JP7137546B2

JP7137546B2 - 熱処理ロール

Info

Publication number: JP7137546B2
Application number: JP2019188022A
Authority: JP
Inventors: 孝史溝口
Original assignee: ヒラノ技研工業株式会社
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2022-09-14
Anticipated expiration: 2039-10-11
Also published as: JP2021063543A

Description

本発明は、ウエブに対し所定の温度で熱処理を行う熱処理ロールに関するものである。

従来、搬送されるフィルム、布などの長尺状のウエブを加熱したり冷却したりするために熱処理ロールが提案されている。この熱処理ロールは、その内部に加熱オイル、熱水、温水、冷却水などを流入させ、熱処理ロールの表面を所定の温度にして、ウエブを熱処理する。

実開平６－８８１３号公報

上記のような熱処理ロールにおいては、例えば、加熱されたオイルは、熱処理ロールの一方の軸から流入し、他方の軸から流出している。そのため、オイルが流入した側の熱処理ロールの表面温度は所定温度まで加熱される。

しかし、流出する側の熱処理ロールの表面温度は、加熱されたオイルの温度が下がり、流入側と流出側の熱処理ロールの表面温度の間に温度差が生じるという問題点があった。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、熱処理ロールにおける流体の流入側と流出側の表面温度が均一になるようにした熱処理ロールを提供する。

本発明は、ウエブを搬送する金属製の外筒と、前記外筒の内部に形成され、流体を溜める空洞部と、前記外筒の左右両側面から突出した左右一対の回転軸と、一方の前記回転軸の中心と前記外筒の一方の側面の中心を貫通し、前記外筒の前記空洞部の内部に突出した流体の供給管と、他方の前記回転軸の中心を貫通し、前記外筒の他方の前記側面の中心に前記流体の排出口を有する排出路と、を有し、前記供給管の他方の端部は、前記外筒の他方の前記側面とは非接触であって離れており、かつ、前記ウエブの幅方向における端部の位置と同じ位置であり、前記供給管の他方の前記端部は閉塞され、前記供給管には、軸方向に沿って複数の前記流体の供給口が開口している、熱処理ロールである。

本発明によれば、熱処理ロールの温度が軸方向において均一となる。

本発明の一実施形態を示す熱処理ロールの縦断面図である。熱処理ロールの平面図である。外筒と供給管の縦端面図である。

以下、本発明の一実施形態のウエブＷの熱処理ロール１０について、図１～図３を参照して説明する。本実施形態におけるウエブＷとしては例えばフィルムが用いられ、このウエブＷを、加熱オイルで加熱した熱処理ロール１０で加熱する。

（１）熱処理ロール１０
熱処理ロール１０について図１～図３を参照して説明する。

熱処理ロール１０は、外筒１２と、外筒１２の内筒である供給管１４とを有する。外筒１２は、ウエブＷを抱きかかえて搬送するものであって金属製であり、その内部には空洞部１６が形成されている。外筒１２の左右両側面からは、左右一対の回転軸１８，２０が突出している。外筒１２の直径は、５～３０ｃｍであり、供給管１４の外径は、１～５ｃｍである。

供給管１４は、左側の回転軸１８を貫通すると共に外筒１２の空洞部１６に突出している。外筒１２と供給管１４とは軸方向に平行であり、外筒１２と共に回転する。供給管１４の内部は空洞であると共に、右端部は閉塞されている。空洞部１６における供給管１４の長さは、空洞部１６の軸方向の長さよりも短く、少なくとも半分以上の長さを有している。これにより、供給管１４の右端部は、外筒１２の右側面とは非接触であって離れている。なお、供給管１４の長さは、空洞部１６の軸方向の長さの半分以上で、かつ、外筒１２の右側面から離れ接触しない位置であればどの長さでもよいが、最も好ましいのは熱処理するウエブＷの幅方向の位置と同じ位置にするのがよい。供給管１４の軸方向には、複数の供給口２２が等間隔に開口すると共に、この供給口２２は、供給管１４の円周部において９０°毎に設けられている。

外筒１２の右側の回転軸２０の内部には、排出路を構成する排出管２４が貫通している。排出管２４は、外筒１２の右側面から空洞部１６に排出口２６が開口している。

外筒１２の左右一対の回転軸１８，２０は、それぞれ左右一対の軸受け２８，３０に回転自在に取り付けられている。また、水平な面に設置された台３２からは左右一対の脚部３４，３６が立設され、左右一対の脚部３４，３６の上端部に左右一対の軸受け２８，３０が設けられている。これによって、外筒１２は、左右一対の脚部３４，３６に水平に回転自在に支持されている。

左側の回転軸１８から突出した供給管１４の左端部は、ロータリージョイント３８を介して流入管４０に接続されている。

排出管２４の右端部は、ロータリージョイント４２を介して流出管４４が接続されている。

熱処理ロール１０は、オイルを所定温度（例えば１４０℃）に加熱するための加熱部４６と、この加熱部４６で加熱されたオイルを流入管４０を経て供給管１４に供給するポンプ４８を有している。流出管４４から戻るオイルは、加熱部４６に循環される。

外筒１２と軸受け３０との間の右側の回転軸２０には、スプロケット５０が設けられている。また、台３２には、外筒１２を駆動させるモータ５２と、モータ５２の回転速度を所定の回転速度まで落とす減速装置５４が設けられている。減速装置５４の出力軸５６には、スプロケット５８が取り付けられている。そして、回転軸２０のスプロケット５０と減速装置５４のスプロケット５８との間には無端状のベルト６０が架け渡されている。これによって、モータ５２が回転すると減速装置５４で所定の回転速度まで減速され、ベルト６０を介して回転軸２０が回転し、外筒１２が回転する。この減速装置５４における回転速度は、ウエブＷの搬送速度に合致させる。

（２）外筒１２の加熱方法
次に、外筒１２の加熱方法について説明する。所定の温度まで加熱部４６で加熱したオイルはポンプ４８によって流入管４０を経て供給管１４に至る。供給管１４に至った加熱オイルは、複数の供給口２２から空洞部１６に流出し、空洞部１６がオイルで満杯となる。空洞部１６がオイルで満杯になると、外筒１２の表面は加熱されたオイルで一定温度に加熱される。

そして、これ以降、ポンプ４８は単位時間当たり一定量で加熱されたオイルを流入管４０を介して供給管１４の左側に送り、送られたオイルは、供給管１４の複数の供給口２２から空洞部１６に流出しつつ、供給管１４の閉塞された右端部まで流れる。この場合に、供給管１４の直径は、外筒１２よりも小さいため、加熱されたオイルの温度が下がることなく供給管１４の右端部（流出側近傍）まで流れる。

供給管１４の複数の供給口２２から軸方向の全幅と周方向の全周にわたって流出したオイルは、温度が下がることなく、外筒１２の軸方向と周方向において空洞部１６内で拡がる、特に、外筒１２は、モータ５２によってウエブＷの搬送速度に合わせて回転しているため、その遠心力によりオイルは、外筒１２の周方向において表面まで満遍なく拡がる。したがって、外筒１２の表面温度は、オイルの流入側と流出側とで変化がなく加熱され、外筒１２に抱きかかえられ搬送されるウエブＷを、幅方向に均一に加熱できる。

空洞部１６の排出口２６から排出されたオイルは、排出管２４、流出管４４を通って加熱部４６に循環する。加熱部４６では再び所定温度まで加熱されてポンプ４８に流れる。

（３）効果
本実施形態によれば、加熱されたオイルは、径が細い供給管１４の左端部から右端部まで流れて、このときに加熱されたオイルの温度が下がらないため、供給口２２から流出するオイルの温度は下がっておらず、外筒１２を軸方向（左右方向）において均等に加熱できる。

また、外筒１２は、モータ５２によってウエブＷの搬送速度に合わせて回転しているため、その遠心力によりオイルは、外筒１２の周方向において表面まで満遍なく拡がる。

また、供給管１４の右端部は、外筒１２の右側面から離れた位置にあるため、オイルの排出口２６を外筒１２の右側面の中央部に開口でき、排出されるオイルは中央に流れるようになり、スムーズに排出口２６から排出できる。

また、供給管１４は、左側のみ支持された片持ちであるが、供給管１４全体が、外筒１２の空洞部１６に満たされたオイルの中に存在するため、自重によって撓んだりしない。

また、モータ５２によって外筒１２を回転させているが、排出管２４は回転軸２０の内部に設けられているため、スプロケット５０を回転軸２０の外周に設けることができる。

変更例

上記実施形態では、オイルを用いて外筒１２を加熱したが、これに代えて熱水、温水を用いて外筒１２の表面を加熱し、ウエブＷを加熱してもよい。

また、上記実施形態では外筒１２を加熱したが、これに変えて、冷却水などを用いて外筒１２の表面を冷却し、ウエブＷを冷却してもよい。

また、上記実施形態では、モータ５２によって外筒１２を回転させたが、これに代えて、外筒１２の駆動手段を用いず、ウエブＷの張力によってのみ回転させてもよい。

上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０・・・熱処理ロール、１２・・・外筒、１４・・・供給管、１６・・・空洞部、１８・・・回転軸、２０・・・回転軸、２２・・・供給口、２４・・・排出管、２６・・・排出口、２８・・・軸受け、３０・・・軸受け

Claims

ウエブを搬送する金属製の外筒と、
前記外筒の内部に形成され、流体を溜める空洞部と、
前記外筒の左右両側面から突出した左右一対の回転軸と、
一方の前記回転軸の中心と前記外筒の一方の側面の中心を貫通し、前記外筒の前記空洞部の内部に突出した流体の供給管と、
他方の前記回転軸の中心を貫通し、前記外筒の他方の前記側面の中心に前記流体の排出口を有する排出路と、
を有し、
前記供給管の他方の端部は、前記外筒の他方の前記側面とは非接触であって離れており、かつ、前記ウエブの幅方向における端部の位置と同じ位置であり、
前記供給管の他方の前記端部は閉塞され、
前記供給管には、軸方向に沿って複数の前記流体の供給口が開口している、
熱処理ロール。
前記供給口は、前記供給管の円周方向に沿って複数開口している、
請求項１に記載の熱処理ロール。
前記外筒の外径は、５～３０ｃｍであり、前記供給管の外径は、１～５ｃｍである、
請求項１に記載の熱処理ロール。
前記流体は、所定温度まで加熱されたオイルである、
請求項１に記載の熱処理ロール。
前記流体は、所定温度の水である、
請求項１に記載の熱処理ロール。
前記回転軸を回転させる駆動手段を有する、
請求項１に記載の熱処理ロール。
前記流体の供給手段が、前記供給管に接続され、
前記排出路から排出された前記流体は、前記供給手段に循環する、
請求項１に記載の熱処理ロール。
前記供給手段が、前記流体の加熱手段と、加熱された流体を前記供給管に送るポンプを有する、
請求項７に記載の熱処理ロール。