JP2007301563A - ロールミル - Google Patents

Abstract

【課題】粘性塊を粉砕・均質化し、特に結合剤中に浮遊している固形微粒子を分散・均一分配するロールミルを提供する。
【解決手段】ロールミルはその軸を中心に回転する少なくとも２種類のロール１、２、３を有し、第１のロール２の回転軸は所定の場所に固定され、第２のロール１、３の回転軸は移動自在に配置されており、さらに、少なくとも１つのロール１、３を他のロール２に対して押付ける少なくとも１つの押付け装置４、５を有する。ロール押付けは、機械・空気圧押付け装置４、５により行われる。製品の取出しに使用される後部ロール又は移送ロール３はその軸方向加工長さＬ３は中間ロール２の加工長さＬ２よりも短い。
【選択図】図１

Description

本発明は、粘性塊を粉砕・均質化し、特に結合剤中に浮遊している固形微粒子を分散・均一分配するロールミルに、詳細には３ロールミルに関するものである。かかるロールミルは、その縦軸を中心に旋回する少なくとも２つのロールを有し、第１のロールの回転軸は所定の位置に固定されており、第２のロールの回転軸は可動配置されている。さらに、少なくとも１つのロールが少なくとも１つの押付け装置により他のロールに対して押付けられる。

本発明の目的は、製品品質の向上を可能にすると共に、製粉作業の改善により製品の不均質性を回避する冒頭に記載の基本構成によるロールミルを提供することにある。

例えば、非分散オーバサイズが原因となる製品の不均質性は、請求項１の特徴を備えたロールミルによって回避される。製品の取出しに使用される後部ロール又は移送ロールはその軸方向加工長さが中間ロールよりも短くなっており、中間ロールの加工長さの端が後部ロール又は移送ロールの加工長さの端を越えて両方に延びるように中間ロールに対して軸方向に配置されている。この効果は、非研磨又は研磨不足製品が、すなわち、過粗製品がロールミルの動作中に中間ロールから後部ロール又は移送ロールへと通過しない点にある。従って、この措置により、不明確なエッジ効果を回避しつつ、製品品質の改善を、すなわち、製品の均一性の向上を達成することが可能となる。

ロール表面又は加工表面は好ましくは無金属セラミック材料製であり、ロールは、好ましくは、中空の金属シリンダに嵌着されたセラミックシリンダを有する。これにより、粉砕プロセスにおけるロールの摩耗によって金属汚染されるのが防止される。これを特に重要とするのは、電子機器用にペーストを加工する場合や、ファインセラミックスに基づく絶縁体を製造する場合である。

本発明の特に有効な実施形態においては、本発明によるロールミルは、３つの平行なロールを備えたいわゆる「３ロールミル」である。中間ロールの回転軸はここでは所定の場所に固定されており、前部ロール又は給送ロールの回転軸と後部ロール又は転送ロールの回転軸とは可動である。この目的を達成するために、ロールミルは、前部ロールを中間ロールに対して押付ける前部機械・空気圧押付け装置と、後部ロールを中間ロールに対して押付ける後部機械・空気圧押付け装置とを有する。これは２つのロール間隙に備えたものである。このようにして、それぞれのロール間隙におけるロール距離と差速と圧力とを調節することにより、両ロール間隙についての動作条件を独立して調節することが可能となる。

特に、冷却効果の改善という一つの目的に対する他の解決手段において、ロールミル又は３ロールミルは、前部ロールまたは給送ロールの回転軸と中間ロールの回転軸とにより画定される第１の平面と、中間ロールの回転軸と後部ロールまたは転送ロールの回転軸とにより画定される第２の平面とが相互に約１０°〜９０°の角度だけ傾斜しており、特に、第１の平面は水平に延びており、第２の平面は上向きに傾斜して延びている（側面から見てＬ字形のロール配置）。角度は好ましくは３０°〜６０°、特に好ましくは約４５°である。その結果として、内部に固形微粒子（例えば、顔料）が分散した粘性塊の製品は、ロールミルを通過する間に、前部、中間及び後部ロールの回転軸が単一の平面にある場合より長時間冷却されることになる。

かかる装置では、ロールの冷たい表面上の製品は滞留時間が長くなる。

ロールは内側から冷却するのが最良である。例えば、これが重要となるのは、特にある種の黄色の顔料に関する有機顔料を加工する場合である。

好ましくは、前部ロールと後部ロールの両方は機械・空気圧押付け装置により中間ロールに対して押付けられる。これにより、前部ロールと後部ロールとの間隙を調節することが可能になる。機械・空気圧押付け装置は好ましくはロール間隙を設定するための制御手段を有する。上述のような力変換器によって、「力伝達」と「経路短縮」が可能になるので、空気圧装置の比較的弱い力をロール押付けの目的のために増強することができ、それと同時に、空気圧装置により定められたロール間隙調節の精度を大幅に高めることができる。

移送ロールには、粉砕・均質化塊を剥離するストリッパが当接しているのが最良であり、このストリッパも好ましくは無金属材料製、特に、セラミック材料又はポリマー材料である。このことからも、結果として移送ロールから剥離される際のストリッパ摩耗から生じる製品の品質低下が完全に防止される。

好ましくはターポリンがロールミルの少なくとも給送エリアを覆っている。これにより、好ましくない汚染物質が工場の建物から製品に混入することや、その逆の現象、すなわち、望ましくない揮発性製品成分が工場建物の空気中に混入するのを防止できる。これが一方では「製品の衛生状態」を、他方では「職場の衛生状態」を改善する。

ターポリン下のスペースは好ましくはガス通気孔に接続されている。これにより、製品溶剤に含まれる揮発性物質が工場建物の空気中に混入するのを防止できる。

本発明の追加的効果、特徴及び可能な適用は、以下の本発明の代表的実施形態の説明から明らかとなる。

図１及び図２は、本発明に係るロールミルの第１の実施形態を示したものである。ここに示した３ロールミルは３つのロール１、２、３を含み、これらのロールは相互に平行に整列させられており、全てが単一の平面Ｅに配置されている。言い換えれば、前部ロール１の回転軸Ａ１と中間ロール２の回転軸Ａ２と後部ロール３の回転軸Ａ３とは相互に平行であり（図２を参照）、全てのロールが同一の平面Ｅにある。動作モードにおいては、前部ロール１と後部ロール３はそれぞれが前部押付け装置４又は後部押し付け装置５により中間ロール２に対して押付けられ、中間ロール２の回転軸Ａ２は所定の場所に固定されている。前部ロール１と後部ロール３は可動であり、すなわち、その回転軸Ａ１とＡ３は旋回軸Ｄ３を中心として旋回することができる。ロール１、２、３のジャケット表面はそれぞれが、加工すべき製品が接触するロール加工表面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を各々備えている。動作中には、相互に押付けられたロール１とロール２の間を通過する製品は、前部ロール１の加工表面Ｓ１と中間ロール２の加工表面Ｓ２との間にロール間隙を形成する。同様に、動作中には、相互に押付けられたロール２とロール３の間を通過する製品は、後部ロール３の加工表面Ｓ３と中間ロール２の加工表面Ｓ２との間にロール間隙を形成する。

前部押付け装置４と後部押し付け装置５はそれぞれが力変換器６と空気圧ドライブ７とを有する。図１に示した第１の実施形態においては、力変換器は、第１のレバー６Ａと第２のレバー６Ｂとから構成されたトグル機構６であり、一方、空気圧ドライブ７は空気圧シリンダ７Ａと空気圧ピストンとから構成されている。押付け装置４及び５により及ぼされる力は、空気圧シリンダ７Ａ内に収容され、ピストンロッド７Ｂにより第１のレバー６Ａの関節軸Ｄ１と連結された空気圧ピストン７Ｂから流れる。第１のレバー６Ａは第２のレバー６Ｂの第２の関節軸Ｄ２にヒンジ結合され、この第２の関節軸Ｄ２は旋回軸Ｄ３にヒンジ結合され、前部ロール１と後部ロール３に対する各々緩衝・取付け配置を形成する。

レバー６Ａとレバー６Ｂの寸法と向きに応じて、力変換器６及びロール緩衝ユニットとして使用されるトグル機構６Ａ、６Ｂは空気圧ドライブ７の空気圧力を約２０〜５０倍に増強し、この増強された力がロール押付けの目的に使用される。これにより、たとえ空気圧ドライブ７を使用しても、十分な力によるロール押付けが可能になる。一方、この力変換器６は、空気圧ドライブ７が通る行程を約１／５０〜１／２０に短縮し、この短縮された行程がロール間隙の設定に使用される。

ロール１、２、３はオーバドライブ又はギヤボックスを介してエンジンＭにより駆動される。ロールブロック１、２、３とエンジンブロックＭはケーシングＧに包含されている。

図２は、図１に示した本発明に係るロールミルの第１の実施形態のロール１、２、３の上面図である。図から明らかなように、前部ロール又は給送ロール１と中間ロール２は両方が同じ加工長さＬ１＝Ｌ２を有し、一方、後部ロール又は給送ロール３は、不明確なエッジ効果を回避するために、明らかにより短い加工長さＬ３＜Ｌ２を有する。後部ロール３は、中間ロール２の加工長さＬ２の端が両側において後部ロール3の加工長さＬ３の端を越えて延びるように中間ロール２に対して軸方向に配置されている。これにより、非研磨又は研磨不足製品がロールミルの動作中に中間ロール２から後部ロール３へと通過することが確実になくなり、それにより、製品品質の明らかな向上を達成することが可能になる。

図３及び図４は、本発明に係るロールミルの第２の実施形態を示したものである。

図１及び図２に示した第１の実施形態の要素と同一の又はそれに対応する図３及び図４に示した第２の実施形態の要素は、図１又は図２に対応する要素の参照番号に引用符を付けた参照番号を有する。第２の実施形態のこれら要素の働きについてはここで再度説明しない。さらに、それぞれ力変換器６’と空気圧ドライブ７’とを備えた前部押付け装置４’と後部押し付け装置５’は概略的に示しているにすぎない。

第１の実施形態とは異なる第２の実施形態の要素を示す図３及び図４の参照番号には引用符が付けられていない。その機能と重要性については以下で説明する。

第１の実施形態（図１及び図２）及び第２の実施形態（図３及び図４）との間の基本的な相違点は、そこに示された３ロールミルが、相互に平行に整列させられてはいるが、全てが同じ平面に配置されてはいない３つのロール１’、２’、３’を有することである。正確に言えば、前部ロール１’の回転軸Ａ１’と中間ロール２’の回転軸Ａ２’は第１の平面Ｅ１に配置され、一方、後部ロール３’の回転軸Ａ３’と中間ロール２’の回転軸Ａ２’は、第１の平面Ｅ１に対して約４５°の角度γを形成する第２の平面Ｅ２に配置されている。３つのロール１’、２’、３’をこのように配置した結果として、内部に固形微粒子（例えば、顔料）が分散した粘性塊である製品は、前部、中間及び後部ロールの回転軸が単一の平面にある配置の場合よりも長期間、従って、強力に冷却することができる。

図４は、図３に示した本発明に係るロールミルの第２の実施形態のロール１’、２’、３’の上面図である。この場合も同様に、前部ロール又は給送ロール１’と中間ロール２’は両方が同じ加工長さＬ１’＝Ｌ２’を有し、一方、後部ロール又は移送ロール３’は明らかにより短い加工長さＬ３’＜Ｌ２’を有する。後部ロール３’は、中間ロール２’の加工長さＬ２’の端が両側において後部ロール３’の加工長さＬ３’の端を越えて延びるように中間ロール２’に対して軸方向に配置されている。すでに説明したように、これにより、非研磨又は研磨不足製品が３ロールミルの動作中に中間ロール２’から後部ロール３’へと移動することが確実になくなり、それにより、製品品質が改善される。

第２の実施形態に係るロールミルを通過する際に製品が通る経路は、角度γの結果として平面Ｅ１と平面Ｅ２との間に生じる半径Ｒを備えるロール２’及び３’の表面Ｓ２’及びＳ３’において２つの更なる円弧の長さ分だけ延長される。すなわち、第１の実施形態（図１）に対する２×γ×Ｒの追加経路が生じる。

一方の側の導入領域から延びるスタッキングウェッジを備えた移送ファンネル又は製品トラフ８が、前部ロール１’と中間ロール２’との間の導入ロール間隙のエリア上方に配置されている。従来のウェッジガスケットに加えてスタッキングウェッジを備えている結果として、この製品トラフの密封性が高まり、それにより、横方向からの製品損失を確実に低減させる。

剥離用ナイフを備えたストリッパ９が、製品を後部ロール３’から除去するために使用される。ストリッパ９は、ＳＰＳコントローラから作動させられる自動ナイフ調節装置を備えている。

第１及び第２の実施形態において、ロール表面又はロール加工表面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３又はＳ１’、Ｓ２’、Ｓ３’はセラミック材料製とすることができる。図３に示したストリッパ９もまたセラミック材料又はポリマー材料製とすることができる。ロール加工表面及びストリッパナイフ用のこれら又はその他の無金属材料は、電子機器業界におけるペースト加工にとって特に興味深いものである。

セラミックロールはロール加工長さの端部が丸められている。

空気圧ドライブ７は最大４バールまでの圧力下で動作し、例えば、これらの圧力は、力変換器６を介して、ロール間隙において必要なライン圧力にされる。力変換器６は、ロール押付け装置４、５によりロールに対して及ぼされる押付け力を約１０〜約８０倍に増強することを可能にする。従って、力変換器を介して空気圧ドライブにより定められた行程の短縮はロール間隙の設定精度を同じ倍率だけ高めることになる。

ロールの直径は３００ｍｍであり、後部ロール３、３’は中間ロール２、２’よりも約４ｍｍ〜５ｍｍ短い。その結果として、ストリッパ９は研磨された製品だけを後部ロール３’から剥離させることになる。

本発明に係るロールミルの第１の実施形態を示す概略側面図である。 図１に示した第１の実施形態のロールの上面図である。 図１に対応する第２の実施形態のロールミルの概略側面図である。 図３に示した第２の実施形態のロールの上面図である。

符号の説明

１、１’ 前部ロール／給送りロール
２、２’ 固定回転軸を有するロール／中間ロール
３、３’ 後部ロール／移送ロール
４、４’ 前部押付け装置
５、５’ 後部押付け装置
６、６’ 力変換器
６Ａ、６Ｂ 第１のレバー、第２のレバー
７Ａ 空気圧シリンダ
７Ｂ ピストンロッド
７、７’ 空気圧ドライブ
８ 給送ファンネル
９ ストリッパ
Ａ１、Ａ１’ 回転軸
Ａ２、Ａ２’ 回転軸
γ 角度
Ｒ 半径
Ａ３、Ａ３’ 回転軸
Ｄ１、Ｄ１’ 関節軸
Ｄ２、Ｄ２’ 関節軸
Ｄ３、Ｄ３’ 旋回軸
Ｅ、Ｅ１ 第１の平面
Ｅ２ 第２の平面
Ｆ、Ｆ’ それぞれ図２及び図４における矢印／見る方向
Ｇ、Ｇ’ ケーシング
Ｌ１、Ｌ１’ ロール加工長さ
Ｌ２、Ｌ２’ ロール加工長さ
Ｌ３、Ｌ３’ ロール加工長さ
Ｍ、Ｍ’ エンジン
Ｓ１、Ｓ１’ ロール加工表面
Ｓ２、Ｓ２’ ロール加工表面
Ｓ３、Ｓ３’ ロール加工表面

Claims (8)

1. 縦軸を中心に旋回する少なくとも２つのロール（１、２、３）を備え、第１のロール（２）の回転軸が所定の位置に固定されており、第２のロール（１、３）の回転軸が可動であり、さらに、少なくとも１つのロール（１、３）を他のロールに（２）対して押付ける少なくとも１つの押付け装置（４、５）を備えた、粘性塊を粉砕・均質化し、特に結合剤中に浮遊している固形微粒子を分散・均一分配するロールミルであって、製品の取出しに使用される後部ロール又は上記移送ロール（３）はその軸方向加工長さ（Ｌ３）が中間ロール（２）の加工長さ（Ｌ２）よりも短く、中間ロール（２）の加工長さ（Ｌ２）の端が両側において後部ロール又は移送ロール（３）の加工長さ（Ｌ３）の端を越えて延びるように中間ロール（２）に対して軸方向に配置されてなることを特徴とするロールミル。
2. ロール表面又は加工表面（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）が無金属セラミック材料製からなることを特徴とする請求項１に記載のロールミル。
3. ３ロールミルとして構成されており、ロールが側面から見てＬ字形に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のロールミル。
4. ロール（１、２、３）が、中空の金属シリンダに嵌着されたセラミックシリンダを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のロールミル。
5. ロール（１、２、３）が内側から冷却されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のロールミル。
6. 押付け装置（４、５）が機械・空気圧押付け装置であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のロールミル。
7. 押付け装置（４、５）が、ロール間隙を設定するためのコントローラを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のロールミル。
8. 後部ロール（３）の方が２ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは、３ｍｍ〜６ｍｍ短いことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のロールミル。

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