JP5345946B2 - セラミック塊の押出用セルロースエーテル添加剤 - Google Patents

セラミック塊の押出用セルロースエーテル添加剤 Download PDF

Info

Publication number
JP5345946B2
JP5345946B2 JP2009541804A JP2009541804A JP5345946B2 JP 5345946 B2 JP5345946 B2 JP 5345946B2 JP 2009541804 A JP2009541804 A JP 2009541804A JP 2009541804 A JP2009541804 A JP 2009541804A JP 5345946 B2 JP5345946 B2 JP 5345946B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
parts
water
cellulose ether
silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009541804A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010513195A (ja
JP2010513195A5 (ja
Inventor
バイヤー,ローラント
クナール,マティアス
Original Assignee
ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー filed Critical ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
Publication of JP2010513195A publication Critical patent/JP2010513195A/ja
Publication of JP2010513195A5 publication Critical patent/JP2010513195A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5345946B2 publication Critical patent/JP5345946B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • B01J37/0018Addition of a binding agent or of material, later completely removed among others as result of heat treatment, leaching or washing,(e.g. forming of pores; protective layer, desintegrating by heat)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24Macromolecular compounds
    • C04B24/38Polysaccharides or derivatives thereof
    • C04B24/383Cellulose or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632Organic additives
    • C04B35/636Polysaccharides or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632Organic additives
    • C04B35/636Polysaccharides or derivatives thereof
    • C04B35/6365Cellulose or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
    • C04B35/80Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0006Honeycomb structures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/20Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00793Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filters or diaphragms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0081Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as catalysts or catalyst carriers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/602Making the green bodies or pre-forms by moulding
    • C04B2235/6021Extrusion moulding
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/94Products characterised by their shape
    • C04B2235/945Products containing grooves, cuts, recesses or protusions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/06Ceramic, e.g. monoliths

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

本発明は、水溶性セルロースエーテルを基材とする特殊な添加剤を含む、押出可能な焼成又は焼結の結果として固化する(set)、セラミック塊及び他の塊、押出方法、押出物並びにそれらの使用方法に関する。
水溶性セルロースエーテルは、ハニカム体又は同様な微細構造を有する他の複雑な断面材を形成するための焼成又は焼結の結果として固化する、セラミック塊及び他の塊の押出において、保水剤、可塑剤及び滑剤として長年されてきた(例えば非特許文献1参照)。
焼成(baking)又は焼結(sintering)の結果として固化する、セラミック塊及び他の塊の押出は、任意の望ましい断面材、好ましくは触媒又はジーゼルすす粒子フィルターに使用されるようなハニカム断面材を形成する為に、ダイオリフィスにプラスチック塊を押し通すことによって実施する。これらの塊は種々の組成を有することができ、基本的には材料、特に焼結性であるか又はセラミック焼成プロセスの結果として硬化するセラミック材料を含む。これらは更に、触媒活性物質、繊維、骨材及び軽量骨材を含むことができる。
一般的に押出される焼成又は焼結の結果として固化する、セラミック塊及び他の塊の技術的及び経済的不利点は、高い押出圧力であり、これは高摩耗又は高電力コストのために押出機の運転をあまりにも早く不経済にする。別の不利点は、プラント全体の生産能力を低下させる不満足に遅い押出速度である。冷却水の消費又は電気冷却は同様に経済性を損なうので、塊は内部摩擦の結果としてほとんど加熱されてはならない。塊は亀裂を生じることなく押出できなければならず、また、空気中における押出断面材の乾燥及びそれに続く焼成又は焼結の後に亀裂を形成してはならない。押出塊中の粒子の凝集力は、薄いウェブであっても問題なく押出できるように、非常に高くなければならない。乾燥時の収縮及び焼成後の収縮は最小限でなければならず、亀裂形成はほとんど起こってはならない。
水溶性セルロースエーテルの特性決定には、とりわけ、流動学的測定方法が用いられている。
特許文献1は、0.5重量%の濃度の純粋な水溶液の形態で角振動数1Hzにおいて1未満の損失係数(tan δ)の値を示す、ほとんど繊維を含まないセルロースエーテルについて、特許請求している。これらは、化粧品、医薬品及び食品業界における利用及びペイント(エマルジョンペイント及びシリケートペイント)の製造のための助剤として、また土木用途での助剤として特許請求されている。セラミック塊又は他の焼結可能な塊の押出における使用については記載されていない。
特許文献2は、セルロースエーテル組成物を鉱物塊押出用の添加剤として記載している。セルロースエーテルがセラミックス又は他の焼結可能な材料の押出において有利であることがわかる程度の開示はない。
EP1025130B1 EP1506979
James S.Reed,Principles of Ceramics Processing,John Wiley & Sons,1995,Chapter 23:Extrusion and Plastic Deformation Forming,p.450ff.
意外なことに、特定の水溶性セルロースエーテルが、焼成又は焼結の結果として固化する、セラミック塊及び他の塊の押出における前記欠点の克服に適当であることがわかった。
従って、本発明は、溶液100重量部当たり水溶性セルロースエーテル1.0重量部のアルカリ溶液が、100rad/s又はそれ以下の角振動数における線形粘弾性領域における角振動数ωの関数としての、流動学的振動実験において溶媒100重量部当たり水98重量部及び水酸化ナトリウム2重量部を含む溶媒を用いた場合の20℃±1℃の温度における、溶液の、貯蔵弾性率G’に対する損失弾性率G”の比(tan δ=G”/G’)が1.3未満の値を有する、弾性を示すことを特徴とする水溶性セルロースエーテルを含む、焼成又は焼結の結果として固化する、セラミック塊及び他の塊を提供する。
前記溶液が100rad/s又はそれ以下の角振動数において1.2又はそれ以下、特に好ましくは1.1又はそれ以下、極めて好ましくは<1.0のtagδ=G”/G’を有する前記型のセルロースエーテルが好ましい。
本発明の塊(mass)は好ましくは、溶液100重量部当たりセルロースエーテル1.5重量部のアルカリ溶液が、溶媒100重量部当たり水98重量部及び水酸化ナトリウム2重量部を含む溶媒を用いた場合に20℃±1℃の温度における伸長フロー実験(extentional flow experiment)において、2.0秒又はそれ以上の毛細管崩壊時間(capillary breakup time)を有することを同時に特徴とする前記型のセルロースエーテルを含む。
毛細管崩壊時間を測定するための伸長フロー実験それ自体は当業者に知られている。本発明のためには、毛細管崩壊時間に関する数値は、Thermo Fischer(Karlsruhe,Germany)製のHaake Capillary Breakup Extensional Rheometer(CaBER 1)を用いた測定に基づく。この測定においては、液体サンプルが2枚の平滑な同心プレートの間に導入され、その間で液体が「液体架橋(liquid bridge)」を形成する。測定の間中、上部プレートが開始位置(プレート間隔3mm)から9mmのプレート間隔まで25ミリ秒で上昇し、次いでこの位置に固定される。
突然の伸長(sudden extension)が、2つのプレートの間に不安定な液体毛細管を形成する。伸長の完了後(プレート間隔:9mm)、液体毛細管の中央を伸長に供し、それをサンプルの伸長性によって測定する。液体毛細管の中央の直径の減少を、レーザーマイクロメーターによって時間の関数として監視する。再現可能な測定値を得るために、毛細管崩壊時間を、プレートの可動部の末端から、液体毛細管がわずか1.0mmの直径を有する時間までの時間間隔と定義する。報告した毛細管崩壊時間は、5つの個別の測定値の算術平均を取ることによって得た。
前記の溶液が2.5秒超、特に好ましくは3.0秒超の毛細管崩壊時間を有する前記型のセルロースエーテルが望ましい。
本発明のためには、焼成又は焼結の結果として固化する、セラミック塊及び他の塊は、焼成又は焼結のみによって又は他の焼結助剤の添加によって焼成又は焼結できる、以下に記載の少なくとも1種の成分を含む全ての塊である:アルミナ;窒化アルミニウム及び炭化アルミニウム;カオリン;コーディエライト;ムライト;炭化珪素;ホウ化珪素;窒化珪素;二酸化チタン;炭化チタン;炭化ホウ素;酸化ホウ素;シリケート(珪酸塩)及びシート状シリケート、例えばクレイ、ベントナイト、タルク;珪素金属;カーボンブラック又はグラファイトとしての炭素;粉末ガラス;希土類酸化物及び他の金属酸化物;ゼオライト及び関連物質。
「焼成又は焼結の結果として固化する、セラミック塊及び他の塊」という表現は、セメント及び石膏のような水硬性結合剤及びセメント又は石膏を基材とする塊は含まない。これらの水硬性結合剤は、結晶格子中への水の取り込みの結果として固化する。
本発明によれば、前記性質を有するセルロースエーテルを使用できる。これらは、水溶性セルロースエーテル、例えばイオン性セルロースエーテル、例えばスルホエチルセルロース若しくはカルボキシメチルセルロース及びそれらの塩、又は非イオン性セルロースエーテル、例えばアルキルセルロース、ヒドロキシアルキルアルキルセルロース若しくはヒドロキシアルキルセルロース、具体的にはメチルセルロース、メチルヒドロキシエチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、メチルエチルヒドロキシエチルセルロース、メチルヒドロキシエチルヒドロキシプロピルセルロース、メチルヒドロキシエチルヒドロキシブチルセルロース若しくはメチル基とより長鎖の疎水性側鎖を同時に含むセルロースエーテル、及びまた前記製品の混合物であることができる。
このようなセルロースエーテルは市販セルロースのエーテル化によって容易に製造できる。製法(製造プロセス方法及びプロセス工程)における化学的基礎及び原理、材料組成、性質の記載並びに種々の誘導体の使用の概観は、例えばHouben−Weyl,Methoden der Organischen Chemie,Makromolekulare Stoffe,4th edition,Volume E 20,p.2042,Thieme Verlag,Stuttgart(1987)及びUllmann’s encyclopedia of industrial chemistry,Verlag Chemie,Weinheim/New York、(5.)A5,P.468に示されている。
本発明のために使用できるセルロースエーテルは、記載されたセルロースエーテルの中から、問題なく且つ発明的である必要なく、本発明に関連するtan δ及び毛細管崩壊時間のようなパラメーターの助けを借りて選択でき、また、当業者ならばルーチン実験によって容易に決定できる。使用するセルロースエーテルの合成のための対応するパラメーターは実施例中に記載してある。
疎水化剤、再分散粉末、架橋アクリレート及び多糖類を基材とする超吸収剤、可塑剤、ゼラチン、滑剤(例えばポリエチレンオキシドホモポリマー、コポリマー及びターポリマー)、界面活性剤、脱泡剤、ワックス、油、脂肪酸及びそのエステル、アクリル酸及びメタクリル酸の酸、塩、アミド及びエステルを基材とするポリマー、多糖類、例えば天然又は変性デンプン、キサンタン、グルカン、ウェラン、グアー、デキストラン、キチン、キトサン、キシラン、ジェラン、マンナン、ガラクタン、アラビノキシラン、アルギン酸塩及び関連多糖類、その誘導体を含むポリビニルアルコール並びにウレタン樹脂を基材とするポリマーのような更なる添加剤をセルロースエーテルに添加することができる。
焼成後に気孔を残すか又は押出物中に留まり且つ曲げ強度を増加させる繊維も本発明の塊に添加することができる。
このためには、繊維は全ての型の天然又は合成繊維、例えばセルロース、竹、ココナツ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、炭素、ガラス、セラミックを基材とする繊維及び他の鉱物繊維である。これらの繊維長及び厚さは広範囲に変化させることができる。
本発明は更に、焼成若しくは焼結の結果として固化する、セラミック塊又は他の塊を、本発明に従って使用できる少なくとも1種のセルロースエーテルと混合し、引き続いてそれを押出することを含んでなる、1種の焼成若しくは焼結の結果として固化する、セラミック塊又は他の塊の押出方法を提供する。
本発明は同様に、本発明の方法によって得ることができる押出物、熱処理によってそれから得ることができる賦形体及び排ガス精製用のハニカム体として又は触媒としてのそれらの使用法を提供する。
セルロースエーテルの製造:
使用するセルロースエーテルは、Houben−Weyl,Methoden der Organischen Chemie,Makromolekulare Stoffe,4th edition,Volume E 20,p.2042,Thieme Verlag,Stuttgart(1987)に記載されたようにして製造した。
乾燥基準で245gの、以下の表中に示した極限粘度(limitng viscosity)を有するコットンリンターセルロース又は木材パルプを、5リットルのオートクレーブ中に入れ、真空廃棄及び窒素導入によって不活性にした。正確な反応条件を、各場合に望ましい置換パターンに適合させた。ジメチルエーテル257g、塩化メチル3.5〜5eq.及び50重量%水酸化ナトリウム水溶液3〜4eq.を、撹拌しながら注入ラインを経て加えた。混合物を25℃において60分間にわたって撹拌しながらアルカリ性にした。引き続いて、エチレンオキシド0.45eq.及びプロピレンオキシド0.55eq.を加え、反応器を30分にわたって85℃に加熱し、85℃において12〜240分間エステル化を実施し、引き続いて反応器を冷却し、揮発性成分を真空廃棄によって取り去った。粗製生成物を熱水で2回洗浄し、引き続いて乾燥し、粉砕した。
使用したセルロースは、以下の極限粘度を特徴とする木材パルプ及び/又はリンターであった。極限粘度は、ISO 5351−1(1981)に従って測定した。
Figure 0005345946
流動学的実験の手順:
記載したセルロースエーテルの流動学的特性決定を、残留塩含量及び残留水分含量を考慮に入れて、固体としてのそれぞれのセルロースエーテルに基づいて実施した。
粘弾性的挙動を記載するために、貯蔵弾性率G’及び損失弾性率G”又は比G”/G’としての損失係数tan δを、それぞれ、いずれの場合も流動学的実験において角振動数ωの関数として測定した。貯蔵弾性率G’は、応力が取り除かれた後に完全に得られる変形エネルギーに相当する。貯蔵弾性率G’はサンプルの弾性的挙動を示す。他方、損失弾性率G”は、サンプル中において剪断プロセス中に消費される変形エネルギーの尺度であり、従って粘性的挙動を表す。
G’及びG”は、振動剪断流中で小さな振幅(変形γ<5%)及び可変角振動数における測定によって求めた。小さな変形(振幅)において、測定される物質関数は、変形の大きさとは独立しており、従って使用する角振動数のみに依存する。
tan δを求めるための測定溶液として、セルロースエーテルを、溶媒100重量部当たり水98重量部及び水酸化ナトリウム2重量部を含む溶媒100重量部当たり、1.0重量部の濃度で流動学的振動実験において20℃において線形粘弾性範囲において測定した。
測定は、コーンプレート形状(C60/2°)を有するThermo Fischer(Karlsruhe,Germany)製のHaake回転レオメーターRS600及びコーンプレート形状(CO50/1°)を有するPhysica MCR501(Anton Parr,Ostfildem,Germany)を用いて20℃において行った。ここで、サンプルは、実際の測定前に使用測定間隙において180秒間状態調整した。
毛細管崩壊時間の測定に必要な伸長フロー実験は、Thermo Fischer(Karlsruhe,Germany)製のHaake Capillary Breakup Extensional Rheometer(CaBER 1)を用いた測定に基づく。この測定においては、液体サンプルは2枚の平滑な同心プレートの間に導入され、その間で液体が「液体架橋」を形成する。測定の間中、上部プレートが開始位置(プレート間隔:3mm)から9mmのプレート間隔まで25ミリ秒にわたって上昇して、次いでこの位置に固定される。毛細管崩壊時間は、伸長時に形成された液体毛細管が再び崩壊するまでの時間である。
これらの研究には、溶媒100重量部当たり水98重量部及び水酸化ナトリウム2重量部を含む溶媒100重量部当たりセルロースエーテル1.5重量部の溶液を用いた。この伸長プロフィールには、クッションストライクプロフィール(cushioned strike profile)を用いた。液体毛細管の直径の減少の測定は、1000Hzのサンプリング周波数において実時間モードで行った。測定は全て20℃の温度で行った。
押出実験の手順
乾燥成分を最初に乾燥した状態で予備混合し、次いで水と混ぜて、再び混合した。引き続いて、それらを混練し、一軸スクリュー押出機中にぎっしり詰め、ダイオリフィスに通して押出した。
炭化珪素SiC Dunkel Mikro F280(ESK-SiC GmbH,Frechen,Germany製)35重量部、炭化珪素Sic Dunkel Mikro F360(ESK-SiC GmbH,Frechen,Germany製)35重量部、炭化珪素SiC SM10(ESK-SiC GmbH,Frechen,Germany製)30重量部及びセルロースエーテル4重量部を最初に、流動床ミキサー(Lodige、Germany)中で均質になるまで乾燥混合し、続いて20°Cの水を加え、塊を更に混合し、混練機(AMK,Aachen,Germany製)中で数分間混練した。次いで、塊を直ちに、20℃に保持された一軸スクリュー押出機(Handle 8D,スクリュー直径8cm,Handle,Muhlacker,Germany製)のフィードトラフ中に導入した。この際に、塊を多孔板に通して押出し、ガス抜きのために真空室に通した。次に、最初に、これに歪み変形させ(即ち、凝集体の塊をばらばらにするためにメッシュサイズ0.4又は0.2mmのスクリーンに通し)、続いてハニカムダイオリフィス(詳細については下記参照)に通して押出し、コンベヤーベルト上に排出した。滑剤としての働きが充分なセルロースエーテルと不充分なセルロースエーテルの差を見ることができるように、実験の開始後に押出機上において冷却を切り、実験の間の塊の加熱を測定した。
このようにして押出した全ての塊を、それらの水分要求量に基づく水対固形分比(W/S比)によって通常のコンシステンシー(ショア硬度=10.0〜11.5)まで固化させた。コンシステンシーは、塊の剛性の尺度である。
使用したセルロースエーテル:
Figure 0005345946
Figure 0005345946
セルロースーエーテルの重量部は、炭化珪素(乾燥)100部に基づく。
W/Sは、水/固形分ファクターである。水の使用量は、炭化珪素にのみ基づいて計算する。
歪み変形の間に(=全ての凝集塊を除去するために0.4mmのメッシュ開口部を有する金属スクリーンに塊を押し通す間に)消費される電流(current)は、塊の流動性の指標であると同時に、経済性の指標でもある。2A及びそれ以上の消費電流は、押出機(Handle,Muhlacker,Germany製の押出機8D)のベアリング、モーター及びシャフトへの危害が重大である。
圧力は、塊がハニカムダイオリフィスに通る直前に測定した圧力である。200cpsiのダイ(ウェブ厚=0.30mm)及び300cpsiのダイ(ウェブ厚=0.26mm)(cpsiはセルの個数/平方インチである)を用いた。
歪み変形及び押出された塊の温度は、ダイから出た後に非接触式赤外線放射温度計によって測定した。これらの温度は、ダイヘッド中に組み込まれた温度センサーによって測定されたものと一致した。
実験結果:
いずれの場合もtan δ<1及び毛細管崩壊時間>3秒を有する本発明に係るセルロースエーテル6、5及び4を用いた例A〜Cは、容易に押出できた。押出機によって消費された電力、押出圧力及び塊の加熱は許容範囲であった。セルロースエーテル3及び2を用いたD及びEが示すように、本発明の範囲外のtan δ及び毛細管崩壊時間を有するセルロースエーテルの使用は、非冷却押出機中での塊の加熱が10℃の臨界数値を超えるので、技術的に充分に機能するプロセスに至らない。更に、消費電流は2Aの臨界値に近づきすぎる。同時に、300cpsiのダイを通る押出中に圧力は60barを超える。
例Fの塊は、W/S 0.165において歪み変形させることができなかった:更に水を添加しても(W/S 0.21まで,cf.例G)、必要な可塑化は得られなかったので、メインスクリューに関して電流が3.52Aまで増加した後に実験を停止させなければならなかった。
以下に、本発明の態様を列挙する。
態様1.溶液100重量部当たり水溶性セルロースエーテル1.0重量部のアルカリ溶液が、100rad/s又はそれ以下の角振動数における線形粘弾性領域における角振動数ωの関数としての、流動学的振動実験において溶媒100重量部当たり水98重量部及び水酸化ナトリウム2重量部を含む溶媒を用いた場合の20℃±1℃の温度における、溶液の貯蔵弾性率G’に対する損失弾性率G”の比(tan δ=G”/G’)が1.3未満の値を有する、弾性を示すことを特徴とする水溶性セルロースエーテルを含む、焼成若しくは焼結の結果として固化する、セラミック塊又は他の塊。
態様2.溶液100重量部当たりセルロースエーテル1.5重量部の溶液が、20℃±1℃における伸長フロー実験において溶媒100重量部当たり水98重量部及び水酸化ナトリウム2重量部を含む溶媒を用いた場合に、2.0秒又はそれ以上の毛細管崩壊時間を有することを特徴とする、態様1に記載の焼成若しくは焼結の結果として固化する、セラミック塊又は他の塊。
態様3.アルミナ、窒化アルミニウム及び炭化アルミニウム、カオリン、コーディエライト、ムライト、炭化珪素、ホウ化珪素、窒化珪素、二酸化チタン、炭化チタン、炭化ホウ素、酸化ホウ素、シリケート及びシート状シリケート、例えばクレイ、ベントナイト、タルク、珪素金属、カーボンブラック、グラファイト、粉末ガラス、希土類酸化物及びゼオライトからなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物を含むことを特徴とする、態様1又は2に記載の焼成若しくは焼結の結果として固化する、セラミック塊又は他の塊。
態様4.繊維を含むことを特徴とする、態様1〜3のいずれかに記載の焼成若しくは焼結の結果として固化する、セラミック塊又は他の塊。
態様5.焼成若しくは焼結の結果として固化する、セラミック塊又は他の塊を、溶液100重量部当たり水溶性セルロースエーテル1.0重量部のアルカリ溶液が、100rad/s又はそれ以下の角振動数における線形粘弾性領域における角振動数ωの関数としての、流動学的振動実験において溶媒100重量部当たり水98重量部及び水酸化ナトリウム2重量部を含む溶媒を用いた場合の20℃±1℃の温度における、溶液の貯蔵弾性率G’に対する損失弾性率G”の比(tan δ=G”/G’)が1.3未満の値を有する、弾性を示す少なくとも1種の水溶性セルロースエーテルと混合し、引き続いてそれを押出することを含んでなる、焼成若しくは焼結の結果として固化する、セラミック塊又は他の塊の押出方法。
態様6.溶液100重量部当たり前記セルロースエーテル1.5重量部の溶液が、溶媒100重量部当たり水98重量部及び水酸化ナトリウム2重量部を含む溶媒を用いる場合に、20℃±1℃の温度での伸長フロー実験において2.5秒超の毛細管崩壊時間を有することを特徴とする態様5に記載の方法。
態様7.前記押出物の熱処理を実際の押出後に実施することを特徴とする態様5又は6に記載の方法。
態様8.態様5〜7のいずれかに記載の方法によって得ることができる押出物。
態様9.排ガス精製用のハニカム体として又は触媒としての、態様8に記載の押出物の使用。

Claims (6)

  1. 溶液100重量部当たり水溶性セルロースエーテル1.0重量部のアルカリ溶液が、100rad/s又はそれ以下の角振動数における線形粘弾性領域における角振動数ωの関数としての、流動学的振動実験において溶媒100重量部当たり水98重量部及び水酸化ナトリウム2重量部を含む溶媒を用いた場合の20℃±1℃の温度における、溶液の貯蔵弾性率G’に対する損失弾性率G”の比(tan δ=G”/G’)が1.3未満の値を有する、弾性を示すことを特徴とする水溶性セルロースエーテルを含み、そしてアルミナ、窒化アルミニウム及び炭化アルミニウム、コーディエライト、ムライト、炭化珪素、ホウ化珪素、窒化珪素、二酸化チタン、炭化チタン、炭化ホウ素、酸化ホウ素、タルク、珪素金属、カーボンブラック、グラファイト、希土類酸化物並びにゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含む、焼成若しくは焼結の結果として固化する、セラミック塊
  2. 前記水溶性セルロースエーテルがメチルヒドロキシエチルセルロースである請求項1に記載のセラミック塊。
  3. 焼成若しくは焼結の結果として固化する、セラミック塊を、溶液100重量部当たり水溶性セルロースエーテル1.0重量部のアルカリ溶液が、100rad/s又はそれ以下の角振動数における線形粘弾性領域における角振動数ωの関数としての、流動学的振動実験において溶媒100重量部当たり水98重量部及び水酸化ナトリウム2重量部を含む溶媒を用いた場合の20℃±1℃の温度における、溶液の貯蔵弾性率G’に対する損失弾性率G”の比(tan δ=G”/G’)が1.3未満の値を有する、弾性を示す少なくとも1種の水溶性セルロースエーテル並びにアルミナ、窒化アルミニウム及び炭化アルミニウム、コーディエライト、ムライト、炭化珪素、ホウ化珪素、窒化珪素、二酸化チタン、炭化チタン、炭化ホウ素、酸化ホウ素、タルク、珪素金属、カーボンブラック、グラファイト、希土類酸化物並びにゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物と混合し、引き続いてそれを押出することを含んでなる、焼成若しくは焼結の結果として固化する、セラミック塊の押出方法。
  4. 前記少なくとも1種の水溶性セルロースエーテルが少なくとも1種のメチルヒドロキシエチルセルロースである請求項3に記載の方法。
  5. 請求項3又は4に記載の方法によって得ることができる押出物。
  6. 排ガス精製用のハニカム体として又は触媒としての、請求項5に記載の押出物の使用。
JP2009541804A 2006-12-22 2007-11-27 セラミック塊の押出用セルロースエーテル添加剤 Expired - Fee Related JP5345946B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006062140A DE102006062140A1 (de) 2006-12-22 2006-12-22 Celluloseetheradditive für die Extrusion keramischer Massen
DE102006062140.9 2006-12-22
PCT/EP2007/010271 WO2008077452A2 (en) 2006-12-22 2007-11-27 Cellulose ether additives for the extrusion of ceramic masses

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2010513195A JP2010513195A (ja) 2010-04-30
JP2010513195A5 JP2010513195A5 (ja) 2011-01-20
JP5345946B2 true JP5345946B2 (ja) 2013-11-20

Family

ID=39027466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009541804A Expired - Fee Related JP5345946B2 (ja) 2006-12-22 2007-11-27 セラミック塊の押出用セルロースエーテル添加剤

Country Status (12)

Country Link
US (2) US8354055B2 (ja)
EP (1) EP2125664B1 (ja)
JP (1) JP5345946B2 (ja)
KR (1) KR101430418B1 (ja)
CN (1) CN101679127B (ja)
AR (1) AR064672A1 (ja)
DE (1) DE102006062140A1 (ja)
HU (1) HUE028728T2 (ja)
MX (1) MX2009006734A (ja)
PL (1) PL2125664T3 (ja)
TW (1) TW200837114A (ja)
WO (1) WO2008077452A2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5902696B2 (ja) * 2010-10-12 2016-04-13 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 新規なセルロースエーテルおよびその使用
CN105960386B (zh) * 2013-11-27 2021-08-03 康宁股份有限公司 用于改善的基材制造的组合物
JP6906343B2 (ja) * 2017-03-30 2021-07-21 日本碍子株式会社 炭化珪素質焼結体の製造方法
EP3661643B1 (en) 2017-08-02 2023-10-11 Solvay SA A method for forming an adsorptive carbonaceous shaped body and shaped green body and adsorptive carbonaceous bodies obtained therefrom
WO2019108918A1 (en) * 2017-11-30 2019-06-06 Corning Incorporated Ceramic articles with bleed-through barrier and methods of manufacture thereof
AT525295B1 (de) * 2021-07-30 2023-04-15 Lukas Moeltner Silikatkeramischer kompositwerkstoff und anwendungen davon

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0128516B1 (ko) * 1991-10-28 1998-04-04 홍고오 무쓰미 인열 용이성 연신 필름 및 그 제조 방법
CN1162148C (zh) * 1994-08-30 2004-08-18 阿尔康实验室公司 含有纤维素醚的热凝胶药物转运载体
JPH09150056A (ja) 1995-12-01 1997-06-10 Kawata Mfg Co Ltd ハニカム状セラミック体及びその製造方法
US5925308A (en) * 1996-08-05 1999-07-20 Corning Incorporated Rapid-setting formable mixtures and method of making and using same
DE19746264A1 (de) * 1997-10-20 1999-04-29 Wolff Walsrode Ag Verfahren zur Herstellung einer Carboxymethylcellulose mit verbesserter Wasserretention
CN1075476C (zh) * 1998-03-27 2001-11-28 西南交通大学 一种陶瓷材料组合物
US6241940B1 (en) * 1998-06-06 2001-06-05 Corning Incorporated Method for producing ceramic bodies
CN1226536A (zh) * 1999-02-08 1999-08-25 李博文 高强度莫来石陶瓷的制备方法
CN1111147C (zh) * 1999-07-22 2003-06-11 青岛大学 一种复合陶瓷的微波烧结方法
US6214204B1 (en) 1999-08-27 2001-04-10 Corning Incorporated Ion-removal from water using activated carbon electrodes
JP2004501050A (ja) * 2000-06-19 2004-01-15 コーニング インコーポレイテッド 可塑化可能な混合物およびその使用方法
US6555031B2 (en) 2000-06-19 2003-04-29 Corning Incorporated Process for producing silicon carbide bodies
JP2002037673A (ja) * 2000-07-24 2002-02-06 Ibiden Co Ltd バインダー、セラミック成形体の作製方法、焼結体の製造方法及び多孔質炭化珪素部材の製造方法
JP3799240B2 (ja) 2001-03-29 2006-07-19 日本碍子株式会社 ハニカム構造体の製造方法
DE10233788A1 (de) * 2002-07-25 2004-02-05 Wolff Cellulosics Gmbh & Co. Kg Cellulosederivate mit gel-artigen rheologischen Eigenschaften und Verfahren zur Herstellung derselben
US6677261B1 (en) 2002-07-31 2004-01-13 Corning Incorporated Alumina-bound high strength ceramic honeycombs
US20050010241A1 (en) * 2003-07-09 2005-01-13 Keith Milliman Anastomosis instrument and method for performing same
DE10337011A1 (de) * 2003-08-12 2005-03-17 Wolff Cellulosics Gmbh & Co. Kg Additive enthaltend Cellulosederivate mit gel-artigen rheologischen Eigenschaften, deren Verwendung in Baustoffsystemen sowie ein Verfahren zur Zementextrusion unter Einsatz dieser Additive
DE10337012A1 (de) 2003-08-12 2005-03-10 Wolff Cellulosics Gmbh & Co Kg Celluloseetherzusammensetzung für die Extrusion mineralischer Formkörper sowie ein Verfahren zur Extrusion mineralischer Formkörper unter Verwendung dieser Celluloseetherzusammensetzung
CN1929923B (zh) 2004-12-27 2010-05-12 揖斐电株式会社 陶瓷蜂窝结构体
EP1900488B1 (en) * 2005-07-04 2014-06-25 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha METHOD FOR PRODUCING A CERAMIC SUBSTRATE IN Si3N4
US7497982B2 (en) * 2005-10-20 2009-03-03 Corning Incorporated Method for forming a ceramic article using self lubricating binders
US20070265161A1 (en) 2006-05-11 2007-11-15 Gadkaree Kishor P Activated carbon honeycomb catalyst beds and methods for the manufacture of same
EP1862216A1 (de) * 2006-06-01 2007-12-05 Faber-Castell AG Katalysatorkörper und Herstellungsverfahren
EP3677334B1 (en) * 2006-11-01 2024-06-19 Dow Global Technologies Llc Alpha-alumina carrier for epoxidation catalyst and epoxidation method

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006062140A1 (de) 2008-06-26
HUE028728T2 (en) 2017-01-30
US20130090235A1 (en) 2013-04-11
CN101679127B (zh) 2013-03-20
TW200837114A (en) 2008-09-16
KR20090101360A (ko) 2009-09-25
US8623128B2 (en) 2014-01-07
PL2125664T3 (pl) 2016-09-30
WO2008077452A2 (en) 2008-07-03
MX2009006734A (es) 2009-06-30
KR101430418B1 (ko) 2014-08-14
WO2008077452A3 (en) 2008-08-21
US8354055B2 (en) 2013-01-15
JP2010513195A (ja) 2010-04-30
AR064672A1 (es) 2009-04-15
US20100144522A1 (en) 2010-06-10
EP2125664A2 (en) 2009-12-02
EP2125664B1 (en) 2016-01-27
CN101679127A (zh) 2010-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5345946B2 (ja) セラミック塊の押出用セルロースエーテル添加剤
JP5908892B2 (ja) 押出成形体用の組成物
JP5902696B2 (ja) 新規なセルロースエーテルおよびその使用
JP5819941B2 (ja) 押出成形体用の組成物
JP6081931B2 (ja) 改善された押出のためのセラミック組成物
JP7396989B2 (ja) 予備反応させた球状無機粒子および球状細孔形成剤を含むバッチ組成物ならびにそれからのハニカム体の製造方法
JP6087830B2 (ja) メチルセルロースを含む押し出し成形体のための組成物
JP4550270B2 (ja) 可塑化混合物を調製し成形する改良方法およびそれから作製された未処理物品
JP2011224978A (ja) 押出成形用組成物及び押出成形体の製造方法
JP5443166B2 (ja) セラミックス押出用のセルローエーテルを含む添加剤
KR101936563B1 (ko) 특정 중간 입자 길이의 셀룰로스 유도체를 포함하는 압출성형 세라믹체를 위한 조성물
US9051457B2 (en) Ceramic precursor batch compositions for increased Tonset

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101126

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101126

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120703

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120710

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121010

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130716

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130815

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5345946

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees