蜂窝结构体的制造方法及蜂窝结构体的制作方法

专利名称：蜂窝结构体的制造方法及蜂窝结构体的制作方法
技术领域：
本发明涉及蜂窝结构体的制造方法及蜂窝结构体。更详细地说，本发明涉及能够通过防止或减少烧结时CO2或有害气体的产生来防止或抑制环境污染、地球温暖化，同时能够得到裂缝等缺陷少、高强度、维持了低热膨胀的蜂窝结构体的蜂窝结构体的制造方法以及通过该制造方法而制得的高品质蜂窝结构体。
背景技术：
在以化学、电力、钢铁、产业废弃物处理为首的各种领域中，从防止大气污染、地球温暖化等环境对策的观点出发，使用由耐热性、耐腐蚀性优异的陶瓷构成的蜂窝结构体作为各种装置、部件，例如排气净化用催化剂载体。作为所述蜂窝结构体的制造方法，例如公开了将堇青石形成材料、水、有机粘结剂等进行混炼，将可塑性有所提高的成形原料挤压成形、干燥、烧结的蜂窝结构体的制造方法(例如，参照专利文献1)。
为了提高蜂窝结构体的成形性，有机粘结剂为赋予可塑性或保形性的物质，添加量越多，成形性越提高。近年来，相比较于制造小型或单纯结构的蜂窝结构体的情况，为了成形需求有所增加的大型结构体或小室结构的复杂结构体，需要成形性良好的练土(坏土)，结果必须多添加有机粘结剂。
但是，如果有机粘结剂的添加量多，则在烧结时有机粘结剂会烧光，因此存在着在成形时有机粘结剂所占据的空间成为缺陷、作为结构体的机械强度降低的问题。另外，在大型结构体中，烧结时有机粘结剂燃烧时，由于燃烧热使结构体内部成为高温，由于结构体的内外温差产生的热应力，产生裂缝等缺陷，不仅降低了结构体的机械强度，而且具有大幅度降低合格率的问题。而且，在烧结时，由于有机粘结剂的燃烧产生了CO2或有害气体，被释放到大气中，在大气污染、地球温暖化等环境方面成为问题。
另外，还公开了下述方法使用高岭土粘土和相对于该高岭土粘土的干燥质量为0.1％质量-15％质量的绿土粘土的方法(参照专利文献2)；由30-65％质量的无定形硅石、30-65％质量的三水合氧化铝和含有2-20％质量的海泡石、坡缕石、膨润土中的一种或多种混合物的陶瓷用合成粘土(参照专利文献3)；通过使高岭土颗粒与含有2价阳离子的水溶液相接触，从而使2价阳离子吸附在高岭土颗粒表面的提高高岭土颗粒的可塑性的方法(专利文献4)；添加蒙皂石作为提高粘土或高岭土的可塑性措施的方法(非专利文献1)和添加蒙脱石和锂蒙脱石使氧化铝的挤出成形的成形体强度提高的方法(非专利文献2)。
但是，在上述专利文献和非专利文献中公开的膨润土、蒙皂石等具有可塑性的粘土矿物，主要成分为SiO2、Al2O3、MgO等，层间阳离子为具有钠离子(Na+)或钙离子(Ca2+)等的物质，由于相对于最终成为所得蜂窝结构体主要成分的堇青石这些Na或Ca为杂质，因此如果多量地含有它们，则存在阻碍作为堇青石特性之一的低热膨胀的问题。
专利文献1日本特开2002-292616号公报专利文献2日本特表2002-537217号公报专利文献3日本专利第3215839号公报专利文献4日本特公平6-104563号公报非专利文献1人工粘土(人工粘土研究会10周年纪念杂志)非专利文献2The Use of Montmorillonites as Extrusion Aids forAlumia，Geram.Engi.Sci.Proc.12[1-2]pp.33-48(1991)本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供能够通过防止或减少烧结时CO2或有害气体的产生来防止或抑制环境污染、地球温暖化，同时能够得到裂缝等缺陷少、高强度、维持了低热膨胀的蜂窝结构体的蜂窝结构体制造方法以及通过该制造方法得到的高品质蜂窝结构体。

发明内容
为了达成上述目的，本发明提供了以下的蜂窝结构体的制造方法及蜂窝结构体。
蜂窝结构体的制造方法，该方法为将含有堇青石形成材料和有机粘结剂的成形原料进行混炼、成形，制作蜂窝形状的成形体(蜂窝成形体)，将制作的上述蜂窝成形体烧结，得到以堇青石为主要成分的蜂窝形状的结构体(蜂窝结构体)，其中上述成形原料使用在上述堇青石形成材料和上述有机粘结剂的基础上进一步含有层电荷(X)为0.2＜X≤2的层状粘土矿物的物质，上述层状粘土矿物中所含的至少一种选自钠、钾和钙的元素的总量按照氧化物换算为相对于与上述堇青石形成材料的总量在0.5％质量以下，并且，上述有机粘结剂的含有比例相对于100质量份的上述堇青石形成材料和上述层状粘土矿物的总量为5质量份以下。
上述[1]所述的蜂窝结构体的制造方法，使用蒙皂石作为上述层状粘土矿物。
上述[2]所述的蜂窝结构体的制造方法，以预先分散在水中的分散液状态使用上述蒙皂石。
上述[2]或[3]所述的蜂窝结构体的制造方法，使用层间阳离子为钠离子或钙离子的Na型蒙皂石或Ca型蒙皂石作为上述蒙皂石。
上述[4]所述的蜂窝结构体的制造方法，使用将上述层间阳离子的上述钠离子或钙离子离子交换为镁离子的离子交换蒙皂石作为上述Na型蒙皂石或Ca型蒙皂石。
上述[1]-[5]中任一项所述的蜂窝结构体的制造方法，在1300-1500℃下烧结上述蜂窝成形体。
一种蜂窝结构体，该结构体是利用上述[1]-[6]中任一项所述的方法而得到的。
本发明提供能够通过防止或减少烧结时CO2或有害气体的产生来防止或抑制环境污染、地球温暖化，同时能够得到裂缝等缺陷少、高强度、维持了低热膨胀的蜂窝结构体的蜂窝结构体制造方法以及通过该制造方法得到的高品质蜂窝结构体。
实施发明的最佳方式以下，具体说明用于实施本发明的最佳方式。
本发明的蜂窝结构体制造方法为将含有堇青石形成材料和有机粘结剂的成形原料进行混炼、成形，制作蜂窝形状的成形体(蜂窝成形体)，将制作的上述蜂窝成形体烧结，得到以堇青石为主要成分的蜂窝形状的结构体(蜂窝结构体)的蜂窝结构体制造方法，其特征在于使用在堇青石形成材料和有机粘结剂的基础上进一步含有层电荷(X)为0.2＜X≤2的层状粘土矿物的物质作为成形原料，层状粘土矿物中所含的至少一种选自钠、钾和钙的元素的总量按照氧化物换算为相对于与堇青石形成材料的总量在0.5％质量以下，并且，上述有机粘结剂的含有比例相对于100质量份的堇青石形成材料和层状粘土矿物的总量为5质量份以下。
本发明中，作为用于制作蜂窝成形体的成形原料，使用在堇青石形成材料和有机粘结剂的基础上进一步含有层电荷(X)为0.2＜X≤2的层状粘土矿物的物质。作为其他成分，可以举出作为分散介质的水、分散剂、造孔剂等。
堇青石形成材料作为成形原料的主要成分被混炼，调制成为练土(坏土)后，成形为蜂窝成形体，在烧结蜂窝成形体后，作为间隔壁主要成分的堇青石构成蜂窝结构体。堇青石形成材料可以举出包含至少一种选自镁、铝和硅的元素的氧化物、氢氧化物或碳酸盐等，例如滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝、二氧化硅、氧化镁等。
堇青石形成材料的含有比例，优选相对于堇青石形成材料、层状粘土矿物和有机粘结剂的总量为94.8-99.9％质量。如果不足94.8％质量，则可能在蜂窝结构体的热膨胀或强度方面存在问题；如果超过99.9％质量，则往往难以成形为蜂窝结构。
有机粘结剂在使混炼成形原料而调制的练土(坏土)的可塑性、成形性提高的同时，还发挥保持成形体形状的保形剂的作用。另一方面，存在的问题有有机粘结剂促进了烧结时由于CO2或有害气体的产生而导致的环境污染、地球温暖化，在成形时有机粘结剂所占有的空间成为缺陷，或者在蜂窝结构体中产生裂缝等缺陷，降低蜂窝结构体的强度，其成形原料中的含量需要尽量抑制在最小。因此，在本发明中，使有机粘结剂的含有比例相对于100质量份的堇青石形成材料和层状粘土矿物的总量为5质量份以下，优选为4％质量以下。根据用途，还可以是0质量份(也可以完全不含有)。
所述有机粘结剂可以举出有机高分子。具体地说，可以举出羟丙氧基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇等。有机粘结剂可以使用单独一种或组合多种。
如上所述，本发明中，通过将有机粘结剂的含有比例相对于100质量份的堇青石形成材料和层状粘土矿物的总量抑制在5质量份以下，消除了下述问题即促进在烧结时由于CO2或有害气体的产生而导致的环境污染、地球温暖化，在成形时有机粘结剂所占有的空间成为缺陷，或者在蜂窝结构体中产生裂缝等缺陷，降低蜂窝结构体的强度等问题，由此补偿了练土(坏土)的可塑性、成形性的降低，因此，使用兼具堇青石化功能和可塑性(成形性)赋予功能的、进一步含有层电荷(X)为0.2＜X≤2的层状粘土矿物的物质作为成形原料。应说明的是，“层电荷”是指Layer Charge，相当于例如蒙皂石所代表的2∶1型层状粘土矿物的2∶1层组成式的电荷的绝对值。
层状粘土矿物通过层结构和层电荷被定义为“矿物群”。另外，层电荷(X)为0.2＜X≤2是指作为层结构仅为2∶1型的结构。具体地说，将层电荷和层状粘土矿物群的关系总结如表1所示。


如表1所示，本发明的层电荷(X)为0.2＜X≤2的层状粘土矿物(群)包括蒙皂石、蛭石、云母、脆云母。具体的矿物名可以举出蒙脱石、锂蒙脱石、蛭石、白云母、伊利石、珍珠云母等。所述蒙皂石、蛭石、云母、脆云母等层状粘土矿物(群)包含至少一种选自钠、钙和钾的元素。
在成形原料中，优选本发明中所用的层状粘土矿物相对于与堇青石形成材料的总量含有0.01-25％质量、更优选含有0.05-20％质量。应说明的是，本发明中所用的层状粘土矿物可以使用单独一种，也可以组合多种使用。
本发明中，层状粘土矿物中所含至少一种选自钠、钾和钙的元素的总量按照氧化物换算为相对于与堇青石形成材料的总量在0.5％质量以下。如果超过0.5％质量，则最终所得堇青石的耐热冲击性恶化，具体地说，热膨胀系数变高。
所述用于使至少一种选自钠、钾和钙的元素的总量按照氧化物换算为相对于与堇青石形成材料的总量在0.5％质量以下的方法，可以举出选择性使用层状粘土矿物种类的方法。另外，如后所述，可以举出将“层状粘土矿物”进行离子交换的方法和使“层状粘土矿物”分散在水中使其澎润的方法。
选择性使用“层状粘土矿物”种类的具体例，可以举出单独使用一种或适当组合多种的蒙皂石、蛭石、云母。
本发明中，从价格、杂质量的观点出发，优选使用蒙皂石作为层状粘土矿物。蒙皂石是指具有以下特征的粘土矿物群，所述特征是指用主要含有硅(Si)或铝(Al)和氧(O)的四面体层将主要含有铝(Al)或镁(Mg)和氧(O)的八面体层上下夹住的片材作为1单位，在其层间保持有碱金属或碱土类金属的离子的结构，包括蒙脱石、锂蒙脱石、皂石等粘土矿物。另外，通常往往将含有多量蒙脱石的粘土称为膨润土。
本发明中，以预先分散在水中的分散液的状态使用蒙皂石，即便为少量也能够有效果地赋予练土(坏土)以可塑性、成形性，因此优选。即，在层间具有钠离子(Na+)的物质特别显著，但如果添加在水中使其分散，则发生膨润(水进入到层间，层解离为一片一片的分散状态)，最初为松散的分散液，由于浓度或其他条件的不同，粘性逐渐变大，最终成为胶状。通过以此状态添加到成形原料中，即使蒙皂石实质上为少量，也能够在练土(坏土)中表现充分的可塑性、成形性。由于蒙皂石的添加量(成形材料中的含有比例)实质上为少量即可，因此不会对最终所得蜂窝结构体的低热膨胀性造成不良影响。应说明的是，对蒙皂石在水中的分散比例没有特别限制，但优选例如为10％质量以下，更优选为5％质量以下。
本发明中，使用层间阳离子为钠离子或钙离子的Na型蒙皂石或Ca型蒙皂石作为蒙皂石，但是在提高练土(坏土)的可塑性、成形性方面优选。应说明的是，也可以使用含有钠离子和钙离子的两者作为层间阳离子的蒙皂石。
本发明中，由于以下所述事实，更优选使用将层间阳离子的钠离子或钙离子离子交换为镁离子的离子交换蒙皂石作为Na型蒙皂石或Ca型蒙皂石。
如果在制造由堇青石为主成分的间隔壁构成的蜂窝结构体中使用蒙皂石，则钠或钙作为杂质存在于最终的烧结体(蜂窝结构体)中。如果钠或钙作为杂质混在堇青石中，则形成不同相，阻碍了作为堇青石优点的低热膨胀。因此，用镁离子(Mg2+)将钠离子(Na+)或钙离子(Ca2+)进行交换处理，改性为基本上不含钠或钙的蒙皂石，因此通过用于堇青石蜂窝结构体的制作用的成形原料中，能够避免所述特性劣化(维持低热膨胀性)。
本发明中，为了制成多孔质的蜂窝结构体，还可以在成形原料中进一步含有造孔剂。所述造孔剂成为气孔的铸型，在蜂窝结构体上形成所需形状、大小、分布的气孔，增大气孔率，可得到高气孔率的多孔质蜂窝结构体。所述造孔剂可以举出石墨、面粉、淀粉、酚树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或发泡树脂(丙烯腈系塑料气囊)等。由于这些物质不形成气孔而本身烧光，因此其中从抑制CO2或有害气体的发生和裂缝发生的观点出发，优选发泡树脂。应说明的是，使用造孔剂时，有机粘结剂和造孔剂的含有比例的总计为相对于100质量份的成形原料为5质量份以下，优选为4％质量以下。
作为分散介质的水含有的比例随着所用成形原料而不同，因此难以统一规定，但优选按照成形时练土(坏土)成为具有适当硬度的物质来调节水量。
对混炼上述成形原料调制练土(坏土)的方法没有特别限制，例如可以举出使用捏合机、真空炼土机等的方法。
如上所述，本发明中，通过将混炼成形原料调制的练土(坏土)成形为蜂窝状、进行干燥，制作蜂窝成形体。
对蜂窝成形体的形状没有特别限制，例如可以举出通过蜂窝形状的间隔壁贯通2个端面间形成多个小室的形状。在用于DPF等过滤器的用途中时，优选小室的端部以两个端面部分相互不同地被密封。对蜂窝成形体的整个形状没有特别限制，例如可以举出圆筒状、四角柱状、三角柱状等。另外，对蜂窝成形体的小室形状(在垂直于小室形成方向的切面上的小室形状)没有特别限制，例如可以举出四角形、六角形、三角形等。
对制作蜂窝成形体的方法没有特别限制，可以使用挤出、注压、压制等以往公知的成形法。其中，作为优选例可以举出使用具有所需小室形状、间隔壁厚度、小室密度的喷嘴将如上调制的练土(坏土)挤压的方法等。对干燥的方法也没有特别限制，例如可以使用热空气干燥、微波干燥、介电干燥、减压干燥、真空干燥、冷冻干燥等以往公知的干燥法。其中，从迅速且均匀地干燥成形体全体的方面出发，优选将热空气干燥和微波干燥或介电干燥组合的干燥方法。
可以通过将如上得到的蜂窝成形体焙烧(脱脂)制成焙烧体。焙烧是指使成形体中的有机物(粘结剂、分散剂、造孔剂等)燃烧、除去的操作。一般来说，有机粘结剂的燃烧温度为100-300℃左右、造孔剂的燃烧温度为200-800℃左右，因此焙烧温度为200-1000℃左右即可。对焙烧时间没有特别限制，但通常为1-10小时左右。
最后，通过将如上所得的焙烧体烧结(实际烧结)得到蜂窝结构体。实际烧结是指使焙烧体中的成形原料烧结、致密化，用于确保规定强度的操作。由于烧结条件(温度·时间)随成形原料的种类不同而不同，根据其种类可以选择适当的条件。本发明中，优选在1300-1500℃下烧结蜂窝成形体。更优选在1350-1450℃下烧结。如果不足1300℃，则可能得不到目标结晶相(堇青石)，如果超过1500℃，则可能发生熔解。
本发明的蜂窝结构体是通过上述方法制得的，是缺陷或裂缝少、维持了高强度和低热膨胀性的高品质的、以堇青石为主成分的结构体。堇青石的优选组成可以举出2MgO·2Al2O3·5SiO2。
实施例以下通过实施例更加具体说明本发明，但本发明不受这些实施例的任何限定。
应说明的是，以在实施例中所得蜂窝结构体具有高强度和低热膨胀性为指标，测定了等静压破坏强度和热膨胀系数。等静压破坏强度的测定方法以社团法人汽车技术会的汽车规格JASO-M505-87为标准。另外，热膨胀系数的测定方法以JIS R1618为基准。进而，以减少实施例中所得蜂窝结构体烧结时所产生的CO2或有害气体的产生为指标，测定了烧结时的重量减少。烧结时的重量减少的测定方法如下计算，测定烧结前的蜂窝结构体的重量(M1)和烧结后的重量(M2)，重量减少(％)＝[(M1-M2)/M1]×100。
(实施例1)在作为堇青石形成材料的高岭土、滑石、氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅中添加、混合作为层状粘土矿物的合成锂蒙脱石(Na型)和作为有机粘结剂的甲基纤维素，制成成形原料。应说明的是，这些成分的含有比例，在为合成锂蒙脱石时，相对于与堇青石形成材料的总量为2％质量，按照接近于堇青石组成来调整其他的量。另外，在为甲基纤维素时，相对于100重量份的堇青石形成材料和合成锂蒙脱石的总量为4质量份，向其中添加表面活性剂(相对于100质量份成形原料为1质量份)和水(相对于100质量份成形原料为35质量份)进行混炼，从而得到练土(坏土)的压实体。使用挤出成形机将其成形为蜂窝形状时，不会发生喷嘴堵塞、成形故障，可以成形。使用微波和热空气干燥所得蜂窝成形体，在1420℃下烧结7小时。利用X射线衍射鉴定所得蜂窝结构体的结晶相时，堇青石为主相。所得堇青石蜂窝结构体的热膨胀系数为1.2×10-6/K，与比较例1程度相同。蜂窝结构体的等静压破坏强度为4MPa，为较比较例1稍大的值。另外，烧结时的重量减少为10％，小于比较例1。
(实施例2)使作为层状粘土矿物的合成锂蒙脱石(Na型)以5％质量浆料的比例分散在温水中，静置一晚，调制合成锂蒙脱石分散液。在作为堇青石形成材料的高岭土、滑石、氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅中添加作为有机粘结剂的甲基纤维素和合成锂蒙脱石分散液进行混合。应说明的是，这些成分的含有比例为，为合成锂蒙脱石时，相对于与堇青石形成材料的总量为1％质量，按照接近于堇青石组成来调整其他的量。另外，为甲基纤维素时，相对于100质量份的堇青石形成材料和合成锂蒙脱石的总量为2质量份，在其中添加表面活性剂(相对于100质量份成形原料为1质量份)和水(相对于100质量份的成形原料，与合成锂蒙脱石分散液中的水分量合计为33质量份)进行混炼，从而得到练土(坏土)的压实体。使用挤出成形机将其成形为蜂窝形状时，不会发生喷嘴堵塞或成形故障，可以成形。使用微波和热空气干燥所得成形体，在1420℃下烧结7小时。利用X射线衍射鉴定所得蜂窝结构体的结晶相时，堇青石为主相。所得堇青石蜂窝结构体的热膨胀系数为1.0×10-6/K。与比较例1程度相同。蜂窝结构体的等静压破坏强度为6MPa，为较比较例1大的值。另外，烧结时的重量减少为8％，小于比较例1。
(实施例3)将作为层状粘土矿物的合成锂蒙脱石(Na型)分散在0.25mol/l的氯化镁(MgCl2)溶液中，搅拌5小时后，使用离心分离机进行固液分离，适当进行水洗涤，调制Mg离子交换的锂蒙脱石。在作为堇青石形成材料的高岭土、滑石、氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅中添加作为有机粘结剂的甲基纤维素和Mg离子交换锂蒙脱石进行混合。应说明的是，这些成分的含有比例为，为Mg离子交换锂蒙脱石时，相对于与堇青石形成材料的总量为6％质量，按照接近于堇青石组成来调整其他的量。另外，为甲基纤维素时，相对于100质量份的堇青石形成材料和Mg离子交换锂蒙脱石的总量为2质量份，在其中适量添加表面活性剂(相对于100质量份成形原料为1质量份)和水(相对于100质量份成形原料为38质量份)进行混炼，从而得到练土(坏土)的压实体。使用挤出成形机将其成形为蜂窝形状时，不会发生喷嘴堵塞或成形故障，可以成形。使用微波和热空气干燥所得成形体，在1420℃下烧结7小时。利用X射线衍射鉴定所得蜂窝结构体的结晶相时，堇青石为主相。所得堇青石蜂窝结构体的热膨胀系数为0.9×10-6/K，与比较例1程度相同。蜂窝结构体的等静压破坏强度为6MPa，为较比较例1大的值。另外，烧结时的重量减少为9％，小于比较例1。
(实施例4)在作为堇青石形成材料的高岭土、滑石、氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅中添加作为层状粘土矿物的合成锂蒙脱石(Na型)进行混合，制成成形原料。应说明的是，这些成分的含有比例为，为合成锂蒙脱石时，相对于与堇青石形成材料的总量为2％质量，按照接近于堇青石组成来调整其他的量。另外，在其中添加表面活性剂(相对于100质量份成形原料为1质量份)和水(相对于100质量份成形原料为35质量份)进行混炼，从而得到练土(坏土)的压实体。使用挤出成形机将其成形为蜂窝形状时，不会发生喷嘴堵塞或成形故障，可以成形。通过缓慢降低气氛的湿度，使所得蜂窝成形体干燥，在1420℃下烧结7小时。利用X射线衍射鉴定所得蜂窝结构体的结晶相时，堇青石为主相。所得堇青石蜂窝结构体的热膨胀系数为1.2×10-6/K。与比较例1程度相同。蜂窝结构体的等静压破坏强度为8MPa，为较比较例1大的值。另外，烧结时的重量减少为6％，大大小于比较例1。
(比较例1)在作为堇青石形成材料的高岭土、滑石、氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅中添加作为有机粘结剂的甲基纤维素进行混合。应说明的是，甲基纤维素的含有比例相对于100质量份的堇青石形成材料为8质量份。在其中添加表面活性剂(相对于100质量份成形原料为1质量份)和水(相对于100质量份成形原料为33质量份)进行混炼，从而得到练土(坏土)的压实体。使用挤出成形机将其成形为蜂窝形状时，不会发生喷嘴堵塞或成形故障，可以成形。使用微波和热空气干燥所得成形体，在1420℃下烧结7小时。利用X射线衍射鉴定所得蜂窝结构体的结晶相时，堇青石为主相。所得堇青石蜂窝结构体的热膨胀系数为0.9×10-6/K、蜂窝结构体的等静压破坏强度为3MPa。另外，烧结时的重量减少为13％。
(比较例2)在作为堇青石形成材料的高岭土、滑石、氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅中添加作为层状粘土矿物的合成锂蒙脱石(Na型)和作为有机粘结剂的甲基纤维素进行混合。应说明的是，这些成分的含有比例为，当为合成锂蒙脱石时，相对于与堇青石形成材料的总量为30％质量，按照接近于堇青石组成来调整其他的量。另外，为甲基纤维素时，相对于100质量份的堇青石形成材料和合成锂蒙脱石为2质量份，在其中添加表面活性剂(相对于100质量份成形原料为1质量份)和水(相对于100质量份成形原料为40质量份)进行混炼，从而得到练土(坏土)的压实体。使用挤出成形机将其成形为蜂窝形状时，不会发生喷嘴堵塞或成形故障，可以成形。使用微波和热空气干燥所得成形体，在1420℃下烧结7小时。利用X射线衍射鉴定所得蜂窝结构体的结晶相时，堇青石为主相，但可见显示玻璃相存在的晕状物。所得堇青石蜂窝结构体的热膨胀系数为3.1×10-6/K，成为较比较例1大的值。蜂窝结构体的等静压破坏强度为8MPa，为较比较例1大的值。另外，烧结时的重量减少为10％，小于比较例1。
产业实用性本发明优选用于化学、电力、钢铁、产业废弃物处理等各种领域中作为防止环境污染、地球温暖化的对策有效的各种分离和净化装置中。
权利要求
1.一种蜂窝结构体的制造方法，该方法为将含有堇青石形成材料和有机粘结剂的成形原料混炼、成形，制作蜂窝形状的成形体(蜂窝成形体)，将制作的上述蜂窝成形体烧结，得到以堇青石为主要成分的蜂窝形状的结构体(蜂窝结构体)，其中上述成形原料使用在上述堇青石形成材料和上述有机粘结剂的基础上进一步含有层电荷(X)为0.2＜X≤2的层状粘土矿物的物质，上述层状粘土矿物中所含的至少一种选自钠、钾和钙的元素的总量，按照氧化物换算为相对于与上述堇青石形成材料的总量在0.5％质量以下，并且，上述有机粘结剂的含有比例相对于100质量份的上述堇青石形成材料和上述层状粘土矿物的总量为5质量份以下。
2.权利要求1的蜂窝结构体的制造方法，其中使用蒙皂石作为上述层状粘土矿物。
3.权利要求2的蜂窝结构体的制造方法，其中以预先分散在水中的分散液状态使用上述蒙皂石。
4.权利要求2或3的蜂窝结构体的制造方法，其中使用层间阳离子为钠离子或钙离子的Na型蒙皂石或Ca型蒙皂石作为上述蒙皂石。
5.权利要求4的蜂窝结构体的制造方法，其中使用将作为上述层间阳离子的上述钠离子或钙离子离子交换为镁离子的离子交换蒙皂石作为上述Na型蒙皂石或Ca型蒙皂石。
6.权利要求1-5中任一项的蜂窝结构体的制造方法，其中在1300-1500℃下烧结上述蜂窝成形体。
7.一种蜂窝结构体，该结构体是利用权利要求1-6中任一项的方法而得到的。
全文摘要
一种蜂窝结构体的制造方法，该方法为将含有堇青石形成材料和有机粘结剂的成形原料混炼、成形，制作蜂窝形状的成形体(蜂窝成形体)，将制作的蜂窝成形体烧结，得到以堇青石为主要成分的蜂窝形状的结构体(蜂窝结构体)，其中成形原料使用在堇青石形成材料和有机粘结剂的基础上进一步含有层电荷(X)为0.2＜X≤2的层状粘土矿物的物质，层状粘土矿物中所含的至少一种选自钠、钾和钙的元素的总量，按照氧化物换算为相对于与堇青石形成材料的总量在0.5％质量以下，并且，有机粘结剂的含有比例相对于100质量份的堇青石形成材料和层状粘土矿物的总量为5质量份以下。
文档编号B01J35/04GK1956934SQ200580016999
公开日2007年5月2日 申请日期2005年3月18日 优先权日2004年3月31日
发明者富田崇弘, 川崎真司 申请人:日本碍子株式会社