JP2009534169A - Rolling mill for adhesive material treatment - Google Patents
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Abstract
本発明は、粘着性物質を処理するための、特に、バインダ内に懸濁した固体粒子を粉末状に粉砕して均一に分配するためのローリングミル及び処理方法に関する。ローリングミルは、長手方向軸を中心に回転可能に設けられた少なくとも二つのローラを有する。第一ローラの回転軸が固定されて設けられ、第二ローラの回転軸が移動可能に設けられている。さらに、ローリングミルは、少なくとも一方のローラを他方のローラに対して押圧するための少なくとも一つのプレス装置を備え、ローラ上の処理された粘着性物質の層厚さの値を測定するための少なくとも一つの層厚さセンサ装置が設けられている。ローリングミルの作動中、層厚さセンサは、ローラ上の処理された粘着性物質の層厚さの値を記録する。層厚さの値の記録は、連続的に実行され得る。 The present invention relates to a rolling mill and a processing method for treating an adhesive substance, in particular, for pulverizing solid particles suspended in a binder into a powder and uniformly distributing the powder. The rolling mill has at least two rollers rotatably provided about a longitudinal axis. The rotating shaft of the first roller is fixed and provided, and the rotating shaft of the second roller is provided so as to be movable. Furthermore, the rolling mill comprises at least one pressing device for pressing at least one roller against the other roller, and at least for measuring the value of the layer thickness of the treated adhesive material on the roller One layer thickness sensor device is provided. During operation of the rolling mill, the layer thickness sensor records the value of the layer thickness of the processed adhesive material on the roller. The recording of the layer thickness value can be carried out continuously.
Description
本発明は、粘着性物質を処理するためのローリングミルに関し、特に、バインダ内にある固体粒子を粉末状に砕いて均一に分配するためのローリングミルに関する。 The present invention relates to a rolling mill for treating an adhesive substance, and more particularly to a rolling mill for crushing solid particles in a binder into a powder and uniformly distributing them.
このようなローリングミルは、少なくとも二つのローラを有する。これらのローラは、それらの長手方向軸を中心に回転可能に設けられている。第一ローラの長手方向軸は固定されて設けられ、第二ローラの長手方向軸は移動可能に設けられている。さらに、ローリングミルは、少なくとも一つのローラを、他のローラに対して押すための少なくとも一つのプレス装置を有する。 Such a rolling mill has at least two rollers. These rollers are provided so as to be rotatable about their longitudinal axis. The longitudinal axis of the first roller is fixed and the longitudinal axis of the second roller is movably provided. Furthermore, the rolling mill has at least one pressing device for pressing at least one roller against other rollers.
この種の従来のローリングミルにおいて、ローラニップで生じる製品のせん断処置のための重要な処理パラメータは、成形圧力（ライン圧力）、各ローラ表面の各温度及びローラニップにおけるニップ幅である。 In this type of conventional rolling mill, the important processing parameters for the product shearing process occurring at the roller nip are the molding pressure (line pressure), the temperature at each roller surface and the nip width at the roller nip.
ローラ表面の温度はバインダの粘度に影響を及ぼし、ニップ幅は、表面速度に設定差がある時のローラニップにおけるせん断率に強い影響を及ぼす。回転ローラ間のせん断率と、内部に粒子が懸濁しているバインダの粘度とは、懸濁粒子の粉砕及び分配の成果に重大な影響を及ぼす。 The temperature of the roller surface affects the binder viscosity, and the nip width strongly affects the shear rate at the roller nip when there is a set difference in the surface speed. The shear rate between the rotating rollers and the viscosity of the binder in which the particles are suspended have a significant effect on the result of the pulverization and distribution of the suspended particles.
これらの設定に精通している、このようなローリングミルのオペレータは、通常、結果として得られる製品特性にも精通している。 Such rolling mill operators who are familiar with these settings are usually also familiar with the resulting product characteristics.
一般的に、このようなローリングミルのオペレータは、良好な製品特性、即ち、バインダに懸濁した固体粒子の良好な粉砕及び均一分配を得ることを目的としている。 In general, such rolling mill operators aim to obtain good product properties, i.e. good grinding and uniform distribution of solid particles suspended in a binder.
しかし、製品の品質の均一性に影響を及ぼすローリングミル動作パラメータ、特に、ニップ幅（ニップ）の正確な再現性を保証するのは困難なままである。通常、ローラの長手方向両端部に配置した設定装置（「クロック」）を使用してニップ幅の設定を再現することは、時間の経過に伴ってローラが磨耗し、ローリングミルの長い運転期間に亘って一定のニップ幅を確保するためには、常に、設定装置による新しい設定を余儀なくされるため困難である。また、温度によってローラやローラミルの他の部品が膨張し、その結果、機械公差やニップ幅が時間の経過に伴って変化するので、これによっても再現性は正確に得られない。 However, it remains difficult to ensure accurate reproducibility of the rolling mill operating parameters, particularly the nip width (nip), which affects product quality uniformity. Normally, using a setting device ("clock") located at both ends of the roller in the longitudinal direction to reproduce the nip width setting will cause the roller to wear over time and during a long rolling mill operation. In order to ensure a constant nip width over the entire area, it is difficult to always set a new setting by the setting device. In addition, the roller and other parts of the roller mill expand due to the temperature, and as a result, the mechanical tolerance and the nip width change with the passage of time, so that reproducibility cannot be obtained accurately.
従って、本発明の目的は、粘着性物質を処理するためのローラミルにおける動作パラメータ、特に、ニップ幅の監視を可能な限り簡単に、かつ、再現可能にできるようにすることにある。 Accordingly, it is an object of the present invention to make it possible to monitor the operating parameters, especially the nip width, in a roller mill for treating adhesive substances as easily and reproducibly as possible.
この目的は、請求項１の冒頭に記載されたローリングミルにおいて、本発明によるローリングミルのローラに、少なくとも一つの層厚さセンサ装置(layer thickness sensor device)を装備することによって達成される。前記センサ装置は、ローラ上にある処理される粘着性塊体の層厚さの値を測定する。驚くことに、粒度分布のライトエンド(right end)と、ローリングミルの各ローラ上の各層厚みとの間に相互関係があることが示された。 This object is achieved in the rolling mill as defined at the beginning of claim 1 by equipping the roller of the rolling mill according to the invention with at least one layer thickness sensor device. The sensor device measures the value of the layer thickness of the adhesive mass to be processed on the roller. Surprisingly, it has been shown that there is a correlation between the right end of the particle size distribution and the thickness of each layer on each roller of the rolling mill.
本発明によるローリングミルでは、層厚さセンサ装置は、好ましくは、層厚さの測定値を表示するディスプレイ装置に接続される。結果的に、オペレータは、何時でも、ローリングミルの瞬間層厚さを読み取ることができる。必要に応じて、オペレータは、手動ニップ設定及び他のローリングミルパラメータを、直ちに正確に直すことができ、例えば、製品の品質を特に表す層厚みを所望の値に戻すことができる。 In the rolling mill according to the invention, the layer thickness sensor device is preferably connected to a display device that displays a measurement of the layer thickness. As a result, the operator can read the instantaneous layer thickness of the rolling mill at any time. If desired, the operator can quickly and accurately correct manual nip settings and other rolling mill parameters, for example, to return the layer thickness specifically representing product quality to a desired value.
これにより、層厚さ測定を介したオンライン品質制御が可能になる。 This allows on-line quality control via layer thickness measurement.
本発明によるローリングミルにおいては、層厚さセンサ装置は、最適には、測定データを処理するための測定データ処理装置に接続される。有利には、処理される測定データは、ローリングミル作動中に測定される。この方法で得られる動作パラメータプロトコルは、様々な原材料を最適に処理するためのモデリングのために評価され作成され得る。これにより、様々なジョブ処理のための、より分かり易く、かつ、再現可能な、学習プロセスを設計することが可能になる。モデリング処理においては、特別な処理パラメータコンビネーションと、最終製品パラメータコンビネーションとが、相互に関連付けされる。最適で可能な製品品質を得るように、言い換えれば、要求される製品パラメータにできるだけ近い製品パラメータを有する製品を得るように、処理パラメータをどのようにして変更するかをオペレータに教える詳細なルール、言い換えれば、ルールパケットが、ここで作り出される。これらのルールは、ファジィロジックやニューラルネットワークのような知的ソフトウェア技術、又は、幾つかの他の知的ソフトウェア技術の組み合わせでプログラムされ得る。これにより、熟練したローリングミルオペレータの動作、特に、オペレータの能力をシミュレートして学習することが可能になる。 In the rolling mill according to the invention, the layer thickness sensor device is optimally connected to a measurement data processing device for processing measurement data. Advantageously, the measured data to be processed is measured during the rolling mill operation. The operating parameter protocol obtained in this way can be evaluated and created for modeling to optimally process various raw materials. This makes it possible to design a learning process that is easier to understand and reproducible for various job processes. In the modeling process, special process parameter combinations and final product parameter combinations are associated with each other. Detailed rules that tell the operator how to change the processing parameters so as to obtain an optimal and possible product quality, in other words a product with product parameters as close as possible to the required product parameters, In other words, a rule packet is created here. These rules can be programmed with intelligent software technologies such as fuzzy logic and neural networks, or a combination of several other intelligent software technologies. This makes it possible to simulate and learn the operation of a skilled rolling mill operator, particularly the operator's ability.
測定データ処理装置に加えて、本発明によるローリングミルには、好ましくは、制御装置が設けられる。ローリングミルの制御装置は、好ましくは、ローリングミルの動作パラメータの少なくとも一つのパラメータを制御し得る。これにより、少なくとも部分的に自動化された本発明によるローリングミルの動作によって、作業中にローリングミルオペレータを補助することが可能になる。 In addition to the measurement data processing device, the rolling mill according to the invention is preferably provided with a control device. The control device of the rolling mill can preferably control at least one parameter of the operating parameters of the rolling mill. This makes it possible to assist the rolling mill operator during the operation by at least partially automated operation of the rolling mill according to the invention.
少なくとも一つの動作パラメータは、以下のパラメータの一つであり得る。
・製品フィードトラフ内の材料充填レベル
・少なくとも一つのローラと他のローラとの間の接触圧力
・ローラ温度
・ローラ速度
・ローラ間ニップ幅
The at least one operating parameter may be one of the following parameters:
・ Material filling level in product feed trough ・ Contact pressure between at least one roller and other rollers ・ Roller temperature ・ Roller speed ・ Nip width between rollers
また、本発明によるローリングミルは、デュアルローリングミルでもあり得る。 The rolling mill according to the present invention may also be a dual rolling mill.
特に好ましくは、本発明によるローリングミルは、第一ローラ、第二ローラ及び第三ローラを備えたトリプルローリングミルである。このようなトリプルローリングミルは、特に、バインダ内に懸濁した固体粒子を粉末状に砕いて均一に分配するのに適している。ここでは、バインダ内で粒子を可能な限り均一に分配するために、最初に、第一ニップ内でミキシング処理が行われ、さらに、主として、それら粒子を粉末状に砕くために、第二ニップ内で粒子に力が及ぼされる（分散効果）。 Particularly preferably, the rolling mill according to the present invention is a triple rolling mill comprising a first roller, a second roller and a third roller. Such a triple rolling mill is particularly suitable for uniformly distributing the solid particles suspended in the binder into powder. Here, in order to distribute the particles as evenly as possible in the binder, a mixing process is first carried out in the first nip, and also mainly in the second nip in order to break the particles into powder. This exerts a force on the particles (dispersion effect).
制御装置は、好ましくは、トリプルローリングミルの少なくとも一つの動作パラメータを示すことができ、ここでは、動作パラメータは、以下のパラメータの少なくとも一つであることが最も好ましい。
・製品フィードトラフ内の材料充填レベル
・第一ローラと第二ローラとの間の接触圧力
・第三ローラと第二ローラとの間の接触圧力
・第一ローラ温度
・第二ローラ温度
・第三ローラ温度
・第一ローラ速度
・第二ローラ速度
・第三ローラ速度
・第一ローラと第二ローラとの間のニップ幅
・第二ローラと第三ローラとの間のニップ幅
The controller can preferably indicate at least one operating parameter of the triple rolling mill, wherein the operating parameter is most preferably at least one of the following parameters:
・ Material filling level in product feed trough ・ Contact pressure between first roller and second roller ・ Contact pressure between third roller and second roller ・ First roller temperature ・ Second roller temperature ・ Third Roller temperature-1st roller speed-2nd roller speed-3rd roller speed-Nip width between 1st roller and 2nd roller-Nip width between 2nd roller and 3rd roller
これらのパラメータの少なくとも幾つかが、上述のルール又はルールパケットのために作られる。 At least some of these parameters are created for the rules or rule packets described above.
本発明によるローリングミルの特に有利な実施例では、層厚さセンサ装置が、それに割り当てられたローラの表面の共焦点センサ(confocal sensor)を有する。 In a particularly advantageous embodiment of the rolling mill according to the invention, the layer thickness sensor device has a confocal sensor on the surface of the roller assigned to it.
共焦点センサは、間隔測定のために共焦点測定原理（多角的焦点ポイントの原理）に従って動作する。ここでは、幾つかの離散周波数又は一つの連続周波数スペクトルを持った光が、色収差を持つ第一光学システム（レンズ構造体）を介して測定表面上で焦点合わせされる。第一光学システムは、好ましくは、幾つかのレンズを有し、制御された色収差を得る。言い換えれば、第一光学システムの焦点は、入射光の各周波数又は波長のために、レンズ構造体の一つ主平面（又は複数の主平面）から様々な距離を有する。結果として、各周波数又は波長は、その焦点に割り当てられることができ、光線の平行な又は所定の発散光線束として第一光学システムに当たる各周波数又は波長は、その距離で、各イメージ平面(image plane)にあるポイントでイメージ化される。距離を測定している間、このセンサは、測定面上で正確に焦点合わせされた周波数（又は波長又はライトカラー）を作る。測定面上の光のこのポイントで反射した光は、第二光学システムを介して、又は、反対方向の第一光学システムを介して、必要に応じて、付加的なミラー構造体を経由して、好ましくは、部分的に半透明なミラー構造体を経由して、光感応センサ要素上で色収差なしにイメージ化される。このセンサ要素は、この光のイメージ化ポイントの各ライトカラーを認識する。この方法で識別されたセンサ要素上のポイントのライトカラーによって、第一光学システムからの測定面の距離を測定することが可能になる。 The confocal sensor operates according to the confocal measurement principle (multi-focus point principle) for distance measurement. Here, light with several discrete frequencies or one continuous frequency spectrum is focused on the measurement surface via a first optical system (lens structure) with chromatic aberration. The first optical system preferably has several lenses to obtain controlled chromatic aberration. In other words, the focal point of the first optical system has various distances from one main plane (or multiple main planes) of the lens structure for each frequency or wavelength of incident light. As a result, each frequency or wavelength can be assigned to its focal point, and each frequency or wavelength impinging on the first optical system as a parallel or predetermined divergent bundle of rays is at that distance at each image plane. ) Is imaged at a certain point. While measuring distance, this sensor produces a precisely focused frequency (or wavelength or light color) on the measurement surface. The light reflected at this point of light on the measuring surface is routed via the second optical system or via the first optical system in the opposite direction, if necessary, via an additional mirror structure. Preferably imaged on the photosensitive sensor element without chromatic aberration via a partially translucent mirror structure. This sensor element recognizes each light color of this light imaging point. The light color of the points on the sensor element identified in this way makes it possible to measure the distance of the measuring surface from the first optical system.
ローラ表面が共焦点センサに対して一定値をとると仮定すると、製品層表面と、共焦点センサによって測定される共焦点センサとの間の距離の変化は、製品の層の厚さの変化に対応する。 Assuming that the roller surface has a constant value for the confocal sensor, the change in the distance between the product layer surface and the confocal sensor measured by the confocal sensor will result in a change in the product layer thickness. Correspond.
本発明によるローリングミルの他の有利な実施例では、層厚みセンサ装置は、それに割り当てられたローラの表面上に容量センサを有し、この場合、ローラは、好ましくは、金属ローラである。 In another advantageous embodiment of the rolling mill according to the invention, the layer thickness sensor device has a capacitive sensor on the surface of the roller assigned to it, in which case the roller is preferably a metal roller.
容量センサは、容量原理(capacitive principle)に従って動作する。センサは、センサ電極と金属表面との間に電気容量が確立するように金属ローラの表面の近くに配置され、その値は、センサ電極とローラ表面との間にある非導電性材料（誘電材料）のタイプに依存する。容量値は、誘電材料として作用し、かつローラ表面に接着している製品層による影響を受ける。従って、製品の層厚さの変化は、センサとローラ表面との間の電気容量の特徴的な変化をもたらす。通常、それはローラ表面及びセンサ電極上の一定量の電力から発生する。従って、電気容量の変化、ここでは、製品層厚さの変化は、ローラ表面とセンサ表面との間に印加される電圧の変化から測定される。この電圧は、便利に測定され得る。 Capacitive sensors operate according to the capacitive principle. The sensor is placed near the surface of the metal roller so that a capacitance is established between the sensor electrode and the metal surface, the value of which is a non-conductive material (dielectric material) between the sensor electrode and the roller surface. ) Depending on type. The capacitance value is influenced by the product layer acting as a dielectric material and adhering to the roller surface. Thus, a change in the product layer thickness results in a characteristic change in the capacitance between the sensor and the roller surface. Usually it is generated from a certain amount of power on the roller surface and sensor electrodes. Therefore, the change in capacitance, here the change in product layer thickness, is measured from the change in voltage applied between the roller surface and the sensor surface. This voltage can be conveniently measured.
二つの有利な実施例の各々において、層厚さセンサ装置は、好ましくは、ローラの表面上にある付加的な誘導センサを有し、この誘導センサは、共焦点センサ及び／又は容量センサに堅固に接続される。 In each of the two advantageous embodiments, the layer thickness sensor device preferably has an additional inductive sensor on the surface of the roller, which inductive sensor is robust to the confocal sensor and / or the capacitive sensor. Connected to.
誘導センサは、誘導原理に従って動作し、ここでは、コイルのインダクタンスの変化が測定される。この目的のために、コイルが、交流電源に接続され回路を形成する。二つのコイル端の間の交流電圧を測定している間、交流電圧の大きさの変化によって、インダクタンスの対応する変化を推測することが可能になる。 Inductive sensors operate according to the inductive principle, where the change in coil inductance is measured. For this purpose, the coil is connected to an AC power source to form a circuit. While measuring the alternating voltage between the two coil ends, a change in the magnitude of the alternating voltage makes it possible to infer a corresponding change in inductance.
第一の変形例では、強磁性体材料、具体的には、軟鉄で形成されたコアを有するコイル（インダクタ）が、強磁性体材料で形成されたローラ、具体的には、スチール製ローラの表面の近くに配置される。このコアの一方の端部が、第一コイル端から突出し、コアの第二の端部が第二コイル端から突出する。コイルから突出する二つのコイルコア端部は、ローラ表面の近くに配置される。コイル（インダクタ）のインダクタンスは、コイル又はそのコアを貫通する磁束に依存する。仮に、各コイルコアとローラ表面との間の間隔、即ち、エアギャップが変化すると、コイルを貫通する磁束（コイルコアによって形成された磁気回路を貫通する環状磁束、コイルに向けられたローラ表面領域及び二つのエアギャップ）もそのように変わる In the first modification, a coil (inductor) having a core made of a ferromagnetic material, specifically, soft iron, is made of a roller made of a ferromagnetic material, specifically, a steel roller. Located near the surface. One end of the core protrudes from the first coil end, and the second end of the core protrudes from the second coil end. The two coil core ends protruding from the coil are located near the roller surface. The inductance of the coil (inductor) depends on the magnetic flux passing through the coil or its core. If the distance between each coil core and the roller surface, i.e., the air gap, changes, the magnetic flux penetrating the coil (the annular magnetic flux penetrating the magnetic circuit formed by the coil core, the roller surface area directed to the coil, and the two Two air gaps) change that way
第二の変形例では、その両端部がローラ表面に向けられたコイルが、導電性材料で形成されたローラ、具体的にはスチール製ローラの表面の近くに配置される。コイルは、導電性ローラ表面に渦電流を引き起こし、コイルに作用してそのインダクタンスを変化させる交番磁界を発生する。ローラが非強磁性体導電性材料から成る場合、コイルは減衰され、それによって、そのインダクタンスは低下される。ローラが、強磁性体導電性材料から成る場合、コイルは、逆向きに減衰され、それによって、インダクタンスは高くなる。コイルは、好ましくは、らせん巻きを有するフラットコイルであり、具体的には、非導電性フィルム材料上にらせん巻きがプリントされたコイルである。 In a second variant, a coil whose ends are directed to the roller surface is placed near the surface of a roller made of a conductive material, specifically a steel roller. The coil generates an eddy current on the surface of the conductive roller and generates an alternating magnetic field that acts on the coil and changes its inductance. If the roller is made of a non-ferromagnetic conductive material, the coil is damped, thereby reducing its inductance. If the roller is made of a ferromagnetic conductive material, the coil is damped in the opposite direction, thereby increasing the inductance. The coil is preferably a flat coil having a spiral winding, and specifically, a coil having a spiral winding printed on a non-conductive film material.
誘導センサから成る距離測定装置は、好ましくは、共焦点センサ及び／又は容量センサから成る層厚さ測定装置と平行に整列される。他の方法のうちで、これは、誘導センサのコイルと容量センサの電極とを同軸上に配置することによって、又は誘導線さのコイルと共焦点センサの色収差光学システム（第一光学システム）と同軸上に配置することによって達成され得る。 The distance measuring device consisting of inductive sensors is preferably aligned in parallel with the layer thickness measuring device consisting of confocal sensors and / or capacitive sensors. Among other methods, this can be achieved by placing the coil of the induction sensor and the electrode of the capacitive sensor on the same axis, or with the chromatic aberration optical system (first optical system) of the coil of the induction line and the confocal sensor. This can be achieved by placing them on the same axis.
他の特に有利な実施例では、層厚さセンサ装置は、ローラの表面上にＮＩＲセンサを有する。 In another particularly advantageous embodiment, the layer thickness sensor device has an NIR sensor on the surface of the roller.
この種のセンサは、特に、非導電性表面を有し、特に、セラミック材料から成るローラ上の材料の層厚さを測定するのに極めて適している。 This type of sensor is particularly suitable for measuring the layer thickness of a material on a roller made of ceramic material, in particular with a non-conductive surface.
ローリングミルのローラが、好ましくは、セラミック材料から成るか、又は、ローラが、金属で形成されたコアをセラミック材料でコートしたものから成る。このような構造において、製品層内に十分に入るか、又は、製品層を貫通するＮＩＲ信号は、製品の層粒子によって主として反射される一方、同時に、実質的に非導電性のセラミック層によっては反射されない。 The roller of the rolling mill preferably consists of a ceramic material, or the roller consists of a metal core coated with a ceramic material. In such a structure, NIR signals that are well within the product layer or penetrate the product layer are mainly reflected by the product layer particles, while at the same time depending on the substantially non-conductive ceramic layer. Not reflected.
この測定原理は、近赤外線（ＮＩＲ、ほぼ１〜３０μｍ）が、幾つかの波長の浸入度を有するという事実に基づいている。結果的に、ローラミルの複数のローラ上、特に第三ローラ上のバインダ又はポリマーマトリックス中の色素粒子又は他の個体粒子を分散させている間の典型的な層厚さは、ＮＩＲ波によって実質的に完全に貫通され得る。製品層の個別分子（バインダ分子及び色素分子）によって反射されるＮＲ光は、反射ＮＩＲ光の全強度に付加され、従って、層の厚さに比例し、層を形成する材料の組成（レシピ）が動作中に一定のままであり、バインダマトリックスにおける固体の一定の部分に部分的に対応する。ＮＩＲ層厚さセンサは、好ましくは、そのローラが金属ではなくセラミック材料で形成されており、従って、（少なくとも電子に対して）電気的に非伝導である本発明によるローリングミル内で使用される。非伝導材料から成るローラでは、容量センサ及び誘導センサの使用が実質的に不可能である。 This measurement principle is based on the fact that the near infrared (NIR, approximately 1-30 μm) has several wavelengths of penetration. As a result, typical layer thicknesses while dispersing pigment particles or other solid particles in a binder or polymer matrix on multiple rollers of a roller mill, in particular on a third roller, are substantially reduced by NIR waves. Can be completely penetrated. The NR light reflected by the individual molecules (binder molecules and dye molecules) of the product layer is added to the total intensity of the reflected NIR light and is therefore proportional to the layer thickness and the composition of the material forming the layer (recipe) Remains constant during operation and partially corresponds to a certain portion of the solid in the binder matrix. The NIR layer thickness sensor is preferably used in a rolling mill according to the invention in which the roller is made of a ceramic material rather than a metal and is therefore electrically non-conductive (at least for electrons). . With rollers made of non-conductive material, the use of capacitive and inductive sensors is virtually impossible.
本発明によるローリングミルにおける上述した全てのセンサは、非接触である。 All the sensors mentioned above in the rolling mill according to the invention are non-contact.
製品表面からの距離
共焦点センサが、製品表面からの距離を測定する。上述したように、共焦点センサは、変化するスペクトル色を有する光スペクトルを放射する光源と、光収差を持った光学システムとを使用する。
共焦点センサの代わりとして、三角測量センサを使用することもでき、これは、好ましくは、単色レーザビームを使用する。
A distance confocal sensor from the product surface measures the distance from the product surface. As described above, confocal sensors use a light source that emits a light spectrum having a varying spectral color and an optical system with optical aberrations.
As an alternative to the confocal sensor, a triangulation sensor can also be used, which preferably uses a monochromatic laser beam.
製品層の厚さ
容量センサが、製品層の厚さを測定する。
容量センサの代わりとして、ＮＩＲセンサをこの目的のために使用することもでき、これは、まさに容量センサのように層厚さを直接測定することができる。
A product layer thickness capacitance sensor measures the product layer thickness.
As an alternative to capacitive sensors, NIR sensors can also be used for this purpose, which can directly measure the layer thickness just like capacitive sensors.
金属ローラ表面からの距離
誘導センサは、金属ローラ表面からの距離を測定する。
本発明の目的は、請求項１９の方法を使用することによって達成される。ここでは、本発明によるローリングミルが、粘着性材料を処理するために用いられ、特に、バインダ内に懸濁した固体粒子を粉末状にして均一に分配するために用いられ、層厚さセンサが、ローラ上で処理される粘着性材料の層厚さの値を測定する。
層厚さは、好ましくは、連続的に測定される。
層厚さセンサは、好ましくは、制御装置又は調整装置に、材料の層厚さの最新の測定値を供給する。
The distance induction sensor from the metal roller surface measures the distance from the metal roller surface.
The object of the invention is achieved by using the method of claim 19. Here, the rolling mill according to the present invention is used for processing adhesive materials, in particular, used to uniformly disperse solid particles suspended in a binder in powder form, and a layer thickness sensor. Measure the value of the layer thickness of the adhesive material processed on the roller.
The layer thickness is preferably measured continuously.
The layer thickness sensor preferably provides the controller or regulator with the latest measurement of the layer thickness of the material.
本発明によるローリングミルの使用を伴う本発明による方法の有利な実施例では、測定された製品の層厚さが、制御処理における出力変数として用いられ、以下のパラメータの少なくとも一つが入力変数として用いられる。
・製品フィードトラフ内の材料充填レベル
・少なくとも一つのローラと他のローラとの間の接触圧力
・ローラ温度
・ローラ速度
・ローラ間のニップ幅
In an advantageous embodiment of the method according to the invention involving the use of a rolling mill according to the invention, the measured product layer thickness is used as an output variable in the control process and at least one of the following parameters is used as an input variable: It is done.
・ Material filling level in product feed trough ・ Contact pressure between at least one roller and other rollers ・ Roller temperature ・ Roller speed ・ Nip width between rollers
本発明によるローリングミルの使用を伴う本発明による方法の他の有利な実施例では、測定された製品の層厚さが、制御処理中の出力変数として用いられ、以下のパラメータの少なくとも一つが入力変数として用いられる。
・製品フィードトラフ内の材料充填レベル
・第一ローラと第二ローラとの間の接触圧力
・第三ローラと第二ローラとの間の接触圧力
・第一ローラ温度
・第二ローラ温度
・第三ローラ温度
・第一ローラ速度
・第二ローラ速度
・第三ローラ速度
・第一ローラと第二ローラとの間のニップ幅
・第二ローラと第三ローラとの間のニップ幅
In another advantageous embodiment of the method according to the invention involving the use of a rolling mill according to the invention, the measured product layer thickness is used as an output variable during the control process, and at least one of the following parameters is input: Used as a variable.
・ Material filling level in product feed trough ・ Contact pressure between first roller and second roller ・ Contact pressure between third roller and second roller ・ First roller temperature ・ Second roller temperature ・ Third Roller temperature-1st roller speed-2nd roller speed-3rd roller speed-Nip width between 1st roller and 2nd roller-Nip width between 2nd roller and 3rd roller
本発明による方法を実行している間、調整処理は、連続的に実際の層厚さを測定し、測定した厚さを参照変数としての所望の層厚さと比較し、この比較の関数に従って、少なくとも一つの動作パラメータを制御された一つ又は複数の変数に合わせて変更することによって、それを所望の層厚さに近づけることを含む。 While performing the method according to the invention, the adjustment process continuously measures the actual layer thickness, compares the measured thickness with the desired layer thickness as a reference variable, and according to a function of this comparison, Changing the at least one operating parameter to one or more controlled variables to bring it closer to the desired layer thickness.
本発明による方法では、層厚さは、一方で０．１ｍｍの最大値に、他方で１μｍの最小値に調整され得る。層厚さは、好ましくは、１μｍ〜０．１ｍｍの範囲内に調整される。良好な分散結果が、この層厚さの範囲内で得られ得る。 In the method according to the invention, the layer thickness can be adjusted on the one hand to a maximum value of 0.1 mm and on the other hand to a minimum value of 1 μm. The layer thickness is preferably adjusted within the range of 1 μm to 0.1 mm. Good dispersion results can be obtained within this layer thickness range.
層厚さのためのこれらの限界条件に加えて、他の重要なパラメータのための限界条件が規定され得る。 In addition to these limit conditions for layer thickness, limit conditions for other important parameters can be defined.
好ましくは、各ローラに対して、個別の温度枠（最小及び最大温度）が規定される。 Preferably, individual temperature frames (minimum and maximum temperatures) are defined for each roller.
好ましくは、各ニップに対して、個別の圧力枠（最小及び最大接触圧力）が規定される。 Preferably, separate pressure frames (minimum and maximum contact pressure) are defined for each nip.
本発明によるローリングミルの使用を伴う本発明による方法の特に好ましい実施例では、以下の手順が付随する。 In a particularly preferred embodiment of the process according to the invention involving the use of a rolling mill according to the invention, the following procedure is accompanied.
・誘導センサが、層厚さセンサ装置の基準線と、ローラの金属接触面または金属面との間の距離を測定する。
・共焦点センサ及び／又は容量センサが、層厚さセンサ装置の基準線と、ローラ上の材料フィルムの表面との間の第二の距離を測定する。
・材料フィルムの層厚さが、第一距離及び第二距離に由来する差を用いて測定される。
An inductive sensor measures the distance between the reference line of the layer thickness sensor device and the metal contact surface or metal surface of the roller.
A confocal sensor and / or a capacitive sensor measures a second distance between the reference line of the layer thickness sensor device and the surface of the material film on the roller.
The layer thickness of the material film is measured using the difference derived from the first distance and the second distance.
この手順では、ローラ表面からの距離（誘導センサ）と、製品表面からの距離（共焦点センサ、三角測量センサ又は容量センサ）との両方を測定し、ローリングミルにおける機械的及び幾何学的変化、例えば、ローラの膨張、ローラの振動、ローラの磨耗等による距離の変化を補償するという利点を提供する。このような減法を用いる方法により、このような生じる可能性がある任意の距離の変化と無関係に層厚さの値を得ることができる。 This procedure measures both the distance from the roller surface (inductive sensor) and the distance from the product surface (confocal sensor, triangulation sensor or capacitive sensor), and mechanical and geometric changes in the rolling mill, For example, it provides the advantage of compensating for distance changes due to roller expansion, roller vibration, roller wear, and the like. By using such a subtraction method, the value of the layer thickness can be obtained independently of any possible change in distance.
層厚さセンサ装置は、好ましくは、ローリングミルの第三ローラに固定され、製品の層厚さが第三ローラ上で測定される。 The layer thickness sensor device is preferably fixed to the third roller of the rolling mill and the layer thickness of the product is measured on the third roller.
説明／定義
入力変数：入力変数は出力変数を制御する。
出力変数：出力変数は入力変数によって制御される。
参照変数：この場合、参照変数は、所望の層厚さである。
Description / Definition Input Variable: The input variable controls the output variable.
Output variable: The output variable is controlled by the input variable.
Reference variable: in this case, the reference variable is the desired layer thickness.
オンライン層厚さ測定が、以下の手順で可能になる。
（１）オペレータが、所望の製品純度(fineness)を設定し、トリプルローリングミルの調整装置が、層厚さが所望の製品純度に対応するまで、接触圧とローラ温度を介してローリングミルの調整をし始める。その後、ローリングミルは、自動的に生産モードに切り替わる。必要に応じて、修正された製品承認が、これの最後に実行され得る。この目的のために第三ローラ上にリムーバルスクリューが用いられる。完全に自動化された動作が可能になる。加えて、生産及び試験（品質制御）の両方での人員削減が考えられる。
（２）オペレータは、層厚さ測定装置を介して層厚さを調整することによって、より簡単に、ローラ間を所望のニップ幅に設定することができる。オペレータは、ディスプレイされた第三ローラ上の実際の層厚さを見て、接触圧、ローラ温度及び必要に応じて機械的ギャップ設定を手動で変更することによって実際の層厚さを修正することができる。
（３）本発明による実験用ローリングミル及び本発明による生産用ローリングミルにおいて同一の層厚さを調整することによって、スケールアップが容易になる。
（４）オンライン測定データの測定が、恒久的で再現可能な品質の制御を可能にする。
Online layer thickness measurement is enabled by the following procedure.
(1) The operator sets the desired product purity and the triple rolling mill adjuster adjusts the rolling mill via contact pressure and roller temperature until the layer thickness corresponds to the desired product purity. Start to do. Thereafter, the rolling mill automatically switches to the production mode. If necessary, a modified product approval can be performed at the end of this. For this purpose, a removal screw is used on the third roller. Fully automated operation is possible. In addition, it is possible to reduce personnel in both production and testing (quality control).
(2) The operator can set the desired nip width between the rollers more easily by adjusting the layer thickness via the layer thickness measuring device. The operator can see the actual layer thickness on the displayed third roller and modify the actual layer thickness by manually changing the contact pressure, roller temperature and mechanical gap settings as required. Can do.
(3) Scale-up is facilitated by adjusting the same layer thickness in the experimental rolling mill according to the present invention and the production rolling mill according to the present invention.
(4) Online measurement data measurement allows for permanent and reproducible quality control.
Claims (28)
第一ローラの回転軸が固定されて設けられ、
第二ローラの回転軸が移動可能に設けられ、
少なくとも一方のローラを他方のローラに対して押圧するための少なくとも一つのプレス装置を備えた
ローリングミルにおいて、
ローラに、ローラ上の処理された粘着性物質の層厚さの値を測定するための少なくとも一つの層厚さセンサ装置が設けられている
ことを特徴とするローリングミル。 In order to treat sticky substances with at least two rollers provided rotatably about a longitudinal axis, in particular for grinding and uniformly distributing solid particles suspended in a binder Rolling mill
The rotating shaft of the first roller is fixed and provided.
The rotation axis of the second roller is provided to be movable,
In a rolling mill comprising at least one pressing device for pressing at least one roller against the other roller,
A rolling mill, characterized in that the roller is provided with at least one layer thickness sensor device for measuring the value of the layer thickness of the treated adhesive substance on the roller.
ことを特徴とする請求項１に記載のローリングミル。 The rolling mill according to claim 1, wherein the layer thickness sensor device is connected to a display device for displaying a measured value of the layer thickness.
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のローリングミル。 The rolling mill according to claim 1 or 2, wherein the layer thickness sensor device is connected to a measurement data processing device for processing the measured measurement data.
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のローリングミル。 The rolling mill as described in any one of Claims 1-3 provided with the control apparatus.
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のローリングミル。 The rolling mill as described in any one of Claims 1-4 provided with the adjustment apparatus.
ことを特徴とする請求項４又は５に記載のローリングミル。 The rolling mill according to claim 4 or 5, wherein the control device can control at least one operating parameter of the rolling mill.
・製品フィードトラフ内の材料充填レベル
・少なくとも一つのローラと他のローラとの間の接触圧力
・ローラ温度
・ローラ速度
・ローラ間ニップ幅
の少なくとも一つである
ことを特徴とする請求項６に記載のローリングミル。 The operating parameter is
The material filling level in the product feed trough. The contact pressure between at least one roller and another roller. The roller temperature. The roller speed. The nip width between rollers. The rolling mill described.
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のローリングミル。 It is a dual rolling mill. The rolling mill as described in any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のローリングミル。 It is a triple rolling mill provided with the 1st roller, the 2nd roller, and the 3rd roller. The rolling mill as described in any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項９に記載のローリングミル。 The rolling mill according to claim 9, wherein the control device is capable of controlling at least one operating parameter of the triple rolling mill.
・製品フィードトラフ内の材料充填レベル
・第一ローラと第二ローラとの間の接触圧力
・第三ローラと第二ローラとの間の接触圧力
・第一ローラ温度
・第二ローラ温度
・第三ローラ温度
・第一ローラ速度
・第二ローラ速度
・第三ローラ速度
・第一ローラと第二ローラとの間のニップ幅
・第二ローラと第三ローラとの間のニップ幅
の少なくとも一つである
ことを特徴とする請求項１０に記載のローリングミル。 The operating parameter is
・ Material filling level in product feed trough ・ Contact pressure between first roller and second roller ・ Contact pressure between third roller and second roller ・ First roller temperature ・ Second roller temperature ・ Third At least one of the roller temperature, the first roller speed, the second roller speed, the third roller speed, the nip width between the first roller and the second roller, and the nip width between the second roller and the third roller. The rolling mill according to claim 10, wherein the rolling mill is provided.
ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載のローリングミル。 The rolling mill according to any one of claims 1 to 11, wherein the layer thickness sensor device has a confocal sensor on the surface of the roller.
ことを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載のローリングミル。 The rolling mill according to any one of claims 1 to 12, wherein the layer thickness sensor device has a capacitive sensor on the surface of the roller.
ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載のローリングミル。 14. The layer thickness sensor device comprises an inductive sensor on the surface of the roller, the sensor being rigidly connected to a confocal sensor and / or a capacitive sensor. Rolling mill.
ことを特徴とする請求項１４に記載のローリングミル。 The rolling mill according to claim 14, wherein the distance measuring device comprising an inductive sensor is aligned in parallel with a layer thickness measuring device comprising a confocal sensor and / or a capacitive sensor.
ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載のローリングミル。 The rolling mill according to any one of claims 1 to 11, wherein the layer thickness sensor device has an NIR sensor on a surface of the roller.
ことを特徴とする請求項１〜１６の何れか一項、好ましくは、請求項１６に記載のローリングミル。 The rolling mill according to any one of claims 1 to 16, preferably according to claim 16, characterized in that the roller is made of a ceramic material.
ことを特徴とする請求項１〜１６の何れか一項に記載のローリングミル。 The rolling mill according to any one of claims 1 to 16, wherein the roller has a core made of metal and coated with a ceramic material.
粘着性物質を処理するための、特に、バインダ内に懸濁した固体粒子を粉末状に粉砕して均一に分配するための方法であって、
層厚さセンサが、ローラ上の処理された粘着性物質の厚さの値を測定する
ことを特徴とする粘着性物質処理方法。 Using the rolling mill according to any one of claims 1 to 18,
A method for treating a sticky substance, in particular for pulverizing solid particles suspended in a binder into a powder and distributing them uniformly.
A method for treating an adhesive substance, characterized in that the layer thickness sensor measures the thickness value of the treated adhesive substance on the roller.
ことを特徴とする請求項１９に記載の処理方法。 The processing method according to claim 19, wherein the layer thickness is continuously measured.
ことを特徴とする請求項１９又は２０に記載の処理方法。 21. The processing method according to claim 19 or 20, wherein the layer thickness sensor device makes the measured current material layer thickness available to the control device or the adjustment device.
入力変数が
・製品フィードトラフ内の材料充填レベル
・少なくとも一つのローラと他のローラとの間の接触圧力
・ローラ温度
・ローラ速度
・ローラ間ニップ幅
の少なくとも一つである
ことを特徴とする、特に、請求項７に記載のローリングミルを使用する請求項２１に記載の処理方法。 During the control process, the detected product layer thickness is the output variable,
The input variable is at least one of the following: the material filling level in the product feed trough, the contact pressure between at least one roller and another roller, the roller temperature, the roller speed, the nip width between the rollers, In particular, the processing method according to claim 21, wherein the rolling mill according to claim 7 is used.
入力変数が、
・製品フィードトラフ内の材料充填レベル
・第一ローラと第二ローラとの間の接触圧力
・第三ローラと第二ローラとの間の接触圧力
・第一ローラ温度
・第二ローラ温度
・第三ローラ温度
・第一ローラ速度
・第二ローラ速度
・第三ローラ速度
・第一ローラと第二ローラとの間のニップ幅
・第二ローラと第三ローラとの間のニップ幅
の少なくとも一つである
ことを特徴とする、特に、請求項１１に記載のローリングミルを使用する請求項２１に記載の処理方法。 During the control process, the detected product layer thickness is the output variable,
The input variable is
・ Material filling level in product feed trough ・ Contact pressure between first roller and second roller ・ Contact pressure between third roller and second roller ・ First roller temperature ・ Second roller temperature ・ Third At least one of the roller temperature, the first roller speed, the second roller speed, the third roller speed, the nip width between the first roller and the second roller, and the nip width between the second roller and the third roller. The processing method according to claim 21, characterized in that, in particular, the rolling mill according to claim 11 is used.
ことを特徴とする請求項１９〜２３の何れか一項にきさいの処理方法。 The adjustment process continuously measures the actual layer thickness, compares the measured thickness with the desired layer thickness as a reference variable, and manipulates at least one operating parameter according to the function of this comparison. 24. The processing method according to any one of claims 19 to 23, which includes bringing it closer to a desired layer thickness by changing it according to one or more variables.
ことを特徴とする請求項１９〜２４の何れか一項に記載の処理方法。 The processing method according to any one of claims 19 to 24, wherein the layer thickness is adjusted to a maximum value of 0.1 mm.
ことを特徴とする請求項１９〜２５の何れか一項に記載の処理方法。 The processing method according to any one of claims 19 to 25, wherein the layer thickness is adjusted to a minimum value of 1 µm.
ことを特徴とする請求項１９〜２６の何れか一項に記載の処理方法。 The processing method according to any one of claims 19 to 26, wherein the layer thickness is adjusted within a range of 1 µm to 0.1 mm.
・共焦点センサ及び／又は容量センサが、層厚さセンサ装置の基準線と、ローラ上の材料フィルムの表面との間の第二の距離を測定し、
・材料フィルムの層厚さが、第一距離及び第二距離に由来する差を用いて測定される
ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載のローリングミルを使用する請求項１９〜２７の何れか一項に記載の処理方法。 The inductive sensor measures the distance between the reference line of the layer thickness sensor device and the metal contact surface or metal surface of the roller;
A confocal sensor and / or a capacitive sensor measures a second distance between the reference line of the layer thickness sensor device and the surface of the material film on the roller;
The layer thickness of the material film is measured using a difference derived from the first distance and the second distance. The rolling mill according to claim 14 or 15, wherein the rolling mill according to claim 14 or 15 is used. The processing method as described in any one.
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