JP7217178B2 - キャスティングドラム装置およびこのキャスティングドラム装置を用いた合成樹脂フィルム・シートの製造方法 - Google Patents
キャスティングドラム装置およびこのキャスティングドラム装置を用いた合成樹脂フィルム・シートの製造方法 Download PDFInfo
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Description
a)キャスティングドラムの重量が増加し、キャスティングドラムの回転駆動に要するエネルギーが増加する、
b)キャスティングドラムの重量が増加し、キャスティングドラムの自重による撓みが大きくなること、および、キャスティングドラムの容積が増加し、胴部に供給される加熱媒体・冷却媒体の内圧によりキャスティングドラムが太鼓状に膨張することに伴い、キャスティングドラムと、合成樹脂材料をキャスティングドラム上に供給する装置との距離が均一に保てなくなり、合成樹脂フィルム・シートの膜厚を均一に保つのが難しくなる、
c)キャスティングドラムの熱容量が増加し、キャスティングドラムの表面温度を応答性良く設定・制御するのが難しくなる
等の問題が生じる。
すなわち、本発明の課題は、キャスティングドラムを大型化した場合でも、キャスティングドラムを経済的・効率的に回転駆動することができ、均一な厚みの合成樹脂フィルム・シートを製造でき、キャスティングドラムの表面温度を応答性良く設定・制御できる、キャスティングドラム装置およびこのキャスティングドラム装置を用いた合成樹脂フィルム・シートの製造方法を提供することにある。
1)固定軸と、固定軸の表面に配置された冷却手段および/または加熱手段と、該冷却手段および/または加熱手段を覆うように固定軸に対して回転可能に設けられた中空円筒形の回転環とを備えるように構成され、冷却手段および/または加熱手段で回転環を冷却および/または加熱すること、および
2)加熱手段として誘導コイルを用い、冷却手段として冷却ロールを用いることにより、前記の課題を解決するものである。
(1)合成樹脂フィルム・シートの成形に用いられるキャスティングドラム装置であって、
固定軸と、
前記固定軸の表面に配置された冷却手段、または、冷却手段および加熱手段と、
前記冷却手段、または、冷却手段および加熱手段を覆うように、前記固定軸に対して回転可能に設けられた中空円筒形の回転環とを備え、
前記冷却手段、または、冷却手段および加熱手段により、前記回転環を冷却、または、冷却および加熱し、
前記冷却手段が冷却ロールであり、前記加熱手段が誘導コイルであることを特徴とする、キャスティングドラム装置。
(2)前記冷却手段、または、冷却手段および加熱手段が、前記合成樹脂フィルム・シートの材料樹脂、前記合成樹脂フィルム・シートに求められる物性・特性等に応じて、前記固定軸の表面に配置されることを特徴とする、(1)に記載のキャスティングドラム装置。
(3)前記冷却手段である前記冷却ロールが、前記回転環の中心軸と直交する断面において、前記回転環の内側表面と接触するように配置されることを特徴とする、(1)または(2)に記載のキャスティングドラム装置。
(4)前記加熱手段である前記誘導コイルが、前記回転環の中心軸と直交する断面において、該誘導コイルの前記回転環側の表面が、前記回転環の内側表面と略平行となるように非接触で配置されることを特徴とする、(1)~(3)のいずれかに記載のキャスティングドラム装置。
(5)前記冷却手段、または、冷却手段および加熱手段が、前記回転環の中心軸と略平行となるように、前記固定軸の表面に配置されることを特徴とする、(1)~(4)のいずれかに記載のキャスティングドラム装置。
(6)前記冷却手段、または、冷却手段および加熱手段が、前記回転環の中心軸と略平行となるように、かつ、帯状に連続して前記固定軸の表面に配置されることを特徴とする、(1)~(4)のいずれかに記載のキャスティングドラム装置。
(7)前記冷却ロールの冷却が、冷媒を用いるか、または、ベルチェ素子を用いて行われることを特徴とする、(1)~(6)のいずれかに記載のキャスティングドラム装置。
(8)前記冷却手段である前記冷却ロールの冷却が、ベルチェ素子を用いて行われ、該ベルチェ素子に直流電流を流すことにより生じるベルチェ効果を利用したものであることを特徴とする、(7)に記載のキャスティングドラム装置。
(9)前記加熱手段である前記誘導コイルに、交流電流を流して強度の変化する磁力線を発生させることにより、前記回転環を誘導加熱することを特徴とする、(1)~(8)のいずれかに記載のキャスティングドラム装置。
(10)前記回転環が、ステンレス製の中空円筒であることを特徴とする、(1)~(9)のいずれかに記載のキャスティングドラム装置。
(11)前記回転環が、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の内層、ステンレス製の外層から形成された積層中空円筒、または炭素繊維強化プラスチック(CFRP)製の中空円筒であることを特徴とする、(1)~(10)のいずれかに記載のキャスティングドラム装置。
(12)前記(1)~(11)のいずれかに記載のキャスティングドラム装置を用いることにより、合成樹脂を溶媒に溶解させた溶液または溶融させた合成樹脂から、合成樹脂フィルム・シートを成形することを特徴とする、合成樹脂フィルム・シートの製造方法。
合成樹脂フィルム・シートは、溶融押出成型法、溶液流延法等により製造される。
本発明のキャスティングドラム装置1の実施形態を図1~3に示す。図1は回転環4の中心軸9を含む断面の模式図であり、図2は図1のA-A断面を含むキャスティングドラム装置を示す模式図であり、図3は図2の部分拡大図である。
1)冷却手段および/または加熱手段3が表面に配置された固定軸2と、該固定軸2に対して回転可能に設けられた中空円筒形の回転環4とを備えるように構成されていること、
2)固定軸2の表面に配置された冷却手段および/または加熱手段3により、回転環4を冷却および/または加熱するように構成されていること、および
3)冷却手段として冷却ロール3-1を用い、加熱手段として誘導コイル3-2を用いるように構成されていることにある。
本件発明の基本的な技術思想は、中空円筒形の回転環4の表面温度を、回転環4の中空部に配置した冷却手段および/または加熱手段3によって設定・制御することにあり、固定軸2は、これらの冷却手段および/または加熱手段3を、回転環4の中空部において、三次元的に調整して配置するために用いられる。冷却手段および/または加熱手段3は、合成樹脂フィルム・シート5の材料樹脂、前記合成樹脂フィルム・シート5に求められる物性・特性等に応じて、回転環4の表面温度を設定・制御できるように、固定軸2の表面に配置される。
本発明のキャスティングドラム装置1では、冷却手段として冷却ロール3-1を用い、加熱手段として誘導コイル3-2を用いる。a)回転環4の中心軸9と直交する断面において、冷却ロール3-1を、回転環4の内側表面4Aと接触するように配置すること、および/または、b)回転環4の中心軸9と直交する断面において、誘導コイル3-2を、誘導コイル3-2の回転環4側の表面3-2Aが、回転環4の内側表面4Aと略平行となるように非接触で配置することにより、回転環4の表面温度の設定・制御をきめ細かく、かつ、経済的・効率的に行うことができる。
冷却手段および/または加熱手段3が表面に配置される固定軸2は、通常、内部に配線等を配置する必要があることから中空体とされる。
回転環4の表面温度をきめ細かく設定・制御するためには、複数の冷却手段および/または加熱手段3を配置することが好ましい。
回転環4の表面温度を設定・制御するために、次のような方法を用いることができる。
1)固定軸2の表面における、冷却ロール3-1および/または誘導コイル3-2の配置を調整する方法、
2)固定軸2の形状(表面形状、断面形状等)および/または支持部材3-3の形状の設定により、回転環4と冷却ロール3-1との距離・接触状態および/または回転環4と誘導コイル3-2との距離を調整する方法、
3)冷却ロール3-1に供給される冷媒の温度・流量および/または誘導コイル3-2に供給される電気の電力・周波数等を調整する方法、
4)上記1)~3)の方法を併用する方法
上記の方法により、回転環4の表面温度を、回転環4の回転方向(合成樹脂フィルム・シート5の長手方向)および回転環4の中心軸9と平行方向(合成樹脂フィルム・シート5の幅方向)に自由自在に設定・制御することができる。
a)回転環4の中心軸9と直交する断面形状が、均一な円形または多角形である固定軸2を用い、
b)複数の帯状に連続した冷却手段および/または加熱手段3を、回転環4の中心軸9と略平行となるように、固定軸2の表面に配置して、
上記3)の方法により、回転環4の表面温度の設定・制御を行うことが好ましい。
固定軸2および回転環4の材質としては、特に限定されないが、価格、物性・特性等の観点から、通常、炭素鋼を用いる。回転環4の材質として、炭素繊維強化プラスチック(以下、「CFRP」ともいう。)を用いると、
a)回転環4の重量を軽減できることから、大型化した場合でも、回転環4を一層経済的・効率的に回転駆動することができる、
b)回転環4の弾性率を高くして撓みを小さくでき、また、回転環4の熱膨張率を小さくして熱変形を小さくできることから、膜厚の均一な合成樹脂フィルム・シート5を一層容易に製造することができる、
c)回転環4の熱伝導率を高くして熱容量を小さくできることから、回転環4の表面温度を一層応答性良く設定・制御することができる
等のメリットがあるので好ましい。
本発明のキャスティングドラム装置1は、回転環4の周囲に、回転環4の表面に向けてエアー、ミスト等の冷媒またはホットエアー等の熱媒を吹き付ける外部冷却・加熱装置8を備えることが好ましい。
本発明のキャスティングドラム装置を用いた合成樹脂フィルム・シートの製造方法は、上記のようなキャスティングドラム装置を用いて、合成樹脂フィルム・シートを製造することにより、キャスティングドラムを大型化した場合でも経済的・効率的に回転駆動することができ、膜厚の均一な合成樹脂フィルム・シートを容易に製造することができ、また、求められる物性・特性等を有する合成樹脂フィルム・シートを容易に製造することができる。
以上に説明したように、本発明のキャスティングドラム装置は、表面に冷却手段および/または加熱手段が表面に配置された固定軸と、該固定軸に対して回転可能に設けられた中空円筒形の回転環とを備えるように構成したことにより、キャスティングドラムを大型化した場合でも、重量の小さい回転環を部分的に回転させることから、経済的・効率的に回転駆動することができる。
2 固定軸
3 冷却手段および/または加熱手段
3-1 冷却ロール
3-2 誘導コイル
3-2A 誘導コイルの回転環側の表面
3-3 冷却手段および/または加熱手段の支持部材
4 回転環
4A 回転環の内側表面
5 合成樹脂フィルム・シート
6 ボールベアリング
7 合成樹脂を溶媒に溶解させた溶液または溶融させた合成樹脂(液状合成樹脂)
8 外部冷却・加熱装置
9 回転環の中心軸
20 キャスティングドラム
21 外筒
22 内筒
23 外筒と内筒間の空隙
24 らせん溝隔壁
25 一方の軸
26 他方の軸
27 液状熱媒分岐管
Claims (12)
- 合成樹脂フィルム・シートの成形に用いられるキャスティングドラム装置であって、
固定軸と、
前記固定軸の表面に配置された冷却手段、または、冷却手段および加熱手段と、
前記冷却手段、または、冷却手段および加熱手段を覆うように、前記固定軸に対して回転可能に設けられた中空円筒形の回転環とを備え、
前記冷却手段、または、冷却手段および加熱手段により、前記回転環を冷却、または、冷却および加熱し、
前記冷却手段が冷却ロールであり、前記加熱手段が誘導コイルであることを特徴とする、キャスティングドラム装置。 - 前記冷却手段、または、冷却手段および加熱手段が、前記合成樹脂フィルム・シートの材料樹脂、前記合成樹脂フィルム・シートに求められる物性・特性等に応じて、前記固定軸の表面に配置されることを特徴とする、請求項1に記載のキャスティングドラム装置。
- 前記冷却手段である前記冷却ロールが、前記回転環の中心軸と直交する断面において、前記回転環の内側表面と接触するように配置されることを特徴とする、請求項1または2に記載のキャスティングドラム装置。
- 前記加熱手段である前記誘導コイルが、前記回転環の中心軸と直交する断面において、該誘導コイルの前記回転環側の表面が、前記回転環の内側表面と略平行となるように非接触で配置されることを特徴とする、請求項1~3のいずれかに記載のキャスティングドラム装置。
- 前記冷却手段、または、冷却手段および加熱手段が、前記回転環の中心軸と略平行となるように、前記固定軸の表面に配置されることを特徴とする、請求項1~4のいずれかに記載のキャスティングドラム装置。
- 前記冷却手段、または、冷却手段および加熱手段が、前記回転環の中心軸と略平行となるように、かつ、帯状に連続して前記固定軸の表面に配置されることを特徴とする、請求項1~4のいずれかに記載のキャスティングドラム装置。
- 前記冷却ロールの冷却が、冷媒を用いるか、または、ベルチェ素子を用いて行われることを特徴とする、請求項1~6のいずれかに記載のキャスティングドラム装置。
- 前記冷却手段である前記冷却ロールの冷却が、ベルチェ素子を用いて行われ、該ベルチェ素子に直流電流を流すことにより生じるベルチェ効果を利用したものであることを特徴とする、請求項7に記載のキャスティングドラム装置。
- 前記加熱手段である前記誘導コイルに、交流電流を流して強度の変化する磁力線を発生させることにより、前記回転環を誘導加熱することを特徴とする、請求項1~8のいずれかに記載のキャスティングドラム装置。
- 前記回転環が、ステンレス製の中空円筒であることを特徴とする、請求項1~9のいずれかに記載のキャスティングドラム装置。
- 前記回転環が、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の内層、ステンレス製の外層から形成された積層中空円筒、または炭素繊維強化プラスチック(CFRP)製の中空円筒であることを特徴とする、請求項1~10のいずれかに記載のキャスティングドラム装置。
- 前記請求項1~11のいずれかに記載のキャスティングドラム装置を用いることにより、合成樹脂を溶媒に溶解させた溶液または溶融させた合成樹脂から、合成樹脂フィルム・シートを成形することを特徴とする、合成樹脂フィルム・シートの製造方法。
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JP2010262831A (ja) | 2009-05-07 | 2010-11-18 | Tokuden Co Ltd | 誘導発熱ローラ装置 |
US20170232654A1 (en) | 2016-02-16 | 2017-08-17 | Colines S.P.A. | Thermoregulation system of rotating metal cylinders in plants for extrusion and conversion/transformation of plastic films by infrared heaters |
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