JP3321041B2 - コージェライト質セラミックハニカム構造体の製造方法 - Google Patents
コージェライト質セラミックハニカム構造体の製造方法Info
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Description
質セラミックハニカム構造体を押出成形して製造する方
法に関する。
構造体は、自動車及び産業用の排ガス浄化触媒担体、フ
ィルター、熱交換体等として利用されている。これらコ
ージェライト質セラミックハニカム構造体は、浄化性
能、圧力損失の低減、熱交換効率の向上のため、隔壁の
薄壁化が行われている。一般に、コージェライト質セラ
ミックハニカム構造体は、量産性を向上するために押出
成形が行われており、押出性の向上のため、押出成形用
のセラミック原料バッチ中にバインダー、界面活性剤等
の成形助剤を添加している。
薄壁のコージェライト質セラミックハニカム構造体を押
出成形しようとすると、押出中に坏土の一部が凝集し、
押出性および保形性が低下するだけでなく、圧着面積が
小さくなるといった問題点があった。また、これらの問
題を解消するため、バインダー、界面活性剤の添加量を
増加すると、乾燥工程の不具合によってクラックが発生
したり、焼成時脱灰のため、予熱体を広くする必要性が
あった。
記した従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、押出成形時における成形性(特に、
流動性および保形性)を向上させることにより、量産に
適し、かつ隔壁厚の薄いハニカム構造体にも対応できる
コージェライト質セラミックハニカム構造体の製造方法
を提供するものである。
れば、押出成形によるコージェライト質セラミックハニ
カム構造体の製造方法であって、押出成形用のコージェ
ライト化原料バッチ中に、多価アルコールにエチレンオ
キシドとプロピレンオキシドを、エチレンオキシド/プ
ロピレンオキシド(重量比)が10/90〜100/0
の範囲で付加させ、且つその分子量が400〜6000
である非イオン系ポリエーテル滑剤を外配で0.1〜2
重量%添加することを特徴とするコージェライト質セラ
ミックハニカム構造体の製造方法が提供される。
が、エチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリ
トール、ソルビトールのいずれかであることが好まし
い。
ーテル滑剤は、主鎖炭素数(官能基数)が6以下であ
り、非イオン系ポリエーテル滑剤の末端基がヒドロキシ
エチル基であることが好ましい。
μm以下の押出ダイスを使用することが好ましい。
ミックハニカム構造体の製造方法は、押出成形用のコー
ジェライト化原料バッチ中に、多価アルコールにエチレ
ンオキシドとプロピレンオキシドを、エチレンオキシド
/プロピレンオキシド(重量比)が10/90〜100
/0の範囲で付加させ、且つその分子量が400〜60
00である非イオン系ポリエーテル滑剤を外配で0.1
〜2重量%添加することを特徴とするものである。
(特に、流動性および保形性)を向上させることによ
り、量産に適し、かつ隔壁厚の薄いハニカム構造体を得
ることができる。
ックハニカム構造体の製造方法の主な特徴としては、多
価アルコールにエチレンオキシド、又はエチレンオキシ
ドとプロピレンオキシドを添加して縮重合させた非イオ
ン系ポリエーテル滑剤を用いたことにある。
ーテル滑剤について更に詳細に説明する。本発明で用い
た非イオン系ポリエーテル滑剤は、多価アルコールに、
エチレンオキシドとプロピレンオキシドを、エチレンオ
キシド/プロピレンオキシド(重量比)が10/90〜
100/0の範囲になるように添加して縮重合させたも
のである。このとき、上記非イオン系ポリエーテル滑剤
の平均分子量は、押出成形時の流動性を向上させるた
め、400〜6000であることが重要である。即ち、
本発明で用いた非イオン系ポリエーテル滑剤には、エチ
レンオキシドとプロピレンオキシドのモル比に対応した
オキシエチレン基とオキシプロピレン基が存在してい
る。
イオン系ポリエーテル滑剤は、押出成形時の圧縮強度
(kgf)が十分であることから、特に、保形性に優れ
ている。また、オキシプロピレン基が多い非イオン系ポ
リエーテル滑剤は、押出成形時の押出圧力(kgf)を
抑制することができるため、流動性をより向上させるこ
とができる。しかしながら、オキシエチレン基が少なす
ぎる非イオン系ポリエーテル滑剤(オキシエチレン基が
10%未満)は、流動性には優れているが、保形性が不
十分であるため、少なくとも10%以上のオキシエチレ
ン基を存在させることが、保形性を補完する上で重要で
ある。
を外配で0.1〜2重量%添加すると限定した理由とし
ては、0.1重量%未満であると、滑剤の効果が発現せ
ず完全な成形体を得ることができないとともに、2重量
%を超過すると、乾燥時に滑剤の濃度差が生じ易く、滑
剤濃度が高い部分で切れ(クラック)が発生するためで
ある。
構造体のスリット幅に応じて、適宜、エチレンオキシド
とプロピレンオキシドの割合を変化させることにより、
成形性(特に、流動性および保形性)を適切に向上させ
ることができるため、110μm以下のスリット幅であ
る隔壁厚の薄いハニカム構造体を好適に製造することが
できるとともに、焼成後のハニカム構造体のアイソスタ
ティック強度(静水圧破壊強度:[kg/cm2])も
10kg/cm2以上にすることができる。
特に限定されないが、エチレングリコール、グリセリ
ン、ペンタエリスリトール、ソルビトールのいずれかで
あることが、低分子量化することで流動性をより向上さ
せることができるため好ましい。
端基が、ヒドロキシエチル基であることが、親水性の向
上により保形性をより向上させることができるため、よ
り好ましい。
明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものでは
ない。
あるコージェライト化原料として、従来から低熱膨張コ
ージェライトセラミックスの組成として知られているコ
ージェライト理論組成点(2MgO・2Al2O3・5S
iO2)を中心としたSiO2:42〜56重量%、好ま
しくは47〜53重量%、Al2O3:30〜45重量
%、好ましくは32〜38重量%、MgO:12〜16
重量%、好ましくは、12.5〜15重量%の領域とな
るようにタルク、カオリン(粘土鉱物)、アルミナ、水
酸化アルミニウム、シリカをそれぞれ用いて調製したも
のを用いた。そして、得られたコージェライト化原料
に、バインダーとしてヒドロキシプロピルメチルセルロ
ースを外配で5重量%添加したものをコージェライト化
原料バッチとした。
ッチに、後掲の表1に示す非イオン系ポリエーテル滑剤
を外配で1重量%添加し、混練水を加え混合・混練を行
って、坏土を得た。混練条件は、直径5mmの円球を一
定速度2cm/minで坏土に進入させた時の抵抗値が
1200±20gとなるように行った。
掲の表1に示すように、多価アルコールを出発基とし、
エチレンオキシド(EO)とプロピレンオキシド(P
O)を、所定の割合で添加し、所定の平均分子量となる
ように縮重合させたものである。
成形体及びハニカム焼成体を作製し、押出圧力、圧縮強
度及びアイソスタティック強度(静水圧破壊強度:[k
g/cm2])の測定を、以下の条件でそれぞれ行っ
た。以上の結果を表2に示す。
を、押出スリット:110μm、セル密度:60セル/
cm2の押出ダイスを用い、直径:20mmの円筒形ハ
ニカム成形体を30cm/secの押出スピードで成形
するために必要な押出機の圧力(kgf)を測定した。
を、押出スリット:920μm、セル密度:4セル/c
m2の押出ダイスに通して成形した75×75×60m
m3のハニカム成形体を、40×60mm2の平板を用
い、一定速度2cm/minで圧縮した場合に生じる最
大抵抗値(kgf)を測定した。
強度:[kg/cm2])の測定方法)得られた坏土
を、押出スリット:110μm、セル密度:60セル/
cm2の押出ダイスに通して成形した直径:100m
m、高さ:150mmの円筒形ハニカム成形体を、乾燥
後、1400℃以上で焼成してハニカム焼成体を作製し
た。次に、得られたハニカム焼成体が、静水圧中で破壊
された時の圧力(kg/cm2)を測定した。
ェライト質セラミックハニカム構造体の製造方法は、押
出成形時における成形性(特に、流動性および保形性)
を向上させることにより、量産に適し、かつ隔壁厚の薄
いハニカム構造体を得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 押出成形によるコージェライト質セラミ
ックハニカム構造体の製造方法であって、押出成形用の
コージェライト化原料バッチ中に、多価アルコールにエ
チレンオキシドとプロピレンオキシドを、エチレンオキ
シド/プロピレンオキシド(重量比)が10/90〜1
00/0の範囲で付加させ、且つその分子量が400〜
6000である非イオン系ポリエーテル滑剤を外配で
0.1〜2重量%添加することを特徴とするコージェラ
イト質セラミックハニカム構造体の製造方法。
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