(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィードロール、センターロール、及びエプロンロールを備えたロールミルであって、下記の条件１〜３を満足するミスト飛散防止板を有する事を特徴とするロールミル。
条件１）センターロール及びエプロンロールの両ロールによって形成される上方側間隙に、前記両ロールに接することなく、ロール軸方向に対して略平行、かつ、前記両ロールの軸を結ぶ線に対しても略平行に設置されていること；
条件２）センターロール及びエプロンロールの半径をｒ、長さをＬとし、ロール軸垂直方向断面において、ミスト飛散防止板におけるセンターロールに対して最も近接する点をＡ１、Ａ１からセンターロールの中心軸を結ぶ線がセンターロールの表面と接する点をＢ１、ミスト飛散防止板におけるエプロンロールに対して最も近接する点をＡ２、Ａ２からエプロンロールの中心軸を結ぶ線がエプロンロールの表面と接する点をＢ２とした時、ロールの長さＬに対して９０％以上を占める部分において、下記式１の条件を満足すること、
0004324827.tif 000005
ただし、ｒ、Ａ１Ａ２間の距離、Ａ１Ｂ１間の距離、および、Ａ２Ｂ２間の距離はすべてｍｍ単位の時の数値を用いるものであり、また、Ａ１の条件を満足する点および／またはＡ２の条件を満足する点が複数存在する場合は、両点を結んだ距離が最も長くなる点を、それぞれＡ１、Ａ２とする；
条件３）センターロールとエプロンロールの両軸を結ぶ線方向における、ミスト飛散防止板の最大幅は２ｒ未満である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロール作業に支障を来たすことなく、高粘性流体の混練・練肉中に発生する微細なミストの飛散を防止し、装置及び作業環境をきれいに保つことが可能なロールミルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
３本以上のロールを利用して、粘稠な液体や固液分散物等の高粘性流体を混練・練肉する方法は広く知られており、例えば、オフセットインキの練肉装置としては古くから３本ロールミルが利用されている。
【０００３】
一般に、３本ロールミルは、図３に示すように、フィードロール２、センターロール３、エプロンロール４が並び、フィードロールーセンターロール間に供給されたインキ１を、各ロール間に働くせん断力で練肉・分散した後、エプロンロールに設置されたスクレーパで掻き取る構造である。
【０００４】
そして、より多くのインキがエプロンロールへの移送されるように、また、ニップ部分でせん断応力が発生するように、３本のロールの回転速度はフィードロール、センターロール、エプロンロールの順に速く（通常は回転比１：３：６、１：３：９等で、インキは回転速度の速いロールの方へ多く転移する）なっているが、センターロールおよびエプロンロールは共に高速回転となるため、その間でインキが分割される時にミストの発生も多くなりやすい。
【０００５】
さらに、インキ製造の最終工程である容器への充填工程では、ロール間の接触圧を弱くする為、インキがエプロンニップ部８に入る直前に空気を多く取り込むことになり、インキミストの発生がより多くなる。
【０００６】
なお、従来より、印刷機等では、インキミスト飛散防止のために、ロールの外側全部をカバーで覆う方法は知られている。しかし、３本ロールミルでは、ロール上でのインキの広がり状況などを確認する必要があるため、全部を覆う事は不可能であり、全くの開放系で作業が行われているというのが現状である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この様な理由から、インキミストが飛散して、３本ロールミル本体並びにその周辺を汚すと同時に、作業者がミストを吸入する可能性があり、作業環境としても好ましくない。今後は、ますます作業環境に関する規制が厳しくなり、ミスト飛散のない良好な環境が必要になると考えられる。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、ロール上でのインキの広がりの確認作業などに支障を来すことなく、かつ、装置や周囲を汚染せず、良好な作業衛生環境を保つことのできるロールミルを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１に係る発明は、フィードロール、センターロール、及びエプロンロールを備えたロールミルであって、下記の条件１〜３を満足するミスト飛散防止板を有する事を特徴とするロールミルに関するものである。
条件１）センターロール及びエプロンロールの両ロールによって形成される上方側間隙に、前記両ロールに接することなく、ロール軸方向に対して略平行、かつ、前記両ロールの軸を結ぶ線に対しても略平行に設置されていること；
条件２）センターロール及びエプロンロールの半径をｒ、長さをＬとし、ロール軸垂直方向断面において、ミスト飛散防止板におけるセンターロールに対して最も近接する点をＡ１、Ａ１からセンターロールの中心軸を結ぶ線がセンターロールの表面と接する点をＢ１、ミスト飛散防止板におけるエプロンロールに対して最も近接する点をＡ２、Ａ２からエプロンロールの中心軸を結ぶ線がエプロンロールの表面と接する点をＢ２とした時、ロールの長さＬに対して９０％以上を占める部分において、下記式１の条件を満足すること、
0004324827.tif 000002
ただし、ｒ、Ａ１Ａ２間の距離、Ａ１Ｂ１間の距離、および、Ａ２Ｂ２間の距離はすべてｍｍ単位の時の数値を用いるものであり、また、Ａ１の条件を満足する点および／またはＡ２の条件を満足する点が複数存在する場合は、両点を結んだ距離が最も長くなる点を、それぞれＡ１、Ａ２とする；
条件３）センターロールとエプロンロールの両軸を結ぶ線方向における、ミスト飛散防止板の最大幅は２ｒ未満である。
【００１０】
【作用】
ロールミルのロールとミスト飛散防止板の間隙を小さくするほど、ミスト飛散防止効果は高くなると考えられるが、闇雲に間隙を詰めれば、お互いに接触する可能性が高くなる。
【００１１】
本発明では、ロールの半径（前記式１におけるｒ）、ミスト飛散防止板の有効な幅（前記式１におけるＡ１Ａ２間の距離）、および、ロールとミスト飛散防止板との間隙（前記式１におけるＡ１Ｂ１間の距離およびＡ２Ｂ２間の距離）の関係に基づいて、ミスト飛散防止板がロールに接触することのない安全な間隙を設け、かつ、より効果的にミスト飛散を防止することができることを見出し、前記課題を解決したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、インキの混練に用いる３本ロールミルを例に挙げて詳細に説明する。なお、説明に用いる図面については、各構成の位置関係などをわかりやすくする目的で、抽象化して示した。
【００１３】
図２は、本発明に係る一実施形態として、３本ロールミルの構成を示した斜視図である。３本ロールミルには、フィードロール（供給段）２、センターロール（中間段）３、エプロンロール（取出し段）４がそれぞれフィードニップ７、エプロンニップ８で接するように配列されており、フィードロール２とセンターロール３の間にせき板５（５’、５”）が、また、エプロンロール４と当接する位置にスクレーパ６が設けられている。そして、ミスト飛散防止板１０は、センターロール３とエプロンロール４によって構成される間隙に、両ロール３、４と接することなく、ロール軸方向に略平行、また、両ロール３、４の軸を結んだ線とも略平行に設けられる。
【００１４】
図３は、さらに３本ロールミルの構成を示した側面概念図である。３本のロールの回転速度は、フィードロール２、センターロール３、エプロンロール４と順に速くなるように設定され、それぞれのニップ間７、８で、ロールの周速の差によってせん断応力が発生するようになっている。
【００１５】
未練肉状態のインキ１は、フィードニップ７とせき板５とで形成される凹部に供給され、まず、フィードニップ７を通過する際にかかるせん断力で練肉され、次いで、フィード及びセンターの両ロール上に分割される。さらに、センターロール３に転移したインキが次のエプロンニップ８を通過する際にかかる、より大きなせん断力で練肉され、次いで、センター及びエプロンの両ロール上に分割される。そして、最終的にエプロンロール４に転移したインキが、スクレーパ６で掻き取られ、インキの練肉・充填工程が終了する。
【００１６】
インキはフィードニップ７及びエプロンニップ８の両方を通過するが、より高速で回転しているロールの間である、エプロンニップ８で分割される際にミスト状となる。そこで、本発明は、センターロール３とエプロンロール４によって構成される間隙のインキの吐出側、即ちエプロンニップ８の上方の特定の位置にミスト飛散防止板１０を設置して、より効果的にミスト飛散を防止するものである。
【００１７】
次に、センターロール３およびエプロンロール４と、ミスト飛散防止板１０との位置関係、ならびにミスト飛散防止効果について説明する。
【００１８】
図１は、ミスト飛散防止板１０が設置されている、センターロール３とエプロンロール４とで形成される上方の間隙を示した、ロール軸垂直方向断面図である。ここで、本発明において、ミスト飛散防止板１０が効果的にミスト飛散を防止するためには、以下の条件を満足する必要がある。
【００１９】
すなわち、ミスト飛散防止板１０におけるセンターロール３に対して最も近接する点をＡ１、Ａ１からセンターロール３の中心軸Ｃ３を結ぶ線がセンターロール３の表面と接する点をＢ１、ミスト飛散防止板１０におけるエプロンロール４に対して最も近接する点をＡ２、Ａ２からエプロンロール４の中心軸Ｃ４を結ぶ線がエプロンロール４の表面と接する点をＢ２とした時、
0004324827.tif 000003
の関係を満足することが必要である。ただし、ｒ、Ａ１Ａ２間の距離、Ａ１Ｂ１間の距離、および、Ａ２Ｂ２間の距離はすべてｍｍ単位の時の数値を用いるものであり、また、Ａ１の条件を満足する点および／またはＡ２の条件を満足する点が複数存在する場合は、両点を結んだ距離が最も長くなる点を、それぞれＡ１、Ａ２とする。
【００２０】
なお、式１の左項がｒ／１１以下の数値の時であっても、Ａ１Ｂ１間の距離とＡ２Ｂ２間の距離、いわゆる、ミスト飛散防止板１０と両ロール３、４との間隙が十分に小さければ、ミストの飛散を防止することは可能と考えられる。
【００２１】
しかしながら、実際には、ロールミルの運転中に、発熱によるロール径の不均一な膨張等が起こり、部分的にミスト飛散防止板と接触する可能性があるため、ミスト飛散防止板とロールとの間隙を小さくするには限界がある。
【００２２】
そして、式１の左項がｒ／１１以下の数値をとる場合は、ミスト飛散防止板の有効距離（Ａ１Ａ２間の距離）に対して、上記の限界となる間隙が広すぎて、ミストの飛散を防止する事ができなくなる。
【００２３】
さらに、本発明では、接触を防止するという観点から、ミスト飛散防止板１０と両ロール３、４との間隙は、ロール半径の約１％以上とし、一方、特にエプロンロール４側近傍に多くのミストが漂う傾向があるため、ミスト飛散防止板１０とエプロンロール４との間隙はロール半径の３％以下とすることが好ましい。
【００２４】
図４は、ミスト飛散防止板１０が設置されている、センターロール３とエプロンロール４とで形成された間隙を示した斜視図である。ここで、ロールの長さをＬとした時、ミスト飛散防止板１０の長さＬｘはＬ以上となることが好ましく、さらにロールの長さＬの９０％以上を占める部分において、前記の式１の関係を満足することが望ましい。
【００２５】
なお、センターロール３とエプロンロール４の両軸を結ぶ線方向（ｔ−ｔ’方向）における、ミスト飛散防止板１０の最大幅Ｗが、ロールの半径ｒの２倍の値となると、ロール間隙を完全に覆う形となり、ロール上でのインキの状態の確認など、本来のロール作業に支障が出る。そこで、ミスト飛散防止板１０の最大幅Ｗは、ロール半径ｒの２倍未満であることが必要であり、さらにｒ以下とすることが好ましい。
【００２６】
また、ミスト飛散防止板１０の形状は特に規定されるものではないが、あまり複雑な形状のものは、式１の関係を保つ位置に設置する事が困難であり好ましくない。最も簡素な形状は直方体であるが、中央でたわみ等が発生しやすく、ロール面に接触してロール表面を傷める可能性がある場合には、たわみ防止を目的として、図５に示すように、ロール軸垂直方向における断面がＬ字（図５中のａ）、コの字（図５中のｂ）もしくはＴの字（図５中のｃ）等でたわみにくい形状の板を使用するのが好ましい。また、これらの形状のミスト飛散防止板とせき板状側板９が一体化されたものでも良く、その例として図６にインキミスト飛散防止板の好ましい態様の傾斜図（ｄ、ｅ）を示す。
【００２７】
本発明で使用されるミスト飛散防止板は、金属、プラスチック、紙等、素材が限定されるものではないが、強度、加工性、耐久性を考慮すると、アルミ板やプラスチックが好ましい。
【００２８】
【効果の確認】
表１に本発明の効果確認のための実験例とその効果を示す。ロール半径ｒ＝２０３ｍｍ、ロール長さＬ＝１３００ｍｍの３本ロールミルにおいて、センターロール及びエプロンロールによって形成される吐出側間隙に、長さ１３００ｍｍの直方体状のミスト飛散防止板を、ロール軸方向に平行、また、センターロールおよびエプロンロールの両軸を結んだ線とも平行となるように設けた。
【００２９】
そして、フィードロール、センターロール、およびエプロンロールの周速を、それぞれ、１．２５ｍ／ｓ、３．７５ｍ／ｓ、７．５ｍ／ｓとし、１時間でインキ未練肉物（ＷＭ  エコピュア  墨の未練肉物、サカタインクス（株）社製）２００ｋｇの練肉・充填を完了させた時の、インキミストの飛散状況の確認とミスト飛散防止板の裏での補集量の測定を行ない、その結果を表１に示した。
【表１】
0004324827.tif 000004
【００３０】
本実験例において、式１のＡ１Ａ２間の距離、Ａ１Ｂ１間の距離、Ａ２Ｂ２間の距離およびロール半径ｒに相当する数値を全てｍｍ単位で計算した場合、まず、式１の右項のｒ／１１は、２０３／１１＝１８．５となる。さらに、ミスト飛散防止板は直方体状であるため、ロールの全長（１３００ｍｍ）にわたって、前記のＡ１Ａ２間の距離、Ａ１Ｂ１間の距離、Ａ２Ｂ２間の距離は同じであり、また、図４中のＷで表わされるミスト飛散防止板の最大幅はＡ１Ａ２間の距離と等しくなる。
【００３１】
まず、実験１では、式１のＡ１Ａ２間に相当する距離が１１５ｍｍのミスト飛散防止板を、Ａ１Ｂ１間に相当する距離２．４ｍｍ、Ａ２Ｂ２間に相当する距離２．４ｍｍ（合計４．８ｍｍ）となる位置に設置した。
【００３２】
また、実験２では、式１のＡ１Ａ２間に相当する距離が７５ｍｍのミスト飛散防止板を、Ａ１Ｂ１間に相当する距離２．０ｍｍ、Ａ２Ｂ２間に相当する距離２．０ｍｍ（合計４．０ｍｍ）となる位置に設置した。
【００３３】
これらの条件では、式１の左項がそれぞれ実験１では２４．０、実験２では１８．８であり、共に右項の１８．５より大きな値をとり、その結果として、ミストの補集も多く、外部への飛散は概ね見られなかった。
【００３４】
また、式１の左項の数値の大きな実験１では、ロール上でのインキの広がりの観察が十分可能であり（ミスト飛散防止板の最大幅Ｗ＜ロール半径ｒ）、実験２と比較して、ミスト飛散防止板とロールとの間隙が広いにもかかわらず、ミストの飛散を防止する効果は良好であった。
【００３５】
一方、実験３では、式１のＡ１Ａ２間に相当する距離が５０ｍｍのミスト飛散防止板を、Ａ１Ｂ１間に相当する距離１．４ｍｍ、Ａ２Ｂ２間に相当する距離１．４ｍｍ（合計２．８ｍｍ）となる位置に設置した。実験３では、ミスト飛散防止板とロールとの隙間は最も狭いにもかかわらず、式１の左項が１７．９で右項の１８．５より小さいために、結果として、ミスト飛散防止板の裏に補集できたインキミスト量は最も少ないものであった。また、３本ロールミルの装置の表面にかなりのインキミストの付着が見られた。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態とその効果について述べたが、本発明は上例の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
【００３７】
また、特に設置に困難が伴わない場合であれば、ミスト飛散防止板がロール軸方向に対して完全な平行でなく、また、センターロールおよびエプロンロールの両軸を結ぶ線に対して完全な平行でなくとも、本発明の効果が得られる限り、本発明の技術的思想に含まれるものである。
【００３８】
【発明の効果】
上述の如く、本発明に係るロールミルでは、特定の位置にミスト飛散防止板を設けることにより、ロールミルを扱う作業に支障を来すことなく、かつ、装置や周囲を汚染することなく、良好な作業衛生環境を保つことができるものである。
【００３９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るミスト飛散防止板を設備した３本ロールミルの概略構造例の拡大側面概念図である。
【図２】ミスト飛散防止板を設備した３本ロールミルの概略構造の斜視図である。
【図３】ミスト飛散防止板の設置部分の側面図である。
【図４】ミスト飛散防止板の設置部分の斜視図である。
【図５】ミスト飛散防止板の側面図である。
【図６】前記ミスチング防止装置の斜視図である。
【００４０】
【符号の説明】
１  インキ
２  フィードロール
３  センターロール
４  エプロンロール
５  せき板
６  スクレーパ
７  フィードニップ
８  エプロンニップ
９  せき板状側板
１０  上部ミスト防止板
【図１】
0004324827.tif 000006
【図２】
0004324827.tif 000007
【図３】
0004324827.tif 000008
【図４】
0004324827.tif 000009
【図５】
0004324827.tif 000010
【図６】
0004324827.tif 000011