JPH02199067A

JPH02199067A - ハニカム状セラミックスの製造方法

Info

Publication number: JPH02199067A
Application number: JP1017119A
Authority: JP
Inventors: Hironao Numamoto; 浩直沼本; Ichiro Tanahashi; 棚橋　一郎; Yukiyoshi Ono; 之良小野; Atsushi Nishino; 敦西野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-01-26
Filing date: 1989-01-26
Publication date: 1990-08-07
Anticipated expiration: 2010-12-13
Also published as: JPH07115945B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は一般に家電住設機器、自動車等から発生する炭
化水１（ＨＣ）、−酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物
（ＮＯ，）を無害化するために使用される排ガス浄化用
ハニカム触媒担体のハニカムセラミックスの製造方法に
関する。

従来の技術現在、ハニカム状セラミックスが触媒担体として広く応
用されている。このハニカムセラミックスの製造工程は
、まず押しだし成形という方法で成形されたハニカム成
形体を適当な治具で焼成後、所望の寸法への切断を行う
。その時にハニカムセラミックスは非常に堅く、脆いた
めにチッピングと呼ばれる現象を起こす。このチッピン
グというのはハニカムセラミ・ンクス格子表面に一部格
子の欠けができ凸凹を発生することである。したがって
、その後さらに簡単な表面研磨でハニカムセラミックス
格子表面を平に補正し、静終的な製品としていた。

この理由は、ハニカム成形体を置き治具で焼成した時に
、成形体は組成によって異なるが５〜３０％程度収縮し
、その時にハニカム成形体の自重セラミックス格子が歪
んだり、よれたりし易いためであった。また、近年ハニ
カム成形体のリブ厚と呼ばれる格子壁の厚みは０．２ｍ
ｍ程度という非常に薄いものが利用されるように梗って
きているため、ハニカム格子はさらに歪み易く、この事
がハニカム成形体を焼成後、即製品となるように製造工
程を簡素化することを困難としていた。

発明が解決しようとする課題したがって、現状のままでは製造工程ヒ、工数がかかり
、コストの低減を図れない。

また、切断によるムダな部分も必要としていたため、材
料歩留まりを悪くし、材料コストが高くついていた。

課題を解決するための手段本発明は、ハニカム成形体を所定の寸法に切断後、ハニ
カム成形体の格子面方向でアルミナ基板上シごのせて焼
成するハニカムセラミックスの製造方法である。また、
本発明は、ハニカム成形体を所定の寸法に切断後、ハニ
カム成形体の格子面方向でアルミナ基板にのせて焼成す
る時、ハニカム成形体とアルミナ基板にとの間に０．　
１〜１μｍのアルミナ粉末または水酸化アルミニウム粉
末を介在し焼成するハニカムセラミックスの製造方法で
ある。

作用本発明は上記手段により、ハニカム成形体を焼成した時
点でハニカムセラミックスの製品とするため、切断によ
るムダな部分をなくすとともに、製造の工数削減も達成
し、生産コスト低減に大きな効果がある。

実施例以下本発明の実施例について説明する。

本発明はハニカム成形体を焼成して目的とするハニカム
セラミックスを得る場合に、焼成時に収縮し、置き治具
との摩擦が原因でハニカム格子が歪んだり、よれたりす
るのを防止するものである。

したがって、本発明で効果があるのは一般に押しだし成
形で製造されたハニカム成形体であり、特にそのハニカ
ム格子壁の厚みが０．３ｍｍ程度の非常に薄いものに効
果が大であった。また、ハニカム成形体の容積が友きく
、成形方向に長いものはと焼成時に自重の影響を受は易
いので、本発明の効果が大であった。

さらに、焼成時に収縮の小さなものは本発明のような置
き治具を必要としないので、本発明で効果を発揮するの
は収縮率のある程度大きなものに限られろ。

（実施例１）タルク、カオリン、アルミナを使用し、焼成後に理論的
にコーディエライト組成となるよう配合し、適量の成形
バインダーと水と添加し、混練後、押し出し成形し、下
記に示すハニカム成形体を得た。

ハニカム面直径　　１０５ｍｍ長さ　　　　　　　１００ｍｍセルピッチ　　　　１．５ｔｎｍセル壁厚　　　　０．２０ｍｍこのハニカム成形体を図に示すように、アルミナ基板（
Ｒａ、０．０８μｍ）に載せて１３５０　℃で１日間焼
成した。

この時ハニカム成形体の収縮率は１５％であった。

その結果、ハニカムセラミックスの格子に歪み、よれの
ないものが得られた。

（比較例１）ツルク、カオリン、水酸化アルミニウムを使用し、焼成
後に理論的にコーディエライト組成となるよう配合し、
ａｔの成形バインダーと水と添加し、混練後、押し出し
成形し、実施例１と同様なハニカム成形体を得た。

このハニカム成形体をアルミナ基板（Ｒａ。

Ｑ、９８μｍ）に載せて１３５０　”Ｃで１日間焼成し
た。

この時ハニカム成形体の収縮率は２３％であった。

その結果、ハニカムセラミックスの格子に少し歪み、よ
れが生じた。

（実施例２）アルミナとシリカを使用し、焼成後に理論的にムライト
組成となるよう配合し、適量の成形バインダーと水と添
加し、混練後、押し出し成形し、実施例１と同様なハニ
カム成形体を得たこのハニカム成形体をアルミナ基板（
Ｒａ、０゜０８１ｚｍ）に載せて１５００℃で１日間焼
成した。

この時ハニカム成形体の収縮率は１５％であった。

（実施例３）再水和性アルミナ、溶融シリカ、チタン酸カリウムを使
用し、焼成後に表１の組成となるよう配合し、ｌ！屯の
成形バインダーと水と；奈加し、混練後、押し出し成形
し、実施例１と同様なハニカム成形体を得た。

このハニカム成形体をアルミナ基板（Ｒａ、０゜０８７
７　ｍ　）に載せて１２００℃で１時間焼成した。

その結果、表１のように、ハニカムセラミックスの格子
に歪みおよびよれが生じるのはハニカム成形体の収縮率
の大きな時であることがわかった。

アルミナ基板（Ｒａ、０．０８１１ｍ）を使用して表１焼成状態において、Ｏはハニカムセラミックスの格子に
歪み、よれのないものが得られた。また、Ｘはハニカム
セラミックスの格子に一部歪み、よれが生じた。

焼成した場合には、ハニカム成形体の収縮率が１５％以
Ｈになると格子の歪みおよびよれがひとくなった。また
、収縮率が５％以下のものは本発明のようなアルミナ基
板を使用しなくηも充分なハニカムセラミックスは得ら
れる。

したがって、本発明の効果が得られる範囲、ハニカム成
形体の収縮率を５〜１５％の範囲にするためにＡ　１２
０３５〜２０　Ｗ　ｔ％、ＳｉＯ２８０〜９０　ｗ　Ｌ
％、ＴｉＯ２０，８〜６ｗｔ％、Ｋ２Ｏ０，２〜１．５
ｗｔ％のＳＡ成が要求されることがわかった。

（実施例４）実施例３と同様にして得たハニカム成形体ＡＩ。

０３１３　ｗｔ％、ＳｉＯ２８１ｗＬ％、ＴｉＯ２５Ｗ
　ｔ％、Ｉ（２０１ｗｔ、％に対し、アルミナ基板の表
面粗さ、Ｒａが０．０４〜０．　１５μｍのものζご載
せて１２００℃で１時間焼成した。

この時ハニカム成形体の収縮率は１４．０％であった。

その結果、表２に示すように、本ハニカム成形表２焼成状態において、Ｏはハニカムセラミックスの格子に
歪み、よれのないものが得られた。また、×はハニカム
セラミックスの格子に一部歪み、よれが生じた。

体の場合、ハニカムセラミックス格子の歪みおよびよれ
を防止するためにはアルミナ基板の表面粗さとして０．
１０ａｍ以下にする必要があることがわかった。また、
アルミナ基板の表面粗さをさらに小さくすれば本発明の
効果はさらに大きくなると推定されるが、現在のところ
表面粗さ・０．０４１ｉ　ｍのものまでしか人手できな
かった。

（実施例５）実施例４で得たハニカム成形体Ａｌ２０１　１３ｗｔ％
、ＳｉＯ２　８１ｗｔ％、ＴｉＯ２５ｗｔ％、１（２０
１Ｗ　ｔ％に対しに対し、アルミナ基板（Ｒａ、０．０
８〕１ｍ）上に平均粒径がそれぞれ０、　　Ｌ　　０．
　３．１．０．２．０μｍのアルミナ粉末を介在させ、
１２００．１２５０．１３００℃で１時間焼成した。

その結果、表３に示すように、アルミナ粉末をハニカム
成形体との間に介在させることにより、収ｗＩ率が３０
％でもハニカムセラミックスの格子に歪み、よれのない
ものが得られた。しかし、介在させるアルミナ粉末は１
．　０μｍ以下であることが好ましかった。また、水酸
化アルミニウムについても同様な検討を行った結果、水
酸化アルミニウムが１．０Ｂｍ以丁である時、本発明の
効果が確認された。

（実施例６）実施例４で得たハニカム成形体Ａ　Ｉ２Ｏ３１３ｗ　ｔ
％、ＳｉＯ２８１ｗｔ％、ＴｉＯ２５ｗｔ％、表３焼成状態において、Ｏはハニカムセラミックスの格子に
歪み、よれのないものが得られた。また、×はハニカム
セラミックスの格子に一部歪み、よれが生じた。

Ｒａ０゜０、　３、在させ、１　ｗ　ｔ％に対しに対し、アルミナ基板（２０μｍ）
上に平均粒径がそれぞれ０．　１．１、　　Ｏ１２，０
μｍのアルミナ粉末を介１２００．１２５０．１３００
℃で１時間焼成した。

その結果、表４に示すように、アルミナ粉末をハニカム
成形体との間に介在させることにより、アルミナ基板の
表面粗さ、Ｒａが０．２０μｍと大きくても介在させた
アルミナ粉末を小さくすることにより、さらに収縮率が
大きな（３０％）ものでもハニカムセラミックスの格子
に歪み、よれのないものが得られた。

しかし、０．　１μｍ以下のアルミナ粉末を安価に人手
することは容易ではないので、アルミナ基板の表面粗さ
、Ｒａは０．２０μｍ以下にすることが好ましい。

（実施例７）再水和性アルミナ、溶融シリカ、チタン酸カリウムを使
用し、実施例１と同様なハニカム成形体を得た後、この
ハニカム成形体をアルミナ基板（Ｒａ、０．０８μｍ）
上に、平均粒径が０．３μｍのアルミナ粉末を介在させ
、１２００℃で１時間焼成した。

その結果、本発明の目的とするハニカムセラミ表４よれのないものが得られた。また、格子に一部歪み、よれが生した。

×はハニカムセラミックスの点で即ハニカムセラミックスの製品とできる。そのため
、従来の切断によるムダな部分をなくすとともに、製造
の工数削減も達成し、生産コスト低減に大きな効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例１におけるハニカム成形体をアルミ
ナ基板りに乗せた模式的斜視図である。ｌ・・・・−ハニカム成形体、２・・・・・・アルミナ
基板。代理人の氏名　弁理士　粟野重孝はか１名ックス（格子
に歪み、よれのないもの）が得られる収縮率、５〜３０
％のハニカノ、セラミックス組成はＡｌ２０１５〜３０
　ｗ　ｔ％、ＳｉＯ２７０〜９０ｗｔ％、ＴｉＯ２０，
８〜８ｗｔ％、１（２００，２〜２．０ｗｔ％であった
。発明の効果本発明によれは、ハニカム成形体を焼成した時／−−−
へ二方Ａ六′形イ本２−−−アルミプ基級

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ハニカム成形体を所定の寸法に切断後、ハニカム
成形体の格子面方向でアルミナ基板上にのせて焼成する
ことを特徴とするハニカムセラミックスの製造方法。
（２）ハニカム成形体を所定の寸法に切断後、ハニカム
成形体の格子面方向でアルミナ基板にのせて焼成すると
き、ハニカム成形体とアルミナ基板碑との間に０．１〜
１μｍのアルミナ粉末または水酸化アルミニウム粉末を
介在し焼成することを特徴とするハニカムセラミックス
の製造方法。
（３）少なくとも上記ハニカム成形体が焼成時に５〜１
５％収縮することを特徴とする請求項１記載のハニカム
セラミックスの製造方法。
（４）少なくとも上記ハニカム成形体が焼成時に５〜３
０％収縮することを特徴とする請求項２記載のハニカム
セラミックスの製造方法。
（５）アルミナ基板の表面粗さ、Ｒａが０．１μｍ以下
であるごとを特徴とする請求項１または３項記載のハニ
カムセラミックスの製造方法。
（６）アルミナ基板の表面粗さ、Ｒａが０．２μｍ以下
であることを特徴とする請求項２または４項記載のハニ
カムセラミックスの製造方法。
（７）ハニカム成形体がＡｌ＿２Ｏ＿３　５〜２０ｗｔ
％、ＳｉＯ＿２　８０〜９０ｗｔ％、ＴｉＯ＿２　０．
８〜６ｗｔ％、Ｋ＿２Ｏ　０．２〜１．５ｗｔ％の組成
を有することを特徴とする請求項１、３または５項記載
のハニカムセラミックスの製造方法。
（８）ハニカム成形体がＡｌ＿２Ｏ＿３　５〜３０ｗｔ
％、ＳｉＯ＿２　７０〜９０ｗｔ％、ＴｉＯ＿２　０．
８〜８ｗｔ％、Ｋ＿２Ｏ　０．２〜２．０ｗｔ％の組成
を有することを特徴とする請求項２、４または６項記載
のハニカムセラミックスの製造方法。