JP3912914B2

JP3912914B2 - Method for molding porous molded body and molding apparatus therefor

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Publication number: JP3912914B2
Application number: JP24602098A
Authority: JP
Inventors: 徹塩谷; 正英近藤; 徹黒田; 忠信池田; 全平福田
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1998-08-31
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2018-08-31
Also published as: JP2000071313A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピストン式押出し成形装置を用いて押出し成形することにより多孔質成形体を成形する方法、およびその方法に使用できる成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
押出し成形には、一般に、スクリュー式およびピストン式がある。スクリュー式押出し成形は、材料を連続的に供給し、かつ連続的に押出し成形することが可能なので生産性が高い。これに対し、ピストン式押出し成形は、図３に示すように、シリンダー（１）内に材料（２）を充填し、ピストン（４）による加圧で押出し成形するという操作を繰り返すので、生産性は低くなるが、押出し成形圧の均一性が良く、またスクリューによるネジレグセが無いので、ハニカム等の押出し成形の形状が複雑なものには有効である。
【０００３】
ピストン式押出し成形においては、まずシリンダー（１）に押出し成形する材料（２）を充填し、ピストン（４）を押してシリンダー（１）内の材料を押していく。シリンダー（１）内の材料（２）がダイス（８）部およびシリンダー（１）内に充分充填された後、さらにピストン（４）を押すことにより、材料（２）を加圧して押出し成形を行う。押出し成形が終了した後、次の材料（２）を充填するためピストン（４）をシリンダーから抜く。
【０００４】
この押出し成形においては、図４に示すように、ピストン（４）をシリンダー（１）から抜く際に、シリンダー（１）の先端部およびダイス（８）内部に残った材料（２）が、ダイス部に固定されていることが望ましい。しかしながら、図５に示すように、シリンダー（１）の先端部およびダイス（８）内部に押出されずに残っていた材料（２）の一部が剥がれて、ピストン（４）と共に後方に移動してしまうことがある。この場合、次の材料（２）の充填を妨げることになるので好ましくない。また、次の材料をシリンダー（１）内に充填すると、新たに充填した材料とシリンダー（１）の間に空間部ができてしまい、この空間部の空気が押出し成形の成形圧を不均一にしたり、押出し成形中にダイス（８）から一時的に吐出することにより、成形不良を発生させる原因になる。
【０００５】
そこで、これら空気による問題を解決するために、一般的には、圧縮時にシリンダー（１）の内部を真空脱気する方法が採用されている。しかし、何れの場合も、ピストン（４）をシリンダー（１）から抜く際に、シリンダー（１）内が減圧状態となるので、やはり、シリンダー（１）の先端部およびダイス（８）の内部に押出されずに残っていた材料（２）の全部または一部が剥がれて、ピストン（４）と共に後方に移動してしまうことがある。
【０００６】
また近年は、押出し成形体に要求される物性が多様化している。例えば、より多孔質な押出し成形体が要求されることがある。しかし、この場合、真空脱気をすると材料を構成する粒子間の空気まで脱気されてしまうので、緻密な押出し成形体となってしまい、所望の多孔質構造が得られないことがある。
【０００７】
そこで、これらの問題を解決するために、特開昭５８−１８１４９７号公報では、図６〜図８に示すように、押出し機用ピストンの前進端付近に対応する位置であってシリンダー（１）またはダイス（８）部の上面に空気放出弁（６）を設け、脱気する方法が提案されている。
【０００８】
この方法では、まず図６に示すように、予め別の圧縮成形機にて成形した材料（２）をシリンダー（１）内に充填し、図７に示すように、押出しの開始に先だって押出し用ピストン（４）で材料を圧縮することにより、シリンダー（１）内の空気（３）を空気放出弁（６）より排出する。そして、圧縮した材料（２）の寸法がある値になった後、この空気放出弁（６）を閉じて押出し成形する。さらに、押出し成形終了後、空気抜き孔（６）を開いて空気を取り入れられる状態にした後、シリンダー（１）からピストン（４）を抜く。
【０００９】
この方法によれば、空気放出弁（６）を有することで、シリンダー（１）からピストン（４）を抜く際に、シリンダー（１）の先端部およびダイス（８）内部に残った材料（２）を、ダイス（８）内部に固定できる。したがって、次の材料（２）を充填して押出し成形する際も、安定した押出しが可能である。
【００１０】
しかしながら、この方法は、圧縮後の材料（２）の寸法を算出するために、シリンダー（１）に投入する前の材料（２）のケーキの寸法を投入の都度測定する必要があるので非常に煩雑である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、多孔質成形体を得るにあたり、上記問題点を解決し、ピストン式押出し成形において繰返し押出し成形が可能で、かつ、得られる成形体の品質が一定で歩留まりの高い簡便な成形方法、およびその方法に使用できる成形装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の多孔質成形体の成形方法は、ピストン式押出し成形装置を用いて押出し成形することにより多孔質成形体を成形する方法において、シリンダー内に充填された触媒用材料内部および空間部に存在する空気を放出するために該シリンダー内と連通する空気放出弁を開けた状態でピストンを押しながらシリンダー内部を加圧し、該シリンダー内が所定の圧力値に達した後、該空気放出弁を閉じて押出し成形を行なうことを特徴とする多孔質成形体の成形方法である。
【００１３】
また、本発明の成形装置は、触媒用材料を充填するためのシリンダー、該シリンダー内に充填された触媒用材料を加圧するためのピストン、成形品に形状を付与するために該シリンダー先端に設けられたダイス、該シリンダー内の空気を放出しまたは空気を取り入れるための空気放出弁、該シリンダー内部が所定の圧力値に達したことを感知するための圧力計を有することを特徴とするピストン式押出し成形装置である。
【００１４】
本発明においては、従来のピストン式押出し成形方法におけるような真空脱気法や、加圧時に圧縮する材料の寸法を基準として空気放出弁を開閉する従来法とは異なり、シリンダー内が所定の圧力値に達したことを感知することによって、すなわち内部圧力を基準として空気放出弁を開閉することによって、良好な多孔質成形体を安定して得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の多孔質成形体の成形方法に用いることのできるピストン式押出し成形装置のシリンダー部分の一例を示す模式的断面図である。図２は、そのピストン式押出し成形装置の模式的側面図である。
【００１７】
図１および図２に示すピストン式押出し成形装置は、触媒用材料（２）［以下、単に材料（２）と称す］を充填するためのシリンダー（１）と、充填された材料（２）を加圧するためのピストン（４）と、ピストン（４）を駆動するための与圧機（９）と、押出し成形体に所望の形状を付与するためにシリンダー（１）の先端部に設けられたダイス（８）とを有する。
【００１８】
また、シリンダー（１）のピストン（４）最先端到達部には、空気放出弁（５）が設けられ、かつ、シリンダー（１）のピストン（４）押出し初期部には、空気放出弁（６）が設けられている。これら空気放出弁（５）および（６）は、シリンダー（１）内の空気（３）を放出しまたは空気を取り入れるためにシリンダー（１）の上面に位置する。さらに、シリンダー（１）の空気放出弁（５）近傍部分には、シリンダー（１）の内部の圧力を感知するための圧力計（７）が設けられている。
【００１９】
ここでは、二つの空気放出弁（５）および（６）を設けた例を示すが、本発明はこれに限定されず、必要に応じて、一つまたは三つ以上の空気放出弁を設けてもよい。ただし、シリンダー（１）のピストン（４）最先端到達部に、少なくとも一つの空気放出弁（本例では５）を設けることが好ましい。また、圧力計（７）の位置は、材料（２）が充填されたシリンダー（１）内の圧力が測定できる位置であれば特に限定されない。
【００２０】
本発明において、シリンダー（１）内に充填する材料（２）は、所望の多孔質成形体の種類に応じて適宜選定すればよく、触媒用材料であれば良い。
【００２１】
また、充填する材料（２）は、その組成を均一にするために、材料粉および水等を混合および混練りした粘土質の材料であることが好ましい。この際に、さらに、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース等の水溶性増粘材；カオリン、ベントナイト、ケイソウ土、タルク、活性白土等の無機鉱産材；ガラス繊維、セラミック繊維等の無機質繊維；硝酸アンモニウム、炭酸アンモニウム等の細孔発現材；等を添加してもよい。
【００２２】
本発明においては、まず、この粘土質の材料（２）をシリンダー（１）に充填する。この際に、シリンダー（１）やダイス（８）の内部に前回の材料が残っていてもよい。充填する材料（２）は、予めスクリュー式押出し成形装置等にてシリンダー（１）に充填しやすい形状に成形しておくこともできる。
【００２３】
次いで、空気放出弁（５）および／または空気放出弁（６）は開けた状態で、ピストン（４）により、シリンダー（１）に充填された材料（２）を加圧していく。この加圧により、シリンダー（１）内に充填された材料（２）内部および空間部に存在する空気（３）が、空気放出弁（５）および／または空気放出弁（６）から放出される。
【００２４】
この加圧の際には、シリンダー（１）内の圧力上昇を圧力計（７）により検出する。そして、シリンダー（１）内が所定の圧力値に達した後、空気放出弁（５）および（６）を閉じて押出し成形を行う。ここで、空気（３）が空気放出弁（５）および／または空気放出弁（６）により充分排出されてくると、材料（２）が充填されたシリンダー（１）内の圧力が上昇し始め、その圧力上昇を圧力計（７）により確認できる。
【００２５】
この所定の圧力値は材料（２）によって異なり、シリンダー（１）内部に残る空気ができるだけ少なくなるように、所望に応じて決定すればよい。通常は９８.１ｋＰａ（単位ゲージ圧、以下同様）以上で、シリンダー（１）内部に残る空気（３）が除去できている。したがって、所定の圧力値は、９８.１ｋＰａ以上の値であることが好ましく、１５０〜５００ｋＰａであることが更に好ましい。なお、そのままの状態でさらに圧力を上昇させ、極度に加圧すると、空気除去弁（５）および（６）から材料（２）が押し出される場合があり、その結果、空気除去弁（５）および（６）が故障したり、詰まったりする。したがって、シリンダー（１）内が所定の圧力値に達した後は、そのような問題が生じないように、空気放出弁（５）および（６）を閉じて押出し成形を行うことが必要である。
【００２６】
このようなピストン式押出し成形により、良好な多孔質成形体が得られる。この多孔質成形体の形状は、ダイス（８）により付与される。その形状には特に制限は無く、例えば、円柱状、円筒状、角柱状、角筒状、ハニカム形状、星型状、クローバー型状、シート状およびブロック状など、任意の各種形状に成形することが可能である。
【００２７】
押出し後の成形体は、必要に応じて、ベルトコンベアー等の搬送装置にて受けることが好ましい。ベルトコンベアー等の搬送装置の位置は、ダイス（８）と同じ高さ若しくは若干低い位置が好ましい。また押出し後の成形体は、必要に応じて、ダイス（８）面、搬送装置およびそれ以外の箇所で切断することもできる。切断方法に特に制限は無く、一般的に知られているピアノ線、回転刃等任意の切断方法を用いることができる。
【００２８】
また、押出し後の成形体は、必要に応じて乾燥する。乾燥方法は特に限定されず、従来より知られる乾燥方法を用いればよい。特に、成形体表面および内部の乾燥速度が一致する乾燥方法が好ましく、例えばマイクロ波乾燥および湿度乾燥等を用いることが好ましい。押出し後の成形体は、さらに必要に応じて、再度熱処理を施す。この熱処理温度および時間は、材料組成、材料を構成する粒子の焼結温度等に応じて適宜決定すればよい。
【００２９】
続いて、押出し成形終了を確認した後、空気放出弁（５）を開き、空気放出弁（６）は適宜開き、空気が取り入れられる状態にして、ピストン（４）をシリンダー（１）から引き抜く。そして、再度、シリンダー（１）内に次の材料（２）をシリンダー（１）に充填した後、材料（２）内部および空間部に存在する空気（３）を放出するため、空気放出弁（５）および／または空気放出弁（６）を開けた状態で、ピストン（４）を押してシリンダー（１）内部を加圧し、シリンダー（１）内が所定の圧力値に達した後、空気放出弁（５）および（６）を閉じて押出し成形を行う。本発明では、このような工程を繰返しても、良好な押出し成形を実施できる。
【００３０】
本発明において、このような押出し成形により、例えば、細孔容積が０.２〜０.８ｃｃ／ｇの多孔質成形体が得られる。ただし、この細孔容積は、材料粉の形状、平均粒子径、材料粉に対して添加した水の量、バインダー種、バインダー添加量、ダイス部の開孔率、形状等により左右される。
【００３１】
また、このような押出し成形により、例えば、細孔半径の平均が０.５〜５.０μｍの多孔質成形体が得られる。ただし、この細孔半径も、同様に、材料粉の形状、平均粒子径、材料粉に対して添加した水の量、バインダー種、バインダー添加量、ダイス部の開孔率、形状等により左右される。
【００３２】
さらに、このような押出し成形により得られる押出し成形体、若しくは、この成形体を熱処理し得られる熱処理体または焼結体は、成形体を構成する微細粒子が相互に圧着され、その圧着された微細粒子間に多数の微細な空隙が形成された構造を有する。このような構造を有する多孔質成形体は、多くの用途に利用することができる。
【００３３】
すなわち、本発明により得られる多孔質成形体は、適度な細孔容積、細孔半径および微細粒子間に多数の微細な空隙が形成された構造を有するので、適当な通気性、透水性、保水性等を有している。したがって、酸化触媒用、触媒担体用等の触媒または担体として、広範囲の用途に好適に使用できる。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。以下の記載中「部」は、特記の無い限り「重量部」を意味する。
【００３５】
＜実施例１＞
アルミナ１００部、タルク５部、メチルセルロース６部、グリセリン５部および水２１部からなる原料を充分に混合し、双腕式ニーダーにて十分に粘性が発現するまで混練りを行い、粘土質の材料（Ａ）を得た。この材料（Ａ）を用い、図１および図２に示したピストン式押出し成形装置により、以下の通り押出し成形を実施した。
【００３６】
円柱状に仮成形した粘土質の材料（Ａ）を、外径３ｍｍの円柱状のオリフィスを有するダイス（８）を装着したピストン式押出し成形機のシリンダー（１）に充填し、空気放出弁（６）を常時閉じ状態とし、空気放出弁（５）を開けた状態でピストン（４）を押して、シリンダー内の圧力が１９６ｋＰａに達した時点で空気放出弁（５）を閉じ、さらにピストンを押して連続して第１回目の押出し成形を行った。この押出し成形の際に、ダイス（８）からシリンダー（１）内部に存在していた空気（３）の吐出、およびそれによる成形不良品は確認されなかった。
【００３７】
次いで、押出し成形が終了した事を確認した後、空気放出弁（５）を開けて、シリンダー（１）からピストン（４）を引き抜いた。その後、シリンダー（１）の内部を観察したところ、シリンダー（１）の先端部およびダイス（８）の内部に材料（Ａ）が押圧された状態を維持していた。
【００３８】
次いで、シリンダー（１）内部にさらに材料（Ａ）を充填し、ピストン（４）を押して、シリンダー（１）内の圧力が１９６ｋＰａに達した時点で空気放出弁（５）を閉じ、さらにピストン（４）を押して第２回目の押出し成形を行った。この押出し成形の際に、ダイス（８）からシリンダー（１）内部に存在していた空気の吐出およびそれによる成形不良品は確認されなかった。
【００３９】
次いで、押出し成形が終了した事を確認した後、空気放出弁（５）を開けて、シリンダー（１）からピストン（４）を引き抜いた。その後、シリンダー（１）内部を観察したところ、シリンダー（１）の先端部およびダイス（８）の内部に材料が押圧された状態を維持していた。この操作をさらに２５回繰り返したところ、安定した押出し成形が可能であった。
【００４０】
第１回目の押出し成形体（外径３ｍｍ）を、平均長さ２ｍｍに切断し円柱状の押出し成形体を得た後、１５時間風乾した。この多孔質成形体を走査型電子顕微鏡にて形態観察したところ、材料を構成する微細粒子が相互に圧着され、圧着された微細粒子間に多数の微細な空隙が形成されていることを確認した。さらに、水銀圧入法により成形体の細孔容積および細孔半径を測定したところ、細孔容積は０.４３ｃｃ／ｇであり、細孔半径は２.１μｍであった。
【００４１】
また、第２０回目の押出し成形の際に得られた押出し成形体を、第１回目の押出し成形体と同様に切断および乾燥し評価した。走査型電子顕微鏡による形態観察では、同様に、材料を構成する微細粒子が相互に圧着され、圧着された微細粒子間に多数の微細な空隙が形成されていることを確認した。さらに細孔容積は０.４２ｃｃ／ｇであり、細孔半径は２.０μｍであった。すなわち、第２０回目の押出し成形体は、第１回目の押出し成形体と同様に良好な多孔質成形体であることを確認した。
【００４２】
さらに、第１回目の押出し成形体を、１,５５０℃で２時間熱処理し、セラミックス成形体を得た。このセラミックス成形体を、走査型電子顕微鏡にて形態観察したところ、材料を構成する微細粒子が相互に圧着され、圧着された微細粒子間に多数の微細な空隙が形成されていることを確認した。また、このセラミックス成形体は、機械的強度に優れており、形状を適宜変えることにより、コンクリート用細骨材を始めとする建設用資材、耐熱、耐火用セラミックボードを始めとする建築用、セラミック担体または充填物として好適に使用できるものであった。
【００４３】
＜比較例１＞
押出し成形を、常時、空気放出弁（５）および（６）を閉じた状態で実施したこと以外は、実施例１と同様にして成形を実施した。
【００４４】
第１回目の押出し成形においては、押出し成形自体は問題なかったが、押出し成形終了後、ピストン（４）をシリンダー（１）から抜く際に、シリンダー（１）の先端部およびダイス（８）の内部の材料（Ａ）が一部シリンダー（１）の後部まで移動していた。
【００４５】
次いで、第２回目の押出し成形のために、さらに材料（Ａ）を充填したが、第１回目の充填量の約１／３程度しか充填できなかった。このまま、第２回目の押出し成形を行ったところ、押出し成形の途中でシリンダー（１）の内部の空気が一時的にダイスから吐出し、押出し成形が終了するまで約１／４量程度の成形不良品が出ていた。この操作をさらに２５回繰り返したが、第３回目以降は、第２回目の押出し成形とほぼ同様の状態であった。
【００４６】
＜比較例２＞
押出し成形を、常時、空気放出弁（５）および（６）を閉じた状態で実施し、さらにシリンダー（１）の内部をピストン（４）部から真空脱気する工程を加えたこと以外は、実施例１と同様にして成形を実施した。
【００４７】
第１回目の押出し成形においては、押出し成形自体は問題なかったが、押出し成形終了後、ピストン（４）をシリンダー（１）から抜く際に、シリンダー（１）の先端部およびダイス（８）の内部の材料（Ａ）が一部シリンダー（１）の後部まで移動していた。
【００４８】
次いで、第２回目の押出し成形のために、さらに材料（Ａ）を充填したが、第１回目の充填量の約２／３程度しか充填できなかった。このまま第２回目の押出し成形および真空脱気を行ったところ、押出し成形自体は問題なかったが、押出し成形終了後、ピストン（４）をシリンダー（１）から抜く際に、シリンダー（１）の先端部およびダイス（８）の内部の材料（Ａ）が一部シリンダー（１）の後部まで移動していた。この操作をさらに２５回繰り返したが、第３回目以降は第２回目の押出し成形性を維持していたものの、材料の充填量はほぼ同様の状態であった。
【００４９】
第１回目の押出し成形体を、実施例１と同様に切断および乾燥して評価した。走査型電子顕微鏡による形態観察では、材料を構成する微細粒子が相互に緻密に圧着されており、微細粒子間の空隙が非常に少なかった。また、細孔容積は０.１８ｃｃ／ｇであり、細孔半径は０.４μｍであった。
【００５０】
また、第２０回目の押出し成形体も、同様に切断および乾燥して評価した。走査型電子顕微鏡による形態観察では、材料を構成する微細粒子が相互に緻密に圧着されており、微細粒子間の空隙が非常に少なかった。また、細孔容積は０.１７ｃｃ／ｇであり、細孔半径は０.４μｍであった。このように、真空脱気したものは、細孔容積および細孔半径が実施例１の場合に比べて小さく、所望の細孔容積および細孔半径が得られなかった。
【００５１】
＜実施例２＞
チタン酸バリウム１００部、メチルセルロース５部、グリセリン３部および水１５部からなる原料を充分に混合し、双腕式ニーダーにて十分に粘性が発現するまで混練り行い、粘土質の材料（Ｂ）を得た。
【００５２】
この材料（Ｂ）を用い、図１および図２に示したピストン式押出し成形装置のダイス（８）として、高さ３ｍｍ、幅３０ｍｍのシート状のオリフィスを有するダイスを用いたこと以外は、実施例１と同様にして押出し成形（所定圧力１９６ｋＰａ）を２５回繰り返して実施したところ、同様の安定した押出し成形が可能であった。
【００５３】
第１回目の押出し成形体（高さ３ｍｍ、幅３０ｍｍ）を、長さ５０ｍｍに切断してシート状の押出し成形体を得た後、１５時間風乾した。この多孔質成形体を、同様に走査型電子顕微鏡にて形態観察したところ、材料を構成する微細粒子が相互に圧着され、圧着された微細粒子間に多数の微細な空隙が形成されていることを確認した。さらに、細孔容積は０.３９ｃｃ／ｇであり、細孔半径は０.９μｍであった。
【００５４】
また、第２０回目の押出し成形の際に得られた押出し成形体を、同様に切断および乾燥して評価した。走査型電子顕微鏡による形態観察では、同様に、材料を構成する微細粒子が相互に圧着され、圧着された微細粒子間に多数の微細な空隙が形成されていることを確認した。さらに細孔容積は０.３９ｃｃ／ｇであり、細孔半径は０.９μｍであった。すなわち、第２０回目の押出し成形体は、第１回目の押出し成形体と同様に良好な多孔質成形体であることを確認した。
【００５５】
さらに、第１回目の押出し成形体を、１,２５０℃で２時間熱処理し、セラミックス成形体を得た。このセラミックス成形体を走査型電子顕微鏡にて形態観察したところ、材料を構成する微細粒子が相互に圧着され、圧着された微細粒子間に多数の微細な空隙が形成され、さらにその空隙は成形体粒子間の表面から内部まで連結した細孔が発現し、かつ機械的強度に優れていることを確認した。このセラミックス成形体は、コンクリート用細骨材を始めとする建設用資材、耐熱、耐火用セラミックボードを始めとする建築用資材として好適に使用できるものであった。
【００５６】
＜実施例３＞
ケイソウ土１００部、ベントナイト７部および水２９部からなる原料を充分に混合し、双腕式ニーダーにて十分に粘性が発現するまで混練りを行い、粘土質の材料（Ｃ）を得た。この材料（Ｃ）を用い、図１および図２に示したピストン式押出し成形装置により、以下の通り押出し成形を実施した。
【００５７】
この材料（Ｃ）を用い、図１および図２に示したピストン式押出し成形装置のダイス（８）として、外径１.５ｍｍの円柱状のオリフィスを有するダイスを用いたこと以外は実施例１と同様にして押出し成形（所定圧力１９６ｋＰａ）を２５回繰り返して実施したところ、同様の安定した押出し成形が可能であった。
【００５８】
第１回目の押出し成形体（外径１.５ｍｍ）を、長さ２ｍｍに切断して円柱状の押出し成形体を得た後１５時間風乾した。この多孔質成形体を同様に走査型電子顕微鏡にて形態観察したところ、材料を構成する微細粒子が相互に圧着され、圧着された微細粒子間に多数の微細な空隙が形成されていることを確認した。さらに、細孔容積は０.４６ｃｃ／ｇであり、細孔半径は１.９μｍであった。
【００５９】
また、第２０回目の押出し成形の際に得られた押出し成形体を、同様に切断および乾燥して評価した。走査型電子顕微鏡による形態観察では、同様に、材料を構成する微細粒子が相互に圧着され、圧着された微細粒子間に多数の微細な空隙が形成されていることを確認した。さらに細孔容積は０.４６ｃｃ／ｇであり、細孔半径は１.９μｍであった。すなわち、第２０回目の押出し成形体は、第１回目の押出し成形体と同様に良好な多孔質成形体であることを確認した。
【００６０】
さらに、第１回目の押出し成形体を、１,１８０℃で２時間熱処理し、セラミックス成形体を得た。このセラミックス成形体を走査型電子顕微鏡にて形態観察したところ、材料を構成する微細粒子が相互に圧着され、圧着された微細粒子間に多数の微細な空隙が形成されており、かつ機械的強度に優れていることを確認した。このセラミックス成形体は、通水性、通気性および保水性に優れており、土壌改質材として好適に使用できるものであった。
【００６１】
＜実施例４＞
組成比がＭｏ₁₂Ｗ_0.1Ｂｉ_0.6Ｆｅ_2.0Ｓｂ_0.2Ｎｉ_1.1Ｃｏ_6.6Ｃｓ_0.5Ｐｂ_0.3Ｐ_0.08のイソブチレン酸化用触媒１００部、メチルセルロース２部、および水３１部からなる原料を充分に混合し、双腕式ニーダーにて十分に粘性が発現するまで混練りを行い、粘土質の材料（Ｄ）を得た。この材料（Ｄ）を用い、図１および図２に示したピストン式押出し成形装置により、以下の通り押出し成形を実施した。
【００６２】
この材料（Ｄ）を用い、図１および図２に示したピストン式押出し成形装置のダイス（８）として、外径５ｍｍ、内径２ｍｍの円筒状のオリフィスを有するダイスを用いたこと以外は、実施例１と同様にして押出し成形（所定圧力１９６ｋＰａ）を２５回繰り返して実施したところ、同様の安定した押出し成形が可能であった。
【００６３】
第１回目の押出し成形体（外径５ｍｍ、内径２ｍｍ）を、長さ３ｍｍに切断して円筒状の押出し成形体を得た後、１５時間風乾した。この多孔質成形体を、同様に走査型電子顕微鏡にて形態観察したところ、材料を構成する微細粒子が相互に圧着され、圧着された微細粒子間に多数の微細な空隙が形成されていることを確認した。さらに、細孔容積は０.４６ｃｃ／ｇであり、細孔半径は１.９μｍであった。
【００６４】
また、第２０回目の押出し成形の際に得られた押出し成形体を、同様に切断および乾燥して評価した。走査型電子顕微鏡による形態観察では、同様に、材料を構成する微細粒子が相互に圧着され、圧着された微細粒子間に多数の微細な空隙が形成されていることを確認した。さらに細孔容積は０.４６ｃｃ／ｇであり、細孔半径は１.８μｍであった。すなわち、第２０回目の押出し成形体は、第１回目の押出し成形体と同様に良好な多孔質成形体であることを確認した。
【００６５】
さらに、第１回目の押出し成形体を、５１０℃で２時間熱処理し、円筒状成形触媒を得た。この円筒状成形触媒を走査型電子顕微鏡にて形態観察したところ、材料を構成する微細粒子が相互に圧着され、圧着された微細粒子間に多数の微細な空隙が形成されていることを確認した。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ピストン式押出し成形において繰返し押出し成形が可能で、かつ、得られる成形体の品質が一定で歩留まりの高い簡便な成形方法、およびその方法に使用できる成形装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多孔質成形体の成形方法に用いることのできるピストン式押出し成形装置のシリンダー部分の一例を示す模式的断面図である。
【図２】図１のピストン式押出し成形装置の模式的側面図である。
【図３】従来のピストン式押出し成形装置のシリンダー部分の一例を示す模式的断面図である。
【図４】従来のピストン式押出し成形装置のシリンダー部分の一例を示す模式的断面図である。
【図５】従来のピストン式押出し成形装置のシリンダー部分の一例を示す模式的断面図である。
【図６】空気放出弁を用いた、従来のピストン式押出し成形装置のシリンダー部分の一例を示す模式的断面図である。
【図７】空気放出弁を用いた、従来のピストン式押出し成形装置のシリンダー部分の一例を示す模式的断面図である。
【図８】空気放出弁を用いた、従来のピストン式押出し成形装置のシリンダー部分の一例を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１シリンダー
２材料
３空気
４ピストン
５、６空気放出弁
７圧力計
８ダイス
９与圧機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for molding a porous molded body by extrusion molding using a piston-type extrusion molding apparatus, and a molding apparatus that can be used in the method.
[0002]
[Prior art]
Extrusion molding generally includes a screw type and a piston type. The screw-type extrusion molding is highly productive because the material can be continuously fed and continuously extruded. On the other hand, as shown in FIG. 3, the piston-type extrusion molding repeats the operation of filling the cylinder (1) with the material (2) and extruding by pressurization by the piston (4). However, since the extrusion pressure is uniform and there is no screw legging, it is effective when the shape of extrusion such as a honeycomb is complicated.
[0003]
In the piston-type extrusion molding, the cylinder (1) is first filled with the material (2) to be extruded, and the piston (4) is pushed to push the material in the cylinder (1). After the material (2) in the cylinder (1) is sufficiently filled in the die (8) and the cylinder (1), the piston (4) is further pressed to press the material (2) and perform extrusion molding. Do. After the extrusion is finished, the piston (4) is withdrawn from the cylinder to fill the next material (2).
[0004]
In this extrusion molding, as shown in FIG. 4, when the piston (4) is pulled out from the cylinder (1), the material (2) remaining in the tip of the cylinder (1) and inside the die (8) is transferred to the die. It is desirable to be fixed to the part. However, as shown in FIG. 5, the tip of the cylinder (1) and the part of the material (2) remaining without being extruded inside the die (8) are peeled off and moved backward together with the piston (4). May end up. In this case, the filling of the next material (2) is hindered, which is not preferable. In addition, when the next material is filled into the cylinder (1), a space is created between the newly filled material and the cylinder (1), and the air in this space makes the molding pressure non-uniform during extrusion molding. Or, by temporarily discharging from the die (8) during extrusion molding, it causes a molding defect.
[0005]
Therefore, in order to solve these problems caused by air, generally, a method of vacuum degassing the inside of the cylinder (1) during compression is employed. However, in either case, when the piston (4) is pulled out of the cylinder (1), the inside of the cylinder (1) is in a depressurized state. All or part of the material (2) remaining without being extruded may be peeled off and move backward together with the piston (4).
[0006]
In recent years, physical properties required for extrusion molded articles have been diversified. For example, a more porous extruded body may be required. However, in this case, when the vacuum deaeration is performed, the air between the particles constituting the material is also deaerated, so that a dense extruded product may be obtained and a desired porous structure may not be obtained.
[0007]
Therefore, in order to solve these problems, in Japanese Patent Laid-Open No. 58-181497, as shown in FIGS. 6 to 8, the cylinder (1) is located at a position corresponding to the vicinity of the forward end of the piston for the extruder. Alternatively, a method has been proposed in which an air release valve (6) is provided on the upper surface of the die (8) to deaerate.
[0008]
In this method, first, as shown in FIG. 6, the material (2) previously molded by another compression molding machine is filled in the cylinder (1), and as shown in FIG. By compressing the material with the piston (4), the air (3) in the cylinder (1) is discharged from the air release valve (6). And after the dimension of the compressed material (2) becomes a certain value, this air release valve (6) is closed and extrusion-molded. Further, after the extrusion molding is completed, the air vent hole (6) is opened so that air can be taken in, and then the piston (4) is pulled out from the cylinder (1).
[0009]
According to this method, when the piston (4) is pulled out from the cylinder (1) by having the air release valve (6), the material (2) remaining in the tip of the cylinder (1) and inside the die (8). ) Can be fixed inside the die (8). Therefore, stable extrusion is possible even when the next material (2) is filled and extruded.
[0010]
However, in this method, in order to calculate the size of the material (2) after compression, it is necessary to measure the size of the cake of the material (2) before being charged into the cylinder (1). It is complicated.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above problems in obtaining a porous molded body, can be repeatedly extruded in piston-type extrusion molding, and a simple molding method with a high quality and a high quality of the obtained molded body, Another object of the present invention is to provide a molding apparatus that can be used in the method.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The method for molding a porous molded body of the present invention is a method of molding a porous molded body by extrusion molding using a piston-type extrusion molding apparatus, and filled in a cylinder. For catalyst Pressurize the inside of the cylinder while pushing the piston with the air release valve communicating with the inside of the material open to release the air present in the material and in the space, and after the inside of the cylinder reaches the specified pressure value The method for forming a porous molded body is characterized in that extrusion molding is performed with the air release valve closed.
[0013]
Moreover, the molding apparatus of the present invention is For catalyst Cylinder for filling material, filled in the cylinder For catalyst A piston for pressurizing the material, a die provided at the tip of the cylinder for imparting a shape to the molded product, an air release valve for releasing or taking in air in the cylinder, A piston-type extrusion molding apparatus having a pressure gauge for sensing that a pressure value has been reached.
[0014]
In the present invention, unlike the conventional vacuum degassing method as in the conventional piston-type extrusion molding method and the conventional method of opening and closing the air release valve on the basis of the size of the material compressed when pressurized, the inside of the cylinder has a predetermined pressure. By sensing that the value has been reached, that is, by opening and closing the air release valve with reference to the internal pressure, a good porous molded body can be stably obtained.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
[0016]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cylinder portion of a piston-type extrusion molding apparatus that can be used in the method for molding a porous molded body of the present invention. FIG. 2 is a schematic side view of the piston-type extrusion molding apparatus.
[0017]
The piston-type extrusion molding apparatus shown in FIG. 1 and FIG. For catalyst Material (2) [Hereafter simply referred to as material (2)] A cylinder (1) for filling the material, a piston (4) for pressurizing the filled material (2), a pressurizer (9) for driving the piston (4), and an extrusion molded body And a die (8) provided at the tip of the cylinder (1).
[0018]
In addition, an air release valve (5) is provided at the most advanced portion of the piston (4) of the cylinder (1), and an air release valve (6) is provided at the initial push-out portion of the piston (4) of the cylinder (1). ) Is provided. These air release valves (5) and (6) are located on the upper surface of the cylinder (1) in order to release or take in air (3) in the cylinder (1). Furthermore, a pressure gauge (7) for sensing the pressure inside the cylinder (1) is provided in the vicinity of the air release valve (5) of the cylinder (1).
[0019]
Here, an example in which two air release valves (5) and (6) are provided is shown, but the present invention is not limited to this, and one or three or more air release valves are provided as necessary. Also good. However, it is preferable to provide at least one air release valve (5 in this example) at the most advanced portion of the piston (4) of the cylinder (1). The position of the pressure gauge (7) is not particularly limited as long as the pressure in the cylinder (1) filled with the material (2) can be measured.
[0020]
In the present invention, the material (2) to be filled in the cylinder (1) may be appropriately selected according to the type of the desired porous molded body, Any material for catalyst .
[0021]
Moreover, it is preferable that the material (2) to be filled is a clay-like material in which material powder and water are mixed and kneaded in order to make the composition uniform. In this case, water-soluble thickeners such as methylcellulose and hydroxymethylcellulose; inorganic minerals such as kaolin, bentonite, diatomaceous earth, talc and activated clay; inorganic fibers such as glass fiber and ceramic fiber; ammonium nitrate, ammonium carbonate and the like Or the like may be added.
[0022]
In the present invention, first, the clay material (2) is filled in the cylinder (1). At this time, the previous material may remain inside the cylinder (1) or the die (8). The material (2) to be filled can be formed in advance into a shape that can be easily filled into the cylinder (1) with a screw-type extrusion molding apparatus or the like.
[0023]
Next, with the air release valve (5) and / or the air release valve (6) opened, the material (2) filled in the cylinder (1) is pressurized by the piston (4). By this pressurization, the air (3) present in the material (2) filled in the cylinder (1) and in the space is released from the air release valve (5) and / or the air release valve (6). .
[0024]
During this pressurization, the pressure rise in the cylinder (1) is detected by the pressure gauge (7). Then, after the inside of the cylinder (1) reaches a predetermined pressure value, the air release valves (5) and (6) are closed to perform extrusion molding. Here, when the air (3) is sufficiently discharged by the air release valve (5) and / or the air release valve (6), the pressure in the cylinder (1) filled with the material (2) starts to increase. The pressure increase can be confirmed by the pressure gauge (7).
[0025]
The predetermined pressure value varies depending on the material (2), and may be determined as desired so that the air remaining in the cylinder (1) is minimized. Usually, air (3) remaining inside the cylinder (1) can be removed at 98.1 kPa (unit gauge pressure, the same applies hereinafter) or more. Therefore, the predetermined pressure value is preferably 98.1 kPa or more, and more preferably 150 to 500 kPa. If the pressure is further increased and the pressure is extremely increased, the material (2) may be pushed out from the air removal valves (5) and (6). As a result, the air removal valve (5) and (6) is broken or clogged. Therefore, after the inside of the cylinder (1) reaches a predetermined pressure value, it is necessary to perform extrusion molding by closing the air release valves (5) and (6) so that such a problem does not occur. .
[0026]
A good porous molded body can be obtained by such piston-type extrusion molding. The shape of this porous molded body is imparted by a die (8). There is no particular limitation on the shape, and for example, it can be molded into various shapes such as a columnar shape, a cylindrical shape, a prismatic shape, a rectangular tube shape, a honeycomb shape, a star shape, a clover shape, a sheet shape and a block shape. Is possible.
[0027]
The extruded product is preferably received by a conveying device such as a belt conveyor as necessary. The position of the conveying device such as a belt conveyor is preferably the same height as the dice (8) or a slightly lower position. Moreover, the molded object after extrusion can also be cut | disconnected by a die | dye (8) surface, a conveying apparatus, and another location as needed. There is no restriction | limiting in particular in a cutting method, Arbitrary cutting methods, such as a generally known piano wire and a rotary blade, can be used.
[0028]
Moreover, the molded object after extrusion is dried as needed. The drying method is not particularly limited, and a conventionally known drying method may be used. In particular, a drying method in which the drying speeds on the surface of the molded body and the inside are the same is preferable, and for example, microwave drying and humidity drying are preferably used. The extruded product is heat treated again as necessary. The heat treatment temperature and time may be appropriately determined according to the material composition, the sintering temperature of the particles constituting the material, and the like.
[0029]
Subsequently, after confirming the end of the extrusion molding, the air release valve (5) is opened, the air release valve (6) is appropriately opened, and the piston (4) is pulled out from the cylinder (1) with air being taken in. Then, after the cylinder (1) is again filled with the next material (2) into the cylinder (1), the air (3) present in the material (2) and in the space is released, so that the air release valve ( 5) and / or with the air release valve (6) opened, the piston (4) is pushed to pressurize the inside of the cylinder (1), and after the inside of the cylinder (1) reaches a predetermined pressure value, the air release valve (5) and (6) are closed and extrusion molding is performed. In the present invention, good extrusion molding can be carried out even if such steps are repeated.
[0030]
In the present invention, by such extrusion molding, for example, a porous molded body having a pore volume of 0.2 to 0.8 cc / g is obtained. However, the pore volume depends on the shape of the material powder, the average particle diameter, the amount of water added to the material powder, the binder type, the added amount of the binder, the opening rate of the die portion, the shape, and the like.
[0031]
Further, by such extrusion molding, for example, a porous molded body having an average pore radius of 0.5 to 5.0 μm is obtained. However, this pore radius is also affected by the shape of the material powder, the average particle diameter, the amount of water added to the material powder, the binder type, the amount of binder added, the opening rate of the die part, the shape, etc. The
[0032]
Further, the extruded molded body obtained by such extrusion molding, or the heat treated body or sintered body obtained by heat-treating the molded body, the fine particles constituting the molded body are pressed against each other, and the pressed fine It has a structure in which many fine voids are formed between particles. The porous molded body having such a structure can be used for many applications.
[0033]
That is, the porous molded body obtained by the present invention has a structure in which a large number of fine voids are formed between an appropriate pore volume, pore radius, and fine particles, so that appropriate air permeability, water permeability, water retention It has sex etc. Therefore ,acid As catalyst or support for catalyst for catalyst, catalyst support, etc. , Wide It can be suitably used for a range of applications.
[0034]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In the following description, “parts” means “parts by weight” unless otherwise specified.
[0035]
<Example 1>
A raw material consisting of 100 parts of alumina, 5 parts of talc, 6 parts of methylcellulose, 5 parts of glycerin and 21 parts of water is thoroughly mixed and kneaded until a sufficient viscosity is developed with a double-arm kneader, and a clay-like material (A) was obtained. Using this material (A), extrusion was performed as follows using the piston-type extrusion molding apparatus shown in FIGS. 1 and 2.
[0036]
The clay material (A) temporarily formed into a cylindrical shape is filled into a cylinder (1) of a piston type extrusion molding machine equipped with a die (8) having a cylindrical orifice having an outer diameter of 3 mm, and an air release valve ( 6) is always closed, the piston (4) is pushed with the air release valve (5) opened, the air release valve (5) is closed when the pressure in the cylinder reaches 196 kPa, and the piston is pushed further The first extrusion was continuously performed. During the extrusion molding, the discharge of the air (3) existing inside the cylinder (1) from the die (8) and the molding defect due to the discharge were not confirmed.
[0037]
Subsequently, after confirming that extrusion molding was completed, the air release valve (5) was opened, and the piston (4) was pulled out from the cylinder (1). Thereafter, when the inside of the cylinder (1) was observed, the state where the material (A) was pressed into the tip of the cylinder (1) and the inside of the die (8) was maintained.
[0038]
Next, the material (A) is further filled in the cylinder (1), the piston (4) is pushed, and when the pressure in the cylinder (1) reaches 196 kPa, the air release valve (5) is closed, and the piston (4) 4) was pressed to perform the second extrusion molding. During the extrusion molding, no air was discharged from the die (8) in the cylinder (1) and no defective molding was confirmed.
[0039]
Subsequently, after confirming that extrusion molding was completed, the air release valve (5) was opened, and the piston (4) was pulled out from the cylinder (1). Thereafter, when the inside of the cylinder (1) was observed, the state where the material was pressed into the tip of the cylinder (1) and the inside of the die (8) was maintained. When this operation was further repeated 25 times, stable extrusion molding was possible.
[0040]
The first extruded product (outer diameter 3 mm) was cut to an average length of 2 mm to obtain a cylindrical extruded product, and then air-dried for 15 hours. As a result of observing the form of this porous molded body with a scanning electron microscope, it was confirmed that the fine particles constituting the material were pressed against each other, and a large number of fine voids were formed between the pressed fine particles. . Furthermore, when the pore volume and pore radius of the compact were measured by mercury porosimetry, the pore volume was 0.43 cc / g and the pore radius was 2.1 μm.
[0041]
Further, the extruded product obtained in the 20th extrusion molding was cut and dried and evaluated in the same manner as the first extrusion molding. In morphological observation using a scanning electron microscope, it was confirmed that the fine particles constituting the material were similarly pressure-bonded to each other, and a large number of fine voids were formed between the pressed fine particles. Furthermore, the pore volume was 0.42 cc / g and the pore radius was 2.0 μm. That is, it was confirmed that the 20th extruded molded body was a good porous molded body, similar to the 1st extruded molded body.
[0042]
Further, the first extruded molded body was heat treated at 1,550 ° C. for 2 hours to obtain a ceramic molded body. When the form of this ceramic compact was observed with a scanning electron microscope, it was confirmed that the fine particles constituting the material were pressed against each other and a large number of fine voids were formed between the pressed fine particles. . In addition, this ceramic compact has excellent mechanical strength, and by changing the shape as appropriate, construction materials such as fine aggregates for concrete, ceramic boards for heat and fireproof ceramics, ceramics It could be suitably used as a carrier or a filler.
[0043]
<Comparative Example 1>
Extrusion molding was performed in the same manner as in Example 1 except that the air release valves (5) and (6) were always closed.
[0044]
In the first extrusion molding, there was no problem with the extrusion molding itself. However, when the piston (4) was removed from the cylinder (1) after the extrusion molding was completed, the tip of the cylinder (1) and the die (8) The internal material (A) was partially moved to the rear part of the cylinder (1).
[0045]
Next, the material (A) was further filled for the second extrusion molding, but only about 1/3 of the first filling amount could be filled. When the second extrusion molding was performed as it was, the air inside the cylinder (1) was temporarily discharged from the die during the extrusion molding, and about 1/4 amount of molding was not possible until the extrusion molding was completed. Good product was out. This operation was further repeated 25 times, but the third and subsequent times were in substantially the same state as the second extrusion.
[0046]
<Comparative example 2>
Except that the extrusion was always performed with the air release valves (5) and (6) closed, and a step of vacuum degassing the inside of the cylinder (1) from the piston (4) part was added, Molding was performed in the same manner as in Example 1.
[0047]
In the first extrusion molding, there was no problem with the extrusion molding itself. However, when the piston (4) was removed from the cylinder (1) after the extrusion molding was completed, the tip of the cylinder (1) and the die (8) The internal material (A) was partially moved to the rear part of the cylinder (1).
[0048]
Next, the material (A) was further filled for the second extrusion, but only about 2/3 of the first filling amount could be filled. When the second extrusion molding and vacuum deaeration were performed as it was, there was no problem with the extrusion molding itself, but when the piston (4) was pulled out of the cylinder (1) after the extrusion molding was finished, the tip of the cylinder (1) And the material (A) inside the die (8) partially moved to the rear part of the cylinder (1). This operation was repeated 25 more times, but the third and subsequent rounds maintained the second extrudability, but the material loadings were approximately the same.
[0049]
The first extruded product was evaluated by cutting and drying in the same manner as in Example 1. In morphological observation with a scanning electron microscope, the fine particles constituting the material were pressed closely to each other, and there were very few voids between the fine particles. The pore volume was 0.18 cc / g, and the pore radius was 0.4 μm.
[0050]
The 20th extruded product was also evaluated by cutting and drying in the same manner. In morphological observation with a scanning electron microscope, the fine particles constituting the material were pressed closely to each other, and there were very few voids between the fine particles. The pore volume was 0.17 cc / g, and the pore radius was 0.4 μm. Thus, the vacuum degassed product had a smaller pore volume and pore radius than those in Example 1, and the desired pore volume and pore radius were not obtained.
[0051]
<Example 2>
A raw material consisting of 100 parts of barium titanate, 5 parts of methylcellulose, 3 parts of glycerin and 15 parts of water is thoroughly mixed and kneaded with a double-arm kneader until a sufficient viscosity is developed. Got.
[0052]
This material (B) was used except that a die having a sheet-like orifice having a height of 3 mm and a width of 30 mm was used as the die (8) of the piston-type extrusion molding apparatus shown in FIGS. When extrusion molding (predetermined pressure: 196 kPa) was repeated 25 times in the same manner as in Example 1, the same stable extrusion molding was possible.
[0053]
The first extruded product (height 3 mm, width 30 mm) was cut into a length of 50 mm to obtain a sheet-like extruded product, and then air-dried for 15 hours. Similarly, when the form of this porous molded body was observed with a scanning electron microscope, the fine particles constituting the material were mutually pressure-bonded, and a large number of fine voids were formed between the pressure-bonded fine particles. It was confirmed. Furthermore, the pore volume was 0.39 cc / g and the pore radius was 0.9 μm.
[0054]
Further, the extruded product obtained during the 20th extrusion molding was similarly cut and dried for evaluation. In morphological observation using a scanning electron microscope, it was confirmed that the fine particles constituting the material were similarly pressure-bonded to each other, and a large number of fine voids were formed between the pressed fine particles. Furthermore, the pore volume was 0.39 cc / g and the pore radius was 0.9 μm. That is, it was confirmed that the 20th extruded molded body was a good porous molded body, similar to the 1st extruded molded body.
[0055]
Further, the first extruded molded body was heat treated at 1,250 ° C. for 2 hours to obtain a ceramic molded body. When the form of this ceramic compact was observed with a scanning electron microscope, the fine particles constituting the material were pressed against each other, and a number of fine voids were formed between the pressed fine particles. It was confirmed that pores connected from the surface to the inside between the particles were developed and the mechanical strength was excellent. This ceramic molded body could be suitably used as a construction material including a fine aggregate for concrete and a building material including a heat-resistant and fire-resistant ceramic board.
[0056]
<Example 3>
Raw materials consisting of 100 parts of diatomaceous earth, 7 parts of bentonite and 29 parts of water were mixed thoroughly, and kneaded with a double-arm kneader until sufficient viscosity was obtained, to obtain a clay-like material (C). Using this material (C), extrusion was performed as follows using the piston-type extrusion molding apparatus shown in FIGS. 1 and 2.
[0057]
Example 1 except that this material (C) was used and a die having a cylindrical orifice with an outer diameter of 1.5 mm was used as the die (8) of the piston-type extrusion molding apparatus shown in FIGS. When extrusion molding (predetermined pressure: 196 kPa) was repeated 25 times in the same manner as described above, the same stable extrusion molding was possible.
[0058]
The first extruded molded body (outer diameter 1.5 mm) was cut to a length of 2 mm to obtain a cylindrical extruded molded body, and then air-dried for 15 hours. Similarly, when the form of this porous molded body was observed with a scanning electron microscope, the fine particles constituting the material were pressed together, and a number of fine voids were formed between the pressed fine particles. confirmed. Furthermore, the pore volume was 0.46 cc / g and the pore radius was 1.9 μm.
[0059]
Further, the extruded product obtained during the 20th extrusion molding was similarly cut and dried for evaluation. In morphological observation using a scanning electron microscope, it was confirmed that the fine particles constituting the material were similarly pressure-bonded to each other, and a large number of fine voids were formed between the pressed fine particles. Furthermore, the pore volume was 0.46 cc / g and the pore radius was 1.9 μm. That is, it was confirmed that the 20th extruded molded body was a good porous molded body, similar to the 1st extruded molded body.
[0060]
Further, the first extruded molded body was heat treated at 1,180 ° C. for 2 hours to obtain a ceramic molded body. When the form of this ceramic compact was observed with a scanning electron microscope, the fine particles constituting the material were pressed against each other, and a large number of fine voids were formed between the pressed fine particles, and the mechanical strength It was confirmed that it was excellent. This ceramic molded body was excellent in water permeability, air permeability and water retention, and could be suitably used as a soil modifier.
[0061]
<Example 4>
Composition ratio is Mo ₁₂ W _0.1 Bi _0.6 Fe _2.0 Sb _0.2 Ni _1.1 Co _6.6 Cs _0.5 Pb _0.3 P _0.08 100 parts of the isobutylene oxidation catalyst, 2 parts of methylcellulose, and 31 parts of water are sufficiently mixed and kneaded with a double-arm kneader until the viscosity is sufficiently developed. Got. Using this material (D), extrusion was performed as follows using the piston-type extrusion molding apparatus shown in FIGS. 1 and 2.
[0062]
This material (D) was used except that a die having a cylindrical orifice with an outer diameter of 5 mm and an inner diameter of 2 mm was used as the die (8) of the piston-type extrusion molding apparatus shown in FIGS. When extrusion molding (predetermined pressure: 196 kPa) was repeated 25 times in the same manner as in Example 1, the same stable extrusion molding was possible.
[0063]
The first extruded body (outer diameter 5 mm, inner diameter 2 mm) was cut into a length of 3 mm to obtain a cylindrical extruded body, and then air-dried for 15 hours. Similarly, when the form of this porous molded body was observed with a scanning electron microscope, the fine particles constituting the material were mutually pressure-bonded, and a large number of fine voids were formed between the pressure-bonded fine particles. It was confirmed. Furthermore, the pore volume was 0.46 cc / g and the pore radius was 1.9 μm.
[0064]
Further, the extruded product obtained during the 20th extrusion molding was similarly cut and dried for evaluation. In morphological observation using a scanning electron microscope, it was confirmed that the fine particles constituting the material were similarly pressure-bonded to each other, and a large number of fine voids were formed between the pressed fine particles. Furthermore, the pore volume was 0.46 cc / g and the pore radius was 1.8 μm. That is, it was confirmed that the 20th extruded molded body was a good porous molded body, similar to the 1st extruded molded body.
[0065]
Further, the first extruded molded body was heat treated at 510 ° C. for 2 hours to obtain a cylindrical molded catalyst. When the form of this cylindrically shaped catalyst was observed with a scanning electron microscope, it was confirmed that the fine particles constituting the material were pressed against each other, and a large number of fine voids were formed between the pressed fine particles. .
[0066]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to repeatedly perform extrusion molding in the piston-type extrusion molding, and a simple molding method with a high quality and a high yield, and a molding that can be used for the method. Equipment can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cylinder portion of a piston-type extrusion molding apparatus that can be used in the method for molding a porous molded body of the present invention.
FIG. 2 is a schematic side view of the piston-type extrusion molding apparatus of FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cylinder portion of a conventional piston type extrusion molding apparatus.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cylinder portion of a conventional piston type extrusion molding apparatus.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cylinder portion of a conventional piston type extrusion molding apparatus.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cylinder portion of a conventional piston type extrusion molding apparatus using an air release valve.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cylinder portion of a conventional piston type extrusion molding apparatus using an air release valve.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cylinder portion of a conventional piston-type extrusion molding apparatus using an air release valve.
[Explanation of symbols]
1 cylinder
2 materials
3 Air
4 Piston
5, 6 Air release valve
7 Pressure gauge
8 dice
9 Pressurizing machine

Claims

ピストン式押出し成形装置を用いて押出し成形することにより多孔質成形体を成形する方法において、シリンダー内に充填された触媒用材料内部および空間部に存在する空気を放出するために該シリンダー内と連通する空気放出弁を開けた状態でピストンを押しながらシリンダー内部を加圧し、該シリンダー内が所定の圧力値に達した後、該空気放出弁を閉じて押出し成形を行なうことを特徴とする多孔質成形体の成形方法。In a method of forming a porous molded body by extrusion using a piston-type extrusion molding apparatus, the inside of the catalyst material filled in the cylinder and the air in the space are communicated with the inside of the cylinder to release air. A porous structure characterized by pressurizing the inside of a cylinder while pushing a piston while the air release valve is open, and after the inside of the cylinder reaches a predetermined pressure value, the air release valve is closed and extrusion molding is performed. Molding method of the molded body.

所定の圧力値が、９８.１ｋＰａ（ゲージ圧）以上である請求項１記載の成形方法。 The molding method according to claim 1, wherein the predetermined pressure value is 98.1 kPa (gauge pressure) or more.

押出し成形終了後、空気放出弁を開けてシリンダー内部に空気が取り入れられる状態にしてピストンを引き抜く請求項１または２記載の成形方法。 3. The molding method according to claim 1, wherein after the extrusion molding is finished, the piston is pulled out by opening the air release valve so that air is taken into the cylinder.

触媒用材料を充填するためのシリンダー、該シリンダー内に充填された触媒用材料を加圧するためのピストン、成形品に形状を付与するために該シリンダー先端に設けられたダイス、該シリンダー内の空気を放出しまたは空気を取り入れるための空気放出弁、該シリンダー内部が所定の圧力値に達したことを感知するための圧力計を有することを特徴とするピストン式押出し成形装置。Cylinders for filling the catalyst material, a piston for pressurizing the catalyst material filled in the cylinder, a die provided in the cylinder tip to impart a shape to the molded article, the air in the cylinder A piston-type extrusion molding apparatus comprising: an air release valve for releasing air or taking in air; and a pressure gauge for detecting that the inside of the cylinder has reached a predetermined pressure value.

シリンダーのピストン最先端到達部に少なくとも一つの前記空気放出弁を有する請求項４記載のピストン式押出し成形装置。 The piston-type extrusion molding apparatus according to claim 4, wherein at least one of the air release valves is provided at a piston front end portion of the cylinder.