JPS5817833A - ゼオライトを主体とする気体中の水分吸着用ハニカム構造体の製造法 - 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】 本発明はゼオライトを主体とする気体中の水分吸着用ハ
ニカム構造体の製造法に係り、特に吸着特性に優れ、ま
た耐振動性、耐摩耗性が良好で、粉化し難い等、数々の
優れた特徴を発揮する水分吸着用のゼオライト質ハニカ
ム構造体を、安価に製造し得る方法に関するものである
。

天然に産するゼオライト或は合成のゼオライトは、近年
、吸着剤や触媒坦体などとして広く用いられるようにな
っている。そして、それらゼオライトのうち、合成ゼオ
ライトには、ビーズ、ペレット、パウダー、タブレット
状の製品があり、また天然ゼオライトには、破砕ふるい
分は品とパウダー品があって、パウダー品は製紙フィラ
ーとしても使用され、更には吸着紙としても開発されて
いる。

ところで、かかるゼオライトの用途の中でも、自動車や
家庭でのエアコン、冷蔵庫におけるフレオンガス中の脱
水用吸着剤としての使用、また鉄道東両のエアブレーキ
などにおける空気中の水分除去用吸着剤としての使用等
においては、一般にヒース製品が採用されているが、そ
れらの用途において必然的に加わる振動によってビーズ
状のゼ］ライトが粉化し、細管を閉塞せしめる等の様々
な悪；杉響をもたらす問題を内在している。また、ゼオ
ライトは吸着力が強力なるが故に装置に対して迅速に組
み込まれるようにする必要があるが、ビーズ状のものは
その充填操作に手間取り、ゼオライト本来の吸着能力を
低下してしまう場合すらあったのである。

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背最にして為さ
れたものであって、吸着特性に優れ、また耐振動性、耐
摩耗性が良好で、粉化し難く、更には取扱い易く、部品
としての作業性が良いゼオライト質ハニカム構造体を安
価に製造し得る方法を提（Ｂすることを、その目的とし
ている。

而して、本発明は、ゼオライト粉末に対して所定ら１の
無機結合剤と水とを均一に混合してなる混合物を、押出
用金型から押し出すか或はプレス用金型にてプレスする
ことにより、ハニカム形に成形せしめた後、得られたハ
ニカム成形品の水分はが１０％を越える場合には関係湿
度が８０％以上の雰囲気中で水分量力月０％以下になる
まで乾燥せしめる工程を含む乾燥工程にて乾燥し、つい
で、８００°Ｃを越えない温度下にて焼成せしめること
により、強固な単一体としたことを特徴とするゼオライ
トを主体とする気体中の水分吸着用ハニカム構造体の製
造法にある。

かくの如き本発明に従えば、所定のゼオライト原料は、
押出成形操作成はプレス成形操作によって所定の金型よ
り簡単にハニカム形状の単一構造体として大量に成形さ
れ得ることとなるため、従来からのビーズ状製品よりも
遥かに安価なものとなるのであり、また該ハニカム構造
体のハニカム孔が処理気体の通気孔ともなるため、圧力
損失が少なく、これによってブロアー能力を低くするこ
とが出来、ひいては設備費を少なくすることがｉｉＪ能
となったのである。また、得られるハニカム構造体は、
充分な強度を有する単一体の故に、耐振動性に優れ、目
、つ耐摩耗性が良好であって、粉化し難く、それ故従来
の如き粉化に起因する細管の閉塞の問題も効果的に解消
されるに至ったのである。更に、本発明に従って得られ
るハニカム構造体は、部品（吸着剤）としての作業性が
良く、装置ル＼の組込みが容易であって、短時間で組込
み作業を行ない得るため、吸着力の強力なゼオライトを
空気中にさらしてその能力を低ドせしめる等の問題も全
く回避し得ることとなったのである。

なお、かかる本発明に用いられるゼオライトとしては、
４Ａ、３Ａ、５Ａ、１８ｘ、Ｙタイプなどの合成ゼオラ
イトや、クリノプチロライト、モルデナイトなどの天然
ゼオライトがあり、これらは一般に成形に適した所定の
粒度の粉末として用いられることとなる。

また、かかるゼオライト粉末に混合せしめられる無機結
合剤としては、カオリン糸、セリサイト系、モンモリロ
ナイト系の如き粘土類、ケイ酸ソー々゛、リン酸アルミ
ニウム、シリカゾル、アルミナゾル等が用いられる。

そして、これらゼオライト粉末と無機結合剤との配合比
としては、合成ゼオライトの場合に、該ゼオライト結晶
構造中に水が結合した（結晶水）形態で、合成ゼオライ
トの９５〜３０重眼％に対し、５〜７０重量％の無機結
合剤が用いられることとなる。なお、無機結合剤の配合
量が少なくなり過ぎると、充分な強度のハニカム構造体
を形成し得なくなり、またゼオライト電が少なくなり過
ぎると、吸着性能が必然的に低ドし、且つ多量の無機結
合剤にて吸着力も阻害され、実用上許容し難くなるので
ある。尤も、天然ゼオライトを用いる場合において、そ
れ自体が粘−Ｌとの混合物である場合が多いため、別途
に無機結合剤を加える必要゛がない場合もあり、そのよ
うな場合においてゼオライトの下限用は一般に５０重爪
弾程度とされることになる。

また、成形のために、これらゼオライト粉末、無機結合
剤に加えられる水は、採用される成形手法に応じて適宜
に決定されるものであるが、一般に、プレス成形法にあ
ってはゼオライト粉末と無帰結合剤の合計量：１００重
量部に対して４〜８０重量部程度、押出成形法にあって
は２５〜８５重殴部程度の割合において、混合せしめる
のが望ましい。

さらに、これらゼオライト粉末、無機結合剤及び水から
なる均一な混合物には、所定量の有機結合剤を混合せし
めることが望ましい。この有機結合剤の配合によって、
混合物の可塑性が向上せしめられ、押出し性の効果的な
改善が図られ得ると共に、成形品の焼結操作によって該
成形品中の有機結合剤を焼失せしめることにより、空洞
化現象が惹起されて、通気性、ひいては水分吸着性能の
向−［−が達成され得るのである。なお、この有機結合
剤としては、カルボキシメチルセルロース、ポリビニル
アルコールなどがあり、一般にゼオライト粉末と無機結
合剤との合計量＝１００重量部に対して０．５〜５重量
部程度の割合で配合せしめられることとなる。

そして、かくして得られるゼオライト粉末と無機結合剤
と水とを少なくとも含む均一な混合物は、所定の押出用
金型を用いる押出成形法或は所定のプレス用金型を用い
るプレス成形法によって、多数のハニカム孔、即ち筒状
乃至は柱状体内に軸心方向に多数の円孔または角孔が形
成された、公知のハニカム構造体に成形されるのである
。なお、ハニカム孔の大きさとしては、一般に直径乃至
は一辺が０．５　ｍｍｍ程度以上上されることとなる。

次いで、この成形されたゼオライト質の成形品は、多量
の水分を含み、そのままでは目的とする用途に用い得な
いので、その後乾燥操作が好適に施されることとなるが
、その際急速に乾燥すると、各部分における乾燥収縮の
度合の違いによって、成形品にヒビ割しが発生する等の
悪影響を惹起するので、本発明にあっては、関係湿度が
８０％以上の雰囲気中゛ごハニカムの水分＠（ゼオライ
ト中の結晶水を除く残りの水分の割合。以下同じ）が１
０％以下となる声では徐々に乾燥せしめる必要がある。

なお、かかる徐々の乾燥のための温度としては、一般に
３０°Ｃ〜７０°Ｃ程度が好適である。

そして、か、す）る徐々の乾燥操作が終了した後、該ハ
ニカム成形品に対しては、更に、５０〜６０゛Ｃで通常
の乾燥炉にて乾燥せしめたり、室内で放置する等の公知
の通常の乾燥方法が適用され、以て最終的な乾燥が行な
われるのである。なお、この乾燥操作が行なわれるのは
、水分量が１０％を越える成形品についてであり、水分
量が低い値で得られるプレス成形操作にあっては、１０
％以下の水分量の成形品も得られ、そのような成形品に
対しては該乾燥操作が施されない場合もある。

また、かかる乾燥の行なわれた或は水分量が少ないため
に乾燥操作が施されなかったハニカム成形品には、そこ
に含まれている無機結合剤にてゼオライト粉末を結合せ
しめ、以て該成形品の強度を高める一方、耐振動性、耐
摩耗性を向上せしめるために、８００°Ｃを越えない温
度下、好ましくは５００〜８００°Ｃ程度の温度下にお
ける焼成操作が加えられる。また、この焼成操作によっ
て、ゼオライト結晶内に結合、含有されている結晶水が
完全に除去せしめられ、その著しい水分吸着特性が発現
されるのである。なお、余りにも高い焼成温度は、ハニ
カム成形品のベースとなるゼオライトの結晶構造を破壊
するようになるので避けなければならない。

かくして得られた本発明に従うハニカム成形品、即ちハ
ニカム構造体は、上記最終の焼成操作によってその著し
い水分吸着性能も発現されることとなるので、そのまま
で各種の用途に用いられ得るのである。即ち、自動車や
家庭用のエアコン、冷蔵庫における冷媒として用いられ
ているフレオンガス中の脱水用吸着剤として１．また鉄
道車両などのエアブレーキにおける空気中の水分吸着剤
としテ、更ニはエチレン、プロピレンなどの重合操作に
悪影響をもたらす水分吸着剤として等、有利に用いられ
るのである。

以下、いくつかの実施例を示し、本発明を更に具体的に
明らかにするが、本発明がかかる実施例の記載によって
何等の制約をも受けるものでないこと、言うまでもない
ところである。なお、実施例中の部及び百分率は特に断
わりのない限り全べて重量基準によるものとする。

実施例　１ 合成ゼオライ−）４Ａ型粉宋（水分吸着後の重電。

以下同じ）７０部、蛙目粘土２９部、ベントナイト１部
に対して、水を１２部加え、ニーダ−でよく混合せしめ
た後、これをプレス用金型に充填し、２００ｋｇ／ｃｕ
ｔの圧力でハニカム型にプレス成形することにより、外
径；６０ｍｍ５ハニカム孔径；８１１１１１１％ハニカ
ム孔数、ｉｏｓ個、厚さ；２０＋ｎｍの円筒状ハニカム
成形品を得た。ついで、この得られた成形品を、関係湿
度９０％の雰囲気中で水分量が６％になるまで乾燥した
後、更に室内に放置して水分量が１％になるまで自然乾
燥せしめ、ついでこの乾燥品を７００°Ｃの温度下で焼
成した。

かくして得られたゼオライト質ハニカム（成形品）のグ
ラム当りの水分吸着量はＯ，１６ｇであった。また、こ
のハニカムを、自動車のエアコンにおけるフレオンガス
の水分吸着剤゛として装置にセットしてテストした結果
、優れた水分吸着性能を有すると共に、車両の振動によ
っても粉化が殆んど認められず、耐振動性、耐摩耗性に
著しく優れたものであることが認められた。

実施例　２ 合成ゼオライ）４Ａ型粉末５０部、蛙目粘土４２部、ベ
ントナイト５部、シリカゾル８部に対して、ＰＶＡの０
．８部と水の１０部を、ニーダーで均一に混合せしめた
後、これを２００　ｋｇ／ｃｏｔの圧力でハニカム型に
プレス成形し、外径；６０１１１１１％ハニカム孔径；
８ｉｕｎｓハニカム孔数；７個、厚さ±２５＋ｎｍのハ
ニカム成形品を得た。ついで、この得られた成形品を、
実施例１と同様の操作にて乾燥せしめた後、７００°Ｃ
で焼成した結果、非常に硬し・ハニカム成形品（構造体
）が得られた。

かくして得られたゼオライト質ハニカムのグラム当りの
水分吸着量は０．１１ｇであり、また耐振動性、耐摩耗
性に優れた、粉化し難い製品であることが認められた。

実施例　３ 合成ゼオライ）４Ａ型粉末８０部、蛙目粘土１４部、ベ
ントナイト２部、ケイ醗ソーダ４部に対して、水８０部
を加えてニーダ−にてよく混練した後、真空土練機とハ
ニカム金型を用いて押出し法により押出し成形すること
により、外径；８０１１１ｍｓ矩形孔の一辺ｉ　８１１
１ｍ　Ｎ壁厚；１ａＩＩｎｓ高さく長さ）；１ｏＯａｏ
ｎｐハニ力ム成形品を得た。ついで、この得られた成形
品を、関係湿度が９５％の雰囲気中で水分量が４％にな
るまで乾燥せしめた後、室内（通常の状態）で水分量が
１％以下になるまで更に乾燥し、その後７００℃で焼成
した結果、ハニカムのグラム当りの水分吸着量が−０，
１８ｇである優れた特性を有するノ・ニカム構造体を得
た。

実施例　４ 実施例３において、ニーダ−での混練に際してＣｌｕｌ
　Ｏの２部を更に配合せしめた結果、実施例３て得られ
たハニカムに比べて表面がより滑らかなハニカムを得た
。ま、た、そのノ）ニカムのグラム当りの水分吸着量は
ｏ、　ｔ　ｓ　ｇであ・つた。

実施例　５ 合成ゼオライ）ａＡ型粉末６５一部、蛙目粘土２５部、
本節粘土８部、ベントナイト２部に対して、Ｃ，ＭＣ１
部と水３０部を加え、ニーダ−にてよく混練せしめた後
、真空土練機とハニカム用金型を用いて押出し法により
、実施例８と同様な形状のハニカムを得に０このハニカ
ムを、関係湿度９５％の雰囲気中で水分量が４％になる
まで乾燥せしめた後、更に室内で水分量が１％以下にな
るまで自然乾燥し、ついで６６０°Ｃで焼成した結果、
ハニカムのグラム当り水分吸着量が０．１４　ｇのハニ
カム構造体を得た。

出願人　共立窯業原料株式会社 同　　三郷陶器株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ゼオライト粉末に対して所定量の無機結合剤と水
   とを均一に混合してなる混合物を、押出用金型から押し
   出すか或はプレス用金型にてブレスすることにより、ハ
   ニカム形に成形せしめた後、得られたハニカム成形品の
   水分量が１０％を越える場合には関係湿度が８０％以上
   の雰１に（気中で水分量が１０％以下になるまで乾燥せ
   しめる工程を含む乾燥工程にて乾燥し、ついで８００℃
   を越えない温度下にて焼成せしめることにより、強固な
   単一体としたことを特徴とするゼオライトを主体とする
   気体中の水分吸着用ハニカム構造体の製造法。
2. （２）前記ゼオライト粉末、無機結合剤及び水からなる
   混合物に、所定量の有−、、結合剤を均一に＼、 配合せしめたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の製造法。