KR100713047B1

KR100713047B1 - 가열 및 냉각 롤러

Info

Publication number: KR100713047B1
Application number: KR1020060024132A
Authority: KR
Inventors: 다까요시 사노
Original assignee: 도시바 기카이 가부시키가이샤
Priority date: 2005-03-17
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2007-05-02
Also published as: US7367794B2; CN1834567A; DE102006012398A1; KR20060101300A; DE102006012398B4; CN100485302C; JP2006256159A; JP4598574B2; US20060211556A1

Abstract

다이로부터 배출되는 용융된 레진 스트립을 냉각하는 냉각 롤러에서, 레진이 냉각 롤러와 접촉하는 장소의 온도와 레진이 냉각 롤러로부터 착탈되는 장소의 온도는 개별적으로 제어된다. 냉각 롤러는 비회전 가능하게 배치된 내부 실린더(11)와, 내부 실린더(11)와 동축으로 배치된 회전 가능한 외부 실린더(3)와, 내부 실린더(11)의 외부 주연 표면과 외부 실린더(3)의 내부 주연 표면에 의해 형성된 환형 매체 채널(13)과, 복수의 구획 부재(69, 71)에 의해 매체 채널(13)로부터 분할되는 복수의 작은 매체 채널(73, 75)과, 개별적인 작은 매체 채널(73, 75)과 소통하도록 내부 실린더(11)의 축을 따라 내부 실린더의 벽 부분 내에 배치된 복수의 매체 유입 포트(77)와, 복수의 슬릿류의 매체 유출 포트(81, 85)를 포함한다.

내부 실린더, 외부 실린더, 매체 유입 포트, 매체 유출 포트, 매체 채널

Description

가열 및 냉각 롤러 {HEATING AND COOLING ROLLER}

도1은 본 발명의 실시예에서 냉각 롤러의 개략적인 구성을 도시한 단면도(롤러의 축에 대해 수직인 평면을 따라 취한 단면도).

도2는 도1의 IIA-IIB의 화살표를 따라 절단한 도면.

도3은 냉각 롤러가 작동할 때의 시간에서 테스트 결과를 도시한 도면.

도4는 세 개의 매체 채널이 제공된 냉각 롤러의 개략적인 구성을 도시한 개략도.

도5는 도4의 V 부분에 상응하는 냉각 롤러의 변경된 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

3 : 외부 실린더

11 : 내부 실린더

29 : 매체 채널

37 : 구획 판

51 : 제1 매체 배출 경로

53 : 제2 매체 공급 경로

60 : 제1 매체 공급 경로

71 : 제2 구획 부재

본 출원은 (2005년 3월 17일에 출원된) 이전의 일본 특허 출원 제2005-77938호에 기초를 두고 그 우선권을 주장한다. 그 전체 내용은 참조로서 본원에 합체된다.

본 발명은 가열 및 냉각 롤러에 관한 것이고, 보다 구체적으로 압출 성형기의 다이로부터 배출되는 용융된 레진 스트립을 냉각하고 고체화된 레진 스트립을 가열하는 가열 및 냉각 롤러에 관한 것이다.

지금까지, 비회전 가능하게 배치된 내부 실린더와, 내부 실린더와 동축으로 배치된 회전 가능한 외부 실린더와, 내부 실린더의 외부 주연 표면과 외부 실린더의 내부 주연 표면 사이에 갭에 의해 한정된 환형 매체 채널과, 내부 실린더 내에 배치되고 내부 실린더의 축의 거의 전체 길이를 따라 연장하는 슬릿류 매체 유입 및 유출 포트와, 개별적으로 매체 유입 포트 및 매체 유출 포트와 소통하도록 내부 실린더 내에 배치되고, 매체 유입 포트로 매체를 공급하거나 또는 매체 유출 포트로부터 외측으로 매체를 안내하는 매체 공급 및 배출 경로와, 주연 방향으로 환형 매체 채널을 분할하도록 내부 실린더의 매체 유입 포트와 매체 유출 포트 사이에 배치되고 내부 실린더의 축 방향으로 연장하는 구획 부재를 포함하는 가열 및 냉각 롤러가 공지되어 있다(예를 들면 제1 특허 문헌을 참조).

가열 및 냉각 롤러가 사용될 때, 슬릿류의 매체 유입 및 유출 포트가 고정된 내부 실린더의 축의 거의 전체 길이를 따라 연장하기 때문에, 폭 방향으로 롤러의 온도 분배가 항상 균일하게 될 수 있다. 이는 가열되거나 냉각될 재료의 측방향 온도 변동을 감소시킬 수 있다.

또한, 매체 유입 포트는 고정된 위치 내에 배치되기 때문에, 가열되거나 냉각될 재료가 소정 온도에서 일정하게 유지되는 외부 실린더의 외부 주연 표면과 접촉하고 재료는 외부 실린더의 회전과 함께 이동된다. 따라서, 임의의 온도 비균일이 가열되거나 냉각될 재료의 유동 방향으로 발생되지 않는다. 따라서, 매체의 유동률은 온도 비균일에 영향을 주지 않고, 매체의 유동률은 롤러의 진동을 감소시키고 파이프 라인을 간소화시키도록 감소될 수 있다. 또한, 매체 온도 뿐만 아니라 매체 유동률을 제어함으로써 접촉 단부에서 가열되거나 냉각될 재료의 온도를 제어하는 것이 가능해진다.

또한, 매체가 고정된 내부 실린더로부터 공급되기 때문에, 임의의 회전 조인트가 매체 공급 부분 내에 배치되야 할 필요가 없다는 결과를 가져온다.

[제1 특허 문헌] 일본 특허 출원 공개 제6-87150호

부가적으로, 압출 성형기의 다이로부터 배출되는 용융된 레진 스트립을 냉각하는 통상적인 냉각 롤러에서, 온도 차이가 이러한 냉각 롤러 상의 접촉 시작 지점(압출 성형기의 다이로부터 배출되는 용융된 레진 스트립이 냉각 롤러와 접촉하는 지점)과 냉각 롤러(외부 실린더의 외부 표면) 상의 착탈되는 지점(스트립이 냉각 롤러로부터 착탈된 지점) 사이에 달성될 수 있다면, 용융된 레진 스트립의 성형성이 개선된다.

즉 다이로부터 배출되는 용융된 레진 스트립이 냉각 롤러와 접촉하는 장소에서는 보다 높은 온도의 냉각 롤러가 바람직하다. 이는 냉각 롤러와 용융된 레진 스트립의 밀접한 접촉 특성을 개선하고 냉각 롤러와 접촉하는 용융된 레진 스트립(시트)의 전방과 후방 사이에 온도 차이를 감소시킨다.

한편, 낮은 온도의 냉각 롤러는 냉각 롤러에 의해 냉각된 레진 스트립이 냉각 롤러로부터 벗어나는 착탈 장소에서 바람직하다. 이는 레진 스트립의 결정화가 방지될 수 있기 때문에, 냉각 롤러로부터 레진 스트립의 박리성이 개선된다.

그러나, 통상적인 냉각 롤러에서, 내부 실린더의 외부 주연 표면과 외부 실린더의 내부 주연 표면 사이의 갭에 의해 형성된 단지 하나의 매체 채널만이 존재한다. 따라서, 다이로부터 배출된 용융된 레진 스트립이 냉각 롤러와 접촉하는 장소에서의 온도와 압출 성형기의 다이로부터 배출되는 레진 스트립이 냉각 롤러로부터 벗어나는 분기 장소에서의 온도를 개별적으로 제어하는 것이 불가능하다는 문제점이 존재한다.

즉, 접촉 시작 장소의 온도가 상승할 때, 착탈 장소의 온도 또한 상승하는 모순 상태가 발생된다. 한편, 착탈 장소의 온도가 상승할 때, 접촉 시작 장소의 온도는 하강한다. 온도 차이는 용융된 레진 스트립으로부터 수용되는 열에 의해서만 발생된다. 그것은 단지 작은 온도 차이(예를 들면 약 2 ℃ 내지 3 ℃)만이 접촉 시작 장소의 온도와 착탈 장소의 온도 사이에 달성되고, 상기 설명된 효과(밀접한 접촉 특성 및 스트립의 개선된 박리성)를 달성하는 것이 어렵다는 것을 의미한다.

따라서, 압출 성형기의 다이로부터 배출되는 용융된 레진 스트립이 냉각되는 경우 뿐만 아니라 고체화된 레진 스트립이 가열되는 가열 롤러에서도 상기 문제점이 발생하지 않아야 한다.

본 발명은 상기 문제점의 관점에서 개선되었고, 본 발명의 목적은 다이로부터 배출되는 용융된 레진 스트립을 냉각하거나 고체화된 레진 스트립을 가열하고, 레진 스트립이 가열 및 냉각 롤러와 접촉하는 장소의 온도와 레진 스트립이 가열 및 냉각 롤러로부터 벗어나는 장소의 온도를 개별적으로 제어할 수 있는 가열 및 냉각 롤러를 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 태양은, 비회전 가능하게 배치된 내부 실린더와, 내부 실린더와 동축으로 배치된 회전 가능한 외부 실린더와, 내부 실린더의 외부 주연 표면과 외부 실린더의 내부 주연 표면 사이의 환형 매체 채널과, 주연 방향으로 환형 매체 채널을 분할하도록 내부 실린더의 축 방향으로 개별적으로 연장함으로써, 복수의 작은 매체 채널로 매체 채널을 분할하는 복수의 구획 부재와, 매체 유입 포트가 작은 매체 채널에 연결되도록 내부 실린더의 원주 방향의 다른 위치에서 내부 실린더의 축을 따르는 내부 실린더의 벽 부분 내의 복수의 슬릿류의 매체 유입 포트와, 매체 유출 포트가 작은 매체 채널에 개별적으로 연결되도록 내부 실린더의 원주 방향의 다른 위치에서 내부 실린더의 축을 따라 내부 실린더의 벽 부분 내에 제공된 복수의 슬릿류의 매체 유출 포트를 포함하는 가열 및 냉각 롤러가 제공된다.

본 발명의 제2 태양은, 비회전 가능하게 배치된 내부 실린더와, 내부 실린더 와 동축으로 배치된 회전 가능한 외부 실린더와, 내부 실린더의 외부 주연 표면과 외부 실린더의 내부 주연 표면 사이의 갭에 의해 한정된 환형 매체 채널과, 주연 방향으로 환형 매체 채널을 분할하도록 내부 실린더의 축 방향으로 연장하는 제1 구획 부재와, 내부 실린더의 원주 방향으로 제1 구획 부재로부터 이격되고 주연 방향으로 환형 매체 채널을 분할하도록 내부 실린더의 축 방향으로 연장하는 제2 구획 부재와, 구획 부재 중 하나에 의해 환형 매체 채널로부터 분할되는 제1 작은 매체 채널과, 다른 구획 부재에 의해 환형 매체 채널로부터 분할되는 제2 작은 매체 채널과, 제1 작은 매체 채널에 연결되도록 내부 실린더의 축을 따라 내부 실린더의 벽 부분 내에 제공된 제1 슬릿류의 매체 유입 포트와, 제1 작은 매체 채널에 연결되도록 내부 실린더의 축을 따라 내부 실린더의 벽 부분 내에 제공된 제1 슬릿류의 매체 유출 포트와, 제2 작은 매체 채널에 연결되도록 내부 실린더의 축을 따라 내부 실린더의 벽 부분 내에 제공된 제2 슬릿류의 매체 유입 포트와, 제2 작은 매체 채널에 연결되도록 내부 실린더의 축을 따라 내부 실린더의 벽 부분 내에 제공된 제2 슬릿류의 매체 유출 포트를 포함하는 가열 및 냉각 롤러이다.

본 발명의 제3 태양에서, 제2 태양의 가열 및 냉각 롤러에서, 스로틀 부분은 각각의 매체 유입 포트의 유입 측면 상에 그리고 각각의 매체 유출 포트의 유출 측면 상에 형성된다.

다이로부터 배출된 용융된 레진 스트립을 냉각하고 또는 고체화된 레진 스트립을 가열하는 본 발명에 따른 가열 및 냉각 롤러는 레진 스트립이 가열 및 냉각 롤러와 접촉하는 장소에서의 온도와, 레진 스트립이 가열 및 냉각 롤러로부터 착탈 되는 장소에서의 온도를 개별적으로 제거할 수 있다는 이점을 갖는다.

도1은 본 발명의 실시예에서 냉각 롤러(1)의 개략적인 구성을 도시하는 단면도(롤러의 축에 대해 수직인 평면에 의한 단면도)이고, 도2는 도1의 IIA-IIB의 화살표를 따라 절단한 도면이다.

냉각 롤러(1)에는 외부 실린더(3)가 제공된다. 단부 판(7a, 7b)은 이러한 외부 실린더(3)의 대향 단부 부분에 부착되고, 지지 샤프트(5a, 5b)는 개별적인 단부 판으로부터 돌출된다. 지지 샤프트(5a, 5b)는 개별적으로 베어링(9a, 9b)에 의해 지지된다. 하나의 지지 샤프트(5a)는 구동 장치(예를 들면 모터 및 속도 감소기)에 연결되고, 외부 실린더(3)는 구동 장치에 의해 중앙 축(CL1) 주위로 회전된다.

외부 실린더(3) 내에, 내부 실린더(11)는 외부 실린더와 동축으로 배치되고, 환형 매체(냉매) 채널(13)은 내부 실린더(11)와 외부 실린더(3) 사이에 환형 갭에 의해 형성된다. 단부 판(17a, 17b)은 내부 실린더(11)의 대향 단부 부분에 부착되고, 샤프트(15a, 15b)는 단부 판으로부터 돌출된다. 샤프트(15a, 15b)는 베어링(19a, 19b)을 거쳐 외부 실린더(3)의 단부 판(7a, 7b)에 의해 지지된다.

내부 실린더(11)의 샤프트(15b)는 중공 형상으로 형성되고, 샤프트는 외부 실린더(3)의 지지 샤프트(5b)를 통해 외측으로 돌출되고, 정지기(21)는 내부 실린더(11)가 프레임(23)에 대해 회전하지 않도록 샤프트(15b)의 돌출 부분에 부착된다.

내부 실린더(11) 내에, 실린더(25)[내부 실린더(11)보다 작은 직경을 갖는 실린더]는 내부 실린더(11)와 동축으로 배치된다. 실린더(25)는 대향 단부 판(17a, 17b) 사이로 연장하고 매체 채널을 형성하도록 샤프트(15b)의 중공 부분과 소통한다. 실린더(25)는 축 방향으로 내부 실린더(11)의 거의 전체 길이 상으로 방사상 방향으로 연장하는 두 개의 구획 벽(27a, 27b)과 축 방향으로 내부 실린더(11)의 거의 전체 길이 상으로 방사상 방향으로 유사하게 연장하는 두 개의 구획 벽(31a, 31b)에 의해 내부 실린더(11)에 연결된다.

또한, 두 개의 구획 벽(27a, 27b)은 그 사이에 소정 거리로 서로에 대해 평행하게 배치되고, 방사상 방향의 매체 채널(29)은 두 개의 구획 벽(27a, 27b) 사이에 형성된다. 방사상 방향의 매체 채널(35)은 두 개의 구획 벽(31a, 31b) 사이에 유사하게 형성된다.

방사상 방향의 매체 채널(29, 35) 사이로 교차하는 각도 중 하나는 예를 들면 180°보다 약간 작은 둔각이다. 이 각도는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 목적인 시스템에 종속되어 변경될 수도 있다.

또한, 실린더(25)와 샤프트(15)의 중공 부분은 내부 실린더(11)의 축(CL1)을 포함하고 둔각을 실질적으로 양분하는 방향으로 연장하는 구획 판(37)에 의해 상부 공간(39)과 하부 공간(41)으로 구획된다.

또한, 방사상 매체 채널(29)과 상부 공간(39)은 내부 실린더(11)의 축(CL1)을 포함하고 방사상 방향의 매체 채널(29)과 상부 공간(39) 내의 구획 벽(27a, 27b)과 동일한 방향으로 연장하는 구획 판(43)에 의해 상부 좌측 공간(45)과 상부 우측 공간(47)으로 구획되어, 제1 매체 배출 경로(51)와 제2 매체 공급 경로(53)가 형성된다.

유사하게, 방사상 방향의 매체 채널(35)과 하부 공간(41)은 내부 실린더(11)의 축(CL1)을 포함하고 방사상 방향의 매체 채널(35)과 하부 공간(41) 내의 구획 벽(31a, 31b)과 동일한 방향으로 연장하는 구획 판(55)에 의해 하부 좌측 공간(57)과 하부 우측 공간(59)으로 구획되어, 제1 매체 공급 경로(60)와 제2 매체 배출 경로(61)가 형성된다.

따라서, 샤프트(15b)의 중공 부분은 개별적인 구획 판(37, 43, 55)에 의해 제1 매체 배출 경로(51), 제2 매체 공급 경로(53), 제1 매체 공급 경로(60) 및 제2 매체 배출 경로(61)로 구획된다. 또한 실린더(25)의 내부 공간은 개별적인 구획 판(37, 43, 55)에 의해 제1 매체 배출 경로(51), 제2 매체 공급 경로(53), 제1 매체 공급 경로(60) 및 제2 매체 배출 경로(61)로 구획된다.

또한, 방사상 매체 채널(29)은 구획 판(43)에 의해 제1 매체 배출 경로(51)와 제2 매체 공급 경로(53)로 구획되고, 방사상 매체 채널(35)은 구획 판(55)에 의해 제1 매체 공급 경로(60)와 제2 매체 배출 경로(61)로 구획된다.

방사상 매체 채널(29) 내에 배치된 제1 매체 배출 경로(51)는 실린더(25) 내에 배치된 관통 구멍(62)을 거쳐 실린더(25) 내에 배치된 제1 매체 배출 경로(51)와 소통한다는 것을 알 수 있다.

유사하게, 다른 매체 공급 또는 배출 경로는 실린더(25) 내에 배치된 관통 구멍(63, 65, 75)을 거쳐 서로와 소통한다.

그러한 구성에 따르면, 개별적인 매체 공급 경로(53, 60)와 개별적인 매체 배출 경로(51, 61)의 적어도 일부는 내부 실린더(11) 내에 배치된다.

부가적으로, 환형 매체 채널(13)은 주연 방향으로 매체 채널(13)을 분할하도록 축방향으로 내부 실린더(11)의 거의 전체 길이를 따라 연장하는 제1 구획 부재(69)와 내부 실린더(11)의 원주 방향으로 제1 구획 부재(69)로부터 이격되고 주연 방향으로 매체 채널(13)을 분할하도록 축 방향으로 내부 실린더(11)의 거의 전체 길이 방향으로 연장하는 제2 구획 부재(71)에 의해 제1 작은 매체 채널(73)과 제2 작은 매체 채널(75)로 분할된다. 각각의 작은 매체 채널(73, 75)은 내부 실린더(11)의 축에 대해 수직한 평면에서 봤을 때, 아크 형태를 갖는다.

제1 구획 부재(69)는 구획 판(43)의 외부 단부[외부 실린더(3)의 측면 상의 부분] 내에 배치되고, 제2 구획 부재(71)는 구획 판(55)의 외부 단부 내에 배치된다.

또한, 도1에 도시된 바와 같이, 제2 구획 부재(71)의 한 측면[주연 방향의 내부 실린더(11)의 한 측면, 도1의 좌측 측면] 상의 내부 실린더(11)의 부분에는 제1 작은 매체 채널(73)과 소통하도록 재1 매체 공급 경로(60)로부터 제1 작은 매체 채널(73)로 매체를 공급하기 위한 제1 매체 유입 포트(81)가 제공된다. 제1 매체 유입 포트(81)는 내부 실린더(11)의 축을 따라 내부 실린더(11)의 거의 전체 길이 상으로 연장하는 내부 실린더(11)의 벽 부분 내에 슬릿 형상으로 형성된다는 것을 알 수 있다.

유사하게, 제2 구획 부재(71)의 다른 측면(도1의 우측 측면) 상의 내부 실린 더(11)의 부분에는 제2 작은 매체 채널(75)과 소통하도록 재2 매체 공급 경로(53)로부터 제2 작은 매체 채널(75)로 공급되는 매체를 배출하기 위한 제2 매체 유출 포트(83)[제1 매체 유입 포트(81)와 동일한 방식으로 구성된 매체 유입 포트]가 제공된다.

유사하게, 제1 매체 유출 포트(77)는 제1 구획 부재(69)의 좌측 측면(도1의 좌측 측면) 상에 배치되고, 제2 매체 유입 포트(79)는 우측 측면(도1의 우측 측면) 상에 배치된다.

부가적으로, 외부 실린더(3)는 내부 실린더(11)의 중앙 축(CL1) 주위로 도1에 도시된 화살표(AR1)의 방향(반시계 방향)으로 회전한다. 용융된 레진 스트립(P)을 사출하는 노즐(NZ)은 제1 구획 부재(69)에 대해 회전 방향으로 외부 실린더(3)의 하류 측면 상에 배치된다. 레진 스트립(도1의 견인 시트에 대해 수직한 방향으로 소정 폭을 갖는 시트류의 레진)은 이러한 노즐(NZ)의 근접에서 냉각 롤러(1)에 공급된다. 또한, 공급된 레진(P)은 외부 실린더(3)의 회전과 함께 이동되고 냉각된다.

또한, 제2 구획 부재(71)는 외부 실린더(3) 상의 회전 방향 내의 노즐(NZ)의 하류에 배치된다. 냉각 롤러(1)에 의해 냉각되는 레진 스트립(P)을 감아 올리는 와인드 업 롤러(RL)는 외부 실린더(3) 상의 회전 방향 내에 제2 구획 부재(71)의 하류에 배치되고, 레진 스트립(P)은 와인드 업 롤러(RL)의 인접에서 냉각 롤러(1)로부터 착탈된다.

그러한 구성에 따르면, 제2 매체 유입 포트(79), 제1 구획 부재(69) 및 제1 매체 유출 포트(77)는 외부 실린더(3)로의 냉각될 레진 스트립(P)의 공급 위치와 외부 실린더(3)로부터 레진 스트립(P)을 착탈하는 위치 사이에, 회전 방향 내에 외부 실린더(3)의 상류 측면으로부터 외부 실린더(3)의 회전 방향 내의 공급 위치의 상류 측면 상으로 순서대로 서로에 대해 근접하게 배열된다.

또한, 제1 매체 유입 포트(81), 제2 구획 부재(71) 및 제2 매체 유출 포트(83)는 공급 위치와 착탈하는 위치 사이에, 회전 방향 내에 외부 실린더(3)의 상류 측면으로부터 외부 실린더(3)의 회전 방향 내의 공급 위치의 하류 측면 상으로 순서대로 서로에 대해 근접하게 배치된다.

냉각 롤러(1)에서, 도1에 도시된 바와 같이, 구획 판(43)[제1 구획 부재(69), 제1 매체 유출 포트(77) 및 제2 매체 유입 포트(79)]은 착탈 위치[와인드 업 롤러(PL)] 내에 배치된다, 그러한 구성에 따르면, 냉각 롤러(1)[외부 실린더(3)]의 온도는 냉각 롤러로의 레진의 공급 위치(S)로 용이하게 상승한다.

또한, 스로틀 부분(85)은 내부 실린더(11)와 실린더(25) 사이에 형성된 제1 매체 배출 경로(51) 내에 배치되고, 유사하게 스로틀 부분(87, 89, 91)은 개별적으로 제2 매체 공급 경로(53), 제1 매체 공급 경로(60) 및 제2 매체 배출 경로(61) 내에 배치된다.

다른 배열에서는, 적어도 하나의 개별적인 스로틀 부분(85, 87, 89, 91)이 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다.

샤프트(15b)의 말단부에는 제1 매체 배출 경로(51)와 소통하는 제1 매체 유출 플랜지(93)와, 제2 매체 공급 경로(53)와 소통하는 제2 매체 유입 플랜지(95) 와, 제1 매체 공급 경로(60)와 소통하는 제1 매체 유입 플랜지(97) 및 제2 매체 배출 경로(61)와 소통하는 제1 매체 유출 플랜지(99)가 제공된다.

또한, 냉각 매체가 제1 매체 유입 플랜지(97)로부터 제1 매체 공급 경로(60)로 공급될 때, 공급된 냉각 매체는 제1 매체 공급 경로(60)를 거쳐 이러한 채널의 전체 길이 상으로 제1 작은 매체 채널(73) 내로 도입된다.

냉각 매체는 외부 실린더를 거쳐 외부 실린더(3)의 외부 주연 표면에 결합된 용융된 레진을 냉각하도록 제1 작은 매체 채널(73)을 통해 주연 방향으로 유동한다. 따라서, 매체는 제1 매체 배출 경로(51)를 통해 통과하고, 제1 매체 유출 플랜지(93)로부터 외측으로 배출된다.

유사하게, 제2 매체 유입 플랜지(95)로부터 공급된 매체는 제2 작은 매체 채널(75)을 통해 유동하고, 제2 매체 유출 플랜지(99)로부터 외측으로 배출된다.

제1 매체 유입 플랜지(97)로부터 공급되는 냉매의 온도는 예를 들면 1000 ℃이고, 제2 매체 유입 플랜지(95)로부터 공급되는 냉매의 온도는 예를 들면 30 ℃이다.

냉각 롤러(1)에서, 매체는 개별적인 스로틀 부분(85, 87, 89, 91)의 압력 손실과 개별적인 매체 공급 및 배출 경로 내의 충격 기능(완충 기능)으로 인해 롤러[외부 실린더(3)]의 전체 폭(축 방향으로의 전체 길이)으로부터 매체 채널 내부로 균일하게 도입된다. 따라서 온도는 용융된 레진과 접촉하는 외부 실린더의 거의 전체 폭 상에서 균일하고 임의의 온도 비균일이 냉각될 재료인 레진 필름의 폭 방향으로 발생되지 않는다.

또한, 매체 유입 포트(81, 83) 또는 매체 유출 포트(77, 83)는 노즐(NZ)에 대해 임의의 위치에서 항상 고정된다. 따라서, 외부 실린더(3)의 온도는 냉각될 재료(용융된 레진)가 외부 실린더의 외부 표면과 접촉하는 위치에서 주연 방향으로 실질적으로 동일한 온도로 보유된다. 따라서, 임의의 온도 불균일은 냉각될 재료의 폭 방향으로 발생되지 않는다.

또한, 외부 실린더(3)의 온도는 냉각될 재료가 외부 실린더(3)와 접촉하는 지점에서 항상 동일하다. 따라서, 예를 들면, 유입 온도와 유출 온도 사이의 차이가 증가할지라도, 상기 차이는 냉각될 재료의 폭 방향과 유동 방향으로 온도 불균일을 발생시키지 않는다. 온도 차이는 반드시 감소되야 할 필요는 없고, 매체의 유동률은 감소될 수 있다.

또한, 상기 냉각 롤러(1)에 따르면, 상기 설명한 바와 같은 통상적인 냉각 롤러의 효과를 얻는 것이 가능하다. 또한, 두 개의 매체 채널이 존재하기 때문에, 레진 스트립이 외부 롤러[외부 실린더(3)의 외부 표면]와 접촉하는 장소(공급 위치)의 온도와, 레진 스트립이 냉각 롤러로부터 착탈되는 장소(착탈 위치)의 온도를 개별적으로 제어하는 것이 가능하다. 공급 위치와 착탈 위치 사이의 온도 차이를 만드는 것이 가능하고 용융된 레진 스트립의 성형성이 개선될 수 있다.

즉, 냉각 롤러[외부 실린더(3)의 외부 표면]의 온도가 공급 위치로 상승하기 때문에, 냉각 롤러와 용융된 레진 스트립의 밀접한 접촉 특성이 개선될 수 있다. 또한, 냉각 롤러와 접촉하는 용융된 레진 스트립(시트)의 전방과 후방 사이의 온도 차이를 감소시키는 것이 가능하다.

또한, 냉각 롤러의 온도가 착탈 위치로 내려가지 않기 때문에, 레진 스트립의 결정화를 방지할 수 있고, 또한 냉각 롤러로부터 레진 스트립의 박리성을 개선하는 것이 가능하다.

여기서는, 냉각 롤러(1)가 작동할 때의 시간에서 테스트 결과를 설명한다.

도3은 냉각 롤러(1)가 작동할 때의 시간에서 테스트 결과를 도시한 도면이다.

도3의 가로 좌표는 중앙 축(CL1) 상에 중심을 둔 각도를 도시한다. 도1에서 노즐(NZ)이 배치된 장소가 "0°"라면, 각도는 시계 반대 방향으로 증가하고, 제2 구획 부재(71)가 배치된 장소의 각도는 거의 "110°"이다. 외부 실린더(3)가 임의의 각속도로 회전하기 때문에, 도3의 가로 좌표는 시간 축으로서 간주될 수 있다. 도3의 세로 좌표는 레진 스트립의 온도를 도시한다.

또한, 테스트가 실행될 때, PET 레진은 2000 mm의 외부 직경을 갖는 외부 실린더(3) 내에 레진 스트립으로서 사용되었고, 레진 스트립의 두께는 1900 ㎛로 설정되었고, 제1 매체 유입 포트(81)로부터 공급되는 매체의 온도는 130 ℃로 설정되었고, 제2 매체 유입 포트(79)로부터 공급되는 매체의 온도는 27 ℃로 설정되었다. 실온은 35 ℃였다. 도1에 도시된 지점(S)에서 냉각 롤러(1)[외부 실린더(3)]의 표면 온도는 70 ℃였고 외부 실린더(3)와 레진 필름(레진 스트립)의 밀접 접촉도는 개선되었다.

도3에 도시된 그래프(G1)는 레진 스트립의 전방면[외부 실린더(3)와 접촉하는 그 면에 대향된 레진 스트립의 면]의 온도를 도시한 그래프이다. 이는 노즐 (NZ)로부터 배출되는 면의 온도가 약 285 ℃이고, 레진이 외부 실린더(3)의 회전에 의해 노즐(NZ)로부터 착탈될 때 온도가 강하한다는 것을 보여준다.

그래프(G2)는 레진 스트립의 롤러 측면[외부 실린더(3)와 접촉하는 레진 스트립의 면]의 온도를 도시한 그래프이다. 이는 노즐(NZ)로부터 배출되는 레진의 면의 온도가 285 ℃이고, 레진이 외부 실린더(3)의 회전에 의해 노즐(NZ)로부터 착탈될 때 시작점[제2 구획 부재(71)의 인접에서]에서의 레진의 전방면과 비교하여, 온도가 약 150 ℃로 급격하게 강하한다는 것을 보여준다. 온도는 제2 구획 부재(71)가 제공된 장소 정도로 느리게 강하한다(약 150 ℃의 온도 정도).

그래프(G3)는 그래프(G1와 G2)의 평균값을 나타낸다.

그래프(G4)는 상기 테스트와 유사한 테스트가 통상적인 냉각 롤러를 사용하여 수행될 경우에 레진 스트립의 전방면의 온도를 도시한 그래프이다. 이는 통상적인 냉각 롤러에 공급되는 레진의 온도가 약 30 ℃임을 알 수 있다.

그래프(G5)는 상기 테스트와 유사한 테스트가 수행될 경우에 레진 스트립의 롤러 측면의 온도를 도시한 그래프이다. 이는 노즐(NZ)로부터 배출되는 레진의 면의 온도가 285 ℃이고, 레진이 외부 실린더(3)의 회전에 의해 노즐(NZ)로부터 착탈될 때 시작점[노즐(NZ)의 인접]에서의 레진의 전방면과 비교하여, 온도가 (약 70 ℃로) 급격하게 강하한다는 것을 보여준다.

그래프(G6)는 그래프(G3와 G4)의 평균값을 도시한다.

개별적인 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 그래프(G1 및 G2) 사이의 온도 차이는 그래프(G4 및 G5) 사이보다 작다. 따라서, 본 발명의 냉각 롤러(1)에 서, 레진 스트립의 전방면과 롤러 측면 사이의 온도 차이는 통상적인 냉각 롤러보다 작고, 레진 스트립의 조직은 이전보다 균일하게 될 수 있다..

또한, 레진 스트립의 결정화는 120 ℃ 내지 130 ℃의 온도에서 발생하지만, 온도는 그래프(G5)에서 급격하게 하강한다. 따라서, 120 ℃ 내지 130 ℃의 온도를 통과하는 시간(t5)은 짧아진다.

한편, 그래프(G4)에서, 120 ℃ 내지 130 ℃의 온도를 통과하는 시간(t4)은 임의의 정도 길어진다. 따라서, 결정화는 레진 스트립의 롤러 측면에서 거의 발생하지 않고, 결정화는 레진 스트립의 전방면에서 임의의 정도 발생하고, 조직은 통상적인 냉각 롤러에서 레진 스트립의 두께 방향으로 변경된다.

그래프(G1, G2, G3)에서, 120 ℃ 내지 130 ℃의 온도를 통과하는 시간(t1, t2, t3) 중 상호 차이는 감소된다.

따라서, 냉각 롤러(1)가 사용될 때, 결정화는 레진 스트립의 두께 방향으로 발생하고, 레진 스트립의 조직은 레진의 두께 방향으로 일정하도록 설정될 수 있다.

또한, 냉각 롤러(1)에서, 제1 매체 유입 포트(81)와 제1 매체 유출 포트(77)의 위치는 반대일 수도 있고, 제2 매체 유입 포트(79)와 제2 매체 유출 포트(83)의 것도 반대일 수도 있다. 또한, 냉각 롤러(1)에는 두 개의 작은 매체 채널(두 개의 라인의 매체 채널)이 제공되지만, 도4에 도시된 바와 같이[3개의 라인의 매체 채널이 제공된 냉각 롤러(101)의 개략적인 구성을 도시한 도면], 상기 구성에는 세 개의 라인의 매체 채널이 제공될 수도 있다.

즉, 냉각 롤러(101)는 비회전 가능하게 배치된 내부 실린더(103)와, 내부 실린더(103)와 동축으로 배치된 회전 가능한 외부 실린더(105)를 포함한다.

환형의 매체 채널(107)은 내부 실린더(103)의 외부 주연 표면과 외부 실린더(105)의 내부 주연 표면 사이에 갭에 의해 형성되고, 이 매체 채널(107)은 내부 실린더(103)의 축 방향으로 연장되는 구획 부재(109, 111, 113)에 의해 주연 방향으로 분할된다. 구획 부재(109, 111, 113)는 외부 실린더(105)의 회전 방향으로 서로로부터 이격되고, 구획 부재(109, 111, 113)는 이러한 순서로 배열된다는 것을 알 수 있다.

환형의 매체 채널(107)은 제1 작은 매체 채널(115)을 형성하도록 구획 부재(109, 111)에 의해 한정된다. 유사하게, 구획 부재(111 및 113)는 제2 작은 매체 채널(117)을 형성하고, 구획 부재(113 및 109)는 제3 작은 매체 채널(119)을 형성한다. 그러한 구성에 따르면, 제1 작은 매체 채널(115), 제2 작은 매체 채널(117), 제3 작은 매체 채널(119)은 외부 실린더(105)의 회전 방향으로 순서대로 배열된다.

제1 슬릿류 매체 유입 포트(123) 및 제1 슬릿류 매체 유출 포트(121)는 제1 작은 매체 채널(115)과 소통하도록 내부 실린더(103)의 축을 따라 내부 실린더(103)의 벽 부분 내에 배치된다.

제2 매체 유입 포트(127) 및 제2 매체 유출 포트(125)는 제2 작은 매체 채널(117)과 소통하도록 유사하게 배치되고, 제3 매체 유입 포트(129) 및 제3 매체 유출 포트(125)는 제3 작은 매체 채널(119)과 소통하도록 배치된다.

또한, 내부 실린더(103)에는, 제1 매체 유입 포트(123)에 매체를 공급하기 위한 제1 매체 공급 경로(135)와, 제1 매체 유출 포트(121)로부터 외측으로 매체를 유도하기 위한 제1 매체 배출 경로(133)와, 제2 매체 유출 포트(125)로 매체를 공급하기 위한 제2 매체 공급 경로(139)와, 제2 매체 유출 포트(125)로부터 외측으로 매체를 유도하기 위한 제2 매체 배출 경로(137)와, 제3 매체 유입 포트(129)로 매체를 공급하기 위한 제3 매체 공급 경로(141)와, 제3 매체 유출 포트(131)로부터 외측으로 매체를 유도하기 위한 제3 매체 배출 경로(143)가 배열된다.

또한, 예를 들면, 제3 매체 유입 포트(129), 제1 구획 부재(109) 및 제1 매체 유출 포트(121)는 냉각될 레진 스트립의 공급 위치와 외부 실린더(105)로부터 레진 스트립의 착탈 위치 사이에, 회전 방향으로 외부 실린더(105)의 상류 측면으로부터 외부 실린더(105)의 회전 방향으로 공급 위치의 상류 측면 상으로 순서대로 서로에 인접하게 배열된다.

또한, 제1 매체 유입 포트(123), 제2 구획 부재(111) 및 제2 매체 유출 포트(125)(제2 매체 유입 포트일 수도 있음)는 공급 위치와 착탈 위치 사이에, 회전 방향 내에 외부 실린더(105)의 상류 측면으로부터 외부 실린더(105)의 회전 방향 내의 공급 위치의 하류 측면 상으로 순서대로 서로에 대해 근접하게 배열된다.

또한, 제2 매체 유입 포트(127)(제2 매체 유출 포트일 수도 있음), 제3 구획 부재(113) 및 제3 매체 유출 포트(131)는 공급 위치와 착탈 위치 사이에, 회전 방향 내에 외부 실린더(105)의 상류 측면으로부터 외부 실린더(105)의 회전 방향 내의 제2 매체 유출 포트(125)의 하류 측면 상으로 순서대로 서로에 대해 근접하게 배열된다.

도5에 도시된 바와 같이(도4에 도시된 V 부분에 상응하고 냉각 롤러의 변경예를 도시하는 도면), 제3 매체 유입 포트(129)는 제1 매체 유출 포트(121)로부터 매우 이격될 수도 있다.

또한, 상기 구성에는 4개 이상의 라인의 매체 채널이 제공될 수도 있다.

즉, 상기 구성에는 비회전 가능하게 배치된 내부 실린더와, 내부 실린더와 동축으로 배치된 회전 가능한 외부 실린더와, 내부 실린더의 외부 주연 표면과 외부 실린더의 내부 주연 표면 사이의 갭에 의해 한정된 환형 매체 채널과, 주연 방향으로 환형 매체 채널을 분할하도록 내부 실린더의 축 방향으로 개별적으로 연장함으로써, 복수의 작은 매체 채널(각각의 매체 채널은 내부 실린더의 축에 대해 수직인 평면에 의해 원형 단면 형상을 가짐)로 매체 채널을 분할하는 복수의 구획 부재와, 매체 유입 포트가 작은 매체 채널에 개별적으로 연결되도록 내부 실린더의 원주 방향의 다른 위치로 내부 실린더의 축을 따라 내부 실린더의 벽 부분 내에 제공된 복수의 슬릿류의 매체 유입 포트와, 매체 유출 포트가 작은 매체 채널에 개별적으로 연결되도록 내부 실린더의 원주 방향의 다른 위치로 내부 실린더의 축을 따라 내부 실린더의 벽 부분 내에 제공된 복수의 슬릿류의 매체 유출 포트와, 각각의 매체 유입 포트로 매체를 공급하도록 내부 실린더 내에 배치된 복수의 매체 공급 경로 및 각각의 매체 유출 포트로부터 외측으로 매체를 배출하도록 내부 실린더 내에 배치된 복수의 매체 배출 경로가 제공될 수도 있다.

상기 실시예에서, 본 발명은 냉각 롤러로서 사용되었지만, 본 발명은 가열 롤러, 즉 롤러의 매체 채널로 가열될 매체를 공급하고 외부 실린더의 외부 주연부와 접촉하는 시트류의 물질을 가열하는 구성으로서 사용될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 다이로부터 배출된 용융된 레진 스트립을 냉각하고 또는 고체화된 레진 스트립을 가열하는 본 발명에 따른 가열 및 냉각 롤러는 레진 스트립이 가열 및 냉각 롤러와 접촉하는 장소에서의 온도와, 레진 스트립이 가열 및 냉각 롤러로부터 착탈되는 장소에서의 온도를 개별적으로 제거할 수 있다는 효과를 갖는다.

Claims

가열 및 냉각 롤러이며,

비회전 가능한 내부 실린더와,

내부 실린더와 동축으로 배치된 회전 가능한 외부 실린더와,

내부 실린더의 외부 주연 표면과 외부 실린더의 내부 주연 표면 사이의 환형 매체 채널과,

각각이 주연 방향으로 환형 매체 채널을 분할하도록 내부 실린더의 축 방향으로 연장함으로써, 복수의 작은 매체 채널로 매체 채널을 분할하는 복수의 구획 부재와,

매체 유입 포트가 작은 매체 채널에 개별적으로 연결되도록 내부 실린더 상의 다른 원주 위치에서 내부 실린더의 축을 따라 내부 실린더의 벽 부분 내에 제공된 복수의 슬릿류의 매체 유입 포트와,

매체 유출 포트가 작은 매체 채널에 개별적으로 연결되도록 내부 실린더 상의 다른 원주 위치에서 내부 실린더의 축을 따라 내부 실린더의 벽 부분 내에 제공된 복수의 슬릿류의 매체 유출 포트를 포함하는 가열 및 냉각 롤러.
가열 및 냉각 롤러이며,

비회전 가능한 내부 실린더와,

내부 실린더와 동축으로 배치된 회전 가능한 외부 실린더와,

내부 실린더의 외부 주연 표면과 외부 실린더의 내부 주연 표면 사이의 환형 매체 채널과,

주연 방향으로 환형 매체 채널을 분할하도록 내부 실린더의 축 방향으로 연장하는 제1 구획 부재와,

내부 실린더의 제1 구획 부재로부터 원주 방향으로 이격되고 주연 방향으로 환형 매체 채널을 분할하도록 내부 실린더의 축 방향으로 연장하는 제2 구획 부재와,

구획 부재 중 하나에 의해 환형 매체 채널로부터 분할되는 제1 작은 매체 채널과,

구획 부재 중 다른 하나에 의해 환형 매체 채널로부터 분할되는 제2 작은 매체 채널과,

제1 작은 매체 채널에 연결되도록 내부 실린더의 축을 따라 내부 실린더의 벽 부분 내에 제공된 제1 슬릿류의 매체 유입 포트와,

제1 작은 매체 채널에 연결되도록 내부 실린더의 축을 따라 내부 실린더의 벽 부분 내에 제공된 제1 슬릿류의 매체 유출 포트와,

제2 작은 매체 채널에 연결되도록 내부 실린더의 축을 따라 내부 실린더의 벽 부분 내에 제공된 제2 슬릿류의 매체 유입 포트와,

제2 작은 매체 채널에 연결되도록 내부 실린더의 축을 따라 내부 실린더의 벽 부분 내에 제공된 제2 슬릿류의 매체 유출 포트를 포함하는 가열 및 냉각 롤러.
제2항에 있어서, 스로틀 부분은 각각의 매체 유입 포트의 유입 측면 상에 그리고 각각의 매체 유출 포트의 유출 측면 상에 형성된 가열 및 냉각 롤러.