(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックハニカム成形体を焼成する際に、該セラミックハニカム成形体を、その端面の一方を下にして載置するための焼成用敷板であって、
コージェライトが５０〜７０重量％、アルミナが５〜２０重量％、ムライトが１５〜４５重量％から成る敷板用成形体を、該セラミックハニカム成形体の焼成温度以上の温度にて焼成して成る焼成体であることを特徴とする焼成用敷板。
【請求項２】
セラミックハニカム成形体の端面との接触面が平坦か、又は、辺縁部から中央部にかけて隆起する曲面である請求項１に記載の焼成用敷板。
【請求項３】
上記曲面の最頂部と辺縁部との段差が１．５ｍｍ以下である請求項１又は２に記載の焼成用敷板。
【請求項４】
少なくともセラミックハニカム成形体の端面との接触面の表面粗さＲａが１０μｍ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の焼成用敷板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックハニカム成形体を焼成する際に、セラミックハニカム成形体の下に敷くための焼成用敷板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セラミックフィルタ、燃焼装置用蓄熱体、自動車の排ガス浄化用触媒担体等広範な用途に用いられるセラミックハニカム構造体は、生素地を成形して得たセラミックハニカム成形体を、一方の端面を下にして焼成炉内に直立させた状態で焼成することにより製造される。焼成の際に、成形体はセルの長さ方向及びセルの長さ方向に直交する方向に収縮又は膨張するが、成形体を焼成棚上に直に載置したのでは、焼成棚表面と成形体端面との摩擦抵抗及び成形体端面の焼成棚表面への付着により、焼成体の下端外周部が欠けたり、図２に示すように、焼成体３にセルよれ４、セル切れ５等の欠陥が生じる。そのため、このような欠陥が生じるのを防ぐため、セラミックハニカム成形体を焼成する際には、成形体と焼成棚との間に焼成用敷板を介在させ、焼成用敷板上に成形体を直立させることが行われている。
【０００３】
セラミックハニカム成形体の焼成に用いる焼成用敷板としては、例えば、特開平１０−２１８６７１号公報に、成形体載置面を中央部が上方に隆起した球面とした焼成用敷板６（図３（ａ））が開示されている。又、特公平１−５４６３６号公報には、セラミックハニカム構造体を、セルに垂直な平面にて輪切りにして得たプレートの外周縁部を面取り加工した焼成用敷板６（図３（ｂ））が開示されている。
【０００４】
前者において、成形体載置面を凸曲面とするのは、セラミックハニカム成形体の下端外周部と焼成用敷板との接触を無くして、焼成体の下端外周部が欠けるのを防止するためであり、又、焼成用敷板とセラミックハニカム成形体との接触面積を小さくすることにより、両者間の摩擦抵抗を小さくして、セルよれ及びセル切れの発生を防止するためである。
【０００５】
一方、後者において、外周縁部に面取り加工を施すのは、セラミックハニカム成形体の下端外周部と焼成用敷板との接触を無くすることにより、焼成体の下端外周部が欠けるのを防止するためであり、焼成用敷板とセラミックハニカム成形体を同材質とし、又、焼成用敷板をハニカム構造体とするのは、両者の熱膨張差を無くするとともに、焼成用敷板とセラミックハニカム成形体との接触面積を小さくすることにより、両者間の摩擦抵抗を小さくして、セルよれ及びセル切れの発生を防止するためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ハニカム構造体を従来の方法で焼成して製造すると、例えば、図３（ａ）に示す特開平１０−２１８６７１号公報に開示の焼成用敷板を用いた場合には、焼成体の一部にセルよれ、セル切れが依然として生じ、さらに、焼成用敷板と成形体の材質が異なるために、焼成体と焼成用敷板との接触面で時には反応が起こるという問題があった。又、図３（ｂ）に示す特公平１−５４６３６号公報に開示の焼成用敷板を用いた場合にも、焼成体の一部にセルよれ、セル切れが依然として生じるという問題がある他、本来は製品とすべきハニカム構造体を焼成用敷板に用いなければならず、さらに、ハニカム構造体を切断、面取り加工することにより製造するため、製造に手間がかかるとともに、ハニカム構造体の生産コストの上昇を招くという問題があった。
【０００７】
又、焼成用敷板には寿命があり、使用を繰り返すと溶化が進行してガラス状の溶融物が表面に融出しはじめる。そして、溶融物が焼成体に付着するようになると寿命と判断されるが、従来の焼成用敷板では、１０〜１５回の使用で使用が不可能になり、ハニカム構造体の製造コストの低減を妨げているという問題があった。
【０００８】
本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ハニカム成形体を焼成しても、焼成体にセルよれ、セル切れ、反応不良が発生しないか、あるいは発生しても、従来の焼成用敷板よりも少なくて、かつ、従来の焼成用敷板よりも簡易に、低コストで製造でき、さらに寿命の長い焼成用敷板を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明によれば、セラミックハニカム成形体を焼成する際に、該セラミックハニカム成形体を、その端面の一方を下にして載置するための焼成用敷板であって、コージェライトが５０〜７０重量％、アルミナが５〜２０重量％、ムライトが１５〜４５重量％から成る敷板用成形体を、該セラミックハニカム成形体の焼成温度以上の温度にて焼成して成る焼成体であることを特徴とする焼成用敷板が提供される。
【００１１】
上記の焼成用敷板は、セラミックハニカム成形体の端面との接触面が平坦か、又は、辺縁部から中央部にかけて隆起する曲面であることが好ましい。又、上記曲面の最頂部と辺縁部との段差が１．５ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、少なくともセラミックハニカム成形体の端面との接触面の表面粗さＲａが１０μｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の焼成用敷板は、図１に示すように、セラミックハニカム成形体２を焼成する際に、上記成形体２を、その端面の一方を下にして載置するために使用するものであり、コージェライトが５０〜７０重量％、アルミナが５〜２０重量％、ムライトが１５〜４５重量％から成る敷板用成形体を、セラミックハニカム成形体の焼成温度以上の温度にて焼成して成る焼成体である。尚、上記のように焼成用敷板がコージェライトから成る場合、敷板用成形体におけるコージェライト以外の他の素地が、アルミナ及びムライトから成るものである。
【００１６】
敷板用成形体中のコージェライトを５０重量％以上としたのは、５０重量％未満の場合は、上記他の素地の割合が多くなることに伴って、焼成用敷板とセラミックハニカム成形体との熱膨張差が大きくなるため、セルよれ、セル切れが発生するからである。一方、コージェライトの含有率を７０重量％以下としたのは、７０重量％を超えると、その分、他の素地の含有率が減るため、焼成用敷板の寿命を延ばすことができないからである。
【００１７】
上記敷板用成形体は、アルミナを５〜２０重量％及びムライトを１５〜４５重量％含有することが好ましい。これは、セラミックハニカム構造体は、一般的にアルミナとシリカを含有するため、高耐火性素地としてアルミナ及びムライトを使用すれば、ハニカム焼成体の反応不良が起こりにくいからである。これにより、得られた焼成用敷板は、実使用時の寸法収縮が少なく、初期の表面平滑性が長期間維持されるとともに、ハニカム構造体（ハニカム焼成体）のセルよれ、セル切れ及び反応不良を抑制する効果が得られる。尚、アルミナが２０重量％を超える場合（アルミナが増量し、ムライトが減量する場合）、焼成用敷板とセラミックハニカム成形体との熱膨張差が大きくなるため、セルよれ、セル切れが発生する。一方、アルミナが５重量％未満である場合（アルミナが減量し、ムライトが増量する場合）、実使用時に焼成用敷板の酸化により焼成用敷板から溶融物が融出し、その溶融物がハニカム焼成体に付着する不具合が発生する。
【００２３】
尚、本発明の焼成用敷板は、敷板用成形体を、その敷板用成形体から製造される焼成用敷板に載置して焼成されるセラミックハニカム成形体の焼成温度以上の温度にて焼成して製造されるが、これは、使用温度より低い温度で焼成することにより生じる焼き締まり（収縮）を未然に防ぐためである。
【００２４】
本発明において、焼成用敷板の少なくともセラミックハニカム成形体との接触面の表面粗さＲａは１０μｍ以下であることが好ましい。これは、焼成用敷板表面における摩擦抵抗を小さくすることにより、ハニカム焼成体にセルよれ、セル切れが発生するのを防止するためである。即ち、表面粗さＲａが１０μｍを超える場合は、焼成用敷板表面の微細突起がセラミックハニカム成形体のセルの隔壁に引っかかり、ハニカム成形体が熱により膨張又は収縮する際にセルよれ、セル切れが発生するからである。焼成用敷板の表面粗さＲａは０〜７μｍであることがより好ましく、０〜４μｍであることがさらに好ましい。尚、表面粗さＲａとは、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１にて測定した表面粗さをいう。
【００２５】
さらに、本発明の焼成用敷板において、セラミックハニカム成形体との接触面は平坦か、又は、辺縁部から中央部にかけて隆起する曲面であることが好ましい。セラミックハニカム成形体を載置する面が凹曲面の場合には、図４に示すように、外周稜線部８がセラミックハニカム成形体２のセルの隔壁に引っかかり、ハニカム成形体２が熱により膨張又は収縮する際にセルよれ、セル切れが発生するからである。
【００２６】
尚、本発明において、上記曲面の最頂部と辺縁部との段差は、図１に示すように、１．５ｍｍ以下であることが好ましく、０ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下であることがより好ましく、０ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。段差が１．５ｍｍを超える場合は、焼成用敷板に直立させたセラミックハニカム成形体の安定性が悪くなるため、焼成中に倒れるおそれが生じ、又、焼成用敷板に接触するハニカム焼成体の端面中央部に凹みが生じるからである。
【００２７】
本発明の焼成用敷板は、プレス成形又は鋳込みにより製造された敷板用成形体を焼成することにより製造されるため、製造が容易であり、従来の焼成用敷板と異なり、製品とすべきハニカム構造体を利用しなくてもよいため、ハニカム構造体の生産コストの上昇を招くこともない。
【００２８】
又、本発明の焼成用敷板は、図１に示すように、セラミックハニカム成形体を焼成する際に上記成形体をその端面の一方を下にして載置して使用するものであるが、セラミックハニカム成形体に限定せず、ブロック体又は中空体をその端面の一方を下にして載置して焼成する場合にも使用することができる。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いてさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものではない。
【００４０】
（実施例１〜３）  コージェライトから成るセラミックハニカム成形体を、その端面の一方を下にして焼成用敷板に載置した状態で焼成し、焼成用敷板の寿命について調べた。焼成用敷板のセラミックハニカム成形体載置面は、辺縁部から中央部にかけて、０ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の段差にて隆起する曲面とした。焼成用敷板のセラミックハニカム成形体載置面の表面粗さＲａは、４．０μｍ以下とした。焼成用敷板はコージェライト、アルミナ及びムライトを表１に示す種々の組成にて混合した素地を油圧プレス成形にて敷板用成形体とし、これを焼成することにより製造したものを用いた。焼成用敷板の寿命は、ハニカム焼成体に溶融物が付着しはじめるか、セルよれ、セル切れが発生するか、又はハニカム焼成体の焼成用敷板との接触面に反応不良が発生するまで焼成を繰り返し、それまでの焼成回数を寿命と判断した。尚、焼成するセラミックハニカム成形体の寸法及び形状は、直径８０ｍｍ、長さ１２０ｍｍの円柱形状とした。また、焼成用敷板はコージェライトから成り、その寸法は、直径８０ｍｍ、厚さ８ｍｍとした。結果を表１に示す。ここで、表１中、実施例１〜３でセルよれ、セル切れが発生したのは、コージェライトとアルミナ及びムライトとの間の熱膨張差により焼成用敷板の表面荒れが進行し、そのため焼成用敷板の表面粗さが大きくなったことによる。
【００４１】
（比較例１〜４）  敷板用成形体に用いた素地におけるコージェライト、アルミナ及びムライトの組成を表３に示す値とした点を除いては実施例１〜３と同様に、セラミックハニカム成形体の焼成を行い、焼成用敷板の寿命について調べた。結果を表１に示す。尚、表１中、比較例３及び４でセルよれ、セル切れが発生したのは、焼成用敷板とハニカム構造体との熱膨張差が大きすぎたことによる。
【００４２】
（参考例）  図３（ｂ）に示すように、セラミックハニカム構造体を、セルに垂直な平面にて輪切りにして得たプレートの外周縁部を面取り加工した焼成用敷板６の上に、コージェライトから成るセラミックハニカム成形体を、その端面の一方を下にして焼成用敷板に載置した状態で焼成し、焼成用敷板の寿命について調べた。焼成するセラミックハニカム成形体の寸法及び形状は、直径８０ｍｍ、長さ１２０ｍｍの円柱形状とした。また、焼成用敷板はコージェライトから成り、その寸法は、直径８０ｍｍ、厚さ８ｍｍとした。実施例１〜３と同様に、セラミックハニカム成形体の焼成を行い、焼成用敷板の寿命について調べた。表１に結果を示す。
【００４３】
【表１】
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【００５０】
【発明の効果】
本発明の焼成用敷板を用いてセラミックハニカム成形体の焼成を行うことにより、ハニカム構造体を、セルよれ、セル切れ及び反応不良を発生させることなく、製造することができる。従って、ハニカム構造体を製造する際の歩留まりの低下を防止することができる。又、本発明の焼成用敷板は、従来の焼成用敷板の約３倍の寿命を有するため、ハニカム構造体の生産コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の焼成用敷板の一例を示す模式図である。
【図２】セルよれ、セル切れの発生態様の一例を示す模式図である。
【図３】従来の焼成用敷板の（ａ）一例及び（ｂ）他の例を示す模式図である。
【図４】従来の焼成用敷板のさらに他の例を示す模式図である。
【符号の説明】
１…焼成用敷板、２…セラミックハニカム成形体、３…ハニカム焼成体、４…セルよれ、５…セル切れ、６…従来の焼成用敷板、８…外周稜線部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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