JP5725921B2

JP5725921B2 - Extrusion machine

Info

Publication number: JP5725921B2
Application number: JP2011066224A
Authority: JP
Inventors: 大崎　誠; 誠大崎
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2031-03-24
Also published as: JP2012200946A

Description

本発明は、棒状や筒状などの成形体の成形に用いられる押出成形機に関する。 The present invention relates to an extrusion molding machine used for molding a molded body such as a rod or cylinder.

従来から、棒状や筒状のように断面が同形状の連続した成形体を得るための成形方法として、押出成形法が用いられ、装置としては、スクリュー間に真空室を有する押出成形機が用いられている。この押出成形機において、原料中に気体が含まれていると、得られた成形体に気体が気泡として残留することとなり、この残留する気泡が存在する成形体を焼成したときには、割れや亀裂が生じたり、得られた焼結体にピンホール等の欠陥が生じたりするため、真空室に接続された真空ポンプで真空室内を減圧することによって、原料中に含まれる気体を除去する、いわゆる脱気が行なわれている。 Conventionally, an extrusion molding method has been used as a molding method for obtaining a continuous molded body having the same cross-section, such as a rod or cylinder, and an extrusion molding machine having a vacuum chamber between screws has been used as the apparatus. It has been. In this extrusion molding machine, if gas is contained in the raw material, the gas remains in the resulting molded body as bubbles, and when the molded body in which the remaining bubbles are present is fired, cracks and cracks are generated. This may cause defects such as pinholes in the obtained sintered body. Therefore, the vacuum chamber is decompressed with a vacuum pump connected to the vacuum chamber, so that the gas contained in the raw material is removed. Qi is done.

しかしながら、単に真空室内を減圧するだけでは、脱気が不十分であることから、真空室の前方に貫通孔を有する板を設置して、貫通孔を通過させることにより、原料の流れ方向に原料を分割して真空室に送って脱気することが行なわれており、例えば、特許文献１に記載された押出成形機では、真空室前方に異なる径の貫通孔を有する２枚の整流板を設置することにより、成形体中に残留する気泡を少なくすることが記載されている。 However, simply depressurizing the inside of the vacuum chamber is insufficient for degassing. Therefore, by installing a plate having a through hole in front of the vacuum chamber and passing the through hole, the raw material is flowed in the direction of the raw material. For example, in an extrusion molding machine described in Patent Document 1, two rectifying plates having through holes with different diameters are provided in front of the vacuum chamber. It is described that the installation reduces the bubbles remaining in the molded body.

特開平１−128806号公報JP-A-1-128806

しかしながら、特許文献１に記載の押出成形機のように、真空室前方において、整流板の貫通孔を通過させることによって原料の流れ方向に原料を分割する方法では、まだ脱気が十分ではなかった。 However, in the method of dividing the raw material in the flow direction of the raw material by passing the through hole of the baffle plate in the front of the vacuum chamber as in the extrusion molding machine described in Patent Document 1, deaeration is not yet sufficient. .

また、上記問題を解消するために、原料をより細く原料の流れ方向に分割しようと整流板の貫通孔の孔径を小さくすれば、原料を押し出すときに掛かる抵抗が増大することとなり、整流板がこの抵抗に耐えきれずに壊れるという他の問題が生じる。また、この抵抗が増大しないように、バインダ量を増やして原料の粘度を下げれば、成形後の成形体の保形性が低下したり、成形体の乾燥時やその後の焼成時の変形が大きくなったりするという、さらに他の問題が生じる。 In addition, in order to solve the above problem, if the hole diameter of the through-hole of the rectifying plate is made small so as to divide the raw material in the direction of flow of the raw material, the resistance applied when extruding the raw material increases, Another problem arises that it cannot withstand this resistance and breaks. In addition, if the amount of the binder is increased to reduce the viscosity of the raw material so as not to increase this resistance, the shape retention of the molded body after molding is reduced, or the molded body is greatly deformed during drying or subsequent firing. Yet another problem arises.

本発明は、上記課題を解決すべく案出されたものであり、真空室内において原料を十分に脱気することにより、残留する気泡の少ない成形体を得ることができる押出成形機を提供することを目的とする。 The present invention has been devised to solve the above problems, and provides an extrusion molding machine capable of obtaining a molded body with few remaining bubbles by sufficiently degassing a raw material in a vacuum chamber. With the goal.

本発明の押出成形機は、原料を混練して押し出すスクリュー間に真空室を有する押出成形機であって、前記原料の流れ方向に交差して前記原料を細断する細断治具が前記真空室前方に着脱可能に設けられ、前記細断治具が、基台と、該基台に着脱可能に取り付けられた複数の細断部とからなることを特徴とするものである。
The extrusion molding machine of the present invention is an extrusion molding machine having a vacuum chamber between screws that knead and extrude the raw material, and a shredding jig that cuts the raw material across the flow direction of the raw material is the vacuum. detachably provided in the chamber forward, the shredding jig and is characterized with a base, a Rukoto such and a plurality of shredding unit which is detachably attached to the base platform.

本発明の押出成形機によれば、原料の流れ方向に交差して原料を細断する細断治具が真空室前方に着脱可能に設けられ、前記細断治具が、基台と、該基台に着脱可能に取り付け
られた複数の細断部とからなることにより、細断された原料を真空室内において十分に脱気することができるので、残留する気泡の少ない成形体を得ることができるとともに、細断治具の基台および細断部が磨耗しても、交換が可能となり、メンテナンスコストやランニングコストを削減することができる。
According to the extrusion molding machine of the present invention, a shredding jig for shredding the raw material intersecting the flow direction of the raw material is detachably provided in front of the vacuum chamber , and the shredding jig includes a base, Removably attached to the base
The Rukoto a and a plurality of shredding unit that is, since the shredded feedstock may be degassed sufficiently Te vacuum chamber odor, it is possible to obtain a small molded article having gas bubbles remaining, fine Even if the base and shredded portion of the cutting jig are worn, they can be replaced, and maintenance costs and running costs can be reduced .

本実施形態の押出成形機の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the extrusion molding machine of this embodiment. 本実施形態の押出成形機を構成する細断治具の一例を示す、（ａ），（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は（ｂ）における細断治具をスクリューに設けたときの一例を示す概略側面図である。An example of the shredding jig | tool which comprises the extrusion molding machine of this embodiment is shown, (a), (b) is a top view, (c) is when the shredding jig in (b) is provided in the screw It is a schematic side view which shows an example. 本実施形態の押出成形機を構成する細断治具をスクリューに設けたときの他の例を示す概略側面図である。It is a schematic side view which shows the other example when the cutting tool which comprises the extrusion molding machine of this embodiment is provided in the screw.

以下、本実施形態の押出成形機の一例について説明する。 Hereinafter, an example of the extrusion molding machine of this embodiment will be described.

図１は、本実施形態の押出成形機の一例を示す概略断面図である。図１に示す例の押出成形機１は、上段と下段にそれぞれ原料を混練して押し出す上段スクリュー４および下段スクリュー８を有し、これらの間に真空室６を有するものである。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an extrusion molding machine according to the present embodiment. The extrusion molding machine 1 of the example shown in FIG. 1 has the upper stage screw 4 and the lower stage screw 8 which knead | mix and extrude a raw material in an upper stage and a lower stage, respectively, and has the vacuum chamber 6 between these.

そして、上段バレル部３の一部に原料の投入口２が開口している。また、上段バレル部３内には、シャフト４ａおよび羽根４ｂからなる上段スクリュー４を並列に２本（図１においては紙面に垂直な方向に２本が重なっている。）有している。そして、下段バレル部７内には、シャフト８ａおよび羽根８ｂからなる下段スクリュー８を有しており、下段バレル部７の出口側には、金型９が接続されている。 A raw material inlet 2 is opened in a part of the upper barrel portion 3. Further, the upper barrel portion 3 has two upper screws 4 formed of a shaft 4a and blades 4b in parallel (two in a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1). And in the lower barrel part 7, it has the lower stage screw 8 which consists of the shaft 8a and the blade | wing 8b, and the metal mold | die 9 is connected to the exit side of the lower stage barrel part 7. FIG.

なお、上段スクリュー４は、上段軸受け10に両側で接続固定され、下段スクリュー８は下段軸受け11に片側支持で接続固定され、上段スクリュー４および下段スクリュー８は図示しない動力源に接続されている。また、上段スクリュー４と下段スクリュー８との間に真空室６を有しており、真空室６には、真空室６内を減圧するための図示しない真空ポンプが接続されている。 The upper stage screw 4 is connected and fixed to the upper stage bearing 10 on both sides, the lower stage screw 8 is connected and fixed to the lower stage bearing 11 with one side support, and the upper stage screw 4 and the lower stage screw 8 are connected to a power source (not shown). A vacuum chamber 6 is provided between the upper screw 4 and the lower screw 8, and a vacuum pump (not shown) for reducing the pressure in the vacuum chamber 6 is connected to the vacuum chamber 6.

そして、本実施形態において、真空室６の前方に原料の流れ方向に交差して原料を細断する細断治具５が設けられていることが重要である。なお、図１では、細断治具５を上段スクリュー４のシャフト４ａに設けた例を示しているが、これに限るものではなく、上段スクリュー４において真空室６側の羽根４ｂに細断治具５が設けられるものであってもよい。さらに、細断治具５を設ける箇所としては、上段スクリュー４のシャフト４ａまたは羽根４ｂに限らず、上段スクリュー４と下段スクリュー８との間の真空室６の前方に設けられているものであればよいので、例えば、図１において、原料の流れで上段スクリュー４の下流側に当たる、上段バレル３と上段軸受け10との間に、他の動力源を用いて駆動する細断治具５を設けてもよい。しかしながら、他の動力源を必要とすることなく、真空室６の前方において、原料の流れ方向に交差して原料を細断することができる点で、細断治具５が上段スクリュー４に設けられていることが好ましい。なお、以下の説明において、上段スクリュー４のシャフト４ａに細断治具５を設ける際、簡易的に上段スクリュー４に細断治具５を設けると記載する。 In the present embodiment, it is important that a shredding jig 5 is provided in front of the vacuum chamber 6 so as to cross the raw material flow direction and shred the raw material. 1 shows an example in which the shredding jig 5 is provided on the shaft 4a of the upper stage screw 4. However, the present invention is not limited to this, and the upper stage screw 4 shreds the blade 4b on the vacuum chamber 6 side. The tool 5 may be provided. Further, the place where the shredding jig 5 is provided is not limited to the shaft 4 a or the blade 4 b of the upper screw 4, but may be provided in front of the vacuum chamber 6 between the upper screw 4 and the lower screw 8. For example, in FIG. 1, a shredding jig 5 that is driven by using another power source is provided between the upper barrel 3 and the upper bearing 10 that hits the downstream side of the upper screw 4 in the raw material flow. May be. However, a shredding jig 5 is provided in the upper screw 4 in that the raw material can be shredded in front of the vacuum chamber 6 so as to intersect the flow direction of the raw material without requiring another power source. It is preferable that In the following description, when the shredding jig 5 is provided on the shaft 4 a of the upper screw 4, the shredding jig 5 is simply provided on the upper screw 4.

次に、図１に示す例の本実施形態の押出成形機１を用いた成形体の成形手順を説明する。まず、粉体とバインダと水とを混合し、混練して粘土状の原料とする。そして、この原料を押出成形機１の投入口２より投入し、上段バレル部３内に並列に２本設置された上段スクリュー４同士の間に原料を巻き込むように２本の上段スクリュー４を互いに逆回転させることによって、投入された原料は、羽根４ｂと上段バレル部３の内壁との間隙を通りながら混練されて押し進められる。 Next, the molding procedure of the molded body using the extrusion molding machine 1 of the embodiment of the example shown in FIG. 1 will be described. First, powder, a binder, and water are mixed and kneaded to obtain a clay-like raw material. And this raw material is thrown in from the inlet 2 of the extrusion molding machine 1, and the two upper stage screws 4 are mutually connected so that a raw material may be wound between the upper stage screws 4 installed in parallel in the upper stage barrel part 3. By rotating in reverse, the charged raw material is kneaded and pushed forward while passing through the gap between the blade 4b and the inner wall of the upper barrel portion 3.

そして、押し進められた原料は、上段スクリュー４に設けられて上段スクリュー４とともに回転する細断治具５によって、原料の流れ方向に交差して細断されて真空室６に送られる。そして、細断された原料は、真空室６において、真空室６に接続された真空ポンプで真空室６を減圧することにより、原料の脱気が行なわれる。その後、原料は下段スクリュー８の回転により、羽根８ｂと下段バレル部７の内壁との間隙を通り、金型９の方向へと押し進められ、この原料が金型９を通過することにより特定の断面形状を有する成形体が得られる。そして、この成形体を乾燥して焼成することによって焼結体を得ることができる。 Then, the pushed raw material is chopped across the flow direction of the raw material and sent to the vacuum chamber 6 by a chopping jig 5 provided on the upper screw 4 and rotating together with the upper screw 4. The shredded raw material is degassed in the vacuum chamber 6 by depressurizing the vacuum chamber 6 with a vacuum pump connected to the vacuum chamber 6. Thereafter, the raw material is pushed by the rotation of the lower screw 8 through the gap between the blade 8 b and the inner wall of the lower barrel portion 7, and is pushed in the direction of the mold 9. A shaped body having a shape is obtained. And a sintered compact can be obtained by drying and baking this molded object.

本実施形態の押出成形機１は、真空室６の前方に原料の流れ方向に交差して原料を細断する細断治具５が設けられていることにより、従来のように、原料の流れ方向に分割して脱気を行なっていたときよりも、原料が細断されることで真空室６内において原料を十分に脱気することができるので、残留する気泡の少ない成形体を得ることができる。また、この残留する気泡の少ない成形体は、原料がセラミックスからなるときなど、焼成時に割れや亀裂が生じたり、焼成後に得られた焼結体にピンホール等の欠陥が生じたりするおそれを少なくすることができるので、大型や長尺の製品の作製に特に好適である。 The extrusion molding machine 1 according to the present embodiment is provided with a shredding jig 5 for shredding the raw material so as to intersect the raw material flow direction in front of the vacuum chamber 6. Since the raw material can be sufficiently degassed in the vacuum chamber 6 by chopping the raw material, compared with the case where deaeration is performed by dividing in the direction, it is possible to obtain a molded body with few remaining bubbles. Can do. In addition, this molded body with few remaining bubbles is less likely to cause cracks or cracks during firing, such as when the raw material is made of ceramics, or to cause defects such as pinholes in the sintered body obtained after firing. Therefore, it is particularly suitable for manufacturing large and long products.

上記構成の押出成形機１の真空室６の前方である上段スクリュー４に設けられた細断治具５は、上段スクリュー４に一体的に設けられているものでもよいが、上段スクリュー４に着脱可能に取り付けられていることが好ましい。 The shredding jig 5 provided in the upper screw 4 in front of the vacuum chamber 6 of the extruder 1 having the above-described configuration may be provided integrally with the upper screw 4, but is attached to and detached from the upper screw 4. It is preferable that it is attached to be possible.

図２において、（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の押出成形機１を構成する細断治具の一例を示す平面図である。また、（ｃ）は（ｂ）における細断治具を上段スクリューに設けたときの一例を示す概略側面図である。なお、図中の矢印は、原料の流れ方向を示すものである。 2, (a) and (b) are plan views showing an example of a shredding jig constituting the extruder 1 of the present embodiment. (C) is a schematic side view showing an example when the shredding jig in (b) is provided on the upper screw. In addition, the arrow in a figure shows the flow direction of a raw material.

図２に示す例の細断治具５は、細断部５ａと基台５ｂとからなる。そして、図２（ａ）は、細断部５ａと基台５ｂとが一体的に形成された細断治具５である。また、図２（ｂ）は、細断部５ａと基台５ｂとがそれぞれに形成され、細断部５ａが基台５ｂに取り付けられた細断治具５である。基台５ｂに細断部５ａを固定する方法としては、例えば、基台５ｂに複数の凹部を設け、この凹部に雌ねじ加工を施したねじ穴を設け、このねじ穴と径が同じで雌ねじ加工を施した貫通ねじ孔を細断部５ａに設けて、細断部５ａに設けた貫通ねじ孔と基台５ｂの凹部に設けたねじ穴とにボルトを通してねじ締結すればよい。 The shredding jig 5 in the example shown in FIG. 2 includes a shredding portion 5a and a base 5b. FIG. 2A shows a shredding jig 5 in which a shredding portion 5a and a base 5b are integrally formed. FIG. 2B shows a shredding jig 5 in which a shredding portion 5a and a base 5b are formed, and the shredding portion 5a is attached to the base 5b. As a method of fixing the chopped portion 5a to the base 5b, for example, a plurality of recesses are provided in the base 5b, and a screw hole is provided in which the internal thread is processed. A through screw hole having been subjected to the above is provided in the shredded portion 5a, and a screw is passed through a bolt to a through screw hole provided in the shredded portion 5a and a screw hole provided in a concave portion of the base 5b.

また、図２（ａ）および（ｂ）に示す細断治具５を上段スクリュー４に固定する方法としては、上段スクリュー４に雌ねじ加工の施したねじ穴を設け、このねじ穴と径が同じで雌ねじ加工を施した貫通ねじ孔を基台５ｂに設け、基台５ｂに設けた貫通ねじ孔と上段スクリュー４に設けたねじ穴とにボルトを通してねじ締結すればよい。または、上段スクリュー４にキー溝、基台５ｂにキーを設け、これらを嵌め合わせて固定すればよい。なお、着脱可能な細断治具５としては、図２に示す構成に限るものではなく、上段スクリュー４に複数の凹部を設けて、上述した同様の固定方法で細断部５ａを細断治具５として上段スクリュー４に設けられたものも含まれることはいうまでもない。 Further, as a method of fixing the shredding jig 5 shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b) to the upper screw 4, a screw hole subjected to female threading is provided in the upper screw 4, and the diameter is the same as this screw hole. A through screw hole that has been subjected to female thread processing is provided in the base 5b, and a bolt is passed through the through screw hole provided in the base 5b and the screw hole provided in the upper stage screw 4 by screwing. Alternatively, a key groove may be provided on the upper screw 4 and a key may be provided on the base 5b, and these may be fitted and fixed. The detachable shredding jig 5 is not limited to the configuration shown in FIG. 2, and a plurality of recesses are provided in the upper screw 4, and the shredding part 5 a is shredded and cured by the same fixing method described above. Needless to say, the tool 5 includes those provided in the upper screw 4.

そして、図２に示す例においては、細断治具５が着脱可能に上段スクリュー４に取り付けられていることにより、原料との摩擦による磨耗の度合いが、例えば、上段スクリュー４の羽根４ｂと細断治具５とで異なるときに、上段スクリュー４のみ、もしくは細断治具５のみなどのように部分的な交換を行なうことができ、細断治具５の取り外しも容易であるのでメンテナンスやランニングコストを削減することができる。また、図２（ｂ）に示すように、細断部５ａが着脱可能に基台５ｂに取り付けられていることにより、細断部５ａと基台５ｂとが一体的に形成されている図２（ａ）の構成と比較して、磨耗している細
断部５ａのみの交換が可能となり、さらにメンテナンスコストやランニングコストを削減することができて好ましい。 In the example shown in FIG. 2, since the shredding jig 5 is detachably attached to the upper screw 4, the degree of wear due to friction with the raw material is, for example, smaller than that of the blade 4 b of the upper screw 4. When it differs from the cutting jig 5, it is possible to perform partial replacement such as only the upper screw 4 or only the cutting jig 5, and it is easy to remove the cutting jig 5. Running costs can be reduced. Moreover, as shown in FIG.2 (b), the shredded part 5a and the base 5b are integrally formed by attaching the shredded part 5a to the base 5b so that attachment or detachment is possible. Compared with the configuration of (a), it is preferable that only the shredded portion 5a that is worn can be replaced, and that maintenance costs and running costs can be further reduced.

また、細断治具５の細断部５ａについては、その設置本数を増加させることで、より原料を細断することができるが、細断部５ａの本数を増加すると原料の押し出し速度が遅くなり、押し出し速度を維持するために押し出し圧力を上げたときには、原料との摩擦によって細断部５ａと磨耗しやすくなるため、細断部５ａの設置本数としては、６〜18本であることが好ましい。 Moreover, about the shredding part 5a of the shredding jig 5, the raw material can be shredded more by increasing the number of installations, but when the number of shredding parts 5a is increased, the extrusion speed of the raw material becomes slow. Therefore, when the extrusion pressure is increased in order to maintain the extrusion speed, the shredded portion 5a is likely to wear due to friction with the raw material. Therefore, the number of shredded portions 5a to be installed may be 6-18. preferable.

なお、図２に示すように、細断治具５が基台５ｂを有しているとき、基台５ｂはシャフト４ａよりも径が大きいことから、少なからず、基台５ｂにおける原料の流れ方向に対向する面は、原料との摩擦によって磨耗を生じやすく、原料を押し出すときに掛かる抵抗が増大するおそれがある。そのため、原料を押し出すときに掛かる抵抗を増大させることなく、原料との摩擦による磨耗を低減することのできる部材を有していることが好ましい。 As shown in FIG. 2, when the shredding jig 5 has a base 5b, the base 5b has a diameter larger than that of the shaft 4a. The surface facing the surface is likely to be worn by friction with the raw material, and there is a risk that the resistance applied when the raw material is pushed out increases. Therefore, it is preferable to have a member that can reduce wear due to friction with the raw material without increasing the resistance applied when the raw material is extruded.

図３は、細断治具を上段スクリューに設けたときの他の例を示す概略側面図である。図３に示す例の細断治具５は、細断部５ａおよび基台５ｂとともに、上段スクリュー４上に設けられ、基台５ｂと同じになるまで原料の流れ方向に沿って径が大きくなるテーパ部５ｃを有している。このように、テーパ部５ｃを有していることにより、原料を押し出すときに掛かる抵抗を増大させることなく、原料との摩擦による磨耗を低減することができる。 FIG. 3 is a schematic side view showing another example when the shredding jig is provided on the upper screw. The shredding jig 5 of the example shown in FIG. 3 is provided on the upper stage screw 4 together with the shredding part 5a and the base 5b, and the diameter increases along the flow direction of the raw material until it becomes the same as the base 5b. A tapered portion 5c is provided. Thus, by having the taper part 5c, the abrasion by friction with a raw material can be reduced, without increasing the resistance applied when extruding a raw material.

また、テーパ部５ｃの表面は原料との摩擦を低減させるために算術平均粗さＲａで１μｍ以下の表面粗さとすることが好ましい。さらに、テーパ角度は上段スクリュー４の軸心に対し、10〜50°の角度とすることが好ましい。なお、テーパ部５ｃの固定方法としては、上段スクリュー４にキー溝、テーパ部５ｃにキーを設けてこれらを嵌め合わせて固定したり、基台５ｂおよびテーパ部５ｃに締結可能なねじ加工を施してねじ締結したりすればよい。 The surface of the taper portion 5c is preferably set to have an arithmetic average roughness Ra of 1 μm or less in order to reduce friction with the raw material. Further, the taper angle is preferably 10 to 50 ° with respect to the axis of the upper screw 4. As a method for fixing the taper portion 5c, a key groove is provided in the upper screw 4 and a key is provided in the taper portion 5c, and these are fitted and fixed, or a screw process capable of being fastened to the base 5b and the taper portion 5c is performed. And screw fastening.

また、図３に示すように、テーパ部５ｃを有しているときには、細断部５ａの締結部を覆うことができるので、細断部５ａの締結部が露出しているときと比較して、原料との摩擦によって、ボルトやボルトのねじ山等が磨耗して締結が緩むおそれを低減することができる。 Further, as shown in FIG. 3, when the tapered portion 5c is provided, the fastening portion of the shredded portion 5a can be covered, so that compared to when the fastening portion of the shredded portion 5a is exposed. Friction with the raw material can reduce the possibility that the bolts and the screw threads of the bolts are worn and the fastening is loosened.

次に、細断治具５の材質としては、ステンレス鋼，クロム鋼，クロムモリブデン鋼，ニッケルクロム鋼，ニッケルクロムモリブデン鋼，炭素工具鋼および合金工具鋼などの金属や、アルミナ，ジルコニア，窒化珪素および炭化珪素などのセラミックスを用いることができるが、細断治具５の材質は、成形に用いる原料の主成分と同じ材質からなることが好ましい。ここで、原料の主成分とは、原料を構成する全成分100質量％に対して、50質量
％以上を占める成分をいう。 Next, as a material of the shredding jig 5, metals such as stainless steel, chromium steel, chromium molybdenum steel, nickel chromium steel, nickel chromium molybdenum steel, carbon tool steel and alloy tool steel, alumina, zirconia, silicon nitride Although ceramics such as silicon carbide can be used, the shredding jig 5 is preferably made of the same material as the main component of the raw material used for molding. Here, the main component of the raw material refers to a component occupying 50% by mass or more with respect to 100% by mass of all the components constituting the raw material.

細断治具５の材質が、成形に用いる原料の主成分と同じ材質からなるときには、原料との摩擦によって磨耗粉が混ざったとしても、得られた成形体を焼成して焼結体とした際に、摩耗粉が他の成分と反応して反応生成物を形成したり、焼結体の特性を低下させたり、異なる色調を発して外観を悪化させるおそれを少なくする効果を得ることができる。特に、原料との摩擦による磨耗の激しい細断部５ａを成形に用いる原料の主成分と同じ材質とすることが好ましく、細断部５ａのみならず、基台５ｂおよびテーパ部５ｃや、上段スクリュー４、下段スクリュー８、上段バレル３や下段バレル７の内壁等、原料と接する部材の材質を成形に用いる原料と同じ材質からなるものとすれば、上述した効果をさらに高めることができるのでより好ましい。 When the material of the shredding jig 5 is made of the same material as the main component of the raw material used for molding, even if the wear powder is mixed by friction with the raw material, the obtained molded body is fired to obtain a sintered body. In this case, it is possible to obtain an effect of reducing the possibility that the wear powder reacts with other components to form a reaction product, deteriorates the characteristics of the sintered body, or emits a different color tone to deteriorate the appearance. . In particular, it is preferable to use the same material as the main component of the raw material used for forming the shredded portion 5a that is heavily worn by friction with the raw material. Not only the shredded portion 5a but also the base 5b and the tapered portion 5c, or the upper screw 4. It is more preferable that the material of the member in contact with the raw material such as the inner wall of the lower screw 8, the upper barrel 3 and the lower barrel 7 is made of the same material as the raw material used for molding, since the above-described effects can be further enhanced. .

次に、本実施形態の押出成形機１の製造方法の一例を示す。 Next, an example of the manufacturing method of the extrusion molding machine 1 of this embodiment is shown.

ここで、細断治具５については、図３に示す構成の例を、また材料としては、セラミックスを用いた例について記載する。まず、セラミックスからなる１次原料と、焼結助剤と、各種バインダおよび水とを所定量ずつ秤量し混合してスラリーとした後、噴霧乾燥装置（スプレードライヤー）を用いて造粒された顆粒である２次原料を得る。そして、この２次原料を用いて、所定の大きさの成形体を静水圧プレス成形法（ラバープレス成形法）により得た後、切削加工を施して基台５ｂおよびテーパ部５ｃとなる成形体を得る。 Here, an example of the configuration shown in FIG. 3 for the shredding jig 5 and an example using ceramics as the material will be described. First, a primary material made of ceramics, a sintering aid, various binders, and water are weighed and mixed in predetermined amounts to form a slurry, and then granulated using a spray dryer (spray dryer) A secondary material is obtained. Then, using this secondary raw material, a molded body having a predetermined size is obtained by an isostatic press molding method (rubber press molding method), and then cut to form a base 5b and a taper portion 5c. Get.

また、同じ２次原料を用いて、粉末プレス成形法により細断部５ａとなる成形体を得る。そして、細断部５ａ、基台５ｂおよびテーパ部５ｃとなる成形体を焼成炉に入れて、原料に応じて大気雰囲気中または非酸化雰囲気中で所定の焼成温度で焼成する。焼成後、研削加工により最終仕上げすることにより、細断部５ａ、基台５ｂおよびテーパ部５ｃを得る。 Moreover, the molded object used as the shredded part 5a is obtained by the powder press molding method using the same secondary raw material. And the compact | molding | casting used as the shredded part 5a, the base 5b, and the taper part 5c is put into a baking furnace, and is baked in predetermined | prescribed baking temperature in air | atmosphere atmosphere or non-oxidizing atmosphere according to a raw material. After firing, final cutting is performed by grinding to obtain a chopped portion 5a, a base 5b, and a tapered portion 5c.

また、同じ２次原料を用いて、所定の大きさの成形体を静水圧プレス成形法（ラバープレス成形法）により得た後、切削加工を施してシャフト４ａに羽根４ｂを有する上段スクリュー４およびシャフト８ａに羽根８ｂを有する下段スクリュー８となる成形体を得る。そして、これらを焼成炉に入れて、原料に応じて大気雰囲気中または非酸化雰囲気中で所定の焼成温度で焼成する。焼成後、研削加工により最終仕上げすることにより、上段スクリュー４および下段スクリュー８を得る。なお、上段スクリュー４および下段スクリュー８については、シャフト４ａ，８ａおよび羽根４ｂ，８ｂを個別に作製し、ボルト締結することによってなるものであってもよい。 In addition, an upper screw 4 having blades 4b on the shaft 4a after being subjected to a cutting process after a molded body having a predetermined size is obtained by the hydrostatic press molding method (rubber press molding method) using the same secondary material. A molded body to be the lower screw 8 having the blade 8b on the shaft 8a is obtained. These are then placed in a firing furnace and fired at a predetermined firing temperature in an air atmosphere or a non-oxidizing atmosphere depending on the raw materials. After firing, the upper screw 4 and the lower screw 8 are obtained by final finishing by grinding. In addition, about the upper stage screw 4 and the lower stage screw 8, the shaft 4a, 8a and the blade | wing 4b, 8b may be produced separately, and a bolt fastening may be sufficient.

また、各部材等を固定するためのねじ穴および貫通ねじ穴等の加工については、切削加工や研削加工時に施している。そして、細断部５ａに設けた貫通ねじ孔と基台５ｂの凹部に設けたねじ穴とにボルトを通してねじ締結する。また、基台５ｂとテーパ部５ｃとをねじ締結することにより細断治具５を得る。さらに、上段スクリュー４に設けたキー溝と、基台５ｂおよびテーパ部５ｃに設けたキーとを嵌め合わせて、細断治具５を設けた上段スクリュー４を得る。 Moreover, about the process of the screw hole for fixing each member etc., a through screw hole, etc., it has given at the time of a cutting process or a grinding process. Then, screws are fastened through bolts to the through screw holes provided in the chopped portion 5a and the screw holes provided in the concave portion of the base 5b. Moreover, the shredding jig | tool 5 is obtained by screw-fastening the base 5b and the taper part 5c. Further, the key groove provided on the upper screw 4 and the key provided on the base 5b and the taper portion 5c are fitted together to obtain the upper screw 4 provided with the shredding jig 5.

そて、図１に示すように、細断治具５を設けた上段スクリュー４を上段軸受け10に接続固定して、一部に投入口２が開口している上段バレル部３内に設置し、下段スクリュー８を下段軸受け11に接続固定して下段バレル部７内に設置し、下段バレル部７の出口側に金型９を接続することにより、本実施形態の押出成形機１を得ることができる。 Then, as shown in FIG. 1, the upper screw 4 provided with the shredding jig 5 is connected and fixed to the upper bearing 10 and installed in the upper barrel portion 3 where the insertion port 2 is partially opened. The lower screw 8 is connected and fixed to the lower bearing 11 and installed in the lower barrel portion 7, and the die 9 is connected to the outlet side of the lower barrel portion 7 to obtain the extruder 1 of the present embodiment. Can do.

また、細断治具５の材料として、ステンレス鋼，クロム鋼，クロムモリブデン鋼，ニッケルクロム鋼，ニッケルクロムモリブデン鋼，炭素工具鋼および合金工具鋼などの金属を用いるときには、ボール盤や平面研削盤、万能研削盤などの工作機械を用いて各部材を作製すればよい。 When using a metal such as stainless steel, chrome steel, chrome molybdenum steel, nickel chrome steel, nickel chrome molybdenum steel, carbon tool steel or alloy tool steel as the material of the shredding jig 5, a drilling machine, a surface grinding machine, What is necessary is just to produce each member using machine tools, such as a universal grinder.

このようにして得られた本実施形態の押出成形機１は、原料を混練して押し出す上段スクリュー４および下段スクリュー８間に真空室６を有し、原料の流れ方向に交差して原料を細断する細断治具５が真空室６の前方に設けられていることにより、従来のように、原料の流れ方向に分割して脱気を行なっていたときよりも、原料が細断されることで真空室６内において原料を十分に脱気することができるので、残留する気泡の少ない成形体を得ることができる。そして、残留する気泡の少ない成形体は、焼成時に割れや亀裂が生じたり、焼成後に得られた焼結体にピンホール等の欠陥が生じたりするおそれを少なくすることができるので、大型や長尺の製品の作製に特に好適である。 The extrusion machine 1 of the present embodiment thus obtained has a vacuum chamber 6 between the upper screw 4 and the lower screw 8 that knead and extrude the raw material, and finely cut the raw material across the flow direction of the raw material. Since the shredding jig 5 to be cut is provided in front of the vacuum chamber 6, the raw material is shredded as compared with the conventional case where the degassing is performed by dividing in the raw material flow direction. As a result, the raw material can be sufficiently deaerated in the vacuum chamber 6, so that a molded body with few remaining bubbles can be obtained. And the molded body with few remaining bubbles can reduce the risk of cracks and cracks occurring during firing, and the possibility of defects such as pinholes occurring in the sintered body obtained after firing. It is particularly suitable for the production of scale products.

まず、図２（ａ）に示す例の細断部５ａと基台５ｂとが一体的に形成された細断治具５を作製した。 First, the shredding jig 5 in which the shredding part 5a and the base 5b of the example shown in FIG.

平均粒径が１μｍの窒化珪素からなる１次原料を85質量％と、Ｙ_２Ｏ_３およびＡｌ_２Ｏ_３等の焼結助剤を15質量％秤量し、この１次原料と焼結助剤との合計100質量％に対し、
バインダを１質量％、溶媒を100質量％、分散剤を0.5質量％以下それぞれ秤量し、これらを撹拌機の容器内に投入して混合・撹拌し、スラリーとした後、噴霧乾燥装置（スプレードライヤー）を用いて造粒された顆粒である２次原料を得た。そして、この２次原料を用いて、静水圧プレス成形法（ラバープレス法）にて成形し、切削加工を施した。その後、これを焼成炉にて窒素雰囲気中1900℃の最高温度で焼成した。焼成後、研削加工等の最終仕上げを施すことにより窒化珪素質焼結体からなる細断治具５を得た。そして、図１に示す上段スクリュー４の細断治具５を取り付けた押出成形機１を用意した。 85% by mass of a primary material made of silicon nitride having an average particle diameter of 1 μm and 15% by mass of a sintering aid such as Y ₂ O ₃ and Al ₂ O ₃ are weighed, and the primary material and the sintering aid. For a total of 100% by mass,
Weigh 1% by weight of binder, 100% by weight of solvent, and 0.5% by weight or less of dispersing agent, put them in a stirrer container, mix and stir to make a slurry, and then spray drying equipment (spray dryer) ) To obtain a secondary raw material that is a granulated granule. And using this secondary raw material, it shape | molded by the isostatic press molding method (rubber press method), and gave the cutting process. Thereafter, this was fired in a firing furnace at a maximum temperature of 1900 ° C. in a nitrogen atmosphere. After firing, final cutting such as grinding was performed to obtain a shredding jig 5 made of a silicon nitride sintered body. And the extrusion molding machine 1 which attached the shredding jig | tool 5 of the upper stage screw 4 shown in FIG. 1 was prepared.

また、80個の貫通孔を有する整流板を用意し、細断治具５を取り付けた位置と同じ位置にこの整流板を設置した押出成形機を用意した。 Further, a current plate having 80 through holes was prepared, and an extrusion molding machine was prepared in which this current plate was installed at the same position where the shredding jig 5 was attached.

次に、押出成形に用いる窒化珪素を主成分とする原料を用意した。この原料の粘度は、定荷重押し出し型レオメータ（株式会社島津製作所製島津フローテスタＣＦＴ−500
Ｃ）を用いて測定したところ、0.1ＭＰａ・ｓであった。そして、この原料を用いて、細
断治具５を取り付けた押出成形機１と整流板を設置した押出成形機とで、それぞれ押出成形した。 Next, the raw material which has silicon nitride as a main component used for extrusion molding was prepared. The viscosity of this raw material is constant load extrusion type rheometer (Shimadzu Flow Tester CFT-500, manufactured by Shimadzu Corporation).
C) was 0.1 MPa · s. Then, using this raw material, extrusion molding was performed with an extrusion molding machine 1 equipped with a shredding jig 5 and an extrusion molding machine equipped with a current plate.

そして、得られた成形体を100℃で48時間乾燥した後、大型の焼成炉に入れて大気雰囲
気中で1600℃の最高温度で焼成した後、焼結体の表面にクラックが生じていないか外観確認し、その後焼結体を水槽に入れ、超音波探傷装置を用いて長さ方向の一面に存在する欠陥数を確認した。なお、超音波探傷装置（株式会社ジーネス社製）による測定は、測定距離30〜100ｍｍ，プローブ出力15ＭＨｚ，走査ピッチ１ｍｍおよび検出周波数500ＭＨｚの条件で実施し、この測定により得られたチャート上に現れる欠陥の数をカウントした。なお、この欠陥とは、焼結体に存在する割れ、亀裂やピンホール等のことであり、この欠陥が少なければ、成形体に残留する気泡が少ないと言い換えることができる。 Then, after drying the obtained molded body at 100 ° C. for 48 hours, putting it in a large firing furnace and firing it at a maximum temperature of 1600 ° C. in the air atmosphere, there are no cracks on the surface of the sintered body. After confirming the appearance, the sintered body was placed in a water tank, and the number of defects existing on one surface in the length direction was confirmed using an ultrasonic flaw detector. In addition, the measurement by an ultrasonic flaw detector (made by Jeanes Co., Ltd.) is performed under the conditions of a measurement distance of 30 to 100 mm, a probe output of 15 MHz, a scanning pitch of 1 mm, and a detection frequency of 500 MHz, and appears on the chart obtained by this measurement. The number of defects was counted. In addition, this defect is a crack, a crack, a pinhole, etc. which exist in a sintered compact, and if there are few these defects, it can be paraphrased that there are few bubbles which remain | survive in a molded object.

その結果、整流板を設置した押出成形機により成形した成形体を焼成した焼結体に対し、本実施形態の細断治具５を取り付けた押出成形機１にて成形された成形体を焼成した焼結体は、超音波探傷装置による測定において、欠陥の数が半分以下であった。これにより、本実施形態の押出成形機１が細断治具５を設けていることにより、焼結体に割れ、亀裂やピンホール等の欠陥が低減しているので、残留する気泡の少ない成形体を得ることができていることがわかった。 As a result, the molded body molded by the extrusion molding machine 1 equipped with the shredding jig 5 of this embodiment is fired against the sintered body obtained by firing the molded body molded by the extrusion molding machine provided with the current plate. The number of defects in the sintered body was less than half as measured by an ultrasonic flaw detector. Thereby, since the extrusion molding machine 1 of the present embodiment is provided with the shredding jig 5, defects such as cracks, cracks and pinholes are reduced in the sintered body, so molding with less residual bubbles. I found that I was able to get a body.

図２（ａ）に示す例の細断部５ａと基台５ｂとが一体的に形成された細断治具５を作製し、図１に示す細断治具５の位置で上段スクリュー４に取り付けた押出成形機１（１号機）を用意した。また、図２（ｂ）に示す例の細断部５ａと基台５ｂとがそれぞれに形成され、細断部５ａが基台５ｂに取り付けられた細断治具５を作製し、図１に示す細断治具５の位置で上段スクリュー４に取り付けた押出成形機１（２号機）を用意した。さらに、上段スクリュー４に、細断治具５として図２（ａ）と同様の大きさの細断部５ａを一体的に形成し、この上段スクリュー４を設置した押出成形機１（３号機）を用意した。そして、１〜３号機の押出成形機１を用いて押出成形を実施した。 The shredding jig 5 in which the shredding portion 5a and the base 5b of the example shown in FIG. 2A are integrally formed is manufactured, and the upper stage screw 4 is placed at the position of the shredding jig 5 shown in FIG. An attached extrusion molding machine 1 (No. 1 machine) was prepared. Further, the shredding jig 5 in which the shredding portion 5a and the base 5b of the example shown in FIG. 2B are formed respectively and the shredding portion 5a is attached to the base 5b is produced, and FIG. An extrusion molding machine 1 (No. 2 machine) attached to the upper screw 4 at the position of the shredding jig 5 shown was prepared. Further, the upper screw 4 is integrally formed with a chopping portion 5a having the same size as that of FIG. 2A as the chopping jig 5, and the extruder 1 (No. 3 machine) in which the upper screw 4 is installed. Prepared. And extrusion molding was implemented using the extrusion molding machine 1 of 1-3 machines.

その結果、細断部５ａもしくは細断部５ａに当たる部分の磨耗の度合いとしては、いずれも同程度であったが、３号機は、シャフト４や羽根４ｂは使用可能であるものの、上段スクリュー４に細断部５ａが一体的に形成されていることから、上段スクリュー４の交換が必要であった。また、１号機は、細断部５ａと基台５ｂとが一体的に形成された細断治具５が着脱可能に上段スクリュー４に取り付けられていることから、細断治具５を交換すればよかった。また、２号機は、細断治具５が、細断部５ａと基台５ｂとがそれぞれに形成され、細断部５ａが基台５ｂに取り付けられていることから、細断部５ａのみを交換すればよかった。 As a result, the degree of wear of the shredded portion 5a or the portion hitting the shredded portion 5a was almost the same, but the No. 3 machine can use the shaft 4 and the blade 4b, but the upper screw 4 Since the chopped portion 5a is integrally formed, it is necessary to replace the upper screw 4. In Unit 1, the shredding jig 5 in which the shredding portion 5a and the base 5b are integrally formed is detachably attached to the upper screw 4, so that the shredding jig 5 can be replaced. It was good. In No. 2, the shredding jig 5 has a shredding part 5a and a base 5b, and the shredding part 5a is attached to the base 5b. I should have exchanged.

以上の結果から、メンテナンスコストやランニングコストの低減を図るには、細断治具５が上段スクリュー４に着脱可能に取り付けられていることが好適であり、さらに、細断部５ａが着脱可能に取り付けられていることがより好適であることがわかった。 From the above results, in order to reduce maintenance costs and running costs, it is preferable that the shredding jig 5 is detachably attached to the upper screw 4, and further, the shredding portion 5a is detachable. It has been found that it is more suitable to be attached.

図２（ｂ）に示す例の細断部５ａと基台５ｂとがそれぞれに形成され、細断部５ａが基台５ｂに取り付けられた細断治具５を作製し、図１に示す細断治具５の位置で上段スクリュー４に取り付けた押出成形機１（４号機）を用意した。また、図３に示す例の細断部５ａおよび基台５ｂとともに、テーパ部５ｃを有する細断治具５を作製し、図１に示す細断治具５の位置で上段スクリュー４に取り付けた押出成形機１（５号機）を用意した。そして、４，５号機の押出成形機１を用いて押出成形を実施した。 The shredding jig 5 in which the shredding part 5a and the base 5b in the example shown in FIG. 2 (b) are respectively formed and the shredding part 5a is attached to the base 5b is produced, and the shredding jig 5 shown in FIG. An extruder 1 (No. 4 machine) prepared on the upper screw 4 at the position of the cutting jig 5 was prepared. Further, together with the shredding part 5a and the base 5b of the example shown in FIG. 3, a shredding jig 5 having a taper part 5c was produced and attached to the upper screw 4 at the position of the shredding jig 5 shown in FIG. An extrusion molding machine 1 (No. 5 machine) was prepared. And extrusion molding was implemented using the extrusion molding machine 1 of No. 4 and 5.

その結果、５号機は、４号機に比べて成形開始後に原料を押し出すときに掛かる抵抗の増大が少なかった。また、連続成形後に確認を行なったところ、４号機の基台５ｂにおける原料の流れ方向に対向する面に磨耗が確認された。そのため、テーパ部５ｃを有していることにより、原料を押し出すときに掛かる抵抗を増大させることなく、原料との摩擦による磨耗を低減することができることがわかった。 As a result, the No. 5 machine had less increase in resistance when extruding the raw material after the start of molding than the No. 4 machine. Moreover, when it confirmed after continuous shaping | molding, abrasion was confirmed by the surface facing the flow direction of the raw material in the base 5b of No. 4 machine. Therefore, it has been found that by having the tapered portion 5c, it is possible to reduce wear due to friction with the raw material without increasing the resistance applied when extruding the raw material.

アルミナからなる１次原料と、焼結助剤と、各種バインダおよび水とを所定量ずつ秤量し混合してスラリーとした後、噴霧乾燥装置（スプレードライヤー）を用いて造粒された顆粒である２次原料を作製した。そして、この２次原料を用いて、所定の大きさの成形体を静水圧プレス成形法（ラバープレス成形法）により得た後、切削加工を施して細断治具５となる成形体を得た。そして、細断治具５となる成形体を焼成炉に入れて、大気雰囲気中で焼成した。焼成後、研削加工により最終仕上げすることにより、アルミナ質焼結体からなる細断治具５を得た。また、金属材料を用いて、ボール盤、平面研削盤や万能研削盤などの工作機械で加工を施して、金属からなる細断治具５を得た。 A primary raw material made of alumina, a sintering aid, various binders and water are weighed and mixed in predetermined amounts to form a slurry, which is then granulated using a spray dryer (spray dryer). A secondary material was produced. Then, using this secondary material, a molded body of a predetermined size is obtained by an isostatic press molding method (rubber press molding method), and then a molded body to be a shredding jig 5 is obtained by cutting. It was. And the molded object used as the shredding jig | tool 5 was put into the baking furnace, and it baked in air | atmosphere atmosphere. After firing, final cutting was performed by grinding to obtain a chopping jig 5 made of an alumina sintered body. Moreover, the metal material was processed with machine tools, such as a drilling machine, a surface grinder, and a universal grinder, and the metal cutting tool 5 was obtained.

そして、それぞれ図１に示す細断治具５の位置で上段スクリュー４に取り付けた押出成形機１を用意した。そして、アルミナを主成分とする原料を用いて、それぞれの押出成形機１を用いて押出成形を行なった。その後、それぞれ得られた成形体を焼成したところ、金属からなる細断治具５を取り付けた押出成形機１で成形した成形体を焼成した焼結体には、色調のことなる斑点が確認された。この部分について、ＩＣＰ発光分光分析法により分析したところ、細断治具５の材質である金属が検出されたため、細断治具５は、原料の主成分と同じ材質からなることが好ましいことがわかった。 And the extrusion machine 1 attached to the upper stage screw 4 in the position of the shredding jig | tool 5 shown in FIG. 1, respectively was prepared. And it extrusion-molded using each extrusion molding machine 1 using the raw material which has an alumina as a main component. Thereafter, when the obtained molded bodies were fired, spots that differ in color tone were confirmed on the sintered bodies fired of the molded bodies molded by the extrusion molding machine 1 equipped with the shredding jig 5 made of metal. It was. When this part was analyzed by ICP emission spectroscopic analysis, it was preferable that the shredding jig 5 was made of the same material as the main component of the raw material because the metal that was the material of the shredding jig 5 was detected. all right.

１：押出成形機
２：投入口
３：上段バレル
４：上段スクリュー
４ａ：シャフト
４ｂ：羽根
５：細断治具
５ａ：細断部
５ｂ：基台
５ｃ：テーパ部
６：真空室
７：下段バレル
８：下段スクリュー
８ａ：シャフト
８ｂ：羽根
９：金型
10：上段軸受け
11：下段軸受け 1: Extruder 2: Input port 3: Upper barrel 4: Upper screw 4a: Shaft 4b: Blade 5: Shredding jig 5a: Shredding part 5b: Base 5c: Tapered part 6: Vacuum chamber 7: Lower barrel 8: Lower screw 8a: Shaft 8b: Blade 9: Mold
10: Upper bearing
11: Lower stage bearing

Claims

An extrusion molding machine having a vacuum chamber between screws for kneading and extruding a raw material, and a shredding jig for chopping the raw material crossing the flow direction of the raw material is detachably provided in front of the vacuum chamber. the shredding jig, extruder, wherein a base, a Rukoto such and a plurality of shredding unit which is detachably attached to the base platform.

The extrusion molding machine according to claim 1, wherein the shredding jig is provided on a screw in front of the vacuum chamber .

It said vacuum chamber prior to said screw is installed two parallel, extrusion molding machine according to claim 1 or claim 2 wherein each shredding tool is characterized in that it is eclipsed set.

Extruder according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the shredding tool is made of the same material as the main component of the raw material.