JP2740186B2 - 押出ダイの製造方法 - Google Patents

押出ダイの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルミナ又は他の押出可能な無機酸化物の
押出物を製造するための、特に押出物の長手方向に沿っ
て延びそして押出の長手方向軸の回りに螺旋状に巻かれ
た（helically wound）３つ又は４つのローブの形状を
外側表面に有する押出物を製造するための押出ダイの製
造方法の改良に関する。この押出物は上記の外側形状内
において押出された材料で充填されている。
本出願人の米国特許同時係属出願第785,185号は、こ
のような螺旋状に巻かれた外側表面特徴を持った押出
物、並びに触媒又は触媒支持材料としてのこのような押
出物の使用を記載している。
これらの形状の押出物を製造するために、選ばれた触
媒又は触媒支持材料、典型的にはアルミナ又は他の無機
酸化物材料の押出ペーストは１つ又はそれより多くの特
定の形状の穴を持った押出ダイを通して押出される。ダ
イを通して押し出すための各穴は、ダイにおける内壁を
規定している好ましくは３つ又は４つの螺旋状凹状溝を
持って内壁が形成されている管である。押出ペーストが
ダイの各管を通して強制されるとき、管壁の螺旋状凹状
溝は押出物ストランドの外側表面に沿って螺旋状凸状セ
グメントを形成するであろう。押出された材料のストラ
ンドが押出ダイから出てくるとき、押出されたストラン
ドはダイにおいて形成されるその螺旋状外側表面形状を
保持する。ストランドは所望の長さの押出物に切断さ
れ、これは次いで例えば乾燥させそしてか焼することに
より硬化させて最終の押出物の形状を定めることができ
る。
押出物を形成する押出物ペーストは、押出された触媒
又は触媒支持体又は乾燥剤等を製造するのに好適な材料
であればいずれであっても良い。この材料は、１種又は
それより多くの多孔性の耐火物無機酸化物、例えば、種
々のアルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア等を含ん
で成ることができる。例としては、石油精製触媒プロセ
スに使用される種々の触媒が挙げられる。押出のための
ペースト材料は、例えば石油水素処理触媒に使用される
ことがあるモリブデン化合物の如き他の触媒材料を更に
含んで成ることができる。ペーストは、押出により押出
物が形成された後に押出物をか焼することにより除かれ
る例えば有機物質の如き種々の変性剤を含むことができ
る。例えば乾燥剤又は酸性触媒を製造するための変性剤
としてはモレキュラーシーブが包含されうる。ペースト
を製造するのに或る液体、普通は水が使用される。ペー
ストには酸性及び／又はアルカリ性変性剤が含まれてい
てもよい。ペーストは、押出のため及び押出の後に押出
物の形状を保持するために必要な可塑性コンシステンシ
ーとなるように調製される。無機酸化物の如き材料の好
適な押出ペーストの調製は知られており、本発明は押出
された触媒及び触媒支持体を製造するのに好適な種類の
慣用の先行技術の押出物ペーストを使用して行うことが
できる。
1985年10月７日に出願された本出願人の米国特許同時
係属出願第785,185号には、螺旋状押出物粒子を製造す
るためのダイが記載されている。このダイは、ダイのボ
デイとして望ましい形状のモールド内で硬化可能な液体
又は可塑性ダイ形成性材料を成形することにより製造さ
れる。ダイに押出ペーストを押し出すための穴を形成す
るために、ダイ形成用の硬化可能な材料を、ダイのボデ
イを通して延びているピンの回りに成形する。これらの
ピンは、ダイを通して押し出すことにより形成されるべ
き押出物の所望の外側螺旋状形状のシャフトを有するよ
うに形成されている。ダイの各穴の内壁の螺旋状形状
は、ピンの外側螺旋状形状により成形される。次いでダ
イのボデイは、モールド内で硬化させられる。この硬化
は、例えば、エポキシ樹脂形成性液体を硬化させるか、
又は熱硬化性プラスチック樹脂を加熱するか、又は溶液
した金属又は熱可塑性樹脂を冷却することにより、又は
選ばれたダイ材料を硬化させるのに使用されるいかなる
手段によっても達成される。次いで硬化したダイを成形
モールドから取り出す。
硬化したダイからピンを除去するために、各ピンは、
ダイの螺旋状形状の内壁への損傷を防止するために、そ
の対応するダイ穴からねじのように回して抜き出されな
ければならない。螺旋状ピンがそれを回すことなく、真
っ直ぐに引張出されるならば、壁の螺旋状形状はピンに
よって剥ぎ取られる。
本発明に従えば、好ましくはダイの軸線に平行な、ダ
イを通って延びている１つ又はそれより多くの螺旋状形
状の押出穴を有するダイは、ダイ内に幾つかの螺旋状穴
を成形するための幾つかの螺旋状ピンを備えたモールド
内でダイを成形することにより形成される。好ましい態
様においては、ダイは１つより多くの押出穴を有しそし
て各ピンは、モールド内でのその一定の位置でのピンの
回転を許容すると共にモールド内のその一定の位置にピ
ンを保持する取り付け手段によってモールドの基部に取
り付けられている。形成されそして硬化されたダイをモ
ールドから取り出すために、基部に取り付けられたピン
の各々をその一定位置で回転させてダイが引き抜かれる
につれて各螺旋状ピンをその螺旋状穴からねじのように
回して抜くと共にダイをモールドの基部から抜き取る。
ダイにダイ穴を形成するためのピンは、ダイにより形
成されるべき最終押出物の所望の直径とほぼ同じ直径で
ある。仕上げられたダイ穴の直径を僅かに増加させるで
あろう硬化の際のダイ材料の起こりうる僅かな収縮及び
押出物を仕上げるための乾燥及びか焼による押出後の押
出物の起こりうる収縮に対して幾らかの許容差をつくら
なければならないことがある。ピンはプラスチック又は
金属の如き適当な材料から作ることができる。例えばス
チールワイヤの如き比較的硬質金属を使用するのが好ま
しい。３本又は４本の金属ワイヤを加撚してピンの軸線
に沿って螺旋状に延びた３つ又は４つのローブを有する
螺旋状ピンを作ることができる。軸線に沿って延びそし
てピンの長手方向に沿って螺旋状に巻かれた３つ又は４
つの螺旋状部分の外側形状を持った螺旋状ピンを作るこ
とができる。ロッド又はワイヤをカッティングダイを通
して引き抜き加工するか又は機械加工して、ロッド又は
ワイヤの表面に所望の外側螺旋形状を形成することがで
きる。非常に精巧なピンを作るため又はロッド又はワイ
ヤ表面に種々の形状の螺旋状部分を形成するために、電
気化学的手段による精密機械加工が好ましいことがあ
る。ピンの外側表面は、曲がっているか（curved）又は
角のある（angular）螺旋状ローブ（helical lobes）
が、角があるか又は曲がっている螺旋状溝（helical gr
ooves）により分離されていてもよい種々の螺旋状形状
に形成することができる。かくして、ピンの断面は、断
面の中心の回りの螺旋状のスカロップ（scallops）、ス
ロット（slots）又は溝（grooves）により相互に接続さ
れているか又は分離されていてもよい、例えば、角があ
るか又は縦溝付きの（fluted）又はスカロップ付きの
（scalloped）の３つ又は４つのローブの外郭形状を有
するほぼ円形又は楕円形状であることができる。ピンの
螺旋状表面はその断面をピンの軸線に沿って螺旋状に延
長することにより定められて、例えば螺旋状にスロット
のついたシリンダ（helically sloted cylinder）又は
螺旋状ススカロップ付きシリンダ（helically scallope
d cylinder）を形成する。
本発明の好ましい態様を添付図面を参照して更に詳細
に説明する。
第１図を参照すると、ダイは、ダイの押出穴11を通し
てペーストを押し出すための押出機バレルのヘッダに適
合する形状のボデイを持ったダイプラグ10から成る。第
１図の切り欠き部においては、１つの押出穴の内壁12の
螺旋形状が示されている。押出ペーストが穴を通して強
制されるにつれて、ペーストはダイの螺旋状内壁により
形成される螺旋状外側形状を持った押出物を形成する。
第２図は、いくつかのダイプラグ10が押出機バレルの
ヘッダプレート21を通っている穴に取り付けられている
押出機バレルの押出端部20を示す。各ダイプラグは、ヘ
ッダにダイを保持するためのフランジ13をそのボデイ10
の一端に有している。押出物22は第２図においてダイか
ら出てくるところを示されている。
ダイプラグは任意の適当なモールドで形成することが
できる。本発明を説明するために第３図を参照する。第
３図はモールド基部31とモールドカバー32から成る射出
成形ユニット30を示す。基部のモールドキャビティ33
は、モールド内でダイプラグを形成するためのユニット
として形成されるべきダイ本体10とそのフランジ13のシ
リンダ形状を規定する。ダイを通る押出穴を形成するた
めに、モールド基部はいくつかのピン34を備えており、
各ピンはモールド基部からモールドカバーへとダイキャ
ビティを通って延びているシャフトの螺旋状に形成され
た区域35を有する。モールド基部においては、各ピン34
はシリンダ状シャフト区域36を有し、シリンダ状シャフ
ト区域36はピンシャフトの螺旋状区域35からモールド基
部のシリンダ状ピン穴を通って延びている。シリンダ状
シャフト区域は、その他端にピン穴の直径より大きい直
径のフランジ13を備えている。ピンは、ピンの回転を許
容するようにピン穴内で自由に回転することができる
が、ピン穴へのシリンダ状区域の嵌合（fit）及びモー
ルドの外側のフランジ37によりピンはモールド内のその
位置に固定される。モールドカバー32はモールド基部31
の頂部に嵌合してモールドキャビティの上端を規定す
る。モールドカバーのニップル38が所定の位置でモール
ドキャビティの内側でピン34の端部に対応している。ニ
ップルはカバーからモールドキャビティへと短い距離延
びている。それらの外径は、ピン直径より僅かに大きく
そして各々は内側で中空になっていてモールドキャビテ
ィ内の１つのピンの端部に嵌合して、成形中ピンを所定
の位置に保持するのを助ける。
ダイプラグを作るためのモールドを組み立てるため
に、基部の底部側からモールドキャビティ内へとピン穴
を通して幾つかのピンが挿入される。モールドカバー
は、第３図に示された如き各ピンの端部の上に嵌合した
１つのニップルでモールドキャビティ上に固定される。
流動性熱可塑性材料は、射出ポート39を通してモールド
に射出されてモールドキャビティを充填する。モールド
キャビティから追い出された空気はモールドカバーの空
気ベント40を通って逃げる。熱可塑性材料はモールドキ
ャビティを充填しそしてモールド内で硬化してダイプラ
グを形成する。モールドカバーを取り外しそしてダイプ
ラグは、適当な手段、例えば、モールド基部を通って延
びておりそしてモールドキャビティの底部へと開口して
いる空気配管41を通して供給される圧縮空気のジェット
により突き出される。ダイがモールドから強制的に外さ
れるにつれて、ピンは回転することが自由であり、そし
てピンはピンの螺旋状外側部分を押している（bear aga
inst）ダイ穴の螺旋状内壁の力により回転させられる。
かくして、ダイがモールドから外れるように強制される
につれて、ピンはダイからねじのように回して抜かれ
る。
モールド内のダイの運動に対する反作用によって、上
記の如くピンをねじのように回して抜く代わりに、ダイ
がモールドから引き出されている間、モールドの外側の
ピンのフランジによりピンを回すことによりピンを回転
させることができる。ピンフランジは、ラグ又は歯を備
えることができ、それによりモールドの外側の適当な用
具を使用してフランジを回してモールドの内側でピンを
回すことができる。
射出成形によりダイプラグを製造するのに好適な熱可
塑性樹脂には、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、
熱可塑性アセタール樹脂、或る種のナイロン、ポリカー
ボネート等が包含される。この使用に特に好適な樹脂は
デュポンのデルリン500又は900及びセラニーズのセルコ
ンM90であり、両者は汎用アセタール樹脂である。
本発明に従うダイプラグは、選ばれた押出機の所定の
ヘッダに適応するのに必要な他の形状に成形してもよ
い。ダイプラグ内の螺旋状管の配列の変更は所望により
行うことができる。有る態様においては、プラグを通る
距離の一部分のみにわたり螺旋状溝を持ち、図面に示さ
れた如くプラグへと延びている入り口側で又は示されて
はいないが、穴の両側で又は示されてはいないが、出口
側でのみより大きい直径の穴を持った管を延長すること
が望まれることがある。
このようなより大きい直径の穴は、第３図に示された
如くピンの一端でモールドへとニップル38を延長するこ
とによりモールド内に形成されるか又は、示されていな
いピンの他端でピンのシリンダ状シャフト区域をモール
ドへと部分的に延長することにより形成することができ
る。
本発明により作られるべきダイプラグの寸法は、プラ
グが使用されるべき押出バレルの寸法にある程度依存す
るであろう。5.1cmのバレルを持った典型的な押出機に
おいては、バレルの端部のヘッダプレートはダイプラグ
を保持するための４つのま穴を備えており、各穴は直径
が1.9cmである。ヘッダプレートの厚さは、2.5cmであり
そしてダイプラグは、部分的に又は完全にプレートを通
って延びていてもよく又はプレートの外側表面を数ミリ
メートル超えてすら延びていてもよい。各ダイプラグに
デザインされるべき押出穴の数は、一部は押出穴の寸
法、プラグの直径及び当業者には馴染みの深い他のファ
クターに依存するであろう。典型的な押出機に使用する
ためには、ボデイの直径が1.9cmであり、ボデイの長さ
が6.3mmでありそして約2.5cmの直径及び5mmの厚さを持
ったフランジを備えている単一のシリンダ状プラグ内に
1.5mmの直径の19個の穴を持って作られる。
本発明は種々の螺旋形状物を押し出すためのダイを作
るのに使用することができるけれども、特に好ましく
は、ダイは押出の軸の回りに螺旋状に巻かれた接触した
（tangent）又はオーバーラップしている（overlappin
g）３個又は４個のローブを有する螺旋状押出物（helic
ally extrudate）を製造する。螺旋の好ましいピッチ
は、押出物の直径が1.3mmである場合に、押出物長さ2.5
cm当たり１つのセグメントの約４回乃至約５回のターン
の範囲にある。
本発明は大きな押出物を製造するのに使用することが
できるけれども、例えば直径約0.8mm乃至約1.5mmの小さ
い直径の押出物を作るのに使用するのに特に好適であ
る。
本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。
1.無機酸化物押出ペーストからなる押出物を形成するの
に有用な押出ダイであって、押出物の長手方向に沿って
延びそして押出物の長手方向軸線の回りに螺旋状に巻か
れた３つ又は４つのローブの形状を外側表面に有する螺
旋状押出物を形成するための押出ダイを製造する方法に
おいて、ここで、前記押出ダイは前記ダイを通る螺旋状
押出穴を有するものであり、 成形されるダイに螺旋状押出穴を形成するための一つ
又はそれより多くの螺旋状ピンシャフトを有するモール
ド内で、硬化可能な成形材料から押出ダイを成形し、各
ピンシャフトは、前記ダイにより形成されるべき螺旋状
押出物の外側螺旋状表面形状を有しており、そしてモー
ルド内の各ピンシャフトは前記ダイの長手方向を通って
延びており、 前記モールド内で成形されたダイ材料を硬化させ、 モールドから硬化したダイを取り出しそして螺旋状ピ
ンシャフトの各々をダイの螺旋状押出穴からねじのよう
に回して抜き取ることを特徴とする方法。
2.前記ダイは、上記の規定された螺旋状ピンシャフトの
各々がモールド内でその所定位置に固定され且つ該位置
で回転可能でありそして、ダイがモールドから抜き出さ
れるにつれて各螺旋状ピンはモールド内でその一定の位
置で回転せしめられて、そのピンがダイに形成した螺旋
状押出穴からそのピンをねじのように回して抜くように
なっているモールドで成形される、上記１に記載の方
法。
3.モールドが射出モールドでありそして硬化可能な成形
材料が熱可塑性樹脂である上記２に記載の方法。
4.ピンは、ダイがモールドから抜き取られるにつれて穴
内のピンシャフトの螺旋状セグメントを押す各ダイ穴の
螺旋状壁の力によって回転せしめられる上記２に記載の
方法。
5.多孔性耐火物無機酸化物の螺旋状形状の押出物であっ
て、螺旋状線で接合されているか又は螺旋状のスカロッ
プ、スロット又は溝により分離されている角があるか又
は縦溝付きの又はスカロツプ付きの３つ又は４つのロー
ブの形状を断面外側に有し、該ローブは該押出物の長手
方向に沿って押出物の軸の回りに螺旋状に巻かれており
そして該押出物は前記外側形状内において押出された材
料で充填されていることを特徴とする螺旋形状押出物。
【図面の簡単な説明】
第１図はダイを通る１つの押出穴の内壁を示す切り欠き
図−部分を持ったダイの正面図及び側面図である。 第２図は、ヘッダに取り付けられたダイプラグ及びダイ
を通してペーストを押し出して押出物を形成することを
示す押出機バレルのヘッダの側面図である。切り欠き部
分はヘッダプレートの内側のダイ形状を示す。 第３図は本発明の好ましい態様に従ってダイを作るため
のモールドを示す。 図において、10……ダイプラグ、11……押出穴、13……
フランジ、21……ヘッダプレート、22……押出物、30…
…射出モールドユニット、31……モールド基部、32……
モールドカバー、33……モールドキャビティ、34……ピ
ン、35……シャフトの螺旋状に形成された区域、36……
シリンダ状シャフト区域、38……ニップル、37……フラ
ンジ、39……射出ポート、40……空気ベント、である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 31:00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】無機酸化物押出ペーストからなる押出物を
    形成するのに有用な押出ダイであって、押出物の長手方
    向に沿って延びそして押出物の長手方向軸線の回りに螺
    旋状に巻かれた３つ又は４つのローブの形状を外側表面
    に有する螺旋状押出物を形成するための押出ダイを製造
    する方法において、ここで、前記押出ダイは前記ダイを
    通る螺旋状押出穴を有するものであり、 成形されるダイに螺旋状押出穴を形成するための一つ又
    はそれより多くの螺旋状ピンシャフトを有するモールド
    内で、硬化可能な成形材料から押出ダイを成形し、各ピ
    ンシャフトは、前記ダイにより形成されるべき螺旋状押
    出物の外側螺旋状表面形状を有しており、そしてモール
    ド内の各ピンシャフトは前記ダイの長手方向を通って延
    びており、 前記モールド内で成形されたダイ材料を硬化させ、 モールドから硬化したダイを取り出しそして螺旋状ピン
    シャフトの各々をダイの螺旋状押出穴からねじのように
    回して抜き取ることを特徴とする方法。
JP63120805A 1987-05-21 1988-05-19 押出ダイの製造方法 Expired - Lifetime JP2740186B2 (ja)

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