JPS61242911A - 成形用ゼオライト組成物 - Google Patents

成形用ゼオライト組成物

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JPS61242911A
JPS61242911A JP8025685A JP8025685A JPS61242911A JP S61242911 A JPS61242911 A JP S61242911A JP 8025685 A JP8025685 A JP 8025685A JP 8025685 A JP8025685 A JP 8025685A JP S61242911 A JPS61242911 A JP S61242911A
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zeolite
molded product
binder
product
attapulgite
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JP8025685A
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Seiichi Asano
精一 浅野
Shoji Adachi
足達 昭二
Hajime Kiyonaga
喜代永 甫
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Tosoh Corp
Original Assignee
Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
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  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

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、ゼオライト成形品自体の製造における乾燥や
焼成の際および該製品の触媒、触媒担体。
吸着剤等としての使用の際に破損や変形を起こすことの
少ないゼオライト成形品を製造するのに適したゼオライ
ト組成物に関するものである。
〈従来の技術〉 成形に使用するゼオライトは、通常(L1〜50μの微
細な結晶または結晶の凝集体であり、それ自体は結着性
がないので、成形品とするにはバインダーを必要とする
このバインダーとしては、一般に粘土系、アルミナ系、
シリカ系等のものが単独であるいは組合せて使用されて
いる。バインダー以外に造粒助剤として各種の有機系ま
たは無機系の添加剤が添加されることもある。
ゼオライトは、これらバインダー、造粒助剤および水と
混練され、成形、乾燥および焼成を経て製品となる。
〈発明が解決しようとする開題点〉 ゼオライト成形品の形状としては、柱状(ペレット)2
球状(ビーズ)、顆粒、細粒等内部のつまったものが従
来一般的であり、これら以外に1蜂の巣状(狭義のハニ
カム状、格子状等)、管状(ラシヒリング等)、コア等
の中空成形品もある。
該中空成形品の断面の例は、図面に示すとおりである。
該中空成形品は、充てん容積あたりの表面積が大きく、
かつ、空隙部体績が大きいので、使用に際し、吸着ある
いは反応の効率が大きく、かつ、圧力損失が小さくなる
ので、それらの点では有利であるが、充分な強度をもっ
たものを安定して製造することが困難であるので、実用
となるものはわずかに打錠によって小規模に生産されて
いるKすぎない。
例えばハニカム形状では壁厚がl1lL5iulI以下
と極めて薄くすることもある為に押出成形機によって成
形を行なう場合、その前にゼオライト、バインダー、造
粒助剤および水から成る混線物の組成の均一化およびそ
の水分割合の最適化をする必要がある。特に水分添加割
合は押出部の構造が複雑となり、そこをスムーズに通す
為にも多く添加する必要がある。成形品の壁の厚さが薄
く且つ水分量が多い為に乾燥工程での成形品壁面にクラ
ックの発生を防止する為乾燥温度を低くして長時間乾燥
したり、適当水蒸気分圧共存下で乾燥する必要があった
。また一方中空成形品のなかでコア等の形状によっては
壁の厚さが1011IIK以上のものもあり、これらの
成形品についても乾燥あるいは焼成時の水分除去の際に
水分の蒸発通路によりまたゼオライトとバインダーとの
熱膨張率の差違などからクラックの発生が多くゼオライ
ト中空成形品の製品価値をそこねることが多かった。
ゼオライト成形品を安定的に製造する上で重要な因子は
、最適バインダーの選定、バインダーの添加量、造粒助
剤の選定、造粒助剤の添加量、水分添加量、ゼオライト
、バインダー造粒助剤および水分の均一混合・練加、押
出成形機の構造、乾燥方法、焼成方法など数多く、また
これらの因子が単独で作用するのではなく相乗効果的に
作用する為に非常に複雑である。
本発明は、これらの各因子を鋭意検討した結果、いかな
るゼオライトの成形品の形状に対しても製造途中におけ
るヒビ割れ発生率が極めて低く、製品の機械的強度も実
用に充分耐えるゼオライト成形品を安定に製造すること
を可能とした成形用ゼオライト組成物を提供することを
目的とする。
ゼオライトの成形に用いることのできる粘土バインダー
は数多く有のるが、いかなる形状のゼオライト成形品を
も安定的に製造する為に適した粘土は極く一部に限られ
る。例えば粘土のなかで従来バインダーとして汎用され
ているカオリン、ベントナイト、セリサイト等のように
結晶構造上熱膨張率がその方向により差のあるものは本
発明の目的には不適当である。すなわち乾燥又は焼成時
にヒビ割れ発生をもたらす。また成形品の形状によって
はその構造から押出成形時に使用するダイスは極めて複
雑な構造をしており、ダイスの狭い間隙な混練物がスム
ーズに通らなければ成形品の形状は均一にならず、また
不均一の為に残留ストレスの偏在により乾燥又は焼成時
にヒビ割れることにもなる。そのためバインダーとして
使用する粘土自身も非常に成形性に富んだ物を選択する
必要がある。
く問題点を解決するための手段およびその作用〉ゼオラ
イト成形品を製造する場合、数多い影響因子のなかでも
最も重要な因子はバインダーの選定にある。たとえば、
ゼオライト成形品として複雑な構造体を押出成形機によ
って成形する場合は押出成形機に取り付けるダイス部分
の構造は精密化されており、それにともない成形性の非
常に良いバインダーの選定が求められる。加えて成形品
の乾燥、焼成および冷却時に受ける熱膨張または熱収縮
に対してクラック、ヒビ割れ発生を起さないバインダー
が必須である。これらの目的を満足させる粘土バインダ
ーとしては、セビオライトとアタパルジャイトであるこ
とを見出した。これらの粘土バインダーは単独あるいは
組み合わせで使用することができる。成形品の製造の耐
熱性および使用時の強度を実用上充分なものとするには
、その添加量は、ゼオライト無水100重量部に対して
10重量部以上とするのがよい。ただし、成形性をも充
分なものとし、かつ中空成形品を製造する場合は、20
重量部以上とするのが望ましい。
バインダー添加量を大きくすることは、成形性および製
品強度面ではともに有利であるが、ゼオライト本来の機
能はバインダーの添加量が増した分だけ希釈されるので
、実用目的に応じた最適添加量が決められる。
セビオライトおよびアタパルジャイトの単独または組み
合わせ添加でゼオライト成形品を安定して製造ができる
が、成形品の形状によっては、例えば蜂の巣状の様な複
雑な形状の成形に対しては補強材的な目的として繊維状
物質例えばガラス繊維、カーボン繊維、アスベスト等を
バインダーとしてセビオライトおよびアタパルジャイト
と組み合わせで添加してもよい。繊維状物質の線径及び
線長はできるだけ細くて短い物が望ましい。特にガラス
繊維を使用する場合は、線径20μ以下のものを使用す
ることが好ましい。
基本的には、ゼオライト成形品の成形に際し、セビオラ
イトまたはアタパルジャイトをバインダー  −として
使用し、場合によっては更に繊維状物質等の補強剤を組
み合わせで添加すること和より、乾燥および焼成方法と
して工業的に一般に用いられている方法を採用しても成
形品の形状がいかなるものであれヒビ割れ発生の問題は
解決できる。
更に配合原料の混合・混線の均一化を充分罠行ない組成
の偏在が無い混線物を押出成形することが望ましい。
本発明はゼオライト成形品の形状を特に限定することな
く任意の形状に対応できる。形状の多様化は押出成形機
に取付けるダイスの構造を変えることにより自由に選択
することが可能である。押出成形機としては、特に成形
品の構造が複雑で且つその構造体の壁厚が薄い成形体を
造粒する場合には若干の空気あるいはガスの混入が成形
品のヒビ割れの原因ともなるので脱気しなから押出成形
することが望ましく、脱気機構を内蔵した押出成形機を
使用することが望ましい。
本発明は、天然ゼオライトおよび合成ゼオライトのいず
れにも適用することができ、かつ、そのカチオン種につ
いても制限されない。
〈発明の効果〉 以上の説明から明らかな様に、本発明によれば(1) 
 ゼオライト成形品の形状のいかんによらず押出成形が
安定的に行なえる。
(2)  ゼオライト成形品の製造工程途中における乾
燥および焼成時の製品のヒビ割れ発生が無い0 (3)  機械的強度に優れたゼオライト成形品の製造
が安定的にできる。
(4)  バインダー添加率が低くて実用強度を有する
ので、ゼオライト機能を損うことの無い成形品の製造が
可能である。
〈実施例〉 以下実施例により本発明の詳細な説明をする。
なお本発明は実施例に記載するゼオライト、造粒助剤お
よび装置を使用するものに限定されない。
実施例1 4A型ゼオライト粉末を有姿7に9.無水重量として5
.8JC9,セビオライト粉末有姿1.57IC9゜6
00”C焼成時の無水換算重量として1.11e9゜カ
ルボキシメチルでルローズ(CMC)174g及ヒポリ
ビニルアルコール58りを各々秤量し、竪型混合攪拌機
ヘンシェルミキサーFM750Mll(三井三池製作所
製)に投入し、周速2[12m/seaで10分間乾粉
混合をした。その後純水五85に9を周速117 m 
/ secの旅回条件下で1分間で注入した後、回転数
を周速2α2m/secになる様に上げ、3分間混練を
続けた。ヘンシェルミキサーよりこの混線物を取り出し
、更にこの混練物を連続線加機コンティニュアスニーダ
−(:!KH−J80型(本田鉄工新製)に通して充分
混線をした。押出造粒機ディ・エアリングエクストリュ
ーグーDトク5型(本田鉄工新製)に外径17.5+m
、内径11M−のパイプ状成形品が得られる金型ダイス
を取り付け、混練物を供給し脱気条件下で押出成形を実
施した。
その結果、外径17.5am、内径11鴎のパイプ状造
粒物が非常にスムーズに押出された。このパイプ状成形
物を長さ20m5にピアノ線カッターで切り揃え、中空
円筒状ゼオライト成形品を得た。
これを熱風温度120°Cの雰囲気となっている乾燥機
内で1時間静置状態で乾燥した。乾燥終了後、乾燥品の
中から任意に20個のサンプルを取り出して観察した結
果、中空円筒状ゼオライト成形品の内面、外面及び断面
ともにヒビ割れは一切認められなかった。
更にこの乾燥品を電気式焼成炉に入れ、4時間で600
℃まで昇温した後、600°C温度下で1時間焼成した
。冷却後焼成品の中から任意[20個のサンプルを取り
出して観察した結果、内面。
外面および断面のいずれにもヒビ割れは認められず、ま
た変形したものも無かった。また、いずれも側面からの
指圧強度に耐えるものであった。
実施例2 4A型ゼオライト粉末を有姿7に9.アタハル外イト粉
末有姿1.52に9,600℃焼成時の無水換算重量と
して1.16J9およびCMC116りを各々秤量して
、以下実施例1と同様の操作で混合・混線を実施した。
押出造粒機に外径6謡、内径2.7 Rg&のパイプ状
成形品が得られる金型ダイスを取り付けて、混線物を供
給し、脱気条件下で押出成形を実施した。
その結果、外径6謔、内径2.7118のパイプ状成形
物が非常にスムーズに押出された。このパイプ状成形物
を長さ1211sKピアノ線カツターで切り揃え、中空
円筒状ゼオライト成形品を得た。
以下実施例1と同じ方法で乾燥および焼成を実施した。
乾燥および焼成後におけるそれぞれの中空円筒状ゼオラ
イト成形品の観察を実施例1と同様に行なった結果、ヒ
ビ割れの発生や変形は一切認められなかった。また、い
ずれも側面からの指圧強度に耐えるものであった。
実施例3〜9 表−1に記載したゼオライト、バインダー、バインダー
添加割合および中空成形品の形状の組み合わせで、実施
例1と同様の操作で混合・練加。
押出成形、長さ調整、乾燥および焼成を行なった。
また実施例1と同様に乾燥後および焼成後にサンプルを
観察して、ヒビ割れの有無を確認した。
その結果を表−1に示す。
比較例1 セビオライトおよびアタパルジャイトにかえて、ジョー
シアカオリンをY型ゼオライト無水100重量部あたり
50重量部使用する点を除いては実施例4と同一の条件
で格子状成形品を製造した。
押出特性は良好であったが、乾燥品にワレが観察された
比較例2 セビオライトにかえてベントナイトを使用するほかは、
実施例8と同一の条件文コアの成形品を製造した。押出
特性は良好であったが、乾燥品にワレが観察された。
【図面の簡単な説明】
図−11図−2および図−3は、いずれもゼオライトの
中空成形品の断面図例であり、それぞれ、中空円筒状、
コアおよび蜂の巣状(格子状)の製品の断面を示す。 特許出願人  東洋曹達工業株式会社 咽面の浄書(内容に変更なし) 図−1 図−2 図−3 手続補正書(方幻 昭和60年8月20日

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ゼオライトにセピオライトおよび/またはアタパ
    ルジャイトを添加してなる成形用ゼオライト組成物。
  2. (2)ゼオライト無水基準100重量部あたりセピオラ
    イトおよび/またはアタパルジャイト 10重量部以上添加してなる特許請求の範囲(1)項記
    載の成形用ゼオライト組成物。
JP8025685A 1985-04-17 1985-04-17 成形用ゼオライト組成物 Granted JPS61242911A (ja)

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