JPS6111153A - 触媒担持用構造体 - 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、軽量であシ、特に１２００℃の高温での使用
に耐える特性を有する触媒担持用の構造体に関する。

従来例の構成とその問題点 従来、触媒担持用構造体としてはコーディエライトやム
ライト、アルミナ等の材料で、押出成形によるハニカム
構造体が一般的に用いられている０このハニカム構造体
は壁の空隙率が２０〜６０％であり、また空隙を構成す
る細孔径も１０μｍ以下のものがほとんどであった。例
えばこのハニカム構造体にコーティングを施して触媒担
体とする場合、この細孔径が小さいと細孔内部にまでコ
ーティングが行なわれず、担体としての効果を充分に発
揮できるものではなかった。この欠点を補なうものとし
て石綿シートやガラス繊維シートを用いてハニカム構造
をつくり、コロイダルシリカやエチルシリケートなどの
硬化剤で硬化処理を行なったものが提案されている。こ
れらの細孔は繊維で構成され、開口部の広いものが得ら
れコーティングも充分に行なうことができ、より効果的
な担体を与えるものである。しかし、ガラス繊維を用い
たり、繊維どうしの結合剤あるいは硬化剤としてコロイ
ダルシリカや珪酸ゲル等を用いているため使用最高温度
は６００℃〜９００℃に限定される。即ち、ガラス繊維
の軟化あるいは結晶化に伴なう強度の低下、あるいは構
造体の収縮等が発生するためである。従って、１ｏＯｏ
℃〜１２ｏｏ℃の高温度の使用に耐えるものではなかっ
た。一方、高負荷の反応を生じさせるために高温に耐え
る触媒担持用構造物が望まれている。

発明の目的 本発明は、触媒の担持を効果的に行うことができ、しか
も耐熱性の高い触媒担持用構造体を提供することを目的
とする。

発明の構成 本発明は、セラミック繊維と、セラミック原料粉末を湿
式抄造して、成形ののち焼成することにより構成した繊
維セラミックからなるノ・ニカム構造を有することを特
徴とし、細孔が縦横に展開し、多孔性に富み軽量でしか
も、１０００℃の高温の使用に耐える触媒担持用構造体
を提供することができる。

実施例の説明 本発明は基本的には次のような具体的方法により実施さ
れ得る。

まず、アモルファス状のセラミック繊維を裁断してセラ
ミック原料粉末とともに凝集スラリを作成したのち、通
常の抄造方法、例えば円網式抄造機を用いる方法等でシ
ートを作成する。次に、このシートを用い、段ボール紙
製造と類似の方法によってコルゲートシートとなし、こ
れを巻き取ったり、一定寸法に裁断したものを積層して
ハニカム状の成形体とする。この成形体を１２５０℃〜
１３５０℃で焼成してセラミック繊維、セラミック原料
粉末のセラミック化を図るとともに繊維を互いに焼結結
合させてハニカム形状の構造体を構成する。これを触媒
担持用構造体として用いることにより優れた効果を発揮
するものである。

即ち、ハニカムのセル壁が繊維セラミックで構成されて
おり、各繊維セラミックどうしの接点が焼結結合して形
状を保ち、強度を出している柱構□造となっているため
、空隙率が６ｏ〜８０襲と高く、シかも空隙を構成する
細孔も繊維セラミ’／りの柱構造で構成されているため
縦横に展開し、かつ開口部の広いものとなっている。従
って、触媒担体等のコーティングを施したり、直接触媒
を担持させたりする場合、セル壁内部の繊維セラミック
表面をも有効に使用できるため、小容量で極めて有効な
触媒担体あるいは触媒体を構成することができる。

特に、アルミノシリケート等のセラミック繊維を１２５
０℃〜１３５０℃で焼結結合させてセラミック化してい
るため、１２００℃の高温となる条件下でも強度の劣化
や軟化、収縮をおこさず、寸だ、耐酸、耐アルカリに強
く安定した構造を維持できるものである。

本発明においては、アルミノシリケート繊維を平均繊維
長約１０咽に裁断したものを用い、寸だセラミック原料
粉末としてシリカやアルミナあるいはシリカアルミナを
含む微粉末あるいは粘土を用いることが有効である。

構造体の作成方法についての詳細は次の通りである。

平均繊維長１ｏａｍに裁断したアルミデシリケード繊維
とセラミック原料粉末を水に懸濁させ、シートあるいは
成形時の強さを維持するだめの有機バインダとして、酢
酸ビニルやアクリル、エステル等のエマルジョンやポリ
ビニルアルコール等ヲ添加し、澱粉液等の凝集剤を添加
してこれらを凝集させ、凝集スラリーを作成する。次い
で、この凝集スラリを円網式抄造機で抄造し、乾燥して
シートを作成する。このシートを用いて通常の段ボール
紙製造機を用いて、波形をつけたシートと平板状のシー
トを接着剤を用いて接着し、コルゲートシートとする。

このコルゲートシートに接着剤を塗布しながら巻き取っ
てゆくことで円形あるいは長円形の成形体が得られる。

一方、波形に平行で、一定寸法に裁断したコルゲートシ
ートを接着剤を塗布しながら積層してゆくと直方体形状
の成形体が得られる。

このようにして得られた成形体を焼成炉にて空気雰囲気
中１２５０〜１３５０℃で焼成してセラミック繊維、セ
ラミック原料粉末を焼結結合させ、繊維セラミックとな
し、一体化されたハニカム構造を有する触媒担持用構造
体が得られる。

以下に、上記の作成方法に従って行なった実施例を述べ
る。

〔実施例〕

平均繊維径約３μｍのアルミノシリケート繊維をカッタ
で裁断して平均繊維長を１０■としたものを２０重量部
秤量して１０００重量部の水に懸濁させた。一方、セラ
ミック原料粉末としてカオリナイト、スポジュメン、非
晶質の酸化珪素、γ−アルミナ粉末の混合物６重量部を
６０重量部の水に懸濁させた。このアルミノシリケート
繊維懸濁液とセラミック原料粉末の懸濁液を攪拌しつつ
混合した。次に有機バインダとしてポリエステル−酢酸
ビニルコポリマエマルジョンを１重量部加え充分攪拌混
合させたのち、凝集剤として１０％澱粉液を３０重量部
加えてアルミノシリケート繊維とセラミック原料粉末等
を互いに凝集させた。

こうして得られた凝集懸濁液を水で３０００重量部に稀
釈して通常の丸網式抄造機で抄造し、乾燥して約０．６
能のシートを得た。ここで得られたシートを通常の段ボ
ール紙製造機を用いて、一部のシートは蒸気を噴霧し適
度の柔軟性を得たのち波形を付し７、一方は同様に蒸気
噴霧ののち平板のまま接着剤を用いて互いに貼り合せコ
ルゲート７−トを得た。これを連続的に芯の上に、接着
剤を塗布しつつ巻上げてゆき成形体を作成した。次にこ
の成形体を電気炉中で１３５０℃３時間焼成して繊維セ
ラミックからなる触媒担持用構造体を得た。

本実施例で得られた触媒担持用構造体を解析すると、ア
ルミノシリケート繊維、セラミック原料粉末は１３５０
℃の焼成によりムライト、クリストバライトを生成分と
するセラミックに変化しており、また、繊維の形状も極
めて良好に保って繊維セラミックと々っでいることが観
察された。さらに、各繊維セラミックの接点では焼結結
合を行ない、柱構造により触媒担持用構造体の強度を出
しているものであった。また、繊維セラミックが柱構造
であるため、細孔は縦横に展開するとともに、全表面積
は押出し成形ハニカム構造体に較べ犬きくなっていると
とが判明した。また、８０％と高い空隙率を示すもので
あった。

他方、この触媒用構造体に触媒を担持させ、反応を行な
わせる場合、反応物が気体、液体を問わず、セル壁に接
触して反応しつつ通過するのみなら場、微構造が柱構造
をとっているため、セル壁内部への浸透も容易であシ、
その結果、触媒と接触し、反応する機会は大幅に増加す
る。

また、１３５０℃で充分な焼成を行なっているため、１
２００℃の温度での使用に際して軟化、収縮等の変化を
生じること彦く安定した特性を維持することができるも
のである。

発明の効果 本発明による触媒担持用構造体は、繊維セラミックの柱
構造による構造体であるため、空隙率が高く、また、細
孔が縦横に展開しているので、触媒担体のコーティング
、触媒の担持の際、容易にセル壁内部にまで充分に浸透
させることができ、セル表面のみならず、セル壁内部に
おいても触媒反応を生じさせることができ、構造体全体
を触媒活性とすることができる。

捷だ、繊維セラミックであることから、１２００℃の高
温にも充分に耐え、常温における耐酸、耐アルカリ特性
にも優れた効果を発揮するものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック繊維とセラミック原料粉末から湿式抄
   造したシートから成形され、焼成によりセラミック化さ
   れたハニカム構造を有する繊維セラミックからなる触媒
   担持用構造体。
2. （２）セラミック繊維がアルミノシリケート繊維からな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の触
   媒担持用構造体。