JP3791135B2 - スム−スロ−ルの梨地面形成方法及び該形成方法により梨地面が形成されたスム−スロ−ル - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、穀物粉砕ロ−ル、特に、小麦を粉砕するスム−スロ−ルにおけるロ−ル外周面の処理方法及び該処理により得られるスム−スロ−ルに関する。
【0002】
【従来技術】
小麦の製粉工程において使用されるロ−ルには、小麦粒を大きく展開するように挽き砕いて胚乳粗粒を得るために、ロ−ル表面に目立処理を施したブレ−キロ−ルと、胚乳粗粒を粉砕して小麦粉を得るために、表面(外周面)がマッティング(艶消し)処理を施したスム−スロ−ルとがある。
【0003】
本発明に係るスム−スロ−ルのマッティング処理の目的は、図4に示すように、ロ−ル外周面600a全体を梨地面としてグリップ力を増加させ、スム−スロ−ルに供給される胚乳粗粒をフレ−クにすることなく細かく粉砕(摩砕)して良質の小麦粉を得ると共に、粉砕効率を向上させるためである。マッティング処理は、異なる方向に任意の速度で回転する一対のロ−ル間に、#30〜#60の単一粒度、例えば、#60の黒色炭化硅素を供給し、ロ−ル間圧力により砥粒をロ−ル外周面600aに食い込ませて食い込み部110を形成することにより行われる(図4)。このロ−ル外周面の素材は、少なくとも砥粒を食い込ませることが可能な低硬度(約500〜600HV)のものが用いられる。一方、砥粒は幾分丸みを帯びた形状(角が鋭くない)をしているため、マッティング処理されたロ−ル外周面の食い込み部110のエッジ部120は、丸みを帯びている(図4)。
【0004】
しかしながら、このエッジ部120は、素材が前述のような低硬度のものであるため、使用している間に摩耗によりエッジ部の丸みが更に丸くなる。よって、梨地面のグリップ力が低下し、このロ−ル間で摩砕される胚乳粗粒は圧潰されて、しばしばフレ−ク(細かく粉砕されずに潰れた状態)となっていた。したがって、得られる小麦粉には、前述のようなフレ−クの発生による粒度分布のばらつきがあるため、粉品質が低下するという問題点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点にかんがみ、スム−スロ−ルにて摩砕されて得られる小麦粉に、フレ−クを発生させることなく粒度を均一にした良質の小麦粉を得ることのできるスム−スロ−ルを提供することを技術的課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、
本願の請求項1に係る発明(以下、「第1の発明」という)は、スム−スロ−ルの外周面に梨地面を形成する方法を、ロ−ル外周面を研削する工程と、該ロ−ル外周面に凹凸面を形成する粗面処理工程と、粗面処理されたロ−ル外周面に表面硬化処理を行う工程と、前記粗面処理工程にて形成された凸部を表面硬化層も含めて研削する工程と、ロ−ル外周面に再度粗面処理を行う工程とにより行うという技術的手段を講じるものである。
【0007】
よって、該第1の発明は以下の作用を有する。ロ−ルの外周面は凹凸が無くなるように研削され、その後、粗面処理によってこの表面に食い込み部と凸部とから成る凹凸面が形成され、次いでこの表面に表面硬化層が形成される。そして、表面硬化処理された凸部を研削して研削面部が形成されると共に表面硬化層の残余部分が残される。その後、再度粗面処理によって研削面部に新たな食い込み部が形成される。このようにして、本発明の梨地面には、表面硬化層の残余部分と新たな食い込み部との境目に角の鋭いエッジ部が形成される。
【0008】
本願の請求項2に係る発明(以下、「第2の発明」という)は、スム−スロ−ルの外周面に梨地面を形成する方法を、ロ−ル外周面を研削する工程と、該ロ−ル外周面に表面硬化処理防止ネットを装着する工程と、表面硬化処理防止ネットが装着されたロ−ル外周面に表面硬化処理を行う工程と、ロ−ル外周面の表面硬化処理防止ネットによって表面硬化処理されなかった部分に粗面処理を行う工程とにより行うという技術的手段を講じるものである。
【0009】
よって、該第2の発明は以下の作用を有する。ロ−ルの外周面は、凹凸が無くなるように研削され、その後、該ロ−ル外周面に表面硬化処理防止ネットを装着し、次いでこのロ−ル外表面に表面硬化層が形成される。そして、表面硬化処理防止ネットを取り外すと表面硬化層が形成されない部分がメッシュ状に形成され、表面硬化層が形成されていない部分に対して粗面処理が行われることによって食い込み部が形成される。よって、本発明の梨地面には、表面硬化層と食い込み部との境目に角の鋭いエッジ部を形成することができる。また、梨地面を形成する凹凸形状は表面硬化処理防止ネットのメッシュの大きさや形状を適宜設計することによって決定することができ、量産されるロ−ルの梨地面を同じように安定して形成することができる。
【0010】
本願の請求項3に係る発明(以下、「第3の発明」という)は第1の発明及び第2の発明の表面硬化処理をプラズマ窒化処理によって行うという技術的手段を講じるものである。
【0011】
よって、該第3の発明は、第1の発明及び第2の発明の作用に加え以下の作用を有する。プラズマ窒化処理は真空容器内温度を400〜600℃に維持して行なうので、ロ−ルに歪みを発生させることがなく、また高硬度(約1000〜1300HV)の表面硬化層を均一な厚みで形成することができる。
【0012】
本願の請求項4に係る発明(以下、「第4の発明」という)は、スム−スロ−ルは、前記請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のスム−スロ−ル外周面の梨地面形成方法によって形成されたエッジ部と食い込み部とを有するという技術的手段を講じるものである。
【0013】
よって、該第4の発明は以下の作用を有する。表面硬化層で形成されたエッジ部は耐摩耗性があるため、前述の従来のようにエッジ部の摩耗(グリップ力の低下)によって小麦粉にフレ−クを発生させることがない。よって、均一な粒子の良質な小麦粉を得ることができると共に、粉砕効率を向上させることができる。また、前記エッジ部は従来のような丸みを帯びたエッジ部とは異なり角の鋭いエッジ部であるため、胚乳粗粒を従来よりも確実に細かく粉砕することができる。よって、従来よりも粒度の細かい小麦粉を得ることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は粗面処理方法の一例を示すマッティング処理方法の説明図であり、マッティング処理は、異なる方向に回転する一対のロ−ル2間に、フィ−ドロ−ル1を介して、#30〜60の緑色炭化硅素3(砥粒)をロ−ル外周面2a全体にわたって均等に順次供給することにより行われる。
【0015】
図2はプラズマ処理装置Pを示し、該プラズマ処理装置Pは、真空容器4、ガス制御装置5、プラズマ電源6、圧力調整弁7、真空排気装置8、及び載置台9から構成されている。前記載置台9上には、ロ−ル2が載置されている。
【0016】
プラズマ処理は、真空容器4にガス制御装置5によって窒素と水素からなる混合ガス(10〜90%、残りは水素)を供給し、圧力調整弁7と真空排気装置8によって、真空容器4内の圧力を3〜5Torrに減圧して真空とする。そして、プラズマ電源6からロ−ル2に直流電圧を印加することにより、真空容器4内でグロ−放電が生じ、窒素イオンと水素イオンのロ−ル外周面2aへの衝突によって該ロ−ル外周面2aに、硬度が約1000〜1300HVで約10〜25μmの厚みの窒化物層10が形成される。このプラズマ処理は、1〜48時間とし、真空容器4内の温度を400〜600℃に維持して行う。
【0017】
次に、本発明のスム−スロ−ルSの外周面における梨地面形成方法について、の実施例1を説明する。第1の工程として、析出硬化型ステンレス鋼(JIS SUS631)から形成したロ−ル2のロ−ル外周面2aを、図示しない研削機によって研削し、凹凸の無い面に仕上げる(図3のA)。第2の工程として、前述のマッティング処理方法によって、ロ−ル外周面2aに、緑色炭化硅素3(#60)が食い込んで形成される食い込み部11(約40μm)と凸部11aとを形成する(図3のB)。第3の工程として、ロ−ル2は前述のプラズマ処理装置Pによるプラズマ窒化処理によってロ−ル外周面2aに、表面硬化層として窒化物層10(硬度が約1200HV)をほぼ均一の厚さ(約20μm)で形成する(図3のC)。このときのプラズマ窒化処理の条件は、真空容器4内の温度を約500℃で圧力を3〜5Torr、混合ガスの割合を窒素50%と水素50%、及びプラズマ処理時間を2時間とする。
【0018】
次に第4の工程として、窒化物層10が形成されたロ−ル外周面2aを前記研削機により、前記食い込み部11の深さに対して50%研削し、前記凸部11aを研削して研削面部14を形成する(図3のD)。第5の工程として、再度、前述のマッティング処理方法によって、ロ−ル外周面2aの研削面部14に緑色炭化硅素3を食い込ませて新たな食い込み部13を形成する。これによって、窒化物層10の残余部分と食い込み部13との境目に角の鋭いエッジ部12が形成される(図3のEとF)。このとき、窒化物層10は緑色炭化硅素3よりも硬度が高いので、緑色炭化硅素3は窒化物層10に食い込むことはない。以上の工程によって、窒化物層10の残余部分とエッジ部12と食い込み部13とから成る梨地面を形成したスム−スロ−ルSを製造することができる(図3のF)。
【0019】
この実施例1の表面硬化処理はプラズマ窒化処理によって行われるが、プラズマ窒化処理は、後述するプラズマ浸炭処理(真空容器4内の温度を900〜1000℃に維持して行う)よりも真空容器4内を低い温度(400〜600℃)に維持して行なう処理のため、ロ−ルに歪みを発生させることがなく、また高硬度(約1000〜1300HV)の表面硬化層を均一な厚みで形成することができる。
【0020】
前記表面硬化処理方法については、前述のプラズマ窒化処理による方法に限定するものではなく、ロ−ル2素材の表面層と混合ガスとを反応させるなどして表面改質させたり、表面にロ−ル素材よりも硬度のある層を付着形成する方法であってもよい。例えば、表面改質による他の方法としては、真空容器4の内面に図示しないヒ−タ−部を設けたプラズマ処理装置Pを用い、ロ−ル素材にオ−ステナイト系ステンレス鋼若しくは高Mn鋼を使用し、また混合ガスにCH4 などを使用することによって目的の表面改質(アルテンサイト組織が形成される)を行うプラズマ浸炭処理であってもよい。このとき真空容器4内の温度は、前記ヒ−タ−部によって900〜1000℃に維持し、それ以外の条件は前述のプラズマ窒化処理と同様にするとよい。また、硬度のある層を付着形成する方法としては、例えば、ロ−ル素材よりも硬度のある物質を、プラズマ溶射ガンでロ−ル素材表面に吹き付けて皮膜を形成するプラズマ溶射によって行ってもよい。
次に、本発明のスム−スロ−ルSの外周面の梨地面形成方法について、実施例2を説明する。前述の実施例1は、マッティング処理(第2工程)によって成された凹凸面に表面硬化層を形成(第3工程)し、前記凹凸面の凸部を研削(第4工程)して研削面部を形成した後、該研削面部に再度マッティング処理(第5工程)を行って食い込み部13を形成する方法である。これに対して実施例2は、実施例1の変形例であるが、表面硬化処理の前工程(第2工程)で一つのメッシュが梨地面の凸部の大きさ(表面積)に形成された表面硬化処理防止ネット(図示せず)をロ−ル表面に装着して表面硬化処理を行い、その後、表面硬化処理防止ネットを取り外すと表面硬化層が形成されない部分がメッシュ状に形成される。この後、表面硬化層が形成されていない部分に対してマッティング処理を行うことによって食い込み部を形成する、という方法である。
【0021】
なお、前記表面硬化処理防止ネットは、表面硬化処理を受けてもマスキング作用を発揮するように、ロ−ル表面への装着性の良好なものや耐熱性のあるものを使用する。素材としては例えば、カ−ボンファイバ−繊維から成る繊維体、銅線、及び鋼線などを使用し、また、メッシュの大きさ(25μm角〜1000μm角)やメッシュ形状などについては、適宜設計する。
【0022】
この実施例2の方法によれば、梨地面を形成する凹凸形状は表面硬化処理防止ネットのメッシュの大きさや形状などを適宜設計することによって決定することができ、量産されるロ−ルの梨地面を同じように安定して形成することができる。
【0023】
前記ロ−ル2素材としては、前述の析出硬化型ステンレス鋼(JIS SUS631)に限定するするものではなく、Cr,V,Al,Ti,Mo,Siなどを含む鋳鉄や鋳鋼であってもよい。
【0024】
また、粗面処理方法は、前述のマッティング処理方法に限定することなく、砥粒をエア−で噴射するショットブラスト法、ビ−ム照射法、放電加工法など、他の方法であってもよい。
【0025】
本発明によると、スム−スロ−ルSの梨地面に形成されたエッジ部12は、表面硬化層の残余部分の端部であって耐摩耗性があるため、前述の従来のように、エッジ部の摩耗(グリップ力の低下)によって小麦粉にフレ−クを発生させることがない。よって、フレ−クのない均一な粒子の良質な小麦粉を得ることができると共に、粉砕効率を向上させることができる。また、前記エッジ部12は、従来のような丸みを帯びたエッジ部とは異なった角の鋭いエッジ部であるため、胚乳粗粒を従来よりも確実に細かく粉砕することができる。よって、従来よりも細かい粒度の小麦粉を得ることができる。
【0026】
前記実施例は小麦粉に関して述べたが、本発明はこれに限ることなく、他の穀物を粉砕するスム−スロ−ルにも使用可能である。
【0027】
【発明の効果】
本願の第1の発明による梨地面形成方法によれば、スム−スロ−ルの外周面に形成される梨地面は、表面硬化層の残余部分と新たな食い込み部との境目に角が鋭くて耐摩耗性のあるエッジ部を形成することができる。
【0028】
本願の第2の発明による梨地面形成方法によっても、前記第1の発明と同じエッジ部を形成することができる。また、梨地面を形成する凹凸形状は表面硬化処理防止ネットのメッシュの大きさや形状などを適宜設計することによって決定することができるので、量産されるスム−スロ−ルの梨地面を同じように安定して形成することができる。
【0029】
本願の第3の発明による梨地面形成方法によれば、前記第1の発明及び第2の発明の表面硬化処理をプラズマ窒化処理によって行ったので、プラズマ窒化処理は、真空容器内温度を400〜600℃に維持して行なうのでロ−ルに歪みを発生させることがなく、また高硬度(約1000〜1300HV)の表面硬化層が均一な厚みで形成することができる。よって、外周面に歪みを発生させることなく前記梨地面を形成することができる。
【0030】
本願の第4の発明によれば、前記第1〜第3の発明による梨地面形成方法によって形成されたスム−スロ−ルは、梨地面が表面硬化処理されたエッジ部と食い込み部とから形成されているので、エッジ部は耐摩耗性を有し、前述の従来のようにエッジ部の摩耗(グリップ力の低下)によって小麦粉にフレ−クを発生させることがない。よって、均一な粒子の良質な小麦粉を得ることができると共に、粉砕効率を向上させることができる。また、前記エッジ部は、従来のような丸みを帯びたエッジ部とは異なり角の鋭いエッジ部であるため、胚乳粗粒を従来よりも確実に細かく粉砕することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 マッティング処理方法の説明図
【図2】 プラズマ処理装置の概略断面図
【図3】 本発明のスム−スロ−ル外周面の梨地面形成方法を示す説明図
【図4】 従来のスム−スロ−ル外周面の形状を示す説明図
【符号の説明】
1 フィ−ドロ−ル
2 ロ−ル
2a ロ−ル外周面
3 緑色炭化硅素
4 真空容器
5 ガス制御装置
6 プラズマ電源
7 圧力調整弁
8 真空排気装置
9 載置台
10 窒化物層(表面硬化層)
11 食い込み部
12 エッジ部
13 食い込み部
14 研削面部
110 食い込み部
120 エッジ部
600 スム−スロ−ル
600a ロ−ル外周面
P プラズマ処理装置
S スム−スロ−ル
Claims (4)
- スム−スロ−ルの外周面に梨地面を形成する方法において、ロ−ル外周面を研削する工程と、該ロ−ル外周面に凹凸面を形成する粗面処理工程と、粗面処理されたロ−ル外周面に表面硬化処理を行う工程と、前記粗面処理工程にて形成された凸部を表面硬化層も含めて研削する工程と、ロ−ル外周面に再度粗面処理を行う工程とにより行われることを特徴とするスム−スロ−ル外周面の梨地面形成方法。
- スム−スロ−ルの外周面に梨地面を形成する方法において、ロ−ル外周面を研削する工程と、該ロ−ル外周面に表面硬化処理防止ネットを装着する工程と、表面硬化処理防止ネットが装着されたロ−ル外周面に表面硬化処理を行う工程と、ロ−ル外周面の表面硬化処理防止ネットによって表面硬化処理されなかった部分に粗面処理を行う工程とにより行われることを特徴とするスム−スロ−ル外周面の梨地面形成方法。
- 表面硬化処理はプラズマ窒化処理によって行われる請求項1又は請求項2記載のスム−スロ−ル外周面の梨地面形成方法。
- 前記請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のスム−スロ−ル外周面の梨地面形成方法によって形成されたエッジ部と食い込み部とを有することを特徴とするスム−スロ−ル。
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