(57)【要約】【課題】  湿式混合されたセラミック材料から連続的に成形体を得るための押出成形装置において、セルよれ等の隔壁の変形が発生しにくく、投入したセラミック材料を安定して連続的に押出機に供給することができる押出成形装置を提供する。【解決手段】  セラミック原料粉末100質量部に対して水を15〜35質量部含有するセラミック材料を連続的に押出すための押出成形機と、押出成形機にセラミック材料を供給するためのスクリュー式セラミック材料供給機とを備え、スクリュー式セラミック材料供給機は、U字型断面を有する樋状部材及びその上部に開閉可能に配設された蓋部材とからなる樋状容器と樋状容器中に回転可能に設けられたスクリューとを有し、樋状容器はスクリューの上端部より上方に空間を有し、スクリューの軸方向に垂直な断面において、前記空間の断面積がスクリューの軸方向投影面積の0.2〜1.5倍である押出成形装置。【選択図】図１
2020157702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック原料粉末100質量部に対して水を15〜35質量部含有するセラミック材料を連続的に押出すための押出成形機と、前記押出成形機に前記セラミック材料を供給するためのスクリュー式セラミック材料供給機とを備え、前記スクリュー式セラミック材料供給機のセラミック材料排出口と前記押出成形機のセラミック材料投入口とが連通部を介して連通してなる押出成形装置であって、
前記スクリュー式セラミック材料供給機は、U字型断面を有する樋状部材及び前記樋状部材の上部に開閉可能に配設された蓋部材とからなる樋状容器と、前記樋状容器中に回転可能に設けられたスクリューとを有し、
前記樋状容器は前記スクリューの上端部より上方に空間を有し、スクリューの軸方向に垂直な断面において、前記空間の断面積がスクリューの軸方向投影面積の0.2〜1.5倍であることを特徴とする押出成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の押出成形装置において、
前記連通部には、前記スクリュー式セラミック材料供給機から排出されたセラミック材料を一旦蓄積し、前記押出成形機に連続的に供給するための滞留室を有し、
前記押出成形装置は、
前記滞留室に蓄積した前記セラミック材料の蓄積量を検出するための検出手段と、
前記検出した蓄積量の情報に基づいて前記スクリュー式セラミック材料供給機の前記スクリューの回転を制御するための制御手段と
を有することを特徴とする押出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック材料を供給するスクリュー式セラミック材料供給機を有する押出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の排ガス浄化装置の触媒担体としては、図5に示すように、隔壁62によって形成された多数の流路63と、それらの外周に設けられた外周壁61とを有するセラミックハニカム構造体60が用いられている。このようなセラミックハニカム構造体としては、例えば、流路の密度が15〜150個／cm2、及び隔壁の厚さが0.05〜0.5 mmのものが用いられている。また、このようなハニカム構造体は、セラミック原料粉末、水分、バインダー等を含む坏土を微小スリット及び微小貫通孔を多数有する公知のハニカム用の成形型を通過させることによりハニカム状に押出成形し、乾燥及び焼成して製造される。
【０００３】
特開2000-271916号（特許文献１）は、セラミック材料を連続的に押し出すためのスクリュー押出機を少なくとも上下２段連ねてなるとともに、下段のスクリュー押出機の先端に設けた成形型から所望形状のセラミック成形体を押出成形するよう構成してなる押出成形装置を開示している。この押出成形装置を用いた押出成形は以下のようにして行われる。まず上段スクリュー押出機の上流側に設けられた材料投入口から順次セラミック材料を投入し、上段スクリュー押出機のスクリューによって混練されながら徐々に前方へ押し進められ、上段スクリュー押出機の先端に設けられた中間型から中間成形体として押し出された後、その下方に設けられた押込ローラによって下段スクリュー押出機に供給され、さらに下段スクリュー押出機によって混練されながら徐々に前方へ押し進められ、下段スクリュー押出機の先端に設けられた前記成形型から所望形状のセラミック成形体が押出成形される。上段のスクリュー押出機に投入されるセラミック材料は、バッチ式の混合装置を用い、前記セラミック原料粉末、バインダー等を乾式混合し、さらに水等の液体を添加して湿式混合を行って形成した湿式混合物である。
【０００４】
上記のような、従来のセラミックハニカム成形体の押出成形方法において、前記湿式混合が完了した直後のセラミック材料は、混合時の運動エネルギーにより温度が上昇しているため、上段のスクリュー押出機に投入されるまでの間に、表面から水分などの液体の一部が大気中に蒸発し、含水率が不均一になることがあった。このような、含水率が不均一なセラミック材料が上段のスクリュー押出機に投入されてしまうと、上段スクリュー押出機及び下段スクリュー押出機中で混練されたとしても、含水率の不均一性は解消されず、成形型を通過する際の成形速度が不安定になって、セルよれ等の隔壁の変形が発生することがあった。
【０００５】
また、前記した湿式混合が行われたセラミック材料は、上述したように、セラミック原料粉末、有機バインダー（メチルセルロース等）、水等を含んでおり、粘着性が高いため、材料投入口に投入された際に、場合によっては、セラミック材料が材料投入口に固着、堆積して材料投入口を閉塞してしまい（いわゆる、棚吊りという現象）、上段スクリュー押出機へのセラミック材料の供給がストップする場合がある。このように棚吊りが発生した場合には、上段及び下段スクリュー押出機へのセラミック材料の供給が不足して正常な押出成形が不可能となるので、成形機の運転を停止して、棚吊りしたセラミック材料を手作業により除去する必要がある。
【０００６】
押出成形機に原料を供給する方法として、例えば、特開平7-040416号（特許文献2）は熱可塑性樹脂を押し出して成形する押出成形機に原料を供給する押出機原料供給装置を開示している。特許文献2に記載の押出機原料供給装置は、バレル中に回転可能に設けられたらせん状のスクリューを回転させて、ホッパーから投入された原料をバレルの中を移動させて押出成形機に連続的に供給するスクリュー式原料供給機である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2000-271916号公報
【特許文献２】特開平7-040416号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献2に記載のスクリュー式セラミック原料供給機を特許文献１のセラミック用押出成形機に配置したとしても、スクリュー式セラミック材料供給機に原料を供給するための原料供給口の形態が上部に開放されたホッパー状であるため、前記したセラミック材料からの水分の蒸発に伴うセルよれ等の隔壁の変形や前記棚吊りの問題は解消できない。
【０００９】
従って、本発明の目的は、バッチ式混合装置を用いて湿式混合されたセラミック材料を押出成形装置に投入してセラミック成形体を連続的に得る際に、セルよれ等の隔壁の変形が発生しにくいセラミック成形体の押出成形装置を提供することである。さらに、投入したセラミック材料を安定して連続的に押出機に供給することができるセラミック成形体の押出成形装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的に鑑み、本発明者は、スクリュー式セラミック材料供給機の構造に着目し、バッチ式混合装置を用いて湿式混合されたセラミック材料を押出成形装置に投入してセラミック成形体を連続的に得る際に、セルよれ等の隔壁の変形を発生させないようにできること、及び投入したセラミック材料を安定して連続的に押出成形機に供給できることを見出し、本発明に想到した。
【００１１】
すなわち、本発明の押出成形装置は、セラミック原料粉末100質量部に対して水を15〜35質量部含有するセラミック材料を連続的に押出すための押出成形機と、前記押出成形機に前記セラミック材料を供給するためのスクリュー式セラミック材料供給機とを備え、前記スクリュー式セラミック材料供給機のセラミック材料排出口と前記押出成形機のセラミック材料投入口とが連通部を介して連通してなり、
前記スクリュー式セラミック材料供給機は、U字型断面を有する樋状部材及び前記樋状部材の上部に開閉可能に配設された蓋部材とからなる樋状容器と、前記樋状容器中に回転可能に設けられたスクリューとを有し、
前記樋状容器は前記スクリューの上端部より上方に空間を有し、スクリューの軸方向に垂直な断面において、前記空間の断面積がスクリューの軸方向投影面積の0.2〜1.5倍であることを特徴とする。
【００１２】
前記連通部には、前記スクリュー式セラミック材料供給機から排出されたセラミック材料を一旦蓄積し、前記押出成形機に連続的に供給するための滞留室を有し、
前記押出成形装置は、
前記滞留室に蓄積した前記セラミック材料の蓄積量を検出するための検出手段と、
前記検出した蓄積量の情報に基づいて前記スクリュー式セラミック材料供給機の前記スクリューの回転を制御するための制御手段とを有するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の押出成形装置は、樋状容器からなるスクリュー式セラミック材料供給機の上部を開閉可能な蓋部材で構成するとともに、樋状容器のスクリューの上端部より上方に空間を設けることで、少なくとも一混合バッチ分のセラミック材料を水分等の蒸発を抑えて樋状容器内に貯留し、スクリューにより均一に攪拌しつつ押出成形機に供給することができるため、セルよれ等の隔壁の変形の発生を抑えることができる。また、セラミック材料を安定して連続的に押出成形機に供給できるため、押出成形機の材料投入口にセラミック材料が固着・堆積して材料投入口を閉塞してしまう、棚吊り現象の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の押出成形装置の一例を示す模式図である。
【図２（ａ）】上流側から下流側まで一体に構成された蓋部材を有するスクリュー式セラミック材料供給機を示す模式図である。
【図２（ｂ）】上流側に材料投入扉を備えた蓋部材を有するスクリュー式セラミック材料供給機を示す模式図である。
【図３】本発明の押出成形装置のスクリュー式セラミック材料供給機部分をスクリューの軸方向から見た模式断面図である。
【図４】本発明の押出成形装置において、スクリュー式セラミック材料供給機内のスクリューの上端部より上方に設けられた空間の軸方向に垂直な断面（領域A）及びスクリューの軸方向投影面（領域B）を示すスクリューの軸方向に垂直な模式断面図である。
【図５】ハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[1] 押出成形装置
本発明の押出成形装置は、セラミック原料粉末100質量部に対して水を15〜35質量部含有するセラミック材料を連続的に押出して成形体を形成するための装置であり、図1に示すように、セラミック材料3を連続的に押出すための押出成形機2と、前記セラミック材料3を前記押出成形機2に供給するスクリュー式セラミック材料供給機1とを備え、前記スクリュー式セラミック材料供給機1のセラミック材料排出口13と前記押出成形機2を構成するスクリュー押出機21のセラミック材料投入口25とが連通部を介して連通している。
【００１６】
本発明で用いられるセラミック材料3は、例えばヘンシェルミキサー等のバッチ式の混合装置を用いて、セラミック原料粉末、バインダー、必要に応じて造孔材等の粉末原料を均一に乾式混合し、さらに100質量部のセラミック原料粉末に対して15〜35質量部の水を添加して湿式混合を行って形成した湿式混合物である。水の含有量が、100質量部のセラミック原料粉末に対して15質量部未満であると、混練後の流動性が不足するため押出成形が不可能であり、35質量部を超えると成形体の保形性が不足してハニカム構造の成形体が得られない。水の含有量は100質量部のセラミック原料粉末に対して20〜30質量部であるのが好ましい。バインダーとしては、例えば、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、もしくはカルボキシルメチルセルロース等の水溶性セルロース誘導体が好ましく、100質量部のセラミックス原料粉末に対して、2〜10質量部添加するのが好ましい。
【００１７】
(1) スクリュー式セラミック材料供給機
スクリュー式セラミック材料供給機1は、図1及び図3に示すように、セラミック材料3を受けるU字型断面を有する樋状部材11a及び前記樋状部材11aの上部に開閉可能に配設された蓋部材11bからなる樋状容器11と、前記樋状容器11中にU字型断面を有する樋状部材11aの円弧状内周面と一定の間隔をもって沿うように回転可能に設けられたらせん状のスクリュー12とを有し、前記スクリュー12を回転させることによって、セラミック材料3を樋状容器11の中を上流側から下流側へ移動させて、スクリュー式セラミック材料供給機1のセラミック材料排出口13に連通したセラミック材料投入口25から押出成形機2に供給することができる。前記U字型樋状部材11aの円弧状内周面とスクリュー12の外周面との間の間隙は1〜5 mmであるのが好ましい。間隔が1 mm未満であると、樋状容器の内表面に堆積したセラミック材料が強固に固着されやすく、時間の経過とともに圧着され、剥離して可塑性の乏しい塊がセラミック材料中に混入することもあるので好ましくない。間隔が5 mmを超えると、樋状容器に投入されたセラミック材料の上部と下部の撹拌が不十分となってセラミックス材料中の水分量が不均一となることもあるので好ましくない。
【００１８】
樋状部材11aの内周面は、セラミック原料粉末、水、有機バインダー等が湿式混合された状態のセラミック材料3が投入され、内周面と接触しながら容器内を移動するため、耐食、耐摩耗性の材料、例えばステンレス鋼で構成するのが好ましい。
【００１９】
(a) スクリューの上端部より上方の空間
樋状容器11はスクリュー12の上端部12aより上方に空間を有し、スクリュー12の軸方向に垂直な断面において、前記空間の断面積はスクリュー12の軸方向投影面積の0.2〜1.5倍の大きさである。ここでスクリュー12の上端部12aより上方の空間とは、図4に示すように、スクリュー12の軸方向に垂直な断面において、スクリュー12の上端部12aに水平線を引き、その水平線よりも上に形成される領域A（二点鎖線で囲まれた部分）で表される空間のことである。また、スクリュー12の軸方向投影面積とは、スクリュー12の軸方向に垂直な断面上に軸方向に投影されたスクリュー12の面積、つまり、図4においてスクリュー12部分の領域B（ハッチングを付した部分）の面積（ただし、スクリュー軸12sの断面積は含まない。）のことである。樋状容器11のスクリュー12の上端部より上方に、スクリュー12の軸方向投影面積の0.2〜1.5倍の断面積を有する空間を設けることにより、蓋部材11bを開口して樋状容器11に投入した一混合バッチ分のセラミック材料3を、スクリュー押出機21に供給するまでの間、一時的に貯留することができる。
【００２０】
セラミック材料3が投入された後、開閉可能に設けられた蓋部材11bを閉じることにより、セラミック材料3からの水分の蒸発を防ぐことができるとともに、スクリュー12を回転させて、投入されたセラミック材料3を樋状容器11内の上流側から下流側へと移動させるため、樋状容器11内の上部のセラミック材料3と下部のセラミック材料3が攪拌されてセラミック材料3中の水分量の均一化が図れる。このため、押出成形された際に、セルよれ等の隔壁の変形を防ぐことができる。
【００２１】
従来用いられていたポッパー等の投入手段の場合は、セラミック材料3が、水、バインダーを含んでおり粘着性を有しているため、ホッパー（漏斗）の最も口の狭まった部分に堆積してゆき、材料投入口が閉塞する、いわゆる棚吊り現象が発生することがある。しかしながら、本発明においては、セラミック材料3を、スクリュー12の回転を制御することにより少しずつ連続的に押出成形機2に供給できるため、棚吊り等のトラブルの発生を回避することができる。
【００２２】
スクリュー12の軸方向に垂直な断面において、前記空間の断面積がスクリュー12の軸方向投影面積の0.2倍未満の場合は、一混合バッチで投入できるセラミック材料3の量が少なくなり、投入する回数が増えるので生産効率が低下する。また、前記空間の断面積がスクリュー12の軸方向投影面積の1.5倍超の場合は、樋状容器11内の上部のセラミック材料と下部のセラミック材料との撹拌が十分に行われ難くなる。前記空間（領域A）の大きさは、スクリュー12の軸方向に垂直な断面において、スクリュー12の軸方向投影面積（領域B）の0.3〜1.4倍であるのが好ましく、0.4〜1.3倍であるのがより好ましい。なお、このスクリュー12の上端部12aより上方の空間は、図4に示す例では、スクリュー12の軸方向に垂直な断面において長方形であるが、樋状容器11の形状に応じて変化するため長方形に限定されるものではない。
【００２３】
本発明の押出成形装置100において、スクリュー式セラミック材料供給機1を構成するスクリュー12は、公知の形状のものを使用することができ、セラミック原料3の押出成形機2への供給量に応じて、スクリュー12の外径、スクリュー軸12sの外径、スクリュー12のピッチ等を決定すればよい。
【００２４】
さらに、スクリュー12の上端部12aからスクリュー軸12sの外周面までの径方向の距離をhとした場合、スクリュー12の外径Dと距離hとの関係が、0.15≦h/D≦0.45であるのが好ましい。h/Dが0.15未満の場合、一混合バッチで投入できるセラミック材料3の量が少なくなり、投入する回数が増えるので生産効率が低下することもある。一方、0.45を超える場合、スクリュー12自体の強度が低下してしまう。h/Dの下限はさらに好ましくは0.20であり、最も好ましくは0.25である。またh/Dの上限はさらに好ましくは0.40であり、最も好ましくは0.35である。
【００２５】
スクリュー12及びスクリュー軸12sは、セラミック原料粉末、水、有機バインダー等が湿式混合された状態のセラミック材料3と接触するため、耐食、耐摩耗性の材料、例えばステンレス鋼で構成するのが好ましい。
【００２６】
(b) 開閉可能に設けられた蓋部材
スクリュー式セラミック材料供給機1は、樋状容器11の上部を構成する蓋部材11bの少なくとも上流側がセラミック材料3を投入できるよう開閉可能に構成されている。スクリュー式セラミック材料供給機1の樋状容器11の上部を、図1及び図3に示すように開閉可能な蓋部材11bで構成することにより、この蓋部材11bを開口し、その開口部から一混合バッチ分のセラミック材料3を投入することができる。セラミック材料3が投入された後は、蓋部材11bを閉じることにより、樋状容器11内を密閉空間とし、セラミック材料3からの水分の蒸発を防ぐことができる。
【００２７】
図1では蓋部材11bがスクリュー式セラミック材料供給機1の樋状容器11の上流側に設けられた上流側蓋部材11b-1と下流側に設けられた下流側蓋部材11b-2とからなり、上流側蓋部材11b-1と下流側蓋部材11b-2とがそれぞれ独立して開閉できるように構成された例を示したが、少なくとも樋状容器11の上流側にセラミック材料3が投入できるよう、上流側蓋部材11b-1が開閉可能に構成されていれば良い。また、蓋部材11bは、図2(a)に示すように上流側から下流側まで一体に構成されていても良いし、3つ以上に分割された構成であっても良い。さらに、図2(b)に示すように、蓋部材11bの上流側に開閉可能なスライド式の材料投入扉11cを設けて、その材料投入扉11cを開口して、その開口部から、上流側にセラミック材料3を投入しても良い。材料投入扉11cは、図2(b)に示すようにスライド式扉としても良いし、開き扉（図示せず）としても良い。尚、上流側、下流側とは、樋状容器11の長手方向の中央を境にして、押出成形機2側を下流側、その反対側を上流側とする。
【００２８】
例えば、樋状容器11の上流側に開閉可能な蓋部材11bが設けられている場合、樋状容器11の上流側の蓋部材11bを開口して投入されたセラミック材料3は、スクリュー式セラミック材料供給機1のスクリュー12を回転させることにより、樋状容器11の下流側に移動させることができ、セラミック材料3が樋状容器11の下流側に移動した後で、さらに樋状容器11の上流側にセラミック材料3を投入することにより、樋状容器11の全体（上流側から下流側まで）をセラミック材料3で満たすことができる。
【００２９】
このような構成の蓋部材11bを有することにより、セラミック材料3をスムーズにスクリュー式セラミック材料供給機1に投入することができるとともに、樋状容器11の全体を満たすだけのセラミック材料3を一度に投入することが可能である。一度に投入できるセラミック材料3の量は、スクリュー12の上端部より上方の空間の大きさ、スクリュー式セラミック材料供給機1の軸方向長さ、及びスクリュー12の形状（前述したスクリュー12の外径、シャフト12sの外径、スクリュー12のピッチ等）を変更することによって調節できる。蓋部材11bには、樋状容器11の中の様子が見えるように、透明の材料（アクリル、ガラス等）で設けても良い。
【００３０】
(2) 滞留室
滞留室4は、図1に示すように、スクリュー式セラミック材料供給機1と押出成形機2との連通部に設けられており、スクリュー式セラミック材料供給機1の下流側のセラミック材料排出口13から排出され落下してくるセラミック材料3を一旦蓄積し、押出成形機2のセラミック材料投入口25へ供給する。滞留室4に接続される押出成形機2のセラミック材料投入口25には、スクリュー式セラミック材料供給機1から落下してくるセラミック材料3を噛み混ませて押出成形機2へ連続的に供給するための一対の押込ローラ5が設けられているのが好ましい。滞留室4の重力方向に対して直角方向の断面形状は、セラミック材料3を落下しやすくするため重力方向に一定であることが好ましく、四角形、長方形等が好ましい。また、滞留室4の重力方向に対して直角方向の断面積は、前記一対の押込ローラの重力方向の投影面積を包含する面積であるのが好ましい。
【００３１】
本発明の押出成形装置100は、滞留室4に蓄積したセラミック材料3の蓄積量を検出するための検出手段（図示せず）と、検出した蓄積量の情報に基づいてスクリュー式セラミック材料供給機1のスクリュー12の回転を制御するための制御手段（図示せず）とを有する。制御手段は、検出手段によって検出したセラミック材料3の蓄積量がある閾値以上になるとスクリュー式セラミック材料供給機1のスクリュー12の回転数を低下させ、又は必要に応じて停止させ、滞留室4に供給されるセラミック材料3の供給量を減らす。一方、セラミック材料3の蓄積量がある閾値以下になると、スクリュー式セラミック材料供給機1のスクリュー12の回転数を上げ、又は必要に応じて停止した回転を再開して、滞留室4に供給されるセラミック材料3の供給量を増やす。このような制御手段により、滞留室4内のセラミック材料3の蓄積量を、一定の範囲に保つことができるため、従来用いられていたホッパー等の投入手段のように、ホッパー（漏斗）の最も口の狭まった部分に堆積してゆき、材料投入口が閉塞する棚吊り現象の発生をより確実に回避することができる。
【００３２】
前記検出手段としては、例えば、透過型光電センサーを用いたものが挙げられ、滞留室4の少なくとも一部をアクリル等の透光性材料で形成して、透過型光電センサーを滞留室4の外側に配置し、滞留室4内のセラミック材料3の蓄積量を検出する。なお、滞留室4は、押出成形機2のセラミック材料投入口25を上方に延長して設けても良く、スクリュー式セラミック材料供給機1のセラミック材料排出口13を下方に延長して設けても良い。
【００３３】
(3) 押出成形機
押出成形機2は、図1に示すように、セラミック材料3を連続的に押出すためのスクリュー押出機21と、その先端（下流側）に配置された成形型22とからなり、スクリュー押出機21で混練されたセラミック材料3が、成形型22から押出され所望形状のセラミック成形体6を形成する。スクリュー押出機21は、上段のスクリュー押出機21aと下段のスクリュー押出機21bとの二段で構成される。
【００３４】
上段のスクリュー押出機21aの先端、すなわち上段のスクリュー押出機21aと下段のスクリュー押出機21bとの連通部には、上段のスクリュー押出機21aで混練されたセラミック材料3を脱気するための真空室23が設けられているととともに、セラミック材料3を複数のひも状の中間成形材3aとして押し出す中間型24が設けられている。真空室23の下方には、落下してくる中間成形材3aを噛み込ませて下段のスクリュー押出機21bに供給するための一対の押込ローラ5が配置されている。
【００３５】
成形型22は、微小スリット及び微小貫通孔を多数有する公知のハニカム用の成形型であるのが好ましい。成形型22は、図1に示すように、スクリュー押出機21の先端に直接配置して、セラミック成形体6を横方向に押出して成形するようにしても良いし、スクリュー押出機21の先端にさらに縦型の押出機を配置して、セラミック材料3を下方向に押出して成形するようにしても良い。なお、押出成形機2について、上段のスクリュー押出機21a及び下段のスクリュー押出機21bから構成される上下２段のスクリュー押出機からなる例を用いて説明したが、これに限定されるわけではなく、さらに中断スクリュー押出機を配置した上中下３段のスクリュー押出機からなる押出成形機としても良い。
【００３６】
[2] 押出成形装置の稼働方法
次に、本発明の押出成形装置100の稼働方法について説明する。
【００３７】
バッチ式の混合装置（図示せず）を用い、100質量部のセラミック原料粉末に対して、バインダーとして2〜10質量部の水溶性セルロース誘導体を添加して乾式混合を行った後、さらにセラミック原料粉末100質量部に対して15〜35質量部の水を添加して湿式混合を行うことにより１混合バッチ分のセラミック材料3を準備する。
【００３８】
スクリュー12の軸方向に垂直な断面において、スクリュー12の軸方向投影面積の0.2〜1.5倍である断面積の空間を有している樋状容器11と、樋状容器11中に回転可能に設けられたスクリュー12からなるスクリュー式セラミック材料供給機1の蓋部材11bの上流側を開口し、その開口部（原料供給用開口部）から、1混合バッチ分のセラミック材料3の一部（例えば、半分程度）を投入する。スクリュー12の上方から投入されたセラミック材料3は、スクリュー羽根に遮られて樋状容器11の下部には充填されない部分も生じるため、樋状容器11内のセラミック材料3の投入高さはスクリュー12がちょうど覆われる高さ以上とする。具体的には、スクリュー12の軸方向に垂直な断面において、樋状容器11の上方の空間の断面積のうち、スクリュー12の軸方向投影面積の0.1〜1.3倍の面積を占める高さまでの投入高さとするのが好ましい。
【００３９】
スクリュー式セラミック材料供給機1の上流側に１混合バッチ分のセラミック材料3の一部を投入した後、蓋部材11bの上流側を閉じ、スクリュー12を回転させて投入したセラミック材料3を攪拌しつつ下流側に移動させた後に、蓋部材11bの上流側を再度開口し、１混合バッチ分の残りのセラミック材料3を、同様に原料供給用開口部から上流側に投入し、蓋部材11bの上流側を閉じる。このようにして、スクリュー式セラミック材料供給機1の樋状容器11の上流側から下流側にほぼ均一に外部空間とは遮断された状態で１混合バッチ分のセラミック材料3を満たすことができる。
【００４０】
スクリュー式セラミック材料供給機1のスクリュー12を回転させることにより、スクリュー式セラミック材料供給機1の下流側に配置された押出成形機2へ、セラミック材料3を攪拌しつつ供給する。このとき、スクリュー式セラミック材料供給機1と押出成形機2との連通部に設けられた滞留室4に、一定量のセラミック材料3が常に蓄積するように、連通部のセラミック材料3の量を光電センサー等の検出手段によりモニターしながらスクリュー12の回転を制御手段により制御し、滞留室4へのセラミック材料3の供給量を調節する。スクリュー式セラミック材料供給機1から供給されたセラミック材料3は、セラミック材料投入口25に設けられた一対の押込ローラ5に噛み込まれ、上段のスクリュー押出機21aに供給された後、下段のスクリュー押出機に供給され、その先端（下流側）に配置された公知のハニカム用成形型を通過することによりハニカム成形体が成形される。
【００４１】
スクリュー式セラミック材料供給機1の中に投入されたセラミック材料3は、押出成形の進行とともに樋状容器11の下流側へ攪拌されつつ移動し、樋状容器11の上流側からセラミック材料3がなくなってゆく。樋状容器11のスクリュー12の上端部より上方にスクリュー12の軸方向投影面積の0.2〜1.5倍の断面積を有する空間を設けることにより、スクリュー式セラミック材料供給機1に投入した１混合バッチ分のセラミック材料3をスクリュー押出機21に供給するまでの間、外部空間とは遮断された状態で一時的に貯留することができ、セラミック材料3をスクリュー12の回転により攪拌しつつ、押出成形機2に連続的に供給できるため、セラミック材料3からの水分の蒸発を防ぐとともに、水分量の均一化が図れ、セルよれ等の隔壁の変形を防ぐことができる。またセラミック材料3をスクリュー12の回転により、少しずつ連続的に供給できるため、棚吊り等のトラブルの発生を回避することができる。
【００４２】
スクリュー式セラミック材料供給機1と押出成形機2との連通部には、スクリュー式セラミック材料供給機1から供給されてくるセラミック材料3が押出成形機2に供給される前に一旦蓄積されるように滞留室4が設けられている。滞留室4内のセラミック材料3の量を光電センサー等の検出手段によりモニターしながら、一定量のセラミック材料3が常に蓄積するように滞留室4へのセラミック材料3の供給量を調節しているため、連通部にセラミック材料3が堆積し、滞留室4を閉塞してしまう棚吊り現象をより確実に防ぐことができる。加えて、このような滞留室4を設けることにより、例えば、何らかのトラブルによりスクリュー式セラミック材料供給機1を短時間停止した場合でも押出成形機2へのセラミック材料3の供給は中断することなく、ほぼ一定の供給速度を保ちながら供給され、押出成形を連続的に行うことが可能となる。
【００４３】
スクリュー式セラミック材料供給機1内のセラミック材料3が全て排出され、そのセラミック材料3が滞留室4に蓄積している状態で、蓋部材11bの上流側を開口し、その開口部から次の混合バッチのセラミック材料3をその前の混合バッチと同様に投入する。このとき滞留室4に蓄積された前混合バッチのセラミック材料3が全て押出成形機2に供給される前に、次の混合バッチのセラミック材料3をスクリュー式セラミック材料供給機1内に投入し、投入された次の混合バッチのセラミック材料3をスクリュー12の回転により攪拌しつつ、順次滞留室4に供給するようにすることで、押出成形機2を停止することなくセラミック材料3を連続的に押出成形機2に供給できるので、セルよれ等の隔壁の変形の無いハニカム形状の成形体を連続的に押出成形することが可能となる。
【符号の説明】
【００４４】
100・・・押出成形装置
1・・・スクリュー式セラミック材料供給機
11・・・樋状容器
11a・・・樋状部材
11b・・・蓋部材
11b-1・・・上流側蓋部材
11b-2・・・下流側蓋部材
11c・・・材料投入扉
12・・・スクリュー
12a・・・上端部
12s・・・スクリュー軸
13・・・セラミック材料排出口
2・・・押出成形機
21・・・スクリュー押出機
22・・・成形型
21a・・・上段のスクリュー押出機
21b・・・下段のスクリュー押出機・
23・・・真空室
24・・・中間型
25・・・セラミック材料投入口
3・・・セラミック材料
3a・・・中間成形材
4・・・滞留室
5・・・押込ローラ
6・・・セラミック成形体
60・・・セラミックハニカム構造体
61・・・外周壁
62・・・隔壁
63・・・流路
【図１】
2020157702.tif 000003
【図２（ａ）】
2020157702.tif 000004
【図２（ｂ）】
2020157702.tif 000005
【図３】
2020157702.tif 000006
【図４】
2020157702.tif 000007
【図５】
2020157702.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月30日(2020.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
(a) スクリューの上端部より上方の空間
樋状容器11はスクリュー12の上端部12aより上方に空間を有し、スクリュー12の軸方向に垂直な断面において、前記空間の断面積はスクリュー12の軸方向投影面積の0.2〜1.5倍の大きさである。ここでスクリュー12の上端部12aより上方の空間とは、図4に示すように、スクリュー12の軸方向に垂直な断面において、スクリュー12の上端部12aに水平線を引き、その水平線よりも上に形成される領域A（二点鎖線で囲まれた部分）で表される空間のことである。また、スクリュー12の軸方向投影面積とは、スクリュー12の軸方向に垂直な断面上に軸方向に投影されたスクリュー12の面積、つまり、図4においてスクリュー12部分の領域B（ハッチングを付した部分）の面積（ただし、軸の断面積は含まない。）のことである。樋状容器11のスクリュー12の上端部より上方に、スクリュー12の軸方向投影面積（領域B）の0.2〜1.5倍の断面積（領域A）を有する空間を設けることにより、蓋部材11bを開口して樋状容器11に投入した一混合バッチ分のセラミック材料3を、スクリュー押出機21に供給するまでの間、一時的に貯留することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
スクリュー12の軸方向に垂直な断面において、前記空間の断面積（領域A）がスクリュー12の軸方向投影面積（領域B）の0.2倍未満の場合は、一混合バッチで投入できるセラミック材料3の量が少なくなり、投入する回数が増えるので生産効率が低下する。また、前記空間の断面積（領域A）がスクリュー12の軸方向投影面積（領域B）の1.5倍超の場合は、樋状容器11内の上部のセラミック材料と下部のセラミック材料との撹拌が十分に行われ難くなる。スクリュー12の軸方向に垂直な断面において、前記空間の断面積（領域A）は、スクリュー12の軸方向投影面積（領域B）の0.3〜1.4倍であるのが好ましく、0.4〜1.3倍であるのがより好ましい。なお、このスクリュー12の上端部12aより上方の空間の断面積（領域A）は、図3に示す例では、スクリュー12の軸方向に垂直な断面において長方形であるが、樋状容器11の形状に応じて変化するため長方形に限定されるものではない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
スクリュー12の軸方向に垂直な断面において、スクリュー12の軸方向投影面積（領域B）の0.2〜1.5倍である断面積（領域A）の空間を有している樋状容器11と、樋状容器11中に回転可能に設けられたスクリュー12からなるスクリュー式セラミック材料供給機1の蓋部材11bの上流側を開口し、その開口部（原料供給用開口部）から、1混合バッチ分のセラミック材料3の一部（例えば、半分程度）を投入する。スクリュー12の上方から投入されたセラミック材料3は、スクリュー羽根に遮られて樋状容器11の下部には充填されない部分も生じるため、樋状容器11内のセラミック材料3の投入高さはスクリュー12がちょうど覆われる高さ以上とする。具体的には、スクリュー12の軸方向に垂直な断面において、樋状容器11の上方の空間の断面積（領域A）のうち、スクリュー12の軸方向投影面積（領域B）の0.1〜1.3倍の面積を占める高さまでの投入高さとするのが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
スクリュー式セラミック材料供給機1の中に投入されたセラミック材料3は、押出成形の進行とともに樋状容器11の下流側へ攪拌されつつ移動し、樋状容器11の上流側からセラミック材料3がなくなってゆく。樋状容器11のスクリュー12の上端部より上方にスクリュー12の軸方向投影面積（領域B）の0.2〜1.5倍の断面積（領域A）を有する空間を設けることにより、スクリュー式セラミック材料供給機1に投入した１混合バッチ分のセラミック材料3をスクリュー押出機21に供給するまでの間、外部空間とは遮断された状態で一時的に貯留することができ、セラミック材料3をスクリュー12の回転により攪拌しつつ、押出成形機2に連続的に供給できるため、セラミック材料3からの水分の蒸発を防ぐとともに、水分量の均一化が図れ、セルよれ等の隔壁の変形を防ぐことができる。またセラミック材料3をスクリュー12の回転により、少しずつ連続的に供給できるため、棚吊り等のトラブルの発生を回避することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
100・・・押出成形装置
1・・・スクリュー式セラミック材料供給機
11・・・樋状容器
11a・・・樋状部材
11b・・・蓋部材
11b-1・・・上流側蓋部材
11b-2・・・下流側蓋部材
11c・・・材料投入扉
12・・・スクリュー
12a・・・上端部
12s・・・スクリュー軸
13・・・セラミック材料排出口
2・・・押出成形機
21・・・スクリュー押出機
22・・・成形型
21a・・・上段のスクリュー押出機
21b・・・下段のスクリュー押出機・
23・・・真空室
24・・・中間型
25・・・セラミック材料投入口
3・・・セラミック材料
3a・・・中間成形材
4・・・滞留室
5・・・押込ローラ
6・・・セラミック成形体
60・・・セラミックハニカム構造体
61・・・外周壁
62・・・隔壁
63・・・流路
A・・・領域A
B・・・領域B