(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック材料を押し出すためのスクリュー押出機を少なくとも上下２段連ねてなると共に，下段のスクリュー押出機の前方に設けた成形型からセラミック製のハニカム構造体を押出成形するよう構成してなる押出成形装置において，
上記２段のスクリュー押出機の先端押出口には上記セラミック材料を濾過する濾過装置をそれぞれ設けてなり，上段の濾過装置が有する材料通過穴の最小目開き寸法をＡ，下段の濾過装置が有する材料通過穴の最小目開き寸法をＢとした場合，Ａ＜Ｂの関係にあることを特徴とするハニカム構造体の押出成形装置。
【請求項２】
請求項１において，上記上段の濾過装置の最小目開き寸法Ａは，４０μｍ≦Ａ≦１５０μｍの範囲内にあることを特徴とするハニカム構造体の押出成形装置。
【請求項３】
請求項１又は２において，上記下段の濾過装置の最小目開き寸法Ｂは，７０μｍ≦Ｂ≦３００μｍの範囲内にあることを特徴とするハニカム構造体の押出成形装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において，上記各濾過装置は金属線を網状に編んだ濾過網を有しており，該濾過網の網目の最小目開き寸法が上記の関係にあることを特徴とするハニカム構造体の押出成形装置。
【請求項５】
請求項４において，上記各濾過装置は，上記濾過網と，該濾過網を保持する支持体とよりなり，該支持体には，上記濾過網の最小目開き寸法よりも大きな最小目開き寸法を有する貫通穴を設けてあることを特徴とするハニカム構造体の押出成形装置。
【請求項６】
請求項５において，上記濾過網と上記支持体との間には，最小目開き寸法が上記濾過網よりも大きい網目を有する中間網を配設してあることを特徴とするハニカム構造体の押出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，セラミックハニカム構造体等を成形するための押出成形装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
例えば自動車の排ガス浄化装置の触媒担体としては，図４に示すごとく，多数のセル８８を隔壁８１により設けてなるセラミック製のハニカム構造体８が用いられている。このハニカム構造体８は，通常，押出成形により製造される。
ハニカム構造体の押出成形装置１は，後述する図１に示すごとく，セラミック材料８０を押し出すためのスクリュー押出機２，３を少なくとも上下２段連ねてなると共に，下段のスクリュー押出機３の前方に設けた成形型１１からセラミック製のハニカム構造体８を押出成形するよう構成してなる。
【０００３】
同図に示すごとく，上下の各スクリュー押出機２，３の先端押出口２０，３０には上記セラミック材料８０を濾過する濾過装置９４，９５をそれぞれ設けてなり，ハニカム構造体８への異物の混入防止および成形型１１の破損防止を図っている。各濾過装置９４，９５は，濾過網９４０，９５０と，これを支持する支持体９４５，９５５とより構成されている。
【０００４】
濾過網９４０，９５０は，図５，図６に示すごとく，いずれも金属線９４１，９５１を網目状に編んで構成してあり，その開口部の大きさを最小目開き寸法Ｃ，Ｄとして示すと，Ｃ＞Ｄの関係となるよう構成してある。即ち，上段のスクリュー押出機２の先端押出口２０に設けた濾過装置９４の最小目開き寸法Ｃよりも，下段のスクリュー押出機３の先端押出口３０に設けた濾過装置９５の最小目開き寸法Ｄを小さく設けてある。
これは，上段の濾過装置９４によって，比較的大型の異物を除去する粗濾過を行い，次いで，下段の濾過装置９５によって小さな異物も除去する仕上げ濾過を行うという考え方に基づいている。
【０００５】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来の押出成形装置においては，次の問題がある。
即ち，各濾過装置９４，９５は，いずれもセラミック材料８０の進行を妨げる抵抗となり，スクリュー押出機２，３内の圧力を高める１つの要因となっている。特に，下段のスクリュー押出機３においては，その前方に成形型１１を配置してあることによってセラミック材料８０の圧力が高まっているが，この高圧状態を上記濾過装置９５の圧損によってさらに高めている。そのため，セラミック材料８０の押出し速度が上げられず，安定した生産性を得ることが困難となる場合がある。
【０００６】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，セラミック材料の濾過状態を維持しつつ，押出し速度を向上させることができるハニカム構造体の押出成形装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題の解決手段】
請求項１の発明は，セラミック材料を押し出すためのスクリュー押出機を少なくとも上下２段連ねてなると共に，下段のスクリュー押出機の前方に設けた成形型からセラミック製のハニカム構造体を押出成形するよう構成してなる押出成形装置において，
上記２段のスクリュー押出機の先端押出口には上記セラミック材料を濾過する濾過装置をそれぞれ設けてなり，上段の濾過装置の最小目開き寸法をＡ，下段の濾過装置の最小目開き寸法をＢとした場合，Ａ＜Ｂの関係にあることを特徴とするハニカム構造体の押出成形装置にある。
【０００８】
本発明において最も注目すべき点は，上記上下の濾過装置の最小目開き寸法Ａ，ＢをＡ＜Ｂの関係としたことである。ここで，濾過装置の最小目開き寸法とは，濾過装置における材料が通過する多数の穴の幅であって，最も狭いところの寸法をいう。たとえば，材料が通過する穴が四角形である場合にはその一片の長さが，穴が円形である場合にはその直径が，それぞれ上記最小目開き寸法となる。
なお，上記濾過装置の上記穴を有する部材としては，従来のように金網(濾過網)により構成してもよいし，その他の材料に穴を設けた部材を用いてもよい。
【０００９】
次に，本発明の作用につき説明する。
本発明においては，上記のごとく，上下２段のスクリュー押出機に設ける濾過装置の最小目開き寸法の関係を，積極的に従来と逆転させる。即ち，上段のスクリュー押出機に設ける濾過装置の最小目開き寸法Ａを従来よりも小さくし，下段のスクリュー押出機における濾過装置の最小目開き寸法Ｂよりも小さくする。そして，上段の濾過装置において，従来下段の濾過装置において捕獲していた比較的小さい異物を捕獲するよう構成する。
【００１０】
これにより，下段の濾過装置においては，すでにセラミック材料から異物が除去されているので，これを捕獲する必要がない。そして，下段の濾過装置では，スクリュー押出機通過中にセラミック材料が凝集して形成された材料塊を補足し，これを破砕する役割を果たせばよい。それゆえ，下段の最小目開き寸法Ｂは，従来よりも大きくすることができ，濾過装置により生じる圧損を従来よりも大幅に低減することができる。
この下段の濾過装置の圧損低減を実現することにより，従来と同性能のスクリューを用いてセラミック材料を押出し成形した場合，その押出し速度を従来よりも格段に向上させることができる。
【００１１】
一方，上段のスクリュー押出機においては，上記濾過装置の最小目開き寸法Ａの縮小化によって，濾過装置の圧損は高くなる。しかし先端に多大な圧損を発生させる成形型を有していない。そのため，上段では導出されるセラミック材料の速度等への大きな影響はあまりない。それゆえ，上段のスクリュー押出機では，導出するセラミック材料中の異物の混入を下段よりも小さい最小目開き寸法Ａを有する濾過装置によって捕捉し，下段の濾過装置の最小目開き寸法Ｂを大きくすることによる弊害発生を防止することができる。
【００１２】
このように，本発明においては，セラミック材料の濾過状態を維持しつつ，押出し速度を向上させることができるハニカム構造体の押出成形装置を提供することができる。
【００１３】
次に，請求項２の発明のように，上記上段の濾過装置の最小目開き寸法Ａは，４０μｍ≦Ａ≦１５０μｍの範囲内にあることが好ましい。上記最小目開き寸法Ａが４０μｍ未満の場合には，濾過装置の圧損が大きくなりすぎるという問題があり，一方，１５０μｍを超える場合にはセラミック材料内の異物等の捕獲効果が小さくなるという問題がある。特に上記セラミック材料がコーディエライトを形成するセラミック材料である場合には，上記Ａを上記範囲内にすることが適しており，これにより上記問題点を確実に解消することができる。
【００１４】
また，請求項３の発明のように，上記下段の濾過装置の最小目開き寸法Ｂは，７０μm≦Ｂ≦３００μｍの範囲内にあることが好ましい。上記最小目開き寸法Ｂが７０μｍ未満の場合には，濾過装置の圧損が大きくなって押出し速度が低下するという問題があり，一方，３００μｍを超える場合にはセラミック材料の塊である材料塊の捕獲効果が小さくなるという問題がある。特に上記セラミック材料がコーディエライトを形成するセラミック材料である場合には，上記Ａを上記範囲内にすることが適しており，これにより上記問題点を確実に解消することができる。
【００１５】
また，請求項４の発明のように，上記各濾過装置は金属線を網状に編んだ濾過網を有しており，該濾過網の網目の最小目開き寸法が上記の関係にあることが好ましい。この場合には，上記濾過網の網目により上下の最小目開き寸法Ａ，Ｂの関係を容易に調整することができる。
【００１６】
また，請求項５の発明のように，上記各濾過装置は，上記濾過網と，該濾過網を保持する支持体とよりなり，該支持体には，上記濾過網の最小目開き寸法よりも大きな最小目開き寸法を有する貫通穴を設けてあることが好ましい。これにより，上記濾過網に付与される圧力を上記支持体により支えることができ，濾過網の剛性不足を上記支持体により補うことができる。
【００１７】
また，請求項６の発明のように，上記濾過網と上記支持体との間には，最小目開き寸法が上記濾過網よりも大きい網目を有する中間網を配設することが好ましい。この場合には，上記濾過網に付与される圧力をまず中間網で受け，さらに上記支持体により受けるよう構成することができる。これにより，上記支持体の貫通穴部分において生ずる濾過網のたわみを上記中間網で抑制することができ，濾過網のたわみの均一化を図ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施形態例
本発明の実施形態例にかかるハニカム構造体の押出成形装置につき，図１〜図３を用いて説明する。
本例のハニカム構造体の押出成形装置１は，図１に示すごとく，セラミック材料を押し出すためのスクリュー押出機２，３を少なくとも上下２段連ねてなると共に，下段のスクリュー押出機３の前方に設けた成形型１１からセラミック製のハニカム構造体８を押出成形するよう構成してなる。
【００１９】
上記２段のスクリュー押出機２，３の先端押出口２０，３０には上記セラミック材料８０を濾過する濾過装置４，５をそれぞれ設けてなる。上段の濾過装置４が有する材料通過穴の最小目開き寸法をＡ，下段の濾過装置５が有する材料通過穴の最小目開き寸法をＢとした場合，Ａ＜Ｂの関係にある。
以下，これを詳説する。
【００２０】
図１に示すごとく，本例の押出成形装置１は，上下２段のスクリュー押出機２，３を有している。そして，各スクリュー押出機２，３は，ハウジング２９，３９内にスクリュー２５，３５を回動可能に内蔵しており，このスクリュー２５，３５の回転によってセラミック材料８０を前進させるよう構成してある。上下のスクリュー押出機２，３の間には，真空室１４を設けてあり，上段のスクリュー押出機２から押出されたセラミック材料８０への空気の巻き込みを防止しつつこれを下段のスクリュー押出機３へと送り込むよう構成してある。
【００２１】
また，スクリュー押出機３の前方には，抵抗管１２を介して成形型１１を配設してある。本例の成形型１１は，前述した図４に示すごとく，四角形のセル８８を構成するように格子状のスリットを多数設けたものである。
また，各スクリュー押出機２，３の先端押出口２０，３０には，上記のごとくそれぞれ濾過装置４，５を配設してある。
【００２２】
各濾過装置４，５は，図２，図３に示すごとく，金属線４１，５１を網状に編んだ濾過網４０，５０を有しており，該濾過網４０，５０の網目の最小目開き寸法Ａ，Ｂが上記の関係にあるよう構成してある。具体的には，上段の濾過装置４の最小目開き寸法Ａを７７μｍ，下段の濾過装置５の最小目開き寸法Ｂを１０５μｍとした。これらの寸法は，本例のセラミック材料８０がコーディエライトを形成するものであることに対応して，後述する異物除去効果および材料塊の破砕効果が十分に得られるように決定したものである。
【００２３】
また，各濾過装置４，５は，いずれも濾過網４０，５０と，該濾過網４０，５０を保持する支持体４５，５５とよりなる。支持体４５，５５には，上記濾過網４０，５０の最小目開き寸法よりも大きな最小目開き寸法を有する貫通穴４８，５８を設けてある。なお，上記濾過網４０，５０と支持体４５，５５との間には，最小目開き寸法が上記濾過網４０，５０よりも大きい網目を有する中間網を配設することも可能である。
【００２４】
次に，本例の作用効果につき説明する。
本例の製造装置においては，上記のごとく，上下２段のスクリュー押出機２，３に設ける濾過装置４０，５０の最小目開き寸法Ａ，Ｂの関係を，積極的に従来と逆転させた。即ち，上段のスクリュー押出機２に設ける濾過装置４の最小目開き寸法Ａを従来よりも小さくし，下段のスクリュー押出機３における濾過装置５の最小目開き寸法Ｂよりも小さくした。そして，上段の濾過装置４において，従来下段の濾過装置５において捕獲していた比較的小さい異物を捕獲するよう構成する。
【００２５】
これにより，下段の濾過装置５においては，すでにセラミック材料８０から異物が除去されているので，これを捕獲する必要がない。そして，下段の濾過装置５では，スクリュー押出機３通過中にセラミック材料８０が凝集して形成された材料塊を補足し，これを破砕する役割を果たせばよい。それゆえ，下段の最小目開き寸法Ｂは，従来よりも大きくすることができ，濾過装置５により生じる圧損を従来よりも大幅に低減することができる。
この下段の濾過装置５の圧損低減を実現することにより，従来と同性能のスクリュー３５を用いてセラミック材料８０を押出し成形した場合，その押出し速度を従来よりも格段に向上させることができる。
【００２６】
一方，上段のスクリュー押出機２においては，上記濾過装置４の最小目開き寸法Ａの縮小化によって，濾過装置４の圧損は高くなる。しかし先端に多大な圧損を発生させる成形型を有していない。そのため，上段では導出されるセラミック材料の速度等への大きな影響はあまりない。それゆえ，上段のスクリュー押出機２では，導出するセラミック材料８０中の異物の混入を，下段よりも小さい最小目開き寸法Ａを有する上段の濾過装置４によって捕捉し，下段の濾過装置５の最小目開き寸法Ｂを大きくすることによる弊害発生を防止することができる。
【００２７】
そして，本例では，特に，上記上段の濾過装置４の最小目開き寸法Ａを７７μｍとして，４０μｍ≦Ａ≦１５０μｍの範囲内になるよう設定した。これにより，コーディエライトを形成するセラミック材料に含有される異物を効率よく除去することができると共に，圧損の発生を適度な範囲に抑制することができる。
【００２８】
また，本例では，上記下段の濾過装置５の最小目開き寸法Ｂを１０５μｍとして，７０μｍ≦Ｂ≦３００μｍの範囲内になるように設定した。これにより，コーディエライトを形成するセラミック材料がスクリュー押出機３通過中に凝縮して形成された材料塊を効率よく捕獲して粉砕することができると共に，圧損の大幅な上昇を抑制することができる。
【００２９】
そして，このような構成の押出成形装置１を用いることにより，従来と同様の条件でセラミックハニカム構造体８の押出し成形を行ったところ，約１．５倍もの押出し速度向上を得ることができた。
このように，本例によれば，セラミック材料の濾過状態を維持しつつ，押出し速度を向上させることができるハニカム構造体の押出成形装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例における，ハニカム構造体の押出成形装置の構成を示す説明図。
【図２】実施形態例における，上段の濾過装置の濾過網の最小目開き寸法Ａを示す説明図。
【図３】実施形態例における，下段の濾過装置の濾過網の最小目開き寸法Ｂを示す説明図。
【図４】従来例における，セラミックハニカム構造体を示す説明図。
【図５】従来例における，上段の濾過装置の濾過網の最小目開き寸法Ｃを示す説明図。
【図６】従来例における，下段の濾過装置の濾過網の最小目開き寸法Ｄを示す説明図。
【符号の説明】
１．．．ハニカム構造体の押出成形装置，
１１．．．成形型，
２．．．上段のスクリュー押出機，
３．．．下段のスクリュー押出機，
２０，３０．．．先端押出口，
２５，３５．．．スクリュー，
４，５．．．濾過装置，
４０，５０．．．濾過網，
４１，４２．．．金属線，
４５，５５．．．支持体，
８．．．ハニカム構造体，
８０．．．セラミック材料，
【図１】
0003890884.tif 000002
【図２】
0003890884.tif 000003
【図３】
0003890884.tif 000004
【図４】
0003890884.tif 000005
【図５】
0003890884.tif 000006
【図６】
0003890884.tif 000007