JPH02208263A - 無機質酸化物人造繊維ハニカム構造体及びその製造方法 - 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、フィルター、触媒担体、吸着材として用いる
無機質酸化物人造繊維製のハニカム構造体に関する。

〔従来の技術〕

セラミック製のハニカム構造体としては、セラミック粉
末を押し出し成形して焼結したもの、無機質酸化物人造
繊維のペーパーをダンボール紙と同様な方法で製造した
ものがある。

セラミック粉末で形成したものは、押し出しによって隔
壁の厚さを薄くすることに制約がある為単位体積当たり
の表面積を広くするには限界があり、又隔壁の嵩密度を
小さくして空孔容積を大さくしようとすると、押し出し
の際に隔壁に欠けた部分を生ずるため空孔率の犬さい隔
壁を有するハニカム構造体を製造出来ない。このため触
媒担体や、フィルター等の用途に充分対応しうるものは
得られていない。

無機質酸化物人造繊維のペーパーは抄紙法によつて製造
されるため、通常は嵩密度が０．３５　ｇ／ｃ　ｃ以下
であり、嵩密度を高めるために耐火物粉末を添加すると
嵩密度が大さくなり強度のあるものとなるが、耐スポー
リング性が小さくなり加熱冷却を繰返し受けると寿命が
極めて短くなる。嵩密度の小さいペーパーを波形に折り
曲げ平らな板と交互に重ねて接着して形成されたハニカ
ム構造体は、強度が極めて小さい。

従って現在までのところ、単位体積当たりの表面積が大
さく、隔壁の嵩密度、空孔率を所望にでき強度並びに耐
スポーリング性も充分な無機質酸化物部のハニカム構造
体は提供されていない現状にある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はこのような現状に鑑み、単位体積当たりの表面
積が大きく、隔壁の嵩密度、空孔率を所望にでき、強度
並びに耐スポーリング性の良好な無機質酸化物人造繊維
製のハニカム構造体を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕 本発明は無機質酸化物人造繊維に押し出し成形を適用す
ることにより、上記課題を解決出来る無機質酸化物人造
繊維製のハニカム構造体が得られることを見出したもの
である。

本発明は、８７重量％以上が無機質酸化物人造繊維から
なり、セルを区画する隔壁の厚さが１．０〜０．ｌｌｎ
ｍであり、該隔壁の嵩密度が１．８〜０．５　ｇ／ｃｃ
で、セル−つの開口断面積が１鰭以上であって、無機質
酸化物人造繊維が無機結合剤で相互に結合されている押
し出し成形体からなる無機質酸化物人造繊維ハニカム構
造体、及び大部分のアスペクト比力１０〜３０００で、
アスペクト比１０未満が３０重量％以下であり、ショッ
ト金石率が１重量％未満の無機質酸化物人造繊維を無機
質分中に８７重量％以上と、無機結合剤と、水分以外の
全配合物１００重量部に対して４０〜６０重量部の水分
とを含む混合物を押し出し成形し、乾燥焼成する無機質
酸化物人造繊維ハニカム構造体の製造方法、を課題解決
の手段とするものである。

本発明において、無機質酸化物人造繊維としては、ガラ
ス繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、シリカ−アルミナ
繊維、シリカ−アルミナ−ボリア繊維、ジルコニア繊維
等の概ね繊維径２〜１２μｍのものを用いる。繊維径が
太いものでは、繊維相互の結合点が少なくなるので、隔
壁を薄くした場合、強度が小さくなるので概ねこの程度
までの太さのものを用いるのが良い。又これらの無機質
酸化物人造繊維で一般に市販されている繊維は、最も細
いもので２μｍ程度である。これらは単独でも複数を混
合して用いても良い。

これらの無機質酸化物人造繊維は、成形を容易にするた
めのカルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、
ポリビニルアルコール等の有機糊剤、ワックス、パラフ
ィン、ステアリン酸等の水エマルジョン、黒鉛等の押し
出しを滑らかに行なえるようにするための滑剤、可塑剤
としての水、水の代わりに含水塩、アルコール、ケトン
等の水と同効物質も可塑剤として用い得るが水が最も経
済的である。

グセリン、アミン類、ポリエチレングリコール等の成形
乾燥時に成形体に可撓性と靭性を与えるための湿潤剤、
水ガラス、フロイダルシリ力、フロイダルアルミナ等の
無機結合剤、結合助剤としてタルク、ベントナイト、窒
化硼素、酸化マグネシウム等の粉末と混合しペースト状
とし、ハニカム状に押し出し乾燥したあと、焼成してハ
ニカム構造体とする。

〔作用〕

本発明無機質酸化物人造繊維ハニカム構造体において、
無機質酸化物人造繊維を８７重量％以上とするのは、構
造体そのものを強度のあるものとするために繊維を交互
に結合する無機結合剤を配合する必要があり、繊維を１
００％とすることができないし使用する結合剤の種類に
よりその量が異なること、及びこの結合を強化するため
の結合助剤の添加量との合計量から繊維含有量の下限が
おのずから決まってくるためである。

又、結合剤と結合助剤との合計量が１３重量％を超える
と耐スポーリング性が低下するようになリ、無機質酸化
物人造繊維の耐スポーリング性を充分に利用できなくな
るようになるため、これらの合計量を１３重量％までに
押さえる必要がある為である。

本発明無機質酸化物人造繊維ハニカム構造体において、
セルを区画する隔壁の厚さを０．１〜１．Ｏｔｎｍとし
、セルの一つの開口断面積をｌ　ｘｔｎ　以上としたの
は、押し出し金型製作可能下限が隔壁の厚さでＱ、ｌａ
ｗであり、セルの一つの開口断面積で１ｍｍであること
による。セルを区画する隔壁の厚さの上限を１酩とする
のは、厚さを１酩を超えて大さくすると単位体積当たり
の表面積が小さくなり、ハニカム構造体としての用途に
適しないものとなるからである。

隔壁の嵩密度を１．８〜０．５　ｇ／ｃｃとするのは、
０．５ｇ／／ｃｃ未満では隔壁の空孔率は大きくなるが
、取扱いに耐える強度を有しなくなり、１．８　ｇ／ｃ
ｃを超えると無機質酸化物人造繊維のアスペクト比が小
さいものの比率が大さくなるので、強度のあるものとす
るには繊維相互の接点を結合する結合剤の量も増え、隔
壁の空孔率が約２５％以下に低下しハニカム構造体とし
ての用途に適しなくなるからである。

本発明ハニカム構造体の製造方法において、無機質酸化
物人造繊維として大部分がアスペクト比が１０〜３００
０のものを用いるのは、アスペクト比１０未満では嵩密
度が１．８１！、／ｃｃよりも大きいものとなり、３０
００を超えるものでは押し出し成形が困難となる。又、
アスペクト比１０未満のものが３０重■％を超えると嵩
密度が１．８　ｇ／ｃｃを超えるようになるからである
。

又、ショットを含有する繊維ではショット含有量が１重
量％を超えると、隔壁の嵩密度を大さくし、押し出し成
形機に詰まりを生ずるようになるので、１重量％未満好
ましくは０．５重量％未満とするのが良い。

押し出し材料は、ペースト状として押し出すことが必要
で、水分が多すぎるとペーストに成形性を与えるために
、多量の糊剤の添加が必要となり、糊剤の添加量が多い
と焼成前の乾燥で収縮が大さくなるだけでなく、滑剤と
して添加した油脂等の除去が困難となり焼成の際に亀裂
が発生し、嵩比重が０．５　ｇ／ｃｃ未満となり、少な
いと押し出しを円滑に行なえず隔壁の欠けたものが生ず
るようになるので、水分以外の全配合物１００重量部に
対して４０〜６０重量部の水分を含有せしめることが必
要である。

〔実施例〕

平均繊維径２．８μｍのシリカ−アルミナ繊維のショッ
ト含有率を０．０５重量％にまで低下せしめ、大部分の
アスペクト比を１００〜２００とし、アスペクト比１０
未満が８重量％にしたもの（バルクａ）と、同じ繊維を
大部分のアスペクト比を１０〜５０とし、アスペクト比
１０未満が１８重量％にしたもの（バルクｂ）とを用い
た。

このバルクを下表に示す配合で攪拌機にて予備混合した
後、ニーグーにて充分混練し更Ｑこそれぞれの混合物を
一昼夜寝かしオーガー式真空押し出し機で押出し成形し
た。

バルクａを用いた実施例１のものは、セルー個の開口寸
法が３×３鰭の正方形で、隔壁厚さ０．５鰭、外径約２
５　Ｘ　２５　ｍｍの正方形に押出した。

又、バルクｂを用いた実施例２のものは、セルー個の開
口寸法が１．５Ｘ１．５ｍｍの正方形で、隔壁厚さＱ、
　２　ｍｍ　、外径約２６　Ｘ　２６　ｔｎｍの正方形
に押出した。

この押出した成形体を乾燥脱脂後、電気炉にて２００　
’Ｃ／ｈｒの昇温速度で１３５０　ｔｒまで昇温し、こ
の温度に一時間保持して焼成した。

比較例１ 中心粒径５μｍのアルミナ粉末を表に示す配合で、焼成
温度を１６５０　Ｃとした以外は実施例１．２と同様に
してハニカム構造体を得た。

比較例２ 平均繊維径２．８μｍのシリカ−アルミナ繊維を長さ１
０闘以下にし、ショット含有率３０重量％のバルクを８
０重量部と、本節粘土２０重量部とを水５０００重量部
に分散させ、これに有機バインダーとしてポリ酢酸ビニ
ルを添加した後、ポリアクリルアミドを添加して凝集処
理し、抄紙法で抄造し、厚さ約Ｑ、６ｒａｍのシートを
作成した。このシートを乾燥した後段ボール紙と同様に
して、波のピッチ５間、波高さ１．８間の連続波形をつ
けたコルゲトシートと、平らなシートとを交互に重ねて
、１２５０　Ｕで１時間焼成し、外形寸法約３０　Ｘ　
３０　Ｘ　３０ｔｎｔａ（Ｄハニカム構造体を得た。

以上の配合と、得られたハニカム構造体の物性とを下記
の表に示す。

表において、隔壁嵩密度はｇ／ＱＣ，圧縮強度は開口方
向ｋｇｆ膚、セル数は２５ｍｍ角、耐スポーリング性は
１０００　Ｃと室温とを交互に１０回上下した結果を示
す。

〔発明の効果〕

本発明によれば、単位体積当たりの表面積が犬きく、隔
壁の嵩密度、空孔率を所望に出来、強度並びに耐スポー
リングの良好な無機質酸化物人造繊維製のハニカム構造
体を提供でさる。

出 願 人 イ フライ ト工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　８７重量％以上が無機質酸化物人造繊維からなり、
   セルを区画する隔壁の厚さが１．０〜０．１ｍｍであり
   、該隔壁の嵩密度が１．８〜０．５ｇ／ｃｃで、セルの
   一つの開口断面積が１ｍｍ＾２以上であつて、無機質酸
   化物人造繊維が無機結合剤で相互に結合されている押し
   出し成形体からなる無機質酸化物人造繊維ハニカム構造
   体。 ２　大部分のアスペクト比が１０〜３０００で、アスペ
   クト比１０未満が３０重量％以下であり、ショット含有
   率が１重量％未満の無機質酸化物人造繊維を無機質分中
   に８７重量％以上と、無機結合剤と、水分以外の全配合
   物１００重量部に対して４０〜６０重量部の水分とを含
   む混合物を押し出し成形し、乾燥焼成する無機質酸化物
   人造繊維ハニカム構造体の製造方法。