(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
後ロール(フィードロール)と、中ロール(センターロール)と、前ロール(エプロンロール)を具備し、材料は後ロールと中ロール間に供給され、ミキシングされた後、前ロールに移行し、本分散後に前ロールに接するブレード(スクレーパ)により前ロールからかき取られる三本ロールミルにおいて、後ロールと中ロールは機械的変速装置を介して第１モーターにより固定的な差回転比率で回転し、前ロールは第１モーターよりも出力が大きい第２モーターで可変的な回転数で回転することを特徴とする三本ロールミル。
【請求項２】
上記第２モーターは、第１モーターよりも１．５倍〜２．０倍の出力をもつモーターであることを特徴とする請求項１に記載の三本ロールミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インキ、塗料、セラミックス、接着剤、薬品、油脂、食品、電気材料、各種ペースト、その他粘性体原料の練肉、練合、均一微粒子化、分散に好適に使用される三本ロールミルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
三本ロールミルは、後ロール(フィードロール)、中ロール(センターロール)、前ロール(エプロンロール)で構成され、中ロールと後ロール間に材料を供給してミキシングした後、材料を中ロールから前ロールに移行して本分散し、前ロールに当接したブレード(スクレーパ)により分散された材料を取り出すよう構成されている。
【０００３】
上記の操作を行うため、通常は、中ロールを固定し、この中ロールに対し、後ロール、前ロールを押付可能に設けてある。上記後ロールと中ロール、及び中ロールと前ロールは、ロール間で材料に剪断力を与えて混肉、混練、均一微粒子化し、分散できるようそれぞれ反対方向に回転する。そして、各ロールの周速は、後ロールよりも中ロールの周速が早く、中ロールよりも前ロールの周速が早くなるように回転される。このときの周速比(差回転比率)は、一般に１：３：９である(例えば特許文献１参照)。
【０００４】
特許文献１に示されているように、上記３本ロールを駆動するには、１基のモーターにより上記の周速比になるようにギア装置を用いて固定式に駆動したり、クラッチやギア装置を用いて可変式に構成することが知られている。また、各ロールごとに、それぞれ独立したモーターを用い、３基のモーターで回転数を変えて駆動することも知られている。
【０００５】
上記のように１基のモーターで固定式に駆動する方式では、コストがかからないが、各ロールの回転数を自由に変更することができない。一方、３基のモーターを用いる形式では、回転数の変更が容易であるが、モーターのコストが３倍に増える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２４７４８２号公報(段落０００７、００３１)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の解決課題は、後ロール、中ロール、前ロールを具備する三本ロールミルにおいて、後ロール、中ロールによるミキシング効果を維持しつつ本分散の効果を高めるよう前ロールの周速を可変できるようにし、さらにコストのかからない三本ロールミルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
従来、三本ロールミルにおいて、回転負荷が一番大きいのは３本のロールのうち、中ロールである、と考えられてきた。理由は、３本ロールミルを運転中、中ロールは後ロールと前ロールに挟まれ、しかもその両方からの押し圧がかかっているため、回転負荷は一番大きいのだ、と認識されてきた。ところが、３基のモーターを用いて、実際にテストしたところ下記のような結果であった。
【０００９】
後ロール：中ロール：前ロールの周速比(差回転比率)が１：３：９になるよう各ロールを１１．１１ｒｐｍ：３３．３３ｒｐｍ：１００ｒｐｍの回転数で回転し、押し圧として、後ロール及び前ロールから中ロール方向に５．０トン(中ロールは位置固定)の圧力をかけ、レジストインキを材料としてテストした。その結果、運転中の各モーターの発生出力は、前ロールを中ロールから離した状態で後ロールと中ロールによりミキシングするとき、後ロールのモーターの出力は８Ａ(アンペア)、中ロールのモーターの出力は２６Ａであった。なお、このとき空回りしている前ロールのモーターの出力は１１Ａであった。
【００１０】
次に、前ロールを中ロールに押し付けて駆動する本分散では、後ロールのモーターの出力は８Ａ、中ロールのモーターの出力は１８Ａ、前ロールのモーターの出力は３９Ａであった。
【００１１】
このように、中ロールの出力は、本分散の時にミキシング時よりも低下しているが、前ロールの出力は３基のモーターの中で一番大きな出力となっている。したがって、前ロールの駆動モーターとしては、後ロールや中ロールよりも大きな出力を持つモーターが必要であることが分かった。
【００１２】
ロール回転の際の引き摺りの様子を考察すると、上記条件下で、後ロールと中ロール間では、２２．２２ｒｐｍの引き摺りが生じ、後ロールのモーターには回転駆動方向とは反対の逆負荷(自動車のエンジンブレーキのような作用)がかかっている。また、中ロールと前ロール間には、６６．６７ｒｐｍの引き摺りが起こっている。したがって、前ロールには、前ロール自身が１００ｒｐｍで回転するパワーと、６６．６７ｒｐｍの差回転を引き摺る摩擦力がかかり、非常に大きなパワーを必要としていた。さらに、これだけのパワーに加えて、中ロールの上記引き摺り２２．２２ｒｐｍより前ロールの引き摺り６６．６７ｒｐｍの方が大きいので、中ロールの引き摺りパワーの一部分も前ロールが併せて負担していることが判明した。
【００１３】
分散効率と差回転の関係を調べると、先ず、後ロールと中ロール間では、主としてミキシング機能に重点が置かれている。そして、後ロールと中ロールの周速比(差回転比率)を、通常用いられている１：３の比率から変動させても、あまり顕著な効率の向上や分散効果の向上がみられなかった。したがって、後ロールと中ロール間の差回転比率１：３は、十分機械としての分散能力を引き出しているものと考えられる。
【００１４】
一方、中ロールと前ロール間では、３：９(１：３)の差回転比率よりも１：３以上の方が良い分散結果がでることが、確かめられた。この前ロールの回転を、１：３以上のどの程度の回転にすればベストの結果が得られるかという数値は、処理すべき材料により変化し、一律に定めることはできなかった。また、材料によっては差回転比率を１：３以下にすると、優れた分散効果が得られるものもあった。
【００１５】
以上の実験結果に基づき、本発明によれば、後ロール、中ロール、前ロールを有する三本ロールミルにおいて、後ロールと中ロールは機械的変速装置を介して第１モーターにより固定的な差回転比率で回転し、前ロールは第２モーターで可変的な回転数で回転することを特徴とする三本ロールミルが提供され、上記解題が解決される。
【００１６】
また、発明によれば、上記三本ロールミルの第２モーターは、第１モーターよりも出力が大きいモーターであることを特徴とする上記三本ロールミルが提供され、上記課題が解決される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は上記のように構成され、三本ロールミルにおいて、後ロールと中ロールを、機械的変速装置を介して第１モーターにより固定的な差回転比率で回転し、前ロールを第２モーターで可変的な回転数で回転できるようにしたから、２基のモーターで駆動することができ、３基のモーターで各ロールを駆動するようにした三本ロールミルよりも経済的に得ることができる。その上、ミキシング時には１：３の差回転比率で回転する後ロールと中ロールにより、従来通りの効果的なミキシング作用を奏することができる。
【００１８】
また、第２モーターで前ロールを、後ロールや中ロールから独立して駆動するようにしたので、中ロールと前ロールの差回転比率を材料に最適な比率に定めることができ、効率よく本分散処理を行うことができる。さらに、第２モーターの出力を、第１モーターの出力より大きくすると、モーターに無理をかけずに運転することができ、故障も少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例を示し、三本ロールミルの概略の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の三本ロールミルは、後ロール(フィードロール)１と、中ロール(センターロール)２と、前ロール(エプロンロール)３を具備し、各ロールは公知のようにそれぞれ逆方向に回転する。材料は後ロールと中ロール間に供給され、ミキシングされた後、前ロールに移行し、本分散後に前ロールに接するブレード(スクレーパ)４により前ロールからかき取られる。
【００２１】
上記後ロール１と中ロール２は、第１モーター５により駆動され、第１モーター５と各ロールの間にはギア、クラッチその他公知の機械的変速装置６が設けられている。通常、この機械的変速装置６により、後ロール１と中ロール２は、差回転比率１：３若しくはその他適宜の固定された差回転比率を選択できるようにした固定的な差回転比率で駆動される。
【００２２】
上記前ロール３は、第２モーター７により駆動される。この第２モーター７は、上記第１モーター５よりも例えば１．５倍〜２倍の出力をもつモーターで構成するとよい。第２モーター７は、モーターの回転を制御するスピードコントローラ、インバータ等の制御回路８により適宜の回転数で回転され、前ロールの回転数を可変することができる。
【実施例】
【００２３】
本発明の三本ロールミルを用いてレジストインキの分散を行った。後ロールと中ロールを、第１モーターにより差回転比率が１：３となるように回転し、ミキシングした後、中ロールと前ロールを、差回転比率が１：３．８となるよう前ロールを第２モーターで回転して本分散したところ、１パスでは分散度は２５．０μｍであったのが、２パスにより分散度は２０．０μｍとなり、効果的に分散することができた。
【比較例】
【００２４】
三本ロールミルを用いて、３基のモーターでそれぞれ後ロール、中ロール、前ロールを独立的に駆動し、差回転比率１：３：９(中ロールと前ロールの差回転比率を１：３)で運転し、ミキシングと本分散を行った。１パスで得られた材料の分散度は、３５．０〜３０．０μｍであり、２パスでは分散度は３０．０〜２５．０μｍであった。
【００２５】
以上のように本発明による三本ロールミルでは、前ロールを第２モーターで駆動することにより、前ロールと中ロールの差回転比率を従来の三本ロールミルによる差回転比率よりも簡単に大きくすることができ、分散効果を高めることができた。また、２基のモーターで３本のロールを駆動するから、従来の３基のモーターを使用する三本ロールミルよりも経済的に処理することができた。
【符号の説明】
【００２６】
１  後ロール
２  中ロール
３  前ロール
４  ブレード
５  第１モーター
６  機械的変速装置
７  第２モーター
８  制御回路
【図１】
0006339897.tif 000002