JPH0326502A - セラミツク物質を押出して蜂の巣体を成形する押出成形型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、セラミック物質を押出して蜂の巣体を成形す
る押出成形型であって、押出成形型の入口側に入口通路
を有し、かつ出口側に格子状に配置された出口スリット
を有しており、しかも入口通路は出口スリットと接続さ
れておりさらに押出成形型が、２つの部分、つまり入口
通路及び出口スリットを備えた一体の基体と、入口通路
又は出Ｑスリットを備えていないフレームとから戊って
いる形式のものに関する。

従来の技術 蜂の巣体は、例えば触媒支持体、完全触媒体、熱交換器
、消音兼断熱材、フィルタ及び類似のものとして使用さ
れ、それぞれの特殊作用に耐えられなければならないこ
とと並んで、狭い限界寸法内でなければならず、さらに
機械的及び熱的な負荷に耐えられなければならない。こ
のことは、高い製造精度を前提とする。

ドイツ連邦共和国特許第２２　　５４　　５６３号明細
書により、セラミック物質を押出して蜂の巣体を成形す
るためのダイスが公知であり、この公知のダイスでは、
供給通路の内側端部が２つの出口スリットの交差個所の
内側端部と接続されており、しかも供給通路は内側端部
において先細になっており、さらに供給通路及び出口ス
リットは型ブロック内に配置されている。先細にすると
は、ボーリング孔の技術的に制限された円すい状端部を
意味する。このようなダイスは、出口スリットから流出
したばかりのセラミック物質の典型的な表現型を使用す
る。セラミック物質は出口スリットの交差個所に進んで
、中間にある出口範囲に残留する。セラミック物質内に
応力が生じ、この応力によって蜂の巣体に、後にひびが
形戒され、しかもそれを破壊する。このようなダイスを
改善するために、出口スリットは角のある拡大された輪
郭によって構戊される。しかし、このようなダイスには
、流れに抵抗する障害に起因する、滑動面の不均一な消
耗が生じ、このことによって流出する押出成形品の表現
型がしばしば変わる。これは、流出する変形されたセラ
ミック物質の量流が、このようなダイスの単数又は複数
の出口範囲で種々異なっているからである。この結果、
このようなダイスによって製造される蜂の巣体はねじれ
たり、あるいは強く曲げられる。このような障害は、例
えば幾何学的な構戊、角のある虞形によって、及び多部
構戊のダイスの個々の部分を緊定、ろう接又は溶接する
際の製造誤差によって生じる。

ドイツ連邦共和国特許第２８　　２６　　７３２号明細
書において、供給通路及び出口スリットを有する型ブロ
ックから戊るダイスが開示されており、このダイスのぱ
あいには、入口側における均一な物質供給は単数又は複
数の別の部分を備えたダイスを組合わせることによって
得られる。

ドイツ連邦共和国特許第２２　　２２　　４６８号明細
書には、蜂の巣構造体を有する触媒体を製造する方法が
示されている。この方法では、別の材料と並んでプラス
チック合或物を、一体の固定的なブロックにおける第１
の通路を有する押出成形ノズルを通って、次いで同じブ
ロックにおける複数の第２の通路を通って、押出し方向
で延びていてかつ交差するスリットから型内に供給する
。第１の通路は、出口方向で鋸引の交点に形戊されてい
る。しかも、供給通路の内側端部はそれぞれ交差個所の
内側端部と接続されている。第１の通路は、第２の通路
の交点毎にある第ｌの通路より少なくても十分である。

アメリカ合衆国出願第４　　２５９　　０５７号明細書
には、供給通路が、出口スリットの交点の上方に配置さ
れていてかつ該出口スリットとオーバラップして接続さ
れていることが開示されている。さらに、出口スリット
の中心点の上方に一方向でのみ供給通路が配置されてい
る構或も示されている。押出成形におけるダイス内のセ
ラミック物質の表現型及びわずかな横方向流れ戊分の作
用は、ドイツ連邦共和国特許第２２５４　　５６３　　
号明細書においてすでに開示されている。

アメリカ合衆国出願２　　９０８　　０３７号及び同国
出願３　　０３８　　２０１号明細書には、蜂の巣構造
体を製造するノズルの構或が示されており、このばあい
ノズルは複数の部分から組合わされている。

実地では、一体に製造された基体のみが、高品質の細か
い蜂の巣構造体を製造するための十分な精度を許容する
ことが示されている。個々のラムが孔供給部を有する基
板に固定され、あるいは７レームによって結合されるよ
うなノズルに、短い押出し時間後にはすでにラムが中心
を離れて位置されている。これは製造誤差、正確な位置
決め及び小さなラムの固定が問題であるからである。物
質の流れ及び蜂の巣体の構或的な均一が重要である。

添加剤及び特にセラミック物質の製造のための加工補助
剤は、文献において種々の形式で与えられかつ記載され
る。例えばＫｅｒａｍ．　　（セラミック）雑誌６号（
１９７０）、３５７頁以下．ＤＫＧ　　４／５−８１．
　　３１７頁以下；ｐｏｗｄｅｒ　　ｍｅｔａｌ１、　
ｉｎｔ．　　Ｉ　８　（１　９　８　６）　，　　２２
９頁以下がある。

発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、セラミック物質を、出口側へ押出成形
型内に適当に流出供給することに基づいて高精度の同形
の蜂の巣体を製造することのできる、一体の基体から或
る押出成形型を提供することである。

課題を解決するための手段 前述の課題を解決するために講じた手段は、（イ）フレ
ームが基体の出口側に取付けられており、さらに基体と
７レームとを出口側へまとめることによって縁範囲に出
口スリットが形成されるようになっており、（口）入口
通路の内側端部がそれぞれ、出口スリットの区分の内側
端部と接続されており、（ハ）入口通路の軸線が、基体
における出口スリットの、２つの交差個所の間に位置す
る区分の中心を通っており、（二）格子の両方向で、出
口スリットのそれぞれの区分に入口通路が配属されてお
り、（ホ）縁範囲の出口スリットのそれぞれの区分に入
口通路が配属されていることにある。

一体成形の基体を有する本発明による押出威形型の製造
のために、十分な強さ及び安定性を有する機械的に加工
できる全ての材料が適する。表面特性を調節するための
、例えば研磨ペーストによる表面の研磨、表面のクロム
メッキ又はニッケルメッキ、工作物の表面に例えば炭化
タングステン又はチタン硼素を施すこと、あるいは例え
ば表面の粗面化のような補足的な化学的、電気化学的又
は機械的な表面処理によって、特に流れ特性又は摩耗特
性が得られる。

スクリュー又はピストン押出成形機及び本発明による押
出成形型による押出成形によって蜂の巣構造体を製造す
るために、粉末状の出発物質が、純粋な物質として酸化
材料、あるいは混合物（例えばＮｉ−．　Ｚｎ−，　Ａ
１、　Ｆｅ−，　Ｓｉ−，　Ｔｉ−，Ｚｒ−，　Ｃｅ一
酸化物、ＡＩ−チタン酸塩及び／又は白土並びにゼオラ
イト）、及び／又は加工補助剤（例えば滑剤、可塑剤、
結合剤、溶剤、浸透剤）を有する、並びに場合によって
は添加剤又は骨材（例えば可溶性の塩、有機繊維、無機
繊維）を有する非酸化材料（例えばＳｉＣ，　Ｓｉ３Ｎ
４　，ＡＩＮ　）から虞っており、かつ混合又は捏和に
よって変形可能なセラミック物質に変える必要がある。

さらに、水性及び／又は非水性の媒体内で加工すること
ができる。それぞれの加工補助剤と関連して、セラミッ
ク物質の流動学的な特性を調節することができる。変形
可能なセラミック物質から押出成形によって維持される
蜂の巣構造体は、続いて乾燥され、爛焼され、もしくは
燃焼され、及び場合によっては別の加工段において製品
要求に応じて後加工され、例えば触媒体の場合には含漫
によって、又は次の化学的な活性化を伴うウォーター・
コートを施す。

この種の蜂の巣体は、種々の目的のために、例えばフィ
ルタ、熱交換器、消音材料、断熱材料、触媒支持体又は
完全触媒として使用される。

発明の効果 本発明によって得られる利点は、一体の基体から製造さ
れていてかつ互いに接続されるように入口通路を出口ス
リットに対して配置することによって、しかも出口スリ
ットが格子状に配置されており、出口スリットの区分一
出口スリットの残りの区分一が正確に入口通路に配属さ
れており、さらに出口スリットをセラミック物質が一様
に、かつ連続的に流出することによって、全横断面にわ
たって同形の、直線的な、ねじれない蜂の巣体が形成さ
れ、かつ変形されるセラミック物質が最小の内側応力を
有していることである。出口スリットの内側端部におい
て両方向に円形状もしくは有利には雫状横断面を有する
付加的な拡大部は、しかも入口通路の内側端部が出口ス
リットの内側端部と接続されていてかつ拡大部を有する
出口スリットと入口通路の周面との切断面が入口通路の
横断面と同じか、又はそれより大きいような拡大部は、
セラミック物質の十分な横方向流を生ぜしめ、ひいては
接触個所範囲における圧力によるセラミック物質の早期
の掃除作用並びにそれぞれの出口スリットの供給のだめ
の均一の量流を生ぜしめ、従って高品質の同形の蜂の巣
体が得られる。

実施例 第１図には、押出成形型における一体の基体ｌの流れ方
向で見て入口側の平面図が示されている。入口通路２，
２ａは、例えば基体ｌにおける孔によって形成されるこ
とができ、しかも孔の基部における円すい状の先細部は
技術的に制限されている。各入口通路２．２ａは、格子
状に配置された出口スリット３の区分５が入口通路と正
確に接続されるように配置されている（第２ｂ図参照）
。出口スリット３は例えば切断によって基体ｌに形成さ
れることができる。

出口スリット３は例えば２方向で延びて、例えば垂直に
交差しており、しかも出口スリットの間隔は両方向で同
じ大きさであり、かつ出口スリットの間隔はスリット幅
の４乃至８倍であるスリット幅は本発明による実施例の
場合には０．４から１．８ｍｍの間である。縁範囲にお
ける出口スリット３ａは、押出成形型の出口側において
基体ｌとフレーム４との組立てによって生じる（第２ａ
図参照）。フレームは例えば出口側から基体とねじ結合
される。縁範囲における出口側スリット３ａのスリット
幅は、出口スリット３のスリット幅より１１　　乃至２
倍だけ大きい。入口通路２，２ａの横断面全体は、出口
スリッ｝３．３ａの横断面全体の１乃至３＠である。第
２ｂ図に示すように、流れ方向に対して平行に延びる、
入口通路２，２ａの軸線６は、出口スリット３のそれぞ
れの区分５の中心を通って延びる軸線６と合致している
。出口スリッ｝３，３ａの各区分５，５ａは、入口通路
２２ａによってセラミック物質を均一に与えられ、かつ
それら自体互いにオーバラップして接続されている入口
通路と出口スリットとの対称的な配置は、第３図で見て
制限されており、従って均一に適合された横方向流れが
得られ、かつセラミック物質は入口通路及び出口スリッ
トのオーバラップ範囲７の高さで一実際には第２ｂ図に
示された区分５．５ａと合致する−すでに範囲５／．５
ａ／内に圧力下で結合され、かつ出口側における出口ス
リットを介して均等に流出する蜂の巣構造体が維持され
る。

出口スリット３，３ａの種々のスリット幅に基づいて、
入口通路２，２ａの構或は、ボーリング孔深さの−比又
は入口通路２，２ａの横断面の比に関して考慮されてい
る。

流入側におけるセラミック物質の供給を改善するために
、入口通路は例えば４０乃至８０度の角度で、第３図に
おける符号８で示すように減少している。

第４ａ図及び第４ｂ図には、互いに接続される入口通路
２と出口スリット３のオーバラップ範囲に関する、本発
明による押出成形型の２つの別の実施例が示されている
。これらの実施例において、入口スリット３の内側端部
は両方向で円形状に、又は例えば滴状に拡大されている
。内側端部における拡大部９ａもしくは９ｂの、出口ス
リット３の流れ方向で見た長さは最大で出口スリットの
半分の長さと同じであり、かつ拡大部の、出口スリット
の軸線に対して垂直の幅は最大で入口通路２の直径と同
じであり、しかも出口スリットと入口通路の周面との切
断面は大きく、しかし入口通路の横断面に少なくとも同
じである。これに関して、セラミック物質の横方向の流
れ或分が規定されている。

第３図、第４ａ図及び第４ｂ図は、基体１とフレーム４
とが押出成形型にまとめられている形式を示す。フレー
ムの外側は、有利には基体の外側と同じ高さに位置して
いるが、しかしフレームの外側は基体の外側より低いか
、あるいはその外側の平面より突出していてもよい。

第５図は本発明による押出成形型の別の実施例を示して
おり、この実施例では押出成形型は一体の基体１０とフ
レーム１ｌとから形戒されており、しかも出口スリット
１２は、３方向に延びていて、それぞれ６０度の角度で
交差しかつ等辺三角形を形戊している。平行に延びる出
口スリット１２の間隔は出口スリットのスリット幅の６
乃至ｌ４倍である。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は流れ方向で見て押出成形型の基体の入口側の平
面図、第２ａ図は押出ｆＲＭ型の基体及びフレームを有
する出口側の平面図、第２ｂ図は第２ａ図の部分拡大図
、第３図は第１図及び第２ａ図の１−２線に沿った断面
図、第４ａ図、第４ｂ図は出口スリットの内側端部にお
いて円形又は滴状の拡大部を有するそれぞれ別の実施例
を示す、第ｌ図及び第２ａ図の１−２線に沿った断面図
、第５図は本発明の別の実施例を示す出口側の平面図で
ある。 ｌ・・・基体、２・２ａ・・・入口通路、３・３ａ・・
・出口スリット、４・・・フレーム、５・５ａ・・・区
分５Ｉ　・５ａ′・・・範囲、６・６ａ・・・軸線、７
・・・才一バラップ範囲、９ａ・９ｂ・・・拡大部、ｌ
Ｏ・・・基体、ｌｌ・・・フレーム、１２・・・出口ス
リット地５凶

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セラミック物質を押出して蜂の巣体を成形する押出
   成形型であって、押出成形型の入口側に入口通路を有し
   、かつ出口側に格子状に配置された出口スリットを有し
   ており、しかも入口通路は出口スリットと接続されてお
   り、さらに押出成形型が、２つの部分、つまり入口通路
   及び出口スリットを備えた一体の基体と、入口通路又は
   出口スリットを備えていないフレームとから成っている
   形式のものにおいて、 （イ）フレーム（４）が基体（１）の出口 側に取付けられており、さらに基体とフレームとを出口
   側へまとめることによって縁範囲に出口スリット（３ａ
   ）が形成されるようになっており、 （ロ）入口通路（２、２ａ）の内側端部が それぞれ、出口スリット（３、３ａ）の区分（５、５ａ
   ）の内側端部と接続されており、（ハ）入口通路（２）
   の軸線（６）が、基 体における出口スリット（３）の、２つの交差個所の間
   に位置する区分（５）の中心を通っており、 （ニ）格子の両方向で、出口スリットのそ れぞれの区分（５）に入口通路（２）が配属されており
   、 （ホ）縁範囲の出口スリット（３ａ）のそ れぞれの区分（５ａ）に入口通路（２ａ）が配属されて
   いる、 ことを特徴とする、セラミック物質を押出して蜂の巣体
   を成形する押出成形型。 ２、全ての入口通路（２、２ａ）の横断面が同じ大きさ
   である請求項１記載の押出成形型。 ３、外側範囲における入口通路（２ａ）の横断面が、基
   体（１）の入口通路（２）の横断面より小さい請求項１
   記載の押出成形型。 ４、入口通路（２、２ａ）の全ての横断面が、出口スリ
   ット（３、３ａ）の全ての横断面の１乃至３倍である請
   求項３記載の押出成形型５、出口スリット（３）が、２
   方向で延びていてかつ垂直に交差していて、さらに出口
   スリット（３）の間隔が両方向で同じ大きさであり、さ
   らに出口スリットの間隔がスリット幅の４乃至８倍であ
   る請求項４記載の押出成形型。 ６、３方向で延びる出口スリット（１２）が、それぞれ
   ６０度の角度で交差していてかつ等辺三角形を形成して
   おり、さらに平行に延びる出口スリットの間隔がスリッ
   ト幅の６乃至１４倍である請求項４記載の押出成形型。 ７、入口通路（２）の内側端部がそれぞれ、出口スリッ
   ト（３）の内側端部とオーバラップしている請求項６記
   載の押出成形型。 ８、出口スリットと入口通路の周面との間の切断面が入
   口通路の横断面より大きいか、あるいはそれと同じであ
   る請求項７記載の押出成形型。 ９、出口スリットの内側端部における拡大部（９ａ、９
   ｂ）が両方向で円形状横断面もしくは特に滴状横断面を
   有しており、しかも拡大部の、出口スリット（３）を通
   る流れ方向で見た長さが最大で出口スリット（３）の半
   分の長さと同じであり、さらに拡大部の、出口スリット
   の軸線に対して垂直な最大幅が最大で入口通路（２）の
   直径と同じである請求項８記載の押出成形型。 １０、入口通路（８）の入口側が減少されている請求項
   ９記載の押出成形型。 １１、制限された出口スリット（３ａ）のスリット幅が
   、基体における出口スリット（３）のスリット幅の１．
   １乃至２倍であり、さらに縁範囲の入口通路（２ａ）の
   ボーリング孔深さに対する、制限された出口スリット（
   ３ａ）のスリット深さの比が、入口通路（２）のボーリ
   ング孔深さに対する、残りの出口スリット（３）のスリ
   ット深さの比と同じか、あるいはそれより大きい請求項
   １０記載の押出成形型。 １２、制限された出口スリット（３ａ）が角隅範囲で丸
   味を有している請求項１１記載の押出成形型。 １３、酸化材料から成る、及び／又は混合物、混合剤並
   びに加工補助剤を有する非酸化材料から成る変形可能な
   セラミック物質を、押出成形後に乾燥し、■焼し、もし
   くは燃焼し、場合によっては後処理し、次いでそれ自体
   種々の目的のために使用される蜂の巣体を押出成形する
   ために使用される請求項１０記載の押出成形型。