JPH0585834A - セラミツクスハニカム構造体の製造方法 - Google Patents
セラミツクスハニカム構造体の製造方法Info
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- JPH0585834A JPH0585834A JP3251658A JP25165891A JPH0585834A JP H0585834 A JPH0585834 A JP H0585834A JP 3251658 A JP3251658 A JP 3251658A JP 25165891 A JP25165891 A JP 25165891A JP H0585834 A JPH0585834 A JP H0585834A
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- ceramic
- ceramic honeycomb
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- F27D1/0003—Linings or walls
- F27D1/0023—Linings or walls comprising expansion joints or means to restrain expansion due to thermic flows
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
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- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D5/00—Supports, screens, or the like for the charge within the furnace
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- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
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- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 焼成台の熱変形によるハニカム構造体のリブ
よれ、端面変形およびこれから発生する端面クラックを
減少させ、焼成台の長寿命化を達成でき、ハニカム構造
体の寸法上下差を減少することができるセラミックスハ
ニカム構造体の製造方法を得る。 【構成】 生素地セラミックスハニカム構造体の焼成に
あたり、ハニカム構造体１のセル開口端面を、主成分が
耐熱性無機繊維からなり、嵩密度が1.00g/cm3 以上のセ
ラミックス板３の上に載せて焼成する。
よれ、端面変形およびこれから発生する端面クラックを
減少させ、焼成台の長寿命化を達成でき、ハニカム構造
体の寸法上下差を減少することができるセラミックスハ
ニカム構造体の製造方法を得る。 【構成】 生素地セラミックスハニカム構造体の焼成に
あたり、ハニカム構造体１のセル開口端面を、主成分が
耐熱性無機繊維からなり、嵩密度が1.00g/cm3 以上のセ
ラミックス板３の上に載せて焼成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセラミックスハニカム構
造体の製造方法に関し、特にその焼成方法を改良したセ
ラミックスハニカム構造体の製造方法に関するものであ
る。
造体の製造方法に関し、特にその焼成方法を改良したセ
ラミックスハニカム構造体の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、押し出し成形後の生素地セラミッ
クスハニカム構造体組成の焼成は、トンネル炉中を、台
車の棚板上にセル開口端面が接触する状態で載せた生素
地セラミックスハニカム構造体を通過させて行うのが一
般的であった。この焼成方法を改良する方法として、特
公平１ー５４６３６号公報において、図４にその例を示
すように、生素地セラミックスハニカム構造体２１と棚
板２２の間に、ハニカム構造のセラミックス板からなり
上端縁に面取り部を有するトチ２３を挟んで焼成する方
法が開示されている。また、特開平２ー１９９０６７号
公報においては、同じく生素地セラミックスハニカム構
造体と棚板の間に、主成分が無機固体からなるアルミナ
基板を挟んで焼成する方法が開示されている。
クスハニカム構造体組成の焼成は、トンネル炉中を、台
車の棚板上にセル開口端面が接触する状態で載せた生素
地セラミックスハニカム構造体を通過させて行うのが一
般的であった。この焼成方法を改良する方法として、特
公平１ー５４６３６号公報において、図４にその例を示
すように、生素地セラミックスハニカム構造体２１と棚
板２２の間に、ハニカム構造のセラミックス板からなり
上端縁に面取り部を有するトチ２３を挟んで焼成する方
法が開示されている。また、特開平２ー１９９０６７号
公報においては、同じく生素地セラミックスハニカム構
造体と棚板の間に、主成分が無機固体からなるアルミナ
基板を挟んで焼成する方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
１ー５４６３６号公報に開示されたトチを使用する方法
では以下のような問題があった。（１）トンネル炉の通
窯回数の増加にしたがって、トチは熱により変形（反
り）が大きくなったり、またトチに含まれるシリカ成分
の融出により表面が粗くなり、これによりハニカム構造
体の下端面が変形したり、リブよれあるいはクラックが
発生する。（２）以上の問題から、トチの寿命がトンネ
ル炉の通窯回数で３５〜４０回と短い。（３）製品上下
温度差による寸法上下差が大きい。
１ー５４６３６号公報に開示されたトチを使用する方法
では以下のような問題があった。（１）トンネル炉の通
窯回数の増加にしたがって、トチは熱により変形（反
り）が大きくなったり、またトチに含まれるシリカ成分
の融出により表面が粗くなり、これによりハニカム構造
体の下端面が変形したり、リブよれあるいはクラックが
発生する。（２）以上の問題から、トチの寿命がトンネ
ル炉の通窯回数で３５〜４０回と短い。（３）製品上下
温度差による寸法上下差が大きい。
【０００４】また、前述の公報に開示されたアルミナ基
板を使用する方法では以下のような問題があった。
（１）アルミナ基板の厚みが薄い場合、トンネル炉の通
窯回数の増加にしたがって棚板の熱変形に伴い反りや変
形が生じ、これによりハニカム構造体の下端面が変形し
たりクラックが発生する。（２）アルミナ基板の厚みが
厚い場合、単位面積当たりの重量が大きくなり、熱容量
が増大する。（３）アルミナ基板とハニカム構造体下端
面との反応により下端面が白色に変色する。ハニカム下
端面の変色の要因としては、アルミナ基板とハニカム構
造体の材質であるコージェライトとが焼成中に反応し、
ハニカム構造体の下端面のコージェライト組成がわずか
に変化したことによるものと考えられる。
板を使用する方法では以下のような問題があった。
（１）アルミナ基板の厚みが薄い場合、トンネル炉の通
窯回数の増加にしたがって棚板の熱変形に伴い反りや変
形が生じ、これによりハニカム構造体の下端面が変形し
たりクラックが発生する。（２）アルミナ基板の厚みが
厚い場合、単位面積当たりの重量が大きくなり、熱容量
が増大する。（３）アルミナ基板とハニカム構造体下端
面との反応により下端面が白色に変色する。ハニカム下
端面の変色の要因としては、アルミナ基板とハニカム構
造体の材質であるコージェライトとが焼成中に反応し、
ハニカム構造体の下端面のコージェライト組成がわずか
に変化したことによるものと考えられる。
【０００５】本発明の目的は上述した課題を解消して、
焼成台の熱変形によるハニカム構造体のリブよれ、端面
変形およびこれから発生する端面クラックを減少させ、
焼成台の長寿命化を達成でき、ハニカム構造体の寸法上
下差を減少することができ、さらには焼成台とハニカム
構造体下端面との反応による変色を防止できるセラミッ
クスハニカム構造体の製造方法を提供しようとするもの
である。
焼成台の熱変形によるハニカム構造体のリブよれ、端面
変形およびこれから発生する端面クラックを減少させ、
焼成台の長寿命化を達成でき、ハニカム構造体の寸法上
下差を減少することができ、さらには焼成台とハニカム
構造体下端面との反応による変色を防止できるセラミッ
クスハニカム構造体の製造方法を提供しようとするもの
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のセラミックスハ
ニカム構造体の製造方法は、生素地セラミックスハニカ
ム構造体の焼成にあたり、ハニカム構造体のセル開口端
面を、主成分が耐熱性無機繊維からなり、嵩密度が1.00
g/cm3 以上のセラミックス板の上に載せて焼成すること
を特徴とするものである。また、好ましくはムライト、
コージェライトの何れか１種のコーティング層を塗布し
たセラミック板の上に載せて焼成することを特徴とする
ものである。
ニカム構造体の製造方法は、生素地セラミックスハニカ
ム構造体の焼成にあたり、ハニカム構造体のセル開口端
面を、主成分が耐熱性無機繊維からなり、嵩密度が1.00
g/cm3 以上のセラミックス板の上に載せて焼成すること
を特徴とするものである。また、好ましくはムライト、
コージェライトの何れか１種のコーティング層を塗布し
たセラミック板の上に載せて焼成することを特徴とする
ものである。
【０００７】
【作用】上述した構成において、生素地セラミックスハ
ニカム構造体と棚板の間に、主成分が耐熱繊維からな
り、嵩密度が1.00g/cm3 以上のセラミックス板を挟んで
焼成しているため、後述する実施例からも明らかなよう
に、ハニカム構造体のリブよれ、端面変形およびこれか
ら発生する端面クラックの減少を達成することができる
ことを見いだした。ここで、嵩密度を1.00g/cm3 以上と
限定したのは、後述する実施例から明らかなように、嵩
密度が1.00g/cm3 未満では目詰りが生じてしまうからで
ある。また、ムライト、コージェライトの何れか１種の
コーティング層を塗布したセラミック板上で焼成するこ
とにより、セラミックス板とセラミックスハニカム構造
体下端面との反応による変色を防止することを見い出し
た。なお、本発明で使用する耐熱性無機繊維からなるセ
ラミックス板の組成としては、Ａｌ2 Ｏ3 ：５５〜９５
重量％、ＳｉＯ2 ：５〜４５重量％のものを使用してい
る。
ニカム構造体と棚板の間に、主成分が耐熱繊維からな
り、嵩密度が1.00g/cm3 以上のセラミックス板を挟んで
焼成しているため、後述する実施例からも明らかなよう
に、ハニカム構造体のリブよれ、端面変形およびこれか
ら発生する端面クラックの減少を達成することができる
ことを見いだした。ここで、嵩密度を1.00g/cm3 以上と
限定したのは、後述する実施例から明らかなように、嵩
密度が1.00g/cm3 未満では目詰りが生じてしまうからで
ある。また、ムライト、コージェライトの何れか１種の
コーティング層を塗布したセラミック板上で焼成するこ
とにより、セラミックス板とセラミックスハニカム構造
体下端面との反応による変色を防止することを見い出し
た。なお、本発明で使用する耐熱性無機繊維からなるセ
ラミックス板の組成としては、Ａｌ2 Ｏ3 ：５５〜９５
重量％、ＳｉＯ2 ：５〜４５重量％のものを使用してい
る。
【０００８】
【実施例】図１は本発明のセラミックスハニカム構造体
の製造方法の一例を説明するための図である。本発明で
は、図１に示すように、押し出し成形により得られた複
数のセラミックスハニカム構造体１を、棚板２の上に載
置した耐熱繊維からなるセラミックス板であるファイバ
ーボード３上に、セラミックスハニカム構造体１のセル
開口端面がファイバーボード３と接触する状態で載せて
焼成を行っている。また、必要に応じて図１に示すよう
にファイバボード３の表面に厚さｔ1 のムライト、コー
ジェライト等からなるコーティング層４を設けると、変
色に対して効果がある。コーティング層４は、ハケ塗
り、スプレー式、溶射により塗布することができる。
の製造方法の一例を説明するための図である。本発明で
は、図１に示すように、押し出し成形により得られた複
数のセラミックスハニカム構造体１を、棚板２の上に載
置した耐熱繊維からなるセラミックス板であるファイバ
ーボード３上に、セラミックスハニカム構造体１のセル
開口端面がファイバーボード３と接触する状態で載せて
焼成を行っている。また、必要に応じて図１に示すよう
にファイバボード３の表面に厚さｔ1 のムライト、コー
ジェライト等からなるコーティング層４を設けると、変
色に対して効果がある。コーティング層４は、ハケ塗
り、スプレー式、溶射により塗布することができる。
【０００９】本発明で使用する耐熱繊維からなるセラミ
ックス板の一例としてのファイバーボード３、以下のよ
うな特性を有している。 化学組成：Ａｌ2 Ｏ3 ：５５〜９５重量％、ＳｉＯ2：
５〜４５重量％ 耐熱性：１４００℃以上 嵩密度ｄ：１．０≦ｄ（ｇ／ｃｍ3 ） 曲げ強度：４０ｋｇ／ｃｍ2 以上（常温） 厚さｔ：１０≦ｔ≦３０（ｍｍ） ここで、嵩密度が１．０ｇ／ｃｍ3 未満の場合、後述す
る実施例からも明らかなように、ハニカム構造体にファ
イバーが付着し目詰まりを起こす。また、厚さが１０ｍ
ｍ未満の場合は、強度が弱くなり、割れ易くまた反り易
くなる。コーティング材としてはムライト、コージェラ
イトが変色を防止するのに適している。コーティング層
の厚み（ｔ1)は0.5 ≦ｔ1 ≦2.0(mm) の範囲が良好であ
り2.0 mmを超えると、焼成によりコーティングが剥離す
る。また、0.5 mm未満の場合は、変色に対して効果がな
い。コーティング層の厚みとしてより好ましくは0.6 ≦
ｔ1 ≦1.5(mm) である。
ックス板の一例としてのファイバーボード３、以下のよ
うな特性を有している。 化学組成：Ａｌ2 Ｏ3 ：５５〜９５重量％、ＳｉＯ2：
５〜４５重量％ 耐熱性：１４００℃以上 嵩密度ｄ：１．０≦ｄ（ｇ／ｃｍ3 ） 曲げ強度：４０ｋｇ／ｃｍ2 以上（常温） 厚さｔ：１０≦ｔ≦３０（ｍｍ） ここで、嵩密度が１．０ｇ／ｃｍ3 未満の場合、後述す
る実施例からも明らかなように、ハニカム構造体にファ
イバーが付着し目詰まりを起こす。また、厚さが１０ｍ
ｍ未満の場合は、強度が弱くなり、割れ易くまた反り易
くなる。コーティング材としてはムライト、コージェラ
イトが変色を防止するのに適している。コーティング層
の厚み（ｔ1)は0.5 ≦ｔ1 ≦2.0(mm) の範囲が良好であ
り2.0 mmを超えると、焼成によりコーティングが剥離す
る。また、0.5 mm未満の場合は、変色に対して効果がな
い。コーティング層の厚みとしてより好ましくは0.6 ≦
ｔ1 ≦1.5(mm) である。
【００１０】図２は、図１に示した状態のセラミックス
ハニカム構造体をトンネル炉で実際に焼成する状態を説
明するための図である。図２において、１１はトンネル
炉の炉壁、１２はトンネル炉の炉壁１１に設けた加熱用
のバーナ、１３はトンネル炉の中を移動するための台車
である。この台車１３上に支柱１４を介して図１の状態
の棚板２を積み重ねた状態で、トンネル炉内を台車が通
過することにより、実際の焼成を行っている。
ハニカム構造体をトンネル炉で実際に焼成する状態を説
明するための図である。図２において、１１はトンネル
炉の炉壁、１２はトンネル炉の炉壁１１に設けた加熱用
のバーナ、１３はトンネル炉の中を移動するための台車
である。この台車１３上に支柱１４を介して図１の状態
の棚板２を積み重ねた状態で、トンネル炉内を台車が通
過することにより、実際の焼成を行っている。
【００１１】実際に、表１に示す寸法、組成および密度
のファイバーボードを使用した実施例No. １〜６と従来
のハニカム構造のトチを使用した比較例とで、直径：１
２４ｍｍ、高さ：２０ｃｍの生素地セラミックスハニカ
ム構造体を、図２に示すようにトンネル炉を通過させて
焼成し、焼成後のリブよれ、中凹量、端面クラック発生
率、寸法上下差を測定した。リブよれは目視により観察
した結果より、寸法上下差は図３（ａ）に示すハニカム
構造体の直径の差Ｄ1−Ｄ2 の計算結果より、端面クラ
ック発生率は全体の中で端面にクラックが発生したもの
の割合より、中凹量は図３（ｂ）に示す下端中央部のへ
こみ量Ｄ3 よりそれぞれ求めた。結果を併せて表１に示
す。
のファイバーボードを使用した実施例No. １〜６と従来
のハニカム構造のトチを使用した比較例とで、直径：１
２４ｍｍ、高さ：２０ｃｍの生素地セラミックスハニカ
ム構造体を、図２に示すようにトンネル炉を通過させて
焼成し、焼成後のリブよれ、中凹量、端面クラック発生
率、寸法上下差を測定した。リブよれは目視により観察
した結果より、寸法上下差は図３（ａ）に示すハニカム
構造体の直径の差Ｄ1−Ｄ2 の計算結果より、端面クラ
ック発生率は全体の中で端面にクラックが発生したもの
の割合より、中凹量は図３（ｂ）に示す下端中央部のへ
こみ量Ｄ3 よりそれぞれ求めた。結果を併せて表１に示
す。
【００１２】
【表１】
【００１３】表１の結果から、本発明の実施例No. １，
３，５，６は比較例および嵩密度が1.00g/cm3 以上の実
施例No. ２，４と比べて、リブよれもなく、中凹量も少
なく、端面クラック発生率も小さく、寸法上下差も少な
く、良好な性情で、しかも目詰まりのないセラミックス
ハニカム構造体を得ることができることがわかる。
３，５，６は比較例および嵩密度が1.00g/cm3 以上の実
施例No. ２，４と比べて、リブよれもなく、中凹量も少
なく、端面クラック発生率も小さく、寸法上下差も少な
く、良好な性情で、しかも目詰まりのないセラミックス
ハニカム構造体を得ることができることがわかる。
【００１４】また、実際に表１の試験No. に示すファイ
バーボード、アルミナ基板、トチを使用し、表２に示す
コーティング材、コーティング厚みを有する実施例No.
７〜10とコーティング層を設けなかった比較例とを準備
し、表１に示した例と同様に寸法上下差、中凹量、端面
クラック、リブよれ、目詰りを測定するとともに、変色
の有無を調べた。結果を表２に示す。
バーボード、アルミナ基板、トチを使用し、表２に示す
コーティング材、コーティング厚みを有する実施例No.
７〜10とコーティング層を設けなかった比較例とを準備
し、表１に示した例と同様に寸法上下差、中凹量、端面
クラック、リブよれ、目詰りを測定するとともに、変色
の有無を調べた。結果を表２に示す。
【００１５】
【表２】
【００１６】表２の結果から、ファイバーボード表面に
コーティング層を施した実施例No.７〜10は変色を起こ
さず、コーティング層が変色に対して効果があることが
わかる。
コーティング層を施した実施例No.７〜10は変色を起こ
さず、コーティング層が変色に対して効果があることが
わかる。
【００１７】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものでなく、幾多の変形、変更が可能である。例えば、
上述した実施例では焼成をトンネル炉で行ったが、本発
明はトンネル炉での焼成に限定されるものでなく、単独
炉等の他の形式の焼成炉にも適用できることはいうまで
もない。
ものでなく、幾多の変形、変更が可能である。例えば、
上述した実施例では焼成をトンネル炉で行ったが、本発
明はトンネル炉での焼成に限定されるものでなく、単独
炉等の他の形式の焼成炉にも適用できることはいうまで
もない。
【００１８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、生素地セラミックスハニカム構造体の焼成に
際し、ハニカム構造体と棚板との間に主成分が耐熱性無
機繊維からなるセラミックス板を挟んで焼成したため、
焼成台の熱変形によるハニカム構造体のリブよれ、端面
の変形、およびこれから発生する端面クラックを減少で
き、良好な性情のセラミックスハニカム構造体を得るこ
とができる。また、焼成台の寿命を従来のトチに比べて
増加することができる。さらに、寸法上下差を減少する
ことができる。さらに、ムライト、コージェライトの何
れか１種のコーティング層を塗布したファイバーボード
上で焼成することによりセラミック板とハニカム構造体
下端面との反応による変色を防止することができる。
によれば、生素地セラミックスハニカム構造体の焼成に
際し、ハニカム構造体と棚板との間に主成分が耐熱性無
機繊維からなるセラミックス板を挟んで焼成したため、
焼成台の熱変形によるハニカム構造体のリブよれ、端面
の変形、およびこれから発生する端面クラックを減少で
き、良好な性情のセラミックスハニカム構造体を得るこ
とができる。また、焼成台の寿命を従来のトチに比べて
増加することができる。さらに、寸法上下差を減少する
ことができる。さらに、ムライト、コージェライトの何
れか１種のコーティング層を塗布したファイバーボード
上で焼成することによりセラミック板とハニカム構造体
下端面との反応による変色を防止することができる。
【図１】本発明のセラミックスハニカム構造体の製造方
法の一例を説明するための図である。
法の一例を説明するための図である。
【図２】本発明においてセラミックスハニカム構造体を
トンネル炉で実際に焼成する状態を説明するための図で
ある。
トンネル炉で実際に焼成する状態を説明するための図で
ある。
【図３】（ａ）は実施例における寸法上下差を説明する
ための図であり、 （ｂ）は実施例における中凹量を説明するための図であ
る。
ための図であり、 （ｂ）は実施例における中凹量を説明するための図であ
る。
【図４】従来のセラミックスハニカム構造体の製造方法
の一例を説明するための図である。 １ セラミックスハニカム構造体 ２ 棚板 ３ ファイバーボード 11 トンネル炉 12 バーナ 13 台車 14 支柱
の一例を説明するための図である。 １ セラミックスハニカム構造体 ２ 棚板 ３ ファイバーボード 11 トンネル炉 12 バーナ 13 台車 14 支柱
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１０月６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】表１の結果から、本発明の実施例No. １，
３，５，６は比較例および嵩密度が1.00g/cm3 以下の実
施例No. ２，４と比べて、リブよれもなく、中凹量も少
なく、端面クラック発生率も小さく、寸法上下差も少な
く、良好な性情で、しかも目詰まりのないセラミックス
ハニカム構造体を得ることができることがわかる。
３，５，６は比較例および嵩密度が1.00g/cm3 以下の実
施例No. ２，４と比べて、リブよれもなく、中凹量も少
なく、端面クラック発生率も小さく、寸法上下差も少な
く、良好な性情で、しかも目詰まりのないセラミックス
ハニカム構造体を得ることができることがわかる。
Claims (2)
- 【請求項１】 生素地セラミックスハニカム構造体の焼
成にあたり、ハニカム構造体のセル開口端面を、主成分
が耐熱性無機繊維からなり、嵩密度が1.00g/cm3 以上の
セラミックス板の上に載せて焼成することを特徴とする
セラミックハニカム構造体の製造方法。 - 【請求項２】 前記耐熱性無機繊維からなるセラミック
ス板の表面にムライト、コージェライトの何れか１種の
コーティング層を塗布した請求項１記載のセラミックス
ハニカム構造体の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3251658A JP2577147B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | セラミックスハニカム構造体の製造方法 |
| US07/947,468 US5316710A (en) | 1991-09-30 | 1992-09-21 | Process for producing ceramic honeycomb structural bodies |
| DE69206742T DE69206742T2 (de) | 1991-09-30 | 1992-09-25 | Verfahren zur Herstellung von Keramikkörpern mit Honigwabenstruktur |
| EP92308748A EP0535871B1 (en) | 1991-09-30 | 1992-09-25 | A process for producing ceramic honeycomb structural bodies |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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