JPH0852721A

JPH0852721A - 押出し成形装置

Info

Publication number: JPH0852721A
Application number: JP18712994A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Mukai; 利文向井; Takeshi Hirota; 健広田; Kazunori Ito; 和典伊藤
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1994-08-09
Filing date: 1994-08-09
Publication date: 1996-02-27

Abstract

(57)【要約】【目的】特に、薄肉で形状が複雑な押出し成形品であっ
ても、品質に優れ、製品の歩留まり、および押出し成形
の作業能率を向上することが可能な押出し成形装置を提
供する【構成】押出し成形機と、被成形材の混練物であるペ
ースト中の異物を除去する濾過器を途中に配した均圧管
を、押出し成形機の下流に連結して設け、均圧管の下流
部に成形体を押し出す口金を少なくとも設けた押出し成
形装置であって、濾過器の上流および下流側で対となる
複数組の圧力センサを配設して圧力差を検出し、濾過器
の交換時期を判定する手段を設ける。【効果】薄肉で複雑な形状であっても、良好な品質の成
形品を高歩留まりで得ることができ、異物を除去するス
トレーナを、簡便に、しかも短時間に交換できる構造で
あるから、押出し成形の作業能率が一段と向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は押出し成形装置に係り、
特に、薄肉で形状が複雑な押出し成形品であっても、品
質が良好で、製品の歩留まり、および作業能率の向上が
可能な押出し成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミックスや触媒等を押出し成形装置
によって成形する場合、原料の調合から押出し成形まで
の過程において、被成形材の混練物であるペースト中へ
の異物の混入は避けられず、この異物を除去するため
に、押出し成形機の出口と成形体を押し出す口金との間
に、金網等からなるフィルタと、このフィルタをサポー
トする多孔板とを組み合わせて構成したストレーナと呼
ばれる濾過器が使用されている。特に、ハニカム構造の
成形体のような薄肉の成形体あるいは複雑な形状の成形
体となると、上記ストレーナの設置は必要不可欠とな
る。従来技術として、例えば、特願昭６０-０８５５５
９号、特開昭５６-１２７４１１号公報等に見られるよ
うに、フィルタ用の金網を支持するために多孔板を用
い、押出し成形機の出口と成形体を押し出す口金との間
に、フィルタを固定する方法が一般的である。これらの
フィルタの特徴は、圧力損失が小さく異物をほぼ完全に
除去できること、フィルタの交換頻度を少なくして成形
効率を上げること、異物の詰まりが口金部に影響を及ぼ
しにくい位置にフィルタを設置すること、フィルタが詰
まった場合に簡単に交換が可能というところにある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したごとく、従来
技術において、押出し成形体が薄肉で複雑な形状の成形
品である場合は、フィルタにおける異物（混練不良物や
ゴミ等）の詰まり方によって成形体に不具合いが生じる
という問題がある。例えば、スクリュー式の押出し機を
用いた場合、フィルタが徐々に詰まっていくと、フィル
タの上流側の圧力が上昇し、スクリューによる被成形材
の混練が部分的に促進され成形体に密度差が生じ、ひい
ては製品の品質ならびに性能低下となる。例えば、触媒
のような多孔質化が要求される場合に、その影響は顕著
に表われる。また、フィルタに異物が偏って詰まりを起
こした場合は、成形体を押し出しする口金の上流側の圧
力分布は均等とならず、成形体が曲がったり局所的に歪
が生じたりして製品の歩留まりが低下したりする問題が
あった。

【０００４】本発明の目的は、上記従来技術における問
題点を解消し、特に、薄肉で形状が複雑な押出し成形品
であっても、品質に優れ、製品の歩留まり、および押出
し成形の作業能率を向上することができる押出し成形装
置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記本発明の課題を解決
するために、本発明の押出し成形装置は特許請求の範囲
に記載のような構成とするものである。すなわち、請求
項１に記載のように、押出し成形機と、該押出し成形機
の出口部の圧力を均等にすると共に、被成形材の混練物
であるペースト中の異物を除去する濾過器（ストレーナ
等）を途中に配した均圧管（テーパ状均圧管等）を、上
記押出し成形機の下流部に連結して設け、さらに上記均
圧管の下流部に成形体を押し出す口金を少なくとも設け
た押出し成形装置において、上記濾過器の上流および下
流側で対となる複数組の圧力センサを配設し、濾過器前
後の圧力差から濾過器の目詰まり状態を検知して、その
交換時期を判定する手段を設けた押出し成形装置とする
ものである。また、請求項２に記載のように、請求項１
に記載の濾過器の上流および下流側で対となるように配
設した複数組の圧力センサの差圧、または圧力分布差、
もしくはその両者を検出して、濾過器の交換時期を判定
する手段を設けるものである。さらに、請求項３に記載
のように、請求項１または請求項２に記載の押出し成形
装置おいて、濾過器のエレメントを交換可能のストレー
ナ構造となし、該ストレーナの上流および下流側にペー
ストの流れを一時的に遮断する手段を設け、上記ストレ
ーナの取付けまたは取外しが自在に行える構造とするも
のである。

【０００６】

〔式中、ｊ＝１〜ｎを表わし、圧力センサ５の位置番号に対応し、ＭＡＸ（Ｐi_j−Ｐo_j）はストレーナ８前後での差圧の最大値を示し、ＡＶＲ（Ｐi_j−Ｐo_j）は各部の差圧の平均値を示し、Ｒc は限界圧力比を表わす。〕

すなわち、上記（数２）式を満足すれば、ストレーナ８
の偏った詰まりが間違いなく生じているものと判定でき
る。また、ストレーナ８の偏った詰まりが、成形体９の
曲がりの要因であるか否かは、次の（数３）式により判
別することができる。ｊ（ＭＡＸ（Ｐi_j−Ｐo_j））＝ｊ（ＢＥＮＤ） ………（数３）〔式中、ｊ（ＭＡＸ（Ｐi_j−Ｐo_j））は差圧が最大とな
る位置を示し、ｊ（ＢＥＮＤ）は成形体の曲がり方向、
すなわち押出しの遅い位置を示す。〕以上のことから、ストレーナ８の交換条件をまとめると
次のようになる。（数２）および（数３）式の両方を満
足した場合は、即座にストレーナ８の交換が必要であ
る。また、（数２）式だけを満足し、（数３）式が満足
されていなくても、成形体９にアンバランスな応力が生
じ、成形体９を乾燥させたり焼成すると割れが発生する
こともあり、この場合はストレーナ８の交換が必要と言
える。次に、ストレーナ８の交換が必要と認められた場
合は、押出し成形の作業能率を上げるために、簡便で、
しかも短時間にストレーナ８の取外しおよび取付け操作
が行えることが必須の条件となる。このため、請求項３
に記載のように、濾過器のエレメントを交換可能のスト
レーナ構造となし、該ストレーナの上流および下流側に
ペーストの流れを一時的に遮断する手段を設け、上記ス
トレーナの取付け取外しが自在に行える構造とするもの
である。すなわち、図１および図２に示すように、次の
順序でストレーナ８を交換することができる。まず、成
形後には押出し成形機内に被成形材の混練物であるペー
ストが詰まっており、テーパ状均圧管（テーパバーレ
ル）１とストレーナ８とのフランジ面１８と、ストレー
ナ８と均圧管（延長バーレル）６とのフランジ面１９
は、取付けボルトを抜いた後でも強固に接合されてお
り、上記の両フランジ面１８、１９は容易に切り離すこ
とができない。そこで、ストレーナサポート１０には、
ワイヤフック１６と、ワイヤワインダ１４が取り付けて
あり、上記フランジ部のボルトを抜いた後、開先の付い
たフランジの合わせ面１８、１９に、ワイヤ１３を当
て、ワイヤワインダ１４によってワイヤ１３を引っ張る
ことにより、容易にしかも短時間にペーストを切断する
ことができ、それぞれのフランジ面１８、１９を切り離
すことができる。その後、フランジの隙間を広げて、切
り離したストレーナを交換しやすくするために、レール
１２と台車１１に搭載したテーパ状均圧管（テーパバー
レル）１の下流側のフランジに取り付けられたストレー
ナサポート１０によって支持される構造を採用してい
る。ストレーナ８の交換は、そのまま上部方向に抜き出
し、新規ストレーナ８を装着し、フランジ面を合わせ
て、ボルトによって固定すれば取付け作業は完了する。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の実施例である押出し成形装置
の構造を示す模式図であり、図２は、図１のＡ−Ａ矢視
図を示す。押出し成形装置の上流側から順に、オーガバ
ーレルの内径が２５０ｍｍφのスクリュー式押出し機、
入口の流路断面が丸で、出口流路断面が角のテーパ状均
圧管（テーパバーレル）１、２０メッシュの金網からな
る濾過器エレメント（フィルターエレメント）３と、１
０ｍｍφの穴群を形成した多孔板２からなるストレーナ
８、入口と出口の流路断面形状が同じである均圧管（延
長バーレル）６、および外形１５０ｍｍ角、セルピッチ
３.５ｍｍ、リブ厚０.５ｍｍのハニカムを成形するため
の口金７を取り付けた。ストレーナ８の上流側と下流側
の正方形流路に、正方形の各辺に３個宛、計１２対（合
計２４個）の圧力センサ５を挿着している。圧力センサ
５は、歪みゲージ式のもので、測定範囲が０〜２００ｋ
g／cｍ²のものを選定した。上記した構成の押出し成形
装置を用い、Ｔi／Ｗ／Ｖ系酸化物粒子、無機系繊維、
有機増粘剤および水を加えて混練しペーストを調製し
た。その結果、初期平均圧力差ΔＰm０＝３０ｋg／cｍ²
であったが、徐々に平均圧力差ΔＰmが上昇し、約２０
ｍ成形した時点で、ΔＰm＜４０ｋg／cｍ²、圧力比Ｒ＝
１.０５で、押出し成形機のスクリュー先端部で圧力が
約１００ｋg／cｍ²となり、押出し成形機内での発熱が
多く、また押出し成形機内での混練が進み、ペーストの
性状が変化して成形体のセル欠損や切れを引き起こすよ
うになった。それで、ストレーナ８を取り外しフィルタ
エレメントを調べた結果、フィルタエレメントである金
網に混練時に発生したと見られる小豆大の固いペースト
がほぼ均一に付着していた。以上のことから、本実施例
における押出し成形条件としては、ストレーナ８での最
大の平均圧力差ΔＰm＝４０ｋg／cｍ²であると言える。
また、上記実施例とは異なる他の条件で押出し成形を行
ったところ、約２ｍ成形した時点で平均圧力差ΔＰm＝
３２ｋg／cｍ²、圧力比Ｒ＝１.２０で、圧力差が最大値
を示す位置と、成形体の曲がりの位置とが一致してい
た。そこで、ストレーナ８を取り外し、フィルタエレメ
ントを調べた結果、かなり大きな硬質のペーストが最大
の圧力差ΔＰの発生位置に偏って付着していた。したが
った、この押出し成形条件における偏った詰まりの限界
圧力比Ｒc＝１.２０と言える。

【０００８】

【発明の効果】以上詳細に説明したごとく、本発明の押
出し成形装置によれば、被成形体の混練物であるペース
ト中の異物やごみによるストレーナの詰まり状況および
詰まりの位置を、複数組の圧力センサの差圧で容易に、
しかも的確に捉えることができるので、成形体に悪影響
を及ぼす諸因子を事前に検知し、それを除去することが
可能となり、薄肉で複雑な形状の成形体であっても、極
めて良好な品質の成形品を高い歩留まりで得ることがで
きる。さらに、異物やごみを除去するストレーナを、簡
便に、しかも短時間に交換できる構造としていることか
ら、押出し成形の作業能率を著しく向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で例示した押出し成形装置の断
面構造を示す模式図。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視図。

【符号の説明】

１…テーパ状均圧管（テーパバーレル）２…多孔板３…濾過器エレメント（フィルタエレメント）４…フィルタ固定板５…圧力センサ６…均圧管（延長バーレル）７…口金８…ストレーナ（濾過器）９…成形体１０…ストレーナサポート１１…台車１２…レール１３…ワイヤ１４…ワイヤワインダ１５…ワインダモータ１６…ワイヤフック１７…フランジ固定用ボルト穴１８…テーパバーレルとストレーナとのフランジ面１９…ストレーナと延長バーレルとのフランジ面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】押出し成形機と、該押出し成形機の出口部
の圧力を均等にすると共に、被成形材の混練物であるペ
ースト中の異物を除去する濾過器を途中に配した均圧管
を、上記押出し成形機の下流に連結して設け、さらに上
記均圧管の下流部に成形体を押し出す口金を少なくとも
備えた押出し成形装置であって、上記濾過器の上流およ
び下流側で対となる複数組の圧力センサを配設し、該濾
過器の上流側と下流側の圧力差を検出し、濾過器の目詰
まり状態を検知して、その交換時期を判定する手段を設
けたことを特徴とする押出し成形装置。
【請求項２】請求項１において、濾過器の上流および下
流側で対となるように配設した複数組の圧力センサの差
圧または圧力分布差、もしくはその両方を検出して、濾
過器の交換時期を判定する手段を設けたことを特徴とす
る押出し成形装置。
【請求項３】請求項１または請求項２において、濾過器
のエレメントを交換可能のストレーナ構造となし、該ス
トレーナの上流および下流側にペーストの流れを一時的
に遮断する手段を設け、上記ストレーナの取付けまたは
取外しが自在に行える構造としたことを特徴とする押出
し成形装置。