(57)【要約】【課題】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て片段シート１を形成し、前記片段シート１を積層してハニカム状素子を形成した場合、平面シート２と波形シート３の接合部に塗布した接着剤１０４が、ハニカム状素子に担持する触媒あるいは吸着剤の担持を阻害するという課題があり、含浸液の担持率を向上させることが要求されている。【解決手段】ハニカム状素子を形成する片段シート１を構成する平面シート２と波形シート３の稜線部１０５を加熱あるいは、加熱および加圧することで、基材紙中のバインダ成分を溶融させ平面シート２と波形シート３を接合し、触媒あるいは吸着剤の担持を阻害する接着剤１０４の使用を省くことにより、触媒あるいは吸着剤の担持率を向上させたハニカム状素子が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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片段シートを形成するときに接着剤を塗布せずに基材紙に含有させたバインダ成分の溶融温度以上に加熱しながら波形シートの稜線部と平面シートを加圧することで、溶融した基材紙中のバインダ成分により波形シートと平面シートを接合することを特徴とした片段シート。
【請求項２】
請求項１記載の片段シートを所定直径寸法の略円筒形に巻き取った円筒形ハニカム。
【請求項３】
請求項１記載の片段シートを所定の寸法に切断し積層した角柱形ハニカム。
【請求項４】
請求項２または３記載のハニカムに触媒あるいは吸着剤を担持したハニカム状素子。
【請求項５】
ハニカムに担持する含浸液中に、波形シートと平面シートを固着させるためのバインダ成分を配合し、素子全体の構造的強度をさらに高めた請求項４記載のハニカム状素子。
【請求項６】
基材紙に含有させたバインダ成分の溶融温度以上に加熱しながら、波形シートの稜線部と平面シートを加圧するプレスロール表面に凹凸の加工を施し、その凸部で基材紙を局部的に塑性変形をさせ、より強固に接合させた請求項１記載の片段シート。
【請求項７】
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片段シートを形成するときに接着剤を塗布せずに基材紙に含有させたバインダ成分の溶融温度以上に加熱しながら波形シートの稜線部と平面シートを加圧することで、溶融した基材紙中のバインダ成分により波形シートと平面シートを接合することを特徴とした請求項１記載の片段シートの製造方法。
【請求項８】
基材紙に含有させたバインダ成分の溶融温度以上に加熱しながら、波形シートの稜線部と平面シートを加圧するプレスロール表面に凹凸の加工を施し、その凸部で基材紙を局部的に塑性変形をさせ、より強固に接合させた請求項６記載の片段シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒あるいは吸着剤の担持基材に使用されるハニカム状素子基材とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハニカム状素子は、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着剤等を用いて接合して片段シートを形成し、それを略円筒形あるいは略角柱形に積層したものが知られている（例えば、特許文献特開平５−１３７９３７参照）。
【０００３】
以下、その片段シートついて図６および７を参照しながら説明する。
【０００４】
図６に示すように、片段シート１０１は平面シート１０２と波形シート１０３からなり、接着剤１０４を波形シート１０３の稜線部１０５に塗布することにより平面シート１０２と接合されている。
【０００５】
以下、その片段シート１０１の製造方法について図７を参照しながら説明する。片段シート１０１の製造装置は、例えば、ダンボールの製造装置であるコルゲーター１０６と類似の構造である。
【０００６】
図７に示すように、コルゲーター１０６の成形部はメイン成形ロール１０７とアッパー成形ロール１０８およびプレスロール１０９からなり、接着剤塗布部１１０を備えることにより接着剤１０４を波形シート１０３の稜線部１０５に塗布し、加熱されたメイン成形ロール１０７とプレスロール１０９の間を接着剤塗布済みの波形シート１０３と平面シート１０２を加圧および加熱しながら挟み込むことにより接着剤１０４を乾燥させ接合し、片段シート１０１を成形している。
【特許文献１】特開平５−１３７９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような従来の片段シート製造方法で製作した片段シートを積層してハニカム状素子を形成した場合、平面シートと波形シートの接合部に塗布した接着剤が、基材紙の表面を覆いかつ基材紙の繊維内部にも浸透することで、接着剤塗布部への触媒あるいは吸着剤の担持率が低下するという課題があり、含浸液の担持率を向上させることが要求されている。
【０００８】
また、平面シートと波形シートの接合部の接合強度が弱い場合、ハニカム状素子の製品強度が満足しないという課題があり、ハニカム状素子の強度は満足しつつ、かつ、含浸液の担持率を向上することが要求されている。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ハニカム状素子の強度を満足することができ、また、同時に含浸液の担持率を向上することでハニカム状素子の性能が向上し、かつ、製造コストを低減できるハニカム状素子とその製造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】
【００１０】
本発明のハニカム状素子とその製造方法は、上記目的を達成するために、接着剤を塗布せずに、基材紙中のバインダ成分の溶融温度以上に加熱しながら加圧することで、溶融した基材紙中のバインダ成分により波形シートと平面シートを接合し片段シートを成形するものである。
【００１１】
この手段により、片段シートを積層して形成するハニカム状素子に触媒あるいは吸着剤を担持する工程において、担持を阻害する接着剤が塗布されていないことにより、触媒あるいは吸着剤の担持率が向上する。また、触媒あるいは吸着剤の担持率が向上することで、ハニカム状素子の性能が向上する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、基材への触媒あるいは吸着剤の担持率が向上し、その結果、製品の高性能化、あるいは、コンパクト化という効果のあるハニカム状素子とその製造方法を提供できる。
【００１３】
また、本発明によれば、ハニカム状素子の製造過程において、接着剤の使用を削減することができ、加工コストの低減効果のあるハニカム状素子とその製造方法を提供できる。また、製造装置においても、粘着性のある接着材を使用しないことで装置の清掃あるいはメンテナンスにおいて大きなメリットがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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、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片段シートを形成するときに接着剤を塗布せずに基材紙に含有させたバインダ成分の溶融温度以上に加熱しながら波形シートの稜線部と平面シートを加圧することで、溶融した基材紙中のバインダ成分により波形シートと平面シートを接合することを特徴としたものであり、平面シートと波形シートの接合部に接着剤が塗布されていないことにより、接着剤が基材紙の表面を覆いかつ基材紙の繊維内部にも浸透することなく、接着剤が触媒あるいは吸着剤の担持を阻害しないため担持率が向上するという作用を有する。
【００１５】
ここで、基材紙中のバインダ成分には有機合成繊維などがあげられ、その種類により溶融温度には差異がある。本発明のハニカムの製造においては、基材紙のバインダ成分を溶融させて平面シートと波形シートを接合するために、メイン成形ロールとプレスロールの少なくとも一方の加熱温度はバインダの溶融温度と同等以上に温度調整する必要がある。ただし、溶融温度よりも著しく高い温度に加熱すると、バインダ成分がメイン成形ロールあるいはプレスロールに付着し、それに伴い、基材紙もメイン成形ロールあるいはプレスロールに付着し波形の成形不良が発生する。
【００１６】
また、本発明の請求項４記載の発明は、請求項１記載の片段シートを請求項２記載の円筒形あるいは請求項３記載の角柱形に積層しハニカムを形成したものに、触媒あるいは吸着剤を担持したものであり、平面シートと波形シートの接合部に接着剤が塗布されていないことにより、触媒あるいは吸着剤のハニカム状素子への担持率が向上するという作用を有する。この作用により、触媒あるいは吸着剤の機能である空気清浄、脱臭、除湿などの効果の向上が期待できる。
【００１７】
また、本発明の請求項５記載の発明は、請求項４記載のハニカム状素子に担持させる触媒あるいは吸着剤の含浸液中にバインダ成分を配合したものであり、素子全体の構造的強度をさらに高める作用がある。ここで、含浸液中のバインダ成分には珪酸リチウム、セピオライトなどがあげられ、強固な構造体のハニカム状素子を製作できる。
【００１８】
また、本発明の請求項６記載の発明は、基材紙に含有させたバインダ成分の溶融温度以上に加熱しながら波形シートの稜線部と平面シートを加圧するプレスロール表面に凹凸の加工を施したものであり、その凸部で基材紙を局部的に塑性変形をさせることにより、より強固な接合ができる。ここで、プレスロールの凹凸は、サンドブラスト、溝加工、文目ローレット、あるいは並目ローレットなどの加工を施す。サンドブラストは、＃５０から＃１００が好ましい。並目ローレット、文目ローレット、および溝加工ともに、そのピッチは０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下のもので、基材紙をその山部のみにおいて塑性変形させることにより基材紙が破断することなく良好な接合強度が得られる。
【００１９】
また、本発明の請求項７および８記載の発明は、請求項１記載の片段シートの製造方法に関する発明であり、波形シートと平面シートの接合に接着剤を使用しないことで、接着剤の材料費の削減ができ製品のコストダウンにつながる。また、接着剤の塗布装置が必要なく設備費の低減効果も期待できる。
【００２０】
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。
【００２１】
（実施の形態１）
本発明の片段シート１は、図１に示すように平面シート２と波形シート３より構成され、図２に示すようなコルゲーター４により成形加工される。
【００２２】
コルゲーター４には、平面シート原紙２'と波形シート原紙３'を供給する。供給された波形シート原紙３'は、波形形を成形するためのメイン成形ロール５とアッパー成形ロール１０８間で、波形形に成形される。波形シート３は、メイン成形ロール５に沿ったまま回転し、メイン成形ロール５とプレスロール６間に送られる。同時に、平面シート原紙２'も、メイン成形ロール５とプレスロール６間に送られ、メイン成形ロール５の歯車形状の山が最下点に回転したときにプレスロール６との間で平面シート原紙２'と波形シート原紙３'は加熱および加圧されることで接合され片段シート１を形成する。
【００２３】
基材紙は平面シート２および波形シート３ともに、パルプとセラミックス繊維、ガラス繊維、あるいはその混合物を使用し、基材紙にはバインダ成分として有機合成繊維が含まれその溶融温度は一般的に１１０℃から１８０℃の範囲であり、その含有率は数パーセントである。溶融温度が１３０℃のバインダ含有の基材紙を熱圧着する場合、メイン成形ロール５とプレスロール６の加熱温度は、１３０℃以上１６０以下が好ましい。より好ましくは１４０℃以上１５０以下であり、成形速度により前後する。前記温度以下の場合、バインダ成分が溶融することなく平面シート２と波形シート３が接合できない。また、前記温度以上の場合、溶融したバインダ成分と有機および無機繊維がメイン成形ロール５およびプレスロール６の表面に多く付着し、これが堆積し、メイン成形ロール５と波形シート３あるいはプレスロール６と平面シート２の離形成が著しく悪化し、片段シート１の成形不良となる。
【００２４】
上記は、バインダ成分の溶融温度が１３０℃のときの加熱温度で、メイン成形ロール５およびプレスロール６の加熱温度は１４０℃以上１５０以下であったが、バインダ成分の溶融温度が高い場合は高い加熱温度で、バインダ成分の溶融温度が低い場合は低い加熱温度で成形すべきであることは明らかである。
【００２５】
また、基材紙中のバインダ成分の溶融温度は、１１０℃以上１３０以下がさらに好ましい。なぜなら、前記基材紙を熱圧着する場合、メイン成形ロール５およびプレスロール６の加熱温度は、１１０℃以上１５０℃以下であり、この温度帯は、基材紙に含まれる有機繊維の成形性がよいためである。
【００２６】
図３は、請求項６記載の表面処理加工プレスロール７の形状を示したものである。表面処理加工部８には、サンドブラスト加工、溝加工、並目ローレット加工、あるいは、文目ローレット加工などを施し、それらの凹凸の凸部で局部的に基材紙を塑性変形させ、平面シート２と波形シート３の固着を高める。ここで、前記の凹凸がないプレスロール６で基材紙に圧力を加えると、基材紙の巾方向に連続的に著しく大きな荷重がかかり、紙厚が連続的に極端に薄くなる結果、破断することが考えられる。
【００２７】
（実施の形態２）
図４および５は、請求項１記載の片段シート１を積層し、ハニカム状に形成したものであり、図４は円筒形に巻き取り円筒形ハニカム９とし、図５は角柱形に積層し角柱形ハニカム１０を形成したものである。これらに、触媒あるいは吸着剤を担持させることにより、空気清浄、脱臭、除湿などの効果があるハニカム状素子になる。
【実施例１】
【００２８】
本実施例で使用の基材紙には、ガラス繊維とパルプが含有し、バインダ成分には有機合成繊維が含まれ、その溶融温度は１３０℃である製紙を使用した。紙厚は０．１５ｍｍ、紙巾は４５ｍｍ、坪量は５７ｇ／ｍ3である。この基材紙を、段ボールの製造装置と構造的に類似の図２記載のコルゲーター４により片段シート１を成形した。
【００２９】
成形形状は、波形の山と山の頂点の距離であるピッチが２．６ｍｍ、高さは基材紙の厚みを含め１．５ｍｍとした。
【００３０】
メイン成形ロール５とアッパー成形ロール１０８で加圧され波形に成形された波形シート３は、メイン成形ロール５の表面に沿って回転し、メイン成形ロール５とプレスロール６によって再度はさまれる。片段シート１を構成する他方のシートである平面シート２も同じくメイン成形ロール５とプレスロール６間に挿入され、ここで、波形シート３と加熱および加圧され接合される。アッパー成形ロール１０８およびプレスロール６には軸芯にヒーターが組み込まれ、温度調節機により設定温度が保たれる。各部の温度は、アッパー成形ロール１０８およびプレスロール６ともにヒーターの設定温度１５０℃、メイン成形ロール５は加熱なしではあるが、アッパー成形ロール１０８およびプレスロール６からの伝導熱により１００℃前後に加熱されている。また、プレスロール６とメイン成形ロール５の隙間寸法は０．１５ｍｍに固定されてあり、平面シート２と波形シート３の紙厚の合計である０．３ｍｍを半分の０．１５ｍｍに潰しながら接合している。
【００３１】
上記試験装置により片段シート１の成形を実施したところ、平面シート２と波形シート３は接合された形で、メイン成形ロール５とプレスロール６から送り出され良好な結果となった。ただし、ここでの接合は一時的なものであり、この接合のみでは基材をフィルターとして製品に搭載できる範囲ではなく、次工程において本発明により形成した片段シート１を円筒形ハニカム９あるいは角柱形ハニカム１０に積層するときに、平面シート２と波形シート３の接合部の剥がれがなく搬送および積層ができることである。製品としての素子強度は、請求項５記載のバインダ成分配合の触媒あるいは吸着剤を担持して確保される。
【００３２】
ここで、各部の設定温度を下げて、アッパー成形ロール１０８およびプレスロール６ともに１１０℃で成形した場合、平面シート２と波形シート３は接合されず、プレスロール６とメイン成形ロール５から送り出さた時点で２枚のシートは離れた。
【００３３】
また、各部の温度を上げて、アッパー成形ロール１０８およびプレスロール６ともに１７０℃で成形した場合、波形シート３が成形ロールに付着し成形不良となった。
【実施例２】
【００３４】
実施例１で形成した片段シート１を略円筒形に積層し円筒形ハニカム９および前記ハニカムに吸着剤を担持し除湿素子とした実施例を以下に示す。
【００３５】
実施例１で形成した片段シート１を内径φ６３ｍｍ、外形φ２７０ｍｍに巻き取った。巻き取りに際しては、積層した片段シート１間に隙間なきよう、巻き取り途中の円筒形ハニカム９の外周におよそ９０°から１８０°の範囲でテンションベルトを接触させ、その一端は固定し他端に錘を付けることで、ハニカムの中心方向に均等な荷重をかけた。次に、巻き取った円筒形ハニカム９を吸着剤の含浸液に浸漬し吸着剤を担持した。含浸液中にはハニカムの構造的強度向上のためバインダ成分を配合した。本実施例では、吸着剤はゼオライトを使用し、バインダ成分には珪酸リチウムを使用したが、他の吸着剤およびバインダを使用してもよい。上記工程で製作した円筒形ハニカム９は、焼成し基材紙および含浸液中の有機分を焼き飛ばすことにより、構造的に強固となり製品に搭載するに充分強度を併せ持った除湿素子となす。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
触媒あるいは吸着剤を担持するハニカム状素子の製造過程において、担持率を向上させることは、製品の性能の向上あるいは、製品の薄形化、コンパクト化につながる。また、接着剤の使用を低減させることは、コスト面で優位性があることは明らかであるほか、製造装置においても、粘着性のある接着剤を使用しないことで装置の清掃あるいはメンテナンスにおいて大きなメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態１を示す片段シートの図
【図２】同、実施の形態１を示すコルゲーターの図
【図３】同、実施の形態１を示す表面処理加工したプレスロールの図
【図４】本発明の実施の形態２を示す円筒形ハニカムの図
【図５】同、実施の形態２を示す角柱形ハニカムの図
【図６】従来例の方法により製作の片段シートの図
【図７】従来例の片段シートを製作するコルゲーターの図
【符号の説明】
【００３８】
１  片段シート
２  平面シート
２'  平面シート原紙
３  波形シート
３'  波形シート原紙
４  コルゲーター
５  メイン成形ロール
６  プレスロール
７  表面処理加工プレスロール
８  表面処理加工部
９  円筒形ハニカム
１０  角柱形ハニカム
１０１  片段シート
１０２  平面シート
１０３  波形シート
１０４  接着剤
１０５  陵線部
１０６  コルゲーター
１０７  メイン成形ロール
１０８  アッパー成形ロール
１０９  プレスロール
１１０  接着剤塗布部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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