(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状金属箔と波形状金属箔とが交互に積層され、該波形状金属箔の山部に塗布した軟化点１００〜１８０℃のポリエステル系熱可塑性樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合系熱可塑性樹脂又はこれらのエマルジョンで接着されてなることを特徴とする金属ハニカム担体。
【請求項２】
前記金属箔の厚さが５〜１００μmであることを特徴とする請求項１記載の金属ハニカム担体。
【請求項３】
前記波形状金属箔は、ピッチが１〜１５mm、山の高さが０．５〜１０mmであることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項記載の金属ハニカム担体。
【請求項４】
第１の平板状金属箔から波形状金属箔を得るコルゲート加工手段と、前記波形状金属箔の山部に接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、前記波形状金属箔と第２の平板状金属箔とを圧接し該波形状金属箔の山部と該第２の平板状金属箔とを接着して金属ハニカム基本構造体を形成する積層手段とを有するコルゲーターを用いて得られた金属ハニカム担体であり、前記接着剤として、軟化点１００〜１８０℃のポリエステル系熱可塑性樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合系熱可塑性樹脂又はこれらのエマルジョンを用い、１００〜２００℃で圧接することで接着されたことを特徴とする金属ハニカム担体。
【請求項５】
第１の平板状金属箔から波形状金属箔を得るコルゲート加工手段と、前記波形状金属箔の山部に接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、前記波形状金属箔と第２の平板状金属箔とを圧接し該波形状金属箔の山部と該第２の平板状金属箔とを接着して金属ハニカム基本構造体を形成する積層手段とを有するコルゲーターを用いた金属ハニカム基本構造体の製造方法であって、前記接着剤として、軟化点１００〜１８０℃のポリエステル系熱可塑性樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合系熱可塑性樹脂又はこれらのエマルジョンを用い、１００〜２００℃で圧接することを特徴とする金属ハニカム基本構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力損失が小さい金属ハニカム担体、該担体を用いた金属ハニカム担体の製造方法及び金属ハニカム基本構造体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、触媒を担持したガス処理用フィルターとして、オゾンフィルターや脱臭フィルター等が用いられている。このうち、オゾンフィルターは、一般的にハニカム状の断面形状を有するハニカム担体に、酸化マンガン系触媒や活性炭等のオゾン分解触媒が担持されるものであり、従来より、ハニカム担体の材料としてはセラミック繊維の不織布からなるセラミックペーパーが用いられてきた。
【０００３】
ハニカム担体は、一般的に、まず平板なセラミックペーパー（以下、「ライナー」ともいう。）とコルゲート加工された波形のセラミックペーパー（以下、「中芯」ともいう。）とを１層ずつ接着して２層からなるハニカム基本構造体を作製し、次に該ハニカム基本構造体を複数積層したり成巻したりすることにより製造される。なお、セラミックペーパーの接着には、通常酢酸ビニルエマルジョン等のいわゆる水希釈糊からなる接着剤をセラミックペーパーの接着部分に塗布含浸させた後、加熱等により接着剤中の水分を蒸発させて接着する方法が用いられている。
【０００４】
また、ハニカム担体はコストの面から迅速且つ経済的に製造できることが好ましい。このため、原料となるハニカム基本構造体の製造装置としては、共に表面が波形の凹凸を有し噛合部分をライナーが通過するとコルゲート加工により中芯が得られる１組のローラからなるコルゲート加工手段と、得られた中芯又はライナーの少なくともいずれかに接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、加熱手段を備えた噛合可能な１組のローラからなり中芯とライナーとを噛合部分の通過により積層すると共に接着させる仮積層手段とを備えた装置（以下、「コルゲーター」ともいう。）が知られており、該装置によれば２枚の平板なセラミックペーパーからハニカム基本構造体まで一気に製造することができるので好ましい。なお、得られたハニカム基本構造体は、水希釈糊等の接着剤を塗布した後、複数積層して適宜加熱加圧処理したり成巻したりすることによりハニカム担体を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、排ガス処理量を増大するニーズが高まっている。例えば、オゾンフィルターの場合、コピースピードの向上に伴いコピー機の排ガスの発生量が増加しており、排ガスからの排熱によるコピー機の温度上昇を抑制するため排ガスの処理風量を増やす必要がある。しかしながら、従来から用いられているセラミックペーパー等の繊維質ペーパーからなるハニカム担体は、触媒担持量を確保するためにペーパーが厚く、また繊維の毛羽立ちがある。このため、圧力損失が大きく、処理風量を増やすためにはファンの容量を大きくする等コストがかかるという問題があった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、圧力損失の小さいハニカム担体及び該担体を確実且つ迅速に得られる製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる実情において、本発明者は鋭意検討を行った結果、強度が高く毛羽立ちがなく厚みが薄い金属箔をハニカム担体のライナー及び中芯に用いた圧力損失の小さい金属ハニカム担体において、該金属ハニカム担体の製造にライナー及び中芯の接着剤として特定のた熱可塑性樹脂を用いれば金属箔からなるハニカム構造体を確実かつ迅速に製造できること等を見出した。
【０００８】
すなわち、本発明は、平板状金属箔と波形状金属箔とが交互に積層され、該波形状金属箔の山部に塗布した軟化点１００〜１８０℃のポリエステル系熱可塑性樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合系熱可塑性樹脂又はこれらのエマルジョンで接着されてなることを特徴とする金属ハニカム担体を提供するものである。
【０００９】
また、本発明は、第１の平板状金属箔から波形状金属箔を得るコルゲート加工手段と、前記波形状金属箔の山部に接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、前記波形状金属箔と第２の平板状金属箔とを圧接し該波形状金属箔の山部と該第２の平板状金属箔とを接着して金属ハニカム基本構造体を形成する積層手段とを有するコルゲーターを用いて得られた金属ハニカム担体であり、前記接着剤として、軟化点１００〜１８０℃のポリエステル系熱可塑性樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合系熱可塑性樹脂又はこれらのエマルジョンを用い、１００〜２００℃で圧接することで接着されたことを特徴とする金属ハニカム担体を提供するものである。
【００１１】
また、本発明は、第１の平板状金属箔から波形状金属箔を得るコルゲート加工手段と、前記波形状金属箔の山部に接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、前記波形状金属箔と第２の平板状金属箔とを圧接し該波形状金属箔の山部と該第２の平板状金属箔とを接着して金属ハニカム基本構造体を形成する積層手段とを有するコルゲーターを用いた金属ハニカム基本構造体の製造方法であって、前記接着剤として、軟化点１００〜１８０℃のポリエステル系熱可塑性樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合系熱可塑性樹脂又はこれらのエマルジョンを用い、１００〜２００℃で圧接することを特徴とする金属ハニカム基本構造体の製造方法を提供するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る金属ハニカム担体は、平板状金属箔と波形状金属箔とが交互に積層され、特定の接着剤で接着されてなるものである。本発明で用いられる波形状金属箔及び平板状金属箔の金属の種類としては、強度、化学的安定性等が金属ハニカム担体に要求される条件を満たすものであればよく特に限定されないが、例えば、アルミニウム、ステンレス、銅等が挙げられる。このうち、アルミニウムは、加工性がよく、硬さや厚さの種類が豊富であるため好ましい。
【００１３】
本発明で用いられる波形状金属箔は、平板状金属箔をコルゲート加工してなるものであり、金属箔の面内の一方向に波が進行するように凹凸が形成されたものである。ここでコルゲート加工とは平板状物を波形状物に加工することを意味し、例えば、噛合部分が凹凸形状をなす一組のロール間に平板状物を通す加工方法をいう。
【００１４】
本発明で用いられる金属箔は平板状金属箔、波形状金属箔共に、厚さが、通常５〜１００μm 、好ましくは１０〜５０μm である。厚さが該範囲内であると、ハニカム担体は必要な強度を有しつつ圧力損失が低くなるため好ましい。なお、上記範囲内であれば、平板状金属箔と波形状金属箔とで厚さが異なっていてもよい。例えば、金属ハニカム担体の機械的強度を大きくしつつ圧力損失を小さくする場合には、平板状金属箔を波形状金属箔よりも厚くすればよい。
【００１５】
本発明で用いられる波形状金属箔は、ピッチが通常１〜１５mm、好ましくは２〜６mmであり、山の高さが通常０．５〜１０mm、好ましくは０．８〜３mmである。ピッチ及び山の高さが該範囲内にあると、金属ハニカム担体に触媒が担持された場合の触媒性能と圧力損失とのバランスが良くなるため好ましい。
【００１６】
本発明に係る金属ハニカム担体は、上記平板状金属箔と波形状金属箔とが交互に積層され接着されてなるものである。積層方法としては特に限定されないが、例えば、平板状金属箔と波形状金属箔とを波形状金属箔の山部に後述の特定の軟化点を有する接着剤を塗布し、加熱加圧しつつ交互に１枚ずつ積層して接着する方法や、平板状金属箔と波形状金属箔とを波形状金属箔の山部に上記接着剤を塗布し、圧接して平板状金属箔が波形状金属箔の山部に接着された金属ハニカム基本構造体を形成し、該金属ハニカム基本構造体を複数個積層して接着する方法が挙げられる。
【００１７】
本発明に係る金属ハニカム担体において、積層された平板状金属箔と波形状金属箔とを接着する接着剤としては、特定の軟化点を有する接着剤が用いられる。該接着剤としては、通常、軟化点１００〜１８０℃、好ましくは軟化点１００〜１５０℃の接着剤が用いられる。ここで軟化点とは、リングアンドボール法（Ｒ＆Ｂ法）で測定される温度をいう。このような接着剤としては、例えば、ポリエステル系熱可塑性樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合系熱可塑性樹脂又はこれらのエマルジョンが挙げられる。このうち、ポリエステル系熱可塑性樹脂のエマルジョンは、空冷で硬化し易いため好ましい。
【００１８】
上記金属ハニカム担体は、例えば、セルの山の高さが０．８〜２．５mm、ピッチが２．０〜６．３mmの場合、通過風量２m/s 、厚さ１０mmの時の圧力損失が通常８〜２８Paである。従って、ブロアーの能力が５mmAqの場合、間口１００mm×高さ１００mm×厚さ１０mmの担体ならば、１．７〜３．６m3/minの排ガスを処理することができる。また、上記金属ハニカム担体は、形状が安定しているため厚さ１mmまでの薄さでカットすることができる。本発明に係る金属ハニカム担体は、例えばオゾン分解触媒等を担持させてオゾンフィルターとして使用できる。
【００１９】
オゾンフィルターを得るには、上記金属ハニカム担体にオゾン分解触媒を担持すればよい。オゾン分解触媒としては、例えば、二酸化マンガンＭｎＯ2 、活性炭、ＭｎＯ2 −ＣｕＯ複合酸化物等が挙げられる。これらのオゾン分解触媒は、バインダー等と共にスラリーを作製し、該スラリーに本発明に係る金属ハニカム担体を浸漬した後、乾燥することにより得られる。得られるオゾンフィルターは、圧力損失が小さいハニカム担体を用いるため、圧力損失が低く、ガスの処理風量が多い。
【００２０】
次に本発明に係る金属ハニカム担体の製造方法について説明する。本発明に係る金属ハニカム担体の製造方法は、平板状金属箔と波形状金属箔とを、該波形状金属箔の山部に塗布した特定の軟化点を有する接着剤で接着するものである。平板状金属箔、波形状金属箔及び特定の軟化点を有する接着剤としては、上記金属ハニカム担体の説明で挙げたものと同様のものが用いられる。上記熱可塑性樹脂又はこれらのエマルジョンを用いると、水分の蒸発が早く、コルゲーターを用いた０．１〜２秒程度の接着時間で容易に接着できる。また、エマルジョンとする場合の固形分は、通常２０〜５０重量％、好ましくは２０〜４０重量％である。
【００２１】
本発明に係る製造方法では、接着剤として速やかに接着力を発揮する上記特定の軟化点を有する接着剤を用いるため、例えばコルゲーターを通すだけで、波形状金属箔と平板状金属箔とを簡単に接着でき、後述のハニカム基本構造体を得ることができる。ハニカム基本構造体は、積層し接着したり、成巻等を行うことにより金属ハニカム担体を製造することができる。なお、ハニカム基本構造体同士の接着に用いる接着剤としては特に限定されず、前記特定の軟化点を有する接着剤であってもよいし、他の一般的な、例えば、シリカゾル、アルミナゾル、チタニアゾル、セメント等の無機系接着剤；アクリル樹脂系接着剤、酢酸ビニル樹脂系接着剤等の熱可塑性樹脂系接着剤；エポキシ樹脂系接着剤等の熱硬化性樹脂系接着剤等であってもよい。また、これらの接着剤には無機フィラー等が含まれていてもよい。積層した波形状金属箔と平板状金属箔とを接着させる手段としては、例えば、波形状金属箔の山部に上記接着剤を塗布し、これを加熱しつつ、平板状金属箔と共に加圧して圧接する方法が挙げられる。圧接する際の温度は、通常１００〜２００℃、好ましくは１４０〜１９０℃である。圧接する温度が該範囲内にあると、接着剤中の水分が蒸発し易いため好ましい。
【００２２】
次に本発明に係る金属ハニカム基本構造体の製造方法について説明する。本発明に係る金属ハニカム基本構造体の製造方法は、第１の平板状金属箔から波形状金属箔を得るコルゲート加工手段と、波形状金属箔又は第２の平板状金属箔の少なくともいずれかに接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、波形状金属箔と第２の平板状金属箔とを圧接し波形状金属箔の山部と第２の平板状金属箔とを接着して金属ハニカム基本構造体を形成する積層手段とを有するコルゲーターを用いた金属ハニカム基本構造体の製造方法であって、上記接着剤として、特定の軟化点を有する接着剤を用い、特定温度で圧接するものである。
【００２３】
ここで、金属ハニカム基本構造体とは、コルゲート加工された波型状金属箔とコルゲート加工されない平板状金属箔とが、コルゲート加工された波型状金属箔の山部において接着剤で接着されたものをいう。金属ハニカム基本構造体は、複数積層すると金属ハニカム構造体が得られるものである。
【００２４】
コルゲーターとしては、例えば、第１の平板状金属箔から波形状金属箔を得るコルゲート加工手段と、波形状金属箔又は第２の平板状金属箔の少なくともいずれかに接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、上記波形状金属箔と第２の平板状金属箔とを圧接し波形状金属箔の山部と第２の平板状金属箔とを接着して金属ハニカム基本構造体を形成する積層手段とを有するコルゲーターが用いられる。
【００２５】
該コルゲーターを用いて金属ハニカム基本構造体を得るには、例えば、原料として２枚の平板状金属箔を用い、第１の平板状金属箔をコルゲート加工手段、積層手段の順に通すと共に、第２の平板状金属箔を第１の平板状金属箔と共に積層手段に通す方法が挙げられる。
【００２６】
具体的には、第１の平板状金属箔をコルゲート加工手段である第１ローラ及び第２ローラの噛合部分の入口に供給して該噛合部分の出口において波形状金属箔を得、該波形状金属箔を第２ローラに沿って第２ローラ及び第３ローラの間隔部分として形成された積層手段に供給し、一方、第２の平板状金属箔を第３ローラに沿って前記積層手段に供給して、積層手段の前記第２ローラ及び第３ローラの間隔部分において波形状金属箔と第２の平板状金属箔とを圧接して金属ハニカム基本構造体を得る方法が挙げられる。この際、波形状金属箔又は第２の平板状金属箔の少なくともいずれかは積層手段に供給される前に接着剤塗布手段により上記特定の軟化点を有する接着剤が塗布されるようにしておく。このようなコルゲーターと上記接着剤とを用いると、積層手段の通過時に波形状金属箔及び第２の平板状金属箔が上記特定の軟化点を有する接着剤により積層されるため、金属ハニカム基本構造体が得られる。
【００２７】
本発明に係る金属ハニカム基本構造体の製造方法では、上記コルゲーターで用いられる接着剤として特定の軟化点を有する接着剤を用いる。該接着剤としては、上記金属ハニカム担体の製造方法において用いられる特定の軟化点を有する接着剤と同様である。なお、得られた金属ハニカム基本構造体は、さらに適宜積層、成巻等することにより金属ハニカム担体を作製できる。また、圧接する際の温度は、通常１００〜２００℃、好ましくは１４０〜１９０℃である。圧接する温度が該範囲内にあると、特定の軟化点を有する接着剤中の水分が蒸発し易いため好ましい。
【００２８】
本発明に係る金属ハニカム担体はオゾンフィルター及び除湿フィルターや、脱臭触媒の担体として使用できる。
【００２９】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３０】
実施例１
厚さ０．０３mmの金属箔をコルゲート加工するものと、コルゲート加工しないものとに分け、コルゲート加工するものを、上下一対の波形段ロールの間に通してコルゲート状金属箔とした。
得られたコルゲート状金属箔の山部にポリエステル系熱可塑性樹脂（軟化点１３０℃）のエマルジョン（固形分３０重量％）を塗布した後、該コルゲート状金属箔をコルゲート加工しない平板状金属箔と共に１９０℃に加熱した段ロールに通した。このコルゲート状金属箔は、段ロールを通過する０．２秒の間に段ロールの山部においてエマルジョンの水分が蒸発すると共にポリエステル樹脂が溶融し、この状態でコルゲート加工していない平板状金属箔と共に０．５MPa で加圧し、段ロールの通過後に冷却したプレスロールに通すことにより接着して、コルゲート状金属箔と平板状金属箔とがコルゲート状金属箔の山部で接着され一体化された金属箔（金属ハニカム基本構造体）を得た。
この金属ハニカム基本構造体を長さ１７０mmに切断し、コルゲート状金属箔の山部にアクリル樹脂系接着剤を塗布して複数積層し、乾燥して、１７０mm×１７０mm×２１０mmの金属ハニカム構造体を得た。得られた金属ハニカム構造体は、波形コルゲートのピッチが２．０mm、セル高さが０．８mmであった。次に、金属ハニカム構造体を厚さ１０mmに切断して、十分な強度を有するフィルターを得た。
得られたフィルターについて圧力損失を測定したところ、風速２m/s のとき２８Paであった。なお、圧力損失の測定方法は、以下のとおりである。
・圧力損失の測定方法：得られた１７０mm×１７０mm×１０mmのフィルターを、１７０mm×１７０mmの面が通風部８０mmφの２本のダクトの前後に挟まれるようにセットし、オリフィスで風速を測定しながら、風速２m/s のときのフィルター前後の静圧を静圧間及びマノスタゲージで測定し、この差を圧力損失とした。
【００３１】
比較例１
ポリエステル系熱可塑性樹脂のエマルジョンに代えて、酢酸ビニル系接着剤（軟化点８０℃）を用いた以外は実施例１と同様にして、コルゲート状金属箔をコルゲート加工しない平板状金属箔と共に段ロールに通した。
しかし、コルゲート状金属箔とコルゲート加工しない平板状金属箔とは接着できなかった。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係る金属ハニカム担体は圧力損失が小さい。また、本発明に係る金属ハニカム担体の製造方法によれば、金属ハニカム担体を確実且つ迅速に製造できる。また、本発明に係る金属ハニカム基本構造体の製造方法によれば、金属ハニカム基本構造体を確実且つ迅速に製造できる。