JPS5919072B2 - コ−ジエライト体の製造方法 - Google Patents
コ−ジエライト体の製造方法Info
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- JPS5919072B2 JPS5919072B2 JP55045018A JP4501880A JPS5919072B2 JP S5919072 B2 JPS5919072 B2 JP S5919072B2 JP 55045018 A JP55045018 A JP 55045018A JP 4501880 A JP4501880 A JP 4501880A JP S5919072 B2 JPS5919072 B2 JP S5919072B2
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- JP
- Japan
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- talc
- particles
- plate
- cordierite
- cordierite body
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
- C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
- C04B35/195—Alkaline earth aluminosilicates, e.g. cordierite or anorthite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/14—Silica and magnesia
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はコージェライト体の製造方法に関するもので、
低熱膨張性のコージェライト体、特に特定方向に顕著な
低熱膨張性を有するコージライト体を得ることを目的と
する。
低熱膨張性のコージェライト体、特に特定方向に顕著な
低熱膨張性を有するコージライト体を得ることを目的と
する。
また本発明は焼成反応を促進して比較的低温の焼成温度
により上記特性を有するコージェライト体を製造するこ
とを目的とする。
により上記特性を有するコージェライト体を製造するこ
とを目的とする。
更に本発明は耐熱衝撃性にすぐれたコージェライトのハ
ニカム構造体、特に排気ガス浄化用触媒担体としてのハ
ニカム構造体を得ることを目的とする。
ニカム構造体、特に排気ガス浄化用触媒担体としてのハ
ニカム構造体を得ることを目的とする。
コージェライト（２Ｍｇ０・２Ａ１２０３・５ Ｓ １
０２）は低熱膨張性にすぐれていることより、急激な冷
熱サイクルが繰返されるために耐熱衝撃性が要求される
製品、例えばハニカム構造の排気ガス浄化用触媒担体の
構成材料として適している。
０２）は低熱膨張性にすぐれていることより、急激な冷
熱サイクルが繰返されるために耐熱衝撃性が要求される
製品、例えばハニカム構造の排気ガス浄化用触媒担体の
構成材料として適している。
コージェライトの熱膨張係数は一般に２６．ＯＸｌ ０
−７／’Ｃ（２５〜１０００°Ｃ）とされていた。
−７／’Ｃ（２５〜１０００°Ｃ）とされていた。
しかし最近、各産業界で更に耐熱衝撃性にすぐれたセラ
ミックが要求され、種々の研究がなされた結果、材料中
に含まれるナトリウム、カリウム、カルシウム等のアル
カリ金属、アルカリ土類金属および熱膨張性の低下に悪
影響を与えると考えられる他の不純物を極力除去するこ
とで、１７．０Ｘ１０−７／’Ｃ（２５〜１０００°Ｃ
）の低熱膨張のコージェライト体が得られるようになっ
た。
ミックが要求され、種々の研究がなされた結果、材料中
に含まれるナトリウム、カリウム、カルシウム等のアル
カリ金属、アルカリ土類金属および熱膨張性の低下に悪
影響を与えると考えられる他の不純物を極力除去するこ
とで、１７．０Ｘ１０−７／’Ｃ（２５〜１０００°Ｃ
）の低熱膨張のコージェライト体が得られるようになっ
た。
゛ 更に、コージェライト結晶子がもつ異方性を配向さ
せることで、少くとも一方向での熱膨張係数が１１．０
Ｘ１０ ’／℃（２５〜１０００°Ｃ）以下というコ
ージェライト体が得られることが報告されている。
せることで、少くとも一方向での熱膨張係数が１１．０
Ｘ１０ ’／℃（２５〜１０００°Ｃ）以下というコ
ージェライト体が得られることが報告されている。
例えばコージェライト体の結晶子に配向を与えて少くと
も一方向を低膨張化する方法として、米国特許第３８８
５９７７号（日本出願特開昭５０−７５６１１号）には
、板状の、あるいは処理中に層分離して板状粒子となっ
た粘土、特にカオリナイト（Ａ１２０３．２Ｓｉ０２・
２Ｈ２０）を含むコージェライト調整バッチ原料を、原
石中の板状粘土が平面的に配向するような手段にて成形
し、乾燥焼成することにより、１１．０×１０−７／°
Ｃの低熱膨張性を有するコージェライト体が得られるこ
とが示されている。
も一方向を低膨張化する方法として、米国特許第３８８
５９７７号（日本出願特開昭５０−７５６１１号）には
、板状の、あるいは処理中に層分離して板状粒子となっ
た粘土、特にカオリナイト（Ａ１２０３．２Ｓｉ０２・
２Ｈ２０）を含むコージェライト調整バッチ原料を、原
石中の板状粘土が平面的に配向するような手段にて成形
し、乾燥焼成することにより、１１．０×１０−７／°
Ｃの低熱膨張性を有するコージェライト体が得られるこ
とが示されている。
発明者らは、更にすぐれた低熱膨張性を示すコージェラ
イト体を得るために、また製造工程における焼成反応を
促進させるために、種々の研究、実験を重ねた結果、コ
ージェライト調整バッチ原料中のカオリン族鉱物として
ハロイサイトを用い、かつタルクとして（００１）面に
沿って板状の形態に粉砕したタルク粒子を用い、これ等
を含むバッチ原料を混合混練し、これに押出成形の如き
アニソスタテイクな成形を施して板状のタルク粒子に平
面的な配向を与え、この成形体を乾燥焼成するときには
、比較的低温の焼成温度により結晶性が良好なコージェ
ライト体が得られること、また、バッチ原石をその中に
含まれる板状タルク粒子に平面的な配向を得る手段によ
り成形してこれを焼成することにより得られるコージェ
ライト体は、特定方向の熱膨張係数が１０．ＯＸ １０
−７７’Ｃ以下という低熱膨張性を示すことを見出した
のである。
イト体を得るために、また製造工程における焼成反応を
促進させるために、種々の研究、実験を重ねた結果、コ
ージェライト調整バッチ原料中のカオリン族鉱物として
ハロイサイトを用い、かつタルクとして（００１）面に
沿って板状の形態に粉砕したタルク粒子を用い、これ等
を含むバッチ原料を混合混練し、これに押出成形の如き
アニソスタテイクな成形を施して板状のタルク粒子に平
面的な配向を与え、この成形体を乾燥焼成するときには
、比較的低温の焼成温度により結晶性が良好なコージェ
ライト体が得られること、また、バッチ原石をその中に
含まれる板状タルク粒子に平面的な配向を得る手段によ
り成形してこれを焼成することにより得られるコージェ
ライト体は、特定方向の熱膨張係数が１０．ＯＸ １０
−７７’Ｃ以下という低熱膨張性を示すことを見出した
のである。
本発明において重要なことは、バッチ原石中に含まれる
タルクとして板状のタルクを用いることにより、得られ
るコージェライト体に低熱膨張性を付与すること、そし
て原料中に含まれるカオリン族鉱物としてハロイサイト
を用いることによりコージェライト体の焼成反応を促進
することである。
タルクとして板状のタルクを用いることにより、得られ
るコージェライト体に低熱膨張性を付与すること、そし
て原料中に含まれるカオリン族鉱物としてハロイサイト
を用いることによりコージェライト体の焼成反応を促進
することである。
即ち、一般にタルク（滑石、３ Ｍ ｇ Ｏ・４ＳｉＯ
２・Ｈ２Ｏ）はこれを粉砕するときはその結晶Ｃ軸に垂
直な（ｏｏｇ面に沿って襞間して板状の粒子となる。
２・Ｈ２Ｏ）はこれを粉砕するときはその結晶Ｃ軸に垂
直な（ｏｏｇ面に沿って襞間して板状の粒子となる。
そして、この板状タルク粒子を含むバッチ原石をアニソ
スタテイクな成形手段、例えば細いスリットを有するダ
イスにより押出成形すると、第２図に示すようにバッチ
原石が細いスリットを通ってシート状となるときに板状
タルク粒子１は倒されてシート状の押出成形体２の壁面
に沿う方向に平面的に配向される。
スタテイクな成形手段、例えば細いスリットを有するダ
イスにより押出成形すると、第２図に示すようにバッチ
原石が細いスリットを通ってシート状となるときに板状
タルク粒子１は倒されてシート状の押出成形体２の壁面
に沿う方向に平面的に配向される。
しかしてこの成形体を焼成してコージェライトを合成す
ると、コージェライト体の壁面に沿う方向に極めてすぐ
れた低膨張性が示される。
ると、コージェライト体の壁面に沿う方向に極めてすぐ
れた低膨張性が示される。
このことは、タルク粒子のＣ軸とコージェライト体の低
熱膨張Ｃ軸とが直角な関係にあり、押出成形時にタルク
粒子の（ｏｏｇ面が平面的に配向された結果、このタル
ク粒子の（００１）面に平行な方向にコージェライト体
の低熱膨張性が現れたものということができる。
熱膨張Ｃ軸とが直角な関係にあり、押出成形時にタルク
粒子の（ｏｏｇ面が平面的に配向された結果、このタル
ク粒子の（００１）面に平行な方向にコージェライト体
の低熱膨張性が現れたものということができる。
次に、カオリン族鉱物たるハロイサイトは、同じくカオ
リン族鉱物たるカオリナイト（Ａ１２０３・２ Ｓ ＋
０２・２Ｈ２０）と同じ化学組成式で表されているが
、カオリナイトよりも結晶度の低いものとされている。
リン族鉱物たるカオリナイト（Ａ１２０３・２ Ｓ ＋
０２・２Ｈ２０）と同じ化学組成式で表されているが
、カオリナイトよりも結晶度の低いものとされている。
そしてその結晶形態としては種々のものがあるが、代表
的なものとして管状の結晶形態を示す。
的なものとして管状の結晶形態を示す。
しかして、このハロイサイトを含むバッチ原料を用いて
焼成するときは、他のカオリン鉱物例えばカオリナイト
を用いた場合よりも、低い焼成温度で結晶性のよいコー
ジェライト体を得ることができる。
焼成するときは、他のカオリン鉱物例えばカオリナイト
を用いた場合よりも、低い焼成温度で結晶性のよいコー
ジェライト体を得ることができる。
その理由はハロイサイトがカオリナイトよりも結合力が
弱く結晶度が低いことが焼結反応に良好に作用するもの
と認められる。
弱く結晶度が低いことが焼結反応に良好に作用するもの
と認められる。
なお、本発明においてハロイサイトとは、メタノ＼ロイ
サイトおよびハロイサイトが生成される結晶進行過程に
あるエンプライト、アロフェン等を含むものである。
サイトおよびハロイサイトが生成される結晶進行過程に
あるエンプライト、アロフェン等を含むものである。
本発明は、薄い壁をへだてで軸方向に多数の通孔を有す
る第１図に示す如きハニカム状の排気ガス触媒担体の製
造に適用して特に有効である。
る第１図に示す如きハニカム状の排気ガス触媒担体の製
造に適用して特に有効である。
このようなハニカム構造体は一般に細いスリットを有す
るダイスを用いて押出成形されるが、本発明のバッチ原
石はこのスリットを通るときに原石中の板状タルク粒子
が押出されたハニカム構造体の壁内において壁面に沿っ
て平面的に配向され、これを焼成して得た触媒担体には
その壁面に沿う方向、即ら壁の厚さ方向と直角方向にＣ
軸配向が与えられる。
るダイスを用いて押出成形されるが、本発明のバッチ原
石はこのスリットを通るときに原石中の板状タルク粒子
が押出されたハニカム構造体の壁内において壁面に沿っ
て平面的に配向され、これを焼成して得た触媒担体には
その壁面に沿う方向、即ら壁の厚さ方向と直角方向にＣ
軸配向が与えられる。
従って壁面に沿う方向に極めてすぐれた低熱膨張性を有
しており、耐熱衝撃性が良好である。
しており、耐熱衝撃性が良好である。
なお壁厚方向の低熱膨張性はやや劣るが、壁厚が薄いこ
と、および各壁間に゛は壁の膨張を吸収する通孔が介在
するので破損、亀裂についての問題は生じない。
と、および各壁間に゛は壁の膨張を吸収する通孔が介在
するので破損、亀裂についての問題は生じない。
次に本発明の詳細を実験例にもとずいて説明する。
実験例 １
第１表記載の化学組成（重量％）を有する原料粒子径単
位、μ）を第２表に示す調合割合（重量％）で混合し、
これにバインダーと水を加えて混練した後、スリット幅
０．３０ｍ４３００セル／ １ ｎ ２のハニカム成形
用ダイスを用いて押出成形した。
位、μ）を第２表に示す調合割合（重量％）で混合し、
これにバインダーと水を加えて混練した後、スリット幅
０．３０ｍ４３００セル／ １ ｎ ２のハニカム成形
用ダイスを用いて押出成形した。
乾燥後、最高温度１４００°Ｃ，５時間保持で焼成し、
コージェライトのハニカム構造体を得た。
コージェライトのハニカム構造体を得た。
この構造体より径１０φ、長さ５０１ｆｔｒＩＬの試料
を切出し、壁面に沿う押出方向に平行な方向での２５〜
１０００℃における熱膨張係数（ＸＩＯ−７７Ｃ）を測
定した。
を切出し、壁面に沿う押出方向に平行な方向での２５〜
１０００℃における熱膨張係数（ＸＩＯ−７７Ｃ）を測
定した。
なお、タルク（生タルク）としては粉砕しく０Ｏｌ）面
に沿って襞間した板状のタルクを用いた。
に沿って襞間した板状のタルクを用いた。
仮焼タルクとしては、このようにして板状としたタルク
に仮焼を施したものを用いた。
に仮焼を施したものを用いた。
また、ハロイサイトとしては、管状形態の粒子を、カオ
リナイトとしては板状粒子を用いた。
リナイトとしては板状粒子を用いた。
なお、表中、■ｇｌｏｓｓは灼熱減量である。
結果を第２表に示す。
なお実験ａ ”’−ｇは本発明による方法、実験り、Ｉ
は比較例である。
は比較例である。
いずれの実験においても熱膨張係数は１０．５Ｘ１０−
７１０Ｃ以下であって極めて低い。
７１０Ｃ以下であって極めて低い。
実験例 ２
上記第２表中の実験ａ、ｇおよび比較例たる実験り、ｉ
と同一の調合をした原料を用い、実験例１と同様に成形
し乾燥したものを、焼成温度を１３４０〜１４６０℃ま
で２０℃間隔で変化させ、保持時間５時間で焼成した。
と同一の調合をした原料を用い、実験例１と同様に成形
し乾燥したものを、焼成温度を１３４０〜１４６０℃ま
で２０℃間隔で変化させ、保持時間５時間で焼成した。
そして上記実験例１と同様の方法で熱膨張係数を測定し
た。
た。
結果を第３表および第３図に示す。
表中、実験ａ′、実験ｇ′は上記実験例１における第２
表の実験ａ、ｇと同じ原料を用いたものであり、実験ｈ
／。
表の実験ａ、ｇと同じ原料を用いたものであり、実験ｈ
／。
ｉ′は第２表の実験り、ｉと同じ原料を用いたものであ
る。
る。
また、第３図で○印および線ｇ′は実験ｇ′の結果を、
△印および線ｉ′は実験ｉ′の結果を示す。
△印および線ｉ′は実験ｉ′の結果を示す。
本発明により原料としてハロイサイトを用いた場合（実
験ａ′２ｇ′）は、カオリナイトを用いた場合（実験ｈ
／、ｉ／）よりも低い焼成温度で低い熱膨張性が得られ
ることがわかる。
験ａ′２ｇ′）は、カオリナイトを用いた場合（実験ｈ
／、ｉ／）よりも低い焼成温度で低い熱膨張性が得られ
ることがわかる。
なお、上記各実験において得た構造体について定した結
果、タルクとして生タルクを用いた場合の収縮率は３．
０係前後、仮焼タルクを用いた場合の収縮率は１．８％
前後であった。
果、タルクとして生タルクを用いた場合の収縮率は３．
０係前後、仮焼タルクを用いた場合の収縮率は１．８％
前後であった。
以上の結果を総合すると、コージェライト調整バッチ原
料中のタルクとして板状のタルクを用いるときは、壁面
に沿う方向に極めてすぐれた低熱膨張性を有するハニカ
ム構造のコージェライト体が得られることがわかる。
料中のタルクとして板状のタルクを用いるときは、壁面
に沿う方向に極めてすぐれた低熱膨張性を有するハニカ
ム構造のコージェライト体が得られることがわかる。
また、上記板状のタルクを用いるとともにカオリン族鉱
物としてハロイサイトを用いるときは、カオリナイトを
用いる場合よりも低い焼成温度ですぐれた低熱膨張性が
得られることがわかる。
物としてハロイサイトを用いるときは、カオリナイトを
用いる場合よりも低い焼成温度ですぐれた低熱膨張性が
得られることがわかる。
また、板状のタルクとして仮焼タルクを用いるときは焼
成収率が少なく寸法精度の良好な製品が得られることが
わかる。
成収率が少なく寸法精度の良好な製品が得られることが
わかる。
第１図は本発明により得られるハニカム構造体の斜視図
、第２図は抽出成形時における原料中のタルク粒子の配
向を示す図、第３図は本発明に関する実験結果を示す図
である。 第３図中、線ｇ′は本発明により得られたハニカム構造
体の熱膨張係数を、線ｉ′は比較例の熱膨張係数をそれ
ぞれ示す。 また第２図中、１はタルク粒子、２は押出成形体を示す
。
、第２図は抽出成形時における原料中のタルク粒子の配
向を示す図、第３図は本発明に関する実験結果を示す図
である。 第３図中、線ｇ′は本発明により得られたハニカム構造
体の熱膨張係数を、線ｉ′は比較例の熱膨張係数をそれ
ぞれ示す。 また第２図中、１はタルク粒子、２は押出成形体を示す
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ カオリン族鉱物およびタルクを主成分として含むバ
ッチ原料を混合混練しコージェライト体を焼成するに際
して、カオリン族鉱物としてハロイサイト粒子を用いる
とともに、タルクとして（ＯＯＸ）面に沿って粉砕した
板状のタルク粒子を用い、上記バッチ原料をその中に含
まれる板状のタルク粒子に平面的な配向を与える成形手
段により成形し、乾燥焼成することを特徴とするコージ
ェライト体の製造方法。 ２ 上記ハロイサイト粒子として管状の結晶形態を有す
るハロイサイト粒子を用いる特許請求の範囲第１項記載
のコージェライト体の製造方法。 ３ 上記板状のタルク粒子として、生タルクをあらかじ
め板状に粉砕した後に仮焼した仮焼タルクを用いる特許
請求の範囲第１項記載のコージェライト体の製造方法。 ４ 上記成形手段として押出成形を行なう特許請求の範
囲第１項記載のコージェライト体の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55045018A JPS5919072B2 (ja) | 1980-04-04 | 1980-04-04 | コ−ジエライト体の製造方法 |
| US06/250,151 US4421699A (en) | 1980-04-04 | 1981-04-02 | Method for producing a cordierite body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55045018A JPS5919072B2 (ja) | 1980-04-04 | 1980-04-04 | コ−ジエライト体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56145171A JPS56145171A (en) | 1981-11-11 |
| JPS5919072B2 true JPS5919072B2 (ja) | 1984-05-02 |
Family
ID=12707600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55045018A Expired JPS5919072B2 (ja) | 1980-04-04 | 1980-04-04 | コ−ジエライト体の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4421699A (ja) |
| JP (1) | JPS5919072B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE8402916L (sv) * | 1984-01-30 | 1985-07-31 | Eka Ab | Katalytisk avgasrenare och sett att framstella denna |
| WO1985003241A1 (en) * | 1984-01-30 | 1985-08-01 | Eka Ab | Filler or a support for catalytically active substances, a process for producing said filler or support, a catalyst produced from said support, and the use of said catalyst |
| EP0232621B1 (en) * | 1985-12-27 | 1990-05-23 | Ngk Insulators, Ltd. | Catalyst carrier of cordierite honeycomb structure and method of producing the same |
| US4877670A (en) * | 1985-12-27 | 1989-10-31 | Ngk Insulators, Ltd. | Cordierite honeycomb structural body and method of producing the same |
| DE4339167B4 (de) * | 1992-11-20 | 2006-09-14 | Corning Inc. | Verfahren zur Herstellung von Cordieritkörpern |
| US5409870A (en) * | 1992-11-20 | 1995-04-25 | Corning Incorporated | Modified cordierite precursors |
| JP3311650B2 (ja) * | 1997-08-19 | 2002-08-05 | 日本碍子株式会社 | コージェライト質セラミックハニカム構造体の製造方法 |
| US6087281A (en) * | 1998-02-25 | 2000-07-11 | Corning Incorporated | Low CTE cordierite bodies with narrow pore size distribution and method of making same |
| CN1166584C (zh) * | 1999-06-11 | 2004-09-15 | 康宁股份有限公司 | 低热膨胀高孔隙率高强度堇青石体及其制造方法 |
| AU7087600A (en) | 1999-09-01 | 2001-03-26 | Corning Incorporated | Fabrication of ultra-thinwall cordierite structures |
| US7491263B2 (en) | 2004-04-05 | 2009-02-17 | Technology Innovation, Llc | Storage assembly |
| KR101408289B1 (ko) * | 2012-10-23 | 2014-06-17 | 코닝정밀소재 주식회사 | 저팽창 글라스 충전제, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 글라스 프릿 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3885977A (en) * | 1973-11-05 | 1975-05-27 | Corning Glass Works | Anisotropic cordierite monolith |
-
1980
- 1980-04-04 JP JP55045018A patent/JPS5919072B2/ja not_active Expired
-
1981
- 1981-04-02 US US06/250,151 patent/US4421699A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4421699A (en) | 1983-12-20 |
| JPS56145171A (en) | 1981-11-11 |
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