JPS6356187B2 - - Google Patents
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- JPS6356187B2 JPS6356187B2 JP55166643A JP16664380A JPS6356187B2 JP S6356187 B2 JPS6356187 B2 JP S6356187B2 JP 55166643 A JP55166643 A JP 55166643A JP 16664380 A JP16664380 A JP 16664380A JP S6356187 B2 JPS6356187 B2 JP S6356187B2
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Classifications
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24149—Honeycomb-like
Description
本発明はコージエライト質セラミツクハニカ
ム、特に熱衝撃抵抗性の優れたコージエライト質
セラミツクハニカムを製造する方法に関する。 コージエライト(2MgO・2Al2O3・5SiO2)の
焼成体は熱膨張係数が約2.5×10-6/℃できわめ
て小さく、急熱急冷に対する抵抗性も大きいの
で、電熱器用耐火物、耐電弧磁器、化学工業用装
置材料などに用いられている。また、自動車排気
ガス浄化装置における触媒担体としても利用さ
れ、とりわけハニカム状触媒担体として利用され
る。この場合いくつかの特性が要求されるが、熱
衝撃抵抗性が最も重要である。それは排気ガス中
の未燃焼の炭化水素、一酸化炭素を触媒を用いて
酸化させる際の急激な発熱によつて焼成体内に温
度差及び従つて熱応力が発生し、亀裂又は破壊が
発生しやすいからである。この場合の熱衝撃抵抗
性は急熱急冷に対する耐久温度差で表わされる。
その耐久温度差は熱膨張係数と密接な関係があ
り、熱膨張係数が小さいほど耐久性能も優れてい
る。さらには、振動に対する機械的強度も重要な
特性である。そして、このような所要特性の観点
から、セラミツクスハニカム触媒担体としてはコ
ージエライト材料が一般的に使用されている。 一般的には、タルク、カオリン及び水酸化アル
ミニウムを原料として、これらの混合物からなる
粘土をハニカム形状に成形後、焼成してコージエ
ライト組成物を得る。これらの粘土を出発原料と
すると、板状結晶のタルクが例えば押出成形の際
その押出方向に配向し、焼成して得られるコージ
エライト質セラミツクスはコージエライト結晶の
熱膨張係数異方性の影響を受けて、押し出し方向
の熱膨張係数の小さいものが得られる。 しかし、まさにその異方性のゆえに押し出し方
向に直角な板厚方向の熱膨張係数は大きくなる。
そのために焼結体内部に温度変化の際に熱応力が
生じ、それが構成結晶又は粒界の強度の限界を越
えると、粒内又は粒界に微細な亀裂が生じる。そ
れ故に、機械的強度が低下し、熱衝撃抵抗性が低
下して、耐久性も悪くなるという欠点がある。 さらに、これらの原料粘土は含水結晶であるた
めに、焼成の際に構造変化に伴なう体積変化があ
らわれ、収縮率が大きくなつて焼成亀裂を生じる
という欠点もある。この欠点を除去するために、
適当量の仮焼粘土を添加して、収縮率を小さくす
ることが一般的に行なわれてきた。しかしなが
ら、仮焼粘土の量が多くなると、コージエライト
質セラミツクスの熱膨張係数が大きくなつて、熱
衝撃抵抗性が低下するという欠点がある。 以上と異なり、コージエライト組成のガラスか
らコージエライト質セラミツクスを製造する方法
も行なわれている。これはコージエライト組成調
合物を一旦加熱して得られたガラスを、粉砕し、
これを原料として成形し、焼成して、コーデイエ
ライト結晶を折出させる方法である。例えば、
SiO2、Al2O3、MgOからなるコージエライト組
成調合物を溶融、冷却、粉砕してコージエライト
組成ガラスを得ることができるが、このようなガ
ラスは成形性が悪く、多量のバインダを必要とす
るという欠点がある。さらに、このガラスを焼成
して結晶化させたコージエライト質セラミツクス
は、熱膨張係数は小さいが機械的強度も小さいと
いう欠点を有している。 本発明の目的は、以上のような従来技術の欠点
を解決することである。 本発明の一つの目的は、熱衝撃抵抗性とりわけ
その耐久性が改良されたコージエライト質セラミ
ツクスの製造方法を提供することである。 本発明のもう一つの目的は、熱衝撃抵抗性の優
れたコージエライト質セラミツクスを製造する条
件を簡単にし、その処理を容易にすることであ
る。 本発明は、同様に、熱衝撃に対する耐久性の改
良された自動車排ガス浄化装置用セラミツクスハ
ニカム触媒担体を製造する方法を提供すること
を、その目的の一つとしている。 上記目的を達成する本発明は、(a)カオリン、タ
ルク並びに酸化アルミニウム及び(又は)加熱に
より酸化アルミニウムになるアルミニウム化合物
からなり、かつコージエライト組成を有する調合
材料、(b)コージエライト組成のガラス(c)有機バイ
ンダ、及び(d)水を含み、かつ上記成分(b)の割合が
上記成分(a)および(b)の全量に対して30〜70wt%
である出発原料を混練し、ハニカム状に押出し成
形し、乾燥し、そして焼成することによつて得ら
れたコージエライト質セラミツクハニカムの熱膨
張係数が互いに直角をなす三方向で測定して、そ
れらの間のバラツキの差が0.2×10-6/℃以下で
あることを特徴とするコージエライト質セラミツ
クハニカムの製造方法にある。 本発明によれば、カオリン、タルク並びに酸化
アルミニウム及び(又は)加熱により最終的に酸
化アルミニウムになるアルミニウム化合物からな
るコージエライト組成原料調合物とコージエライ
ト組成ガラスとを混合して出発原料としているの
で、押出し成形し、焼成して得たコージエライト
質セラミツクスにおいて全体として低膨張率の無
配向なコージエライト体が得られる。それは、コ
ージエライト組成原料調合物は反応してコージエ
ライトになるがガラスの影響で無配向のコージエ
ライトが生成される一方、ガラスは1200℃よりコ
ージエライト結晶が折出してくるがこれは最初か
ら無配向であるため、全体としてそうなるのであ
る。このような無配向なコージエライト質セラミ
ツクスはどの方向の熱膨張係数も同じ値となり、
1.2×10-6/℃以下でかつそのバラツキも0.2×
10-6/℃以下のバラツキにおさえられたものが得
られる。従つて、自動車におけるような苛酷な冷
熱サイクルを受けても熱応力が発生しにくくなり
熱衝撃に対する耐久性が改良される。ここで、熱
膨張係数は25〜1000℃の間の平均値である。 さらに、本発明においてはコージエライト組成
ガラスを用いているので、仮焼物を用いた場合と
同じ効果が生じて焼成時の収縮率も非常に小さく
なり、焼成等の処理が容易になる。即ち、収縮率
の減少により焼成亀裂が発生しにくくなるために
焼成条件がゆるやかなものとなる。しかも仮焼物
添加の場合のように製品の特性を悪くすることが
ない。即ち、コージエライト組成ガラスはほぼ
100%コージエライト化するために熱膨張係数が
悪くならないし、ガラスからコージエライトに変
化する温度は約1250℃〜1300℃と低い。他方、前
記の調合物がコージエライト化する温度は約1370
℃であり、全体としては1380〜1460℃で焼成す
る。それ故に、ガラスからコージエライトになつ
たものは緻密になり、全体として強度も仮焼物添
加のものと比較するといくらかは向上していると
いう効果もある。仮焼物の場合には添加量が多く
なると熱膨張係数が極端に悪くなるが、コージエ
ライト組成ガラスは焼成の際殆んど100%がコー
ジエライト結晶になるのでそうしたことがない。 さらに、コージエライト組成のガラスだけを使
用する製法と比較した場合、本発明方法において
は、タルク、カオリン及び、例えば水酸化アルミ
ニウムからなるコージエライト組成調合材料を含
んでいるので、押出成形性も良好であり、バイン
ダの量も増やす必要がないという利点がある。 本発明方法においては、生製品の成形性を良く
するために有機バインダ及び水を添加するが、そ
の量は混合物に流動性を与えて成形を容易にする
一方、成形後形が保持される程度とする。具体的
には、出発原料全体に対して有機バインダ3〜
8wt%、水18〜23wt%が適当であり、これら以外
に潤滑剤を少量添加してもよい。 また、原材量の混練、成形及び焼成は業界公知
のいろいろな方法を使用することが可能である。
混練は、原材料を粉末化した後、ニーダー式ある
いはバンバリ式などの混練機を用いて行なうこと
もできる。成形はハニカム状に押出し成形する。
焼成の条件は本発明方法で使用されるタルク、カ
オリン、及びアルミニウム化合物からなるコージ
エライト組成原料調合物が焼成される温度及び時
間であれば十分であり、具体的には、約1370℃〜
約1455℃の温度、約5〜100時間(燃料コストを
考慮すると約5〜約10時間が好ましい)である。 なお、タルク、カオリン、及びアルミニウム化
合物からなるコージエライト組成原料調合物及び
コージエライト質ガラスの全量に対する、後者の
混合割合は、30〜70重量パーセントにすると効果
が明瞭である。 こうして本発明方法によつて、熱衝撃抵抗性に
優れ、とりわけ熱衝撃環境における耐久性を改良
されたコージエライト質セラミツクスを得ること
が可能となる。こうして得られる製品は、自動車
排気ガス浄化用触媒担体として有利に使用できる
ことは勿論、その他いろいろな用途に利用されう
ることが明らかであろう。 以下例によつて本発明を更に詳細に説明する
が、これらはあくまでも説明を目的とし本発明を
限定するものではない。 例1 (試料) 試薬:MgO(タテホ化学製SST−No.3、純度99.8
%)、Al2O3(住友化学製AL−23、純度99.8
%)及びSiO2(共立化学製Q−1珪砂、純
度99.7%):を用いて、電気炉(直接通電
法)で1600℃の温度にて2時間溶融させて
から、これを水中冷却し、メノウ玉石を用
いた振動ミルで平均粒径7.0μに粉砕して、
コージエライト組成ガラスを調製した。こ
のガラスの成分は第1表に掲載した。な
お、直接通電法とは、炉内に原料を充満さ
せ、その原料中に位置する電極(例、タン
グステン)間に電流を流すことによつて原
料を融解させる方法のことで、連続的作業
も可能である。
ム、特に熱衝撃抵抗性の優れたコージエライト質
セラミツクハニカムを製造する方法に関する。 コージエライト(2MgO・2Al2O3・5SiO2)の
焼成体は熱膨張係数が約2.5×10-6/℃できわめ
て小さく、急熱急冷に対する抵抗性も大きいの
で、電熱器用耐火物、耐電弧磁器、化学工業用装
置材料などに用いられている。また、自動車排気
ガス浄化装置における触媒担体としても利用さ
れ、とりわけハニカム状触媒担体として利用され
る。この場合いくつかの特性が要求されるが、熱
衝撃抵抗性が最も重要である。それは排気ガス中
の未燃焼の炭化水素、一酸化炭素を触媒を用いて
酸化させる際の急激な発熱によつて焼成体内に温
度差及び従つて熱応力が発生し、亀裂又は破壊が
発生しやすいからである。この場合の熱衝撃抵抗
性は急熱急冷に対する耐久温度差で表わされる。
その耐久温度差は熱膨張係数と密接な関係があ
り、熱膨張係数が小さいほど耐久性能も優れてい
る。さらには、振動に対する機械的強度も重要な
特性である。そして、このような所要特性の観点
から、セラミツクスハニカム触媒担体としてはコ
ージエライト材料が一般的に使用されている。 一般的には、タルク、カオリン及び水酸化アル
ミニウムを原料として、これらの混合物からなる
粘土をハニカム形状に成形後、焼成してコージエ
ライト組成物を得る。これらの粘土を出発原料と
すると、板状結晶のタルクが例えば押出成形の際
その押出方向に配向し、焼成して得られるコージ
エライト質セラミツクスはコージエライト結晶の
熱膨張係数異方性の影響を受けて、押し出し方向
の熱膨張係数の小さいものが得られる。 しかし、まさにその異方性のゆえに押し出し方
向に直角な板厚方向の熱膨張係数は大きくなる。
そのために焼結体内部に温度変化の際に熱応力が
生じ、それが構成結晶又は粒界の強度の限界を越
えると、粒内又は粒界に微細な亀裂が生じる。そ
れ故に、機械的強度が低下し、熱衝撃抵抗性が低
下して、耐久性も悪くなるという欠点がある。 さらに、これらの原料粘土は含水結晶であるた
めに、焼成の際に構造変化に伴なう体積変化があ
らわれ、収縮率が大きくなつて焼成亀裂を生じる
という欠点もある。この欠点を除去するために、
適当量の仮焼粘土を添加して、収縮率を小さくす
ることが一般的に行なわれてきた。しかしなが
ら、仮焼粘土の量が多くなると、コージエライト
質セラミツクスの熱膨張係数が大きくなつて、熱
衝撃抵抗性が低下するという欠点がある。 以上と異なり、コージエライト組成のガラスか
らコージエライト質セラミツクスを製造する方法
も行なわれている。これはコージエライト組成調
合物を一旦加熱して得られたガラスを、粉砕し、
これを原料として成形し、焼成して、コーデイエ
ライト結晶を折出させる方法である。例えば、
SiO2、Al2O3、MgOからなるコージエライト組
成調合物を溶融、冷却、粉砕してコージエライト
組成ガラスを得ることができるが、このようなガ
ラスは成形性が悪く、多量のバインダを必要とす
るという欠点がある。さらに、このガラスを焼成
して結晶化させたコージエライト質セラミツクス
は、熱膨張係数は小さいが機械的強度も小さいと
いう欠点を有している。 本発明の目的は、以上のような従来技術の欠点
を解決することである。 本発明の一つの目的は、熱衝撃抵抗性とりわけ
その耐久性が改良されたコージエライト質セラミ
ツクスの製造方法を提供することである。 本発明のもう一つの目的は、熱衝撃抵抗性の優
れたコージエライト質セラミツクスを製造する条
件を簡単にし、その処理を容易にすることであ
る。 本発明は、同様に、熱衝撃に対する耐久性の改
良された自動車排ガス浄化装置用セラミツクスハ
ニカム触媒担体を製造する方法を提供すること
を、その目的の一つとしている。 上記目的を達成する本発明は、(a)カオリン、タ
ルク並びに酸化アルミニウム及び(又は)加熱に
より酸化アルミニウムになるアルミニウム化合物
からなり、かつコージエライト組成を有する調合
材料、(b)コージエライト組成のガラス(c)有機バイ
ンダ、及び(d)水を含み、かつ上記成分(b)の割合が
上記成分(a)および(b)の全量に対して30〜70wt%
である出発原料を混練し、ハニカム状に押出し成
形し、乾燥し、そして焼成することによつて得ら
れたコージエライト質セラミツクハニカムの熱膨
張係数が互いに直角をなす三方向で測定して、そ
れらの間のバラツキの差が0.2×10-6/℃以下で
あることを特徴とするコージエライト質セラミツ
クハニカムの製造方法にある。 本発明によれば、カオリン、タルク並びに酸化
アルミニウム及び(又は)加熱により最終的に酸
化アルミニウムになるアルミニウム化合物からな
るコージエライト組成原料調合物とコージエライ
ト組成ガラスとを混合して出発原料としているの
で、押出し成形し、焼成して得たコージエライト
質セラミツクスにおいて全体として低膨張率の無
配向なコージエライト体が得られる。それは、コ
ージエライト組成原料調合物は反応してコージエ
ライトになるがガラスの影響で無配向のコージエ
ライトが生成される一方、ガラスは1200℃よりコ
ージエライト結晶が折出してくるがこれは最初か
ら無配向であるため、全体としてそうなるのであ
る。このような無配向なコージエライト質セラミ
ツクスはどの方向の熱膨張係数も同じ値となり、
1.2×10-6/℃以下でかつそのバラツキも0.2×
10-6/℃以下のバラツキにおさえられたものが得
られる。従つて、自動車におけるような苛酷な冷
熱サイクルを受けても熱応力が発生しにくくなり
熱衝撃に対する耐久性が改良される。ここで、熱
膨張係数は25〜1000℃の間の平均値である。 さらに、本発明においてはコージエライト組成
ガラスを用いているので、仮焼物を用いた場合と
同じ効果が生じて焼成時の収縮率も非常に小さく
なり、焼成等の処理が容易になる。即ち、収縮率
の減少により焼成亀裂が発生しにくくなるために
焼成条件がゆるやかなものとなる。しかも仮焼物
添加の場合のように製品の特性を悪くすることが
ない。即ち、コージエライト組成ガラスはほぼ
100%コージエライト化するために熱膨張係数が
悪くならないし、ガラスからコージエライトに変
化する温度は約1250℃〜1300℃と低い。他方、前
記の調合物がコージエライト化する温度は約1370
℃であり、全体としては1380〜1460℃で焼成す
る。それ故に、ガラスからコージエライトになつ
たものは緻密になり、全体として強度も仮焼物添
加のものと比較するといくらかは向上していると
いう効果もある。仮焼物の場合には添加量が多く
なると熱膨張係数が極端に悪くなるが、コージエ
ライト組成ガラスは焼成の際殆んど100%がコー
ジエライト結晶になるのでそうしたことがない。 さらに、コージエライト組成のガラスだけを使
用する製法と比較した場合、本発明方法において
は、タルク、カオリン及び、例えば水酸化アルミ
ニウムからなるコージエライト組成調合材料を含
んでいるので、押出成形性も良好であり、バイン
ダの量も増やす必要がないという利点がある。 本発明方法においては、生製品の成形性を良く
するために有機バインダ及び水を添加するが、そ
の量は混合物に流動性を与えて成形を容易にする
一方、成形後形が保持される程度とする。具体的
には、出発原料全体に対して有機バインダ3〜
8wt%、水18〜23wt%が適当であり、これら以外
に潤滑剤を少量添加してもよい。 また、原材量の混練、成形及び焼成は業界公知
のいろいろな方法を使用することが可能である。
混練は、原材料を粉末化した後、ニーダー式ある
いはバンバリ式などの混練機を用いて行なうこと
もできる。成形はハニカム状に押出し成形する。
焼成の条件は本発明方法で使用されるタルク、カ
オリン、及びアルミニウム化合物からなるコージ
エライト組成原料調合物が焼成される温度及び時
間であれば十分であり、具体的には、約1370℃〜
約1455℃の温度、約5〜100時間(燃料コストを
考慮すると約5〜約10時間が好ましい)である。 なお、タルク、カオリン、及びアルミニウム化
合物からなるコージエライト組成原料調合物及び
コージエライト質ガラスの全量に対する、後者の
混合割合は、30〜70重量パーセントにすると効果
が明瞭である。 こうして本発明方法によつて、熱衝撃抵抗性に
優れ、とりわけ熱衝撃環境における耐久性を改良
されたコージエライト質セラミツクスを得ること
が可能となる。こうして得られる製品は、自動車
排気ガス浄化用触媒担体として有利に使用できる
ことは勿論、その他いろいろな用途に利用されう
ることが明らかであろう。 以下例によつて本発明を更に詳細に説明する
が、これらはあくまでも説明を目的とし本発明を
限定するものではない。 例1 (試料) 試薬:MgO(タテホ化学製SST−No.3、純度99.8
%)、Al2O3(住友化学製AL−23、純度99.8
%)及びSiO2(共立化学製Q−1珪砂、純
度99.7%):を用いて、電気炉(直接通電
法)で1600℃の温度にて2時間溶融させて
から、これを水中冷却し、メノウ玉石を用
いた振動ミルで平均粒径7.0μに粉砕して、
コージエライト組成ガラスを調製した。こ
のガラスの成分は第1表に掲載した。な
お、直接通電法とは、炉内に原料を充満さ
せ、その原料中に位置する電極(例、タン
グステン)間に電流を流すことによつて原
料を融解させる方法のことで、連続的作業
も可能である。
【表】
平均粒径0.9μのニユージーライドカオリン(ハ
ロイサイト)、平均粒径10.0μの満州タルク、及び
平均粒径1.2μのハイジライトH−42(昭和軽金属
KK製ギプサイトの商標、即ち水酸化アルミニウ
ム)を用いて、コージエライト組成原料の調合を
行なつた。これら各粘土の成分を第1表に掲載し
た。コージエライトの組成位置は Al2O3:MgO:SiO2 =35wt%:14wt%:51wt% である。 上記のカオリン、タルク及び水酸化アルミニウ
ムからなる調合物とガラスとの全体量に対して、
後者の割合が10n重量パーセント(nは0〜10の
整数)になるように混合して、11種類の試料をつ
くつた(第2表、試料No.1〜No.11)。いずれの試
料も全量(1バツチ)は30Kgであり、調合物とガ
ラスの両方とも組成位置が前記のコージエライト
組成位置になるように秤量して試料を作製した。
その混合割合は第2表に掲載してある。
ロイサイト)、平均粒径10.0μの満州タルク、及び
平均粒径1.2μのハイジライトH−42(昭和軽金属
KK製ギプサイトの商標、即ち水酸化アルミニウ
ム)を用いて、コージエライト組成原料の調合を
行なつた。これら各粘土の成分を第1表に掲載し
た。コージエライトの組成位置は Al2O3:MgO:SiO2 =35wt%:14wt%:51wt% である。 上記のカオリン、タルク及び水酸化アルミニウ
ムからなる調合物とガラスとの全体量に対して、
後者の割合が10n重量パーセント(nは0〜10の
整数)になるように混合して、11種類の試料をつ
くつた(第2表、試料No.1〜No.11)。いずれの試
料も全量(1バツチ)は30Kgであり、調合物とガ
ラスの両方とも組成位置が前記のコージエライト
組成位置になるように秤量して試料を作製した。
その混合割合は第2表に掲載してある。
【表】
例2 (参考試料)
例1と同じタルク、カオリン及び水酸化アルミ
ニウムを前記コージエライト組成位置になるよう
に調合し、その原料調合物を2時間にわたり1200
℃の温度で仮焼した。こうして得られた仮焼物を
例1同様のコージエライト組成原料調合物との全
量30Kgに対して10、20、30、40及び50重量パーセ
ントになるように混合して、従来方法によるコー
ジエライト質セラミツクス(参考試料)とした。
その混合割合等を第3表に掲載した(試料No.12〜
No.16)。
ニウムを前記コージエライト組成位置になるよう
に調合し、その原料調合物を2時間にわたり1200
℃の温度で仮焼した。こうして得られた仮焼物を
例1同様のコージエライト組成原料調合物との全
量30Kgに対して10、20、30、40及び50重量パーセ
ントになるように混合して、従来方法によるコー
ジエライト質セラミツクス(参考試料)とした。
その混合割合等を第3表に掲載した(試料No.12〜
No.16)。
【表】
例 3
例1及び例2のように秤量した配合物(第2表
及び第3表の試料No.1〜No.16)を、それぞれ、ニ
ーダーに入れて30分間混合してから、水8、メ
チルセルロース1.8Kgを徐々に加えながらさらに
30分間混合した。その後ニーダーから取り出し、
混練機でよく混練してから、押出機で多数の通路
が形成されたハニカム形状(その形状を第1図に
示した)に押出成形した。これを乾燥させてか
ら、所定長さに切断して高さを統一した。この成
形乾燥物は円筒体(直径約4インチ、高さ約3イ
ンチ)であるが、収縮率測定のために、第2図に
示したように、円筒体の高さを試料1個につき3
箇所(円形端面の外周を3等分する位置)で測定
しておいた。成形体の数は各試料ごとに20個作成
した。次いで1430℃で3時間保持し、焼成した。
総焼成時間は約100時間であり、ハニカム状モノ
リスにおけるセル数は300個/in2、セル壁厚さ
0.3mm、セルピツチ1.47mmである。 ここまでの結果を第4表にまとめた。但し、試
料No.10及び11は成形できなかつたので、バインダ
をさらに0.9Kg、水をさらに0.8追加してニーダ
ーからやり直した。その結果を試料No.10′及び
11′として表中に掲載した。
及び第3表の試料No.1〜No.16)を、それぞれ、ニ
ーダーに入れて30分間混合してから、水8、メ
チルセルロース1.8Kgを徐々に加えながらさらに
30分間混合した。その後ニーダーから取り出し、
混練機でよく混練してから、押出機で多数の通路
が形成されたハニカム形状(その形状を第1図に
示した)に押出成形した。これを乾燥させてか
ら、所定長さに切断して高さを統一した。この成
形乾燥物は円筒体(直径約4インチ、高さ約3イ
ンチ)であるが、収縮率測定のために、第2図に
示したように、円筒体の高さを試料1個につき3
箇所(円形端面の外周を3等分する位置)で測定
しておいた。成形体の数は各試料ごとに20個作成
した。次いで1430℃で3時間保持し、焼成した。
総焼成時間は約100時間であり、ハニカム状モノ
リスにおけるセル数は300個/in2、セル壁厚さ
0.3mm、セルピツチ1.47mmである。 ここまでの結果を第4表にまとめた。但し、試
料No.10及び11は成形できなかつたので、バインダ
をさらに0.9Kg、水をさらに0.8追加してニーダ
ーからやり直した。その結果を試料No.10′及び
11′として表中に掲載した。
【表】
例 4
焼成して得られたハニカムの担体特性を求め
た。 (1) 圧壊強度 ハニカムから第3図に示したような切出し方向
で円筒体の供試体10個を切り出した。直径φ=1
インチ、高さh=1インチである。この供試体に
図中の矢印Fの方向から(即ち、圧壊強度の最も
弱い方向に)荷重をかけた。測定は10個の供試体
につき行なつて平均値を求めた。 (2) 熱膨張係数 ハニカム押出し方向に対して平行方向、直角方
向及び板厚方向の熱膨張係数を測定するために、
第4図に示したような供試体を作つた。供試体の
寸法は6×6×50mmである。ハニカム押出方向を
図中Aで示したが、ハニカム押出し方向に対しそ
れぞれ(a)は平行方向、(b)は直角方向、そして(c)は
板厚方向の供試体を表わしている。但し、板厚方
向の供試体は、ハニカムを成形後側面より圧力を
加えて格子を潰し通気空間部を失くした試料を作
製しておき、その後亀裂及び剥離の生じないよう
に高温高湿槽で乾燥し、板厚方向(ハニカムの薄
板が何枚も重なつている方向)の熱膨張係数を測
定するための形状に切り出し、それをハニカムの
焼成と同時に焼成させたものを使用した。 測定は室温〜1000℃で行なつた。 (3) 熱衝撃抵抗性 最大温度800℃のガス式急熱急冷試験機を用い
て試験した。初めの10分間はガスによつて急熱
し、次の10分間は空気で強制冷却する20分間が1
サイクルである。20サイクル毎に試料を取り出し
て、外観の目視チエツクで亀裂の有無を判定し
た。 以上の結果を第5表にまとめた。 結果:第4表及び第5表から明らかなように、本
発明方法で製造すると、製品コージエライ
ト質セラミツクスハニカムは熱衝撃抵抗に
おける耐久性において優れており、かつ製
造プロセスが容易なものとなつている。
た。 (1) 圧壊強度 ハニカムから第3図に示したような切出し方向
で円筒体の供試体10個を切り出した。直径φ=1
インチ、高さh=1インチである。この供試体に
図中の矢印Fの方向から(即ち、圧壊強度の最も
弱い方向に)荷重をかけた。測定は10個の供試体
につき行なつて平均値を求めた。 (2) 熱膨張係数 ハニカム押出し方向に対して平行方向、直角方
向及び板厚方向の熱膨張係数を測定するために、
第4図に示したような供試体を作つた。供試体の
寸法は6×6×50mmである。ハニカム押出方向を
図中Aで示したが、ハニカム押出し方向に対しそ
れぞれ(a)は平行方向、(b)は直角方向、そして(c)は
板厚方向の供試体を表わしている。但し、板厚方
向の供試体は、ハニカムを成形後側面より圧力を
加えて格子を潰し通気空間部を失くした試料を作
製しておき、その後亀裂及び剥離の生じないよう
に高温高湿槽で乾燥し、板厚方向(ハニカムの薄
板が何枚も重なつている方向)の熱膨張係数を測
定するための形状に切り出し、それをハニカムの
焼成と同時に焼成させたものを使用した。 測定は室温〜1000℃で行なつた。 (3) 熱衝撃抵抗性 最大温度800℃のガス式急熱急冷試験機を用い
て試験した。初めの10分間はガスによつて急熱
し、次の10分間は空気で強制冷却する20分間が1
サイクルである。20サイクル毎に試料を取り出し
て、外観の目視チエツクで亀裂の有無を判定し
た。 以上の結果を第5表にまとめた。 結果:第4表及び第5表から明らかなように、本
発明方法で製造すると、製品コージエライ
ト質セラミツクスハニカムは熱衝撃抵抗に
おける耐久性において優れており、かつ製
造プロセスが容易なものとなつている。
第1図は、モノリスハニカム構造体で、その一
端から他端へ通ずる多数の開口孔を有している薄
肉の構造物の斜視図である。第2図は、コージエ
ライトを焼成する際の収縮率を測定するための試
料の形状及び、寸法の測定位置を説明する図であ
る。第3図は、ハニカム状焼成体の圧壊強度測定
用供試体の形状及び寸法並びにその測定方向を説
明する図である。第4図は、ハニカム状焼成体の
三軸方向の熱膨張率を測定するための供試体の切
り出し方向を説明する図である。
端から他端へ通ずる多数の開口孔を有している薄
肉の構造物の斜視図である。第2図は、コージエ
ライトを焼成する際の収縮率を測定するための試
料の形状及び、寸法の測定位置を説明する図であ
る。第3図は、ハニカム状焼成体の圧壊強度測定
用供試体の形状及び寸法並びにその測定方向を説
明する図である。第4図は、ハニカム状焼成体の
三軸方向の熱膨張率を測定するための供試体の切
り出し方向を説明する図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 (a) カオリン、タルク並びに酸化アルミニウ
ム及び(又は)加熱により酸化アルミニウムに
なるアルミニウム化合物からなり、かつコージ
エライト組成を有する調合材料、 (b) コージエライト組成のガラス (c) 有機バインダ、及び (d) 水 を含み、かつ上記成分(b)の割合が上記成分(a)およ
び(b)の全量に対して30〜70wt%である出発原料
を混練し、ハニカム状に押出し成形し、乾燥し、
そして焼成することによつて得られたコージエラ
イト質セラミツクハニカムの熱膨張係数が互いに
直角をなす三方向で測定して、それらの間のバラ
ツキの差が0.2×10-6/℃以下であることを特徴
とするコージエライト質セラミツクハニカムの製
造方法。 2 前記有機バインダが前記出発原料の全量に対
して3〜8wt%、前記水が前記出発原料の全量に
対して18〜23wt%であ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の製
造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55166643A JPS5792574A (en) | 1980-11-28 | 1980-11-28 | Manufacture of cordierite ceramics |
GB8134357A GB2091239B (en) | 1980-11-28 | 1981-11-13 | Process for producing cordiertite ceramic products |
DE3146250A DE3146250C2 (de) | 1980-11-28 | 1981-11-21 | Verfahren zum Herstellen eines Cordierit-Keramikproduktes |
US06/324,571 US4435512A (en) | 1980-11-28 | 1981-11-24 | Process for producing cordierite ceramic products |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55166643A JPS5792574A (en) | 1980-11-28 | 1980-11-28 | Manufacture of cordierite ceramics |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5792574A JPS5792574A (en) | 1982-06-09 |
JPS6356187B2 true JPS6356187B2 (ja) | 1988-11-07 |
Family
ID=15835070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP55166643A Granted JPS5792574A (en) | 1980-11-28 | 1980-11-28 | Manufacture of cordierite ceramics |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4435512A (ja) |
JP (1) | JPS5792574A (ja) |
DE (1) | DE3146250C2 (ja) |
GB (1) | GB2091239B (ja) |
Families Citing this family (43)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60141668A (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-26 | 日本碍子株式会社 | セラミックハニカム構造体を接合若しくはコーティングまたは封着するためのセラミック材料組成物 |
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US4637995A (en) * | 1985-03-18 | 1987-01-20 | Corning Glass Works | Preparation of monolithic catalyst supports having an integrated high surface area phase |
US4631267A (en) * | 1985-03-18 | 1986-12-23 | Corning Glass Works | Method of producing high-strength high surface area catalyst supports |
US4631268A (en) * | 1985-03-18 | 1986-12-23 | Corning Glass Works | Preparation of monolithic catalyst support structures having an integrated high surface area phase |
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