JP2008155442A - スクリュー式の押出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】 棒状成形体を得るためのスクリュー式の押出成形機において、従来は棒状成形体の密度ばらつきが大きく、内部に空洞が発生したり、乾燥、焼成時に変形やクラックが発生して歩留まりが悪いため、製造コストが高く、生産効率が悪かった。
【解決手段】 スクリュー式の押出成形機１において、スクリュー先端部７ａと金型８の出口部８ａとを結ぶ線上に、成形材料の流れを押し分けるように出口部８ａより大きな押し分け部材９を、スクリュー先端部７ａから見て出口部８ａを覆うように配設したことにより、棒状成形体の密度ばらつきが低減され、内部に空洞の発生が少なく、乾燥、焼成時に変形やクラック発生が少ない棒状成形体を低コストで効率よく製造することが可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、棒状成形体を得るためのスクリュー式の押出成形機に関する。

従来から、棒状成形体を得るための成形方法として、押出成形法が用いられている。この押出成形法に用いる押出成形機は、粘土状に調製された成形材料を特定の出口形状を有する金型から押し出すことによって、特定の出口形状を断面形状とする棒状成形体を連続的に成形することができるものであり、棒状成形体の効率的な量産に好適に用いられている。

この押出成形機には、プランジャー式やスクリュー式等があるが、成形材料の供給がバッチ式であるプランジャー式と比較して、連続成形が可能で量産性に優れるという点でスクリュー式の押出成形機が一般的によく用いられる。

図５は、棒状成形体を得るための従来のスクリュー式の押出成形機の一例を示す概略断面図である。

図５に示すスクリュー式の押出成形機20は、上段スクリュー24と下段スクリュー27との間に真空室25を有し、上段スクリュー24は上段バレル23に、下段スクリュー27は下段バレル26にそれぞれ覆われている。また、上段バレル23の一部に成形材料の投入口22を開口してあり、下段バレル26の出口側に金型28が接続された構成とされている。

さらに、上段スクリュー24および下段スクリュー27には螺旋状の凸部31が形成され、それぞれ片方を上段軸受け29および下段軸受け30に接続固定されて、動力源（不図示）に接続されている。そして、真空室25にはその内部を真空引きするための真空ポンプ（不図示）が接続されている。

次に、このスクリュー式の押出成形機20を用いた棒状成形体の成形手順を説明する。

まず、例えば小麦粉と水とを、またはセラミック粉体とバインダと水とを混合し、混練して粘土状の成形材料とする。そして、この成形材料を押出成形機20の投入口22より投入する。投入された成形材料は、上段スクリュー24の回転によって、上段スクリュー24と上段バレル部23との隙間を通って、真空室25へと押し出される。真空室25へと押し出された成形材料は、真空室25に接続された真空ポンプによって減圧されて成形材料の内部の気泡を排出する。その後、下段スクリュー27の回転により、下段スクリュー27と下段バレル26との隙間を通って金型28の方向へと押し出され、金型28の出口部28ａを通過することにより、出口形状に対応した特定の断面形状を有する棒状成形体が得られる。

このようにして得られた棒状成形体は、小麦粉と水とを用いた成形材料としたときは、例えば棒状の麺製品となる。また、セラミック粉体とバインダと水とを用いた成形材料としたときは、得られた成形体を乾燥して焼成することにより、棒状セラミック部材となる。

しかしながら、このスクリュー式の押出成形機20によれば、棒状成形体の連続成形が可能であるが、得られた棒状成形体はその断面において密度のばらつきが大きいという問題点を有している。

すなわち、スクリュー式の押出成形機20において、成形材料に加わる押し出し圧力は、下段スクリュー27の外周部に設けられた螺旋状の凸部31による剪断作用によって加えられるものであるが、この剪断作用による押し出し圧力には場所によってばらつきがあり、密度の低い部分は、下段スクリュー27の軸心の延長上のスクリュー先端部27ａと金型28の出口部28ａとを結ぶ成形材料の中央部（以下、単に中央部と称す。）に集中しやすくなる現象が起こる。そのために、得られた棒状成形体の内部に密度のばらつきが生じて、中央部の密度が極端に低くなって、内部に空洞を生じたり、棒状成形体を乾燥時や焼成時に変形やクラックを生じたりするという問題点があった。

この問題点に対し、特許文献１には、下段スクリュー27と金型28との間に、成形材料の流れを整えるための筒状整流部を備え、整流部内に入口と出口とを結ぶ複数の流路を形成して成形材料の流れを分割し、整流部入口において中心部に流入する成形材料を整流部出口において周縁部に、整流部入口において周縁部に流入する成形材料を整流部出口において中心部にそれぞれ変更した押出成形機が開示されている。この押出成形機によれば、成形材料をバレル内で無理なく混合できるため密度ばらつきが緩和され、強度が高く、曲がりや反り、内部にクラックの発生が少ない成形体が得られるというものである。
特開2006−103072号公報

しかしながら、特許文献１に開示された押出成形機は、筒状整流部における成形材料の流れに対する抵抗が極めて大きくなるため、押し出し圧力の小さい小型の押出成形機においては使用することができなかった。

また、筒状整流部において、成形材料が複数の流路に完全に分離されることにより、筒状整流部の後方においても分離された成形材料が完全に一体化することができず、得られた成形体の表面に線状のキズが発生するという問題点があった。

また、筒状整流部の構造が複雑であるため、押出成形機の作製コストが増加したり、メンテナンスがし難く、成形作業の効率が悪化したりするという問題点が生じていた。

本発明は、上記課題を解決すべく案出されたものであり、筒状整流部を用いずに単純な構造である押し分け部材を用いて、密度ばらつきの少ない棒状成形体を得るためのスクリュー式の押出成形機を提供することを目的とする。

本発明のスクリュー式の押出成形機は、スクリュー先端部と金型の出口部とを結ぶ線上に、成形材料の流れを押し分けるように前記出口部より大きな押し分け部材を、前記スクリュー先端部から見て前記出口部を覆うように配設したことを特徴とするものである。

また、本発明のスクリュー式の押出成形機は、上記構成において、複数の前記押し分け部材を前記線上の異なる位置に配設したことを特徴とするものである。

さらに、本発明のスクリュー式の押出成形機は、上記構成において、複数の前記押し分け部材がそれぞれ成形機の内壁に向かって支持脚を有しており、前記支持脚を前記スクリュー先端部から見て円周方向に等間隔に配設したことを特徴とするものである。

本発明のスクリュー式の押出成形機によれば、スクリュー先端部と金型の出口部とを結ぶ線上に、成形材料の流れを押し分けるように出口部より大きな押し分け部材を、スクリュー先端部から見て出口部を覆うように配設したことにより、スクリューの軸心の延長線上のスクリュー先端部と金型の出口部とを結ぶ成形材料の中央部の密度の低い部分を、押し分け部材によって一旦中央部から外周方向に押し分けるように分散させることによって、中央部への密度の低い部分の集中が緩和されるので、得られた成形体は密度のばらつきが小さく内部に空洞の発生が少なく、また、棒状成形体を乾燥、焼成する時の変形やクラックが少ないものとなる。さらに押出成形機の構造が単純で部品点数が少なくてすむことから、スクリュー式の押出成形機の作製コストが低く抑えられ、メンテナンスがしやすく、成形効率も向上する。

また、成形材料が押し分け部材を通過する際の抵抗が小さいために、押し出し圧力が小さな小型の押出成形機に使用しても密度のばらつきが少ない棒状成形体を得ることが可能となる。

また、本発明のスクリュー式の押出成形機によれば、複数の押し分け部材をスクリュー先端部と金型の出口部とを結ぶ線上の異なる位置に配設したときには、スクリュー先端部の延長線上のスクリュー先端部と金型の出口部とを結ぶ成形材料の中央部の密度の低い部分が、複数の押し分け部材によってさらに効果的に分散させることができるため、より密度のばらつきが少ない棒状成形体を得ることが可能となる。

さらに、本発明のスクリュー式の押出成形機によれば、複数の押し分け部材がそれぞれ成形機の内壁に向かって支持脚を有しており、支持脚をスクリュー先端部から見て円周方向に等間隔に配設したときには、成形材料が支持脚部を通過する際の抵抗が周方向で均一化するため、密度ばらつきがより効果的に解消され、乾燥時における変形やクラックの発生が少ない棒状成形体を得ることが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明のスクリュー式の押出成形機の実施の形態の一例を示す、（ａ）は概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）における下段スクリューのスクリュー先端部側から金型の出口部を見た断面図である。

スクリュー式の押出成形機１は、上段スクリュー４と下段スクリュー７との間に真空室５を有し、上段スクリュー４は上段バレル３に、下段スクリュー７は下段バレル６にそれぞれ覆われている。また、上段バレル３の一部に成形材料の投入口２が開口してあり、下段バレル６の出口側には金型８が接続された構成としてある。ここで、スクリュー式の押出成形機１とは、押出成形機と金型８とを合わせた装置のことを言う。

さらに、上段スクリュー４および下段スクリュー７には螺旋状の凸部12が形成され、それぞれ片方を上段軸受け10および下段軸受け11に接続固定されて、動力源（不図示）に接続している。そして、真空室５はその内部を真空引きするための真空ポンプ（不図示）と接続している。

次に、スクリュー式の押出成形機１を用いて、例えばセラミック製の棒状成形体を成形する手順を説明する。

まず、セラミック粉体とバインダと水とを混合撹拌ミキサーで混合し、さらに３本ロール混練機に３回通して混練し、粘土状の成形材料とする。そして、この成形材料をスクリュー式の押出成形機１の投入口２より投入する。投入された成形材料は、上段スクリュー４の回転によって、凸部12に剪断されながら上段スクリュー４と上段バレル３との隙間を通って、真空室５へと押し出される。真空室５へと押し出された成形材料は、真空室５に接続された真空ポンプによって減圧されて成形材料の内部の気泡を排出し、その後、下段スクリュー７の回転により、凸部12に剪断されながら下段スクリュー７と下段バレル６との隙間を通って金型８の方向へと押し出され、金型８の出口部８ａを通過することにより、棒状成形体となる。

この様なスクリュー式の押出成形機１を用いて押出成形する場合には、成形材料に加わる押し出し圧力は、下段スクリュー７の外周部に設けられた螺旋状の凸部12による剪断作用によって加えられるものであるが、この剪断作用による押し出し圧力にはばらつきがあり、押し出される成形材料の密度の低い部分は、下段スクリュー７の軸心の延長上のスクリュー先端部７ａと金型８の出口部８ａとを結ぶ成形材料の中央部に集中する現象が起こる。

この中央部の密度が低いと、乾燥時および焼成時における収縮のばらつきにより、棒状成形体にクラックや変形を生じるという問題点が生じる。また、中央部の密度が極端に低くなることによって、成形時に空洞状の欠陥を形成したり、焼成時に中央部が緻密化しなかったりして、不良となる等の問題点が生じる。

そこで本発明者は、密度ばらつきの少ない棒状成形体が得られるよう、種々の検討を重ねた結果、図１に示すように、スクリュー先端部７ａと金型８の出口部８ａとを結ぶ線上に、成形材料の流れを押し分けるように金型８の出口部８ａより大きな押し分け部材９を、スクリュー先端部７ａ側から見て金型８の出口部８ａを覆うように配設したスクリュー式の押出成形機１によって、成形した棒状成形体の内部に空洞が生じず、乾燥時や焼成時においも変形やクラックが生じることのない棒状成形体を提供できることを突き止めた。

これは、成形材料の中央部に集中した密度の低い部分が、押し分け部材９によって中央部から外周方向に向けて一旦分散された後に、金型８の出口部８ａの方向に向かって押し出されながら再度加圧充填されることによって、中央部と周縁部との密度のばらつきが少なくなり、その後、金型８の出口部８ａを通過して棒状成形体となるため、得られた棒状成形体は中心部と外周部とで密度のばらつきが少なく、成形した棒状成形体の内部に空洞が生じず、乾燥時や焼成時においても変形やクラックが生じることがないのである。

ここで、押し分け部材９をスクリュー先端部７ａ側から見て金型８の出口部８ａを覆うように配設したのは、スクリュー先端部７ａ側から見て金型８の出口部８ａが完全に覆われていない場合には、成形材料の中央部に集中した密度の低い部分が、押し分け部材９によって外周方向に完全に分散されずに、一部がそのまま金型８の出口部８ａを通過して棒状成形体となるために、得られた棒状成形体は中心部と外周部とで密度のばらつきが大きくなり、成形された棒状成形体の内部に空洞が生じ、乾燥時や焼成時に変形やクラックが生じるからである。

したがって、スクリュー先端部７ａと金型８の出口部８ａとを結ぶ線上に、成形材料の流れを押し分けるように金型８の出口部８ａより大きな押し分け部材９を、スクリュー先端部７ａ側から見て金型８の出口部８ａを覆うように配設したスクリュー式の押出成形機１を用いれば、成形した棒状成形体の内部に空洞のない、乾燥時や焼成時においては変形やクラックが生じることのない棒状成形体を提供できるために、押出成形機の構造が単純でコストが押さえられメンテナンスがし易いスクリュー式の押出成形機１が提供できる。また、得られた棒状成形体は、量産性に優れ、コストの低いものにすることができる。

スクリュー式の押出成形機には、さまざまな大きさのものがあり、所望する成形体のサイズに応じて適宜選択すればよいが、量産性およびメンテナンス性を考慮すると下段スクリュー７の直径が30ｍｍ〜200ｍｍ程度のものが適している。

なお、押し分け部材９は、金型８の出口部８ａを覆うような大きさに配設するのがよく、スクリュー先端部７ａと金型８の出口部８ａとを結ぶ線に垂直な押し分け部材９の断面積が、下段スクリュー７の軸心方向の断面積の50％までとすることが好ましく、50％を越えると成形材料の流れを阻害する様に働くので大きすぎても好ましくない。

また、本発明のスクリュー式の押出成形機１は、図２（ａ）にスクリュー先端部付近の拡大断面図で、また（ｂ）にスクリュー先端部から金型の出口部を見たときの拡大断面図で示すように、複数の押し分け部材９ａ，９ｂをスクリュー先端部７ａと金型８の出口部８ａとを結ぶ線上に、金型８の異なる位置に配設したことを特徴としている。

こうすることにより、成形材料の中央部に集中した密度の低い部分が、複数の押し分け部材９ａ，９ｂによって、中央部から外周方向に向けてより効果的に分散するため、得られた棒状成形体はより密度のばらつきが少なくなり、成形した棒状成形体の内部に空洞が少なく、乾燥時や焼成時において変形やクラックの生じることがより少なくなるのである。

さらに、本発明のスクリュー式の押出成形機１は、図３に図２（ｂ）と同様の拡大断面図で示すように、複数の押し分け部材９ｃ，９ｄ，９ｅがそれぞれ押出成形機１の内壁に向かって支持脚を有しており、支持脚をスクリュー先端部８ａから見て円周方向に等間隔に配設したことを特徴とするものである。

こうすることにより、成形材料が支持脚部を通過する際の抵抗が周方向で均一化するため、得られた棒状成形体はより密度のばらつきの少ないものとなり、成形された棒状成形体の乾燥時における変形やクラックの発生がより少なくなるのである。

次に、この棒状成形体の製造方法としては、成形材料として例えば、小麦粉と水とを混合混練して成形材料とした場合であれば、得られた棒状成形体は、必要な水分量になるまで乾燥させることによって、うどんやスパゲティ等の棒状の乾燥麺製品となり、密度のばらつきが少ないことから、乾燥時に変形や折れを生じることが少なく、また歩留まりの優れた低コストの乾燥麺製品を作製することができる。

また、成形材料として熱硬化性の樹脂を用いた場合であれば、得られた棒状成形体は、樹脂が硬化するために必要な熱処理を施すことによって、棒状の樹脂部材として、例えば電子機器用の絶縁部材として使用することができる。

また、棒状セラミック部材を得るための製造方法としては、セラミック粉体、バインダおよび水、可塑剤、分散剤等の添加剤を混合して成形材料を作製し、この成形材料を本発明のスクリュー式の押出成形機１を用いて金型８より押し出して棒状成形体を成形し、得られた棒状成形体を乾燥し、適切な焼成炉で焼成すればよい。

この場合、セラミック粉体としては、アルミナ，ジルコニア，窒化硅素，炭化硅素，窒化アルミニウム，フェライト，コージェライト等がその使用目的に応じて適宜選択され、必要に応じて酸化硅素，酸化カルシウム，酸化マグネシウム，酸化ニッケル，酸化亜鉛，酸化銅等の焼結助剤を添加してもよい。また、バインダとしては、押し出し成形時の流動性、成形体の保形性、成形体の強度、ハンドリング性を総合的に考慮すると、セルロース係のバインダを用いるのがよく、なかでも水溶性のセルロースエーテルを使用するのが好ましい。

なお、スクリュー式の押出成形機１の内部の成形材料は、上段スクリュー４と上段バレル３との間および下段スクリュー７と下段バレル６との間で発生する剪断力を受けるために、摩擦熱によって温度が上昇する。成形材料によっては、この摩擦熱による温度上昇によって流動性が悪化したり、特性が劣化したりするため、スクリュー式の押出成形機１のバレル部やスクリュー内部は、冷却水で冷却できるジャケット構造とすることが好ましい。

そして、本発明のスクリュー式の押出成形機１によって棒状セラミック部材を得るための成形手順は、まず、セラミック粉体とバインダと水とを混合撹拌ミキサーで混合し、さらに３本ロール混練機に３回通して混練して、粘土状の成形材料とする。このとき、混練後の粘土状の成形材料は、例えば（株）島津製作所製フローテスターＣＦＴ−500Ｃ型を用いて、圧力６ＭＰａ，温度20℃，金型口径１ｍｍ，金型長さ１ｍｍの設定条件における測定値が１×10^２〜１×10^４Ｐａ・ｓの粘度範囲となるように調整するのがよい。

そして、この成形材料をスクリュー式の押出成形機１の投入口２より投入する。投入された成形材料は、上段スクリュー４の回転によって、上段スクリュー４と上段バレル３との隙間を通って真空室５へと押し出される。真空室５へと押し出された成形材料は、真空室５に接続された真空ポンプによって減圧されて成形材料の内部の気泡を排出し、その後、下段スクリュー７の回転により、下段スクリュー７と下段バレル６との隙間を通って金型８の方向へと押し出され、金型８の出口部８ａを通過することにより、棒状成形体が得られる。

そして、この棒状成形体を乾燥させる。急激な乾燥は棒状成形体を変形させるため、自然乾燥でもよいが、一定時間自然乾燥した後、さらに残留する水分を乾燥させるためには、灯油ボイラ等で室温80℃前後に設定された乾燥室での乾燥を組み合わせて実施することが好ましい。

棒状成形体の乾燥後、焼成を行なう。焼成の温度パターンは使用するセラミック粉体によって異なるが、例えばアルミナを使用する場合であれば、まず室温から300〜500℃の温度までを２〜６時間かけて昇温し、その後１〜４時間の保持時間を設けることによって、棒状成形体に含まれるバインダを焼失させる。その後、1400〜1650℃の最高温度まで２〜６時間かけて昇温し、１〜４時間の保持時間を設けた後、室温まで徐々に冷却すればよい。

このようにして得られた棒状セラミック部材は、耐熱性や絶縁性が必要とされる温度ヒューズ、ブレーカー等に使用される絶縁部材として好適に使用することができる。

以下、本発明のスクリュー式の押出成形機１の実施例を示す。

（実施例１）
図１に示す本発明のスクリュー式の押出成形機１および図５に示す従来のスクリュー式の押出成形機20を用いて棒状成形体を作製し、得られた棒状成形体に変形やクラック、または、密度のばらつきにより発生する内部に空洞などの欠陥の少ないものとなるかどうかを確認するために比較試験を行なった。このときの金型８の出口部８ａの寸法は、直径が５ｍｍの円形状とした。

まず、押し出し成形用の成形材料を作製した。用いる原料粉体としては、純度が99％、平均粒径が１μｍの市販のアルミナ原料を使用した。このアルミナ原料100質量部と、アルミナ原料100質量部に対して３質量部の焼結助剤と、バインダとして４質量部の水溶性セルロースエーテルと、６質量部の界面活性剤と、８質量部の水とを市販の混合撹拌ミキサーに入れて混合した。次に、これを３本ロール混練機に３回通して混練し、粘土状の成形材料とした。

次に、この成形材料を図１に示す本発明のスクリュー式の押出成形機１の投入口２から投入して押し出し成形を行なった。

なお、スクリュー式の押出成形機１の上段バレル３，下段バレル６，下段スクリュー７の内部は水冷ジャケット構造とし、10℃以下に設定された冷却水を循環させることによって、成形材料の温度上昇を防止した。さらに、真空ポンプを作動させ、真空室５の脱気しながら成形を行なった。

なお、スクリュー式の押出成形機１の成形条件としては、棒状成形体の成形速度が８〜12ｍ/分となるように、上段スクリュー４および下段スクリュー７の回転数を調整した。

そして、得られた棒状成形体は、成形直後に10ｃｍの長さに切断した後、自然乾燥で12時間の乾燥を行なった後に、バッチ式の焼成炉内に入炉し、焼成して棒状セラミック部材を得た。このときの焼成パターンは、大気中で常温から400℃までを３時間で上昇させた後、２時間保持し、その後1600℃までを６時間で上昇させた後、２時間保持し、６時間かけて常温まで冷却するパターンとした。棒状セラミック部材はそれぞれの成形機で100本ずつ作製した。

得られた棒状セラミック部材の変形量を測定するための位置を図４に示す。

棒状セラミック部材50を工具顕微鏡のテーブル（不図示）に載せて、工具顕微鏡の寸法測定目盛りを有した接眼レンズから棒状セラミック部材50を見て確認し、その時に見える十字線51を棒状セラミック部材50の両端に合うようにテーブルを調整して、変形量が最大の場所の変形量Ｈを測定すれば良い。また、クラックの発生の有無は、浸透探傷液で処理した後、目視にて確認した。さらに、棒状セラミック部材の長さ方向の中央部付近をダイヤモンド砥石を装着した回転式の切断機にて切断し、断面を倍率30倍の双眼顕微鏡で観察して内部における空洞の発生の有無を確認した。

その結果、本発明のスクリュー式の押出成形機１を用いて成形した棒状セラミック部材は、変形量Ｈの最大値が1.2ｍｍであり、クラックの発生数は100本中３本であった。これに対し、従来のスクリュー式の押出成形機20を用いて成形した棒状セラミック部材は、変形量Ｈの最大値が2.8ｍｍと大きく、クラックの発生数も100本中８本と多かった。

また、本発明のスクリュー式の押出成形機１を用いて成形した棒状セラミック部材は、内部の空洞の発生数が100本中０本であったのに対し、従来のスクリュー式の押出成形機20を用いて成形した棒状セラミック部材は、内部の空洞の発生数が100本中21本と多かった。

このことから、スクリュー先端部７ａと金型８の出口部８ａとを結ぶ線上に、成形材料の流れを押し分けるように金型８の出口部８ａより大きな押し分け部材９を、スクリュー先端部７ａから見て金型８の出口部８ａを覆うように配設した本発明のスクリュー式の押出成形機１で得られた棒状成形体は、密度のばらつきが少なく、成形した棒状成形体の内部に空洞が少なく、乾燥時や焼成時における変形やクラックの発生が少ないものとなることが確認された。

（実施例２）
次に、図２に示す、２つの押し分け部材９ａおよび９ｂをスクリュー先端部７ａと金型８の出口部８ａとを結ぶ線上の異なる位置に配設した本発明のスクリュー式の押出成形機１を用いて、実施例１と同様に棒状セラミック部材を作製し、得られた棒状セラミック部材が変形やクラック、内部の空洞の少ないものとなるかどうかを確認する試験を行なった。

その結果、得られた棒状セラミック部材の変形量Ｈの最大値は0.8ｍｍであり、クラック発生数は100本中１本であった。また、内部の空洞の発生数は100本中０本であった。

このことから、複数の押し分け部材９ａ，９ｂをスクリュー先端部７ａと金型８の出口部８ａとを結ぶ線上の異なる位置に配設したスクリュー式の押出成形機１を用いて得られる棒状成形体は、密度ばらつきがより少なく、乾燥時や焼成時における変形やクラックがより少ないものとなることが確認された。

（実施例３）
次に、図３に示すように、押し分け部材９ｃ，９ｄおよび９ｅをスクリュー先端部７ａと金型８の出口部８ａとを結ぶ線上の異なる３箇所に配設し、これらの押し分け部材９ｃ，９ｄ，９ｅがそれぞれスクリュー式の押出成形機１の内壁に向かって支持脚を有しており、これらの支持脚をスクリュー先端部７ａから見て円周方向に角度120度ずつの等間隔に配設した本発明のスクリュー式の押出成形機１を用いて、実施例１，２と同様に棒状セラミック部材を作製し、得られた棒状セラミック部材が変形やクラック、内部の空洞の少ないものとなるかどうかを確認する試験を行なった。

その結果、得られた棒状セラミック部材の変形量Ｈの最大値は0.4ｍｍであり、クラック発生数は100本中０本であった。また、内部の空洞の発生数は100本中０本であった。

このことから、複数の押し分け部材９ｃ，９ｄ，９ｅがそれぞれスクリュー式の押出成形機１の内壁に向かって支持脚を有しており、支持脚をスクリュー先端部７ａから見て円周方向に等間隔に配設した本発明のスクリュー式の押出成形機１を用いて得られる棒状成形体は、密度ばらつきがさらに少なく、乾燥時や焼成時における変形やクラックがさらに少ないものとなることが確認された。

なお、以上の実施例では、押し分け部材９の数を１〜３個としたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その数は任意とすることができる。しかし、スクリュー式の押出成形機１の作製コストおよびメンテナンス性の観点から言えば、押し分け部材９の数は６個以内であることが望ましい。

また、以上の実施例においては、押し分け部材９およびその支持脚は共に平板形状としたが、例えばスクリュー先端部７ａと金型８の出口部８ａとを結ぶ線上に、成形材料の流れを押し分けるように金型８の出口部８ａより大きな押し分け部材９であれば、円柱形状や翼形状としても良い。その場合は、成形材料が通過する際の抵抗が少なくなり、押し出し圧力の小さい小型のスクリュー式の押出成形機１においても密度ばらつきの少ない棒状成形体を得ることができて、さらに好適である。

本発明のスクリュー式の押出成形機の実施の形態の一例を示す、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）におけるスクリュー先端部から金型の出口部を見たときの拡大断面図である。 本発明のスクリュー式の押出成形機の実施の形態の一例を示す、（ａ）はスクリュー先端部付近の拡大断面図、（ｂ）は（ａ）におけるスクリュー先端部から金型の出口部を見たときの拡大断面図である。 本発明のスクリュー式の押出成形機の実施の形態の一例を示す、スクリュー先端部から金型の出口部を見たときの拡大断面図である。 本発明の棒状セラミック部材の変形量を測定する位置を示す図である。 従来のスクリュー式の押出成形機の一例を示す概略断面図である。

符号の説明

１：押出成形機
２：投入口
３：上段バレル
４：上段スクリュー
５：真空室
６：下段バレル
７：下段スクリュー
７ａ：スクリュー先端部
８：金型
８ａ：出口部
９、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ：押し分け部材
10：上段軸受け
11：下段軸受け
12：凸部

Claims (3)

1. スクリュー式の押出成形機において、スクリュー先端部と金型の出口部とを結ぶ線上に、成形材料の流れを押し分けるように前記出口部より大きな押し分け部材を、前記スクリュー先端部から見て前記出口部を覆うように配設したことを特徴とするスクリュー式の押出成形機。
2. 複数の前記押し分け部材を前記線上の異なる位置に配設したことを特徴とする請求項１に記載のスクリュー式押出成形機。
3. 前記押し分け部材はそれぞれ成形機の内壁に向かって支持脚を有しており、前記支持脚を前記スクリュー先端部から見て円周方向に等間隔に配設したことを特徴とする請求項２に記載のスクリュー式押出成形機。

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