【手続補正書】
【提出日】平成15年9月19日(2003.9.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】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
【特許請求の範囲】
【請求項１】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。
【請求項２】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。
【請求項３】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。
【請求項４】外周面に梨地面が形成されたスム−スロ−ルにおいて、該梨地面は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たことを特徴とするスム−スロ−ル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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、外周面に梨地面が形成されたスム−スロ−ルにおいて、該梨地面は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た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って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、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の発明にる梨地面形成方法によれば、前記前記第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