JPS6327303B2 - - Google Patents
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- JPS6327303B2 JPS6327303B2 JP54007587A JP758779A JPS6327303B2 JP S6327303 B2 JPS6327303 B2 JP S6327303B2 JP 54007587 A JP54007587 A JP 54007587A JP 758779 A JP758779 A JP 758779A JP S6327303 B2 JPS6327303 B2 JP S6327303B2
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Classifications
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/632—Organic additives
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-
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- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
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Description
本発明は、自動車排気ガス、工場排出ガスなど
の有毒ガスを浄化する触媒を担持させるための、
コージエライト質セラミツクハニカム構造体の製
造法に関するものである。 従来のコージエライト質セラミツクハニカム構
造体の製造法は、焼成するとコージエライト質と
なるセラミツク原料に、澱粉糊またはメチルセル
ローズ、ポリビニルアルコールなどの結合剤と水
とを加えて混練し、押出成形後乾燥焼成するか、
または焼成するとコージエライト質となるセラミ
ツク原料100重量部に吸水率を高めて触媒を担持
しやすくするために、グラフアイトまたはカーボ
ン粉末を１ないし30重量部加え、澱粉糊またはメ
チルセルローズ、ポリビニルアルコールなどの結
合剤と、水とを加えて混練し、押出成形後乾燥焼
成するものであつた。従来の方法で用いられる澱
粉糊は成形助剤の役割をなすものであり、セラミ
ツク原料粒子間に結合性を付与するために澱粉糊
を水中で加熱糊化したものだけを用いていた。 これらの製造法の欠点は、グラフアイトやカー
ボン粉末などを加えない場合は吸水率の増加が意
のままにならず、またグラフアイトやカーボン粉
末などを加えた場合にはそれらの量の選定により
吸水率のコントロールは自在であるものの、この
製造法によつて製造したハニカム構造体の耐熱衝
撃力が小さいため、自動車エンジン始動時などの
急熱によつてハニカム構造体が破壊されやすいこ
とであつた。 本発明はこのような欠点を解決するためになさ
れたものであつて、吸水率をコントロールするこ
とが可能で、かつ耐熱衝撃力を向上させる手段を
得るためのものであり、焼成することによりコー
ジエライト質となるセラミツク原料100重量部に
対して澱粉粉１ないし30重量部と結合剤と水とを
加えて混練時における杯土自体の温度を70℃以下
として混練し、押出成形後乾燥焼成するコージエ
ライト質セラミツクハニカム構造体の製造法であ
る。 焼成するとコージエライト質となるセラミツク
原料とは、焼成物の主体がコージエライト結晶で
構成されるように、マグネシア、アルミナおよび
シリカ源原料を調合したものであつて、焼成物の
化学組成が最適範囲として重量％でSiO246〜53
％、Al2O331〜41％、MgO11〜16％、その他やむ
を得ない不純物３％以下であるように調合したも
のである。造孔剤として用いる澱粉粉としては澱
粉成分が糊化していない小麦粉、米粉、などを用
いる。澱粉粉末の用いうる粒度範囲は平均粒径で
0.02〜0.04ミリメートルであるがこれに限定され
るものではない。結合剤とは、澱粉糊、メチルセ
ルローズ、ポリビニルアルコール等従来用いられ
ているものと同様のものである。混練し押出成形
するにさいしては、真空土練機またはピストン式
押出機に対して、押出物をハニカム形状とするダ
イスをとりつけたものを用いる。混練中の坏土自
体の温度は70℃以下としなければならない。それ
には混練容器を冷却するなどすればよい。焼成は
コージエライト結晶を生成させるために従来知ら
れた温度で行なう。例えば、1330〜1450℃で２〜
６時間焼成する。 本発明の製造法において、糊化していない澱粉
粉を加える理由は、澱粉粉が燃焼し跡が孔となつ
て吸水率の大きな多孔体を形成し、その多孔部へ
触媒担持の前処理として用いる比表面積の大きな
例えばγ−アルミナなどの無機材料が保持されや
すくなり、γ−アルミナなどの材料中に担持され
る触媒が多量に付着し触媒作用を充分行なうこと
ができること、およびハニカム構造体の耐熱衝撃
力が極めて大となるからである。また、糊化して
いない澱粉粉でなければならない理由は、糊化し
た場合は、水に可溶性となるため、成形する時点
で、後に有形の孔となるような位置を原料中に占
め得ず、所望の吸水率を得ることができなくなる
からである。澱粉粉を１〜30重量部に限定した理
由は、第１図に示すように、本発明の製造法によ
つて製造したハニカム構造体の、熱衝撃破壊温度
差と澱粉粉添加量との関係曲線において、従来法
による無添加物に比し、澱粉粉を１重量部以上加
えると耐熱衝撃力が急激に大となり、増量につれ
逐次大となつてゆくが、30重量部をこえると急激
に小となるからである。このように澱粉粉を１〜
30重量部加えて製造したものは耐熱衝撃力が大と
なるから、ハニカム構造体を急速に昇温させるこ
とが可能となつて、触媒の高温反応をエンジン始
動後短時間で行わせることができるようになり、
自動車始動時等における有害ガスの排出を防止で
きる。さらには、ハニカム構造体が亀裂すること
が少ないから長期にわたつて耐久する。また、本
発明の製造法によつて製造したもののうち、澱粉
粉を20重量部添加したものでは従来法のうちの無
添加によるものの約２倍の全細孔容積となるの
で、排ガス浄化程度はすぐれている。なお、本発
明の製造法において、押出時の坏土温度を70℃以
下とする理由は、70℃を越えると澱粉粉が水と反
応して糊化し、前述のように、焼成後に所望の吸
水率を得ることができなくなることのほかに粘着
性を帯び、結合剤としての性能を持つようにな
り、結果として過剰の結合剤を加えたことになる
ので、押出成形直後においてハニカム構造体が次
第に変化してゆき寸法精度のよいものが得にくく
なり、また、70℃を越えるとハニカム構造体の壁
部に小亀裂を生じやすくなり、耐熱衝撃力が急に
小となるからである。 本発明において、澱粉粉を添加することによつ
て、ハニカム構造体の耐熱衝撃力が急激に大とな
る機構については未解明であるが、第３図に示す
ように、下記の測定法、すなわち混練した坏土の
一部をとり、ハニカム構造体用ダイスのついてい
ない押出機に入れ直径12mmの丸棒に押出し10mmの
長さに切断し、乾燥、焼成し、試料とし、この試
料を軸方向に直角の断面で250倍に拡大した写真
をとり、その写真につき気孔部の面積を目視で測
定し、これを試料の断面積より差し引いて、コー
ジエライト質セラミツク材料の占める面積とし
た。ついで、上記試料の軸方向に圧縮力を加えて
破壊する値を測定した。ついで、この破壊値を上
記コージエライト質セラミツク材料の占める面積
で割り、気孔部を除去したコージエライト質セラ
ミツク材料そのものの圧縮強度（無添加時を1.00
とした比）とする測定法によつて測定した強度は
澱粉粉の添加によつて大となつており、このこと
がハニカム構造体の耐熱衝撃力が向上した原因で
はないかと考える。小麦など澱粉粉の添加により
コージエライト質セラミツク材料にどのような反
応が起り、どのような組織となつて強度が向上し
たものであるかについては不明である。澱粉粉の
添加量が30重量部を越えると耐熱衝撃力が低下す
る原因は、燃焼物が多くなるため全細孔容積が大
となつて、上記した強度向上があつてもなお材料
強度が低下するためと考えられる。 つぎに、従来法のうち、グラフアイト粉末また
はカーボン粉末を添加する製造法によつて製造し
た製品の最良のものの熱衝撃破壊温度差が800℃
であるに比し、本発明によつて製造した製品の熱
衝撃破壊温度は、第１図に示したように900〜
1000℃であつて、従来品に比しすぐれているか
ら、公害防止およびハニカム構造体の耐久度向上
に格段に効果があり、さらに、潤滑作用が優れて
いるためか土練機の押出ダイスの磨耗量は約二分
の一であり、ダイスが長く耐久し、寸法精度の高
い製品を常時得ることができる。 なお、第１図および第２図における熱衝撃破壊
温度の測定法は、４個のハニカム構造体を、耐火
物製板の上に乗せ、所定温度に保つた電気炉中へ
挿入し、30分間保持し、ついで室温の炉外へとり
出し放置し試料が完全に冷却した後再び電気炉中
に挿入する。この操作を３回繰り返した後、目視
にて亀裂の有無を検査し、４個中２個以上に亀裂
がない場合には合格とし、さらにこの試料をより
50℃高温とした炉中に入れ同様の操作をくり返え
し、４個中２個以上に亀裂が発生するまで行い、
４個中２個以上に亀裂が発生した電気炉温度と室
温との温度差をもつて熱衝撃破壊温度差とするも
のである。 実施例 第１表に示す調合物に澱粉糊および水を加え、
混練時の坏土自体の温度を65℃以下になるように
冷却しながら混練し直径90mm、長さ110mmのハニ
カム構造体に押出し成形し、ついで乾燥し、焼成
した。焼成物の物理的特性および耐熱衝撃力を測
定した結果を第１表に示す。
の有毒ガスを浄化する触媒を担持させるための、
コージエライト質セラミツクハニカム構造体の製
造法に関するものである。 従来のコージエライト質セラミツクハニカム構
造体の製造法は、焼成するとコージエライト質と
なるセラミツク原料に、澱粉糊またはメチルセル
ローズ、ポリビニルアルコールなどの結合剤と水
とを加えて混練し、押出成形後乾燥焼成するか、
または焼成するとコージエライト質となるセラミ
ツク原料100重量部に吸水率を高めて触媒を担持
しやすくするために、グラフアイトまたはカーボ
ン粉末を１ないし30重量部加え、澱粉糊またはメ
チルセルローズ、ポリビニルアルコールなどの結
合剤と、水とを加えて混練し、押出成形後乾燥焼
成するものであつた。従来の方法で用いられる澱
粉糊は成形助剤の役割をなすものであり、セラミ
ツク原料粒子間に結合性を付与するために澱粉糊
を水中で加熱糊化したものだけを用いていた。 これらの製造法の欠点は、グラフアイトやカー
ボン粉末などを加えない場合は吸水率の増加が意
のままにならず、またグラフアイトやカーボン粉
末などを加えた場合にはそれらの量の選定により
吸水率のコントロールは自在であるものの、この
製造法によつて製造したハニカム構造体の耐熱衝
撃力が小さいため、自動車エンジン始動時などの
急熱によつてハニカム構造体が破壊されやすいこ
とであつた。 本発明はこのような欠点を解決するためになさ
れたものであつて、吸水率をコントロールするこ
とが可能で、かつ耐熱衝撃力を向上させる手段を
得るためのものであり、焼成することによりコー
ジエライト質となるセラミツク原料100重量部に
対して澱粉粉１ないし30重量部と結合剤と水とを
加えて混練時における杯土自体の温度を70℃以下
として混練し、押出成形後乾燥焼成するコージエ
ライト質セラミツクハニカム構造体の製造法であ
る。 焼成するとコージエライト質となるセラミツク
原料とは、焼成物の主体がコージエライト結晶で
構成されるように、マグネシア、アルミナおよび
シリカ源原料を調合したものであつて、焼成物の
化学組成が最適範囲として重量％でSiO246〜53
％、Al2O331〜41％、MgO11〜16％、その他やむ
を得ない不純物３％以下であるように調合したも
のである。造孔剤として用いる澱粉粉としては澱
粉成分が糊化していない小麦粉、米粉、などを用
いる。澱粉粉末の用いうる粒度範囲は平均粒径で
0.02〜0.04ミリメートルであるがこれに限定され
るものではない。結合剤とは、澱粉糊、メチルセ
ルローズ、ポリビニルアルコール等従来用いられ
ているものと同様のものである。混練し押出成形
するにさいしては、真空土練機またはピストン式
押出機に対して、押出物をハニカム形状とするダ
イスをとりつけたものを用いる。混練中の坏土自
体の温度は70℃以下としなければならない。それ
には混練容器を冷却するなどすればよい。焼成は
コージエライト結晶を生成させるために従来知ら
れた温度で行なう。例えば、1330〜1450℃で２〜
６時間焼成する。 本発明の製造法において、糊化していない澱粉
粉を加える理由は、澱粉粉が燃焼し跡が孔となつ
て吸水率の大きな多孔体を形成し、その多孔部へ
触媒担持の前処理として用いる比表面積の大きな
例えばγ−アルミナなどの無機材料が保持されや
すくなり、γ−アルミナなどの材料中に担持され
る触媒が多量に付着し触媒作用を充分行なうこと
ができること、およびハニカム構造体の耐熱衝撃
力が極めて大となるからである。また、糊化して
いない澱粉粉でなければならない理由は、糊化し
た場合は、水に可溶性となるため、成形する時点
で、後に有形の孔となるような位置を原料中に占
め得ず、所望の吸水率を得ることができなくなる
からである。澱粉粉を１〜30重量部に限定した理
由は、第１図に示すように、本発明の製造法によ
つて製造したハニカム構造体の、熱衝撃破壊温度
差と澱粉粉添加量との関係曲線において、従来法
による無添加物に比し、澱粉粉を１重量部以上加
えると耐熱衝撃力が急激に大となり、増量につれ
逐次大となつてゆくが、30重量部をこえると急激
に小となるからである。このように澱粉粉を１〜
30重量部加えて製造したものは耐熱衝撃力が大と
なるから、ハニカム構造体を急速に昇温させるこ
とが可能となつて、触媒の高温反応をエンジン始
動後短時間で行わせることができるようになり、
自動車始動時等における有害ガスの排出を防止で
きる。さらには、ハニカム構造体が亀裂すること
が少ないから長期にわたつて耐久する。また、本
発明の製造法によつて製造したもののうち、澱粉
粉を20重量部添加したものでは従来法のうちの無
添加によるものの約２倍の全細孔容積となるの
で、排ガス浄化程度はすぐれている。なお、本発
明の製造法において、押出時の坏土温度を70℃以
下とする理由は、70℃を越えると澱粉粉が水と反
応して糊化し、前述のように、焼成後に所望の吸
水率を得ることができなくなることのほかに粘着
性を帯び、結合剤としての性能を持つようにな
り、結果として過剰の結合剤を加えたことになる
ので、押出成形直後においてハニカム構造体が次
第に変化してゆき寸法精度のよいものが得にくく
なり、また、70℃を越えるとハニカム構造体の壁
部に小亀裂を生じやすくなり、耐熱衝撃力が急に
小となるからである。 本発明において、澱粉粉を添加することによつ
て、ハニカム構造体の耐熱衝撃力が急激に大とな
る機構については未解明であるが、第３図に示す
ように、下記の測定法、すなわち混練した坏土の
一部をとり、ハニカム構造体用ダイスのついてい
ない押出機に入れ直径12mmの丸棒に押出し10mmの
長さに切断し、乾燥、焼成し、試料とし、この試
料を軸方向に直角の断面で250倍に拡大した写真
をとり、その写真につき気孔部の面積を目視で測
定し、これを試料の断面積より差し引いて、コー
ジエライト質セラミツク材料の占める面積とし
た。ついで、上記試料の軸方向に圧縮力を加えて
破壊する値を測定した。ついで、この破壊値を上
記コージエライト質セラミツク材料の占める面積
で割り、気孔部を除去したコージエライト質セラ
ミツク材料そのものの圧縮強度（無添加時を1.00
とした比）とする測定法によつて測定した強度は
澱粉粉の添加によつて大となつており、このこと
がハニカム構造体の耐熱衝撃力が向上した原因で
はないかと考える。小麦など澱粉粉の添加により
コージエライト質セラミツク材料にどのような反
応が起り、どのような組織となつて強度が向上し
たものであるかについては不明である。澱粉粉の
添加量が30重量部を越えると耐熱衝撃力が低下す
る原因は、燃焼物が多くなるため全細孔容積が大
となつて、上記した強度向上があつてもなお材料
強度が低下するためと考えられる。 つぎに、従来法のうち、グラフアイト粉末また
はカーボン粉末を添加する製造法によつて製造し
た製品の最良のものの熱衝撃破壊温度差が800℃
であるに比し、本発明によつて製造した製品の熱
衝撃破壊温度は、第１図に示したように900〜
1000℃であつて、従来品に比しすぐれているか
ら、公害防止およびハニカム構造体の耐久度向上
に格段に効果があり、さらに、潤滑作用が優れて
いるためか土練機の押出ダイスの磨耗量は約二分
の一であり、ダイスが長く耐久し、寸法精度の高
い製品を常時得ることができる。 なお、第１図および第２図における熱衝撃破壊
温度の測定法は、４個のハニカム構造体を、耐火
物製板の上に乗せ、所定温度に保つた電気炉中へ
挿入し、30分間保持し、ついで室温の炉外へとり
出し放置し試料が完全に冷却した後再び電気炉中
に挿入する。この操作を３回繰り返した後、目視
にて亀裂の有無を検査し、４個中２個以上に亀裂
がない場合には合格とし、さらにこの試料をより
50℃高温とした炉中に入れ同様の操作をくり返え
し、４個中２個以上に亀裂が発生するまで行い、
４個中２個以上に亀裂が発生した電気炉温度と室
温との温度差をもつて熱衝撃破壊温度差とするも
のである。 実施例 第１表に示す調合物に澱粉糊および水を加え、
混練時の坏土自体の温度を65℃以下になるように
冷却しながら混練し直径90mm、長さ110mmのハニ
カム構造体に押出し成形し、ついで乾燥し、焼成
した。焼成物の物理的特性および耐熱衝撃力を測
定した結果を第１表に示す。
【表】
【表】
第１表によれば、従来法のうちのグラフアイト
粉末を添加する製造法によつて製造した製品が、
750℃差の熱衝撃で破壊を始めるのに対して、本
発明の製造法によつて製造した製品は850℃差、
多くは900℃差以上で破壊を始め、耐熱衝撃力と
しては、少くとも100℃以上優れたものが得られ
た。 上記したように、本発明の製造法は、それによ
つた製品が自動車などの排ガスをよりよく除去
し、また、製造時の生産性を向上させるものであ
るので、産業上有用である。
粉末を添加する製造法によつて製造した製品が、
750℃差の熱衝撃で破壊を始めるのに対して、本
発明の製造法によつて製造した製品は850℃差、
多くは900℃差以上で破壊を始め、耐熱衝撃力と
しては、少くとも100℃以上優れたものが得られ
た。 上記したように、本発明の製造法は、それによ
つた製品が自動車などの排ガスをよりよく除去
し、また、製造時の生産性を向上させるものであ
るので、産業上有用である。
第１図は小麦粉の添加量とハニカム構造体の熱
衝撃破壊温度差との関係曲線図、第２図は小麦粉
を添加した坏土を混練するさいの杯土温度とハニ
カム構造体の熱衝撃破壊温度差との関係曲線図、
第３図は小麦粉添加量と気孔部を除いたコージエ
ライト質セラミツク材料そのものの圧縮強度との
関係曲線図である。
衝撃破壊温度差との関係曲線図、第２図は小麦粉
を添加した坏土を混練するさいの杯土温度とハニ
カム構造体の熱衝撃破壊温度差との関係曲線図、
第３図は小麦粉添加量と気孔部を除いたコージエ
ライト質セラミツク材料そのものの圧縮強度との
関係曲線図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 焼成することによりコージエライト質となる
セラミツク原料100重量部に澱粉粉１ないし30重
量部と結合剤と水とを混練時における杯土自体の
温度を70℃以下として混合混練し、押出成形後乾
燥焼成することを特徴とするコージエライト質セ
ラミツクハニカム構造体の製造法。 ２ 澱粉粉として小麦粉または米粉を用いること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のコージ
エライト質セラミツクハニカム構造体の製造法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP758779A JPS55100269A (en) | 1979-01-25 | 1979-01-25 | Production of cordierite type ceramic honeycomb structure |
| US06/112,325 US4279849A (en) | 1979-01-25 | 1980-01-15 | Method for producing cordierite ceramic honeycomb structural bodies |
| DE3001640A DE3001640C2 (de) | 1979-01-25 | 1980-01-17 | Verfahren zur Herstellung von wärmeschockbeständigen keramischen Honigwabenkörpern aus Kordierit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP758779A JPS55100269A (en) | 1979-01-25 | 1979-01-25 | Production of cordierite type ceramic honeycomb structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55100269A JPS55100269A (en) | 1980-07-31 |
| JPS6327303B2 true JPS6327303B2 (ja) | 1988-06-02 |
Family
ID=11669937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP758779A Granted JPS55100269A (en) | 1979-01-25 | 1979-01-25 | Production of cordierite type ceramic honeycomb structure |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4279849A (ja) |
| JP (1) | JPS55100269A (ja) |
| DE (1) | DE3001640C2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002234780A (ja) * | 2001-02-01 | 2002-08-23 | Hitachi Metals Ltd | 多孔質セラミックハニカム構造体の製造方法 |
| JP2011516385A (ja) * | 2008-04-02 | 2011-05-26 | コーニング インコーポレイテッド | 蛋白質材料を用いたセラミック物品の作製方法 |
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| DE3632322A1 (de) * | 1986-09-19 | 1988-03-24 | Otto Feuerfest Gmbh | Katalysatorformkoerper sowie verfahren und vorrichtung zu seiner herstellung |
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| JP2010522106A (ja) * | 2007-03-20 | 2010-07-01 | コーニング インコーポレイテッド | セラミック・フィルタのための低収縮率施栓用混合物、栓を施されたハニカム・フィルタおよびその製造方法 |
| CN101754939A (zh) * | 2007-05-31 | 2010-06-23 | 康宁股份有限公司 | 形成钛酸铝陶瓷的批料混合物和具有成孔剂的生坯 |
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| US3183071A (en) * | 1961-06-19 | 1965-05-11 | Wakefield Corp | Abrasive article |
| US3428443A (en) * | 1965-07-26 | 1969-02-18 | Carborundum Co | Barrel finishing media |
| US3518756A (en) * | 1967-08-22 | 1970-07-07 | Ibm | Fabrication of multilevel ceramic,microelectronic structures |
| US3963504A (en) * | 1972-07-05 | 1976-06-15 | W. R. Grace & Co. | Porous ceramic structure |
| JPS602270B2 (ja) * | 1976-04-08 | 1985-01-21 | 日本碍子株式会社 | コージエライト系セラミツクハニカムおよびその製法 |
-
1979
- 1979-01-25 JP JP758779A patent/JPS55100269A/ja active Granted
-
1980
- 1980-01-15 US US06/112,325 patent/US4279849A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-01-17 DE DE3001640A patent/DE3001640C2/de not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4279849A (en) | 1981-07-21 |
| DE3001640A1 (de) | 1980-07-31 |
| DE3001640C2 (de) | 1984-02-16 |
| JPS55100269A (en) | 1980-07-31 |
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