JPH0890534A - ハニカム成形用口金 - Google Patents

ハニカム成形用口金

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JPH0890534A
JPH0890534A JP6235250A JP23525094A JPH0890534A JP H0890534 A JPH0890534 A JP H0890534A JP 6235250 A JP6235250 A JP 6235250A JP 23525094 A JP23525094 A JP 23525094A JP H0890534 A JPH0890534 A JP H0890534A
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JP
Japan
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die
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Pending
Application number
JP6235250A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshifumi Mukai
利文 向井
Ikuhisa Hamada
幾久 浜田
Shigeru Tominaga
成 冨永
Hitoshi Yamazaki
均 山崎
Katsuhiro Yashiro
克洋 矢代
Masanori Yamato
政徳 大和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Publication date
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Publication of JPH0890534A publication Critical patent/JPH0890534A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ひずみの少ない均質な成形体を得る流路構造
を形成可能とする。 【構成】 格子状の溝よりなる複数の排出流路2と、そ
れぞれの排出流路2に接続してペーストを分割供給する
複数の送給流路1とを備え、上流端4より供給されたペ
ーストを連続した格子状に成形体に成形し下流端5より
排出するハニカム成形用口金であって、それぞれの送給
流路1をそれぞれの排出流路2の上流端部に延長させ、
それぞれの上流端部にそれぞれの送給流路1より大きい
流路断面積を有する溜部3を設けた。 【効果】 機械加工性と寸法精度とに優れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスや触媒を
ハニカム状に押出し成形する口金に係り、特に寸法精度
に優れかつ乾燥割れを防止するのに好適なハニカム成形
用口金に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のハニカム成形用口金においては、
原料のペーストをハニカム成形用口金(口金)より押出
すことにより、セラミックスや触媒のハニカム成形を行
っている。一般的な口金は、図8〜図11に示すよう
に、複数の流路よりなり、ペーストの流れ方向の2層の
流路に分けられる。2層の流路は、口金6の上流側に設
けられ、図示しない押出機より供給されたペーストを個
々の流路に分割送給する複数の送給流路1と、送給流路
1の下流端面10に接続して口金6の下流側に設けら
れ、送給流路1より送り込まれたペーストを格子状(ハ
ニカム状)に成形する複数の排出流路2とにより形成さ
れる。押出成形時には、ハニカムの最外周リブ12を形
成するため、口金6に外枠7を嵌合して使用する。
【0003】次いで図12に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。押出成形時には、口金6の上
流端4に供給されたペーストは、一旦、分割され個々の
送給流路1内に流入してその中空円柱の内面を通過す
る。送給流路1を通過したペーストは、送給流路1の下
流端面10に結合されている十字断面の溝をなす排出流
路2へ流入する。送給流路1と排出流路2との境界部に
おいて送給流路1の流路断面積S0と排出流路2の流路
断面積S+とは、S0>S+の関係にあるため、十字ス
リットに流入したペーストは、流路軸に対して横方向の
流路圧着面8に向かって広がる。このため、ペースト
は、十字スリットを通過する間に十字成形体の合流圧着
面8で互いに圧着し、口金6の下流端ではハニカムセル
が連続して成形される。
【0004】口金6の流路圧着面8における圧着を促進
させるため、図13に示すように、供給流路1の長手方
向で排出流路2と交差重複させ、この重複部を下流側に
向けて先細り構造11aにしたものがある。この口金6
は、供給流路1の出口すなわち重複部でペーストが横方
向に流れ易くなり、欠陥のない格子状ハニカムが得られ
るとされている。また、口金6を機械加工する場合、ま
ず口金6の上流端4よりドリルによって送給流路1を穴
明け加工し、次いで反対面より、加工した送給流路1の
延長する位置より砥石によって格子状に排出流路2の溝
切り加工を行うのが一般的である。この方法で加工した
口金は、ドリルの先端角つまり先細り構造が不適当なた
め、送給流路の穴と排出流路の溝との接点や交差部でバ
リが生じ易く、バリ取りをしても各流路に微妙な表面粗
さの差を発生することがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のハニカム成形用
口金にあっては、ペーストをハニカム状に成形すること
はできるが、口金を製作する際の機械加工性及び口金の
ハニカム成形性の両者を合わせた口金適正構造としての
配慮がなされていない。すなわち、ペーストが供給流路
より排出流路に移動する位置に溜部が十分でないため、
圧着不良や各流路間の流速差が発生し、ペースト背圧が
低減する問題がある。また、口金を機械加工する場合、
上流端よりドリルにより送給流路を穴明け加工し、次い
で反対面より砥石によって格子状に排出流路の溝切り加
工を行うため、バリ取りをしても各流路に表面粗さの差
が発生し、個々の流路で流動抵抗差を生じ、成形体の曲
がりや成形時の切れ、引いては乾燥時の割れにつながる
問題がある。
【0006】本発明の目的は、ひずみの少ない均質な成
形体を得ることのできる流路構造を有し、かつ機械加工
性に優れたハニカム成形用口金を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係るハニカム成形用口金は、格子状の溝よ
りなる複数の排出流路と、それぞれの排出流路に接続さ
れペーストを分割供給する複数の送給流路とを備え、ペ
ースト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、それぞれの送給流路をそれぞれの排出流路の
上流端部に延長させ、それぞれの上流端部にそれぞれの
送給流路より大きい流路断面積を有する溜部を設けた構
成とする。
【0008】そしてそれぞれの送給流路は、直径Dを有
する中空円柱状に形成されるとともにそれぞれの排出流
路の上流端部に長さLで延長され、溜部は、長さLと直
径Dとの比が0.1<L/D<1で形成されている構成
でもよい。
【0009】
【作用】本発明によれば、送給流路に分割供給されたペ
ーストは、送給流路を延長して排出流路の上流端部に形
成された溜部を経由し、格子構造をなす排出流路内に流
入する。この溜部は、送給流路よりも流路断面積が大き
く、かつ押出方向の所定の区間(長さ)で等断面積流路
として設けられているため、排出流路に分配されるペー
ストの溜めの役割を果たし、ペーストを横方向と下流側
の排出流路とにほぼ均等な圧力で送り出す機能が付与さ
れる。その結果、個々の送給流路間における圧力降下の
差異が緩和され、口金出口の流速分布も均一となり易
く、また成形体中の残留応力も低減され、乾燥焼成時に
おけるひずみや割れを防ぐことにつながる。
【0010】また送給流路を延長して排出流路の上流段
部に溜部を設けることにより、供給流路と排出流路との
接続部で機械加工による返りの発生が防止され、返りの
発生を抑えた状態で供給流路内面をリーマ加工により滑
らかにすることにより、口金出口の流速分布の均一化が
図られる。さらに排出流路と交差重複した供給流路の下
流側に先細りテーパを設けた場合も基本的に同様の効果
が得られる。さらに溜部の長さLと供給流路の直径Dと
の比が0.1< L/D <1で形成されているため、
成形ひずみが生じ難く、口金の破損や変形を引き起こす
ことがなくなる。
【0011】
【実施例】本発明の一実施例を図1〜図3を参照しなが
ら説明する。図1〜図3に示すように、格子状の溝より
なる複数の排出流路2と、それぞれの排出流路2に接続
されてペーストを分割供給する複数の送給流路1とを備
え、上流端4より供給されたペーストを連続した格子状
に成形し成形体を下流端5より排出するハニカム成形用
口金であって、それぞれの送給流路1をそれぞれの排出
流路2の上流端部に延長させ、それぞれの上流端部にそ
れぞれの送給流路1より大きい流路断面積を有する溜部
3を設けた構成とする。そして、それぞれの送給流路1
は、直径Dを有する中空円柱状に形成されるとともにそ
れぞれの排出流路2の上流端部に長さLで延長され、つ
まりそれぞれの送給流路1の下流端面9がそれぞれの排
出流路2の上流端面10より下流側に、下流端面9と上
流端面10との間の長さLで延長され、溜部3は、長さ
Lと直径Dとの比が0.1<L/D<1になるように形
成されているものとする。なお押出成形時は、ハニカム
の最外周リブ12を形成するため、口金(ハニカム成形
用口金)6に外枠7が嵌合して使用される。
【0012】本実施例の動作を図1〜図4を用いて説明
する。送給流路1に分割供給されたペーストは、中空円
柱状の送給流路1を下流側に延長して形成した溜部3を
経由し格子状の溝よりなる排出流路2内に流入する。こ
の溜部3は、図4のA線で示すように、送給流路1より
も流路断面積が大きく、かつペーストの押出方向に所定
の区間(長さ)を等断面積流路として設けられているた
め、ペーストを横方向と下流側の排出流路にほぼ均等な
圧力で送り出す機能が付与される。その結果、個々の送
給流路間における圧力降下の差異が緩和され、口金出口
におけるペーストの流速分布も均一となり易く、また成
形体中の残留応力も低減でき、乾燥焼成時のひずみや割
れを防ぐことにもつながる。なお図4のB線は図5〜図
7に示す後述する他の実施例、C線は図8〜図10に示
す従来例、またD線は図13に示す従来例の流路位置に
対する各流路断面積の変化を表している。
【0013】本実施例によれば、機械加工性も極めて優
位となる。すなわち、送給流路を延長して排出流路の上
流端部に溜部を設けることにより、供給流路と排出流路
との交差部における機械加工の返りの発生が防止でき
る。また従来の構造では供給流路をリーマ仕上げしよう
とすると、供給流路の穴の先端面と排出流路の溝との間
に段差が生じ、供給流路と排出流路との接続部で返りの
発生を助長させていたが、本実施例では、返りの発生を
抑えた状態で供給流路内面をリーマ加工により滑らかに
することができ、口金出口での流速分布の均一化を図る
ことができる。
【0014】本発明の他の実施例として図5〜図6をに
示すように、排出流路2の上流端部に延長した供給流路
1の下流側の先端に先細りテーパ11を設けた構成も基
本的に図1〜図4に示す実施例と同様の効果がある。す
なわち先細りテーパ11をドリルの先端角に応じて適切
に選択できるため、返りの発生が防止される。
【0015】本実施例のポイントは、排出流路の上流端
部に、送給流路の流路断面積よりも大きな溜部を設ける
ことにあり、溜部3の長さLの効果は、任意の長さで生
じるものではなく、ある範囲で最大の効果を発揮する。
すなわち、長さLが短か過ぎるとペーストの均圧効果も
発現できず、狭い領域でペーストの変形によるせん断速
度が大きくなり、成形ひずみを残し易い。また機械加工
時の返り防止の効果も発現しなくなる。逆に、長さLが
必要以上に長い口金は、排出流路間に形成されるピン状
突起物の強度が低下し、口金の破損や変形を引き起こす
ことがある。これらのことを考慮した適切な長さL寸法
は、(1)式で表される。
【0016】 0.1< L/D <1 ……(1) ここで、送給流路の直径 :D 溜部の長さ :L (実施例)本実施例の効果を確認するため、図5〜図7
に示す構造で次の寸法形状の口金を試作した。
【0017】 セルピッチ :3.3mm リブ厚 :0.4mm 送給流路の直径D:2.6mmφ 送給流路の長さ :14.5mm 排出流路 :5.0mm 口金厚さ :19.0mm 溜部の長さL :0.5mm セル数47×47セル(外形155.7mm×155.7
mm) 供給流路はドリルと平行リーマとで、排出流路はBN
(ボロンナイトライド)砥石で加工した。得られた流路
の内面粗さは次の通りである。
【0018】送給流路の穴部 :3μm以下 排出流路の溝部 :0.2μm この口金とスクリュー押出機とを用いて、Ti02系粉
末/ガラス繊維/メチルセルロース/水をニーダにより
混練し脱硝触媒ペーストにより成形した。その結果、成
形圧力P=45〜50kg/cm2,流速V=200〜25
0mm/minで曲がりのないセル相互の圧着も良好な成形
体が得られた。また、この成形体を85℃×70%の条
件下で乾燥し、割れのない健全な乾燥体が得ることがで
きた。
【0019】(比較例)実施例と比較するため、比較例
として図8に示す構造で次の寸法形状の口金を試作し
た。
【0020】 セルピッチ :3.3mm リブ厚 :0.4mm 送給流路の直径D:2.6mmφ 供給流路の長さ :14.0mm 排出流路 :5.0mm 口金厚さ :19.0mm 溜部の長さ :0mm セル数47×47セル(外形155.7mm×155.7
mm) 供給流路はドリル(200穴加工ごとに交換)加工の
み、排出流路はBN砥石で加工した。得られた流路の内
面粗さは次の通りである。
【0021】 供給流路の穴部 :8〜20μm 排出流路の溝部 :0.2μm この口金とスクリュー押出機とを用いて、実施例と同一
組成,同一ロットのTi02系脱硝触媒ペーストを成形
した。その結果、成形圧力P=50〜55kg/cm2,流
速V=150〜200mm/minで実施例と比べて、圧力
が高く流速が遅い。また成形体が一方向に曲がり、この
曲がりは口金を回転させるとそれに応じて曲がりの方向
も変わるところから、口金の形状に起因するものと断定
できた。また、この成形体を85℃×70%の条件下で
乾燥した結果、曲がりを拘束した時に引張りのひずみが
生じた部分を起点に横割れが入った。
【0022】これらの現象は、供給流路の表面が粗いこ
とと、ペーストの送給流路の上流端部に溜部が存在しな
いことが原因と考えられる。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、送給流路の上流端部に
ペーストの溜部を設けたため、機械加工性が優れるため
寸法精度が向上し、かつ低圧で成形処理速度が大きくな
り、ひずみの少ない均質な成形体を成形することができ
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図2】図1の斜視図である。
【図3】図1の単一流路を示す斜視図である。
【図4】本実施例と従来技術の流路断面積の比較を示す
図である。
【図5】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図6】図5の斜視図である。
【図7】図5の単一流路を示す斜視図である。
【図8】従来の技術を示す断面図である。
【図9】図8のA.A矢視線を示す平面図である。
【図10】図8のB.B線矢視を示す平面図である。
【図11】図8の斜視図である。
【図12】図1の単一流路を示す斜視図である。
【図13】従来の他の技術を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 送給流路 2 排出流路 3 溜部 4 上流端 5 下流端 6 口金
フロントページの続き (72)発明者 山崎 均 広島県呉市宝町3番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 (72)発明者 矢代 克洋 広島県呉市宝町3番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 (72)発明者 大和 政徳 神奈川県横浜市磯子区磯子1丁目2番10号 バブコック日立株式会社横浜エンジニア リングセンタ内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 格子状の溝よりなる複数の排出流路と、
    それぞれの排出流路に接続されペーストを分割供給する
    複数の送給流路とを備え、該ペーストを連続した格子状
    に成形するハニカム成形用口金において、それぞれの送
    給流路をそれぞれの排出流路の上流端部に延長させ、そ
    れぞれの上流端部にそれぞれの送給流路より大きい流路
    断面積を有する溜部を設けたことを特徴とするハニカム
    成形用口金。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のハニカム成形用口金にお
    いて、それぞれの送給流路は、直径Dを有する中空円柱
    状に形成されるとともにそれぞれの排出流路の上流端部
    に長さLで延長され、溜部は、前記長さLと前記直径D
    との比が0.1<L/D<1で形成されていることを特
    徴とするハニカム成形用口金。
JP6235250A 1994-09-29 1994-09-29 ハニカム成形用口金 Pending JPH0890534A (ja)

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JP6235250A JPH0890534A (ja) 1994-09-29 1994-09-29 ハニカム成形用口金

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20040706