PL201849B1 - Sposób wytwarzania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania struktury komórko- wej podobnej do plastra pszczelego, obejmuj a- cy etap zatykania wielu komórek przy ka zdej z ko ncowych powierzchni kszta ltki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego, posiadaj acej dwie powierzchnie ko ncowe i wie- le komórek przebiegaj acych od jednej po- wierzchni ko ncowej do drugiej powierzchni ko n- cowej, znamienny tym, ze etap zatykania ko- mórek zawiera pierwszy podetap przyklejania folii do ka zdej z powierzchni ko ncowych, drugi podetap wiercenia otworów w folii w okre slo- nych miejscach odpowiadaj acych komórkom, które maj a zosta c zatkane, wi azk a o du zej g e- stosci energii oraz trzeci podetap wprowadza- nia materia lu zatykaj acego w komórki, które maj a zosta c zatkane, a folia stosowana w pierw- szym podetapie zawiera warstw e pod lo za i war- stw e kleju i ma si le adhezji 3 - 15 N/25 mm. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego. Rozwiązanie według wynalazku umożliwia uniknięcie pękania kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego lub struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego na skutek zatkania. Wytworzone tym sposobem struktury komórkowe nadają się na filtry, takie jak filtry cząstek stałych zawartych w spalinach z silnika wysokoprężnego.

Struktury komórkowe używane w charakterze filtra zatrzymującego cząstki stałe zawarte w spalinach z silnika spalinowego, kotła itd., zwłaszcza z silnika wysokoprężnego, jak pokazano na fig. 6(a) i (b), zwykle mają konstrukcję zawierającą wiele komórek oddzielonych przegrodami i przebiegających od jednej powierzchni końcowej do drugiej powierzchni końcowej, przy czym sąsiednie komórki są zatkane przy swych przeciwległych powierzchniach końcowych.

Podobny sposób wytwarzania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego zgłaszający opisał w publikacji JP-A-2001-300922. Sposób, który obejmuje przygotowanie maski do wiercenia otworów poprzez arkusz przyklejony do jednej powierzchni końcowej kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego w miejscach odpowiadających komórkom w każdej kształtce o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego, zanurzanie powierzchni, do której przyklejona została maska, w zawiesinie zatykającej i napełnianie komórek zawiesiną zatykającą poprzez otwory wykonane w masce. Podobny sposób opisano też w publikacji JP-A-2002-37672. W przykładach zawartych w tym opisie podano, że otwory wykonywane były w folii o całkowitej grubości 110 μm w określonych miejscach za pomocą lasera CO2 ustawionego na średnicę wiązki 0,1 mm i na moc wyjściową 3 - 5 W.

Sposoby te są obiecujące sposobami, ponieważ możliwa jest automatyzacja, a określone komórki mogą być dokładnie zatykane. Jednakże, kiedy stosuje się folię, ostatecznie konieczne jest jej usunięcie, a w przypadku, gdy folię usuwa się przez zdzieranie jej, czasami zdzierana jest również część powierzchni kształtki. Ponadto folię można usuwać przez ogrzewanie w etapie wypalania, ale w takim przypadku istnieje możliwość pękania części, do której przyklejona jest folia.

Przedmiotowy wynalazek został opracowany z uwzględnieniem powyższych okoliczności, a jego celem jest uzyskanie sposobu wytwarzania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, według którego unika się pękania kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego lub struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego powodowanego przez zatykanie, a komórki mogą być łatwo i pewnie zatykane.

W wyniku badań przeprowadzonych przez wynalazców nad folią używaną według powyższego sposobu stwierdzono, że poślizg folii nie występuje podczas pakowania materiału zatykającego, a pękaniu kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego lub struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, powodowanemu podczas usuwania folii, można przeciwdziałać przez zastosowanie folii mającej siłę adhezji w specyficznym zakresie.

Przedmiotowy wynalazek stanowi sposób wytwarzania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, obejmujący etap zatykania wielu komórek przy jednej z końcowych powierzchni kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego, posiadającej dwie powierzchnie końcowe i wiele komórek przebiegających od jednej powierzchni końcowej do drugiej powierzchni końcowej, charakteryzujący się tym, że etap zatykania komórek obejmuje pierwszy podetap przyklejania folii do każdej powierzchni końcowej, drugi podetap wiercenia otworów poprzez folię w określonych miejscach odpowiadających komórkom, które mają być zatkane, za pomocą wiązki o dużej gęstości energii oraz trzeci podetap wprowadzania materiału zatykającego w komórki, które mają być zatkane, a folia użyta w pierwszym podetapie zawiera warstwę podłoża oraz warstwę kleju i ma siłę adhezji 3 - 15 N/25 mm.

Według przedmiotowego wynalazku korzystne jest, że sposób ten obejmuje etap formowania kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego i wypalania tej kształtki zatkanej w etapie zatykania, a grubość folii wynosi korzystnie 10-70 μm, zaś grubość warstwy podłoża wynosi korzystnie 5 - 40 μm, Ponadto, korzystne jest, że grubość warstwy klejowej wynosi 5-40 μm, a warstwa podłoża jest zasadniczo wykonana z poliestru lub poliolefiny. Ponadto, warstwa kleju jest korzystnie złożona głównie z akrylowego materiału klejowego.

Przedmiot wynalazku w przykładach realizacji jest odtworzony na rysunku, na którym figura 1 przedstawia ukośny widok ujawniający schematycznie sposób przyklejania folii w etapie zatykania.

Figura 2(a) przedstawia częściowo powiększony widok z góry, przedstawiający schematycznie jeden przykład stanu folii przyklejonej do kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego,

PL 201 849 B1 a fig. 2(b) jest przekrojem wzdłu ż linii B-B z fig. 2(a). Figura 3 przedstawia schematyczny przekrój jednego z przykładów sposobu wprowadzania materiału zatykającego w określone komórki w etapie zatykania. Figury 4(a) i (b) są schematycznymi przekrojami przedstawiającymi ruch folii w etapie wypalania. Figura 5 stanowi schematyczny przekrój, który przedstawia jeden przykład realizacji sposobu określania miejsc wiercenia otworów w etapie zatykania. Figura 6(a) jest ukośnym widokiem przedstawiającym schematycznie jeden przykład struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, która może być wytwarzana, a figura 6(b) jest częściowo powiększonym widokiem części oznaczonej przez b na figurze 6(a).

W celu lepszego zrozumienia wynalazku poniżej przedstawiono przykładowe realizacje wynalazku.

Poniżej objaśniono sposób wytwarzania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego według przedmiotowego wynalazku. Następujące przykłady realizacji nie ograniczają w żaden sposób przedmiotowego wynalazku.

Etap zatykania stanowiący jeden z etapów w sposobie wytwarzania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego według przedmiotowego wynalazku zawiera pierwszy podetap przyklejania folii 9 do jednej z końcowych powierzchni kształtki 1 o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego, np. do końcowej powierzchni 41, jak pokazano na fig. 1, drugi podetap wiercenia otworów poprzez folię 9 w określonych położeniach 91 odpowiadających komórkom 31, które mają być zatkane, za pomocą wiązki o dużej gęstości energii, jak pokazano na fig. 2(a) i (b) oraz trzeci podetap wprowadzania zatykającego materiału 15 w komórki 31, które mają zostać zatkane.

Ważną cechą przedmiotowego wynalazku jest to, że folia używana w pierwszym podetapie zawiera warstwę podłoża i warstwę kleju, a siła adhezji tej folii jest w zakresie 3 - 15 N/25 mm. Jak wspomniano powyżej, folię tę trzeba w końcu usunąć, a jako sposób usuwania folii stosuje się (1) sposób zdzierania folii z kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego po etapie zatykania oraz (2) sposób rozkładania i/lub spalania folii w etapie wypalania kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego, który jest zwykle przeprowadzany. W przypadku (1) usuwania folii przez jej zdzieranie, jeżeli siła adhezji folii jest zbyt duża, część kształtki jest odrywana wraz z folią, co może powodować pękanie kształtki, a z drugiej strony, jeżeli siła adhezji folii jest za mała, w trzecim podetapie wprowadzania materiału zatykającego może wystąpić poślizg lub oddzielenie się folii i komórki nie mogą czasami zostać niezawodnie zatkane. Dlatego strukturę komórkową podobną do plastra pszczelego można wytwarzać bez powodowania pękania kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego, w czasie odrywania folii i bez poślizgu lub oddzielania się folii podczas wprowadzania materiału zatykającego przez używanie folii mającej siłę adhezji 3 - 15 N/25 mm, korzystnie 5 - 14 N/25 mm, korzystniej 7 - 13 N/25 mm.

Z drugiej strony, w przypadku (2) usuwania folii przez rozkład i/lub spalanie jej w etapie wypalania, istnieje możliwość pękania części struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego po wypaleniu, do której została przyklejona folia. W wyniku szczegółowego zbadania tego zjawiska okazało się, że folia kurczy się przy jej ogrzewaniu w etapie wypalania, co może powodować pękanie. Przykładowo, kiedy folia kurczy się w kierunku zaznaczonym strzałką p na fig. 4(a), wówczas na skutek takiego skurczu powstaje naprężenie i folia odrywa się, jak pokazano na fig. 4(b). Stwierdzono, że podczas zrywania folii część struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, do której folia jest przyklejona, zwłaszcza część zewnętrznej obwodowej ścianki 72 w sąsiedztwie powierzchni końcowej jest czasami odrywana wraz z folią. Stwierdzono, że jeśli siła adhezji folii jest zbyt duża, kształtka o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego lub struktura komórkowa podobna do plastra pszczelego pęka podczas wypalania również w przypadku usuwania folii przez rozkład i/lub spalenie. Jeżeli siła adhezji jest za mała, komórki nie mogą czasami być niezawodnie zatkane w przypadku powyższego sposobu (1). Dlatego w przypadku (2) usuwania folii w etapie wypalania struktura komórkowa podobna do plastra pszczelego może być wytwarzana bez powodowania pękania kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego podczas zrywania folii i bez powodowania poślizgu folii podczas wprowadzania materiału zatykającego przy stosowaniu folii mającej siłę adhezji 3 - 12 N/25 mm, korzystnie 5 - 11 N/25 mm, jeszcze korzystniej 7 - 10 N/25 mm. Według przedmiotowego wynalazku siła adhezji folii oznacza wartość zmierzoną według JIS Z0237.

Według przedmiotowego wynalazku grubość folii może być czynnikiem mającym wpływ na łatwość odrywania folii. To znaczy, jeśli folia jest zbyt gruba, wówczas ma zbyt dużą sztywność i jej usuwanie może być trudne. Z drugiej strony, jeżeli folia jest za cienka, wówczas jej wytrzymałość jest niewystarczająca i może być trudno ją usunąć. Ponadto grubość folii może mieć również wpływ na wiercenie otworów w folii i wprowadzanie materiału zatykającego. To znaczy, jeśli folia jest za gruba,

PL 201 849 B1 nie można wywiercić zadowalających otworów w drugim podetapie wiercenia otworów w określonych miejscach folii za pomocą wiązki o dużej gęstości energii, a zatem czasami nie można przeprowadzić dokładnego zatykania, co jest niekorzystne. W takim przypadku, chociaż zadowalające otwory można wykonać przez zwiększenie mocy wiązki o dużej gęstości energii lub przedłużenie czasu napromieniowania, zwiększenie mocy wiązki o dużej gęstości energii wymaga użycia mającego duże wymiary urządzenia wytwarzającego wiązkę o dużej gęstości energii, albo powoduje zwiększenie kosztu, a przedłużenie czasu napromieniowania prowadzi do zwiększenia czasu wytwarzania. Oba te przypadki są niepożądane. Z drugiej strony, jeżeli grubość folii jest za mała, nie można uzyskać wystarczającej wytrzymałości folii w trzecim etapie wprowadzania materiału zatykającego, w związku z czym folia może pękać, co powoduje wprowadzanie materiału zatykającego w komórki, które nie powinny zostać zatkane. Dlatego z różnych punktów widzenia, jak podano powyżej, grubość W folii wynosi korzystnie 10 - 70 μm, korzystniej 15 - 60 μm, szczególnie korzystnie 20 - 50 μm.

Według przedmiotowego wynalazku, kiedy drugi podetap wiercenia otworów w folii jest przeprowadzany po pierwszym podetapie przyklejania folii do powierzchni końcowej kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego, aby ułatwić określenie miejsc wiercenia otworów, folia jest korzystnie przezroczysta lub przeświecająca, a mianowicie ma taką przezroczystość, by można było rozpoznać miejsca usytuowania komórek za pomocą środków rozpoznawania obrazu, takich jak urządzenie do fotografowania, np. aparat fotograficzny.

Grubość warstwy podłoża folii może być czynnikiem mającym wpływ na sztywność i wytrzymałość folii oraz łatwość wiercenia otworów wiązką o dużej gęstości energii. Dlatego grubość warstwy podłoża wynosi korzystnie 5 - 40 μm, korzystniej 7 - 30 μm, szczególnie korzystnie 10 - 25 μm.

Materiały używane na warstwę podłoża muszą mieć pewną wytrzymałość i nadawać się do wykonywania otworów oraz są korzystnie przezroczyste lub przeświecające. Dlatego materiałami tymi są korzystnie materiały polimerowe, np. poliestry, takie jak homopolimery i kopolimery polietylenu, poliolefiny, takie jak polietylen i polipropylen, chlorowcowane poliolefiny, takie jak polichlorek winylu itp. Warstwa podłoża jest korzystnie złożona głównie z powyższego materiału polimerowego, mianowicie 50% mas. warstwy podłoża korzystnie stanowi materiał polimerowy. Wśród materiałów polimerowych korzystne są poliestry i poliolefiny, a najkorzystniejsze są poliestry.

Materiały używane na warstwę klejową nie są szczególnie ograniczone pod warunkiem, że mają one siłę adhezji w zakresie 3 - 15 N/25 mm, a korzystne są kleje zawierające materiały akrylowe lub kauczukowe, przy czym kleje akrylowe zawierające materiały akrylowe są szczególnie korzystne, ponieważ prawie nie pozostają w kształtce o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego w czasie usuwania folii.

Poniżej objaśniony zostanie szereg etapów według przedmiotowego wynalazku. Etapy te korzystnie obejmują etap formowania kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego. Etap formowania przeprowadza się przykładowo w następujący sposób. Jako sproszkowane surowce stosuje się różne proszki ceramiczne, np. co najmniej jeden materiał wybrany z grupy złożonej z kordierytu, mulitu, tlenku glinu, spinelu, węglika krzemu, materiałów kompozytowych złożonych z węglika krzemu i kordierytu, materiałów kompozytowych złożonych z metalicznego krzemu i węglika krzemu, azotku krzemu, krzemianu litowo-glinowego, tytanianu glinu, stopów, takich jak stopy typu Fe-Cr-Al oraz ich kombinacji. Do surowców tych dodaje się spoiwa, takiego jak metyloceluloza lub hydroksypropoksylometyloceluloza, a ponadto środka powierzchniowo czynnego i wody, by przygotować plastyczne ciasto. Z ciasta tego wytłacza się kształtkę 1 o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego posiadającą wiele komórek 3, które przebiegają od jednej powierzchni końcowej 41 do drugiej powierzchni końcowej 43, jak pokazano na fig. 1.

Pierwszy podetap w etapie zatykania według przedmiotowego wynalazku, mianowicie etap przyklejania folii do obu powierzchni końcowych, można przeprowadzać np. przez przyklejanie folii 9 do końcowej powierzchni 41, jak pokazano na fig. 1. W takim przypadku folia 9 może być przyklejana tylko do końcowej powierzchni 41, ale korzystnie jest przyklejana tak, że przykrywa zewnętrzną obwodową ściankę 72 w sąsiedztwie tej powierzchni końcowej. Jest tak dlatego, że kiedy klejąca część pomiędzy folią a kształtką o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego przy zewnętrznym obwodzie kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego zawiera nie tylko końcową część 71 zewnętrznej obwodowej ścianki 70, ale również zewnętrzną obwodową ściankę 72 w sąsiedztwie końcowej powierzchni pokazanej na fig. 1, chroni to skutecznie przed poślizgiem lub oddzieleniem się folii przy lub w pobliżu zewnętrznego obwodu podczas wprowadzania materiału zatykającego w następnym etapie.

PL 201 849 B1

Drugi podetap, mianowicie etap wiercenia otworów za pomocą wiązki o dużej gęstości energii w okreś lonych miejscach folii odpowiadają cych komórkom, które mają być zatkane, moż na przeprowadzać w następujący sposób. Przykładowo, jak pokazano na fig. 5, końcowa powierzchnia 41, do której folia 9 jest przyklejana w pierwszym podetapie, jest fotografowana za pomocą urządzeń fotograficznych, takich jak fotograficzny aparat 12, a sfotografowane obrazy poddawane są obróbce w celu określenia miejsc na folii, które są usytuowane nad komórkami, które powinny zostać zatkane, a tak określone miejsca na folii zostają napromieniowane wiązką o dużej gęstości energii za pomocą urządzenia wytwarzającego taką wiązkę o dużej gęstości energii na podstawie danych określonych miejsc, aby wykonać w folii otwory. Takie wiązki o dużej gęstości energii obejmują przykładowo wiązki laserowe itp. Urządzenia wytwarzające wiązkę laserową w przypadku stosowania wiązek laserowych nie są szczególnie ograniczone i korzystnie są to przykładowo urządzenia takie jak laser CO2 i laser YAG. Moc wyjściowa wynosi korzystnie około 5 - 15 W. Kształt otworów w folii nie musi być taki sam jak kształt przekroju komórek i nie jest szczególnie ograniczony. Przykładowo kształt przekroju komórek może być czworokątny, a kształt otworów może być kołowy, ale jeśli wymiar otworów jest zbyt mały w stosunku do przekroju komórek, wówczas w następnym etapie nie można przeprowadzić wystarczającego zatykania. Dlatego korzystne jest takie wykonywanie otworów, aby zajmowały one co najmniej 50% pola powierzchni przekroju wszystkich komórek.

Drugi podetap można również przeprowadzać przez wiercenie otworów w folii przed pierwszym etapem, mianowicie przed przyklejeniem folii do końcowej powierzchni kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego. W takim przypadku przykładowo powierzchnia końcowa kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego jest fotografowana za pomocą urządzenia fotograficznego, takiego jak aparat fotograficzny, otwory są wiercone w określonych miejscach folii za pomocą wiązki o dużej gęstości energii na podstawie danych dotyczących położenia, otrzymanych z przetwarzania obrazu, a następnie taką folię przykleja się do kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego zgodnie z tymi danymi dotyczącymi położenia. Możliwe jest zatem najpierw przeprowadzanie drugiego podetapu, a następnie pierwszego podetapu.

Trzeci podetap można przeprowadzać przykładowo następująco. Jako materiał zatykający można przygotować zawiesinę głównie złożoną przykładowo z co najmniej jednego materiału wybranego z materiałów ceramicznych itp. wymienionych powyżej jako korzystne surowce na kształtkę o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego i dodatkowo zawierające inne składniki, np. spoiwo, ciecz taką jak woda lub gliceryna i ewentualnie środek powierzchniowo czynny. Taki zatykający materiał 15 wlewa się do pojemnika 10, jak pokazano na fig. 3. Następnie powierzchnię końcową kształtki 1 o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego, do której została przyklejona folia 9, zanurza się w zatykającym materiale 15 w pojemniku 10 i ponadto dociska się od góry, na skutek czego materiał zatykający może być wprowadzany w określone komórki, mianowicie komórki 31 usytuowane w tych miejscach folii 9, w których wykonane są otwory.

Etap zatykania można przeprowadzić w ten sposób, a korzystne jest przeprowadzenie etapu zatykania również wobec drugiej powierzchni końcowej. Ponadto etap zatykania jest korzystnie przeprowadzany w taki sposób, że sąsiednie komórki kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego są zatykane przy przeciwległych powierzchniach końcowych tak, że zatkane komórki i otwarte komórki tworzą na obu powierzchniach końcowych wzór szachownicowy.

Według przedmiotowego wynalazku korzystne jest przeprowadzenie etapu wypalania kształtki, której komórki są zatkane. W tym etapie wypalania strukturę komórkową podobną do plastra pszczelego można otrzymać przez wypalanie zatkanej kształtki w określonej temperaturze i w określonej atmosferze w zależności od sproszkowanego surowca, np. w temperaturze 1800 - 2200°C, w obojętnej atmosferze argonu itp., kiedy jako sproszkowany surowiec stosuje się węglik krzemu, a około 1400 - 1440°C, kiedy jako sproszkowany surowiec stosuje się kordieryt lub materiał nadający się do przetworzenia w kordieryt. Taki etap wypalania może ewentualnie zawierać podetap odtłuszczania, mający na celu usunięcie substancji organicznych, takich jak spoiwo, a w takim przypadku substancje organiczne mogą być usuwane przez ogrzewanie kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego przykładowo w temperaturze około 150 - 600°C. Ponadto korzystne jest suszenie kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego przed etapem wypalania.

Według przedmiotowego wynalazku folia wykorzystana w etapie zatykania ostatecznie staje się bezużyteczna i dlatego trzeba ją usunąć. Folię taką można usuwać np. przez odrywanie folii po etapie zatykania. W takim przypadku korzystne jest zrywanie folii po suszeniu kształtki o strukturze komór6

PL 201 849 B1 kowej podobnej do plastra pszczelego. Ponadto folię można również usuwać przez rozkładanie i/lub wypalanie folii w wymienionym wyżej etapie wypalania bez powodowania odwarstwiania folii.

Przedmiotowy wynalazek zostanie objaśniony szczegółowo w następujących przykładach, które w ż adnym stopniu nie powinny stanowić ograniczenia wynalazku.

Przykłady 1 - 3 i porównawczy przykład 1

W charakterze surowców zmieszano 80 części mas. sproszkowanego SiC oraz 20 części mas. sproszkowanego metalicznego krzemu i dodano do tego metylocelulozę, hydroksypropoksylometylocelulozę, środek powierzchniowo czynny oraz wodę, by przygotować plastyczne ciasto.

Z ciasta tego wytł aczano kształ tkę o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego, która miała grubość przegród około 300 μm, gęstość komórek około 46,5 komórek/cm², przekrój w kształcie kwadratu o boku 35 mm oraz długość 152 mm.

Otrzymaną kształtkę struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego suszono za pomocą mikrofal i gorącego powietrza. Folię z materiału o grubości i sile adhezji według tablicy 1 przyklejono do końcowej powierzchni takiej kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego. Jak pokazano na fig. 6, tę powierzchnię końcową sfotografowano za pomocą fotograficznego aparatu 12, a sfotografowany obraz poddano obróbce w celu określenia miejsc na folii, które były usytuowane nad komórkami przeznaczonymi do zatkania, po czym użyto wiązki lasera CO2 o mocy wyjściowej 10 - 12 W i o średnicy wiązki 180 um do wykonania otworów w folii w określonych miejscach. Otwory w folii zostały znów sfotografowane za pomocą aparatu fotograficznego i zmierzono średnicę tych otworów.

Następnie 30 części mas. wody i 10 części mas. organicznego środka pomocniczego dodano do 80 części mas. węglika krzemu (SiC) i 20 części mas. metalicznego krzemu (razem 100 części mas.), by przygotować zawiesinę, stanowiącą materiał zatykający. Ten materiał zatykający wlano do pojemnika posiadającego otwór o prawie takich samych wymiarach jak zewnętrzny kształt kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego, jak pokazano na fig. 3 i materiał zatykający wypoziomowano w tym pojemniku. Następnie kształtkę o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego umieszczono w pojemniku tak, że końcowa powierzchnia tej kształtki, do której przyklejono folię, stykała się z materiałem zatykającym. Kształtkę tę dociskano do dołu, by wprowadzić materiał zatykający w określone komórki. Kształtkę o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego suszono w temperaturze 100°C, a następnie folię usunięto przez oderwanie jej. Obserwowano i oceniano łatwość oderwania folii i występowania pęknięcia kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego. Usuwanie folii przeprowadzano dwoma sposobami usuwania folii tuż po wysuszeniu, mianowicie w stanie, gdy kształtka o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego miała w przybliżeniu temperaturę suszenia oraz przez usuwanie folii po pewnym czasie, mianowicie w stanie, gdy kształtka o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego miała temperaturę pokojową. Wyniki przedstawiono w tablicy 1.

Próbki z przykładów 1 i 2 poddano następnie badaniu, w którym folię usuwano w etapie wypalania bez odrywania jej po zatkaniu komórek i badano występowanie pęknięć kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego po wypaleniu. Wyniki przedstawiono w tablicy 1.

Porównawczy przykład 2

Wiercenie otworów laserem przeprowadzono w taki sam sposób jak w przykładzie 1, z tym wyjątkiem, że użyta folia miała całkowitą grubość 185 um i posiadała warstwę podłoża o grubości 100 um, zawierającą poliester. Otworów nie można było wywiercić.

Z tablicy 1 wynika, że próbki z przykładów 1 - 3 wykazują brak pękania kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego, które może być spowodowane przez odrywanie folii. Ponadto w przypadku próbek z przykładów 1 i 2 otwory do zadowalającego wprowadzania materiału zatykającego w komórki mogły być wiercone, a kiedy folia była odrywana po pozostawieniu kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego w spokoju na pewien czas, mogła być zadowalająco odrywana. Ponadto w przypadku próbki z przykładu 1 nie było żadnego pękania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego również wtedy, gdy folia była usuwana po wypaleniu i otrzymano dobre wyniki. Z drugiej strony w przypadku próbki z porównawczego przykładu 1, ponieważ siła klejenia folii była zbyt duża, kształtka o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego pękała podczas odrywania folii. Ponadto, ponieważ grubość folii była zbyt duża, nie można było wywiercić w folii wystarczających otworów.

Jak wyjaśniono powyżej, sposób wytwarzania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego według wynalazku może zapewniać zadowalające wytwarzanie struktury komórkowej, której komórki są zatkane, z powstrzymaniem pękania kształtki o strukturze komórkowej podobnej do

PL 201 849 B1 plastra pszczelego lub struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, które może być spowodowane przez przeprowadzanie etapu zatykania. Dlatego sposób wytwarzania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego według przedmiotowego wynalazku można odpowiednio wykorzystywać do wytwarzania filtrów itp.

T a b l i c a 1

	Przykład 1	Przykład 2	Przykład 3	Przykład porówn. 1
Całkowita grubość folii (um)	30	50	70	80
Grubość warstwy podłoża (um)	12	25	38	50
Materiał warstwy podłoża	poliester	poliester	poliester	poliester
Materiał warstwy klejowej	akrylowy	akrylowy	akrylowy	akrylowy
Siła adhezji (N/25 mm)	8,58	12,26	14,17	17,16
Przeciętna średnica otworów (mm)	0,97	0,7	0,62	0,57
Łatwość wprowadzania materiału zatykającego	bardzo łatwa	bardzo łatwa	łatwa	niełatwa
Łatwość odrywania folii (tuż po wysuszeniu)	bardzo łatwa	bardzo łatwa	łatwa	niełatwa
Łatwość odrywania folii (po pewnym czasie)	łatwa	łatwa	niełatwa	niełatwa
Występowanie pęknięć kształtki po odrywaniu folii	nie występuje	nie występuje	nie występuje	występuje
Występowanie pęknięć struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, gdy folię usuwano przez wypalenie	nie występuje	występuje	-	-

Zastrzeżenia patentowe

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, obejmujący etap zatykania wielu komórek przy każdej z końcowych powierzchni kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego, posiadającej dwie powierzchnie końcowe i wiele komórek przebiegających od jednej powierzchni końcowej do drugiej powierzchni końcowej, znamienny tym, że etap zatykania komórek zawiera pierwszy podetap przyklejania folii do każdej z powierzchni końcowych, drugi podetap wiercenia otworów w folii w określonych miejscach odpowiadających komórkom, które mają zostać zatkane, wiązką o dużej gęstości energii oraz trzeci podetap wprowadzania materiału zatykającego w komórki, które mają zostać zatkane, a folia stosowana w pierwszym podetapie zawiera warstwę podłoża i warstwę kleju i ma siłę adhezji 3 - 15 N/25 mm.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera etap formowania kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego i etap wypalania kształtki zatkanej w etapie zatykania.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że grubość folii wynosi 10 - 70 um.
4. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że grubość podłoża wynosi 5 - 40 um.
5. 5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że grubość warstwy kleju wynosi 5 - 40 um.
6. 6. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że warstwa podłoża jest złożona głównie z poliestru lub poliolefiny.
7. 7. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że warstwa kleju jest złożona głównie z kleju akrylowego.