JPS61212330A - 一体になつた高表面積相を有するモノリシツク触媒担体構造体の調製 - 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） 本発明はモノリシックセラミック触媒担体および特にセ
ラミックマトリックス内に混入された不連続高表面検相
を含む担体に関する。

（従来の技術） 従来のセラミックモノリシック触媒は触媒を実際に析出
させる高表面物質のコーディングを備えたセラミック担
体から成る。特に、通常セラミック担体は高温度で粘土
または他のセラミック物質の鋳型を焼結して調製される
。通常この方法では極めて小さい表面積となるので、従
って、−１高い表面積、並びに触媒を実際に析出する特
定の化学特性を有する他の物質を用いて被覆しなければ
ならない。低表面積セラミック壁に高表面積「薄め塗摸
コを析出するこの方法は、例えば、米国特許第２．７４
２．４３７号および第３．８２４．１９６号に開示され
ている。

（発明が解決しようとする問題点） この種の触媒担体は幾つかの欠点を持っている。

設備において、担体はダストや粒子物質を含む場合の多
いガス流にざらされ、高表面積］−ディングが基礎のセ
ラミック担体から薄くはがれる原因になる。またこの現
象は、薄め塗幌ヤ基礎のセラミック物質が異なる熱膨張
係数を有するため、担体が熱循環にさらされる場合にも
起こる。さらに、高表面積薄め塗慢に析出した触媒は、
自動車のコンバーター装置内で鉛やリンのような毒を受
は易く、従って定期的に再生または再置換しなければな
らない。従って、本発明の目的は容易に擦り減らず、耐
毒性の方法で触媒を支持する直衣面積をもつモノリシッ
ク担体を提供することにめる。ざらに本発明の目的は、
固有の触媒作用に必要な気孔と高表面積を保有すると共
に、良好な機械的性質をもつモノリシック担体を提供す
ることにある。

これらの目的および他の目的は以下に述べる本発明に合
致する。

（問題点が解決するための手段） 本発明は第１のほぼ連続したセラミックマトリックス相
と、この第１相内に埋め込まれた第２の不連続の高表面
積担体相を有する触媒用モノリシック担体を調製する方
法を提供する。この方法は、（ａ）焼結可能なセラミッ
ク物質と、このセラミック物質のための可塑化、７結合
剤の複マトリックス物体を与え：　（ｂ）　　（ｉ　＞
アルミナ、シリカ。

スピネル、チタニア、ゼオライト、ジルコニア。

およびこれらの混合物から成る群から選ばれた少なくと
も２Ｑ７ｒｔ、／９の表面積を有する多孔性酸化物；お
よび（ｉｉ）この酸化物のための可塑化５／結合剤の複
担体物体を与え；（ｃ）マトリックス物体と担体物体を
、マトリックス物体と担体物体の割合か少なくとも１．
３：”ｌであり担体物体はぼ均一に分散した複合材料を
形成するように混合し；（ｄ）複合材料物体をダイに通
して所望のモノリス形状体を形成し；セラミック物質を
中に焼結するようにモノリス形状を加熱する各工程から
成る。

この方法で調製されたモノリシック担体は所望の強度水
準まで燻桔したセラミックマトリックス、および触媒を
支持するための高表面積を与えるセラミックマトリック
ス内に凝集した多孔性酸化物の不連続相を含む。焼結し
ていても、セラミック自体は多孔性であり、セラミック
壁内でも、高表面積酸化物物質は標的の気体流に近付き
やすく適当な表面積を与え触媒寿命を延長することが認
められる。高表面積物質はく触媒活性物質を析出する際
）ハニカム壁内に埋め込まれているので、完全に埋め込
まれていると摩耗から保護され、あるいはハニカム壁自
体の主要部を形成し完全には薄片にならない。また、こ
の程度では高表面積物質は完全に埋め込まれ、セラミッ
クはフィルターとして作用し、＠媒自体に接触し逆に影
響を与える前に毒を除くかまたは毒と結合すると考えら
れる。

本発明のモノリシック担体の他の利点は、従来使用して
きたものと比較して、より濃密なセラミック物質をより
軽い高表面積酸化物相と置換することに寄与する程、重
量が軽いことである。自動車のコンバーターのように、
熱的に活性であり迅速に作用する触媒を必要とする応用
においては、本発明のモノリスにおける熱塊の縮小は［
ライト・オフコ温度に一１迅速に達することを可能にす
る。

本発明の方法は、モノリシック担体を構成する２相の各
々に対して成形可能な物体を最初に別々に形成しようと
するものである。ざらに特に、担体相として高表面積酸
化物とこの酸化物のための可塑化、／結合剤との成形可
能な組成物を、マトリックス相として煉桔可能なセラミ
ック物質とこのセラミックのための可塑化／結合剤との
成形可能な組成物から別に調製する。本発明の実施には
成形できることは重要である。その理由は以下にざらに
詳しく述べるが各組成物は型に成形し、混合し、引続い
てダイに通して押出し本発明のモノリシック担体を形成
する。

ここで使用するのに適した多孔性酸化物は、焼後、１ｇ
当り少なくとも２０尻、好ましくは１ｇ当り少なくとも
６０尻、そして最も好ましくは１ｇ当り少なくとも１０
０ｍの表面積をもつものである。

（ここで使用するｒｆｆｉ焼」の語は、揮発分を殆ど除
去できる程十分に高い温度で、しかも物質がその空孔と
表面積を殆ど失い始める温度以下に物質を加熱すること
を意味する。）酸化物は、アルミナ、シソ力、スピネル
、チタニア、ジルコニアまたはぜオライドであることが
好ましい。酸化物の混合物も使用することができる。本
発明はこれら特定の酸化物に限られないが、当業者が認
めるように、本発明は通常触媒担体として使用され上述
の特徴をもつ他の物質を使用することが期待され乞 本発明の高表面積担体相のｔｌｌ製に有用なアルミナは
、ｔｆ［’する際に、特定の表面積をもつガンマアルミ
ナまたは他の遷移アルミナを与えるものでめる。コロイ
ド状のガンマアルミナを直接使用することができ、ある
いはアルミナ−水和物のような「アルミナ前駆体コ、ま
たはアルミニウムクロロじトレードもまた使用すること
ができる。アルファアルミナ−水和物を使用する場合、
粒径は１ミクロン以下から約１００ミクロンまでである
。この種の適当な市販されている物質は、カイザー・ア
ルミニウム社のカイザー化学部門から入手できる。カイ
ザーＳＡ基板アルミナであり、コノコ社の化学部門から
入手できるキャタバル（登録商標）アルミナである。コ
ロイド状のガンマアルミナは一般に１ミクロンを超えな
い粒子の形状であるが、大きざは臨界的ではない。アル
ミニウムクロロヒトレートは一般に塩化アルミニウムの
水溶液の形・であり、アルミナの含量が少なくとも２０
重量％が好ましい。この種の適当な生成物はレヘイス・
ケミカル社から入手できるクロロヒドロール（登録商標
）、レヒドＯ−ル（登録商標）、およびレバボンド（登
録商標）アルミナ生成物である。

本光明に有用なスピネルは触媒担体としてこれまで使用
されたマグネシウムアルミネートスピネルであり、マグ
ネシウムをマンガン、コバルト。

ジルコニウムまたは亜鉛のような他の金属によって一部
置換するスピネル固溶体を含む。好ましいスピネルは１
：１のＭＩＪＯ・Ａ９Ｊ２Ｃｈスピネル＠餡えるアルミ
ナを１〜７重量％有するマグネシウム・アルミネート・
スピネルである。すなわち、約７２．０〜７３．５１１
％（７）Ａｌｚ　０３　　（ハ７ンスＭＵＯ）を有する
ものであるユこの種のスピネルはビアコウスキイ・イン
ターナショナル社から注文して入手でき、あるいはアル
ミナとマグネシアの前駆体粉末を共沈または湿ＴＡ混合
し、乾燥後Ｊ暇焼してｔｌｌ製することができるユこの
種の方法は米国特許第４．２３９．６５６号に記載され
ている。これに補足すると、スピネルの　嗅は通常２〜
２．５時間で１３００℃を超えないようにすることを見
出した０１２００℃以下のｔｌｌ、ｇ！ｌ温度が好まし
い。スピネルの調製に適するアルミナ前駆体粉末はカイ
ザーＳＡ水和アルミナまたはコノコカタバルＳＢアルミ
ナ（ベーム石アルファアルミナ−水和物）として市販さ
れている。適している酸化マグネシウム成分粉末はダウ
・ケミカル社から入手できる約４０重量％のＭｏｏを含
む水酸化マグネシウムスラリー、または水和１５１［マ
グネシウムである。

担体相のための高表面積組成物を調製するのに使用でき
る高表面積シリカはカボト社から入手できるカポシルＥ
Ｈ−５コロイド状シリカのような約１〜１０ミクロンま
たはサブミクロンの粒径のアモルファスシリカである。

コロイド状シリケートの水懸濁液のようなシリカ前駆体
もまた使用できる。高表面積担体相に使用するのに適し
ている高表面積のチタニアもまた市販されており、例え
ばドグツサ社から入手できるＰ２５Ｔｔ　０２がある。

リロ水分解したチタニウムインプロポキシドのようなチ
タニア前駆体も使用することができる。

種々の触媒および分子ふるい操作において高表面積を与
えるためにゼオライトを使用することは良く知られてい
る。本発明に有用な容易に入手できるゼオライトは公認
称呼Ａ、ＸおよびＹ、およびシリカライトを有する結晶
アルミノシリケートゼオライトを含む。ゼオライトＡ、
ＸおよびＹ。

およびこれらのｌ！ｉｌ！ｉ方法は米国特許第２．８８
２．２４３号、　　２，８８２，２４４号；および３，
１３０．００７号にそれぞれ記載されている。シリカラ
イトはネイチャー（２７１巻）Ｎα５６４５　（１９７
８）に記載されている。

アルミナおよびシリカの複合材料もまた高表面横組に対
して基材を形成することができる。アルミナ−シリカ複
合材料はダプリュ・アール・ブレース社のデビソン化学
部門およびツートン社から市販されており、あるいは、
例えば米国特許第４１２ｇ、　５２２号および４，０３
９，４７４号に記載されているようなゲルプロセスによ
って調製することができる。また、アルミナおよびシリ
カまたはこれらの前駆物質を以下に述べるような担体組
成物の調製中に直接混合することができるユ 高表面積物質がアルミナ、スピネル、またはアルミナと
シリカの混合物である場合、希土類酸化物を（アルミナ
、スピネル、またはアルミナ−シリカ混合物の重量につ
き）杓２０重量％まで添加することが好ましい。好まし
い希土Ｗ４ｗｉ化物は「セリウム亜族」、すなわち、原
子数５７〜６２の元素、特にセリウムおよびランタンで
ある。酸化セリウムが最も好ましい。特に有用なスピネ
ルは、例えば、スピネル全重量につき、約１〜２０重量
％の酸化セリウムが存在するものである。ｆｌＩ化セリ
ウムは、例えば酢酸セリウム、炭酸セリウムまたは硝酸
セリウムをスピネルの調製中に他の前駆物質粉末に添加
して混入される。同様の方法で、特に有用なアルミナと
シリカの混合物は、アルミナとシリカの全乾燥重量につ
き約５重置％の酸化セリウムが存在するものである。

高表面積担体相に使用するために好ましい多孔性酸化物
は、上述のように、遷移アルミナ、特に、マグネシウム
アルミネートスピネルおよび５０〜９３重量％のアルミ
ナと７〜５０重量％のシリカ（両者共、乾燥煉桔を基礎
とする）の混合物である。

モノリスのマトリックス相のための基礎であるセラミッ
ク物質は、現在まで当業者によってｔＩｌ製されたよう
なモノリシック担体における機械強度および良い熱的性
質を与えることができる既知の焼結可能な物質のいずれ
でもよい。セラミックはコープイライト、ムライト、タ
ルク、クレー、ジルコニア、ジルコニア・スピネル、リ
チウム・アルミノシリケート、アルミナ、シリカ、およ
びアルミナ・ジルコニア複合材料から選ぶことが好まし
い。これらの混合物は選ばれた物質が相溶性であり、当
業者が認めるように、互いに分解しない範囲まで使用で
きる。

特に記載しない限り、上記セラミック物質は通常使用さ
れる形態である。しかし、本発明のためには、セラミッ
ク物質について特別な点に注目する必要がある。コープ
イライトは、加熱すると真のコープイライトになる前駆
物質または未処理の形であるが、予備反応することが好
ましい。未処理のコープイライトを使用する場合、全重
量の１０％までの８２０３を未処理バッチに添加し、通
常よりも低い温度でコープイライトの生成を開始し、ざ
らに強度を加えることが好ましい。本発明に使用するジ
ルコニアをベースとしたセラミックは米国特許第４，４
６１，８４３号にマツクギャリイらによって記載されて
いるようなバデレー鉱石精鉱から直接作られるものが好
ましいが、従来法のいずれによってもｉＩｌ製すること
ができる。７Ｓ発明においてセラミックとして有用なア
ルミナ・ジルコニア複合材料は２〜５０重量％のジルコ
ニアを有する単斜晶ジルコニアとアルファアルミナを主
成分とするものが好ましい。これらの複合材料は当業者
に知られている方法でｊＱｌ製することができる。好ま
しいクレーはカオリンである。使用に最適なセラミック
物質は下記のようにマイクロクラッキングざれる予備反
応したコープイライトまたはムライトである。

セラミック物質は結晶内または結晶間のマイクロクラッ
キングを生じさせるかなりの量の成分を含むことができ
る。このようなマイクロクラッキングは、これらのセラ
ミックに基づくモノリシック担体の耐熱衝撃性を高め、
従って、使用に際しモノリスを温度の急変にさらすこと
ができる場合に好ましい。このような成分を含み、従っ
て、本発明の範囲内で使用するために期待されるセラミ
ック物質は、アイ・エム・ラッチマンによって米国特許
第３．５２８．８３１号、　　３，５４９，４００号お
よび３，５７８、４７１号に開示されている。セラミッ
ク物質に添加するために好ましいマイクロクラッキング
剤はチタン酸アルミニウムであり、通常１−固溶体コと
してセラミックマトリックス中に基礎のセラミック物質
と共に混入される。ムライトを含むチタン酸アルミニウ
ム固溶体はディらによる米国特許第４、４８３．９４４
号に開示されている。

セラミック物質は、２００メツシユく米国標準）よりも
細かい寸法の微粒状形態が好ましく、３２５メツシユ（
米国標準）よりも細かい寸法がさらに好ましい。このよ
うな特性をもつセラミック物質は、次のモノリスの生成
中に、多孔性酸化物担体相の表面積に不利に作用する温
度よりも低い温度で、−１容易に焼結することができる
。

高表面積物質とセラミックマトリックス物質は、これら
の物質を可塑化した塊に結合する追加の物質と成分物質
とを混合することによって、成形性物体に単独で成形さ
れる。この可塑化、／結合剤は、２種の物体で各々に対
して同じであることができ、このような目的に対しセラ
ミック技術で通常使用される既知の物質のいずれででも
よい。適当な可塑化、／結合剤は次に示す刊行物に開示
されている。

「燻成前のセラミック処理コ、ジョージ・ワイ・オノダ
著（Ｊｒ、　　＆　　Ｌ、　Ｌ、　ＨｅｎＣｈ、　Ｊｏ
ｈｎｗｔ＋ｅｙ　　＆　　５ｏｎｓ　、　二１−Ｅ３−
り）。

「低圧押出下の数グループの有機バインダの研究」、シ
ー・シー・トライシェル・アンド・イー・ダプニュ・エ
ムリッチ、ジャーナル・オブ・ザ・アメリカン・セラミ
ック・ソサイアテイ、（２９）１２９〜１３２頁、１９
４６゜ 「セラミック系用有機（一時的）バインダコ、ニス・レ
ビン・セラミック・エージ、（７５）、１１号、３９＋
頁、１９６０年１月。

「セラミック系用一時的有機バインダコ、ニス・レビン
、セラミック・エージ、（７５）、第２号、２５＋頁、
１９６０年２月。

メチルセルロースまたはシリコン樹脂が好ましい。使用
するのに好ましいシリコン樹脂はワイヤーによって米国
特許第３．０９０．６９１号に記載されているものでお
る。最適のバインダはダウ・ケミカル社から入手できる
メトセルＡ４１Ｖｌのようなメチルセルロースである。

成分物質（担体物体のための高表面積多孔性酸化物：マ
トリックス物体のためのセラミック物質）は単独に、成
形性間を形成するために十分な量の可塑化７／結合剤と
混合する。一般に、多孔性酸化物またはセラミック物質
の重量につき、約１〜２０重量％の可塑化、／結合剤を
使用する。全物体の重量につき杓１重量％までの界面活
性剤または潤滑剤、例えばステアリン酸ナトリウムを使
用すると混合が容易であるｅ混合工程を液体中で行う必
要があるが、水が好ましく、これはざらに可塑剤として
作用する。可塑化／結合剤はシリコーン樹脂である場合
、水の他にイソプロピルアルコールを使用することが好
ましい。従来の混合装置を使用することができるが、混
合マラーの使用が好ましい。

本発明方法によれば、高表面積担体物質の可塑化塊とセ
ラミックマトリックス物質の可塑化塊を、単独に不連続
物体に成形し、最終の所望の形状のモノリシック触媒担
体を形成するようにダイを通して一緒に押出すために混
合する。本発明の方法は特にハニカム担体の形成に良く
適している。通常、担体物体とマトリックス物体を混合
し、担体物体が不連続相を全体に構成する複合材料物体
を形成する。また担体物体は均一にまたはほぼ均一に複
合材料全体に分散する必要がある。適当に分散させるた
めには、通常マトリックス物体と担体物体の割合は少な
くとも約１．３：Ｌ好ましくは少なくとも１．５：１で
ある。マトリックス物体と担体物体の寸法と形状がほぼ
同じであることが好ましい。また上記割合の他に、この
ような複合材料から形成したモノリスは、好ましくは、
約１０〜４０重量％の高表面横組を含む。

複合材料は、担体物質が均一に、またはほぼ均一に全体
に分散しており、別個の相の中に存在している限り、ま
た複合材料をダイに通して押出し最終のモノリス形状に
成形できる限り、いかなる寸法または形状であってもよ
い。また、複合材料の形成方法はこれらの基準が実質的
に一致するようなものであれば、いかなる手段であって
もよい。

この方法の好適例では、高表面積物質の可塑化塊とセラ
ミック物質の可塑化塊を、単独にダイに通して縦長の形
状、好ましくは矩形、六角形、または円形断面に押出す
。好ましくは、円形断面の直径はマトリックス物体に対
しては約０，６３〜１．２７　ｃｍ　（０，２５〜０．
５インチ）、担体物体に対しては約０．１５〜０．２５
　ａｎ　（０，０６〜０．１インチ）であるっ正方形断
面については、辺の長さはマトリックス物体に対しては
約０．１５〜１．２７ｏ＋＋（０、（）６〜０．５イン
チ）であり；六角形断面については、辺の長さは両方の
物体に対して０．３８〜１．０２　ｃｒＲ（０，１５〜
０．１１インチ）であることが好ましいＣ最も好ましく
は、担体物体とマトリックス物体の両方を、約０．６３
３（０，２５インチ）の辺をもつ六角形断面のロッドと
して押出す。

次に押出した物体を軸方向または縦方向にロッドを混合
させて単一の複合体に組立てる。最適には、ロッドを実
質的に平行にするように行う。担体物体を均一に、また
はほぼ均一に複合材料全体に分散するように配置する。

適当に分散させるには、通常マトリックス物体と担体物
体との割合は複合材料において少なくとも１．５：１、
好ましくは少なくとも約２：１である。焼成後、このよ
うな複合材料から成形したモノリスは、約１０〜４０重
量％の高表面横組を含むことが好ましい。

例として、第１図は２相の物質の六角形ロットの複合材
料の断面図である。高表面積担体物体１は、ざらに数の
多いセラミックマトリックス物体２の間に均一に分散す
る。各高表面積担体物体は少なくとも一部がマトリック
ス物体によって含まれている。

このように形成した複合材料を次に、１回または２回以
上ロッドダイに通して押出し、それ自体の断面積とこの
中に埋め込まれた高表面積担体相の断面積を減らし、ざ
らに高表面横組をセラミックマトリックス相全体に分散
させることが好ましい。複合材料の断面積の寸法を元の
成分ロッドの１本の断面積の寸法まで減らすようにダイ
に通して押出すことが最も好ましい。この方法では、複
合材料内の高表面横組の最大断面寸法は、複合材料を最
後に押出す最終のモノリス形状の壁厚よりも小ざいこと
が好ましい。第２図は六角形ロッドダイに通して１回押
出した後の第１図の複合材料を示す。元のアセンブリを
一体に保っている。高表面積物体１ａは、セラミックマ
トリックス物体の形をなす実質的に連続した相に埋め込
まれている。

最後に、複合材料をダイに通して押出し、所望の形状の
最終モノリスを形成する。第３図は上述のような複合材
料の押出しによって形成されたハニカムモノリスの拡大
部分である。高表面横組の不連続部分１ｂは、壁構造の
主要部を構成するセラミックマド１）″ックス相２ｂ内
に完全にまたは実質的に埋め込まれている。代表的なハ
ニカムモノリスは、例えば、壁厚が１．７８　Ｘｌ０−
２α（７ミル）で、６−４５　ａｔｌ　（１平方インチ
）につき４００平方セルを有する。また、俵の例では、
壁厚が５．０８　Ｘｌ０−２３（２０ミル〉で、２００
平方セルを有する。

モノリス形状体は、セラミック物質を焼結するために十
分な温度と時間で加熱する。任急にこの加熱／焼結工程
を行い約１００°〜１２０℃に形状体を乾燥する。加熱
、／焼結は一般に約８００°〜１２００℃で行うが、シ
リコーン樹脂をセラミックマトリックス用のバインダと
して使用する場合でも、特にセラミックのアルミナ含量
が高い場合でも５００°Ｃの低い温度で充分である。好
ましくは、焼結工程の温度は約１１００℃〜１１５０℃
を越えない。セラミックを燐桔するために用いた温度に
もかかわらず、埋め込まれた多孔性酸化物担体相は高表
面積を保持し、モノリシック担体は好ましくは１９肖た
り少なくとも８〜１０尻、ざらに好ましくは少な（とも
１５〜２０７Ｆｆ／９の全表面積を有する。

本発明のモノリシック担体は高表面積相の化学と構造に
よってそれ自身若干の触媒活性をもつことができる。ざ
らに担体は、全体に分散しているが一般に埋め込まれた
多孔性酸化物担体相によって与えられた高表面積部位に
一層濃縮された追加の触媒活性成分を含むことができる
。これらの追加の触媒成分を既知の方法によってモノリ
ス（混入することができる。好ましくは、これらの成分
は、最終構造を製造焼結した後、担体物体に析出させる
。

本発明のモノリシック担体は、望ましくない成分を触媒
によってガスの流れに変換させた後、ざらに流れを処理
し大気中に排出させなければならないような大抵の応用
に有用である。特にセラミックマトリックス相をマイク
ロクラッキングする場合に、担体は良い耐熱衝撃性をも
ち、従って温度が急速に何回も変化する場合に応用する
のに有用である。本発明の担体の熱衝撃に耐えられる能
力は、特にトラックまたは自動車の排ガスを一層無害な
形に触媒によって転換するために特に適している。

以下の実施例は本発明の種々の好適例を示すものである
。これらの実施例は本発明を限定するものではない。

（実施例１〜４） 次に示す実施例１〜４では、表に示した物質を使用して
、セラミックマトリックス物体と高表面積担体物体とを
形成した。

実施例　　　セラミック物質　　　　　　　　高表面積
物質ショナル社。

カイザーＳＡアルミナ およびカポシルＥＨ−５シリカ を使用。

各実施例に対する高表面積物質とセラミック物質を単独
に、混合フラー中に追加の６重量％のメトセル（登録商
標）Ａ４Ｍメチルセルロースと潤滑剤として０．５重量
％のステアリン酸ナトリウムを用いて混合した。蒸留水
を加えてさらに塊を可塑化させた。各実施例の２種の混
合物を単独にヌードルダイに通して押出し、ざらに六角
形ダイに通して分離し、六角形断面が一辺０．６３　ａ
ｎ　（０，２５インチ）ロッドを形成した。

各実施例について、押出したロッドな、２４本のセラミ
ック物質ロッドと１３本の高表面積ロッドを用い、単一
複合材料六角形のジグに組立てた。この複合材料を数回
六角形ロッドダイに通して、高表面積相の断面積を小さ
くして、これらセラミック物質相全体に分散させた。次
にこの複合材料をハニカムダイに通して押出した。実施
例１〜３の複合材料を押出して、６．４５ｍ（１平方イ
ンチ）につき２００平方開口を有し、壁厚が３．０５　
Ｘ１０’３（１２ミル）のハニカム形状を生成した。実
施例４の複合材料を押出して６．４５ＣＩＡ（１平方イ
ンチ）につき４００平方開口を有し、壁厚が１．７８　
ｘｌＯ−２（７ミル）のハニカム形状を生成した。

各実施例のハニカム形状をアルミホイルに包み、１１０
℃にて１６時間蒸気乾燥し、次に４時間または６時間種
々の温噴で加熱し、セラミックマトリックス相を焼結し
た。実施例１，３および４の高表面積担体物質の六角形
ロッド（実施例２の担体相は実施例３のものと同じであ
った）を、同様の条件下に加熱し、別々の特性を確かめ
ることができた。加熱温度と時間によるハニカムモノリ
スとロッドの表面積を次表に示す。

１２００／　６　　４．９ １２５０／　６　　０．５ １１５０／　６　　３４．１　　　　　　　　ｎ１２０
０／　６　　２１．８ １２５０／　６　　１６．３ １３００／８　　６．７ 罠餅匿 １２００／６　　４．５　　　　　　　　　　ｎ１２５
０／　６　　２．４ 蕊誼は ハニカム１（）００／６　　１１．６ １０００／　６　　１１．２ １１５０／　６　　７．１ １２００／　６　　５．６ １１５０／　４　　９．２ １２００／　４　　５．９ １２００／　４　　７．５ １２５０／　４　　５．０ １２５０／　４　　４．７ １１５０／　４　　２４．１ １２（Ｋｌ／　４　　２２．２ １２００／　４　　２２．９ １２５０／　４　　１７．２ １２５０／　４　　１９．２ 刺鱈Ａ ハニカム　　　　１０００／　４　　２２．８１１００
／　４　　１３．８ １１５０／　４　　６．９ １２００／　４　　４．０ １２５０／　４　　１．４ アルミナ／ シリカロッド　１０（）Ｏ／　４　　９４．６１１００
、／　４　　７５．０ １１５０／　４　　６４．４ １２００／　４　　５２．１ １２５０／　４　　３１．８

【図面の簡単な説明】

第１図は物体の空間関係を示す細長いマトリックス物体
と担体物体の複合材料の断面図、第２図はロッドダイに
通して押出した後の複合材料の拡大断面図、 第３図はハニカム構造体の壁の一部を示し、担体相が壁
のセラミック構造体内に埋め込まれている拡大図である
。 １・・・高表面積担体物体 １ａ・・・ １ｂ・・・ ２・・・セラミックマトリックス物体 ２ａ・・・ ２ｂ・・・ Ｆｉｇ、／

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）第１の実質的に連続したセラミックマトリックス相
   と、この第１の相内に埋め込まれた第２の不連続高表面
   積担体相を有し、 （ａ）焼結可能なセラミックと該セラミックのための可
   塑化／結合剤との混合物を有する複マトリックス物体を
   与え； （ｂ）（ｉ）アルミナ、シリカ、スピネル、チタニア、
   ジルコニア、ゼオライト、およびこれらの混合物から成
   る群から選ばれた少なくとも２０ｍ＾２／ｇの表面積を
   有する多孔性酸化物、および（ｉｉ）該酸化物のための
   可塑化／結合剤の混合物を有する複担体物体を与え； （ｃ）該マトリックス物体と担体物体とを、マトリック
   ス物体と担体物体の割合が少なくとも１．３：１であり
   担体物体を実質的に均一に全体に分散した複合材料を形
   成するように混合し； （ｄ）該複合材料物体をダイに通して所望の形状に形成
   し；および （ｅ）該形状を加熱してその中のセラミック物質を焼結
   する 各工程から成るモノリシック触媒担体の製造方法。 ２）セラミックが、コーディライト、ムライト、クレー
   、ジルコニア、ジルコニア・スピネル、アルミナ、シリ
   カ、リチウム、アルミノシリケート、アルミナ・ジルコ
   ニア、およびこれらの混合物から成る群から選ばれる特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ３）セラミックが予備反応したコーディライトまたはム
   ライトであり、多孔性酸化物がスピネル、遷移アルミナ
   、またはアルミナとシリカの混合物である特許請求の範
   囲第２項記載の方法。 ４）セラミックが予備反応したコーディライトであり、
   多孔性酸化物がスピネルである特許請求の範囲第３項記
   載の方法。 ５）セラミックが予備反応したコーディライトであり、
   多孔性酸化物がアルミナとシリカの混合物である特許請
   求の範囲第３項記載の方法。 ６）多孔性酸化物が、多孔性酸化物の重量に基づき、約
   ２０重量％までの希土類酸化物を含む特許請求の範囲第
   ３項記載の方法。 ７）多孔性酸化物が、多孔性酸化物の重量に基づき、約
   ２０重量％までの希土類酸化物を含む特許請求の範囲第
   ４項記載の方法。 ８）多孔性酸化物が、多孔性酸化物の重量に基づき、約
   ２０重量％までの希土類酸化物を含む特許請求の範囲第
   ５項記載の方法。 ９）マトリックス物体と担体物体が縦長の形状であり、
   工程（ｃ）においてマトリックス物体と担体物体の割合
   が少なくとも１．５：１である物体を縦に混合して含む
   特許請求の範囲第１項から第８項のいずれか１項記載の
   方法。 １０）縦長のマトリックス物体が約０．６３〜１．２７
   ｃｍ（０．２５〜０．５インチ）の直径をもつ実質的に
   円形の断面を有するロッドの形状であり、 縦長の担体物体が約０．１５〜０．２５ｃｍ（０．０６
   〜０．１インチ）の直径をもつ実質的に円形の断面を有
   するロッドの形状である特許請求の範囲第２項から第９
   項のいずれか１項記載の方法。 １１）縦長のマトリックス物体と担体物体が一辺が０．
   ３８〜１．０２ｃｍ（０．１５〜０．４インチ）の実質
   的に六角形の断面を有するロッドの形状である特許請求
   の範囲第２項から第９項のいずれか１項記載の方法。 １２）第１の実質的に連続したセラミックマトリックス
   相と、この第１の相内に埋め込まれた第２の不連続高表
   面積担体相を有し、 （ａ）焼結可能なセラミックと該セラミックのための可
   塑化／結合剤との混合物を有する複マトリックス物体を
   与え； （ｂ）（ｉ）アルミナ、シリカ、スピネル、チタニア、
   ジルコニア、ゼオライト、およびこれらの混合物から成
   る群から選ばれた少なくとも２０ｍ＾２／ｇの表面積を
   有する多孔性酸化物、および（ｉｉ）核酸化物のための
   可塑化／結合剤の混合物を有する複担体物体を与え； （ｃ）該マトリックス物体と担体物体とを、マトリック
   ス物体と担体物体の割合が少なくとも１．３：１であり
   担体物体を実質的に均一に全体に分散した複合材料を形
   成するように混合し； （ｄ）該複合材料物体をダイに通して所望の形状に形成
   し；および （ｅ）該形状を加熱してその中のセラミック物質を焼結
   する 各工程から成るモノリシック触媒担体の製造方法によっ
   て製造されたモノリシック触媒担体。 １３）第１の実質的に連続したセラミックマトリックス
   相と、この第１の相内に埋め込まれた第２の不連続高表
   面積担体相を有し、 マトリックス相が６０〜９０重量％のモノリスであり、
   高表面積相が１０〜４０重量％のモノリスであり、少な
   くとも２０ｍ＾２／ｇの表面積を有し、アルミナ、シリ
   カ、スピネル、チタニア、ジルコニア、ゼオライト、ま
   たはこれらの混合物を有するモノリシック触媒担体。 １４）セラミックマトリックス相がコーディライト、ム
   ライト、クレー、タルク、ジルコニア、ジルコニア・ス
   ピネル、アルミナ、シリカ、リチウムアルミノシリケー
   ト、アルミナ・ジルコニア、またはこれらの混合物であ
   る特許請求の範囲第１３項記載のモノリシック触媒担体
   。 １５）セラミックがコーディライトである特許請求の範
   囲第１４項記載のモノリシック触媒担体。 １６）高表面積相が遷移アルミナである特許請求の範囲
   第１５項記載のモノリシック触媒担体。 １７）高表面積相がスピネルである特許請求の範囲第１
   ５項記載のモノリシック触媒担体。 １８）高表面積相がアルミナとシリカの混合物である特
   許請求の範囲第１５項記載のモノリシック触媒担体。