JP2000327409A - コーディエライトハニカム構造体およびその製造方法 - Google Patents
コーディエライトハニカム構造体およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 坏土の保形性を保ちつつ、押出金型を通過す
る際の坏土の流動性を向上させることで、セル壁厚が薄
く、熱容量の低減が可能なコーディエライトハニカム構
造体を得る。 【解決手段】 コーディエライト化原料に添加するバイ
ンダーとして、セルロースの水酸基と置換されたメトキ
シル基を置換率２７．５〜３１．５％の範囲で含有し、
不可避不純物以上の量のヒドロキシプロポキシル基およ
びヒドロキシエトキシル基を含まず、かつ２％水溶液の
２０℃での粘度が８０００センチポイズ未満である水溶
性セルロースエーテルを使用する。その添加量をコーデ
ィエライト化原料に対し３重量％より多く１０重量％以
下とすることで、坏土を充分な硬さに保持しながら、摩
擦抵抗を小さくして流動性を向上できる。
る際の坏土の流動性を向上させることで、セル壁厚が薄
く、熱容量の低減が可能なコーディエライトハニカム構
造体を得る。 【解決手段】 コーディエライト化原料に添加するバイ
ンダーとして、セルロースの水酸基と置換されたメトキ
シル基を置換率２７．５〜３１．５％の範囲で含有し、
不可避不純物以上の量のヒドロキシプロポキシル基およ
びヒドロキシエトキシル基を含まず、かつ２％水溶液の
２０℃での粘度が８０００センチポイズ未満である水溶
性セルロースエーテルを使用する。その添加量をコーデ
ィエライト化原料に対し３重量％より多く１０重量％以
下とすることで、坏土を充分な硬さに保持しながら、摩
擦抵抗を小さくして流動性を向上できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車エンジン等
の内燃機関において、排ガス浄化触媒用の触媒担体とし
て使用されるコーディエライトハニカム構造体、および
コーディエライトハニカム構造体の製造方法に関する。
の内燃機関において、排ガス浄化触媒用の触媒担体とし
て使用されるコーディエライトハニカム構造体、および
コーディエライトハニカム構造体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の自動車の排ガス規制強化に伴い、
排ガス浄化触媒を早期に活性化して、エンジン始動直後
の炭化水素排出量を低減することが求められている。触
媒の早期活性化に対しては、触媒担体となるハニカム構
造体の熱容量を低減することが有効であり、このために
セル壁厚を薄肉化することが要求されている。
排ガス浄化触媒を早期に活性化して、エンジン始動直後
の炭化水素排出量を低減することが求められている。触
媒の早期活性化に対しては、触媒担体となるハニカム構
造体の熱容量を低減することが有効であり、このために
セル壁厚を薄肉化することが要求されている。
【０００３】一般に、触媒担体には、コーディエライト
よりなるハニカム構造体が好適に用いられる。コーディ
エライトハニカム構造体は、例えば、特開平７−１３８
０７７号公報等に記載されるように、コーディエライト
化原料に、バインダーや潤滑剤、保湿剤等の成形助剤を
必要に応じて添加し、溶媒とともに混練して得た坏土を
押出成形することにより製造される。ハニカム構造体の
押出成形には、通常、ハニカム状の押出溝と該押出溝に
坏土を供給する供給通路を有する押出成形金型が使用さ
れ、供給通路より押出溝の交差点に供給される坏土が、
押出溝内で圧着してハニカム状の成形体となる。
よりなるハニカム構造体が好適に用いられる。コーディ
エライトハニカム構造体は、例えば、特開平７−１３８
０７７号公報等に記載されるように、コーディエライト
化原料に、バインダーや潤滑剤、保湿剤等の成形助剤を
必要に応じて添加し、溶媒とともに混練して得た坏土を
押出成形することにより製造される。ハニカム構造体の
押出成形には、通常、ハニカム状の押出溝と該押出溝に
坏土を供給する供給通路を有する押出成形金型が使用さ
れ、供給通路より押出溝の交差点に供給される坏土が、
押出溝内で圧着してハニカム状の成形体となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、コーディエ
ライトハニカム構造体のセル壁を従来より薄く、例え
ば、１００μｍ以下に成形しようとすると、押出溝の幅
が狭くなり、坏土が押出溝を通過する際の抵抗が大幅に
増加する。このため、金型壁面と坏土との摩擦抵抗によ
って、成形されたハニカム構造体の外壁またはセル壁の
表面がささくれたり、押出溝内に坏土が充分に行き渡ら
ないために、坏土同志の圧着が行われずにそのまま押し
出されてしまい、ハニカム状に成形できないなどの問題
があった。
ライトハニカム構造体のセル壁を従来より薄く、例え
ば、１００μｍ以下に成形しようとすると、押出溝の幅
が狭くなり、坏土が押出溝を通過する際の抵抗が大幅に
増加する。このため、金型壁面と坏土との摩擦抵抗によ
って、成形されたハニカム構造体の外壁またはセル壁の
表面がささくれたり、押出溝内に坏土が充分に行き渡ら
ないために、坏土同志の圧着が行われずにそのまま押し
出されてしまい、ハニカム状に成形できないなどの問題
があった。
【０００５】一方、摩擦抵抗を低減するには、坏土を柔
らかくすることが考えられる。ところが、坏土を柔らか
くすることで流動性は向上するが、押出成形されたハニ
カム構造体の保形性が低下し、その自重によりあるいは
外力によって容易に変形するという問題があった。
らかくすることが考えられる。ところが、坏土を柔らか
くすることで流動性は向上するが、押出成形されたハニ
カム構造体の保形性が低下し、その自重によりあるいは
外力によって容易に変形するという問題があった。
【０００６】そこで、本発明は、坏土の保形性を保ちつ
つ、押出金型を通過する際の坏土の流動性を向上させる
ことで、セル壁厚が薄く、熱容量の低減が可能なコーデ
ィエライトハニカム構造体を得ることを目的とする。
つ、押出金型を通過する際の坏土の流動性を向上させる
ことで、セル壁厚が薄く、熱容量の低減が可能なコーデ
ィエライトハニカム構造体を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１のコー
ディエライトハニカム構造体は、コーディエライト化原
料にバインダーを添加、混練して得た坏土を押出成形し
てなる。上記バインダーは、セルロースの水酸基と置換
されたメトキシル基を置換率２７．５〜３１．５％の範
囲で含有し、不可避不純物以上の量のヒドロキシプロポ
キシル基およびヒドロキシエトキシル基を含まず、かつ
２％水溶液の２０℃での粘度が８０００センチポイズ未
満である水溶性セルロースエーテルであり、この水溶性
セルロースエーテルの添加量が、コーディエライト化原
料に対し３重量％より多く１０重量％以下の範囲である
ことを特徴とする。
ディエライトハニカム構造体は、コーディエライト化原
料にバインダーを添加、混練して得た坏土を押出成形し
てなる。上記バインダーは、セルロースの水酸基と置換
されたメトキシル基を置換率２７．５〜３１．５％の範
囲で含有し、不可避不純物以上の量のヒドロキシプロポ
キシル基およびヒドロキシエトキシル基を含まず、かつ
２％水溶液の２０℃での粘度が８０００センチポイズ未
満である水溶性セルロースエーテルであり、この水溶性
セルロースエーテルの添加量が、コーディエライト化原
料に対し３重量％より多く１０重量％以下の範囲である
ことを特徴とする。
【０００８】バインダーとして、上記特定の水溶性セル
ロースエーテルを所定量使用することにより、坏土の保
形性を保ちつつ押出成形金型を通過する際の流動性を向
上させることができる。これは、原料粒子間に上記特定
の水溶性セルロースエーテルのような摩擦抵抗の小さな
物質が挿入されることで、原料粒子間の距離が大きくな
り、摩擦抵抗が小さくなって流動性が向上することによ
る。また、上記特定の水溶性セルロースエーテルは親水
性が高く、少ない量で粘土化できるために、硬い坏土と
なって保形性が向上する。よって、成形性を低下させる
ことなくセル壁厚の薄肉化が可能であり、低熱容量で高
品質なコーディエライトハニカム構造体を実現できる。
ロースエーテルを所定量使用することにより、坏土の保
形性を保ちつつ押出成形金型を通過する際の流動性を向
上させることができる。これは、原料粒子間に上記特定
の水溶性セルロースエーテルのような摩擦抵抗の小さな
物質が挿入されることで、原料粒子間の距離が大きくな
り、摩擦抵抗が小さくなって流動性が向上することによ
る。また、上記特定の水溶性セルロースエーテルは親水
性が高く、少ない量で粘土化できるために、硬い坏土と
なって保形性が向上する。よって、成形性を低下させる
ことなくセル壁厚の薄肉化が可能であり、低熱容量で高
品質なコーディエライトハニカム構造体を実現できる。
【０００９】請求項２の方法は、コーディエライト化原
料にバインダーを添加、混練して得た坏土を押出成形す
ることによりコーディエライトハニカム構造体を製造す
るにあたり、上記バインダーとして、セルロースの水酸
基と置換されたメトキシル基を置換率２７．５〜３１．
５％の範囲で含有し、不可避不純物以上の量のヒドロキ
シプロポキシル基およびヒドロキシエトキシル基を含ま
ず、かつ２％水溶液の２０℃での粘度が８０００センチ
ポイズ未満である水溶性セルロースエーテルを使用し、
この水溶性セルロースエーテルを、コーディエライト化
原料に対し３重量％より多く１０重量％以下の範囲で添
加することを特徴とする。
料にバインダーを添加、混練して得た坏土を押出成形す
ることによりコーディエライトハニカム構造体を製造す
るにあたり、上記バインダーとして、セルロースの水酸
基と置換されたメトキシル基を置換率２７．５〜３１．
５％の範囲で含有し、不可避不純物以上の量のヒドロキ
シプロポキシル基およびヒドロキシエトキシル基を含ま
ず、かつ２％水溶液の２０℃での粘度が８０００センチ
ポイズ未満である水溶性セルロースエーテルを使用し、
この水溶性セルロースエーテルを、コーディエライト化
原料に対し３重量％より多く１０重量％以下の範囲で添
加することを特徴とする。
【００１０】上記方法によれば、上記請求項１と同様の
理由で、坏土の保形性と流動性を両立させ、セル壁厚が
薄い、低熱容量かつ高品質なコーディエライトハニカム
構造体を得ることができる。
理由で、坏土の保形性と流動性を両立させ、セル壁厚が
薄い、低熱容量かつ高品質なコーディエライトハニカム
構造体を得ることができる。
【００１１】請求項３の発明では、上記請求項１または
２における上記水溶性セルロースエーテルが、メトキシ
ル基以外に、不可避不純物以上の量の置換基を含まない
ものとする。望ましくは、セルロースの水酸基と置換さ
れる官能基としてメトキシル基のみを含む水溶性セルロ
ースエーテルを用いるのがよく、保形性および流動性を
向上させる効果が高い。
２における上記水溶性セルロースエーテルが、メトキシ
ル基以外に、不可避不純物以上の量の置換基を含まない
ものとする。望ましくは、セルロースの水酸基と置換さ
れる官能基としてメトキシル基のみを含む水溶性セルロ
ースエーテルを用いるのがよく、保形性および流動性を
向上させる効果が高い。
【００１２】請求項４の発明では、上記請求項１または
２における上記コーディエライトハニカム構造体のセル
壁の厚さを１００μｍ以下とする。セル壁を１００μｍ
以下の薄肉にすると、本発明の上記効果が顕著となり、
利用価値が高い。
２における上記コーディエライトハニカム構造体のセル
壁の厚さを１００μｍ以下とする。セル壁を１００μｍ
以下の薄肉にすると、本発明の上記効果が顕著となり、
利用価値が高い。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明のコーディエライトハニカム構造体は、理
論組成が２ＭｇＯ・２Ａｌ2 Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 で表され
るコーディエライトからなり、通常、組成中にＳｉＯ2
４９．０〜５３．０重量％、Ａｌ2 Ｏ 3 ３３．０〜３
７．０重量％、ＭｇＯ１１．５〜１５．５重量％の割合
で含有する。コーディエライト化原料としては、タルク
（Ｍｇ3 Ｓｉ4 Ｏ10（ＯＨ）2 ）、カオリン（Ａｌ2 Ｓ
ｉ2 Ｏ5 （ＯＨ）4 ）、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、水酸
化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3 ）等が一般的に用いら
れ、これら出発原料を上記理論組成となるように調合し
てコーディエライト化原料とする。出発原料としては、
上記のものに限らず、コーディエライトを構成する金属
元素の少なくとも１つを含む酸化物、窒化物、炭化物、
硼化物、水酸化物、塩化物等を使用することもできる。
する。本発明のコーディエライトハニカム構造体は、理
論組成が２ＭｇＯ・２Ａｌ2 Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 で表され
るコーディエライトからなり、通常、組成中にＳｉＯ2
４９．０〜５３．０重量％、Ａｌ2 Ｏ 3 ３３．０〜３
７．０重量％、ＭｇＯ１１．５〜１５．５重量％の割合
で含有する。コーディエライト化原料としては、タルク
（Ｍｇ3 Ｓｉ4 Ｏ10（ＯＨ）2 ）、カオリン（Ａｌ2 Ｓ
ｉ2 Ｏ5 （ＯＨ）4 ）、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、水酸
化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3 ）等が一般的に用いら
れ、これら出発原料を上記理論組成となるように調合し
てコーディエライト化原料とする。出発原料としては、
上記のものに限らず、コーディエライトを構成する金属
元素の少なくとも１つを含む酸化物、窒化物、炭化物、
硼化物、水酸化物、塩化物等を使用することもできる。
【００１４】本発明では、調合されたコーディエライト
化原料を、押出成形用の坏土とするに際し、バインダー
として、所定の特性を有する水溶性セルロースエーテル
（通称メチルセルロース）を添加する。水溶性セルロー
スエーテルは、セルロースの水酸基をメチルエーテル化
したもので、グルコース単位中に含まれる３個の水酸基
の一部がメトキシル基で置換された構造を有している。
本発明では、この水溶性セルロースエーテルのうち、特
に、メトキシル基の置換率が２７．５〜３１．５％の範
囲にあり、不可避不純物以上の量のヒドロキシプロポキ
シル基およびヒドロキシエトキシル基を含まず、かつ２
％水溶液の２０℃での粘度が８０００センチポイズ（ｃ
ｐ）未満であるものを使用する。
化原料を、押出成形用の坏土とするに際し、バインダー
として、所定の特性を有する水溶性セルロースエーテル
（通称メチルセルロース）を添加する。水溶性セルロー
スエーテルは、セルロースの水酸基をメチルエーテル化
したもので、グルコース単位中に含まれる３個の水酸基
の一部がメトキシル基で置換された構造を有している。
本発明では、この水溶性セルロースエーテルのうち、特
に、メトキシル基の置換率が２７．５〜３１．５％の範
囲にあり、不可避不純物以上の量のヒドロキシプロポキ
シル基およびヒドロキシエトキシル基を含まず、かつ２
％水溶液の２０℃での粘度が８０００センチポイズ（ｃ
ｐ）未満であるものを使用する。
【００１５】本発明で使用する水溶性セルロースエーテ
ルは、セルロースの水酸基と置換されたメトキシル基を
上記置換率の範囲で含有し、メトキシル基以外の置換基
を含有しないことが望ましい。例えば、水溶性セルロー
スエーテルの製造過程において、水酸基と置換可能な官
能基に、ヒドロキシプロポキシル基およびヒドロキシエ
トキシル基があるが、これらの含有量が不可避不純物以
上の量、例えば、置換率が４％以上となると、坏土の流
動性、保形性が低下する。なお、ヒドロキシプロポキシ
ル基およびヒドロキシエトキシル基、あるいはその他の
置換基の含有量が、不可避不純物程度の量であれば、効
果に影響はない。また、本発明では、水溶性セルロース
エーテルの粘度を所定値未満とすることで、坏土の流動
性を高めている。２％水溶液の２０℃での粘度が８００
０ｃｐ以上になると、流動性が低下するため好ましくな
い。
ルは、セルロースの水酸基と置換されたメトキシル基を
上記置換率の範囲で含有し、メトキシル基以外の置換基
を含有しないことが望ましい。例えば、水溶性セルロー
スエーテルの製造過程において、水酸基と置換可能な官
能基に、ヒドロキシプロポキシル基およびヒドロキシエ
トキシル基があるが、これらの含有量が不可避不純物以
上の量、例えば、置換率が４％以上となると、坏土の流
動性、保形性が低下する。なお、ヒドロキシプロポキシ
ル基およびヒドロキシエトキシル基、あるいはその他の
置換基の含有量が、不可避不純物程度の量であれば、効
果に影響はない。また、本発明では、水溶性セルロース
エーテルの粘度を所定値未満とすることで、坏土の流動
性を高めている。２％水溶液の２０℃での粘度が８００
０ｃｐ以上になると、流動性が低下するため好ましくな
い。
【００１６】本発明では、この特定の水溶性セルロース
エーテルを、コーディエライト化原料１００重量％に対
し３重量％より多く１０重量％以下の範囲で添加するこ
とにより、坏土の保形性を保ちつつ、押出成形時の流動
性を向上させる。添加量が３重量％以下であると、保形
性が不充分であり、１０重量％を超えると坏土が硬くな
りすぎて、金型の壁面と坏土の摩擦抵抗が大きくなるた
めにハニカム構造体表面のめくれや亀裂が生じたり、流
動性が低下して坏土同士が接着されない等の不良が生じ
るおそれがあるため、好ましくない。
エーテルを、コーディエライト化原料１００重量％に対
し３重量％より多く１０重量％以下の範囲で添加するこ
とにより、坏土の保形性を保ちつつ、押出成形時の流動
性を向上させる。添加量が３重量％以下であると、保形
性が不充分であり、１０重量％を超えると坏土が硬くな
りすぎて、金型の壁面と坏土の摩擦抵抗が大きくなるた
めにハニカム構造体表面のめくれや亀裂が生じたり、流
動性が低下して坏土同士が接着されない等の不良が生じ
るおそれがあるため、好ましくない。
【００１７】コーディエライト化原料には、上記特定の
水溶性セルロースエーテル以外に、通常使用される潤滑
剤、保湿剤等の成形助剤を、必要に応じて添加すること
ができる。そして、コーディエライト化原料に、バイン
ダーとしての水溶性セルロースエーテルと、これら成形
助剤、および溶媒としての水を添加し、混練して、押出
成形可能に可塑化した坏土とする。この坏土を丸棒状と
したものを、押出成形金型を用いて押出成形することに
よりハニカム構造体が得られる。押出成形金型には、ハ
ニカム状の押出溝と該押出溝に坏土を供給する供給通路
を有する公知の構造のものが用いられる。押出成形され
たハニカム構造体は、通常、乾燥させた後、コーディエ
ライトの焼成温度以上で焼成することにより製品とす
る。
水溶性セルロースエーテル以外に、通常使用される潤滑
剤、保湿剤等の成形助剤を、必要に応じて添加すること
ができる。そして、コーディエライト化原料に、バイン
ダーとしての水溶性セルロースエーテルと、これら成形
助剤、および溶媒としての水を添加し、混練して、押出
成形可能に可塑化した坏土とする。この坏土を丸棒状と
したものを、押出成形金型を用いて押出成形することに
よりハニカム構造体が得られる。押出成形金型には、ハ
ニカム状の押出溝と該押出溝に坏土を供給する供給通路
を有する公知の構造のものが用いられる。押出成形され
たハニカム構造体は、通常、乾燥させた後、コーディエ
ライトの焼成温度以上で焼成することにより製品とす
る。
【００１８】バインダーとして上記特定の水溶性セルロ
ースエーテルを所定量、添加してなる坏土は、流動性、
保形性ともに良好であり、押出溝の幅を１００μｍ以下
としても、成形不良を生じることがない。これは、上記
特定の水溶性セルロースエーテルが摩擦抵抗が小さく、
このような摩擦抵抗の小さな物質を原料粒子間に挿入す
ることで、原料粒子間の距離を大きくし、坏土全体とし
ての摩擦抵抗を小さくして流動性を向上させるためと考
えられる。また、上記特定の水溶性セルロースエーテル
は、親水性が大きく、少ない水の量で粘土化できるため
に、硬い坏土となって保形性が向上する。よって、ハニ
カム構造体表面のめくれや亀裂、坏土同士が接着されな
い等の不良を防止しつつ、セル壁厚の薄いハニカム構造
体を製造することができる。
ースエーテルを所定量、添加してなる坏土は、流動性、
保形性ともに良好であり、押出溝の幅を１００μｍ以下
としても、成形不良を生じることがない。これは、上記
特定の水溶性セルロースエーテルが摩擦抵抗が小さく、
このような摩擦抵抗の小さな物質を原料粒子間に挿入す
ることで、原料粒子間の距離を大きくし、坏土全体とし
ての摩擦抵抗を小さくして流動性を向上させるためと考
えられる。また、上記特定の水溶性セルロースエーテル
は、親水性が大きく、少ない水の量で粘土化できるため
に、硬い坏土となって保形性が向上する。よって、ハニ
カム構造体表面のめくれや亀裂、坏土同士が接着されな
い等の不良を防止しつつ、セル壁厚の薄いハニカム構造
体を製造することができる。
【００１９】
【実施例】本発明の効果を確認するために、以下の方法
でコーディエライトハニカム構造体を製造した。コーデ
ィエライト化原料として、タルク、カオリン、アルミ
ナ、および水酸化アルミニウムの各粉末を使用し、コー
ディエライトの理論組成付近となるように調合した。こ
のコーディエライト化原料に、バインダとして、表１に
示す種々の特性の水溶性セルロースエーテルを添加し、
さらに潤滑剤および保湿剤、水分を適量添加して混練す
ることにより、押出成形可能な坏土を製作した。表１に
示すように、水溶性セルロースエーテルは、メトキシル
基の置換率が２７．５〜３１．５％、粘度が１００〜５
５００ｃｐの範囲にあるものを使用し、コーディエライ
ト化原料１００重量％に対する添加量を、３．５〜１０
重量％の範囲で変化させて坏土を得た（実施例１〜
６）。なお、粘度は、水溶性セルロースエーテルの２％
水溶液を東京計器製Ｂ型粘度計を用いて測定した値（２
０℃）である。
でコーディエライトハニカム構造体を製造した。コーデ
ィエライト化原料として、タルク、カオリン、アルミ
ナ、および水酸化アルミニウムの各粉末を使用し、コー
ディエライトの理論組成付近となるように調合した。こ
のコーディエライト化原料に、バインダとして、表１に
示す種々の特性の水溶性セルロースエーテルを添加し、
さらに潤滑剤および保湿剤、水分を適量添加して混練す
ることにより、押出成形可能な坏土を製作した。表１に
示すように、水溶性セルロースエーテルは、メトキシル
基の置換率が２７．５〜３１．５％、粘度が１００〜５
５００ｃｐの範囲にあるものを使用し、コーディエライ
ト化原料１００重量％に対する添加量を、３．５〜１０
重量％の範囲で変化させて坏土を得た（実施例１〜
６）。なお、粘度は、水溶性セルロースエーテルの２％
水溶液を東京計器製Ｂ型粘度計を用いて測定した値（２
０℃）である。
【００２０】
【表１】
【００２１】また、比較のために、バインダとして使用
する水溶性セルロースエーテルが、ヒドロキシプロポキ
シル基を含む場合（比較例１）、メトキシル基の置換率
が本発明の範囲外であり、ヒドロキシエトキシル基を含
む場合（比較例２）、２％水溶液の粘度が本発明の範囲
外にある場合（比較例３）、水溶性セルロースエーテル
の添加量を本発明の範囲外とした場合（比較例４、
５）、についてそれぞれ同様の方法で坏土を作製した。
する水溶性セルロースエーテルが、ヒドロキシプロポキ
シル基を含む場合（比較例１）、メトキシル基の置換率
が本発明の範囲外であり、ヒドロキシエトキシル基を含
む場合（比較例２）、２％水溶液の粘度が本発明の範囲
外にある場合（比較例３）、水溶性セルロースエーテル
の添加量を本発明の範囲外とした場合（比較例４、
５）、についてそれぞれ同様の方法で坏土を作製した。
【００２２】このようにして得た実施例および比較例の
坏土を、それぞれ押出用の丸棒に成形し、押出成形金型
を用いて押出成形してコーディエライトハニカム構造体
を得た。各実施例および比較例の坏土の流動性、硬さ、
および保形性と、得られたハニカム構造体の外壁表面の
状態、乾燥クラックの有無を調べて、結果を表２に示し
た。ここで、流動性は、押出溝の幅が８５μｍの押出成
形金型を用いて坏土を成形圧力６ＭＰａで成形した時
の、ハニカム構造体２００ｍｍを成形するのに要した時
間によって評価し、測定された時間が１０秒以下である
ものを○、１０秒を超えるものを×とした。硬さは、図
１に示す装置を使用して、直径４ｍｍの円球を一定速度
で坏土に進入させた時の１分後の荷重を測定することに
よって示した。保形性は、一定長の坏土の丸棒（直径１
０ｍｍ、長さ１５ｍｍ）を押出し、その丸棒に一定荷重
を与えて、変形後の長さと初期長さの比を求めて、この
値が高いもの（０．７以上）を○、低いものを×とし
た。従って、長さの比の低いものほど、自重や外力によ
って変形しやすいものである。
坏土を、それぞれ押出用の丸棒に成形し、押出成形金型
を用いて押出成形してコーディエライトハニカム構造体
を得た。各実施例および比較例の坏土の流動性、硬さ、
および保形性と、得られたハニカム構造体の外壁表面の
状態、乾燥クラックの有無を調べて、結果を表２に示し
た。ここで、流動性は、押出溝の幅が８５μｍの押出成
形金型を用いて坏土を成形圧力６ＭＰａで成形した時
の、ハニカム構造体２００ｍｍを成形するのに要した時
間によって評価し、測定された時間が１０秒以下である
ものを○、１０秒を超えるものを×とした。硬さは、図
１に示す装置を使用して、直径４ｍｍの円球を一定速度
で坏土に進入させた時の１分後の荷重を測定することに
よって示した。保形性は、一定長の坏土の丸棒（直径１
０ｍｍ、長さ１５ｍｍ）を押出し、その丸棒に一定荷重
を与えて、変形後の長さと初期長さの比を求めて、この
値が高いもの（０．７以上）を○、低いものを×とし
た。従って、長さの比の低いものほど、自重や外力によ
って変形しやすいものである。
【００２３】また、外壁表面の状態は、坏土と押出成形
金型の金属壁面との摩擦抵抗により生じた外周壁表面の
めくれや亀裂がないものを○、あきらかなめくれや亀裂
が見られるものを×とした。乾燥クラックの有無は、外
周表面および内部セルにクラックがないものを○、クラ
ックがあるものを×とした。さらに、これら各種特性に
基づく総合的な判定として、流動性、硬さ、保形性、外
壁表面、乾燥クラックのいずれも○であるものを○、い
ずれか１つでも×があるものを×として表記した。
金型の金属壁面との摩擦抵抗により生じた外周壁表面の
めくれや亀裂がないものを○、あきらかなめくれや亀裂
が見られるものを×とした。乾燥クラックの有無は、外
周表面および内部セルにクラックがないものを○、クラ
ックがあるものを×とした。さらに、これら各種特性に
基づく総合的な判定として、流動性、硬さ、保形性、外
壁表面、乾燥クラックのいずれも○であるものを○、い
ずれか１つでも×があるものを×として表記した。
【００２４】
【表２】
【００２５】表２に明らかなように、メトキシル基の置
換率が２７．５〜３１．５％で、ヒドロキシプロポキシ
ル基またはヒドロキシエトキシル基を含まず、粘土が所
定値以下の水溶性セルロースエーテルをバインダとして
使用し、コーディエライト化原料１００重量％に対する
添加量を３重量％より多く１０重量％以下とした実施例
１〜６では、流動性、硬さ、保形性、外壁表面、乾燥ク
ラックのいずれも○であり、総合判定も○であった。
換率が２７．５〜３１．５％で、ヒドロキシプロポキシ
ル基またはヒドロキシエトキシル基を含まず、粘土が所
定値以下の水溶性セルロースエーテルをバインダとして
使用し、コーディエライト化原料１００重量％に対する
添加量を３重量％より多く１０重量％以下とした実施例
１〜６では、流動性、硬さ、保形性、外壁表面、乾燥ク
ラックのいずれも○であり、総合判定も○であった。
【００２６】これに対し、比較例１、２に示されるよう
に、ヒドロキシプロポキシル基またはヒドロキシエトキ
シル基を含む水溶性セルロースエーテルを使用すると、
流動性、保形性とも悪く、セル壁厚が薄いコーディエラ
イトハニカム構造体を得ることは困難となる。また、ヒ
ドロキシプロポキシル基またはヒドロキシエトキシル基
を含まないが、水溶性セルロースエーテルの粘度が２％
水溶液中、２０℃で８０００ｃｐ以上である比較例３で
は、保形性は良いが流動性が悪い。また、外壁表面にめ
くれや亀裂が観察され、流動性が悪いために、坏土が金
型を通過する際の摩擦抵抗が大きくなることがわかる。
さらに、比較例４のように、添加量が１０重量％より多
いと、坏土が硬くなるために保形性は良いが流動性が悪
くなり、摩擦抵抗が大きくなって表面のめくれや亀裂が
生じる。逆に、比較例５のように、添加量が３重量％と
少ないと、流動性は良いが保形性が満足できないことが
わかった。
に、ヒドロキシプロポキシル基またはヒドロキシエトキ
シル基を含む水溶性セルロースエーテルを使用すると、
流動性、保形性とも悪く、セル壁厚が薄いコーディエラ
イトハニカム構造体を得ることは困難となる。また、ヒ
ドロキシプロポキシル基またはヒドロキシエトキシル基
を含まないが、水溶性セルロースエーテルの粘度が２％
水溶液中、２０℃で８０００ｃｐ以上である比較例３で
は、保形性は良いが流動性が悪い。また、外壁表面にめ
くれや亀裂が観察され、流動性が悪いために、坏土が金
型を通過する際の摩擦抵抗が大きくなることがわかる。
さらに、比較例４のように、添加量が１０重量％より多
いと、坏土が硬くなるために保形性は良いが流動性が悪
くなり、摩擦抵抗が大きくなって表面のめくれや亀裂が
生じる。逆に、比較例５のように、添加量が３重量％と
少ないと、流動性は良いが保形性が満足できないことが
わかった。
【００２７】次に、バインダーとして使用した水溶性セ
ルロースエーテルの粘度が同じで、メトキシル基とヒド
ロキシプロポキシル基の置換率を変化させて製作した実
施例２と比較例１の坏土を用い、直径１００ｍｍ、長さ
２００ｍｍ、壁厚５０μｍのハニカム構造体を成形した
時の成形圧力と成形時間との関係を調べて、図２に結果
を示した。図２に明らかなように実施例２の坏土を用い
た場合には、比較例１の坏土より、所定長のハニカム構
造体を成形するのに要する時間が短時間となっており、
流動性が向上していることがわかる。
ルロースエーテルの粘度が同じで、メトキシル基とヒド
ロキシプロポキシル基の置換率を変化させて製作した実
施例２と比較例１の坏土を用い、直径１００ｍｍ、長さ
２００ｍｍ、壁厚５０μｍのハニカム構造体を成形した
時の成形圧力と成形時間との関係を調べて、図２に結果
を示した。図２に明らかなように実施例２の坏土を用い
た場合には、比較例１の坏土より、所定長のハニカム構
造体を成形するのに要する時間が短時間となっており、
流動性が向上していることがわかる。
【００２８】以上、本発明によれば、２％濃度の水溶液
中、２０℃の粘度が８０００ｃｐ未満であり、メトキシ
ル基の置換率が２７．５〜３１．５％で、ヒドロキシプ
ロポキシル基またはヒドロキシエトキシル基を不可避不
純物以上の量含まない水溶性セルロースエーテルをバイ
ンダとして使用し、コーディエライト化原料１００重量
％に対する添加量を３重量％より多く１０重量％以下す
ることにより、坏土の保形性を保ちつつ、押出成形金型
を通過する際の流動性を向上させることができる。この
効果は、セル壁厚が１００μｍ以下である時に顕著であ
り、セル壁厚が薄く、品質の良好なコーディエライトハ
ニカム構造体を得ることができる。このようなコーディ
エライトハニカム構造体は、内燃機関の排ガス浄化用触
媒等における触媒担体として好適であり、熱容量を低減
できるため、触媒の早期活性化が可能である。
中、２０℃の粘度が８０００ｃｐ未満であり、メトキシ
ル基の置換率が２７．５〜３１．５％で、ヒドロキシプ
ロポキシル基またはヒドロキシエトキシル基を不可避不
純物以上の量含まない水溶性セルロースエーテルをバイ
ンダとして使用し、コーディエライト化原料１００重量
％に対する添加量を３重量％より多く１０重量％以下す
ることにより、坏土の保形性を保ちつつ、押出成形金型
を通過する際の流動性を向上させることができる。この
効果は、セル壁厚が１００μｍ以下である時に顕著であ
り、セル壁厚が薄く、品質の良好なコーディエライトハ
ニカム構造体を得ることができる。このようなコーディ
エライトハニカム構造体は、内燃機関の排ガス浄化用触
媒等における触媒担体として好適であり、熱容量を低減
できるため、触媒の早期活性化が可能である。
【図１】坏土の硬さを測定する方法を説明するための図
である。
である。
【図２】本発明の実施例２および比較例１の坏土を用い
て成形したコーディエライトハニカム構造体の成形特性
を示す図である。
て成形したコーディエライトハニカム構造体の成形特性
を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２８Ｂ 3/20 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｐ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｃ (72)発明者 山田 正徳 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 安藤 芳康 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AB01 BA03 BA38 BA39 FA02 FA04 FB02 FC07 GA07 GB01X GB10X GB13X GB15X GB17X GB19X 4D048 BA12X BB02 CC38 4G030 AA07 AA36 AA37 BA34 GA14 GA21 HA05 HA08 PA25 4G054 AA06 AB09 AC00 4G069 AA08 BA13A BA13B BA13C CA03 DA06 EA19 FB67 FC05
Claims (4)
- 【請求項１】 コーディエライト化原料にバインダーを
添加、混練して得た坏土を押出成形してなるコーディエ
ライトハニカム構造体であって、上記バインダーが、セ
ルロースの水酸基と置換されたメトキシル基を置換率２
７．５〜３１．５％の範囲で含有し、不可避不純物以上
の量のヒドロキシプロポキシル基およびヒドロキシエト
キシル基を含まず、かつ２％水溶液の２０℃での粘度が
８０００センチポイズ未満である水溶性セルロースエー
テルであり、この水溶性セルロースエーテルの添加量
が、コーディエライト化原料に対し３重量％より多く１
０重量％以下の範囲であることを特徴とするコーディエ
ライトハニカム構造体。 - 【請求項２】 コーディエライト化原料にバインダーを
添加、混練して得た坏土を押出成形することによりコー
ディエライトハニカム構造体を製造する方法において、
上記バインダーとして、セルロースの水酸基と置換され
たメトキシル基を置換率２７．５〜３１．５％の範囲で
含有し、不可避不純物以上の量のヒドロキシプロポキシ
ル基およびヒドロキシエトキシル基を含まず、かつ２％
水溶液の２０℃での粘度が８０００センチポイズ未満で
ある水溶性セルロースエーテルを使用し、この水溶性セ
ルロースエーテルを、コーディエライト化原料に対し３
重量％より多く１０重量％以下の範囲で添加することを
特徴とするコーディエライトハニカム構造体の製造方
法。 - 【請求項３】 上記水溶性セルロースエーテルが、メト
キシル基以外に、不可避不純物以上の量の置換基を含ま
ない請求項１または２記載のコーディエライトハニカム
構造体およびその製造方法。 - 【請求項４】 上記コーディエライトハニカム構造体の
セル壁の厚さが１００μｍ以下である請求項１ないし３
のいずれか記載のコーディエライトハニカム構造体およ
びその製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11142660A JP2000327409A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | コーディエライトハニカム構造体およびその製造方法 |
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