JPH0375272A

JPH0375272A - ハニカムセラミックスの製造方法

Info

Publication number: JPH0375272A
Application number: JP1198947A
Authority: JP
Inventors: Hironao Numamoto; 浩直沼本; Atsushi Nishino; 敦西野; Yukiyoshi Ono; 之良小野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-05-18
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1991-03-29
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: JP2529403B2

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一般に家電住設機器、自動車等から発生する炭
化水素（ＨＣ）、−酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物
（ＮＯｘ）を無害化するために使用されている排ガス浄
化用等のハニカムセラミックスの製造方法に関する。

従来の技術現在では、触媒担体用基体としてハニカム構造を有する
セラミックスが広く応用されている。この理由はベレッ
トタイプのものに比べて、圧力損失が小さく、かつ熱容
量も小さくできるという長所を持つためである。

ハニカムセラミックスの製造工程は、一般に押出成形と
いう方法で成形されたハニカム成形体を適当な長さに切
断し、耐熱治具上に載せて焼成を行う。その後、所望の
寸法に切断する。この時、ハニカムセラミックスは非常
に堅く、脆い状態にあるためにチッピングと呼ばれる現
象を起こす。

このチッピングというのはハニカムセラミックス格子表
面に一部格子の欠けができ凸凹を発生することである。

したがって、その後さらに簡単な表面研磨でハニカムセ
ラミックス格子表面を平に補正し、最終的な製品として
いた。

この原因は、以下のように考えられる。

ハニカム成形体を置き治具で焼成した時に、成形体は組
成によって異なるがだいたい５〜３０％程度収縮する。

この時にハニカム成形体は自重の力で格子面と置かれた
治具の表面とを摩擦する関係となり、どうしてもハニカ
ムセラミックス格子が歪んだり、よれたりし易かった。

また、近年ノ）ニカム成形体のリブ厚と呼ばれる格子壁
の厚みは０．１５〜０．２０　ｍｍ程度という非常に薄
いものまで利用されるようになってきているため、ノ）
二カム格子はさらに歪み易い傾向にある。

このことがハニカム成形体を焼成後、卵製品となるよう
に製造工程を簡素化することを困難としていた。

発明が解決しようとする課題したがって、上記従来の製造方法では製造工程上、工数
がかかり、コストの低減を図れない。

また、切断によるムダな部分も必要としていたため、材
料歩留まりを悪＜シ、材料コストが高くついていた。

課題を解決するための手段本発明は、上記問題点を解消するため、／１二カム成形
体を所定の寸法に切断後、ハニカム成形体の格子面方向
で耐熱治具上に載せて焼成する際、ハニカム成形体と耐
熱治具との間に、無機耐熱粉末が４０〜６０ｗｔ％、Ｃ
が２０〜４０ｗｔ％、バインダーが１０〜３０ｗｔ％か
らなるシートを介在せしめ、焼成することを特徴とする
。

好ましくは、上記シート中の無機耐熱粉末がＡｌ２Ｏ３
からなり、Ａ１２ｏｚの平均粒径が０．１〜５μｍのも
のが用いられる。さらに、上記ハニカム成形体として、
Ａｌ２Ｏ３が５〜３４ｗｔ％、ＳｉＯ２が６５〜９０ｗ
ｔ％、ＴｉＯ２が０．８〜８ｗｔ％、Ｋ　２０が０．２
〜２．０ｗｔ％の組成を有するものが好ましい。

作　　　用本発明は上記構成により、ハニカム成形体を焼成した時
点でハニカムセラミックスの製品とするため、切断によ
るムダな部分をなくすとともに、製造の工数削減も達成
し、生産コスト低減に大きな効果がある。

具体的には、ハニカム成形体の格子面方向で耐熱治具上
に載せて焼成する際、ハニカム成形体と耐熱治具にとの
間に、無機耐熱粉末が４０〜６０ｗｔ％、Ｃが２０〜４
０　ｗ　ｔ％、バインダーが１０〜３０ｗｔ％からなる
シートを介在せしめる。

このシートは焼成時に燃焼し、その後耐熱治具上に均一
な粉末粒子の層を形成し、その層が成形体と耐熱治具と
の間でころの働きをするわけである。したがって、シー
ト中に無機耐熱粉末として使用されるのは耐熱性、汎用
性等を鑑み、Ａｌ２０１粉末が一般的に選択されるが、
これに限定されるわけではなく、同様にすべり性がよく
、ころの働きをできるものであればよい。たとえば、Ｔ
ｉ０ｈＺｒ０２等でもよい。また、そのＡｌ２Ｏ３粉末
は平均粒径が５．０μｍ以下の時、ころとして充分な働
きができる。しかし、０．１μｍ以下のものを安価に入
手することは困難であるので、Ａｌｔｏｓの平均粒径は
０．１〜５．０μｍの範囲とするのが好ましい。また、
シート中のＣとしては活性炭繊維が好ましい。この理由
は本発明のシートが燃焼した時における収縮率が小さく
、その後に均一な無機耐熱粉末の層を形成するのに適し
ているからである。さらにシートの状態でも繊維状態の
ほうがある程度の機械的強度を保持できるためである。

また、バインダーは前記活性炭繊維の補強材として使用
されるのでなるべく少な目にするのがよい。

また、このバインダーからの灰分もハニカムセラミック
ス製品の品質に影響するのでアルカリ分等が少ないもの
を選択する必要がある。以上のことを鑑みて、無機耐熱
粉末が４０〜６０ｗｔ％、Ｃが２０〜４０　ｗ　ｔ％、
バインダーが１０〜３０ｗｔ％からなるシートを使用し
た時、耐熱治具上に目的とする均一な無機耐熱粉末の層
を形成するととができる。

本発明はハニカム成形体を焼成して目的とするハニカム
セラミックスを得る場合に、成形体が収縮し、置き治具
との摩擦が原因でハニカム格子が歪んだり、よれたりす
るのを上述したシートの作用により防止するものである
。したがって、本発明で効果があるのは一般に押出成形
で製造されたハニカム成形体であり、特にそのハニカム
格子壁の厚みが０．３ｍｍ程度以下の非常に薄いハニカ
ム成形体に効果が大である。また、ハニカム成形体の容
積が大きく、成形方向に長いものほど焼成時に自重の影
響を受は易いので、本発明の効果が大である。さらに、
収縮の小さなものは本発明のような焼成方法を必要とし
ないので、収縮率のある程度大きなものにおいて本発明
は大きな効果を発揮する。

実施例以下本発明の一実施例におけるハニカムセラミックスの
製造方法について説明する。

（実施例１）タルク、カオリン、アルミナを使用し、焼成後に理論的
にコーディエライト組成となるよう配合し、適量の成形
バインダーと水と添加し、混線後、押出成形し、下記仕
様の図に示すようなハニカム成形体１を得た。

ハニカム面直径　　１０５ｍｍ長さ　　　　　　　　１００ｍｍセルピッチ　　　　１．５ｍｍセル壁厚　　　　　０．２０　ｍｍその後、耐熱基板３上にＡｌ＊Ｏｓ（平均粒径１μｍ）
が６０ｗｔ％、Ｃが３０ｗｔ％、バインダーが１０ｗｔ
％からなるシート２を載せ、さらにその上に上記ハニカ
ム成形体１を載せて１３５０℃で１日間焼成した。この
時ハニカム成形体１の収縮率は１５％であった。

その結果、ハニカムセラミックスは格子に歪み、よれの
ないものが得られた。

（実施例２）アルミナとシリカを使用し、焼成後に理論的にムライト
組成となるよう配合し、適量の成形バインダーと水と添
加し、混練後、押出成形し、実施例１と同様なハニカム
成形体を得た。

その後、耐熱基板上に実施例１と同様なシートを載せ、
さらにその上に上記ハニカム成形体を載せて１５００℃
で１日間焼成した。この時ハニカム成形体の収縮率は１
５％であった。

（実施例３）再水和性アルミナ、溶融シリカ、チタン酸カリウムを使
用し、焼成後に第１表の組成となるよう配合し、適量の
成形バインダーと水と添加し、混線後、押出成形し、実
施例１と同様なハニカム成形体（Ｎｏ、１〜４２）を得
た。

その後、耐熱基板上に実施例１と同様なシートを載せ、
さらにその上に上記ハニカム成形体を載せて１２００℃
で１時間焼成した。

その結果、ハニカムセラミックスの格子に歪みおよびよ
れが生じるのはハニカム成形体の収縮率の大きな時で、
収縮率が３０％以上になると格子第１表第１表（つづき）第２表（以十爺臼）の歪みおよびよれがひどくなった。また、収縮率が５％
以下のものについては本発明のような焼成方法を使用し
なくても充分なハニカムセラミックスは得られた。

なお、第１表において、　「０」は格子に歪み、よれの
ないもの、　「４」は格子に一部歪み、よれが生じたこ
とを示す。

したがって、本発明の効果が得られる範囲は、ハニカム
成形体の収縮率を５〜３０％にする範囲であり、Ａｌｔ
ｏｓが５〜３４ｗｔ％、ＳｉＯ２が６５〜９０ｗｔ％、
Ｔｉｏａが０．８〜８ｗｔ％、Ｋ、Ｏが０．２〜２　、
Ｏｗ　ｔ％の組成で表されることがわかった。

（実施例４）実施例３と同様にして得たハニカム成形体（Ａ１２０３
が１３ｗｔ％、ＳｉＯ２が８１ｗｔ％、ＴｉＯ２が５ｗ
ｔ％、Ｋ象０が１ｗｔ％）に対し、シート中のＡｌ５Ｏ
ｓの平均粒径をそれぞれｏ、ｉ、ｏ。

５．１．０．３．０，５．０ｔ　　７．０μｍのもの（
第２表、Ｎｏ、１〜１８）に換えて１２００１１２５０
．１３００℃で１時間焼成した。

その結果、第２表に示すように、シート中のＡｌバｈ粉
末が小さなものほど、ハニカムセラミックスの格子に歪
み、よれのないものが得られた。

しかし、０．１μｍ以下のアルミナ粉末を安価に入手す
ることは容易ではない。また、Ａ１＊Ｏｓ粉末が６．０
μｍ以上になると本発明での効果が期待できなかった。

したがって、シート中のＡｌｌ０ｗ粉末は平均粒径０．
１〜５．０μｍが好ましいことが明らかとなった。

発明の効果本発明によれば、ハニカム成形体を焼成した時点で即ハ
ニカムセラミックスの製品とできる。そのため、従来の
切断によるムダな部分をなくすとともに、製造の工数削
減も達成し、生産コスト低減に大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例におけるハニカム成形体を耐熱基
板およびシート上に載せた状態の模式的斜視図である。１・・・・・・ハニカム成形体、２・・・・・・シー　ト、３・・・・・・耐熱基板。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ハニカム成形体を所定の寸法に切断後、ハニカム
成形体の格子面方向で耐熱治具上に載せて焼成する際、
ハニカム成形体と耐熱治具との間に、無機耐熱粉末が４
０〜６０ｗｔ％、Ｃが２０〜４０ｗｔ％、バインダーが
１０〜３０ｗｔ％からなるシートを介在せしめ、焼成す
ることを特徴とするハニカムセラミックスの製造方法。
（２）シート中の無機耐熱粉末がＡｌ＿２Ｏ＿３である
ことを特徴とする請求項１記載のハニカムセラミックス
の製造方法。
（３）シート中に含有されるＡｌ＿２Ｏ＿３の平均粒径
が０．１〜５μｍであることを特徴とする請求項２記載
のハニカムセラミックスの製造方法。
（４）ハニカム成形体は、Ａｌ＿２Ｏ＿３が５〜３４ｗ
ｔ％、ＳｉＯ＿２が６５〜９０ｗｔ％、ＴｉＯ＿２が０
．８〜８ｗｔ％、Ｋ＿２Ｏが０．２〜２．０ｗｔ％の組
成を有することを特徴とする請求項２又は３記載のハニ
カムセラミックスの製造方法。