JP2602673B2 - ハニカム成形用口金 - Google Patents

ハニカム成形用口金

Info

Publication number
JP2602673B2
JP2602673B2 JP62290342A JP29034287A JP2602673B2 JP 2602673 B2 JP2602673 B2 JP 2602673B2 JP 62290342 A JP62290342 A JP 62290342A JP 29034287 A JP29034287 A JP 29034287A JP 2602673 B2 JP2602673 B2 JP 2602673B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel
forming
honeycomb
groove width
flow path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP62290342A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01130906A (ja
Inventor
利文 向井
成 冨永
Original Assignee
バブコツク日立株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by バブコツク日立株式会社 filed Critical バブコツク日立株式会社
Priority to JP62290342A priority Critical patent/JP2602673B2/ja
Publication of JPH01130906A publication Critical patent/JPH01130906A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2602673B2 publication Critical patent/JP2602673B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/20Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded
    • B28B3/26Extrusion dies
    • B28B3/269For multi-channeled structures, e.g. honeycomb structures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セラミックスハニカムの押出成形用口金に
係り、特に寸法精度の高い成形体を得るのに好適なハニ
カム成形用口金に関する。
〔従来の技術〕
セラミックスハニカムの成形は、原料である坏土をハ
ニカム形状をした口金から押し出すことによって行われ
ている。一般的な口金は、第10〜12図に示されるように
複数の流路から成り、その流れ方向に二層の流路に分け
られる。二層の流路とは、口金の上流部分を占め、押出
機から供給された坏土を個々の流路に分割送給するため
の送給流路1と、送給流路1に接続されて口金の下流部
分を占め、送給流路1から送り込まれた坏土を格子状
(ハニカム状)に成形するための排出流路8である。成
形作業が行われるときは、ハニカムの最外周リブを形成
するため、上記口金11に外枠12が嵌合されて使用され
る。ここでハニカムとは格子状のリブで、格子状の目に
あたるセル(空間部)を囲んだ形状である。
次いで第13図に上記口金の単位流路を示し、各部の機
能を説明する。口金はこの単位流路が複数個並列に連結
されたものである。
押出成形の際は、口金上流端に供給された坏土は一旦
分割され、個々の送給流路1内に流入してその平行部を
通過する。この送給流路の長さl1は口金の許容耐圧力P
を決める重要な因子であり、P∝l1の関係がある。前記
送給流路1を通過した坏土は、該送給流路1の下流端に
結合されている十字型断面をなす排出流路(十字スリッ
ト)8へ流入する。送給流路1と排出流路8の境界部13
において、送給流路断面積S0と排出流路(十字スリッ
ト)断面積S+は、S0>S+の関係にあるため、十字スリッ
ト部に流入した坏土は、流路軸に対して横方向の流路合
流面14に向って広がる。このため、前記坏土は、十字ス
リット部を通過する間に十字成形体の合流面14で互いに
圧着し、口金の下流端ではハニカムセルが連続して成形
排出される。この十字スリットの流路軸方向の長さ、つ
まり排出流路の長さl2は合流面14での圧着度合に影響を
及ぼし、l2が大きいほど排出流路上流端での圧力が上昇
し、合流面14での坏土の圧着が促進される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述の構造を備えた従来のハニカム成形用の口金にお
いては、坏土塊をハニカム状に成形することはできる
が、ハニカムのセル形状、リブ厚及び外形を所望の寸法
精度で成形するための配慮がなされていない。押出成形
に用いられるセラミックス坏土は、原料粉末に結合剤と
して高分子剤が添加、混練されたもので、レオロジ的に
分類すると粘弾性流体である。このため坏土が細管から
押出されて成形体となるとき、成形体の直径が該細管の
内径より大きくなるバラス(Barus)効果(Merrington
効果)が生じる。このバラス効果は、富田,レオロジー
(55.7.コロナ社)に詳述されている。この成形体がふ
くらむという効果は坏土の組成はもちろんのこと、前記
排出流路の径、長さ、及び流体のずり速度(流路壁面に
垂直方向の速度勾配)の影響を受け、径が小さく流路が
短くずり速度が大きいほどふくらみが大きくなる傾向に
ある。したがって粘弾性流体である坏土を第10図に示さ
れるような比較的細い流路をもつ口金によってハニカム
状に成形する場合には、口金の下流端で成形体のふくら
みが生じ、成形体のリブが口金のスリット幅より厚くな
ったり、セル形状がひずんだりする。特に弾性の強い坏
土を口金によって薄肉リブ、小型セル、大外形(例えば
100mm×100mm角)のハニカムに成形する場合には、ふく
れによる変形が許容限度以上に大きくなる場合がある。
ハニカム成形のための口金としては、第14図に示され
る特開昭48−55960号公報に記載のものや、第15図に示
される特開昭55−123438号公報明細書に記載のものがあ
るが、いずれの口金もその排出流路に流れ方向に先細り
テーパを設け、隣接する十字スリット内の坏土との合流
面での圧着を促進させる工夫がなされている。しかしこ
の先細りテーパは坏土流動により弾性応力を徐々に坏土
内に蓄積させるはたらきがあり、口金の下流端で、蓄積
された弾性応力が急激に開放されるのでバラス(Baru
s)効果の防止の観点からは、寸法精度の高い成形体は
得られず、逆効果である。
本発明の目的は、口金下流端における成形体のふくら
みを防止し得る口金を提供するにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の課題は、格子状の溝からなる排出流路とその溝
の交点とに坏土を分割供給する複数の送給流路とを備
え、供給された坏土を連続した格子状に形成するハニカ
ム成形用口金において、 前記排出流路を上流側の格子形成流路と下流側の応力
緩和流路とからなる二段構造とし、前記格子形成流路の
溝幅を流れ方向に一定な平行溝とすると共に、該溝幅を
前記応力緩和流路の溝幅よりも狭くしたハニカム成形用
口金により達成される。
〔作用〕
送給流路に分割送入された坏土は、該送給流路の下流
端に接続された格子構造をなす排出流路の内の格子形成
流路に流入し、流路軸に対して横方向にも広がる。その
ため、前記坏土は隣接する流路との合流面で圧着し合
い、一体に連結された格子を形成する。格子形成流路内
で一体に連結された格子となった成形体は格子形成流路
の下流側につながる格子状の溝をなす応力緩和流路に流
入する。応力緩和流路は前述の格子形成流路に比べて溝
幅が広く、流路と成形体の界面で滑りを生じやすく該成
形体内部における弾性応力の発生原因となるずり速度を
低下させる方向に働く。ずり速度が低下するので坏土に
蓄積される弾性応力が低減される。この弾性応力はバラ
ス効果の駆動力として知られており、弾性応力の低減に
より、口金下流端における成形体のふくらみ量が少くな
る。
〔実施例〕
本発明のハニカム成形用口金の実施例を第1図〜第9
図を参照して説明する。
第1図は本発明の第1の実施例の単位流路を示し、該
単位流路は円筒形で長さl1の送給流路1の下流端に、十
字形で長さl2の格子形成流路2および長さl3の応力緩和
流路3とからなる排出流路20が接続されてなっている。
本実施例の特徴は、格子形成流路2と応力緩和流路3は
いずれも平行溝である点と、両者がその境界部における
拡大テーパ4を介して接続されている点にある。第2図
は第1図に示した単位流路を複数個並列に接続した口金
を成形体出口方向から上流側を見た平面図で第3図は該
口金を原料流れに平行な面で切った断面を示す。
第4図は本発明の第2の実施例の単位流路を示し、本
実施例の特徴は格子形成流路2と応力緩和流路3は共に
平行溝であって、その境界を格子形成流路下流端の溝幅
より応力緩和流路の溝幅が広くなる急拡大部としている
点にある。
第7図は本発明の第3の実施例の単位流路を示し、本
実施例の特徴は格子形成流路2を平行溝とし、応力緩和
流路3の溝幅を、上流端の溝幅は格子形成流路2の溝幅
と同じとした上流端から下流端へ向って拡大する拡大テ
ーパ溝としている点にある。
上述の三種の実施例の口金を使用してハニカムセラミ
ックスを成形し、特性比較を行った。尚第1の実施例の
口金については格子形成流路溝幅を0.39mm,0.36mm,0.32
mmの3段階とし、それぞれ実施例1−1,1−2,1−3,とし
た。成形条件は次の通りとした。
坏土:コージーライト(cordierite)(t=10μm)10
0重量部 結合剤 メチルセルロース 10重量部 水 33重量部 押出速度:0.7〜1.0cm/S 第1表に上記特性比較の結果を示す。この表から、格
子形成流路の溝幅t1(mm)を応力緩和流路出口 の溝幅t2(mm)より2.5%狭くした実施例1−1は成形
体のリブ厚や外形のふくらみの抑制にはあまり効果がな
い。またt1をt2より20%せまくした実施例1−3におい
ては成形体のリブ厚がt2より小さくなっている。一方格
子形成流路と応力緩和流路の境界構造をテーパにしたも
の(実施例1−2)、急拡大したもの(実施例2)、応
力緩和流路の溝幅を拡大テーパにしたもの(実施例3)
はいずれも、ふくらみの防止効果が認められた。
また従来技術による口金と本発明の第1の実施例の口
金の、出口端における口金流路軸方向のずり速度を比
較すると、第16図に示されるように本発明による口金の
が従来法による口金のより低減されており、口金出
口端での成形体のふくらみは出口端でのに比例するの
で、本発明が適用された口金の出口端でのふくらみが小
さくなり寸法精度のよい成形体が得られる。
上述の、口金出口端での成形体のふくらみを防止する
効果は、定量的には第1表に示すように格子形成流路の
溝幅を応力緩和流路の溝幅より5〜15%せまくしたとき
に顕著にあらわれ、この減少率が5%以下ではバラス効
果の駆動力となる弾性応力を緩和する効果が小さく、減
少率を15%以上にすると、口金出口端において流路と成
形体の間に隙間が生じて成形体の厚みが口金出口端の溝
幅より小さくなる場合があり、成形体寸法を制御できな
い。
上述の成形体のふくらみ防止に効果のある減少率の値
は、格子形成流路長さl2、応力緩和流路長さl3、および
格子形成流路の溝幅t1に影響されるが、外形200mm角以
下、セル寸法1〜5mm角、リブ厚さ0.2〜1.5mmのハニカ
ムを成形するための従来口金(第10図〜第12図参照)に
長さ3mm前後の応力緩和流路を設けた口金に対して十分
適用可能である。
また応力緩和流路の適正長さl3も、送給流路長さl1
送給流路径d、格子形成流路の溝幅t1、格子形成流路の
長さl2、応力緩和流路の溝幅t2に影響されるが、バラス
効果が顕著に現われるリブ厚1.5mm以下、外形150mm角以
下のハニカム成形用口金であれば、l3は3mm程度とすれ
ば十分なふくらみ防止効果が得られる。l3が1mm以下で
あると成形体が応力緩和流路を通過する間に該成形体内
の弾性応力が完全に緩和されず、応力緩和流路を通過し
た成形体がふくれる。またl3が5mmをこえると、上流側
の圧力上昇に伴い応力緩和流路でのバラス効果が発現し
て成形体がふくれる。したがってl3の値は2〜5mmが好
適である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ハニカム成形用口金の格子形成流路
の下流に応力緩和流路が設けられ、格子形成流路の溝幅
が応力緩和流路出口の溝幅よりもせまく設定されたの
で、格子形成流路で成形された成形体が応力緩和流路に
流入すると該流路と成形体の間で滑りを生じやすく、該
成形体内部の弾性応力が低減されて応力緩和流路出口に
おけるバラス効果による成形体のふくらみを低減するこ
とが可能となり、成形体の寸法精度を高めて製品の歩ど
まりを良くする効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例である単位流路の斜視図
であり、第2図は、第1図に示す単位流路を複数個組み
合せたハニカム成形用口金を、成形体出口側からみた平
面図であり、第3図は第2図のIII−III線に沿う断面図
であり、第4図は本発明の第2の実施例である単位流路
を示す斜視図であり、第5図は第4図に示す単位流路を
複数個組み合わせたハニカム成形用口金を成形体出口側
から見た平面図であり、第6図は第5図のVI−VI線に沿
う断面図であり、第7図は本発明の第3の実施例である
単位流路の斜視図であり、第8図は第7図に示す単位流
路を複数個組み合わせたハニカム成形用口金を成形体出
口側から見た平面図であり、第9図は第8図のIX−IX線
の沿う断面図であり、第10図はハニカム成形用口金の従
来例を示す断面図であり、第11図は第10図に示す口金の
XI−XI矢視図であり、第12図は第10図に示す口金のXII
−XII矢視図であり、第13図は第10図に示す口金の単位
流路を示す斜視図であり、第14図および第15図は従来の
口金の他の例を示す斜視図であり、第16図は口金の位置
とずり速度の大きさの関係を示す説明図である。 1……送給流路、2……格子形成流路、 3……応力緩和流路、20……排出流路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−224905(JP,A) 特開 昭60−222204(JP,A) 特開 昭55−123438(JP,A) 特開 昭50−142605(JP,A) 特開 昭48−55960(JP,A) 特開 昭59−179215(JP,A) 特開 昭58−217308(JP,A)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】格子状の溝からなる排出流路とその溝の交
    点に坏土を分割供給する複数の送給流路とを備え、供給
    された坏土を連続した格子状に成形するハニカム成形用
    口金において、 前記排出流路を上流側の格子形成流路と下流側の応力緩
    和流路とからなる二段構造とし、前記格子形成流路の溝
    幅を流れ方向に一定な平行溝とすると共に、該溝幅を前
    記応力緩和流路の溝幅よりも狭くしたことを特徴とする
    ハニカム成形用口金。
  2. 【請求項2】格子形成流路の溝幅をt1とし、応力緩和流
    路下流端の溝幅をt2とするとき、 0.85t2<t1<0.95t2 であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    ハニカム成形用口金。
  3. 【請求項3】応力緩和流路の溝幅が流れ方向に一定な平
    行溝であることを特徴とする特許請求の範囲第1項と第
    2項のうちいずれかの項に記載のハニカム成形用口金。
  4. 【請求項4】応力緩和流路の溝幅が流れ方向に拡がる拡
    大テーパ溝であることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項と第2項のうちのいずれかの項に記載のハニカム成形
    用口金。
  5. 【請求項5】格子形成流路と応力緩和流路が、溝幅が流
    れ方向にテーパ状に拡大する流路部分を介して接続され
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第1〜4項のう
    ちのいずれかの項に記載のハニカム成形用口金。
  6. 【請求項6】格子形成流路の平行溝の下流端に該平行溝
    の溝幅より広い溝幅の応力緩和流路の上流端が接続され
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第1〜4項のう
    ちのいずれかの項に記載のハニカム成形用口金。
  7. 【請求項7】格子形成流路の平行溝の下流端に、該平行
    溝の溝幅と等しい溝幅の応力緩和流路の上流端が接続さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第1〜4項の
    うちのいずれかの項に記載のハニカム成形用口金。
JP62290342A 1987-11-17 1987-11-17 ハニカム成形用口金 Expired - Fee Related JP2602673B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62290342A JP2602673B2 (ja) 1987-11-17 1987-11-17 ハニカム成形用口金

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62290342A JP2602673B2 (ja) 1987-11-17 1987-11-17 ハニカム成形用口金

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01130906A JPH01130906A (ja) 1989-05-23
JP2602673B2 true JP2602673B2 (ja) 1997-04-23

Family

ID=17754811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62290342A Expired - Fee Related JP2602673B2 (ja) 1987-11-17 1987-11-17 ハニカム成形用口金

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2602673B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6196604B2 (ja) * 2014-11-18 2017-09-13 日本碍子株式会社 ハニカム成形体の押出成形用口金
WO2021108207A1 (en) * 2019-11-26 2021-06-03 Corning Incorporated Honeycomb extrusion die having swell relief

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01130906A (ja) 1989-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5494429A (en) Apparatus for extruding thermoplastic materials
US4536362A (en) Method for producing longitudinally ribbed plastic film
EP0040040B1 (en) Improved extrusion apparatus for preventing the distortion of peripheral cells in extruded honeycomb structures
US4118456A (en) Extrusion die
PL196204B1 (pl) Sposób wytwarzania kształtowego pręta i urządzenie do wytwarzania kształtowego pręta
JP2914507B2 (ja) 厚い外皮を有するハニカム構造を成形するための押出ダイアセンブリ
JP3259779B2 (ja) セル状基材上に均一な外皮を形成するための方法および装置
EP0753391B1 (en) Elastomer extruding apparatus
KR101641611B1 (ko) 세라믹 성형체의 제조 방법, 및 그 성형 장치
MY113632A (en) Honeycomb extrusion die and methods
CN108698253A (zh) 用于蜂窝体的挤出组件
JPS60229726A (ja) シ−ト押出用ダイ
US3380128A (en) Apparatus for producing ceramic bodies
JP2602673B2 (ja) ハニカム成形用口金
WO2006026301A3 (en) Open cavity extrusion dies
JP4670173B2 (ja) 押出成形装置
GB1474319A (en) Moulding of extruded construction elements containing rein forcements
EP2366527B1 (en) Rubber extrusion nozzle
RU2011527C1 (ru) Экструзионная насадка для формования тонкостенного сотового изделия
JP7167613B2 (ja) ダイプレート及びゴム押出装置
JP3121409B2 (ja) ハニカム構造体の押出成形用ダイス
JP7243111B2 (ja) ダイプレート及びゴム押出装置
JP3121408B2 (ja) ハニカム構造体の押出成形用ダイス及びその製造方法
IE32010L (en) Extruded sheet material
JPH0260713A (ja) ハニカム成形用口金

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees