JP4350958B2 - セラミックスシートの押し出し成形方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックスシートの押し出し成形方法及びその装置、特に例えば燃料電池の電解質やセパレータなどに使用される極薄・高精度のセラミックスシートを押し出し成形方法で製造するその製造方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、燃料電池の研究開発、実用化が盛んに行われており、その燃料電池の部品として、ランタン系材料やジルコニア系材料などの厚みが、０．１〜１．５ｍｍ±０．０５ｍｍの極めて薄くしかも高精度のセラミックスシートが、その電解質やセパレータなどに使用されてきている。
【０００３】
特許文献１に、繊維補強セメントの製造方法として、押し出し成形法によりセメントをパイプ状に押し出すと同時に軸方向に切開し、シート状に広げる技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６２−９０２０４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術は、厚みが２０ｍｍ程度の極めて厚いセメントのシート状成形方法であり、特許文献１に開示されているシート状成形方法では、例えば燃料電池の電解質やセパレータなどで使用する際に要求されるランタン系材料やジルコニア系材料などの厚みが０．１〜１．５ｍｍ±０．０５ｍｍの基準を満足するに足る高精度を保ちつつ、しかもうねり、切れ、曲がりのないセラミックスシートを得ることは、困難であった。
【０００６】
つまり、特許文献１に開示されたセメントをパイプ状に押し出すと同時に軸方向に切開し、シート状に広げる技法を、そのまま厚みが０．１〜１．５ｍｍ±０．０５ｍｍの極めて薄いセラミックスシートに転用して製造してみても、図１６に示されているように、シート状に広げる前段階のパイプ成形口金５１から押し出されるパイプ状のセラミックス成形体５２にはうねり５３が生じると共に、図示されていないがセラミックスシートに、切れ、曲がりが発生し、燃料電池の電解質やセパレータなどの使用に要求される高精度のセラミックスシートを成形することができなかった。
【０００７】
上記セラミックスシートに、うねり、切れ、曲がりが発生する原因を追求した結果、押し出し圧力分布が均一でないことによるものであることが判明し、うねり、切れ、曲がりの発生原因は押し出し流量のバラツキに起因することが解明された。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、特許文献１に開示されたセメントをパイプ状に押し出すと同時に軸方向に切開し、シート状に広げる技法に技術的改良を加え、厚みが２０ｍｍ程度の厚いシートの成形では考慮するには及ばないが、極めて薄いセラミックスシートを製造する際に発生するうねり、切れ、曲がり等の種々の技術的欠陥を克服し、燃料電池の電解質やセパレータなどの使用に要求される厚みが０．１〜１．５ｍｍ±０．０５ｍｍの高精度を保ちつつ、うねり、切れ、曲がりのないセラミックスシートを連続的に成形することができるセラミックスシートの押し出し成形方法及びその装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このために、本発明のセラミックスシートの押し出し成形方法は、押し出し成形法によりセラミックス坏土をパイプ状に押し出すと共にその軸方向に切開し、シート状に成形するセラミックスシートの押し出し成形方法において、セラミックス坏土を口金でパイプ状に押し出すに当たって、セラミックス成形体を形成する口金の環状成形部位に流れるセラミックス坏土の流量が均一化されるべく、セラミックス坏土を取り込む複数個の流入口の実質的な断面積をそれぞれ自在に調整可能な押し出し流量調整機構を介して押し出され、或いはさらに、セラミックス成形体を形成する口金の環状成形部位に流れるセラミックス坏土を所定の厚さのパイプ状の形状に成形する成形流路にセラミックス坏土の押し出し圧力を均一化する溜め部を介して押し出されるように制御されてなり、パイプ状のセラミックス成形体を成形するようにしたことを特徴としている。
【００１０】
そして、本発明のセラミックスシートの押し出し成形装置は、セラミックス坏土を所定の厚さのパイプ状の形状に成形する口金を備え、シリンダ内に設けられた押し出し機構でセラミックス坏土を口金に押し出すと共に、口金から射出されるパイプ状のセラミックス成形体をその軸方向に切開し、シート状に成形するセラミックスシートの押し出し成形装置において、シリンダ内に設けられた押し出し機構で押し出される環状成形部位でのセラミックス坏土の押し出し流量を均一化するべく、セラミックス坏土を取り込む複数個の流入口の実質的な断面積をそれぞれ自在に調整可能な押し出し流量調整機構が口金に設けられてなり、パイプ状のセラミックス成形体を成形するようにしたことを特徴としている。
【００１１】
また、本発明のセラミックスシートの押し出し成形装置は、セラミックス坏土を所定の厚さのパイプ状の形状に成形する口金を備え、シリンダ内に設けられた押し出し機構でセラミックス坏土を口金に押し出すと共に、口金から射出されるパイプ状のセラミックス成形体をその軸方向に切開し、シート状に成形するセラミックスシートの押し出し成形装置において、シリンダ内に設けられた押し出し機構で押し出される環状成形部位でのセラミックス坏土の押し出し流量を均一化するべく、セラミックス坏土を取り込む複数個の流入口の実質的な断面積をそれぞれ自在に調整可能な押し出し流量調整機構が口金に設けられてなると共に、セラミックス坏土を所定の厚さのパイプ状の形状に成形する成形流路にセラミックス坏土の押し出し圧力を均一化する溜め部が口金に設けられてなり、パイプ状のセラミックス成形体を成形するようにしたことを特徴としている。
【００１２】
そして、セラミックスシートの押し出し成形が水平方向で行われる場合には、上記口金は、その射出部に、押し出されるセラミックス成形体を保持する支え冶具を備えている。
【００１３】
また、上記支え冶具は、先端部が閉鎖された円筒状のその材質がポーラス材でなり、口金内に設けられた通気穴を介して送られ、ポーラス材の表面から吹き出される空気でセラミックス成形体と支え冶具との摩擦抵抗を低減せしめてもよく、さらにその表面に空気を吹き出す複数個の穴が形成されてなり、当該穴から吹き出される空気で、セラミックス成形体と支え冶具との摩擦抵抗を低減せしめてもよい。
【００１４】
セラミックスシートの押し出し成形が水平方向で行われる場合には、上記支え冶具は、その先端部に、セラミックス成形体を連続して切開し、シート状に広げる開き装置を備えている。
【００１５】
セラミックスシートの押し出し成形が重力方向で行われる場合には、水平方向のシリンダと口金との間に、セラミックス坏土の押し出し方向を水平方向から重力方向に変える方向変換冶具を備えている。
【００１６】
このとき、すなわちセラミックスシートの押し出し成形が重力方向で行われる場合には、上記口金は、その射出部の次段に、セラミックス成形体を連続して切開し、シート状に広げる開き装置を備えている。
【００１７】
口金に設けられた押し出し流量調整機構による調整で、セラミックス坏土の押し出し流量が環状成形部位で均一化して押し出されるように制御され、シート状に広げられる前の段階のパイプ状のセラミックス成形体にうねり、切れ、曲がりなどの発生を抑制することができる。開き装置を有するので、高精度の極薄セラミックスシートを連続的に製造することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るセラミックスシートの押し出し成形装置の主要部分の一実施例構成断面図を示している。
【００１９】
同図において、セラミックス坏土１を口金２に押し流す押流し機構３の先端部を構成するシリンダ４は、その内部にスクリュウ５が設けられていて、スクリュウ５の回転によってセラミックス坏土１が口金２側に押し流される。
【００２０】
口金２には、フランジ６を有する円柱部７のその軸の先端中心部に窪んだ形態で、円錐体８が形成されている。円錐体８の根元には円錐体８の軸を中心とする同一円上に複数個の裏穴９が穿設され、これらの各裏穴９に連なってセラミックス坏土１をパイプ状のセラミックス成形体１０に形成する環状成形部位の環状スリット１１が設けられている。複数個の各裏穴９と環状スリット１１との連結部分には、押し出し材料の溜め部１２が設けられ、成形する際押し出し圧力を均一化するようになっている。この溜め部１２は必ずしも設けなくてはならないものではない。そしてこの複数個の各裏穴９と環状スリット１１との連結部分や溜め部１２については、後程詳しく説明する。
【００２１】
口金２のフランジ６は、押流し機構３のシリンダ４に設けられたフランジ１３に固着されるようなっている。口金２の押流し機構３と反対側には、環状スリット１１から押し出されたパイプ状のセラミックス成形体１０の形状が自重で崩れないように、すなわちセラミックス成形体１０の形状変形から生じるうねり、切れ、曲がりが生じないように円筒状の支え冶具１４が取り付けられている。
【００２２】
裏穴９の入口部、すなわち円錐体８の根元には、それぞれの裏穴９に対応して、裏穴９に流入するセラミックス坏土１の坏土量を調整する押し出し流量調整機構１５が配設されている。この押し出し流量調整機構１５として、上記裏穴９の入口部、すなわち円錐体８の根元位置に穿設されたねじ穴に螺合するネジ１６が用いられ、ネジ１６を回転することにより裏穴９の入口部を開閉し、裏穴９に流入するセラミックス坏土１の坏土量を微調整することができるようになっている。
【００２３】
複数個の各裏穴９に対応してこの押し出し流量調整機構１５をそれぞれ設けたことにより、押し出し材料の流動性が部分的に変わっても、裏穴９に流入するセラミックス坏土１の坏土量を調整するネジ１６の回転で、環状スリット１１から射出される押し出し材料の押し出し速度を環状スリット１１全体にわたって均一にすることができ、例えば０．５〜１．５ｍｍの極めて薄い厚みのパイプ状のセラミックス成形体１０の成形において、その押し出し速度の不均一さから生じるうねり、曲がり、切れの発生がない成形が可能となる。
【００２４】
図２は本発明の押し出し流量調整機構を備えた口金の一実施例組立図を示している。
【００２５】
同図において、口金２は、フランジ部材１７、流量調整部材１８、外径形成部材１９及び内径形成部材２０を備えると共に、流量調整部材１８に螺合され回転自在に設けられたネジ１６、そしてシリンダ４のフランジ１３に対し上記４つのフランジ部材１７、流量調整部材１８、外径形成部材１９及び内径形成部材２０を一体化して取り付けるネジなどを備えて構成される。
【００２６】
フランジ部材１７は、図１に示されたフランジ６を形成するため略環状形状をなしている。
【００２７】
流量調整部材１８は、図３の図４におけるＡＯＢ断面図、図４の正面図、図５の図４におけるその裏面図に示されているように、中心部に突出した形態で形成された円錐体８とこの円錐体８に連なっている円板部２２とを具備した形状を有している。円錐体８の根元には当該円錐体８の軸を中心とする同一円上に複数個、この実施例では１８個の裏穴９が穿設され、これらの各裏穴９に対応し、かつ中心部に形成された円錐体８の根元位置にくるようにして、円板部２２の円中心から放射状にねじ穴２３が、円板部２２にそれぞれ設けられている。円錐体８と反対側の円板部２２には、上記同一円上に設けられた複数個の各裏穴９と連結する円形の、断面が台形をなす連結溝２４が設けられている。この円形の連結溝２４と各裏穴９とが連結し連通する位置を連結部分という。また円板部２２には嵌合凹部２５が設けられると共にその中心部にねじ穴２６が切られている。２７は取り付けねじ用穴である。
【００２８】
外径形成部材１９は、図６の正面断面図、図７のその右側面図に示されているように、リング形状を有している。外径形成部材１９の中央部に設けられた直径Ｄ１の穴２８には、図６図示の如くテーパ部２９が穴２８の全周にわたって形成されている。３０は取り付けねじ用穴である。
【００２９】
内径形成部材２０は、図８の正面断面図、図９のその右側面図に示されているように、直径Ｄ２の円形状をなし、中央部に取り付けねじ用穴３１が設けられると共に、図３に示された嵌合凹部２５と係合し環状スリット１１を形成する嵌合凸部３２と２つのねじ穴３３とを有し、図８図示の如くテーパ部３４が外周面全周にわたって形成されている。
【００３０】
このような形状を有する４つのフランジ部材１７、流量調整部材１８、外径形成部材１９及び内径形成部材２０を一体化して取り付けるネジでシリンダ４のフランジ１３に取り付けると、一体化された４つのフランジ部材１７、流量調整部材１８、外径形成部材１９及び内径形成部材２０が、図１図示の口金２を構成する。但し流量調整部材１８の、断面が台形の連結溝２４、外径形成部材１９に形成されたテーパ部２９及び内径形成部材２０に形成されたテーパ部３４によって、円板部２２の円形の連結溝２４と各裏穴９とが連結し連通する連結部分には、図２図示の如く紡錘形状の溜め部１２が形成され、また外径形成部材１９の中央部に設けられた直径Ｄ１の穴２８と直径Ｄ２の内径形成部材２０の外周面とによって、セラミックス成形体１０の厚みを決定する環状スリット１１が形成される。この説明から明らかなように、内径形成部材２０の直径Ｄ２を変えることにより、セラミックス成形体１０の厚みを自由に設定することができる。
【００３１】
図１０はパイプ状のセラミックス成形体をシート状に広げる開き冶具の一実施例説明図を示している。
【００３２】
開き冶具３５は図１０図示の形状を備えており、その一端部３６は支え冶具１４に連結されるようになっている。開き冶具３５の一端部３６から他端にかけてテーパ状に広がる流線形状部３７が形成されている。パイプ状に成形されたセラミックス成形体１０が当該開き冶具３５に押し出され、カッタ３８によって連続的に切り開かれると、テーパ状に広がる流線形状部３７によって徐々に広げられ、シート状にまで広げられるようになっている。
【００３３】
カッタ３８の刃は、極薄のセラミックス成形体を切り開くために、刃先の角度及びセラミックス成形体１０に対する設置角度が限定される。すなわち刃先の角度は０．１〜０．３度が望ましく、またセラミックス成形体１０に対する設置角度は１０〜２０度とすることが望ましい。又カッタ３８の刃に換え、ピアノ線をセットして切断することもできる。
【００３４】
このようにパイプ状からシート状に切り開く際に、セラミックス成形体１０は常にテーパ状に広がる流線形状部３７に沿った支えとなっており、シートに切り開く形状変形の際に生じる虞のあるうねりや曲がりを防止することもできる。
【００３５】
図１１は本発明に係るセラミックスシートの押し出し成形装置の主要構成図を用いてセラミックス坏土１がパイプ状のセラミックス成形体を経てシートに成形される工程を簡単に説明する。
【００３６】
シリンダ４内のセラミックス坏土１は、スクリュウ５の回転によって口金２側に押し流される。口金２に導入されたセラミックス坏土１は、各押流し機構３を経て対応の裏穴９に入り、溜め部１２に一時的に貯蔵され、その後環状スリット１１に入り、パイプ状のセラミックス成形体１０に形成される。環状スリット１１でパイプ状に形成されたセラミックス成形体１０は口金２から押し出され、円筒状の支え冶具１４に支えられながら更に押し出される。支え冶具１４の適宜の位置に配設されているカッタ３８によって切り開かれると、次段に設けられている開き冶具３５に到達し、開き冶具３５のテーパ状に広がる流線形状部３７によって徐々に広げられ、シート状にまで広げられる。
【００３７】
これらの工程は連続的に行うことができるので、連続したセラミックスシートを製造でき、必要に応じ所望の寸法に自動切断されることにより、正方形及び矩形のシートをも製造することができる。
【００３８】
この説明から分かるように、口金２から射出されたセラミックス成形体１０は、その形が崩れないように支え冶具１４及び開き冶具３５で保持されている構成となっている。
【００３９】
そして裏穴９の入口部、すなわち円錐体８の根元には、それぞれの裏穴９に対応して、裏穴９に流入するセラミックス坏土１の坏土量を調整する押し出し流量調整機構１５が配設されているので、ネジ１６を回転することにより裏穴９の入口部を開閉し、裏穴９に流入するセラミックス坏土１の坏土量を微調整することができ、これにより押し出し材料の流動性が部分的に変わっても、環状スリット１１から射出される押し出し材料の押し出し速度を環状スリット１１の各所全体にわたって均一化すること、すなわちセラミックス坏土１の押し出し圧力分布の差異をなくすことができ、口金２から射出されるパイプ状のセラミックス成形体１０にうねり、曲がり、切れのない成形が可能となる。
【００４０】
図１２は本発明に係るセラミックスシートの押し出し成形装置の他の実施例主要構成図を示している。
【００４１】
同図において、図１と同じものは同一の符号が付されており、図１と異なる所は、支え冶具４０の材質とその形状、そして口金２に通気穴４１が設けられている点である。
【００４２】
支え冶具４０は先端部が閉鎖された円筒状を有しており、微小な穴を多数備えたポーラス材が用いられている。口金２内に設けられた通気穴４１を介して送られてきた空気が、微小な穴を多数備えたポーラス材の支え冶具４０内に導入されると、微小な穴を多数備えたポーラス材の表面から吹き出される空気で、セラミックス成形体１０と支え冶具４０との摩擦抵抗を低減せしめ、セラミックス成形体１０が支え冶具４０の表面に貼り付くことなくスムースに押し出されることができる。この支え冶具４０の表面に貼り付くことのないスムースな押し出しにより、セラミックス成形体１０にうねり、曲がりの発生をなくすことができる。
【００４３】
図１３は支え冶具の他の実施例説明図である。
【００４４】
同図において、支え冶具４２は、摩擦抵抗を減らすために穴４３を設けても良い。また、当該穴４３から吹き出される空気で、セラミックス成形体１０と支え冶具４２との摩擦抵抗を低減せしめ、セラミックス成形体１０が支え冶具４２の表面に貼り付くことなくスムースに押し出されることができる。この支え冶具４２の形状は、図１２の支え冶具４０と同様に、先端部が閉鎖された円筒状である。この穴４３を有する支え冶具４２は、図１２の支え冶具４０と同様のポーラス材の材質を用いてもよく、また一般的な材質のものにも用いられる。また穴４３の形状は丸穴の他、細長の角穴状でも、又格子状でも同等の効果を得ることができる。
【００４５】
図１４は本発明に係るセラミックスシートの押し出し成形装置の他の実施例主要構成図を示している。
【００４６】
同図において、図１，図１１と同じものは同一の符号が付されている。
【００４７】
図１４のものは、セラミックスシートの押し出し成形が重力方向で行われるときに用いられ、図１や図１１では水平方向にセラミックスシートの押し出し成形がなされるその水平方向のシリンダ４と口金２との間に、セラミックス坏土１の押し出し方向を水平方向からその垂直方向、すなわち重力方向に変える方向変換冶具４４を備えている。
【００４８】
セラミックスシートの押し出し成形が重力方向で行われるこの場合には、自重による変形が少ないので、極く薄厚の成形に有効である。上記口金２には、図１や図１２で示された支え冶具１４や４０を省略し、直接開き冶具３５が取り付けられる。
【００４９】
図１５は本発明を用いて成形されたシートのシート厚に対する一実施例比較説明図を示している。
【００５０】
同図において、その結果はランタン系材料やジルコニア系材料で実験が行われたもので、丸印は良好、すなわちうねり、切れ、曲がりのないセラミックスシートを成形することができることを表し、ばつ印は不良、すなわちうねり、切れ、曲がりの少なくともいずれか１つが発生するセラミックスシートの成形を表している。
【００５１】
図１５から、総てなしの従来技術を用いたものは、厚み５ｍｍのシートを得るのが限界であったが、本発明の各種の装置や冶具を用いることによって、厚み０．２ｍｍのシートを実現することができた。
【００５２】
また、押し出し流量調整機構の有無によるシート成形の良否は、上記で説明の押し出し流量の不均一にあり、押し出し流量調整機構１５を設けることにより、セラミックス坏土１の押し出し流量が均一化され、口金２から射出されるパイプ状のセラミックス成形体１０の形成において、うねり、曲がり、切れのない成形が実現することを表している。
【００５３】
押し出し流量調整機構１５は、ネジ１６によって裏穴９の入口部を塞ぐ面積を増減するようにしているが、当該押し出し流量調整機構１５はネジ１６よる機構に限られるものではなく、裏穴９の入口部を塞ぐ面積を増減させる機構であれば、どの様な機構であってもよい。
【００５４】
なお、押し出し原料として、ランタン系材料やジルコニア系材料のセラミックスで説明してきたが、ランタン系材料やジルコニア系材料の他に窒化珪素、炭化珪素、アルミナ等の一般的なセラミックスや、燃料電池に使われる酸化ニッケル、金属ニッケル、酸化ニッケル・イットリア安定化ジルコニア（ＮｉＯ−ＹＳＺ）、酸化ニッケル・セリウムサマリウムオキサイド（ＮｉＯ−ＳＤＣ）、酸化ニッケル・セリウムカドニウムオキサイド（ＮｉＯ−ＧＤＣ）、ランタンストロンチウムマグネシウムオキサイド、ランタンストロンマンガナイト、ランタンストロンコバルタイト、ランタンストロンチウムガリウムオキサイド、ランタンストロンチウムガリウムマグネシウムコバルタイトオキサイド、サマリウムコバルタイトが、好適に使用されるが、これらは本発明の実施の形態において適宜に選択されるものであって、これらに限定されるものではない。
【００５５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、口金での押し出し流量を均一化するように押し出し流量調整機構を設けたので、シート状に広げる全段階としての口金から射出されるパイプ状のセラミックス成形体の成形において、うねり、曲がり、切れのない成形ができ、したがって、うねり、曲がり、切れのない極薄シートを高精度で成形することができる。
【００５６】
口金の射出部に支え冶具を設けたので、パイプ状のセラミックス成形体の自重による形崩れをなくすことができ、したがって、うねり、曲がり、切れのない極薄シートを高精度で成形することができる。
【００５７】
支え冶具にポーラス材を用い、ポーラス材から空気を吹き出すようにしたので、或いはパイプ状のセラミックス成形体が接触する支え冶具の表面に複数個の穴を設け、この穴から空気を吹き出すようにしたので、パイプ状のセラミックス成形体が支え冶具に貼り付くことがなくなり、また支え冶具とパイプ状のセラミックス成形体との摩擦抵抗が低減し、パイプ状のセラミックス成形体をスムースに押し出すことができ、したがって、うねり、曲がり、切れのない極薄シートを高精度で成形することができる。
【００５８】
水平方向で処理される場合は、支え冶具の端末にカッタと開き冶具を設ることにより、パイプ状のセラミックス成形体を連続的に切開してシート状に広げることができ、シートの連続製造ができる。
【００５９】
一方、方向変換冶具を設け、水平方向からその垂直方向の重力方向に押し流されるセラミックス坏土を口金に流入する重力方向の成形処理がされる場合には、パイプ状のセラミックス成形体は自重による変形が少ないので、支え冶具を用いることなく口金の射出部に直接開き冶具を設ることができ、より薄いシートを精度良く、連続的に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るセラミックスシートの押し出し成形装置の主要部分の一実施例構成断面図である。
【図２】本発明の押し出し流量調整機構を備えた口金の一実施例組立図である。
【図３】図４におけるＡＯＢ断面図である。
【図４】流量調整部材の正面図である。
【図５】図４におけるその裏面図である。
【図６】外径形成部材の正面断面図ある。
【図７】外径形成部材の右側面図である。
【図８】内径形成部材の正面断面図である。
【図９】内径形成部材の右側面図である。
【図１０】パイプ状のセラミックス成形体をシート状に広げる開き冶具の一実施例説明図である。
【図１１】本発明に係るセラミックスシートの押し出し成形装置の主要構成図である。
【図１２】本発明に係るセラミックスシートの押し出し成形装置の他の実施例主要構成図である。
【図１３】支え冶具の他の実施例説明図である。
【図１４】本発明に係るセラミックスシートの押し出し成形装置の他の実施例主要構成図である。
【図１５】本発明を用いて成形されたシートのシート厚に対する一実施例比較説明図である。
【図１６】従来装置によるシート形成状況説明図である。
【符号の説明】
１ セラミックス坏土
２ 口金
３ 押流し機構
４ シリンダ
５ スクリュウ
９ 裏穴
１０ セラミックス成形体
１１ 環状スリット
１２ 溜め部
１４ 支え冶具
１５ 押し出し流量調整機構
１６ ネジ
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックスシートの押し出し成形方法及びその装置、特に例えば燃料電池の電解質やセパレータなどに使用される極薄・高精度のセラミックスシートを押し出し成形方法で製造するその製造方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、燃料電池の研究開発、実用化が盛んに行われており、その燃料電池の部品として、ランタン系材料やジルコニア系材料などの厚みが、０．１〜１．５ｍｍ±０．０５ｍｍの極めて薄くしかも高精度のセラミックスシートが、その電解質やセパレータなどに使用されてきている。
【０００３】
特許文献１に、繊維補強セメントの製造方法として、押し出し成形法によりセメントをパイプ状に押し出すと同時に軸方向に切開し、シート状に広げる技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６２−９０２０４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術は、厚みが２０ｍｍ程度の極めて厚いセメントのシート状成形方法であり、特許文献１に開示されているシート状成形方法では、例えば燃料電池の電解質やセパレータなどで使用する際に要求されるランタン系材料やジルコニア系材料などの厚みが０．１〜１．５ｍｍ±０．０５ｍｍの基準を満足するに足る高精度を保ちつつ、しかもうねり、切れ、曲がりのないセラミックスシートを得ることは、困難であった。
【０００６】
つまり、特許文献１に開示されたセメントをパイプ状に押し出すと同時に軸方向に切開し、シート状に広げる技法を、そのまま厚みが０．１〜１．５ｍｍ±０．０５ｍｍの極めて薄いセラミックスシートに転用して製造してみても、図１６に示されているように、シート状に広げる前段階のパイプ成形口金５１から押し出されるパイプ状のセラミックス成形体５２にはうねり５３が生じると共に、図示されていないがセラミックスシートに、切れ、曲がりが発生し、燃料電池の電解質やセパレータなどの使用に要求される高精度のセラミックスシートを成形することができなかった。
【０００７】
上記セラミックスシートに、うねり、切れ、曲がりが発生する原因を追求した結果、押し出し圧力分布が均一でないことによるものであることが判明し、うねり、切れ、曲がりの発生原因は押し出し流量のバラツキに起因することが解明された。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、特許文献１に開示されたセメントをパイプ状に押し出すと同時に軸方向に切開し、シート状に広げる技法に技術的改良を加え、厚みが２０ｍｍ程度の厚いシートの成形では考慮するには及ばないが、極めて薄いセラミックスシートを製造する際に発生するうねり、切れ、曲がり等の種々の技術的欠陥を克服し、燃料電池の電解質やセパレータなどの使用に要求される厚みが０．１〜１．５ｍｍ±０．０５ｍｍの高精度を保ちつつ、うねり、切れ、曲がりのないセラミックスシートを連続的に成形することができるセラミックスシートの押し出し成形方法及びその装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このために、本発明のセラミックスシートの押し出し成形方法は、押し出し成形法によりセラミックス坏土をパイプ状に押し出すと共にその軸方向に切開し、シート状に成形するセラミックスシートの押し出し成形方法において、セラミックス坏土を口金でパイプ状に押し出すに当たって、セラミックス成形体を形成する口金の環状成形部位に流れるセラミックス坏土の流量が均一化されるべく、セラミックス坏土を取り込む複数個の流入口の実質的な断面積をそれぞれ自在に調整可能な押し出し流量調整機構を介して押し出され、或いはさらに、セラミックス成形体を形成する口金の環状成形部位に流れるセラミックス坏土を所定の厚さのパイプ状の形状に成形する成形流路にセラミックス坏土の押し出し圧力を均一化する溜め部を介して押し出されるように制御されてなり、パイプ状のセラミックス成形体を成形するようにしたことを特徴としている。
【００１０】
そして、本発明のセラミックスシートの押し出し成形装置は、セラミックス坏土を所定の厚さのパイプ状の形状に成形する口金を備え、シリンダ内に設けられた押し出し機構でセラミックス坏土を口金に押し出すと共に、口金から射出されるパイプ状のセラミックス成形体をその軸方向に切開し、シート状に成形するセラミックスシートの押し出し成形装置において、シリンダ内に設けられた押し出し機構で押し出される環状成形部位でのセラミックス坏土の押し出し流量を均一化するべく、セラミックス坏土を取り込む複数個の流入口の実質的な断面積をそれぞれ自在に調整可能な押し出し流量調整機構が口金に設けられてなり、パイプ状のセラミックス成形体を成形するようにしたことを特徴としている。
【００１１】
また、本発明のセラミックスシートの押し出し成形装置は、セラミックス坏土を所定の厚さのパイプ状の形状に成形する口金を備え、シリンダ内に設けられた押し出し機構でセラミックス坏土を口金に押し出すと共に、口金から射出されるパイプ状のセラミックス成形体をその軸方向に切開し、シート状に成形するセラミックスシートの押し出し成形装置において、シリンダ内に設けられた押し出し機構で押し出される環状成形部位でのセラミックス坏土の押し出し流量を均一化するべく、セラミックス坏土を取り込む複数個の流入口の実質的な断面積をそれぞれ自在に調整可能な押し出し流量調整機構が口金に設けられてなると共に、セラミックス坏土を所定の厚さのパイプ状の形状に成形する成形流路にセラミックス坏土の押し出し圧力を均一化する溜め部が口金に設けられてなり、パイプ状のセラミックス成形体を成形するようにしたことを特徴としている。
【００１２】
そして、セラミックスシートの押し出し成形が水平方向で行われる場合には、上記口金は、その射出部に、押し出されるセラミックス成形体を保持する支え冶具を備えている。
【００１３】
また、上記支え冶具は、先端部が閉鎖された円筒状のその材質がポーラス材でなり、口金内に設けられた通気穴を介して送られ、ポーラス材の表面から吹き出される空気でセラミックス成形体と支え冶具との摩擦抵抗を低減せしめてもよく、さらにその表面に空気を吹き出す複数個の穴が形成されてなり、当該穴から吹き出される空気で、セラミックス成形体と支え冶具との摩擦抵抗を低減せしめてもよい。
【００１４】
セラミックスシートの押し出し成形が水平方向で行われる場合には、上記支え冶具は、その先端部に、セラミックス成形体を連続して切開し、シート状に広げる開き装置を備えている。
【００１５】
セラミックスシートの押し出し成形が重力方向で行われる場合には、水平方向のシリンダと口金との間に、セラミックス坏土の押し出し方向を水平方向から重力方向に変える方向変換冶具を備えている。
【００１６】
このとき、すなわちセラミックスシートの押し出し成形が重力方向で行われる場合には、上記口金は、その射出部の次段に、セラミックス成形体を連続して切開し、シート状に広げる開き装置を備えている。
【００１７】
口金に設けられた押し出し流量調整機構による調整で、セラミックス坏土の押し出し流量が環状成形部位で均一化して押し出されるように制御され、シート状に広げられる前の段階のパイプ状のセラミックス成形体にうねり、切れ、曲がりなどの発生を抑制することができる。開き装置を有するので、高精度の極薄セラミックスシートを連続的に製造することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るセラミックスシートの押し出し成形装置の主要部分の一実施例構成断面図を示している。
【００１９】
同図において、セラミックス坏土１を口金２に押し流す押流し機構３の先端部を構成するシリンダ４は、その内部にスクリュウ５が設けられていて、スクリュウ５の回転によってセラミックス坏土１が口金２側に押し流される。
【００２０】
口金２には、フランジ６を有する円柱部７のその軸の先端中心部に窪んだ形態で、円錐体８が形成されている。円錐体８の根元には円錐体８の軸を中心とする同一円上に複数個の裏穴９が穿設され、これらの各裏穴９に連なってセラミックス坏土１をパイプ状のセラミックス成形体１０に形成する環状成形部位の環状スリット１１が設けられている。複数個の各裏穴９と環状スリット１１との連結部分には、押し出し材料の溜め部１２が設けられ、成形する際押し出し圧力を均一化するようになっている。この溜め部１２は必ずしも設けなくてはならないものではない。そしてこの複数個の各裏穴９と環状スリット１１との連結部分や溜め部１２については、後程詳しく説明する。
【００２１】
口金２のフランジ６は、押流し機構３のシリンダ４に設けられたフランジ１３に固着されるようなっている。口金２の押流し機構３と反対側には、環状スリット１１から押し出されたパイプ状のセラミックス成形体１０の形状が自重で崩れないように、すなわちセラミックス成形体１０の形状変形から生じるうねり、切れ、曲がりが生じないように円筒状の支え冶具１４が取り付けられている。
【００２２】
裏穴９の入口部、すなわち円錐体８の根元には、それぞれの裏穴９に対応して、裏穴９に流入するセラミックス坏土１の坏土量を調整する押し出し流量調整機構１５が配設されている。この押し出し流量調整機構１５として、上記裏穴９の入口部、すなわち円錐体８の根元位置に穿設されたねじ穴に螺合するネジ１６が用いられ、ネジ１６を回転することにより裏穴９の入口部を開閉し、裏穴９に流入するセラミックス坏土１の坏土量を微調整することができるようになっている。
【００２３】
複数個の各裏穴９に対応してこの押し出し流量調整機構１５をそれぞれ設けたことにより、押し出し材料の流動性が部分的に変わっても、裏穴９に流入するセラミックス坏土１の坏土量を調整するネジ１６の回転で、環状スリット１１から射出される押し出し材料の押し出し速度を環状スリット１１全体にわたって均一にすることができ、例えば０．５〜１．５ｍｍの極めて薄い厚みのパイプ状のセラミックス成形体１０の成形において、その押し出し速度の不均一さから生じるうねり、曲がり、切れの発生がない成形が可能となる。
【００２４】
図２は本発明の押し出し流量調整機構を備えた口金の一実施例組立図を示している。
【００２５】
同図において、口金２は、フランジ部材１７、流量調整部材１８、外径形成部材１９及び内径形成部材２０を備えると共に、流量調整部材１８に螺合され回転自在に設けられたネジ１６、そしてシリンダ４のフランジ１３に対し上記４つのフランジ部材１７、流量調整部材１８、外径形成部材１９及び内径形成部材２０を一体化して取り付けるネジなどを備えて構成される。
【００２６】
フランジ部材１７は、図１に示されたフランジ６を形成するため略環状形状をなしている。
【００２７】
流量調整部材１８は、図３の図４におけるＡＯＢ断面図、図４の正面図、図５の図４におけるその裏面図に示されているように、中心部に突出した形態で形成された円錐体８とこの円錐体８に連なっている円板部２２とを具備した形状を有している。円錐体８の根元には当該円錐体８の軸を中心とする同一円上に複数個、この実施例では１８個の裏穴９が穿設され、これらの各裏穴９に対応し、かつ中心部に形成された円錐体８の根元位置にくるようにして、円板部２２の円中心から放射状にねじ穴２３が、円板部２２にそれぞれ設けられている。円錐体８と反対側の円板部２２には、上記同一円上に設けられた複数個の各裏穴９と連結する円形の、断面が台形をなす連結溝２４が設けられている。この円形の連結溝２４と各裏穴９とが連結し連通する位置を連結部分という。また円板部２２には嵌合凹部２５が設けられると共にその中心部にねじ穴２６が切られている。２７は取り付けねじ用穴である。
【００２８】
外径形成部材１９は、図６の正面断面図、図７のその右側面図に示されているように、リング形状を有している。外径形成部材１９の中央部に設けられた直径Ｄ１の穴２８には、図６図示の如くテーパ部２９が穴２８の全周にわたって形成されている。３０は取り付けねじ用穴である。
【００２９】
内径形成部材２０は、図８の正面断面図、図９のその右側面図に示されているように、直径Ｄ２の円形状をなし、中央部に取り付けねじ用穴３１が設けられると共に、図３に示された嵌合凹部２５と係合し環状スリット１１を形成する嵌合凸部３２と２つのねじ穴３３とを有し、図８図示の如くテーパ部３４が外周面全周にわたって形成されている。
【００３０】
このような形状を有する４つのフランジ部材１７、流量調整部材１８、外径形成部材１９及び内径形成部材２０を一体化して取り付けるネジでシリンダ４のフランジ１３に取り付けると、一体化された４つのフランジ部材１７、流量調整部材１８、外径形成部材１９及び内径形成部材２０が、図１図示の口金２を構成する。但し流量調整部材１８の、断面が台形の連結溝２４、外径形成部材１９に形成されたテーパ部２９及び内径形成部材２０に形成されたテーパ部３４によって、円板部２２の円形の連結溝２４と各裏穴９とが連結し連通する連結部分には、図２図示の如く紡錘形状の溜め部１２が形成され、また外径形成部材１９の中央部に設けられた直径Ｄ１の穴２８と直径Ｄ２の内径形成部材２０の外周面とによって、セラミックス成形体１０の厚みを決定する環状スリット１１が形成される。この説明から明らかなように、内径形成部材２０の直径Ｄ２を変えることにより、セラミックス成形体１０の厚みを自由に設定することができる。
【００３１】
図１０はパイプ状のセラミックス成形体をシート状に広げる開き冶具の一実施例説明図を示している。
【００３２】
開き冶具３５は図１０図示の形状を備えており、その一端部３６は支え冶具１４に連結されるようになっている。開き冶具３５の一端部３６から他端にかけてテーパ状に広がる流線形状部３７が形成されている。パイプ状に成形されたセラミックス成形体１０が当該開き冶具３５に押し出され、カッタ３８によって連続的に切り開かれると、テーパ状に広がる流線形状部３７によって徐々に広げられ、シート状にまで広げられるようになっている。
【００３３】
カッタ３８の刃は、極薄のセラミックス成形体を切り開くために、刃先の角度及びセラミックス成形体１０に対する設置角度が限定される。すなわち刃先の角度は０．１〜０．３度が望ましく、またセラミックス成形体１０に対する設置角度は１０〜２０度とすることが望ましい。又カッタ３８の刃に換え、ピアノ線をセットして切断することもできる。
【００３４】
このようにパイプ状からシート状に切り開く際に、セラミックス成形体１０は常にテーパ状に広がる流線形状部３７に沿った支えとなっており、シートに切り開く形状変形の際に生じる虞のあるうねりや曲がりを防止することもできる。
【００３５】
図１１は本発明に係るセラミックスシートの押し出し成形装置の主要構成図を用いてセラミックス坏土１がパイプ状のセラミックス成形体を経てシートに成形される工程を簡単に説明する。
【００３６】
シリンダ４内のセラミックス坏土１は、スクリュウ５の回転によって口金２側に押し流される。口金２に導入されたセラミックス坏土１は、各押流し機構３を経て対応の裏穴９に入り、溜め部１２に一時的に貯蔵され、その後環状スリット１１に入り、パイプ状のセラミックス成形体１０に形成される。環状スリット１１でパイプ状に形成されたセラミックス成形体１０は口金２から押し出され、円筒状の支え冶具１４に支えられながら更に押し出される。支え冶具１４の適宜の位置に配設されているカッタ３８によって切り開かれると、次段に設けられている開き冶具３５に到達し、開き冶具３５のテーパ状に広がる流線形状部３７によって徐々に広げられ、シート状にまで広げられる。
【００３７】
これらの工程は連続的に行うことができるので、連続したセラミックスシートを製造でき、必要に応じ所望の寸法に自動切断されることにより、正方形及び矩形のシートをも製造することができる。
【００３８】
この説明から分かるように、口金２から射出されたセラミックス成形体１０は、その形が崩れないように支え冶具１４及び開き冶具３５で保持されている構成となっている。
【００３９】
そして裏穴９の入口部、すなわち円錐体８の根元には、それぞれの裏穴９に対応して、裏穴９に流入するセラミックス坏土１の坏土量を調整する押し出し流量調整機構１５が配設されているので、ネジ１６を回転することにより裏穴９の入口部を開閉し、裏穴９に流入するセラミックス坏土１の坏土量を微調整することができ、これにより押し出し材料の流動性が部分的に変わっても、環状スリット１１から射出される押し出し材料の押し出し速度を環状スリット１１の各所全体にわたって均一化すること、すなわちセラミックス坏土１の押し出し圧力分布の差異をなくすことができ、口金２から射出されるパイプ状のセラミックス成形体１０にうねり、曲がり、切れのない成形が可能となる。
【００４０】
図１２は本発明に係るセラミックスシートの押し出し成形装置の他の実施例主要構成図を示している。
【００４１】
同図において、図１と同じものは同一の符号が付されており、図１と異なる所は、支え冶具４０の材質とその形状、そして口金２に通気穴４１が設けられている点である。
【００４２】
支え冶具４０は先端部が閉鎖された円筒状を有しており、微小な穴を多数備えたポーラス材が用いられている。口金２内に設けられた通気穴４１を介して送られてきた空気が、微小な穴を多数備えたポーラス材の支え冶具４０内に導入されると、微小な穴を多数備えたポーラス材の表面から吹き出される空気で、セラミックス成形体１０と支え冶具４０との摩擦抵抗を低減せしめ、セラミックス成形体１０が支え冶具４０の表面に貼り付くことなくスムースに押し出されることができる。この支え冶具４０の表面に貼り付くことのないスムースな押し出しにより、セラミックス成形体１０にうねり、曲がりの発生をなくすことができる。
【００４３】
図１３は支え冶具の他の実施例説明図である。
【００４４】
同図において、支え冶具４２は、摩擦抵抗を減らすために穴４３を設けても良い。また、当該穴４３から吹き出される空気で、セラミックス成形体１０と支え冶具４２との摩擦抵抗を低減せしめ、セラミックス成形体１０が支え冶具４２の表面に貼り付くことなくスムースに押し出されることができる。この支え冶具４２の形状は、図１２の支え冶具４０と同様に、先端部が閉鎖された円筒状である。この穴４３を有する支え冶具４２は、図１２の支え冶具４０と同様のポーラス材の材質を用いてもよく、また一般的な材質のものにも用いられる。また穴４３の形状は丸穴の他、細長の角穴状でも、又格子状でも同等の効果を得ることができる。
【００４５】
図１４は本発明に係るセラミックスシートの押し出し成形装置の他の実施例主要構成図を示している。
【００４６】
同図において、図１，図１１と同じものは同一の符号が付されている。
【００４７】
図１４のものは、セラミックスシートの押し出し成形が重力方向で行われるときに用いられ、図１や図１１では水平方向にセラミックスシートの押し出し成形がなされるその水平方向のシリンダ４と口金２との間に、セラミックス坏土１の押し出し方向を水平方向からその垂直方向、すなわち重力方向に変える方向変換冶具４４を備えている。
【００４８】
セラミックスシートの押し出し成形が重力方向で行われるこの場合には、自重による変形が少ないので、極く薄厚の成形に有効である。上記口金２には、図１や図１２で示された支え冶具１４や４０を省略し、直接開き冶具３５が取り付けられる。
【００４９】
図１５は本発明を用いて成形されたシートのシート厚に対する一実施例比較説明図を示している。
【００５０】
同図において、その結果はランタン系材料やジルコニア系材料で実験が行われたもので、丸印は良好、すなわちうねり、切れ、曲がりのないセラミックスシートを成形することができることを表し、ばつ印は不良、すなわちうねり、切れ、曲がりの少なくともいずれか１つが発生するセラミックスシートの成形を表している。
【００５１】
図１５から、総てなしの従来技術を用いたものは、厚み５ｍｍのシートを得るのが限界であったが、本発明の各種の装置や冶具を用いることによって、厚み０．２ｍｍのシートを実現することができた。
【００５２】
また、押し出し流量調整機構の有無によるシート成形の良否は、上記で説明の押し出し流量の不均一にあり、押し出し流量調整機構１５を設けることにより、セラミックス坏土１の押し出し流量が均一化され、口金２から射出されるパイプ状のセラミックス成形体１０の形成において、うねり、曲がり、切れのない成形が実現することを表している。
【００５３】
押し出し流量調整機構１５は、ネジ１６によって裏穴９の入口部を塞ぐ面積を増減するようにしているが、当該押し出し流量調整機構１５はネジ１６よる機構に限られるものではなく、裏穴９の入口部を塞ぐ面積を増減させる機構であれば、どの様な機構であってもよい。
【００５４】
なお、押し出し原料として、ランタン系材料やジルコニア系材料のセラミックスで説明してきたが、ランタン系材料やジルコニア系材料の他に窒化珪素、炭化珪素、アルミナ等の一般的なセラミックスや、燃料電池に使われる酸化ニッケル、金属ニッケル、酸化ニッケル・イットリア安定化ジルコニア（ＮｉＯ−ＹＳＺ）、酸化ニッケル・セリウムサマリウムオキサイド（ＮｉＯ−ＳＤＣ）、酸化ニッケル・セリウムカドニウムオキサイド（ＮｉＯ−ＧＤＣ）、ランタンストロンチウムマグネシウムオキサイド、ランタンストロンマンガナイト、ランタンストロンコバルタイト、ランタンストロンチウムガリウムオキサイド、ランタンストロンチウムガリウムマグネシウムコバルタイトオキサイド、サマリウムコバルタイトが、好適に使用されるが、これらは本発明の実施の形態において適宜に選択されるものであって、これらに限定されるものではない。
【００５５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、口金での押し出し流量を均一化するように押し出し流量調整機構を設けたので、シート状に広げる全段階としての口金から射出されるパイプ状のセラミックス成形体の成形において、うねり、曲がり、切れのない成形ができ、したがって、うねり、曲がり、切れのない極薄シートを高精度で成形することができる。
【００５６】
口金の射出部に支え冶具を設けたので、パイプ状のセラミックス成形体の自重による形崩れをなくすことができ、したがって、うねり、曲がり、切れのない極薄シートを高精度で成形することができる。
【００５７】
支え冶具にポーラス材を用い、ポーラス材から空気を吹き出すようにしたので、或いはパイプ状のセラミックス成形体が接触する支え冶具の表面に複数個の穴を設け、この穴から空気を吹き出すようにしたので、パイプ状のセラミックス成形体が支え冶具に貼り付くことがなくなり、また支え冶具とパイプ状のセラミックス成形体との摩擦抵抗が低減し、パイプ状のセラミックス成形体をスムースに押し出すことができ、したがって、うねり、曲がり、切れのない極薄シートを高精度で成形することができる。
【００５８】
水平方向で処理される場合は、支え冶具の端末にカッタと開き冶具を設ることにより、パイプ状のセラミックス成形体を連続的に切開してシート状に広げることができ、シートの連続製造ができる。
【００５９】
一方、方向変換冶具を設け、水平方向からその垂直方向の重力方向に押し流されるセラミックス坏土を口金に流入する重力方向の成形処理がされる場合には、パイプ状のセラミックス成形体は自重による変形が少ないので、支え冶具を用いることなく口金の射出部に直接開き冶具を設ることができ、より薄いシートを精度良く、連続的に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るセラミックスシートの押し出し成形装置の主要部分の一実施例構成断面図である。
【図２】本発明の押し出し流量調整機構を備えた口金の一実施例組立図である。
【図３】図４におけるＡＯＢ断面図である。
【図４】流量調整部材の正面図である。
【図５】図４におけるその裏面図である。
【図６】外径形成部材の正面断面図ある。
【図７】外径形成部材の右側面図である。
【図８】内径形成部材の正面断面図である。
【図９】内径形成部材の右側面図である。
【図１０】パイプ状のセラミックス成形体をシート状に広げる開き冶具の一実施例説明図である。
【図１１】本発明に係るセラミックスシートの押し出し成形装置の主要構成図である。
【図１２】本発明に係るセラミックスシートの押し出し成形装置の他の実施例主要構成図である。
【図１３】支え冶具の他の実施例説明図である。
【図１４】本発明に係るセラミックスシートの押し出し成形装置の他の実施例主要構成図である。
【図１５】本発明を用いて成形されたシートのシート厚に対する一実施例比較説明図である。
【図１６】従来装置によるシート形成状況説明図である。
【符号の説明】
１ セラミックス坏土
２ 口金
３ 押流し機構
４ シリンダ
５ スクリュウ
９ 裏穴
１０ セラミックス成形体
１１ 環状スリット
１２ 溜め部
１４ 支え冶具
１５ 押し出し流量調整機構
１６ ネジ
Claims (10)
- 押し出し成形法によりセラミックス坏土をパイプ状に押し出すと共にその軸方向に切開し、シート状に成形するセラミックスシートの押し出し成形方法において、
セラミックス坏土を口金でパイプ状に押し出すに当たって、セラミックス成形体を形成する口金の環状成形部位に流れるセラミックス坏土の流量が均一化されるべく、セラミックス坏土を取り込む複数個の流入口の実質的な断面積をそれぞれ自在に調整可能な押し出し流量調整機構を介して押し出されるように制御されてなり、
パイプ状のセラミックス成形体を成形するようにしたことを特徴とするセラミックスシートの押し出し成形方法。 - 押し出し成形法によりセラミックス坏土をパイプ状に押し出すと共にその軸方向に切開し、シート状に成形するセラミックスシートの押し出し成形方法において、
セラミックス坏土を口金でパイプ状に押し出すに当たって、セラミックス成形体を形成する口金の環状成形部位に流れるセラミックス坏土の流量が均一化されるべく、セラミックス坏土を取り込む複数個の流入口の実質的な断面積をそれぞれ自在に調整可能な押し出し流量調整機構と、セラミックス成形体を形成する口金の環状成形部位に流れるセラミックス坏土を所定の厚さのパイプ状の形状に成形する成形流路にセラミックス坏土の押し出し圧力を均一化する溜め部とを介して押し出されるように制御されてなり、
パイプ状のセラミックス成形体を成形するようにしたことを特徴とするセラミックスシートの押し出し成形方法。 - セラミックス坏土を所定の厚さのパイプ状の形状に成形する口金を備え、シリンダ内に設けられた押し出し機構でセラミックス坏土を口金に押し出すと共に、口金から射出されるパイプ状のセラミックス成形体をその軸方向に切開し、シート状に成形するセラミックスシートの押し出し成形装置において、
シリンダ内に設けられた押し出し機構で押し出される環状成形部位でのセラミックス坏土の押し出し流量を均一化するべく、セラミックス坏土を取り込む複数個の流入口の実質的な断面積をそれぞれ自在に調整可能な押し出し流量調整機構が口金に設けられてなり、
パイプ状のセラミックス成形体を成形するようにしたことを特徴とするセラミックスシートの押し出し成形装置。 - セラミックス坏土を所定の厚さのパイプ状の形状に成形する口金を備え、シリンダ内に設けられた押し出し機構でセラミックス坏土を口金に押し出すと共に、口金から射出されるパイプ状のセラミックス成形体をその軸方向に切開し、シート状に成形するセラミックスシートの押し出し成形装置において、
シリンダ内に設けられた押し出し機構で押し出される環状成形部位でのセラミックス坏土の押し出し流量を均一化するべく、セラミックス坏土を取り込む複数個の流入口の実質的な断面積をそれぞれ自在に調整可能な押し出し流量調整機構が口金に設けられてなると共に、
セラミックス坏土を所定の厚さのパイプ状の形状に成形する成形流路にセラミックス坏土の押し出し圧力を均一化する溜め部が口金に設けられてなり、
パイプ状のセラミックス成形体を成形するようにしたことを特徴とするセラミックスシートの押し出し成形装置。 - 上記口金は、その射出部に、押し出されるセラミックス成形体を保持する支え冶具を備えたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のセラミックスシートの押し出し成形装置。
- 上記支え冶具は、先端部が閉鎖された円筒状のその材質がポーラス材でなり、口金内に設けられた通気穴を介して送られ、ポーラス材の表面から吹き出される空気でセラミックス成形体と支え冶具との摩擦抵抗を低減せしめていることを特徴とする請求項５に記載のセラミックスシートの押し出し成形装置。
- 上記支え冶具は、その表面に空気を吹き出す複数個の穴が形成されてなり、当該穴から吹き出される空気で、セラミックス成形体と支え冶具との摩擦抵抗を低減せしめていることを特徴とする請求項６に記載のセラミックスシートの押し出し成形装置。
- 上記支え冶具は、その先端部に、セラミックス成形体を連続して切開し、シート状に広げる開き装置を備えていることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記載のセラミックスシートの押し出し成形装置。
- 上記シリンダと口金との間に、セラミックス坏土の押し出し方向を水平方向から重力方向に変える方向変換冶具を備えていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のセラミックスシートの押し出し成形装置。
- 上記口金は、その射出部の次段に、セラミックス成形体を連続して切開し、シート状に広げる開き装置を備えていることを特徴とする請求項９に記載のセラミックスシートの押し出し成形装置。
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