JPH0281606A - セラミックハニカム構造体の製造法 - Google Patents

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、セラミックハニカム構造体の押出製造法に関
し、特に製造に用いるバインダーに関するものである。

（従来の技術） −ｉにセラミックハニカム構造体、特にコージェライト
ハニカム構造体は、自動車排ガス浄化用触媒担体として
用いられるため、自動車排ガス温度に対応する高い耐熱
衝撃性、即ち低い熱膨張係数が要求され、さらに触媒担
持に必要な多孔性、高い吸水率特性が要求される。

従来、特開昭５０−７５６１１号公報に開示されたコー
ジェライト質のセラミックハニカム構造体の押出製造法
においては、結合剤としてメチルセルロース、界面活性
剤としてジエチレングリゴールステアレートが用いられ
ている。これらのバインダーは、混純の際、成形原料に
十分な結合性と可塑性を付与させることができ、良好な
成形性と焼成前の生強度を与えることができる。特に界
面活性剤は、原料粒子に作用し、ダイスを通過してハニ
カム構造体に成形される際に押出圧力を低減し、かつ原
料粒子を均質に配列、バッキングすることに有効である
。

一方、特開昭５０−７５６１１号公報に記載されている
ようにコージェライトハニカムは成形時にカオリン等の
板状粒子に配向性を付与することが必須であり、コージ
ェライトハニカム成形用界面活性剤の役割として板状粒
子の配向を促進することが重要である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、ジエチレングリコールステアレ−トは非
イオン系でもあり可塑化剤として用いられる水との親和
性が低く原料粒子のバッキングの制御が難しいなど、必
ずしも良好な界面活性剤ではない。特に押出成形時に比
較的緻密な生素地となり焼成後のハニカム構造体の吸水
率を低下させてしまう問題があった。

さらに、界面活性剤としてジエチレングリコールステア
レー１・を用いた場合は、潤滑性付与に優れており良好
な成形性と焼成前の生強度を成形原料に与えることがで
きるが、前述の原料粒子の配向性付与には効果が小さい
ため、焼成後のハニカム構造体の熱膨張係数が高く、耐
熱衝撃性が低い問題もあった。

本発明の目的は上述した課題を解消して、セラミックハ
ニカム構造体の品質特性である吸水率を制御し、高くす
ることが可能であるとともに、熱膨張係数の低下、耐熱
衝撃性の上昇をはかることができるセラミックハニカム
構造体の製造法を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明のセラミックハニカム構造体の製造法は、セラミ
ックハニカム構造体の押出製造法において、脂肪酸アル
カリ系石けんを界面活性剤として用いることを特徴とす
るものである。

（作　用） 上述した構成において、従来用いていたジエチレングリ
コールステアレートのもつ潤滑性、ぬれ性を十分得なが
ら、板状原料粒子の良好な配向をもつ成形性と焼成前の
生強度を保持でき、さらに焼成後の諸特性も良好なさま
ざまな界面活性剤を検討した結果、脂肪酸アルカリ系石
けんが有望であることを見出した。

すなわち、造孔剤を使わずに脂肪酸アルカリ系の界面活
性剤を用い、粒子間の界面活性作用により原料粒子のバ
ッキングを粗にして、平均細孔径を大きくすることによ
り、焼成後のハニカム構造体の吸水率を制御して高くす
ることができる。また、この脂肪酸アルカリ系石けんは
、カオリン、タルク等の板状原料粒子に良好な配向を付
与できるため、熱膨張低数の低下および耐熱衝撃性の上
昇が可能となる。

なお、界面活性剤としては、ラウリン酸アルカリ石けん
、オレイン酸アルカリ石けん、カプリル酸アルカリ石け
ん、パルミチン酸アルカリ石けん、ステアリン酸アルカ
リ石けんよりなる群から選ばれた１〜５種からなり、そ
の合計で０．１〜２．０重量％添加したものが好適で、
さらにその中でもラウリン酸アルカリ石けんを０．１〜
２．０重量％添加したものが好適なことが、後述する実
施例からも明らかである。

（実施例） 以下、実際の例について説明する。

λ施拠士 下記第１表に示される原料調合粉末１００重量部とメチ
ルセルロースの結合剤４重量部、そして、第２表に示さ
れる各種界面活性剤を添加した各混練物を１０２舗φＸ
　８９ｍｍ　ｌ　、、　リブ厚さ：１５０μｍ、１平方
センチ当たりのセル数＝６２個のハニカム構造体に押出
成形し、乾燥後、１４００″Ｃ１３時間で焼成してコー
ジェライト系セラミックハニカム構造体を得た。

第１表 第２表の結果から明らかなように、界面活性剤は、ラウ
リン酸アルカリ系石けんが比較例のジエチレングリコー
ルステアレートより各特性は優れていた。この界面活性
力の評価については混純の際、混練機の負荷電流値の振
幅の大きさから判断し、振幅の小を◎、中をＯ１大をΔ
でそれぞれ表している。混練後の成形性については、比
較例に対して本発明はいずれも良好であった。

焼成後の特性において、熱膨張係数の値は、ハニカム押
出方向の値を示し、４０°Ｃから８００°Ｃまでの熱膨
張係数（Ｘ　１０−ｂ／’Ｃ）は比較例の０．８に比べ
てラウリン酸アルカリ系では０．６と大幅に低下した。

吸水率特性は、比較例の１９．２％に対し、ラウリン酸
アルカリ系は、２１．５％と明確に高くなった。電気炉
スポーリング強度は、各温度（７００″Ｃより２５°Ｃ
ずつステップアップ）で電気炉で２０分保持した後、室
温に取出した時、クランクが発生し、打音が濁音となっ
た温度を表している。この電気炉スポーリング強度につ
いては、熱膨張係数の値に相関して、ラウリン酸アルカ
リ系が９５０°Ｃと最高を示し、良好な耐熱衝撃性を示
した。

１施１ 良好な特性を得たラウリン酸アルカリ石けんについて、
添加量を変えて実施例１と同様に各種特性を評価した。

評価結果を第３表に示す。なお、ナトリウム石けんが固
形状であるのに対して、カリウム石けんは、液状であり
、粉体との分散性・混合性はさらに良好で本実施例では
ラウリン酸カリウム石けんを使用した。

第３表の結果から明らかなように、熱膨脹係数はラウリ
ン酸カリウム石けんを０．１　ｗｔ％添加の場合０．７
　Ｘ１０−’／４０〜８００°Ｃ１０，２〜２．０　ｉ
ｔ％添加の場合０．６　Ｘｌ０−ｈ／４０〜８００℃と
低値となる。吸水率においては、ラウリン酸カリウム石
けんの添加量が増えるにしたがい、吸水率は増加し、添
加量によって吸水率を制御することが可能である。

この傾向は、平均細孔径においても同様にみられた。電
気炉スポーリング強度については、０．１　ｗｔ％添加
で９００°Ｃ１０，２〜２．Ｏｗｔ％添加において９５
０°Ｃの高い耐熱衝撃性を示し良好であった。

以上の結果より、ラウリン酸カリウム石けんの添加量と
しては、０．１〜２．０　ｗｔ％の使用により、優れた
特性が発現されることがわかる。

１隻皿主 各脂肪酸アルカリ系の石けんについて、２〜５種の界面
活性剤を用いトータルが１．０重量％になるよう混合添
加して、実施例１と同様に各種特性を評価した。その結
果を第４表に示す。

第４表の結果から明らかなように、比較例のジエチレン
グリコールと比べて、どの特性においても脂肪酸アルカ
リ系の石けんの混合の方が優れている。すなわち、複数
の脂肪酸を含む天然植物油を出発原料とした脂肪酸アル
カリ石けんを用いても良好な特性を得ることができる。

混合の種数、添加量によって、特性は大きく変わらない
が、ラウリン酸アルカリ系の含有する量が多いほど全般
的に良好である。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明のセラミックハ
ニカム構造体の製造法によれば、界面活性剤として脂肪
酸アルカリ系の石けんを用いることにより、従来用いて
いたジエチレングリコールステアレートのもつ潤滑性、
ぬれ性を十分得ながら、成形性と焼成前の生強度を保持
でき、さらに焼成後の緒特性も良好なハニカム構造体を
得ることができる。

手

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、セラミックハニカム構造体の押出製造法において、
   脂肪酸アルカリ系石けんを界面活性剤として用いること
   を特徴とするセラミックハニカム構造体の製造法。