JPH07246610A - セラミックス構造体押出用口金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 押出後のセラミックス構造体の圧着強度を向
上させるとともに、押出圧力の変化後の種々の要因の影
響を少なくできるセラミックス構造体押出用口金を提供
する。 【構成】 成形溝２とこの成形溝２へそれぞれ連通され
た複数の坏土供給孔３とを有するセラミックス構造体押
出用口金において、(a) 成形溝深さ／成形溝幅の比を６
〜２０の範囲内とし、(b) １個の坏土供給孔断面積／坏
土供給孔ピッチの面積の比を０．１〜０．６の範囲内と
し、(c) 坏土供給孔径／坏土供給孔ピッチの比を０．４
〜０．８の範囲内とし、(d) 成形溝と坏土供給孔との坏
土進行方向の重複部分の長さを０．３〜１．５ｍｍの範
囲内とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はセラミックス構造体押出
用口金に関し、特に成形溝と坏土供給孔とがそれぞれ又
は一定の割合で連通された構造を有するセラミックス構
造体押出用口金に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、成形溝と坏土供給孔とがそれ
ぞれ連通された構造を有するセラミックス構造体押出用
口金は、種々の構成のものが知られている。図８は従来
のセラミックス構造体押出用口金の一例の構成を示す図
である。図８に示す例において、５１は口金本体、５２
は成形溝、５３は坏土供給孔であり、本例では成形溝５
２と坏土供給孔５３とがそれぞれ連通した例を示してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
セラミックス構造体押出用口金は、成形溝や坏土供給孔
等の形状、大きさを変化させると、押出後のセラミック
ス構造体の圧着強度が変化するとともに、押出成形中の
押出圧力の変化、坏土の流動性のばらつきおよび変化
が、セラミックス構造体の押し出される速度に与える影
響が大きくなり、常に一定の状態で押出作業を行えない
場合がある問題があった。

【０００４】本発明の目的は上述した課題を解決して、
押出後のセラミックス構造体の圧着強度を向上させると
ともに、押出圧力の変化等の種々の要因の影響を少なく
できるセラミックス構造体押出用口金を提供しようとす
るものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のセラミックス構
造体押出用口金は、成形溝とこの成形溝へそれぞれ連通
された複数の坏土供給孔とを有するセラミックス構造体
押出用口金において、(a) 成形溝深さ／成形溝幅の比を
６〜２０の範囲内とし、(b) １個の坏土供給孔断面積／
坏土供給孔ピッチの面積の比を０．１〜０．６の範囲内
とし、(c) 坏土供給孔径／坏土供給孔ピッチの比を０．
４〜０．８の範囲内とし、(d) 成形溝と坏土供給孔との
坏土進行方向の重複部分の長さを０．３〜１．５mmの範
囲内としたことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】上述した構成において、(a) 成形溝深さ／成形
溝幅の比を６〜２０の範囲内とし、(b) １個の坏土供給
孔断面積／１個の坏土供給孔ピッチの面積の比を０．１
〜０．６の範囲内とし、(c) 坏土供給孔径／坏土供給孔
ピッチの比を０．４〜０．８の範囲内とし、(d) 成形溝
と坏土供給孔との坏土進行方向の重複部分の長さを０．
３〜１．５ｍｍの範囲内としているため押出後のセラミ
ックス構造体の圧着強度を向上させることと、押出圧力
の変化等の種々の要因のセラミックス構造体の押し出さ
れる速度に与える影響を少なくすることという相反する
特性を両者とも良好な範囲に保つことができる。

【０００７】

【実施例】図１〜図３はそれぞれ本発明の一例としてセ
ラミックス構造体押出用口金を示す図であり、図１は口
金の成形溝側の平面を、図２は口金の坏土供給孔側の平
面を、図３は図１におけるＸ−Ｘ線に沿った断面をそれ
ぞれ示している。図１〜図３に示した例において、１は
口金本体、２は成形溝、３は坏土供給孔、４は口金凸
部、５はコア部を示している。また、本例では、たとえ
ば成形溝のピッチを一辺１．３５ｍｍの正方形とし、成
形溝２の幅を０．１０８ｍｍとするとともに、坏土供給
孔３は成形溝２の交点１カ所おきに配置している。

【０００８】なお、上述したセラミックス構造体押出用
口金の成形溝および坏土供給孔の加工方法は、放電加工
（カーボン型・銅型・ワイヤー・パイプ等々）、エッチ
ング加工、電解加工、放電加工のいずれかの加工方法を
利用することができる。また、口金の表面に無電解メッ
キ又はＣＶＤ処理による耐摩耗性被膜が付与されていて
もよい。さらに、成形溝２と坏土供給孔３の全てがそれ
ぞれ連通していてもよく、また成形溝２と坏土供給孔３
との重複部が坏土留め構造となっていてもよい。さらに
また、坏土供給孔３が複数のドリル径を用いて加工され
たような多段構造でもよいとともに、成形溝２がテーパ
又は逆テーパ形状でもよい。また、口金が複数枚の部材
を張り合わせた構造でもよいとともに、セル構造は３
角、４角、６角等形状はどのような形状であってもよ
い。

【０００９】上述したセラミックス構造体用口金の構造
は従来のセラミックス構造体押出用口金とほぼ同様であ
り、本発明で重要なのは、上述したセラミックス構造体
用口金において、成形溝２の深さ／成形溝２の幅の比を
６〜２０の範囲内とし、１個の坏土供給孔３の断面積／
坏土供給孔３のピッチの面積の比を０．１〜０．６の範
囲内とし、坏土供給孔径／坏土供給孔ピッチの比を０．
４〜０．８の範囲内とし、成形溝２と坏土供給孔３との
坏土進行方向の重複部分の長さを０．３〜１．５ｍｍの
範囲内としている点である。

【００１０】すなわち、図４に成形溝２と坏土供給孔３
を模式的に示すように、まず成形溝２の深さｄと成形溝
２の幅ｗとの比：ｄ／ｗが６〜２０となるようにする。
また、図４において、坏土供給孔３の径Ｄ／坏土供給孔
ピッチの比を０．４〜０．８とし、成形溝２と坏土供給
孔３との重複長さＬを０．３〜１．５ｍｍとしている。
同時に、図５に示すように１個の坏土供給孔３が受け持
つ坏土供給孔ピッチの断面積を、図５(a) に示すように
坏土供給孔３が成形溝２の交点１個おきに配されている
場合は斜線を施したａ部の面積を、図５(b) に示すよう
に坏土供給孔３が成形溝２の各交点に配されている場合
は斜線を施したｂ部の面積で表すものとし、さらに坏土
供給孔３の断面積と坏土供給孔３のピッチの面積の比が
０．１〜０．６となるようにしている。

【００１１】以下、実際の例について説明する。実施例１ まず、コージェライト原料１００重量部に対し、バイン
ダー４重量部、界面活性剤１重量部、水３５重量部を加
え、土練機を用いて混練して押し出すべき坏土を調製し
た。調製した坏土のレオロジー特性は、クリープ試験に
おいて、η₀ ＝１．３×１０⁸ Ｐａｓ、η₁ ＝１．３×
１０⁷ Ｐａｓ、Ｇ₀ ＝５．４×１０⁶ Ｐａ，Ｇ₁ ＝１．
６×１０⁶ Ｐａであった。なお、使用する坏土のレオロ
ジー特性は、クリープ試験において、η₀ ／Ｇ₀ ≦１０
５(sec) 、η₁ ／Ｇ₁ ≦７０(sec) のものを使用すると
好ましい。

【００１２】同時に、上述した図１〜図３に示す形状
で、コア部は成形溝ピッチ１．５４ｍｍ（成形溝幅３０
０μｍ）、１．３５ｍｍ（成形溝幅１０８μｍ）の正方
形で、成形溝幅は３００μm と１０８μm 、坏土供給孔
と成形溝とは成形溝の交点１カ所おきの所で連結したセ
ラミックス構造体押出用口金のそれぞれにおいて、成形
溝の深さを変えて成形溝深さ／成形溝幅の比を種々変化
させるとともに坏土供給孔面積／坏土供給孔ピッチの面
積比を０．５としたＡ系統の口金と、坏土供給孔の直径
を変えて供給孔／成形溝の面積比を種々変化させるとと
もに成形溝深さ／成形溝幅の比を１０としたＢ系統の口
金を準備した。そして、準備したセラミックス構造体押
出用口金を使用して、調製した坏土を押し出して、長さ
１００ｍｍの図６に示すような壁６と空間７とから構成
されるセラミックス構造体を製造した。なお、Ａ系統、
Ｂ系統とも成形溝と供給孔の重複長さは共に１．１ｍｍ
であった。

【００１３】セラミックス構造体の押出特性を評価する
ため、まず押出圧依存性として、各口金使用時の坏土押
出圧力を８０〜１６０ｋｇ／ｃｍ² に変化させたときの
押出速度を求め、両者の対数値によりグラフを描いて直
線回帰を行い傾きを求め、この傾きを押出圧力（又は流
動抵抗）に対する押出速度の依存性とした。そして、こ
の傾きが小さい方が、押出成形中の押出圧力の変化、坏
土の流動性のばらつきおよび変化、およびこれらの組み
合わせの影響が小さいため、最も小さい場合を◎、小さ
い場合を○、中程度である場合を△、高い場合を×とし
て表記した。

【００１４】また、圧着強度としては図７(a) 、(b) に
示すように、焼成後のセラミックス構造体の流路に垂直
な方向および流路方向の３点曲げ強度を求め、この値が
最も高いものを◎、高いものを○、中程度のものを△、
低い場合を×として表記した。以下、Ａ系統の口金を使
用して成形溝深さ／成形溝幅を変えた場合の結果を表１
に、Ｂ系統の口金を使用して坏土供給孔面積／坏土供給
孔ピッチ面積比を変えた場合の結果を表２にそれぞれ示
す。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】以上の結果から、成形溝深さ／成形溝幅比
が大きいほど押出圧依存性も圧着強度も大きくなること
がわかる。一方、坏土供給孔面積／坏土供給孔ピッチ面
積の比が大きいほど押出圧依存性が小さく、圧着強度は
大きくなることがわかる。よって、これらの相反する関
係より最適な成形溝深さ／成形溝幅の比および坏土供給
孔面積／坏土供給孔ピッチ面積の比を求めると、成形溝
深さ／成形溝幅の比が６〜２０で、坏土供給孔面積／坏
土供給孔ピッチ面積の比が０．１〜０．６であることが
わかる。

【００１８】実施例２ まず、坏土供給孔径／坏土供給孔ピッチの影響を調べる
ため、以下の表３に示したように坏土供給孔径／坏土供
給孔ピッチを変化させた、成形溝幅３００μｍと１０８
μｍの口金を準備し、口金加工の精度を求めるととも
に、実施例１と同様に坏土を押し出して、得られたセラ
ミックス構造体の圧着強度も求めた。なお、上記以外の
口金の構造は、成形溝深さ／成形溝幅の比を１０、成形
溝と供給孔の重複長さを１．１ｍｍとした。結果を表３
に示す。なお、口金加工強度の○は、精度良く加工でき
たことを示す。表３の結果から、坏土供給孔径／坏土供
給孔ピッチの比は０．４〜０．８の範囲であることがわ
かる。

【００１９】

【表３】

【００２０】実施例３ 成形溝と坏土供給孔との坏土進行方向の重複部分の長さ
の影響を調べるため、以下の表４に示したように重複部
分の長さを変化させた、成形溝幅３００μｍと１０８μ
ｍの口金を準備した。そして、得られた口金のセルブロ
ックの強度を求めた。なお、上記以外の口金の構造は、
成形溝深さ／成形溝幅の比を、成形溝幅が３００μｍの
もので１３、１０８μｍのもので１０とし、坏土供給孔
面積／坏土供給孔ピッチ面積比を、成形溝幅３００μｍ
のもので０．４、１０８μｍのもので０．６とし、以下
成形溝幅に応じて、坏土供給孔径／坏土供給孔ピッチは
成形溝幅３００μｍで０．８、１０８μｍで０．８とし
た。結果を表４に示す。セルブロックの強度および圧着
強度は、高いものを○、中程度のものを△、低いものを
×として示した。表４の結果から、重複部分の長さは
０．３〜１．５ｍｍの範囲であることがわかる。

【００２１】

【表４】

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、(a) 成形溝深さ／成形溝幅の比を６〜２０の
範囲内とし、(b) １個の坏土供給孔断面積／坏土供給孔
ピッチの面積の比を０．１〜０．６の範囲内とし、(c)
坏土供給孔径／坏土供給孔ピッチの比を０．４〜０．８
の範囲内とし、(d) 成形溝と坏土供給孔との坏土進行方
向の重複部分の長さを０．３〜１．５ｍｍの範囲内とし
ているため、押出後のセラミックス構造体の圧着強度を
向上させることと、押出圧力の変化と口金の機械的強度
等の種々の要因のセラミックス構造体の押し出される速
度に与える影響を少なくすることという相反する特性を
両者とも良好な範囲に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例としてセラミックス構造体押出用
口金の成形溝側の平面を示す図である。

【図２】本発明の一例としてセラミックス構造体押出用
口金の坏土供給孔側の平面を示す図である。

【図３】図１に示す例におけるＸ−Ｘ線に沿った断面を
示す図である。

【図４】本発明における成形溝と坏土供給孔とを模式的
に示す断面図である。

【図５】本発明における成形溝と坏土供給孔とを模式的
に示す平面図である。

【図６】押し出されたセラミックス構造体の一例を示す
図である。

【図７】本発明におけるセラミックス構造体に対する３
点曲げ試験の状態を示す図である。

【図８】従来のセラミックス構造体押出用口金の一例を
示す図である。

【符号の説明】

１ 口金本体，２ 成形溝，３ 坏土供給孔，４ 口金
凸部，５コア部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形溝とこの成形溝へそれぞれ連通され
   た複数の坏土供給孔とを有するセラミックス構造体押出
   用口金において、 (a) 成形溝深さ／成形溝幅の比を６〜２０の範囲内と
   し、 (b) １個の坏土供給孔断面積／坏土供給孔ピッチの面積
   の比を０．１〜０．６の範囲内とし、 (c) 坏土供給孔径／坏土供給孔ピッチの比を０．４〜
   ０．８の範囲内とし、 (d) 成形溝と坏土供給孔との坏土進行方向の重複部分の
   長さを０．３〜１．５mmの範囲内としたことを特徴とす
   るセラミックス構造体押出用口金。