3롤 밀 작동 원리: 전단 메커니즘 및 간극 제어

3롤 밀은 수평으로 배치된 3개의 롤러가 서로 반대 방향으로 회전하며 표면 속도가 다른 개방형 분쇄 및 분산 기계입니다.
무작위적인 운동학적 충돌에 의존하는 볼 밀이나 고전단 로터-스테이터 믹서와 달리, 3롤 밀은 인접한 롤러 사이의 미세한 틈을 통해 정밀하고 층류적인 유체역학적 전단력을 가합니다.
SMIDA는 선전에서 정밀 3롤 밀과 유성 원심 믹서를 설계 및 제조하여 전 세계적으로 까다로운 페이스트 제형에 필요한 폐쇄 루프 분산 및 탈기 시스템을 제공합니다.

후막 전도성 잉크, 전자 유전체 페이스트, 화장품 및 UV 경화 코팅과 같은 고점도 재료를 제조할 때 엔지니어는 심각한 응집 문제에 직면합니다.
고체 분말 덩어리는 습윤성이 떨어지고 미세한 기포를 가두며, 입자가 균일하게 분해되지 않으면 기능적 결함을 유발합니다.
이 글에서는 3롤 밀링의 핵심 물리적 메커니즘, 즉 롤러 속도 비율, 전단 구배 생성, 점진적 간극 감소 및 효과적인 온도 관리에 대해 설명합니다.

롤러 속도 차이의 핵심 메커니즘

3롤 밀의 대표적인 기계적 특징은 공급 롤러, 중앙 롤러 및 앞치마(배출) 롤러 사이에서 점진적인 속도 기울기가 형성된다는 점입니다.
표준 구성에서 롤러는 고정된 속도 비율(일반적으로 1:3:9 정도)로 서로 반대 방향으로 번갈아 회전합니다.
재료가 저속 공급 롤러와 중속 중앙 롤러 사이의 첫 번째 틈으로 공급될 때, 매우 좁은 유체막을 가로지르는 강렬한 속도 차이를 경험하게 됩니다.
이러한 속도 차이는 엄청난 층류 전단 응력을 발생시켜 1차 결정 구조를 파괴하지 않고 입자 응집체를 분리시킵니다.

진보적인 2단계 닙 분산

3롤 밀은 두 개의 연속적인 분쇄 구역을 통해 한 번의 통과로 분산 공정을 완료합니다.
공급 롤러와 중앙 롤러 사이의 첫 번째 영역은 1차 공급 닙 역할을 하며, 여기서 굵은 덩어리가 분쇄되고, 젖고, 롤러 표면 전체에 분산됩니다.
중앙 롤러가 후방 공급 롤러보다 약 3배 빠른 속도로 이동하기 때문에 재료는 더 빠른 표면에 우선적으로 달라붙어 전방 배출구 쪽으로 운반됩니다.
중앙 롤러와 급속 이송 롤러 사이의 두 번째 간격은 훨씬 더 좁게 조정되어 있으며, 종종 5~15미크론까지 좁혀져 반죽이 이송 칼날에 도달하기 전에 미세한 응집물을 제거하는 기하급수적인 전단력을 발생시킵니다.

내부 수냉식 및 유변학적 안정성

두꺼운 반죽 내부에서는 강렬한 층류 전단으로 인해 기계적 에너지가 필연적으로 열에너지로 변환됩니다.
표면 온도가 제어되지 않고 상승하면 휘발성 용매가 증발하고, 수지 결합제가 부분적으로 가교되며, 점도가 예측할 수 없이 변동합니다.
SMIDA 3롤 밀은 고효율 회전식 수냉식 연결부가 통합된 속이 빈 정밀 가공 롤러 코어를 특징으로 합니다.
롤러 내부 벽을 통해 냉각수를 지속적으로 순환시킴으로써 공정 온도를 안정적으로 유지하여 온도에 민감한 고분자 및 전도성 담체를 보호합니다.

주요 기술 사양 및 작동 매개변수

자주 묻는 질문

고점도 페이스트에 대해 3롤 밀이 비드 밀보다 성능이 뛰어난 이유는 무엇일까요?

비드 밀은 점도가 50,000 mPa·s를 초과하면 연삭 매체가 자유롭게 순환하지 못하고 과도한 유압을 발생시켜 제대로 작동하지 못합니다.
3롤 밀은 재료가 내부 스크린 막힘 없이 기계적 닙 갭을 통해 직접 흡입되기 때문에 1,000,000 mPa·s 이상의 페이스트를 손쉽게 처리할 수 있습니다.

목표 정밀도에 도달하려면 일반적으로 몇 번의 패스가 필요합니까?

대부분의 표준 잉크 및 코팅제는 2~4회 테스트 내에 최적의 헤그만 게이지 측정값에 도달합니다.
유성 원심 믹서에서 예비 혼합을 한 후 3롤 밀링을 수행하면 필요한 공정 횟수를 크게 줄일 수 있습니다.

페이스트 분쇄 공정을 최적화하세요

안정적인 서브마이크론 분산을 달성하려면 정밀한 기계적 허용 오차와 제형의 유변학적 특성에 대한 이해가 모두 필요합니다.
SMIDA는 기술팀이 비교 분쇄 및 헤그만 미세도 검증을 위해 샘플 페이스트를 당사의 선전 연구소로 보내는 것을 환영합니다.
당사의 엔지니어링 전문가들은 고객의 생산 목표에 맞춰 권장되는 간극 프로파일 및 롤러 재질을 포함한 종합적인 가공 보고서를 제공해 드립니다.