JP2004262129A - 湿式プレス装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】セラミックスラリーから成形密度が均一な成形体を作製する。
【解決手段】ダイ１０２、上パンチ１０３、下パンチ１０４、ベース１０５および濾材１０６とから構成され、ベース１０５がダイ１０２の上方端面１０７よりも低い部分に位置し、貫通孔１０９、上パンチ１０３のパンチ面および下パンチ１０４のパンチ面に排水溝が形成されず、かつ、貫通孔１０９、上パンチ１０３のパンチ面および下パンチ１０４のパンチ面からなる成形空間に通じる排水孔が設けられていない湿式プレス装置により成形体を作製する。
【選択図】 図１
【解決手段】ダイ１０２、上パンチ１０３、下パンチ１０４、ベース１０５および濾材１０６とから構成され、ベース１０５がダイ１０２の上方端面１０７よりも低い部分に位置し、貫通孔１０９、上パンチ１０３のパンチ面および下パンチ１０４のパンチ面に排水溝が形成されず、かつ、貫通孔１０９、上パンチ１０３のパンチ面および下パンチ１０４のパンチ面からなる成形空間に通じる排水孔が設けられていない湿式プレス装置により成形体を作製する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラリーをプレスして成形体を形成する湿式プレス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１６は従来の湿式プレス装置を示す概略断面図である。
【０００３】
図１６に示すように、湿式プレス装置８０１は上パンチ８０３に排水孔８１８が形成された湿式プレス装置である。上パンチ８０３とキャビティ８１０とから形成される成形空間において成形体を形成し、成形体から水分が排出される。排水は、例えば真空ポンプ吸引により、キャビティ８１０を被覆するように配置された濾材８０６および排水板８１１を介して、排水孔８１８を通じて外部へ排出される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図１７は従来の別の湿式プレス装置を示す概略断面図である。
【０００５】
図１７に示すように、湿式プレス装置９０１は、下型９０４に形成された凹部９１０の底面に排水孔９１８が形成された湿式プレス装置である。上型９０３とキャビティ９１０とから形成される成形空間において成形体を形成し、成形体から水分が排出される。排水は下型９０４の底面に載置された濾材９０６、金網９１１ａおよび排水板９１１ｂを介して、排水孔９１８を通じて外部へ排出される（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
実開昭６１−７０００７号公報（第４頁、第１図）
【特許文献２】
特公平６−１０４３２３号公報（第２頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図１６のように真空ポンプなどの吸引による強制排水機構を用いて排水を行うと、排水孔８１８近傍のスラリーから排出される水分の流速が早くなる。その結果、排水孔８１８近傍においては、ケーキ層の形成が周囲よりも早くなり、成形密度の不均一の原因となる。また、排水の流速が速すぎると、ケーキ層に排水跡が残りやすくなり、その結果成形密度が不均一となる。成形密度が均一でないと、焼成時の割れや歪みの原因となる。さらに、強制排水機構を備える必要があるため、機構が複雑になりコストも高くなるという問題があった。
【０００８】
また、図１７のように下型９０４の底面に排水孔９１８がある場合は、ケーキ層の形成は排水孔９１８直上から起こるため、その部位のケーキ層の形成が周囲よりも早くなり、その結果成形密度の不均一が生じ、焼成時の割れや歪みの原因となるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、成形体の成形密度を均一とすることができ、さらにコストの低い湿式プレス装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１にかかる発明は、上方端面と下方端面とを有し、前記上方端面から前記下方端面に貫通孔が形成されたダイと、前記ダイの上方に上下動可能に配置され、前記貫通孔の上方端面を被覆するパンチ面を有する上パンチと、前記貫通孔内部に上下動可能に配置された下パンチと、前記ダイの上方端面より低い位置に配置され、前記ダイを支持するベースと、前記貫通孔と、前記下パンチのパンチ面と、により形成されたキャビティを被覆するように、前記ダイの上方端面の上に載置された濾材と、を備え、前記貫通孔の側面、前記上パンチのパンチ面および下パンチのパンチ面に、成形体から排出された水分を排出するための排水孔が形成されていないことを特徴としている。
【００１１】
請求項２にかかる発明は、上方端面と下方端面とを有し、前記上方端面から前記下方端面に貫通孔が形成されたダイと、前記ダイの上方に上下動可能に配置され、前記貫通孔の上方端面を被覆するパンチ面を有する上パンチと、前記貫通孔内部に上下動可能に配置された下パンチと、前記ダイの上方端面より低い位置に配置され、前記ダイを支持するベースと、前記貫通孔と、前記下パンチのパンチ面と、により形成されたキャビティを被覆するように、前記ダイの上方端面の上に載置された濾材と、を備え、前記濾材の端面が前記ダイの上方端面と同じ高さを有する面の外側に突出した状態で載置されることを特徴としている。
【００１２】
請求項３にかかる発明は、上方端面と下方端面とを有し、前記上方端面から前記下方端面に貫通孔が形成されたダイと、前記ダイの上方に上下動可能に配置され、前記貫通孔の上方端面を被覆するパンチ面を有する上パンチと、前記貫通孔内部に上下動可能に配置された下パンチと、前記貫通孔と、前記下パンチのパンチ面と、により形成されたキャビティを被覆するように、前記ダイの上方端面の上に載置された濾材と、を備え、前記ダイの内部に排水孔が形成され、前記排水孔は前記ダイの前記上方端面に一方の開口部を有し、前記ダイの前記上方端面を除く外表面に他方の開口部を有するものであることを特徴としている。
【００１３】
請求項４にかかる発明は、請求項３に記載の湿式プレス装置において、前記濾材の端面が、前記ダイに形成された排水孔の一部または全部を覆う状態で載置されていることを特徴としている。
【００１４】
請求項５にかかる発明は、上方端面と下方端面とを有し、前記上方端面から前記下方端面に貫通孔が形成されたダイと、前記ダイの上方に上下動可能に配置され、前記貫通孔の上方端面を被覆するパンチ面を有する上パンチと、前記貫通孔内部に上下動可能に配置された下パンチと、前記貫通孔と、前記下パンチのパンチ面と、により形成されたキャビティを被覆するように、前記ダイの上方端面の上に載置された濾材と、を備え、前記ダイには切り欠かれた部分が形成され、前記切り欠かれた部分は前記上方端面から前記ダイの外側側面にかけて形成されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項６にかかる発明は、請求項５に記載の湿式プレス装置において、前記濾材の端面が、前記ダイの前記上方端面の外側に突出した状態で載置されることを特徴としている。
【００１６】
請求項７にかかる発明は、上方端面と下方端面とを有し、前記上方端面から前記下方端面に貫通孔が形成されたダイと、前記ダイの上方に上下動可能に配置され、前記貫通孔の上方端面を被覆するパンチ面を有する上パンチと、前記貫通孔内部に上下動可能に配置された下パンチと、前記貫通孔と、前記下パンチのパンチ面と、により形成されたキャビティを被覆するように、前記ダイの上方端面の上に載置された濾材と、を備え、前記ダイの上方端面に溝が形成され、前記上パンチが上昇し、かつ前記濾材が前記ダイの上方端面から除かれた状態で、前記ダイの上方端面上を移動して前記溝にたまった排水を除去する機構を備えることを特徴としている。
【００１７】
請求項８にかかる発明は、請求項７に記載の湿式プレス装置において、前記濾材の端面が、前記ダイに形成された前記溝の一部または全部を覆う状態で載置されていることを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１は、本実施形態で用いられる湿式プレス装置の概略断面図である。
図１に示すように、湿式プレス装置１０１には、ダイ１０２、上パンチ１０３、下パンチ１０４、ベース１０５および濾材１０６が備えられている。
【００１９】
ダイ１０２は上方端面１０７と下方端面１０８とを有し、上方端面１０７から下方端面１０８に、成形体の形状に合わせて形成された貫通孔１０９が形成されている。貫通孔１０９は複数形成されていてもよい。
上パンチ１０３はダイ１０２の上方に上下動可能に配置され、貫通孔１０９を被覆するパンチ面を有する。
下パンチ１０４は上パンチ１０３に対向して貫通孔１０９内部に上下動可能に配置されている。
【００２０】
ダイ１０２、上パンチ１０３および下パンチ１０４を構成する素材としては、ステンレス鋼、鋼、鉄、鉄系合金、焼結金属、カーボン、樹脂系材料、セラミックなどを用いることができる。
ベース１０５は、ダイ１０２の上方端面１０７より低い位置に配置され、ダイ１０２を支持する。ベース１０５を構成する素材としては、ダイに用いることのできる素材と同様のものを用いることができる。
【００２１】
濾材１０６は、ダイ１０２の上方端面１０７の上に載置されている。濾材１０６は、貫通孔１０９と下パンチ１０４のパンチ面とにより形成されたキャビティ１１０を被覆している。濾材１０６としては、スラリー中の粒子の一部を捉えることができるものを用いる。例えば、濾紙、布、ビニル系材料からなるミクロフィルターなどを用いることができる。また、例えば高分子ポリエチレン、あるいはフェライトなどの同種材料セラミック成形体からなる多孔質板を用いることもできる。さらには、濾材１０６はスラリーの流し込まれたキャビティ１１０の蓋となり、スラリーから水分と原料とを分離し、ケーキ層を肉着させる。
【００２２】
金網１１１は濾材１０６上に載置され、濾材１０６と金網１１１の形成する空間を通じて排水が水平方向に移動する。濾材１０６が金網１１１と同等の強度を有する場合は、濾材１０６内部の空洞を通じて排水が水平方向に移動することができるため、金網１１１を用いなくてもよい。また、濾材１０６と金網１１１の端面がダイ１０２の上方端面１０７の外側に突出した状態で載置されることにより、排水が濾材１０６と金網１１１の形成する空間を通じて、ダイ１０２の上方端面１０７からベース１０５方向へ流れ落ちやすくなる。
【００２３】
湿式プレス装置１０１の、貫通孔１０９の側面、上パンチ１０３のパンチ面および下パンチ１０４のパンチ面には、成形体から排出された水分を排出するための排水孔は形成されていない。
【００２４】
上パンチ１０３は、上シリンダー１１２のロッド１１３が伸縮することにより上下動し、下パンチ１０４は、下シリンダー１１４のロッド１１５が伸縮することにより上下動する。上パンチ１０３が金網に接するまで降下し、下パンチ１０４が上昇することにより、上パンチ１０３とキャビティ１１０とより成形空間が形成される。キャビティ１１０にはセラミックスラリーが充填され、上パンチ１０３および下パンチ１０４により加圧されて、成形空間において成形体が形成される。成形体から排出された水分は、濾材１０６および金網１１１が作る空間を通ってダイ１０２よりも低い位置に形成されたベース１０５方向へ流れ落ちる。
【００２５】
本実施形態によると、濾材と金網の端面がダイの上方端面の外側に突出した状態で載置されているため、成形体から排出された水分は成形空間から溢れ出て、濾材と金網が形成する空間を通って、ベース方向へ流れ落ちる。したがって、排水の逆流を防いで脱水成形を行なうことができる。強制排水機構が不要であることから、湿式プレス装置の機構を単純化でき、コストを下げることができる。
【００２６】
また、貫通孔の側面、上パンチのパンチ面および下パンチのパンチ面に排水孔が設けられておらず、成形体に排水孔が接しないため、均一の圧力を成形体にかけることができ、成形密度の均一な成形体を作製することができる。
【００２７】
（実施形態２）
図２は、本実施形態で用いられる湿式プレス装置の一部概略断面図である。ダイ２０２は、上方端面２０７と下方端面２０８とを有し、上方端面２０７から下方端面２０８に貫通孔２０９が形成されている。また、本実施形態においては、ダイ２０２の外側側面２１６の一部は露出しているが、ダイ２０２の上方端面２０７とベース２０５は同じ高さに形成されていてもよい。図２に記載されていない部分については、実施形態１で用いられる図１の湿式プレス装置１０１と同様の機構からなる。
【００２８】
図３は、本実施形態で用いられる湿式プレス装置の一部概略図、および断面線Ｘ１−Ｘ１における一部概略断面図である。本実施形態で用いられる湿式プレス装置のダイ３０２は、図２のダイ２０２に、排水孔が設けられたものである。
【００２９】
図３に示すように、ダイ３０２の内部に排水孔３１９が形成されている。排水孔３１９は、ダイ３０２の上方端面３０７に一方の開口部３１７を有し、ダイ３０２の上方端面３０７を除く外表面である外側側面３１６に他方の開口部３１８を有している。排水孔３１９の断面は、角柱型、角錐型、半円型などの形状とすることができる。なお、ダイ３０２の上方端面３０７とベース３０５とが同じ高さに形成されている湿式プレス装置において、ダイ３０２の上方端面３０７に一方の開口３１７を有し、ダイ３０２の外側側面３１６に他方の開口部３１７を有する排水孔３１９、および排水孔３１９に接続され、ベース３０５の内部を貫通するように形成された排水孔が形成されてもよい。
排水孔３１９の底面は水の流れを考慮して、傾斜、あるいは凹凸構造としてもよい。
【００３０】
また、上パンチが濾材を圧搾して排水を排水孔に流し込むのを補助するために、濾材と上パンチとの間に金網を載置してもよい。金網の代わりに、例えばパンチングプレートを用いることができる。また、例えば高分子ポリエチレンからなる多孔質板でもよい。さらに、例えばエッチング加工、機械加工などにより、金属板の表面が粗面とされているもの、または溝が形成されたものでもよい。これらの粗面、溝がスラリーから排出された水分の通る通路となる。また、金網の代わりに、濾材の圧搾を補助するために、スペーサ、突起などの機構を持たせてもよい。
【００３１】
なお、図３に示すように、濾材３０６と金網３１１の端面が少なくとも排水孔３１９にかかる状態で載置されていると、濾材３０６と金網３１１の形成する空間を通って、排水がダイの上方端面３０７から排水孔３１９に流れ込みやすくなるため好ましい。
【００３２】
本実施形態によると、濾材と金網の端面が排水孔にかかる状態で載置されているため、成形体から排出された水分は成形空間から溢れ出て、濾材と金網が形成する空間を通って、排水孔などへ流れ込み、ベース方向へ流れ落ちる。したがって、排水の逆流を防いで脱水成形を行なうことができる。成形体に近い部分に排水孔などが形成されているため、排水孔などが形成されていない場合と比較して、成形体への排水の逆流がより生じにくい。
（実施形態３）
図４は、本実施形態で用いられる湿式プレス装置の一部外略図、および断面線Ｘ２−Ｘ２における一部概略断面図である。本実施形態で用いられる湿式プレス装置のダイ４０２は、図２のダイ２０２に、排水孔が設けられたものである。
【００３３】
図４に示すように、ダイ４０２の内部に排水孔４１９が形成されている。排水孔４１９は、ダイ４０２の上方端面４０７に一方の開口部４１７を有し、ダイ４０２の上方端面４０７を除く外表面である下方端面４０８に他方の開口部４１８を有している。
【００３４】
なお、濾材４０６と金網４１１の端面が少なくとも排水孔４１９にかかる状態で載置されていると、濾材４０６と金網４１１の形成する空間を通って、排水がダイの上方端面４０７から排水孔４１９に流れ込みやすくなるため好ましい。
【００３５】
本実施形態によると、濾材と金網の端面が排水孔にかかる状態で載置されているため、成形体から排出された水分は成形空間から溢れ出て、濾材と金網が形成する空間を通って、排水孔へ流れ込み、ベース方向へ流れ落ちる。したがって、排水の逆流を防いで脱水成形を行なうことができる。成形体に近い部分に排水孔が形成されているため、排水孔などが形成されていない場合と比較して、成形体への排水の逆流がより生じにくい。
【００３６】
（実施形態４）
図５および図６は、本実施形態で用いられる湿式プレス装置の一部概略図、および断面線Ｘ３−Ｘ３、Ｘ４−Ｘ４における一部概略断面図である。本実施形態で用いられる湿式プレス装置のダイ５０２、６０２は、図２のダイ２０２に、排水を排出するための加工が施されたものである。
【００３７】
図５では、ダイ５０２に、ダイ５０２が切り欠かれた部分である切り欠き部５１９が形成されている。切り欠き部５１９は、ダイ５０２の上方端面５０７からダイ５０２の外側側面５１６にかけて形成されている。
また、図６では、ダイ６０２に、ダイ６０２の上方端面６０７を放射線状に除去してなる複数の溝６１９が形成されている。
切り欠き部５１９、溝６１９の底面は水の流れを考慮して、傾斜、あるいは凹凸構造としてもよい。
【００３８】
なお、図５に示すように、濾材５０６と金網５１１の端面が少なくとも切り欠き部５１９にかかる状態で載置されていると、濾材５０６と金網５１１の形成する空間を通って、排水がダイの上方端面５０７から切り欠き部５１９に流れ込みやすくなるため好ましい。この点については、図６についても同様である。
【００３９】
本実施形態によると、濾材と金網の端面が排水孔にかかる状態で載置されているため、成形体から排出された水分は成形空間から溢れ出て、濾材と金網が形成する空間を通って、排水孔などへ流れ込み、ベース方向へ流れ落ちる。したがって、排水の逆流を防いで脱水成形を行なうことができる。成形体に近い部分に排水孔などが形成されているため、排水孔などが形成されていない場合と比較して、成形体への排水の逆流がより生じにくい。
【００４０】
（実施形態５）
図７は、本実施形態で用いられる湿式プレス装置の一部概略図、および断面線Ｘ５−Ｘ５における一部概略断面図である。
図７に示すように、図２と同様の機構からなる湿式プレス装置のダイ７０２の上方端面７０７には溝７１９が形成され、さらに水分除去機構７２０を備える。なお、湿式プレス装置は、図２と同様の機構からなるものである必要はなく、ダイの上方端面とベースとが同じ高さに形成されているものでもよい。
【００４１】
水分除去機構７２０は、上パンチが上昇し、かつ濾材７０６および金網７１１がダイ７０２の上方端面７０７から除かれた状態で、ダイ７０２の上方端面７０７上を拭き取り部７２１、７２２が矢印Ｘ、Ｙ方向に移動し、溝７１９にたまった排水を拭き取るものである。水分除去機構７２０の拭き取り部は、拭き取り部７２１のみからなるもの、あるいは、拭き取り部７２１、７２２が上下動可能となるものでもよい。拭き取り部７２１、７２２は、ゴムによるスキージ、吸水性がよい布などを巻きつけたもの、あるいはブラシなどが回転するものなどから構成される。
【００４２】
なお、濾材７０６と金網７１１の端面が少なくとも溝７１９にかかる状態で載置されていると、濾材７０６と金網７１１の形成する空間を通って、排水がダイの上方端面７０７から溝７１９に流れ込みやすくなるため好ましい。
【００４３】
本実施形態によると、排水はダイに形成された排水孔に流れ込み、水分除去機構により排水をダイ上から除去することができるため、強制排水機構を用いることなく脱水成形を行なうことができる。成形体に近い部分に排水孔が形成されているため、排水孔が形成されていない場合と比較して、成形体への排水の逆流がより生じにくい。
【００４４】
【実施例】
実施例１は図２に示す湿式プレス装置を用いて、実施例２は図３に示す湿式プレス装置を用いて、比較例１は図８に示す湿式プレス装置を用いて、比較例２ないし比較例５は図２に示す湿式プレス装置を変形させたものを用いて、成形体を作製した。
（実施例１）
図２に示す湿式プレス装置２０１を用いて成形体を作製した。
湿式プレス装置２０１のダイ２０２には長さ９０ｍｍ×幅９０ｍｍの貫通孔２０９が形成されている。貫通孔２０９と下パンチ２０４のパンチ面とにより形成されたキャビティ２１０に、水分量２８重量％のフェライト系セラミックスラリーを充填する。
【００４５】
次に、７５ＭＰａの圧力で加圧し、長さ９０ｍｍ×幅９０ｍｍ×高さ１５ｍｍの成形体を得る。成形体から排出された水分は濾材２０６および金網２１１が形成する高さ１ｍｍ程度の空間を通ってダイおよびベースを通って、外部に排出される。この時の状態についてシミュレーションを行い、スラリーから排出された水分が上パンチ側のスラリー上を流れるときの流速を、株式会社ソフトウェアクレイドル製の熱流体解析ソフト「ＳＴＲＥＡＭ」用いて解析した。図９はその解析結果である。
図９に示すように、本実施例においては流速の違いは見られなかった。
（実施例２）
図３に示す湿式プレス装置を用いて成形体を作製した。
本実施例において用いる湿式プレス装置は、ダイ以外の機構が、図２に示す湿式プレス装置２０１と同様の機構を備える。
【００４６】
湿式プレス装置のダイ３０２上には、排水孔３１９が形成されている。すなわち、ダイ３０２の内部に形成され、ダイの上方端面３０７に一方の開口部３１７を有し、ベース３０５の上方端面３０７より高い部分に位置するダイ３０２の外側側面３１６に他方の開口部３１８を有する排水孔３１９が形成されている。
【００４７】
キャビティ３１０に、実施例１で用いたものと同様のスラリーを充填する。
次に、７５ＭＰａの圧力で加圧し、長さ９０ｍｍ×幅９０ｍｍ×高さ１５ｍｍの成形体を得る。この時の状態についてシミュレーションを行い、スラリーから排出された水分が上パンチ側のスラリー上を流れるときの流速を、株式会社ソフトウェアクレイドル製の熱流体解析ソフト「ＳＴＲＥＡＭ」用いて解析した。図１０はその解析結果である。
図１０に示すように、本実施例においては流速の違いは見られなかった。
【００４８】
次に以下の条件における、比較例１ないし比較例５のシミュレーションの解析結果を示す。
各湿式プレス装置のキャビティに、実施例１で用いたものと同様のスラリーを充填する。
【００４９】
次に、７５ＭＰａの圧力で加圧し、長さ９０ｍｍ×幅９０ｍｍ×高さ１５ｍｍの成形体を得る。この時の状態についてシミュレーションを行い、スラリーから排出された水分が上パンチ側のスラリー上を流れるときの流速を、株式会社ソフトウェアクレイドル製の熱流体解析ソフト「ＳＴＲＥＡＭ」用いて解析した。図１１ないし図１５はその解析結果である。なお、比較例２および比較例３については、水分が下パンチ側のスラリーの下を流れるときの流速に関するものである。
（比較例１）
図８に示す湿式プレス装置８０１を用いて成形体を作製した。
湿式プレス装置８０１は、ダイ８０２とベース８０５との位置関係を除いて、図２に示す湿式プレス装置８０２と同様の機構を備える。
【００５０】
ベース８０５は、下パンチ８０４が上下動する貫通孔８０９ａを有し、貫通孔８０９の形成されたダイ８０２を納めている。ベース８０５には、ベース８０５に形成された貫通孔８０９ａとダイに形成された貫通孔８０９とが重なるように、ダイ８０２が納められている。ダイ８０２の上方端面８０７とベース８０５の上方端面の高さは同じである。
この湿式プレス装置８０１を用いて、加圧して成形体を作製した。
図１１に示すように、本比較例においては流速の違いは見られなかった。
しかし、ダイの上方端面とベースの上方端面の高さは同じであるため、スラリーから排出された水分が逆流した。この結果、成形体の成形密度が不均一となった。
（比較例２）
下パンチ以外の機構が、図２に示す湿式プレス装置２０１と同様である、湿式プレス装置の、下パンチの底面に外部へ通じる５箇所の排水孔を設けた。湿式プレス装置の上パンチには排水孔は形成されていない。この湿式プレス装置を用いて、加圧し、排水孔に強制排水機構を接続して排水を吸引して、成形体を作製した。
図１２に示すように、本比較例においては、最大０．１００ｍ／ｓｅｃの流速の違いが見られた。
（比較例３）
下パンチ以外の機構が、図２に示す湿式プレス装置２０１と同様である、湿式プレス装置の、下パンチの底面に外部へ通じる５箇所の排水孔を設けた。湿式プレス装置の上パンチには排水孔は形成されていない。この湿式プレス装置を用いて、加圧して、成形体を作製した。
図１３に示すように、本比較例においては、最大０．００５ｍ／ｓｅｃの流速の違いが見られた。
（比較例４）
上パンチ以外の機構が、図２に示す湿式プレス装置２０１と同様である、湿式プレス装置の、上パンチのパンチ面に外部へ通じる５箇所の排水孔を設けた。湿式プレス装置の上パンチには排水孔は形成されていない。この湿式プレス装置を用いて、加圧し、排水孔に強制排水機構を接続して排水を吸引して、成形体を作製した。
図１４に示すように、本比較例においては、最大０．１００ｍ／ｓｅｃの流速の違いが見られた。
（比較例５）
上パンチ以外の機構が、図２に示す湿式プレス装置２０１と同様である、湿式プレス装置の上パンチの、スラリーに接しない部分に１６箇所の排水孔を設けた。湿式プレス装置の上パンチには排水孔は形成されていない。この湿式プレス装置を用いて、加圧し、排水孔に強制排水機構を接続して排水を吸引して、成形体を作製した。
図１５に示すように、本比較例においては、最大０．１００ｍ／ｓｅｃの流速の違いが見られた。
【００５１】
以上の解析結果から、実施例１のように濾材と金網の端面がダイの上方端面の外側に突出した状態で載置された湿式プレス装置を用いて成形体を作製するのがよい。スラリーから排出された水分は、濾材と金網が形成する空間を通ってベース方向へ流れ出るため、排水の逆流を防いで脱水成形を行なうことができるからである。
【００５２】
また、実施例２のように、上パンチおよび下パンチに排水孔が形成されておらず、ダイに排水孔などが形成された湿式プレス装置を用いて、加圧を行なうのがよい。スラリー上で流速の違いがほとんど見られないため、ケーキ層の形成が均一に行なわれるからである。
【００５３】
比較例１では、ベースの上方端面がとダイ上方端面とが同じ高さであるため、スラリーから排出された水分が逆流する。
比較例２では、排水孔に強制排水機構を接続して排水を吸引したことにより、排水孔付近では流速が早くなり、スラリー上で流速の違いがある。
比較例３では、スラリーに接する位置に排水孔を設けたことにより、比較例１と比較して流速の違いは小さいものの、排水孔付近では流速が早くなり、スラリー上で流速の違いがみられる。
比較例４では、排水孔に強制排水機構を接続して排水を吸引したことにより、排水孔付近では流速が早くなり、スラリー上で流速の違いがみられる。
比較例５では、直接スラリーに接する位置に排水孔が設けられていないため、スラリーに接する位置に排水孔を設けた比較例１または比較例３と比較すると、スラリーの面の中央部では流速分布は均一となり、流速の違いが生じる部分の面積は小さくなった。しかし、強制排水機構を用いて吸引を行なったことにより、排水孔に近いスラリーの面の端部において流速の違いがみられる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明にかかる湿式プレス装置によると、濾材と金網の端面がダイの上方端面の外側に突出した状態で載置されているため、成形体から排出された水分は成形空間から溢れ出て、濾材と金網が形成する空間を通って、ベース方向へ流れ落ちる。したがって、排水の逆流を防いで脱水成形を行なうことができる。また、ダイに排水孔、切り欠き部、あるいは溝が形成されたことにより、排水は排水孔、切り欠き部、あるいは溝へ流れ込むため、さらに逆流を防ぐことができる。そして、強制排水機構が不要であることから、湿式プレス装置の機構を単純化でき、コストを下げることができる。
【００５５】
また、貫通孔の側面、上パンチのパンチ面および下パンチのパンチ面に排水孔が設けられておらず、成形体に排水孔が接しないため、均一の圧力を成形体にかけることができ、成形密度の均一な成形体を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１にかかる湿式プレス装置を示す概略断面図である。
【図２】実施形態２にかかる湿式プレス装置を示す概略断面図である。
【図３】実施形態２にかかる湿式プレス装置を示す一部該略図および一部概略断面図である。
【図４】実施形態３にかかる湿式プレス装置を示す一部該略図および一部概略断面図である。
【図５】実施形態４にかかる湿式プレス装置を示す一部該略図および一部概略断面図である。
【図６】実施形態４にかかる湿式プレス装置を示す一部該略図および一部概略断面図である。
【図７】実施形態５にかかる湿式プレス装置を示す一部該略図および一部概略断面図である。
【図８】比較例１にかかる湿式プレス装置を示す一部概概略図および一部概略断面図である。
【図９】実施例１において水分が上パンチ側のスラリー上を流れるときの流速を示す解析図である。
【図１０】実施例２において水分が上パンチ側のスラリー上を流れるときの流速を示す解析図である。
【図１１】比較例１において水分が上パンチ側のスラリー上を流れるときの流速を示す解析図である。
【図１２】比較例２において水分が下パンチ側のスラリーの下を流れるときの流速を示す解析図である。
【図１３】比較例３において水分が下パンチ側のスラリーの下を流れるときの流速を示す解析図である。
【図１４】比較例４において水分が上パンチ側のスラリー上を流れるときの流速を示す解析図である。
【図１５】比較例５において水分が上パンチ側のスラリー上を流れるときの流速を示す解析図である。
【図１６】従来の湿式プレス装置を示す一部概略断面図である。
【図１７】従来の湿式プレス装置を示す一部概略断面図である。
【符号の説明】
１０１ 湿式プレス装置
１０２ ダイ
１０３ 上パンチ
１０４ 下パンチ
１０５ ベース
１０６ 濾材
１０７ ダイの上方端面
１０８ ダイの下方端面
１０９ 貫通孔
１１０ キャビティ
２１６ 外側側面
３１７ 一方の開口部
３１８ 他方の開口部
３１９、４１９ 排水孔
５１９ 切り欠き部
６１９、７１９ 溝
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラリーをプレスして成形体を形成する湿式プレス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１６は従来の湿式プレス装置を示す概略断面図である。
【０００３】
図１６に示すように、湿式プレス装置８０１は上パンチ８０３に排水孔８１８が形成された湿式プレス装置である。上パンチ８０３とキャビティ８１０とから形成される成形空間において成形体を形成し、成形体から水分が排出される。排水は、例えば真空ポンプ吸引により、キャビティ８１０を被覆するように配置された濾材８０６および排水板８１１を介して、排水孔８１８を通じて外部へ排出される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図１７は従来の別の湿式プレス装置を示す概略断面図である。
【０００５】
図１７に示すように、湿式プレス装置９０１は、下型９０４に形成された凹部９１０の底面に排水孔９１８が形成された湿式プレス装置である。上型９０３とキャビティ９１０とから形成される成形空間において成形体を形成し、成形体から水分が排出される。排水は下型９０４の底面に載置された濾材９０６、金網９１１ａおよび排水板９１１ｂを介して、排水孔９１８を通じて外部へ排出される（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
実開昭６１−７０００７号公報（第４頁、第１図）
【特許文献２】
特公平６−１０４３２３号公報（第２頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図１６のように真空ポンプなどの吸引による強制排水機構を用いて排水を行うと、排水孔８１８近傍のスラリーから排出される水分の流速が早くなる。その結果、排水孔８１８近傍においては、ケーキ層の形成が周囲よりも早くなり、成形密度の不均一の原因となる。また、排水の流速が速すぎると、ケーキ層に排水跡が残りやすくなり、その結果成形密度が不均一となる。成形密度が均一でないと、焼成時の割れや歪みの原因となる。さらに、強制排水機構を備える必要があるため、機構が複雑になりコストも高くなるという問題があった。
【０００８】
また、図１７のように下型９０４の底面に排水孔９１８がある場合は、ケーキ層の形成は排水孔９１８直上から起こるため、その部位のケーキ層の形成が周囲よりも早くなり、その結果成形密度の不均一が生じ、焼成時の割れや歪みの原因となるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、成形体の成形密度を均一とすることができ、さらにコストの低い湿式プレス装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１にかかる発明は、上方端面と下方端面とを有し、前記上方端面から前記下方端面に貫通孔が形成されたダイと、前記ダイの上方に上下動可能に配置され、前記貫通孔の上方端面を被覆するパンチ面を有する上パンチと、前記貫通孔内部に上下動可能に配置された下パンチと、前記ダイの上方端面より低い位置に配置され、前記ダイを支持するベースと、前記貫通孔と、前記下パンチのパンチ面と、により形成されたキャビティを被覆するように、前記ダイの上方端面の上に載置された濾材と、を備え、前記貫通孔の側面、前記上パンチのパンチ面および下パンチのパンチ面に、成形体から排出された水分を排出するための排水孔が形成されていないことを特徴としている。
【００１１】
請求項２にかかる発明は、上方端面と下方端面とを有し、前記上方端面から前記下方端面に貫通孔が形成されたダイと、前記ダイの上方に上下動可能に配置され、前記貫通孔の上方端面を被覆するパンチ面を有する上パンチと、前記貫通孔内部に上下動可能に配置された下パンチと、前記ダイの上方端面より低い位置に配置され、前記ダイを支持するベースと、前記貫通孔と、前記下パンチのパンチ面と、により形成されたキャビティを被覆するように、前記ダイの上方端面の上に載置された濾材と、を備え、前記濾材の端面が前記ダイの上方端面と同じ高さを有する面の外側に突出した状態で載置されることを特徴としている。
【００１２】
請求項３にかかる発明は、上方端面と下方端面とを有し、前記上方端面から前記下方端面に貫通孔が形成されたダイと、前記ダイの上方に上下動可能に配置され、前記貫通孔の上方端面を被覆するパンチ面を有する上パンチと、前記貫通孔内部に上下動可能に配置された下パンチと、前記貫通孔と、前記下パンチのパンチ面と、により形成されたキャビティを被覆するように、前記ダイの上方端面の上に載置された濾材と、を備え、前記ダイの内部に排水孔が形成され、前記排水孔は前記ダイの前記上方端面に一方の開口部を有し、前記ダイの前記上方端面を除く外表面に他方の開口部を有するものであることを特徴としている。
【００１３】
請求項４にかかる発明は、請求項３に記載の湿式プレス装置において、前記濾材の端面が、前記ダイに形成された排水孔の一部または全部を覆う状態で載置されていることを特徴としている。
【００１４】
請求項５にかかる発明は、上方端面と下方端面とを有し、前記上方端面から前記下方端面に貫通孔が形成されたダイと、前記ダイの上方に上下動可能に配置され、前記貫通孔の上方端面を被覆するパンチ面を有する上パンチと、前記貫通孔内部に上下動可能に配置された下パンチと、前記貫通孔と、前記下パンチのパンチ面と、により形成されたキャビティを被覆するように、前記ダイの上方端面の上に載置された濾材と、を備え、前記ダイには切り欠かれた部分が形成され、前記切り欠かれた部分は前記上方端面から前記ダイの外側側面にかけて形成されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項６にかかる発明は、請求項５に記載の湿式プレス装置において、前記濾材の端面が、前記ダイの前記上方端面の外側に突出した状態で載置されることを特徴としている。
【００１６】
請求項７にかかる発明は、上方端面と下方端面とを有し、前記上方端面から前記下方端面に貫通孔が形成されたダイと、前記ダイの上方に上下動可能に配置され、前記貫通孔の上方端面を被覆するパンチ面を有する上パンチと、前記貫通孔内部に上下動可能に配置された下パンチと、前記貫通孔と、前記下パンチのパンチ面と、により形成されたキャビティを被覆するように、前記ダイの上方端面の上に載置された濾材と、を備え、前記ダイの上方端面に溝が形成され、前記上パンチが上昇し、かつ前記濾材が前記ダイの上方端面から除かれた状態で、前記ダイの上方端面上を移動して前記溝にたまった排水を除去する機構を備えることを特徴としている。
【００１７】
請求項８にかかる発明は、請求項７に記載の湿式プレス装置において、前記濾材の端面が、前記ダイに形成された前記溝の一部または全部を覆う状態で載置されていることを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１は、本実施形態で用いられる湿式プレス装置の概略断面図である。
図１に示すように、湿式プレス装置１０１には、ダイ１０２、上パンチ１０３、下パンチ１０４、ベース１０５および濾材１０６が備えられている。
【００１９】
ダイ１０２は上方端面１０７と下方端面１０８とを有し、上方端面１０７から下方端面１０８に、成形体の形状に合わせて形成された貫通孔１０９が形成されている。貫通孔１０９は複数形成されていてもよい。
上パンチ１０３はダイ１０２の上方に上下動可能に配置され、貫通孔１０９を被覆するパンチ面を有する。
下パンチ１０４は上パンチ１０３に対向して貫通孔１０９内部に上下動可能に配置されている。
【００２０】
ダイ１０２、上パンチ１０３および下パンチ１０４を構成する素材としては、ステンレス鋼、鋼、鉄、鉄系合金、焼結金属、カーボン、樹脂系材料、セラミックなどを用いることができる。
ベース１０５は、ダイ１０２の上方端面１０７より低い位置に配置され、ダイ１０２を支持する。ベース１０５を構成する素材としては、ダイに用いることのできる素材と同様のものを用いることができる。
【００２１】
濾材１０６は、ダイ１０２の上方端面１０７の上に載置されている。濾材１０６は、貫通孔１０９と下パンチ１０４のパンチ面とにより形成されたキャビティ１１０を被覆している。濾材１０６としては、スラリー中の粒子の一部を捉えることができるものを用いる。例えば、濾紙、布、ビニル系材料からなるミクロフィルターなどを用いることができる。また、例えば高分子ポリエチレン、あるいはフェライトなどの同種材料セラミック成形体からなる多孔質板を用いることもできる。さらには、濾材１０６はスラリーの流し込まれたキャビティ１１０の蓋となり、スラリーから水分と原料とを分離し、ケーキ層を肉着させる。
【００２２】
金網１１１は濾材１０６上に載置され、濾材１０６と金網１１１の形成する空間を通じて排水が水平方向に移動する。濾材１０６が金網１１１と同等の強度を有する場合は、濾材１０６内部の空洞を通じて排水が水平方向に移動することができるため、金網１１１を用いなくてもよい。また、濾材１０６と金網１１１の端面がダイ１０２の上方端面１０７の外側に突出した状態で載置されることにより、排水が濾材１０６と金網１１１の形成する空間を通じて、ダイ１０２の上方端面１０７からベース１０５方向へ流れ落ちやすくなる。
【００２３】
湿式プレス装置１０１の、貫通孔１０９の側面、上パンチ１０３のパンチ面および下パンチ１０４のパンチ面には、成形体から排出された水分を排出するための排水孔は形成されていない。
【００２４】
上パンチ１０３は、上シリンダー１１２のロッド１１３が伸縮することにより上下動し、下パンチ１０４は、下シリンダー１１４のロッド１１５が伸縮することにより上下動する。上パンチ１０３が金網に接するまで降下し、下パンチ１０４が上昇することにより、上パンチ１０３とキャビティ１１０とより成形空間が形成される。キャビティ１１０にはセラミックスラリーが充填され、上パンチ１０３および下パンチ１０４により加圧されて、成形空間において成形体が形成される。成形体から排出された水分は、濾材１０６および金網１１１が作る空間を通ってダイ１０２よりも低い位置に形成されたベース１０５方向へ流れ落ちる。
【００２５】
本実施形態によると、濾材と金網の端面がダイの上方端面の外側に突出した状態で載置されているため、成形体から排出された水分は成形空間から溢れ出て、濾材と金網が形成する空間を通って、ベース方向へ流れ落ちる。したがって、排水の逆流を防いで脱水成形を行なうことができる。強制排水機構が不要であることから、湿式プレス装置の機構を単純化でき、コストを下げることができる。
【００２６】
また、貫通孔の側面、上パンチのパンチ面および下パンチのパンチ面に排水孔が設けられておらず、成形体に排水孔が接しないため、均一の圧力を成形体にかけることができ、成形密度の均一な成形体を作製することができる。
【００２７】
（実施形態２）
図２は、本実施形態で用いられる湿式プレス装置の一部概略断面図である。ダイ２０２は、上方端面２０７と下方端面２０８とを有し、上方端面２０７から下方端面２０８に貫通孔２０９が形成されている。また、本実施形態においては、ダイ２０２の外側側面２１６の一部は露出しているが、ダイ２０２の上方端面２０７とベース２０５は同じ高さに形成されていてもよい。図２に記載されていない部分については、実施形態１で用いられる図１の湿式プレス装置１０１と同様の機構からなる。
【００２８】
図３は、本実施形態で用いられる湿式プレス装置の一部概略図、および断面線Ｘ１−Ｘ１における一部概略断面図である。本実施形態で用いられる湿式プレス装置のダイ３０２は、図２のダイ２０２に、排水孔が設けられたものである。
【００２９】
図３に示すように、ダイ３０２の内部に排水孔３１９が形成されている。排水孔３１９は、ダイ３０２の上方端面３０７に一方の開口部３１７を有し、ダイ３０２の上方端面３０７を除く外表面である外側側面３１６に他方の開口部３１８を有している。排水孔３１９の断面は、角柱型、角錐型、半円型などの形状とすることができる。なお、ダイ３０２の上方端面３０７とベース３０５とが同じ高さに形成されている湿式プレス装置において、ダイ３０２の上方端面３０７に一方の開口３１７を有し、ダイ３０２の外側側面３１６に他方の開口部３１７を有する排水孔３１９、および排水孔３１９に接続され、ベース３０５の内部を貫通するように形成された排水孔が形成されてもよい。
排水孔３１９の底面は水の流れを考慮して、傾斜、あるいは凹凸構造としてもよい。
【００３０】
また、上パンチが濾材を圧搾して排水を排水孔に流し込むのを補助するために、濾材と上パンチとの間に金網を載置してもよい。金網の代わりに、例えばパンチングプレートを用いることができる。また、例えば高分子ポリエチレンからなる多孔質板でもよい。さらに、例えばエッチング加工、機械加工などにより、金属板の表面が粗面とされているもの、または溝が形成されたものでもよい。これらの粗面、溝がスラリーから排出された水分の通る通路となる。また、金網の代わりに、濾材の圧搾を補助するために、スペーサ、突起などの機構を持たせてもよい。
【００３１】
なお、図３に示すように、濾材３０６と金網３１１の端面が少なくとも排水孔３１９にかかる状態で載置されていると、濾材３０６と金網３１１の形成する空間を通って、排水がダイの上方端面３０７から排水孔３１９に流れ込みやすくなるため好ましい。
【００３２】
本実施形態によると、濾材と金網の端面が排水孔にかかる状態で載置されているため、成形体から排出された水分は成形空間から溢れ出て、濾材と金網が形成する空間を通って、排水孔などへ流れ込み、ベース方向へ流れ落ちる。したがって、排水の逆流を防いで脱水成形を行なうことができる。成形体に近い部分に排水孔などが形成されているため、排水孔などが形成されていない場合と比較して、成形体への排水の逆流がより生じにくい。
（実施形態３）
図４は、本実施形態で用いられる湿式プレス装置の一部外略図、および断面線Ｘ２−Ｘ２における一部概略断面図である。本実施形態で用いられる湿式プレス装置のダイ４０２は、図２のダイ２０２に、排水孔が設けられたものである。
【００３３】
図４に示すように、ダイ４０２の内部に排水孔４１９が形成されている。排水孔４１９は、ダイ４０２の上方端面４０７に一方の開口部４１７を有し、ダイ４０２の上方端面４０７を除く外表面である下方端面４０８に他方の開口部４１８を有している。
【００３４】
なお、濾材４０６と金網４１１の端面が少なくとも排水孔４１９にかかる状態で載置されていると、濾材４０６と金網４１１の形成する空間を通って、排水がダイの上方端面４０７から排水孔４１９に流れ込みやすくなるため好ましい。
【００３５】
本実施形態によると、濾材と金網の端面が排水孔にかかる状態で載置されているため、成形体から排出された水分は成形空間から溢れ出て、濾材と金網が形成する空間を通って、排水孔へ流れ込み、ベース方向へ流れ落ちる。したがって、排水の逆流を防いで脱水成形を行なうことができる。成形体に近い部分に排水孔が形成されているため、排水孔などが形成されていない場合と比較して、成形体への排水の逆流がより生じにくい。
【００３６】
（実施形態４）
図５および図６は、本実施形態で用いられる湿式プレス装置の一部概略図、および断面線Ｘ３−Ｘ３、Ｘ４−Ｘ４における一部概略断面図である。本実施形態で用いられる湿式プレス装置のダイ５０２、６０２は、図２のダイ２０２に、排水を排出するための加工が施されたものである。
【００３７】
図５では、ダイ５０２に、ダイ５０２が切り欠かれた部分である切り欠き部５１９が形成されている。切り欠き部５１９は、ダイ５０２の上方端面５０７からダイ５０２の外側側面５１６にかけて形成されている。
また、図６では、ダイ６０２に、ダイ６０２の上方端面６０７を放射線状に除去してなる複数の溝６１９が形成されている。
切り欠き部５１９、溝６１９の底面は水の流れを考慮して、傾斜、あるいは凹凸構造としてもよい。
【００３８】
なお、図５に示すように、濾材５０６と金網５１１の端面が少なくとも切り欠き部５１９にかかる状態で載置されていると、濾材５０６と金網５１１の形成する空間を通って、排水がダイの上方端面５０７から切り欠き部５１９に流れ込みやすくなるため好ましい。この点については、図６についても同様である。
【００３９】
本実施形態によると、濾材と金網の端面が排水孔にかかる状態で載置されているため、成形体から排出された水分は成形空間から溢れ出て、濾材と金網が形成する空間を通って、排水孔などへ流れ込み、ベース方向へ流れ落ちる。したがって、排水の逆流を防いで脱水成形を行なうことができる。成形体に近い部分に排水孔などが形成されているため、排水孔などが形成されていない場合と比較して、成形体への排水の逆流がより生じにくい。
【００４０】
（実施形態５）
図７は、本実施形態で用いられる湿式プレス装置の一部概略図、および断面線Ｘ５−Ｘ５における一部概略断面図である。
図７に示すように、図２と同様の機構からなる湿式プレス装置のダイ７０２の上方端面７０７には溝７１９が形成され、さらに水分除去機構７２０を備える。なお、湿式プレス装置は、図２と同様の機構からなるものである必要はなく、ダイの上方端面とベースとが同じ高さに形成されているものでもよい。
【００４１】
水分除去機構７２０は、上パンチが上昇し、かつ濾材７０６および金網７１１がダイ７０２の上方端面７０７から除かれた状態で、ダイ７０２の上方端面７０７上を拭き取り部７２１、７２２が矢印Ｘ、Ｙ方向に移動し、溝７１９にたまった排水を拭き取るものである。水分除去機構７２０の拭き取り部は、拭き取り部７２１のみからなるもの、あるいは、拭き取り部７２１、７２２が上下動可能となるものでもよい。拭き取り部７２１、７２２は、ゴムによるスキージ、吸水性がよい布などを巻きつけたもの、あるいはブラシなどが回転するものなどから構成される。
【００４２】
なお、濾材７０６と金網７１１の端面が少なくとも溝７１９にかかる状態で載置されていると、濾材７０６と金網７１１の形成する空間を通って、排水がダイの上方端面７０７から溝７１９に流れ込みやすくなるため好ましい。
【００４３】
本実施形態によると、排水はダイに形成された排水孔に流れ込み、水分除去機構により排水をダイ上から除去することができるため、強制排水機構を用いることなく脱水成形を行なうことができる。成形体に近い部分に排水孔が形成されているため、排水孔が形成されていない場合と比較して、成形体への排水の逆流がより生じにくい。
【００４４】
【実施例】
実施例１は図２に示す湿式プレス装置を用いて、実施例２は図３に示す湿式プレス装置を用いて、比較例１は図８に示す湿式プレス装置を用いて、比較例２ないし比較例５は図２に示す湿式プレス装置を変形させたものを用いて、成形体を作製した。
（実施例１）
図２に示す湿式プレス装置２０１を用いて成形体を作製した。
湿式プレス装置２０１のダイ２０２には長さ９０ｍｍ×幅９０ｍｍの貫通孔２０９が形成されている。貫通孔２０９と下パンチ２０４のパンチ面とにより形成されたキャビティ２１０に、水分量２８重量％のフェライト系セラミックスラリーを充填する。
【００４５】
次に、７５ＭＰａの圧力で加圧し、長さ９０ｍｍ×幅９０ｍｍ×高さ１５ｍｍの成形体を得る。成形体から排出された水分は濾材２０６および金網２１１が形成する高さ１ｍｍ程度の空間を通ってダイおよびベースを通って、外部に排出される。この時の状態についてシミュレーションを行い、スラリーから排出された水分が上パンチ側のスラリー上を流れるときの流速を、株式会社ソフトウェアクレイドル製の熱流体解析ソフト「ＳＴＲＥＡＭ」用いて解析した。図９はその解析結果である。
図９に示すように、本実施例においては流速の違いは見られなかった。
（実施例２）
図３に示す湿式プレス装置を用いて成形体を作製した。
本実施例において用いる湿式プレス装置は、ダイ以外の機構が、図２に示す湿式プレス装置２０１と同様の機構を備える。
【００４６】
湿式プレス装置のダイ３０２上には、排水孔３１９が形成されている。すなわち、ダイ３０２の内部に形成され、ダイの上方端面３０７に一方の開口部３１７を有し、ベース３０５の上方端面３０７より高い部分に位置するダイ３０２の外側側面３１６に他方の開口部３１８を有する排水孔３１９が形成されている。
【００４７】
キャビティ３１０に、実施例１で用いたものと同様のスラリーを充填する。
次に、７５ＭＰａの圧力で加圧し、長さ９０ｍｍ×幅９０ｍｍ×高さ１５ｍｍの成形体を得る。この時の状態についてシミュレーションを行い、スラリーから排出された水分が上パンチ側のスラリー上を流れるときの流速を、株式会社ソフトウェアクレイドル製の熱流体解析ソフト「ＳＴＲＥＡＭ」用いて解析した。図１０はその解析結果である。
図１０に示すように、本実施例においては流速の違いは見られなかった。
【００４８】
次に以下の条件における、比較例１ないし比較例５のシミュレーションの解析結果を示す。
各湿式プレス装置のキャビティに、実施例１で用いたものと同様のスラリーを充填する。
【００４９】
次に、７５ＭＰａの圧力で加圧し、長さ９０ｍｍ×幅９０ｍｍ×高さ１５ｍｍの成形体を得る。この時の状態についてシミュレーションを行い、スラリーから排出された水分が上パンチ側のスラリー上を流れるときの流速を、株式会社ソフトウェアクレイドル製の熱流体解析ソフト「ＳＴＲＥＡＭ」用いて解析した。図１１ないし図１５はその解析結果である。なお、比較例２および比較例３については、水分が下パンチ側のスラリーの下を流れるときの流速に関するものである。
（比較例１）
図８に示す湿式プレス装置８０１を用いて成形体を作製した。
湿式プレス装置８０１は、ダイ８０２とベース８０５との位置関係を除いて、図２に示す湿式プレス装置８０２と同様の機構を備える。
【００５０】
ベース８０５は、下パンチ８０４が上下動する貫通孔８０９ａを有し、貫通孔８０９の形成されたダイ８０２を納めている。ベース８０５には、ベース８０５に形成された貫通孔８０９ａとダイに形成された貫通孔８０９とが重なるように、ダイ８０２が納められている。ダイ８０２の上方端面８０７とベース８０５の上方端面の高さは同じである。
この湿式プレス装置８０１を用いて、加圧して成形体を作製した。
図１１に示すように、本比較例においては流速の違いは見られなかった。
しかし、ダイの上方端面とベースの上方端面の高さは同じであるため、スラリーから排出された水分が逆流した。この結果、成形体の成形密度が不均一となった。
（比較例２）
下パンチ以外の機構が、図２に示す湿式プレス装置２０１と同様である、湿式プレス装置の、下パンチの底面に外部へ通じる５箇所の排水孔を設けた。湿式プレス装置の上パンチには排水孔は形成されていない。この湿式プレス装置を用いて、加圧し、排水孔に強制排水機構を接続して排水を吸引して、成形体を作製した。
図１２に示すように、本比較例においては、最大０．１００ｍ／ｓｅｃの流速の違いが見られた。
（比較例３）
下パンチ以外の機構が、図２に示す湿式プレス装置２０１と同様である、湿式プレス装置の、下パンチの底面に外部へ通じる５箇所の排水孔を設けた。湿式プレス装置の上パンチには排水孔は形成されていない。この湿式プレス装置を用いて、加圧して、成形体を作製した。
図１３に示すように、本比較例においては、最大０．００５ｍ／ｓｅｃの流速の違いが見られた。
（比較例４）
上パンチ以外の機構が、図２に示す湿式プレス装置２０１と同様である、湿式プレス装置の、上パンチのパンチ面に外部へ通じる５箇所の排水孔を設けた。湿式プレス装置の上パンチには排水孔は形成されていない。この湿式プレス装置を用いて、加圧し、排水孔に強制排水機構を接続して排水を吸引して、成形体を作製した。
図１４に示すように、本比較例においては、最大０．１００ｍ／ｓｅｃの流速の違いが見られた。
（比較例５）
上パンチ以外の機構が、図２に示す湿式プレス装置２０１と同様である、湿式プレス装置の上パンチの、スラリーに接しない部分に１６箇所の排水孔を設けた。湿式プレス装置の上パンチには排水孔は形成されていない。この湿式プレス装置を用いて、加圧し、排水孔に強制排水機構を接続して排水を吸引して、成形体を作製した。
図１５に示すように、本比較例においては、最大０．１００ｍ／ｓｅｃの流速の違いが見られた。
【００５１】
以上の解析結果から、実施例１のように濾材と金網の端面がダイの上方端面の外側に突出した状態で載置された湿式プレス装置を用いて成形体を作製するのがよい。スラリーから排出された水分は、濾材と金網が形成する空間を通ってベース方向へ流れ出るため、排水の逆流を防いで脱水成形を行なうことができるからである。
【００５２】
また、実施例２のように、上パンチおよび下パンチに排水孔が形成されておらず、ダイに排水孔などが形成された湿式プレス装置を用いて、加圧を行なうのがよい。スラリー上で流速の違いがほとんど見られないため、ケーキ層の形成が均一に行なわれるからである。
【００５３】
比較例１では、ベースの上方端面がとダイ上方端面とが同じ高さであるため、スラリーから排出された水分が逆流する。
比較例２では、排水孔に強制排水機構を接続して排水を吸引したことにより、排水孔付近では流速が早くなり、スラリー上で流速の違いがある。
比較例３では、スラリーに接する位置に排水孔を設けたことにより、比較例１と比較して流速の違いは小さいものの、排水孔付近では流速が早くなり、スラリー上で流速の違いがみられる。
比較例４では、排水孔に強制排水機構を接続して排水を吸引したことにより、排水孔付近では流速が早くなり、スラリー上で流速の違いがみられる。
比較例５では、直接スラリーに接する位置に排水孔が設けられていないため、スラリーに接する位置に排水孔を設けた比較例１または比較例３と比較すると、スラリーの面の中央部では流速分布は均一となり、流速の違いが生じる部分の面積は小さくなった。しかし、強制排水機構を用いて吸引を行なったことにより、排水孔に近いスラリーの面の端部において流速の違いがみられる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明にかかる湿式プレス装置によると、濾材と金網の端面がダイの上方端面の外側に突出した状態で載置されているため、成形体から排出された水分は成形空間から溢れ出て、濾材と金網が形成する空間を通って、ベース方向へ流れ落ちる。したがって、排水の逆流を防いで脱水成形を行なうことができる。また、ダイに排水孔、切り欠き部、あるいは溝が形成されたことにより、排水は排水孔、切り欠き部、あるいは溝へ流れ込むため、さらに逆流を防ぐことができる。そして、強制排水機構が不要であることから、湿式プレス装置の機構を単純化でき、コストを下げることができる。
【００５５】
また、貫通孔の側面、上パンチのパンチ面および下パンチのパンチ面に排水孔が設けられておらず、成形体に排水孔が接しないため、均一の圧力を成形体にかけることができ、成形密度の均一な成形体を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１にかかる湿式プレス装置を示す概略断面図である。
【図２】実施形態２にかかる湿式プレス装置を示す概略断面図である。
【図３】実施形態２にかかる湿式プレス装置を示す一部該略図および一部概略断面図である。
【図４】実施形態３にかかる湿式プレス装置を示す一部該略図および一部概略断面図である。
【図５】実施形態４にかかる湿式プレス装置を示す一部該略図および一部概略断面図である。
【図６】実施形態４にかかる湿式プレス装置を示す一部該略図および一部概略断面図である。
【図７】実施形態５にかかる湿式プレス装置を示す一部該略図および一部概略断面図である。
【図８】比較例１にかかる湿式プレス装置を示す一部概概略図および一部概略断面図である。
【図９】実施例１において水分が上パンチ側のスラリー上を流れるときの流速を示す解析図である。
【図１０】実施例２において水分が上パンチ側のスラリー上を流れるときの流速を示す解析図である。
【図１１】比較例１において水分が上パンチ側のスラリー上を流れるときの流速を示す解析図である。
【図１２】比較例２において水分が下パンチ側のスラリーの下を流れるときの流速を示す解析図である。
【図１３】比較例３において水分が下パンチ側のスラリーの下を流れるときの流速を示す解析図である。
【図１４】比較例４において水分が上パンチ側のスラリー上を流れるときの流速を示す解析図である。
【図１５】比較例５において水分が上パンチ側のスラリー上を流れるときの流速を示す解析図である。
【図１６】従来の湿式プレス装置を示す一部概略断面図である。
【図１７】従来の湿式プレス装置を示す一部概略断面図である。
【符号の説明】
１０１ 湿式プレス装置
１０２ ダイ
１０３ 上パンチ
１０４ 下パンチ
１０５ ベース
１０６ 濾材
１０７ ダイの上方端面
１０８ ダイの下方端面
１０９ 貫通孔
１１０ キャビティ
２１６ 外側側面
３１７ 一方の開口部
３１８ 他方の開口部
３１９、４１９ 排水孔
５１９ 切り欠き部
６１９、７１９ 溝
Claims (8)
- 上方端面と下方端面とを有し、前記上方端面から前記下方端面に貫通孔が形成されたダイと、
前記ダイの上方に上下動可能に配置され、前記貫通孔の上方端面を被覆するパンチ面を有する上パンチと、
前記貫通孔内部に上下動可能に配置された下パンチと、
前記ダイの上方端面より低い位置に配置され、前記ダイを支持するベースと、
前記貫通孔と、前記下パンチのパンチ面と、により形成されたキャビティを被覆するように、前記ダイの上方端面の上に載置された濾材と、
を備え、
前記貫通孔の側面、前記上パンチのパンチ面および下パンチのパンチ面に、成形体から排出された水分を排出するための排水孔が形成されていないことを特徴とする湿式プレス装置。 - 上方端面と下方端面とを有し、前記上方端面から前記下方端面に貫通孔が形成されたダイと、
前記ダイの上方に上下動可能に配置され、前記貫通孔の上方端面を被覆するパンチ面を有する上パンチと、
前記貫通孔内部に上下動可能に配置された下パンチと、
前記ダイの上方端面より低い位置に配置され、前記ダイを支持するベースと、
前記貫通孔と、前記下パンチのパンチ面と、により形成されたキャビティを被覆するように、前記ダイの上方端面の上に載置された濾材と、
を備え、
前記濾材の端面が前記ダイの上方端面と同じ高さを有する面の外側に突出した状態で載置されることを特徴とする湿式プレス装置。 - 上方端面と下方端面とを有し、前記上方端面から前記下方端面に貫通孔が形成されたダイと、
前記ダイの上方に上下動可能に配置され、前記貫通孔の上方端面を被覆するパンチ面を有する上パンチと、
前記貫通孔内部に上下動可能に配置された下パンチと、
前記貫通孔と、前記下パンチのパンチ面と、により形成されたキャビティを被覆するように、前記ダイの上方端面の上に載置された濾材と、
を備え、
前記ダイの内部に排水孔が形成され、前記排水孔は前記ダイの前記上方端面に一方の開口部を有し、前記ダイの前記上方端面を除く外表面に他方の開口部を有するものであることを特徴とする湿式プレス装置。 - 前記濾材の端面が、前記ダイに形成された排水孔の一部または全部を覆う状態で載置されていることを特徴とする請求項３に記載の湿式プレス装置。
- 上方端面と下方端面とを有し、前記上方端面から前記下方端面に貫通孔が形成されたダイと、
前記ダイの上方に上下動可能に配置され、前記貫通孔の上方端面を被覆するパンチ面を有する上パンチと、
前記貫通孔内部に上下動可能に配置された下パンチと、
前記貫通孔と、前記下パンチのパンチ面と、により形成されたキャビティを被覆するように、前記ダイの上方端面の上に載置された濾材と、
を備え、
前記ダイには切り欠かれた部分が形成され、前記切り欠かれた部分は前記上方端面から前記ダイの外側側面にかけて形成されていることを特徴とする湿式プレス装置。 - 前記濾材の端面が、前記ダイの前記上方端面の外側に突出した状態で載置されることを特徴とする請求項５に記載の湿式プレス装置。
- 上方端面と下方端面とを有し、前記上方端面から前記下方端面に貫通孔が形成されたダイと、
前記ダイの上方に上下動可能に配置され、前記貫通孔の上方端面を被覆するパンチ面を有する上パンチと、
前記貫通孔内部に上下動可能に配置された下パンチと、
前記貫通孔と、前記下パンチのパンチ面と、により形成されたキャビティを被覆するように、前記ダイの上方端面の上に載置された濾材と、
を備え、
前記ダイの上方端面に溝が形成され、
前記上パンチが上昇し、かつ前記濾材が前記ダイの上方端面から除かれた状態で、前記ダイの上方端面上を移動して前記溝にたまった排水を除去する機構を備えることを特徴とする湿式プレス装置。 - 前記濾材の端面が、前記ダイに形成された前記溝の一部または全部を覆う状態で載置されていることを特徴とする請求項７に記載の湿式プレス装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003055884A JP2004262129A (ja) | 2003-03-03 | 2003-03-03 | 湿式プレス装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003055884A JP2004262129A (ja) | 2003-03-03 | 2003-03-03 | 湿式プレス装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004262129A true JP2004262129A (ja) | 2004-09-24 |
Family
ID=33119769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003055884A Pending JP2004262129A (ja) | 2003-03-03 | 2003-03-03 | 湿式プレス装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004262129A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102555046A (zh) * | 2011-10-20 | 2012-07-11 | 蔡灵明 | 烧前陶瓷湿法多面冲孔机 |
| CN104260402A (zh) * | 2014-08-19 | 2015-01-07 | 佛山市金凯地过滤设备有限公司 | 一种高压强压滤机 |
-
2003
- 2003-03-03 JP JP2003055884A patent/JP2004262129A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102555046A (zh) * | 2011-10-20 | 2012-07-11 | 蔡灵明 | 烧前陶瓷湿法多面冲孔机 |
| CN102555046B (zh) * | 2011-10-20 | 2014-01-15 | 蔡灵明 | 烧前陶瓷湿法多面冲孔机 |
| CN104260402A (zh) * | 2014-08-19 | 2015-01-07 | 佛山市金凯地过滤设备有限公司 | 一种高压强压滤机 |
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