(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックスの積層成形体を押出成形するために、複数種のグリーン成形体用の坏土を一つの口金成形部中へと連続的に供給することによって、各グリーン成形体を互いに接合された状態で前記口金成形部から押出成形する押出成形装置であって、前記の各グリーン成形体用の坏土を収容するための複数のシリンダー部、前記の各シリンダー部中の前記の各坏土を前記口金成形部へとそれぞれ押し出すための複数の押出機構、前記の各押出機構をそれぞれ駆動するための複数の油圧シリンダー、前記の各油圧シリンダーへの油の供給と排出とを行うために前記の各シリンダー部内の前進側の空間および後退側の空間にそれぞれ連結されている油圧ポンプ機構、前記の各押出機構の各位置を測定するための位置測定装置および前記の油圧シリンダー内の前進側の空間と前記油圧ポンプ機構との間に介在している油量制御機構であって、前記の各位置測定装置によって測定した前記の各押出機構の位置に従って前記油圧シリンダーの前進側の空間から前記油圧ポンプ機構へと排出される油の量を制御するための油量制御機構を備えていることを特徴とする、セラミックスの押出成形装置。
【請求項２】
前記押出機構の位置のデータと前記油量制御機構の動作のデータとの関係を予め格納している制御装置であって、前記位置測定装置からの前記の各押出機構の位置の測定値を、予め格納されている前記押出機構の位置のデータと対比することによって前記油量制御機構の動作を制御するための制御装置を備えていることを特徴とする、請求項１記載のセラミックスの押出成形装置。
【請求項３】
前記油量制御機構が、前記油圧シリンダーの前進側の空間からの油量を弁の開閉によって制御する油量制御弁であることを特徴とする、請求項１または２記載のセラミックスの押出成形装置。
【請求項４】
前記積層成形体が、セラミックスの多孔体用の坏土のグリーン成形体とセラミックスの緻密体用の坏土のグリーン成形体との積層成形体であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載のセラミックスの押出成形装置。
【請求項５】
前記位置測定装置がベルト式エンコーダーであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つの請求項に記載のセラミックスの押出成形装置。
【請求項６】
前記押出成形装置が、前記の各シリンダー部に隣接し、前記口金成形部を有する口金部材を備えており、この口金部材が、前記の各シリンダー部内の各通路と連通しておりかつ前記の各坏土の進行方向を前記口金成形部へと向かって変更するための経路方向変換部と、この経路方向変換部から前記口金成形部へと向かって延びる絞り部とを備えており、前記の各シリンダー部内の各通路が互いに平行に延びており、前記経路方向変換部の径が一定であり、前記絞り部の径が前記経路方向変換部から前記口金成形部へと向かって減少していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つの請求項に記載のセラミックスの押出成形装置。
【請求項７】
セラミックスの積層成形体を押出成形するために、複数種のグリーン成形体用の坏土を一つの口金成形部中へと連続的に供給することによって、各グリーン成形体を互いに接合された状態で前記口金成形部から押出成形する押出成形装置であって、前記の各グリーン成形体用の坏土を収容するための複数のシリンダー部、前記の各シリンダー部中の前記の各坏土を前記口金成形部へとそれぞれ押し出すための複数の押出機構、および前記の各シリンダー部に隣接し、前記口金成形部を有する口金部材を備えており、前記の各シリンダー部内の各通路が互いに平行に延びており、前記口金部材が、前記の各通路と連通しておりかつ前記の各坏土の進行方向を前記口金成形部へと向かって変更するための経路方向変換部と、この経路方向変換部から前記口金成形部へと向かって延びる絞り部とを備えており、前記経路方向変換部の径が一定であり、前記絞り部の径が前記経路方向変換部から前記口金成形部へと向かって減少していることを特徴とする、セラミックスの押出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば固体電解質型燃料電池の多孔質の電極と緻密質のセパレータのような、セラミックスの積層焼結体を得るための積層成形体を押し出す押出成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
固体電解質型燃料電池は、いわゆる平板型と円筒型とに大別される。平板型の固体電解質型燃料電池においては、いわゆるセパレータと発電層とを交互に積層することにより、発電用のスタックを構成する。例えば、特開平６─６８８８５号公報においては、インターコネクターのグリーン成形体と空気極側ディストリビューターのグリーン成形体とを積層し、この積層体を一体焼結させることにより、インターコネクターとディストリビューターとを接合することが記載されている。しかし、特開平６─６８８８５号公報においては、インターコネクターのグリーン成形体と空気極側ディストリビューターのグリーン成形体との間に、応力緩和層を形成しているが、この方法は適用できなかった。なぜなら、自立型の空気極とセパレータとの各グリーン成形体の間に、これらと熱収縮挙動が極端に異なる材料のグリーンシートを挟み、一体焼結させても、セパレータと空気極との接合状態は不良であり、これら両者の接合界面を微視的に見ると接合していないからである。
【０００３】
このため、本出願人は、特開平８−３１９１８１号公報において、インターコネクター用の坏土と空気極用の坏土とをそれぞれ各シリンダー中に入れ、各坏土を一つの口金へと向かって押出すことによって、この口金から各坏土のグリーン成形体を接合しつつ押し出すことを想到した。この際、各シリンダー部内において、各坏土をプランジャーによって押し出すことを開示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、本発明者が更に検討したところ、次の問題が未だ存在することを見いだした。即ち、インターコネクター用のグリーン成形体と空気極用のグリーン成形体との間の接合界面が、場合によっては完全には平坦にならず、積層成形体の横断面の形状を見たときに、波状となったり、あるいは凹凸が生成したりすることが判明した。前記した積層成形体を量産するのに際して、こうした接合界面の形状の乱れを定常的に、ある程度以上小さくすることは困難な場合があった。また、各坏土の硬度が大きく異なるような場合には、未だ積層成形体に湾曲が生ずることがあった。
【０００５】
本発明の課題は、セラミックスの積層成形体を押出成形するのに際して、積層成形体の湾曲を防止し、この積層成形体を構成する各セラミックス層の接合界面の平坦性を、より一層向上させることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第一の発明は、セラミックスの積層成形体を押出成形するために、複数種のグリーン成形体用の坏土を一つの口金成形部中へと連続的に供給することによって、各グリーン成形体を互いに接合された状態で口金成形部から押出成形する押出成形装置であって、各グリーン成形体用の坏土を収容するための複数のシリンダー部、各シリンダー部中の各坏土を口金成形部へとそれぞれ押し出すための複数の押出機構、各押出機構をそれぞれ駆動するための複数の油圧シリンダー、各油圧シリンダーへの油の供給と排出とを行うために各シリンダー部内の前進側の空間および後退側の空間にそれぞれ連結されている油圧ポンプ機構、各押出機構の各位置を測定するための位置測定装置、および油圧シリンダー内の前進側の空間と油圧ポンプ機構との間に介在している油量制御機構であって、各位置測定装置によって測定した各押出機構の位置に従って油圧シリンダーの前進側の空間から油圧ポンプ機構へと排出される油の量を制御するための油量制御機構を備えていることを特徴とする。
【０００７】
また、第二の発明は、セラミックスの積層成形体を押出成形するために、複数種のグリーン成形体用の坏土を一つの口金成形部中へと連続的に供給することによって、各グリーン成形体を互いに接合された状態で口金成形部から押出成形する押出成形装置であって、各グリーン成形体用の坏土を収容するための複数のシリンダー部、各シリンダー部中の各坏土を口金成形部へとそれぞれ押し出すための複数の押出機構、および各シリンダー部に隣接し、口金成形部を有する口金部材を備えており、各シリンダー部内の各通路が互いに平行に延びており、口金部材が、各通路と連通しておりかつ前記の各坏土の進行方向を口金成形部へと向かって変更するための経路方向変換部と、経路方向変換部から口金成形部へと向かって延びる絞り部とを備えており、経路方向変換部の径が一定であり、絞り部の径が経路方向変換部から口金成形部へと向かって減少していることを特徴とする。
【０００８】
以下、本発明の特徴および利点について、適宜図面を参照しつつ、更に詳細に説明する。
【０００９】
本発明において、油圧シリンダーの前進側の空間から油圧ポンプ機構へと排出される油の量を制御するためには、具体的には、押出機構の位置のデータと油量制御機構の動作のデータとの関係を予め格納している制御装置を備え、位置測定装置からの各押出機構の位置の測定値を、予め格納されている押出機構の位置のデータと対比することによって油量制御機構の動作を制御することが好ましい。これによって、自動的な制御が可能になる。
【００１０】
また、油量制御機構が、油圧シリンダーの前進側の空間からの油量を弁の開閉度によって制御する油量制御弁であることが好ましい。
【００１１】
また、位置測定装置としては、ローラー式のエンコーダーも使用できるが、ベルト式エンコーダーを使用した方が、特にプランジャーの位置を測定する上で誤差が少なくなることを見いだした。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る押出成形装置を概略的に示す部分断面図である。
【００１３】
本実施形態では、二層の積層成形体を押出成形する装置を提供する。口金部材１６Ａ（３６）に隣接する位置に、第一の坏土を収容する第一のシリンダー部１４Ａと、第二の坏土を収容する第二のシリンダー部１４Ｂとが連結されている。
【００１４】
各シリンダー部の各通路内には、それぞれ坏土１５Ａ、１５Ｂが収容されており、かつ各プランジャー１３Ａ、１３Ｂが、通路２１Ａ、２１Ｂ内で移動可能になっている。各プランジャー１３Ａ、１３Ｂは、それぞれ軸４Ａ、４Ｂによって駆動される。
【００１５】
各シリンダー部１４Ａ、１４Ｂから見て口金部材１６、３６とは反対側には、プランジャーの収容部１２Ａ、１２Ｂが設けられている。各シリンダー部１４Ａ、１４Ｂと各収容部１２Ａ、１２Ｂとは、所定の真空チャンバー１１内に収容されており、これによって各シリンダー部の内部の通路が低圧に保持されている。
【００１６】
各プランジャーの各軸４Ａ、４Ｂは、それぞれ油圧シリンダー６Ａ、６Ｂ内に挿通されており、各軸４Ａ、４Ｂの端部が油圧シリンダーから外部に突出している。各油圧シリンダーの内部においては、各軸４Ａ、４Ｂに油圧子８Ａ、８Ｂが固定されており、油圧子８Ａ、８Ｂによって、プランジャーの前進側の空間１０Ａ、１０Ｂと、後退側の空間９Ａ、９Ｂとに区分されている。前進側の空間１０Ａ、１０Ｂは、開口７Ａ、７Ｂおよび輸送路１７Ａ、１７Ｂを介して油圧ポンプ機構３に接続されている。後退側の空間９Ａ、９Ｂは、開口５２Ａ、５２Ｂおよび輸送路１７Ａ、１７Ｂを介して油圧ポンプ機構３に接続されている。
【００１７】
各プランジャー１３Ａ、１３Ｂを前進させて、各坏土１５Ａ、１５Ｂを口金部材１６、３６へと押し出す際には、油圧シリンダー６Ａ、６Ｂ内の前進側の空間１０Ａ、１０Ｂから、開口７Ａ、７Ｂ、輸送路１７Ａ、１７Ｂ、油圧ポンプ機構３および開口５２Ａ、５２Ｂを介して、後退側の空間９Ａ、９Ｂ内へと油を供給し、油圧子８Ａ、８Ｂを口金部材の方へと向かって駆動する。
【００１８】
ここで、特に重要であるのは、前進側の空間１０Ａ、１０Ｂと、油圧ポンプ機構３との間に、油量制御機構２Ａ、２Ｂを介在させていることである。
【００１９】
これと共に、各軸４Ａ、４Ｂの位置を測定するための位置測定装置、好ましくはベルト式エンコーダー５Ａ、５Ｂを設けることによって、押出成形時の各プランジャーの位置の測定値を、ベルト式エンコーダー５Ａ、５Ｂから電線１９Ａ、１９Ｂを介して制御装置１Ａ、１Ｂへと送り、この制御装置１Ａ、１Ｂから電線１８Ａ、１８Ｂを介して所定の制御データを油量制御機構２Ａ、２Ｂへと送る。この油量制御機構２Ａ、２Ｂによって、各油圧シリンダーの前進側の空間１０Ａ、１０Ｂから油圧ポンプ機構３へと排出される油の量を制御できる。
【００２０】
このような特定の制御方式を採用することによって、口金部材から押し出された積層成形体において、各セラミックス層の接合界面の平坦性が著しく向上することを見いだした。この理由は、次のように考えられる。
【００２１】
即ち、各シリンダー部１４Ａ、１４Ｂ内の、性状の相異なる各坏土１５Ａ、１５Ｂを、それぞれ別個のプランジャー１３Ａ、１３Ｂで押し出した場合には、各坏土の口金からの押出量は、各プランジャー１３Ａ、１３Ｂの位置によって決定される。従って、各プランジャー１３Ａ、１３Ｂを共に一定の速度で押し出すようにすれば、各坏土１５Ａ、１５Ｂの口金からの押出量が均一化され、積層成形体において各セラミックス層の接合界面が平坦になるはずである。
【００２２】
しかし、現実には、坏土１５Ａ、１５Ｂの内部においても、粘度や性状に変動があるために、一定の速度で各プランジャーを駆動することはできない。このため、本発明者は、現実に各プランジャーの軸４Ａ、４Ｂの位置を測定し、この測定値を、予め定めた各プランジャーの位置と照合し、各プランジャーの現実の位置が所定値から外れた場合に、油圧シリンダー内の油の量を制御することを想到した。
【００２３】
しかし、現実には、各プランジャーの位置を正確に制御することはやはり困難であり、積層成形体の接合界面の乱れを、ある程度以上小さくすることは困難であった。
【００２４】
本発明者はこの原因を検討し、次の結論に至った。即ち、プランジャー１３Ａ、１３Ｂを駆動させて各坏土１５Ａ、１５Ｂを押し出す際には、特に後退側の空間９Ａ、９Ｂ内では油に多大の圧力が加わり、この圧力や摩擦によって油の温度が上昇し、これによって油の体積変動が生ずる。こうなると、かりに各プランジャーの位置を正確に測定し、この測定値に従って油量制御機構２を正確に制御したとしても、各プランジャーの動作に対して正確に反映されなくなる。
【００２５】
例えば、油量制御機構の弁の開口の大きさを制御する場合、かりに各プランジャーの１３Ａ、１３Ｂの位置の正確な測定値を得、この測定値を各プランジャーの位置の設定値と対比し、弁の開口の大きさを変化させ、後退側の空間９Ａ、９Ｂ内への油の供給量を増大または減少させることを試みたとする。しかし、前記したように後退側の空間９Ａ、９Ｂ内における油の体積が、制御装置１内に格納されている設定値から外れて変動すると、プランジャーの位置が正確に補正されず、かえって誤差を大きくすることもある。
【００２６】
本発明者は、この問題を解決するために、特に油圧シリンダー内の前進側の空間１０Ａ、１０Ｂと油圧ポンプ機構３との間に、電磁弁等の油量制御機構２Ａ、２Ｂを設けることを想到し、これによって、各プランジャー１３Ａ、１３Ｂの位置を正確に制御することに成功した。この理由は、おそらく坏土の性状等が局所的に変化した場合でも、前進側の空間１０Ａ、１０Ｂ内の油に加わる圧力は顕著に変動せず、油の体積等の性状が変動しにくいためであると考えられる。
【００２７】
次に第二の発明について説明する。各セラミックス層用の各坏土を、各押出機構、例えばプランジャーによって口金部材の方へと向かって押し出す際には、各セラミックス層が略水平方向に押し出されるようにすることが好ましく、このためには各シリンダー部が略水平方向に、かつ互いに対して略平行に延びていることが好ましい。
【００２８】
しかし、この場合には、各シリンダー部内の通路を押し出されてきた各坏土を、口金成形部の手前で合流させる必要がある。これと同時に、各シリンダー部内の通路に比べて坏土の径を絞る必要がある。
【００２９】
このため、本発明者は、口金部材に、各通路と連通しておりかつ各坏土の進行方向を口金成形部へと向かって変更するための経路方向変換部と、経路方向変換部から口金成形部へと向かって延びる絞り部とを設け、経路方向変換部の径を略一定とすることを想到した。即ち、各坏土の絞りの機能と経路の変換の機能とを、口金部材の別個の部分に受け持たせることによって、口金成形部に押し出されてくる各坏土の局所的なムラを抑制し、これによって各セラミックス層の接合界面の平坦性を一層向上させうることを見いだした。
【００３０】
図２は、第二の発明で使用する口金部材１６の構成を示す断面図である。こうした口金部材は、図１に示す押出成形装置の各シリンダー部１４Ａ、１４Ｂに隣接して設ける。
【００３１】
この口金部材１６は、経路方向変換部材２３と成形部材２４とからなる。経路方向変換部材２３は、各シリンダー部１４Ａ、１４Ｂに対して例えばボルト３０によって連結されている。また、成形部材２４と経路方向変換部材２３との間も、例えばボルト３１によって連結されている。口金部材１６の中には中子２５が固定されている。
【００３２】
シリンダー部１４Ａ、１４Ｂの坏土通路２１Ａ、２１Ｂは、それぞれ経路方向変換部２２Ａ、２２Ｂに連通している。各経路方向変換部２２Ａ、２２Ｂは、それぞれ中子２５の基部２５ａの傾斜面２７Ａ、２７Ｂと、経路方向変換部材２３の内側面２３ａとの間に形成されているが、その径は略一定であり、かつ本実施例においてはシリンダー部１４Ａ、１４Ｂの各通路２１Ａ、２１Ｂの径と同じである。
【００３３】
更に、成形部材２４の内側面２４ａと中子２５ｂの表面２８Ａ、２８Ｂとの間には、先端に向かうのにつれて徐々に径が小さくなる絞り部５３Ａ，５３Ｂが設けられている。更にこの先端側では、口金成形部３１、３２が、成形部材２４の内側面２４ｂの中に設けられている。本例では、成形部３１、３２の内側に棒状の中子２６を配置している。
【００３４】
各シリンダー部１４Ａ、１４Ｂの各通路２１Ａ、２１Ｂ内を押し出されてきた各坏土は、経路方向変換部２２Ａ、２２Ｂに入る。次いで、各坏土は絞り部５３Ａ、５３Ｂ内へと入り、ここで各坏土の径が口金成形部の径に適合するようになるまで絞られる。そして坏土は口金成形部３１、３２の方向に入り、坏土が合流する。また、絞り部５３Ａ、５３Ｂと口金成形部３１、３２とは、別々に作製されたボルト等によって固定され、一体化されていてもよい。
【００３５】
なお、第一の発明においては、図３に示すような口金部材３６を使用することもできる。ただし、図３において、図１、図２に示した部材には同じ符号を付け、その説明を省略する。
【００３６】
この口金部材３６は、各シリンダー部１４Ａ、１４Ｂに対して例えばボルト３０によって連結されている。口金部材３６の中には中子３４が固定されている。
【００３７】
シリンダー部１４Ａ、１４Ｂの坏土通路２１Ａ、２１Ｂは、それぞれ絞り部３３Ａ、３３Ｂに連通している。各絞り部３３Ａ、３３Ｂは、それぞれ中子３４の傾斜面３４ａと、口金部材３６の内側面３６ａとの間に形成されている。各絞り部３３Ａ、３３Ｂの各通路２１Ａ、２１Ｂと連続している側の径は、各通路２１Ａ、２１Ｂの径とほぼ同じである。絞り部３３Ａ、３３Ｂの径は、先端に向かうのにつれて徐々に小さくなる。更にこの先端側では、口金成形部３１、３２が、口金部材３６の内側面３６ｂの中に設けられている。本例では、口金成形部３１、３２の内側に棒状の中子３５が配置されている。
【００３８】
各シリンダー部１４Ａ、１４Ｂの各通路２１Ａ、２１Ｂ内を押し出されてきた各坏土は、各絞り部３３Ａ、３３Ｂに入り、ここで口金成形部３１、３２の方向へと各坏土の進行方向が変わるのと共に、各坏土の径が口金成形部の径に適合するようになるまで絞られる。
【００３９】
本発明は、緻密体のグリーン成形体と多孔体のグリーン成形体との積層成形体に対して特に好適に適用できる。この場合には、好ましくは、緻密体の相対密度が９０％以上であり、多孔体の相対密度が８０％以下である。緻密体の相対密度は最高１００％である。また、多孔体の相対密度は、その強度の観点からは、通常４０％以上とすることが好ましい。
【００４０】
多孔体のグリーン成形体用の坏土は、多孔体の主原料に、有機バインダーと造孔材と水とを混合した混合物からなる坏土が好ましい。この有機バインダーとしては、ポリメチルアクリレート、ニトロセルロース、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、スターチ、ワックス、アクリル酸ポリマー、メタクリル酸ポリマー等を例示できる。また、主原料の重量を１００重量部としたとき、有機バインダーの添加量は０．５〜５重量部とすることが好ましい。造孔材としては、セルロース、カーボン、アクリルパウダー等を例示できる。
【００４１】
緻密体のグリーン成形体用の坏土は、緻密体の主原料に、有機バインダーと水とを混合した混合物からなる坏土が好ましい。この有機バインダーとしては、前述のものを使用できる。前記主原料の重量を１００重量部としたとき、有機バインダーの添加量は０．５〜５重量部とすることが好ましい。
【００４２】
本発明は、電気化学セルの製造に対して特に好適に利用できる。これは、酸素ポンプ、高温水蒸気電解セル、水素の製造装置、水蒸気の除去装置、ＮＯｘの分解セル、固体電解質型燃料電池として利用できる。
【００４３】
この場合には、特にインターコネクターと電極とからなる積層焼結体の成形に対して、本発明を特に好適に利用できる。この電極は、陽極または陰極であるが、陽極の方が一層好適である。
【００４４】
陽極の主原料は、ランタンを含有するペロブスカイト型複合酸化物であることが好ましく、ランタンマンガナイト又はランタンコバルタイトであることが更に好ましく、ランタンマンガナイトが一層好ましい。ランタンマンガナイトは、ストロンチウム、カルシウム、クロム、コバルト、鉄、ニッケル、アルミニウム等をドープしたものであってよい。
【００４５】
陰極の主原料は、ニッケル、酸化ニッケル、ニッケル─ジルコニア混合粉末、酸化ニッケル─ジルコニア混合粉末、パラジウム、白金、パラジウム−ジルコニア混合粉末、白金─ジルコニア混合粉末、ニッケル−セリア、酸化ニッケル−セリア、パラジウム−セリア、白金−セリアの各混合粉末等が好ましい。
【００４６】
固体電解質膜の材料としては、イットリア安定化ジルコニア又はイットリア部分安定化ジルコニアが好ましいが、他の材料を使用することもできる。また、ＮＯｘ分解セルの場合には、固体電解質膜を酸化セリウム系セラミックスとすることが特に好ましい。
【００４７】
インターコネクターの主原料は、ランタンを含有するペロブスカイト型複合酸化物であることが好ましく、ランタンクロマイトであることが更に好ましい。耐熱性、耐酸化性、耐還元性を有しているからである。ランタンクロマイトには、前記のような金属をドープすることもできる。
【００４８】
図４（ａ）は、図１〜３に示すような押出成形装置によって成形された積層成形体４１を示す正面図であり、図４（ｂ）は、この積層成形体を利用して製造できる電気化学セル４６を示す正面図である。
【００４９】
図４（ａ）の積層成形体４１においては、多孔体（例えば自己支持型の空気極）のグリーン成形体４２と、緻密体（例えばセパレーター）のグリーン成形体４３とが互いに密着している。グリーン成形体４２は平板形状である。グリーン成形体４３は、例えば平面的に見て長方形であり、その長辺に沿って、四角柱状の外周隔壁４３ａが２列互いに平行に形成されており、外周周壁４３ａの間に、例えば２列の隔壁４３ｂが設けられている。外周隔壁４３ａと隔壁４３ｂとの間、隔壁４３ｂと４３ｂとの間に、それぞれ溝状の酸化ガス流路４４が設けられている。
【００５０】
グリーン成形体４３の各隔壁４３ａ、４３ｂの上側面４３ｅ、４３ｆが、グリーン成形体４２の下側面４２ａに対して密着している。グリーン成形体４３の側面４３ｃとグリーン成形体４２の側面４２ｂとが、ほぼ段差がないように連続している。
【００５１】
この積層成形体４１を焼成することによって、図４（ｂ）に示すような積層焼結体４９を製造できる。積層焼結体４９においては、空気極４７の下側面４７ｃと、セパレータ４８の隔壁４８ａ、４８ｂの上側面４８ｅ、４８ｆとが互いに強固に接合されており、空気極４７の側面４７ｂとセパレータ４８の側面４８ｃとが段差なく連続している。四角柱形状の酸化ガス流路４４の端部が、セパレータ４８の端面４８ｄ側に開放されている。
【００５２】
緻密質の固体電解質膜５０が、この積層焼結体４９の上に形成されている。固体電解質膜５０の本体部分５０ａは、空気極４７の上側面４７ａ上に形成されている。本体部分５０ａの両側に、延在部５０ｂがそれぞれ形成されており、各延在部５０ｂによって、空気極４７の側面４７ｂ及びセパレータ４８の側面４８ｃの上部が被覆されている。この結果、酸化ガス流路４４の気密性が、その開口の部分を除いて保持されている。固体電解質膜５０の上に燃料極膜５１が形成されている。
【００５３】
【実施例】
以下、更に具体的な実験結果について述べる。
（坏土Ａの製造）
ランタンマンガナイト粉末１００重量部、メチルセルロース３重量部、セルロース７重量部、水１６重量部を混練機で混練し、坏土を作製した。この坏土を、真空土練機を用いて成形し、径φ５０ｍｍ、長さ３００ｍｍの円柱形状の坏土成形体を得た。このときの坏土の硬度は２５であった（ＮＧＫ坏土硬度計による。）
【００５４】
（坏土Ｂの製造）
ランタンクロマイト粉末１００重量部、メチルセルロース４重量部、セルロース１重量部、水１１重量部を混練機で混練し、坏土を作製した。この坏土を、真空土練機を用いて成形し、径φ５０ｍｍ、長さ３００ｍｍの円柱形状の坏土成形体を得た。このときの坏土の硬度は３０であった。
【００５５】
（坏土Ｃの製造）
ランタンマンガナイト粉末１００重量部、メチルセルロース３重量部、セルロース７重量部、水１４重量部を混練機で混練し、坏土を作製した。この坏土を、真空土練機を用いて成形し、径φ５０ｍｍ、長さ３００ｍｍの円柱形状の坏土成形体を得た。このときの坏土の硬度は３０であった。
なお、円柱形状の各坏土成形体を使用する前に、断面半円形状となるように２つに切断した。
【００５６】
（比較例１）
図１の押出成形装置において、ベルト式エンコーダー５Ａ、５Ｂおよび油量制御機構２を取り除いた。他は前記したようにして、図４に示す形態の積層成形体の押出成形を実施した。ただし、図３に示す口金部材を使用した。
【００５７】
具体的には、予め坏土を入れない状態で、各プランジャー１３Ａ、１３Ｂの軸を、それぞれ２５ｍｍ／分のほぼ同じ速度になるように調整し、その後、シリンダー部１４Ａ内に坏土Ａを収容し、シリンダー部１４Ｂ内に坏土Ｂを収容し、成形を試みた。しかし、積層成形体は、口金から出たところで下側へと向かって湾曲し、真っ直ぐな成形体が得られなかった。これは、坏土ＡとＢとの硬度が微妙に相違しているためと考えられる。
【００５８】
次に、各プランジャーの押出速度を早くしたり、遅くしたりして押出成形を実施してみたが、やはり前記の湾曲を直すことはできなかった。
【００５９】
（比較例２）
比較例１と同様にして積層成形体の押出成形を実施した。ただし、坏土Ａの代わりに坏土Ｃを使用した。この結果、積層成形体は下側へと向かって湾曲することはなく、ほぼ真っ直ぐな積層成形体が得られた。坏土Ｃの硬度を坏土Ｂの硬度（３０）に合わせることによって、各坏土の硬度差による湾曲は防止できたものと考えられる。
【００６０】
次いで、この積層成形体を恒温恒湿槽中で乾燥させた。乾燥後の積層成形体を、側面４３の長手方向（押出方向と平行）に見たときの接合界面の形状を観察したところ、接合界面は上下に変動しており、その変動は、接合界面の中心線に対して±２．２ｍｍ／ｍであった。
【００６１】
（本発明例１）
図１に示す押出成形装置を使用して、前記したようにして成形を行った。図３に示した口金部材を使用した。押出成形装置においては、各シリンダー部１４Ａと１４Ｂとは互いに平行に設置されている。位置測定装置としてはベルト式エンコーダーを使用している。
【００６２】
上側のシリンダー部１４Ａの通路２１Ａに坏土Ｃを収容し、下側のシリンダー部１４Ｂの通路２１Ｂに坏土Ｂを収容した。各プランジャー１３Ａ、１３Ｂをそれぞれ２５ｍｍ／分の一定速度で駆動し、積層成形体を得た。この積層成形体には湾曲は発生せず、真っ直ぐな長さ１ｍの積層成形体が得られた。この積層成形体を、恒温恒湿槽中で乾燥させた。乾燥後の積層成形体の側面４３の長手方向に見たときの接合界面の状態を観察したところ、上下に僅かに変動していた。その変動は、接合界面の中心線に対して±０．５ｍｍ／ｍであった。
【００６３】
（本発明例２）
本発明例１と同様にして積層成形体の押出成形を実施した。ただし、坏土Ｃの代わりに、坏土Ｂとは硬度が異なる坏土Ａを使用した。各プランジャー１３Ａ、１３Ｂをそれぞれ１５ｍｍ／分の一定速度で駆動した。
【００６４】
得られた積層成形体には湾曲は発生せず、真っ直ぐな長さ１ｍの積層成形体が得られた。この積層成形体を、恒温恒湿槽中で乾燥させた。乾燥後の積層成形体の側面４３の長手方向に見たときの接合界面の状態を観察したところ、上下に僅かに変動していた。その変動は、接合界面の中心線に対して±０．６ｍｍ／ｍであった。
【００６５】
（本発明例３）
本発明例２と同様にして積層成形体の押出成形を実施した。ただし、図２に示す口金部材を使用した。また、各プランジャー１３Ａ、１３Ｂをそれぞれ５０ｍｍ／分の一定速度で駆動した。
【００６６】
得られた積層成形体には湾曲は発生せず、真っ直ぐな長さ１ｍの積層成形体が得られた。この積層成形体を、恒温恒湿槽中で乾燥させた。乾燥後の積層成形体の側面４３の長手方向に見たときの接合界面の状態を観察したところ、上下に僅かに変動していた。その変動は、接合界面の中心線に対して±０．２ｍｍ／ｍであった。
【００６７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、セラミックスの積層成形体を押出成形するのに際して、積層成形体の湾曲を防止でき、また積層成形体を構成する各セラミックス層の接合界面の平坦性を、より一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の発明に係る押出成形装置を概略的に示す断面図である。
【図２】第二の発明に係る口金部材を示す断面図である。
【図３】図１の押出成形装置において使用できる口金部材を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、図１〜３に示すような押出成形装置によって成形された積層成形体４１を示す正面図であり、（ｂ）は、この積層成形体を利用して製造できる電気化学セル４６を示す正面図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ  制御装置    ２Ａ、２Ｂ  油量制御機構    ３  油圧ポンプ機構    ４Ａ、４Ｂ  プランジャーの軸    ５Ａ、５Ｂ  位置測定装置６Ａ、６Ｂ  油圧シリンダー    ９Ａ、９Ｂ  油圧シリンダーの後退側の空間    １０Ａ、１０Ｂ  油圧シリンダーの前進側の空間    １１  真空チャンバー    １３Ａ、１３Ｂ  プランジャー（押出機構）    １４Ａ、１４Ｂ  シリンダー部    １５Ａ、１５Ｂ  坏土    １６、３６  口金部材    １７Ａ、１７Ｂ油の輸送路    ２１Ａ、２１Ｂ  坏土の通路    ２２Ａ、２２Ｂ  経路方向変換部    ２３  経路方向変換部材    ２４  成形部材    ２５、２６、３４、３５  中子    ３１、３２  口金成形部    ３３Ａ、３３Ｂ、５３Ａ、５３Ｂ  絞り部    ４１  積層成形体    ４６  電気化学セル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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