JP4426210B2 - 成形用治具及びこれを用いた成形体の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形用治具及びこれを用いた成形体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セラミック、金属又はカーボンから任意の形状で、且つ１〜複数の中空孔を有する中空棒状体を得る方法としては、一般的に、プレス成形、鋳込み法、射出成形法、ラバープレス法及びホットプレス法等で中空棒状体を成形し、焼結したり、外観形状を有する焼結体（棒状体）にドリル加工、放電加工、電気化学加工（ＥＣＭ加工）等で中空孔を穿孔することが行われていたが、これらの方法では非常に複雑な工程を必要とし、且つ技術的に極めて困難であるため生産性も低くなり、特に中空孔の孔径が細くなったり、中空孔を高密度化する場合、その傾向が顕著であった。
【０００３】
このため、現在では、例えば、特殊なダイスや口金で中空押出素材を押出し成形し、焼成して１〜複数本の中空孔構造を有する中空棒状体（ハニカム構造体も含む）を製造することが主に行われていた。
これにより、生産性が大幅に向上するとともに、中空孔の形状や個数をダイスにより任意に設定することができる。
【０００４】
しかしながら、上記の製造方法では、比較的低粘度の材料を用いているため、押出し成形後、中空孔が崩れ易く安定した品質を得ることが困難であり、特に、微細な中空孔を高密度に有する中空棒状体（ハニカム構造体も含む）を得ることがダイスの構造上困難であるだけでなく、ダイスが消耗し易く、また非常に高価であるため、製造コストが嵩むといった問題点があった。
【０００５】
上記の問題点を解消するため、所定の断面を有する複数の平行なチャンネルを含むセルラ構造体（ハニカム構造体）のチャンネルに充填材料を充填したものを、テーパーで絞り、再整形することにより、セルラハニカムを得る方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、セラミックの中空部に充填材料を充填した細線棒状体を複数束ね再整形したものを（必要に応じて、更に束ね再整形した後）ダイス及びプランジャーで加圧押し出しすることにより、多孔構造を有する中空棒状体を得る方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
更に、被成形材である可塑性混練体を押出し機から押出した後、ねじれ付与装置とその次に金型内を通過させ、断面内部に螺線状の孔と外周部にねじれ溝を有する焼結用素材を得る方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特表２００１−５２６１２９号公報
【特許文献２】
特開２００１−２４７３７２号公報
【特許文献３】
特開平６−２６４１０５号公報
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、セルラ構造体（ハニカム構造体）を作成後、充填材料を充填・除去する工程が必要であるため、コストがかかるだけでなく、充填材料やハニカム用金型にもコストがかかるという問題点があった。
【０００８】
また、特許文献２では、多孔構造の中空棒状体を作成する場合、微細な中空孔を有する細線棒状体を作成することが困難であるとともに、再整形工程に非常に手間がかかり、高セル密度化もできないという問題点があった。
【０００９】
更に、特許文献３では、押出成形で中空構造を作製することができるが、孔を高密度にすることができず、任意に孔パターンを配置することが出来ない。また、マンドレル作製コストが高い問題もあった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、中空孔の成形パターン及び成形体の外観形状を容易且つ低コストで設計・変更することができるとともに、微細な中空孔を高密度に形成することができる成形用治具及びこれを用いた成形体の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明によれば、複数の材料供給孔を有する整流板と、前記整流板の下方に配設され、材料から得られた成形体の外観形状を規定する絞り型と、前記絞り型内の鉛直方向に、１〜複数本のワイヤが浮遊し、且つ前記絞り型の出口断面に中空孔の成形パターンを形成するように張設された浮遊型と、からなり、前記浮遊型が、前記ワイヤを結び、固定されたものであり、部分的に可変可能に形成されたものであることを特徴とする成形用治具が提供される。
このとき、前記浮遊型は、整流板の上流側又は下流側に配置され、前記ワイヤが固定されてなることが好ましい。
【００１２】
ここで、本発明では、絞り型が以下に示す▲１▼〜▲３▼のいずれかの条件を満たすことが好ましい。
▲１▼絞り型の内面形状がテーパー状であること。
▲２▼絞り型の出口断面が可変自在であること。
▲３▼絞り型が外（周）壁付用の外被形成路を有すること。
【００１３】
また、本発明では、浮遊型が、耐摩耗性に優れ、材料流動に対し柔軟に変形するとともに、絞り型の出口断面でほとんど変形しないことが好ましい。
【００１４】
更に、本発明では、浮遊型が、整流板の上流側又は下流側で前記複数のワイヤを結び、溶接、接着又は固定治具で固定されたものである事が好ましく、また、材料の流動性及び／又は成形パターンに対応して、さまざまな剛性を有するワイヤから構成されてなることが好ましい。
【００１５】
また、本発明によれば、整流板の複数の材料供給孔から供給された材料流体が、絞り型内に導入され、前記材料供給孔から前記絞り型出口付近に浮遊して張設された１〜複数本のワイヤで、前記絞り内部における材料流体の流量分布を均一にするとともに、前記ワイヤにより所定の成形パターンが形成された前記絞り型の出口断面から材料流体を押出し成形することにより、前記ワイヤが成形体の中空孔を形成するものであり、前記ワイヤを結び、固定されたものであり、部分的に可変可能に形成された浮遊型を用いることを特徴とする成形体の製造方法が提供される。
【００１６】
このとき、上記の成形体の製造方法は、以下に示す▲１▼〜▲４▼のいずれかの条件を満たしていることが好ましい。
▲１▼絞り型をテーパ状にすることにより、材料流体の流速分布の制御や材料流体の流速を緩めて成形パターンを安定化させること。
▲２▼絞り型の出口断面を可変自在にすることにより、得られた成形体及び中空孔の外観形状および寸法を変化させること。
▲３▼絞り型の最外（周）側に外（周）壁付用の外被形成路を配設することにより、得られた成形体に外周壁が形成されてなること。
▲４▼複数の層からなり、隣接する前記層を構成する材料流体が異なっている積層成形体を得るため、前記整流板の各材料供給孔に各層に対応する各材料流体を導入すること。
【００１７】
尚、上記の成形体の製造方法では、得られた成形体が細線中空棒状体であることが好ましい。
このとき、細線中空棒状体の断面寸法が直径に換算して０．１〜１０００ｍｍ、また細線中空棒状体の中空孔の断面寸法が直径に換算して０．００１〜９９０ｍｍであることが好ましく、更に細線中空棒状体における中空孔の密度が、０．０００００１〜１０００００個／ｍｍ2であることが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る成形用治具は、複数の材料供給孔を有する整流板と、前記整流板の下方に配設され、材料から得られた成形体の外観形状を規定する絞り型と、前記絞り型内の鉛直方向に、１〜複数本のワイヤが浮遊し、且つ前記絞り型の出口断面に中空孔の成形パターンを形成するように張設された浮遊型と、からなり、前記浮遊型が、前記ワイヤを結び、固定されたものであり、部分的に可変可能に形成されたものである。
また、上記成形用治具を用いた本発明の成形体の製造方法は、整流板の複数の材料供給孔から供給された材料流体が、絞り型内に導入され、前記材料供給孔から前記絞り型出口付近に浮遊して張設された１〜複数本のワイヤで、前記絞り内部における材料流体の流量分布を均一にするとともに、前記ワイヤにより所定の成形パターンが形成された前記絞り型の出口断面から材料流体を押出し成形することにより、前記ワイヤが成形体の中空孔を形成するものであり、前記ワイヤを結び、固定されたものであり、部分的に可変可能に形成された浮遊型を用いるものである。
【００１９】
以上のことから、本発明の成形用治具は、従来のダイスや口金のように、精密加工処理を有することなく、中空孔の成形パターン及び成形体の外観形状を容易且つ低コストで設計・変更することができるとともに、基本的に、浮遊型と絞り型が別体で構成されているため、従来のダイスや口金と比較して、材料流体による摩耗が発生した場合等に行うメンテナンスも容易且つ低コストで行うことができる。
【００２０】
また、本発明の成形用治具は、材料供給孔から絞り型出口付近に張設された１〜複数本のワイヤで、絞り型内部における材料流体の流量分布を均一にすることができるため、成形品の品質や精度を向上させるとともに、成形品の品質のバラツキを小さくする（成形品の歩留まりを向上する）ことができる。
【００２１】
更に、本発明の成形用治具は、ワイヤが成形体の中空孔を形成するため、従来の方法（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）のように、煩雑な工程を経ることなく、微細な中空孔を有する細線棒状体や微細な中空孔が高密度に形成された成形体を容易且つ低コストで製造することができる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の成形用治具の一例を示す概略縦断面図であり、図２は図１の概略正面図、図３は図１の成形用治具の各地点における要部断面図を示すものであり、（ａ）がＡ−Ａ要部断面図、（ｂ）がＢ−Ｂ要部断面図、（ｃ）がＣ−Ｃ要部断面図、（ｄ）がＤ−Ｄ要部断面図である。
本発明の成形用治具の基本構成は、例えば、図１及び図２に示すように、複数の材料供給孔２を有する整流板４と、整流板４の下方に配設され、材料から得られた成形体２０の外観形状を規定する絞り型５と、絞り型内（成形パターン流路）７の鉛直方向に、複数本（図２では７本）のワイヤ８が浮遊し、且つ絞り型５の出口断面６に中空孔の成形パターンを形成するように張設された浮遊型１０とからなるものである。
【００２３】
図１に示すように、上記成形用治具を用いて成形体２０を製造する場合、整流板４の複数の材料供給孔２から供給された材料流体が、絞り型内７に導入されると、材料供給孔２から絞り型の出口付近に張設された複数本（図１では７本）のワイヤ８が、材料流体の流量分布を均一にするとともに、各ワイヤ８間にかかる圧力を均一にすることにより、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、テーパー状の絞り型内７の上流側〜下流側にかけて、材料流体の横断面が相似するように縮小されていき、所定の成形パターンが形成された絞り型の出口断面６から材料流体を押出し成形することにより、図３（ｄ）に示すように、中空孔２２（図３では７個）が形成された（円柱状）成形体２０を得ることができる。
【００２４】
このとき、本発明の成形体の製造方法は、材料流体の特性や成形体の形態に応じて、図４に示すように、絞り型５の出口断面を入口断面３と比較して急激に絞ることにより、材料流体の圧力を急激につけることで成形パターンを変化させたり、図５に示すように、テーパ角度θを変化させることにより、材料流体の流速分布の制御したり、図６に示すように、絞り型の出口から入口までの距離ｔを長くすることにより、材料流体の流速を緩めて成形パターンを安定化させることができる。
【００２５】
そして、本発明の成形品の製造方法は、例えば、図７（ａ）に示すように、成形パターン流路の周囲に外被形成路１２を配設された絞り型１３を用いることにより、図７（ｂ）に示すように、中空孔３２（図７（ｂ）では７個）が形成された成形パターン部３３の外側に所定の厚さの外被３４（外［周］壁）が形成された成形体３０（図７（ｂ）では円柱状）を得るものである。
【００２６】
このとき、材料流体の押出成形時に外被形成路１２の押出速度と成形パターン流路７との押出速度が異なると、押出成形された成形体３０の外皮３４や中空孔３２に歪みや欠損が生じる原因となるため、図７（ａ）に示すように、外皮形成路１２と成形パターン流路７に供給される材料流体を別々に供給するとともに、外被形成路１２に供給される材料量と成形パターン流路７に供給される材料量とのバランスを材料分配路１５で調節して外被３４（外［周］壁）と成形パターン部３３との最適化する制御プレート１４が、整流プレート４の上流側に配設されている。
尚、図７（ａ）に示すように、成形パターン部３３の材料流体Ａと、外被３４（外［周］壁）の材料流体Ｂは、同じ材料であっても異材料であってもよい。
【００２７】
また、本発明の成形品の製造方法は、例えば、図８（ａ）に示すように、整流板４の各材料供給孔２に各層に対応する各材料流体Ａ〜Ｃを制御プレート１４で分配・供給することにより、図８（ｂ）に示すように、複数の層（図８（ｂ）では３層）からなり、複数の中空孔４２を有する隣接する層を構成する材料流体が異なった積層成形体４０（図８（ｂ）では六角柱状）を得ることができる。
【００２８】
このとき、制御プレート１４は、得られた積層成形体における各層の界面の位置ずれを防止するとともに、積層成形体の表面のしわや変形を防止するため、各材料流路２に供給される材料流体を材料分配路１５で別々に供給するとともに、各材料流路２に供給される材料量とのバランスを調節するため、最適化されていることが好ましい。
尚、図９（ｂ）に示すように、中空孔５２が各層（図９（ｂ）では２層）の界面５４に配置された積層成形体５０（図９（ｂ）では四角柱状）を得るためには、例えば、図９（ａ）に示すように、浮遊型のワイヤ８を各層の界面部に合わせて配置するとともに、その配置場所に該当する材料供給孔２を制御プレート１４で塞ぐことにより実現することができる。
【００２９】
更に、本発明の成形体の製造方法は、例えば、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、始めに、図１０（ａ）に示すような状態で押出成形しつつ、任意の地点で、図１０（ｂ）に示すように、絞り型１９の出口断面６を左右に可変させることにより、得られた成形体６０の外観形状及び中空孔６２の形状を、例えば、図１０（ｃ）に示すような形状に変化させることができる。
このとき、図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、絞り型１９の出口断面６だけでなく浮遊型の可動ワイヤ１８も左右に可変させることにより、更に特異な形状を有する成形体７０（図１１（ｃ）参照）を得ることができる。
【００３０】
尚、本発明の成形用治具及びこれを用いた成形体の製造方法は、特に、微細な中空孔が高密度に形成された細線多孔棒状体を押出成形する場合、好適に用いることができ、例えば、外観形状の断面寸法が直径に換算して０．１〜１０００ｍｍ、中空孔の断面寸法が直径に換算して０．００１〜９９０ｍｍ、中空孔の密度が０．０００００１〜１０００００個／ｍｍ2である細線多孔棒状体を好適に製造することができる。
【００３１】
次に、本発明の成形用治具の主な構成要素の説明をそれぞれ行う。
本発明で用いる絞り型は、成形体の外観（輪郭）形状を規定するものであり、その断面形状も、特に限定されず、用途に応じて、例えば、円形状、四角状、三角形状、六角形状、星状又は（複雑な）異形状といったものを適宜選択することができる。
このとき、本発明で用いる絞り型の内面形状は、テーパー状であることが、押出し成形時に、材料流体の流速分布の制御したり、材料流体の流速を緩めて成形パターンを安定化させることができるため好ましい。
また、本発明で用いる絞り型の出口断面は、可変自在にすることにより、成形体の寸法（外寸法や内寸法）を変化させることができるため、１台の押出成型装置で用途に適合させた成形体を押出成形することができる。
更に、本発明で用いる絞り型は、外周壁付用の外被形成路を有していてもよく、図７（ａ）に示すような一体型や外被形成路を別途、通常の絞り型と組み合わせたものであってもよい。
【００３２】
本発明で用いる浮遊型は、絞り型内の鉛直方向に、１〜複数本のワイヤが浮遊し、絞り型の出口断面に中空孔の成形パターンを形成するように張設されたものであり、整流板の上流側（図１及び図２参照）又は下流側（図４〜６参照）に配置されてなるものである。
ここで、本発明で用いる浮遊型は、耐摩耗性に優れ、材料流体に対し柔軟に変形するとともに、絞り型の出口断面でほとんど変形しないことが好ましい（図１参照）。
また、本発明で用いる浮遊型は、材料の流動性及び／又は成形パターンに対応して、さまざまな剛性を有するワイヤから構成されていることが好ましい。
例えば、絞り型の内面に近いワイヤの剛性を堅めにすることにより、絞り型の内面近傍における材料流体の逃げを抑制することができるため、得られた成形体の外観形状を良好に維持することができる。
尚、本発明で用いる浮遊型は、整流板の上流側又は下流側で複数のワイヤを結び、溶接、接着又は固定治具で固定されたものであることが好ましく、部分的に可変可能な浮遊型（図１１参照）と組み合わせてもよい。
【００３３】
本発明で用いる整流板は、絞り型内（流路部）を区画したり、流路部の一部材料流体の流動を制御する複数の材料供給孔を有するものであり、特に限定されず、用途に応じて、例えば、直交形状、六角形状、円周形状等に配置された多孔構造（図１２（ａ）参照）、異形孔構造（図１２（ｂ）参照）、メッシュ構造（図１２（ｃ）参照）といったものを適宜選択することができる。
また、本発明で用いる整流板は、例えば、図１３（ａ）に示すように、整流板の下流側にディフューザー５６を配設することにより、多層押出成形時、ディフューザーなしの場合（図１４（ａ）（ｂ）参照）と比較して、各層（Ａ〜Ｃ）の境界５５を明確に制御することができる（図１３（ｂ）参照）。
更に、本発明で用いる整流板は、通常、様々な流動パターンに対応するため、制御プレートと組み合わせて用いられる。
【００３４】
本発明で用いるワイヤは、材料流体をワイヤの張設方向に誘導することにより、材料流体の流動性を等方向に均一にするとともに、押出成形時に成形体の中空孔の形状を決定するものである。
このとき、本発明で用いるワイヤの外観形状は、特に限定されないが、通常のワイヤだけでなく、ワイヤの先端部に異形部材が配設されたもの（異形ワイヤ）や複数本のワイヤで異形型が吊られたもの（フローティングダイス）であってもよい。
【００３５】
ここで、本発明で用いる異形ワイヤは、例えば、図１５（ａ）に示すように、ワイヤ基部８１の先端に留め金８３で異形部材８２を取り付けることにより、図１５（ｂ）〜（ｄ）に示すような任意の断面形状孔を得ることができるため、浮遊型の修正や浮遊型に耐摩耗等のコーティングすることが容易であるとともに、周囲の流動性を調整して、位置決めを行うことができる。
尚、本発明で用いる異形部材８２は、硬質材（超硬合金を含む）を使用することが耐摩耗性の点から好ましい。
【００３６】
また、本発明で用いるフローティングダイスは、例えば、図１６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、金型を薄くすることができ、成形圧力損失を減らすことができるとともに、ワイヤ８の長さを留め具８４で調整することができるため、流動バランスの調整も可能である。
また、本発明で用いるフローティングダイス８６，８８は、レーザーやワイヤ放電で任意の形状に加工することができるとともに、耐摩耗性材料や超硬合金を用いたり、コーティングが施されたものであってもよく、洗浄等のメンテナンスも容易である。
【００３７】
尚、本発明で用いるワイヤの断面形状は、用途に応じて、円形状、四角状、三角形状、六角形状、星状又は異形状を適宜選択することができる。
更に、本発明で用いるワイヤの材質は、耐摩耗性に優れ、ワイヤの剛性強度を適宜選択することができるものであれば、特に限定されないが、ナイロン６６であることがより好ましい。
【００３８】
【実施例】
本発明を実施例に基づいて、更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものではない。
（実施例）
平均粒径１０μｍのアルミナ粒子の重量比１００に対し、バインダとしてメチルセルロース重量１０を加え、混練機により混練し、粘土状物（坏土）とした。
次に、φ２０ｍｍのＳＵＳプレートにφ１．０ｍｍの孔を六角形状に１２７個配列した整流板を出口形状がテーパでφ２．０ｍｍのノズル形状になった絞り型の上に整流板を設置する。
整流板にφ０．２ｍｍのナイロン６６製ワイヤを１９本六角形状になるように取り付けた浮遊型を、絞り型出口へ各ワイヤが引き出された状態で設置した。
更に、整流板前にシリンダ設置後、シリンダ内に坏土を投入し、ピストンで１０ｍｍ／ｓｅｃで押出成形しながら、約１００ｍｍ毎に切断した後、１２０℃の乾燥機に１０分投入することにより、外径：φ２．１ｍｍ、孔径：φ０．２ｍｍ、孔数：１９を有する成形体（乾燥体）［図１７参照］を得た。
次に、得られた成形体を、１時間で２００℃まで昇温、２００℃で１時間キープ、１時間かけて３００℃へ昇温、６時間かけて１６００℃へ昇温、１６００℃キープで２時間焼成後、自然冷却に移行し、室温になった後、焼成体として取り出した。
最後に、得られた焼成体の両端面をヤスリで仕上げ、研磨屑を除去し完成体を得た。
得られた完成体は、５ｍｍ毎に切断し、その断面を観察した結果、全ての孔が貫通しており、隣接セル間のくっつきや詰まりが無いことを確認した。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の成形用治具及びこれを用いた成形体の製造方法は、中空孔の成形パターン及び成形体の外観形状を容易且つ低コストで設計・変更することができるとともに、微細な中空孔を高密度に形成することができる。
これにより、本発明の成形用治具及びこれを用いた成形体の製造方法は、例えば、クロマトグラフ用カラム、セラミックスフィルタ、高速熱交換器、小型反応器、金属複合材、燃料電池用セル構造体、セパレータ、インクジェットノズル、セラミック金型、紡績金型、バーナーノズル、多チャンネル送液流路、軽量セラミック部材、セラミック断熱材、光コネクターフェルール、パスタ等の食品などといった幅広い用途に多大な貢献をなすものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の成形用治具の一例を示す概略縦断面図である。
【図２】 図１の概略正面図である。
【図３】 図１の成形用治具の各地点における要部断面図を示すものであり、（ａ）がＡ−Ａ要部断面図、（ｂ）がＢ−Ｂ要部断面図、（ｃ）がＣ−Ｃ要部断面図、（ｄ）がＤ−Ｄ要部断面図である。
【図４】 本発明の成形用治具の他の例を示す概略縦断面図である。
【図５】 本発明の成形用治具の更に他の例を示す概略縦断面図である。
【図６】 本発明の成形用治具の別の例を示す概略縦断面図である。
【図７】 本発明の成形体の製造方法の一例（外（周）壁付）を示すものであり、（ａ）は概略縦断面図であり、（ｂ）は得られた外（周）壁付成形体の要部断面図である。
【図８】 本発明の成形体の製造方法の他の例（多層押出）を示すものであり、（ａ）は概略縦断面図であり、（ｂ）は得られた積層成形体の要部断面図である。
【図９】 本発明の成形体の製造方法の更に他の例（多層押出）を示すものであり、（ａ）は概略縦断面図であり、（ｂ）は得られた積層成形体の要部断面図である。
【図１０】 本発明の成形体の製造方法の別の例（可変絞り型）を示すものであり、（ａ）は通常状態の概略縦断面図、（ｂ）は可変絞り型を左右に拡げた状態の概略縦断面図、（ｃ）は得られた成形体の縦断面図である。
【図１１】 本発明の成形体の製造方法の更に別の例（可変絞り型＋可変浮遊型）を示すものであり、（ａ）は通常状態の概略縦断面図、（ｂ）は絞り型及び可変浮遊型を左右に拡げた状態の概略縦断面図、（ｃ）は得られた成形体の縦断面図である。
【図１２】 （ａ）〜（ｃ）は、本発明で用いる整流板の各例を示す概略正面図である。
【図１３】 本発明で用いる整流板の後方形状の一例（ディフューザーあり）を示すものであり、（ａ）は概略縦断面図、（ｂ）は得られた積層成形体の要部断面図である。
【図１４】 本発明で用いる整流板の後方形状の他の例（ディフューザーなし）を示すものであり、（ａ）は概略縦断面図、（ｂ）は得られた積層成形体の要部断面図である。
【図１５】 本発明で用いる異形ワイヤの各例を示す縦断面図であり、（ａ）は異形部材の取り付け状態の一例であり、（ｂ）は直角型、（ｃ）はコーン型、（ｄ）は低頭型の異形部材を各々示す。
【図１６】 本発明で用いるフローティングダイスの一例を示すものであり、（ａ）は概略縦断面図、（ｂ）は出口正面図、（ｃ）得られた成形体の要部断面図である。
【図１７】 実施例で得られた成形体の要部断面図である。
【符号の説明】
２…材料供給孔、３…入口断面（絞り型）、４…整流板、５…絞り型、６…出口断面（絞り型）、７…絞り型内（成形パターン流路）、８…ワイヤ、９…固定治具（ワイヤ用）、１０…浮遊型、１２…外被形成路、１３…絞り型、１４…制御プレート、１５…材料分配路、１８…可動ワイヤ、１９…絞り型（可変型）、２０…成形体、２２…中空孔、３０…成形体、３２…中空孔、３３…成形パターン部、３４…外被、４０…積層成形体、４２…中空孔、５０…積層成形体、５２…中空孔、５４…界面、５５…境界、５６…ディフューザー、６０…成形体、６２…中空孔、７０…成形体、７２…中空孔、８０…異形ワイヤ、８１…ワイヤ基部、８２…異形部材（異形ダイス）、８３…留め金、８４…留め具、８６，８８…フローティングダイス、９０…成形体。
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形用治具及びこれを用いた成形体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セラミック、金属又はカーボンから任意の形状で、且つ１〜複数の中空孔を有する中空棒状体を得る方法としては、一般的に、プレス成形、鋳込み法、射出成形法、ラバープレス法及びホットプレス法等で中空棒状体を成形し、焼結したり、外観形状を有する焼結体（棒状体）にドリル加工、放電加工、電気化学加工（ＥＣＭ加工）等で中空孔を穿孔することが行われていたが、これらの方法では非常に複雑な工程を必要とし、且つ技術的に極めて困難であるため生産性も低くなり、特に中空孔の孔径が細くなったり、中空孔を高密度化する場合、その傾向が顕著であった。
【０００３】
このため、現在では、例えば、特殊なダイスや口金で中空押出素材を押出し成形し、焼成して１〜複数本の中空孔構造を有する中空棒状体（ハニカム構造体も含む）を製造することが主に行われていた。
これにより、生産性が大幅に向上するとともに、中空孔の形状や個数をダイスにより任意に設定することができる。
【０００４】
しかしながら、上記の製造方法では、比較的低粘度の材料を用いているため、押出し成形後、中空孔が崩れ易く安定した品質を得ることが困難であり、特に、微細な中空孔を高密度に有する中空棒状体（ハニカム構造体も含む）を得ることがダイスの構造上困難であるだけでなく、ダイスが消耗し易く、また非常に高価であるため、製造コストが嵩むといった問題点があった。
【０００５】
上記の問題点を解消するため、所定の断面を有する複数の平行なチャンネルを含むセルラ構造体（ハニカム構造体）のチャンネルに充填材料を充填したものを、テーパーで絞り、再整形することにより、セルラハニカムを得る方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、セラミックの中空部に充填材料を充填した細線棒状体を複数束ね再整形したものを（必要に応じて、更に束ね再整形した後）ダイス及びプランジャーで加圧押し出しすることにより、多孔構造を有する中空棒状体を得る方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
更に、被成形材である可塑性混練体を押出し機から押出した後、ねじれ付与装置とその次に金型内を通過させ、断面内部に螺線状の孔と外周部にねじれ溝を有する焼結用素材を得る方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特表２００１−５２６１２９号公報
【特許文献２】
特開２００１−２４７３７２号公報
【特許文献３】
特開平６−２６４１０５号公報
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、セルラ構造体（ハニカム構造体）を作成後、充填材料を充填・除去する工程が必要であるため、コストがかかるだけでなく、充填材料やハニカム用金型にもコストがかかるという問題点があった。
【０００８】
また、特許文献２では、多孔構造の中空棒状体を作成する場合、微細な中空孔を有する細線棒状体を作成することが困難であるとともに、再整形工程に非常に手間がかかり、高セル密度化もできないという問題点があった。
【０００９】
更に、特許文献３では、押出成形で中空構造を作製することができるが、孔を高密度にすることができず、任意に孔パターンを配置することが出来ない。また、マンドレル作製コストが高い問題もあった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、中空孔の成形パターン及び成形体の外観形状を容易且つ低コストで設計・変更することができるとともに、微細な中空孔を高密度に形成することができる成形用治具及びこれを用いた成形体の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明によれば、複数の材料供給孔を有する整流板と、前記整流板の下方に配設され、材料から得られた成形体の外観形状を規定する絞り型と、前記絞り型内の鉛直方向に、１〜複数本のワイヤが浮遊し、且つ前記絞り型の出口断面に中空孔の成形パターンを形成するように張設された浮遊型と、からなり、前記浮遊型が、前記ワイヤを結び、固定されたものであり、部分的に可変可能に形成されたものであることを特徴とする成形用治具が提供される。
このとき、前記浮遊型は、整流板の上流側又は下流側に配置され、前記ワイヤが固定されてなることが好ましい。
【００１２】
ここで、本発明では、絞り型が以下に示す▲１▼〜▲３▼のいずれかの条件を満たすことが好ましい。
▲１▼絞り型の内面形状がテーパー状であること。
▲２▼絞り型の出口断面が可変自在であること。
▲３▼絞り型が外（周）壁付用の外被形成路を有すること。
【００１３】
また、本発明では、浮遊型が、耐摩耗性に優れ、材料流動に対し柔軟に変形するとともに、絞り型の出口断面でほとんど変形しないことが好ましい。
【００１４】
更に、本発明では、浮遊型が、整流板の上流側又は下流側で前記複数のワイヤを結び、溶接、接着又は固定治具で固定されたものである事が好ましく、また、材料の流動性及び／又は成形パターンに対応して、さまざまな剛性を有するワイヤから構成されてなることが好ましい。
【００１５】
また、本発明によれば、整流板の複数の材料供給孔から供給された材料流体が、絞り型内に導入され、前記材料供給孔から前記絞り型出口付近に浮遊して張設された１〜複数本のワイヤで、前記絞り内部における材料流体の流量分布を均一にするとともに、前記ワイヤにより所定の成形パターンが形成された前記絞り型の出口断面から材料流体を押出し成形することにより、前記ワイヤが成形体の中空孔を形成するものであり、前記ワイヤを結び、固定されたものであり、部分的に可変可能に形成された浮遊型を用いることを特徴とする成形体の製造方法が提供される。
【００１６】
このとき、上記の成形体の製造方法は、以下に示す▲１▼〜▲４▼のいずれかの条件を満たしていることが好ましい。
▲１▼絞り型をテーパ状にすることにより、材料流体の流速分布の制御や材料流体の流速を緩めて成形パターンを安定化させること。
▲２▼絞り型の出口断面を可変自在にすることにより、得られた成形体及び中空孔の外観形状および寸法を変化させること。
▲３▼絞り型の最外（周）側に外（周）壁付用の外被形成路を配設することにより、得られた成形体に外周壁が形成されてなること。
▲４▼複数の層からなり、隣接する前記層を構成する材料流体が異なっている積層成形体を得るため、前記整流板の各材料供給孔に各層に対応する各材料流体を導入すること。
【００１７】
尚、上記の成形体の製造方法では、得られた成形体が細線中空棒状体であることが好ましい。
このとき、細線中空棒状体の断面寸法が直径に換算して０．１〜１０００ｍｍ、また細線中空棒状体の中空孔の断面寸法が直径に換算して０．００１〜９９０ｍｍであることが好ましく、更に細線中空棒状体における中空孔の密度が、０．０００００１〜１０００００個／ｍｍ2であることが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る成形用治具は、複数の材料供給孔を有する整流板と、前記整流板の下方に配設され、材料から得られた成形体の外観形状を規定する絞り型と、前記絞り型内の鉛直方向に、１〜複数本のワイヤが浮遊し、且つ前記絞り型の出口断面に中空孔の成形パターンを形成するように張設された浮遊型と、からなり、前記浮遊型が、前記ワイヤを結び、固定されたものであり、部分的に可変可能に形成されたものである。
また、上記成形用治具を用いた本発明の成形体の製造方法は、整流板の複数の材料供給孔から供給された材料流体が、絞り型内に導入され、前記材料供給孔から前記絞り型出口付近に浮遊して張設された１〜複数本のワイヤで、前記絞り内部における材料流体の流量分布を均一にするとともに、前記ワイヤにより所定の成形パターンが形成された前記絞り型の出口断面から材料流体を押出し成形することにより、前記ワイヤが成形体の中空孔を形成するものであり、前記ワイヤを結び、固定されたものであり、部分的に可変可能に形成された浮遊型を用いるものである。
【００１９】
以上のことから、本発明の成形用治具は、従来のダイスや口金のように、精密加工処理を有することなく、中空孔の成形パターン及び成形体の外観形状を容易且つ低コストで設計・変更することができるとともに、基本的に、浮遊型と絞り型が別体で構成されているため、従来のダイスや口金と比較して、材料流体による摩耗が発生した場合等に行うメンテナンスも容易且つ低コストで行うことができる。
【００２０】
また、本発明の成形用治具は、材料供給孔から絞り型出口付近に張設された１〜複数本のワイヤで、絞り型内部における材料流体の流量分布を均一にすることができるため、成形品の品質や精度を向上させるとともに、成形品の品質のバラツキを小さくする（成形品の歩留まりを向上する）ことができる。
【００２１】
更に、本発明の成形用治具は、ワイヤが成形体の中空孔を形成するため、従来の方法（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）のように、煩雑な工程を経ることなく、微細な中空孔を有する細線棒状体や微細な中空孔が高密度に形成された成形体を容易且つ低コストで製造することができる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の成形用治具の一例を示す概略縦断面図であり、図２は図１の概略正面図、図３は図１の成形用治具の各地点における要部断面図を示すものであり、（ａ）がＡ−Ａ要部断面図、（ｂ）がＢ−Ｂ要部断面図、（ｃ）がＣ−Ｃ要部断面図、（ｄ）がＤ−Ｄ要部断面図である。
本発明の成形用治具の基本構成は、例えば、図１及び図２に示すように、複数の材料供給孔２を有する整流板４と、整流板４の下方に配設され、材料から得られた成形体２０の外観形状を規定する絞り型５と、絞り型内（成形パターン流路）７の鉛直方向に、複数本（図２では７本）のワイヤ８が浮遊し、且つ絞り型５の出口断面６に中空孔の成形パターンを形成するように張設された浮遊型１０とからなるものである。
【００２３】
図１に示すように、上記成形用治具を用いて成形体２０を製造する場合、整流板４の複数の材料供給孔２から供給された材料流体が、絞り型内７に導入されると、材料供給孔２から絞り型の出口付近に張設された複数本（図１では７本）のワイヤ８が、材料流体の流量分布を均一にするとともに、各ワイヤ８間にかかる圧力を均一にすることにより、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、テーパー状の絞り型内７の上流側〜下流側にかけて、材料流体の横断面が相似するように縮小されていき、所定の成形パターンが形成された絞り型の出口断面６から材料流体を押出し成形することにより、図３（ｄ）に示すように、中空孔２２（図３では７個）が形成された（円柱状）成形体２０を得ることができる。
【００２４】
このとき、本発明の成形体の製造方法は、材料流体の特性や成形体の形態に応じて、図４に示すように、絞り型５の出口断面を入口断面３と比較して急激に絞ることにより、材料流体の圧力を急激につけることで成形パターンを変化させたり、図５に示すように、テーパ角度θを変化させることにより、材料流体の流速分布の制御したり、図６に示すように、絞り型の出口から入口までの距離ｔを長くすることにより、材料流体の流速を緩めて成形パターンを安定化させることができる。
【００２５】
そして、本発明の成形品の製造方法は、例えば、図７（ａ）に示すように、成形パターン流路の周囲に外被形成路１２を配設された絞り型１３を用いることにより、図７（ｂ）に示すように、中空孔３２（図７（ｂ）では７個）が形成された成形パターン部３３の外側に所定の厚さの外被３４（外［周］壁）が形成された成形体３０（図７（ｂ）では円柱状）を得るものである。
【００２６】
このとき、材料流体の押出成形時に外被形成路１２の押出速度と成形パターン流路７との押出速度が異なると、押出成形された成形体３０の外皮３４や中空孔３２に歪みや欠損が生じる原因となるため、図７（ａ）に示すように、外皮形成路１２と成形パターン流路７に供給される材料流体を別々に供給するとともに、外被形成路１２に供給される材料量と成形パターン流路７に供給される材料量とのバランスを材料分配路１５で調節して外被３４（外［周］壁）と成形パターン部３３との最適化する制御プレート１４が、整流プレート４の上流側に配設されている。
尚、図７（ａ）に示すように、成形パターン部３３の材料流体Ａと、外被３４（外［周］壁）の材料流体Ｂは、同じ材料であっても異材料であってもよい。
【００２７】
また、本発明の成形品の製造方法は、例えば、図８（ａ）に示すように、整流板４の各材料供給孔２に各層に対応する各材料流体Ａ〜Ｃを制御プレート１４で分配・供給することにより、図８（ｂ）に示すように、複数の層（図８（ｂ）では３層）からなり、複数の中空孔４２を有する隣接する層を構成する材料流体が異なった積層成形体４０（図８（ｂ）では六角柱状）を得ることができる。
【００２８】
このとき、制御プレート１４は、得られた積層成形体における各層の界面の位置ずれを防止するとともに、積層成形体の表面のしわや変形を防止するため、各材料流路２に供給される材料流体を材料分配路１５で別々に供給するとともに、各材料流路２に供給される材料量とのバランスを調節するため、最適化されていることが好ましい。
尚、図９（ｂ）に示すように、中空孔５２が各層（図９（ｂ）では２層）の界面５４に配置された積層成形体５０（図９（ｂ）では四角柱状）を得るためには、例えば、図９（ａ）に示すように、浮遊型のワイヤ８を各層の界面部に合わせて配置するとともに、その配置場所に該当する材料供給孔２を制御プレート１４で塞ぐことにより実現することができる。
【００２９】
更に、本発明の成形体の製造方法は、例えば、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、始めに、図１０（ａ）に示すような状態で押出成形しつつ、任意の地点で、図１０（ｂ）に示すように、絞り型１９の出口断面６を左右に可変させることにより、得られた成形体６０の外観形状及び中空孔６２の形状を、例えば、図１０（ｃ）に示すような形状に変化させることができる。
このとき、図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、絞り型１９の出口断面６だけでなく浮遊型の可動ワイヤ１８も左右に可変させることにより、更に特異な形状を有する成形体７０（図１１（ｃ）参照）を得ることができる。
【００３０】
尚、本発明の成形用治具及びこれを用いた成形体の製造方法は、特に、微細な中空孔が高密度に形成された細線多孔棒状体を押出成形する場合、好適に用いることができ、例えば、外観形状の断面寸法が直径に換算して０．１〜１０００ｍｍ、中空孔の断面寸法が直径に換算して０．００１〜９９０ｍｍ、中空孔の密度が０．０００００１〜１０００００個／ｍｍ2である細線多孔棒状体を好適に製造することができる。
【００３１】
次に、本発明の成形用治具の主な構成要素の説明をそれぞれ行う。
本発明で用いる絞り型は、成形体の外観（輪郭）形状を規定するものであり、その断面形状も、特に限定されず、用途に応じて、例えば、円形状、四角状、三角形状、六角形状、星状又は（複雑な）異形状といったものを適宜選択することができる。
このとき、本発明で用いる絞り型の内面形状は、テーパー状であることが、押出し成形時に、材料流体の流速分布の制御したり、材料流体の流速を緩めて成形パターンを安定化させることができるため好ましい。
また、本発明で用いる絞り型の出口断面は、可変自在にすることにより、成形体の寸法（外寸法や内寸法）を変化させることができるため、１台の押出成型装置で用途に適合させた成形体を押出成形することができる。
更に、本発明で用いる絞り型は、外周壁付用の外被形成路を有していてもよく、図７（ａ）に示すような一体型や外被形成路を別途、通常の絞り型と組み合わせたものであってもよい。
【００３２】
本発明で用いる浮遊型は、絞り型内の鉛直方向に、１〜複数本のワイヤが浮遊し、絞り型の出口断面に中空孔の成形パターンを形成するように張設されたものであり、整流板の上流側（図１及び図２参照）又は下流側（図４〜６参照）に配置されてなるものである。
ここで、本発明で用いる浮遊型は、耐摩耗性に優れ、材料流体に対し柔軟に変形するとともに、絞り型の出口断面でほとんど変形しないことが好ましい（図１参照）。
また、本発明で用いる浮遊型は、材料の流動性及び／又は成形パターンに対応して、さまざまな剛性を有するワイヤから構成されていることが好ましい。
例えば、絞り型の内面に近いワイヤの剛性を堅めにすることにより、絞り型の内面近傍における材料流体の逃げを抑制することができるため、得られた成形体の外観形状を良好に維持することができる。
尚、本発明で用いる浮遊型は、整流板の上流側又は下流側で複数のワイヤを結び、溶接、接着又は固定治具で固定されたものであることが好ましく、部分的に可変可能な浮遊型（図１１参照）と組み合わせてもよい。
【００３３】
本発明で用いる整流板は、絞り型内（流路部）を区画したり、流路部の一部材料流体の流動を制御する複数の材料供給孔を有するものであり、特に限定されず、用途に応じて、例えば、直交形状、六角形状、円周形状等に配置された多孔構造（図１２（ａ）参照）、異形孔構造（図１２（ｂ）参照）、メッシュ構造（図１２（ｃ）参照）といったものを適宜選択することができる。
また、本発明で用いる整流板は、例えば、図１３（ａ）に示すように、整流板の下流側にディフューザー５６を配設することにより、多層押出成形時、ディフューザーなしの場合（図１４（ａ）（ｂ）参照）と比較して、各層（Ａ〜Ｃ）の境界５５を明確に制御することができる（図１３（ｂ）参照）。
更に、本発明で用いる整流板は、通常、様々な流動パターンに対応するため、制御プレートと組み合わせて用いられる。
【００３４】
本発明で用いるワイヤは、材料流体をワイヤの張設方向に誘導することにより、材料流体の流動性を等方向に均一にするとともに、押出成形時に成形体の中空孔の形状を決定するものである。
このとき、本発明で用いるワイヤの外観形状は、特に限定されないが、通常のワイヤだけでなく、ワイヤの先端部に異形部材が配設されたもの（異形ワイヤ）や複数本のワイヤで異形型が吊られたもの（フローティングダイス）であってもよい。
【００３５】
ここで、本発明で用いる異形ワイヤは、例えば、図１５（ａ）に示すように、ワイヤ基部８１の先端に留め金８３で異形部材８２を取り付けることにより、図１５（ｂ）〜（ｄ）に示すような任意の断面形状孔を得ることができるため、浮遊型の修正や浮遊型に耐摩耗等のコーティングすることが容易であるとともに、周囲の流動性を調整して、位置決めを行うことができる。
尚、本発明で用いる異形部材８２は、硬質材（超硬合金を含む）を使用することが耐摩耗性の点から好ましい。
【００３６】
また、本発明で用いるフローティングダイスは、例えば、図１６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、金型を薄くすることができ、成形圧力損失を減らすことができるとともに、ワイヤ８の長さを留め具８４で調整することができるため、流動バランスの調整も可能である。
また、本発明で用いるフローティングダイス８６，８８は、レーザーやワイヤ放電で任意の形状に加工することができるとともに、耐摩耗性材料や超硬合金を用いたり、コーティングが施されたものであってもよく、洗浄等のメンテナンスも容易である。
【００３７】
尚、本発明で用いるワイヤの断面形状は、用途に応じて、円形状、四角状、三角形状、六角形状、星状又は異形状を適宜選択することができる。
更に、本発明で用いるワイヤの材質は、耐摩耗性に優れ、ワイヤの剛性強度を適宜選択することができるものであれば、特に限定されないが、ナイロン６６であることがより好ましい。
【００３８】
【実施例】
本発明を実施例に基づいて、更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものではない。
（実施例）
平均粒径１０μｍのアルミナ粒子の重量比１００に対し、バインダとしてメチルセルロース重量１０を加え、混練機により混練し、粘土状物（坏土）とした。
次に、φ２０ｍｍのＳＵＳプレートにφ１．０ｍｍの孔を六角形状に１２７個配列した整流板を出口形状がテーパでφ２．０ｍｍのノズル形状になった絞り型の上に整流板を設置する。
整流板にφ０．２ｍｍのナイロン６６製ワイヤを１９本六角形状になるように取り付けた浮遊型を、絞り型出口へ各ワイヤが引き出された状態で設置した。
更に、整流板前にシリンダ設置後、シリンダ内に坏土を投入し、ピストンで１０ｍｍ／ｓｅｃで押出成形しながら、約１００ｍｍ毎に切断した後、１２０℃の乾燥機に１０分投入することにより、外径：φ２．１ｍｍ、孔径：φ０．２ｍｍ、孔数：１９を有する成形体（乾燥体）［図１７参照］を得た。
次に、得られた成形体を、１時間で２００℃まで昇温、２００℃で１時間キープ、１時間かけて３００℃へ昇温、６時間かけて１６００℃へ昇温、１６００℃キープで２時間焼成後、自然冷却に移行し、室温になった後、焼成体として取り出した。
最後に、得られた焼成体の両端面をヤスリで仕上げ、研磨屑を除去し完成体を得た。
得られた完成体は、５ｍｍ毎に切断し、その断面を観察した結果、全ての孔が貫通しており、隣接セル間のくっつきや詰まりが無いことを確認した。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の成形用治具及びこれを用いた成形体の製造方法は、中空孔の成形パターン及び成形体の外観形状を容易且つ低コストで設計・変更することができるとともに、微細な中空孔を高密度に形成することができる。
これにより、本発明の成形用治具及びこれを用いた成形体の製造方法は、例えば、クロマトグラフ用カラム、セラミックスフィルタ、高速熱交換器、小型反応器、金属複合材、燃料電池用セル構造体、セパレータ、インクジェットノズル、セラミック金型、紡績金型、バーナーノズル、多チャンネル送液流路、軽量セラミック部材、セラミック断熱材、光コネクターフェルール、パスタ等の食品などといった幅広い用途に多大な貢献をなすものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の成形用治具の一例を示す概略縦断面図である。
【図２】 図１の概略正面図である。
【図３】 図１の成形用治具の各地点における要部断面図を示すものであり、（ａ）がＡ−Ａ要部断面図、（ｂ）がＢ−Ｂ要部断面図、（ｃ）がＣ−Ｃ要部断面図、（ｄ）がＤ−Ｄ要部断面図である。
【図４】 本発明の成形用治具の他の例を示す概略縦断面図である。
【図５】 本発明の成形用治具の更に他の例を示す概略縦断面図である。
【図６】 本発明の成形用治具の別の例を示す概略縦断面図である。
【図７】 本発明の成形体の製造方法の一例（外（周）壁付）を示すものであり、（ａ）は概略縦断面図であり、（ｂ）は得られた外（周）壁付成形体の要部断面図である。
【図８】 本発明の成形体の製造方法の他の例（多層押出）を示すものであり、（ａ）は概略縦断面図であり、（ｂ）は得られた積層成形体の要部断面図である。
【図９】 本発明の成形体の製造方法の更に他の例（多層押出）を示すものであり、（ａ）は概略縦断面図であり、（ｂ）は得られた積層成形体の要部断面図である。
【図１０】 本発明の成形体の製造方法の別の例（可変絞り型）を示すものであり、（ａ）は通常状態の概略縦断面図、（ｂ）は可変絞り型を左右に拡げた状態の概略縦断面図、（ｃ）は得られた成形体の縦断面図である。
【図１１】 本発明の成形体の製造方法の更に別の例（可変絞り型＋可変浮遊型）を示すものであり、（ａ）は通常状態の概略縦断面図、（ｂ）は絞り型及び可変浮遊型を左右に拡げた状態の概略縦断面図、（ｃ）は得られた成形体の縦断面図である。
【図１２】 （ａ）〜（ｃ）は、本発明で用いる整流板の各例を示す概略正面図である。
【図１３】 本発明で用いる整流板の後方形状の一例（ディフューザーあり）を示すものであり、（ａ）は概略縦断面図、（ｂ）は得られた積層成形体の要部断面図である。
【図１４】 本発明で用いる整流板の後方形状の他の例（ディフューザーなし）を示すものであり、（ａ）は概略縦断面図、（ｂ）は得られた積層成形体の要部断面図である。
【図１５】 本発明で用いる異形ワイヤの各例を示す縦断面図であり、（ａ）は異形部材の取り付け状態の一例であり、（ｂ）は直角型、（ｃ）はコーン型、（ｄ）は低頭型の異形部材を各々示す。
【図１６】 本発明で用いるフローティングダイスの一例を示すものであり、（ａ）は概略縦断面図、（ｂ）は出口正面図、（ｃ）得られた成形体の要部断面図である。
【図１７】 実施例で得られた成形体の要部断面図である。
【符号の説明】
２…材料供給孔、３…入口断面（絞り型）、４…整流板、５…絞り型、６…出口断面（絞り型）、７…絞り型内（成形パターン流路）、８…ワイヤ、９…固定治具（ワイヤ用）、１０…浮遊型、１２…外被形成路、１３…絞り型、１４…制御プレート、１５…材料分配路、１８…可動ワイヤ、１９…絞り型（可変型）、２０…成形体、２２…中空孔、３０…成形体、３２…中空孔、３３…成形パターン部、３４…外被、４０…積層成形体、４２…中空孔、５０…積層成形体、５２…中空孔、５４…界面、５５…境界、５６…ディフューザー、６０…成形体、６２…中空孔、７０…成形体、７２…中空孔、８０…異形ワイヤ、８１…ワイヤ基部、８２…異形部材（異形ダイス）、８３…留め金、８４…留め具、８６，８８…フローティングダイス、９０…成形体。
Claims (17)
- 複数の材料供給孔を有する整流板と、
前記整流板の下方に配設され、材料から得られた成形体の外観形状を規定する絞り型と、
前記絞り型内の鉛直方向に、１〜複数本のワイヤが浮遊し、且つ前記絞り型の出口断面に中空孔の成形パターンを形成するように張設された浮遊型と、
からなり、
前記浮遊型が、前記ワイヤを結び、固定されたものであり、部分的に可変可能に形成されたものであることを特徴とする成形用治具。 - 前記浮遊型が、前記整流板の上流側又は下流側に配置され、前記ワイヤが固定されてなる請求項１に記載の成形用治具。
- 前記絞り型の内面形状が、テーパー状である請求項１又は２に記載の成形用治具。
- 前記絞り型の出口断面が、可変自在である請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形用治具。
- 前記絞り型が、外（周）壁付用の外被形成路を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の成形用治具。
- 前記浮遊型が、耐摩耗性に優れ、材料流動に対し柔軟に変形するとともに、前記絞り型の出口断面でほとんど変形しない請求項１〜５のいずれか１項に記載の成形用治具。
- 前記浮遊型が、前記整流板の上流側又は下流側で前記複数のワイヤを結び、溶接、接着又は固定治具で固定されたものである請求項１〜６のいずれか１項に記載の成形用治具。
- 前記浮遊型が、前記材料の流動性及び／又は前記成形パターンに対応して、さまざまな剛性を有する前記ワイヤから構成されてなる請求項１〜７のいずれか１項に記載の成形用治具。
- 整流板の複数の材料供給孔から供給された材料流体が、絞り型内に導入され、前記材料供給孔から前記絞り型出口付近に浮遊して張設された１〜複数本のワイヤで、前記絞り内部における材料流体の流量分布を均一にするとともに、前記ワイヤにより所定の成形パターンが形成された前記絞り型の出口断面から材料流体を押出し成形することにより、前記ワイヤが成形体の中空孔を形成するものであり、
前記ワイヤを結び、固定されたものであり、部分的に可変可能に形成された浮遊型を用いることを特徴とする成形体の製造方法。 - 請求項９に記載の成形体の製造方法であって、前記絞り型をテーパ状にすることを特徴とする成形体の製造方法。
- 請求項９又は１０に記載の成形体の製造方法であって、前記絞り型の出口断面を可変自在にすることにより、得られた成形体及び中空孔の外観形状および寸法を変化させることを特徴とする成形体の製造方法。
- 請求項９〜１１のいずれか１項に記載の成形体の製造方法であって、前記絞り型の最外（周）側に外（周）壁付用の外被形成路を配設することにより、得られた成形体に外周壁が形成されてなることを特徴とする成形体の製造方法。
- 請求項９〜１２のいずれか１項に記載の成形体の製造方法であって、複数の層からなり、隣接する前記層を構成する材料流体が異なった積層成形体を得るため、前記整流板の各材料供給孔に各層に対応する各材料流体を導入することを特徴とする成形体の製造方法。
- 前記成形体が、細線中空棒状体である請求項９〜１３のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
- 前記細線中空棒状体の断面寸法が、直径に換算して０．１〜１０００ｍｍである請求項１４に記載の成形体の製造方法。
- 前記細線中空棒状体の中空孔の断面寸法が、直径に換算して０．００１〜９９０ｍｍである請求項１４又は１５に記載の成形体の製造方法。
- 前記細線中空棒状体の中空孔の密度が、０．０００００１〜１０００００個／ｍｍ2である請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
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