JP3434533B2 - メソポアを有するハニカム状成形体及びその製法 - Google Patents
メソポアを有するハニカム状成形体及びその製法Info
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/0006—Honeycomb structures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ハニカム状成形体及び
その製法に関し、より詳細にはメソポアを有するハニカ
ム状セラミック成形体及びその製法に関する。
その製法に関し、より詳細にはメソポアを有するハニカ
ム状セラミック成形体及びその製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】多孔質のハニカム状セラミック成形体
は、触媒担体或いは吸着剤として利用されているが、孔
の大きさがミクロ単位のものがほとんどであり、このセ
ラミック成形体に微細な触媒を担持させるためには、メ
ソポアの吸着剤をハニカム上に被覆しなければならず、
当初からメソポアを有するハニカム状セラミック成形体
が要望されている。メソポアを有する物質としては、シ
リカゲル、アルミナゲル、シリカ・アルミナゲル等が知
られているが、これらは一般に熱履歴によってその細孔
を失っていくシンタリングと呼ばれる現象を生じる。メ
ソポアを有するセラミック成形体としては、セピオライ
ト及びアルミナゾルを混合し、これをペレット化して５
００乃至８００℃の温度で焼成して得られるものが知ら
れている（特公昭５５−３１０８５号公報）。
は、触媒担体或いは吸着剤として利用されているが、孔
の大きさがミクロ単位のものがほとんどであり、このセ
ラミック成形体に微細な触媒を担持させるためには、メ
ソポアの吸着剤をハニカム上に被覆しなければならず、
当初からメソポアを有するハニカム状セラミック成形体
が要望されている。メソポアを有する物質としては、シ
リカゲル、アルミナゲル、シリカ・アルミナゲル等が知
られているが、これらは一般に熱履歴によってその細孔
を失っていくシンタリングと呼ばれる現象を生じる。メ
ソポアを有するセラミック成形体としては、セピオライ
ト及びアルミナゾルを混合し、これをペレット化して５
００乃至８００℃の温度で焼成して得られるものが知ら
れている（特公昭５５−３１０８５号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このセ
ピオライト及びアルミナゾルから成る混合物は含水率が
高く乾燥・焼成工程で収縮するため、ペレットの形に成
形することはできても、薄い壁を有するハニカム状の成
形体に成形しようとすれば、収縮のためにハニカム成形
体の薄い壁（一般に０．１乃至１．０mm程度の厚み）は
割れてしまい、メソポアを有するハニカム状の成形体を
得ることはできないのである。
ピオライト及びアルミナゾルから成る混合物は含水率が
高く乾燥・焼成工程で収縮するため、ペレットの形に成
形することはできても、薄い壁を有するハニカム状の成
形体に成形しようとすれば、収縮のためにハニカム成形
体の薄い壁（一般に０．１乃至１．０mm程度の厚み）は
割れてしまい、メソポアを有するハニカム状の成形体を
得ることはできないのである。
【０００４】従って本発明の目的は、メソポアを有し、
直接触媒を含浸または添着することができるハニカム状
成形体及びその製造方法を提供するにある。本発明の更
に他の目的は、９００℃以下の温度ではシンターリング
が起きない高強度のメソポア含有ハニカム状セラミック
成形体及びその製造方法を提供するるにある。
直接触媒を含浸または添着することができるハニカム状
成形体及びその製造方法を提供するにある。本発明の更
に他の目的は、９００℃以下の温度ではシンターリング
が起きない高強度のメソポア含有ハニカム状セラミック
成形体及びその製造方法を提供するるにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、鎖状粘
土性鉱物と予備焼成鎖状粘土性鉱物とを含有して成る原
料を成形し且つ焼成することにより得られたセル壁を有
し、該セル壁は細孔半径５０乃至１０００オングストロ
ームの範囲にメソポアを有し且つセル壁自体の吸水率が
６０％以上であることを特徴とするハニカム状成形体が
提供される。
土性鉱物と予備焼成鎖状粘土性鉱物とを含有して成る原
料を成形し且つ焼成することにより得られたセル壁を有
し、該セル壁は細孔半径５０乃至１０００オングストロ
ームの範囲にメソポアを有し且つセル壁自体の吸水率が
６０％以上であることを特徴とするハニカム状成形体が
提供される。
【０００６】本発明によればまた、鎖状粘土性鉱物の粉
末と、鎖状粘土性鉱物を５００乃至１０００℃で予備焼
成して得られる粉末と、無機結合剤乃至鉱化剤とを含有
する水性組成物をハニカム状に押出し、成形物を乾燥後
焼成することを特徴とするメソポア含有ハニカム状セラ
ミック成形体の製造方法が提供される。
末と、鎖状粘土性鉱物を５００乃至１０００℃で予備焼
成して得られる粉末と、無機結合剤乃至鉱化剤とを含有
する水性組成物をハニカム状に押出し、成形物を乾燥後
焼成することを特徴とするメソポア含有ハニカム状セラ
ミック成形体の製造方法が提供される。
【０００７】
【作用】本発明は、鎖状粘土性鉱物と、予備焼成鎖状粘
土鉱物との組合せを必須成分として含有するセラミック
原料は、ハニカムへの成形性に優れていると共に、乾燥
及び焼成に際しても、大きな収縮を生じることなしに、
機械的強度及びメソポア含有量に優れたハニカム状成形
体を得ることができる。鎖状粘土性鉱物は、ホルマイト
（Hormite ）とも呼ばれている繊維状のケイ酸マグネシ
ウムであり、セピオライト（Sepiolite ）、アタパルガ
イト（Attapulgite ）、パリゴルスカイト（Palygorski
te）、ラングリナイト（Langhlinite ）等がこれに該当
する。その結晶構造は、タルクのような二次元のものと
は異なり三次元の鎖状の構造であり、この鎖状構造の隙
間に空孔ができるため比表面積（ＢＥＴ法比表面積）が
１００乃至３５０ｍ2 ／ｇと大きく、吸着作用を示すの
である。この鎖状粘土性鉱物は、有能な可塑性材料であ
り、しかも燒結性も有するが、焼成時の収縮量が２０％
以上と大きく、成形物の乾燥焼成に際して、割れ等を生
じること及びその強度が十分でないことが欠点である。
土鉱物との組合せを必須成分として含有するセラミック
原料は、ハニカムへの成形性に優れていると共に、乾燥
及び焼成に際しても、大きな収縮を生じることなしに、
機械的強度及びメソポア含有量に優れたハニカム状成形
体を得ることができる。鎖状粘土性鉱物は、ホルマイト
（Hormite ）とも呼ばれている繊維状のケイ酸マグネシ
ウムであり、セピオライト（Sepiolite ）、アタパルガ
イト（Attapulgite ）、パリゴルスカイト（Palygorski
te）、ラングリナイト（Langhlinite ）等がこれに該当
する。その結晶構造は、タルクのような二次元のものと
は異なり三次元の鎖状の構造であり、この鎖状構造の隙
間に空孔ができるため比表面積（ＢＥＴ法比表面積）が
１００乃至３５０ｍ2 ／ｇと大きく、吸着作用を示すの
である。この鎖状粘土性鉱物は、有能な可塑性材料であ
り、しかも燒結性も有するが、焼成時の収縮量が２０％
以上と大きく、成形物の乾燥焼成に際して、割れ等を生
じること及びその強度が十分でないことが欠点である。
【０００８】この鎖状粘土性鉱物と組合せて、その予備
焼成物、一般に５００乃至１０００℃の温度に予備焼成
したものを使用することが本発明の顕著な特徴である。
即ち、鎖状粘土性鉱物の予備焼成物を組合せで使用する
ことにより、乾燥、・焼成時の収縮を著しく少ない範囲
に抑制して、ハニカム状成形体の製造を可能にし、しか
もメソポアを大きい細孔容積比で有し且つ強度的にも優
れたハニカム成形体の製造が可能となるものである。
尚、ホルマイトは５００乃至１０００℃に加熱すること
によって、Ｘ線的には不定形なメタ相のメソポアを有す
る粉末に変体し、ホルマイトとカオリナイト等の粘土を
混合しこれを５００乃至１０００℃の温度に加熱した場
合には、例えばメタコージュライト、メタフォルステラ
イト等のメソポアを有する吸着体を形成するのである。
焼成物、一般に５００乃至１０００℃の温度に予備焼成
したものを使用することが本発明の顕著な特徴である。
即ち、鎖状粘土性鉱物の予備焼成物を組合せで使用する
ことにより、乾燥、・焼成時の収縮を著しく少ない範囲
に抑制して、ハニカム状成形体の製造を可能にし、しか
もメソポアを大きい細孔容積比で有し且つ強度的にも優
れたハニカム成形体の製造が可能となるものである。
尚、ホルマイトは５００乃至１０００℃に加熱すること
によって、Ｘ線的には不定形なメタ相のメソポアを有す
る粉末に変体し、ホルマイトとカオリナイト等の粘土を
混合しこれを５００乃至１０００℃の温度に加熱した場
合には、例えばメタコージュライト、メタフォルステラ
イト等のメソポアを有する吸着体を形成するのである。
【０００９】本発明においては、かかるホルマイトとそ
の予備焼成物に、カオリナイト型粘土、ベーマイト型ア
ルミナゾル、またはホウ酸ジルコニウム等の無機結合剤
乃至鉱化剤を加えることによって、ホルマイトが有する
優れた可塑性及びメソポアを損なうことなく、乾燥・焼
成時の強度を更に向上しさせ得る。以上のものから成る
ハニカム状成形体は、乾燥・焼成を行ってもハニカム状
成形体の薄く壁が破壊されることがなく、従来提供でき
なかったメソポアを有するハニカム状成形体を提供する
ことが可能となったのである。このように本発明のハニ
カム状成形体は、メソポアを有する多孔質のハニカム状
成形体であるため、吸着剤を被覆することなく直接触媒
等を含浸又は添着することができ、しかも９００℃以下
の温度ではシンタリングを生じることがなく、多孔質で
あるのに強度にも優れているのである。
の予備焼成物に、カオリナイト型粘土、ベーマイト型ア
ルミナゾル、またはホウ酸ジルコニウム等の無機結合剤
乃至鉱化剤を加えることによって、ホルマイトが有する
優れた可塑性及びメソポアを損なうことなく、乾燥・焼
成時の強度を更に向上しさせ得る。以上のものから成る
ハニカム状成形体は、乾燥・焼成を行ってもハニカム状
成形体の薄く壁が破壊されることがなく、従来提供でき
なかったメソポアを有するハニカム状成形体を提供する
ことが可能となったのである。このように本発明のハニ
カム状成形体は、メソポアを有する多孔質のハニカム状
成形体であるため、吸着剤を被覆することなく直接触媒
等を含浸又は添着することができ、しかも９００℃以下
の温度ではシンタリングを生じることがなく、多孔質で
あるのに強度にも優れているのである。
【００１０】本発明のハニカム状成形体においては、メ
タホルマイト粉末がメソポアを持った乾燥剤であるため
に、他のセラミックハニカムの製造に比して乾燥工程を
短時間で完了でき、そのため２０％程度の含水状態で焼
成を開始しても収縮によって破損することが有効に防止
できるのである。
タホルマイト粉末がメソポアを持った乾燥剤であるため
に、他のセラミックハニカムの製造に比して乾燥工程を
短時間で完了でき、そのため２０％程度の含水状態で焼
成を開始しても収縮によって破損することが有効に防止
できるのである。
【００１１】
【発明の好適態様】本発明のハニカム状成形体の一例を
示す図１において、このハニカム状セラミック成形体は
円筒状の外壁２と小間隔で区分された仕切内壁３とを備
えている。図面に示す具体例で、仕切内壁３で区分され
た通路（図で黒く示されている）の断面は正方形である
が、勿論、三角形、六角形等の断面を有していてもよ
い。このハニカム状成形体１の開口率（全断面積当りの
通路の断面積）は、４０％以上、特に５０％以上であ
り、一般に７０％以下、特に６５％以下である。このセ
ル壁２及び３の主体となる成分は、ホルマイトに帰属す
るケイ酸分、マグネシア成分であるが、無機結合剤乃至
鉱化剤成分を用いたときにはこれらの成分が含有され
る。セル壁が５４乃至７０重量％のＳｉＯ2 ，１５乃至
３０重量％のＭｇＯ及び４乃至１５重量％のＡｌ2 Ｏ3
から成る化学組成を有することが好ましいが、ホウ酸ジ
ルコニウムを用いたときには、Ａｌ2 Ｏ3 に置き換わっ
てＺｒＯ2 が含有されることになる。
示す図１において、このハニカム状セラミック成形体は
円筒状の外壁２と小間隔で区分された仕切内壁３とを備
えている。図面に示す具体例で、仕切内壁３で区分され
た通路（図で黒く示されている）の断面は正方形である
が、勿論、三角形、六角形等の断面を有していてもよ
い。このハニカム状成形体１の開口率（全断面積当りの
通路の断面積）は、４０％以上、特に５０％以上であ
り、一般に７０％以下、特に６５％以下である。このセ
ル壁２及び３の主体となる成分は、ホルマイトに帰属す
るケイ酸分、マグネシア成分であるが、無機結合剤乃至
鉱化剤成分を用いたときにはこれらの成分が含有され
る。セル壁が５４乃至７０重量％のＳｉＯ2 ，１５乃至
３０重量％のＭｇＯ及び４乃至１５重量％のＡｌ2 Ｏ3
から成る化学組成を有することが好ましいが、ホウ酸ジ
ルコニウムを用いたときには、Ａｌ2 Ｏ3 に置き換わっ
てＺｒＯ2 が含有されることになる。
【００１２】本発明のハニカム成形体は、セラミックで
形成されていながら、セル壁自体がメソポア、即ち細孔
半径が５０乃至１０００オングストローム、特に５０乃
至５００オングストロームに、大きな細孔容積を有す
る。後に述べる方法で測定したセル壁の吸水率は６０％
以上、特に７０％以上であり、気孔率も５０％以上、特
に５５％以上と大きい。鎖状粘土性鉱物としては、前に
例示したものはすべて使用できるが、セピオライトを使
用することが特に望ましい。また下記表１にセピオライ
ト（１１０℃で２時間の乾燥品）の一般的化学組成の一
例を示す。
形成されていながら、セル壁自体がメソポア、即ち細孔
半径が５０乃至１０００オングストローム、特に５０乃
至５００オングストロームに、大きな細孔容積を有す
る。後に述べる方法で測定したセル壁の吸水率は６０％
以上、特に７０％以上であり、気孔率も５０％以上、特
に５５％以上と大きい。鎖状粘土性鉱物としては、前に
例示したものはすべて使用できるが、セピオライトを使
用することが特に望ましい。また下記表１にセピオライ
ト（１１０℃で２時間の乾燥品）の一般的化学組成の一
例を示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】本発明のハニカム状成形体は、鎖状粘土性
鉱物の粉末と、鎖状粘土性鉱物を１０００℃以下、特に
５００乃至９００℃で予備焼成して得られる粉末と、無
機結合剤乃至鉱化剤とを含有する水性組成物をハニカム
状に押出し、成形物を乾燥後焼成することにより得られ
る。鎖状粘土性鉱物粉末と、その予備焼成物の粉末とを
３０：７０乃至７０：３０、好ましくは３０：７０乃至
５０：５０の量比で使用するのがよく、無機結合剤乃至
鉱化剤としては、ベーマイト型アルミナゾル、カオリナ
イト型粘土及びホウ酸ジルコニウムから成る群より選ば
れたものであるのがよい。またこれらの成分は、鎖状粘
土鉱物当り、１０／５０乃至６０／５０の重量比、特に
２０／５０乃至５０／５０の重量比で用いるのがよい。
カオリナイト型鉱物は、焼成によりベーマイト型アルミ
ナ層を有するようになるので、ホルマイトの予備焼成に
先立って、ホルマイト中に混合しておくのがよい。
鉱物の粉末と、鎖状粘土性鉱物を１０００℃以下、特に
５００乃至９００℃で予備焼成して得られる粉末と、無
機結合剤乃至鉱化剤とを含有する水性組成物をハニカム
状に押出し、成形物を乾燥後焼成することにより得られ
る。鎖状粘土性鉱物粉末と、その予備焼成物の粉末とを
３０：７０乃至７０：３０、好ましくは３０：７０乃至
５０：５０の量比で使用するのがよく、無機結合剤乃至
鉱化剤としては、ベーマイト型アルミナゾル、カオリナ
イト型粘土及びホウ酸ジルコニウムから成る群より選ば
れたものであるのがよい。またこれらの成分は、鎖状粘
土鉱物当り、１０／５０乃至６０／５０の重量比、特に
２０／５０乃至５０／５０の重量比で用いるのがよい。
カオリナイト型鉱物は、焼成によりベーマイト型アルミ
ナ層を有するようになるので、ホルマイトの予備焼成に
先立って、ホルマイト中に混合しておくのがよい。
【００１５】本発明のハニカム状成形体の製造方法は、
図２に示す方法によりホルマイトの杯土を調製し、これ
をハニカム状に押出し成形することにより製造できる。
すなわち、図２に示すように、先ずホルマイトを粉砕
し、１００乃至３５０メッシュの範囲に正規分布するよ
うな粉末Ａに分級する（工程Ａ）。次いでこのホルマイ
ト粉末Ａの一部に必要によりカオリナイト型粘土を混合
し、１０００℃以下、特に５００乃至９００℃の温度で
焼成してメタホルマイト粉末Ｂを調製する（工程Ｂ）。
その一方で、ホルマイト粉末Ａの一部にベーマイト型ア
ルミナゾル、またはホウ酸ジルコニウムゾル、及び必要
により後述する有機バインダーや滑剤を混合したホルマ
イト粉末Ｃを調製する（工程Ｃ）。次いでメタホルマイ
ト粉末Ｂ及びホルマイト粉末Ｃを２０乃至６０重量％の
水存在下で混練し、ホルマイトの杯土を調製する（工程
Ｄ）。
図２に示す方法によりホルマイトの杯土を調製し、これ
をハニカム状に押出し成形することにより製造できる。
すなわち、図２に示すように、先ずホルマイトを粉砕
し、１００乃至３５０メッシュの範囲に正規分布するよ
うな粉末Ａに分級する（工程Ａ）。次いでこのホルマイ
ト粉末Ａの一部に必要によりカオリナイト型粘土を混合
し、１０００℃以下、特に５００乃至９００℃の温度で
焼成してメタホルマイト粉末Ｂを調製する（工程Ｂ）。
その一方で、ホルマイト粉末Ａの一部にベーマイト型ア
ルミナゾル、またはホウ酸ジルコニウムゾル、及び必要
により後述する有機バインダーや滑剤を混合したホルマ
イト粉末Ｃを調製する（工程Ｃ）。次いでメタホルマイ
ト粉末Ｂ及びホルマイト粉末Ｃを２０乃至６０重量％の
水存在下で混練し、ホルマイトの杯土を調製する（工程
Ｄ）。
【００１６】工程Ｄで調製された杯土は、最終的にはベ
ーマイト型アルミナゾル、カオリナイト型粘土及びホウ
酸ジルコニウムゾルを、前述した量で含有していること
が好ましい。また上記成分に対して、バインダーとして
ＣＭＣ、メチルセルロース、ポリビニルアルコール等の
有機バインダーを添加することもできる。また製造能力
を向上させるために、適当な滑剤、例えばステアリン
酸、乳酸、グルコン酸、リンゴ酸等のカルボン酸類、グ
リコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレング
リコール、ポリエタノールアミン、グリセリン等のポリ
オール類等を併用することもできる。これらの添加剤は
必須成分に対して５乃至１５重量％の割合で用いること
ができる。
ーマイト型アルミナゾル、カオリナイト型粘土及びホウ
酸ジルコニウムゾルを、前述した量で含有していること
が好ましい。また上記成分に対して、バインダーとして
ＣＭＣ、メチルセルロース、ポリビニルアルコール等の
有機バインダーを添加することもできる。また製造能力
を向上させるために、適当な滑剤、例えばステアリン
酸、乳酸、グルコン酸、リンゴ酸等のカルボン酸類、グ
リコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレング
リコール、ポリエタノールアミン、グリセリン等のポリ
オール類等を併用することもできる。これらの添加剤は
必須成分に対して５乃至１５重量％の割合で用いること
ができる。
【００１７】調製された杯土をハニカム状成形体に製造
するには、従来公知の成形法により成形することができ
る。例えば、押出成形機からハニカム状に押出し、これ
を乾燥・焼成することにより製造される。乾燥工程にお
いては乾燥収縮率が２０％よりも低くなるように乾燥す
ることが好ましい。また水系の用途以外に用いる場合
は、焼成工程を省略することもできるが、均一なメソポ
アを得るにはメタホルマイト粉末の焼成条件、すなわち
５００乃至９００℃の温度で燒結することが好ましい。
ハニカム状に成形する方法としては、それ自体公知の方
法を採用することができる。ハニカム状成形体は、セル
厚０．１乃至１．０mmとすることが好ましい。本発明の
ハニカム状成形体は、各種触媒を担持させて反応等に用
いられる他、抗菌剤、消臭剤等を添着させて、各種用途
に用いることもできる。また浄化剤としてそのまま使用
することも勿論可能である。
するには、従来公知の成形法により成形することができ
る。例えば、押出成形機からハニカム状に押出し、これ
を乾燥・焼成することにより製造される。乾燥工程にお
いては乾燥収縮率が２０％よりも低くなるように乾燥す
ることが好ましい。また水系の用途以外に用いる場合
は、焼成工程を省略することもできるが、均一なメソポ
アを得るにはメタホルマイト粉末の焼成条件、すなわち
５００乃至９００℃の温度で燒結することが好ましい。
ハニカム状に成形する方法としては、それ自体公知の方
法を採用することができる。ハニカム状成形体は、セル
厚０．１乃至１．０mmとすることが好ましい。本発明の
ハニカム状成形体は、各種触媒を担持させて反応等に用
いられる他、抗菌剤、消臭剤等を添着させて、各種用途
に用いることもできる。また浄化剤としてそのまま使用
することも勿論可能である。
【００１８】
実施例１
スペイン酸セピオライト鉱石を粉砕して１００メッシュ
以下に正規分布するような粉末にする。更に分級機にか
けて粗粒を除き、１５０メッシュ以下に調製する（粉末
Ａ）。この粉末Ａをセラミック製のルツボに７００グラ
ム採り、これを炉に入れて室温から７００℃まで加熱す
る。約１時間７００℃を保った後放冷する。Ｘ線回折を
行ってディフラクションのないことを確かめる（粉末
Ｂ）。
以下に正規分布するような粉末にする。更に分級機にか
けて粗粒を除き、１５０メッシュ以下に調製する（粉末
Ａ）。この粉末Ａをセラミック製のルツボに７００グラ
ム採り、これを炉に入れて室温から７００℃まで加熱す
る。約１時間７００℃を保った後放冷する。Ｘ線回折を
行ってディフラクションのないことを確かめる（粉末
Ｂ）。
【００１９】予め粉末Ａ７５グラムと、ベーマイト系ア
ルミナゾル（水澤化学製）固型分として５０グラム、ポ
リエチレンオキサイド（明成化学製アルコックスＥ１０
０）１５グラム、メチルエチルセルロース（信越化学製
メトローズ４０００）２０グラム、ポリエチレングリコ
ール（和光製薬６００）２０グラム、水５００mlを卓上
ミキサーで混合し、均一なスラリーを調製しておく。こ
のスラリーに先に調製した粉末Ｂ６００グラムを加え
て、更に卓上ミキサーで約３０分間混合する。時々、水
を少しずつ加えてペースト状にした後、真産土練機（カ
ゲセキ製）を通して脱気して径８cmの棒状の杯土を調製
する。
ルミナゾル（水澤化学製）固型分として５０グラム、ポ
リエチレンオキサイド（明成化学製アルコックスＥ１０
０）１５グラム、メチルエチルセルロース（信越化学製
メトローズ４０００）２０グラム、ポリエチレングリコ
ール（和光製薬６００）２０グラム、水５００mlを卓上
ミキサーで混合し、均一なスラリーを調製しておく。こ
のスラリーに先に調製した粉末Ｂ６００グラムを加え
て、更に卓上ミキサーで約３０分間混合する。時々、水
を少しずつ加えてペースト状にした後、真産土練機（カ
ゲセキ製）を通して脱気して径８cmの棒状の杯土を調製
する。
【００２０】この杯土をカジセキ製小型ハニカム成形機
（ＭＤ−２０）に投入して、セル厚０．５mm、セル一片
２mm、径４cmのハニカムを連続的に押出し、ハニカム長
が５cmとなるように切断する。これを乾燥収縮率が２％
となるように板に立てて並べて乾燥させる。更にこれを
７００℃で焼成して、セラミックハニカムが成形され
た。このセラミックハニカムは濡れた手に吸い付くよう
なセラミックハニカムであった。
（ＭＤ−２０）に投入して、セル厚０．５mm、セル一片
２mm、径４cmのハニカムを連続的に押出し、ハニカム長
が５cmとなるように切断する。これを乾燥収縮率が２％
となるように板に立てて並べて乾燥させる。更にこれを
７００℃で焼成して、セラミックハニカムが成形され
た。このセラミックハニカムは濡れた手に吸い付くよう
なセラミックハニカムであった。
【００２１】このセラミックハニカムの一部をとって、
水銀圧入法で細孔分布とその累積吸着容量を計った結果
を図３に示す。またこのセラミックハニカムを７００℃
に加熱したものを、水中に投入したところ、泡を出しな
がら沈んでいったが割れることはなかった。水中に約３
０分間入れたままにしておき、泡が出なくなった時点で
これを引き上げ、水が滴り落ちないところで、重量を計
り、再び乾燥して重量を計ってセル壁内の吸水率を測定
したところ、７８．６％であった。
水銀圧入法で細孔分布とその累積吸着容量を計った結果
を図３に示す。またこのセラミックハニカムを７００℃
に加熱したものを、水中に投入したところ、泡を出しな
がら沈んでいったが割れることはなかった。水中に約３
０分間入れたままにしておき、泡が出なくなった時点で
これを引き上げ、水が滴り落ちないところで、重量を計
り、再び乾燥して重量を計ってセル壁内の吸水率を測定
したところ、７８．６％であった。
【００２２】このハニカム状成形体の化学組成は、
ＳｉＯ2 ６３．６５％
ＭｇＯ ２２．９７％
Ａｌ2 Ｏ3 ９．６４％
であり、その物性は、
見掛け比重 ２．６３
成形体開口率 ５８．０％
セル壁吸水率 ７８．６％
セル壁気孔率 ６７．５％
セル壁嵩比重 ０．８５
であった。またセル壁の細孔分布は、水銀圧入法による
測定で図２の通りであった。更に、この成形体は、高強
度であり、 セルに直角方向に１４．０Ｋｇ／ｃｍ3 セルに平行方向に ６．３Ｋｇ／ｃｍ3 であった。昇温試験の結果では、９００℃以下の温度で
シンターリングを生じないことが認められた。
測定で図２の通りであった。更に、この成形体は、高強
度であり、 セルに直角方向に１４．０Ｋｇ／ｃｍ3 セルに平行方向に ６．３Ｋｇ／ｃｍ3 であった。昇温試験の結果では、９００℃以下の温度で
シンターリングを生じないことが認められた。
【００２３】実施例２
酸洗浄した中国産セピオライト粉１００部、ニュージー
ランド産カオリン粉１００部、ベーマイトゾル２０部、
水１５０部を加えて混練し、乾燥後再び粉砕分級して１
５０メッシュ以下に調製した。この粉末を化学分析した
ところ２ＭｇＯ・３Ａｌ2 Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 ・６Ｈ2 Ｏ
であった（粉末Ｃ）。この粉末Ｃを実施例１と同様に室
温から８００℃まで加熱した後、Ｘ線回折を行ってディ
フラクションのないことを確かめた。更にこの粉末数グ
ラムをとって１１００℃で約４時間焼成し、冷却後Ｘ線
回折をとるとコージュライトのみのディフラクションが
表われた（粉末Ｄ）。
ランド産カオリン粉１００部、ベーマイトゾル２０部、
水１５０部を加えて混練し、乾燥後再び粉砕分級して１
５０メッシュ以下に調製した。この粉末を化学分析した
ところ２ＭｇＯ・３Ａｌ2 Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 ・６Ｈ2 Ｏ
であった（粉末Ｃ）。この粉末Ｃを実施例１と同様に室
温から８００℃まで加熱した後、Ｘ線回折を行ってディ
フラクションのないことを確かめた。更にこの粉末数グ
ラムをとって１１００℃で約４時間焼成し、冷却後Ｘ線
回折をとるとコージュライトのみのディフラクションが
表われた（粉末Ｄ）。
【００２４】粉末Ｃ１５０グラム、水４５０mlを卓上ミ
キサーで混合して均一なゾル状分散液とし、これにポリ
サッカライド、メチルセルロース混合物（ビオポリーＥ
Ｓ）１５グラム、ポリエチレングリコール（和光製薬６
００）２５グラムを加えてゆっくりと攪拌しやや粘っこ
いスラリーに調製しておく。このスラリーに先に調製し
た粉末Ｄ５００グラムを加えて、更に卓上ミキサーで混
合しペースト状にした。実施例１と同様にハニカムを成
形し８００℃に加熱焼成した。このセラミックハニカム
は濡れた手に吸い付くようなセラミックハニカムであっ
た。
キサーで混合して均一なゾル状分散液とし、これにポリ
サッカライド、メチルセルロース混合物（ビオポリーＥ
Ｓ）１５グラム、ポリエチレングリコール（和光製薬６
００）２５グラムを加えてゆっくりと攪拌しやや粘っこ
いスラリーに調製しておく。このスラリーに先に調製し
た粉末Ｄ５００グラムを加えて、更に卓上ミキサーで混
合しペースト状にした。実施例１と同様にハニカムを成
形し８００℃に加熱焼成した。このセラミックハニカム
は濡れた手に吸い付くようなセラミックハニカムであっ
た。
【００２５】このセラミックハニカムの一部をとって、
水銀圧入法で細孔分布とその細孔容積を測定したとこ
ろ、２５０オングストロームに頂点を持ち０．４ml／ｇ
の細孔容積をもつメソポアハニカムであった（収縮率５
％）。このセラミックハニカムを１２００℃に加熱し、
このまま約３時間保持して冷却したとところさらに５％
の収縮が起こったが、ハニカムはつぶれなかった。この
ハニカムは濡れ手に吸い付かず、８５０オングストロー
ムに頂点を持ち０．０５ml／ｇの細孔容積をもつマクロ
ポアハニカムに変じていた。一部を掻きとってＸ線回折
を行ったところ、コージェライトのセラミックハニカム
に変じていることが判明した。
水銀圧入法で細孔分布とその細孔容積を測定したとこ
ろ、２５０オングストロームに頂点を持ち０．４ml／ｇ
の細孔容積をもつメソポアハニカムであった（収縮率５
％）。このセラミックハニカムを１２００℃に加熱し、
このまま約３時間保持して冷却したとところさらに５％
の収縮が起こったが、ハニカムはつぶれなかった。この
ハニカムは濡れ手に吸い付かず、８５０オングストロー
ムに頂点を持ち０．０５ml／ｇの細孔容積をもつマクロ
ポアハニカムに変じていた。一部を掻きとってＸ線回折
を行ったところ、コージェライトのセラミックハニカム
に変じていることが判明した。
【００２６】
【発明の効果】本発明のハニカム状成形体は、メソポア
を有するため直接触媒を含浸または添着することができ
る。更に９００℃以下の温度ではシンタリングを生じる
ことがなく、耐熱性に優れ、しかも多孔質であるのに強
度にも優れている。また本発明の製造方法によれば、ホ
ルマイトとその予備焼成物とを組合せで使用することに
より、ハニカムへの優れた成形性と、乾燥焼成時の収縮
防止性とが得られ、しかも予備焼成物であるメタホルマ
イト粉末がメソポアを持った乾燥剤であるために、他の
セラミックハニカムの製造法に比して乾燥工程を短時間
で完了でき、そのため２０％程度の含水状態で焼成を開
始しても収縮によって破損することが有効に防止できる
のである。
を有するため直接触媒を含浸または添着することができ
る。更に９００℃以下の温度ではシンタリングを生じる
ことがなく、耐熱性に優れ、しかも多孔質であるのに強
度にも優れている。また本発明の製造方法によれば、ホ
ルマイトとその予備焼成物とを組合せで使用することに
より、ハニカムへの優れた成形性と、乾燥焼成時の収縮
防止性とが得られ、しかも予備焼成物であるメタホルマ
イト粉末がメソポアを持った乾燥剤であるために、他の
セラミックハニカムの製造法に比して乾燥工程を短時間
で完了でき、そのため２０％程度の含水状態で焼成を開
始しても収縮によって破損することが有効に防止できる
のである。
【図１】本発明のハニカム状成形体の一例の断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の製造方法を説明するためのフローチャ
ートである。
ートである。
【図３】本発明のハニカム状成形体のセル壁の細孔容積
分布を示すグラフである。
分布を示すグラフである。
１ ハニカム成形体
２ 外壁
３ セル内壁
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C04B 38/00 - 38/10
Claims (8)
- 【請求項１】 鎖状粘土性鉱物と予備焼成鎖状粘土性鉱
物とを含有して成る原料を成形し且つ焼成することによ
り得られたセル壁を有し、該セル壁は細孔半径５０乃至
１０００オングストロームの範囲にメソポアを有し且つ
セル壁自体の吸水率が６０％以上であることを特徴とす
るハニカム状成形体。 - 【請求項２】 セル壁自体が５０％以上の気孔率を有す
る請求項１記載のハニカム状成形体。 - 【請求項３】 開口率が４０％以上である請求項１記載
のハニカム状成形体。 - 【請求項４】 セル壁が５４乃至７０重量％のＳｉＯ
2 ，１５乃至３０重量％のＭｇＯ及び４乃至１５重量％
のＡｌ2 Ｏ3 から成る化学組成を有する請求項１記載の
ハニカム状成形体。 - 【請求項５】 鎖状粘土性鉱物がセピオライトである請
求項１記載のハニカム状成形体。 - 【請求項６】 鎖状粘土性鉱物の粉末と、鎖状粘土性鉱
物を５００乃至１０００℃で予備焼成して得られる粉末
と、無機結合剤乃至鉱化剤とを含有する水性組成物をハ
ニカム状に押出し、成形物を乾燥後焼成することを特徴
とするメソポア含有ハニカム状セラミック成形体の製造
方法。 - 【請求項７】 鎖状粘土性鉱物粉末と、その予備焼成物
の粉末とを３０：７０乃至７０：３０、好ましくは３
０：７０乃至５０：５０の量比で使用する請求項６記載
のメソポア含有ハニカム状セラミック成形体の製造方
法。 - 【請求項８】 無機結合剤乃至鉱化剤がベーマイト型ア
ルミナゾル、カオリナイト型粘土及びホウ酸ジルコニウ
ムから成る群より選ばれたものである請求項６記載のメ
ソポア含有ハニカム状セラミック成形体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07725493A JP3434533B2 (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | メソポアを有するハニカム状成形体及びその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07725493A JP3434533B2 (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | メソポアを有するハニカム状成形体及びその製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06293573A JPH06293573A (ja) | 1994-10-21 |
| JP3434533B2 true JP3434533B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=13628728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07725493A Expired - Fee Related JP3434533B2 (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | メソポアを有するハニカム状成形体及びその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3434533B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6107067A (en) * | 1998-07-06 | 2000-08-22 | W.R. Grace & Co.-Conn. | Porous, non-macroporous, inorganic oxide carrier body for immobilizing microorganisms for bioremediation |
| JP4750343B2 (ja) * | 2002-10-23 | 2011-08-17 | 日本碍子株式会社 | 多孔質ハニカム構造体の製造方法、及びハニカム成形体 |
| WO2005044422A1 (ja) * | 2003-11-07 | 2005-05-19 | Ibiden Co., Ltd. | ハニカム構造体 |
| JP5725689B2 (ja) * | 2008-02-27 | 2015-05-27 | 日揮触媒化成株式会社 | 押出成形に用いるセラミックス成形用粘土及びその製造方法、並びに前記セラミックス成形用粘土を用いたセラミックス成形体の製造方法及びそれにより製造されたセラミックス成形体 |
-
1993
- 1993-04-02 JP JP07725493A patent/JP3434533B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06293573A (ja) | 1994-10-21 |
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