(57)【要約】【課題】スクリュー等の搬送手段とダイスとの間の圧力を高めることなく、成形材料の詰まりを抑えることができる押出成形装置を提供する。【解決手段】成形材料を搬送する搬送通路２と、搬送通路２に設けられたダイス３と、ダイス３に向かって成形材料を搬送する搬送手段４とを備え、ダイス３から成形材料を押し出して成形する装置であって、ダイス３と搬送手段４との間に、成形材料の流動方向と平行な軸回りに回転する回転部材１０を備えており、回転部材１０は、ダイス３に向かう成形材料を剪断し得る形状に形成されている。成形材料を、その移動方向と交差する方向から剪断するように回転部材１０が回転するので、成形材料の固化を抑制することができ、成形材料がダイス３の穴に詰まることを防ぐことができる。【選択図】図１
2011131608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形材料を搬送する搬送通路と、該搬送通路に設けられたダイスと、該ダイスに向かって成形材料を搬送する搬送手段とを備え、前記ダイスから成形材料を押し出して成形する装置であって、
該ダイスと前記搬送手段との間に、成形材料の流動方向と平行な軸回りに回転する回転部材を備えており、
該回転部材は、前記ダイスに向かう成形材料を剪断し得る形状に形成されている
ことを特徴とする押出成形装置。
【請求項２】
前記成形材料は、主材が無機粉体である
ことを特徴とする請求項１記載の押出成形装置。
【請求項３】
前記回転部材は、
該回転部材が成形材料中で回転したときに、その形状を維持し得る強度を有する
ことを特徴とする請求項１記載の押出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出成形装置に関する。さらに詳しくは、粉末原料を、所定の断面形状を有する成形体に形成するために使用される押出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、粉末原料に対し、加水、加熱等の前処理をして流動性を付与し、流動性が付与された材料（以下、成形材料という）を加圧してダイスの穴から押し出すことによって成形することが行われている。かかる成形作業には、押出成形機が使用されており、種々の成形機が開発されている。
【０００３】
押出成形機の一例として、スクリュー型押出成形機がある。かかるスクリュー型押出成形機では、成形材料をバレル内のスクリュー部に供給し、スクリューを回転させることによって、成形材料を加圧圧縮しながらスクリューの軸方向に圧縮する。すると、バレルにおけるスクリュー軸方向の端部に配置されたダイスの穴から、成形材料を成形して排出することができるのである。
【０００４】
ところで、ダイスの穴に成形材料の詰まりが発生することがある。この詰まりを防ぐために押し出し力を強くすることが行われており、押し出す力を強くする部材として、スクリュー先端に押し出し羽根を設けることが行われている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
これらの押出し羽根を設けることによって成形材料をダイスから押し出す力が強くなるが、押し出す力が強くなるとダイスと押出し羽根との間の圧力が高くなり、成形材料が強く圧縮され、逆に成形材料の詰まりが発生しやすくなる可能性もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−６１３９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、スクリュー等の搬送手段とダイスとの間の圧力を高めることなく、成形材料の詰まりを抑えることができる押出成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明の押出成形装置は、搬送手段により成形材料を搬送し、前記ダイスから成形材料を押し出して成形する装置であって、該ダイスと前記搬送手段との間に、成形材料の流動方向と平行な軸回りに回転する回転部材を備えており、該回転部材は、前記ダイスに向かう成形材料を剪断し得る形状に形成されていることを特徴とする。
第２発明の押出成形装置は、第１発明において、前記成形材料は、主材が無機粉体であることを特徴とする。
第３発明の押出成形装置は、第１発明において、前記回転部材は、該回転部材が成形材料中で回転したときに、その形状を維持し得る強度を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１発明によれば、成形材料の移動方向と交差する方向から、成形材料を剪断するように回転部材が回転するので、成形材料の固化を抑制することができ、成形材料がダイスの穴に詰まることを防ぐことができる。
第２発明によれば、固まりやすい無機粉体であっても、詰まりを生じさせることなく、所定の形状に成形することができる。
第３発明によれば、回転部材が変形しないので、搬送手段とダイスとの間に位置する成形材料を剪断するように、回転部材を回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の押出成形装置１の概略説明図である。
【図２】回転部材１０の概略説明図である。
【図３】他の回転部材１５の概略説明図である。
【図４】実施例の実験装置の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の押出成形装置は、粉末原料に対して、加水・加熱等の前処理を行って流動性を付与し、流動性が付与された材料（以下、成形材料という）を搬送手段により加圧搬送してダイスから押出して成形体を製造する装置であって、ダイスと搬送手段との間に回転部材を設けたことに特徴を有している。
なお、以下の例では、搬送手段がスクリュー方式の場合を代表として説明するが、成形材料の搬送方式（押出し機構）は、本発明の回転部材を採用できるものであれば、とくに限定されない。
【００１２】
本発明の押出成形装置は、上述したように、回転部材を設けたことに特徴を有するのであるが、まず、本発明の押出成形装置の概略を説明する。
【００１３】
図１は本実施形態の押出成形装置１の概略説明図である。同図において、符号２はスクリューケース等の搬送通路を示している。この搬送通路２内には、中空な筒状の空間が形成されており、この搬送通路２の軸方向の一端（図１（Ａ）では左端）にダイス３が設けられている。
【００１４】
図１（Ｂ）に示すように、ダイス３には、複数のダイス穴が、複数列同心円上に並んで形成されている。複数のダイス穴は、隣接する円上に設けられた穴同士の円周方向の位置がズレるように形成されている。図１（Ｂ）であれば、Ｃ１とＣ２上に位置する穴同士、および、Ｃ２とＣ３上に位置する穴同士の円周方向の位置がズレるように形成されている。つまり、複数の穴が、千鳥配置となるように形成されているのである。
なお、ダイス穴を形成する位置および個数は、上述した構成や図１の構成に限定されず、種々選択できるのはいうまでもない。
【００１５】
図１に示すように、搬送通路２内の空間には、搬送手段４のストレートスクリュー４ａが、その中心軸が搬送通路２ａ内の空間の中心軸と一致するように配設されている。このストレートスクリュー４ａの基端は、減速機４ｃを介してモータ等の駆動源４ｂに連結されている。
なお、ストレートスクリュー４ａの先端には、回転部材１０が設けられているが、詳細は後述する。
【００１６】
また、搬送通路２には、成形材料を搬送通路２内に供給するホッパー２ａが連結されており、ホッパー２ａ内部の空間と搬送通路２内の空間が連通されている。
【００１７】
以上のごとき構成であるから、ホッパー２ａを通して、流動性を有する成形材料を搬送通路２内に供給し、搬送手段４の駆動源４ｂを作動させれば、ストレートスクリュー４ａが回転し、成形材料は加圧されながらダイス３に向かって搬送される。
すると、成形材料は、ダイス３の穴と同一断面に成形されてダイス３の表面（図１（Ａ）では左側の面）から排出されるから、所定の断面形状を有する成形体を形成することができる。
【００１８】
なお、上述した例では、ホッパー２ａを通して成形材料を搬送通路２内に供給する場合を説明したが、搬送通路２内に成形材料を供給する方法は特に限定されない。
【００１９】
さらになお、ダイス３の表面から所定の長さだけ排出された成形材料を切断手段によってダイス３の表面と平行な方向に沿って切断すれば、所定の長さ、所定の断面形状を有する粒状体を製造することも可能である。また、成形材料の粘性が低い場合には、所定の長さだけダイス３の表面から排出されたときに、成形材料は自重によって切断される場合がある。かかる場合には、切断手段を設けなくても、粒状体を成形することは可能である。
【００２０】
つぎに、回転部材１０を説明する。
図１に示すように、回転部材１０は、ストレートスクリュー４ａの先端に設けられており、ストレートスクリュー４ａの先端とダイス３との間、つまり、搬送手段４とダイス３との間に配置されている。
【００２１】
図２に示すように、前記回転部材１０は、例えば、ステンレス等によって形成された部材であり、回転軸１１と、複数の腕状部１２とを備えている。
なお、回転部材１０の材料は、回転部材１０が回転したときに成形材料から加わる抵抗によってその形状が変化せず、その形状を維持できる程度の強度を有するものであれば、上記のごとき材料に限定されない。また、成形材料中に腐食性を有する物質が含まれている場合には、成形材料と接触したときに変質したり腐食したりしない性質を有する材料が好ましい。
【００２２】
回転部材１０の回転軸１１は、その中心軸がストレートスクリュー４ａの中心軸と同軸となるように、その基端がストレートスクリュー４ａの先端に固定されている。言い換えれば、回転軸１１は、その中心軸が搬送通路２の中心軸と同軸となるようにストレートスクリュー４ａの先端に固定されているのである。
【００２３】
一方、回転軸１１の先端には、複数の腕状部１２が設けられている。各腕状部１２は、ほぼ断面円形に形成された棒状の部材である。各腕状部１２は、その中心軸が回転軸１１の中心軸と直交するように、その基端が回転軸１１の外周面に連結されている。また、複数の腕状部１２は、回転軸１１を中心として回転対称となる位置に配設されている。
そして、複数の腕状部１２は、回転軸１１の基端をストレートスクリュー４ａの先端に固定すると、ストレートスクリュー４ａの先端から離間するように回転軸１１の先端に連結されている。つまり、回転部材１０をストレートスクリュー４ａの先端に取り付けると、回転部材１０の複数の腕状部１２は、ダイス３の内面（図１では右側の面）とストレートスクリュー４ａの先端との間であって、両者から離間した位置に配設されるのである。
【００２４】
以上のごとき構成であるので、ストレートスクリュー４ａが回転すると、ストレートスクリュー４ａとともに回転部材１０も回転する。このとき、回転部材１０の回転軸１１がストレートスクリュー４ａの中心軸と同軸であるので、回転部材１０の腕状部１２は、回転軸１１の中心軸まわり、つまり、搬送通路２の中心軸まわりに回転する。
【００２５】
ここで、ストレートスクリュー４ａとダイス３との間では、加圧搬送されてきた成形材料は、搬送通路２内の中心軸と平行に流動する。つまり、成形材料は、回転部材１０の回転軸１１の中心軸と平行な方向に流動するのである。
【００２６】
回転部材１０の各腕状部１２は、ダイス３の内面（図１では右側の面）とストレートスクリュー４ａの先端との間であって両者から離間した位置に配設されているので、回転部材１０が回転すると、回転部材１０の各腕状部１２は成形材料をその移動方向と交差する方向から剪断するように回転する。すると、ダイス３の内面とストレートスクリュー４ａの先端との間に位置する成形材料の固化を抑制することができ、成形材料がダイス３のダイス穴に詰まることを防ぐことができる。
【００２７】
また、腕状部１２は、成形材料の流動方向と直交する方向に移動している。言い換えれば、腕状部１２は、ダイス３の内面とほぼ平行に移動している。そして、腕状部１２の断面はほぼ円形であり、回転部材１０の中心軸および回転方向に対して傾いた状態で回転する面の面積が小さい。このため、成形材料の流動方向では、腕状部１２から成形材料に対してほとんど力が加わらない。
すると、ストレートスクリュー４ａの先端とダイス３との間に位置する成形材料には、ストレートスクリュー４ａの回転に起因する加圧搬送力しか加わらないので、成形材料を押し出す力が必要以上に高くなることも防ぐことができ、成形材料を加圧する力の上昇による詰まりの発生も防ぐことができる。
【００２８】
とくに、アルミナやチタニア、シリカ等のセラミックス、その他の無機材料のように固まりやすい材料を主材とする成形材料の場合には、回転部材１０は成形材料の固化の防止に有効に機能する。
よって、本実施形態の押出成形装置１は、固まりやすい成形材料を押出し成形する場合でも、ダイス３の穴内やダイス３とストレートスクリュー４ａとの間において成形材料が固化することを防ぐことができ、ダイス穴の詰まりを防ぐことができる。
【００２９】
なお、腕状部１２は、回転部材１０が回転したときに成形材料をその移動方向と交差する方向から剪断することができるように形成されていればよい。また、腕状部１２の断面は円形断面に限られず、腕状部１２の中心軸は必ずしも回転軸１１の中心軸と直交していなくてもよい。そして、腕状部１２は、回転部材１０の中心軸および回転方向に対して傾いた状態で回転する面の面積が小さくなるように設けられていれば、成形材料を押し出す力が必要以上に高くなることも防ぐことができる。
【００３０】
さらになお、図２では腕状部１２を４本設けている場合を示しているが、腕状部１２の数は３本以下でもよいし、５本以上設けてもよい。
さらになお、腕状部１２の長さは特に限定されないが、その最大長Ｌ（図２参照）を、搬送通路２の空間の半径Ｄ１の８／１０程度とするのが好ましい。かかる長さとしておけば、搬送通路１２の断面の大部分を腕状部１２が通過するので、局所的な固化を有効に防止することができる。
さらになお、複数本の腕状部１２は回転対称となる位置に設けなくてもよいが、回転対称となる位置に設けておけば、回転部材１０が回転したときに、回転軸１１に対してその中心軸と交差する方向に偏った力が加わることを抑えることができるという利点がある。
【００３１】
また、回転部材は、回転したときに、ダイス３に向かって移動する成形材料を剪断することができる形状に形成されていればよく、例えば図３に示すような形状としてもよい。
【００３２】
図３は他の回転部材１５の概略説明図である。図３に示すように、他の回転部材１５は、回転軸１６の先端に、板状部材１７を備えている。この板状部材１７の先端部は、回転軸１６の中心軸を含む面に対して両側部分が分離されており、一対の屈曲部17A，17Bが形成されている。
この一対の屈曲部17A，17Bは、その表面（図１では17a，17b）が曲面となるように、互いに逆方向に屈曲されている。そして、一対の屈曲部17A，17Bは、いずれもその先端の表面17a，17bが、板状部材１７において屈曲されていない部分の表面と直交する程度にまで屈曲されている。言い換えれば、回転部材１５をストレートスクリュー４ａに取り付けたときに、一対の屈曲部17A，17Bにおける先端表面17a，17bはダイス３の表面とほぼ平行になる。
【００３３】
以上のごとき構造であるから、回転部材１５が回転すれば、その板状部材１７は成形材料をその移動方向と交差する方向から剪断するように回転するから、ダイス３の内面とストレートスクリュー４ａの先端との間に位置する成形材料の固化を抑制することができ、成形材料がダイス３のダイス穴に詰まることを防ぐことができる。
【００３４】
また、一対の屈曲部17A，17Bは、回転部材１５の回転の中心軸および回転方向に対して傾いた状態で回転する面が回転中心軸近傍に位置しており、その面積も小さい。すると、回転部材１５が回転したときに、成形材料を流動方向に加圧する力をほとんど発生させないか、また、成形材料を流動方向に加圧する力が発生しても、その力を非常に弱いものとすることができる。よって、成形材料を押し出す力が必要以上に高くなることも防ぐことができ、成形材料を加圧する力の上昇による詰まりの発生も防ぐことができる。
【００３５】
なお、回転部材１５が回転したときに、その板状部材１７が成形材料を押し出す力を小さくするには、回転部材１５の回転の中心軸および回転方向に対して傾いた状態で回転する面が小さくなるように形成されていればよく、その一対の屈曲部17A，17Bにおいて屈曲している部分の曲率や、板状部材１７および一対の屈曲部17A，17Bの形状はとくに制限されない。そして、板状部材１７は、その先端部に一対の屈曲部17A，17Bを設けなくてもよい。
【実施例】
【００３６】
本発明の押出成形装置によって無機材料を成形した場合におけるダイスの詰まりの発生状況を確認した。
実験は、ニーダー（宮崎鉄工（株）製、ＭＰ−３０）にて混練した成形材料を、強度試験機（ミネビア社製、ＴＣＭ−1000）（図４参照）にて、押出し速度1mm／minでダイスから押出して直径1.5mmの円柱状の成形体を成形し、押出し開始から１０分後における詰まり穴数をカウントした。図４に示すように、この装置ではピストンによって成形材料を加圧する構成となっている。なお、上述した押出し速度とは、図４のピストンの下降速度である。
【００３７】
本実施例では、図４に示すように、実験機に、図３の回転部材と同等の形状を有する回転部材を設けている。この回転部材は、その先端とダイス内面との間の距離ＤＬが1.5mmとなるように配設している。使用した回転部材は、その回転軸の直径が６mm、図３におけるＬが３０mm、Ｈが１５mm、Ｗが５mmとなるように形成しており、回転部材の回転数は３０r/minとした。
なお、比較例では、回転部材を設けずに実験を行った。
【００３８】
ダイスは、ダイス入口内径DDIが４０mm、出口側内径DDOが31.53mmであり、出口側の面には、その中心から22.7mmの位置に等間隔で直径1.5mmの穴１０個を有するものである。
成形材料の組成は、Ａｌ２Ｏ３：６７重量部、ＴｉＯ２：３３重量部、バインダー１５重量部、水20.8重量部であり、バインダーには水溶性高分子化合物を使用した。
【００３９】
なお、本実験では、実験時間を短縮するために、ダイスから押出された成形材料に対して、ドライヤーから、乾燥温度150℃、風速3.7m/secの風を当てて乾燥している。
【００４０】
実験の結果、回転部材を設けた実施例では、押出し開始から１０分後でも、ダイスの穴詰まりは発生しなかったのに対し、比較例では、押出し開始から１０分後において、５箇所の穴詰まりが発生した。
以上のことから、本発明の回転部材を設けることが、ダイスの穴詰まり防止に有効であることが確認できる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の押出成形装置は、アルミナやチタニア、シリカ等のセラミックス、その他の無機材料などの固化しやすい材料の成形に適している。
【符号の説明】
【００４２】
１          押出成形装置
２          搬送通路
３          ダイス
４          搬送手段
１０          回転部材
１５          回転部材
【図１】
2011131608.tif 000003
【図２】
2011131608.tif 000004
【図３】
2011131608.tif 000005
【図４】
2011131608.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月14日(2011.4.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出成形装置に関する。さらに詳しくは、粉末原料を、所定の断面形状を有する成形体に形成するために使用される押出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、粉末原料に対し、加水、加熱等の前処理をして流動性を付与し、流動性が付与された材料（以下、成形材料という）を加圧してダイスの穴から押し出すことによって成形することが行われている。かかる成形作業には、押出成形機が使用されており、種々の成形機が開発されている。
【０００３】
押出成形機の一例として、スクリュー型押出成形機がある。かかるスクリュー型押出成形機では、成形材料をバレル内のスクリュー部に供給し、スクリューを回転させることによって、成形材料を加圧圧縮しながらスクリューの軸方向に圧縮する。すると、バレルにおけるスクリュー軸方向の端部に配置されたダイスの穴から、成形材料を成形して排出することができるのである。
【０００４】
ところで、ダイスの穴に成形材料の詰まりが発生することがある。この詰まりを防ぐために押し出し力を強くすることが行われており、押し出す力を強くする部材として、スクリュー先端に押し出し羽根を設けることが行われている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
これらの押出し羽根を設けることによって成形材料をダイスから押し出す力が強くなるが、押し出す力が強くなるとダイスと押出し羽根との間の圧力が高くなり、成形材料が強く圧縮され、逆に成形材料の詰まりが発生しやすくなる可能性もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−６１３９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、スクリュー等の搬送手段とダイスとの間の圧力を高めることなく、成形材料の詰まりを抑えることができる押出成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明の押出成形装置は、成形材料を搬送する搬送通路と、該搬送通路に設けられた複数のダイス穴を有するダイスと、該ダイスに向かって成形材料を搬送する搬送手段とを備え、前記ダイスと前記搬送手段との間に、成形材料の流動方向と平行な軸回りに回転する回転部材を備えており、該回転部材は、前記ダイスに向かう成形材料を剪断し得る形状に形成されていることを特徴とする。
第２発明の押出成形装置は、第１発明において、前記成形材料は、主材が無機粉体であることを特徴とする。
第３発明の押出成形装置は、第１発明において、前記回転部材は、該回転部材が成形材料中で回転したときに、その形状を維持し得る強度を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１発明によれば、成形材料の移動方向と交差する方向から、成形材料を剪断するように回転部材が回転するので、成形材料の固化を抑制することができ、成形材料がダイス穴に詰まることを防ぐことができる。
第２発明によれば、固まりやすい無機粉体であっても、詰まりを生じさせることなく、所定の形状に成形することができる。
第３発明によれば、回転部材が変形しないので、搬送手段とダイスとの間に位置する成形材料を剪断するように、回転部材を回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の押出成形装置１の概略説明図である。
【図２】回転部材１０の概略説明図である。
【図３】他の回転部材１５の概略説明図である。
【図４】実施例の実験装置の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の押出成形装置は、粉末原料に対して、加水・加熱等の前処理を行って流動性を付与し、流動性が付与された材料（以下、成形材料という）を搬送手段により加圧搬送してダイスから押出して成形体を製造する装置であって、ダイスと搬送手段との間に回転部材を設けたことに特徴を有している。
なお、以下の例では、搬送手段がスクリュー方式の場合を代表として説明するが、成形材料の搬送方式（押出し機構）は、本発明の回転部材を採用できるものであれば、とくに限定されない。
【００１２】
本発明の押出成形装置は、上述したように、回転部材を設けたことに特徴を有するのであるが、まず、本発明の押出成形装置の概略を説明する。
【００１３】
図１は本実施形態の押出成形装置１の概略説明図である。同図において、符号２はスクリューケース等の搬送通路を示している。この搬送通路２内には、中空な筒状の空間が形成されており、この搬送通路２の軸方向の一端（図１（Ａ）では左端）にダイス３が設けられている。
【００１４】
図１（Ｂ）に示すように、ダイス３には、複数のダイス穴が、複数列同心円上に並んで形成されている。複数のダイス穴は、隣接する円上に設けられた穴同士の円周方向の位置がズレるように形成されている。図１（Ｂ）であれば、Ｃ１とＣ２上に位置する穴同士、および、Ｃ２とＣ３上に位置する穴同士の円周方向の位置がズレるように形成されている。つまり、複数の穴が、千鳥配置となるように形成されているのである。
なお、ダイス穴を形成する位置および個数は、上述した構成や図１の構成に限定されず、種々選択できるのはいうまでもない。
【００１５】
図１に示すように、搬送通路２内の空間には、搬送手段４のストレートスクリュー４ａが、その中心軸が搬送通路２ａ内の空間の中心軸と一致するように配設されている。このストレートスクリュー４ａの基端は、減速機４ｃを介してモータ等の駆動源４ｂに連結されている。
なお、ストレートスクリュー４ａの先端には、回転部材１０が設けられているが、詳細は後述する。
【００１６】
また、搬送通路２には、成形材料を搬送通路２内に供給するホッパー２ａが連結されており、ホッパー２ａ内部の空間と搬送通路２内の空間が連通されている。
【００１７】
以上のごとき構成であるから、ホッパー２ａを通して、流動性を有する成形材料を搬送通路２内に供給し、搬送手段４の駆動源４ｂを作動させれば、ストレートスクリュー４ａが回転し、成形材料は加圧されながらダイス３に向かって搬送される。
すると、成形材料は、ダイス３の穴と同一断面に成形されてダイス３の表面（図１（Ａ）では左側の面）から排出されるから、所定の断面形状を有する成形体を形成することができる。
【００１８】
なお、上述した例では、ホッパー２ａを通して成形材料を搬送通路２内に供給する場合を説明したが、搬送通路２内に成形材料を供給する方法は特に限定されない。
【００１９】
さらになお、ダイス３の表面から所定の長さだけ排出された成形材料を切断手段によってダイス３の表面と平行な方向に沿って切断すれば、所定の長さ、所定の断面形状を有する粒状体を製造することも可能である。また、成形材料の粘性が低い場合には、所定の長さだけダイス３の表面から排出されたときに、成形材料は自重によって切断される場合がある。かかる場合には、切断手段を設けなくても、粒状体を成形することは可能である。
【００２０】
つぎに、回転部材１０を説明する。
図１に示すように、回転部材１０は、ストレートスクリュー４ａの先端に設けられており、ストレートスクリュー４ａの先端とダイス３との間、つまり、搬送手段４とダイス３との間に配置されている。
【００２１】
図２に示すように、前記回転部材１０は、例えば、ステンレス等によって形成された部材であり、回転軸１１と、複数の腕状部１２とを備えている。
なお、回転部材１０の材料は、回転部材１０が回転したときに成形材料から加わる抵抗によってその形状が変化せず、その形状を維持できる程度の強度を有するものであれば、上記のごとき材料に限定されない。また、成形材料中に腐食性を有する物質が含まれている場合には、成形材料と接触したときに変質したり腐食したりしない性質を有する材料が好ましい。
【００２２】
回転部材１０の回転軸１１は、その中心軸がストレートスクリュー４ａの中心軸と同軸となるように、その基端がストレートスクリュー４ａの先端に固定されている。言い換えれば、回転軸１１は、その中心軸が搬送通路２の中心軸と同軸となるようにストレートスクリュー４ａの先端に固定されているのである。
【００２３】
一方、回転軸１１の先端には、複数の腕状部１２が設けられている。各腕状部１２は、ほぼ断面円形に形成された棒状の部材である。各腕状部１２は、その中心軸が回転軸１１の中心軸と直交するように、その基端が回転軸１１の外周面に連結されている。また、複数の腕状部１２は、回転軸１１を中心として回転対称となる位置に配設されている。
そして、複数の腕状部１２は、回転軸１１の基端をストレートスクリュー４ａの先端に固定すると、ストレートスクリュー４ａの先端から離間するように回転軸１１の先端に連結されている。つまり、回転部材１０をストレートスクリュー４ａの先端に取り付けると、回転部材１０の複数の腕状部１２は、ダイス３の内面（図１では右側の面）とストレートスクリュー４ａの先端との間であって、両者から離間した位置に配設されるのである。
【００２４】
以上のごとき構成であるので、ストレートスクリュー４ａが回転すると、ストレートスクリュー４ａとともに回転部材１０も回転する。このとき、回転部材１０の回転軸１１がストレートスクリュー４ａの中心軸と同軸であるので、回転部材１０の腕状部１２は、回転軸１１の中心軸まわり、つまり、搬送通路２の中心軸まわりに回転する。
【００２５】
ここで、ストレートスクリュー４ａとダイス３との間では、加圧搬送されてきた成形材料は、搬送通路２内の中心軸と平行に流動する。つまり、成形材料は、回転部材１０の回転軸１１の中心軸と平行な方向に流動するのである。
【００２６】
回転部材１０の各腕状部１２は、ダイス３の内面（図１では右側の面）とストレートスクリュー４ａの先端との間であって両者から離間した位置に配設されているので、回転部材１０が回転すると、回転部材１０の各腕状部１２は成形材料をその移動方向と交差する方向から剪断するように回転する。すると、ダイス３の内面とストレートスクリュー４ａの先端との間に位置する成形材料の固化を抑制することができ、成形材料がダイス３のダイス穴に詰まることを防ぐことができる。
【００２７】
また、腕状部１２は、成形材料の流動方向と直交する方向に移動している。言い換えれば、腕状部１２は、ダイス３の内面とほぼ平行に移動している。そして、腕状部１２の断面はほぼ円形であり、回転部材１０の中心軸および回転方向に対して傾いた状態で回転する面の面積が小さい。このため、成形材料の流動方向では、腕状部１２から成形材料に対してほとんど力が加わらない。
すると、ストレートスクリュー４ａの先端とダイス３との間に位置する成形材料には、ストレートスクリュー４ａの回転に起因する加圧搬送力しか加わらないので、成形材料を押し出す力が必要以上に高くなることも防ぐことができ、成形材料を加圧する力の上昇による詰まりの発生も防ぐことができる。
【００２８】
とくに、アルミナやチタニア、シリカ等のセラミックス、その他の無機材料のように固まりやすい材料を主材とする成形材料の場合には、回転部材１０は成形材料の固化の防止に有効に機能する。
よって、本実施形態の押出成形装置１は、固まりやすい成形材料を押出し成形する場合でも、ダイス３の穴内やダイス３とストレートスクリュー４ａとの間において成形材料が固化することを防ぐことができ、ダイス穴の詰まりを防ぐことができる。
【００２９】
なお、腕状部１２は、回転部材１０が回転したときに成形材料をその移動方向と交差する方向から剪断することができるように形成されていればよい。また、腕状部１２の断面は円形断面に限られず、腕状部１２の中心軸は必ずしも回転軸１１の中心軸と直交していなくてもよい。そして、腕状部１２は、回転部材１０の中心軸および回転方向に対して傾いた状態で回転する面の面積が小さくなるように設けられていれば、成形材料を押し出す力が必要以上に高くなることも防ぐことができる。
【００３０】
さらになお、図２では腕状部１２を４本設けている場合を示しているが、腕状部１２の数は３本以下でもよいし、５本以上設けてもよい。
さらになお、腕状部１２の長さは特に限定されないが、その最大長Ｌ（図２参照）を、搬送通路２の空間の半径Ｄ１の８／１０程度とするのが好ましい。かかる長さとしておけば、搬送通路１２の断面の大部分を腕状部１２が通過するので、局所的な固化を有効に防止することができる。
さらになお、複数本の腕状部１２は回転対称となる位置に設けなくてもよいが、回転対称となる位置に設けておけば、回転部材１０が回転したときに、回転軸１１に対してその中心軸と交差する方向に偏った力が加わることを抑えることができるという利点がある。
【００３１】
また、回転部材は、回転したときに、ダイス３に向かって移動する成形材料を剪断することができる形状に形成されていればよく、例えば図３に示すような形状としてもよい。
【００３２】
図３は他の回転部材１５の概略説明図である。図３に示すように、他の回転部材１５は、回転軸１６の先端に、板状部材１７を備えている。この板状部材１７の先端部は、回転軸１６の中心軸を含む面に対して両側部分が分離されており、一対の屈曲部17A，17Bが形成されている。
この一対の屈曲部17A，17Bは、その表面（図１では17a，17b）が曲面となるように、互いに逆方向に屈曲されている。そして、一対の屈曲部17A，17Bは、いずれもその先端の表面17a，17bが、板状部材１７において屈曲されていない部分の表面と直交する程度にまで屈曲されている。言い換えれば、回転部材１５をストレートスクリュー４ａに取り付けたときに、一対の屈曲部17A，17Bにおける先端表面17a，17bはダイス３の表面とほぼ平行になる。
【００３３】
以上のごとき構造であるから、回転部材１５が回転すれば、その板状部材１７は成形材料をその移動方向と交差する方向から剪断するように回転するから、ダイス３の内面とストレートスクリュー４ａの先端との間に位置する成形材料の固化を抑制することができ、成形材料がダイス３のダイス穴に詰まることを防ぐことができる。
【００３４】
また、一対の屈曲部17A，17Bは、回転部材１５の回転の中心軸および回転方向に対して傾いた状態で回転する面が回転中心軸近傍に位置しており、その面積も小さい。すると、回転部材１５が回転したときに、成形材料を流動方向に加圧する力をほとんど発生させないか、また、成形材料を流動方向に加圧する力が発生しても、その力を非常に弱いものとすることができる。よって、成形材料を押し出す力が必要以上に高くなることも防ぐことができ、成形材料を加圧する力の上昇による詰まりの発生も防ぐことができる。
【００３５】
なお、回転部材１５が回転したときに、その板状部材１７が成形材料を押し出す力を小さくするには、回転部材１５の回転の中心軸および回転方向に対して傾いた状態で回転する面が小さくなるように形成されていればよく、その一対の屈曲部17A，17Bにおいて屈曲している部分の曲率や、板状部材１７および一対の屈曲部17A，17Bの形状はとくに制限されない。そして、板状部材１７は、その先端部に一対の屈曲部17A，17Bを設けなくてもよい。
【実施例】
【００３６】
本発明の押出成形装置によって無機材料を成形した場合におけるダイスの詰まりの発生状況を確認した。
実験は、ニーダー（宮崎鉄工（株）製、ＭＰ−３０）にて混練した成形材料を、強度試験機（ミネビア社製、ＴＣＭ−1000）（図４参照）にて、押出し速度1mm／minでダイスから押出して直径1.5mmの円柱状の成形体を成形し、押出し開始から１０分後における詰まり穴数をカウントした。図４に示すように、この装置ではピストンによって成形材料を加圧する構成となっている。なお、上述した押出し速度とは、図４のピストンの下降速度である。
【００３７】
本実施例では、図４に示すように、実験機に、図３の回転部材と同等の形状を有する回転部材を設けている。この回転部材は、その先端とダイス内面との間の距離ＤＬが1.5mmとなるように配設している。使用した回転部材は、その回転軸の直径が６mm、図３におけるＬが３０mm、Ｈが１５mm、Ｗが５mmとなるように形成しており、回転部材の回転数は３０r/minとした。
なお、比較例では、回転部材を設けずに実験を行った。
【００３８】
ダイスは、ダイス入口内径DDIが４０mm、出口側内径DDOが31.53mmであり、出口側の面には、その中心から22.7mmの位置に等間隔で直径1.5mmの穴１０個を有するものである。
成形材料の組成は、Ａｌ２Ｏ３：６７重量部、ＴｉＯ２：３３重量部、バインダー１５重量部、水20.8重量部であり、バインダーには水溶性高分子化合物を使用した。
【００３９】
なお、本実験では、実験時間を短縮するために、ダイスから押出された成形材料に対して、ドライヤーから、乾燥温度150℃、風速3.7m/secの風を当てて乾燥している。
【００４０】
実験の結果、回転部材を設けた実施例では、押出し開始から１０分後でも、ダイスの穴詰まりは発生しなかったのに対し、比較例では、押出し開始から１０分後において、５箇所の穴詰まりが発生した。
以上のことから、本発明の回転部材を設けることが、ダイスの穴詰まり防止に有効であることが確認できる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の押出成形装置は、アルミナやチタニア、シリカ等のセラミックス、その他の無機材料などの固化しやすい材料の成形に適している。
【符号の説明】
【００４２】
１          押出成形装置
２          搬送通路
３          ダイス
４          搬送手段
１０          回転部材
１５          回転部材
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形材料を搬送する搬送通路と、該搬送通路に設けられた複数のダイス穴を有するダイスと、該ダイスに向かって成形材料を搬送する搬送手段とを備え、前記ダイスから成形材料を押し出して成形する装置であって、
該ダイスと前記搬送手段との間に、成形材料の流動方向と平行な軸回りに回転する回転部材を備えており、
該回転部材は、前記ダイスに向かう成形材料を剪断し得る形状に形成されている
ことを特徴とする押出成形装置。
【請求項２】
前記成形材料は、主材が無機粉体である
ことを特徴とする請求項１記載の押出成形装置。
【請求項３】
前記回転部材は、
該回転部材が成形材料中で回転したときに、その形状を維持し得る強度を有する
ことを特徴とする請求項１記載の押出成形装置。