JP2005324150A - ロールミルおよびペーストの混練方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、均質なペーストを得ることができるロールミルおよびペーストの混練方法を提供することである。
【解決手段】本発明のロールミルは、軸を中心に回動可能な複数本の略円柱形のロールが平行に配設されたロールミルであって、予備混練ペーストを加圧しながら吐出装置に供給する加圧供給手段と、ロールに予備混練ペーストをリボン状に吐出可能な吐出装置とを備えたことを特徴とする。
また、本発明のペーストの混練方法は、軸を中心に回動可能な複数本の略円柱形のロールが平行に配設されたロールミルに予備混練ペーストを供給して混練するペーストの混練方法であって、ロールに予備混練ペーストをリボン状に供給することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロールミル、例えば、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の誘電体や隔壁を形成するために使用されるペーストを混練するために使用するロールミルおよびペーストの混練方法に関するものである。

プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の誘電体や隔壁を形成するために使用されるペーストは、ガラス粉末やフィラーなどの粉粒体と、樹脂などを溶剤に溶解させたビークルとが均一に混合されたものである。

ペーストの均質性が低かったり、気泡や粉粒体の凝集物が存在したりすると、誘電体の膜厚や隔壁の高さにばらつきが生じたり、割れや部分的な欠けまたは空隙が発生したりしてＰＤＰとして機能しないという問題を引き起こす。

このような事情から、ペーストには高い品質が要求されるが、粉粒体含有率およびビークルの粘度が高いことから、混合攪拌するだけでは気泡や粉粒体の凝集物のないペーストを得ることが困難であるため、ペーストの均質性を高めるためにロールミルで混練されている。

一般に、ロールミルは、軸を中心に回転可能な複数本の略円柱形のロールが平行に圧接するように配設され、隣り合うロール接点間を通過する際に受けるせん断力を利用して、粉粒体の凝集物の解砕や高粘性物の混練を行なうものである(例えば、特許文献１参照。)。

これまで、予め粉粒体とビークルとを混合攪拌したペースト（予備混練ペースト）を作製し、人間が予備混練ペーストをその人の判断に基づいてロールミルに供給して混練していた。このため、ロール上に滞留するペーストの量が常に変動し、ペーストの量が多い時には、滞留中にロールとの摩擦によってペーストが加熱されて粘度が低下し、また、ロールに滞留するペーストの量に応じてロール接点間を通過するペーストの厚みが変動してペーストが受けるせん断応力が異なるため、均質なペーストを得る上で問題があった。

この問題を解決するために、送液管に弁を設けて連続的に予備混練ペーストをロール上に供給し、ロール上に滞留しているペーストの量をセンサーで検出し、弁を開閉することで予備混練ペーストを供給できるロールミルが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特許第２５６９１５８号公報 特開２００１−２２４９３９号公報

しかし、特許文献２に開示されているロールミルは、ロールの中央部と端部付近とで滞留するペーストの量が異なる。その結果、中央部と端部付近とで、混練されるペーストの均質性が異なる場合があった。

本発明の目的は、均質なペーストを得ることができるロールミルおよびペーストの混練方法を提供することである。

本発明者は、鋭意検討した結果、予備混練ペーストを吐出装置から一定の幅と厚さのリボン状で連続的にロール上に供給すると、常に安定して均質なペーストを得ることができることを見いだして、本発明を提案するものである。

すなわち、本発明のロールミルは、軸を中心に回転可能な複数本の略円柱形のロールが平行に配設されたロールミルであって、予備混練ペーストを加圧しながら吐出装置に供給する加圧供給手段と、ロールに予備混練ペーストをリボン状に吐出可能な吐出装置とを備えたことを特徴とする。

また、本発明のペーストの混練方法は、軸を中心に回転可能な複数本の略円柱形のロールが平行に配設されたロールミルに予備混練ペーストを供給して混練するペーストの混練方法であって、ロールに予備混練ペーストを、リボン状に供給することを特徴とする。

本発明のロールミルは、加圧供給手段によって予備混練ペーストが吐出装置まで供給され、吐出装置からロール長にあわせてリボン状に一定の幅で同じ厚さでロール上に予備混練ペーストが供給されるため、ロールの中央部や端部付近でもペーストの滞留量に差が生じず、均質なペーストを得ることができる。

以下に、本発明のペーストの混練方法について説明する。

まず、ガラス粉末やフィラーなどの粉粒体と、樹脂などを溶剤に溶解させたビークルとを用意する。

続いて、粉粒体とビークルとを所定の割合で攪拌混合して予備混練ペーストを作製する。

次に、ロールミルに備えられた加圧供給手段と吐出装置を用いて予備混練ペーストをロール長にあわせてリボン状に一定の幅で同じ厚さでロール上に供給し、隣り合うロール間で混練する。

ロールの両端からそれぞれ３ｃｍ程度余した幅で、吐出装置から予備混練ペーストをロールに供給すると、ロールの端部からペーストのはみ出る量を抑制できるため、ロスを低減でき効率的に混練することができる。また、供給する際の予備混練ペーストの厚さは、使用するロールミルやその使用条件にもよるが、２ｍｍ程度であるとロール上での滞留時間を短くできるため、均質性の高いペーストを作製しやすい。なお、本発明における均一な厚さとは、幅方向において厚さの偏差が１％以下であることが望ましい。

なお、混練されたペーストは、ロールに配設された回収手段を用いて回収される。

また、本発明のロールミルには、略円柱形の複数本のロールと、予備混練ペーストの加圧供給手段と、吐出装置とを備えている。

ロールは、軸を中心に回転可能で、略平行に複数本配設されており、回転駆動装置によって隣り合うロールは、互いに反対方向に回転し、かつ、回転速度差が設けられているため、それによってロール接点で生じるせん断力を利用してペーストを混練することができる。ロールは、一般に３〜５本使用され、ペーストが供給されるロールが最も周速度が遅く、順に周速度が早くなるようにする。

また、ロールの表面がセラミックスで被覆されてなると、ロールの表面が腐食せず、また、磨耗しにくいためペースト内に異物の混入を抑制でき好ましい。

加圧供給手段は、予備混練ペーストを吐出装置に加圧供給できるものであれば特に制限はなく、例えば、ポンプ、モーター、スクリューチャージャー等が使用可能である。

加圧供給手段と吐出装置は、パイプやチューブによって連結されており、予備混練ペーストは加圧供給手段からパイプやチューブを通って吐出装置に供給される。

吐出装置としては、例えば、一定幅のスリットを有するノズルや吐出口の先にロール表面との間隔が任意で調整できるブレードを配設した装置が使用可能であるが、リボン状に吐出できる吐出装置であればどのようなタイプであっても使用できる。

特に、吐出装置の構造が、一定幅のスリットで条件が固定化された形態のものであれば、品種切替時にロール表面とのクリアランスや平行度を調整する手間が省け、作業者の個人差や調整ミス等が防止でき、ペーストの品質を維持する上で好ましい。

本発明のロールミルは、ロール上の滞留するペーストの量を検出するセンサーを備えていることが望ましい。センサーとしては、超音波センサー、光学式センサー等が使用可能である。

本発明のロールミルは、センサーによりロール上に滞留するペーストの量を加圧供給手段にフィードバックするフィードバック手段を備えてなると、予備混練ペーストの供給量の制御が可能となり、滞留するペーストの量を最適に、かつ一定量に保持できるため、より、均質なペーストが得られる。

本発明のロールミルは、ロール上に滞留するペーストがロールの端部からはみ出ることを抑制するため、ロールの両端部に堰板を設けてあると好ましい。ペーストがロールの端部からはみ出すと、混練履歴を経ないペーストがロールの端面に堆積し、それが混練履歴を経たペーストに混ざり込んで、製品に凝集物が混入する原因となるほか、品種切り替え時の清掃に手間を要することとなる。

本発明のロールミルは、最も周速度の早いロールに回収装置が配設されてなる。回収装置としては、ロールに付着したペーストを掬い取るブレード等が使用可能である。

予備混練ペーストが充填された容器にレベル計が設置されていると、容器内の予備混練ペーストが一定量以下、例えば、ほぼ空になると警報音で人に知らせたり、ロールミル自体を停止したりできるため好ましい。

容器は、パイプやチューブを介してまたは直接に、加圧供給手段と連結されており、底部に予備混練ペーストを排出する孔が設けられていると、予備混練ペーストが自重によって容易に加圧供給手段に供給できるため好ましい。

レベル計としては、超音波センサー、光学式センサー等が使用可能である。

以上のように本発明のロールミルを用いると、ペーストをより均質に混練することができるが、複数台を直列に接続して混練履歴を増すことで、更にペーストの均質性を高めることが可能である。

以下、実施例に基づいて本発明のロールミルおよびそれを用いたペーストの混練方法を詳細に説明する。

図１は、本発明のロールミルを示す説明図である。

図１に示すように、ロールミル１０は、ポンプ（加圧供給手段）１１と、チューブ１２と、ノズル（吐出装置）１３と、センサー１４と、３本の略円柱状のロール１５、１６、１７と、容器１８と、ブレード１９と、レベル計２０とを備えている。

容器１８には予備混練されたペーストが充填されており、ポンプ１１によって容器１８からチューブ１２を通ってノズル１３にペーストが供給される。

ノズル１３は、ロール１５の長手方向に一定幅でペーストを吐出するスリット（図示せず）が設けられており、ロール１５と略平行に設けられている。

３本のロール１５、１６、１７は略平行に配設されており、ロール１５、１６、１７における周速度の比が１：３：９であり、隣り合うロール１５、１６および１６、１７は互いに反対方向に回転している。

ノズル１３からロール１５に予備混練されたペーストがロール１５の長手方向の略全長にわたって均一に供給される。また、ロール１５上に滞留しているペーストの量がセンサー１４で検出され、その情報がセンサー１４からポンプ１１にフィードバックされてポンプ１１の出力が調整されることにより、滞留するペーストの量が適当な範囲に保持される。

ロール１５上に供給されたペーストは、隣り合うロール１５、１６によって混練されながらロール１６に移動する。同様にして、ペーストは混練されながらロール１６からロール１７に移動する。

その後、ペーストはロール１７からブレード１９によって掬い取られ回収される。

容器１８内の予備混練されたペーストが一定量以下、例えば、ほぼ空になると、レベル計２０が作動して、ロールミル１０が停止する。

上記のロールミル１０を用いて以下のようにペーストの混練を行なった。

まず、ガラス粉末と、フィラーと、ビークルとを攪拌混合して予備混練ペーストを作製した。

次に、上記の予備混練ペーストを容器１８内に充填した。

続いて、ロールミル１０を作動させ、ポンプ１１によってペーストを容器１８からノズル１３に供給し、ノズル１３からロール１５に、その長手方向にわたって一定幅で均一にペーストを供給した。

ロール１５に供給されたペーストは、ロール１５からロール１７に移動する間に均質に混練された後、ブレード１９によってロール１７から掬い取られた。

このようにして混練されたペーストには気泡や粉粒体の凝集物は存在せず、均質性が高かった。

本発明のロールミルは、ＰＤＰの誘電体層または隔壁の形成に使用されるペーストの混練以外にも高い均質性が求められるペースト、例えば、印刷用インク等を作製する際に好適に使用できる。

本発明のロールミルを示す説明図である。

符号の説明

１０ ロールミル
１１ ポンプ（加圧供給手段）
１２ チューブ
１３ ノズル（吐出装置）
１４ センサー
１５、１６、１７ ロール
１８ 容器
１９ ブレード
２０ レベル計

Claims (5)

1. 軸を中心に回転可能な複数本の略円柱形のロールが平行に配設されたロールミルであって、予備混練ペーストを加圧しながら吐出装置に供給する加圧供給手段と、ロールに予備混練ペーストをリボン状に吐出可能な吐出装置とを備えたことを特徴とするロールミル。
2. ロール上に滞留するペーストの量を検出するセンサーと、センサーで検出された滞留するペーストの量を加圧供給手段にフィードバックするフィードバック手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のロールミル。
3. 軸を中心に回転可能な複数本の略円柱形のロールが平行に配設されたロールミルに予備混練ペーストを供給して混練するペーストの混練方法であって、ロールに予備混練ペーストをリボン状に供給することを特徴とするペーストの混練方法。
4. ロール上に滞留するペーストの量を検出し、検出されたペーストの量に基づいて予備混練ペーストの供給量を制御することを特徴とする請求項３に記載のペーストの混練方法。
5. 請求項１または２に記載のロールミルを、１台用いてまたは複数台を直列に接続して混練することを特徴とするペーストの混練方法。