JP7402778B2 - 押出成形機及び成形体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、押出成形機及び成形体の製造方法に関する。
各種成形体を製造するために押出成形機が用いられている。例えば、自動車排ガス浄化用触媒担体、ディーゼル微粒子除去フィルタ（ＤＰＦ）、ガソリン微粒子除去フィルタ（ＧＰＦ）、燃焼装置用蓄熱体などに用いられるハニカム形状のセラミックス構造体の製造では、生産性の観点から、押出成形機を用いてハニカム形状のセラミックス成形体を製造することが主流となっている。
ところでＤＰＦやＧＰＦなどの用途に用いられるセラミックス構造体は、寸法精度が低いと、熱応力などによって亀裂が入るなどの不具合が生じ易い。そのため、焼成前のセラミックス成形体に対しても高い寸法精度が要求されている。特に、セルが延びる方向に直交する断面がオーバル形状などの異形のハニカム成形体では、外周部の寸法精度が確保し難い。
そこで、特許文献１には、口金の上流にバウディフレクタ装置を設け、口金を通過する成形材料の不均一な流れに起因する成形体の反りを抑制する技術が提案されている。バウディフレクタ装置は、成形材料の流れを機械的に制御することができるため、外周部の寸法精度が確保できる可能性がある。
しかしながら、成形材料の流れをバウディフレクタ装置で機械的に制御すると、成形部において、成形材料の流速が変化し易い上、成形材料が詰まる恐れもある。そのため、バウディフレクタ装置を用いたとしても、外周部の寸法精度を安定して確保することが難しい。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、外周部の寸法精度が高い成形体を製造することが可能な押出成形機を提供することを目的とする。
また、本発明は、外周部の寸法精度が高い成形体の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、外周部の寸法精度が高い成形体の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、一端に口金を有し、他端が押出部の押出口に接続されるとともに、内部にスクリーンが配置される成形部を備える押出成形機について鋭意研究を行った結果、スクリーンと口金との間の領域における温度制御が成形体の外周部の寸法精度と密接に関係しているという知見を得た。そして、本発明者らは、当該領域において、周方向に分割された複数の第１ゾーンを含む第１温度調節部材を設け、複数の第１ゾーンを個別に温度制御することにより、上記の課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、一端に口金を有し、他端が押出部の押出口に接続されるとともに、内部にスクリーンが配置される成形部を備える押出成形機であって、
前記成形部は、周方向に分割された複数の第１ゾーンを含む第１温度調節部材を前記スクリーンと前記口金との間に有し、複数の前記第１ゾーンは個別に温度調整が可能である押出成形機である。
前記成形部は、周方向に分割された複数の第１ゾーンを含む第１温度調節部材を前記スクリーンと前記口金との間に有し、複数の前記第１ゾーンは個別に温度調整が可能である押出成形機である。
また、本発明は、前記押出成形機を用いて成形材料を押出成形して成形体を得る成形工程と、
前記成形体の押出方向に直交する断面の温度分布を測定する温度分布測定工程と、
前記成形体を所定の長さに切断する切断工程と、
切断された前記成形体の寸法を計測する寸法計測工程と
を備える成形体の製造方法であって、
前記押出成形機における前記第１温度調節部材の前記第１ゾーンの温度と、前記温度分布測定工程における前記成形体の温度分布及び前記寸法計測工程における前記成形体の寸法との関係を予め求めておき、前記温度分布測定工程において測定された前記成形体の温度分布及び前記寸法計測工程において計測された前記成形体の寸法から前記関係に基づいて前記第１ゾーンの適正温度を算出し、前記成形工程において前記第１ゾーンを前記適正温度に制御する、成形体の製造方法である。
前記成形体の押出方向に直交する断面の温度分布を測定する温度分布測定工程と、
前記成形体を所定の長さに切断する切断工程と、
切断された前記成形体の寸法を計測する寸法計測工程と
を備える成形体の製造方法であって、
前記押出成形機における前記第１温度調節部材の前記第１ゾーンの温度と、前記温度分布測定工程における前記成形体の温度分布及び前記寸法計測工程における前記成形体の寸法との関係を予め求めておき、前記温度分布測定工程において測定された前記成形体の温度分布及び前記寸法計測工程において計測された前記成形体の寸法から前記関係に基づいて前記第１ゾーンの適正温度を算出し、前記成形工程において前記第１ゾーンを前記適正温度に制御する、成形体の製造方法である。
本発明によれば、外周部の寸法精度が高い成形体を製造することが可能な押出成形機を提供することができる。
また、本発明によれば、外周部の寸法精度が高い成形体の製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、外周部の寸法精度が高い成形体の製造方法を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施形態に対し変更、改良などが適宜加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る押出成形機の概略構成を示す模式図である。
図１に示されるように、本発明の実施形態１に係る押出成形機１は、押出部１０と、押出部１０に接続された成形部２０とを備えている。
押出部１０は、成形部２０に成形材料を押出すことが可能な構造であれば特に限定されない。
成形部２０は、一端に口金２１を有し、他端が押出部１０の押出口１３に接続されるとともに、内部にスクリーン２２が配置される。また、成形部２０は、第１温度調節部材２３をスクリーン２２と口金２１との間に有する。
図１は、本発明の実施形態１に係る押出成形機の概略構成を示す模式図である。
図１に示されるように、本発明の実施形態１に係る押出成形機１は、押出部１０と、押出部１０に接続された成形部２０とを備えている。
押出部１０は、成形部２０に成形材料を押出すことが可能な構造であれば特に限定されない。
成形部２０は、一端に口金２１を有し、他端が押出部１０の押出口１３に接続されるとともに、内部にスクリーン２２が配置される。また、成形部２０は、第１温度調節部材２３をスクリーン２２と口金２１との間に有する。
ここで、成形材料の押出方向に直交する第１温度調節部材２３の断面図を図２に示す。
図２に示されるように、第１温度調節部材２３は、周方向に分割された複数の第１ゾーン２３ａを含む。複数の第１ゾーン２３ａは個別に温度調整が可能なように構成されている。そのため、複数の第１ゾーン２３ａのそれぞれを異なる温度に制御することができる。なお、図２では、一例として、１２個の第１ゾーン２３ａを有する形態を示している。
図２に示されるように、第１温度調節部材２３は、周方向に分割された複数の第１ゾーン２３ａを含む。複数の第１ゾーン２３ａは個別に温度調整が可能なように構成されている。そのため、複数の第１ゾーン２３ａのそれぞれを異なる温度に制御することができる。なお、図２では、一例として、１２個の第１ゾーン２３ａを有する形態を示している。
上記のような構成を有する押出成形機１では、複数の第１ゾーン２３ａを個別に温度制御することにより、各第１ゾーン２３ａ付近を流れる成形材料の流速を場所に応じて制御することができる。そのため、所望の形状の成形体、特に押出方向に直交する断面形状が異形の成形体の外周部の形状に押出成形し易くなり、外周部の寸法精度が高い成形体を製造することができる。
複数の第１ゾーン２３ａの設定温度としては、作製する成形体の形状（特に、押出方向に直交する断面形状）や使用する成形材料の特性などによって異なるが、例えば、特定の位置の第１ゾーン２３ａの温度を高くすることで、当該位置付近の成形材料の流速が増大する傾向にある。そのため、押出方向に直交する断面形状が円形のものに比べて特定の位置が拡張したような異形の形状を有する成形体を押出成形する場合には、当該位置付近の第１ゾーン２３ａの温度を高くすることにより、所望の形状が得られ易くなる。
以下、本発明の実施形態１に係る押出成形機１を構成する部材について詳細に説明する。
（押出部１０）
押出部１０は、スクリュー１１と、スクリュー１１を収容可能なバレル１２とを有していれば特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。
スクリュー１１は、スクリュー軸１４と、スクリュー軸１４に沿って螺旋状に形成された羽根部１５とを有することが好ましい。
また、スクリュー１１は、成形材料、特にセラミックス成形材料の混練性の観点から、同方向に回転する２軸スクリューであることが好ましく、かみ合い型の２軸スクリューであることがより好ましい。この場合、一対のスクリュー１１は、バレル１２の内部に平行に併設される。
押出部１０は、スクリュー１１と、スクリュー１１を収容可能なバレル１２とを有していれば特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。
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また、スクリュー１１は、成形材料、特にセラミックス成形材料の混練性の観点から、同方向に回転する２軸スクリューであることが好ましく、かみ合い型の２軸スクリューであることがより好ましい。この場合、一対のスクリュー１１は、バレル１２の内部に平行に併設される。
スクリュー１１の根元部は、駆動装置１６に接続されている。駆動装置１６は、モータ及びギアボックス（図示しない）を含み、予め規定された押出圧力となるように回転数を制御してスクリュー１１を回転させる。
押出部１０の上流側には、押出部１０内に成形材料を供給するための材料投入部１７が設けられる。材料投入部１７から供給された成形材料は、スクリュー１１によって混練され、成形部２０に供給される。
押出部１０の上流側には、押出部１０内に成形材料を供給するための材料投入部１７が設けられる。材料投入部１７から供給された成形材料は、スクリュー１１によって混練され、成形部２０に供給される。
（成形部２０）
成形部２０は、内部に空間を有するドラム２４を含み、一端に口金２１を有し、他端が押出部１０の押出口１３に接続されている。
ドラム２４の形状は、特に限定されず、縮径部や拡径部を一部に有していてもよい。例えば、図１に示されるように、ドラム２４は、押出口１３側に拡径部２５を有する。このような構造を有するドラム２４は、１つの部材から構成されていてもよいが、複数の部材から構成されていてもよい。複数の部材からドラム２４を構成する場合、拡径ドラムとストレートドラムとを組み合わせることによってドラム２４を得ることができる。
成形部２０は、内部に空間を有するドラム２４を含み、一端に口金２１を有し、他端が押出部１０の押出口１３に接続されている。
ドラム２４の形状は、特に限定されず、縮径部や拡径部を一部に有していてもよい。例えば、図１に示されるように、ドラム２４は、押出口１３側に拡径部２５を有する。このような構造を有するドラム２４は、１つの部材から構成されていてもよいが、複数の部材から構成されていてもよい。複数の部材からドラム２４を構成する場合、拡径ドラムとストレートドラムとを組み合わせることによってドラム２４を得ることができる。
口金２１の形状は、特に限定されず、製造する成形体の形状に応じて適宜設定することができる。例えば、ハニカム形状を有する成形体を製造する場合、ハニカム成形体の隔壁の厚さに対応するスリットを有する口金２１が用いられる。
口金２１は、口金保持部材２６ａによって保持される。口金保持部材２６ａは、成形部２０の一端に口金２１が位置するように配置される。
口金保持部材２６ａとしては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。
口金保持部材２６ａとしては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。
ドラム２４（成形部２０）の内部に配置されるスクリーン２２（濾過網）は、メッシュ状の素材で形成され、成形材料に混入した粗粒やその他夾雑物を除去し、口金２１に供給される成形材料を安定させることができる。
第１温度調節部材２３は、上述したように周方向に分割された複数の第１ゾーン２３ａを含む。各第１ゾーン２３ａの加熱方法は、個別に温度調整が可能な方法であれば特に限定されない。例えば、各第１ゾーン２３ａの内部を流体が流通可能なように構成し、流体の温度を調整することで、各第１ゾーン２３ａの温度制御を行うことができる。また、各第１ゾーン２３ａに加熱素子などの加熱手段や冷却素子などの冷却手段を設けることで、各第１ゾーン２３ａの温度制御を行ってもよい。例えば、ボイラーなどを用いて加温した温水を各第１ゾーン２３ａ内に流通させることにより、各第１ゾーン２３ａを加温することができる。また、チラーなどを用いて冷却した冷水を各第１ゾーン２３ａ内に流通させることにより、各第１ゾーン２３ａを冷却することができる。
周方向に分割された第１ゾーン２３ａの数は、製造する成形体の形状に応じて適宜設定すればよく特に限定されないが、好ましくは４～２４個、より好ましくは８～２０個、最も好ましくは１０～１６個である。このような範囲に第１ゾーン２３ａの数を設定することにより、様々な形状の成形物の寸法精度を高めることが可能になる。
スクリーン２２と口金２１との間に配置される第１温度調節部材２３の数は、特に限定されないが、２つ以上であってもよい。２つ以上の第１温度調節部材２３を設けることにより、成形部２０内を流れる成形材料の温度を細かく制御することが可能になるため、成形体の寸法精度をより一層向上させることができる。なお、第１温度調節部材２３の数が多いほど、成形体の寸法精度を向上させる効果が高いと考えられるが、製造コストなどを考慮すると、第１温度調節部材２３の数は５つ以下とするのが現実的である。
スクリーン２２と口金２１との間に２つ以上の第１温度調節部材２３を設ける場合、２つ以上の第１温度調節部材２３の間に断熱部材を配置することが好ましい。
断熱部材としては、特に限定されないが、熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましい。このような熱伝導率を有する断熱部材であれば、各第１温度調節部材２３の間の断熱効果を十分に確保することができる。なお、断熱部材の熱伝導率は、小さいほど断熱効果が高いため好ましいが、その下限は、入手可能な材料を考慮すると、０．０２Ｗ／ｍ・Ｋである。また、本明細書において「熱伝導率」とは、２５℃で測定された熱伝導率を意味する。
断熱部材としては、特に限定されないが、熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましい。このような熱伝導率を有する断熱部材であれば、各第１温度調節部材２３の間の断熱効果を十分に確保することができる。なお、断熱部材の熱伝導率は、小さいほど断熱効果が高いため好ましいが、その下限は、入手可能な材料を考慮すると、０．０２Ｗ／ｍ・Ｋである。また、本明細書において「熱伝導率」とは、２５℃で測定された熱伝導率を意味する。
断熱部材の材質は、断熱性を有していれば特に限定されないが、断熱性樹脂から形成されていることが好ましい。
断熱性樹脂としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。断熱性樹脂の例としては、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの合成樹脂が挙げられる。
断熱性樹脂としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。断熱性樹脂の例としては、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの合成樹脂が挙げられる。
（整流板３０）
押出部１０と成形部２０との間には、必要に応じて整流板３０が配置される。整流板３０は、貫通孔を有し、成形材料の挙動を整える機能を有する。
貫通孔の数、位置及び形状については、特に限定されず、適宜設定することができる。
整流板３０の材質は、特に限定されないが、鉄系、ステンレス系の材料などを用いることができる。
押出部１０と成形部２０との間には、必要に応じて整流板３０が配置される。整流板３０は、貫通孔を有し、成形材料の挙動を整える機能を有する。
貫通孔の数、位置及び形状については、特に限定されず、適宜設定することができる。
整流板３０の材質は、特に限定されないが、鉄系、ステンレス系の材料などを用いることができる。
なお、ドラム２４（成形部２０）の外周は、断熱シート（図示していない）で被覆されていてもよい。このような構成とすることにより、ドラム２４内の温度を一定に保つことができるため、成形材料の押出方向に直交する断面における成形材料の温度分布の均一性を高め、成形体の寸法精度を向上させる効果が高くなる。
上記のような構造を有する押出成形機１は、成形体の製造に用いることができる。その中でも、押出成形機１は、セラミックス成形材料を用いるセラミックス成形体、特にセラミックスハニカム成形体の製造に用いるのに適している。
本発明の実施形態１に係る成形体の製造方法は、上記のような構造を有する押出成形機１を用いて行われる。
具体的には、本発明の実施形態１に係る成形体の製造方法は、押出成形機１を用いて成形材料を押出成形して成形体を得る成形工程と、成形体の押出方向に直交する断面の温度分布を測定する温度分布測定工程と、成形体を所定の長さに切断する切断工程と、切断された成形体の寸法を計測する寸法計測工程とを備える。
具体的には、本発明の実施形態１に係る成形体の製造方法は、押出成形機１を用いて成形材料を押出成形して成形体を得る成形工程と、成形体の押出方向に直交する断面の温度分布を測定する温度分布測定工程と、成形体を所定の長さに切断する切断工程と、切断された成形体の寸法を計測する寸法計測工程とを備える。
（成形工程）
成形工程は、押出成形機１を用いて成形材料を押出成形して成形体を得る工程である。この成形工程では、第１温度調節部材２３の各第１ゾーン２３ａの温度が、温度分布測定工程において測定される成形体の温度分布及び寸法計測工程において計測される寸法の結果を基に決定される。具体的には、押出成形機１における第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａの温度と、温度分布測定工程における成形体の温度分布及び寸法計測工程における成形体の寸法との関係を予め求めておき、温度分布測定工程において測定された成形体の温度分布及び寸法計測工程において計測された成形体の寸法から当該関係に基づいて第１ゾーン２３ａの適正温度を算出し、成形工程において第１ゾーン２３ａを当該適正温度に制御する。
成形工程は、押出成形機１を用いて成形材料を押出成形して成形体を得る工程である。この成形工程では、第１温度調節部材２３の各第１ゾーン２３ａの温度が、温度分布測定工程において測定される成形体の温度分布及び寸法計測工程において計測される寸法の結果を基に決定される。具体的には、押出成形機１における第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａの温度と、温度分布測定工程における成形体の温度分布及び寸法計測工程における成形体の寸法との関係を予め求めておき、温度分布測定工程において測定された成形体の温度分布及び寸法計測工程において計測された成形体の寸法から当該関係に基づいて第１ゾーン２３ａの適正温度を算出し、成形工程において第１ゾーン２３ａを当該適正温度に制御する。
押出成形機１における第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａの温度と、温度分布測定工程における成形体の温度分布及び寸法計測工程における成形体の寸法との関係は、成形体の製造を行うことによって蓄積した過去のデータを基に求めることができる。また、本発明の実施形態１に係る成形体の製造方法を連続して実施することで得られるデータを反映させることにより、リアルタイムで当該関係を最適なものとすることができる。
押出成形機１における第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａの温度と、温度分布測定工程における成形体の温度分布及び寸法計測工程における成形体の寸法との関係は、成形体の材質や大きさ、押出成形機１の種類などの条件によって異なることがあるため、これらの条件を同一にした上で当該関係を求めることが好ましい。
当該関係を求めるために用いられる成形体の温度分布としては、特に限定されないが、成形工程で得られる直後の成形体の押出方向に直交する断面の温度分布を用いることが好ましい。この温度分布は、赤外線サーモグラフィカメラ（日本アビオニクス株式会社製Ｔｈｅｒｍｏ ＧＥＡＲ Ｇ１２０ＥＸ）を用いて測定することができる。
また、当該関係を求めるために用いられる成形体の寸法としては、特に限定されないが、押出方向に直交する方向に切断された成形体の切断面の径（例えば、成形体が円柱状である場合は、切断面の半径又は直径）を用いることが好ましく、測定された成形体の切断面の径の実測値から、予め規定された基準成形体の切断面の径の基準値を引いた値（ΔＲ）を用いることがより好ましい。これらを用いることにより、当該関係の相関性が得られ易くなる。
なお、本明細書において「基準成形体」とは、理想的な（目標とする）寸法を有する成形体のことを意味する。
当該関係を求めるために用いられる成形体の温度分布としては、特に限定されないが、成形工程で得られる直後の成形体の押出方向に直交する断面の温度分布を用いることが好ましい。この温度分布は、赤外線サーモグラフィカメラ（日本アビオニクス株式会社製Ｔｈｅｒｍｏ ＧＥＡＲ Ｇ１２０ＥＸ）を用いて測定することができる。
また、当該関係を求めるために用いられる成形体の寸法としては、特に限定されないが、押出方向に直交する方向に切断された成形体の切断面の径（例えば、成形体が円柱状である場合は、切断面の半径又は直径）を用いることが好ましく、測定された成形体の切断面の径の実測値から、予め規定された基準成形体の切断面の径の基準値を引いた値（ΔＲ）を用いることがより好ましい。これらを用いることにより、当該関係の相関性が得られ易くなる。
なお、本明細書において「基準成形体」とは、理想的な（目標とする）寸法を有する成形体のことを意味する。
成形工程では、材料投入部１７からバレル１２の内部に成形材料が供給される。成形材料は、スクリュー１１の回転によって剪断力を付与されながら混練され、バレル１２の先端の押出口１３側に搬送される。バレル１２の押出口１３から押出された成形材料は、整流板３０の貫通孔を通過し、スクリーン２２を通過して第１温度調節部材２３で温度制御されながら口金２１に供給される。そして、成形材料は口金２１を通じて押出され、所望の形状の成形体が得られる。
この成形体の製造方法に用いられる成形材料としては、特に限定されないが、例えば、セラミックス成形材料を用いることができる。セラミックス成形材料は、セラミックス原料を含む。セラミックス原料の例としては、コージェライト化原料、コージェライト、炭化珪素、珪素－炭化珪素系複合材料、ムライト、チタン酸アルミニウムなどが挙げられる。なお、コージェライト化原料とは、シリカが４２～５６質量％、アルミナが３０～４５質量％、マグネシアが１２～１６質量％の範囲に入る化学組成となるように配合されたセラミックス原料である。そして、コージェライト化原料は、焼成されてコージェライトになるものである。
セラミックス成形材料は、セラミックス原料に加えて、必要に応じて分散媒、有機バインダ、無機バインダ、造孔材、界面活性剤などを含む。これらの成分は、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。
セラミックス成形材料は、セラミックス原料に加えて、必要に応じて分散媒、有機バインダ、無機バインダ、造孔材、界面活性剤などを含む。これらの成分は、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。
（温度分布測定工程）
温度分布測定工程は、成形体の押出方向に直交する断面の温度分布を測定する。
温度分布測定工程は、成形工程で得られる直後の成形体の押出方向に直交する断面の温度分布を用いることが好ましい。この温度分布は、赤外線サーモグラフィカメラ（日本アビオニクス株式会社製Ｔｈｅｒｍｏ ＧＥＡＲ Ｇ１２０ＥＸ）を用いて測定することができる。
温度分布測定工程は、成形体の押出方向に直交する断面の温度分布を測定する。
温度分布測定工程は、成形工程で得られる直後の成形体の押出方向に直交する断面の温度分布を用いることが好ましい。この温度分布は、赤外線サーモグラフィカメラ（日本アビオニクス株式会社製Ｔｈｅｒｍｏ ＧＥＡＲ Ｇ１２０ＥＸ）を用いて測定することができる。
（切断工程）
切断工程は、押出成形によって得られた成形体を所定の長さに切断する工程である。
切断方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。例えば、一対のボビン間に掛けられた線材を用いることによって成形体の切断を行うことができる。
切断される成形体の長さは、特に限定されず、用途に応じて適切な長さに切断すればよい。
切断工程は、押出成形によって得られた成形体を所定の長さに切断する工程である。
切断方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。例えば、一対のボビン間に掛けられた線材を用いることによって成形体の切断を行うことができる。
切断される成形体の長さは、特に限定されず、用途に応じて適切な長さに切断すればよい。
切断された成形体の構造としては、特に限定されないが、第１端面から第２端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を備えるハニカム構造を有することが好ましい。
ハニカム構造を有する成形体（以下、「ハニカム成形体」という）の形状としては、特に限定されないが、セルが延びる方向に直交する断面が円形、楕円形、卵形、角丸長方形の他、正方形、長方形、三角形、五角形、六角形、八角形などの多角柱状などであってよい。
また、ハニカム成形体のセル形状（セルが延びる方向に直交する断面におけるセル形状）としては、特に限定されないが、三角形、四角形、六角形、八角形、円形又はこれらの組合せにすることができる。
また、ハニカム成形体のセル形状（セルが延びる方向に直交する断面におけるセル形状）としては、特に限定されないが、三角形、四角形、六角形、八角形、円形又はこれらの組合せにすることができる。
（寸法計測工程）
寸法計測工程は、切断された成形体の寸法を計測する工程である。
切断された成形体の寸法を計測する方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。例えば、切断された成形体の寸法は、端面検査機やレーザ式外径寸法測定器などを用いて計測することができる。
ただし、寸法計測工程で用いられる計測方法は、第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａの温度と、切断された成形体の寸法との関係を得るために用いられた成形体の寸法の計測方法と同じであることが好ましい。また、寸法計測工程で計測される切断された成形体の寸法としては、第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａの温度と、切断された成形体の寸法との関係を得るために用いられた成形体の寸法と同じであることが好ましい。
寸法計測工程で計測される切断された成形体の寸法としては、特に限定されないが、切断された成形体の切断面の径（例えば、成形体が円柱状である場合は、切断面の半径又は直径）を用いることが好ましく、測定された成形体の切断面の径の実測値から、予め規定された基準成形体の切断面の径の基準値を引いた値（ΔＲ）を用いることがより好ましい。
寸法計測工程は、切断された成形体の寸法を計測する工程である。
切断された成形体の寸法を計測する方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。例えば、切断された成形体の寸法は、端面検査機やレーザ式外径寸法測定器などを用いて計測することができる。
ただし、寸法計測工程で用いられる計測方法は、第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａの温度と、切断された成形体の寸法との関係を得るために用いられた成形体の寸法の計測方法と同じであることが好ましい。また、寸法計測工程で計測される切断された成形体の寸法としては、第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａの温度と、切断された成形体の寸法との関係を得るために用いられた成形体の寸法と同じであることが好ましい。
寸法計測工程で計測される切断された成形体の寸法としては、特に限定されないが、切断された成形体の切断面の径（例えば、成形体が円柱状である場合は、切断面の半径又は直径）を用いることが好ましく、測定された成形体の切断面の径の実測値から、予め規定された基準成形体の切断面の径の基準値を引いた値（ΔＲ）を用いることがより好ましい。
切断された成形体の寸法の計測は、切断された成形体の端面（切断面）又は側面で行うことができる。
また、切断された成形体の寸法の計測は、切断された成形体の端面又は側面の全体で行ってもよいが、切断された成形体の端面又は側面の一部で行うことが好ましい。
切断された成形体の端面又は側面の全体で寸法の計測を行う場合、切断された成形体の軸方向（押出成形方向）を鉛直方向にあわせて行う必要があることから、切断された成形体を９０°回転させて寸法の計測を行わなければならず、計測に時間がかかってしまう。そのため、切断された成形体の軸方向（押出成形方向）を水平方向のままとし、上方から切断された成形体の端面又は側面の一部（例えば、上半分）で寸法の計測を行うことが好ましい。このような計測を行うことにより、計測の時間を短縮化することができる。この場合、基準となる形状との誤差が最小となるように、計測された形状の中心位置を補正する処理を行うことが好ましい。
また、切断された成形体の寸法の計測は、切断された成形体の端面又は側面の全体で行ってもよいが、切断された成形体の端面又は側面の一部で行うことが好ましい。
切断された成形体の端面又は側面の全体で寸法の計測を行う場合、切断された成形体の軸方向（押出成形方向）を鉛直方向にあわせて行う必要があることから、切断された成形体を９０°回転させて寸法の計測を行わなければならず、計測に時間がかかってしまう。そのため、切断された成形体の軸方向（押出成形方向）を水平方向のままとし、上方から切断された成形体の端面又は側面の一部（例えば、上半分）で寸法の計測を行うことが好ましい。このような計測を行うことにより、計測の時間を短縮化することができる。この場合、基準となる形状との誤差が最小となるように、計測された形状の中心位置を補正する処理を行うことが好ましい。
切断された成形体の端面で寸法を計測する場合、端面検査機を構成する撮像カメラで切断された成形体の端面画像を撮像する。得られた端面画像から切断された成形体の輪郭を画像解析によって検出し、切断された成形体の寸法（外径、半径）を算出すればよい。
切断された成形体の側面で寸法を計測する場合、レーザ式外径寸法測定器を構成するレーザ変位計から切断された成形体の側面にレーザを照射する。レーザ変位計から発振されたレーザは、切断された成形体の側面に到達して跳ね返る。この跳ね返ったレーザを受光素子で検出し、三角測距法の原理に基づいて切断された成形体の寸法を算出すればよい。
切断された成形体の側面で寸法を計測する場合、レーザ式外径寸法測定器を構成するレーザ変位計から切断された成形体の側面にレーザを照射する。レーザ変位計から発振されたレーザは、切断された成形体の側面に到達して跳ね返る。この跳ね返ったレーザを受光素子で検出し、三角測距法の原理に基づいて切断された成形体の寸法を算出すればよい。
上記のような工程を備える本発明の実施形態１に係る成形体の製造方法は、成形体の温度分布及び成形体の寸法の計測結果に基づいて成形工程における第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａの温度を適切な温度に制御しているため、成形体の外周部の寸法精度を高めることができる。
（実施形態２）
本発明の実施形態２に係る押出成形機は、口金保持部材が温度調節機能を有していることを除けば本発明の実施形態１に係る押出成形機１と同一である。よって、ここでは、この押出成形機１と共通する構成については説明を省略し、異なる構成のみについて説明する。
本発明の実施形態２に係る押出成形機は、口金保持部材が温度調節機能を有していることを除けば本発明の実施形態１に係る押出成形機１と同一である。よって、ここでは、この押出成形機１と共通する構成については説明を省略し、異なる構成のみについて説明する。
図３は、本発明の実施形態２に係る押出成形機の概略構成を示す模式図である。
図３に示されるように、本発明の実施形態２に係る押出成形機２は、口金２１を保持し且つ温度調節が可能な口金保持部材２６ｂを有する。
本発明の実施形態１に係る押出成形機１では、第１温度調節部材２３の複数の第１ゾーン２３ａを個別に温度制御することにより、成形材料の流速を場所に応じて制御し、外周部の寸法精度を高めている。しかしながら、第１温度調節部材２３のみでは、成形体の外周部の寸法精度を十分に高めることができない場合がある。
そこで、本発明の実施形態２に係る押出成形機２では、第１温度調節部材２３の下流に位置する口金保持部材２６ｂにおいても温度制御を行うことで、成形体の外周部の寸法精度を安定して向上させることが可能となる。
図３に示されるように、本発明の実施形態２に係る押出成形機２は、口金２１を保持し且つ温度調節が可能な口金保持部材２６ｂを有する。
本発明の実施形態１に係る押出成形機１では、第１温度調節部材２３の複数の第１ゾーン２３ａを個別に温度制御することにより、成形材料の流速を場所に応じて制御し、外周部の寸法精度を高めている。しかしながら、第１温度調節部材２３のみでは、成形体の外周部の寸法精度を十分に高めることができない場合がある。
そこで、本発明の実施形態２に係る押出成形機２では、第１温度調節部材２３の下流に位置する口金保持部材２６ｂにおいても温度制御を行うことで、成形体の外周部の寸法精度を安定して向上させることが可能となる。
口金保持部材２６ｂは、第１温度調節部材２３の複数の第１ゾーン２３ａと同様に、周方向に分割された複数の第２ゾーンを含む。なお、成形材料の押出方向に直交する口金保持部材２６ｂの断面図は、図２に示す第１温度調節部材２３とほぼ同一であるため省略する。複数の第２ゾーンは個別に温度調整が可能なように構成されている。そのため、複数の第２ゾーンのそれぞれは、異なる温度に制御することができる。
各第２ゾーンの加熱方法は、個別に温度調整が可能な方法であれば特に限定されない。例えば、各第２ゾーンの内部を流体が流通可能なように構成し、流体の温度を調整することで、各第２ゾーンの温度制御を行うことができる。また、各第２ゾーンに加熱素子などの加熱手段を設けることで、各第２ゾーンの温度制御を行ってもよい。
周方向に分割された第２ゾーンの数は、製造する成形体の形状に応じて適宜設定すればよく特に限定されないが、好ましくは４～２４個、より好ましくは８～２０個、最も好ましくは１０～１６個である。このような範囲に第２ゾーンの数を設定することにより、様々な形状の成形物の外周部の寸法精度を高めることが可能になる。
また、口金保持部材２６ｂの第２ゾーンの数は、第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａの数と同一であっても異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
また、口金保持部材２６ｂの第２ゾーンの数は、第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａの数と同一であっても異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
本発明の実施形態２に係る成形体の製造方法は、上記のような構造を有する押出成形機２を用いて行われる。
具体的には、本発明の実施形態２に係る成形体の製造方法では、成形工程において、第１温度調節部材２３の各第１ゾーン２３ａ及び口金保持部材２６ｂの各第２ゾーンの温度が、温度分布測定工程において測定される成形体の温度分布及び寸法計測工程において計測される寸法の結果を基に決定される。具体的には、押出成形機２における第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａ及び口金保持部材２６ｂの第２ゾーンの温度と、温度分布測定工程における成形体の温度分布及び寸法計測工程における成形体の寸法との関係を予め求めておき、温度分布測定工程において測定された成形体の温度分布及び寸法計測工程において計測された成形体の寸法から当該関係に基づいて第１ゾーン２３ａ及び第２ゾーンの適正温度を算出し、成形工程において第１ゾーン２３ａ及び第２ゾーンを当該適正温度に制御する。
具体的には、本発明の実施形態２に係る成形体の製造方法では、成形工程において、第１温度調節部材２３の各第１ゾーン２３ａ及び口金保持部材２６ｂの各第２ゾーンの温度が、温度分布測定工程において測定される成形体の温度分布及び寸法計測工程において計測される寸法の結果を基に決定される。具体的には、押出成形機２における第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａ及び口金保持部材２６ｂの第２ゾーンの温度と、温度分布測定工程における成形体の温度分布及び寸法計測工程における成形体の寸法との関係を予め求めておき、温度分布測定工程において測定された成形体の温度分布及び寸法計測工程において計測された成形体の寸法から当該関係に基づいて第１ゾーン２３ａ及び第２ゾーンの適正温度を算出し、成形工程において第１ゾーン２３ａ及び第２ゾーンを当該適正温度に制御する。
押出成形機２における第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａ及び口金保持部材２６ｂの第２ゾーンの温度と、温度分布測定工程における成形体の温度分布及び寸法計測工程における成形体の寸法との関係は、成形体の製造を行うことによって蓄積した過去のデータを基に求めることができる。また、本発明の実施形態２に係る成形体の製造方法を連続して実施することで得られるデータを反映させることにより、リアルタイムで当該関係を最適なものとすることができる。
押出成形機２における第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａの温度及び口金保持部材２６ｂの第２ゾーンの温度と、温度分布測定工程における成形体の温度分布及び寸法計測工程における成形体の寸法との関係は、成形体の材質や大きさ、押出成形機２の種類などの条件によって異なることがあるため、これらの条件を同一にした上で当該関係を求めることが好ましい。
（実施形態３）
本発明の実施形態３に係る押出成形機は、成形部２０の拡径部２５に第２温度調節部材が配置されることを除けば本発明の実施形態１に係る押出成形機１と同一である。よって、ここでは、この押出成形機１と共通する構成については説明を省略し、異なる構成のみについて説明する。
本発明の実施形態３に係る押出成形機は、成形部２０の拡径部２５に第２温度調節部材が配置されることを除けば本発明の実施形態１に係る押出成形機１と同一である。よって、ここでは、この押出成形機１と共通する構成については説明を省略し、異なる構成のみについて説明する。
図４は、本発明の実施形態３に係る押出成形機の概略構成を示す模式図である。
図４に示されるように、本発明の実施形態３に係る押出成形機３は、成形部２０の他端とスクリーン２２との間に拡径部２５を有し、拡径部２５に第２温度調節部材２７が配置される。
本発明の実施形態１に係る押出成形機１では、第１温度調節部材２３の複数の第１ゾーン２３ａを個別に温度制御することにより、成形材料の流速を場所に応じて制御し、外周部の寸法精度を高めている。しかしながら、第１温度調節部材２３に到達する前の成形材料の温度分布の状態によっては、第１温度調節部材２３のみでは所定の温度に制御できず、成形体の外周部の寸法精度を十分に高めることができない場合がある。
そこで、本発明の実施形態３に係る押出成形機３では、第１温度調節部材２３の上流に位置する拡径部２５の第２温度調節部材２７によって予め温度制御を行うことで、第１温度調節部材２３における温度制御を安定化させ、成形体の寸法精度を安定して向上させることが可能となる。
図４に示されるように、本発明の実施形態３に係る押出成形機３は、成形部２０の他端とスクリーン２２との間に拡径部２５を有し、拡径部２５に第２温度調節部材２７が配置される。
本発明の実施形態１に係る押出成形機１では、第１温度調節部材２３の複数の第１ゾーン２３ａを個別に温度制御することにより、成形材料の流速を場所に応じて制御し、外周部の寸法精度を高めている。しかしながら、第１温度調節部材２３に到達する前の成形材料の温度分布の状態によっては、第１温度調節部材２３のみでは所定の温度に制御できず、成形体の外周部の寸法精度を十分に高めることができない場合がある。
そこで、本発明の実施形態３に係る押出成形機３では、第１温度調節部材２３の上流に位置する拡径部２５の第２温度調節部材２７によって予め温度制御を行うことで、第１温度調節部材２３における温度制御を安定化させ、成形体の寸法精度を安定して向上させることが可能となる。
第２温度調節部材２７は、第１温度調節部材２３の複数の第１ゾーン２３ａと同様に、周方向に分割された複数の第３ゾーンを含む。なお、成形材料の押出方向に直交する第２温度調節部材２７の断面図は、図２に示す第１温度調節部材２３とほぼ同一であるため省略する。複数の第３ゾーンは個別に温度調整が可能なように構成されている。そのため、複数の第３ゾーンのそれぞれは、異なる温度に制御することができる。
各第３ゾーンの加熱方法は、個別に温度調整が可能な方法であれば特に限定されない。例えば、各第３ゾーンの内部を流体が流通可能なように構成し、流体の温度を調整することで、各第３ゾーンの温度制御を行うことができる。また、各第３ゾーンに加熱素子などの加熱手段を設けることで、各第３ゾーンの温度制御を行ってもよい。
周方向に分割された第３ゾーンの数は、製造する成形体の形状に応じて適宜設定すればよく特に限定されないが、好ましくは４～２４個、より好ましくは８～２０個、最も好ましくは１０～１６個である。このような範囲に第３ゾーンの数を設定することにより、様々な形状の成形物の寸法精度を高めることが可能になる。
また、第２温度調節部材２７の第３ゾーンの数は、第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａの数と同一であっても異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
また、第２温度調節部材２７の第３ゾーンの数は、第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａの数と同一であっても異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
本発明の実施形態３に係る成形体の製造方法は、上記のような構造を有する押出成形機３を用いて行われる。
具体的には、本発明の実施形態３に係る成形体の製造方法では、成形工程において、第１温度調節部材２３の各第１ゾーン２３ａ及び第２温度調節部材２７の各第３ゾーンの温度が、温度分布測定工程において測定される成形体の温度分布及び寸法計測工程において計測される寸法の結果を基に決定される。具体的には、押出成形機３における第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａ及び第２温度調節部材２７の第３ゾーンの温度と、温度分布測定工程における成形体の温度分布及び寸法計測工程における成形体の寸法との関係を予め求めておき、温度分布測定工程において測定された成形体の温度分布及び寸法計測工程において計測された成形体の寸法から当該関係に基づいて第１ゾーン２３ａ及び第３ゾーンの適正温度を算出し、成形工程において第１ゾーン２３ａ及び第３ゾーンを当該適正温度に制御する。
具体的には、本発明の実施形態３に係る成形体の製造方法では、成形工程において、第１温度調節部材２３の各第１ゾーン２３ａ及び第２温度調節部材２７の各第３ゾーンの温度が、温度分布測定工程において測定される成形体の温度分布及び寸法計測工程において計測される寸法の結果を基に決定される。具体的には、押出成形機３における第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａ及び第２温度調節部材２７の第３ゾーンの温度と、温度分布測定工程における成形体の温度分布及び寸法計測工程における成形体の寸法との関係を予め求めておき、温度分布測定工程において測定された成形体の温度分布及び寸法計測工程において計測された成形体の寸法から当該関係に基づいて第１ゾーン２３ａ及び第３ゾーンの適正温度を算出し、成形工程において第１ゾーン２３ａ及び第３ゾーンを当該適正温度に制御する。
押出成形機３における第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａ及び第２温度調節部材２７の第３ゾーンの温度と、温度分布測定工程における成形体の温度分布及び寸法計測工程における成形体の寸法との関係は、成形体の製造を行うことによって蓄積した過去のデータを基に求めることができる。また、本発明の実施形態３に係る成形体の製造方法を連続して実施することで得られるデータを反映させることにより、リアルタイムで当該関係を最適なものとすることができる。
押出成形機３における第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａの温度及び第２温度調節部材２７の第３ゾーンの温度と、温度分布測定工程における成形体の温度分布及び寸法計測工程における成形体の寸法との関係は、成形体の材質や大きさ、押出成形機３の種類などの条件によって異なることがあるため、これらの条件を同一にした上で当該関係を求めることが好ましい。
なお、上記では、本発明の実施形態１に係る押出成形機１と異なる構成について説明したが、この異なる構成は、本発明の実施形態２に係る押出成形機２に適用することも可能である。この場合も、上述した効果が得られることはいうまでもない。
この場合、本発明の実施形態３に係る成形体の製造方法では、成形工程において、第１温度調節部材２３の各第１ゾーン２３ａ、口金保持部材２６ｂの各第２ゾーンの温度及び第２温度調節部材２７の各第３ゾーンの温度が、温度分布測定工程において測定される成形体の温度分布及び寸法計測工程において計測される寸法の結果を基に決定される。具体的には、押出成形機における第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａ、口金保持部材２６ｂの第２ゾーンの温度及び第２温度調節部材２７の第３ゾーンの温度と、温度分布測定工程における成形体の温度分布及び寸法計測工程における成形体の寸法との関係を予め求めておき、温度分布測定工程において測定された成形体の温度分布及び寸法計測工程において計測された成形体の寸法から当該関係に基づいて第１ゾーン２３ａ、第２ゾーン及び第３ゾーンの適正温度を算出し、成形工程において第１ゾーン２３ａ、第２ゾーン及び第３ゾーンを当該適正温度に制御する。
この場合、本発明の実施形態３に係る成形体の製造方法では、成形工程において、第１温度調節部材２３の各第１ゾーン２３ａ、口金保持部材２６ｂの各第２ゾーンの温度及び第２温度調節部材２７の各第３ゾーンの温度が、温度分布測定工程において測定される成形体の温度分布及び寸法計測工程において計測される寸法の結果を基に決定される。具体的には、押出成形機における第１温度調節部材２３の第１ゾーン２３ａ、口金保持部材２６ｂの第２ゾーンの温度及び第２温度調節部材２７の第３ゾーンの温度と、温度分布測定工程における成形体の温度分布及び寸法計測工程における成形体の寸法との関係を予め求めておき、温度分布測定工程において測定された成形体の温度分布及び寸法計測工程において計測された成形体の寸法から当該関係に基づいて第１ゾーン２３ａ、第２ゾーン及び第３ゾーンの適正温度を算出し、成形工程において第１ゾーン２３ａ、第２ゾーン及び第３ゾーンを当該適正温度に制御する。
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
（実施例１－１）
図１に示される押出成形機を作製した。第１温度調節部材には、図５に示されるような周方向に分割された１２個の第１ゾーンを形成し、各第１ゾーンに加熱素子を設けることによって個別に温度制御を可能とした。なお、図５において、Ｘ及びＺ方向は、押出方向に直交する方向であり、特にＺ方向は鉛直方向である。また、押出方向に直交する断面が、短径１５０ｍｍ、長径２００ｍｍの楕円状となるセラミックスハニカム成形体を成形可能な口金を成形部の一端に設けた。
次に、この押出成形機において、第１温度調節部材の第１ゾーンのＮｏ．２～５及び８～１１を３０℃、Ｎｏ．１、６～７及び１２を３５℃にそれぞれ設定した。そして、セラミックス原料としてコージェライトを含むセラミックス成形材料を用い、成形材料の供給量を３００ｋｇ／ｈ、スクリュー１１の回転数を５５ｒｐｍとして、セラミックスハニカム成形体の押出成形を行い、下記の評価を行った。
図１に示される押出成形機を作製した。第１温度調節部材には、図５に示されるような周方向に分割された１２個の第１ゾーンを形成し、各第１ゾーンに加熱素子を設けることによって個別に温度制御を可能とした。なお、図５において、Ｘ及びＺ方向は、押出方向に直交する方向であり、特にＺ方向は鉛直方向である。また、押出方向に直交する断面が、短径１５０ｍｍ、長径２００ｍｍの楕円状となるセラミックスハニカム成形体を成形可能な口金を成形部の一端に設けた。
次に、この押出成形機において、第１温度調節部材の第１ゾーンのＮｏ．２～５及び８～１１を３０℃、Ｎｏ．１、６～７及び１２を３５℃にそれぞれ設定した。そして、セラミックス原料としてコージェライトを含むセラミックス成形材料を用い、成形材料の供給量を３００ｋｇ／ｈ、スクリュー１１の回転数を５５ｒｐｍとして、セラミックスハニカム成形体の押出成形を行い、下記の評価を行った。
（実施例１－２）
図３に示される押出成形機を作製した。第１温度調節部材及び口金は、実施例１－１と同様の構造のものを用いた。また、口金保持部材には、第１温度調節部材の第１ゾーンと同様の周方向に分割された１２個の第２ゾーンを形成し、各第２ゾーンに加熱素子を設けることによって個別に温度制御を可能とした。
次に、この押出成形機において、第１温度調節部材の第１ゾーン及び口金保持部材の第２ゾーンの各温度は、第１温度調節部材の第１ゾーンと同じに設定し、実施例１－１と同様の条件でセラミックスハニカム成形体の押出成形を行い、下記の評価を行った。
図３に示される押出成形機を作製した。第１温度調節部材及び口金は、実施例１－１と同様の構造のものを用いた。また、口金保持部材には、第１温度調節部材の第１ゾーンと同様の周方向に分割された１２個の第２ゾーンを形成し、各第２ゾーンに加熱素子を設けることによって個別に温度制御を可能とした。
次に、この押出成形機において、第１温度調節部材の第１ゾーン及び口金保持部材の第２ゾーンの各温度は、第１温度調節部材の第１ゾーンと同じに設定し、実施例１－１と同様の条件でセラミックスハニカム成形体の押出成形を行い、下記の評価を行った。
（比較例１）
第１温度調節部材を備えていない押出成形機を用い、実施例１－１と同様の条件でセラミックスハニカム成形体の押出成形を行い、下記の評価を行った。
第１温度調節部材を備えていない押出成形機を用い、実施例１－１と同様の条件でセラミックスハニカム成形体の押出成形を行い、下記の評価を行った。
（成形体の寸法精度）
口金から排出されたセラミックスハニカム成形体を所定の長さに切断し、その切断面（端面）の形状について端面検査機（株式会社キーエンス製ＬＪ－Ｖ７３００）を用いて測定した。具体的には、端面検査機を構成する撮像カメラでセラミックスハニカム成形体の端面画像を撮像した後、この端面画像を画像解析してセラミックスハニカム成形体の輪郭（断面形状）を得た。また、得られた断面形状について半径を測定し、基準半径からのずれ（差）を１°ごとに算出し、当該ずれの最大値を最大偏差として求めた。ここで、「基準半径」とは、基準となる所望の断面形状を有するセラミックスハニカム成形体の半径のことをいう。
口金から排出されたセラミックスハニカム成形体を所定の長さに切断し、その切断面（端面）の形状について端面検査機（株式会社キーエンス製ＬＪ－Ｖ７３００）を用いて測定した。具体的には、端面検査機を構成する撮像カメラでセラミックスハニカム成形体の端面画像を撮像した後、この端面画像を画像解析してセラミックスハニカム成形体の輪郭（断面形状）を得た。また、得られた断面形状について半径を測定し、基準半径からのずれ（差）を１°ごとに算出し、当該ずれの最大値を最大偏差として求めた。ここで、「基準半径」とは、基準となる所望の断面形状を有するセラミックスハニカム成形体の半径のことをいう。
（成形体の温度分布）
口金から排出された直後のセラミックスハニカム成形体の押出方向に直交する断面の温度分布を赤外線サーモグラフィカメラ（日本アビオニクス株式会社製Ｔｈｅｒｍｏ ＧＥＡＲ Ｇ１２０ＥＸ）を用いて測定した。
上記の各評価結果を表１に示す。なお、表１の断面形状において、点線は基準となる所望の断面形状を有するセラミックスハニカム成形体の断面形状を表し、実線は作製されたセラミックスハニカム成形体の断面形状を表す。
口金から排出された直後のセラミックスハニカム成形体の押出方向に直交する断面の温度分布を赤外線サーモグラフィカメラ（日本アビオニクス株式会社製Ｔｈｅｒｍｏ ＧＥＡＲ Ｇ１２０ＥＸ）を用いて測定した。
上記の各評価結果を表１に示す。なお、表１の断面形状において、点線は基準となる所望の断面形状を有するセラミックスハニカム成形体の断面形状を表し、実線は作製されたセラミックスハニカム成形体の断面形状を表す。
表１に示されるように、複数の第１ゾーンを含む第１温度調節部材を有する押出成形機を用いて押出成形を行った場合（実施例１－１及び１－２）、複数の第１ゾーンを含む第１温度調節部材を有していない押出成形機を用いて押出成形を行った場合（比較例１）に比べて、セラミックスハニカム成形体の外周部の寸法精度が向上した。また、複数の第２ゾーンを含む口金保持部材を更に有する押出成形機を用いて押出成形を行った場合（実施例１－２）、セラミックスハニカム成形体の外周部の寸法精度がより一層向上した。
（実施例２）
図１に示される押出成形機を作製した。第１温度調節部材には、図５に示されるような周方向に分割された１２個の第１ゾーンを形成し、各第１ゾーンに加熱素子を設けることによって個別に温度制御を可能とした。また、押出方向に直交する断面が、短径１７０ｍｍ、長径２２０ｍｍの角丸長方形となるセラミックスハニカム成形体を成形可能な口金を成形部の一端に設けた。
次に、この押出成形機において、第１温度調節部材の第１ゾーンのＮｏ．３、４、９及び１０を３０℃、Ｎｏ．１、２、５～８、１１及び１２を３５℃にそれぞれ設定した。そして、セラミックス原料としてコージェライトを含むセラミックス成形材料を用い、成形材料の供給量を３００ｋｇ／ｈ、スクリュー１１の回転数を５５ｒｐｍとして、セラミックスハニカム成形体の押出成形を行い、評価を行った。
図１に示される押出成形機を作製した。第１温度調節部材には、図５に示されるような周方向に分割された１２個の第１ゾーンを形成し、各第１ゾーンに加熱素子を設けることによって個別に温度制御を可能とした。また、押出方向に直交する断面が、短径１７０ｍｍ、長径２２０ｍｍの角丸長方形となるセラミックスハニカム成形体を成形可能な口金を成形部の一端に設けた。
次に、この押出成形機において、第１温度調節部材の第１ゾーンのＮｏ．３、４、９及び１０を３０℃、Ｎｏ．１、２、５～８、１１及び１２を３５℃にそれぞれ設定した。そして、セラミックス原料としてコージェライトを含むセラミックス成形材料を用い、成形材料の供給量を３００ｋｇ／ｈ、スクリュー１１の回転数を５５ｒｐｍとして、セラミックスハニカム成形体の押出成形を行い、評価を行った。
（比較例２）
第１温度調節部材を備えていない押出成形機を用い、実施例２と同様の条件でセラミックスハニカム成形体の押出成形を行い、評価を行った。
各評価結果を表２に示す。
第１温度調節部材を備えていない押出成形機を用い、実施例２と同様の条件でセラミックスハニカム成形体の押出成形を行い、評価を行った。
各評価結果を表２に示す。
表２に示されるように、断面が角丸長方形のセラミックスハニカム成形体についても、複数の第１ゾーンを含む第１温度調節部材を有する押出成形機を用いて押出成形を行った場合（実施例２）、複数の第１ゾーンを含む第１温度調節部材を有していない押出成形機を用いて押出成形を行った場合（比較例２）に比べて、セラミックスハニカム成形体の外周部の寸法精度が向上した。
（実施例３）
図１に示される押出成形機を作製した。第１温度調節部材には、図５に示されるような周方向に分割された１２個の第１ゾーンを形成し、各第１ゾーンに加熱素子を設けることによって個別に温度制御を可能とした。また、押出方向に直交する断面が、短径１５０ｍｍ、長径２００ｍｍの左寄りの楕円状となるセラミックスハニカム成形体を成形可能な口金を成形部の一端に設けた。
次に、この押出成形機において、第１温度調節部材の第１ゾーンのＮｏ．１及び１２を３５℃、Ｎｏ．２～１１を温度制御なしに設定した。そして、セラミックス原料としてコージェライトを含むセラミックス成形材料を用い、成形材料の供給量を３００ｋｇ／ｈ、スクリュー１１の回転数を５５ｒｐｍとして、セラミックスハニカム成形体の押出成形を行い、評価を行った。
図１に示される押出成形機を作製した。第１温度調節部材には、図５に示されるような周方向に分割された１２個の第１ゾーンを形成し、各第１ゾーンに加熱素子を設けることによって個別に温度制御を可能とした。また、押出方向に直交する断面が、短径１５０ｍｍ、長径２００ｍｍの左寄りの楕円状となるセラミックスハニカム成形体を成形可能な口金を成形部の一端に設けた。
次に、この押出成形機において、第１温度調節部材の第１ゾーンのＮｏ．１及び１２を３５℃、Ｎｏ．２～１１を温度制御なしに設定した。そして、セラミックス原料としてコージェライトを含むセラミックス成形材料を用い、成形材料の供給量を３００ｋｇ／ｈ、スクリュー１１の回転数を５５ｒｐｍとして、セラミックスハニカム成形体の押出成形を行い、評価を行った。
（比較例３）
第１温度調節部材を備えていない押出成形機を用い、実施例３と同様の条件でセラミックスハニカム成形体の押出成形を行い、評価を行った。
各評価結果を表３に示す。
第１温度調節部材を備えていない押出成形機を用い、実施例３と同様の条件でセラミックスハニカム成形体の押出成形を行い、評価を行った。
各評価結果を表３に示す。
表３に示されるように、断面が左寄りの楕円状のセラミックスハニカム成形体についても、複数の第１ゾーンを含む第１温度調節部材を有する押出成形機を用いて押出成形を行った場合（実施例３）、複数の第１ゾーンを含む第１温度調節部材を有していない押出成形機を用いて押出成形を行った場合（比較例３）に比べて、セラミックスハニカム成形体の外周部の寸法精度が向上した。
以上の結果からわかるように、本発明によれば、外周部の寸法精度が高い成形体を製造することが可能な押出成形機を提供することができる。また、本発明によれば、外周部の寸法精度が高い成形体の製造方法を提供することができる。
１，２，３ 押出成形機
１０ 押出部
１１ スクリュー
１２ バレル
１３ 押出口
１４ スクリュー軸
１５ 羽根部
１６ 駆動装置
１７ 材料投入部
２０ 成形部
２１ 口金
２２ スクリーン
２３ 第１温度調節部材
２３ａ 第１ゾーン
２４ ドラム
２５ 拡径部
２６ａ，２６ｂ 口金保持部材
２７ 第２温度調節部材
１０ 押出部
１１ スクリュー
１２ バレル
１３ 押出口
１４ スクリュー軸
１５ 羽根部
１６ 駆動装置
１７ 材料投入部
２０ 成形部
２１ 口金
２２ スクリーン
２３ 第１温度調節部材
２３ａ 第１ゾーン
２４ ドラム
２５ 拡径部
２６ａ，２６ｂ 口金保持部材
２７ 第２温度調節部材
Claims (13)
- 一端に口金を有し、他端が押出部の押出口に接続されるとともに、内部にスクリーンが配置される成形部を備える押出成形機であって、
前記成形部は、周方向に分割された複数の第１ゾーンを含む第１温度調節部材を前記スクリーンと前記口金との間に有し、複数の前記第１ゾーンは個別に温度調整が可能である押出成形機。 - 前記成形部は、前記スクリーンと前記口金との間に前記第１温度調節部材を２つ以上有し、２つ以上の前記第１温度調節部材の間に断熱部材が配置されている、請求項１に記載の押出成形機。
- 前記第１ゾーンの数が４～２４個である、請求項１又は２に記載の押出成形機。
- 前記成形部は、前記口金を保持し且つ温度調節が可能な口金保持部材を更に有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の押出成形機。
- 前記口金保持部材は、周方向に分割された複数の第２ゾーンを含み、複数の前記第２ゾーンは個別に温度調整が可能である、請求項４に記載の押出成形機。
- 前記第２ゾーンの数が４～２４個である、請求項５に記載の押出成形機。
- 前記成形部は、前記他端と前記スクリーンとの間に拡径部を有し、前記拡径部に第２温度調節部材が配置される、請求項１～６のいずれか一項に記載の押出成形機。
- 前記第２温度調節部材は、周方向に分割された複数の第３ゾーンを含み、複数の前記第３ゾーンは個別に温度調整が可能である、請求項７に記載の押出成形機。
- 前記第３ゾーンの数が４～２４個である、請求項８に記載の押出成形機。
- セラミックス成形体の製造に用いられる、請求項１～９のいずれか一項に記載の押出成形機。
- 請求項１～１０のいずれか一項に記載の押出成形機を用いて成形材料を押出成形して成形体を得る成形工程と、
前記成形体の押出方向に直交する断面の温度分布を測定する温度分布測定工程と、
前記成形体を所定の長さに切断する切断工程と、
切断された前記成形体の寸法を計測する寸法計測工程と
を備える成形体の製造方法であって、
前記押出成形機における前記第１温度調節部材の前記第１ゾーンの温度と、前記温度分布測定工程における前記成形体の温度分布及び前記寸法計測工程における前記成形体の寸法との関係を予め求めておき、前記温度分布測定工程において測定された前記成形体の温度分布及び前記寸法計測工程において計測された前記成形体の寸法から前記関係に基づいて前記第１ゾーンの適正温度を算出し、前記成形工程において前記第１ゾーンを前記適正温度に制御する、成形体の製造方法。 - 請求項５又は６に記載の押出成形機を用いて成形材料を押出成形して成形体を得る成形工程と、
前記成形体の押出方向に直交する断面の温度分布を測定する温度分布測定工程と、
前記成形体を所定の長さに切断する切断工程と、
切断された前記成形体の寸法を計測する寸法計測工程と
を備える成形体の製造方法であって、
前記押出成形機における前記第１温度調節部材の前記第１ゾーン及び前記口金保持部材の前記第２ゾーンの温度と、前記温度分布測定工程における前記成形体の温度分布及び前記寸法計測工程における前記成形体の寸法との関係を予め求めておき、前記温度分布測定工程において測定された前記成形体の温度分布及び前記寸法計測工程において計測された前記成形体の寸法から前記関係に基づいて前記第１ゾーン及び前記第２ゾーンの適正温度を算出し、前記成形工程において前記第１ゾーン及び前記第２ゾーンを前記適正温度に制御する、成形体の製造方法。 - 前記成形部が、前記第２ゾーンを含む前記口金保持部材を有する請求項８又は９に記載の押出成形機を用いて成形材料を押出成形して成形体を得る成形工程と、
前記成形体の押出方向に直交する断面の温度分布を測定する温度分布測定工程と、
前記成形体を所定の長さに切断する切断工程と、
切断された前記成形体の寸法を計測する寸法計測工程と
を備える成形体の製造方法であって、
前記押出成形機における前記第１温度調節部材の前記第１ゾーン、前記口金保持部材の前記第２ゾーン及び前記第２温度調節部材の前記第３ゾーンの温度と、前記温度分布測定工程における前記成形体の温度分布及び前記寸法計測工程における前記成形体の寸法との関係を予め求めておき、前記温度分布測定工程において測定された前記成形体の温度分布及び前記寸法計測工程において計測された前記成形体の寸法から前記関係に基づいて前記第１ゾーン、前記第２ゾーン及び前記第３ゾーンの適正温度を算出し、前記成形工程において前記第１ゾーン、前記第２ゾーン及び前記第３ゾーンを前記適正温度に制御する、成形体の製造方法。
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