JP5606773B2 - 誘導加熱式ロール装置 - Google Patents
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Description
まず、1対のロール内に熱媒体を供給することで、当該ロールを200℃程度に加熱する。この状態で、1対のロール間に樹脂材料を供給し、1対のロール間で樹脂材料を圧延する。なお、樹脂材料はロールに付着するので、圧延された樹脂材料は、テイクオフロールにより1対のロールから引き離される。
まず、圧延加工と同様に、1対のロール内に熱媒体を供給することで、当該ロールを200℃程度に加熱する。この状態で、1対のロール間に樹脂材料を供給し、1対のロール間で樹脂材料を加圧して練る。なお、樹脂材料は、ロールに付着しながら、1対のロールと共に回転して、1対のロール間で繰り返し加圧されて練られる。
なお、ロールの温度が、設定温度まで上昇した後、設定上限温度(例えば、250℃)より高温になった場合には、温調装置の冷却機能により、熱媒体を冷却して、ロールの温度を下降させることができる。
樹脂材料を間に挟むことで、当該樹脂材料を加圧する第1および第2の樹脂加工体を備え、第1および第2の樹脂加工体の少なくとも一方は、ロールであり、
前記ロールの内部に設けられた誘導加熱コイルと、
前記ロールの内部に形成された冷媒流路に、冷媒を供給する冷媒供給装置と、をさらに備え、
誘導加熱コイルは、前記ロールを誘導加熱し、冷媒供給装置は、前記冷媒流路に冷媒を供給することで、加熱された前記ロールを冷却する、ことを特徴とする誘導加熱式ロール装置が提供される。
検出された温度に基づいて、前記ロールの温度が設定上限温度以下になるように、冷媒供給装置による冷媒流路への冷媒供給を制御する制御装置と、を備える。
一方、樹脂材料は、加圧されることで発熱する。その結果、ロールの温度を設定温度まで上昇させた後、ロールの温度が上限温度を超えてしまう傾向がある。そこで、本発明では、冷媒供給装置により、ロールの内部に形成された冷媒流路に冷媒を供給するので、ロールの温度を上限温度以下に抑えることができる。
誘導加熱式ロール装置20は、後述する第1のロールユニット5の各圧延ロール5a,5b、および第2のロールユニット7の各圧延ロール7a、7b、7cに適用可能である。
図1は、本発明の誘導加熱式ロール装置20が適用可能なカレンダ装置10の構成図である。カレンダ装置10は、プラスチックやゴムなどの樹脂材料から樹脂フィルムを成形する装置である。カレンダ装置10は、押出ユニット3、第1のロールユニット5、第2のロールユニット7、複数の冷却ロール9a、9b、9c、9d、および、巻取ロール11を備える。
このような押出ユニット3は、その内部空間に設けられたスクリュー3bにより、樹脂材料を、後方側から前方側へ送りながら練って混合するものであってよい。この場合、後方側から前方側へ軸が延びているスクリュー3bが、自身の軸周りに回転することで、螺旋状のスクリュー3b(ネジ)を形成する螺旋溝の間を通って、樹脂材料が後方側から前方側へ送られる。
このように、樹脂材料は、後方側から前方側へ送られUターンするように後方側に移動する過程で樹脂フィルムにされるので、カレンダ装置10の全長を小さくすることができる。例えば、カレンダ装置10の全長を、2.5m程度にすることができる。
図3(A)は、図1のIIIA−IIIA矢視図である。図3(B)は、図3(A)のB−B矢視図である。図3のように、好ましくは、各圧延ロール5a、5bには、当該圧延ロールの軸方向にモータ21a、21bが直結されている。圧延ロール5aに直結されているモータ21aと、圧延ロール5bに直結されているモータ21bとは、互いに干渉しないように、これら圧延ロール5a、5bの軸方向において、圧延ロール5a、5bを基準に互いに反対側に位置している。
図4は、本発明の実施形態による誘導加熱式ロール装置20を圧延ロール5aに適用した場合を示す。図5は、図4のV−V矢視断面図である。以下では、簡単のため、圧延ロール5aの場合のみを説明するが、他の圧延ロール5b、7a、7b、7cにも、同様に、誘導加熱式ロール装置20を適用することができる。
なお、ロータコイル33bは、圧延ロール5aに結合されている円柱状の延長部35に設けられている。図4の例では、延長部35は、モータ21aと反対側に位置しており、圧延ロール5aより径が小さい。
また、誘導加熱コイル25は、例えば、次のように圧延ロール5a内に配置してよい。圧延ロール5aを、その端部の分割面Pにおいて分割しておく。この分割面Pから環状の内部空間Sに誘導加熱コイル25を配置する。その後、分割されている圧延ロール部分の分割面P同士を適宜の手段で結合させる。
なお、図4において、延長部35の外周面には、軸方向から見た形状が環状のシールリング47が複数設けられる。シールリング47により、エア供給路43とエア導入路45との連通箇所から外部へ加圧エアが漏れることを防止する。
なお、図4において、延長部35の外周面には、圧延ロール5aの軸方向から見た形状が環状のシールリング47が設けられる。シールリング47により、冷媒供給路51と冷媒導入路53との連通箇所から外部へ冷媒が漏れることを防止する。
制御装置31は、温度センサ29により検出された温度が設定上限温度に達したら、冷媒供給装置27が冷媒流路37へ冷媒を供給するように冷媒供給装置27を制御する。この場合、制御装置31は、温度センサ29により検出された温度が設定上限温度に達したら、流量調節弁57、59を開くことで、冷媒供給装置27が冷媒流路37へミスト状の冷媒を供給するようにしてよい。これにより、圧延ロール5aの温度が設定上限温度(例えば、250℃)以下に抑えられる。このような制御を行いながら、誘導加熱コイル25が、圧延ロール5aを誘導加熱してよい。
制御装置31は、温度センサ29により検出された温度と設定温度範囲(例えば、200℃〜250℃)とに基づいて、冷媒流路37に供給するミスト状の冷媒の量を調節する。これにより、圧延ロール5aの温度が設定上限温度(例えば、250℃)以下に抑えられるとともに、圧延ロール5aの温度が、設定温度範囲内に維持される。この場合、制御装置31は、図4の例では、流量調節弁57の開度を調節することにより、冷媒流路37に供給するミスト状の冷媒の量を調節する。代わりに、制御装置31は、流量調節弁57の開度だけでなく流量調節弁59の開度も調節することにより、冷媒流路37に供給するミスト状の冷媒の量を調節してもよい。このような制御を行いながら、誘導加熱コイル25が、圧延ロール5aを誘導加熱してよい。
制御装置31は、温度センサ29により検出された温度と設定温度範囲とに基づいて、冷媒流路37に供給するミスト状の冷媒量を調節するだけでなく、供給電力調節部32を制御することで、誘導加熱コイル25に電源34から供給する電力量を調節してもよい。これにより、圧延ロール5aの温度を、設定温度範囲内により維持しやすくなる。この制御方法A3において、冷媒流路37に供給するミスト状の冷媒量の調節は、流量調節弁57の開度、または流量調節弁57、59の開度を調節することにより行う。
図6は、カレンダ装置10の変形例を示す。図7は、図6のVII−VII矢視図である。
第1のロールユニット5は、樹脂材料を圧延する代わりに、複数種類の樹脂からなる樹脂材料を練って混合してもよい。この場合、図6のように、上述の成形部15が省略され、第1のロールユニット5は、回転駆動される第1および第2の混合ロール5a、5bからなる。
各混合ロール5a、5bの外周面には、押出ユニット3から供給される樹脂材料が付着する。付着した樹脂材料は、混合ロール5a、5bの回転と共に回転しながら、混合ロール5a、5bの間を通過して混合ロール5a、5b間で加圧されて練られ、この過程で混合される。混合ロール5a、5bに付着している樹脂材料は、図7のように1対のカッタ71により、混合ロール5a、5bから切り出されて、第2のロールユニット7へ送られる。
混合ロール5a、5bに上述の構成1を採用してよい。すなわち、混合ロール5a、5bには、当該混合ロールの軸方向に、当該混合ロールを回転駆動するモータ21a、21bが直結されていてよい。混合ロール5aに直結されているモータ21aと、混合ロール5bに直結されているモータ21bとは、これら混合ロール5a、5bの軸方向において、混合ロール5a、5bを基準に互いに反対側に位置している。
上述では、冷媒供給装置27は、ミスト状の冷媒の代わりに、ミスト状でない液体の冷媒を冷媒流路37に供給することで、誘導加熱コイル25により誘導加熱された圧延ロール5aを冷却してもよい。この場合、図4において、エア源27a、エア供給管41、エア供給路43、エア導入路45、流量調節弁59が省略され、ノズル部27cは、連通路36に連通する単なる空間であってよい。
制御装置31は、この制御を、例えば、次の制御方法B1、B2またはB3のように行ってよい。
制御装置31は、温度センサ29により検出された温度が設定上限温度に達したら、冷媒供給装置27が冷媒流路37へ液体の冷媒を供給するように冷媒供給装置27を制御する。この場合、制御装置31は、温度センサ29により検出された温度が設定上限温度に達したら、流量調節弁57を開くことで、冷媒供給装置27が冷媒流路37へ冷媒を供給してよい。これにより、圧延ロール5aの温度が設定上限温度(例えば、250℃)以下に抑えられる。このような制御を行いながら、誘導加熱コイル25が、圧延ロール5aを誘導加熱してよい。
制御装置31は、温度センサ29により検出された温度と設定温度範囲(例えば、200℃〜250℃)とに基づいて、冷媒流路37に供給する液体の冷媒量を調節する。これにより、圧延ロール5aの温度が設定上限温度(例えば、250℃)以下に抑えられるとともに、圧延ロール5aの温度が、設定温度範囲内に維持される。この場合、制御装置31は、流量調節弁57の開度を調節することにより、冷媒流路37に供給する冷媒の量を調節する。このような制御を行いながら、誘導加熱コイル25が、圧延ロール5aを誘導加熱してよい。
制御装置31は、温度センサ29により検出された温度と設定温度範囲とに基づいて、冷媒流路37に供給する液体の冷媒量を調節するだけでなく、供給電力調節部32を制御することで、誘導加熱コイル25に電源34から供給する電力量を調節してもよい。これにより、圧延ロール5aの温度を、設定温度範囲内により維持しやすくなる。この制御方法B3において、冷媒流路37に供給する冷媒の量の調節は、流量調節弁57の開度を調節することにより行う。
圧延ロール5a、5b、圧延ロール7a、7b、圧延ロール7b、7c、または、混合ロール5a、5bは、樹脂材料を間に挟むことで、当該樹脂材料を加圧することで当該樹脂材料を圧延しまたは練る第1および第2の樹脂加工体を構成する。本発明によると、第1および第2の樹脂加工体の少なくとも一方が、ロールであればよく、第1および第2の樹脂加工体の他方は、ロールでなくてもよい。例えば、圧延ロール5a、5bのうち、圧延ロール5bをロール以外の樹脂加工体に置き換えてもよい。
なお、第1および第2の樹脂加工体の少なくとも一方に、本発明の誘導加熱式ロール装置を適用すればよく、第1および第2の樹脂加工体の他方には、本発明の誘導加熱式ロール装置を適用してもよいし、適用しなくてもよい。
Claims (5)
- 樹脂材料を加圧しながら当該樹脂材料を加熱する誘導加熱式ロール装置であって、
樹脂材料を間に挟むことで、当該樹脂材料を加圧する第1および第2の樹脂加工体を備え、第1および第2の樹脂加工体の少なくとも一方は、ロールであり、
前記ロールの内部に設けられた誘導加熱コイルと、
前記ロールの内部に形成された冷媒流路に、冷媒を供給する冷媒供給装置と、をさらに備え、
誘導加熱コイルは、前記ロールを誘導加熱し、冷媒供給装置は、前記冷媒流路に冷媒を供給することで、加熱された前記ロールを冷却し、
前記ロールの内部には排出流路が形成されており、
前記冷媒流路に供給された冷媒は、前記冷媒流路を通過することで前記ロールを冷却し、その後、前記排出流路を通って前記ロール外へ排出されるようになっている、ことを特徴とする誘導加熱式ロール装置。 - 冷媒供給装置は、前記冷媒流路に、ミスト状の冷媒を供給する、ことを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱式ロール装置。
- 前記冷媒供給装置は、ノズル部を有し、
該ノズル部は、供給された冷媒を、供給された加圧ガスにより前記冷媒流路側へ噴霧することにより、ミスト状の冷媒を前記冷媒流路へ供給する、ことを特徴とする請求項2に記載の誘導加熱式ロール装置。 - 前記ロールの温度を検出する温度センサと、
検出された温度に基づいて、前記ロールの温度が設定上限温度以下になるように、冷媒供給装置による冷媒流路への冷媒供給を制御する制御装置と、を備える、ことを特徴とする請求項1、2または3に記載の誘導加熱式ロール装置。 - 前記ロールの径方向において、前記誘導加熱コイルは、前記ロールの中心軸側に位置し、前記冷媒流路は、前記ロールの外周面側に位置している、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の誘導加熱式ロール装置。
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