(57)【要約】【課題】触媒あるは吸着剤のスラリーを担持し装置に組み込み使用されるハニカム状素子において、スラリーの担持量を素子の厚み方向において均一になるよう含浸し、その結果、製品の性能においてもばらつきを低減することを目的とする。【解決手段】触媒あるは吸着剤のスラリーの担持前にハニカム基材１の下流側開口端部３に撥水剤６を塗布することで、ハニカム状素子１の開口端部３に表面張力によりスラリーが過剰付着することを防ぐことができ、余剰スラリー５の通風路での移動が容易になりハニカム基材１の厚み方向において、担持量のばらつきを低減することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハニカム基材の開口端部からハニカム通風路に通風することにより余剰スラリーを除去するハニカム状素子の製造方法において、前記、通風路の下流側開口端部に撥水剤を塗布することを特徴として製造されたハニカム状素子。
【請求項２】
ハニカム基材の開口端部からハニカム通風路に通風することにより余剰スラリーを除去するハニカム状素子の製造方法において、前記、通風路の下流側開口端部に撥水剤を塗布することを特徴としたハニカム状素子の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の撥水剤にシリコン樹脂を使用することを特徴としたハニカム状素子の製造方法。
【請求項４】
請求項２記載の撥水剤にフッ素樹脂を使用することを特徴としたハニカム状素子の製造方法。
【請求項５】
セラミックス繊維、ガラス繊維、あるいはその混合物を含有させた製紙あるいは不織布を基材紙とし、前記、基材紙２枚１対のうち１枚を平らなままの平面シート、他方を波形に成形加工を施した波形シートとし、それらを波形シートの稜線部で接合して製作した片段シートの開口端部であり、かつ、余剰スラリーを除去するときの下流側開口端部にあたる部分に、ハニカム基材を成形する前にあらかじめ撥水剤を塗布することを特徴とした請求項２記載のハニカム状素子の製造方法。
【請求項６】
ハニカム基材の材料である基材紙の原紙ロールの状態で、前記、原紙ロールの平面部であり、かつ、余剰スラリーを除去するときの下流側開口端部にあたる部分に、片段シートを成形する前にあらかじめ撥水剤を塗布することを特徴とした請求項２記載のハニカム状素子の製造方法。
【請求項７】
ハニカム基材の材料である基材紙の原紙ロールを巻き戻し、片段シートに成形するまでの工程で、帯状の基材紙の端部であり、余剰スラリーを除去するときの下流側開口端部にあたる部分に、片段シートを成形する前にあらかじめ撥水剤を塗布することを特徴とした請求項２記載のハニカム状素子の製造方法。
【請求項８】
片段シートを円筒形あるいは角柱形に積層しハニカム基材を成形した後に、余剰スラリーを除去するときの下流側開口端部に撥水剤を塗布することを特徴とした請求項２記載のハニカム状素子の製造方法。
【請求項９】
撥水剤の塗布方法として刷毛を使用し、ハニカム基材の開口端部に撥水剤を塗布することを特徴とした請求項２記載のハニカム状素子の製造方法。
【請求項１０】
撥水剤の塗布方法として撥水剤をスプレーノズルから霧状に噴霧し、ハニカム基材の開口端部に撥水剤を塗布することを特徴とした請求項２記載のハニカム状素子の製造方法。
【請求項１１】
撥水剤の塗布方法として撥水剤を含んだスポンジローラーをハニカム基材の開口端部に押し付けて撥水剤を転写し、ハニカム基材の開口端部に撥水剤を塗布することを特徴とした請求項２記載のハニカム状素子の製造方法。
【請求項１２】
撥水剤の塗布方法として撥水剤を含んだ平面スポンジにハニカム基材の開口端部を押し付けて撥水剤を転写し、ハニカム基材の開口端部に撥水剤を塗布することを特徴とした請求項２記載のハニカム状素子の製造方法。
【請求項１３】
ハニカム基材の通風路に付着した余剰スラリーを、遠心力を利用して除去するハニカム状素子の製造方法において、ハニカム基材の両開口端部の中心を結んだ延長線上にある任意の点を通る前記延長線に垂直な直線を遠心分離の回転軸とし、遠心分離の回転軸から遠い方の開口端部に撥水剤を塗布することを特徴としたハニカム状素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム状素子基材への触媒あるいは吸着剤のスラリー担持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の担持方法としては、開口端部を上下に配し、触媒あるいは吸着剤のスラリー中にハニカム基材を浸漬させて触媒あるいは吸着剤を担持し、前記ハニカム基材に温湿度、風速および時間を管理した通風をすることで余剰スラリーを除去する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その担持方法について図５、図６および図７を参照しながら説明する。
【０００４】
図５および図６に示すように、ハニカム基材１０１を含浸網１０２の上に配し、触媒あるいは吸着剤のスラリー１０３の入った含浸槽１０４中に、含浸網１０２ごとハニカム基材１０１を浸漬させ、所定時間おいた後、前記ハニカム基材１０１を引き上げる。この状態ではハニカム基材１０１の通風路１０５内に余剰スラリー１０６が多く存在し、この余剰スラリー１０６を除去する必要がある。そこで、ハニカム基材１０１の一方の開口端部より通風あるいは吸引し前記余剰スラリー１０６を除去する。あるいは、ハニカム基材１０１の両開口端部の中心を結んだ延長線上にある任意の点を通る前記延長線に垂直な直線を遠心分離の回転軸とし、ハニカム基材１０１を前記回転軸を中心に回転させて遠心力で余剰スラリー１０６を分離する。上記の工程でスラリーを担持させたハニカム基材１０１は次工程において乾燥、焼成あるいはスラリーの含浸を複数回繰り返す。
【０００５】
次に、図７に示すように、ハニカム状素子１０７を所定の寸法になるよう複数枚にスライスして、円盤形ハニカム状素子１０８とする。このときに、ハニカム状素子１０７の開口端部１０９は、ハニカム積層時の位置ずれあるいは、含浸時の含浸網１０２による変形があると同時に、スラリーの担持量が非常に大きくその結果担持量が大きすぎて性能を満たさないため開口端部１０９から数ミリはスクラップ１１０として廃棄している。
【特許文献１】特開２００３−２３６３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の担持方法では、余剰スラリーの除去工程において、ハニカム基材の下流側にスラリーが移動することで、ハニカム基材開口端部の下流側の膜厚が比較的厚くなり、その結果ハニカム状素子の厚さ方向においてスラリーの担持量のばらつきが発生するという課題があり、この担持量のばらつきを低減することが要求されている。特に下流側開口端部付近では表面張力によりスラリーの膜厚が極端に大きくなり、ハニカム基材の通風路の目が封じられるかあるいは圧損が非常に高くなる。この現象は、余剰スラリー除去のための通風や遠心分離でも完全には解消されない。そればかりか、スクラップとして廃棄するハニカム基材の開口端部から数ミリ以上の上流側まで、膜厚増大の影響を及ぼし担持量のばらつきにつながる。この担持量のばらつきは、ハニカム状素子の通風路を狭くし圧損を増大させるものであり、また、前記ハニカム状素子を所定の寸法になるよう複数枚にスライスして、円盤形のハニカム状素子とした場合、担持量のばらつきは製品の性能のばらつきとなり、改善することが要求されている。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ハニカム状素子の厚さ方向における触媒あるいは吸着剤の担持量のばらつきを低減することができ、また、その結果、製品の性能のばらつきを低減することのできるスラリーの担持方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明におけるハニカム基材を触媒あるいは吸着剤のスラリーに浸漬した後、余剰スラリーをハニカム基材の厚み方向に対して均一に取り除くことを目的とし、前記目的を達成するために、ハニカム基材の下流側開口端部に撥水処理を施したものである。この手段により、ハニカム基材を触媒あるいは吸着剤のスラリーに浸漬した後、余剰スラリーを除去する工程において、通風あるいは遠心分離によりハニカム基材の下流側開口端部に過剰に偏る余剰スラリーを、ハニカム基材の下流側開口端部に撥水剤を塗布することで防ぐことができる。ここで、スラリーの含浸を複数回行い、かつ、２回目以降の含浸において余剰スラリーを除去するときのハニカム基材への通風方向が１回目と反対の場合は、撥水剤の塗布面も反対となり、常に通風の下流側開口端部へ撥水剤を塗布するものとする。あるいは、１回目のスラリーの含浸前に、あらかじめハニカム基材の両開口端部に撥水剤を塗布してもほぼ同様の効果が期待できる。
【０００９】
これにより、ハニカム基材の厚さ方向の位置によるスラリー担持量のばらつきが低減され、その結果、ハニカム状素子を所定の寸法に複数枚にスライスして、円盤状のハニカム状素子とした場合、担持量のばらつきが小さくその結果、性能のばらつきも小さいハニカム状素子を製造することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ハニカム基材の下流側開口端部に表面張力により形成される過剰なスラリー膜が、撥水剤を塗布することで形成されなくなり、通風あるいは遠心分離での余剰スラリーの除去において、通風路内を余剰スラリーが移動しやすくなり、効率よく余剰スラリーをハニカム基材外に放出することができることで、ハニカム状素子基材の厚さ方向の担持量ばらつきの低減効果のある担持方法を提供できる。また、担持量ばらつきの低減は、製品性能のばらつきの低減であり、性能ばらつきの小さいハニカム状素子の製造方法を提供できる。
【００１１】
また、所定の性能を満たさないためスクラップとして廃棄しているハニカム状素子の開口端部から数ミリの部分の体積を低減することで材料歩留まりが向上し、コストダウン効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の請求項１記載の発明は、セラミックス繊維、ガラス繊維、あるいはその混合物を含有させた製紙あるいは不織布を基材紙としたハニカム基材に含浸する触媒あるいは吸着剤のスラリーの余剰分を除去する工程に関する。
【００１３】
ハニカム基材に触媒あるいは吸着剤を担持させる方法として、ハニカム基材を触媒あるいは吸着剤のスラリー中に浸漬させ、所定時間おいた後ハニカム基材を引き上げ、ハニカム基材の通風路壁に余剰に付着したスラリーを通風による風圧で上流側開口端部から下流側開口端部の方向に移動させハニカム基材外へ放出する。
【００１４】
ここで、ハニカム基材の通風路の開口している面を開口端部と呼び、さらに、余剰スラリーを通風で除去する場合の風上側を上流側開口端部、風下側を下流側開口端部と呼ぶものとする。
【００１５】
前記、余剰スラリーの除去の際にハニカム基材の下流側開口端部に撥水剤を塗布することで、表面張力によりスラリーが下流側開口端部に過剰に付着しハニカム基材の通風路の目が封じられるかあるいは圧損が非常に高くなることを防ぎ、余剰スラリーの除去効率を向上させてハニカム状素子の厚み方向におけるスラリー担持量のばらつきを低減させ、これにより製作したハニカム状素子の性能はばらつきが少なく安定するという作用を有する。
【００１６】
ハニカム状素子は、目標とする担持量により前記の含浸工程を複数回繰り返し、所定の担持量を含浸させる。ハニカム基材の厚さ方向の含浸量を均一にする目的で、複数回目の含浸工程ではハニカム基材の含浸方向およびスラリー除去の通風方向を反対にする場合があり、このときに塗布する撥水剤の面は初回含浸時と反対であり、常に通風の風下側である下流側端部に塗布するものとする。
【００１７】
このようにして製作されたハニカム状素子は、このままの厚みで使用される場合と所定厚みにスライスされ、円盤形ハニカム状素子を形成する場合がある。前者の場合、本発明の効果としてハニカム通風路の目詰まりや高圧損を回避することができ、後者の場合、円盤形ハニカム状素子の性能の個体差を低減することができる。
【００１８】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の素子の製造方法であり、本発明の製造方法を利用することで、前記ハニカム状素子を所定の寸法に複数枚にスライスして、円盤形ハニカム状素子を形成するときに、ハニカム基材の両開口端部は、ハニカム積層時の位置ずれあるいは、含浸時の含浸網による変形があると同時に、スラリーの膜厚が非常に大きく、その結果担持量が大きすぎて所定の性能を満たさないためスクラップとして廃棄している。本発明はそのスクラップの量を削減できるという作用を有する。
【００１９】
また、請求項３記載の発明は、ハニカム状素子基材の開口端部に塗布する撥水剤としてシリコン樹脂を使用したものであり、表面張力によりハニカム状素子基材の開口端部にスラリーが過剰に付着することを回避するという作用を有する。
【００２０】
また、請求項４記載の発明は、ハニカム状素子基材の開口端部に塗布する撥水剤としてフッ素樹脂を使用したものであり、表面張力によりハニカム状素子基材の開口端部にスラリーが過剰に付着することを回避するという作用を有する。
【００２１】
また、請求項５記載の発明は、セラミックス繊維、ガラス繊維、あるいはその混合物を含有させた製紙あるいは不織布を基材紙とし、前記、基材紙２枚１対のうち１枚を平らなままの平面シート、他方を波形に成形加工を施した波形シートとし、それらを波形シートの稜線部で接合して製作した片段シートの開口端部であり、かつ、余剰スラリーを除去するときの下流側開口端部にあたる部分に、ハニカム基材を成形する前にあらかじめ撥水剤を塗布し、その後工程で開口端部の撥水処理済片段シートを積層してハニカム状素子を形成することで、撥水剤の塗布工程を片段シートの製作機であるコルゲーターあるいは片段シートの積層装置に組み込むことができ作業工程を低減する作用を有する。
【００２２】
また、請求項６記載の発明は、ハニカム基材の材料である基材紙の原紙ロールの状態で、前記、原紙ロールの平面部であり、かつ、余剰スラリーを除去するときの下流側開口端部にあたる部分に、片段シートを成形する前にあらかじめ撥水剤を塗布するものであり、大量の基材紙に早く撥水剤を塗布することができる。
【００２３】
また、請求項７記載の発明は、ハニカム基材の材料である基材紙の原紙ロールを巻き戻し、片段シートに成形するまでの工程で、帯状の基材紙の端部であり、余剰スラリーを除去するときの下流側開口端部にあたる部分に、片段シートを成形する前にあらかじめ撥水剤を塗布するものであり、撥水剤の塗布量の微調整がしやすいという作用を有する。
【００２４】
また、請求項８記載の発明は、片段シートを円筒形あるいは角柱形に積層しハニカム基材を成形した後に、余剰スラリーを除去するときの下流側開口端部に撥水剤を塗布する製造方法であり、ハニカム状素子基材の開口端部に撥水剤を均一に塗布することができるという作用を有する。
【００２５】
また、請求項９、１０、１１および１２記載の発明は、ハニカム状素子の開口端部に塗布する撥水剤の塗布方法について、その方法を記載したものであり、そのいずれも撥水剤を均一に塗布するという作用を有する。
【００２６】
また、請求項１３記載の発明は、ハニカム基材の通風路に付着した余剰スラリーを、遠心力を利用して除去するハニカム状素子の製造方法において、ハニカム基材の両開口端部の中心を結んだ延長線上にある任意の点を通る前記延長線に垂直な直線を遠心分離の回転軸とし、遠心分離の回転軸から遠い方の開口端部に撥水剤を塗布するものであり、通風の風圧によるハニカム基材の変形を回避する作用を有する。
【００２７】
なお、本願発明の開口端部への撥水剤の塗布は、撥水剤の塗布は開口端面あるいはおよび開口端面からハニカムの触媒性能面の減少に余り影響を及ぼさない程度に少しハニカム通風路内側でも良い。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１および図２に示すように、触媒あるいは吸着剤のスラリーを含浸させたハニカム基材１は上流側開口端部２から下流側開口端部３に通風され、通風路４内の壁に付着した余剰スラリー５を風圧により移動させハニカム基材１外に吹き飛ばす。余剰スラリー５を除去したハニカム基材１は、従来では下流側開口端部３において表面張力により余剰スラリー５が過剰に付着していたが、撥水剤６を塗布した本発明のハニカム基材１では、撥水剤６の効果によりスラリーの切れが良くなり余剰スラリー５が下流側開口端部３で溜まることがなく、余剰スラリー５が通風路内壁面を移動しやすくなり、ハニカム基材１の通風路外へ放出できる。その結果、ハニカム基材に担持される触媒あるいは吸着剤の量はばらつきが低減し比較的均一なものとなる。
【００３０】
（実施の形態２）
図３は撥水剤６をハニカム基材１に塗布する工程を示し、撥水剤スプレー７をハニカム基材１の斜め上方から噴霧することで、撥水剤６をハニカム基材１の通風路内部には塗布せずに、端部だけに効率よく塗布することができる。
【実施例１】
【００３１】
基材紙には、ガラス繊維を主成分とする製紙を使用し、これを段ボール製造と類似の構造であるコルゲーターを用いて片段シートを成形した。片段シートの形状は、紙巾１５５ｍｍ、ピッチ２．６５ｍｍ、高さ１．５ｍｍである。前記、片段シートを略円筒状に巻取り内径６３ｍｍ、外形２７０ｍｍ、厚さ１５５ｍｍの円筒形ハニカム基材１を製作した。ここでは、製紙をコルゲート加工した基材を使用したが、押出し成形で加工したコージェライト系の基材にも以下同様のことが言えるのは明らかである。
【００３２】
このハニカム基材１の下流側開口端部３に、シリコン樹脂系の撥水剤６を表面全体に３ｇをスプレー塗布した。このとき、ハニカム基材１の通風路の深部まで撥水剤６を塗布すると、その部分にスラリーが担持されなくなり、製品の性能の低下につながる。しかし、撥水剤６の塗布が少なく、開口端部の通風路壁厚面だけの塗布であれば撥水作用が充分ではなく、製品の性能にばらつきが生ずる。したがって、数ミリ程度の深さへの塗布が望ましい。
【００３３】
次に、開口端部を垂直方向に配し、含浸網１０２にハニカム基材１をのせ、スラリー１０３に浸漬した。スラリー１０３はゼオライトを主成分とする吸着剤を使用した。約５分の浸漬後、ハニカム基材１を含浸網１０２ごと上方に引き上げ、軽く上下運動をさせて余剰スラリー５を除去し、次にエアーブローによる余剰スラリー５の除去を行なった。余剰スラリー５の除去は、ロボットのアクチュエーターに取り付けられたエアーノズルを一定速度でハニカム基材開口端部上を移動させながらエアーブローすることで行なった。
【００３４】
エアーブロー後のハニカム状素子８は通風乾燥し、乾燥後炉にて焼成し、有機成分を焼き飛ばした。次に、２回目のスラリー含浸を行なうが、ハニカム基材の上下方向は１回目と反対にして行い、撥水剤６も同様に反対面に塗布し通風乾燥をしてハニカム状素子８を製作した。あるいは、１回目のスラリーの含浸前に、ハニカム基材１の両端部に撥水剤６を塗布しても同様の効果が期待できる。
【００３５】
ハニカム状素子８の厚み方向の担持量ばらつきを確認するため、１５５ｍｍ厚みの素子の中心部および両端部から４ｍｍをのぞく端部において、巾１７ｍｍにスライスし、その重量を測定した。図４にその測定結果を示す。
【００３６】
撥水処理の有無により、ハニカム状素子８の乾燥重量にスライス位置の上中下で差異が認められ、撥水処理をしていないハニカム状素子８のｍａｘ−ｍｉｎの重量差は約２３．２ｇあるのに対し、撥水処理を施したハニカム状素子８は１２．８ｇであり、重量差が４５％低減されており、撥水剤の塗布がハニカム状素子８基材の重量ばらつきに好影響を与えるのは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
ハニカム状の素子の製造方法全般に応用することができ、産業的には、除湿素子、加湿素子、脱臭素子などにおいて安定した触媒あるいは吸着剤の担持を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態１の、ハニカム基材の余剰スラリー除去の説明図
【図２】同ハニカム基材の開口端部に撥水剤を塗布した通風路の詳細図
【図３】本発明の実施の形態２の、撥水剤の塗布方法の説明図
【図４】本発明の実施例１の端部の撥水処理の有無と素子重量の関係図
【図５】従来のハニカム基材の開口端部に撥水剤を塗布した通風路の詳細図
【図６】同円盤形ハニカム基材の通風路の詳細図
【図７】同円盤形ハニカム状素子の製造方法の説明図
【符号の説明】
【００３９】
１  ハニカム基材
２  上流側開口端部
３  下流側開口端部
４  通風路
５  余剰スラリー
６  撥水剤
７  撥水剤スプレー
８  ハニカム状素子
１０１  ハニカム基材
１０２  含浸網
１０３  スラリー
１０４  含浸槽
１０５  通風路
１０６  余剰スラリー
１０７  ハニカム状素子
１０８  円盤形ハニカム状素子
１０９  開口端部
１１０  スクラップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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