JPS6236080A - 触媒用ハニカム成形体の歪防止方法 - 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】 本発明は無機酸化物成形体の歪防止方法に関するもので
あって、さらに詳しくは有機繊維を混合することにより
、成形体の収縮歪の発生を予防する方法に係る。

触媒乃至は触媒担体として使用される無機酸化物の成形
体は、無機酸化物及び／又はその前駆物質を、水又は他
の液体を加えた湿潤状態で混練した後、この混練物を適
宜な形状及び寸法に成形し、乾燥後焼成する方法で通常
製造されている。この方法では混練物に可塑性を付与し
、成形を容易にするうえで水などを添加しているが、こ
のことが成形後の乾燥に際して成形体に収縮歪を発生嘔
せる原因ともなっている。この収縮歪は成形体の寸法が
大きくなる程、また形状が複雑になる種発生しやすく、
特に自動車用マフラ触媒、ＮＯＸ除去用触媒などに使用
されるハニカム状成形体では、収縮歪の発生が著しい傾
向にある。

然るに、このような歪発生は、焼成後の成形体に機械的
強度の点で悪影響を及ぼし、具体的には成形体の耐圧強
度、熱衝撃強度、耐摩耗強度などを低下させる不都合が
ある。このため、成形体の乾燥に際しては、均一乾燥が
行えるような工夫が施されているほか、乾燥手段につい
ても調湿乾燥、真空乾燥、高周波乾燥、赤外線乾燥など
が提案されて来た。しかし、こうした従来技術では歪発
生を完全に抑止することが難しく、また乾燥装置にも過
大な設備投資を強いるのが実情である。

ところで、成形体の機械的強度を増大させる手段として
は、無機酸化物及び／又はその前（Ｕ物質の混練物に、
ガラス繊維、セラミック繊維などの無機繊維を混入させ
ることが知られている。しかしながら、無機繊維は柔軟
性に欠ける関係で、上記の如き混練物を押出し成形した
場合には、押出し方向に無機繊維が配向してしまい、そ
の結果、成形体を乾燥した際には押出し方向に対する収
縮歪の発生を防止できても、これと垂直な方向に対する
収縮歪については、その発生を全く防止することができ
ない。

本発明は上記した従来の問題点に鑑み、非常に簡単な手
段で、しかも特別な乾燥装置を用いなくても、成形体の
歪発生を効果的に防止できる方法を提供する。すなわち
、本発明の方法は無機酸化物及び／又はその前駆物質を
湿潤状態で混練し、その混練物を成形後乾燥して成形体
をｙＪ造するに当り、前記混練物中に無＋Ｉ＆酸化物の
重量基準で０，０５〜３０％に相当する有機繊維を混合
することを特徴とする。

有機繊維は無機繊維に比較して極めて柔軟性に富むため
、有機繊維を混合した混練物は、押出し成形した場合で
も、成形体中で繊維が一定方向に配向してし１うことが
ない。従って、得られた成形体の乾燥に際しても、押出
し方向はもちろん、これ以外の任意の方向に１ルーする
収縮歪も、その発生を防止することができる。これに加
えて、有機繊維の配合は、成形体の破損、キレツ発生、
変形などを防止するうえでも効果を発揮する。

本発明ではあらゆる有機繊維がいずれも使用可能である
が、一般的には、ｅルプ、綿、羊毛などの天然繊維及び
各種の合成繊維の１種又は２種以上が使用される。有機
繊維の引張り強嘔に関しては特別な制約はないが、混練
時に破断されないだけの強さを有していることが望まし
い。

繊維径は１００４ｍ以下であれば、本発明の有機繊維と
して充分その効果を発揮するが、一般に細い稚仔結果を
得ることができる。繊維長について言えば、本発明では
０．１　ｍｍ−１００ｍｍの範囲にあることを可とし、
繊維長／繊維径で定義されるアスペクト比は１０以上で
あることを可とする。

無機酸化物及び／又はその前駆物質の混練物に対する有
機繊維の配合量は、無機酸化物の前駆物質を使用してい
る場合はこれを酸化物に換算して、全無機酸化物の重量
基準で０．０５〜３０俤の範囲、好ましくは０．１〜１
０％の範囲で選ばれる。この量が３０％に越えると混練
物の成形が困難になり、０．０５％未溝では有機繊維を
配合した効果が事実上現われないからである。

本発明を実施する場合、有機繊維の長嘔、径、アスペク
ト比及び配合量は、混練物の成形方法や成形体の形状を
考慮して上記の範囲内で適宜選定することが好ましい。

そして、望むとあらば成形体の強度アップの目的で従来
使用されている無機繊維を、本発明の有機繊維と併用し
ても差支えない。有機繊維入り混練物は、従来公知の方
法で任意の形状及び寸法に成形嘔れるが、成形体の体積
が１２５ｒｒ１ｍ３未満であるような小さいものは、通
常の乾燥方法でも均一に乾燥することができるので、一
般に収縮歪の問題は起らない。従って、本発明の方法は
成形体の体積が１２５　ｍｍ”以上である場合に有効で
あつそ、成形体の形状が複雑である場合、例えばハニカ
ム状成形体である場合に特に有効である。

成形体の乾燥は通常の熱風乾燥機で行うことができる。

不発゛明の成形体は有機繊維入りであるので、特別な乾
燥装置を必ずしも使用する必要がない。乾燥後は常法通
り成形体を焼成すれば、触媒乃至触媒組木として使用可
能な成形体を得ることができる。成形体中の有機繊維は
焼成時に一般に分解揮発する。

実施例１ 顔料用酸化チタンの原料である含水チタン酸（Ｔｉｅ、
　３０．２ｗｔ％）２３１辱を内容積３００１のニーダ
−に入れる。これを１５チのアンモニア水３０Ａ’にて
中和し、よく混合する。次にパラタングステン酸アンモ
ン（ＷＯｓ　８　ｓ、ｓ　８　ｗｔ％）６ｋｙｉｌｏＯ
Ｊの熱水に溶解して加え、さらにメタノ々ナジン酸アン
モン（Ｖ、０．７７．７７ｗｔ％）０、９　ｋＩＰを２
０１の熱水に溶解して加え、さらに成形助剤としてポリ
エチレンオキサイド７００ｇを加える。さらに繊維径１
３μｍ、平均長さ、５ｍｍのＫＰ−セルツ（山陽国際パ
ルプ（株）２２８ｇを加える。次によく混合、混練しつ
つ加熱して水分を蒸発させ、成形適性水分とする。これ
を押出し成形機に供給し、外径１５０ｍｍＸ１５０ｍｍ
なる正方形の断面全方し、かつ目開き６×１５ｍｍ、壁
厚１．５　ｍｍ　、長さ１０００ｍｍのハニカム構造体
に成形した。これを８０℃で１２時間乾燥後、５００　
”Ｃにて５時間焼成して成形体Ａを得た。

比較例１ 有機繊維としてノξルプを添加しない以外は実施例１と
同様の方法にてハニカム成形体を得た。

この成形体をＢとする。

実施例２ 実施例１の方法に於て、ノにルプを添加後、ガラス繊維
（日本板ガラス製チョツプドストランド）　４．０　ｋ
ｇをさらに添加した以外は実施例１と同様にしてハニカ
ム成形体を得た。この成形体をＣとする。

比較例２ 実施例２の方法に於て、パルプを添加しない以外は実施
例２と同様にしてハニカム成形体を得た。この成形体を
Ｄとする。

実施例３ パルプの代りにナイロンフィラメント（繊維径１００／
Ｊｍ、長さｌＱｒｎｍ）繊維を用いた以外は実施例１と
同様な方法でハニカム成形体を得た。この成形体６Ｅと
する。

実施例４ アルミン酸ソーダ水溶液（ＡＩ、０，６ｗｔチ）１００
０ｋｆと硫酸アルミ水溶液（ＡＩ、０，５．８ｗｔ％）
１０４２ｋｆを３　ｍｌのタンクに同時添加し、凝（−
マイトのアルミナスラリーを調製し、これをオリ・−）
々−フィルターで濾過洗浄後、内容積４００１のニーダ
−に入れる。次に繊維径３μｍ、長さ１　ｍｍの８Ｐｔ
ｅルゾ（山陽国際パルプ（株）６キ加え、さらに成形助
剤として、カルジキシメチルセルロース１．２　ｋｇ　
ｆ加える。次によく混合、混練しつつ加熱して、水分を
蒸発させ、成形適性水分とする。この混練物を押出し成
形機に供給し、外径１００　ｍｍ　Ｘ　１００　ｍｍな
る正方形の断面を有し、かつ目開き６　Ｘ　６　ｍｍ　
、壁厚１．５ｍｍ、長さ５００　ｍｍのハニカム構造体
に成形した。これを８０℃で１２時間乾燥後、５５０″
Ｃ×５時間焼成してハニカム成形体Ｆｆ得た。

比較例３ ｓｐパルプを用いない以外は、実施例４と同様な方法で
ハニカム成形体を得た。この成形体をＧとする。

〔成形体評価〕

乾燥品歩留 乾燥終了時に成形体に破損、変形又は割れが発生してい
るものを不良品として除き、良品の数を百分率で示した
。

圧縮テスト 焼成した各成形体を１００　ｍｍの長さに切断し、圧縮
試験機（東京試験機製作所）にて圧縮強度を測定した。

熱衝撃テスト 焼成した各成形体１５００ｍｍの長さに切断して４５０
℃のマツフル炉に入れ、３０分間加熱後、室温に取り出
し、１０分間放冷する操作を成形体に割れが発生するま
で繰り返し、その操作回数から成形体の耐熱衝撃性を評
価した。

上記の実施例及び比較例で得た成形体Ａ、Ｇについて得
られた結果を次表に示す。

本発明の方法により得られたハニカム成形体Ａ、　Ｃ％
Ｅ％Ｆは、製品の歩留りが高く、また圧縮強度、耐熱性
にも優れている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、無機酸化物及び／又はその前駆物質を湿潤状態で混
   練し、その混練物を成形後乾燥して成形体を製造するに
   当り、前記混練物中に無機酸化物の重量基準で０．０５
   〜３０％に相当する有機繊維を混合することを特徴とす
   る前記成形体の歪防止方法。 ２、前記有機繊維が綿、パルプ、羊毛又は合成繊維のい
   ずれかである特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、前記有機繊維の繊維径が１００μｍ以下である特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ４、前記有機繊維の長さが０．１ｍｍ〜１００ｍｍの範
   囲内であり、そのアスペクト比が１０以上である特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ５、前記の成形体が体積１２５ｍｍ＾３以上のハニカム
   状成形体である特許請求の範囲第１項記載の方法。