JPH01141541A

JPH01141541A - 混練用ロール

Info

Publication number: JPH01141541A
Application number: JP30098587A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Tsukada; 輝代隆塚田
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1987-11-28
Filing date: 1987-11-28
Publication date: 1989-06-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は例えばパン生地等を製造する混線機に使用され
る混線用ロールに関し、詳しくは混線物を充分混練する
ことができ、かつ混練中、その表面に混練物が付着する
ことがない混練用ロールに関する。

（従来の技１１ｋ）一般に、パン生＃！等を製造する混練機に使用される混
練用ロールにあっては、第一に混練物がダマになること
なく、充分混練することができるよう、優れた表面硬度
を有することが要求されている。また、第二に混練中、
混線物が表面に付着することにより、混線性能が劣化す
ることがないよう、この種の混線用ロールにあっては、
その表面に混線物が付着しにくいことが要求されている
。

そこで従来、混線用ロールとしては、ステンレスからな
るもの或いはその表面がテフロンコーティングされたも
の等が使用されている。

ステンレスからなる混線用ロールは、優れた表面硬度を
有しており、混練物を充分混練することが０丁能である
。

また、その表面がテフロンコーティングされた混線用ロ
ールは、混線中、混線物か表面に付着することがなく、
付着した混線物により、混線性能か劣化することはない
。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、ステンレス等の金属からなる混線用ロー
ルにあっては、錆が発生した場合、発生した錆が混線物
に混入し、衛生上問題があるばかりか、錆が発生した部
分には混ｔｌｌ物が付着し易く、混線物が付着した部分
によっては充分混練することがてきなくなり、混練性能
が劣化するという問題点を有している。

また、その表面がテフロンコーティングされた混線用ロ
ールにあっては、テフロンコーティングされた表面は表
面硬度に乏しく、摩耗するばかりか、混練物を充分８１
Ｉ１．することができないという問題点を有している。

本発明は以上のような実状に鑑みなされたものであり、
その目的は、混線物を充分混練することかできよう優れ
た表面硬度を有し、かつその表面に混線物が付着するこ
とがない混練用ロールを提供することにある。

（問題点を解決するための手段）以上のような問題点を解決するために本発明の採った手
段は、「気孔４くが５〜３０％のセラミック多孔質体からなる
混線用ロールであって、その全気孔容積の少なくとも５０％にフッ素オイル或い
はシリコンオイルを含浸させ、その仕上げ表面粗さをＲ
ａ≦Ｏ，５μ、ｍとしたことを特徴とする混線用ロール
ｊである。

本発明にがかる混練用ロールは、気孔率か５〜３０％の
セラミック多孔質体により形成される必要がある。気孔
率を５〜３０％の範囲としたのは、気孔率が５％より低
いと、フッ素オイル或いはシリコンオイルを充分含浸さ
せることができず、混練物が付着し易くなるからであり
、−男気孔率が３０％より高いと、混練用ロール自体の
強度が低下することにより、摩耗或いは破損し易くなる
だけでなく、その表面に混線物が付着し易くなるからで
ある。なお、セラミック多孔質体は、Ａ！Ｌｔ　Ｃ）＋
　、Ｓ　ｉｏｚ　、Ｚｒ０ｔ　、Ｓ　ｉＣ。

ＴｉＣ１，ＴａＣ，Ｂ４　Ｃ，ＷＣ，Ｃｒｚ　Ｃ２、Ｓ
　ｉ３　Ｎ４　、ＢＮ、Ｔ　ｉ　Ｎ、Ａ見Ｎ、ＴｉＢ２
゜ＣｒＢｔ、或いはこれらの化合物から選択されるいず
れか１種または２種以上を主として含有するものである
。

また、本発明に係る混練用ロールぐあっては、その全気
孔容積の少なくとも５０％にフッ素オイル或いはシリコ
ンオイルを含浸させる必要かある。フッ素オイル或いは
シリコンオイルの含浸量を全気孔容積の少なくとも５０
％としたのは、５０％より少ないと、混線ロールへの混
練物の付着を完全に防止することができないからである
。

なお、気孔へ含浸させるものをフッ素オイル或いはシリ
コンオイルとした理由は、両オイルが混練用ロールの離
型性を高めるのに適しており、また容易に入手すること
ができるからである。

さらに、本発明に係る混練用ロールにあっては、その仕
上げ表面粗さをＲａ≦０．５μｍとする必要がある。仕
上げ表面粗さをＲａ≦０．５１Ｌｍとしたのは、Ｒａ＞
０．５ｇｍ、すなわち表面が粗くなると、混線物が付着
し易くなり、フッ素オイル或いはシリコンオイルを含浸
させても混練物の付着を完全に防止することができない
からである。

（発明の作用）本発明が上述のような手段を採ることにより、以下のよ
うな作用がある。

気孔率が５〜３０％のセラミック多孔質体によって形成
したことにより、表面硬度及び耐摩耗性に優れた混線用
ロールとなる。

また、その全気孔容積の少なくとも５０％にフッ素オイ
ル或いはシリコンオイルを含浸させ。

その仕上げ表面粗さをＲａ≦０．５７ｚｍとしたことに
より１表面に混練物が付着することはない。

（実施例）本発明に係る混練用ロールの形成にあたっては、例えば
平均粒径が５１Ｊ、ｍ以下の炭化珪素粉末を図に示すよ
うな混線用ロールの形状に対応する生成形態に成形した
後、この生成形態を例えば１７００〜２１００℃の温度
範囲内で気孔を閉塞させることなく焼結して、気孔率が
５〜３０％のセラミック多孔質体を製造し、次いでその
全気孔容積の少なくとも５０％にフッ素オイル或いはシ
リコンオイルを含浸させ、その仕上げ表面粗さをＲａ≦
０．５Ｂｒｎとすることにより製造される。

まず、前述の混練用ロールを二次元網目構造の開放気孔
を有する炭化珪素質焼結体として形成する場合について
、それぞれの条件と合わせて説明する。

・原材料の条件炭化珪素粉末は平均粒径が５ｊＬｍ以下の微粉末である
ことが必要である。その理由は、平均粒径か５ｐ−ｍ以
下の粉末で形成された生成形体は粒子相互の接触点が比
較的多く、また炭化珪素粉末の焼成温度における熱的活
性が大であり、炭化珪素粒子間での原子の移動が著しく
大きいため、炭化珪素粒子相互の結合が極めて起こり易
く、従って、比較的低密度でも高強度の焼結体を得るこ
とができるからである。特に、前記炭化珪素粉末は平均
粒径が３４ｍ以下であることが有利である。

前記炭化珪素粉末はβ型結晶の炭化珪素を少なくとも３
０％含有する炭化珪素粉末であることが必要である。そ
の理由は、β型結晶は、比較的低温で合成される低温安
定型結晶であり、焼結に際して炭化珪素粒子相互の結合
が起こりやすく、比較的低密度でも高強度の焼結体を製
造することがてきるからである。

前記出発原料はホウ素、アルミニウム、鉄、クロム、ラ
ンタン、チタン、イツトリウム、エルビウム或いはこれ
らの化合物から選択されるいずれか少なくとも１種を０
．０１〜５．０重量％含有するものであることが好まし
い。前記出発原料が前記物質を含有するものであること
が好ましい理由は、前記物質は炭化珪素の焼結を促進さ
せる作用を有するものであり、焼結に際して炭化珪素粒
子相互の結合を促進させるため高強度の焼結体を製造す
ることかてきるからであり、また前記物質の含有量を０
．０１〜５．０重量％の範囲内が好ましい理由は、前記
含有量か０．０１重量％よりも少ないと、焼結に際して
炭化珪素粒子相互の結合を促進させる効果が少ないから
であり、一方５、Ｏｉｉ％よりも多いと、前記物質の焼
結体に含有される量が多くなるため炭化珪素本来の特性
が失われるからである。

本発明によれば、焼成時に遊離カーボンを残す炭素源を
出発原料中に添加することかできる。このような炭素源
としては、焼結開始時に炭素の状態で存在するものであ
れば使用することができ、例えばフェノール樹脂、リグ
ニンスルホン酸塩、ポリビニルアルコール、コンスター
チ、糖類、コールタールピッチ、アルギン酸塩のような
各種有機物質あるいはカーボンブラック、アセチレンブ
ラックのような熱分解炭素を有利に使用することができ
る。

遊離カーボンは前記物質と同時に存在すると、結晶の成
長性を抑え、微細な気孔を有する多孔質炭化珪素焼結体
を得るのに効果がある。

また、前記遊離カーボンの含有量としては、出発原料１
００重量部に対し、５重量部以下であることが有利であ
る。その理由は、５重量部より多く添加し・てもその効
果は変わらず、逆に前記焼結体に残留する量が多くなり
、焼結体の強度が劣化するからである。

本発明によれば、出発原料を生成形体に成形した後、非
酸化性ガス雰囲気中で１７００〜２１００℃の範囲内に
加熱して焼成１ノ、密度が２．１〜３、Ｏｇ　／　ｃ　
ｍ’で２強度が３０ｋｇｆ／ｍｒｎ’以上の焼結体が製
造される。

前記焼成温度を１７００〜２１００℃の範囲内に限定す
る理由は、焼成温度が１７００℃よりも低いと、粒子相
互の結合が不充分て、高い強度を有する焼結体を得るこ
とが困難であり、２１００℃よりも高いと、焼結体が緻
密化し易く、本発明の目的とする多孔質炭化珪素焼結体
を得ることが困難であるからである。

本発明によれば、多孔質炭化珪素焼結体は密度が２．１
〜３、Ｏｇ　／　ｅ　ｒｎ３で、強度が３０ｋｇｆ／　
ｍ　ｒｎ’以」二であることが必要である。前記密度か
２．１〜３．０ｇ／ｃゴの範囲内であることが必要であ
る理由は、前記密度が２−１ｇ／ｃｍ’よりも小さい焼
結体は、炭化珪素粒子相互の結合箇所が少ないため２本
発明の目的とする３０ｋｇｆ／ｍｒｒ１′以上の強度を
有する焼結体となすことが困難であるからであり、一方
３−０ｇ／ｃｒｒｔ”より大きい焼結体は、含有される
気孔のうち開放気孔の占める割合か小さくなるからであ
る。また、前記強度か３０　ｋ　ｇ　ｆ　／　ｙｎ　ｍ
”以上であることが必要な理由は、前記強度か３　Ｏｋ
　ｇ　ｆ　／　ｍ　ｒｎ’より小さいと、使用中に破損
し易く、実質的な使用に耐えないからであり、なかでｂ
　４０　ｋ　ｇ　ｆ　／　ｍ　Ｉ′Ｉｆ以Ｊ−であるこ
とか有利である。なお、本発明における強度は平均曲げ
強度である。

・フッ素オイル或いはシリコンオイル含浸及びその条件以上のようにして焼成された混線用ロールの形状に対応
する生成形体は、無数の開放気孔を有するものであるか
ら、次いでこの開放気孔内にフッ素オイル或いはシリコ
ンオイルを含浸させるのである。このように生成形体の
開放気孔内にフッ素オイル或いはシリコンオイルを含浸
させることにより、生成形体からの結晶粒の離脱を防止
することができるとともに、混線用ロールのｆａ壓性を
著しく向上させることができ、混練物の付着を防止する
ことができるのである。

フッ素オイル或いはシリコンオイルは、全気孔容積の少
なくとも５０％以」−に含浸させる必要がある。その理
由は、前述の如く、５０％より少ないと、混線ロールへ
の混練物の付着を完全に防止することができないからで
ある。なお、気孔へ含浸させるものをフッ素オイル或い
はシリコンオイルとした理由は、両オイルが混練用ロー
ルの離型性を高めるのに適しており、また容易に入手す
ることができるからである。

・表面粗さ条件このようにして製造される混線用ロールは、その仕りげ
表面粗さをＲａ≦０．５ｇｍとする必要がある。その理
由は、前述の如く、Ｒａ＞０．５ルｍ、すなわち表面が
粗くなると、混練物が付着し易くなり、フッ素オイル或
いはシリコンオイルを含浸させても混線物の付着を完全
に防Ｉトすることかできないからである。

実施例出発原料として使用した炭化珪素粉末は、９４．６重量
％がβ型結品で残部が実質的に２Ｈ型結品よりなり、０
．２９重量％の遊ｇ１炭素、０．１７重量％の酸素、０
．０３重量％の鉄、０．０３ｆｆｉ盪％のアルミニウム
を主として含有し、０．２８１Ｌｍの平均粒径を有して
おり、ホウ素は検出されなかった。

炭化珪素粉末１００重量部に対し、ポリビニルアルコー
ル５重量部、水３００重量部を配合し、ボールミル中で
５時間混合した後乾燥させた。

この乾燥混合物を適量採取して顆粒化した後、金属性押
し型を用いて３０００　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ’の圧力で
、棒状に成形した。

この生成形体を黒鉛性ルツボに装入し、タンマン型焼成
炉を使用して１気圧の主としてアルゴンガス雰囲気中で
焼成しまた。、讐ｇ過程は、Ｊ゛ず４５０℃／時間で２
０００℃まで昇Ｂ１ノ、最高温度２０００°Ｃを１０分
間維持した。焼結中のＣＱガス分圧は、常温−１７００
℃においては８ＯＰａ以下、１７００’Ｃよりも高温域
では３００土５０Ｐａの範囲内となるようにアルゴンガ
ス流驕を適宜調整してｉｌＪ御した。

得られた焼結体の密度は２．０５ｇ／ａｍ’、気孔率は
６０容猜％で、その結晶構造は走査型電子顕微鏡によっ
て観察したところ、Ｖ均アスペクト・比か２．５の炭化
珪素結晶か多方向に複雑に絡みあった三次元網目構造を
４１しており、生成形体に対する線収縮率はいずれの方
向に対しても０．２５±０．０２％の範囲内で、焼結体
の寸法精度は１０．０５ｍｍ以内であった。また、この
焼結体の平均曲げ強度は１８゜５　ｋ　ｇ　／　ｍ　ｍ
’と極めて高い値を示した。

この焼結体を棒状に加工した後、シリコンオイル中に焼
結体を浸清し、全気孔容積の７０％にシリニニスンオイ
ルを含侵させた。また、什」二げ表面粗さをＲａ＝０−
４ｐｍとした。

こうして得られた混線用ロールをパン生地の製造に１０
０時間使用したところ、パン生地が充分混練され、混練
用ロールにパン生地が付着することかなかった。

堆暫〕従来のステンレスからなる混練用ロール、その表面がテ
フロンコーティングされた混練用ロール、及び＠密質の
セラミックからなる混線用ロールを実施例と同様にパン
生地の製造に１００＃ｆ間使用したところ、ステンレス
からなる混線用ロール及び緻密質のセラミックからなる
混練用ロールにあっては、パン生地が付着し、テフロン
コーティングされた混線用ロールにあっては、パン生地
にダマかできた。

（発明の効果）以上のように本発明に係る混線用ロールによれば、優れ
た表面硬度を有するため、混線物がダマにならないよう
充分混練することができ、またその表面に混練物が付着
することがないため、混練性能が長期に亙って維持され
る。

Claims

【特許請求の範囲】気孔率が５〜３０％のセラミック多孔質体からなる混練
用ロールであって、その全気孔容積の少なくとも５０％にフッ素オイル或い
はシリコンオイルを含浸させ、その仕上げ表面粗さをＲ
ａ≦０．５μｍとしたことを特徴とする混練用ロール。