JPH08109922A

JPH08109922A - 冷却ロール及び２ピース缶用ラミネート金属板製造装置

Info

Publication number: JPH08109922A
Application number: JP6275861A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Fujii; 正藤井; Hiroshi Inasawa; 弘志稲沢
Original assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Current assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Priority date: 1994-10-13
Filing date: 1994-10-13
Publication date: 1996-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】缶胴缶底一体型の缶用のラミネート金属板製
造装置で用いる冷却ロールの構造を簡単にしてコストを
低下し、また熱伝達率を向上して小型化する。【構成】それぞれ精密定量ポンプ１１ａ，１１ｂ，１
１ｃにより独立に給水量を制御される給水管９ａ，９
ｂ，９ｃをそれぞれ別個の位置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ
に配設し、それぞれの給水管から、大気圧で、水を、滴
下又は噴霧状に供給して、冷却ロール１の内面に当接さ
せて蒸発させる。この蒸気は冷却ロール１の右側に設け
られた蒸気排出経路１０ａにより排出されて、大気中に
放出される。冷却ロール１内部は大気圧であり、冷却ロ
ール１の円筒状部６に外側から大気の圧力が作用しない
ので、冷却ロール１の円筒状部６の肉厚を薄くして、熱
伝達率を向上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ストリップを冷却す
るための冷却ロールおよび胴底一体型缶（２ピース缶、
以下２ピース缶という）用ラミネート金属板製造装置に
関する。また、連続焼鈍炉の冷却領域において走行スト
リップを冷却する冷却ロールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、樹脂フィルムを一面又は両面にラ
ミネートしたラミネート鋼板をブランク（円板）取りし
て、このブランクを深絞りプレスして、２ピース缶用部
材を製造することが考えられている。これにより、既に
樹脂フィルムが貼り付けられているので、深絞りプレス
後に２ピース缶用部材の内面及び／又は外面に改めて樹
脂を塗布又は貼り付けることを省くことができる。

【０００３】ところで、上記により２ピース缶用部材を
製造する場合、ブランクの缶底部に相当する部分は深絞
りプレスではあまり強くはしごかれないので、即ち結晶
配向度の変化があまりないので、深絞り前に既に一定の
高い結晶配向度を得ておく必要があり、また、その周囲
の缶胴部に相当する部分は、深絞りプレスで強くしごか
れるので、高温で樹脂フィルムと金属板とが接着されて
十分に密着している必要がある。なお、高温で樹脂フィ
ルムと金属板とを接着すると、結晶配向度が低下する
が、深絞りプレスでの強いしごきにより、結晶配向度を
高くすることができる。なお、十分な耐デンティング性
（缶にへこみが生じたとき、フィルムにクラックが入り
にくいことを示す耐衝撃性の指標）を得るためには高い
結晶配向度が必要であるが、胴底の双方とも結晶配向度
が高いので、胴底の双方とも十分な耐デンティング性を
得ることを可能にしている。

【０００４】上記により２ピース缶用部材を製造する製
造装置として、図２に示すように、金属薄板５１を加熱
ロール５２で結晶配向度を低くすることが可能な高い温
度に加熱し、次に、加熱された金属薄板５１を、円筒外
面に２ピース缶の缶底部に対応する位置に凸部を有する
冷却ロール５３に当接させて、凸部と当接する部分を、
結晶配向度を低くする温度未満であってかつ樹脂フィル
ム５４の接着に必要な温度以上に低下させて、その後、
樹脂フィルムがラミネートされる、２ピース缶用ラミネ
ート金属板製造装置５０を用いることができる。この製
造装置は、一旦全てを高い第１の温度に上げた後、ブラ
ンクの缶底部に対応する部分を冷却ロールで第２の温度
に冷却するものであり、全てを第２の低い温度に上昇さ
せた後、ブランクの缶胴部を第１の温度まで加熱する場
合に比して、より、ブランクの缶胴部の温度を全周に亘
って均一にすることが可能であることが予想される。な
お、このように考える理由は、図２の製造装置５０によ
ると、一旦全てを高い第１の温度に上げた後、凸型冷却
ロール５３は缶胴部には接触しないので、凸型冷却ロー
ル５３の当接後に缶胴部の温度が変わることは少ないこ
とが予想されるからである。なお、凸型冷却ロール５３
が当接した後、缶底部の温度が不均一に低下することが
考えられるが、缶底部の温度の不均一に対しては大きな
許容範囲が許される。

【０００５】そして冷却ロールを、製造装置内に組み込
んで利用可能にするためには、構造が簡単で製作コスト
が低いことが好ましい。また小型であることが好まし
く、即ち熱伝達率が高いことが好ましい。

【０００６】この要件を満たす冷却ロールとして、本出
願人は、図３の冷却ロールを開示した（特開平６−１３
７３１９号公報）。これは、中空ロール１０１内に螺旋
管１０４を軸方向に収容し、螺旋管１０４の両端を支持
軸１０２，１０３に形成した通路１０６，１０７を介し
て外部と連通させ、中空ロール１０１内に蒸発，凝縮を
繰り返す液体１０８を減圧封入し、通路１０６，１０７
を通じて螺旋管１０４内に冷却水，温水又は水蒸気を流
す構成である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記構成
の冷却ロールは、中空ロール１０１内に液体１０８を減
圧封入するために、気密構造としなければならず、従っ
て所定の複雑な構造を要し、またコスト高になる。

【０００８】また、液体１０８からなる作動流体を中空
ロール１０１の円筒内面と螺旋管１０４との間で、蒸
発，凝縮を繰り返して、冷却を行うため、即ち、円筒内
面と螺旋管１０４との２箇所の熱のやり取りの箇所を経
て、冷却を行うため、冷却能力即ち熱伝達率がその分、
小さくなるという欠点がある。又部分的に冷却力を変化
させることが出来ないという欠点もある。

【０００９】ところで、２ピース缶用ラミネート金属板
製造装置に用いる冷却ロールは、通常、２００ないし３
００°Ｃの温度を数十度ないし百数十度程度下げるため
に用い、即ち、１００°Ｃの温度以上の領域での冷却で
あり、水を作動流体として用いる場合には、大気圧でも
十分に蒸発可能である。

【００１０】そこで本発明はこのような点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、気密構造を必要とせず、
また熱伝達率を高くすることが可能な、水を作動流体と
して用いた冷却ロールおよび２ピース缶用ラミネート金
属板製造装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の冷却ロールは、中空ロールと、中空ロール
の円筒内面に、水を滴下又は噴霧状に供給するために、
配設された給水装置と、蒸気を排出する蒸気排出経路と
を有する。

【００１２】給水装置は、それぞれ給水量が独立に制御
される、複数の、滴下又は噴霧状に水を供給する給水管
が、それぞれ、中空ロール内の別個の位置に配設されて
いることが好ましい。

【００１３】給水装置の給水量は、滴下又は噴霧状に供
給された水が中空ロールの円筒内面に接触すると直ちに
蒸発可能な量であることが好ましい。

【００１４】また、中空ロールの円筒面の肉厚を薄く形
成していることが好ましい。

【００１５】上記目的を達成するために、本発明は、金
属薄板を加熱ロールで結晶配向度を低くすることが可能
な高い温度に加熱し、次に、加熱された金属薄板を、円
筒外面に２ピース缶の缶底部に対応する位置に凸部を有
する冷却ロールに当接させて、凸部と当接する部分を、
結晶配向度を低くする温度未満であってかつ樹脂フィル
ムの接着に必要な温度以上に低下させて、その後、樹脂
フィルムがラミネートされる、２ピース缶用ラミネート
金属板製造装置において、この冷却ロールに、第１，
２，３又は４項に記載の冷却ロールが用いられる。

【００１６】

【作用】給水装置から、水が、滴下又は噴霧状に、１０
０°Ｃより高い温度に熱せられている中空ロールの円筒
内面に、大気圧で、供給され、この水は大気圧で１００
°Ｃに熱せらせて、蒸発し、蒸気排出経路から中空ロー
ルの外部へ排出される。中空ロールは１００°Ｃより高
い温度に熱せられているので、水を大気圧で蒸発させる
ことを可能にしている。この蒸気は中空ロールの外部へ
排出された後、そのまま大気へ放出してもよく、また大
気圧状態で、冷却して水に戻してもよい。水が蒸発して
大きな気化熱を奪うのと引き替えに冷却ロールが冷却さ
れる。

【００１７】給水装置が、それぞれ給水量が独立に制御
される、複数の、滴下又は噴霧状に水を供給する給水管
を、それぞれ、中空ロール内の別個の位置に配設するこ
とにより構成されている場合には、中空ロールのそれぞ
れの位置の加熱温度に応じてそれぞれの位置の給水量が
制御され、また中空ロールのそれぞれの位置の冷却温度
に応じてそれぞれの位置の給水量が制御される。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【００１９】本発明の冷却ロール１は、図１（ａ）に示
す構造である。即ち、中空ロール２，給水装置３，蒸気
排出経路４を有している。

【００２０】中空ロール２は、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）
に示すように、円筒状部６を有しており、その厚みは薄
く形成され、またその径を小さくしている。本発明の中
空ロール２は内部が減圧されることがないので、即ち中
空ロール２に外側から大気からの圧力が作用することが
なく、このように円筒状部６を薄くすることを可能にし
ている。また、円筒状部６を薄くすることによって、熱
伝導によって熱が伝わる長さ（肉厚）を短くすることが
できるので、本発明の冷却ロール１の熱伝達率を向上す
ることを可能にしている。上記により、さらに後述する
ことにより、本発明の冷却ロール１の熱伝達率が向上す
るので、円筒状部６の径を小さくすることを可能にして
いる。円筒状部６の外面７には、２ピース缶の缶底部に
対応する位置に凸部８を有している。凸部８の配置間隔
は、ブランク取りが可能な間隔になっている。凸部８は
同図（ｃ）に示すように同一円周上に等角度で３個配置
されており、これが、本実施例では、同図（ｂ）に示す
ように、３列だけ配置されている。中空ロール２は両端
部に、被支持部材１０が固定されており、被支持部材１
０はボールベアリング５の内筒に嵌入して固定され、ボ
ールベアリング５の外筒（図示省略）は所定の固定部材
（図示省略）により固定され、これにより中空ロール２
は回転自在に支持される。被支持部材１０は軸方向に沿
って中空部１０ａを有している。

【００２１】給水装置３は、図１（ａ）に示すように、
給水量が独立に制御される、３本の給水管９ａ，９ｂ，
９ｃがそれぞれ、中空ロール内の別個の位置に配設され
ている。即ち、３本の給水管９ａ，９ｂ，９ｃは、それ
ぞれ、別個の精密定量ポンプ１１ａ，１１ｂ，１１ｃに
接続されて端を発しており、その後まとめられて、保護
管１２内を通り、後にそれぞれ鉛直下向きに曲げられ
て、それぞれの所定の位置１２ａ，１２ｂ，１２ｃに対
向している。なお、保護管１２は、中空ロール２の軸線
に沿って配置されており、固定部材１３により固定され
ている。本実施例では、水を、下方部がより広がった形
状の円錐状に、滴下供給可能なように、給水管９ａ，９
ｂ，９ｃの先端の形状１６ａ，１６ｂ，１６ｃが定めら
れている。各滴下位置１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、３列
の凸部８を最も効率的に冷却可能な位置に、定められ
る。各位置１２ａ，１２ｂ，１２ｃにおいて、滴下され
た水が円筒内面１４に接触すると直ちに蒸発可能なよう
に、かつ３列の凸部８それぞれの温度を所定の値にする
ことができるように、精密定量ポンプ１１ａ，１１ｂ，
１１ｃのそれぞれの給水量が精密に制御される。なお、
水は井戸水，水道水等をそのまま精密定量ポンプ１１
ａ，１１ｂ，１１ｃに接続して、或いは一度水槽等に蓄
えてこれより精密定量ポンプ１１ａ，１１ｂ，１１ｃに
接続して、用い、従って水の温度は例えば２５°Ｃ等、
水の沸点１００°Ｃよりかなり低い温度になっている。
このように、それぞれ独立に制御される複数の給水管を
それぞれ、別個の位置に配設しているので、それぞれの
給水管を制御することにより、本実施例の冷却ロール
は、中空ロールの軸方向全幅に亘って、任意の望む温度
を設定することが可能になっている。また、精密定量ポ
ンプ１１ａ，１１ｂ，１１ｃのそれぞれの給水量を精密
に制御して、滴下された水が円筒内面１４に接触すると
直ちに蒸発可能なようにしてあるので、滴下される水に
対して、滴下された水を熱を与えて蒸気にして直ちに滴
下位置から立ち退かせ続けることができる。したがっ
て、滴下された水が暫く中空ロール２内の底部に溜まっ
ている場合に比して、熱の伝達速度が非常に大きくな
り、即ち、この冷却ロール１では大きな熱伝達率を得る
ことができる。加えて、滴下された水は、例えば２５°
Ｃ等の温度から、沸点１００°Ｃの温度までまず上昇す
るので、これに要する熱量も滴下された水が奪うことが
でき、従ってこれによっても本実施例の冷却ロール１の
熱伝達率を更に向上している。

【００２２】蒸気排出経路４は、図１（ａ）に示すよう
に、被支持部材１０の中空部１０ａを通じて行われるよ
うになっている。本実施例では、右側の被支持部材１０
の中空部１０ａを通じて蒸気の排出が行われ、即ち、給
水管９ａ，９ｂ，９ｃが導き入れられる側とは反対側の
被支持部材１０の中空部１０ａを通じて蒸気の排出が行
われる。この側（右側）の被支持部材１０の中空部１０
ａには、ロータリジョイントを介して蒸気排出管（図示
省略）が接続され、この蒸気排出管は蒸気の排出に差支
えない場所に導かれており、かつその先端口（図示省
略）はそのまま開口しており、中空ロール２内から被支
持部材１０の中空部１０ａ，蒸気排出管を経て導かれて
きた蒸気は、蒸気排出管の先端口からそのまま大気中へ
放出される。また、左側の被支持部材１０の中空部１０
ａから蒸気が排出しないように、左側の被支持部材１０
の中空部１０ａの左端部には、蓋１７が被支持部材１０
に取り付けてある。

【００２３】本発明の冷却ロール１は、後述する２ピー
ス缶用ラミネート金属板製造装置５０において、従来の
冷却ロール５３と取り替えて用いられる。

【００２４】本発明の冷却ロール１は、このように、中
空ロール２内に給水装置３により水を供給し、発生した
蒸気は蒸気排出経路４により導いて大気中へ放出するの
みであるので、構成が極めて簡単であり、低コストで製
作される。

【００２５】２ピース缶用ラミネート金属板製造装置５
０には、図２に示すように、金属薄板５１の流れにした
がって、加熱ロール５２，従来の冷却ロール５３に代わ
って用いられる本発明の冷却ロール１，これをバックア
ップするテンションロール５６，樹脂フィルム５４，ラ
ミネートロール５７，ラミネートロールのバックアップ
ロール５８，クエンチ水５９が配置されている。

【００２６】本実施例はこのように構成されており、金
属薄板５１は、加熱ロール５２で結晶配向度を低くする
ことが可能な高い温度に加熱され、次に、加熱された金
属薄板５１は、本発明の冷却ロール１に当接される。冷
却ロール１では、各精密定量ポンプ１１ａ，１１ｂ，１
１ｃにより、各給水管９ａ，９ｂ，９ｃへ精密な水量が
送られており、この各水量は、所定の滴下位置１２ａ，
１２ｂ，１２ｃで滴下されている。冷却ロール１の凸部
８が加熱された金属薄板５１に当接し、これにより冷却
ロール１は熱を受けて、各滴下位置において、滴下され
た水を直ちに蒸発して、それらの蒸気は蒸気排出経路を
通じて大気中に排出される。そして、凸部８が当接した
金属薄板５１の部分が、精密に、結晶配向度を低くする
温度未満であってかつ樹脂フィルム５４の接着に必要な
温度以上に冷却され、この後、ラミネートロール５７に
より樹脂フィルム５４がラミネートされ、その後、クエ
ンチ水に浸漬処理され、２ピース缶用ラミネート金属板
が製造される。製造されたラミネート金属板は、凸部８
が当接した部分を中心にしてブランク取りが行われ、こ
のブランクに、深絞りプレスが施され、ブランクの凸部
８が当接した部分が缶底部となり、その周囲が円筒状に
プレスされて缶胴部となり、これにより２ピース缶用部
材が製造される。

【００２７】上記実施例では水を鉛直下方に円錐状に滴
下して供給するとしたが、水は噴霧状に供給してもよ
い。これにより熱伝達率を更に向上させることができ
る。また、水は、鉛直下方以外の方向に供給してもよ
い。

【００２８】また、上記実施例では蒸気をそのまま大気
中へ放出するとしたが、水槽内に導いて再び水に換え、
この状態で捨てたり、或いはこの水を再び給水管９ａ，
９ｂ，９ｃに送ってもよい。なおこの場合においても、
凝縮は大気圧で行うことができるので、その装置構成は
簡単である。

【００２９】更に、上記実施例では３個の給水管９ａ，
９ｂ，９ｃをそれぞれ所定の位置１２ａ，１２ｂ，１２
ｃに配置したが、その設計に応じて、３個以外の数とし
てもよいことは無論である。

【００３０】更にまた、上記実施例の２ピース缶用ラミ
ネート金属板製造装置５０では、冷却ロール１は、金属
薄板５１に直接当接するが、本発明の冷却ロールは、金
属薄板５１に当接する当接ロールに対して冷却ロールを
当接させるようにした、２ピース缶用ラミネート金属板
製造装置に対しても、即ち冷却ロールを用いて、当接ロ
ールを介して間接的に金属板を冷却するようにした２ピ
ース缶用ラミネート金属板製造装置に対しても用いるこ
とができる（図示省略）。そして、金属薄板５１に当接
する当接ロールの外面に凸部８が設けられている場合に
は、冷却ロールの円筒外面には、凸部８は設けられてい
なくてもよい（図示省略）。

【００３１】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、構
成が極めて簡単であり、低コストで製作することができ
る。また中空ロールの円筒状部の肉厚を薄くすることが
でき、熱伝達率を向上して中空ロールの円筒状部の径を
小さくすることができる。これらにより、本発明の冷却
ロールは、２ピース缶用ラミネート金属板製造装置に十
分に組み込むことが可能になる。

【００３２】給水装置を、それぞれ給水量が独立に制御
される、複数の、滴下又は噴霧状に水を供給する給水管
を、それぞれ、中空ロール内の別個の位置に配設するこ
とにより構成すると、中空ロールの幅方向の各位置の冷
却温度を精密に制御することが可能になる。

【００３３】給水装置の給水量を、滴下又は噴霧状に供
給された水が中空ロールの円筒内面に接触すると直ちに
蒸発可能な量にすることにより、熱伝達率を向上するこ
とが可能になる。又、水がロール端より流れ出すという
問題も解決できる。

【００３４】又、連続焼鈍炉の冷却領域での走行ストリ
ップの冷却に、本発明の冷却ロールを用いると効果的に
ストリップを冷却できる。すなわち、連続焼鈍炉の冷却
領域でのデフレクターロールは、ストリップが接触して
いる幅のみ高温になり、熱膨張によりロールクラウンが
大きくなって、ストリップが蛇行するなどの問題点を、
本発明の冷却ロールを用いることによって、熱膨張によ
るロールクラウンの変化のない冷却ロールを提供でき、
解決できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷却ロールの一実施例であり、同図
（ａ）は正面断面説明図，同図（ｂ）は中空ロール部の
正面図，同図（ｃ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ線断面図であ
る。

【図２】２ピース缶用ラミネート金属板製造装置の一例
の概念図である。

【図３】従来の冷却ロールの一例を示す正面断面図であ
る。

【符号の説明】

１冷却ロール２中空ロール３給水装置４蒸気排出経路７円筒外面８凸部９ａ、９ｂ、９ｃ給水管１４円筒内面５１金属薄板５２加熱ロール５４樹脂フィルム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ２８Ｄ 15/02 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中空ロールと、上記中空ロールの円筒内面に、水を滴下又は噴霧状に供
給するために、配設された給水装置と、蒸気を排出する蒸気排出経路と、を有する冷却ロール。
【請求項２】請求項１において、上記給水装置は、そ
れぞれ給水量が独立に制御される、複数の、上記滴下又
は噴霧状に水を供給する給水管が、それぞれ、上記中空
ロール内の別個の位置に配設されていることを特徴とす
る冷却ロール。
【請求項３】請求項１又は２において、上記給水装置
の給水量は、上記滴下又は噴霧状に供給された水が上記
中空ロールの円筒内面に接触すると直ちに蒸発可能な量
であることを特徴とする冷却ロール。
【請求項４】請求項１，２又は３において、上記中空
ロールの円筒面の肉厚が薄く形成されていることを特徴
とする冷却ロール。
【請求項５】金属薄板を加熱ロールで結晶配向度を低
くすることが可能な高い温度に加熱し、次に、上記加熱
された金属薄板を、円筒外面に胴底一体型缶の缶底部に
対応する位置に凸部を有する冷却ロールに当接させて、
上記凸部と当接する部分を、上記結晶配向度を低くする
温度未満であってかつ樹脂フィルムの接着に必要な温度
以上に低下させて、その後、樹脂フィルムがラミネート
される、胴底一体型缶用ラミネート金属板製造装置にお
いて、この冷却ロールに、請求項１，２，３又は４に記載の冷
却ロールが用いられることを特徴とする２ピース缶用ラ
ミネート金属板製造装置。