PL203853B1

PL203853B1 - Sposób wytwarzania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego

Info

Publication number: PL203853B1
Application number: PL374046A
Authority: PL
Inventors: Masayuki Nate; Takahisa Kaneko; Yukihisa Wada
Original assignee: Ngk Insulators Ltd
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2009-11-30
Also published as: EP1500481A4; US20050167880A1; JP4071025B2; JP2003285307A; AU2003207217A1; EP1500481B1; KR100613679B1; PL374046A1; WO2003082537A1; EP1500481A1; US7431873B2; KR20050002887A

Description

Opis wynalazku

Przedmiotowy wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego. W szczególności przedmiotowy wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, który może powstrzymywać odkształcenie i deformację przekroju poprzecznego struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego w etapie formowania lub w etapie suszenia.

Struktura komórkowa podobna do plastra pszczelego jest szeroko stosowana na nośniki katalizatora i różne filtry. Ostatnio taka struktura komórkowa podobna do plastra pszczelego przyciąga uwagę jako filtr do zatrzymywania cząstek stałych zawartych w spalinach z silnika wysokoprężnego.

Taka struktura komórkowa podobna do plastra pszczelego zwykle zawiera w wielu przypadkach materiały ceramiczne jako główny składnik. Następujący sposób jest zwykle podejmowany przy wytwarzaniu struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego. Po dodaniu kilku rodzajów dodatków do ceramicznego surowca, by utworzyć ciasto, z ciasta takiego wytłacza się kształtkę o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego, którą następnie suszy się i wypala, by otrzymać strukturę komórkową podobną do plastra pszczelego.

W etapie formowania i w etapie suszenia takiego sposobu wytwarzania wystę puje deformacja, taka jak odkształcenie lub skręcenie kształtki. Struktura komórkowa podobna do plastra pszczelego jest podzielona na wiele segmentów takiej struktury, mających podstawowy kształt ostrosłupa o podstawie prostokątnej, a segmenty te są w pewnych przypadkach łączone ze sobą i integrowane. W takich przypadkach trudno jest po łączyć segmenty ze sobą , kiedy w odpowiednich segmentach występuje deformacja, taka jak odkształcenie lub skręcenie.

Jako sposób powstrzymywania odkształceń itp. przy suszeniu istnieje sposób suszenia ceramicznej kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego przy użyciu przyrządu suszącego, posiadającego górny człon i dolny człon, wyposażone w środki wywierania ciśnienia, przy czym wywierane ciśnienie ma korzystnie wartość 0,4-0,6 MPa, jak ujawniono w japońskim wyłożeniowym zgłoszeniu patentowym nr 2001-130973. Znane jest urządzenie suszące z dwoma oddzielnymi członami ukształtowanymi tak, że otaczają one w ścisłym kontakcie prawie całą powierzchnię boków równoległych do kierunku wzdłużnego ceramicznej kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego, jak ujawniono w japońskim wyłożeniowym zgłoszeniu patentowym nr 2001-19533. Według tych sposobów, chociaż odkształcenie kształtki można powstrzymać, to w pewnych przypadkach komórki mogą zapadać się, co może powodować odkształcenie przekroju poprzecznego kształtki. W tych sposobach w ogóle nie uwzględnia się deformacji w etapie kształtowania.

Przedmiotowy wynalazek opracowano z uwzględnieniem takiej sytuacji, a celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, który umożliwia zmniejszenie odkształceń i deformacji przekroju poprzecznego gotowej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego przez zmniejszenie ich w etapie kształtowania lub w etapie suszenia tego sposobu.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, zawierający następujące etapy: formowanie wytłoczeniowej kształtki posiadającej ściankę zewnętrzną, przegrody usytuowane wewnątrz tej ścianki zewnętrznej i komórki, z których każda jest otoczona przez przegrody oraz przebiega w kierunku osiowym kształtki; oraz suszenie takiej kształtki, przy czym etap formowania obejmuje etap przyjmowania co najmniej jednej powierzchni kształtki wytłaczanej na łożu; charakteryzujący się tym, że etap suszenia obejmuje suszenie kształtki w stanie odebranym na łożu, które przyjmuje kształtkę tak, że kąt co najmniej jednej powierzchni zewnętrznej ścianki względem płaszczyzny poziomej wynosi 15-45 stopni.

Korzystnie, gdy stosowane w etapie formowania łoże przyjmuje kształtkę tak, że kąt co najmniej jednej powierzchni zewnętrznej ścianki na łożu względem płaszczyzny poziomej wynosi 15-35 stopni.

Korzystnie, gdy stosowane w etapie formowania łoże ma dwie powierzchnie tworzące w przekroju kształt litery V.

Korzystnie, gdy stosowane w etapie suszenia łoże ma dwie powierzchnie tworzące w przekroju kształt litery V.

Dodatkowo korzystnie, gdy stosowane w etapie suszenia łoże ma dwie powierzchnie tworzące w przekroju kształt litery V z przecięciem przy wierzchołku tego kształtu litery V. Korzystnie, gdy długość przecięcia w przekroju w kształcie litery V od wierzchołka jednej strony tego kształtu litery V w kierunku końca tej strony stanowi 5-30% długości w przekroju prostopadłym do kierunku osiowego

PL 203 853 B1 powierzchni ścianki zewnętrznej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego stykającą się z tą stroną .

Korzystnie, gdy stosowane w etapie suszenia łoże (10) przyjmuje kształtkę (1) tak, że kąt co najmniej jednej powierzchni ścianki zewnętrznej na łożu (10) względem płaszczyzny poziomej wynosi

35-45 stopni.

Korzystnie, gdy struktura komórkowa podobna do plastra pszczelego zawiera jako główny składnik materiał ceramiczny.

Dodatkowo korzystnie, gdy główny składnik zawiera węglik krzemu.

Przedmiot wynalazku w przykładach realizacji jest uwidoczniony na rysunku, na którym: figura 1 jest schematycznym widokiem perspektywicznym przedstawiającym przykład wykonania kształtki według przedmiotowego wynalazku;

figura 2 jest schematycznym widokiem perspektywicznym przedstawiającym przykład realizacji etapu kształtowania według przedmiotowego wynalazku;

figura 3 jest schematycznym widokiem z przodu przedstawiającym przykład realizacji odbierania kształtki na łożu według przedmiotowego wynalazku;

figura 4 jest schematycznym widokiem perspektywicznym przedstawiającym inny przykład etapu kształtowania według przedmiotowego wynalazku;

figura 5 jest schematycznym widokiem z przodu przedstawiającym inny przykład realizacji przyjmowania kształtki na innego rodzaju łożu według przedmiotowego wynalazku;

figura 6(a) jest schematycznym widokiem z przodu przedstawiającym przykład realizacji przyjmowania kształtki na innego rodzaju łożu według przedmiotowego wynalazku, a fig. 6(b) jest schematycznym widokiem z przodu przedstawiającym stan, w którym kąt łoża jest zmieniony;

figura 7 jest schematycznym widokiem z przodu przedstawiającym jeszcze inny przykład realizacji przyjmowania kształtki na jeszcze innego rodzaju łożu według przedmiotowego wynalazku;

figura 8 jest schematycznym widokiem z przodu przedstawiającym inny przykład realizacji przyjmowania kształtki na innego rodzaju łożu według przedmiotowego wynalazku;

figura 9 jest schematycznym widokiem z przodu przedstawiającym sposób mierzenia deformacji przekroju kształtki według przedmiotowego wynalazku;

figura 10 jest schematycznym widokiem z boku przedstawiającym sposób mierzenia odkształcenia kształtki według przedmiotowego wynalazku.

Poniżej przedstawiono przykładowe realizacje według wynalazku.

Sposoby wytwarzania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego według aspektów przedmiotowego wynalazku od pierwszego do trzeciego opisane są poniżej szczegółowo w odniesieniu do konkretnych przykładów wykonania. Jednakże przedmiotowy wynalazek nie jest ograniczony do poniższych przykładów wykonania. W niniejszym opisie określenie przekrój oznacza przekrój prostopadły do kierunku osiowego, pokazanego na fig. 1, o ile nie podano inaczej.

Etap kształtowania według aspektów przedmiotowego wynalazku od pierwszego do trzeciego jest etapem kształtowania wytłoczeniowego kształtki 1 posiadającej zewnętrzną ściankę 7, przegrody 2 usytuowane wewnątrz tej zewnętrznej ścianki 7 oraz komórki 3, wszystkie otoczone przez przegrody 2 oraz przebiegające w kierunku osiowym kształtki, np. jak pokazano na fig. 1. Etap suszenia jest etapem suszenia kształtki 1 po wytłoczeniu w celu usunięcia wilgoci.

Ważne właściwości pierwszego aspektu są następujące. Jak pokazano na fig. 2 i 3, etap kształtowania obejmuje przyjmowanie kształtki 1 po wytłoczeniu z dyszy 50 wytłaczarki (nie pokazano) na łożu 10 tak, że kąt θ co najmniej jednej z powierzchni 7a i 7b zewnętrznej ścianki na łożu 10 względem płaszczyzny poziomej h, to znaczy kąt θ utworzony przez co najmniej jedną ze stron utworzonych przez zewnętrzną ściankę na łożu w przekroju poprzecznym kształtki i przez linię poziomą na tym samym przekroju wynosi 15-35 stopni. Ponadto etap suszenia obejmuje suszenie kształtki 1 w stanie odebranym na łożu 10, to znaczy w stanie, w którym kąt θ wynosi 15-35 stopni. Na fig. 2 i 3 przez 7c i 7d oznaczono odpowiednio powierzchnie ścianki zewnętrznej.

Przy stosowaniu takiego sposobu możliwe jest powstrzymanie odkształcenia i deformacji przekroju poprzecznego podczas kształtowania i suszenia kształtki oraz otrzymanie gotowej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego ze zmniejszoną deformacją.

Przykładowo, jak pokazano na fig. 7, jeżeli wytłaczana kształtka jest przyjmowana na łoże 10 o przekroju w kształcie litery V tak, że kąt θ wynosi 45 stopni, i jest suszona w tym stanie, możliwe jest skuteczne powstrzymanie odkształcenia, pokazanego na fig. 10, w etapie suszenia. Jednakże, jeżeli

PL 203 853 B1 łoże 10 jest przemieszczone do góry z położenia dolnego, a kształtka jest umieszczana na tym łożu w etapie kształtowania, jak pokazano na fig. 2, zgodne ustawienie kształtki 1 i łoża jest utrudnione.

Niewielkie odchylenie wymiaru, kąta lub położenia kształtki 1, albo łoża, powoduje wystąpienie nadmiernego naprężenia w co najmniej jednej z narożnych części 6a, 6b i 6c kształtki 1 przedstawiony na fig. 7, co może spowodować deformację na skutek zapadnięcia się tych części narożnych.

Z drugiej strony, jeżeli wytłaczana kształtka jest przyjmowana na łoże do przyjmowania jednej powierzchni ścianki zewnętrznej, to znaczy łoże, z którym kąt θ wynosi zasadniczo 0 stopni i jest suszona w tym stanie, jak pokazano na fig. 8, prawdopodobieństwo wystąpienia w etapie kształtowania deformacji na skutek zapadnięcia się części narożnych jest mniejsze. Jednakże większe jest prawdopodobieństwo wystąpienia odkształcenia pokazanego na fig. 10 w etapie suszenia.

Z drugiej strony, jeżeli wytłaczana kształtka jest przyjmowana na łożu 10 tak, że kąt θ wynosi 15-35 stopni i jest suszona w tym stanie, jak pokazano przykładowo na fig. 3, powierzchnia 7a ścianki zewnętrznej kształtki może być przyjmowana na przyjmującej powierzchni 12 łoża 10 w etapie kształtowania, nawet jeśli istnieje niewielkie odchylenie wymiaru, kąta lub położenia kształtki 1 lub łoża 10. Dlatego mniejsze jest prawdopodobieństwo wystąpienia deformacji na skutek zapadnięcia się części narożnych, i mniejsze jest prawdopodobieństwo wystąpienia odkształcenia, pokazanego na fig. 10, w etapie suszenia.

Chociaż ważne jest tylko to, że łoże stosowane według pierwszego aspektu może przyjmować kształtkę tak, że kąt θ wynosi 15-35 stopni, łoże to korzystnie zawiera dwie powierzchnie, tworzące w przekroju kształt litery V, jak pokazano na fig. 3, ponieważ dwie powierzchnie kształtki mogą być przyjmowane i można skutecznie powstrzymywać odkształcenie w etapie suszenia. Kąt wierzchołka tego kształtu litery V jest korzystnie taki sam jak kąt tworzony przez dwie powierzchnie zewnętrznej ścianki kształtki na łożu. Przykładowo, jeżeli kształt przekroju poprzecznego kształtki jest prostokątem, wówczas kształt litery V korzystnie ma kąt wierzchołkowy 90 stopni. Długości dwóch boków tego kształtu litery V stanowią korzystnie co najmniej 70% długości przekroju tych dwóch powierzchni zewnętrznej ścianki na łożu, tak aby rozpraszać naprężenie powodowane w kształtce.

Jeżeli kształtka jest przyjmowana na łożu posiadającym dwie powierzchnie tworzące w przekroju kształt litery V, jak opisano powyżej, wówczas na łożu istnieją dwie zewnętrzne powierzchnie i dlatego każda zewnętrzna powierzchnia ma kąt θ i ważne jest tylko to, aby każdy z tych kątów θ miał wartość w zakresie według wynalazku lub w korzystnym zakresie według pierwszego, drugiego lub trzeciego aspektu. Jeżeli kształt przekroju kształtki jest prostokątem, to znaczy jeśli każdy kąt wewnętrzny wynosi 90 stopni, każdy z kątów θ musi mieć wartość w zakresie 0-45 stopni.

Poniżej opisano drugi aspekt przedmiotowego wynalazku. Ważne właściwości tego drugiego aspektu są następujące. Etap wytłaczania obejmuje przyjmowanie wytłoczonej kształtki 1 na łoże 10 o przekroju w kształcie litery V z przecięciem 14 przy wierzchołku tego kształtu litery V, tak że kąt θ wynosi 15-45 stopni, korzystnie 35-45 stopni, a korzystniej w przybliżeniu 45 stopni, zaś etap suszenia obejmuje suszenie kształtki w stanie przyjętym na kołysce, jak pokazano na fig. 4 i 5. Przy stosowaniu łoża o takim kształcie narożna część 6a kształtki 1 i łoże nie stykają się ze sobą. W rezultacie nawet jeśli istnieje niewielkie odchylenie wymiaru, kąta lub położenia kształtki 1 albo łoża, nie jest powodowane nadmierne naprężenie w narożnej części 6a kształtki 1 i łatwe jest przyjmowanie powierzchni ścianek zewnętrznych kształtki na całych powierzchniach łoża. Deformacja na skutek zapadnięcia się części narożnej jest zatem mniej prawdopodobna. Mniejsze jest również prawdopodobieństwo wystąpienia odkształcenia, pokazanego na fig. 10, w etapie suszenia.

Według drugiego aspektu długość r przecięcia 14 od wierzchołka v jednej strony przekroju w kształcie V w kierunku do części końcowej, jak pokazano na fig. 5, nie jest szczególnie ograniczona. Jednakże, jeżeli ta długość r jest za duża, to znaczy jeśli przecięcie 14 jest zbyt duże, pole powierzchni łoża do przyjmowania wytłoczonej kształtki staje się zbyt małe i prawdopodobne jest wystąpienie nadmiernego naprężenia przy zewnętrznych powierzchniach w krańcowych położeniach pomiędzy powierzchniami a przecięciem łoża oraz istnieje prawdopodobieństwo deformacji na skutek zapadnięcia się kształtki. Z drugiej strony, jeżeli długość r przecięcia jest za mała, zapobieganie powstawaniu nadmiernego naprężenia w części narożnej kształtki według wynalazku staje się mniej prawdopodobne. Dlatego długość r przecięcia wynosi korzystnie 5-30%, korzystniej 10-20%, a szczególnie korzystnie w przybliżeniu 15% długości R przekroju powierzchni ścianki zewnętrznej na powierzchniach łoża, kiedy kształtka jest przyjmowana na łożu. Według pierwszego lub drugiego aspektu kąt θ przy przyjmowaniu kształtki i kąt θ przy suszeniu nie muszą mieć takiej samej wartości, a mogą powodować

PL 203 853 B1 odpowiednie działanie, jeżeli są w zakresach zgodnych z odpowiednimi aspektami wynalazku w odpowiednich etapach.

Następnie zostanie opisany trzeci aspekt przedmiotowego wynalazku. Ważne właściwości trzeciego aspektu są następujące. Etap wytłaczania obejmuje przyjmowanie jednej powierzchni 7a ścianki zewnętrznej wytłaczanej kształtki na łożu 10, jak pokazano na fig. 8, a etap suszenia obejmuje etap suszenia kształtki 1 na łożu, które przyjmuje kształtkę tak, że kąt θ wynosi 15-45 stopni, jak pokazano na fig. 3 albo 6(b). Przez zastosowanie takiego sposobu można powstrzymać deformację na skutek zapadnięcia się części narożnych w etapie kształtowania oraz powstrzymać deformację na skutek odkształcenia kształtki w etapie suszenia.

Przy trzecim aspekcie łoże użyte w etapie kształtowania i łoże użyte w etapie suszenia mogą być takie same lub różnić się od siebie. Jeżeli są takie same, wytłoczona kształtka 1 jest przyjmowana tak, że jedna powierzchnia 7a ścianki zewnętrznej staje się zasadniczo pozioma przez zasadniczo poziome usytuowanie jednej przyjmującej powierzchni 12 łoża i przyjmowanie kształtki 1 na tej przyjmującej powierzchni 12, jak pokazano na fig. 6(a), w etapie wytłaczania, a kształtkę 1 można suszyć przy zmianie kąta łoża tak, że kąt θ wynosi 15-45 stopni, jak pokazano na przykład na fig. 6(b) w etapie suszenia.

Przy trzecim aspekcie, łoże użyte w etapie suszenia korzystnie ma kształt pokazany na fig. 3 lub 6(b), to znaczy ma dwie powierzchnie tworzące w przekroju kształt litery V tak, że kąt θ mieści się łatwo w zakresie wynalazku. Korzystne jest również, jak pokazano na fig. 5, że łoże ma w przekroju poprzecznym kształt litery V z przecięciem 14 przy wierzchołku tego kształtu litery V tak, że kąt θ wynosi 15-45 stopni, jak w przypadku łoża użytego przy drugim aspekcie, ponieważ można łatwo powstrzymywać deformację na skutek zapadnięcia się narożnych części przy przemieszczaniu kształtki z łoża użytego w etapie kształtowania na łoże użyte w etapie suszenia, na przykład deformację spowodowaną przez odkształcenie w etapie suszenia.

Kształtka według aspektów wynalazku od pierwszego do trzeciego korzystnie zawiera jako główny składnik materiał ceramiczny, kiedy kształtka ta jest używana na różne filtry i nośniki, a ten główny składnik korzystnie stanowi węglik krzemu ze względu na odporność na wysoką temperaturę, gdy kształtka jest używana na przykład na filtr cząstek stałych ze spalin z silnika wysokoprężnego itp. Kształtka według aspektów od pierwszego do trzeciego korzystnie ma co najmniej dwie powierzchnie, korzystnie ma płaszczyzny jako powierzchnie zewnętrzne, a jeszcze korzystniej ma kształt ostrosłupa o podstawie prostokątnej. Zwłaszcza kiedy kształt przekroju jest prostokątem, wynalazek daje najlepsze wyniki. Dlatego kształt przekroju poprzecznego kształtki jest korzystniej prostokątem, a szczególnie korzystnie kwadratem.

Jeżeli sposobem kształtowania przy aspektach wynalazku od pierwszego do trzeciego jest sposób wytłoczeniowy, sposób ten nie jest szczególnie ograniczony w innych punktach. Przykładowo kształtowanie można przeprowadzać przez mieszanie i zagniatanie surowca otrzymanego przez wymieszanie metalicznego krzemu i węglika krzemu w pewnych proporcjach oraz dodanie do tego wody, organicznego spoiwa, środka powierzchniowo czynnego, środka porotwórczego, środka wspomagającego spiekanie itp., aby utworzyć ciasto oraz wytłaczanie tego ciasta za pomocą wytłaczarki lub wytłaczanie surowca podczas zagniatania tego surowca za pomocą wytłaczarki. W tym czasie wytłoczona kształtka przyjmowana jest na łoże według aspektów od pierwszego do trzeciego.

Chociaż środki suszące według aspektów wynalazku od pierwszego do trzeciego nie są szczególnie ograniczone, korzystne jest przeprowadzanie suszenia mikrofalami i/lub suszenia gorącym powietrzem. Chociaż zaletą mikrofal jest szybkie suszenie, kształtka może w niektórych przypadkach nie zostać wystarczająco wysuszona przy stosowaniu tylko suszenia mikrofalami. Dlatego korzystne jest łączne stosowanie suszenia mikrofalami i suszenia gorącym powietrzem, a korzystniejsze jest przeprowadzanie suszenia gorącym powietrzem po usunięciu wilgoci do pewnego stopnia przez suszenie mikrofalami.

Chociaż moc mikrofal w etapie suszenia mikrofalami nie jest szczególnie ograniczona, korzystnie wynosi ona 0,5-3 kW/kg. Jeżeli moc mikrofal jest mała, czas suszenia wydłuża się, a kształtka może zapaść się pod swym własnym ciężarem. Jeżeli moc mikrofal jest za duża, występują problemy, takie jak wypalanie spoiwa. Korzystnie 30-80% mas. całej wilgoci należy usunąć w etapie suszenia mikrofalami, a resztę wilgoci usuwa się w etapie suszenia gorącym powietrzem, aby uniknąć odkształcenia. Ponadto korzystne jest stosowanie środków suszenia gorącym powietrzem typu wentylacji lub cyrkulacji gorącego powietrza.

PL 203 853 B1

Przy wytwarzaniu struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, a zwłaszcza przy wytwarzaniu struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, zawierającej jako główny składnik materiały ceramiczne, zwykle kształtkę wypala się w etapie wypalania po etapie suszenia. Temperatura wypalania i atmosfera wypalania w etapie wypalania są różne w zależności od surowców, a fachowiec może wybrać temperaturę wypalania i atmosferę wypalania stosownie do wybranego surowca ceramicznego. Przykładowo, jeżeli struktura komórkowa podobna do plastra pszczelego zawiera metaliczny krzem i węglik krzemu jako główne składniki, kształtkę ogrzewa się i odtłuszcza w atmosferze azotu, a następnie wypala się w obojętnej atmosferze, takiej jak argon, aby otrzymać strukturę komórkową podobną do plastra pszczelego. Jeżeli taka struktura komórkowa podobna do plastra pszczelego jest używana jako filtr, taki jak filtr zatrzymujący cząstki stałe zawarte w spalinach z silnika wysokoprężnego, korzystne jest przeprowadzanie etapu zatykania części końcowych sąsiednich komórek, które są usytuowane po przeciwnych stronach, materiałem podobnym do materiału użytego przy wytwarzaniu takiego filtra. Chociaż etap ten można przeprowadzać w dowolnej fazie po etapie kształtowania, korzystne jest zwykle wypalanie zatkanych części i dlatego korzystne jest przeprowadzanie etapu zatykania przed etapem wypalania. Dzięki temu całą kształtkę można wypalać w tym samym czasie.

Przedmiotowy wynalazek zostanie konkretnie opisany poniżej w przykładach. Jednakże przedmiotowy wynalazek nie ogranicza się do tych przykładów.

P r z y k ł a d 1

Jako surowiec przygotowano zmieszany proszek zawierający 80% mas. sproszkowanego SiC i 20% mas. sproszkowanego metalicznego Si. Do tego proszku dodano metylocelulozy, hydroksypropoksylometylocelulozy, środka powierzchniowo czynnego i wody, aby przygotować plastyczne ciasto. Z ciasta tego wytłaczano kształtkę w kształcie ostrosłupa o podstawie prostokątnej, mającego przekrój kwadratu o długości boku 50 mm i o długości 400 mm, jak pokazano na fig. 1. Kształtkę wytłoczoną z wytł aczarki przyjmowano na ł o ż e pokazane na fig. 2 i 3 tak, ż e ką t θ wynosił 15 stopni. Nastę pnie przeprowadzono suszenie mikrofalami kształtki przyjętej na łożu, to znaczy z utrzymywaniem kąta θ 15 stopni, a potem przeprowadzono suszenie gorącym powietrzem. Operację tę przeprowadzono na 100 kształtkach. Aby zbadać deformację kształtki po suszeniu, zmierzono różnicę pomiędzy długościami przekątnych końcowej powierzchni każdej kształtki, to znaczy wartość bezwzględną (x1-x2) na fig. 9 i zmianę tej różnicy przedstawiono jako standardowe odchylenie (σ) różnicy przekątnych w tablicy 1. Ponadto zmierzono wartości odkształcenia β otrzymanych kształtek i wynik podano w tablicy 1. Wartość odkształcenia β otrzymano przez zmierzenie czujnikiem zegarowym różnicy pomiędzy średnią z pionowych położeń dwóch punktów, to znaczy x1 i x2 wzdłużnych przeciwległych końców kształtki umieszczonej na określonym urządzeniu a położeniem pionowym pośredniego punktu ścianki zewnętrznej pomiędzy tymi dwoma punktami, jak pokazano na fig. 10.

P o r ó w n a w c z y p r z y k ł a d 1

Przeprowadzono kształtowanie, suszenie i ocenę, a wynik przedstawiono w tablicy 2 podobnie do przykładu 1 z tym wyjątkiem, że kąt θ w etapie kształtowania i w etapie suszenia wynosił 45 stopni przy stosowaniu łoża o przekroju w kształcie litery V, jak pokazano na fig. 7.

P o r ó w n a w c z y p r z y k ł a d 2

Przeprowadzono kształtowanie, suszenie i ocenę, a wynik przedstawiono w tablicy 2 podobnie do przykładu 1 z tym wyjątkiem, że wytłaczana kształtka była przyjęta na płaskie łoże, pokazane na fig. 8 i była suszona w tym stanie.

T a b l i c a 1

	Przykład 1	Przykład porówn. 1	Przykład porówn. 2
Standardowe odchylenie (σ) różnicy przekątnych mm	0,03	0,05	0,01
Przeciętne wartości odkształcenia (β)	0,4	0,3	1,8
Końcowa ocena odkształcenia	Zadowalająca	Niezadowalająca	Zadowalająca

Z tablicy 1 wynika, że chociaż wartość odkształcenia była mała, wartość σ była duża, a zmiana deformacji na skutek zapadnięcia się części narożnych była duża przy sposobie według porównawczego przykładu 1. Przy sposobie według porównawczego przykładu 2, chociaż wartość σ była mała, wartość odkształcenia była duża. Z drugiej strony przy sposobie według przykładu 1 zarówno wartość θ jak i wartość odkształcenia były małe, skutecznie zostały powstrzymane odkształcenie przekroju poprzecznego i deformacja na skutek odkształcenia i otrzymano stałe wymiary.

PL 203 853 B1

P r z y k ł a d y 2-4

Przeprowadzono kształtowanie, suszenie i ocenę, a wynik przedstawiono w tablicy 2 podobnie do przykładu 1 z tym wyjątkiem, że użyto następującego łoża. Łoże to miało w przekroju kształt litery V z przecięciem 14 przy wierzchołku tego kształtu, kąt θ wynosił 45 stopni, a wielkość przecięcia, to znaczy stosunek długości r przecięcia do długości R (100) ścianki zewnętrznej miał każdą wartość podaną w tablicy 2.

T a b l i c a 2

	Przykład 2	Przykład 3	Przykład 4
Wielkość przecięcia	10	30	50
Standardowe odchylenie (σ) różnicy przekątnych mm	0,03	0,05	0,5(*¹⁾
Przeciętne wartości odkształcenia (β)	0,4	0,4	0,6
Końcowa ocena odkształcenia	Zadowalająca	Zadowalająca	Niezadowalająca

^(*1) Odkształcenie wystąpiło na granicach przecięcia.

Przy wszystkich sposobach z przykładów 2-4 zapadnięcie części narożnych było małe, a odkształcenia można było powstrzymać w zadowalającym zakresie wartości. Jednakże przy sposobie z przykładu 4, ponieważ wymiar przecięcia był zbyt duży, do części granicznych pomiędzy łożem a przecięciem przyłożone było naprężenie zbyt duże dla kształtki i w rezultacie w tych częściach nastąpiła deformacja i wartość σ zwiększyła się.

Jak opisano powyżej, przy sposobach wytwarzania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego według aspektów wynalazku od pierwszego do trzeciego można uniemożliwić odkształcenie w etapie kształtowania i w etapie suszenia. Dlatego sposób wytwarzania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego według wynalazku nadaje się do stosowania przy wytwarzaniu struktury używanej na nośniki katalizatorów, różne filtry itp.

Claims

1. Sposób wytwarzania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, zawierający następujące etapy: formowanie wytłoczeniowej kształtki posiadającej ściankę zewnętrzną, przegrody usytuowane wewnątrz tej ścianki zewnętrznej i komórki, z których każda jest otoczona przez przegrody oraz przebiega w kierunku osiowym kształtki; oraz suszenie takiej kształtki, przy czym etap formowania obejmuje etap przyjmowania co najmniej jednej powierzchni kształtki wytłaczanej na łożu; znamienny tym, że etap suszenia obejmuje suszenie kształtki (1) w stanie odebranym na łożu (10), które przyjmuje kształtkę (1) tak, że kąt co najmniej jednej powierzchni (7) zewnętrznej ścianki względem płaszczyzny poziomej wynosi 15-45 stopni.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosowane w etapie formowania łoże (10) przyjmuje kształtkę (1) tak, że kąt co najmniej jednej powierzchni (7) zewnętrznej ścianki na łożu (10) względem płaszczyzny poziomej wynosi 15-35 stopni.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosowane w etapie formowania łoże (10) ma dwie powierzchnie tworzące w przekroju kształt litery V.

4. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że stosowane w etapie suszenia łoże (10) ma dwie powierzchnie tworzące w przekroju kształt litery V.

5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosowane w etapie suszenia łoże (10) ma dwie powierzchnie tworzące w przekroju kształt litery V z przecięciem przy wierzchołku tego kształtu litery V.

6. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że długość przecięcia w przekroju w kształcie litery V od wierzchołka jednej strony tego kształtu litery V w kierunku końca tej strony stanowi 5-30% długości w przekroju prostopadłym do kierunku osiowego powierzchni ścianki zewnętrznej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego stykającą się z tą stroną.

7. Sposób według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że stosowane w etapie suszenia łoże (10) przyjmuje kształtkę (1) tak, że kąt co najmniej jednej powierzchni ścianki zewnętrznej na łożu (10) względem płaszczyzny poziomej wynosi 35-45 stopni.

PL 203 853 B1

8. Sposób według jednego z zastrzeżeń od 1 do 7, znamienny tym, że struktura komórkowa podobna do plastra pszczelego zawiera jako główny składnik materiał ceramiczny.

9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że główny składnik zawiera węglik krzemu.