專利名稱：擠出成型裝置和使用該擠出成形裝置的成形體的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及成形體的制造技術，更詳細而言，涉及用于制造陶瓷成形體的擠出成型裝置和使用該擠出成形裝置的成形體的制造方法。
背景技術：
一直以來,蜂窩過濾構造體作為DPF (Diesel particulate filter)用等而廣為人知。該蜂窩過濾構造體具有如下的構造蜂窩構造體具有大量的貫通孔，由封口材料封堵該蜂窩構造體的一部分的貫通孔的一端側，并且，由封口材料封堵剩余的貫通孔的另一端側。在專利文獻1、2中，公開了用于制造蜂窩構造體的模具和擠出成形裝置。專利文獻 專利文獻I :日本特開昭61-5915號公報；
專利文獻2 :日本特許第4099896號公報。

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的問題
然而，DPF用的蜂窩過濾構造體一般在收容于具有剛性的容器的狀態(tài)下使用。如果蜂窩過濾構造體的尺寸精度低，則變得容易因熱應力等而產(chǎn)生在蜂窩過濾構造體等形成龜裂的不良狀況。因此，對于燒成前的生坯成形體，要求高的尺寸精度。另外，蜂窩構造體具有狹窄的單元室間距(例如，I. Γ2. 8_左右)，對于劃分了多個貫通孔的隔壁的厚度，要求高的尺寸精度。在通過擠出成形而制造蜂窩構造體的情況下，期望使流動于擠出成形裝置內的膏狀的原料組成物的壓力損耗盡可能地小。如果原料組成物的壓力損耗大，則招致施加于擠出成形裝置的負荷變大、零件磨損等的不良狀況，另外，產(chǎn)生不得不將原料組成物的粘度設定得低的限制。本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，目的是提供一種能夠使伴隨著膏狀的原料組成物的移送的壓力損耗充分地小并能夠制造尺寸精度充分地高的成形體的擠出成形裝置和使用該擠出成形裝置的成形體的制造方法。用于解決問題的方案
本發(fā)明所涉及的擠出成形裝置具備流路、螺旋件、模具、阻力管以及整流板，該流路移送膏狀的原料組成物，該螺旋件設于流路的上游側，將原料組成物混捏并向下游側移送，該模具設于流路的下游側，將由原料組成物構成的成形體擠出，該阻力管將流路和模具連通，該整流板設于螺旋件和模具之間。上述整流板具有從上游側的面貫通至下游側的面的多個貫通孔，且位于上游側的面的貫通孔的開口的開口面積比位于下游側的面的開口更大。依照本發(fā)明，通過使位于整流板的上游側的面的開口的尺寸(開口面積)比位于下游側的面的開口更大，使得膏狀的原料組成物容易通過整流板的貫通孔，能夠使位于整流板的壓力損耗充分地小。通過使壓力損耗小，從而能夠降低施加于擠出成形裝置的負荷，能夠充分地抑制整流板的磨損。此外，整流板為了提高整流效果，也可以具有網(wǎng)狀的阻力體。另外，依照本發(fā)明，能夠制造形狀保持性優(yōu)異的成形體。如上所述，本發(fā)明所涉及的裝置具備位于整流板的上游側的面的貫通孔的開口的開口面積比位于下游側的面的開口更大的構成。作為其具體的方式，可列舉以下。例如，整流板的貫通孔也可以具有從下游側向著上游側而開口面積變大的漸縮部，也可以在上游側具有鎊孔(spot facing)。本發(fā)明提供了一種使用上述擠出成形裝置的成形體的制造方法。依照本發(fā)明的方法，能夠制造形狀保持性優(yōu)異的成形體。檢查被擠出的成形體和擠出成形裝置的流路內的壓力，在確認任何的不良狀況時，優(yōu)選實施整流板的更換和/或原料組成物的粘度的變更。例如，在被擠出的成形體的形 狀保持性不充分的情況下，調整原料組成物的調配等而提高該原料組成物的粘度。該情況下，優(yōu)選必要時更換整流板。通過實施原料組成物的粘度的調整和整流板的更換，從而能夠繼續(xù)長期地制造能夠減輕對擠出成形裝置的負荷且尺寸精度充分地高的成形體。發(fā)明效果
依照本發(fā)明，能夠使膏狀的原料組成物的壓力損耗充分地小，能夠制造尺寸精度充分地高的成形體。


圖I (a)是顯示蜂窩構造體用生坯成形體的一個示例的立體圖，圖I (b)是生坯成形體的部分放大圖。圖2是顯示本發(fā)明所涉及的擠出成形裝置的一實施方式的概要剖面圖。圖3是模式性地顯示圖2所示的擠出成形裝置的內部構造的部分剖面圖。圖4(a)是顯示整流板的一個示例的平面圖，圖4(b)是顯示貫通孔的一個方式的部分剖面圖。圖5是顯示整流板所具有的貫通孔的另外的方式的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，同時詳細地說明本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式。首先，在說明本發(fā)明所涉及的擠出成形裝置之前，說明蜂窩構造體用的生坯成形體。(生坯成形體)
通過對原料組成物進行擠出成形，從而獲得圖I所示的生坯成形體70。如圖1(a)所示，生坯成形體70為多個貫通孔70a大致平行地配置的圓柱體。如圖1(b)所示，貫通孔70a的剖面形狀為正方形。這些多個貫通孔70a，在生坯成形體70中，從端面觀看時為正方形配置，即，配置成貫通孔70a的中心軸分別位于正方形的頂點。貫通孔70a的剖面的正方形的尺寸，例如能夠為一邊O. 8^2. 5mm。此外，通過以規(guī)定的溫度將生坯成形體70燒成，從而制造蜂窩構造體。不特別地限定生坯成形體70的貫通孔70a所延伸的方向的長度，但是，例如能夠為4(T350mm。另外，也不特別地限定生坯成形體70的外徑，但是，例如能夠為10(T320mm。
不特別地限定構成生坯成形體70的原料組成物，但是在制造DPF用的蜂窩構造體的情況下，包含作為陶瓷原料的無機化合物源粉末、甲基纖維素等的有機粘合劑以及必要時添加的添加劑。從蜂窩構造體的耐高溫性的觀點出發(fā)，作為優(yōu)選的陶瓷材料，可列舉氧化鋁、二氧化硅、多鋁紅柱石、堇青石、玻璃、鈦酸鋁等的氧化物，以及碳化硅、氮化硅等。此外，鈦酸鋁還能夠包含鎂及/或硅。例如，在制造鈦酸鋁的生坯成形體的情況下，無機化合物源粉末包含α氧化鋁粉等的鋁源粉末和銳鈦礦型或金紅石型的二氧化鈦粉末等的鈦源粉末，必要時，還能夠包含氧化鎂粉末或氧化鎂尖晶石粉末等的鎂源粉末及/或氧化硅粉末或玻璃粉(glass frit)等的硅源粉末。作為有機粘合劑，可列舉甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥烷基甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉等的纖維素類，聚乙烯醇等的醇類以及木質素磺酸鹽。
作為添加物，例如可列舉造孔劑、潤滑劑、可塑劑、分散劑以及溶劑。作為造孔劑，可列舉石墨等的碳材，聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等的樹脂類，淀粉、堅果殼、核桃殼、玉米等的植物材料，冰以及干冰等等。作為潤滑劑和可塑劑，可列舉甘油等的醇類，羊脂酸、月桂酸、棕櫚酸、花生酸、油酸、硬脂酸等的高級脂肪酸，硬脂酸鋁等的硬脂酸金屬鹽以及聚氧化烯烷基醚(POAAE)等。作為分散劑，例如可列舉硝酸、鹽酸、硫酸等的無機酸，草酸、檸檬酸、醋酸、蘋果酸、乳酸等的有機酸，甲醇、乙醇、丙醇等的醇類，以及多聚羧酸銨、聚氧化烯烷基醚等的界面活性劑等。作為溶劑，例如能夠使用甲醇、乙醇、丁醇、丙醇等的醇類，丙二醇、聚丙二醇、乙二醇等的二醇類以及水等。(擠出成形裝置)
參照圖2 4，同時說明本發(fā)明所涉及的擠出成形裝置的實施方式。圖2所示的擠出成形裝置10用于從粉末狀或膏狀的原料組成物制造生坯成形體70。擠出成形裝置10具備設于殼體I內的上層的螺旋件2A和設于下層的螺旋件2B。螺旋件2A、2B用于將從入口 Ia供給的原料組成物混捏并且經(jīng)過流路Ib而向下游側移送。在螺旋件2A、2B之間，設有真空室3，通過對真空室3內進行減壓，從而能夠對原料組成物進行除氣處理。真空室3內的原料組成物被輥3a導入下層的螺旋件2B。擠出成形裝置10還具備設于螺旋件2B的下游側的整流板5、擠出由原料組成物構成的成形體70A的模具8以及將流路Ib和模具8連通的阻力管9。阻力管9的內部的流路成為漸縮狀，從上游側向著下游側，流路剖面積逐漸地變小。此外，在制造直徑比螺旋件2B的直徑更大的成形體70A的情況等下，阻力管9也可以具有從上游向著下游而流路剖面變大的擴大部。以從模具8擠出的成形體70A不變形的方式，在擠出成形裝置10的旁邊，設置用于支撐成形體70A的支撐臺15。整流板5用于在將原料組成物導入模具8之前，謀求該原料組成物的流速分布的均一化。通常地，流經(jīng)流路Ib的內壁面的附近的原料組成物的流速低，另一方面，流經(jīng)流路Ib的中央部的原料組成物的流速高。假設保持該流速分布而從模具8擠出原料組成物來制作蜂窩構造體用的生坯成形體，則產(chǎn)生生坯成形體的中央部分的隔壁與另外的部分相比變厚、隔壁彎曲的不良狀況。另外，如果通過模具8的原料組成物的流速不均一，則構成模具8的材料不均一地磨損，這不僅成為成形體的尺寸精度降低的原因，也有時候模具8的一部分優(yōu)先地磨損，使得模具8的壽命顯著地變短。整流板5相對于殼體I裝卸自如地設置，并配置在螺旋件2B和模具8之間。此外，整流板5為了提高流量調整的效果也可以具有網(wǎng)狀的阻力體(圖中未顯示)。當從殼體I卸下流量調整板5A時，首先，卸下下方的壓板lc，從上方的螺紋孔Id擰入工具而使整流板5向下方滑動(參照圖3)。此外，使整流板5滑動的機構，除了使用工具的類型以外，可列舉利用油壓的類型等。整流板5優(yōu)選為即使從上游側受到壓力也幾乎不引起變形的構造體。從如此的觀點出發(fā)，作為整流板5的材質，例如優(yōu)選碳素鋼等。作為碳素鋼以外的優(yōu)選的材質，能夠列舉含有鎳、鉻、鎢等的特種鋼。從確保充分的強度的觀點出發(fā)，整流板5的厚度優(yōu)選為10 100mm。圖4(a)是顯示整流板5的正面圖，圖4(b)是顯示整流板5的貫通孔6的構成的 部分剖面圖。如圖4所示，整流板5具有從上游側的面Fl貫通至下游側的面F2的多個貫通孔6。貫通孔6具有從上游側開口 6a向著下游側而內徑變小的漸縮部6b，在其下游側具有直管部6c。由此，貫通孔6的上游側開口 6a的開口面積變得比下游側開口 6d的開口面積更大。從充分地降低原料組成物的壓力損耗的觀點出發(fā)，貫通孔6的上游側開口 6a優(yōu)選直徑為3 12mm。另一方面,貫通孔6的下游側開口 6d優(yōu)選直徑為l 10mm。整流板5的上游側的面Fl的開口率優(yōu)選為60% 100%，更優(yōu)選為98%以下，進一步優(yōu)選為95%以下。另一方面，整流板5的下游側的面F2的開口率優(yōu)選為50°/Γ80%。在使用面Fl或面F2的開口率過小的整流板5的情況下，如果不使上游側的壓力過度地高，則不能在單位時間內使充分的量的原料組成物通過，壓力容易成為裝置的容許壓力以上。另一方面，面F2的開口率過大的整流板5的強度容易變得不充分。在此所謂的“開口率”意味著通過將位于整流板5的一面(面Fl或F2)的開口的面積的合計除以該面的面積(除去被殼體覆蓋的周緣部之外)而算出的值。模具8用于從原料組成物制造圖I所示的形狀的成形體，并具有與該成形體相對應的格子狀的流路(圖中未顯示)。用于制造如生坯成形體70那樣的單元室構造的成形體的模具，必須致密地進行流路的設定，另外，一般而言為高價。因此，期望使模具的更換作業(yè)的頻率盡可能地低。在本實施方式中，通過利用整流板5使原料組成物的流量均一化，從而謀求模具8的長壽命化，能夠降低模具8的更換頻率。(生坯成形體的制造方法)
接著，說明使用擠出成形裝置10而制造生坯成形體70的方法。首先，從入口 Ia將原料組成物導入流路Ib內。通過使螺旋件2Α、2Β和輥3a工作，從而將原料組成物混捏并移送至下游側。在使混捏物通過整流板5的貫通孔6而使流速分布均一化之后，通過阻力管9而導入模具8。位于模具8的下游側的原料組成物的線速度能夠為l(Tl50cm/分左右。從模具8擠出謀求流速分布的均一化的原料組成物，在支撐臺15上，將成形體70A回收。通過將成形體70A切斷成規(guī)定的長度，從而獲得生坯成形體70。在成形體的形狀保持性不充分的情況下，優(yōu)選將提高了粘度的原料組成物供給至擠出成形裝置10。由此，能夠提高成形體的形狀保持性。在如伴隨著使原料組成物的粘度高而位于擠出成形裝置10內的原料組成物的壓力損耗變得過高的情況下，優(yōu)選更換整流板5。通過更換成具有適宜的開口率的整流板，從而能夠減輕施加至擠出成形裝置10的負荷。當原因被認為是原料組成物的流量分布的不均一性的不良狀況被確認時，也可以實施以下的工序。例如下述的工序從殼體I卸下整流板5，將銷(圖中未顯示)安裝于I個或多個貫通孔6而將貫通孔6閉塞，從而進行流量的調整。通過實施如此的工序，從而即使不實施模具8的設定的變更或更換，也能夠繼續(xù)長期地制造尺寸精度充分地高的生坯成形體70。該工序也可以暫時停止將原料組成物供給至擠出成形裝置而實施，或者，也可以不停止而實施。依照本實施方式，通過將上述方式的貫通孔6設于整流板5，從而能夠使位于整流板5的原料組成物的壓力損耗充分地小。通過使壓力損耗小，從而能夠降低施加至擠出成形裝置10的負荷，能夠充分地抑制整流板5的磨損。另外，依照本實施方式，即使使用粘度比較高的原料組成物，也能夠防止壓力損耗的過度的增大，因而能夠使用適于獲得具 有高的形狀保持性的成形體的粘度的原料組成物。以上，詳細地說明了本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但是本發(fā)明不限定于上述實施方式。例如，在上述實施方式中，列舉了具有漸縮部6b的貫通孔6，但是貫通孔也可以在上游側具有锪孔而代替漸縮部6b。圖5 (a)是顯示形成了具有锪孔的貫通孔7的整流板的部分正面圖，圖5(b)是顯示貫通孔7的構成的部分剖面圖。如圖5所示，貫通孔7具有矩形的上游側開口 7a、锪孔7b、流路剖面為大致圓形的直管部7c以及大致圓形的下游側開口 7d。此外，锪孔7b的形狀不限于矩形，也可以為圓形、橢圓形或多邊形。另外，在上述實施方式中，關于整流板5所具有的全部的貫通孔6，列舉了比下游側開口 6d的尺寸(開口面積)更大地設定上游側開口 6a的尺寸(開口面積)的情況，但是也可以兼用如此的構成的貫通孔6和直管狀的貫通孔。通常地，流動于流路的內壁面的附近的原料組成物的流速低，另一方面，流動于流路的中央部的原料組成物的流速高，因而從流量的均一化的觀點出發(fā)，也可以將直管狀的貫通孔設于整流板5的中央?yún)^(qū)域，另一方面，將具有漸縮部6b或锪孔7b的貫通孔設于整流板5的周緣區(qū)域。另外，在將整流板5的中心位置作為圓的中心的情況下，也可以以在規(guī)定的中心角的范圍內不均勻分布的方式，將直管狀的貫通孔或者具有漸縮部6b或锪孔7b的貫通孔設于整流板。在上述實施方式中，列舉了使整流板5相對于殼體I滑動的機構，但是，使整流板5相對于殼體I裝卸自如的機構不限定于此。例如，也可以使殼體I的設置整流板5的部位開閉自如，并能夠利用螺栓和螺母等的固定裝置來將整流板5固定于殼體I內。另外，在上述實施方式中，列舉了圓柱體的生坯成形體70，但是成形體的形狀和構造不限定于此。生坯成形體70的外形形狀，例如也可以為四棱柱等的棱柱或橢圓柱。另夕卜，貫通孔70a的配置也可以不為正方形配置，例如，也可以為大致三角配置、大致六邊配置等。再者，貫通孔70a的形狀也可以不為正方形，例如，也可以為大致三角形、大致六邊形、大致八邊形、大致圓形。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
依照本發(fā)明，能夠使膏狀的原料組成物的壓力損耗充分地小，能夠制造尺寸精度充分地高的成形體。
符號說明
I :殼體 Ib :流路 2B :螺旋件 5 :整流板 6、7 :貫通孔 6a、7a :上游側開口 6b :漸縮部 6c,7c :直管部 6d、7d :下游側開口 7b :锪孔
8:豐旲具 9:阻力管
10:擠出成形裝置 70 :生坯成形體 70A :成形體
Fl :整流板的上游側的面 F2 :整流板的下游側的面
權利要求
1.一種擠出成形裝置，其特征在于， 具備 流路，移送膏狀的原料組成物； 螺旋件，設于所述流路的上游側，將所述原料組成物混捏并向下游側移送； 模具，設于所述流路的下游側，將由所述原料組成物構成的成形體擠出； 阻力管，將所述流路和所述模具連通；以及 整流板，設于所述螺旋件和所述模具之間， 所述整流板具有從上游側的面貫通至下游側的面的多個貫通孔，位于上游側的面的所述貫通孔的開口的開口面積比位于下游側的面的開口更大。
2.根據(jù)權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述貫通孔具有從下游側向著上游側而開口面積變大的漸縮部。
3.根據(jù)權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述貫通孔在上游側具有锪孔。
4.一種成形體的制造方法，使用了根據(jù)權利要求廣3中的任一項所述的擠出成形裝置。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，具備更換所述擠出成形裝置的整流板的工序。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的方法，其特征在于，具備變更所述原料組成物的粘度的工序。
全文摘要
本發(fā)明所涉及的擠出成形裝置具備流路、螺旋件、模具、阻力管以及整流板，該流路移送膏狀的原料組成物，該螺旋件設于流路的上游側，將原料組成物混捏并向下游側移送，該模具設于流路的下游側，將由原料組成物構成的成形體擠出，該阻力管將流路和模具連通，該整流板設于螺旋件和模具之間。整流板具有從上游側的面貫通至下游側的面的多個貫通孔，位于上游側的面的貫通孔的開口的開口面積比位于下游側的面的開口更大。
文檔編號B28B3/22GK102933359SQ20118002982
公開日2013年2月13日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權日2010年6月17日
發(fā)明者小森照夫, 吉野朝 申請人:住友化學株式會社