グリーン成形体の切断装置及びこれを備えたグリーン成形体製造システム
【課題】押出成形装置から押し出されたグリーン成形体及びこれを所定の長さに切断してなる成形体の変形や欠陥を十分に抑制し、寸法精度が高いグリーン成形体を得る。
【解決手段】本発明に係る切断装置６０は、押出成形装置１０のダイ８から押し出されて横方向に延びるグリーン成形体７０Ａの側面の形状に応じた凹部３１ａを有する保持部材３１Ａ，３１Ｂと、保持部材３１Ｂを上方に移動させてグリーン成形体７０Ａの側面に凹部３１ａを当接させる駆動手段３３と、ダイ８と駆動手段３３の間に設けられ、上方に向けてガスを噴射するための複数の開口３５ｂを有するガス噴射面３５ａと、開口３５ｂに気体を供給する気体供給手段３７と、グリーン成形体７０Ａを切断するカッターＷと、グリーン成形体７０を載せた保持部材３１Ａがスライドするスライド面５２を有する分離機構５０とを備える。
【解決手段】本発明に係る切断装置６０は、押出成形装置１０のダイ８から押し出されて横方向に延びるグリーン成形体７０Ａの側面の形状に応じた凹部３１ａを有する保持部材３１Ａ，３１Ｂと、保持部材３１Ｂを上方に移動させてグリーン成形体７０Ａの側面に凹部３１ａを当接させる駆動手段３３と、ダイ８と駆動手段３３の間に設けられ、上方に向けてガスを噴射するための複数の開口３５ｂを有するガス噴射面３５ａと、開口３５ｂに気体を供給する気体供給手段３７と、グリーン成形体７０Ａを切断するカッターＷと、グリーン成形体７０を載せた保持部材３１Ａがスライドするスライド面５２を有する分離機構５０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出成形装置が有するダイから横方向に押し出されたグリーン成形体を所定の長さに切断するための切断装置及びこれを備えたグリーン成形体製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ハニカムフィルタ構造体が、ＤＰＦ（Diesel particulate filter）用等として広く知られている。このハニカムフィルタ構造体は、多数の貫通孔を有するハニカム構造体の一部の貫通孔の一端側を封口材で封じると共に、残りの貫通孔の他端側を封口材で封じた構造を有する。特許文献１，２には、グリーンハニカム成形体の製造に使用されるダイス及び押出成形装置が開示されている。特許文献３には、グリーンハニカム成形体の切断方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−５９１５号公報
【特許文献２】特許第４０９９８９６号公報
【特許文献３】特開２００１−９６５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、押出成形装置が有するダイから横方向にグリーン成形体を押し出した場合、押し出されたグリーン成形体が長くなるに従い、重力によって先端が下方にたわんでしまう。また、グリーン成形体を所定の長さに切断するのにワイヤなどのカッターが上方から下方に移動する切断装置を使用した場合、カッターからグリーン成形体に対して下方に力が加わる。重力やワイヤによるグリーン成形体の変形を防止するため、スポンジ等からなる保持部材でグリーン成形体の先端部を支える必要がある。
【０００５】
しかし、通常、押出成形装置及び切断装置の構造上の制約から、これらの装置を十分に接近させて配置することができず、押出成形装置のダイの位置からグリーン成形体を保持部材で支える位置まで５００〜６００ｍｍの距離を要する場合がある。この場合、グリーン成形体の強度にもよるが、グリーン成形体の先端が保持部材の位置に至るまでの間に下方にたわみやすい。また、先端部が保持部材で支えられた状態でも、ダイと保持部材の間でグリーン成形体が下方にたわむおそれがある。
【０００６】
グリーン成形体の下方にたわんだ箇所が押出成形に伴って後方に移動して当該箇所に保持部材が当接すると、グリーン成形体が保持部材によって上方に押されてグリーン成形体の基端部（ダイの出口近傍）にシワが生じるおそれがある。グリーン成形体の変形は、グリーン成形体を焼成して焼成体を得る工程におけるクラック発生の原因となる。
【０００７】
また、カッターを下降させてグリーン成形体を切断した後にカッターを上昇させる際、カッターがグリーン成形体に接触してしまう場合があり、この接触によってグリーン成形体が変形したり切り込みなどの欠陥が生じやすい。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、押出成形装置から押し出されたグリーン成形体及びこれを所定の長さに切断してなる成形体の変形や欠陥を十分に抑制でき、寸法精度が高いグリーン成形体が得られる切断装置及びこれを備えたグリーン成形体製造システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る切断装置は、押出成形装置が有するダイから押し出されて横方向に延びるグリーン成形体を切断するためのものであり、グリーン成形体の側面の形状に応じた凹部を有する保持部材と、保持部材を上方に移動させてグリーン成形体の側面に保持部材の凹部を当接させる駆動手段と、押出成形装置の後段に当該切断装置を配置したとき、ダイと駆動手段の間に設けられ、上方に向けてガスを噴射するための複数の開口を有するガス噴射面と、複数の開口に気体を供給する気体供給手段と、保持部材の近傍であってダイ側の位置においてグリーン成形体を切断するカッターと、切断されたグリーン成形体を載せた保持部材をスライドさせてダイから延びるグリーン成形体から引き離すスライド面を有する分離機構とを備える。
【００１０】
上記切断装置によれば、先端部が保持部材によって支えられていない状態のグリーン成形体に向けてガス噴射面から上向きのガスを噴射できる。これにより、グリーン成形体が保持部材の位置に至るまでの間において、グリーン成形体が重力によって下方にたわむのを十分に防止できる。また、カッターを降下させてグリーン成形体を切断した後、切断されたグリーン成形体を載せた保持部材をスライドさせることで、カッターを上昇させる際にカッターがグリーン成形体に接触するなどの不具合を十分に抑制できる。なお、スライド面の終点に次の工程（例えば、乾燥工程など）の装置を配置すれば、グリーン成形体の移送時における変形も十分に抑制できる。
【００１１】
上記分離機構が有するスライド面は、ダイから遠ざかる方向に向けて低くなるように傾斜した部分を有するものであってもよく、あるいは、上方に向けてガスを噴射するための複数の開口を有するものであってもよい。
【００１２】
また、切断装置の分離機構は、切断されたグリーン成形体及び／又はこれを保持する保持部材に向けてダイから遠ざかる方向にガスを噴射するガス噴射口を更に有するものとすることができる。かかるガス噴射口を分離機構に設けることで、所望のタイミングで保持部材のスライドを開始させることができる。
【００１３】
本発明は、横方向にグリーン成形体を押し出すダイを有する押出成形装置と、上記切断装置とを備えるグリーン成形体製造システムを提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、押出成形装置から押し出されたグリーン成形体及びこれを所定の長さに切断してなる成形体の変形や欠陥を十分に抑制でき、寸法精度が高いグリーン成形体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）はグリーンハニカム成形体の一例を示す斜視図、（ｂ）はグリーンハニカム成形体の部分拡大図である。
【図２】本発明に係るグリーン成形体製造システムの一実施形態を示す概略断面図である。
【図３】押出成形装置の内部構造を模式的に示す部分断面図である。
【図４】保持部材の一例を示す斜視図である。
【図５】ガス噴射プレートの構成を模式的に示す斜視図である。
【図６】切断機構の構成の一例を模式的に示す斜視図である。
【図７】分離機構の構成の一例を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。まず、本発明に係るグリーン成形体製造システムの説明に先立ち、ハニカム構造体用のグリーン成形体について説明する。
【００１７】
＜グリーン成形体＞
図１に示すグリーンハニカム成形体（グリーン成形体）７０は、押出成形装置１０によって押出成形されたグリーンハニカム成形体７０Ａを所定の長さに切断して得たものである（図２参照）。図１の（ａ）に示すように、グリーンハニカム成形体７０は多数の貫通孔７０ａが略平行に配置された円柱体である。貫通孔７０ａの断面形状は、図１の（ｂ）に示すように正方形である。これらの複数の貫通孔７０ａは、グリーンハニカム成形体７０において、端面から見て、正方形配置、すなわち、貫通孔７０ａの中心軸が、正方形の頂点にそれぞれ位置するように配置されている。貫通孔７０ａの断面の正方形のサイズは、例えば、一辺０．８〜２．５ｍｍとすることができる。なお、グリーンハニカム成形体７０を所定の温度で焼成することによってハニカム構造体が製造される。
【００１８】
グリーンハニカム成形体７０の貫通孔７０ａが延びる方向の長さは特に限定されないが、例えば、４０〜３５０ｍｍとすることができる。また、グリーンハニカム成形体７０の外径も特に限定されないが、例えば、１００〜３２０ｍｍとすることできる。貫通孔７０ａ間の間隔である隔壁の厚みは、０．０５〜０．５ｍｍとすることができる。
【００１９】
グリーンハニカム成形体７０の材料は特に限定されないが、後で焼成することによりセラミクスとなるグリーン（セラミクス原料）とすることができる。セラミクスとしては、例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、コーディエライト、ガラス、チタン酸アルミニウム等の酸化物、シリコンカーバイド、窒化珪素、金属等が挙げられる。なお、チタン酸アルミニウムは、さらに、マグネシウム及び／又はケイ素を含むことができる。
【００２０】
具体的には、グリーンハニカム成形体７０は、セラミクス原料である無機化合物源粉末、及び、メチルセルロース等の有機バインダ、及び、必要に応じて添加される添加剤を含むことができる。
【００２１】
例えば、チタン酸アルミニウムのグリーン成形体の場合、無機化合物源粉末は、αアルミナ粉等のアルミニウム源粉末、及び、アナターゼ型やルチル型のチタニア粉末等のチタニウム源粉末を含み、必要に応じて、さらに、マグネシア粉末やマグネシアスピネル粉末等のマグネシウム源粉末及び／又は、酸化ケイ素粉末やガラスフリット等のケイ素源粉末を含むことができる。
【００２２】
有機バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類；ポリビニルアルコールなどのアルコール類；リグニンスルホン酸塩を例示できる。有機バインダの量は、無機化合物源粉末の１００重量部に対して、２０重量部以下であることが好ましく、より好ましくは１５重量部以下、さらに好ましくは６重量部以下である。また、有機バインダの下限量は、０．１重量部であることが好ましく、より好ましくは３重量部である。
【００２３】
添加物としては、例えば、造孔剤、潤滑剤、可塑剤、分散剤、溶媒が挙げられる。
【００２４】
造孔剤としては、グラファイト等の炭素材；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂類；でんぷん、ナッツ殻、クルミ殻、コーンなどの植物材料；氷；およびドライアイス等などが挙げられる。造孔剤の添加量は、無機化合物源粉末の１００重量部に対して、０〜４０重量部であることが好ましく、より好ましくは０〜２５重量部である。
【００２５】
潤滑剤としては、グリセリンなどのアルコール類；カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラキジン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸；ステアリン酸Ａｌなどのステアリン酸金属塩などが挙げられる。潤滑剤の添加量は、無機化合物源粉末の１００重量部に対して、０〜１０重量部であることが好ましく、より好ましくは１〜５重量部である。
【００２６】
可塑剤としては、例えば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが挙げられる。市販品としては、例えば、日油株式会社製「ユニルーブ５０ＭＢ−７２」（ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテル、２０℃における粘度が１０２０ｍＰａ・ｓ）、日油株式会社製「ユニルーブ５０ＭＢ−１６８」（ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテル、２０℃における粘度が２８８０ｍＰａ・ｓ）が挙げられる。可塑剤の量は、無機化合物源粉末の１００重量部に対して、０．１〜２０重量部であることが好ましく、０．１〜１０重量部であることがより好ましく、さらに好ましくは０．１〜６重量部である。
【００２７】
分散剤としては、たとえば、硝酸、塩酸、硫酸などの無機酸；シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸などの有機酸；メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類；ポリカルボン酸アンモニウムなどの界面活性剤などが挙げられる。分散剤の添加量は、無機化合物源粉末の１００重量部に対して、０〜２０重量部であることが好ましく、より好ましくは２〜８重量部である。
【００２８】
溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどのアルコール類；プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどのグリコール類；および水などを用いることができる。なかでも、水が好ましく、不純物が少ない点で、より好ましくはイオン交換水が用いられる。溶媒の使用量は、無機化合物源粉末の１００重量部に対して、１０重量部〜１００重量部であることが好ましく、より好ましくは２０重量部〜８０重量部である。
【００２９】
＜グリーン成形体製造システム＞
図２〜７を参照しながら、本発明に係るグリーン成形体製造システムの実施形態について説明する。図２に示すグリーン成形体製造システム１００は、粉末状又はペースト状の原料組成物からグリーンハニカム成形体７０を製造するためのものである。グリーン成形体製造システム１００は、押出成形装置１０と、押出成形装置１０から水平方向に押し出されたグリーンハニカム成形体７０Ａを支持した状態で所定の長さに切断してグリーンハニカム成形体７０を得る切断装置６０とを備える。
【００３０】
（押出成形装置）
押出成形装置１０は、図２に示すとおり、ハウジング１内の上段に設けられたスクリュー２Ａ及び下段に設けられたスクリュー２Ｂを備える。スクリュー２Ａ，２Ｂは、入口１ａから供給された原料組成物を混練すると共に流路１ｂを通じて下流側へと移送するためのものである。スクリュー２Ａ，２Ｂの間には、真空室３が設けられており、真空室３内を減圧することによって原料組成物を脱気処理できるようになっている。真空室３内の原料組成物はローラ３ａによって下段のスクリュー２Ｂに導入される。
【００３１】
押出成形装置１０は、図３に示すとおり、スクリュー２Ｂの下流側に必要に応じて設けられる流量調整板５と、原料組成物からなるグリーンハニカム成形体７０Ａが押し出されるダイ８と、流路１ｂとダイ８を連通する抵抗管９とを更に備える。抵抗管９は、内部の流路がテーパ状になっており、上流側から下流側に向けて流路断面積が徐々に小さくなっている。なお、スクリュー２Ｂの径よりも径が大きいグリーンハニカム成形体７０Ａを製造する場合などになっては、抵抗管９は上流から下流に向けて流路断面が大きくなる拡大部を有してもよい。
【００３２】
流量調整板５は、ダイ８に原料組成物を導入するに先立ち、その流速分布の均一化を図るためのものである。流量調整板５は、ハウジング１に対して着脱自在に設けられており、スクリュー２Ｂとダイ８の間に配置されている。ボルト及びナットによってフランジ１ｃ，１ｄを締め付けることによって流量調整板５はハウジング１に固定されている。流量調整板５は、流量調整の効果を高めるために網状の抵抗体（図示せず）を有していてもよい。
【００３３】
流量調整板５は、厚さ方向に貫通する直径１〜１０ｍｍの貫通孔５ａを複数有する。流量調整板５は、上流側から圧力を受けてもほとんど歪みを起こさない構造体であることが好ましい。かかる観点から、流量調整板５の材質としては、例えば、炭素鋼等が好ましい。炭素鋼以外の好適な材質として、ニッケル、クロム、タングステン等を含有する特殊鋼を例示できる。流量調整板５の厚さは、十分の強度を確保する観点から、１０〜１００ｍｍであることが好ましい。
【００３４】
ダイ８は、原料組成物から図１に示す形状の成形体を製造するためのものであり、これに対応する格子状の流路（図示せず）を有する。原料組成物がダイ８を通過することで、流路断面が正方形である多数の貫通孔７０ａを有し、側面を覆う外周スキンを有するグリーンハニカム成形体７０Ａを形成される。
【００３５】
（切断装置）
切断装置６０は、押出成形装置１０の後段に配置されており、グリーンハニカム成形体７０Ａを切断して所定の長さのグリーンハニカム成形体７０を得るためのものである。切断装置６０は、ダイ８から水平方向に押し出されたグリーンハニカム成形体７０Ａを支持する支持機構３０と、グリーンハニカム成形体７０Ａを切断するための切断機構４０と、切断されたグリーンハニカム成形体７０を載せた保持部材３１Ａをスライドさせてダイ８から延びるグリーンハニカム成形体７０Ａから引き離すスライド面５２を有する分離機構５０を備える。
【００３６】
支持機構３０は、重力やワイヤＷによってグリーンハニカム成形体７０Ａが変形するのを防止するためのものである。支持機構３０は、凹部３１ａを有する複数の保持部材３１Ａ，３１Ｂと、保持部材３１Ａ，３１Ｂを一つずつ上方に移動させる作業を繰り返す可動プレート（駆動手段）３３と、グリーンハニカム成形体７０Ａに向けて上方に空気を噴射するためのガス噴射プレート３５と、ガス噴射プレート３５に圧縮空気を供給するコンプレッサ（気体供給手段）３７とを備える（図２，４，５参照）。
【００３７】
保持部材３１Ａは、図４に示すとおり、スポンジ製の本体部３１ｂと、樹脂（例えば塩化ビニル）製の底部３１ｃとからなる。スポンジ製の本体部３１ｂにグリーンハニカム成形体７０Ａの側面の形状に応じた凹部３１ａが形成されている。本実施形態においては、グリーンハニカム成形体７０Ａは円柱状であるため、凹部３１ａは断面形状が半円状である。なお、保持部材３１Ｂも保持部材３１Ａと同様の構成を有する。
【００３８】
可動プレート３３は、グリーンハニカム成形体７０Ａの側面に対して保持部材（３１Ａ，３１Ｂ）の凹部３１ａを当接させるためのものである。図２は、保持部材３１Ｂを載せた可動プレート３３が上昇した状態を示す。可動プレート３３は、ダイ８から押し出されたグリーンハニカム成形体７０Ａの先端及び、保持部材が所定の位置にまで到達したとき、これをセンサ等が検知して自動的に上昇するものであってもよいし、作業者が目視により確認して手動で操作するものであってもよい。可動プレート３３は、上方に移動した後、所定の高さで止まるように設定されている。すなわち、可動プレート３３は、ダイ８の高さと、可動プレート３３上の保持部材の凹部３１ａの高さが一致する高さで止まるように設定されている。
【００３９】
ガス噴射プレート３５は、その上面がガス噴射面３５ａをなしており、押出成形装置１０のダイ８の位置から可動プレート３３の位置まで延びている。ガス噴射プレート３５はグリーンハニカム成形体７０Ａの下方に配置されており、ガス噴射面３５ａはグリーンハニカム成形体７０Ａの側面と０．１〜１０ｍｍ離隔している。図５に示すとおり、ガス噴射面３５ａは複数の開口３５ｂを有し、これらの開口３５ｂからグリーンハニカム成形体７０Ａに向けて空気を噴射できるようになっている。ガス噴射面３５ａはグリーンハニカム成形体７０Ａの側面を取り囲むように湾曲していることが好ましく、図５に示すように、押出方向に垂直な断面が半円状であることがより好ましい。
【００４０】
開口３５ｂの口径は、グリーンハニカム成形体７０Ａのサイズや比重にもよるが、好ましくは０．１〜１０ｍｍである。複数の開口３５ｂは、全てが同一の口径であってもよいし、ダイ８から押出方向に遠ざかるに従って徐々に口径が大きくなるように設けられていてもよい。ダイ８から離れた位置の開口３５ｂの口径をダイ８に近い位置の開口３５ｂの口径よりも大きくすることで、グリーンハニカム成形体７０Ａの先端部に対して空気によって上方の力を十分に与えることが可能となり、重力によるグリーンハニカム成形体７０Ａのたわみをより一層十分に抑制できる。
【００４１】
コンプレッサ３７は、複数の開口３５ｂに圧縮空気を供給するためのものである。なお、空気の噴射によってグリーンハニカム成形体７０Ａが乾燥するのを防止するため、湿潤空気を複数の開口３５ｂから噴射してもよい。
【００４２】
なお、支持機構３０は、ワイヤＷからグリーンハニカム成形体７０Ａに加えられる力の大きさに応じてガス噴射プレート３５からのガス噴射量を調整するガス噴射量制御手段を更に備えることが好ましい。グリーンハニカム成形体７０Ａを切断している最中もガス噴射量を調整しながら、ガスの噴射を継続することにより、切断時にグリーンハニカム成形体７０Ａがたわむのを十分に防止できる。
【００４３】
切断機構４０は、保持部材３１Ａ，３１Ｂで支持されているグリーンハニカム成形体７０Ａを切断し、所定の長さのグリーンハニカム成形体７０を得るためのものである。切断機構４０は、図６に示すとおり、カッターとしてのワイヤＷを有し、ワイヤＷを水平方向であり且つ押出方向に垂直の方向（Ｘ方向）に張り渡した状態に保持できるようになっている。
【００４４】
切断機構４０は、保持部材３１Ａ，３１Ｂの間にワイヤＷが降下してグリーンハニカム成形体７０Ａを切断できるようになっている。また、ワイヤＷは、降下と同時にグリーンハニカム成形体７０Ａの押出速度と同調して押出方向（Ｙ方向）に移動できるようになっている。なお、押出成形装置１０側の保持部材３１Ｂは、上述の可動プレート３３上に位置し、その後方の保持部材３１Ａは後述のスライド面５２の基端部５２ｂ（水平面）上に位置している（図７参照）。
【００４５】
切断機構４０は、逆Ｕ字状とされた枠板４２を有する。枠板４２は、水平方向に離間されてそれぞれ下方に延びる２つの先端部４２ａ、４２ｂを有する。先端部４２ａには送り側サーボモータ４３ａが設けられ、先端部４２ｂには、受け側サーボモータ４３ｂが設けられている。
【００４６】
送り側サーボモータ４３ａの回転軸には送り側ボビン４４ａが設けられ、受け側サーボモータ４３ｂの回転軸には、張力センサ４５を介して受け側ボビン４４ｂが設けられている。そして、送り側ボビン４４ａから受け側ボビン４４ｂまでに亘って、ワイヤＷが張り渡されている。ワイヤＷの材料は特に限定されないが、たとえば、スチールワイヤ等が挙げられる。ワイヤＷの径は、好ましくは１０００μｍ以下であり、より好ましくは１２０〜５００μｍである。
【００４７】
送り側サーボモータ４３ａ、受け側サーボモータ４３ｂ、及び、張力センサ４５は、張力コントローラ４６に接続されている。張力コントローラ４６は、張力センサ４５から取得した張力に基づいて、ワイヤＷの張力が所定の範囲内となるように、送り側ボビン４４ａや受け側ボビン４４ｂの回転を制御しつつ、ワイヤＷが所定の速度で送り側ボビン４４ａから受け側ボビン４４ｂに向かってＸ方向に移動するように２つのモータを制御する。張力は特に限定されないが、たとえば、２０Ｎ以上とすることが好ましく、４０Ｎ以上とすることが好ましい。また、張力の上限はないが、１００Ｎ以下とすることが好ましく、６０Ｎ以下とすることがより好ましい。また、ワイヤＷのＸ方向の移動速度も特に限定されないが、２０〜２００ｍｍ／ｓとすることができる。
【００４８】
本実施形態では、枠板４２、及び、送り側サーボモータ４３ａ、受け側サーボモータ４３ｂ、送り側ボビン４４ａ、受け側ボビン４４ｂによって、ワイヤＷが保持されている。また、本実施形態では、送り側ボビン４４ａ、受け側ボビン４４ｂ、送り側サーボモータ４３ａ及び受け側サーボモータ４３ｂによって、ワイヤＷがＸ方向（矢印Ａ）に移動できるようになっている。更に、本実施形態では、張力センサ４５、及び、張力コントローラ４６によって、ワイヤＷの張力を一定に維持できるようになっている。
【００４９】
枠板４２に設けられた支持部４２ｃを鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動させることにより、ワイヤＷを、ワイヤの伸びるＡ方向（Ｘ方向）に対して垂直なＢ方向（−Ｚ方向）に移動させる。ワイヤＷを鉛直方向に移動させる機構は特に限定されず、例えば、ラックピニオン機構等を使用できる。切断時の支持部４２ｃ、すなわち、ワイヤＷの−Ｚ軸方向の移動速度は特に限定されないが、たとえば、２０〜２００ｍｍ／ｓとすることができる。
【００５０】
分離機構５０は、切断されたグリーンハニカム成形体７０を載せた保持部材（図２では保持部材３１Ａ）をスライドさせてダイ８から延びるグリーンハニカム成形体７０Ａからグリーンハニカム成形体７０を引き離すためのものである。分離機構５０は、図７に示すとおり、保持部材がスライド可能なスライド面５２を有し、スライド面５２はダイ８から遠ざかる方向に向けて低くなるように傾斜した傾斜部５２ａを有する。なお、スライド面５２の基端部５２ｂ及び先端部５２ｃは水平面となっている。また、スライド面５２の両側には側壁５２ｄがそれぞれ設けられており、保持部材の回転を防止する
【００５１】
保持部材の底面とスライド面５２の摩擦を小さくする観点から、スライド面５２は複数の開口５３を有し、これらの開口５３から上方に向けてガスを噴射できる構成であることが好ましい。スライド面５２の開口５３から上方にガスを噴射することで、グリーンハニカム成形体７０を載せた保持部材をわずかに浮上させた状態でスムーズにスライドさせることができる。このガスとしては、空気が挙げられ、コンプレッサ３７又は別途設けたコンプレッサからの圧縮空気を利用すればよい。なお、保持部材の底面とスライド面５２の摩擦を十分に小さくできる構成であれば、上記のガスを噴射する構成に限定されず、たとえば、複数の円柱状のローラを押出方向に対して垂直な方向に渡して設け、これらのローラが回転することで保持部材がスライドする構成であってもよい。
【００５２】
保持部材の押出方向へのスライドを所望のタイミングで開始できるようにするため、圧縮ガスの噴射を利用することが好ましい。図７に示す分離機構５０は、グリーンハニカム成形体７０及び／又はこれを保持する保持部材３１Ａに向けてダイ８から遠ざかる方向にガスを噴射するガス噴射口５５を有する。このガスとしては、空気又は湿潤空気が挙げられ、コンプレッサ３７からの圧縮空気を利用してもよい。
【００５３】
なお、保持部材のスライドを開始させる方法は、ガス噴射によるものに限定されず、たとえば、棒などで保持部材を後方に押すなどしてもよい。また、分離機構５０が上記のような保持部材のスライドを開始させる手段を有する場合、スライド面５２は必ずしも傾斜部５２ａを有するものでなくてもよく、全体が水平面であってもよい。
【００５４】
＜グリーン成形体の製造方法＞
本実施形態に係るグリーン成形体の製造方法は、押出成形装置１０の入口１ａに原料を供給する工程と、押出成形装置１０が有するダイ８から水平方向にグリーンハニカム成形体７０Ａを押し出す工程と、ダイ８から押し出されたグリーンハニカム成形体７０Ａに対してガス噴射プレート３５の開口３５ｂから空気（又は湿潤空気）を噴射する工程と、可動プレート３３によって第１の保持部材３１Ａを上方に移動させてその凹部３１ａをグリーンハニカム成形体７０Ａの側面に当接させる工程と、ダイ８から継続してグリーンハニカム成形体７０Ａを押し出した後、可動プレート３３によって第２の保持部材３１Ｂを上方に移動させてその凹部３１ａをグリーンハニカム成形体７０Ａの側面に当接させる工程と、水平方向に互いに離隔した位置でグリーン成形体を支える保持部材３１Ａ，３１Ｂの間の位置においてグリーンハニカム成形体７０ＡをワイヤＷで切断する工程と、保持部材３１Ａをスライドさせてグリーンハニカム成形体７０Ａからグリーンハニカム成形体７０を引き離す工程とを備える。
【００５５】
上記実施形態に係るグリーン成形体製造システム１００によれば、支持装置３０のガス噴射プレート３５からグリーンハニカム成形体７０Ａに向けて上方に空気（又は湿潤空気）を噴射することができる。下方からグリーンハニカム成形体７０Ａに向けて空気を噴射することにより、グリーンハニカム成形体７０Ａの先端が保持部材の位置に至るまでの間において、グリーンハニカム成形体７０Ａが重力によって下方にたわむのを十分に防止できる。グリーン成形体製造システム１００を用いた上記製造方法によれば、ダイ８から水平方向に押し出されたグリーンハニカム成形体７０Ａのたわみを十分に抑制でき、グリーンハニカム成形体７０Ａを鉛直方向であり且つ押出方向に垂直な方向にワイヤＷで切断することで、両端面の平行度が十分に高い、グリーンハニカム成形体７０を効率的に得ることができる。
【００５６】
また、上記実施形態によれば、ワイヤＷを降下させてグリーンハニカム成形体７０Ａを切断した後、グリーンハニカム成形体７０を載せた保持部材をスライドさせることで、ワイヤＷを上昇させる際にワイヤＷがグリーンハニカム成形体７０，７０Ａに接触するなどの不具合を十分に抑制でき、寸法精度が高いグリーンハニカム成形体７０を連続的に製造できる。
【００５７】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、複数の貫通孔７０ａを有するグリーンハニカム成形体７０を製造する場合を例示したが、押出方向が横方向である場合に重力によって変形するおそれがあるものであれば、貫通孔を有しないグリーン成形体の製造に本発明を適用してもよい。
【００５８】
また、上記実施形態においては、押出方向が水平方向である場合について例示したが、必ずしも水平方向である必要はなく、押出方向は水平方向から多少傾斜（±５°程度）していてもよい。
【００５９】
保持部材３１Ａ，３１Ｂを上方に移動させるための駆動手段、及び、ガス噴射プレート３５の開口３５ｂに噴射ガスを供給するための気体供給手段の構成は、上記実施形態に限定されず、種々の形態をとることができる。なお、噴射ガスも空気又は湿潤空気に限定されるものではない。
【００６０】
また、グリーンハニカム成形体の貫通孔７０ａの配置も特に限定されず、正方形配置に替えて、たとえば、千鳥配置でもよい。貫通孔７０ａの断面形状も、正方形には限定されず、矩形、六角形、三角形等の多角形（正六角形や、正三角形等の正多角形を含む）や、円形、楕円形等どのような形態でもかまわない。グリーンハニカム成形体７０の外形形状も、円柱体に限定されず、正方形や矩形等の角柱等でもかまわない。
【符号の説明】
【００６１】
８…ダイ、１０…押出成形装置、３０…支持機構、３１…保持部材、３１ａ…凹部、３３…可動プレート（駆動手段）、３５ａ…ガス噴射面、３５ｂ…開口、３７…コンプレッサ（気体供給手段）、４０…切断機構、５０…分離機構、５２…スライド面、５２ａ…傾斜部、５３…開口、５５…ガス噴射口、６０…切断装置、７０…切断されたグリーンハニカム成形体、７０Ａ…グリーンハニカム成形体、１００…グリーン成形体製造システム、Ｗ…ワイヤ（カッター）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出成形装置が有するダイから横方向に押し出されたグリーン成形体を所定の長さに切断するための切断装置及びこれを備えたグリーン成形体製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ハニカムフィルタ構造体が、ＤＰＦ（Diesel particulate filter）用等として広く知られている。このハニカムフィルタ構造体は、多数の貫通孔を有するハニカム構造体の一部の貫通孔の一端側を封口材で封じると共に、残りの貫通孔の他端側を封口材で封じた構造を有する。特許文献１，２には、グリーンハニカム成形体の製造に使用されるダイス及び押出成形装置が開示されている。特許文献３には、グリーンハニカム成形体の切断方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−５９１５号公報
【特許文献２】特許第４０９９８９６号公報
【特許文献３】特開２００１−９６５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、押出成形装置が有するダイから横方向にグリーン成形体を押し出した場合、押し出されたグリーン成形体が長くなるに従い、重力によって先端が下方にたわんでしまう。また、グリーン成形体を所定の長さに切断するのにワイヤなどのカッターが上方から下方に移動する切断装置を使用した場合、カッターからグリーン成形体に対して下方に力が加わる。重力やワイヤによるグリーン成形体の変形を防止するため、スポンジ等からなる保持部材でグリーン成形体の先端部を支える必要がある。
【０００５】
しかし、通常、押出成形装置及び切断装置の構造上の制約から、これらの装置を十分に接近させて配置することができず、押出成形装置のダイの位置からグリーン成形体を保持部材で支える位置まで５００〜６００ｍｍの距離を要する場合がある。この場合、グリーン成形体の強度にもよるが、グリーン成形体の先端が保持部材の位置に至るまでの間に下方にたわみやすい。また、先端部が保持部材で支えられた状態でも、ダイと保持部材の間でグリーン成形体が下方にたわむおそれがある。
【０００６】
グリーン成形体の下方にたわんだ箇所が押出成形に伴って後方に移動して当該箇所に保持部材が当接すると、グリーン成形体が保持部材によって上方に押されてグリーン成形体の基端部（ダイの出口近傍）にシワが生じるおそれがある。グリーン成形体の変形は、グリーン成形体を焼成して焼成体を得る工程におけるクラック発生の原因となる。
【０００７】
また、カッターを下降させてグリーン成形体を切断した後にカッターを上昇させる際、カッターがグリーン成形体に接触してしまう場合があり、この接触によってグリーン成形体が変形したり切り込みなどの欠陥が生じやすい。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、押出成形装置から押し出されたグリーン成形体及びこれを所定の長さに切断してなる成形体の変形や欠陥を十分に抑制でき、寸法精度が高いグリーン成形体が得られる切断装置及びこれを備えたグリーン成形体製造システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る切断装置は、押出成形装置が有するダイから押し出されて横方向に延びるグリーン成形体を切断するためのものであり、グリーン成形体の側面の形状に応じた凹部を有する保持部材と、保持部材を上方に移動させてグリーン成形体の側面に保持部材の凹部を当接させる駆動手段と、押出成形装置の後段に当該切断装置を配置したとき、ダイと駆動手段の間に設けられ、上方に向けてガスを噴射するための複数の開口を有するガス噴射面と、複数の開口に気体を供給する気体供給手段と、保持部材の近傍であってダイ側の位置においてグリーン成形体を切断するカッターと、切断されたグリーン成形体を載せた保持部材をスライドさせてダイから延びるグリーン成形体から引き離すスライド面を有する分離機構とを備える。
【００１０】
上記切断装置によれば、先端部が保持部材によって支えられていない状態のグリーン成形体に向けてガス噴射面から上向きのガスを噴射できる。これにより、グリーン成形体が保持部材の位置に至るまでの間において、グリーン成形体が重力によって下方にたわむのを十分に防止できる。また、カッターを降下させてグリーン成形体を切断した後、切断されたグリーン成形体を載せた保持部材をスライドさせることで、カッターを上昇させる際にカッターがグリーン成形体に接触するなどの不具合を十分に抑制できる。なお、スライド面の終点に次の工程（例えば、乾燥工程など）の装置を配置すれば、グリーン成形体の移送時における変形も十分に抑制できる。
【００１１】
上記分離機構が有するスライド面は、ダイから遠ざかる方向に向けて低くなるように傾斜した部分を有するものであってもよく、あるいは、上方に向けてガスを噴射するための複数の開口を有するものであってもよい。
【００１２】
また、切断装置の分離機構は、切断されたグリーン成形体及び／又はこれを保持する保持部材に向けてダイから遠ざかる方向にガスを噴射するガス噴射口を更に有するものとすることができる。かかるガス噴射口を分離機構に設けることで、所望のタイミングで保持部材のスライドを開始させることができる。
【００１３】
本発明は、横方向にグリーン成形体を押し出すダイを有する押出成形装置と、上記切断装置とを備えるグリーン成形体製造システムを提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、押出成形装置から押し出されたグリーン成形体及びこれを所定の長さに切断してなる成形体の変形や欠陥を十分に抑制でき、寸法精度が高いグリーン成形体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）はグリーンハニカム成形体の一例を示す斜視図、（ｂ）はグリーンハニカム成形体の部分拡大図である。
【図２】本発明に係るグリーン成形体製造システムの一実施形態を示す概略断面図である。
【図３】押出成形装置の内部構造を模式的に示す部分断面図である。
【図４】保持部材の一例を示す斜視図である。
【図５】ガス噴射プレートの構成を模式的に示す斜視図である。
【図６】切断機構の構成の一例を模式的に示す斜視図である。
【図７】分離機構の構成の一例を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。まず、本発明に係るグリーン成形体製造システムの説明に先立ち、ハニカム構造体用のグリーン成形体について説明する。
【００１７】
＜グリーン成形体＞
図１に示すグリーンハニカム成形体（グリーン成形体）７０は、押出成形装置１０によって押出成形されたグリーンハニカム成形体７０Ａを所定の長さに切断して得たものである（図２参照）。図１の（ａ）に示すように、グリーンハニカム成形体７０は多数の貫通孔７０ａが略平行に配置された円柱体である。貫通孔７０ａの断面形状は、図１の（ｂ）に示すように正方形である。これらの複数の貫通孔７０ａは、グリーンハニカム成形体７０において、端面から見て、正方形配置、すなわち、貫通孔７０ａの中心軸が、正方形の頂点にそれぞれ位置するように配置されている。貫通孔７０ａの断面の正方形のサイズは、例えば、一辺０．８〜２．５ｍｍとすることができる。なお、グリーンハニカム成形体７０を所定の温度で焼成することによってハニカム構造体が製造される。
【００１８】
グリーンハニカム成形体７０の貫通孔７０ａが延びる方向の長さは特に限定されないが、例えば、４０〜３５０ｍｍとすることができる。また、グリーンハニカム成形体７０の外径も特に限定されないが、例えば、１００〜３２０ｍｍとすることできる。貫通孔７０ａ間の間隔である隔壁の厚みは、０．０５〜０．５ｍｍとすることができる。
【００１９】
グリーンハニカム成形体７０の材料は特に限定されないが、後で焼成することによりセラミクスとなるグリーン（セラミクス原料）とすることができる。セラミクスとしては、例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、コーディエライト、ガラス、チタン酸アルミニウム等の酸化物、シリコンカーバイド、窒化珪素、金属等が挙げられる。なお、チタン酸アルミニウムは、さらに、マグネシウム及び／又はケイ素を含むことができる。
【００２０】
具体的には、グリーンハニカム成形体７０は、セラミクス原料である無機化合物源粉末、及び、メチルセルロース等の有機バインダ、及び、必要に応じて添加される添加剤を含むことができる。
【００２１】
例えば、チタン酸アルミニウムのグリーン成形体の場合、無機化合物源粉末は、αアルミナ粉等のアルミニウム源粉末、及び、アナターゼ型やルチル型のチタニア粉末等のチタニウム源粉末を含み、必要に応じて、さらに、マグネシア粉末やマグネシアスピネル粉末等のマグネシウム源粉末及び／又は、酸化ケイ素粉末やガラスフリット等のケイ素源粉末を含むことができる。
【００２２】
有機バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類；ポリビニルアルコールなどのアルコール類；リグニンスルホン酸塩を例示できる。有機バインダの量は、無機化合物源粉末の１００重量部に対して、２０重量部以下であることが好ましく、より好ましくは１５重量部以下、さらに好ましくは６重量部以下である。また、有機バインダの下限量は、０．１重量部であることが好ましく、より好ましくは３重量部である。
【００２３】
添加物としては、例えば、造孔剤、潤滑剤、可塑剤、分散剤、溶媒が挙げられる。
【００２４】
造孔剤としては、グラファイト等の炭素材；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂類；でんぷん、ナッツ殻、クルミ殻、コーンなどの植物材料；氷；およびドライアイス等などが挙げられる。造孔剤の添加量は、無機化合物源粉末の１００重量部に対して、０〜４０重量部であることが好ましく、より好ましくは０〜２５重量部である。
【００２５】
潤滑剤としては、グリセリンなどのアルコール類；カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラキジン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸；ステアリン酸Ａｌなどのステアリン酸金属塩などが挙げられる。潤滑剤の添加量は、無機化合物源粉末の１００重量部に対して、０〜１０重量部であることが好ましく、より好ましくは１〜５重量部である。
【００２６】
可塑剤としては、例えば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが挙げられる。市販品としては、例えば、日油株式会社製「ユニルーブ５０ＭＢ−７２」（ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテル、２０℃における粘度が１０２０ｍＰａ・ｓ）、日油株式会社製「ユニルーブ５０ＭＢ−１６８」（ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテル、２０℃における粘度が２８８０ｍＰａ・ｓ）が挙げられる。可塑剤の量は、無機化合物源粉末の１００重量部に対して、０．１〜２０重量部であることが好ましく、０．１〜１０重量部であることがより好ましく、さらに好ましくは０．１〜６重量部である。
【００２７】
分散剤としては、たとえば、硝酸、塩酸、硫酸などの無機酸；シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸などの有機酸；メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類；ポリカルボン酸アンモニウムなどの界面活性剤などが挙げられる。分散剤の添加量は、無機化合物源粉末の１００重量部に対して、０〜２０重量部であることが好ましく、より好ましくは２〜８重量部である。
【００２８】
溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどのアルコール類；プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどのグリコール類；および水などを用いることができる。なかでも、水が好ましく、不純物が少ない点で、より好ましくはイオン交換水が用いられる。溶媒の使用量は、無機化合物源粉末の１００重量部に対して、１０重量部〜１００重量部であることが好ましく、より好ましくは２０重量部〜８０重量部である。
【００２９】
＜グリーン成形体製造システム＞
図２〜７を参照しながら、本発明に係るグリーン成形体製造システムの実施形態について説明する。図２に示すグリーン成形体製造システム１００は、粉末状又はペースト状の原料組成物からグリーンハニカム成形体７０を製造するためのものである。グリーン成形体製造システム１００は、押出成形装置１０と、押出成形装置１０から水平方向に押し出されたグリーンハニカム成形体７０Ａを支持した状態で所定の長さに切断してグリーンハニカム成形体７０を得る切断装置６０とを備える。
【００３０】
（押出成形装置）
押出成形装置１０は、図２に示すとおり、ハウジング１内の上段に設けられたスクリュー２Ａ及び下段に設けられたスクリュー２Ｂを備える。スクリュー２Ａ，２Ｂは、入口１ａから供給された原料組成物を混練すると共に流路１ｂを通じて下流側へと移送するためのものである。スクリュー２Ａ，２Ｂの間には、真空室３が設けられており、真空室３内を減圧することによって原料組成物を脱気処理できるようになっている。真空室３内の原料組成物はローラ３ａによって下段のスクリュー２Ｂに導入される。
【００３１】
押出成形装置１０は、図３に示すとおり、スクリュー２Ｂの下流側に必要に応じて設けられる流量調整板５と、原料組成物からなるグリーンハニカム成形体７０Ａが押し出されるダイ８と、流路１ｂとダイ８を連通する抵抗管９とを更に備える。抵抗管９は、内部の流路がテーパ状になっており、上流側から下流側に向けて流路断面積が徐々に小さくなっている。なお、スクリュー２Ｂの径よりも径が大きいグリーンハニカム成形体７０Ａを製造する場合などになっては、抵抗管９は上流から下流に向けて流路断面が大きくなる拡大部を有してもよい。
【００３２】
流量調整板５は、ダイ８に原料組成物を導入するに先立ち、その流速分布の均一化を図るためのものである。流量調整板５は、ハウジング１に対して着脱自在に設けられており、スクリュー２Ｂとダイ８の間に配置されている。ボルト及びナットによってフランジ１ｃ，１ｄを締め付けることによって流量調整板５はハウジング１に固定されている。流量調整板５は、流量調整の効果を高めるために網状の抵抗体（図示せず）を有していてもよい。
【００３３】
流量調整板５は、厚さ方向に貫通する直径１〜１０ｍｍの貫通孔５ａを複数有する。流量調整板５は、上流側から圧力を受けてもほとんど歪みを起こさない構造体であることが好ましい。かかる観点から、流量調整板５の材質としては、例えば、炭素鋼等が好ましい。炭素鋼以外の好適な材質として、ニッケル、クロム、タングステン等を含有する特殊鋼を例示できる。流量調整板５の厚さは、十分の強度を確保する観点から、１０〜１００ｍｍであることが好ましい。
【００３４】
ダイ８は、原料組成物から図１に示す形状の成形体を製造するためのものであり、これに対応する格子状の流路（図示せず）を有する。原料組成物がダイ８を通過することで、流路断面が正方形である多数の貫通孔７０ａを有し、側面を覆う外周スキンを有するグリーンハニカム成形体７０Ａを形成される。
【００３５】
（切断装置）
切断装置６０は、押出成形装置１０の後段に配置されており、グリーンハニカム成形体７０Ａを切断して所定の長さのグリーンハニカム成形体７０を得るためのものである。切断装置６０は、ダイ８から水平方向に押し出されたグリーンハニカム成形体７０Ａを支持する支持機構３０と、グリーンハニカム成形体７０Ａを切断するための切断機構４０と、切断されたグリーンハニカム成形体７０を載せた保持部材３１Ａをスライドさせてダイ８から延びるグリーンハニカム成形体７０Ａから引き離すスライド面５２を有する分離機構５０を備える。
【００３６】
支持機構３０は、重力やワイヤＷによってグリーンハニカム成形体７０Ａが変形するのを防止するためのものである。支持機構３０は、凹部３１ａを有する複数の保持部材３１Ａ，３１Ｂと、保持部材３１Ａ，３１Ｂを一つずつ上方に移動させる作業を繰り返す可動プレート（駆動手段）３３と、グリーンハニカム成形体７０Ａに向けて上方に空気を噴射するためのガス噴射プレート３５と、ガス噴射プレート３５に圧縮空気を供給するコンプレッサ（気体供給手段）３７とを備える（図２，４，５参照）。
【００３７】
保持部材３１Ａは、図４に示すとおり、スポンジ製の本体部３１ｂと、樹脂（例えば塩化ビニル）製の底部３１ｃとからなる。スポンジ製の本体部３１ｂにグリーンハニカム成形体７０Ａの側面の形状に応じた凹部３１ａが形成されている。本実施形態においては、グリーンハニカム成形体７０Ａは円柱状であるため、凹部３１ａは断面形状が半円状である。なお、保持部材３１Ｂも保持部材３１Ａと同様の構成を有する。
【００３８】
可動プレート３３は、グリーンハニカム成形体７０Ａの側面に対して保持部材（３１Ａ，３１Ｂ）の凹部３１ａを当接させるためのものである。図２は、保持部材３１Ｂを載せた可動プレート３３が上昇した状態を示す。可動プレート３３は、ダイ８から押し出されたグリーンハニカム成形体７０Ａの先端及び、保持部材が所定の位置にまで到達したとき、これをセンサ等が検知して自動的に上昇するものであってもよいし、作業者が目視により確認して手動で操作するものであってもよい。可動プレート３３は、上方に移動した後、所定の高さで止まるように設定されている。すなわち、可動プレート３３は、ダイ８の高さと、可動プレート３３上の保持部材の凹部３１ａの高さが一致する高さで止まるように設定されている。
【００３９】
ガス噴射プレート３５は、その上面がガス噴射面３５ａをなしており、押出成形装置１０のダイ８の位置から可動プレート３３の位置まで延びている。ガス噴射プレート３５はグリーンハニカム成形体７０Ａの下方に配置されており、ガス噴射面３５ａはグリーンハニカム成形体７０Ａの側面と０．１〜１０ｍｍ離隔している。図５に示すとおり、ガス噴射面３５ａは複数の開口３５ｂを有し、これらの開口３５ｂからグリーンハニカム成形体７０Ａに向けて空気を噴射できるようになっている。ガス噴射面３５ａはグリーンハニカム成形体７０Ａの側面を取り囲むように湾曲していることが好ましく、図５に示すように、押出方向に垂直な断面が半円状であることがより好ましい。
【００４０】
開口３５ｂの口径は、グリーンハニカム成形体７０Ａのサイズや比重にもよるが、好ましくは０．１〜１０ｍｍである。複数の開口３５ｂは、全てが同一の口径であってもよいし、ダイ８から押出方向に遠ざかるに従って徐々に口径が大きくなるように設けられていてもよい。ダイ８から離れた位置の開口３５ｂの口径をダイ８に近い位置の開口３５ｂの口径よりも大きくすることで、グリーンハニカム成形体７０Ａの先端部に対して空気によって上方の力を十分に与えることが可能となり、重力によるグリーンハニカム成形体７０Ａのたわみをより一層十分に抑制できる。
【００４１】
コンプレッサ３７は、複数の開口３５ｂに圧縮空気を供給するためのものである。なお、空気の噴射によってグリーンハニカム成形体７０Ａが乾燥するのを防止するため、湿潤空気を複数の開口３５ｂから噴射してもよい。
【００４２】
なお、支持機構３０は、ワイヤＷからグリーンハニカム成形体７０Ａに加えられる力の大きさに応じてガス噴射プレート３５からのガス噴射量を調整するガス噴射量制御手段を更に備えることが好ましい。グリーンハニカム成形体７０Ａを切断している最中もガス噴射量を調整しながら、ガスの噴射を継続することにより、切断時にグリーンハニカム成形体７０Ａがたわむのを十分に防止できる。
【００４３】
切断機構４０は、保持部材３１Ａ，３１Ｂで支持されているグリーンハニカム成形体７０Ａを切断し、所定の長さのグリーンハニカム成形体７０を得るためのものである。切断機構４０は、図６に示すとおり、カッターとしてのワイヤＷを有し、ワイヤＷを水平方向であり且つ押出方向に垂直の方向（Ｘ方向）に張り渡した状態に保持できるようになっている。
【００４４】
切断機構４０は、保持部材３１Ａ，３１Ｂの間にワイヤＷが降下してグリーンハニカム成形体７０Ａを切断できるようになっている。また、ワイヤＷは、降下と同時にグリーンハニカム成形体７０Ａの押出速度と同調して押出方向（Ｙ方向）に移動できるようになっている。なお、押出成形装置１０側の保持部材３１Ｂは、上述の可動プレート３３上に位置し、その後方の保持部材３１Ａは後述のスライド面５２の基端部５２ｂ（水平面）上に位置している（図７参照）。
【００４５】
切断機構４０は、逆Ｕ字状とされた枠板４２を有する。枠板４２は、水平方向に離間されてそれぞれ下方に延びる２つの先端部４２ａ、４２ｂを有する。先端部４２ａには送り側サーボモータ４３ａが設けられ、先端部４２ｂには、受け側サーボモータ４３ｂが設けられている。
【００４６】
送り側サーボモータ４３ａの回転軸には送り側ボビン４４ａが設けられ、受け側サーボモータ４３ｂの回転軸には、張力センサ４５を介して受け側ボビン４４ｂが設けられている。そして、送り側ボビン４４ａから受け側ボビン４４ｂまでに亘って、ワイヤＷが張り渡されている。ワイヤＷの材料は特に限定されないが、たとえば、スチールワイヤ等が挙げられる。ワイヤＷの径は、好ましくは１０００μｍ以下であり、より好ましくは１２０〜５００μｍである。
【００４７】
送り側サーボモータ４３ａ、受け側サーボモータ４３ｂ、及び、張力センサ４５は、張力コントローラ４６に接続されている。張力コントローラ４６は、張力センサ４５から取得した張力に基づいて、ワイヤＷの張力が所定の範囲内となるように、送り側ボビン４４ａや受け側ボビン４４ｂの回転を制御しつつ、ワイヤＷが所定の速度で送り側ボビン４４ａから受け側ボビン４４ｂに向かってＸ方向に移動するように２つのモータを制御する。張力は特に限定されないが、たとえば、２０Ｎ以上とすることが好ましく、４０Ｎ以上とすることが好ましい。また、張力の上限はないが、１００Ｎ以下とすることが好ましく、６０Ｎ以下とすることがより好ましい。また、ワイヤＷのＸ方向の移動速度も特に限定されないが、２０〜２００ｍｍ／ｓとすることができる。
【００４８】
本実施形態では、枠板４２、及び、送り側サーボモータ４３ａ、受け側サーボモータ４３ｂ、送り側ボビン４４ａ、受け側ボビン４４ｂによって、ワイヤＷが保持されている。また、本実施形態では、送り側ボビン４４ａ、受け側ボビン４４ｂ、送り側サーボモータ４３ａ及び受け側サーボモータ４３ｂによって、ワイヤＷがＸ方向（矢印Ａ）に移動できるようになっている。更に、本実施形態では、張力センサ４５、及び、張力コントローラ４６によって、ワイヤＷの張力を一定に維持できるようになっている。
【００４９】
枠板４２に設けられた支持部４２ｃを鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動させることにより、ワイヤＷを、ワイヤの伸びるＡ方向（Ｘ方向）に対して垂直なＢ方向（−Ｚ方向）に移動させる。ワイヤＷを鉛直方向に移動させる機構は特に限定されず、例えば、ラックピニオン機構等を使用できる。切断時の支持部４２ｃ、すなわち、ワイヤＷの−Ｚ軸方向の移動速度は特に限定されないが、たとえば、２０〜２００ｍｍ／ｓとすることができる。
【００５０】
分離機構５０は、切断されたグリーンハニカム成形体７０を載せた保持部材（図２では保持部材３１Ａ）をスライドさせてダイ８から延びるグリーンハニカム成形体７０Ａからグリーンハニカム成形体７０を引き離すためのものである。分離機構５０は、図７に示すとおり、保持部材がスライド可能なスライド面５２を有し、スライド面５２はダイ８から遠ざかる方向に向けて低くなるように傾斜した傾斜部５２ａを有する。なお、スライド面５２の基端部５２ｂ及び先端部５２ｃは水平面となっている。また、スライド面５２の両側には側壁５２ｄがそれぞれ設けられており、保持部材の回転を防止する
【００５１】
保持部材の底面とスライド面５２の摩擦を小さくする観点から、スライド面５２は複数の開口５３を有し、これらの開口５３から上方に向けてガスを噴射できる構成であることが好ましい。スライド面５２の開口５３から上方にガスを噴射することで、グリーンハニカム成形体７０を載せた保持部材をわずかに浮上させた状態でスムーズにスライドさせることができる。このガスとしては、空気が挙げられ、コンプレッサ３７又は別途設けたコンプレッサからの圧縮空気を利用すればよい。なお、保持部材の底面とスライド面５２の摩擦を十分に小さくできる構成であれば、上記のガスを噴射する構成に限定されず、たとえば、複数の円柱状のローラを押出方向に対して垂直な方向に渡して設け、これらのローラが回転することで保持部材がスライドする構成であってもよい。
【００５２】
保持部材の押出方向へのスライドを所望のタイミングで開始できるようにするため、圧縮ガスの噴射を利用することが好ましい。図７に示す分離機構５０は、グリーンハニカム成形体７０及び／又はこれを保持する保持部材３１Ａに向けてダイ８から遠ざかる方向にガスを噴射するガス噴射口５５を有する。このガスとしては、空気又は湿潤空気が挙げられ、コンプレッサ３７からの圧縮空気を利用してもよい。
【００５３】
なお、保持部材のスライドを開始させる方法は、ガス噴射によるものに限定されず、たとえば、棒などで保持部材を後方に押すなどしてもよい。また、分離機構５０が上記のような保持部材のスライドを開始させる手段を有する場合、スライド面５２は必ずしも傾斜部５２ａを有するものでなくてもよく、全体が水平面であってもよい。
【００５４】
＜グリーン成形体の製造方法＞
本実施形態に係るグリーン成形体の製造方法は、押出成形装置１０の入口１ａに原料を供給する工程と、押出成形装置１０が有するダイ８から水平方向にグリーンハニカム成形体７０Ａを押し出す工程と、ダイ８から押し出されたグリーンハニカム成形体７０Ａに対してガス噴射プレート３５の開口３５ｂから空気（又は湿潤空気）を噴射する工程と、可動プレート３３によって第１の保持部材３１Ａを上方に移動させてその凹部３１ａをグリーンハニカム成形体７０Ａの側面に当接させる工程と、ダイ８から継続してグリーンハニカム成形体７０Ａを押し出した後、可動プレート３３によって第２の保持部材３１Ｂを上方に移動させてその凹部３１ａをグリーンハニカム成形体７０Ａの側面に当接させる工程と、水平方向に互いに離隔した位置でグリーン成形体を支える保持部材３１Ａ，３１Ｂの間の位置においてグリーンハニカム成形体７０ＡをワイヤＷで切断する工程と、保持部材３１Ａをスライドさせてグリーンハニカム成形体７０Ａからグリーンハニカム成形体７０を引き離す工程とを備える。
【００５５】
上記実施形態に係るグリーン成形体製造システム１００によれば、支持装置３０のガス噴射プレート３５からグリーンハニカム成形体７０Ａに向けて上方に空気（又は湿潤空気）を噴射することができる。下方からグリーンハニカム成形体７０Ａに向けて空気を噴射することにより、グリーンハニカム成形体７０Ａの先端が保持部材の位置に至るまでの間において、グリーンハニカム成形体７０Ａが重力によって下方にたわむのを十分に防止できる。グリーン成形体製造システム１００を用いた上記製造方法によれば、ダイ８から水平方向に押し出されたグリーンハニカム成形体７０Ａのたわみを十分に抑制でき、グリーンハニカム成形体７０Ａを鉛直方向であり且つ押出方向に垂直な方向にワイヤＷで切断することで、両端面の平行度が十分に高い、グリーンハニカム成形体７０を効率的に得ることができる。
【００５６】
また、上記実施形態によれば、ワイヤＷを降下させてグリーンハニカム成形体７０Ａを切断した後、グリーンハニカム成形体７０を載せた保持部材をスライドさせることで、ワイヤＷを上昇させる際にワイヤＷがグリーンハニカム成形体７０，７０Ａに接触するなどの不具合を十分に抑制でき、寸法精度が高いグリーンハニカム成形体７０を連続的に製造できる。
【００５７】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、複数の貫通孔７０ａを有するグリーンハニカム成形体７０を製造する場合を例示したが、押出方向が横方向である場合に重力によって変形するおそれがあるものであれば、貫通孔を有しないグリーン成形体の製造に本発明を適用してもよい。
【００５８】
また、上記実施形態においては、押出方向が水平方向である場合について例示したが、必ずしも水平方向である必要はなく、押出方向は水平方向から多少傾斜（±５°程度）していてもよい。
【００５９】
保持部材３１Ａ，３１Ｂを上方に移動させるための駆動手段、及び、ガス噴射プレート３５の開口３５ｂに噴射ガスを供給するための気体供給手段の構成は、上記実施形態に限定されず、種々の形態をとることができる。なお、噴射ガスも空気又は湿潤空気に限定されるものではない。
【００６０】
また、グリーンハニカム成形体の貫通孔７０ａの配置も特に限定されず、正方形配置に替えて、たとえば、千鳥配置でもよい。貫通孔７０ａの断面形状も、正方形には限定されず、矩形、六角形、三角形等の多角形（正六角形や、正三角形等の正多角形を含む）や、円形、楕円形等どのような形態でもかまわない。グリーンハニカム成形体７０の外形形状も、円柱体に限定されず、正方形や矩形等の角柱等でもかまわない。
【符号の説明】
【００６１】
８…ダイ、１０…押出成形装置、３０…支持機構、３１…保持部材、３１ａ…凹部、３３…可動プレート（駆動手段）、３５ａ…ガス噴射面、３５ｂ…開口、３７…コンプレッサ（気体供給手段）、４０…切断機構、５０…分離機構、５２…スライド面、５２ａ…傾斜部、５３…開口、５５…ガス噴射口、６０…切断装置、７０…切断されたグリーンハニカム成形体、７０Ａ…グリーンハニカム成形体、１００…グリーン成形体製造システム、Ｗ…ワイヤ（カッター）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出成形装置が有するダイから押し出されて横方向に延びるグリーン成形体を切断する切断装置であって、
前記グリーン成形体の側面の形状に応じた凹部を有する保持部材と、
前記保持部材を上方に移動させて前記グリーン成形体の側面に前記凹部を当接させる駆動手段と、
前記押出成形装置の後段に当該切断装置を配置したとき、前記ダイと前記駆動手段の間に設けられ、上方に向けてガスを噴射するための複数の開口を有するガス噴射面と、
前記複数の開口に気体を供給する気体供給手段と、
前記保持部材の近傍であって前記ダイ側の位置において前記グリーン成形体を切断するカッターと、
切断されたグリーン成形体を載せた前記保持部材をスライドさせて前記ダイから延びるグリーン成形体から引き離すスライド面を有する分離機構と、
を備える切断装置。
【請求項２】
前記スライド面は、前記ダイから遠ざかる方向に向けて低くなるように傾斜した部分を有する、請求項１に記載の切断装置。
【請求項３】
前記スライド面は、上方に向けてガスを噴射するための複数の開口を有する、請求項１又は２に記載の切断装置。
【請求項４】
前記分離機構は、切断されたグリーン成形体及び／又はこれを保持する保持部材に向けて前記ダイから遠ざかる方向にガスを噴射するガス噴射口を更に有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の切断装置。
【請求項５】
横方向にグリーン成形体を押し出すダイを有する押出成形装置と、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の切断装置と、
を備えるグリーン成形体製造システム。
【請求項１】
押出成形装置が有するダイから押し出されて横方向に延びるグリーン成形体を切断する切断装置であって、
前記グリーン成形体の側面の形状に応じた凹部を有する保持部材と、
前記保持部材を上方に移動させて前記グリーン成形体の側面に前記凹部を当接させる駆動手段と、
前記押出成形装置の後段に当該切断装置を配置したとき、前記ダイと前記駆動手段の間に設けられ、上方に向けてガスを噴射するための複数の開口を有するガス噴射面と、
前記複数の開口に気体を供給する気体供給手段と、
前記保持部材の近傍であって前記ダイ側の位置において前記グリーン成形体を切断するカッターと、
切断されたグリーン成形体を載せた前記保持部材をスライドさせて前記ダイから延びるグリーン成形体から引き離すスライド面を有する分離機構と、
を備える切断装置。
【請求項２】
前記スライド面は、前記ダイから遠ざかる方向に向けて低くなるように傾斜した部分を有する、請求項１に記載の切断装置。
【請求項３】
前記スライド面は、上方に向けてガスを噴射するための複数の開口を有する、請求項１又は２に記載の切断装置。
【請求項４】
前記分離機構は、切断されたグリーン成形体及び／又はこれを保持する保持部材に向けて前記ダイから遠ざかる方向にガスを噴射するガス噴射口を更に有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の切断装置。
【請求項５】
横方向にグリーン成形体を押し出すダイを有する押出成形装置と、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の切断装置と、
を備えるグリーン成形体製造システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１４８４９３（Ｐ２０１２−１４８４９３Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９２１９（Ｐ２０１１−９２１９）
【出願日】平成２３年１月１９日（２０１１．１．１９）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１９日（２０１１．１．１９）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]