(57)【要約】  焼成コージエライト体を形成するためのコージエライトグリーンボディを焼成する方法。グリーンボディは、コージエライト形成生原料及び有機物質を含み、コア部分とスキン部分を有する。グリーンボディは有機物質の熱分解温度未満の予備加熱温度まで予備加熱される。グリーンボディはコア部分とスキン部分の間の温度差を最小限にするのに十分な時間、予備加熱温度に維持される。グリーンボディは有機物質の含有量を低減し、水性アルミナから化学結合水を実質的に除去するのに十分な焼成雰囲気中、低焼成温度まで加熱される。グリーンボディは粘土からの化学結合水の実質的除去の前に、有機物質の含有量を低減するのに十分な焼成雰囲気中、高焼成温度まで加熱される。
2015535520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コージエライト体を焼成する方法において、
コージエライト形成生原料及び約１０重量％以上の有機物質を含むグリーンボディであって、コア部分とスキン部分を有するグリーンボディを提供するステップ；
有機物質の熱分解温度未満の予備加熱温度までグリーンボディを予備加熱するステップ；
約５０℃未満のコア部分とスキン部分の間の温度差を得るのに十分な時間予備加熱温度にグリーンボディを維持するステップ；
有機物質の含有量を低減し、水性アルミナから化学結合水を実質的に除去するのに十分な時間、第１の酸素濃度を含む焼成雰囲気中で予備加熱温度から低焼成温度まで第１の温度平均変化速度でグリーンボディを加熱するステップ；及び、
有機物質の含有量を低減するのに十分な時間、第１の酸素濃度より高い第２の酸素濃度を含む焼成雰囲気中で低焼成温度から高焼成温度まで第２の温度平均変化速度でグリーンボディを加熱するステップであって、有機物質の含有量は粘土からの化学結合水の除去よりも前に実質的に除去されるステップ；及び、
コージエライト焼成体を形成するのに十分な時間、浸漬温度までグリーンボディを加熱するステップ；
を有してなる方法。
【請求項２】
前記粘土からの化学結合水が実質的に除去されるように前記低焼成温度から前記高焼成温度まで、約１０℃／時〜約４０℃／時である第３の温度平均変化速度で前記グリーンボディを加熱するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の温度平均変化速度が約１２℃／時未満であり、前記焼成雰囲気が約１１％〜約１４％の第１の酸素濃度を含有する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記低焼成温度が約２５０℃〜約３００℃の範囲にある、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の温度平均変化速度が約５℃／時〜約４０℃／時の範囲にあり、前記焼成雰囲気が約１４％〜約１８％の第２の酸素濃度を含有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記高焼成温度が約５００℃〜約７００℃の範囲にある、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記グリーンボディが約８インチ（２０．３２ｃｍ）〜約１４インチ（３５．５６ｃｍ）の範囲の直径及び約９インチ（２２．８６ｃｍ）〜約１９インチ（４８．２６ｃｍ）の範囲の高さを有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願との相互参照】
【０００１】
本出願は２０１２年１１月２１日出願の米国特許出願第１３／６８２，９０１号明細書の米国特許法第１２０条の下の優先権の利益を請求し、当該特許の内容はその全体において根拠とされ、参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本出願はコージエライト体を焼成するための方法、特に低減された焼成時間を用いたコージエライト体を焼成する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ディーゼル粒子フィルター（ＤＰＦ）又はハニカム触媒担体のような排出制御装置はディーゼルエンジンからの粒状物質の排出（例えばＤＰＦの場合はスス、そしてハニカム触媒担体の場合はＮＯｘ及びＣＯ）の量を低減するために使用される。例えばＤＰＦはフィルター本体中の排気ガスに由来する粒状物質を捕獲する場合がある。ススは所定の量までフィルター内に収集され、その時点でフィルターは再生される。そのような装置は捕集された粒状物質の量を減少させるためにエンジン作動中に（例えば燃焼により）再生され、装置の収集能力を維持する場合がある。例えばハニカム触媒担体は自動車の触媒コンバーターのための触媒活性成分を支持する場合がある。
【０００４】
コージエライトは優れた熱ショック耐性、濾過効率、及びほとんどの作動条件下における耐久性を併せ持つことからＤＰＦ及び触媒担体のために一般的に使用されている。コージエライト体はコージエライト前駆体及び可塑剤、潤滑剤、結合剤、細孔形成材及び溶媒の形体の有機構成成分の組み合わせから形成される場合がある。
【０００５】
コージエライト体を形成するためには、コージエライト前駆体及び有機構成成分をまず混合して可塑化されたバッチとし、そして押し出すことにより緑色セラミック体を形成する。その後、緑色セラミック体を焼成して有機構成成分を除去し、コージエライト前駆体を焼結させる。焼成サイクルはかなり長くなる場合があり、時には約１８５時間、場合によっては約２００時間を越えて継続する。これは少なくとも約１２インチ（３０．４８ｃｍ）の直径を有する大型のフィルターの場合に特に当てはまる。
【０００６】
更に、焼成の間、有機構成成分が燃焼し、これは酸素の存在下においては高度に発熱性となり、温度スパイクをもたらす。このような温度スパイクはコージエライト体に熱ショック及び／又はクラックを与える場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
それゆえ、開示した方法はこれらの問題点に鑑みて開発されており、したがって、目的はクラックの無いコージエライト体を製造するための代替となる焼成循環を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの実施形態によれば、コージエライト体を焼成する方法は、コージエライト形成生原料及び有機物質を含むグリーンボディであって、コア部分とスキン部分を有するグリーンボディを提供するステップ、有機物質の熱分解温度未満の予備加熱温度までグリーンボディを予備加熱するステップ、約５０℃未満のコア部分とスキン部分の間の温度差を得るのに十分な時間予備加熱温度にグリーンボディを維持するステップ、有機物質の含有量を低減し、水性アルミナから化学結合水を実質的に除去するのに十分な時間、第１の酸素濃度を含む焼成雰囲気中で予備加熱温度から低焼成温度まで第１の温度平均変化速度でグリーンボディを加熱するステップ、及び、有機物質の含有量を低減するのに十分な時間、第１の酸素濃度より高い第２の酸素濃度を含む焼成雰囲気中で低焼成温度から高焼成温度まで第２の温度平均変化速度でグリーンボディを加熱するステップを有してよく、有機物質の含有量は粘土からの化学結合水の除去よりも前に実質的に除去される。
【０００９】
別の実施形態において、コージエライト形成体を焼成する方法は、コージエライト形成生原料及び約１０重量％以上の有機物質を含むグリーンボディであって、スキン部分に包囲されたコア部分を有するグリーンボディを提供するステップ、約６℃／時〜約５０℃／時の予備加熱平均変化速度で、有機物質の熱分解温度未満かつその７０℃以内である予備加熱温度までグリーンボディを予備加熱するステップ、コア部分とスキン部分との間の温度差が最小限となるように約２時間〜約８時間の時間、予備加熱温度にグリーンボディを維持するステップ、約９重量％〜約１５重量％の酸素を含む焼成雰囲気中、予備加熱温度から、約２７０℃〜約３２０℃である低焼成温度まで、約７℃／時以下である第１の温度平均変化速度でグリーンボディを加熱するステップ、及び、約１２重量％〜約１８重量％の酸素を含む焼成雰囲気中、低焼成温度から、有機物質の含有量を低減するために高焼成温度は約５００℃〜約７００℃である高焼成温度まで、約７℃／時〜約４０℃／時である第２の温度平均変化速度でグリーンボディを加熱するステップを有してよく、有機物質の含有量は粘土からの化学結合水の除去よりも前に実質的に除去される。
【００１０】
更に別の実施形態においては、コージエライト体を焼成する方法は、コージエライト形成生原料及び約１０重量％以上の有機物質を含むグリーンボディであって、スキン部分に包囲されたコア部分を有するグリーンボディを提供するステップ、約７時間未満の時間、有機物質の熱分解温度未満かつその７０℃以内である予備加熱温度までグリーンボディを予備加熱するステップ、コア部分とスキン部分との間の温度差が最小限となるように約２時間〜約８時間の時間、予備加熱温度にグリーンボディを維持するステップ、約９重量％〜約１５重量％の酸素を含む焼成雰囲気中、予備加熱温度から、約２７０℃〜約３２０℃である低焼成温度まで、約４０時間未満である時間、グリーンボディを加熱するステップ、及び、粘土からの化学結合水の除去の前に有機物質の含有量を実質的に低減するのに十分である、約１２％〜約１８％の酸素を含む焼成雰囲気中、低焼成温度から、約５００℃〜約７００℃である高焼成温度まで、約１５時間未満である時間、グリーンボディを加熱するステップを有してよい。
【００１１】
本明細書に記載した方法のその他の特徴及び利点は、以下に記載する詳細な説明中に示され、そして部分的にはその説明から当業者には容易に明確化されるものであるか、又は以下に示す詳細な説明、請求項並びに添付する図面を包含する本明細書に記載した実施形態を実施することにより認識されるものである。
【００１２】
更に又上記した一般的な説明及び後述する詳細な説明は種々の実施形態を説明しており、請求項に記載した要件の性質と特徴を理解するための概観又は枠組みを与えることを意図していることが理解されよう。添付する図面は種々の実施形態を更に理解可能とするために包含されており、本明細書に組み込まれ、その一部を構成する。図面は本明細書に記載した種々の実施形態を図説しており、そして説明と共に請求項に記載した要件の原理及び作動を説明する作用を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本明細書に示して説明した実施形態１つ以上によるコージエライト体を模式的に示す。
【図２】図２は本明細書に示して説明した実施形態１つ以上による一例としてのコージエライト体を焼成する方法の時間（ｘ軸）対温度（ｙ軸）のプロットをグラフにより示す。
【図３】図３は本明細書に示して説明した実施形態１つ以上による種々の温度変化速度平均の時間（ｘ軸）対温度（ｙ軸）のプロットをグラフにより示す。
【図４】図４は比較例の焼成スケジュールによる種々の温度変化速度平均の時間（ｘ軸）対温度（ｙ軸）のプロットをグラフにより示す。
【図５】図５は比較例Ａの焼成スケジュールによる種々の温度変化速度平均の時間（ｘ軸）対温度（ｙ軸）のプロットをグラフにより示す。
【図６】図６は比較例Ｂの焼成スケジュールによる種々の温度変化速度平均の時間（ｘ軸）対温度（ｙ軸）のプロットをグラフにより示す。
【図７】図７は比較例Ｃの焼成スケジュールによる種々の温度変化速度平均の時間（ｘ軸）対温度（ｙ軸）のプロットをグラフにより示す。
【図８】図８は比較例Ｄの焼成スケジュールによる種々の温度変化速度平均の時間（ｘ軸）対温度（ｙ軸）のプロットをグラフにより示す。
【図９】図９は比較例Ｅの焼成スケジュールによる種々の温度変化速度平均の時間（ｘ軸）対温度（ｙ軸）のプロットをグラフにより示す。
【図１０】図１０は比較例Ｆの焼成スケジュールによる種々の温度変化速度平均の時間（ｘ軸）対温度（ｙ軸）のプロットをグラフにより示す。
【図１１】図１１は本明細書に示して説明した実施形態１つ以上による実施例の焼成スケジュールに関する種々の平均温度変化速度の時間（ｘ軸）対温度（ｙ軸）のプロットをグラフにより示す。
【図１２】図１２は本明細書に示して説明した実施形態１つ以上による実施例１の焼成スケジュールに関する種々の平均温度変化速度の時間（ｘ軸）対温度（ｙ軸）のプロットをグラフにより示す。
【図１３】図１３は本明細書に示して説明した実施形態１つ以上による実施例２の種々の平均温度変化速度の時間（ｘ軸）対温度（ｙ軸）のプロットをグラフにより示す。
【図１４】図１４は本明細書に示して説明した実施形態１つ以上による実施例２の焼成スケジュールにより焼成したコージエライト体のチャープロファイルを写真により示す。
【図１５】図１５は本明細書に示して説明した実施形態１つ以上による実施例３に関する種々の平均温度変化速度の時間（ｘ軸）対温度（ｙ軸）のプロットをグラフにより示す。
【図１６】図１６は本明細書に示して説明した実施形態１つ以上による実施例４に関する種々の平均温度変化速度の時間（ｘ軸）対温度（ｙ軸）のプロットをグラフにより示す。
【図１７】図１７は本明細書に示して説明した実施形態１つ以上による実施例５に関する種々の平均温度変化速度の時間（ｘ軸）対温度（ｙ軸）のプロットをグラフにより示す。
【図１８】図１８は本明細書に示して説明した実施形態１つ以上による実施例６に関する種々の平均温度変化速度の時間（ｘ軸）対温度（ｙ軸）のプロットをグラフにより示す。
【図１９】図１９は本明細書に示して説明した実施形態１つ以上による実施例７に関する種々の平均温度変化速度の時間（ｘ軸）対温度（ｙ軸）のプロットをグラフにより示す。
【図２０】図２０は本明細書に示して説明した実施形態１つ以上による実施例８に関する種々の平均温度変化速度の時間（ｘ軸）対温度（ｙ軸）のプロットをグラフにより示す。
【図２１】図２１は本明細書に示して説明した実施形態１つ以上による実施例８の焼成スケジュールにより焼成したコージエライト体のチャープロファイルを写真により示す。
【図２２】図２２は本明細書に示して説明した実施形態１つ以上による実施例９に関する種々の平均温度変化速度の時間（ｘ軸）対温度（ｙ軸）のプロットをグラフにより示す。
【図２３】図２３は本明細書に示して説明した実施形態１つ以上による実施例９の焼成スケジュールにより焼成したコージエライト体のチャープロファイルを写真により示す。
【図２４】図２４は本明細書に示して説明した実施形態１つ以上による実施例１０に関する種々の平均温度変化速度の時間（ｘ軸）対温度（ｙ軸）のプロットをグラフにより示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ここでコージエライト体を焼成するための方法の実施形態を詳細に参照していくが、その実施形態は添付する図面において説明する。可能な場合は常に同じ参照数字は図面全体を通して同じか同様の部材を指すために使用する。１つの実施形態において、コージエライト体を焼成する方法は、コージエライト形成生原料及び有機物質を含むグリーンボディであって、コア部分及びスキン部分を有するグリーンボディを提供するステップ；グリーンボディを予備加熱温度まで予備加熱するステップ；コア部分とスキン部分の間の温度差を最小限にするための時間、予備加熱温度にグリーンボディを維持するステップ；ある時間、予備加熱温度から低焼成温度まで、第１の温度平均変化速度でグリーンボディを加熱するステップ；及び、ある時間、低焼成温度から高焼成温度まで第２の温度平均変化速度でグリーンボディを加熱するステップを有してなる。添付する図面を特に参照しながらコージエライト体を焼成する種々の方法を本明細書に記載する。
【００１５】
本明細書においては、「グリーンボディ」、「コージエライト体」、「コージエライト材」及び「コージエライト形成体」は特段の記載が無い限り互換的に使用され、未焼結の物体又は材料を指す。
【００１６】
後述する説明において、ある物体のコア部分が所定の温度にまで加熱されると記載される場合、コア部分における当該温度を達成するために物体全体が加熱されると理解しなければならない。例えばグリーンボディを加熱又は焼成チャンバー、例えばキルンの中に入れ、そして加熱する場合、チャンバーの内部の温度は特定の温度までコア部分を加熱するのに十分である。
【００１７】
本明細書においては、有機又は無機の成分の「重量％」、「重量パーセント」又は「重量換算パーセント」は、特段に相反する記載が無い限り、その成分が包含されている総無機物の総重量に基づく。有機成分は使用される無機成分１００％に対する追加分として特定する。
【００１８】
本開示の実施形態はコージエライト形成体を焼成するための進歩した方法を提供する。コージエライト形成体又はグリーンボディは焼成によりコージエライトセラミックスをもたらすために有効な全体的粗製を有するコージエライト形成生原料及び有機物質を含んでよく、ここでセラミックのコージエライト相はセラミック少なくとも９０重量％を含む。コージエライトセラミック体はディーゼル粒子フィルターとして、及び／又は、触媒材料のための支持体として使用してよい。
【００１９】
図１に示すものは本明細書に示して説明した実施形態１つ以上によるコージエライトセラミック体（１００）である。コージエライトセラミック体（１００）は一般的に交差チャンネル壁（１１５）により定義される平行チャンネル（１１０）複数を含むハニカム構造（１０５）を有してよい。スキン部分（１２０）が示されており、コージエライトセラミック体（１００）の外側表面部分となっている。コア部分（１２５）はコージエライトセラミック体（１００）の内側部分であり、交差チャンネル壁（１１５）により定義される平行チャンネル（１１０）複数を包含する。複数の平行チャンネル（１１０）及び交差チャンネル壁（１１５）は導入口末端（１３０）と排出口末端（１３５）の間に伸長している。
【００２０】
本明細書に記載した実施形態において、コージエライトセラミック体（１００）はコージエライト形成生原料から形成される。コージエライト形成生原料は少なくとも１つのマグネシウム源、少なくとも１つアルミナ源、少なくとも１つシリカ源、及び少なくとも１つカオリン粘土を包含して良い。いくつかの実施形態においては、コージエライト形成生原料は、酸化物に基づく重量パーセントにおいて、５〜２５重量％のＭｇＯ、４０〜６０重量％のＳｉＯ２及び２５〜４５重量％のＡｌ２Ｏ３を含む全体的組成を有する。他の実施形態においては、コージエライト形成生原料、酸化物に基づく重量パーセントにおいて、１１〜１７重量％のＭｇＯ、４８〜５４重量％のＳｉＯ２、及び３２〜３８重量％のＡｌ２Ｏ３を含む全体的組成を有する。いくつかの実施形態においては、少なくとも１つのアルミナ源及び少なくとも１つシリカ源はカオリン粘土ではない。他の実施形態においては、未処理又はか焼されたカオリン粘土はコージエライト形成生原料３０重量％未満、又は２０重量％未満を含んでよい。グリーンボディはまた不純物、例えばＣａＯ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＦｅ２Ｏ３を包含して良い。
【００２１】
本明細書に記載した実施形態において、マグネシウム源は酸化マグネシウム、又は焼成されればＭｇＯに変換される低水溶性の他の物質、例えばＭｇ（ＯＨ）２、ＭｇＣＯ３及びこれらの組み合わせを包含するが、これらに限定されない。例えばマグネシウム源はか焼及び／又は未か焼のタルク及び粗放及び／又は微細タルクを包含するタルク（Ｍｇ３Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）２）であってよい。
【００２２】
種々の実施形態において、少なくとも１つのマグネシウム源は酸化物に基づいてコージエライト形成生原料全体の約５重量％〜約２５重量％の量で存在してよい。他の実施形態においては、少なくとも１つのマグネシウム源は酸化物に基づいてコージエライト形成生原料の約１０重量％〜約２０重量％の量で存在してよい。別の実施形態において、少なくとも１つのマグネシウムは約１１重量％〜約１７重量％の量で存在してよい。
【００２３】
いくつかの実施形態においては、少なくとも１つのマグネシウム源のメジアン粒子直径は約５マイクロメートルより大きいか、約１０マイクロメートルより大きいか、又は更には、約２０マイクロメートルより大きい場合がある。他の実施形態においては、少なくとも１つマグネシウム源は約１マイクロメートル〜約４０マイクロメートル、又は更には約１０マイクロメートル〜約４０マイクロメートルの範囲のメジアン粒子直径を有してよい。他の実施形態においては、タルクのメジアン粒子直径は約１５マイクロメートル〜約３０マイクロメートルであってよい。
【００２４】
アルミナ源は、他の生原料の非存在下において十分高温にまで加熱された場合に実質的に純粋な酸化アルミニウムを与える粉末を包含してよいがこれらに限定されない。適当なアルミナ源の例は、αアルミナ、遷移アルミナ、例えばガンマアルミナ又はローアルミナ、水和アルミナ又はアルミニウム３水和物、ギブサイト、鋼玉、（Ａｌ２Ｏ３）、ベーマイト  （ＡｌＯ（ＯＨ））、シュードベーマイト、水酸化アルミニウム  （Ａｌ（ＯＨ）３）、オキシ水酸化アルミニウム、及びこれらの混合物を包含してよい。１つの実施形態において、少なくとも１つアルミナ源はカオリン粘土であり、別の実施形態においては少なくとも１つアルミナ源はカオリン粘土ではない。
【００２５】
少なくとも１つアルミナ源は例えば酸化物に基づいてコージエライト形成生原料全体の約２５重量％〜約４５重量％の量で存在してよい。別の実施形態においては少なくとも１つアルミナ源は酸化物に基づいてコージエライト形成生原料の約３０重量％〜約４０重量％の量で存在してよい。更に別の実施形態において、少なくとも１つアルミナ源は酸化物に基づいてコージエライト形成生原料の約３２重量％〜約３８重量％の量で存在してよい。少なくとも１つアルミナ源は約１マイクロメートルより大きいメジアン粒子直径を有してよい。いくつかの実施形態においては、少なくとも１つアルミナ源は約１マイクロメートル〜約２０マイクロメートルの範囲のメジアン粒子直径を有する。
【００２６】
シリカ源は非結晶シリカ、例えば溶融シリカ又はゾルゲルシリカ、シリコーン樹脂、低アルミナの実質的にアルカリ非含有のゼオライト、珪藻土シリカ、カオリン及び結晶シリカ、例えば石英又はクリストバライトを包含してよいがこれらに限定されない。更にまた、シリカ源は更に、加熱されれば遊離のシリカを形成する化合物を含むシリカ形成源を包含してよいがこれらに限定されない。例えば、ケイ酸又はケイ素有機金属化合物は加熱されれば遊離のシリカを形成する場合がある。１つの実施形態において、少なくとも１つのシリカ源はカオリン粘土ではない。
【００２７】
少なくとも１つのシリカ源は酸化物に基づいてコージエライト形成生原料全体の約４０重量％〜約６０重量％の量で存在してよい。いくつかの実施形態においては、少なくとも１つのシリカ源は酸化物に基づいてコージエライト形成生原料の約４５重量％〜約５５重量％の量で存在してよい。更に別の実施形態において、少なくとも１つのシリカ源は約４８重量％〜約５４重量％の量で存在してよい。少なくとも１つのシリカ源は約３マイクロメートルより大きいメジアン粒子直径を有する。いくつかの実施形態においては、少なくとも１つのシリカ源は約５マイクロメートルより大きいメジアン粒子直径を有する。別の実施形態において、少なくとも１つのシリカ源は約１０マイクロメートルより大きいメジアン粒子直径を有する。又更に別の実施形態においては、少なくとも１つシリカ源は約２０マイクロメートルより大きいメジアン粒子直径を有する。いくつかの実施形態においては、少なくとも１つのシリカ源は約５マイクロメートル〜約４０マイクロメートルの範囲のメジアン粒子直径を有する。他の実施形態においては、少なくとも１つのシリカ源は約１０マイクロメートル〜約３０マイクロメートルの範囲のメジアン粒子直径を有する。別の実施形態において、少なくとも１つのシリカ源は約１５マイクロメートル〜約２５マイクロメートルの範囲のメジアン粒子直径を有する。
【００２８】
カオリン粘土源はラミネートカオリン及びデラミネートカオリンを包含してよいがこれらに限定されない。いくつかの実施形態においては、コージエライト形成生原料はラミネート又はでラミネートのか焼カオリン粘土を更に含んでよい。例えば、コージエライト形成生原料は少なくとも１つの未処理のカオリン粘土及び少なくとも１つのか焼カオリン粘土のブレンド物を含んでよい。いくつかの実施形態においては、少なくとも１つのカオリン粘土は粗放なカオリン粘土成分及び微細なカオリン粘土成分を含むブレンドされた水性カオリン粘土産物を含む。いくつかの実施形態においては、粗放カオリン粘土成分は直径２マイクロメートル未満の平均粒径を有し、白亜紀粘土であり、そして微細カオリン粘土成分は直径１マイクロメートル未満の平均粒径を有し、そして第三紀粘土である。いくつかの実施形態においては、粘土産物は微細カオリン粘土成分約３５重量％〜約１００重量％及び粗放カオリン粘土成分約６５重量％〜約０重量％を含む。
【００２９】
未処理及びか焼されたカオリン粘土を包含するカオリン粘土は、存在する場合のその総量は、コージエライト形成生原料の約３０重量％未満を含んでよい。いくつかの実施形態においては、カオリン粘土の総量はコージエライト形成生原料の約２０重量％未満を含んでよい。別の実施形態において、カオリン粘土の総量はコージエライト形成生原料約１５重量％未満を含んでよい。
【００３０】
有機物質は細孔形成物質、結合剤、界面活性剤及び潤滑剤を含んでよい。細孔形成物質は、澱粉（例えば、トウモロコシ、オオムギ、マメ、バレイショ、コメ、タピオカ、エンドウ、サゴヤシ、コムギ、カンナ及びクルミガラの粉）、重合体（例えばポリブチレン、ポリメチルペンテン、ポリエチレン（好ましくはビーズ）、ポリプロピレン（好ましくはビーズ）、ポリスチレン、ポリアミド（ナイロン）、エポキシ、ＡＢＳ、アクリル類及びポリエステル（ＰＥＴ））、過酸化水素又はフェノール樹脂を包含してよいがこれらに限定されない。１つの実施形態において、細孔形成物質はトウモロコシ、オオムギ、マメ、バレイショ、コメ、タピオカ、エンドウ、サゴヤシ、コムギ、カンナ又はクルミガラの粉である。
【００３１】
いくつかの実施形態においては、有機物質は少なくとも１つの細孔形成物質を含んでよい。他の実施形態においては、有機物質は少なくとも２つの細孔形成物質を含んでよい。別の実施形態において、有機物質は少なくとも３つの細孔形成物質を含んでよい。例えば、重合体と澱粉の組み合わせを使用してよい。別の実施形態においては澱粉と澱粉の組み合わせを使用してよい。更に別の実施形態においては重合体と重合体の組み合わせを使用してよい。
【００３２】
細孔形成剤はコージエライト体中に所望の量の細孔性をもたらすために有効ないずれかの量で存在してよい。１つの実施形態において、細孔形成剤は約０．５重量％〜約１２重量％で存在してよい。別の実施形態においては細孔形成剤約７重量％〜約１０重量％で存在してよい。
【００３３】
結合剤はセルロース含有成分を包含してよいがこれらに限定されない。例示されるセルロース含有成分は例えばメチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシブチルメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシブチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カルボキシメチルセルロース、及びこれらの組み合わせを包含する。
【００３４】
界面活性剤及び潤滑材はそれらがグリーンボディ形成中に細孔形成剤の分解を引き起こさない限り、グリーンボディを形成するために添加してよい。使用してよい界面活性剤の非限定的な実施形態はＣ８〜Ｃ２２脂肪酸及び／又はそれらの誘導体を包含する。これらの脂肪酸と共に使用してよい追加的な界面活性剤成分はＣ８〜Ｃ２２脂肪エステル、Ｃ８〜Ｃ２２脂肪アルコール、脂肪酸の塩（例えばステアリン酸のナトリウム塩）及びこれらの組み合わせである。例示される界面活性剤はステアリン酸、ラウリン酸、オレイン酸、リノレン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸ナトリウム及びこれらのエステル又はアルコール誘導体である。いくつかの実施形態においては、界面活性剤はラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、それらのエステル又はアルコール誘導体、及びこれらの組み合わせであってよい。界面活性剤の量は約０．５重量％〜約２重量％の範囲であってよい。
【００３５】
潤滑剤の非限定的な例は軽鉱油、コーン油、高分子量ポリブテン、ポリオールエステル、軽鉱油とワックスエマルジョンのブレンド物、コーン油中のパラフィンワックスのブレンド物、及びこれらの組み合わせを包含してよいがこれらに限定されない。純滑剤の量は
約０．２重量％〜約１０重量％の範囲であってよい。いくつかの実施形態においては、純滑剤の量は約０．７重量％〜約２重量％の範囲にある。
【００３６】
溶媒はグリーンボディを形成するために添加してよく、水性溶媒、例えば水又は水混和性の溶媒を包含してよい。いくつかの実施形態においては、溶媒は水である。存在する水性溶媒の量は約２０重量％〜約５０重量％の範囲であってよい。
【００３７】
コージエライト形成生原料及び有機物質を混合してバッチを形成してよい。バッチは従来の手法で作成してよい。例示すれば、コージエライト形成生原料を粉末材料として合わせ、十分混合して実質的に均質なバッチを形成する。有機物質及び／又は溶媒をいずれかの順番で、又は一緒にコージエライト形成生原料と混合することにより実質的に均質なバッチを形成する。当然ながら、コージエライト形成生原料及び有機物質を共に合わせ、及び／又は混合して実質的に均質なバッチを得るための他の適当な工程及び条件も使用してよい。例えば、コージエライト形成生原料及び有機物質を押出プロセスにより混合して実質的に均質なバッチを形成してよい。
【００３８】
バッチは従来の形成プロセスにより形状化することによりグリーンボディとしてよい。例えば、バッチは押出、射出成形、スリップキャスト、遠心キャスト、圧力キャスト、乾燥プレス、又は同様の形成プロセスにより形成してよい。
【００３９】
本明細書に記載した実施形態において、バッチ組成物はハニカム構造にまで形成又は何らかの方法で形状化される。例えば、グリーンハニカムボディは円又は楕円の形状を有する末端表面を有する円筒、多角形、例えば三角形又は四角形の形状を有する末端表面を有するプリズム型、円筒及びプリズムの側面が「ドッグレッグ形状」のように屈曲している形状であってよい。ボディのスルーホールの形状は特に限定されない。例えば断面の形状は多角形、例えば四角形、六角形、八角形、円、楕円、三角形又は他の形状又は組み合わせであってよい。しかしながら、セラミック物の特定の所望の大きさ及び形状は、用途、例えば自動車用途の場合はエンジンの大きさ及び搭載に使用できる空間等に応じたものとなると理解しなければならない。
【００４０】
グリーンボディは約８インチ（２０．３２ｃｍ）〜１４インチ（３５．５６ｃｍ）の範囲の直径を有するコージエライト体に形状化される。いくつかの実施形態においては、グリーンボディは約１１インチ（２７．９４ｃｍ）〜約１４インチ（３５．５６ｃｍ）の範囲の直径を有するコージエライト体に形成されてよい。他の実施形態においては、グリーンボディは約１３インチ（３３．０２ｃｍ）〜約１４インチ（３５．５６ｃｍ）の範囲の直径を有するコージエライト体に形成されてよい。グリーンボディはコージエライト体約８インチ（２０．３２ｃｍ）〜約１９インチ（４８２．６ｃｍ）の範囲の高さを有するコージエライト体に形成されてよい。いくつかの実施形態においては、グリーンボディは約９インチ（２２．８６ｃｍ）〜約１８インチ（４５．７２ｃｍ）の範囲の高さを有するコージエライト体に形成されてよい。別の実施形態において、グリーンボディは約１１インチ（２７．９４ｃｍ）〜約１７インチ（４３．１８ｃｍ）の範囲の高さを有するコージエライト体に形成されてよい。いくつかの実施形態においては、グリーンボディは約６，６００ｃｍ３〜約４７，９５０ｃｍ３の範囲の体積を有するコージエライト体に形成されてよい。いくつかの実施形態においては、グリーンボディは約１５，５００ｃｍ３〜約４５，４００ｃｍ３の範囲の体積を有してよい。他の実施形態においては、グリーンボディは約２６，１００ｃｍ３〜約３７，５００ｃｍ３の範囲の体積を有する。別の実施形態において、グリーンボディは約３６，９００ｃｍ３〜約３７，１００ｃｍ３の範囲の体積を有する。
【００４１】
形状化の後、グリーンボディを場合により従来の方法で乾燥することにより、存在する過剰な水又は液体を除去してよい。乾燥したコージエライト形成グリーンボディを次に炉又はキルン内に導入し、そこでグリーンボディを予備加熱温度においてキルン内の予備加熱温度ゾーンを通過させ、低焼成温度においてキルン内の第１の加熱温度ゾーンを通過させ、高焼成温度においてキルン内の第２の加熱温度ゾーン及びキルン内の第３の加熱ゾーンを通過させることにより、所望の物理的特性のコージエライトセラミック体を焼結及び形成する。本明細書に記載した実施形態においては、本明細書において更に詳述する通り、グリーンボディを低減された時間スケジュールにおいて焼成することによりコージエライトセラミック体を形成する。
【００４２】
ここで図２を参照すれば、グリーンコージエライト体を焼成してコージエライトセラミック体にするための一例としての焼成スケジュールが模式的に示されている。このスケジュールによるグリーンボディの焼成は一般的に、グリーンボディを提供すること；グリーンボディを予備加熱温度（２０２）にある時間（２０４）予備加熱すること；グリーンボディを予備加熱温度（２０２）に特定の時間（２０６）維持することによりグリーンボディのコア部分とスキン部分の間で温度を平衡化させること；グリーンボディを予備加熱温度（２０２）から低焼成温度（２０８）にある時間（２１０）加熱することによりスキン部分の有機物質含有量を低減すること；及びグリーンボディ中に存在する粘土から化学結合水を除去する前に、グリーンボディを低焼成温度（２０８）から高焼成温度（２１２）まである時間（２１４）加熱することによりコア部分中の有機物質含有量を低減することを含む。焼成スケジュールの各部分を以下に詳述する。
【００４３】
まず、グリーンボディを炉又はキルンの内部において、予備加熱温度（２０２）まで予備加熱する。いくつかの実施形態においては、グリーンボディを約６℃／時〜約５０℃／時の変化速度で予備加熱してよい。他の実施形態においては、グリーンボディを約１０℃／時〜約４５℃／時の変化速度で予備加熱する。別の実施形態において、グリーンボディを約１５℃／時〜約４０℃／時の変化速度で室温から予備加熱温度まで予備加熱する。
【００４４】
上記した通り、グリーンボディはコージエライト形成生原料及び有機物質を含む。従って、いくつかの実施形態においては、予備加熱温度はグリーンボディ中に存在する有機物質（例えば結合剤及び細孔形成剤）の熱分解温度よりも低値であってよい。有機物質の熱分解温度は与えられた熱の下において有機物質が分解する温度である。グリーンボディ中に１つより多くの有機物質が存在する場合、有機物質の熱分解温度はグリーンボディ中に存在する全ての有機物質で最低の熱分解温度であってよい。有機物質に関わる熱分解温度は一般的に物質が燃焼し始める温度に相当し、約１９０℃〜約３００℃の範囲であってよく、加熱速度及び酸素濃度に依存している。いくつかの実施形態においては、有機物質に関わる熱分解温度は約１９０℃〜約２５０℃の範囲となりえる。別の実施形態において、有機物質に関わる熱分解温度約１９０℃〜約２２５℃の範囲となりえる。
【００４５】
予備加熱温度はグリーンボディ中に存在する全ての有機物質で最低の熱分解温度であってよい。いくつかの実施形態においては、予備加熱温度は有機物質の熱分解温度未満かつその７０℃以内である。他の実施形態においては、予備加熱温度は有機物質の熱分解温度未満かつその５０℃以内である。別の実施形態において、予備加熱温度は有機物質の熱分解温度未満かつその２５℃以内である。又更に別の実施形態においては、予備加熱温度は有機物質の熱分解温度より少なくとも約１０℃低い。又更に別の実施形態においては、予備加熱温度は有機物質の熱分解温度より少なくとも約２０℃低い。
【００４６】
本明細書に記載したいくつかの実施形態においては、予備加熱温度は一般的に約１５０℃〜約２００℃の範囲にある。他の実施形態においては、予備加熱温度約１６０℃〜約１９０℃の範囲であってよい。別の実施形態において、予備加熱温度は約１７０℃〜約１９０℃の範囲であってよい。
【００４７】
グリーンボディの予備加熱は図２に示す通り所定の時間（２０４）行う。いくつかの実施形態においては、予備加熱温度は約１４時間未満の時間内に達成される。他の実施形態においては、予備加熱温度は約６時間未満の時間内に達成されてよい。別の実施形態において、予備加熱温度は約５時間未満の時間内に達成されてよい。
【００４８】
グリーンボディが加熱されると、コア部分とスキン部分との間に温度差が生じる場合がある。即ち、予備加熱温度（２０２）に到達すると、グリーンボディはコア部分とスキン部分との間の温度差を最小限にするのに十分なある時間（２０６）予備加熱温度（２０２）に維持される。いくつかの実施形態においては、コア部分とスキン部分との間の温度差が約７０℃未満となるように、ある時間グリーンボディを予備加熱温度に維持してよい。他の実施形態においては、コア部分とスキン部分との間の温度差が約５０℃未満となるように、ある時間グリーンボディを予備加熱温度に維持してよい。別の実施形態において、コア部分とスキン部分との間の温度差が約２５℃未満となるように、ある時間グリーンボディを予備加熱温度に維持してよい。
【００４９】
所望のコア部分とスキン部分との間の温度差を達成するためには、約２時間〜約１０時間の範囲のある時間、グリーンボディを予備加熱温度に維持してよい。いくつかの実施形態においては、約２時間〜約８時間の範囲のある時間、グリーンボディを予備加熱温度に維持してよい。他の実施形態においては、約４時間〜約８時間の範囲のある時間、グリーンボディを予備加熱温度に維持してよい。
【００５０】
更に図２を参照すれば、コア部分とスキン部分との間の所望の温度差が達成された後、グリーンボディのスキン部分からの有機物質を燃焼するため、水性アルミナから化学結合水を実質的に除去するのに十分な焼成雰囲気中、予備加熱温度（２０２）から低焼成温度（２０８）まで、ある時間（２１０）グリーンボディを加熱する。有機物質の燃焼は有機物質及び部分的に分解された有機物質（即ちチャー）の両方を包含できる。有機物質の燃焼の間、部分的に分解された有機物質（即ちチャー）及び揮発性物質が形成されるチャー形成が起こり、そしてチャーが燃焼除去されるチャー除去が起こる。いくつかの実施形態においては、低焼成温度は約２５０℃〜約３３０℃の範囲にある。他の実施形態においては、低焼成温度は約２７０℃〜約３１０℃の範囲にある。
【００５１】
有機物質の燃焼は典型的には高度に発熱性の反応である。従って、炉の中の第１の温度平均変化速度及び酸素レベルを制御することによりスキン部分における過剰な熱（そしてそれに起因する高温）を回避する。理論に制約されないが、第１の温度平均変化速度及び／又は酸素レベルが高すぎると、高温及び／又は過剰な酸素がスキン部分の高速での有機物質の燃焼を促進し、その結果多くの発熱が起こると考えられる。発生した過剰な熱はスキン部分の温度を上昇させる傾向があり、これによりスキン部分とコア部分との間に大きな熱的相違が生じ、これによりクラック形成がもたらされる場合がある。しかしながら、低すぎる温度変化速度及び／又は酸素レベルはサイクル時間を長くする場合があり、後のプロセス工程に先立って十分な量のチャーを燃焼させない場合がある。
【００５２】
逆に、水性アルミナからの化学結合水の除去は吸熱反応となる傾向がある。スキン部分とコア部分との間の大きな温度差は過剰な熱吸収に起因して起こる場合がある。更にまた、水性アルミナからの化学結合水の除去はグリーンボディの寸法変化をもたらす場合がある。即ち、水性アルミナから生じる水蒸気はコア中に存在するチャーの酸化を抑制する場合があることからアルミナの脱水はクラック形成に直接影響するため、これを管理することが重要である。
【００５３】
予備加熱温度から低焼成温度までの加熱は約１２℃／時未満の第１の温度平均変化速度において実施する。いくつかの実施形態においては、加熱は約７℃／時未満の第１の温度平均変化速度において実施する。別の実施形態において、加熱は約５℃／時未満の第１の温度平均変化速度において実施する。本明細書に記載した第１の温度平均変化速度は高速の有機物質の燃焼を回避でき、アルミナからの化学結合水の高速な除去を回避でき、及び／又は、後の加熱工程におけるグリーンボディ内部の高ストレスをもたらす場合がある大きいチャー領域の形成を回避する。即ち、低焼成温度までの加熱の際に第１の温度平均変化速度及び酸素レベルを制御できなければ、最終的にはクラック形成が起こる場合がある。焼成雰囲気は酸素濃度、従って有機物質の燃焼速度を制御するための第１の酸素濃度を含有してよい。いくつかの実施形態においては、第１の酸素濃度は約１１％〜約１４％の範囲であってよい。他の実施形態においては、第１の酸素濃度は約１２％〜約１３％の範囲であってよい。焼成雰囲気ガスの残余はＣＯ２、ＣＯ、Ｈ２Ｏ、Ｎ２及び他の空気構成成分を包含してよい。
【００５４】
スキン部分の最高温度を制御するために予備加熱温度から低焼成温度（２０８）にまでグリーンボディを加熱してよい。いくつかの実施形態においては、スキン部分の最高温度はその部分が約２８０℃にまで加熱される際には約３００℃以下であってよい。いくつかの実施形態においては、スキン部分の最高温度はその部分が約２８０℃にまで加熱される際には約２９０℃以下である。グリーンボディはまたスキン部分とコア部分との間の温度差を最小限とするために低焼成温度（２０８）まで加熱してよい。いくつかの実施形態においては、温度差が約７０℃未満となるようにグリーンボディを低焼成温度まで加熱する。他の実施形態においては、スキン部分とコア部分との間の温度差が約５０度未満となるようにグリーンボディを低焼成温度まで加熱する。別の実施形態においては、スキン部分とコア部分との間の温度差が約４０度未満となるようにグリーンボディを低焼成温度まで加熱する。
【００５５】
いくつかの実施形態においては、グリーンボディ中の有機物質含有量を低減するため、そして水性アルミナから化学結合水を実質的に除去するのに十分なある時間（２１０）グリーンボディを低焼成温度（２０８）にまで加熱する。いくつかの実施形態においては、有機物質含有量を低減するのに十分なある時間、グリーンボディを低焼成温度にまで加熱してよい。有機物質含有量は有機物質及び部分的に分解された有機物質（例えばチャー）の両方を含有できる。いくつかの実施形態においては、有機物質含有量を低減するため、そして水性アルミナから化学結合水を実質的に除去するのに十分な時間は約４０時間未満である。他の実施形態においては、有機物質含有量を低減するため、そして水性アルミナから化学結合水を実質的に除去するのに十分な時間は約３５時間未満である。一部の例においては、水性アルミナから化学結合水を実質的に全て除去する。
【００５６】
グリーンボディを低焼成温度まで加熱した後、次に、グリーンボディのコア部分の有機物質を燃焼し、グリーンボディ中に存在する粘土から化学結合水を実質的に除去するために適当な焼成雰囲気中、低焼成温度（２０８）から高焼成温度（２１０）まで、ある時間（２１４）、グリーンボディを加熱してよい。一部の例においては、粘土から化学結合水の実質的に全てが除去される。いくつかの実施形態においては、高焼成温度は約５００℃〜約７００℃の範囲にある。他の実施形態においては、高焼成温度は約５５０℃〜約６５０℃の範囲にある。別の実施形態において、高焼成温度は約５７５℃〜約６２５℃の範囲にある。
【００５７】
有機物質の燃焼は典型的には高度に発熱性の反応であり、粘土からの化学結合水の除去は典型的には吸熱性である。従って、第２の温度平均変化速度及び酸素レベルを制御することによりコア部分における過剰な熱発生（そしてそれに起因する高温）及び過剰な熱吸収を回避する。理論に制約されないが、第２の温度平均変化速度が低すぎるか、酸素レベルが高すぎると、コア部分の有機物質が高速で燃焼し、これにより大量の熱が放出されると考えられる。発生した過剰な熱はスキン部分の温度を超えてコア部分の温度を上昇させる傾向があり、これによりクラック形成がもたらされる場合がある。同様に、粘土からの化学結合水の除去の間のコア部分における熱吸収はスキン部分に対する遅れを増大させる傾向を有する。クラック形成は又、コア部分に未燃焼チャーが存在する場合にも起こりえる。チャーはグリーンボディの剛性（弾性率）を大きくする場合があり、コア部分に存在する場合、コア部分はスキン部分の剛性の４倍となる場合がある。コア部分とスキン部分との間の剛性の差は、グリーンボディ中に存在するストレスを実質的に増大及び／又は増幅させ、クラック形成をもたらす場合がある。最終的に、温度差と化学的な差（即ちコア部分に存在するチャー）の組み合わせが収縮及び高ストレス由来のクラック形成を誘発する剛性をもたらす。従って、低焼成温度から高焼成温度にまでグリーンボディを加熱する際の温度変化速度及び酸素レベルを制御することにより有機物質の燃焼と粘土の脱水に起因する過剰な温度差、又は未燃焼チャーに起因する剛性及び／又は収縮の差を回避することができると考えられる。即ち、グリーンボディは、粘土からの化学結合水の実質的除去に先立って、スキン部分からのチャーの実質的除去を含む、実質的に全てのチャーの燃焼による除去（即ち十分低い有機物質含有量）を確保しなければならない。
【００５８】
グリーンボディは一般的には第２の温度平均変化速度において高焼成温度（２１２）にまで加熱される。いくつかの実施形態においては、第２の温度平均変化速度約７℃／時〜約４０℃／時の範囲であってよい。他の実施形態においては、約７℃／時〜約３０℃／時の範囲の第２の温度平均変化速度で加熱を実施する。グリーンボディが高焼成温度にまで加熱されると、焼成雰囲気は第２の酸素濃度を含むようになる。いくつかの実施形態においては、第２の酸素濃度は第１の酸素濃度より高値である。他の実施形態においては、第２の酸素濃度は約１４％〜約１８％の範囲であってよい。別の実施形態において、第２の酸素濃度は約１４％〜約１７％の範囲であってよい。
【００５９】
いくつかの実施形態においては、グリーンボディ温度は、低焼成温度から高焼成温度まで、有機物質の含有量が実質的に除去される（即ち実質的に全てのチャーが除去される）ように第２の温度平均変化速度で加熱し、そして粘土から化学結合水が実質的に除去されるように第３の温度平均変化速度で加熱してよい。いくつかの実施形態においては、第３の温度平均変化速度第２の温度平均変化速度より高速である。いくつかの実施形態においては、第２の温度平均変化速度は約５℃／時〜約４０℃／時である。他の実施形態においては、第２の温度平均変化速度は約７℃／時〜約２５℃／時である。第２の温度平均変化速度は有機物質の含有量が実質的に除去されるように低焼成温度から約３５０℃〜約４５０℃の温度までグリーンボディを加熱する。いくつかの実施形態においては、第３の温度平均変化速度は約１０℃／時〜約４０℃／時である。他の実施形態においては、第３の温度平均変化速度は約２０℃／時〜約３５℃／時である。第３の温度平均変化速度は粘土から化学結合水が実質的に除去されるように約３５０℃〜約４５０℃から高焼成温度までグリーンボディを加熱する。
【００６０】
グリーンボディスキン部分とコア部分との間の温度差が最小限となるように高焼成温度（２１２）まで加熱されてよい。いくつかの実施形態においては、グリーンボディが高焼成温度まで加熱される場合、スキン部分とコア部分との間の温度差は約７０℃未満である。他の実施形態においては、グリーンボディは高焼成温度まで加熱されるが、スキン部分とコア部分との間の温度差は約５０℃未満である。別の実施形態において、グリーンボディは高焼成温度まで加熱されるが、スキン部分とコア部分との間の温度差は約４０℃未満である。
【００６１】
いくつかの実施形態においては、コア部分から有機物質含有量を実質的に除去し、粘土から化学結合水を除去するのに十分な時間は約１７時間未満である。他の実施形態においては、有機物質含有量を実質的に除去し、粘土から化学結合水を除去するのに十分な時間は約１４時間未満である。粘土からの化学結合水の実質的除去に先立って有機物質含有量を低減するかコア部分から実質的に除去する。
【００６２】
グリーンボディを室温から高焼成温度（２２５）まで加熱するための総時間量（２２０）は約４０時間〜約７０時間の範囲にある。他の実施形態においては、グリーンボディを高焼成温度（２２５）まで加熱するための総時間量（２２０）は約４７時間〜約６５時間の範囲であってよい。別の実施形態において、グリーンボディを高焼成温度（２２５）まで加熱するための総時間量（２２０）は約５５時間〜約６５時間の範囲であってよい。
【００６３】
グリーンボディを高焼成温度まで加熱した後、コージエライト体を形成するのに十分なある時間（２３５）浸漬温度（２３０）までグリーンボディを更に加熱してよい。浸漬温度はコージエライトの融点（約１４５０℃）未満である。浸漬温度変化速度は約５０℃／時〜約１００℃／時の範囲であってよい。いくつかの実施形態においては、浸漬温度変化速度は約５０℃／時〜約７５℃／時の範囲であってよい。グリーンボディを焼成するため、そしてグリーンボディ中のコージエライト形成生原料をコージエライトに変換することによりコージエライト体を形成するために、約６時間〜約２０時間の範囲のある時間（２４０）、グリーンボディを浸漬温度に保持してよい。時間（２４０）の実際の長さはグリーンボディの大きさによる。次にコージエライト体をある時間（２４５）室温にまで冷却してよい。いくつかの実施形態においては、総焼成時間（２５０）は約９０時間〜約１５０時間の長さの範囲であってよい。他の実施形態においては、総焼成時間量（２５０）は約１００時間〜約１４０時間の範囲であってよい。実質的に低減された総焼成時間はクラックの無いコージエライトセラミックス体を製造するための短縮化された焼成時間を通じた製造効率をもたらすことができる。
【００６４】
上記に基づいて、グリーンボディにクラックを形成することなくグリーンボディを焼成してコージエライトセラミック体とするための種々の方法が開示されることが理解される。第１の例示される実施形態において、方法は、コージエライト形成生原料及び有機物質を含むグリーンボディを提供すること、ここでグリーンボディはコア部分及びスキン部分を有するものであること、有機物質の熱分解温度未満の予備加熱温度までグリーンボディを予備加熱すること、約５０℃未満のコア部分とスキン部分の間の温度差を得るのに十分な時間予備加熱温度にグリーンボディを維持すること、有機物質の含有量を低減し、水性アルミナから化学結合水を実質的に除去するのに十分な時間、第１の酸素濃度を含む焼成雰囲気中で予備加熱温度から低焼成温度まで第１の温度平均変化速度でグリーンボディを加熱すること、及び有機物質の含有量を低減するのに十分な時間、第１の酸素濃度より高い第２の酸素濃度を含む焼成雰囲気中で低焼成温度から高焼成温度まで第２の温度平均変化速度でグリーンボディを加熱すること、ここで有機物質の含有量は粘土からの化学結合水の除去よりも前に実質的に除去されることを包含してよい。
【００６５】
第２の例示される実施形態において、方法は、コージエライト形成生原料及び約１０重量％以上の有機物質を含むグリーンボディを提供すること、ここでグリーンボディはスキン部分に包囲されたコア部分を有すること、約６℃／時〜約５０℃／時の予備加熱平均変化速度において予備加熱温度にまでグリーンボディを予備加熱すること、ここで予備加熱温度は有機物質の熱分解温度未満より７０℃を超えて低温ではないこと、コア部分とスキン部分との間の温度差が最小限となるように約２時間〜約８時間の時間、予備加熱温度にグリーンボディを維持すること、約９重量％〜約１５重量％の酸素を含む焼成雰囲気中、予備加熱温度から低焼成温度まで第１の温度平均変化速度でグリーンボディを加熱すること、ここで低焼成温度は約２７０℃〜約３２０℃であり、そして第１の温度平均変化速度は約７℃／時以下であること、及び、約１２重量％〜約１８重量％の酸素を含む焼成雰囲気中、低焼成温度から高焼成温度まで第２の温度平均変化速度でグリーンボディを加熱すること、ここで有機物質の含有量を低減するために高焼成温度は約５００℃〜約７００℃であり、第２の温度平均変化速度は約７℃／時〜約４０℃／時であること、ここで有機物質の含有量は粘土からの化学結合水の除去よりも前に実質的に除去されることを包含してよい。
【００６６】
第３の例示される実施形態において、方法は、コージエライト形成生原料及び約１０重量％以上の有機物質を含むグリーンボディを提供すること、ここでグリーンボディはスキン部分に包囲されたコア部分を有すること、約７時間未満の時間、予備加熱温度までグリーンボディを予備加熱すること、ここで予備加熱温度は有機物質の熱分解温度未満より７０℃を超えて低温ではないこと、コア部分とスキン部分との間の温度差が最小限となるように約２時間〜約８時間の時間、予備加熱温度にグリーンボディを維持すること、約９重量％〜約１５重量％の酸素を含む焼成雰囲気中、予備加熱温度から低焼成温度まである時間、グリーンボディを加熱すること、ここで低焼成温度は約２７０℃〜約３２０℃であり、そして時間は約４０時間未満であること、及び、約１２％〜約１８％の酸素を含む焼成雰囲気中、低焼成温度から高焼成温度まである時間、グリーンボディを加熱すること、ここで焼成雰囲気は粘土からの化学結合水の除去の前に有機物質の含有量を実質的に低減するのに十分であること、ここで高焼成温度は約５００℃〜約７００℃であり、時間は約１５時間未満であることを包含してよい。
【実施例】
【００６７】
以下の実施例は本発明の特徴及び利点を説明するものであり、本発明をこれらに限定することを意図するものではない。
【００６８】
コージエライトをその一次結晶相として有するセラミック体の形成に適する重量換算パーセントにおいて列挙した無機粉末バッチ混合物を表Ｉに示す。本発明及び比較例の組成物は、カオリン、タルク、シリカ、か焼アルミナ及び水和アルミナなどの無機成分を合わせることにより形成した。次に、４重量％（無機成分１００重量％に基づく）の結合剤を添加し、そして混合して組成物とした。次いで、１０重量％（無機成分１００重量％に基づく）の純粋上級バレイショデンプン（細孔形成剤）を添加し、そして混合して組成物とした。次に、１．０重量％（無機成分１００重量％に基づく）の純滑剤を添加し、そして混合して組成物とした。得られた混合物を混練して粘土を得た。
【００６９】
得られた粘土をシリンダー形状に形成し、次に押出機を用いてハニカム形状に形成した。得られたハニカム形成品を電子レンジ乾燥、次いで熱風乾燥に付すことにより乾燥ハニカム品又、即ちグリーンボディを得た。グリーンボディを所定の大きさに切断した。
【００７０】
次いでグリーンボディを以下に示す種々の焼成スケジュールに従って焼成した。予備加熱温度、低焼成温度及び高焼成温度をミッドコア（ＭＣ）熱電対を用いて測定した。
【００７１】
【表１】
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【００７２】
比較例Ａ
５個のグリーンボディを上記した通り形成し、そして表２に示すスケジュールに従って焼成した。グリーンボディを１２．１６℃／時の変化速度で室温から１８０℃の予備加熱温度まで加熱した。次にグリーンボディを約１０時間予備加熱温度に保持した。グリーンボディは予備加熱保持時間の後、約２３℃のミッドコア（ＭＤ）とトップスキン（ＴＳ）間の温度差を有していた。次にグリーンボディを１８０℃の予備加熱温度から２５５℃の低焼成温度にまで加熱した。この第１の温度平均変化速度の間の平均変化速度は図３及び４に示す通り３．３℃／時であった。酸素レベルは１２．２％であった。アルミナ脱水の間のミッドコアとトップスキンの間の温度差は２５．７℃であった。次いでグリーンボディを２８．４℃／時の第２の温度平均変化速度において２５５℃の低焼成温度から７００℃の高焼成温度にまで加熱した。図５を参照すると低温はアルミナ脱水を完了するためには十分ではなかった。焼成グリーンボディのミッドコア温度は焼成の間、トップスキン温度から遅れており、その結果、ミッドコアとトップスキンの間の温度差（５０５）は約８５℃であった。温度変化速度の態様もまた、特にスキン部分からの有機物質の除去を良好に行うことができず、粘土脱水反応の間に生じたグリーンボディの内部の過剰な温度差（５１０）をもたらした。その結果、焼成グリーンボディの６０％がクラックを形成していた。
【００７３】
比較例Ｂ
２３個のグリーンボディを上記した通り形成し、そして表２に示すスケジュールに従って焼成した。グリーンボディを３２．７℃／時の平均予備加熱温度変化速度で室温から１８０℃の予備加熱温度まで加熱した。予備加熱温度での保持時間は無く、そして予備加熱後の温度差は−５３．８℃であった。次いでグリーンボディを１８０℃の予備加熱温度から３３０℃の低焼成温度まで加熱した。平均の低焼成温度変化速度は図３及び４に示す通り５℃／時であった。アルミナ脱水の間のミッドコアとトップスキンの間の温度差は１１８．８℃であった。図６を参照すれば、予備加熱保持が無かったためにスキン部分（６０５）の有機物の過剰な燃焼が起こり、これは−５３℃のトップスキンミッドコア間温度差をもたらした（６０５）。次いで１３．２℃／時の第２の平均温度変化速度で３３０℃の低焼成温度から７００℃の高焼成温度までグリーンボディを加熱し、この場合、４２５℃においては９から２０℃／時までの変化速度の増大があった。焼成グリーンボディの４３％がクラックを形成していた。
【００７４】
比較例Ｃ
５個のグリーンボディを上記した通り形成し、そして表２及び図３及び４に示したスケジュールに従って焼成した。グリーンボディは実施例１と同様の時間温度スケジュールを用いて加熱した；しかしながら、キルンの酸素レベルが第１の温度変化の間に約１０．８％まで低下した。図７に示す通り、これにより、粘土脱水の前に行うスキン部分からの有機物の除去が不十分になった。ミッドコアトップスキン間の予備加熱温度差は８．６℃（７０５）であり、これは部分的には酸素レベルがより低値であったことに起因して実施例Ａよりも低値となっている。焼成グリーンボディの６０％がクラックを形成していた。
【００７５】
比較例Ｄ
１７個のグリーンボディを上記した通り形成し、そして表２に示すスケジュールに従って焼成した。グリーンボディを約３２．９℃／時の変化速度で室温から１８０℃の予備加熱温度まで加熱した。次いでグリーンボディを約４．５時間予備加熱温度に維持した。予備加熱保持時間の後、グリーンボディのミッドコアトップスキン間の温度差は約−３４．８℃であった。次いでグリーンボディを１８０℃の予備加熱温度から２９２℃の低焼成温度まで加熱した。この第１の温度変化態様の間の平均変化速度は図４に示す通り６．１℃／時であった。キルン中の酸素レベルは第１の温度変化の間約１０．５％まで低下した。次いでグリーンボディを２９２℃の低焼成温度から７００℃の高焼成温度まで３０．７℃／時の第２の温度平均変化速度で加熱した。図８を参照すれば、低い温度はアルミナ脱水を完了するためには不十分であり、−７６．４℃（８０５）の極めて大きい温度差がアルミナ脱水中に生じた。焼成グリーンボディの９４％がクラックを形成していた。
【００７６】
比較例Ｅ
３８個のグリーンボディを上記した通り形成し、そして表２に示すスケジュールに従って焼成した。グリーンボディを約２５．１４℃／時の変化速度で室温から１８０℃の予備加熱温度まで加熱した。次いでグリーンボディを予備加熱温度に約６時間保持した。予備加熱保持時間の後、グリーンボディのミッドコアトップスキン間の温度差は約１℃であった。次いでグリーンボディを１８０℃の予備加熱温度から約２７０℃の低焼成温度まで加熱した。スキン部分の有機物の燃焼の間及びアルミナ脱水の間の第１の温度変化速度は図３及び４に示す通り約４．３６℃／時であった。アルミナ脱水の間のミッドコアとトップスキンの間の温度差は−８．５℃であった。次いでグリーンボディを図３及び４に示す通り２９．５℃／時の第２の温度平均変化速度で２７０℃の低焼成温度から７００℃の高焼成温度まで加熱した。図９に示す通り、低い温度はアルミナ脱水（９０５）を完了するためには十分ではなく、そして高温まで焼成した際に、大きな温度差が生じた。グリーンボディの１８％がクラックを有していた。
【００７７】
比較例Ｆ
５個のグリーンボディを上記した通り形成し、そして表２に示すスケジュールに従って焼成した。実施例１と同様の時間温度スケジュールを用いながらグリーンボディを低焼成温度まで加熱した。グリーンボディのミッドコアトップスキン間の温度差は予備加熱保持時間の後は約１℃、そしてアルミナ脱水の間は約２２．８℃であった。次いでグリーンボディを図３及び４に示す通り４６．６℃の第２の温度平均変化速度で２６９℃の低焼成温度から７００℃の高焼成温度まで加熱し、その際の変化速度の上昇は２６９℃で１２．６℃／時、その後２７９℃で３０℃／時、その後３００℃で５０℃／時であった。第２の平均温度変化速度は実施例１の場合よりも高く、そして第２の温度変化の間のこのような大きい変化速度は、粘土脱水前のコア部分の有機物除去を不完全なものとした。その結果、図１０を参照すれば、粘土脱水の間の温度差が有意に増大した（１００５）。焼成グリーンボディの６０％がクラックを形成していた。
【００７８】
【表２】
2015535520.tif 000004
【００７９】
実施例１
２００／１２構造で直径１３インチ（３３．０２ｃｍ）高さ１７インチ（４３．１８ｃｍ）を有する進歩したコージエライトグリーンボディ５個を上記した通り形成し、表３に示すスケジュールに従って焼成した。変化速度約１２．５７℃／時で室温から１８０℃の予備加熱温度までグリーンボディを加熱した。次いでグリーンボディを約８．３時間予備加熱温度に保持した。予備加熱保持時間の後、グリーンボディのミッドコアトップスキン間の温度差は約１５．４℃であった。次いでグリーンボディを１８０℃の予備加熱温度から約２６９℃の低焼成温度まで加熱した。平均の第１の温度変化速度は２．７℃／時であり、一方実際の平均の第１の温度変化速度は図３及び１１に示す通り、スキン部分の有機物の初期の除去の間の約２．３℃／時から２６２℃における７．６℃まで上昇した。図１２を参照すれば、平均の第１の温度変化速度は５０℃以内のスキン部分における有機物の初期燃焼の間その部分の内部の温度差を制御するのに十分低値であった。平均の第１の温度変化速度は又、−２０℃〜＋４０℃の範囲内である２２．１℃までアルミナ脱水の間の温度差を制御するのに十分低値であった。次いでグリーンボディを図３及び１１に示す通り、２９．６℃／時の第２の温度平均変化速度で２６９℃の低焼成温度から７００℃の高焼成温度まで加熱し、その間、２６９℃〜３００℃の間の変化速度の段階的遷移を可能にした。焼成サイクルはグリーンボディ中の粘土脱水の開始の前に有機物を十分除去することができた。焼成グリーンボディの何れにもクラック形成は無かった。この実験に関わる総サイクル時間は約１３５時間であり、一方、室温から高焼成温度（７００℃）までグリーンボディを焼成するためのサイクル時間は約６８時間であった。
【００８０】
実施例２
２００／１２構造で直径１３インチ（３３．０２ｃｍ）高さ１７インチ（４３．１８ｃｍ）を有する５個の進歩したコージエライトグリーンボディを上記した通り形成し、そして表２に示すスケジュールに従って焼成した。グリーンボディを約１８．９８℃／時の変化速度で室温から１８０℃の予備加熱温度まで加熱した。次いでグリーンボディを約６時間予備加熱温度に保持した。予備加熱保持時間の後グリーンボディのミッドコアトップスキン間の温度差は約７．６℃であった。次いでグリーンボディを１８０℃の予備加熱温度から約３１５℃の低焼成温度まで加熱した。平均の第１の温度変化速度は３．８℃／時であり、一方実際の平均の第１の温度変化速度は図３及び１１に示す通りスキン部分の有機物の初期の除去の間の約２．３℃／時からアルミナ脱水の間の４．４℃／時にまで上昇した。図１３を参照すれば、平均の第１の温度変化速度は５０℃以内のスキン部分における有機物の初期燃焼の間その部分の内部の温度差を制御するのに十分低値であった。平均の第１の温度変化速度は又、−２０℃〜＋４０℃の範囲内である９．４℃までアルミナ脱水の間の温度差を制御するのに十分低値であった。次いで図３及び１１に示す通り２９．０℃／時の第２の温度平均変化速度で３１５℃の低焼成温度から７００℃の高焼成温度までグリーンボディを加熱し、その間、３１５℃〜３５０℃の間の変化速度の段階的遷移を可能にした。焼成サイクルはグリーンボディ中の粘土脱水の開始の前に有機物を十分除去することができた。図１４により、粘土脱水の開始の前のスキン部分（１４０５）からの有機物の除去のチャープロファイルを示す。焼成グリーンボディの何れにもクラック形成は無かった。この実験に関わる総サイクル時間は約１０５時間であり、一方、室温から高焼成温度（７００℃）までグリーンボディを焼成するためのサイクル時間は約６２時間であった。
【００８１】
実施例３
２００／１２構造で直径１３インチ（３３．０２ｃｍ）高さ１７インチ（４３．１８ｃｍ）を有する進歩したコージエライトグリーンボディ５個を上記した通り形成し、表３に示すスケジュールに従って焼成した。グリーンボディを約２５．１４℃／時の変化速度で室温から１８０℃の予備加熱温度まで加熱した。次いでグリーンボディを約６時間予備加熱温度に保持した。図１５を参照すれば、予備加熱保持時間の後グリーンボディのミッドコアトップスキン間の温度差は約０℃であった。このより速い第１の温度平均変化速度４．４℃に順応するために（実施例１と比較）、低焼成温度を３１５℃に上昇させた（実施例１の２６９℃と比較）。第１の温度平均変化速度は５０℃以内のスキン部分における有機物の初期燃焼の間その部分の内部の温度差を制御するのに十分低値であった。平均の第１の温度変化速度は又、−２０℃〜＋４０℃の範囲内である２．４℃までアルミナ脱水の間の温度差を制御するのに十分低値であった。次いでグリーンボディを図３及び１１に示す通り３１５℃の低焼成温度から７００℃の高焼成温度まで２４．８℃／時の第２の温度平均変化速度で加熱した。焼成サイクルはグリーンボディ中の粘土脱水の開始の前に有機物を十分除去することができた。焼成グリーンボディの何れにもクラック形成は無かった。この実験に関わる総サイクル時間は約１０３時間であり、一方、室温から高焼成温度（７００℃）までグリーンボディを焼成するためのサイクル時間は約５９時間であった。
【００８２】
実施例４
２００／１２構造で直径１３インチ（３３．０２ｃｍ）高さ１７インチ（４３．１８ｃｍ）を有する進歩したコージエライトグリーンボディ５個を上記した通り形成し、表３に示すスケジュールに従って焼成した。グリーンボディを約２３．８℃／時の変化速度で室温から１８０℃の予備加熱温度まで加熱した。次いでグリーンボディを約６時間予備加熱温度に保持した。図１６を参照すれば、予備加熱保持時間の後グリーンボディのミッドコアトップスキン間の温度差は約−２９℃であった。次いでグリーンボディを５℃／時の変化速度で１８０℃の予備加熱温度から約３２０℃の低焼成温度まで加熱した。このより速い第１の温度平均変化速度に順応するために（実施例１と比較）、次いでグリーンボディをより遅い第２の温度平均変化速度、２１．２℃／時で、低焼成温度から７００℃の高焼成温度まで加熱した。図３及び１１を参照すれば、第２の温度平均変化速度を４００℃まで５℃／時から１０℃／時まで段階的に上昇させることにより、粘土脱水の前に特にスキン部分からの有機物質除去のためにより多くの時間を設けた。粘土脱水を通して第２の温度平均変化速度を１０℃／時に維持した。焼成サイクルはグリーンボディ内の粘土脱水の開始の前に有機物を十分除去することができ、一方、アルミナ脱水の間の温度差を十分低値に維持していた。焼成グリーンボディの何れにもクラック形成は無かった。この実験に関わる総サイクル時間は約１０３時間であり、一方、室温から高焼成温度（７００℃）までグリーンボディを焼成するためのサイクル時間は約５９時間であった。
【００８３】
実施例５
２００／１２構造で直径１３インチ（３３．０２ｃｍ）高さ１７インチ（４３．１８ｃｍ）を有する２３個の進歩したコージエライトグリーンボディを上記した通り形成し、表３に示すスケジュールに従って焼成した。グリーンボディを１２．１６℃／時の変化速度で室温から１８０℃の予備加熱温度まで加熱した。次にグリーンボディを約１０時間予備加熱温度に保持した。図１７を参照すれば、予備加熱保持時間の後グリーンボディのミッドコアトップスキン間の温度差は約７℃であった。次いでグリーンボディを１８０℃の予備加熱温度から約２６９℃の低焼成温度まで加熱した。第１の温度平均変化速度は２．７℃／時であり、実際の変化速度は図１７に示すとおりアルミナ脱水の間、約２．３℃／時〜１０℃／時に上昇した。第１の温度平均変化速度は５０℃以内のスキン部分における有機物の初期燃焼の間その部分の内部の温度差を制御するのに十分低値であった。平均の第１の温度変化速度は又、−２０℃〜＋４０℃の範囲内である２４．２℃までアルミナ脱水の間の温度差を制御するのに十分低値であった。次いでグリーンボディを図１１及び１７に示す通り１９．４℃／時の第２の温度平均変化速度で２６９℃の低焼成温度から７００℃の高焼成温度まで加熱し、その間第２の温度平均変化速度を２６９℃における１０℃／時から４００℃における２０℃／時に段階的に上昇させた。焼成サイクルはグリーンボディ内の粘土脱水の開始の前に有機物を十分除去することができ、一方、アルミナ脱水の間の温度差を十分低値に維持していた。極めて低いレベル（４％）の焼成グリーンボディにクラック形成があった。この実験に関わる総サイクル時間は約１３６時間であり、一方、室温から高焼成温度（７００℃）までグリーンボディを焼成するためのサイクル時間は約７８時間であった。実施例１と比較した場合、サイクル中を通してより緩徐な平均変化速度は製品のクラック形成には悪影響を及ぼさなかったが、焼成サイクル時間は減少しなかった。
【００８４】
実施例６
２００／１２構造で直径１３インチ（３３．０２ｃｍ）高さ１７インチ（４３．１８ｃｍ）を有する進歩したコージエライトグリーンボディ５個を上記した通り形成し、表３に示すスケジュールに従って焼成した。比較例Ａと同様の時間温度スケジュールを用いてグリーンボディを焼成したが；キルン内の酸素レベルは予備加熱温度から低焼成温度までの加熱の間に１５．４％までキルン内で上昇した。グリーンボディを１２．１６℃／時の変化速度で室温から１８０℃の予備加熱温度まで加熱した。次にグリーンボディを約１０時間予備加熱温度に保持した。図１８を参照すれば、予備加熱保持時間の後グリーンボディのミッドコアトップスキン間の温度差は約２７℃であった。次いでグリーンボディを１８０℃の予備加熱温度から約２５５℃の低焼成温度まで加熱した。第１の温度平均変化速度はスキン部分からの有機物の初期燃焼の間の約２．３℃／時からアルミナ脱水の間の約７．５℃／時まで段階的に上昇した。この態様の間の平均の変化速度は約３．３℃／時であった。比較例Ａの場合と同様、アルミナ脱水反応は低焼成温度（２５５℃）到達時には完了されない。更にまた、有機物含有量は、典型的には、低温の低下ののに十分低減されない。しかしながら、これはより高い酸素レベルで相殺された。より高いＯ２レベルのため、粘土脱水よりも前に有機物含有量を更に低減することが可能であった。即ち、より高い第１の温度平均変化速度（即ち予備加熱温度と低焼成温度との間の時間が短いこと）はより高い酸素レベルでは許容されるようになり、これによりスキン部分からの実質的な有機物除去が可能となるように、第１の温度平均変化速度と酸素レベルとの間には相殺関係が考えられる。本実施例においては焼成グリーンボディの何れにおいてもクラック形成が無かった。この実験に関わる総サイクル時間は約１０３時間であり、一方、室温から高焼成温度（７００℃）までグリーンボディを焼成するためのサイクル時間は約６１時間であった。
【００８５】
実施例７
種々の大きさ及びセルの幾何学的状態を有する１１６個の進歩したコージエライトグリーンボディを上記した通り形成した。種々の部分の大きさの範囲は直径１２インチ（３０．４８ｃｍ）高さ１１インチ（２７．９４ｃｍ）、直径１２インチ（３０．４８ｃｍ）高さ１３．５インチ（３４．２９ｃｍ）、及び直径１３インチ（３３．０２ｃｍ）高さ１７インチ（４３．１８ｃｍ）であった。図１９を参照すれば、グリーンボディを表３に示す通り実施例３と同様の時間温度スケジュールを用いて焼成した。グリーンボディを約２５．１４℃／時の予備加熱温度変化速度で室温から１８０℃の予備加熱温度まで加熱した。次いでグリーンボディを約６時間予備加熱温度に保持した。予備加熱保持時間の後、グリーンボディのミッドコアトップスキン間の温度差は約−２４℃であった。このより速い第１の温度平均変化速度４．５℃（実施例１と比較）に順応するために、低焼成温度を３２０℃に上昇させた。次いで図３及び１１に示す通りグリーンボディを３２０℃の低焼成温度から７００℃の高焼成温度まで２４．９℃／時の第２の温度平均変化速度で加熱した。大きいサンプルサイズのグリーンボディに関して６％未満の極めて低いクラックレベルが得られた。
【００８６】
実施例８
２００／１２構造で直径１３インチ（３３．０２ｃｍ）高さ１７インチ（４３．１８ｃｍ）を有する１８個の進歩したコージエライトグリーンボディを上記した通り形成し、表３に示すスケジュールに従って焼成した。図２０を参照すれば、グリーンボディを約３０．５℃／時の変化速度で室温から１８０℃の予備加熱温度まで加熱した。次いでグリーンボディを約４．５時間予備加熱温度に保持した。予備加熱保持時間の後グリーンボディのミッドコアトップスキン間の温度差は約−８℃であった。次いでグリーンボディを１８０℃の予備加熱温度から約２９０℃の低焼成温度まで加熱した。第１の温度平均変化速度の間の平均変化速度は３．８℃／時であった。実際の第１の温度平均変化速度は図３、１１及び２０に示す通りスキン部分の有機物の初期の燃焼の間は約２．３℃／時であり、そしてアルミナ脱水の間は約６℃／時まで上昇した。第１の温度平均変化速度は５０℃以内のスキン部分における有機物の初期燃焼の間その部分の内部の温度差を制御するのに十分低値であった。平均の第１の温度変化速度は又、−２０℃〜＋４０℃の範囲内である−１．７℃までアルミナ脱水の間の温度差を制御するのに十分低値であった。次いでグリーンボディを２９０℃の低焼成温度から７００℃の高焼成温度まで２６．７℃／時の第２の温度平均変化速度で加熱することにより、２９０℃から４００℃まで６℃／時〜３１℃／時の第２の温度平均変化速度の段階的上昇を可能にした。焼成サイクルはグリーンボディ内の粘土脱水の開始の前に有機物を十分除去することができ、一方、アルミナ脱水の間の温度差を十分低値に維持していた。図２１により、粘土脱水開始前のスキン部分（２１０５）からの有機物の除去のチャープロファイルを示す。焼成グリーンボディの何れにもクラック形成は無かった。この実験に関わる総サイクル時間は約１０２時間であり、一方、室温から高焼成温度（７００℃）までグリーンボディを焼成するためのサイクル時間は約５４時間であった。
【００８７】
実施例９
２００／１２構造で直径１３インチ（３３．０２ｃｍ）高さ１７インチ（４３．１８ｃｍ）を有する３１個の進歩したコージエライトグリーンボディを上記した通り形成し、表３に示すスケジュールに従って焼成した。図２２を参照すれば、グリーンボディを約２６．６℃の変化速度で室温から１８０℃の予備加熱温度まで加熱した。次いでグリーンボディを約６時間予備加熱温度に保持した。予備加熱保持時間の後グリーンボディのミッドコアトップスキン間の温度差は約−６℃であった。次いでグリーンボディを１８０℃の予備加熱温度から約２７２℃の低焼成温度まで加熱した。第１の温度平均変化速度は７．８℃／時であった。実際の第１の温度平均変化速度は図１１及び２２に示す通りスキン部分の有機物の初期の燃焼の間は約７℃／時であり、そしてアルミナ脱水の間は約１０℃／時まで上昇した。次いでグリーンボディを図１１及び２２に示す通り２７２℃の低焼成温度から７００℃の高焼成温度まで２２．１℃／時の第２の温度平均変化速度で加熱した。高い第１の温度平均変化速度は後にはコア部分における有機物の燃焼の間の約１５℃／時の第２の温度平均変化速度により許容可能となった。焼成サイクルはグリーンボディ中の粘土脱水の開始の前に有機物を十分除去することができた。図２３により、粘土脱水開始前のスキン部分（２３０５）からの有機物の除去のチャープロファイルを示す。低レベル（１３％）のクラック形成が観察された。この実験に関わる総サイクル時間は約９１時間であり、一方、室温から高焼成温度（７００℃）までグリーンボディを焼成するためのサイクル時間は約４３時間であった。
【００８８】
実施例１０
２００／１２構造で直径１３インチ（３３．０２ｃｍ）高さ１７インチ（４３．１８ｃｍ）を有する３３個の進歩したコージエライトグリーンボディを上記した通り形成し、表３に示すスケジュールに従って焼成した。図２４を参照すれば、グリーンボディを約２３．２℃／時の変化速度で室温から１８０℃の予備加熱温度まで加熱した。次いでグリーンボディを約５時間予備加熱温度に保持した。予備加熱保持時間の後グリーンボディのミッドコアトップスキン間の温度差は約−１９℃であった。次いでグリーンボディを１８０℃の予備加熱温度から約３１５℃の低焼成温度まで加熱した。第１の温度平均変化速度は２．８℃／時であった。実際の第１の温度平均変化速度は図１１及び２４に示す通りスキン部分の有機物の初期の燃焼の間は約２．３℃／時であり、そしてアルミナ脱水の間は約３℃／時まで上昇した。平均の第１の温度変化速度は又、−２０℃〜＋４０℃の範囲内である−１．７℃までアルミナ脱水の間の温度差を制御するのに十分低値であった。次いでグリーンボディを図１１及び２４に示す通り、１１．６℃／時の第２の温度平均変化速度で３１５℃の低焼成温度から７００℃の高焼成温度まで加熱し、第２の温度平均変化速度を３１５℃における７℃／時から約４５０℃における１４℃／時に段階的に上昇させた。焼成サイクルはグリーンボディ中の粘土脱水の開始の前に有機物を十分除去することができた。観察されたクラック形成は極めて低いレベル（３％）であった。この実験に関わる総サイクル時間は約１５０時間であり、一方、室温から高焼成温度（７００℃）までグリーンボディを焼成するためのサイクル時間は約９２時間であった。
【００８９】
【表３】
2015535520.tif 000005
【００９０】
これにより本明細書に記載した方法がコージエライトセラミック体を製造するための焼成サイクル時間を低減するために使用されることが理解される。本明細書に記載した方法は又セラミック体におけるクラックの発生を低減し、その結果生産ロスを低減し、生産効率を上昇させる。
【００９１】
請求項に記載する要件の精神及び範囲を逸脱することなく、記載した実施形態に対して種々の変形及び変更を行えることは当業者には明白である。即ち、本明細書に記載した種々の実施形態の変形及び変更は、そのような変形及び変更が添付する請求項及びその等価物の範囲内に包含される限り、明細書に包含されることを意図している。
【符号の説明】
【００９２】
１００  コージエライトセラミック体
１０５  ハニカム構造
１１０  平行チャンネル
１１５  チャンネル壁
１２０  スキン部分
１２５  コア部分
１３０  導入口末端
１３５  排出口末端
２０２  予備加熱温度
２０４、２１０、２１４、２３５、２４０、２４５  ある時間
２０６  特定の時間
２０８  低焼成温度
２１２、２２５  高焼成温度
２２０  総時間量
２３０  浸漬温度
２５０  総焼成時間
５０５  温度差
５０１  過剰な温度差
６０５  トップスキンミッドコア間温度差
８０５  −７６．４℃の極めて大きい温度差
９０５  低い温度
１００５  粘土脱水の間の温度差
１４０５、２１０５、２３０５  粘土脱水開始前のスキン部分
【図１】
2015535520.tif 000006
【図２】
2015535520.tif 000007
【図３】
2015535520.tif 000008
【図４】
2015535520.tif 000009
【図５】
2015535520.tif 000010
【図６】
2015535520.tif 000011
【図７】
2015535520.tif 000012
【図８】
2015535520.tif 000013
【図９】
2015535520.tif 000014
【図１０】
2015535520.tif 000015
【図１１】
2015535520.tif 000016
【図１２】
2015535520.tif 000017
【図１３】
2015535520.tif 000018
【図１４】
2015535520.tif 000019
【図１５】
2015535520.tif 000020
【図１６】
2015535520.tif 000021
【図１７】
2015535520.tif 000022
【図１８】
2015535520.tif 000023
【図１９】
2015535520.tif 000024
【図２０】
2015535520.tif 000025
【図２１】
2015535520.tif 000026
【図２２】
2015535520.tif 000027
【図２３】
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【図２４】
2015535520.tif 000029
【国際調査報告】
2015535520.tif 000030
2015535520.tif 000031