JPH06170241A - セラミックハニカム構造体の製造方法 - Google Patents

セラミックハニカム構造体の製造方法

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JPH06170241A
JPH06170241A JP5124161A JP12416193A JPH06170241A JP H06170241 A JPH06170241 A JP H06170241A JP 5124161 A JP5124161 A JP 5124161A JP 12416193 A JP12416193 A JP 12416193A JP H06170241 A JPH06170241 A JP H06170241A
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ceramic honeycomb
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勲 水谷
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俊彦 土方
Setsu Harada
節 原田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 所定の外径寸法および円筒度を達成したセラ
ミックハニカム構造体の製造方法を提供する。 【構成】 押出成形して得たセラミックハニカム体を乾
燥後外径形状を規定する治具中に入れ、セラミック泥し
ょうを乾燥後のセラミックハニカム体の外周壁と治具と
の間に流し込み、その後焼成するか、押出成形して得た
セラミックハニカム体を乾燥し、焼成した後、焼成後の
セラミックハニカム体の外周壁上にセラミックモルタル
を塗布し、乾燥し、その後機械加工して、セラミックハ
ニカム体とその外周の被覆層とから構成されるセラミッ
クハニカム構造体を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の内燃機関の
排ガス浄化触媒用担体および微粒子浄化用フィルタ
(“Diesel Particulate Filter ”以下DPFと記載す
る)、および各種ガス、石油を燃料とする燃焼ガスの浄
化および/または脱臭触媒用担体として用いられるセラ
ミック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】近年、大気汚染防止に関連し内燃機関か
らの排出ガス浄化に触媒コンバータが使用されている。
触媒コンバータは、通常コージェライト系セラミックハ
ニカム担体に、比表面積の大きなγ−アルミナ等の活性
物質をコーティングし、このγ−アルミナ層に白金、パ
ラジウム、ロジウム等の貴金属の触媒を担持させたハニ
カム状触媒を、ステンレス鋼などからなるケースに、保
持シール材を介在させて密嵌し、これを内燃機関から排
出される排出ガスの通路に配置し、排出ガス中の炭化水
素、一酸化炭素、窒素酸化物等をハニカム状触媒床にて
酸化あるいは還元浄化するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、かかるセラ
ミックハニカム担体は、押出成形、乾燥、焼成の各工程
を経て製作されるが、各工程においてセラミックハニカ
ム担体に、避けがたい寸法誤差および変形が発生する。
まず、押出成形工程において、押出成形された生成形品
が水、バインダ等を含有するため非常に柔かく、自重に
より容易に変形する。例えば直径300mmのような大型
品では、重力に垂直な方向に押出された場合には、外周
部のセルが自重によりつぶれ、また重力と平行な方向に
押出された場合には、生成形品の下部が自重により座屈
を起こす。さらに乾燥・焼成工程では、完全に均一に乾
燥および/または焼成を行うことができなく、このため
製品の各部分によって収縮率のバラツキを生じる。した
がって、出来上がった製品は、外径寸法の精度がやや劣
り、また円筒度も良くないという欠点がある。
【0004】本発明の目的は、所定の外径寸法および円
筒度を達成したセラミックハニカム構造体の製造方法を
提供せんとするにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のセラミックハニ
カム構造体の製造方法は、隔壁で囲まれる多数の貫通孔
を有し、所定の外径寸法より小さい外径寸法を有するセ
ラミックハニカム体を押出成形し、得られた成形体を乾
燥後外径形状を規定する治具中に入れ、セラミック泥し
ょうを乾燥後のセラミックハニカム体の外周壁と治具と
の間に流し込み、その後焼成して、セラミックハニカム
体とその外周の被覆層とから構成されるセラミックハニ
カム構造体を得ることを特徴とするものである。
【0006】また、本発明のセラミックハニカム構造体
の製造方法は、隔壁で囲まれる多数の貫通孔を有し、所
定の外径寸法より小さい外径寸法を有するセラミックハ
ニカム体を押出成形し、得られた成形体を乾燥し、焼成
した後、焼成後のセラミックハニカム体の外周壁上にセ
ラミックモルタルを塗布し、乾燥し、その後機械加工し
て、セラミックハニカム体とその外周の被覆層とから構
成されるセラミックハニカム構造体を得ることを特徴と
するものである。
【0007】
【作用】本発明は、押出成形して得たセラミックハニカ
ム体を乾燥後外径形状を規定する治具中に入れ、セラミ
ック泥しょうを乾燥後のセラミックハニカム体の外周壁
と治具との間に流し込み、その後焼成するか、押出成形
して得たセラミックハニカム体を乾燥し、焼成した後、
焼成後のセラミックハニカム体の外周壁上にセラミック
モルタルを塗布し、乾燥し、その後機械加工して、所定
の外径寸法より小さいセラミックハニカム体の外周壁に
所定の外径寸法と実際の寸法との差を補う被覆層を部分
的または全体的に施すことにより、変形を補正するとと
もに、所定の外径寸法に修正することができる。
【0008】これがため、内燃機関用の触媒あるいはD
PFのケースにガス漏れ防止および耐振動性のためのシ
ール材もしくはクッション材を介して密嵌される場合
に、従来ではシール材もしくはクッション材を一定の面
圧力の範囲に収めるため、寸法精度が悪いとその寸法差
を補正する目的でシール材もしくはクッション材の厚さ
を変化させたり、厚いものを使用して適応させてきた
が、寸法精度が良い場合には一定の厚さのしかも比較的
薄い材料を使用でき、経済的にも良好となる。
【0009】また、例えば、押出成形法で製作されたセ
ラミックハニカム体では、外周壁にその押出方向に波状
の微小な凹凸を発生するが、本考案の被覆層はその微小
な凹凸を埋めて平滑な表面とし、この結果、ガスのシー
ル性能が向上する。
【0010】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。コージェ
ライト原料を押出し成形して得られるセラミックハニカ
ム体1は、図1に示すように、隔壁2および外周壁3を
有し、この隔壁2に画成されて貫通孔4が形成される。
この貫通孔4の断面形状は四角形状で図示しているが、
この他に六角形状などの多角形、円形、楕円形等の任意
な形状とすることができる。このセラミックハニカム体
1には、以下の実施例に記すように乾燥後、あるいは焼
成後被覆層5が形成され、セラミックハニカム構造体6
を形成している(ただし、図において被覆層を誇張して
示している)。
【0011】実施例1 リブ厚さ0.3mm、セル密度46.5セル/cm2 、最大
外径102mm、全長103mm、真円度0.7mmの乾燥さ
れたコージェライト製のセラミックハニカム体を、内径
103±0.1mm、高さ103mmの円筒体中に入れ、セ
ラミックハニカム体と円筒体内周との隙間にコージェラ
イト泥しょうを流し込み、乾燥させた最大外径102.
5mm、全長103mm、真円度0.1mmの乾燥品を130
0〜1470℃で焼成し、最大外径99.9mm、全長1
00mm、真円度0.4mmのセラミックハニカム構造体を
得た。このセラミックハニカム構造体は外周壁の微小な
凹凸がみられなかった。
【0012】実施例2 リブ厚0.17mm、セル密度62セル/cm2 、最大外径
99mm、全長100mm、真円度0.8mmの焼成されたコ
ージュライト製のセラミックハニカム体を、内径101
±0.1mm、高さ100mmの円筒体の中に入れ、コージ
ェライト泥しょうを流し込み、その後焼成して、最大外
径100.1mm、真円度0.2mmのセラミックハニカム
構造体を得た。このハニカム構造体も外周壁の微小な凹
凸がみられなかった。
【0013】このセラミックハニカム構造体の機械的強
度を調べるため、セラミックハニカム構造体の上下端面
に直径100mm、厚さ20mmのアルミ板を当て、外側面
を0.5mm厚のウレタンシートで包み、ビニールテープ
でアルミ板に止めて密封し、水の入った圧力容器に入
れ、破壊音が発生するまで徐々に圧力を高めて破壊させ
た(この圧力は「アイソスタティック強度」と称されて
いる)。この時の圧力は30Kgf/cm2 であり、被覆層を
設けなかったセラミックハニカム構造体は圧力13kgf/
cm2 で破壊したのに対し強度が約2倍に向上している。
【0014】実施例3 実施例2と同様の形状の焼成されたコージェライト製の
セラミックハニカム体に、アルミナセメントのモルタル
を塗布し、乾燥させた後、機械加工し、最大外径100
mm、真円度0.1mmのセラミックハニカム構造体を得
た。
【0015】実施例4 リブ厚さ0.43mm、セル密度15.5セル/cm2 、上
部最大外径298mm、下部最大外径302mm、全長35
5mm、真円度4.1mmの焼成された大型のコージェライ
ト製のDPF用セラミックハニカム体に、アルミナセメ
ントモルタルを外径約310mmになるように塗布して乾
燥させ、この乾燥品を機械加工して外径305±0.3
mm、上部および下部の真円度がそれぞれ0.2mm,0.
4mmのセラミックハニカム構造体を得た。
【0016】なお、上記実施例において、外径寸法、お
よび真円度もしくは輪郭度の良い製品を得るため、セラ
ミックハニカム体を予め小さく作製し、この外周に所定
寸法の被覆層を設けるのが良い。外周壁にコーティング
する材料としては、セラミックハニカム体と同一材質も
しくは同一材質を一部に含む熱膨脹係数が類似の材質よ
りなるものが好適である。また、コーティングは焼成後
に施し、再焼成しないことが、寸法精度上およびコスト
上から好ましいが、セラミックハニカム体と被覆層が一
体とならないので、熱衝撃が強い場合には、被覆層が剥
離することもある。
【0017】一方、生素地に同材質をコーティングし、
焼成した場合にはセラミックハニカム体と被覆層が一体
となり、熱衝撃では剥離することはないが、焼成による
変形を受け易く、したがってセラミックハニカム構造体
の寸法精度が若干劣る。さらに焼成品にコーティングを
施し再焼成する場合は、剥離もなく寸法精度上も好まし
いが、コスト上で不利となる。以上の3種類のコーティ
ング材を施す方法は、用途に応じて選択することが必要
である。
【0018】以上本発明の実施例について説明したが、
本考案は上記実施例に限定されるものではなく、種々に
変更および変形することができる。例えば、実施例にお
いて円筒体について説明したが、本考案は楕円外形品に
ついても同様に適用することができる。また、材質はコ
ージェライトを用いたが、他の材料を用いても良い。被
覆層は、セラミックハニカム構造体の全周にわたって被
覆する必要はなく、一部分のみに被着させることもでき
る。また、被覆層は、セラミックハニカム体に触媒を担
持させる前或いは担持させた後でも施すことができる。
【0019】
【発明の効果】本考案により、セラミックハニカム構造
体は所定の外径寸法および所定の円筒度を有することが
でき、しかも寸法精度が良くなるため、排ガス触媒装置
および排ガス浄化装置に適用する際に一定の厚さの比較
的薄いシール材を使用することができ、経済的にも良好
となる。さらに、押出し成形上発生するセラミックハニ
カム体の外周の微小な凹凸を埋めて平滑な表面とし、ガ
スシール性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のセラミックハニカム構造体を示す斜視
図である。
【符号の説明】
1 セラミックハニカム体 2 隔壁 3 外周壁 4 貫通孔 5 被覆層 6 セラミックハニカム構造体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 隔壁で囲まれる多数の貫通孔を有し、所
    定の外径寸法より小さい外径寸法を有するセラミックハ
    ニカム体を押出成形し、得られた成形体を乾燥後外径形
    状を規定する治具中に入れ、セラミック泥しょうを乾燥
    後のセラミックハニカム体の外周壁と治具との間に流し
    込み、その後焼成して、セラミックハニカム体とその外
    周の被覆層とから構成されるセラミックハニカム構造体
    を得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。
  2. 【請求項2】 隔壁で囲まれる多数の貫通孔を有し、所
    定の外径寸法より小さい外径寸法を有するセラミックハ
    ニカム体を押出成形し、得られた成形体を乾燥し、焼成
    した後、焼成後のセラミックハニカム体の外周壁上にセ
    ラミックモルタルを塗布し、乾燥し、その後機械加工し
    て、セラミックハニカム体とその外周の被覆層とから構
    成されるセラミックハニカム構造体を得ることを特徴と
    するセラミックハニカム構造体の製造方法。
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