초록 ▼

본 발명은 화학양론적으로 Mg2Al4Si5O18과 유사하고, 4×10-7/℃ 내지 13×10-7/℃의 열팽창계수(25∼800℃) 및 2.108(투과도)＋18.511(전체 기공부피)＋0.1863(4 내지 40 마이크로미터의 기공을 포함하는 전체 기공부피의 퍼센트) ＞ 24.6의 관계를 만족하는 투과도 및 기공크기 분포도를 갖는 주로 코디어라이트-타입 상을 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 구조물에 관한 것이다. 상기 세라믹은 5그램/리터의 인조 탄소 수트 적재량 및 26scfm의 유속에서 8.9 - 0.035(평방 인치 당 셀의 수

본 발명은 화학양론적으로 Mg2Al4Si5O18과 유사하고, 4×10-7/℃ 내지 13×10-7/℃의 열팽창계수(25∼800℃) 및 2.108(투과도)＋18.511(전체 기공부피)＋0.1863(4 내지 40 마이크로미터의 기공을 포함하는 전체 기공부피의 퍼센트) ＞ 24.6의 관계를 만족하는 투과도 및 기공크기 분포도를 갖는 주로 코디어라이트-타입 상을 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 구조물에 관한 것이다. 상기 세라믹은 5그램/리터의 인조 탄소 수트 적재량 및 26scfm의 유속에서 8.9 - 0.035(평방 인치 당 셀의 수) ＋ 300(인치로 셀 벽 두께)이하인 kpa로 압력 강하를 가지며,적어도 0.60g/㎤인 벌크 필터 밀도, 500℃에서 적어도 0.67 J cm-3K-1의 부피 열용량을 갖는 셀형태의, 월-플로우, 디젤 입자 필터를 제조하는데 적합하다.

대표청구항 ▼

화학양론적으로 Mg2Al4Si5O18과 유사하고, 4×10-7/℃ 내지 13×10-7/℃의 열팽창계수(25∼800℃) 및 2.108(투과도)＋18.511(전체 기공부피)＋0.1863(4 내지 40 마이크로미터의 기공을 포함하는 전체 기공부피의 퍼센트) ＞ 24.6의 관계를 만족하는 투과도 및 기공크기 분포도를 갖는 주로 코디어라이트-타입 상을 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 구조물.제1항에 있어서, 상기 투과도는 적어도 0.70×10-12㎡인 것을 특징으로 하는 구조물.제2항에 있어서, 상기 투과도는 적어도 1.0×10-12㎡인

화학양론적으로 Mg2Al4Si5O18과 유사하고, 4×10-7/℃ 내지 13×10-7/℃의 열팽창계수(25∼800℃) 및 2.108(투과도)＋18.511(전체 기공부피)＋0.1863(4 내지 40 마이크로미터의 기공을 포함하는 전체 기공부피의 퍼센트) ＞ 24.6의 관계를 만족하는 투과도 및 기공크기 분포도를 갖는 주로 코디어라이트-타입 상을 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 구조물.제1항에 있어서, 상기 투과도는 적어도 0.70×10-12㎡인 것을 특징으로 하는 구조물.제2항에 있어서, 상기 투과도는 적어도 1.0×10-12㎡인 것을 특징으로 하는 구조물.제3항에 있어서, 상기 투과도는 적어도 1.5×10-12㎡인 것을 특징으로 하는 구조물.제4항에 있어서, 상기 투과도는 적어도 2.0×10-12㎡인 것을 특징으로 하는 구조물.제1항에 있어서, 상기 전체 기공부피는 적어도 0.25㎖/g인 것을 특징으로 하는 구조물.제6항에 있어서, 상기 전체 기공부피는 적어도 0.30㎖/g인 것을 특징으로 하는 구조물.제7항에 있어서, 상기 전체 기공부피는 적어도 0.35㎖/g인 것을 특징으로 하는 구조물.제1항에 있어서, 상기 4 내지 40 마이크로미터의 기공을 포함하는 전체 기공부피의 퍼센트는 적어도 85%인 것을 특징으로 하는 구조물.제9항에 있어서, 상기 4 내지 40 마이크로미터의 기공을 포함하는 전체 기공부피의 퍼센트는 적어도 90%인 것을 특징으로 하는 구조물.제1항에 있어서, 상기 열팽창계수(25∼800℃)는 4×10-7/℃ 내지 10×10-7/℃인 것을 특징으로 하는 구조물.제11항에 있어서, 상기 열팽창계수(25∼800℃)는 4×10-7/℃ 내지 8×10-7/℃인 것을 특징으로 하는 구조물.제12항에 있어서, 상기 열팽창계수(25∼800℃)는 4×10-7/℃ 내지 6×10-7/℃인 것을 특징으로 하는 구조물.제1항에 있어서, 상기 구조물은 디젤 엔진 배기가스로부터 입자를 여과시키는데 사용되는 것을 특징으로 하는 구조물.4×10-7/℃ 내지 10×10-7/℃의 CTE(25∼800℃), 적어도 0.60g/㎤의 벌크 필터 밀도, 및 5그램/리터의 인조 탄소 수트 적재량 및 26scfm의 유속에서 필터를 가로지르는 kPa로 8.9 - 0.035(평방 인치 당 셀의 수) ＋ 300(인치로 셀 벽 두께) 이하의 압력 강하를 갖는 코디어라이트 몸체를 포함하고, 여기서 상기 필터는 입구 말단과 출구 말단을 갖는 허니컴 형태를 가지며, 다수의 셀은 상기 입구 말단으로부터 출구 말단으로 연장되고, 상기 셀은 다공성 벽을 가지며, 상기 입구 말단에서 전체 셀의 일부는 그들의 길이방향의 일부를 따라 메워지고, 상기 입구 말단에 개방된 셀의 잔여 부분은 출구 말단에서 그들의 길이방향의 일부를 따라 메워져 상기 허니컴의 셀을 통하여 상기 입구 말단으로부터 출구 말단으로 통과하는 엔진 배기가스 스트림이 상기 개방 셀과 상기 셀 벽을 통과하여 상기 출구 말단의 개방 셀을 통하여 상기 구조물 밖으로 배출되는 것을 특징으로 하는 디젤 입자 필터.제15항에 있어서, 상기 압력 드롭은 5그램/리터의 인조 탄소 수트 적재량 및 평방 인치당 100셀의 셀 밀도에 대한 26.65cfm의 유속 및 약 0.025인치의 셀 벽 두께에서 12.9 kPa 이하인 것을 특징으로 하는 디젤 입자 필터.제15항에 있어서, 상기 압력 드롭은 5그램/리터의 인조 탄소 수트 적재량 및 평방 인치당 약 200셀의 셀 밀도에 대하여 26.65cfm의 유속 및 약 0.020인치의 셀 벽 두께에서 7.9 kPa 이하인 것을 특징으로 하는 디젤 입자 필터.제15항에 있어서, 상기 벌크 필터 밀도는 0.68g/㎤인 것을 특징으로 하는 디젤 입자 필터.제18항에 있어서, 상기 벌크 필터 밀도는 0.77g/㎤인 것을 특징으로 하는 디젤 입자 필터.제15항에 있어서, 상기 열팽창계수(25∼800℃)는 4×10-7/℃ 내지 10×10-7/℃인 것을 특징으로 하는 디젤 입자 필터.제20항에 있어서, 상기 열팽창계수(25∼800℃)는 4×10-7/℃ 내지 8×10-7/℃인 것을 특징으로 하는 디젤 입자 필터.제21항에 있어서, 상기 열팽창계수(25∼800℃)는 4×10-7/℃ 내지 6×10-7/℃인 것을 특징으로 하는 디젤 입자 필터.4×10-7/℃ 내지 13×10-7/℃의 열팽창계수(25∼800℃) 및 2.108(투과도)＋18.511(전체 기공부피)＋0.1863(4 내지 40 마이크로미터의 기공을 포함하는 전체 기공부피의 퍼센트) ＞ 24.6의 관계를 만족하는 투과도 및 기공크기 분포도를 갖는 코디어라이트 몸체를 포함하며, 5그램/리터의 인조 탄소 수트 적재량 및 26scfm의 유속에서, 상기 필터는 필터를 가로지르는 kPa로 8.9 - 0.035(평방 인치 당 셀의 수) ＋ 300(인치로 셀 벽 두께) 이하의 압력 드롭을 가지며, 여기서 상기 필터는 입구 말단과 출구 말단을 갖는 허니컴 형태를 가지며, 다수의 셀은 상기 입구 말단으로부터 출구 말단으로 연장되고, 상기 셀은 다공성 벽을 가지며, 여기서 상기 입구 말단에서 전체 셀의 일부는 그들의 길이방향의 일부를 따라 메워지고, 상기 입구 말단에 개방된 셀의 잔여 부분은 출구 말단에서 그들의 길이방향의 일부를 따라 메워져 상기 허니컴의 셀을 통하여 상기 입구 말단으로부터 출구 말단으로 통과하는 엔진 배기가스 스트림이 상기 개방 셀과 상기 셀 벽을 통과하여 상기 출구 말단의 개방 셀을 통하여 상기 구조물을 밖으로 배출되는 것을 특징으로 하는 월-플로우 필터.제21항에 있어서, 상기 필터는 500℃에서 적어도 0.67 J cm-3K-1의 부피 열용량을 갖는 것을 특징으로 하는 필터.제24항에 있어서, 상기 필터는 500℃에서 적어도 0.76 J cm-3K-1의 부피 열용량을 갖는 것을 특징으로 하는 필터.제25항에 있어서, 상기 필터는 500℃에서 적어도 0.85 J cm-3K-1의 부피 열용량을 갖는 것을 특징으로 하는 필터.제24항에 있어서, 상기 투과도는 적어도 0.70×10-12㎡인 것을 특징으로 하는 필터.제24항에 있어서, 상기 투과도는 적어도 1.0×10-12㎡인 것을 특징으로 하는 필터.제28항에 있어서, 상기 투과도는 적어도 1.5×10-12㎡인 것을 특징으로 하는 필터.제29항에 있어서, 상기 투과도는 적어도 2.0×10-12㎡인 것을 특징으로 하는 필터.제24항에 있어서, 상기 전체 기공부피는 적어도 0.25㎖/g인 것을 특징으로 하는 필터.제31항에 있어서, 상기 전체 기공부피는 적어도 0.30㎖/g인 것을 특징으로 하는 필터.제32항에 있어서, 상기 전체 기공부피는 적어도 0.35㎖/g인 것을 특징으로 하는 필터.제24항에 있어서, 상기 4 내지 40 마이크로미터의 기공을 포함하는 전체 기공부피의 퍼센트는 적어도 85%인 것을 특징으로 하는 필터.제34항에 있어서, 상기 4 내지 40 마이크로미터의 기공을 포함하는 전체 기공부피의 퍼센트는 적어도 90%인 것을 특징으로 하는 필터.제24항에 있어서, 상기 열팽창계수(25∼800℃)는 4×10-7/℃ 내지 10×10-7/℃인 것을 특징으로 하는 필터.제36항에 있어서, 상기 열팽창계수(25∼800℃)는 4×10-7/℃ 내지 8×10-7/℃인 것을 특징으로 하는 필터.제37항에 있어서, 상기 열팽창계수(25∼800℃)는 4×10-7/℃ 내지 6×10-7/℃인 것을 특징으로 하는 필터.제24항에 있어서, 상기 압력 강하는 5그램/리터의 인조 탄소 수트 적재량 및 평방 인치당 100셀의 셀 밀도에 대한 26.65cfm의 유속 및 약 0.025인치의 셀 벽 두께에서 12.9 kPa 이하인 것을 특징으로 하는 필터.제24항에 있어서, 상기 압력 강하는 5그램/리터의 인조 탄소 수트 적재량 및 평방 인치당 약 200셀의 셀 밀도에 대하여 26.65cfm의 유속 및 약 0.020인치의 셀 벽 두께에서 7.9 kPa 이하인 것을 특징으로 하는 디젤 입자 필터.a) 약 0.75 이상의 형태지수(morphology index) 및 15 내지 35마이크로미터의 평균입자크기를 갖는 탈크원;4.6 내지 25마이크로미터의 평균입자크기를 갖는 알루미나원;10 내지 35마이크로미터의 평균입자크기를 갖는 실리카원;를 포함하는 원료 물질의 혼합물을 제조하는 단계;b) 상기 혼합물을 그린 구조물로 형성시키는 단계;c) 상기 그린 구조물을 소성시켜 화학양론적으로 Mg2Al4Si5O18과 유사하고, 4×10-7/℃ 내지 13×10-7/℃의 열팽창계수(25∼800℃) 및 2.108(투과도)＋18.511(전체 기공부피)＋0.1863(4 내지 40 마이크로미터의 기공을 포함하는 전체 기공부피의 퍼센트) ＞ 24.6의 관계를 만족하는 투과도 및 기공크기 분포도를 갖는 주로 코디어라이트-타입 상을 포함하는 소성된 구조물을 제조하는 단계;를 포함하는 코디어라이트 몸체의 제조방법.제41항에 있어서, 상기 원료 물질은 수학식 4.0(알루미나원의 평균입자크기) - 18.4에 의해 주어진 양(중량%)을 초과하지 않는 양의 카올린을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.제41항에 있어서, 상기 탈크원은 25 내지 35마이크로미터의 평균입자크기를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.제41항에 있어서, 상기 알루미나원은 알파-알루미나, 감마-알루미나, 로(rho)-알루미나, 보에마이트, 수산화 알루미늄 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.제44항에 있어서, 상기 알루미나원은 원료 물질에 대하여 적어도 10%의 수산화 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.제41항에 있어서, 상기 탈크원의 평균입자크기는 18∼30 마이크로미터이고, 상기 알루미나원의 평균평균크기는 7∼15 마이크로미터인 것을 특징으로 하는 방법.제41항에 있어서, 상기 실리카원은 석영, 크리스토발라이트, 용융 실리카, 졸-겔 실리카, 제올라이트, 디아토마세우스 실리카, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.제41항에 있어서, 상기 혼합물은 압출에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.제41항에 있어서, 상기 그린 구조물은 15 내지 100℃/시간의 속도로 1405∼1430℃의 최대 온도에서 6 내지 25시간동안 유지되어 소성되는 것을 특징으로 하는 방법.<