JPS6034510B2 - セラミツクハニカム構造体の押出製造法 - Google Patents

セラミツクハニカム構造体の押出製造法

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JPS6034510B2
JPS6034510B2 JP51067058A JP6705876A JPS6034510B2 JP S6034510 B2 JPS6034510 B2 JP S6034510B2 JP 51067058 A JP51067058 A JP 51067058A JP 6705876 A JP6705876 A JP 6705876A JP S6034510 B2 JPS6034510 B2 JP S6034510B2
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    • C04B33/00Clay-wares
    • C04B33/02Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13Compounding ingredients
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/04Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of ceramic; of concrete; of natural stone

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は肉厚の薄い隔壁によって区画された多数の貫通
孔を有するセラミックハニカム構造体の製造法に関する
ものである。
近年セラミックハニカム構造体は排ガス浄化用触媒担体
および高温熱交換器用コアなどの用途に特に注目され、
広く用いられるようになった。
このセラミックハニカム構造体の製造法の一つとして押
出法による製造法が知られているが従来の押出法による
セラミックハニカム構造体の製造法は各種のセラミック
粉末に有機結合剤と適当量の水を加えて混線した杯±を
押出成形後通常の乾燥手段をへて焼成する一般の窯業製
品の押出製造法によるものであった。しかしながら肉厚
の薄い隔壁によって区画された多数の貫通孔を有するセ
ラミックハニカム構造体を一般の窯業製品の押出製造法
と同一の押出製造法により造ることは極めて困難であり
特に大きな寸法のハニカム構造体を造る場合、クラック
破壊を生ずる傾向が著るしく大きく収率が極めて悪いと
いう致命的欠点があった。本発明のセラミックハニカム
構造体の押出製造法は従来のこのような欠点を解決した
寸法の大小および形状の複雑性には全く関係なく、歩留
り良くセラミックハニカム構造体を造ることができるセ
ラミックハニカム構造体の押出製造法でありセラミック
原料粉末に水と多価アルコールの混合比が85:15〜
5:95の範囲内の多価アルコールおよび所要の場合さ
らに有機結合剤を加えて混練し、ハニカム成型体に押出
成形後、多価アルコールが実質的に蒸発しない温度のハ
ニカム成形体の貫通孔中を通過させて含有水分の大半を
蒸発除去し、次いで多価アルコールが蒸発する温度の空
気をハニカム成形体の貫通孔中を通過させて多価アルコ
ールを蒸発除去した後、成形物を焼成するセラミックハ
ニカム構造体の押出製造法である。本発明のセラミック
ハニカム構造体の押出製造法をさらに詳細に説明すると
、セラミックハニカム構造体として所望するセラミック
の組成としてはコーデイエライト,ムライト,アルミナ
,ジルコン,シリコンナイトラィドの何れか一種又はこ
れ等の混合物であればよく、このようなセラミック原料
粉末に水とグリセリン,エチレングリコ−ル,プロピレ
ングリコール,ジエチレングリコ−ル,プチレンーグリ
コール,トリエチレングリコール等の多価アルコールが
85:15〜5:95の範囲内の割合の水溶液をセラミ
ック原料粉末の種類,粒度,押出成形の条件等により適
宜選択して加え、さらに所要の場合にメチルセルロース
,ポリビニルアルコール,デンプン湖等の有機結合剤を
好ましくは10%以下加え髭練機で十分泥練して押出可
能な土木士に調整する。
この場合水と多価アルコールは別々に加えて所要の水と
多価アルコールとの割合としてもよい。そして貫通孔の
断面形状が円,楕円および三角形,四角形,六角形等の
多角形よりなる所定の形状をしたハニカム構造体成形用
押出ダイスを好ましくは真空押出成形機の排出口に取着
し、肉厚の薄い隔壁によって区画された多数の貫通孔を
有するセラミックハニカム構造体を押出成形する。次い
でハニカム成形体の貫通孔中に、加えた多価アルコール
が実質的に蒸発しない温度の空気を送風機あるし、は排
風機によって通過させて成形体中の含有水分の大半を多
価アルコールの調湿作用によって均一に蒸発除去し、次
いで多価アルコールが蒸発する温度、一般には沸点以下
の蒸気圧の発生する温度に加熱された空気をハニカム成
形体の貫通孔中に通過させて、添加した多価アルコール
の大半を蒸発除去する。ここで、多価アルコールが実質
的に蒸発しない温度とは多価アルコールの種類によるが
実施例に示すようにグリセリンでは25〜350C、エ
チレングリコールでは20〜25こ0、プロピレングリ
コ−ルでは20qCである。また、多価アルコールが蒸
発する沸点以下の蒸気圧の発生する温度とは、実施例に
示すようにグリセリンでは130午○、エチレングリコ
ールおよびプロピレングリコールでは90℃であり、こ
れらの温度に加熱された空気を貫通孔に通過せしめるの
である。その後、成形物を通常の焼成法によって焼結す
るセラミックハニカム構造体の押出製造法である。すな
わちセラミック原料粉末に添加する多価アルコールの濃
度と相対湿度との間には多価アルコールの濃度が高い程
相対湿度が低いという相関関係がある。例えばグリセリ
ン水溶液について2500において、グリセリン濃度
相対湿度 15% 98% 25% 92.8% 50% 73.4% 75% 44.3% 98% 1.7% の関係がある。
従って多価アルコールをセラミックハニカム成形体の素
地中に含有する場合は押出成形後の成形体中に水分の差
が生じた場合、すなわち多価アルコール濃度が異なる個
所ができた場合、多価アルコール濃度の低い個所が相対
湿度が高くなりこの状態で貫通孔に空気を通過させれば
セラミックハニカム成形体の相対湿度の高い水分の多い
個所が水分の少し、個所より蒸発速度が遠くなりセラミ
ックハニカム成形体全体として均一な乾燥が進み、いわ
ゆる調湿的乾燥が行なわれる。すなわち局部的な乾燥促
進により成形体に応力を生じることなく均一な乾燥が可
能となるものである。またセラミックハニカム成形体の
貫通孔中に強制的に所定の温度の空気を通過させること
は同時に乾燥速度を上げる効果をもっている。
乾燥時におけるクラック原因となる乾燥収縮は乾燥の初
期に起るのでこの収縮の期間は特に説湿的乾燥が必要で
ある。
そして含有水分の大半が蒸発し収縮がほぼ完了した後に
多価アルコールが蒸発する温度の空気を貫通孔に通過さ
せて多価アルコールを蒸発除去させるものである。なお
蒸発した多価アルコールは冷却により回収して再使用す
ることができるものである。
従って本発明の製造法は、セラミック原料粉末に所定量
の水と多価アルコールを加えハニカム成形体の貫通孔中
に水分あるいは多価アルコールをそれぞれ蒸発させるの
に最適の温度の空気を通過させて先づ水分の大半を多価
アルコ−ルの調湿効果によって均一に蒸発除去し、しか
る後、多価アルコールを蒸発除去、焼成するクラック破
壊のないセラミックハニカム構造体の押出製造法を確立
したものである。
なお多価アルコールとしてはグリセリンまたはグリコー
ル類が最も好ましいが、水との混合比が85:15以下
では調湿効果が少なく水分蒸発時にクラック破壊を生じ
易く好ましくない。
また水分の混合比が5:95以上になると水分蒸発後も
なお多価アルコールの蒸発時に成形体の収縮がおこり、
不均等な収縮を生じて成形体にクラック破壊を生ずるの
で多価アルコールの添加量は水との混合比が85:15
〜5:95の範囲内であることが必要である。次に本発
明の実施例を述べる。
表に記載するそれぞれのセラミック粉末と多価アルコー
ル,水,有機結合剤とよりなる鹿練調合物を、真空押出
成形機によって表に記載するそれぞれの寸法のハニカム
構造よりなる成形体に押出成形し、それらを表に記載す
る水分および多価アルコールのそれぞれの蒸発条件によ
り除去してハニカム構造体を得た。
そしてこれをそれぞれのセラミック焼成温度に3時間焼
成して本発明法によるセラミックハニカム構造体を得た
。これらのセラミックハニカム構造体のクラック発生有
無を表に記載する。なお比較のために本発明の製造法の
限定範囲外の製造法によるものを参考例として、また従
来公知の押出製造法によるものを従釆法としてそれぞれ
表にあわせて記載した。& 叢 舵 船 以上の実施例より明らかなように本発明のセラミックハ
ニカム構造体の押出製造法によれば、セラミック原料粉
末に所定量の水と多価アルコールを添加しハニカム成形
体の貫通孔中に水分あるいは多価アルコールをそれぞれ
蒸発させるのに最適の温度の空気をそれぞれ別個に通過
させて先づ水分の大半を多価アルコールの調湿効果によ
って均一に蒸発除去し、然る後、多価アルコールを蒸発
除去し、焼成する薄い隔壁のセラミックハニカム構造体
あるいは大寸法のセラミックハニカム構造体をもクラッ
ク破壊を生ずることなく製造できる方法であり、各種排
気ガス浄化用触媒恒体あるいは熱交換器用コア等に用い
られるセラミックハニカム構造体を高収率に安価に製造
できる方法であって、産業上極めて有用なセラミックハ
ニカム構造体の押出製造法である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 セラミツク原料粉末に、水と多価アルコールとの混
    合比が85:15〜5:95の範囲内の多価アルコール
    及び有機結合剤を加えて混練し、ハニカム成型体に押出
    成型後、多価アルコールが実質的に蒸発しない温度の空
    気をハニカム成型体の貫通孔中を通過させて含有水分の
    大半を蒸発除去し、次いで多価アルコールが蒸発する温
    度の空気をハニカム成型体の貫通孔中を通過させて多価
    アルコールを蒸発除去した後、成型物を焼成することを
    特徴とするセラミツクハニカム構造体の押出製造法。 2 多価アルコールがグリセリンまたはグリコール類よ
    りなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のセ
    ラミツクハニカム構造体の押出製造法。
JP51067058A 1976-06-10 1976-06-10 セラミツクハニカム構造体の押出製造法 Expired JPS6034510B2 (ja)

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