JPH105559A - 混練方法、混練装置及び混練物 - Google Patents

混練方法、混練装置及び混練物

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JPH105559A
JPH105559A JP8179804A JP17980496A JPH105559A JP H105559 A JPH105559 A JP H105559A JP 8179804 A JP8179804 A JP 8179804A JP 17980496 A JP17980496 A JP 17980496A JP H105559 A JPH105559 A JP H105559A
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JP
Japan
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kneading
mixture
opening
compound
present
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Pending
Application number
JP8179804A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshikatsu Mitsunaga
敏勝 光永
Yasuo Imamura
保男 今村
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.)
Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
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Publication date
Application filed by Denki Kagaku Kogyo KK filed Critical Denki Kagaku Kogyo KK
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Publication of JPH105559A publication Critical patent/JPH105559A/ja
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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
    • B28B3/206Forcing the material through screens or slots

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短い時間で均一性の高い混練物が得られる混
練装置を提供する。 【解決手段】 スクリュー41により混練物が押し出さ
れる吐出部に、1mm以下の大きさの開口2を有する目
皿1を配置したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂、セメント、
粘土、セラミックス等の可塑性若しくは高粘性物質の混
合物を混練する方法・装置、及びかかる方法により得ら
れる混練物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、可塑性若しくは高粘性物質の混合
物の混練は、例えばパッグミル、ニーダー、バンバリー
ミキサー、ロール等の混合装置を用いて行われている。
【0003】この混練物は各種成形品材料としても用い
られ、その成形方法としては、射出成形、押出成形、鋳
込み成形、プレス成形等がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】成形品材料に用いられ
る混合物においては、十分に混練され均一性の高いこと
が望ましい。例えばセラミックス粉末等を含む可塑性混
合物から得られた混練物を用いて、前述の射出成形や押
出成形等により成形品を製造する場合、かかる粉末の濃
度を高くするのが一般的であるが、この様な場合には当
該粉末を均一に分散させる必要があり、混練物の高い均
一性が要求される。また、特に厚みが1mm以下のシー
ト状若しくはハニカム形状の薄肉品を成形する場合に
は、均一性(混練度)が十分でないと、成形品に反りや
歪み等の変形が生じ易い。このため、セラミックス粉末
等を含む混練物や、薄肉品の成形に用いる混練物を得る
ためには、混練に長時間を要したり、何回も混練装置を
通したり、更には混練能力の高い高価な装置が必要とさ
れていた。
【0005】一方、前述した回転部分を持つ一般的な混
合装置で長時間の混練を行うと、スクリューや羽、吐出
部等において摩耗が激しく、これらの部品の交換を頻繁
に行う必要があり、ランニングコストの増大を招いてい
た。
【0006】本発明は、上記事情に鑑み、より短時間
で、且つ簡易な方法・装置で均一性の高い混練物を得る
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく成
された本発明の構成は以下の通りである。
【0008】即ち、本発明は、2種類以上の物質の混合
物を混練する方法において、実質的に1mm以下の大き
さの開口を有する目皿を通過させることを特徴とする混
練方法にある。
【0009】また、本発明は、2種類以上の物質の混合
物を混練する混練装置であって、スクリュー若しくはピ
ストンにより混練物が押し出される部分に、実質的に1
mm以下の大きさの開口を有する目皿を具備することを
特徴とする混練装置にある。さらに、本発明は、上記本
発明の混練方法により混練されたことを特徴とする混練
物にある。
【0010】本発明の混練方法及び混練装置によれば、
短い時間で均一性の高い混練物が得られる。本発明によ
る作用は明らかではないが、本発明者らは、本発明に係
る特定の目皿により混合物流に乱流を起こさせること
で、混練効果を高めることができたものと推定してい
る。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明に係る混練物は、例えばコ
ーディエライト,ムライト,アルミナ,ジルコニア,炭
化珪素,窒化珪素等のセラミックス、セメント、金属等
の粉末に、必要に応じて有機物、水等のバインダーを加
えて混合した可塑性若しくは高粘性混合物から製造され
る。有機バインダーとしては、メチルセルロース、エチ
ルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニ
ルアルコール、でんぷん等を用いることができる。
【0012】混練物は、上記混合物が剪断作用、折りた
たみ作用を受け、固体粉末と水系の場合は粒子間水膜の
均一化、プラスティックの場合には溶融高分子の均一化
などのように液状物質が均一化された状態で可塑性を示
す混合物であり、例えば歯磨き用ペースト、粘土、セラ
ミックス押出成形及び射出成形用原料、シリコーンゴム
コンパウンド、プラスティックの熱間押出成形用原料等
として用いられる。
【0013】本発明の混練方法では、上記のような混練
物を得る際に、実質的に1mm以下の大きさの開口を有
する目皿を通過させる。かかる目皿の一例を図1に示
す。同図において、1は目皿、2は開口である。開口2
の形状としては、図1(a)のような円形や、図1
(b)のような正方形が一般的であるが、この他にも楕
円、三角形、長方形、星形等も採用することができる。
【0014】また、開口2の数は一個であっても良い
が、数が多いほど混練時間が短くできるため、吐出部分
の面積に応じて多数設けるのが好ましい。
【0015】本明細書において、「開口の大きさ」と
は、円形の場合はその直径であり、それ以外の形状の場
合には円相当直径(開口面積を求め、それを円として見
做して算出された直径)を意味する。尚、目皿の厚み方
向で開口の大きさが変化する場合には、最も小さい開口
部分の大きさを意味する。
【0016】開口2の大きさは、1mm以下であれば特
に制限はないが、好ましくは0.5mm以下である。開
口の大きさが1mmを超えると、混練物の均一性が失わ
れ易い。開口の大きさの下限は、混合物の粘度等の物
性、混練圧力、混合物が開口を通過する速度等を考慮し
て適宜設計することができる。例えば、極めて高粘度の
混合物を混練する場合には、開口の大きさを小さくし過
ぎると混練圧力が高くなり過ぎ、装置に多大な負担が掛
ると共に、混練がスムーズに行われなくなる場合があ
る。
【0017】また、一の目皿に形成される1mm以下の
大きさの開口2は、必ずしも全て同一の形状・大きさに
する必要はない。例えば、混合物の流動抵抗が流路の中
央部分よりも周辺部分の方が大きくなる系では、目皿の
周辺部分に設ける開口を中心部分に設ける開口よりも大
きくして、各開口から均一な速度で混合物が吐出される
ようにすることで、より高い均一性(混練度)が期待で
きる。
【0018】また、実質的に1mm以下の大きさの開
口、の「実質的に」とは、夫々の開口は1mmを超えて
いる場合でも、複数の目皿を連続若しくは狭間隙を隔て
て配置することにより、1mm以下の大きさの開口を形
成する場合も本発明に含まれることを意味する。具体的
には、例えば図2(a)に示すような縦方向にスリット
状に形成された開口2aを有する目皿1aと、図2
(b)に示すような横方向にスリット状に形成された開
口2bを有する目皿1bとを組み合わせて、図2(c)
に示すように開口2の大きさを1mm以下とする場合で
ある。
【0019】本発明の混練方法において、混合物を一気
に1mm以下の大きさの開口2を通過させようとする
と、混合物によっては開口2が閉塞する場合がある。そ
のような場合には、異なる大きさの開口を有する目皿を
用意し、これらを開口の大きさが段階的に小さくなるよ
うに配置するのが好ましい。その具体的な一例として、
図3(a)に示すような1mmを超える大きさの開口2
cを有する目皿1cの下流側に近接して、図3(b)に
示すような1mm以下の大きさの開口2dを有する網目
状の目皿1dを配置する例が挙げられる。
【0020】本発明の混練方法において、混合物が1m
m以下の大きさの開口を含む全開口を通過する速度(以
下、「吐出速度」と称す。)は、10mm/分以上であ
ることが好ましい。吐出速度が遅過ぎると、混合物によ
っては十分な均一性(混練度)が得られない場合があ
る。尚、吐出速度は、全開口からの流出体積と、全開口
の合計面積とから求められる。即ち、 吐出速度=(全開口からの流出体積)/(全開口の合計
面積)
【0021】次に、本発明の混練装置について説明す
る。
【0022】本発明の混練装置では、混練物が押し出さ
れる部分(吐出部)に、前述したような実質的に1mm
以下の大きさの開口を有する目皿を取り付けるため、比
較的高圧で混合物を押し出すことのできるスクリュー若
しくはピストンを用いる。即ち、本発明の混練装置は、
図4に示すような混合物を連続混練しながらスクリュー
41の回転により押し出すオーガータイプの混練機4
0、或は図5に示すような回転操作の無いピストン51
で押し出すバッチ式のプランジャータイプの混練機50
である。尚、図4及び図5は、本発明の混練装置の主た
る特徴部分のみを示している。
【0023】特に、図5に示したようなプランジャータ
イプの混練機50では、ピストン51、シリンダー52
及び目皿2等を金属部品で製作することが容易であり、
更にはプレス機53で押し出すことのできる簡易構造で
あるため、コスト的にも有利である。
【0024】本発明の混練装置においては、練土吐出部
(流出部)に前述したような目皿を取り付けたことによ
り、より短時間の運転で均一性の高い混練物を得ること
ができる。このため、図4に示したようなオーガータイ
プの混練機40ではスクリュー41や吐出部等における
摩耗が少なくなり、ランニングコストが低減される。ま
た、図5に示したようなプランジャータイプの混練機5
0では回転機構を有しないため、更に部品消耗が少な
く、ランニングコストの面で有利である。尚、本発明の
混練装置では、摩耗は主に目皿1に発生するため、通常
は目皿1を取り替えるだけで良い。
【0025】本発明の混練物は、前述した本発明の混練
方法によって得られるものであり、均一性が高く、シー
ト状若しくはハニカム形状の薄肉品の成形にも極めて好
適に用いることができるものである。
【0026】
【実施例】次に、実施例、比較例を挙げて更に具体的に
本発明を説明する。
【0027】[実施例1〜8、比較例1〜3]炭化珪素
粉末(屋久島電工社製「GC−1000F」)100重
量部に対し、メチルセルロース14重量部、水21重量
部、潤滑剤としてステアリン酸エマルジョン5重量部を
加え、ヘンシェルミキサーで混合し粗混合物を調合し
た。
【0028】パッグナイフ付きスクリュー混練機(宮崎
鉄工社製「MP−100型」)の練土吐出部(流出部)
に、直径20mmの開口を7個有する目皿が組み込まれ
た混練機を用い、上記粗混合物を更に混合して可塑性混
合物Aを製造した。この可塑性混合物Aの針入式硬度計
(日本ガイシ社製「クレーハードネステスター」)によ
る硬度は13であった。
【0029】次に、スクリュー式押出成形機(宮崎鉄工
社製「MV−FM−A型」)の流出部に、表1に示され
る大きさの開口を有する目皿を取り付け、上記で得られ
た可塑性混合物Aを2回混練して混練物を製造した。
【0030】2回目(最終)の混練時には、吐出速度と
混練圧力を測定した。また、得られた混練物の均一性を
評価するために、前記と同様にして硬度を測定し、さら
に、以下に従う混練物の降伏値を測定した。それらの結
果を表1に示す。
【0031】降伏値の測定方法 1cm2 シリンダー内に、長さ1mm、直径1mmの穴
を有する金型を挿入した高架式フローテスター(島津製
作所社製)により混練物の流動曲線を測定し、せん断応
力とせん断速度の関係から塑性流動が始まる臨界点を降
伏点とし、その時のせん断応力を降伏値として求めた。
降伏値が低い方が均一性(混練度)が高いといえる。
【0032】次に、上記スクリュー式押出成形機に直径
80mm;400cpi2 のハニカムダイスを取り付
け、上記で製造された混練物を毎分12回転で成形を行
い、ハニカム成形体を製造した。このハニカム成形体に
ついて、以下に従うソリ、変形及びセル目欠けを測定し
た。それらの結果を表1に示す。
【0033】ソリの測定 長さ100mmのハニカム成形体について、ソリが0.
5mm以下のものを「○」、0.5mmより大きく1m
m以下のものを「△」、1mmより大きいものを「×」
とした。
【0034】変形の測定 ハニカム成形体の真円度が0.4mm以下のものを
「○」、0.4mmより大きく0.8mm以下のものを
「△」、0.8mmより大きいものを「×」とした。
【0035】セル目欠けの測定 ハニカム成形体のセル壁が欠けていないものを「○」、
1箇所でも欠けた箇所があるものを「×」とした。
【0036】
【表1】
【0037】[実施例9〜12、比較例4〜5]シリン
ダー(内径80mm)の練土吐出部に、直径5mmの開
口を37個有する目皿が取り付けられたピストン型プレ
ス機を用い、先の実施例(実施例1〜8、比較例1〜
3)で調合された粗混合物を押出して可塑性混合物Bを
製造した。この可塑性混合物Bの硬度は13であった。
【0038】次に、同様のシリンダーとピストンを用
い、表2に示される大きさの開口を有する目皿を練土吐
出部に取り付け、上記で得られた可塑性混合物Bを2回
混練して混練物を製造し、実施例1と同様な評価を行っ
た。それらの結果を表2に示す。
【0039】次に、この混練物を用いて先の実施例と同
様にしてハニカム成形体を製造し、ハニカム成形体を評
価した。それらの結果を表2に示す。
【0040】[比較例6]先の実施例(実施例1〜8、
比較例1〜3)で製造した可塑性混合物Aをそのまま用
いて先の実施例と同様にしてハニカム成形体を製造し、
ハニカム成形体を評価した。それらの結果を表2に示
す。
【0041】
【表2】
【0042】表1及び表2に示されるように、本発明の
実施例の混練物は、その前段階の混合物である可塑性混
合物(A,B)よりも硬度が小さくなっており、しかも
比較例の混練物に比べて降伏値も小さいので、均一性
(混練度)が高められていることが判る。また、本発明
の混練物を用いて製造されたハニカム成形体は、比較例
によるハニカム成形体に見られるようなソリ、変形、セ
ル目欠けが無く、均一で形状特性に優れたものとなって
いる。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の混練方法
及び混練装置によれば、より短時間で均一性の高い混練
物を得ることができる。また、簡易な装置構成とするこ
とができると共に、部品消耗が少なく、摩耗は主に目皿
に発生するため、部品の取り替えが容易でありランニン
グコストを低減することができる。
【0044】また、本発明の混練物は、厚みが1mm以
下のシート状若しくはハニカム形状の薄肉品を成形する
場合にも、成形品に反りや歪み等の変形の少ない形状特
性に優れた成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る目皿の一例を示す図である。
【図2】複数の目皿を組み合わせて本発明に適用する一
例を示す図である。
【図3】複数の目皿を組み合わせて本発明に適用する別
の例を示す図である。
【図4】本発明の混練装置の一例であるオーガタイプの
混練装置の要部を示す図である。
【図5】本発明の混練装置の一例であるプランジャータ
イプの混練装置の要部を示す図である。
【符号の説明】
1,1a〜1d 目皿 2,2a〜2d 開口 40 混練機 41 スクリュー 50 混練機 51 ピストン 52 シリンダー 53 プレス機

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2種類以上の物質の混合物を混練する方
    法において、実質的に1mm以下の大きさの開口を有す
    る目皿を通過させることを特徴とする混練方法。
  2. 【請求項2】 1mm以下の大きさの開口を含む全開口
    を通過する混合物の速度を、10mm/分以上とするこ
    とを特徴とする請求項1に記載の混練方法。
  3. 【請求項3】 前記物質が、可塑性物質若しくは高粘性
    物質であることを特徴とする請求項1又は2に記載の混
    練方法。
  4. 【請求項4】 2種類以上の物質の混合物を混練する混
    練装置であって、スクリュー若しくはピストンにより混
    練物が押し出される部分に、実質的に1mm以下の大き
    さの開口を有する目皿を具備することを特徴とする混練
    装置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜3のいずれかに記載の混練方
    法により混練されたことを特徴とする混練物。
JP8179804A 1996-06-21 1996-06-21 混練方法、混練装置及び混練物 Pending JPH105559A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000153514A (ja) * 1998-11-18 2000-06-06 Denki Kagaku Kogyo Kk 押出成形方法
WO2007018033A1 (ja) * 2005-08-10 2007-02-15 The Chugoku Electric Power Co., Inc. 混合装置及び軟弱土の固化処理方法

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