク骨格
の内部に必ず芯材となつた有機物骨格跡の空洞が
残り、あたかも中空パイプのようであり、補強壁
の内、セラミツク質が占める割合が５体積％前後
と非常にわずかであるのに対して、本発明の構造
体の補強壁２は三次元網状構造の空隙２ａによつ
て空隙３をもつセラミツク体４の周りを取巻く構
造であつて、補強壁２の内に占めるセラミツク質
は略90体積％と多く、このため本発明における補
強壁２の強度が向上し、ひいては構造体全体の強
度が向上する。
また一方、耐熱衝撃性においても、この特性が
主に空隙率と強度により決定され、空隙率が高い
と同時に強度の優れたものが耐熱衝撃性に優れる
ことが知られている。比較例では空隙率の点では
非常に優れているが、補強壁のそれぞれの骨格の
強度が弱いため、熱衝撃試験時に、600〜650℃で
その補強壁に大きなクラツクが発生するのに対し
て、本発明の構造体では、見かけの空隙率の点で
は低下の傾向にあるが、強度の向上により耐熱衝
撃温度700〜750℃と比較例を上まわつている。ま
た本実施例に示したようなコーデイエライト製構
造体においては、公知の事実となつている原料の
MaO（マグネシア）供給成分の粒径が生成した
コーデイエライトセラミツク質自体の多孔質化に
大きく影響を与えることを利用すると、セラミツ
ク質自体の多孔質化が可能となり、耐熱衝に対す
る抗力がより高まる。更に、補強壁２の原料のセ
ラミツク泥漿に添加した可燃性微粒子の量が任意
に選択できるため、構造体の用途に合わせた強度
と耐熱衝撃性の両立が可能となる長所もある。
主に空隙率と強度により決定され、空隙率が高い
と同時に強度の優れたものが耐熱衝撃性に優れる
ことが知られている。比較例では空隙率の点では
非常に優れているが、補強壁のそれぞれの骨格の
強度が弱いため、熱衝撃試験時に、600〜650℃で
その補強壁に大きなクラツクが発生するのに対し
て、本発明の構造体では、見かけの空隙率の点で
は低下の傾向にあるが、強度の向上により耐熱衝
撃温度700〜750℃と比較例を上まわつている。ま
た本実施例に示したようなコーデイエライト製構
造体においては、公知の事実となつている原料の
MaO（マグネシア）供給成分の粒径が生成した
コーデイエライトセラミツク質自体の多孔質化に
大きく影響を与えることを利用すると、セラミツ
ク質自体の多孔質化が可能となり、耐熱衝に対す
る抗力がより高まる。更に、補強壁２の原料のセ
ラミツク泥漿に添加した可燃性微粒子の量が任意
に選択できるため、構造体の用途に合わせた強度
と耐熱衝撃性の両立が可能となる長所もある。
なお、本発明の実施例において、可燃性微粒子
としてカーボン粒子を用いたが、他の無機物、あ
るいは有機物（例えば木片）でもよく、要は燃焼
により飛散するものであればよい。
としてカーボン粒子を用いたが、他の無機物、あ
るいは有機物（例えば木片）でもよく、要は燃焼
により飛散するものであればよい。
また、多孔セラミツク構造体の材質としてもコ
ーデイエライト系に限らず、種々のセラミツク材
料を用いることができる。
ーデイエライト系に限らず、種々のセラミツク材
料を用いることができる。
以上要するに、本発明においては、多孔セラミ
ツク構造体の機械的強度と耐熱衝撃強度とを向上
できるという効果がある。
ツク構造体の機械的強度と耐熱衝撃強度とを向上
できるという効果がある。
第１図Ａ，Ｂは本発明の一実施例を示す斜視図
および断面図、第２図は第１図ＢのＸ―Ｘ断面図
である。 １……多孔セラミツク体、１ａ……骨格、１ｂ
……空間、２……補強壁、２ａ……三次元網状構
造の空隙、３……微小空隙、４……セラミツク
体。
および断面図、第２図は第１図ＢのＸ―Ｘ断面図
である。 １……多孔セラミツク体、１ａ……骨格、１ｂ
……空間、２……補強壁、２ａ……三次元網状構
造の空隙、３……微小空隙、４……セラミツク
体。
Claims (1)
- １ 三次元網状構造のセラミツク骨格により形成
された内部連通空間をもつ多孔セラミツク体の外
周に補強壁を設けたセラミツク構造体であつて、
三次元網状構造の空隙周りに、内部に微小空隙を
もつたセラミツク体を備えた構造により前記補強
壁を構成した多孔セラミツク構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57033576A JPS58151379A (ja) | 1982-03-03 | 1982-03-03 | 多孔セラミツク構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57033576A JPS58151379A (ja) | 1982-03-03 | 1982-03-03 | 多孔セラミツク構造体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58151379A JPS58151379A (ja) | 1983-09-08 |
| JPS6161978B2 true JPS6161978B2 (ja) | 1986-12-27 |
Family
ID=12390353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57033576A Granted JPS58151379A (ja) | 1982-03-03 | 1982-03-03 | 多孔セラミツク構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58151379A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5839799B2 (ja) * | 1978-05-02 | 1983-09-01 | 日産自動車株式会社 | 大型ハニカム構造体の製造方法 |
-
1982
- 1982-03-03 JP JP57033576A patent/JPS58151379A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58151379A (ja) | 1983-09-08 |
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