JPS6058683B2 - セラミックのハニカム構造体の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセラミックよりハニカム構造体を製造する方
法に関するものである。

セラミックのハニカム構造体は、熱交換器、触媒用担
体、ハニカムヒーターなどに用いられ、従来これを製造
するにはコルゲーシヨン法、エンボス法などによつてい
た。

前者の方法は、紙をセラ ミックスラリーに浸漬してコ
ーティングし、コーティングペーパーを乾燥後、一方の
ペーパーは波型機で波形にし、もう一方のペーパーはそ
のままで両者を重ね合せながらリールに巻き取り焼成す
るもので、上質で低灰分の紙を使用する必要がありコス
ト高になるし、また気孔率が高いため強度が不足すると
いう欠点があつた。後者の方法は、セラミック粉末に樹
脂粉末を加熱混練し、可塑性の混合物を押出機でシート
状にし、このシートにエンボス機で突起をつけ、突起付
シートをロール状に巻き上げ焼成するもので、シートの
厚みを薄 くするのが困難という欠点があつた。 そこ
で本発明者らは、上記欠点のないハニカム構造体の製造
法について鋭意検討の結果、セラミックグリーンシート
自体をコルゲーシヨン法によつて波形に成形すれば良い
ことを見出し本発明を完成した。

すなわち本発明の要旨は、無機質粉末と有機質結合剤
とを含むグリーンシート１を製造し、これＪを単独で２
個のそれぞれの歯面の表面粗度を異にしてかみ合されて
いる歯車の間を通過させることにより波形に成形し、波
形状グリーンシート４と、別に成形した波形状又は平板
状のグリーンシート５とを積重ねて接着し、これを更に
積重ねるか又は巻いてハニカム構造体６を製作し焼成す
ることを特徴とするセラミックのハニカム構造体の製造
法にある。

以下に本発明を詳細に説明するに、本発明方法ては、ま
す無機質粉末と有機質結合剤を含むグリーンシート１を
製造する必要がある。

使用される無機質粉末としては、アルミナ、コージライ
ト、ペタライト、キータイト等が拳げられる。有機質結
合剤としては、薄いグリーンシート１に、適当な引張強
度と、波形に充分塑性変形ししかも変形後波形がくずれ
ない剛性を付与するものが用いられ、その１例としては
、塩化ビニールと酢酸ビニールとの共重合体およびフタ
ール酸エステルとの混合物である。更に詳しくは、塩化
ビニール８０〜９５％（重量％、以下同じ）と酢酸ビニ
ール２０〜５０％とを共重合し（重合度５００〜９００
）、この共重合体１５〜加部（重量部、以下同じ）と、
ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルフタレート
（ＤＯＰ）などのフタル酸エステル３〜４部を上記無機
質粉末１（１）部に添加する。このような無機質粉末と
有機質結合剤にＭＥＫ等のケトン類、エチルアルコール
等のアルコール類のような溶剤を添加し、ボールミル等
でよく混合する。

これを公知のキャスティング法により厚さ３０〜１００
μのグリーンシート１とする。次にグリーンシート１は
乾燥し、６０〜８０℃に加熱し、第１図のように２個の
それぞれの歯面の表面粗度を異にしてかみ合されている
歯車の間を通過させ歯車のかみ合せにより波形に成形す
る。成形したならば別の平板状のグリーンシートと接着
、する。この際２個のそれぞれの歯面の表面粗度を異に
してかみ合されている歯車２，３を例えば、上の歯車２
の歯面の表面粗度を０．５Ｓ（ＪＩＳＢＯ６Ｏｌ）以下
の仕上げとし、下の歯車３を３〜？の表面仕上げとする
と、シート１は表面の粗；い歯車３の方へ密着しやすく
なる。

そのため、シート１は歯車２に付着して歯車３から浮き
上がることがなく、品質のそろつた波形状シートとなる
。さらに次のように構成するとより好ましくなる。１上
の歯車２は歯面に金属に硬質クロムメッキしたものかテ
フロン加工したものを使い、下の歯車３はナイロン樹脂
製のものを使用する。

すると下の歯車３歯面の摩擦抵抗の方が大きくなり、シ
ート１は下の歯車３に、より密着し易くなる。３下の歯
車３の直径を上の歯車１の直径の１．５〜２倍にしてシ
ート１が下の歯車３に、より密着し易くする。

以上の方法により波形状グリーンシート４と平板状グリ
ーンシート５とを接着したならば、巻き取つて第３図ａ
のようにうずまき状にしたり、第３図Ｂ，ｃのように積
み重ねる。なおりでは上Ｊ面、左側面および右側面を、
ｃては上面を平板状グリーンシート７て接着している。
また第２図の方法において平板状グリーンシート５の代
りに別に成形した波形状グリーンシートを用いてピッチ
を波板状グリーンシート５に合せ積み重ねると、第３図
ｄのような構造のハニカムになる。ハニカム構造体を製
作したならば、これを焼成する。

焼成温度は、グリーンシートの成分にもよるが通常、温
度１３００〜１６００℃で４〜６時間行われる。以上の
ように本発明方法は、セラミックのグリーンシート自体
を波形に成形する方法である。

そのため強度の充分あるハニカム構造体それも膜厚の薄
いものを安価に製造できる。ちなみに従来のエンボス法
ては０．１５７ｍｎよりも薄い膜厚のものを製造するの
は困難とされていたが、本発明方法によれば、３０〜５
０μの膜厚のものでも容易に製造でき、このような薄い
膜厚でも、実用上充分な強度を有している。そのため本
発明によつて製造されたハニカム構造体は、断面積当り
のセル数が３００〜４００セル／ｄと多く、熱交換器、
触媒用担体として用いると、表面積が大きいので極めて
好適である。以下に本発明を詳細に説明するが、本発明
はその要旨を越えない限り以下の実施例により限定され
るものではない。

実施例１ アルミナ粉末９′２ｍ１シリカ、マグネシア、カルシア
等よりなる鉱化剤８部を溶剤ＭＥＫ２５部、分散剤０．
０５Ｗ）添加してポットミルにて湿式分散させる。

一方塩化ビニール、酢酸ビニール共重合体（重量比率８
：２重合度８００）１８部を可塑剤ＤＢＰ４部、ＭＥＫ
旬部で混合溶解させる。前者に溶解の完結した後者の液
を加え混合したのち、・公知のシート成形法であるドク
ターブレード法により厚み１００μのブリーンシートを
得た。ハニカム成形法を第１図で説明する。

上述した１００μ厚みのシートが図で１と５に当る。

歯車２，３はインボリュート歯車で共にモジュール０．
５．ピッチ円直径比は１：２歯車２の表面粗度は０．５
Ｓ１３の歯車のそれはμｓで仕上げてある。Ａ方向より
温風６０゜Ｃを吹きつけＢ方向より冷風（室温２５〜２
０℃）をふきつけ歯車３を駆動させることによりハニカ
ム形状６を得た。又シート５の上面は接着用溶剤として
アルコールとＭＥＫの混合溶剤を塗布しておく。このよ
うにして得たハニカム６は焼成前２００セル／Ｃｌｔｌ
焼成後３００セル／Ｃｌ，のハニカム形状を有していた
。実施例２無機粉末としてペタライト１００部をＭＥＫ
加部、分散剤０．１部添加してポットミルにて湿式分散
させる。

一方塩化ビニール、酢酸ビニール共重合物（重量比９：
１重合度７００）２３部を可塑剤ＤＢＰ５部、ＭＥＫ４
Ｏ部で混合溶解させ、完全溶解させ、完全溶解後前者と
混合する。こうして得たスリップを公知のドクター法で
厚み１００μのシートと５０μのシートを得た。これを
実施例１と同様の方法でハニカム化した。その際ハニカ
ムのモジュールとシート厚みの組合わせで下記のセル数
のハニカムを得た。

【図面の簡単な説明】

第１図はグリーンシートの成形法の１例を示す正面図、
第２図のＡ，ｂ，ｃはハニカム構造の例を示す斜視図、
ｄは正面図である。 １・・・・・・グリーンシート、２，３・・・・・・歯
車、４・・・・・波形状グリーンシート、６・・・・・
ハニカム構造体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 無機質粉末と有機質結合剤とを含むグリーンシート
   を製造し、これを単独で２個のそれぞれの歯面の表面粗
   度を異にしてかみ合されている歯車の間を通過させるこ
   とにより波形に成形し、波形状グリーンシートと、別に
   成形した波形状又は平板状のグリーンシートとを積重ね
   て接着し、これを更に積重ねるか又は巻いてハニカム構
   造体を製作し焼成することを特徴とするセラミックのハ
   ニカム構造体の製造法。 ２ 有機質結合剤が、塩化ビニールと酢酸ビニールとの
   共重合体、およびフタール酸エステルとの混合物である
   特許請求の範囲第１項記載のハニカム構造体の製造法。 ３ ２個の歯車が、それぞれの歯面の表面粗度を異にし
   てかみ合されている特許請求の範囲第１項又は第２項に
   記載のハニカム構造体の製造法。