[发明专利]钛酸铝系陶瓷体的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及钛酸铝系陶瓷体的制造方法，更具体地说，涉及使用在钛酸铝系陶瓷体的制造步骤中回收的未烧成物作为再生原料而成的钛酸铝系陶瓷体的制造方法。

背景技术

钛酸铝系陶瓷是含有钛和铝作为构成元素、且在X射线衍射光谱中具有钛酸铝的结晶图案的陶瓷，其作为耐热性优异的陶瓷为人们所知。钛酸铝系陶瓷一直以来被用作如坩锅之类的烧结用的用具（冶具）等，近年，其作为构成用于捕集在从柴油机的内燃机排出的废气中含有的细微的碳颗粒(柴油微粒)的陶瓷过滤器(柴油微粒过滤器、Diesel Particulate Filter、以下也称为DPF)的材料，在产业上的利用价值不断提高。

作为钛酸铝系陶瓷的制造方法，已知有将含有二氧化钛等钛源化合物的粉末和氧化铝等铝源化合物的粉末的原材料混合物或其成型体烧成的方法(专利文献1)。

专利文献1：国际公开第05/105704号小册子。

发明内容

作为通过将原料混合物的成型体烧成的方法来制造具有所需形状的钛酸铝系陶瓷体的方法，具体地说，可以举出通过在含有铝源粉末和钛源粉末等的原料粉末(此外也可以为钛酸铝系陶瓷粉末本身)中添加水及粘合剂、造孔剂等添加剂并进行混炼，调制粘土(坯土（坏土）)，将其成型为所需的形状后，对得到的成型体进行干燥、脱脂，接着进行烧成的方法。在上述方法中，例如在粘土的成型时、成型体的干燥时或脱脂时等的情况下，有可能产生成型体的裂纹、缺损等某些不良情况。即，含有水和/或添加剂(粘合剂、润滑剂和造孔剂中的至少1种)的原料(钛酸铝系陶瓷粉末本身和/或通过烧成而生成钛酸铝系陶瓷的混合物)，在完全未实施热处理，或在到达钛酸铝系陶瓷的制造方法中的烧成步骤之前实施了干燥、脱脂等某些热处理(通常低于1300℃)的状态下，由于成型体的裂纹、缺损等，作为产生了不良问题(成型体的裂纹、缺损等)的未烧成的原料而产生。

对于上述产生了不良问题的未烧成的原料的再利用，从收率提高和成本降低的观点考虑优选。但是，上述再生原料难以恢复为成型体制造用的粘土(再生粘土)，即，存在再生原料的粒度不固定或组成不均匀而引起难以调制均匀的粘土的问题。此外，使用再生原料得到的钛酸铝系陶瓷体在机械强度或者低热膨胀性、耐热性等热特性方面不能令人满意。

因此，本发明的目的在于，提供可以得到钛酸铝系陶瓷体的制造方法，其是使用在钛酸铝系陶瓷体的制造步骤中回收的未烧成的再生原料来制造钛酸铝系陶瓷体的方法，可以容易地进行再生粘土的调制，同时可以得到机械强度和低热膨胀性、耐热性等热特性优异的钛酸铝系陶瓷体。

本发明提供钛酸铝系陶瓷体的制造方法，其是使用在钛酸铝系陶瓷体的制造步骤中回收的未烧成的再生原料来制造钛酸铝系陶瓷体的方法，其中，包括以下步骤，

(i) 由上述未烧成的再生原料得到直径为1mm以下的粉碎物的步骤，

(ii) 调制含有该粉碎物和水的再生粘土的步骤，

(iii) 将该再生粘土成型得到成型体的步骤，和

(iv) 将该成型体烧成的步骤。

上述未烧成的再生原料优选为未烧成的成型体或其碎片、或在达到烧成温度的中途停止升温而得到的中间物。

得到直径为1mm以下的粉碎物的步骤(i)优选包括将未烧成的再生原料粉碎和/或分级的步骤。分级可以通过例如筛分来进行。粉碎物的直径优选为200μm以下。

未烧成的再生原料或粉碎物可以在低于烧成温度、具体地说在低于1300℃的温度下进行热处理而得到。未烧成的再生原料或粉碎物的热处理可以在含有1体积%以上的氧的气氛下或含有1体积%以上的氧的含氧气体的气流下进行。

未烧成的再生原料或粉碎物可以是进行了热处理以使其水分量为5质量%以下而得到的物质。此时的热处理温度优选低于150℃。未烧成的再生原料或粉碎物是进行了热处理、且优选在低于150℃的温度下进行了热处理以使其水分量为5质量%以下而得到的物质的情况下，上述调制再生粘土的步骤(ii)包括向粉碎物中至少加入水并进行混炼的步骤。

未烧成的再生原料或上述粉碎物可以是进行了热处理以使其灼热减量为5质量%以下而得到的物质。此时的热处理温度优选为300℃以上且低于1000℃。未烧成的再生原料或粉碎物是进行了热处理、且优选在300℃以上且低于1000℃的温度下进行了热处理以使其灼热减量为5质量%以上而得到的物质的情况下，上述制造再生粘土的步骤(ii)包括向粉碎物中至少加入水和选自粘合剂、润滑剂和造孔剂中的任意1种以上的成分并进行混炼的步骤。