多孔陶瓷结构体的制造方法技术

本发明专利技术提供多孔陶瓷结构体的制造方法，其中，在使用由有机树脂构成的中空粒子（微胶囊）作为所述造孔材料的同时，作为骨材原料粒子中的至少一种，使用相对于其总质量含有圆形度为０．７０～１．００的粒子（球状粒子）３０～１００质量％的粒子。

Method for producing porous ceramic structure

The present invention provides a method for manufacturing a porous ceramic structure, which, in the use of hollow particles composed of organic resin (microcapsule) as the pore forming materials at the same time, as at least one of aggregate particles in the use of raw materials, relative to the total mass of 0.70 to 1 with circular particle (spherical particles) 30 to 100 mass% of particles.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及例如适宜用作为过滤器的过滤材料的，更详细地涉及能够最大限度地发挥造孔材料所具有的造孔效果，少量添加造孔材料就可以得到高气孔率的多孔陶瓷结构体的。
技术介绍
在以化学、电力、钢铁、工业废弃物处理为首的各个领域，作为用于防止公害等的环境对策、回收高温气体中的制品等用途的过滤器的过滤材料，使用由耐热性、耐腐蚀性优异的陶瓷构成的多孔陶瓷结构体。例如，如用于捕获从汽车的柴油发动机等柴油机排出的粒子状物质(PMParticulate Matter)的柴油机颗粒过滤器(DPFDiesel Particulate Filter)，作为在高温、腐蚀性气体氛围下使用的集尘用过滤器，适宜使用蜂窝形状的多孔陶瓷结构体(以下记为“多孔蜂窝结构体”)。作为用于集尘用过滤器的多孔蜂窝结构体，通常使用如图1所示集尘用过滤器21那样，被隔壁24划分形成许多小室23，并且进一步具有将该许多小室23的入口侧端面B和出口侧端面C相互交错地封口的封口部22的多孔蜂窝结构体25。根据这种结构的集尘用过滤器21，当从入口侧端面B向一部分小室23导入的被处理气体G1透过隔壁24流入相邻小室23时，隔壁24将捕获掉被处理气体G1中含有的粒子状物质。然后，透过隔壁24流入相邻小室23的已处理气体G2则从出口侧端面C排出，因此可以得到分离和除去被处理气体G1中的粒子状物质后的已处理气体G2。但是，近年来为了减少气体透过隔壁时的压力损失，提高集尘用过滤器的处理能力，人们要求高气孔率的多孔陶瓷结构体。作为这种高气孔率，例如可以举出本申请人在之前公开过的如下的陶瓷结构体的制造方法混合陶瓷原料(所谓的骨材粒子)、已发泡的发泡树脂(所谓的微胶囊)及成型助剂等后，进行成型而得到成型体，并且烧成该成型体，得到多孔陶瓷结构体(例如参照专利文献1)。根据上述的制造方法，在烧成成型体时，由有机树脂构成的可燃性微胶囊被烧掉而形成气孔，因此可以得到高气孔率的多孔陶瓷结构体。使用石墨等可燃性粉末作为造孔材料时也可以得到这种造孔效果，但是由于在上述制造方法中作为造孔材料使用的微胶囊为中空粒子，因此单位质量的造孔效果高，即使添加少量也能够得到高气孔率的多孔陶瓷结构体。专利文献1特开2002-326879号公报
技术实现思路
但是，上述的制造方法，虽然就能够得到一定的造孔效果来说是一种有效的方法，但实际情况是，无法得到与微胶囊添加量肯定相应的气孔率的多孔陶瓷结构体。从而，为了得到高气孔率的多孔陶瓷结构体，经常需要添加大量的微胶囊。如上所述大量添加微胶囊时，会产生诸如i)成型体的烧成时间超过必要时间地加长，而导致烧成时的能耗增大；ii)由于微胶囊燃烧时的发热量增大，所以多孔陶瓷结构体就会因热应力而产生裂纹；iii)因微胶囊的增量、烧成时间延长，而导致制品成本上升等各种各样的不良情况，因此是不优选的。也就是说，上述的制造方法，从少量添加造孔材料就得到高造孔效果的观点考虑，尚不能充分地满足要求，存在改善的余地。目前，并没有公开少量添加造孔材料就能够得到高气孔率多孔陶瓷结构体的，产业界迫切希望能够出现这种制造方法。本专利技术是为了解决如上所述的现有技术中存在的问题而进行，目的为提供一种效果比以往方法更好的，根据该制造方法，能够最大限度地发挥造孔材料所具有的造孔效果，通过添加少量造孔材料就可以得到高气孔率的多孔陶瓷结构体。本专利技术人等为了解决上述问题而进行深入研究的结果，发现在将骨材原料粒子及微胶囊等混合，并混练时，微胶囊是被存在于骨材原料粒子中的非球状粒子划伤和破坏，导致微胶囊的造孔效果下降，成为无法得到添加量所相应的气孔率的多孔陶瓷结构体的原因。因此，想到了可以采用在使用微胶囊作为造孔材料的同时，还使用控制适当圆形度的球状粒子作为骨材原料粒子，这样的新的技术方案，来解决上述技术问题，从而完成了本专利技术。也就是说，本专利技术提供如下的。一种，包括混合与混练工序将含有骨材原料粒子及造孔材料的坯土原料，与分散介质混合和混练，而得到坯土；成型与干燥工序将所述坯土成型，得到陶瓷成型体，通过干燥该陶瓷成型体，得到陶瓷干燥体；烧成工序通过烧成所述陶瓷干燥体，得到多孔陶瓷结构体，其中，作为所述造孔材料使用由有机树脂构成的中空粒子(微胶囊)；并且作为所述骨材原料粒子中的至少一种，使用相对于其总质量含有圆形度为0.70～1.00的粒子(球状粒子)30～100质量％的粒子。如上述记载的，其中，所述球状粒子的圆形度为0.80～1.00。如上述或记载的，其中，将所述坯土成型为由隔壁划分形成了许多小室的蜂窝形状。如上述～中的任一项记载的，其中，通过将陶瓷粒子在其陶瓷熔点(Tm)～Tm+300℃的范围内的温度加热处理而得到所述球状粒子。如上述～中的任一项记载的，其中，通过将陶瓷粒子用喷射气流进行粉碎处理而得到所述球状粒子。如上述～中的任一项记载的，其中，作为所述骨材原料粒子，使用由硅石(SiO2)粒子、高龄土(Al2O3·2SiO2·2H2O)粒子、氧化铝(Al2O3)粒子、氢氧化铝(Al(OH)3)粒子及滑石(3MgO·4SiO2·H2O)粒子构成的堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)化原料粒子，并且，作为所述硅石(SiO2)粒子、所述氧化铝(Al2O3)粒子及所述氢氧化铝(Al(OH)3)粒子中的至少一种，使用相对于其总质量含有所述球状粒子30～100质量％的粒子。如上述记载的，其中，通过在火焰中以1730～2030℃范围内的温度加热处理硅石(SiO2)粒子，得到所述球状粒子。如上述或记载的，其中，所述球状粒子为平均粒径5～50μm的硅石(SiO2)粒子。如上述～中的任一项记载的，其中，所述混合与混练工序是，通过在-40000Pa～-93000Pa减压下将所述混合原料与分散介质一起混合混练，来得到坯土的工序。并且，根据本专利技术，提供如下的多孔陶瓷结构体。多孔陶瓷结构体，是通过将含有硅石(SiO2)粒子、高龄土(Al2O3·2SiO2·2H2O)粒子、氧化铝(Al2O3)粒子、氢氧化铝(Al(OH)3)粒子及滑石(3MgO·4SiO2·H2O)粒子、以及造孔材料的坯土原料与分散介质一起混合混练得到坯土，对于该坯土进行成型，干燥，烧成而得到，该多孔陶瓷结构体以堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)为主要构成成分，气孔率为60～72％，平均细孔径为15～32μm，并且在使用由有机树脂构成的中空粒子(微胶囊)作为所述造孔材料的同时，作为所述硅石(SiO2)粒子、所述氧化铝(Al2O3)粒子及所述氢氧化铝(Al(OH)3)粒子中的至少一种，使用相对于其总质量含有圆形度为0.70～1.00的粒子(球状粒子)30～100质量％的粒子。如上述记载的多孔陶瓷结构体，该多孔陶瓷结构体呈由多孔隔壁划分形成了许多小室的蜂窝形状。如上述记载的多孔陶瓷结构体，进一步具备将所述许多小室的一方开口部和另一方开口部相互交错地封口的封口部。与以往的方法相比，本专利技术的的有益效果是，能够最大限度地发挥造孔材料所具有的造孔效果，少量添加造孔材料就可以得到高气孔率多孔陶瓷结构体。附图说明图1是表示使用多孔蜂窝结构体的集尘用过滤器的例子的示意图。图2是结合多孔蜂窝结构体的例子说明“蜂窝形状”的示意图。图中，1、25是多孔蜂窝结构体；3、2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔陶瓷结构体的制造方法，包括：混合与混练工序：将含有骨材原料粒子、及造孔材料的坯土原料，与分散介质混合和混练，而得到坯土；成型与干燥工序：将所述坯土成型，得到陶瓷成型体，通过干燥该陶瓷成型体，得到陶瓷干燥体；烧 成工序：通过烧成所述陶瓷干燥体，得到多孔陶瓷结构体，其中，作为所述造孔材料使用由有机树脂构成的中空粒子（微胶囊）；并且作为所述骨材原料粒子中的至少一种，使用相对于其总质量含有圆形度为０．７０～１．００的粒子（球状粒子）３０～１００质 量％的粒子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：野口康，末信宏之，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]