JP2925127B2 - ハニカム状のガス吸着素子または触媒担体およびその製造法 - Google Patents
ハニカム状のガス吸着素子または触媒担体およびその製造法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は触媒担体またはガス吸着
素子として単位容積当りの表面積が極めて広く物理的強
度が強く使用に当つては触媒またはガス吸着剤の粒子の
剥離または飛散のおそれなく単位容積当り大量の触媒ま
たはガス吸着剤を均等に固着した高性能のハニカム状の
触媒担体またはガス吸着素子の製造法に関するものであ
る。
素子として単位容積当りの表面積が極めて広く物理的強
度が強く使用に当つては触媒またはガス吸着剤の粒子の
剥離または飛散のおそれなく単位容積当り大量の触媒ま
たはガス吸着剤を均等に固着した高性能のハニカム状の
触媒担体またはガス吸着素子の製造法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】セラミツクス繊維に少量の有機質繊維お
よびバインダーを加えて抄造した紙をハニカム状に積層
成形し、紙またはハニカム状積層体にコロイダルシリカ
またはエチルシリケートを含浸した後このケイ素化合物
をシリカゲルに変換することにより紙の強度特に湿潤強
度を増し、次いで成形物を焼成して紙の中の有機質繊維
および有機結合剤を燃焼除去して触媒担体を得ることは
特公昭５９−１５０２８号公報に開示されている。
よびバインダーを加えて抄造した紙をハニカム状に積層
成形し、紙またはハニカム状積層体にコロイダルシリカ
またはエチルシリケートを含浸した後このケイ素化合物
をシリカゲルに変換することにより紙の強度特に湿潤強
度を増し、次いで成形物を焼成して紙の中の有機質繊維
および有機結合剤を燃焼除去して触媒担体を得ることは
特公昭５９−１５０２８号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法で得られた
触媒担体に触媒たとえばチタニアなどの粉末をゾルなど
の形で含浸固着するに当つては、紙およびその成形体の
湿潤強度を増し含浸時における積層体の変形を防ぐ目的
で予めシリカゾル等を該積層体に含浸し乾燥して補強す
る必要がある。このような補強工程を経れば触媒の含浸
に当つては紙の内部繊維間隙に既に粒子径２０ｍμ程度
の微細なシリカゲルが固着しているため、粒子径が数μ
程度の大きな触媒粒子の分散体を後で含浸しても触媒粒
子が紙の繊維間隙にまで浸入することは極めて困難で大
半の触媒粒子が紙の表面に付着するに止まる。従つて触
媒担体に大量の触媒を担持させることが困難であり、且
つ使用中に処理流体の流れによつて触媒粒子の脱離、剥
離、キヤリーオーバーが発生する欠陥は免れ得ない。こ
れは触媒のみならず、ゼオライト等のガス吸着剤を同様
のハニカム状積層体に含浸固着してガス吸着素子を得る
場合においても全く同様である。
触媒担体に触媒たとえばチタニアなどの粉末をゾルなど
の形で含浸固着するに当つては、紙およびその成形体の
湿潤強度を増し含浸時における積層体の変形を防ぐ目的
で予めシリカゾル等を該積層体に含浸し乾燥して補強す
る必要がある。このような補強工程を経れば触媒の含浸
に当つては紙の内部繊維間隙に既に粒子径２０ｍμ程度
の微細なシリカゲルが固着しているため、粒子径が数μ
程度の大きな触媒粒子の分散体を後で含浸しても触媒粒
子が紙の繊維間隙にまで浸入することは極めて困難で大
半の触媒粒子が紙の表面に付着するに止まる。従つて触
媒担体に大量の触媒を担持させることが困難であり、且
つ使用中に処理流体の流れによつて触媒粒子の脱離、剥
離、キヤリーオーバーが発生する欠陥は免れ得ない。こ
れは触媒のみならず、ゼオライト等のガス吸着剤を同様
のハニカム状積層体に含浸固着してガス吸着素子を得る
場合においても全く同様である。
【０００４】本発明は上記のシリカゾル含浸固着の前処
理工程を省き工程を簡略化するとともに触媒またはガス
吸着剤の粒子の分散体の浸漬に伴なう成形体の湿潤によ
る強度の低下を防止し変形を防ぎ大量の触媒またはガス
吸着剤の粒子を含浸固着し得るとともにハニカム状積層
体の物理的強度を上昇し触媒またはガス吸着剤の働きを
著しく向上し、かつ高温または高速の流体を処理する場
合においても触媒またはガス吸着剤がハニカム状積層体
から脱離、剥離またはキヤリーオーバーするおそれのな
い高性能の触媒担体またはガス吸着素子を得ようとする
ものである。
理工程を省き工程を簡略化するとともに触媒またはガス
吸着剤の粒子の分散体の浸漬に伴なう成形体の湿潤によ
る強度の低下を防止し変形を防ぎ大量の触媒またはガス
吸着剤の粒子を含浸固着し得るとともにハニカム状積層
体の物理的強度を上昇し触媒またはガス吸着剤の働きを
著しく向上し、かつ高温または高速の流体を処理する場
合においても触媒またはガス吸着剤がハニカム状積層体
から脱離、剥離またはキヤリーオーバーするおそれのな
い高性能の触媒担体またはガス吸着素子を得ようとする
ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はセラミツクスの
繊維およびまたは粉末およびまたはガラス繊維と山皮お
よびバインダーを混合抄造してなる紙またはカーボン繊
維たとえば活性カーボン繊維およびまたはカーボン粒子
たとえば活性カーボン粒子と山皮およびバインダーを含
む紙料を抄造してなる紙の平面紙と波形紙とを接着剤に
より接着して片波成形体を得、該片波成形体を接着剤に
より接着積層してハニカム状積層体となし、これを熱処
理して山皮の造膜による繊維との結合および焼結を促進
するとともに紙および接着剤に含まれる有機質成分を除
去または炭化して多孔質となした後、触媒またはガス吸
着剤の粒子をシリカゾル、アルミナゾル等無機結合剤の
ゾルに分散した分散体を含浸して大量の触媒またはガス
吸着剤の粒子を無機繊維間隙および紙を熱処理後のシー
トの表面に定着し乾燥してハニカム状の触媒担体または
ガス吸着素子を得るものである。原材料として空隙率の
大きい低密度の紙を使用するときは含浸前に熱処理しな
くても充分大量の触媒粒子またはガス吸着剤を含浸する
ことができ、この場合には製品の使用時の発火を防ぐた
め含浸後に熱処理を行なう。
繊維およびまたは粉末およびまたはガラス繊維と山皮お
よびバインダーを混合抄造してなる紙またはカーボン繊
維たとえば活性カーボン繊維およびまたはカーボン粒子
たとえば活性カーボン粒子と山皮およびバインダーを含
む紙料を抄造してなる紙の平面紙と波形紙とを接着剤に
より接着して片波成形体を得、該片波成形体を接着剤に
より接着積層してハニカム状積層体となし、これを熱処
理して山皮の造膜による繊維との結合および焼結を促進
するとともに紙および接着剤に含まれる有機質成分を除
去または炭化して多孔質となした後、触媒またはガス吸
着剤の粒子をシリカゾル、アルミナゾル等無機結合剤の
ゾルに分散した分散体を含浸して大量の触媒またはガス
吸着剤の粒子を無機繊維間隙および紙を熱処理後のシー
トの表面に定着し乾燥してハニカム状の触媒担体または
ガス吸着素子を得るものである。原材料として空隙率の
大きい低密度の紙を使用するときは含浸前に熱処理しな
くても充分大量の触媒粒子またはガス吸着剤を含浸する
ことができ、この場合には製品の使用時の発火を防ぐた
め含浸後に熱処理を行なう。
【０００６】含浸に当つては、まず触媒またはガス吸着
剤の粒子の分散体を含浸して乾燥後、ミリミクロンオー
ダーの超微粒子よりなるシリカゾルまたはアルミナゾル
等無機結合剤の分散体を触媒または吸着剤の粒子および
繊維の間隙に均等に含浸し乾燥してもよい。上記一工程
または二工程の含浸により紙またはシートの繊維と触媒
またはガス吸着剤の粒子とがシリカゾル、アルミナゾル
および山皮等無機結合剤によつて強固に結合され、もつ
て高温または高速の流体を処理する場合にも触媒または
吸着剤の粒子の脱離または剥離あるいはそれに伴なうキ
ヤリーオーバーを生ずるおそれなく長期の使用に耐え得
る高性能の触媒担体またはガス吸着素子を得られるもの
である。
剤の粒子の分散体を含浸して乾燥後、ミリミクロンオー
ダーの超微粒子よりなるシリカゾルまたはアルミナゾル
等無機結合剤の分散体を触媒または吸着剤の粒子および
繊維の間隙に均等に含浸し乾燥してもよい。上記一工程
または二工程の含浸により紙またはシートの繊維と触媒
またはガス吸着剤の粒子とがシリカゾル、アルミナゾル
および山皮等無機結合剤によつて強固に結合され、もつ
て高温または高速の流体を処理する場合にも触媒または
吸着剤の粒子の脱離または剥離あるいはそれに伴なうキ
ヤリーオーバーを生ずるおそれなく長期の使用に耐え得
る高性能の触媒担体またはガス吸着素子を得られるもの
である。
【０００７】ここで山皮とはたとえば特開昭６０−３３
２５０号公報に示してある如く表面に多数の活性水酸基
を有する粘土鉱物の総称であつて、通常マウンテンレザ
ー、マウンテンコルク、マウンテンウツドなどと呼ばれ
るものである。これには含水マグネシウムシリケートの
１種であるセピオライト、含水マグネシウム・アルミノ
シリケートの１種であるアタパルジヤイト等が含まれ、
上記特開公報には山皮の分散液にセラミツク素材の粉末
およびまたは繊維状物および有機質バインダーを加えて
抄紙することが記載されている。
２５０号公報に示してある如く表面に多数の活性水酸基
を有する粘土鉱物の総称であつて、通常マウンテンレザ
ー、マウンテンコルク、マウンテンウツドなどと呼ばれ
るものである。これには含水マグネシウムシリケートの
１種であるセピオライト、含水マグネシウム・アルミノ
シリケートの１種であるアタパルジヤイト等が含まれ、
上記特開公報には山皮の分散液にセラミツク素材の粉末
およびまたは繊維状物および有機質バインダーを加えて
抄紙することが記載されている。
【０００８】
【実施例１】セラミツクス繊維１００重量部、パルプ１
０重量部、山皮３０重量部、有機および無機の混合バイ
ンダー５重量部の組成よりなり厚さ０．２２ｍｍ、坪量
８０ｇ／ｍ２ゴに抄造してなる紙を用いて波長６．３ｍ
ｍ、波高３．５ｍｍの波形紙１となし、固形分４５％の
ポリ酢酸ビニールエマルジヨン５０％、固形分２０％の
シリカゾル５０％の組成よりなる接着剤を用いて平面紙
２と接着して図２に示す片波成形体となし、該片波成形
体を上記同様有機系と無機系とを混合した接着剤を用い
て積層し図１に示すハニカム状積層体を得る。このハニ
カム状積層体の乾燥後の嵩比重は約７５ｋｇ／ｍ３であ
る。次にこのハニカム状積層体を焼成炉に入れ酸素含量
１０％以下、温度６５０℃の熱風または過熱水蒸気によ
り５時間熱処理する。これによりハニカム状積層体の嵩
比重は約６１ｋｇ／ｍ３になる。次いで触媒として粒子
径５μｍ以下のアナタース型酸化チタン４０％またはゼ
オライト（疎水性ゼオライトでもよい）４０％を粒子径
１０〜２０ｍμのシリカゾル（固形分２０％）６０％に
分散させた懸濁液に該ハニカム状積層体を数分間浸漬し
た後約３００℃の熱風で約６０分間乾燥してハニカム状
セラミツクス触媒担体を得る。また、ガス吸着素子を得
る場合も全く同様である。得られた触媒担体またはガス
吸着素子の嵩比重は１８０ｋｇ／ｍ３であつた。ハニカ
ム状積層体に対する触媒またはガス吸着剤およびシリカ
ゾル固形分の固着量は１９５％である。
０重量部、山皮３０重量部、有機および無機の混合バイ
ンダー５重量部の組成よりなり厚さ０．２２ｍｍ、坪量
８０ｇ／ｍ２ゴに抄造してなる紙を用いて波長６．３ｍ
ｍ、波高３．５ｍｍの波形紙１となし、固形分４５％の
ポリ酢酸ビニールエマルジヨン５０％、固形分２０％の
シリカゾル５０％の組成よりなる接着剤を用いて平面紙
２と接着して図２に示す片波成形体となし、該片波成形
体を上記同様有機系と無機系とを混合した接着剤を用い
て積層し図１に示すハニカム状積層体を得る。このハニ
カム状積層体の乾燥後の嵩比重は約７５ｋｇ／ｍ３であ
る。次にこのハニカム状積層体を焼成炉に入れ酸素含量
１０％以下、温度６５０℃の熱風または過熱水蒸気によ
り５時間熱処理する。これによりハニカム状積層体の嵩
比重は約６１ｋｇ／ｍ３になる。次いで触媒として粒子
径５μｍ以下のアナタース型酸化チタン４０％またはゼ
オライト（疎水性ゼオライトでもよい）４０％を粒子径
１０〜２０ｍμのシリカゾル（固形分２０％）６０％に
分散させた懸濁液に該ハニカム状積層体を数分間浸漬し
た後約３００℃の熱風で約６０分間乾燥してハニカム状
セラミツクス触媒担体を得る。また、ガス吸着素子を得
る場合も全く同様である。得られた触媒担体またはガス
吸着素子の嵩比重は１８０ｋｇ／ｍ３であつた。ハニカ
ム状積層体に対する触媒またはガス吸着剤およびシリカ
ゾル固形分の固着量は１９５％である。
【０００９】
【実施例２】セラミツクス繊維９０重量部、ガラス繊維
１０重量部、パルプ１０重量部、山皮３０重量部、有機
バインダー５重量部の組成よりなり厚さ０．２２ｍｍ、
坪量８０ｇ／ｍ２に抄造してなる紙を用いて波長６．３
ｍｍ、波高３．５ｍｍの波形紙１となし、固形分４５％
のポリ酢酸ビニールエマルジヨン５０％、固形分２０％
のシリカゾル３０％、触媒または吸着剤の粒子たとえば
ゼオライト（粒子径５μ以下）２０％の組成よりなる接
着剤を用いて平面紙２と接着して図２に示す片波成形体
となし、該片波成形体を上記同様ポリ酢酸ビニールエマ
ルジヨンとシリカゾルと触媒または吸着剤の粒子とを混
合した接着剤を用いて積層し図１に示すハニカム状積層
体を得る。このハニカム状積層体の乾燥後の嵩比重は約
７３．５ｋｇ／ｍ３である。次にこのハニカム状積層体
を焼成炉に入れ酸素含量１０％以下、温度４００℃、流
速１．５ｍ／ｓｅｃ．の熱風により５時間熱処理する。
これによりハニカム状積層体の嵩比重は約６２．２ｋｇ
／ｍ３となる。次いで粒子径５μ以下のゼオライト（疎
水性のハイシリカゼオライトを含む）を約３０％含有す
る懸濁液に該ハニカム状積層体を数分間浸漬した後約１
２０℃の熱風で約６０分間乾燥する。この時のハニカム
状積層体の嵩比重は約１２６ｋｇ／ｍ３になる。更にこ
れを粒子径１０〜２０ｍμのシリカを２０％含有するシ
リカゾルに数分間浸漬し、温度３００℃の熱風により６
０分間乾燥してハニカム状の触媒担体またはガス吸着素
子を得る。この製品の嵩比重は１４１ｋｇ／ｍ３であつ
た。ハニカム状積層体に対するゼオライトおよびシリカ
の固着量は１２７％である。
１０重量部、パルプ１０重量部、山皮３０重量部、有機
バインダー５重量部の組成よりなり厚さ０．２２ｍｍ、
坪量８０ｇ／ｍ２に抄造してなる紙を用いて波長６．３
ｍｍ、波高３．５ｍｍの波形紙１となし、固形分４５％
のポリ酢酸ビニールエマルジヨン５０％、固形分２０％
のシリカゾル３０％、触媒または吸着剤の粒子たとえば
ゼオライト（粒子径５μ以下）２０％の組成よりなる接
着剤を用いて平面紙２と接着して図２に示す片波成形体
となし、該片波成形体を上記同様ポリ酢酸ビニールエマ
ルジヨンとシリカゾルと触媒または吸着剤の粒子とを混
合した接着剤を用いて積層し図１に示すハニカム状積層
体を得る。このハニカム状積層体の乾燥後の嵩比重は約
７３．５ｋｇ／ｍ３である。次にこのハニカム状積層体
を焼成炉に入れ酸素含量１０％以下、温度４００℃、流
速１．５ｍ／ｓｅｃ．の熱風により５時間熱処理する。
これによりハニカム状積層体の嵩比重は約６２．２ｋｇ
／ｍ３となる。次いで粒子径５μ以下のゼオライト（疎
水性のハイシリカゼオライトを含む）を約３０％含有す
る懸濁液に該ハニカム状積層体を数分間浸漬した後約１
２０℃の熱風で約６０分間乾燥する。この時のハニカム
状積層体の嵩比重は約１２６ｋｇ／ｍ３になる。更にこ
れを粒子径１０〜２０ｍμのシリカを２０％含有するシ
リカゾルに数分間浸漬し、温度３００℃の熱風により６
０分間乾燥してハニカム状の触媒担体またはガス吸着素
子を得る。この製品の嵩比重は１４１ｋｇ／ｍ３であつ
た。ハニカム状積層体に対するゼオライトおよびシリカ
の固着量は１２７％である。
【００１０】
【実施例３】セラミツクス繊維８０重量部、セラミツク
ス粉末１０重量部、ガラス繊維１０重量部、パルプ１０
重量部、山皮４０重量部、有機バインダー５重量部の組
成よりなり厚さ０．２２ｍｍ、坪量６０ｇ／ｍ２（嵩比
重０．２７ｇ／ｃｍ３）に抄造してなる紙を用いて波長
６．３ｍｍ、波高３．５ｍｍの波形紙１となし、固形分
４５％のカルボキシメチルセルローズ水溶液と固形分２
０％のアルミナゾルとの等量混合物よりなる接着剤を用
いて平面紙２と接着して図２に示す片波成形体となし、
該片波成形体を上記同様無機系と有機系とを混合した接
着剤を用いて積層し図１に示すハニカム状積層体を得
る。このハニカム状積層体の乾燥後の嵩比重は約７３．
２ｋｇ／ｍ３である。次に粒子径５μ以下の触媒たとえ
ば五酸化ヴアナヂウムを約３０％含有する懸濁液と粒子
径１０〜２０ｍμのシリカを２０％含有するシリカゾル
との等量混合物にハニカム状積層体を数分間浸漬した後
１２０℃の熱風で約６０分間乾燥し、更に温度５５０℃
の熱風により５時間熱処理してハニカム状の触媒担体を
得る。得られた触媒担体の嵩比重は１２６．１ｋｇ／ｍ
３であつた。
ス粉末１０重量部、ガラス繊維１０重量部、パルプ１０
重量部、山皮４０重量部、有機バインダー５重量部の組
成よりなり厚さ０．２２ｍｍ、坪量６０ｇ／ｍ２（嵩比
重０．２７ｇ／ｃｍ３）に抄造してなる紙を用いて波長
６．３ｍｍ、波高３．５ｍｍの波形紙１となし、固形分
４５％のカルボキシメチルセルローズ水溶液と固形分２
０％のアルミナゾルとの等量混合物よりなる接着剤を用
いて平面紙２と接着して図２に示す片波成形体となし、
該片波成形体を上記同様無機系と有機系とを混合した接
着剤を用いて積層し図１に示すハニカム状積層体を得
る。このハニカム状積層体の乾燥後の嵩比重は約７３．
２ｋｇ／ｍ３である。次に粒子径５μ以下の触媒たとえ
ば五酸化ヴアナヂウムを約３０％含有する懸濁液と粒子
径１０〜２０ｍμのシリカを２０％含有するシリカゾル
との等量混合物にハニカム状積層体を数分間浸漬した後
１２０℃の熱風で約６０分間乾燥し、更に温度５５０℃
の熱風により５時間熱処理してハニカム状の触媒担体を
得る。得られた触媒担体の嵩比重は１２６．１ｋｇ／ｍ
３であつた。
【００１１】
【実施例４】直径が３〜１５ミクロン、長さが１〜３０
ｍｍ程度の活性カーボン繊維 ５０〜８０重量部、パル
プ、合成繊維およびまたはガラス繊維 ３０〜１０重量
部、山皮 ３０〜５０重量部、有機バインダー ５重量
部の組成よりなり厚さ０．１〜０．３ｍｍ、坪量３０〜
１５０ｇ／ｍ２程度の厚さに抄紙してなる活性カーボン
繊維紙を用いて波長２．４〜６．０ｍｍ、波高１．３〜
４．０ｍｍの波形紙１となし、熱可塑性合成樹脂たとえ
ばポリ酢酸ビニールの水性エマルジヨンよりなる接着剤
を用いて平面紙２と接着して図２に示す片波成形体とな
し、該片波成形体を上記同様の接着剤を用いて図１に示
すハニカム状積層体を得る。粒子径２０μ以下に粉砕し
た活性カーボン粒子を約３０％含有する懸濁液と粒子径
１０〜２０ｍμのアルミナを２０％含有するアルミナゾ
ルとの等量混合物にハニカム状積層体を数分間浸漬した
後１２０℃の熱風で約６０分間乾燥し、更に温度４００
〜６００℃の窒素気流により５時間熱処理してハニカム
状のガス吸着素子を得る。
ｍｍ程度の活性カーボン繊維 ５０〜８０重量部、パル
プ、合成繊維およびまたはガラス繊維 ３０〜１０重量
部、山皮 ３０〜５０重量部、有機バインダー ５重量
部の組成よりなり厚さ０．１〜０．３ｍｍ、坪量３０〜
１５０ｇ／ｍ２程度の厚さに抄紙してなる活性カーボン
繊維紙を用いて波長２．４〜６．０ｍｍ、波高１．３〜
４．０ｍｍの波形紙１となし、熱可塑性合成樹脂たとえ
ばポリ酢酸ビニールの水性エマルジヨンよりなる接着剤
を用いて平面紙２と接着して図２に示す片波成形体とな
し、該片波成形体を上記同様の接着剤を用いて図１に示
すハニカム状積層体を得る。粒子径２０μ以下に粉砕し
た活性カーボン粒子を約３０％含有する懸濁液と粒子径
１０〜２０ｍμのアルミナを２０％含有するアルミナゾ
ルとの等量混合物にハニカム状積層体を数分間浸漬した
後１２０℃の熱風で約６０分間乾燥し、更に温度４００
〜６００℃の窒素気流により５時間熱処理してハニカム
状のガス吸着素子を得る。
【００１２】以上実施例１乃至実施例４においては酸化
チタン、ゼオライト、五酸化ヴアナヂウム、活性カーボ
ン粒子を使用する例を述べたが、製造時の加熱により性
能の劣化しない触媒または吸着剤であればすべて同様に
含浸定着し得ることは勿論である。
チタン、ゼオライト、五酸化ヴアナヂウム、活性カーボ
ン粒子を使用する例を述べたが、製造時の加熱により性
能の劣化しない触媒または吸着剤であればすべて同様に
含浸定着し得ることは勿論である。
【００１３】
【作用】本発明により大量の触媒粒子を担持したハニカ
ム状セラミツクス触媒担体は必要に応じ更に触媒成分そ
の他を含浸して流体処理用のハニカム状触媒とし、ハニ
カムの小透孔内に活性成分を含有する流体を流し、小透
孔面にあらわれている触媒と活性成分との接触により該
活性成分の化学反応を促進する。また本発明により得ら
れたガス吸着素子は有機溶剤蒸気または悪臭成分または
湿気等を含有する空気その他不活性気体と高温の再生用
空気とを交互にハニカムの小透孔内に通して吸着と脱着
とを連続的に行ない、清浄な空気その他不活性気体を得
るのに使用する。
ム状セラミツクス触媒担体は必要に応じ更に触媒成分そ
の他を含浸して流体処理用のハニカム状触媒とし、ハニ
カムの小透孔内に活性成分を含有する流体を流し、小透
孔面にあらわれている触媒と活性成分との接触により該
活性成分の化学反応を促進する。また本発明により得ら
れたガス吸着素子は有機溶剤蒸気または悪臭成分または
湿気等を含有する空気その他不活性気体と高温の再生用
空気とを交互にハニカムの小透孔内に通して吸着と脱着
とを連続的に行ない、清浄な空気その他不活性気体を得
るのに使用する。
【００１４】
【発明の効果】本発明は上記の構成よりなるので、ハニ
カム状積層体に触媒または吸着剤の粒子の分散体を含浸
するに先立つて酸素含量を減少した４００〜７５０℃の
空気または水蒸気または不活性ガスにより熱処理した第
一発明においては紙および積層用接着剤に含まれている
有機成分はすべて分解、燃焼、炭化または揮散し紙の嵩
比重が減少して空隙率が増大し、大量の触媒または吸着
剤の粒子即ち熱処理後のハニカム状積層体の重量に対し
約１５０％の触媒または吸着剤の粒子を固着させること
ができ、ハニカム状積層体の有機成分はすべて除去され
ているので触媒または吸着剤の粒子の付着性もよい。
カム状積層体に触媒または吸着剤の粒子の分散体を含浸
するに先立つて酸素含量を減少した４００〜７５０℃の
空気または水蒸気または不活性ガスにより熱処理した第
一発明においては紙および積層用接着剤に含まれている
有機成分はすべて分解、燃焼、炭化または揮散し紙の嵩
比重が減少して空隙率が増大し、大量の触媒または吸着
剤の粒子即ち熱処理後のハニカム状積層体の重量に対し
約１５０％の触媒または吸着剤の粒子を固着させること
ができ、ハニカム状積層体の有機成分はすべて除去され
ているので触媒または吸着剤の粒子の付着性もよい。
【００１５】次に本発明はハニカム状積層体を構成する
紙としてセラミツクス素材またはカーボン素材に山皮お
よび有機質および／または無機質のバインダーを加えて
抄造した紙を使用しハニカム状積層体を成形した後熱処
理したので、有機質成分がこの熱処理によりすベて除去
され耐火性、耐熱性が著しく向上し高温においても発火
または劣化するおそれなく化学的にも安定で流体の処理
に際しての圧力損失も極めて小さく、熱処理工程による
山皮の繊維との融着並びに山皮の造膜性即ち山皮が加熱
によつて鳥の水掻き状に変化し繊維と結合する現象によ
つてセラミツク繊維シートの機械的強度特に湿潤時の保
形性が著しく向上し、分散体の含浸操作および高温乾燥
を容易に行なうことができる。更にその他の全製造工程
にわたり作業性が著しく向上し工程の短縮ができ、何等
特殊な技術を要することなく簡易確実に廉価に製造する
ことができ、実用上または取扱い時の機械的外力にも充
分耐えるので固着した触媒または吸着剤の性能に変化の
ない限り半永久的に使用することができる効果を有する
ものである。
紙としてセラミツクス素材またはカーボン素材に山皮お
よび有機質および／または無機質のバインダーを加えて
抄造した紙を使用しハニカム状積層体を成形した後熱処
理したので、有機質成分がこの熱処理によりすベて除去
され耐火性、耐熱性が著しく向上し高温においても発火
または劣化するおそれなく化学的にも安定で流体の処理
に際しての圧力損失も極めて小さく、熱処理工程による
山皮の繊維との融着並びに山皮の造膜性即ち山皮が加熱
によつて鳥の水掻き状に変化し繊維と結合する現象によ
つてセラミツク繊維シートの機械的強度特に湿潤時の保
形性が著しく向上し、分散体の含浸操作および高温乾燥
を容易に行なうことができる。更にその他の全製造工程
にわたり作業性が著しく向上し工程の短縮ができ、何等
特殊な技術を要することなく簡易確実に廉価に製造する
ことができ、実用上または取扱い時の機械的外力にも充
分耐えるので固着した触媒または吸着剤の性能に変化の
ない限り半永久的に使用することができる効果を有する
ものである。
【００１６】実施例１で示した紙および該紙の組成より
山皮を除いた対照例の紙との組成およびその性能を示す
と であり、実施例１で得られたハニカム製品ＳＳＣＲ−Ｍ
および実施例１の紙の組成より山皮を除いてその他は同
一条件により製造した対照例のハニカム製品Ｎ−ＳＳＣ
Ｒとの圧縮試験の結果を図３乃至図５に示す。ハニカム
の波板の波長および波高（図３参照）は夫々３．４ｍ
ｍ、１．７ｍｍである。本発明のハニカム製品の圧縮強
度を従来のハニカム製品の圧縮強度と比較すると図３で
は１．６倍、図４では１．９倍、図５では１．６倍とな
つており、本発明のハニカム製品は従来のハニカム製品
に比し著しく優秀な成績を示す。
山皮を除いた対照例の紙との組成およびその性能を示す
と であり、実施例１で得られたハニカム製品ＳＳＣＲ−Ｍ
および実施例１の紙の組成より山皮を除いてその他は同
一条件により製造した対照例のハニカム製品Ｎ−ＳＳＣ
Ｒとの圧縮試験の結果を図３乃至図５に示す。ハニカム
の波板の波長および波高（図３参照）は夫々３．４ｍ
ｍ、１．７ｍｍである。本発明のハニカム製品の圧縮強
度を従来のハニカム製品の圧縮強度と比較すると図３で
は１．６倍、図４では１．９倍、図５では１．６倍とな
つており、本発明のハニカム製品は従来のハニカム製品
に比し著しく優秀な成績を示す。
【００１７】山皮を含有しないセラミツクス紙は高温熱
処理によつて紙中の有機バインダーが逸散してシートの
強度が著しく低下し、更に高温熱処理後の湿潤状態たと
えば含浸時には綿状となつて積層体の保形性を保ち得な
い致命的な欠陥がある。
処理によつて紙中の有機バインダーが逸散してシートの
強度が著しく低下し、更に高温熱処理後の湿潤状態たと
えば含浸時には綿状となつて積層体の保形性を保ち得な
い致命的な欠陥がある。
【００１８】また本発明はハニカム状積層体に触媒また
は吸着剤の粒子とシリカゾルまたはアルミナゾル等無機
結合剤との混合分散体を含浸したので、シリカゾルまた
はアルミナゾル等無機結合剤と触媒または吸着剤の粒子
とは同時に紙の繊維間隙に浸入し、触媒または吸着剤の
粒子と紙の繊維とは山皮および無機結合剤とともに高温
処理され繊維と山皮とが互に融着し強固に結合され、高
温または高速の流体を処理する場合にも触媒または吸着
剤の粒子の脱離または剥離あるいはそれに伴なうキヤリ
ーオーバーを生ずるおそれなく長期の使用に耐え得る高
性能の製品を得られるものである。
は吸着剤の粒子とシリカゾルまたはアルミナゾル等無機
結合剤との混合分散体を含浸したので、シリカゾルまた
はアルミナゾル等無機結合剤と触媒または吸着剤の粒子
とは同時に紙の繊維間隙に浸入し、触媒または吸着剤の
粒子と紙の繊維とは山皮および無機結合剤とともに高温
処理され繊維と山皮とが互に融着し強固に結合され、高
温または高速の流体を処理する場合にも触媒または吸着
剤の粒子の脱離または剥離あるいはそれに伴なうキヤリ
ーオーバーを生ずるおそれなく長期の使用に耐え得る高
性能の製品を得られるものである。
【００１９】最初にミクロンオーダーの粒子径を有する
触媒または吸着剤の粒子の分散体をハニカム状積層体に
含浸して乾燥し、その後ミリミクロンオーダーの粒子径
を有する超微粒子よりなるシリカゾル、アルミナゾル等
無機結合剤の分散体を含浸し乾燥しても、ミリミクロン
オーダーの粒子径を有する無機結合剤は粒子が極めて微
小なため容易にミクロンオーダーの触媒または吸着剤の
粒子間または紙の繊維間に浸入して結合剤としての役目
を果し、上記の触媒または吸着剤の粒子と無機結合剤と
の混合分散体を含浸した場合と同じ効果を奏し得るもの
である。
触媒または吸着剤の粒子の分散体をハニカム状積層体に
含浸して乾燥し、その後ミリミクロンオーダーの粒子径
を有する超微粒子よりなるシリカゾル、アルミナゾル等
無機結合剤の分散体を含浸し乾燥しても、ミリミクロン
オーダーの粒子径を有する無機結合剤は粒子が極めて微
小なため容易にミクロンオーダーの触媒または吸着剤の
粒子間または紙の繊維間に浸入して結合剤としての役目
を果し、上記の触媒または吸着剤の粒子と無機結合剤と
の混合分散体を含浸した場合と同じ効果を奏し得るもの
である。
【００２０】更に片波成形体を成形するときの接着剤お
よびまたは該片波成形体を積層するときの接着剤として
有機質と無機質との接着剤を混合して使用するときは、
片波成形体の成形および積層に際しては有機質接着剤が
初期接着力を発揮し、熱処理して有機物を除去した後は
無機質接着剤が接着力を発揮し、製品の補強に寄与し得
るものである。
よびまたは該片波成形体を積層するときの接着剤として
有機質と無機質との接着剤を混合して使用するときは、
片波成形体の成形および積層に際しては有機質接着剤が
初期接着力を発揮し、熱処理して有機物を除去した後は
無機質接着剤が接着力を発揮し、製品の補強に寄与し得
るものである。
【図１】ハニカム状積層体および触媒担体又はガス吸着
素子の例を示す斜視図である。
素子の例を示す斜視図である。
【図２】片波成形体を示す斜視図である。
【図３】本発明のガス吸着素子と対照例のガス吸着素子
との圧縮強度を示すグラフである。
との圧縮強度を示すグラフである。
【図４】本発明のガス吸着素子と対照例のガス吸着素子
との圧縮強度を示すグラフである。
との圧縮強度を示すグラフである。
【図５】本発明のガス吸着素子と対照例のガス吸着素子
との圧縮強度を示すグラフである。
との圧縮強度を示すグラフである。
１ 波形紙 ２ 平面紙
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｊ 20/28 Ｂ０１Ｊ 35/06 Ｂ 35/06 Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｃ (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01J 35/04 B01D 53/04 B01D 53/86 B01J 20/28 B01J 35/06
Claims (5)
- 【請求項１】セラミックスの繊維およびまたは粉末およ
びまたはガラス繊維と山皮および有機バインダーを混合
抄造した紙によりハニカム状積層体を形成し、過熱水蒸
気または酸素含量を減少した加熱空気または酸素を含ま
ない加熱不活性ガスにより熱処理して前記有機バインダ
ーを除去し、ガス吸着剤または触媒の粒子とシリカゾル
またはアルミナゾル等無機結合剤との混合分散体を含浸
し乾燥してガス吸着剤または触媒の粒子をハニカム状積
層体の繊維問および紙の表面に上記無機結合剤とともに
定着結合することを特徴とする、ハニカム状のガス吸着
素子または触媒担体の製造法。 - 【請求項２】カーボン繊維およびまたはカーボン粒子を
主成分とし山皮およびバインダーを混合抄造した紙によ
りハニカム状積層体を形成し、過熱水蒸気または酸素含
量を減少した加熱空気または酸素を含まない加熱不活性
ガスにより熱処理して前記有機バインダーを除去し、ガ
ス吸着剤または触媒の粒子とシリカゾルまたはアルミナ
ゾル等無機結合剤との混合分散体を含浸し乾燥してガス
吸着剤または触媒の粒子をハニカム状積層体の繊維間隙
および紙を山皮が溶融する温度で熱処理したシートの表
面に上記無機結合剤とともに定着結合することを特徴と
する、ハニカム状のガス吸着素子または触媒担体の製造
法。 - 【請求項３】セラミックスの繊維およびまたは粉末およ
びまたはガラス繊維と山皮およびバインダーを混合抄造
した紙によりハニカム状積層体を形成し、ガス吸着剤ま
たは触媒の粒子とシリカゾルまたはアルミナゾル等無機
結合剤との混合分散体を含浸し乾燥してガス吸着剤また
は触媒の粒子をハニカム状積層体の織維間および紙の表
面に上記無機結合剤とともに定着結合した後、過熱水蒸
気または酸素含量を減少した加熱空気または酸素を含ま
ない加熱不活性ガスにより山皮が溶融する温度で熱処理
することを特徴とする、ハニカム状のガス吸着素子また
は触媒担体の製造法。 - 【請求項４】ガス吸着剤または触媒の粒子の分散体をハ
ニカム状積層体に含浸し乾燥した後、シリカゾルまたは
アルミナゾル等無機結合剤の分散体をハニカム状積層体
に含浸する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の
ハニカム状のガス吸着素子または触媒担体の製造法。 - 【請求項５】繊維と山皮およびバインダーを混合抄造し
た紙により形成されたハニカム状積層体の表面にガス吸
着剤または触媒の粒子がシリカゾルまたはアルミナゾル
等無機結合剤および溶着した山皮によって定着されてい
ることを特徴とするハニカム状のガス吸着素子または触
媒担体。
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