JPH0645510B2 - 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
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Info
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- JPH0645510B2 JPH0645510B2 JP1025520A JP2552089A JPH0645510B2 JP H0645510 B2 JPH0645510 B2 JP H0645510B2 JP 1025520 A JP1025520 A JP 1025520A JP 2552089 A JP2552089 A JP 2552089A JP H0645510 B2 JPH0645510 B2 JP H0645510B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フイルター、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。
無機質酸化物人造繊維製のハニカム構造体に関する。
セラミツク製のハニカム構造体としては、セラミツク粉
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。
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。
セラミツク粉末で形成したものは、押し出しによつて隔
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きくしようとすると、押し出し
の際に隔壁を欠けた部分を生ずるため空孔率の大きい隔
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、フイルター等の途に充分対応しうるものは得
られていない。
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きくしようとすると、押し出し
の際に隔壁を欠けた部分を生ずるため空孔率の大きい隔
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、フイルター等の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０．３５g/cc以下であり、
嵩密度を高めるために然火物粉末を添加すると嵩密度が
大きくなり強度のあるものとなるが、耐スポーリング性
が小さくなり加熱鈴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。
されるため、通常は嵩密度が０．３５g/cc以下であり、
嵩密度を高めるために然火物粉末を添加すると嵩密度が
大きくなり強度のあるものとなるが、耐スポーリング性
が小さくなり加熱鈴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。
従つて現在までのところ、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
スポーリング性を充分な無機質酸化物製のハニカム構造
体は提供されていない現状にある。
きく、隔壁の嵩密度、空孔率を所望にでき強度並びに耐
スポーリング性を充分な無機質酸化物製のハニカム構造
体は提供されていない現状にある。
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。
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。
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。
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、８０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、セル一
つの開口断面積が１mm2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、及び
繊維の７０重量％以上のアスペクト比が１０〜３０００
で、アスペクト比１０未満が３０重量％以下であり、シ
ヨツト含有率が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、を課題
解決の手段とするものである。
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、セル一
つの開口断面積が１mm2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、及び
繊維の７０重量％以上のアスペクト比が１０〜３０００
で、アスペクト比１０未満が３０重量％以下であり、シ
ヨツト含有率が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、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、シリカ維繊、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。
ス繊維、アルミナ繊維、シリカ維繊、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。
本発明においてアスペクト比とは、繊維の径に対する繊
維の長さの比（繊維の長さ／繊維の径）をいう。ショッ
トとは溶融原料を繊維状とする過程で生じた粒状物で、
当業者では一般に２１２μｍふるい残分でショット含有
率が表示される。
維の長さの比（繊維の長さ／繊維の径）をいう。ショッ
トとは溶融原料を繊維状とする過程で生じた粒状物で、
当業者では一般に２１２μｍふるい残分でショット含有
率が表示される。
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、ワツクス、パラフ
イン、ステアリン酸等の水エマルジヨン、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。
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、ワツクス、パラフ
イン、ステアリン酸等の水エマルジヨン、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。
グリセリン、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、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ
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。
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、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ
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。
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
おのずから決まつてくるためである。
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
おのずから決まつてくるためである。
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り、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。
と耐スポーリング性が低下するようになり、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０．１〜１．０mmとし、セ
ルの一つの開口断面積を１mm2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０．１mmであり、セ
ルの一つの開口断面積で１mm2であることによる。セル
を区画する隔壁の厚さの上限を１mmとするのは、厚さを
１mmを超えて大き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。
セルを区画する隔壁の厚さを０．１〜１．０mmとし、セ
ルの一つの開口断面積を１mm2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０．１mmであり、セ
ルの一つの開口断面積で１mm2であることによる。セル
を区画する隔壁の厚さの上限を１mmとするのは、厚さを
１mmを超えて大き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１．８〜０．５g/ccとするのは、０．５
g/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、１．８g/cc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
きくなるので、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。
g/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、１．８g/cc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
きくなるので、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１．８g/ccよりも大きいものとなり、３０００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重量％を超えると嵩密度が
１．８g/ccを超えるようになるからである。
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１．８g/ccよりも大きいものとなり、３０００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重量％を超えると嵩密度が
１．８g/ccを超えるようになるからである。
又、シヨツトを含有する繊維ではシヨツト含有量が１重
量％を超えると、隔壁の嵩密度を大きくし、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。
量％を超えると、隔壁の嵩密度を大きくし、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きくなるだけでなく、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０．５g/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。
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きくなるだけでなく、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０．５g/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。
平均繊維径２．８μｍのシリカ−アルミナ繊維のシヨツ
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。
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撹拌機にて予備混合した
後、ニーダーにて充分混練し更に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。
後、ニーダーにて充分混練し更に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、セル一個の開口寸
法が３×３mmの正方形で、隔壁厚さ０．５mm、外径約２
５×２５mmの正方形に押出した。
法が３×３mmの正方形で、隔壁厚さ０．５mm、外径約２
５×２５mm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、セル一個の開
口寸法が１．５×１．５mmの正方形で、隔壁厚さ０．２
mm、外径約２６×２６mmの正方形に押出した。
口寸法が１．５×１．５mmの正方形で、隔壁厚さ０．２
mm、外径約２６×２６mm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℃
／hrの昇温速度で１３５０℃まで昇温し、この温度に一
時間保持して焼成した。
／hrの昇温速度で１３５０℃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℃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。
温度を１６５０℃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
０mm以下にし、シヨツト含有率３０重量％のバルクを８
０重量部と、木節粘土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０．６mm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、波のピツチ５mm、波高さ１．８mmの連続波形をつけ
たコルゲートシートと、平らなシートとを交互に重ね
て、１２５０℃で１時間焼成し、外形寸法約３０×３０
×３０mmのハニカム構造体を得た。
０mm以下にし、シヨツト含有率３０重量％のバルクを８
０重量部と、木節粘土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０．６mm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、波のピツチ５mm、波高さ１．８mmの連続波形をつけ
たコルゲートシートと、平らなシートとを交互に重ね
て、１２５０℃で１時間焼成し、外形寸法約３０×３０
×３０mmの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。
の表に示す。
表において、隔壁嵩密度はg/cc、圧縮強度は開口方向kg
f/cm2、セル数は２５mm角、耐スポーリング性は１００
０℃と室温とを交互に１０回上下した結果を示す。
f/cm2、セル数は２５mm角、耐スポーリング性は１００
０℃と室温とを交互に１０回上下した結果を示す。
本発明によれば、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
体を提供できる。
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
体を提供できる。
Claims (2)
- 【請求項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１mm2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。 - 【請求項２】繊維の７０重量％以上のアスペクト比が１
０〜３０００で、アスペクト比１０未満が３０重量％以
下であり、シヨツト含有率が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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1025520A JPH0645510B2 (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1025520A JPH0645510B2 (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02208263A JPH02208263A (ja) | 1990-08-17 |
| JPH0645510B2 true JPH0645510B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=12168335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1025520A Expired - Fee Related JPH0645510B2 (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645510B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006040874A1 (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Ibiden Co., Ltd. | ハニカム構造体及びその製法 |
| EP1951637A4 (en) * | 2005-11-16 | 2009-10-28 | Geo2 Technologies Inc | SYSTEM FOR EXTRUDING A POROUS SUBSTRATE |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006137161A1 (ja) | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Ibiden Co., Ltd. | ハニカム構造体 |
| WO2006137151A1 (ja) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Ibiden Co., Ltd. | ハニカム構造体、及び、排気ガス浄化装置 |
| WO2006137163A1 (ja) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Ibiden Co., Ltd. | ハニカム構造体 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60130419A (ja) * | 1983-12-19 | 1985-07-11 | Taiho Kogyo Co Ltd | 円筒部材の製造装置 |
-
1989
- 1989-02-03 JP JP1025520A patent/JPH0645510B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006040874A1 (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Ibiden Co., Ltd. | ハニカム構造体及びその製法 |
| KR100813445B1 (ko) * | 2004-10-08 | 2008-03-13 | 이비덴 가부시키가이샤 | 허니컴 구조체 및 그 제조 방법 |
| JPWO2006040874A1 (ja) * | 2004-10-08 | 2008-05-15 | イビデン株式会社 | ハニカム構造体及びその製法 |
| US7939157B2 (en) | 2004-10-08 | 2011-05-10 | Ibiden Co., Ltd | Honeycomb structure and method for manufacturing the same |
| JP5161460B2 (ja) * | 2004-10-08 | 2013-03-13 | イビデン株式会社 | ハニカム構造体及びその製法 |
| EP1951637A4 (en) * | 2005-11-16 | 2009-10-28 | Geo2 Technologies Inc | SYSTEM FOR EXTRUDING A POROUS SUBSTRATE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02208263A (ja) | 1990-08-17 |
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