(57)【要約】【課題】フィルターに使用される触媒あるいは吸着剤を担持させたハニカム状素子において、触媒あるいは吸着剤の担持率を上げ素子の性能を向上させ、かつ、その製造工程において接着材の使用を半減させることでコストメリットを得ることを目的とする。【解決手段】片段シート１を巻き取り、円筒形ハニカム２を形成するときに、後工程で含浸する触媒あるいは吸着剤の有効成分の含浸を阻害する接着を塗布せず、巻き締め力で円筒形を保持し、さらに、バインダ成分を含む触媒あるいは吸着剤の含浸液に浸漬させ担持することで、担持率が向上しかつ構造的に強固な円筒形ハニカム状素子が得られる。【選択図】図２
2005280168.tif 000002
【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した後、前記片段シートを積層しハニカムを形成する製造工程において、隣り合う片段シートと片段シートの接触部に接着剤を塗布することなく、前記ハニカムにバインダ成分を配合した触媒あるいは吸着剤を担持することで構造的強度を向上させ、また、含浸液の担持を阻害する接着剤を使用しない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。
【請求項２】
請求項１記載のハニカムの成形方法として、前記、片段シートを略円筒形に巻き締めながら巻き取り、かつ、隣り合う片段シートと片段シートの接触部に接着剤を塗布することなく積層し、比較的に集中荷重がかかり破損しやすい中心軸と最外周面にのみ、接着剤を塗布した基材紙を複数回巻きつけ、構造的強度を向上させた円筒形ハニカム。
【請求項３】
中心軸と最外周面に巻きつけた基材紙と片段シートの接合に粘着テープを使用し、作業性を向上させることを特徴とした請求項２記載の円筒形ハニカム。
【請求項４】
粘着テープの材質を紙とし、合成樹脂成分を使用しないことで焼成時に合成樹脂テープの成分が溶解し、担持する触媒あるいは吸着剤の機能に悪影響を及ぼさないことを特徴とした請求項２に記載の円筒形ハニカム。
【請求項５】
巻き取る片段シートの巾と同等あるいはそれ以上の巾のベルトを、巻き取り過程の円筒形ハニカムの外周面に９０度以上１８０度以下の角度で接触させそのベルトの両端にテンションをかけながら巻き取ることにより、円筒形ハニカムの外周面から巻き取り軸の中心方向に荷重を加えることができ、局部的な荷重がなく、ハニカム外周面から均等に押さえることがでるためセルの潰れもなく、かつ、巻き取る片段シート間に緩みあるいはたるみがない請求項２記載の円筒形ハニカム。
【請求項６】
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した後、前記片段シートを積層しハニカムを形成する製造工程において、隣り合う片段シートと片段シートの接触部に接着剤を塗布することなくバインダ成分を配合した触媒あるいは吸着剤を担持することで構造的強度を向上させ、また、含浸液の担持を阻害する接着剤を使用しないことにより触媒あるいは吸着剤の担持率を向上させた請求項１記載のハニカム状素子の製造方法。
【請求項７】
請求項１記載のハニカムの成形方法として、前記、片段シートを略円筒形に巻き締めながら巻き取り、かつ、隣り合う片段シートと片段シートの接触部に接着剤を塗布することなく積層し、比較的に集中荷重がかかり破損しやすい中心軸と最外周面にのみ、接着剤を塗布した基材紙を複数回巻きつけ、構造的強度を向上させた請求項２記載の円筒形ハニカムの製造方法。
【請求項８】
中心軸と最外周面に巻きつけた基材紙と片段シートの接合に粘着テープを使用し、作業性を向上させることを特徴とした請求項３記載の円筒形ハニカムの製造方法。
【請求項９】
粘着テープの材質を紙とし、合成樹脂成分を使用しないことで焼成時に合成樹脂テープの成分が溶解し、担持する触媒あるいは吸着剤の機能に悪影響を及ぼさないことを特徴とした請求項４記載の円筒形ハニカム状素子の製造方法。
【請求項１０】
巻き取る片段シートの巾と同等あるいはそれ以上の巾のベルトを、巻き取り過程の円筒形ハニカムの外周面に９０度以上１８０度以下の角度で接触させそのベルトの両端にテンションをかけながら巻き取ることにより、円筒形ハニカムの外周面から巻き取り軸の中心方向に荷重を加えることができ、局部的な荷重がないためセルの潰れもなく、かつ、巻き取る片段シート間に緩みあるいはたるみがない請求項５記載の円筒形ハニカムの製造方法。
【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、その円筒形状あるいは角柱形に積層された片段シートの成形方法について図４および５を参照しながら説明する。
【０００４】
図４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】
また、図５に示すように、前記、片段シート１０１を円筒形に巻き取り積層し、隣り合う片段シート１０１の接触部である陵線部１０５に接着剤１０４を塗布し接合することで、円筒形ハニカム１０６を形成している。
【０００６】
このようにして、成形されたハニカムに触媒あるいは吸着剤を担持し、空気清浄、脱臭、除湿などの機能を持たせる際に、ハニカムの成形時に使用した接着剤１０４の成分には、触媒あるいは吸着剤の機能はなく、それどころか、それら機能材料の担持を阻害する働きがある。
【０００７】
これに対して、例えば、特許文献特開平５−１３７９３７に示されるように、使用する接着剤１０４に吸着剤などの粒子を混入することで、吸着性能を向上させているものもある。
【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】
【０００８】
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。
【０００９】
また、隣り合う片段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。
【００１０】
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、かつ、同時に触媒あるいは吸着剤の含浸液の担持率を向上するもの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】
【００１１】
本発明のハニカム状素子は上記目的を達成するために、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した後、前記、片段シートを積層しハニカムを形成する製造工程において、隣り合う片段シートと片段シートの接触部に接着剤を塗布することなく積層する。しかし、積層するだけでは隣り合う片段シートに接合力はなくハニカム形状をなさないため、円筒形ハニカムの成形工程において、片段シートにテンションをかけつつを巻き取り、巻き締め力で円筒形を保持し、巻き取り端は粘着テープあるいは接着剤により固定するものである。
【００１２】
この手段により、ハニカムを成形するときの接着剤塗布の作業工数と接着材料費を削減することで製造コストを低減でき、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。
【００１３】
また、前記、ハニカムに触媒あるいは吸着剤成分を担持させる場合、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、ハニカムを含浸させる。
【００１４】
この手段により、ハニカムの構造体を強固なものとし、かつ、触媒あるいは吸着剤成分の担持率を向上させ、触媒あるいは吸着性能の向上を図るものである。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【００１６】
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。  
【００１７】
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】
【００１８】
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した後、前記片段シートを積層しハニカムを形成する製造工程において、隣り合う片段シートと片段シートの接触部に接着剤を塗布することなく、後工程の含浸工程において、バインダ成分を配合した触媒あるいは吸着剤を担持させることで構造的強度を向上させたものであり、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。
【００１９】
また、ハニカムを成形するときの接着剤塗布の作業工数と接着材材料費を削減するという作用を有する。
【００２０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のハニカムの成形方法として、前記、片段シートを略円筒形に巻き締めながら巻き取り、かつ、隣り合う片段シートと片段シートの接触部に接着剤を塗布することなく積層し、比較的に集中荷重がかかり破損しやすい中心軸と最外周面にのみ、接着剤を塗布した基材紙を複数回巻きつけたものであり、構造的強度を向上させる作用がある。
【００２１】
また、請求項３記載の発明は、中心軸と最外周面に巻きつけた基材紙と片段シートの接合に粘着テープを使用したものであり、作業性を向上させる作用がある。
【００２２】
また、請求項４記載の発明は、請求項３で使用する粘着テープの材質を紙製に限定したもので、合成樹脂成分を使用しないことで焼成時に合成樹脂テープの成分が溶解し、担持させたあるいは担持させる触媒あるいは吸着剤の機能に悪影響を及ぼさないことを特徴とするものである。
【００２３】
また、請求項５記載の発明は、巻き取る片段シートの巾と同等あるいはそれ以上の巾のベルトを、巻き取り過程の円筒形ハニカムの外周面に９０度以上１８０度以下の角度で接触させそのベルトの両端にテンションをかけながら巻き取るものであり、これにより円筒形ハニカムの外周面から巻き取り軸の中心方向に荷重を加えることができ、局部的な荷重がなく、ハニカム外周面から均等に押さえることができセルの潰れもなく、かつ、巻き取る片段シート間に緩みあるいはたるみが発生しないという作用を有する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１および図２に、片段シート１および円筒形ハニカム２を示す。片段シート１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平面シート３と波形シート４で構成され、段ボールの製造において使用されるコルゲーターと類似の構造の装置により成形される。
【００２５】
円筒形ハニカム２は、前記片段シート１を、接着剤１０４を塗布することなく略円筒形に形成したものである。ただし、中心軸および最外周部は、片段シート１の端部固定と強度の補強のため接着剤を使用し固定されおり、さらに、ハニカムに触媒あるい吸着剤を担持させる際に、バインダ成分を含浸液に配合し円筒形ハニカム２の構造的強度を向上させている。配合するバインダには珪酸リチウムあるいはセピオライトなどが揚げられるが、他のバインダを使用してもよい。
【００２６】
（実施の形態２）
図３は、円筒形ハニカム２の製造装置である巻き取り装置５を示す。巻き取り装置５の巻き取り軸６は、片段シート１を略円筒形に巻き取る際の中心軸となるものであり、モーターにより回転駆動する構造をなす。また、テンションベルト７は、片段シート１を略円筒形に巻き取る際に、隣り合う片段シート１同士が密着し隙間なく巻き取れるようにテンションをかけるものであり、巻き取り過程の円筒形ハニカム２の外周面に９０度以上１８０度以下の角度で接触させそのベルトの一端は固定し、他端に錘８をつけテンションをかけながら巻き取ることにより、円筒形ハニカム２の外周面から巻き取り軸６の中心方向に荷重を加えることができ、局部的な荷重がなく、ハニカム外周面から均等に押さえることができハニカムのセル形状の潰れを抑制できる。
【実施例１】
【００２７】
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た製紙を使用し、段ボールの製造装置と類似のコルゲーターにより片段シート１を形成した。基材紙の紙厚は０．１５ｍｍ、巾は１５５ｍｍ、片段の形状は、波形状の山の頂点と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。本実施例では、前記コルゲーターと巻き取り機は一連のラインに設置し、コルゲーターで形成した片段シート１を連続して巻き取り機に供給できる構造としたが、コルゲートと巻き取りは別工程で製作してもよく、コルゲーターで形成した片段シート１を一時ストックし、別途巻き取り工程を実施してもよい。巻き取り機に供給された片段シート１は、巻き取り軸６と直角に挿入できるよう蛇行修正ガイドで位置および角度を修正する。
【００２８】
巻き取り軸６に直角に挿入された片段シート１は巻き取り軸６で回転積層されるが、巻き取り軸６には事前に、ハニカムの強度補強用シートを２回転巻きつけ接着剤で接合した。基材紙には片段シート１と同じ材質のガラス繊維を含有させた製紙を使用した。厚みは０．２５ｍｍのものを使用したが、片段シート１の基材紙と同じ０．１５ｍｍの厚みの製紙でも他の厚みでもよい。
【００２９】
前記、補強用シートを巻きつけた外周面に、片段シート１の端部は紙テープを用いて接着し、巻き取り軸６に固定し巻き取り軸６を回転させ巻取りを実施する。片段シート１の巻取り中は、積層する片段シート１に隙間が発生することを避けるために、円筒形ハニカム２の外周面に、９０°から１８０°の範囲で基材紙よりも幅広のベルトを接触させ、前記ベルトの一端は固定し、他端に錘８をつけテンションをかける。ベルトの面で円筒形ハニカム２の外周面にテンションをかけることにより、中心方向に、均等な荷重がかかるため、ハニカムのセル形状が変形したり潰れることが少ない。
【００３０】
所定の外形寸法あるいは巻き段数まで巻き取りが完了した時点で、巻き取り軸６の回転駆動を停止し供給される片段シート１を切断し、紙粘着テープを使用して巻き取った片段シート１の端部を円周上に固定した。次に、円筒形ハニカム２の内周に貼り付けたシートと同材質の強度補強用シートを外周面に接着剤を使用して２周貼り付けた。ここでも、このシート材は基材紙と同じ０．１５ｍｍの厚みの製紙でも他の厚みでもよい。
【００３１】
上記の工程で製造した円筒形ハニカム２に、バインダ成分を配合した吸着剤の含浸液に浸水させた後、ハニカム基材に水分の濡れがなくなるまで常温あるいは加熱して乾燥させた。ここで、本実施の形態の実験では、含浸液中に配合するバインダには珪酸リチウムを使用し、吸着剤はゼオライトを使用した。次に、円筒形ハニカム２を焼成し、基材紙中のパルプ成分を焼きとばすことで円筒形ハニカム状素子を形成する。ここで、さらに構造的な強度を向上させたい場合は、担持液に再度含浸し、乾燥工程を繰り返すことにより、強度の向上を図ることができるが、触媒あるいは吸着剤の担持量には、そのハニカム基材毎の最適値があり、強度と性能の向上を図る場合、担持液の濃度をコントロールする必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
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】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態１の片段シートの図
【図２】同、円筒形ハニカムの図
【図３】本発明の実施の形態２の巻き取り装置の図
【図４】従来例のハニカム基材の片段シートの図
【図５】従来例の円筒形ハニカムの構造図
【符号の説明】
【００３４】
１  片段シート
２  円筒形ハニカム
３  平面シート
４  波形シート
５  巻き取り装置
６  巻き取り軸
７  テンションベルト
８  錘
１０１  片段シート
１０２  平面シート
１０３  波形シート
１０４  接着剤
１０５  稜線部
１０６  円筒形ハニカム
【図１】
2005280168.tif 000003
【図２】
2005280168.tif 000004
【図３】
2005280168.tif 000005
【図４】
2005280168.tif 000006
【図５】
2005280168.tif 000007