KR20230174725A

KR20230174725A - 열처리 장치

Info

Publication number: KR20230174725A
Application number: KR1020230077852A
Authority: KR
Inventors: 히데노리 나카무라; 히데키 요네카와; 히로시 이시다; 히데아키 오이; 마사노부 가토
Original assignee: 가부시키가이샤 노리타케 캄파니 리미티드
Priority date: 2022-06-21
Filing date: 2023-06-19
Publication date: 2023-12-28
Also published as: DE102023115619A1; US20230407426A1; JP2024000724A; CN117265244A; JP7285360B1

Abstract

여기서 개시되는 열처리 장치는, 띠모양의 시트가 반송되면서 가열 처리되는 가열 처리부와, 가열 처리부에서 가열 처리된 띠모양의 시트가 반송되면서 냉각되는 냉각부를 구비하고 있다. 냉각부는, 내부에 냉매가 유통되는 냉각 롤러와, 냉각 롤러가 배치된 공간을 둘러싸는 외벽을 가지고 있다. 열처리 장치는, 냉각부에서 냉각된 띠모양의 시트가 감기는 권취부를 더 구비하고 있어도 괜찮다.

Description

열처리 장치{Heat Treatment Apparatus}

본 개시는, 열처리 장치에 관한 것이다.

국제공개 제2021/166048호에는, 띠모양의 피처리물을 가열 처리하기 위한 열처리 장치가 개시되어 있다. 위 공보에 개시되어 있는 열처리 장치는, 반입구와 반출구와의 사이에 배치된 처리실을 구비하는 로체(爐體)와, 반입구로부터 반출구까지 가로지르게 되는 피처리물을 반입구로부터 처리실을 지나 반출구로 반송하는 반송 장치와, 처리실 내에서 피처리물을 안내하는 복수의 안내 롤러와, 처리실 내에서 피처리물을 가열하는 가열 장치를 구비하고 있다. 피처리물은, 복수의 안내 롤러에 의해서 규정되는 반송 경로를 지나 반입구로부터 반출구까지 반송된다. 가열 장치는, 안내 롤러의 근방에 배치된 제1 히터와, 피처리물의 반송 방향으로 인접하는 안내 롤러의 중간 위치의 근방에 배치된 제2 히터를 구비하고 있다. 제2 히터는, 적외 영역의 전자파를 방사하는 히터이다. 이러한 열처리 장치에 의하면, 피처리물을 효율적으로 열처리 할 수 있다고 여겨지고 있다.

일본 특허출원공개 제2012-132662호 공보에는, 3.5㎛ 이하의 전자파의 흡수스펙트럼을 가지고 수소 결합을 가지는 도막을, 로체 내부에서 주행시키면서 건조시키는 도막 건조로가 개시되어 있다. 도막 건조로는, 로체의 내부에 적외선 히터를 구비하고 있다. 적외선 히터는, 필라멘트의 외주가 로우패스 필터로서 기능하는 관에 의해서 동심원 모양으로 덮여져 있다. 적외선 히터로서는, 복수의 관의 사이에 유체의 유로를 형성한 구조를 가지는 히터가 이용되고 있다. 이러한 도막 건조로에 의하면, 도막을 효율적으로 연속하여 가열 건조할 수 있다고 여겨지고 있다.

특허 문헌 1 : 국제공개 제2021/166048호 특허 문헌 2 : 일본 특허출원공개 제2012-132662호 공보

그런데, 본 발명자는, 띠모양의 시트를 반송하면서 연속적으로 가열 처리할 때의 처리 효율을 향상시키고 싶다고 생각하고 있다.

여기서 개시되는 열처리 장치는, 띠모양의 시트가 반송되면서 가열 처리되는 가열 처리부와, 가열 처리부에서 가열 처리된 띠모양의 시트가 반송되면서 냉각되는 냉각부를 구비하고 있다. 냉각부는, 내부에 냉매가 유통되는 냉각 롤러와, 냉각 롤러가 배치된 공간을 둘러싸는 외벽을 가지고 있다.

이러한 열처리 장치에 의하면, 가열 처리 후의 띠모양의 시트를 효율적으로 냉각하여 권취(卷取)할 수 있다. 이 때문에, 띠모양의 시트를 반송하면서 연속적으로 가열 처리할 때의 처리 효율이 향상된다.

냉각 롤러는 단수라도 괜찮지만, 복수인 편이 보다 바람직하다

도 1은, 열처리 장치(10)를 나타내는 모식도이다.
도 2는, 시트(20)의 구동 기구를 나타내는 모식도이다.
도 3은, 냉각 롤러(52)의 단면도이다.
도 4는, 도 3의 IV-IV선을 따른 단면도이다.
도 5는, 도 3의 V-V선을 따른 단면도이다.

이하, 본 개시에서의 실시 형태 중 하나에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 도면에서는, 동일한 작용을 나타내는 부재·부위에는 동일한 부호를 붙여 설명하고 있다. 또, 각 도면에서의 치수 관계(길이, 폭, 두께 등)는 실제의 치수 관계를 반영하는 것은 아니다. 상, 하, 좌, 우, 전, 후의 방향은, 도면 중, U, D, L, R, F, Rr의 화살표로 각각 표시되어 있다. 여기서, 상, 하, 좌, 우, 전, 후의 방향은, 설명의 편의상 정해져 있는 것에 지나지 않고, 특별히 언급되지 않는 한 본원 발명을 한정하지 않는다.

《열처리 장치(10)》

도 1은, 열처리 장치(10)를 나타내는 모식도이다. 열처리 장치(10)는, 띠모양의 피처리물(이하, '시트'라고도 칭함)을 가열 처리하기 위한 설비이다. 이 실시 형태에서는, 열처리 장치(10)는, 이른바 롤투롤 방식으로 띠모양의 피처리물을 반송하면서 연속적으로 건조시키기 위한 장치이다. 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 열처리 장치(10)는, 권출부(卷出部)(30)와, 가열 처리부(40)와, 냉각부(50)와, 권취부(卷取部)(60)를 차례로 구비하고 있다. 시트(20)는, 권출부(30)에 마련되는 권출롤(22)로부터 권출되고, 가열 처리부(40)에서 가열 처리되며, 냉각부(50)에서 냉각된 후, 권취부(60)에 마련된 권취롤(24)에 권취된다. 여기서, 시트(20)는, 띠모양의 시트 기재의 양면(제1 면(20a)과 제2 면(20b))에 각각 전극 재료가 도공(塗工)된 2차 전지의 전극 시트 등일 수 있다.

이 실시 형태에서는, 권출부(30), 가열 처리부(40), 냉각부(50) 및 권취부(60) 각 부는, 각각 외부 공간과 격리된 공간을 가지고 있다. 각 부에는 각각 진공 펌프(80)가 접속되어 있다. 진공 펌프(80)는, 권출부(30), 가열 처리부(40), 냉각부(50) 및 권취부(60)의 내부를 감압한다. 여기에서는, 시트(20)는, 대기압보다도 낮은 미리 정해진 진공 분위기하에서 처리된다. 또한, 진공 펌프(80)의 접속 구성은, 이러한 형태로 한정되지 않는다. 예를 들면, 권출부(30), 가열 처리부(40), 냉각부(50) 및 권취부(60)는, 복수의 진공 펌프(80)에 의해서 내부가 감압되도록 구성되어 있어도 괜찮다. 예를 들면, 복수의 진공 펌프(80)가, 권출부(30), 가열 처리부(40), 냉각부(50) 및 권취부(60) 각 부에 각각 접속되어 있어도 괜찮다.

진공 펌프(80)의 배관에는, 각 부의 진공도를 조정하기 위한 진공 밸브(81~84)가 마련되어 있다. 진공 밸브(81~84)는, 각 부와 진공 펌프(80)의 접속 및 각 부와 진공 펌프(80)의 절단을 전환 가능하게 구성되어 있다. 각 부의 진공도를 조정하지 않는 경우에는 진공 밸브(81~84) 대신에 개폐 밸브를 사용하기도 한다.

<권출부(30)>

권출부(30)는, 가열 처리 전의 띠모양의 시트(20)가 감겨진 상태의 권출롤(22)을 수용하고 있다. 권출부(30)는, 내부의 설비나 권출롤(22)을 둘러싸는 외벽(30a)을 가지고 있다. 권출부(30)에는, 제1 축(32)과, 복수의 롤러(34)가 내부에 마련되어 있다. 제1 축(32)은, 가열 처리 전의 띠모양의 시트(20)가 감겨진 권출롤(22)이 장착되는 축이다. 이 실시 형태에서는, 제1 축(32)이 회전 구동되는 것에 의해서, 제1 축(32)에 장착된 권출롤(22)로부터 띠모양의 시트(20)가 권출된다.

권출부(30)의 외벽(30a)으로 둘러싸인 공간 내에는, 시트(20)의 반송 경로를 설정하는 복수의 롤러(34)가 마련되어 있다. 제1 축(32)에 장착된 권출롤(22)로부터 권출된 시트(20)는, 복수의 롤러(34)에 미리 정해진 순서로 걸쳐 감겨지고, 가열 처리부(40)를 향해서 반송된다. 복수의 롤러(34)는, 가이드 롤러(34a)와, 장력 검출 롤러(34b)와, 피드 롤러(34c)와, 댄서 롤러(34d)를 포함하고 있다. 장력 검출 롤러(34b)는, 시트(20)에 걸리는 장력을 검출하기 위한 롤러이다. 장력 검출 롤러(34b)에는, 도시하지 않는 장력 검출기가 장착되어 있다. 댄서 롤러(34d)는, 미리 정해진 범위를 이동 가능하게 구성되어 있다. 댄서 롤러(34d)가 이동하는 것에 의해서, 시트(20)의 장력이 조정된다. 피드 롤러(34c)는, 도시하지 않는 구동 장치에 의해서 회전 구동된다. 피드 롤러(34c)의 회전이 제어되는 것에 의해서, 댄서 롤러(34d)의 위치가 조정된다.

<가열 처리부(40)>

가열 처리부(40)는, 띠모양의 시트(20)가 반송되면서 가열 처리되는 부위이다. 가열 처리부(40)에서는, 제1 축(32)에 장착된 권출롤(22)로부터 권출된 띠모양의 시트(20)가 반송되면서 가열 처리된다. 또한, 이 실시 형태에서는, 열처리 장치(10)에는, 1개의 가열 처리부(40)가 마련되어 있지만, 이러한 형태로 한정되지 않는다. 열처리 장치(10)에는, 복수의 가열 처리부(40)가 마련되어 있어도 괜찮다.

이 실시 형태에서는, 가열 처리부(40)는, 히터(42)와, 가이드 롤러(44a~44d)와, 외벽(40a)을 구비하고 있다. 외벽(40a)은, 히터(42)와, 가이드 롤러(44a~44d)가 배치된 공간을 둘러싸고 있다. 권출부(30)의 외벽(30a)과 가열 처리부(40)의 외벽(40a)에는, 연결부(70)가 마련되어 있다. 연결부(70)에는, 권출부(30)의 출구와 가열 처리부(40)의 입구가 마련되어 있다. 가열 처리부(40)는, 연결부(70)를 매개로 하여 권출부(30)가 접속되어 있다. 연결부(70)에는, 띠모양의 시트(20)가 통과하는 통과로가 형성되어 있다. 시트(20)는, 연결부(70)를 지나 권출부(30)로부터 가열 처리부(40)로 반송된다. 연결부(70)에 형성된, 시트(20)의 통과로의 치수는, 특별히 한정되지 않는다. 이 실시 형태에서는, 시트(20)의 통과로는, 시트(20)의 폭과 두께보다도 조금 큰 치수로 설정되어 있다. 이것에 의해서, 가열 처리부(40)의 분위기와 권출부(30)의 분위기는, 서로 간섭하기 어렵게 되어 있다. 또, 가열 처리부(40)의 입구(이 실시 형태에서는, 연결부(70))에는, 도어(70a)가 마련되어 있다. 도어(70a)는, 권출롤(22)을 교환할 때 등에 닫혀진다. 예를 들면, 권출롤(22)을 교환할 때 등에, 도어(70a)가 닫혀져 있는 것에 의해서, 가열 처리부(40)의 분위기를 유지할 수 있고, 권출롤(22)을 교환하였을 때의 장치의 복구가 빠르게 된다. 도어(70a)는, 권출롤(22)을 교환할 때 등, 시트(20)가 연결부(70)를 지나고 있을 때에 닫혀지기도 한다. 권출롤(22)에 감겨진 시트(20)의 나머지가 적게 되었을 때, 권출롤(22)을 새로운 것과 교환한다. 교환 후의 권출롤(22)의 시트(20)의 단부와, 교환 전의 권출롤(22)의 시트(20)의 단부를 이어 맞춤으로써, 가열 처리부(40)의 분위기를 유지할 수 있고, 권출롤(22)을 교환하였을 때의 장치의 복구가 빠르게 된다.

<가이드 롤러(44a~44d)>

가이드 롤러(44a~44d)는, 가열 처리부(40)에서 시트(20)가 반송되는 반송 경로를 설정하기 위한 롤러이다. 이 실시 형태에서는, 가이드 롤러(44a~44d)는, 원기둥 모양의 롤러이다. 가이드 롤러(44a~44d)의 축은, 각각 좌우 방향을 향하게 되어 있다. 가이드 롤러(44a)는, 가열 처리부(40)의 입구(연결부(70)) 부근에 마련되어 있다. 복수의 가이드 롤러(44b)는, 가열 처리부(40)의 하방에서 전후 방향으로 차례로 미리 정해진 피치로 늘어 놓여져 수 있다. 복수의 가이드 롤러(44c)는, 가열 처리부(40)의 상방에서, 가열 처리부(40)의 입구로부터 출구를 향하여 복수의 가이드 롤러(44b)와는 반피치 어긋나게 늘어 놓여져 있다. 가이드 롤러(44d)는, 가열 처리부(40)의 출구(연결부(72)) 부근에 마련되어 있다. 시트(20)는, 가열 처리부(40)의 입구 부근의 가이드 롤러(44a)에 걸쳐지고 하방으로 반송된다. 그 후, 시트(20)는, 상하의 가이드 롤러(44b, 44c)에 후방으로부터 전방을 향해서 차례로 교호로 걸쳐져 감겨된다. 이것에 의해, 가열 처리부(40)에서의 시트(20)는, 입구로부터 출구를 향해서 상하로 왔다 갔다 하면서 진행한다. 그리고, 출구 부근에 마련된 가이드 롤러(44d)를 지나, 냉각부(50)를 향해서 반출된다.

<히터(42)>

히터(42)는, 시트(20)를 가열하기 위한 설비이다. 이 실시 형태에서는, 히터(42)는, 가이드 롤러(44a~44d)에 걸쳐져, 상하로 왔다 갔다 하면서, 입구로부터 출구를 향해서 진행하는 시트(20)의 주위에, 시트(20)에 대향하도록 배치되어 있다. 히터(42)는, 가이드 롤러(44b, 44c)에 걸쳐져 상하로 왔다 갔다 하는 시트(20)의 간극이나, 반송되는 시트(20)의 주위에, 시트(20)에 대향하도록 배치되어 있다. 히터(42)는, 예를 들면, 히터 홀더 및 지주에 의해서 고정되어도 괜찮다. 외벽(40a)의 저벽으로부터 히터 홀더를 고정하기 위한 지주를 세우고, 당해 지주에 히터 홀더를 고정하고, 히터 홀더에 히터(42)를 고정해도 괜찮다. 또, 히터(42)는, 예를 들면, 외벽(40a)의 측벽에 지지되어 있어도 괜찮다.

이 실시 형태에서는, 히터(42)로서 원적외선 가열식의 판 모양의 플레이트 히터가 이용되어 있다. 히터(42)로서는, 가열 온도나 가열 분위기 등에 따라서 여러 가지의 히터가 이용될 수 있다. 히터(42)로서는, 예를 들면, 판 모양의 플레이트 히터 외에, 예를 들면, 통 모양의 히터가 이용되어도 괜찮다. 히터(42)의 재질은 특별히 한정되지 않고, 금속 시스 히터, 세라믹 히터, 램프 히터 등이 이용되어도 괜찮다. 또, 히터(42)는, 원적외선 가열식의 히터에 한정되지 않는다. 분위기로(雰圍氣爐)의 경우에는, 히터(42)로서는, 예를 들면, 피처리물에 열풍이 내뿜어지는 열풍 가열식의 히터나 적외선 가열식의 램프 히터가 이용되어도 괜찮다.

가이드 롤러(44a~44d)가 상기와 같이 배치되어 있는 것에 의해서, 가열 처리부(40)에서 시트(20)가 반송되는 거리가 길게 되어 있다. 이 때문에, 시트(20)는, 효율적으로 건조될 수 있다. 또, 시트(20)의 제1 면(20a)과 제2 면(20b)에 대해서, 각각 히터(42)로부터의 열이 동일하도록 쬐어진다. 이 때문에, 시트(20)의 제1 면(20a)과 제2 면(20b)의 가열 조건이 가깝게 될 수 있다. 이것에 의해서, 시트(20)의 제1 면(20a)과 제2 면(20b)의 열이력(熱履歷)의 차이를 작게 할 수 있다. 열이력은, 시트(20)가 가열 및 냉각된 이력이다. 시트(20) 내에서 가열 조건과 냉각 조건을 맞추는 것에 의해서, 시트(20) 내의 열이력의 차이가 작게 될 수 있다.

또한, 히터(42)나 가이드 롤러(44a~44d)의 배치는, 이러한 형태로 한정되지 않는다. 히터(42)나 가이드 롤러(44a~44d)의 배치는, 시트(20)의 종류나 가열 처리의 조건 등에 따라 적절히 설정되면 괜찮다. 예를 들면, 시트(20)의 제1 면(20a)과 제2 면(20b)에서 다른 재료가 형성되어 있는 경우 등, 제1 면(20a)과 제2 면(20b)이 다른 조건으로 가열 처리되도록, 히터(42)의 배치나 출력 등이 설정되어도 괜찮다.

<냉각부(50)>

냉각부(50)는, 가열 처리부(40)에서 가열 처리된 띠모양의 시트(20)가 반송되면서 냉각되는 부위이다. 냉각부(50)는, 냉각 롤러(52)와, 복수의 가이드 롤러(58)와, 외벽(50a)을 가지고 있다. 이 실시 형태에서는, 냉각부(50)에는, 복수의 냉각 롤러(52)가 마련되어 있다. 외벽(50a)은, 복수의 냉각 롤러(52)와, 복수의 가이드 롤러(58)가 배치된 공간을 둘러싸고 있다. 외벽(50a)에는, 시트(20)가 반입되는 입구와, 시트(20)가 반출되는 출구가 형성되어 있다.

복수의 냉각 롤러(52)와 복수의 가이드 롤러(58)는, 냉각부(50)에서 시트(20)가 반송되는 반송 경로를 설정하고 있다. 냉각부(50)는, 연결부(72)를 매개로 하여 가열 처리부(40)와 접속되어 있다. 시트(20)는, 연결부(72)를 지나 가열 처리부(40)로부터 냉각부(50)로 반송된다. 특별히 한정되지 않지만, 연결부(72)에서의 시트(20)의 통과로의 치수는, 연결부(70)와 마찬가지로, 시트(20)의 폭과 두께보다도 조금 큰 치수로 설정되어 있다. 이것에 의해서, 가열 처리부(40)의 분위기와 냉각부(50)의 분위기는, 서로 간섭하기 어렵게 되어 있다. 냉각 롤러(52)는 단수라도 괜찮지만, 복수인 편이 보다 바람직하다.

<냉각 롤러(52)>

냉각 롤러(52)는, 내부에 냉매가 유통되도록 구성된 롤러이다. 이 실시 형태에서는, 냉각 롤러(52)는, 적어도 1개의 제1 냉각 롤러(52a)와, 적어도 1개의 제2 냉각 롤러(52b)를 가지고 있다. 여기서, 제1 냉각 롤러(52a)는, 띠모양의 시트(20)의 제1 면(20a)이 접하도록 걸쳐 감겨지는 냉각 롤러(52)이다. 제2 냉각 롤러(52b)는, 띠모양의 시트(20)의 제2 면(20b)이 접하도록 걸쳐 감겨지는 냉각 롤러(52)이다. 이 실시 형태에서는, 냉각 롤러(52)는, 도시하지 않는 구동 장치가 접속되어 있다. 냉각 롤러(52)는, 반송 방향을 따라서, 설정된 반송 속도에 맞추어 회전한다.

이 실시 형태에서는, 제1 냉각 롤러(52a) 및 제2 냉각 롤러(52b)는, 각각 복수(이 실시 형태에서는, 4개씩) 마련되어 있다. 냉각 롤러(52)의 수는 특별히 한정되지 않는다. 제1 냉각 롤러(52a) 및 제2 냉각 롤러(52b)는, 예를 들면, 각각 1개씩 마련되어 있어도 괜찮다.

이 실시 형태에서는, 복수의 제1 냉각 롤러(52a)는, 냉각부(50)의 전방(출구측)으로 높이 방향을 따라서 미리 정해진 피치로 일렬로 늘어 놓여져 있다. 복수의 제2 냉각 롤러(52b)는, 냉각부(50)의 후방(입구측)에서, 높이 방향을 따라서 미리 정해진 피치로 일렬로 늘어 놓여져 있다. 서로 이웃하는 제1 냉각 롤러(52a)의 간격 및 서로 이웃하는 제2 냉각 롤러(52b)의 간격은 각각, 냉각 롤러(52)의 외경보다도 좁게 되도록 설정되어 있다. 또한, 제1 냉각 롤러(52a) 및 제2 냉각 롤러(52b)의 배치는, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 복수의 제1 냉각 롤러(52a) 및 복수의 제2 냉각 롤러(52b)는 각각, 냉각부(50)의 입구측으로부터 출구측을 향하여 늘어 놓여져 있어도 괜찮다. 복수의 제1 냉각 롤러(52a)는, 냉각부(50)의 상방에 미리 정해진 피치로 일렬에 늘어 놓여져 있어도 괜찮다. 복수의 제2 냉각 롤러(52b)는, 냉각부(50)의 하방에 미리 정해진 피치로 일렬에 늘어 놓여져 있어도 괜찮다. 서로 이웃하는 제1 냉각 롤러(52a)의 간격 및 서로 이웃하는 제2 냉각 롤러(52b)의 간격은 각각, 냉각 롤러(52)의 외경보다도 넓게 되도록 설정되어 있어도 괜찮다.

이 실시 형태에서는, 제1 냉각 롤러(52a)와 제2 냉각 롤러(52b)는, 동일한 피치로 늘어 놓여져 있다. 제2 냉각 롤러(52b)의 높이는, 아래로부터 차례로, 제1 냉각 롤러(52a)보다도 반피치 높은 위치에 배치되어 있다. 이것에 의해, 복수의 제1 냉각 롤러(52a)와 복수의 제2 냉각 롤러(52b)는, 냉각부(50)의 전후에서 차례로 높이가 어긋나도록 배치되어 있다. 환언하면, 복수의 제1 냉각 롤러(52a)와 복수의 제2 냉각 롤러(52b)가 지그재그로 배치되어 있다. 제1 냉각 롤러(52a)와 제2 냉각 롤러(52b)가 이와 같이 배치되어 있는 것에 의해서, 냉각부(50)를 높이 방향으로 긴 구조로 할 수 있다. 한편으로, 냉각부(50)의 전유(專有) 면적을 작게 할 수 있어 설비의 공간 절약화를 도모할 수 있다.

<가이드 롤러(58)>

복수의 가이드 롤러(58)는, 띠모양의 시트(20)를 안내하는 롤러이다. 이 실시 형태에서는, 가이드 롤러(58)는, 원기둥 모양의 롤러이다. 가이드 롤러(58)의 축은, 냉각부(50)에서 좌우 방향을 향하게 되고 냉각부(50)에 마련되어 있다. 냉각부(50)에는, 복수의 가이드 롤러(58)에 의해서, 입구(연결부(72))로부터 복수의 냉각 롤러(52)를 지나고, 복수의 냉각 롤러(52)로부터 출구(연결부(74))를 향하도록, 띠모양의 시트(20)의 반송 경로가 설정되어 있다. 또한, 복수의 가이드 롤러(58)는, 시트(20)에 걸리는 장력을 검출하는 장력 검출 롤러를 포함하고 있다.

냉각부(50)에 마련된 복수의 가이드 롤러(58) 중, 가이드 롤러(58a)는, 냉각부(50)의 입구 부근에 마련되어 있다. 복수의 냉각 롤러(52)의 상류측에는, 가이드 롤러(58a)로부터 하방을 향해서 반송 경로가 설정되도록 복수의 가이드 롤러(58)가 배치되어 있다. 가이드 롤러(58b)는, 최하단에 배치된 제1 냉각 롤러(52a)의 상류측에 배치되어 있다. 가이드 롤러(58c)는, 최상단에 배치된 제2 냉각 롤러(52b)의 하류측에 배치되어 있다. 가이드 롤러(58d)는, 냉각부(50)의 출구 부근에 마련되어 있다. 또, 가이드 롤러(58c)로부터 냉각부(50)의 출구에 마련된 가이드 롤러(58d)를 향해서 반송 경로가 설정되도록 복수의 가이드 롤러(58)가 배치되어 있다.

띠모양의 시트(20)는, 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 냉각부(50)의 입구로부터, 가이드 롤러(58a)를 지나 냉각부(50)로 도입되고, 복수의 냉각 롤러(52)의 상류측에서 하방으로 반송된다. 띠모양의 시트(20)는, 가이드 롤러(58b)를 지나 최하단에 배치된 제1 냉각 롤러(52a)로 반송된다. 띠모양의 시트(20)는, 제1 냉각 롤러(52a)와 제2 냉각 롤러(52b)에 하측으로부터 차례로 교호로 걸쳐 감겨지고, 최상단의 제2 냉각 롤러(52b)로부터 가이드 롤러(58c)를 향해서 반송된다. 띠모양의 시트(20)는, 가이드 롤러(58c)를 지나 하방으로 반송되고, 가이드 롤러(58d)를 지나 냉각부(50)의 출구로부터 권취부(60)로 반송되고 있다. 이 때, 띠모양의 시트(20)는, 제1 냉각 롤러(52a)에 띠모양의 시트(20)의 제1 면(20a)이 접촉하고, 제2 냉각 롤러(52b)에 띠모양의 시트(20)의 제2 면(20b)이 접촉하도록 걸쳐 감겨진다. 이 때문에, 띠모양의 시트(20)의 제1 면(20a)과 제2 면(20b)이 차례로 냉각 롤러(52)에 의해서 냉각된다. 이것에 의해, 띠모양의 시트(20)의 제1 면(20a)과 제2 면(20b)과의 열이력의 차이가 작게 된다.

또한, 이 실시 형태에서는, 가이드 롤러(58b)는, 가장 상류측의 냉각 롤러(52)에 대해서 띠모양의 시트(20)가 접하는 각도를 조정하고 있다. 이 실시 형태에서는, 가이드 롤러(58b)의 상단은, 최하단에 배치된 제1 냉각 롤러(52a)의 하단보다도 높은 위치에 배치되어 있다. 이것에 의해서, 최하단에 배치된 제1 냉각 롤러(52a)에 대해서 띠모양의 시트(20)가 걸쳐 감겨지는 길이가 길게 되어, 띠모양의 시트(20)가 냉각되기 쉽게 되어 있다. 가이드 롤러(58c)는, 가장 하류측의 냉각 롤러(52)에 대해서 띠모양의 시트(20)가 접하는 각도를 조정하고 있다. 이 실시 형태에서는, 가이드 롤러(58c)의 하단은, 최상단에 배치된 제2 냉각 롤러(52b)의 상단보다도 낮은 위치에 배치되어 있다. 이것에 의해서, 최상단에 배치된 제2 냉각 롤러(52b)에 대해서 띠모양의 시트(20)가 걸쳐 감겨지는 길이가 길게 되어, 띠모양의 시트(20)가 냉각되기 쉽게 되어 있다. 이 실시 형태에서는, 시트(20)는, 둘레 방향에서 180도 이상의 각도에 걸쳐서 제1 냉각 롤러(52a)와 제2 냉각 롤러(52b)에 각각 접하고 있다.

또한, 이 실시 형태에서는, 가이드 롤러(58b, 58c)의 위치는, 띠모양의 시트(20)가 가장 상류측의 냉각 롤러(52)에 접하는 각도와, 띠모양의 시트(20)가 가장 하류측의 냉각 롤러(52)에 접하는 각도가 동일하게 되도록 설정되어 있다. 이것에 의해서, 최하단에 배치된 제1 냉각 롤러(52a)에 대해서 띠모양의 시트(20)가 걸쳐 감겨지는 길이와, 최상단에 배치된 제2 냉각 롤러(52b)에 대해서 띠모양의 시트(20)가 걸쳐 감겨지는 길이가 동일하게 되어 있다. 이 때문에, 띠모양의 시트(20)의 제1 면(20a)과 제2 면(20b)과의 열이력의 차이가 작게 된다.　

냉각부(50)에서 냉각된 시트(20)는, 권취부(60)를 향해서 반송된다. 이 실시 형태에서는, 냉각부(50)의 출구(이 실시 형태에서는, 연결부(74))에는, 도어(74a)가 마련되어 있다. 도어(74a)는, 도어(70a)와 마찬가지로, 권취롤(24)을 교환할 때 등, 시트(20)가 연결부(74)를 지나고 있지 않을 때에 닫혀진다. 예를 들면, 권취롤(24)을 교환할 때 등에, 도어(74a)가 닫혀져 있는 것에 의해서, 냉각부(50)의 분위기를 유지할 수 있고, 권취롤(24)을 교환하였을 때의 장치의 복구가 빠르게 된다. 도어(74a)는, 권취롤(24)을 교환할 때 등, 시트(20)가 연결부(74)를 지나고 있을 때에 닫혀지는 경우도 있다. 권취롤(24)에 감겨진 시트(20)가 많게 되었을 때, 권취롤(24)을 새로운 것과 교환한다. 교환 후의 권취롤(24)에 시트(20)의 단부를 이어 맞춤으로써, 가열 처리부(40)의 분위기를 유지할 수 있어, 권취롤(24)을 교환하였을 때의 장치의 복구가 빠르게 된다.

<권취부(60)>

권취부(60)는, 냉각 롤러(52)를 지나 냉각된 시트(20)를 권취하기 위한 권취롤(24)을 수용하고 있다. 권취부(60)는, 내부의 설비를 둘러싸는 외벽(60a)을 가지고 있다. 권취부(60)의 외벽(60a)과 냉각부(50)의 외벽(50a)에는, 연결부(74)가 마련되어 있다. 권취부(60)는, 연결부(74)를 매개로 하여 냉각부(50)와 접속되어 있다. 시트(20)는, 연결부(74)를 지나 권취부(60)로 반송된다. 특별히 한정되지 않지만, 연결부(74)에서의 시트(20)의 통과로의 치수는, 연결부(70, 72)와 마찬가지로, 냉각부(50)와 권취부(60)의 분위기가 간섭하기 어려운 치수로 설정되어 있다.

권취부(60)에는, 제2 축(62)과, 복수의 롤러(64)가 마련되어 있다. 제2 축(62)에는, 가열 처리부(40)에서 가열 처리되고, 냉각부(50)에서 냉각된 권취롤(24)이 장착된다. 제2 축(62)이 회전 구동되는 것에 의해서, 권취롤(24)에 시트(20)가 권취된다.

복수의 롤러(64)는, 권취부(60)에서 시트(20)가 반송되는 반송 경로를 설정한다. 냉각부(50)로부터 반송된 시트(20)는, 권취부(60)의 입구(연결부(74)) 부근의 롤러(64)에 걸쳐진 후에, 복수의 롤러(64)에 미리 정해진 순서로 걸쳐 감겨지고, 권취롤(24)에 권취된다. 복수의 롤러(64)는, 가이드 롤러(64a)와, 롤러(64b)와, 장력 검출 롤러(64c)와, 피드 롤러(64d)를 포함하고 있다. 롤러(64b)는, 미리 정해진 범위를 이동 가능하게 구성되어 있다. 롤러(64b)는, 예를 들면, 권취롤(24)이 교환될 때에, 시트(20)의 필요한 여분의 길이를 확보하기 위해서 이동될 수 있다. 장력 검출 롤러(64c)에는, 도시하지 않는 장력 검출기가 장착되어 있다. 피드 롤러(64d)는, 권취롤(24)을 교환할 때에 교환 후의 권취롤(24)에 시트(20)를 첩부할 때의, 첩부에 필요한 여분의 길이를 송출한다.

<구동 장치(32a, 62a)>

구동 장치(32a, 62a)(도 2 참조)은, 권출롤(22)이 장착되어 있는 제1 축(32) 및 권취롤(24)이 장착되어 있는 제2 축(62)을 회전 구동한다. 이 실시 형태에서는, 구동 장치(32a)로서 모터가 이용되어 있다. 도 2는, 시트(20)의 구동 기구를 나타내는 모식도이다. 도 2에서는, 권출부(30)와 권취부(60)의 사이의 가열 처리부(40)와 냉각부(50)는 생략되어 있다. 또, 도 2에서는, 권출부(30)의 장력 검출 롤러(34b)와, 피드 롤러(34c)와, 댄서 롤러(34d) 이외의 롤러(34)의 도시는 생략되어 있다. 도 2에서는, 권취부(60)의 장력 검출 롤러(64c) 이외의 롤러(64)의 도시는 생략되어 있다.

도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 구동 장치(32a, 62a)는, 권출부(30)의 일방의 외벽(30a) 및 권취부(60)의 일방의 외벽(60a)에 각각 장착되어 있다. 제1 축(32)은, 구동 장치(32a)에 접속되어 있다. 구동 장치(32a)에 의해서 제1 축(32)이 회전 구동되고, 권출롤(22)로부터 시트(20)가 권출된다. 제2 축(62)는, 구동 장치(62a)에 접속되어 있다. 구동 장치(62a)에 의해서 제2 축(62)이 회전 구동되고, 권취롤(24)에 시트(20)가 권취된다. 구동 장치(32a, 62a)는, 외벽(30a) 및 외벽(60a)으로 둘러싸인 공간 내에 대기(大氣) 박스를 마련하여 설치하는 경우도 있다.

<제어 장치(15)>

제어 장치(15)는, 미리 정해진 처리 조건에 따라서 시트(20)가 반송되도록, 시트(20)의 반송 속도나 시트(20)에 걸리는 장력을 제어한다. 이 실시 형태에서는, 제어 장치(15)는, 시트(20)를 권출할 때의 권출 장력과, 처리되고 있는 시트(20)에 걸리는 로내 장력과, 처리된 시트(20)를 권취할 때의 권취 장력을 각각 제어한다. 제어 장치(15)는, 구동 장치(32a, 62a)에 접속되어 있다. 또, 제어 장치(15)는, 장력 검출 롤러(34b), 피드 롤러(34c), 댄서 롤러(34d), 장력 검출 롤러(64c) 등에 접속되어 있다. 제어 장치(15)는, 장력 검출 롤러(34b)가 검출하는 권출 장력을 구동 장치(32a)에 피드백하여, 제1 축(32)의 토크를 제어한다. 이것에 의해서, 권출 장력이 조정된다. 또, 제어 장치(15)는, 처리되고 있는 시트(20)를 걸려진 장력 검출 롤러(이 실시 형태에서는, 냉각부(50) 내(도 1 참조)에 마련된 장력 검출 롤러)가 검출하는 로내(爐內) 장력을 댄서 롤러(34d)에 피드백한다. 검출된 로내 장력에 따라서 댄서롤(34d)이 이동한다. 이것에 의해서, 로내 장력이 조정된다. 또한, 로내 장력이 일정한 상태에서 댄서롤(34d)의 위치가 기준의 위치로 돌아오도록, 피드 롤러(34c)의 회전 속도가 제어된다. 또, 제어 장치(15)는, 장력 검출 롤러(64c)가 검출하는 권취 장력을 구동 장치(62a)에 피드백하여, 제2 축(62)의 토크를 제어한다. 이것에 의해서, 권취 장력이 조정된다.

제어 장치(15)는, 시트(20)의 반송 속도나 장력 이외에도 여러 가지의 처리 조건을 제어 가능하게 구성되어 있어도 괜찮다. 제어 장치(15)는, 예를 들면, 권출부(30), 가열 처리부(40), 냉각부(50) 및 권취부(60) 각 부의 분위기를 제어 가능하게 구성되어 있어도 괜찮다(도 1 참조).

도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 제어 장치(15)(도 2 참조)는, 각 부의 진공도를 조정할 수 있도록, 진공 펌프(80) 및 진공 밸브(81~84)에 접속되어 있다. 제어 장치(15)는, 각 부의 진공도를 검출하기 위한 도시하지 않는 진공도 검출기에 접속되어 있어도 괜찮다. 시트(20)가 열처리 장치(10)에서 처리될 때, 진공 밸브(81~84)가 열린다. 각 부의 진공도를 조정하지 않는 경우는 진공 밸브(81~84) 대신에 개폐 밸브를 사용하기도 한다. 정상 운전시에는 도어(70a)와 도어(74a)는 열린 상태로, 각 부의 진공도는 동일하다.

롤이 교환될 때, 제어 장치(15)는, 진공 밸브(81~84) 각각의 개폐를 제어하는 것에 의해서, 각 부의 진공도를 전환할 수 있다. 권출롤(22)이 교환될 때에는, 도어(70a)가 닫혀진 상태에서, 진공 밸브(81)가 닫혀진다. 권취롤(24)이 교환될 때에는, 도어(74a)가 닫혀진 상태에서, 진공 밸브(84)가 닫혀진다. 롤이 교환될 때에는, 롤이 교환되는 방은, 도시하지 않는 대기 개방 밸브에 의해서 대기 개방된다. 대기 개방 밸브는, 가열 처리부(40)와 냉각부(50)에도 마련되어 있어도 괜찮다. 제어 장치(15)는, 가열 처리시나 롤 교환시에 진공 밸브(81~84) 및 대기 개방 밸브의 개폐를 제어할 수 있다. 또한, 열처리 장치(10)가 시트(20)를 미리 정해진 분위기에서 가열 처리하는 분위기로인 경우에는, 제어 장치(15)는, 열처리 장치(10)의 내부의 분위기를 조정하기 위해서 분위기 가스를 공급하는 가스 공급 장치에 접속되어 있어도 괜찮다.

시트(20)는, 앞서 설명한 열처리 장치(10) 내에서 반송되면서 처리된다. 이 실시 형태에서는, 시트(20)는, 가열 처리부(40)에서 연속적으로 가열 처리되는 것에 의해서 건조된다.

그런데, 본 발명자는, 시트(20)의 처리 효율을 향상시키기 위해서, 띠모양의 시트(20)를 고속으로 반송하는 것을 검토하고 있다. 시트(20)의 반송 속도를 올리는 것에 의해서, 단위 시간당 많은 시트(20)를 처리할 수 있어, 시트(20)의 처리 효율이 향상된다. 특별히 한정되지 않지만, 시트(20)의 반송 속도는, 10m/분~200m/분 정도로 설정될 수 있다. 이 실시 형태에서는, 시트(20)의 반송 속도는, 100m/분 정도로 설정되어 있다.

예를 들면, 시트의 반송 속도가 늦은 경우에는, 시트가 권취롤에 권취되기까지 충분히 온도를 내려갈 수 있다. 그렇지만, 시트의 반송 속도가 빠른 경우에는, 시트가 충분히 냉각되지 않아, 가열 처리된 시트의 온도가 높은 상태로 권취롤에 귄취될 수 있다. 본 발명자의 검토에 의하면, 온도가 높은 상태에서 권취롤에 권취되면, 시트가 냉각될 때까지의 시간이 시트 내에서 다르기 쉽게 된다. 예를 들면, 시트의 온도가 높은 상태에서 권취롤에 권취되었을 경우에는, 권취롤의 코어에 가까울수록 열이 시트로부터 빠져나가기 어렵게 된다. 이 때문에, 권취롤의 코어에 가까운 시트일수록 긴 시간 높은 온도로 유지될 수 있다. 이것에 의해서, 시트 내에서 열이력에 차이가 날 우려가 있다. 시트 내의 열이력의 차이는, 시트의 성능 편차로 연결될 수 있다. 또, 시트는, 온도가 변화하는 것에 의해서 팽창 및 수축할 수 있다. 그렇지만, 이미 시트가 권취롤에 권취되어 있는 경우에는, 시트가 권취된 후에 냉각되어도 길이 방향(권취롤의 둘레 방향)에서 수축하기 어렵다. 이러한 경우, 시트에는, 길이 방향으로 수축하려고 하는 응력이 걸릴 수 있다. 그 결과, 시트가 변형될 염려가 있다. 또, 온도가 높은 상태에서 시트를 취출(取出)하려고 하면, 취출시에 시트가 산화하여 버릴 가능성이 있다. 또, 진공하에서 냉각하려면 시간이 걸린다. 안전성의 관점으로부터도, 시트의 취출 시에 시트가 충분히 냉각되어 있는 것이 바람직하다.

앞서 설명한 실시 형태에서는, 열처리 장치(10)는, 띠모양의 시트(20)가 반송되면서 가열 처리되는 가열 처리부(40)와, 가열 처리부(40)에서 가열 처리된 띠모양의 시트(20)가 반송되면서 냉각되는 냉각부(50)를 구비하고 있다. 냉각부(50)는, 내부에 냉매가 유통되는 냉각 롤러(52)와, 냉각 롤러(52)가 배치된 공간을 둘러싸는 외벽(52a)을 가지고 있다. 가열 처리부(40)에서 가열 처리된 시트(20)는, 냉각부(50)의 냉각 롤러(52)에 의해서 냉각된다. 이 때문에, 시트(20)는, 충분히 냉각된 상태에서 권취롤(24)에 권취될 수 있다. 이것에 의해서, 시트(20)의 처리 효율을 향상시키기 위해서 반송 속도를 올렸을 경우에도, 온도 변화에 의한 시트(20)의 팽창 수축 등이 일어나기 어렵다. 이와 같이, 시트(20)가 냉각되는 것에 의해서, 반송 속도를 올렸을 경우에 일어날 수 있는 문제점이 억제된다. 그 결과, 시트(20)의 처리 효율을 향상시키기 쉽다.

앞서 설명한 실시 형태에서는, 열처리 장치(10)는, 냉각부(50)에서 냉각된 띠모양의 시트(20)가 귄취되는 권취부(60)를 추가로 구비하고 있다. 여기에서는, 시트(20)가 가열 처리되는 가열 처리부(40)와, 가열 처리된 시트(20)가 권취되는 권취부(60)와의 사이에, 냉각 롤러(52)를 가지는 냉각부(50)가 마련되어 있다. 냉각부(50)는, 외벽(50a)에 둘러싸여진 공간을 가지고 있기 때문에, 가열 처리부(40)나 권취부(60)의 분위기의 영향을 받기 어렵다. 이것에 의해서, 냉각부(50) 내부의 온도 등의 분위기나 냉각 롤러(52)의 온도 등이 안정되기 쉽다. 이 때문에, 안정된 조건에서 효율 좋게 시트(20)를 처리할 수 있다. 예를 들면, 시트(20)의 처리 효율을 향상시키기 위해서 반송 속도를 올렸을 경우에도, 시트(20)의 열이력을 맞추기 쉽다.

앞서 설명한 실시 형태에서는, 가열 처리부(40)는, 띠모양의 시트(20)가 가열 처리되는 공간을 둘러싸는 외벽(40a)을 가지고 있다. 가열 처리부(40)의 입구에는, 가열 처리부(40)보다도 상류측의 공간과 가열 처리부(40)의 분위기를 전환하기 위한 도어(70a)가 마련되어 있다. 냉각부(50)의 출구에는, 냉각부(50)보다도 하류측의 공간과 냉각부(50)의 분위기를 전환하기 위한 도어(74a)가 마련되어 있다. 이러한 구성에 의해서, 가열 처리부(40)와 냉각부(50)는, 제1 축(32) 및 제2 축(62)이 마련되어 있는 공간(이 실시 형태에서는, 권출부(30)와 권취부(60))에 대해서 분위기가 전환된다. 예를 들면, 권출롤(22)나 권취롤(24)을 교환할 때, 도어(70a)와 도어(74a)를 닫고, 가열 처리부(40) 및 냉각부(50)의 분위기를 유지한 상태에서 롤의 교환 작업을 할 수 있다. 이 때, 가열 처리부(40) 및 냉각부(50)는, 시트(20)를 처리할 때의 분위기가 유지되어 있다. 이 때문에, 열처리 장치(10)의 분위기가, 시트(20)를 처리 가능하게 되도록 준비될 때까지 걸리는 시간이 단축될 수 있다. 예를 들면, 롤 교환 후, 권출부(30)와 권취부(60)의 분위기가 시트(20)를 처리 가능한 분위기로 되는 것을 기다리는 것만으로 시트(20)의 처리를 재개할 수 있다. 롤 교환 후에 시트(20)의 열처리가 가능하게 되기까지 걸리는 시간이 단축되는 것에 의해서, 시트(20)의 처리 효율이 향상될 수 있다.

냉각 롤러는 단수라도 괜찮지만, 복수인 편이 보다 바람직하다. 냉각부(50)에 복수의 냉각 롤러(52)가 마련되어 있는 것에 의해서, 냉각 효율이 보다 향상되어, 시트(20)의 처리 효율이 향상될 수 있다.

복수의 냉각 롤러(52)는, 띠모양의 시트(20)의 제1 면(20a)이 접하도록 걸쳐 감겨지는 적어도 1개의 제1 냉각 롤러(52a)와, 띠모양의 시트(20)의 제2 면(20b)이 접하도록 걸쳐 감겨지는 적어도 1개의 제2 냉각 롤러(52b)를 가지고 있다. 시트(20)가 복수의 냉각 롤러(52)에 걸쳐 감겨지는 것에 의해서, 시트(20)는, 권취롤(24)에 권취되기 전에 충분히 냉각되기 쉽게 된다. 이 때문에, 권취된 후의 시트(20)의 온도 변화가 억제된다. 이것에 의해서, 시트(20) 내의 열이력의 편차나 시트(20)의 변형이 억제된다. 그 결과, 예를 들면, 시트(20)의 반송 속도를 빠르게 했을 경우에도, 제품 품질을 유지하면서 시트(20)의 처리 효율을 향상시킬 수 있다. 또, 앞서 설명한 실시 형태에서는, 시트(20)의 제1 면(20a)이 제1 냉각 롤러(52a)에 의해 냉각되고, 제2 면(20b)이 제2 냉각 롤러(52b)에 의해 냉각된다. 시트(20)의 제1 면(20a)과 제2 면(20b)의 양면이 냉각됨으로써, 시트(20)의 두께 방향의 온도의 편차가 작게 된다. 그 결과, 시트(20)의 제1 면(20a)과 제2 면(20b)의 열이력의 차이를 작게 할 수 있다.

앞서 설명한 실시 형태에서는, 제1 냉각 롤러(52a) 및 제2 냉각 롤러(52b)는, 각각 복수 마련되어 있다. 이 때문에, 시트(20)의 냉각 효율은, 양호하다. 또, 시트(20)는, 제1 냉각 롤러(52a)와 제2 냉각 롤러(52b)에 교호로 걸쳐 감겨져 있다. 이러한 구성에 의해서, 시트(20)의 제1 면(20a)과 제2 면(20b)은, 교호로 냉각된다. 이것에 의해서, 제1 면(20a)과 제2 면(20b)이 균일하게 냉각되기 쉽게 되어, 제1 면(20a)과 제2 면(20b)의 열이력이 작게 될 수 있다.

앞서 설명한 실시 형태에서는, 서로 이웃하는 제1 냉각 롤러(52a)의 간격 및 서로 이웃하는 제2 냉각 롤러(52b)의 간격은 각각, 냉각 롤러(52)의 외경보다도 좁다. 냉각 롤러(52)의 간격이 이와 같이 설정되어 있는 것에 의해서, 시트(20)는, 둘레 방향에서 냉각 롤러(52)에 접하는 길이가 길게 되어 있다. 여기에서는, 시트(20)는, 둘레 방향에서 180도 이상의 각도에 걸쳐서 냉각 롤러(52)와 접하고 있다. 시트(20)와 냉각 롤러(52)가 접하는 거리가 길게 되는 것에 의해서, 시트(20)가 효율적으로 냉각될 수 있다.

앞서 설명한 실시 형태에서는, 냉각부(50)에는, 진공 펌프(80)가 접속되어 있다. 가열 처리부(40)도 마찬가지로 진공 펌프(80)가 접속되어 있다. 이 때문에, 시트(20)는, 진공 분위기하에서 처리된다. 이것에 의해서, 시트(20)의 건조 효율이 향상되고 있다.

그런데, 이 실시 형태에서는, 가열 처리부(40)보다도 하류의 냉각부(50) 및 권취부(60)도 마찬가지로 진공 분위기이다. 진공 분위기하에서는, 시트(20)의 주위의 분위기 가스가 희박하게 되어 있어, 분위기 가스에 의해서 시트(20)로부터 열이 빼앗기기 어렵게 되어 있다. 환언하면, 대류에 의한 시트(20)의 냉각이 되기 어렵게 된다. 그 결과, 진공 분위기하에서는, 시트(20)의 냉각 효율이 저하할 수 있다.

앞서 설명한 실시 형태에서는, 시트(20)는, 냉각 롤러(52)에 걸쳐 감겨지면서 반송된다. 이 때, 시트(20)가 냉각 롤러(52)와 접하는 것에 의해서, 시트(20)의 열은, 시트(20)가 접촉하는 냉각 롤러(52)로 전해지기 쉽게 된다. 이 때문에, 냉각 롤러(52)를 가지고 있는 열처리 장치(10)에서는, 진공 분위기에서도 시트(20)의 냉각 효율이 양호하다. 예를 들면, 시트(20)의 반송 속도가 빠른 경우에도, 시트(20)는, 권취롤(24)에 권취되기 전에 충분히 냉각되기 쉽게 된다.

이하, 열처리 장치에 이용되는 냉각 롤러의 일례에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 3~도 5는, 열처리 장치(10)에 이용되는 냉각 롤러(52)의 일 실시 형태를 모식적으로 나타내고 있다. 도 3은, 냉각 롤러(52)의 단면도이다. 도 3에서는, 냉각 롤러(52)의 축을 따른 단면이 도시되어 있다. 도 4는, 도 3의 IV-IV선을 따른 단면도이다. 도 5는, 도 3의 V-V선을 따른 단면도이다. 도 4 및 도 5에서는, 냉각 롤러(52)의 지름 방향을 따른 단면이 도시되어 있다. 도 3 및 도 4에서, 도면 중의 화살표는, 냉매가 공급되는 방향을 나타내고 있다.

도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 냉각 롤러(52)는, 롤러부(54)와, 축부(56)를 가지고 있다. 롤러부(54)는, 시트(20)가 접하도록 걸쳐 감겨지는 부위이다. 축부(56)의 외경은, 롤러부(54)의 외경보다도 작게 형성되어 있다. 축부(56)는, 냉각 롤러(52)의 회전축을 구성하는 부위이다. 롤러부(54)는, 원반 모양의 단부(54a, 54b)와, 단부(54a, 54b)에 지지되는 원통부(54c)를 가지고 있다. 축부(56)는, 롤러부(54)의 단부(54a, 54b)의 대략 중앙부를 지나고 있다. 이 실시 형태에서는, 냉각 롤러(52)의 지름 방향에서, 축부(56)와 롤러부(54)의 사이에는, 공간(55)이 형성되어 있다. 또, 단부(54a, 54b)에는, 대략 원형의 구멍(54a1, 54b1)이 각각 복수 형성되어 있다.

이 실시 형태에서는, 롤러부(54)와 축부(56)는, 일체적으로 형성되어 있다. 축부(56)는, 외벽(50a)(도 1 참조)의 측벽에 회전 가능하게 걸쳐 놓여져 있다. 상세한 도시는 생략하지만, 이 실시 형태에서는, 축부(56)의 단부(56a, 56b)는, 외벽(50a)에 대해서 베어링을 매개로 하여 지지되어 있다.

냉각 롤러(52)는, 내부에 냉매가 유통 가능하게 구성되어 있다. 특별히 한정되지 않지만, 냉매로서는, 물 등이 이용될 수 있다. 냉매의 온도는, 냉각 조건에 따라서 적절히 설정되면 되고, 예를 들면, 5~20℃ 정도로 설정될 수 있다. 냉각 롤러(52)는, 냉매가 유통되는 냉매 경로(53)를 내부에 가지고 있다. 냉매 경로(53)에 냉매가 공급되는 것에 의해서, 금속제의 냉각 롤러(52)가 냉각된다. 냉각된 냉각 롤러(52)에 시트(20)가 접하는 것에 의해서, 시트(20)가 냉각된다.

이 실시 형태에서는, 냉각 롤러(52)는, 이른바 이중관 구조를 가지고 있다. 이중관 구조는, 축부(56)의 일방의 단부(56a)에 형성되어 있다. 냉각 롤러(52)에서는, 축부(56)의 일방의 단부(56a)로부터 냉매가 유입 및 유출된다. 단부(56a)에서, 축부(56)는, 내관(56a1) 및 외관(56a2)을 가지고 있다. 내관(56a1)과 외관(56a2)에는, 냉매 공급 장치(52c)가 접속되어 있다. 냉매 공급 장치(52c)로부터의 냉매는, 내관(56a1)과 외관(56a2)의 사이의 냉매 경로(53)에 공급된다. 축부(56)의 단부(56a)의 냉매 경로(53)로부터 공급된 냉매는, 롤러부(54)의 단부(54a)에 형성된 냉매 경로(53)를 향하여 흐른다.

도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 롤러부(54)의 단부(54a)에서, 서로 이웃하는 구멍(54a1)의 사이를 지나도록 냉매 경로(53)가 형성되어 있다. 롤러부(54)의 단부(54a)에는, 복수(이 실시 형태에서는, 4개)의 냉매 경로(53)가 형성되어 있다. 당해 냉매 경로(53)는, 단부(54a)의 외경 방향을 따라서 연장되어 있다. 공급된 냉매는, 롤러부(54)의 원통부(54c)를 향하여 외경 방향으로 흐른다.

원통부(54c)에서는, 냉매 경로(53)는, 원통부(54c)의 표면을 따라서 둘레 방향으로 연속적으로 형성되어 있다(도 4 및 도 5 참조). 원통부(54c)의 냉매 경로(53)는, 단부(54a)로부터 단부(54b)를 향하여 형성되어 있다(도 3 참조). 원통부(54c)에 이른 냉매는, 단부(54b)를 향하는 방향으로 흐르면서, 원통부(54c)의 둘레 방향으로도 흐른다. 원통부(54c)에서 냉매 경로(53)가 둘레 방향으로 연속적으로 형성되어 있는 것에 의해서, 둘레 방향에서 원통부(54c)의 표면이 균일하게 냉각될 수 있다. 이것에 의해서, 둘레 방향에서 온도의 편차가 억제될 수 있다. 그 결과, 원통부(54c)의 외표면에 접하는 시트(20)가 균일하게 냉각되기 쉽게 된다. 또한, 원통부(54c)에서, 냉매 경로(53)는 반드시 둘레 방향으로 연속하여 형성되어 있을 필요는 없다. 예를 들면, 원통부(54c)에는, 일단으로부터 타단을 향하는 복수의 냉매 경로가 형성되어 있어도 괜찮다.

롤러부(54)의 단부(54b)에서는, 단부(54a)와 마찬가지의 형상의 냉매 경로(53)가 형성되어 있다. 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 단부(54b)에 이른 냉매는, 롤러부(54)의 단부(54b)를 내경 방향으로 흐른다. 단부(54b)를 흐른 냉매는, 축부(56)의 내부에 형성된 냉매 경로(53)에서 합류한다.

축부(56)에서는, 냉매 경로(53)는, 단부(56b)로부터 단부(56a)를 향하는 방향을 따라서 형성되어 있다. 합류한 냉매는, 당해 냉매 경로(53)를 단부(54a)를 향하여 흐른다. 냉매 경로(53)는, 내관(56a1)의 내부에 연결되어 있다. 도시는 생략하지만, 내관(56a1)의 단부는, 개구를 가지고 있다. 냉매는, 내관(56a1)의 내측을 흐르고, 당해 개구로부터 배출된다. 당해 개구에는, 냉매를 배출하기 위한 배관이 접속될 수 있다. 냉매 공급 장치(52c)로서는, 냉매를 미리 정해진 온도로 조정하여 냉매를 순환시키는, 냉각수 순환 장치가 이용되어 있어도 괜찮다. 이 경우, 냉매를 배출하기 위한 배관은, 냉매 공급 장치(52c)에 접속될 수 있다.

또한, 냉각 롤러(52)의 구조는, 앞서 설명한 형태로 한정되지 않는다. 예를 들면, 냉매가 축부(56)의 단부(56a)로부터 공급되고, 원통부(54c)를 지나, 축부(56)의 반대측의 단부(56b)로부터 배출되는 구성이라도 괜찮다.

이 실시 형태에서는, 냉각 롤러(52)는, 스테인리스제이다. 냉각 롤러(52)가 금속제인 것에 의해서, 냉각 롤러(52)가 냉각되기 쉽게 된다. 이것에 의해서, 시트(20)의 냉각 효율이 향상될 수 있다. 또한, 냉각 롤러(52)는, 스테인리스제로 한정되지 않는다. 냉각 롤러(52) 중 시트(20)가 접하는 면에는, 평활성이나 강도 등을 조정하기 위해서, 도금등의 표면 처리가 실시되어 있어도 괜찮다.

이 실시 형태에서는, 냉각 롤러(52)는, 시트(20)가 접하도록 걸쳐 감겨지는 롤러부(54)와, 냉각 롤러(52)의 회전축을 구성하는 축부(56)를 가지고 있다. 냉각 롤러(52)의 지름 방향에서, 축부(56)와 롤러부(54)의 사이에는, 공간(55)이 형성되어 있다. 축부(56)와 롤러부(54)의 사이에 공간(55)이 형성되어 있는 것에 의해서, 냉각 롤러(52)는, 경량화되어 있다. 냉각 롤러(52)가 경량화되어 있는 것에 의해서, 냉각 롤러(52)를 회전시키기 위해서 필요한 시트(20)의 장력이 작게 되므로, 구동 장치(32a, 62a)의 소형화가 용이하게 된다.

이상, 구체적인 실시 형태를 들어 상세한 설명을 행하였지만, 이들은 예시에 지나지 않고, 청구 범위를 한정하는 것은 아니다. 이와 같이, 청구 범위에 기재된 기술에는, 위에서 기재한 실시 형태를 여러 가지로 변형, 변경한 것이 포함된다. 예를 들면, 앞서 설명한 실시 형태에서는, 권취롤(24)은, 냉각부(50)보다도 하류에 마련된 권취부(60)의 제2 축(62)에 장착되어 있지만, 이러한 형태로 한정되지 않는다. 권취롤을 장착하기 위한 제2 축은, 냉각 롤러가 수용된 냉각부에 마련되어 있어도 괜찮다. 냉각부는, 가열 처리된 시트의 냉각과 시트의 권취 모두가 행하여지도록 구성되어 있어도 괜찮다.

또한, 본 명세서는 이하의 항목 1~10을 포함하고 있다. 이하의 항목 1~10은, 위에서 설명한 실시 형태에는 한정되지 않는다.

항목 1은, 열처리 장치에 관한 것이다. 항목 1에서의, 열처리 장치는,

띠모양의 시트가 반송되면서 가열 처리되는 가열 처리부와,

상기 가열 처리부에서 가열 처리된 상기 띠모양의 시트가 반송되면서 냉각되는 냉각부를 구비하고,

상기 냉각부는,

내부에 냉매가 유통되는 냉각 롤러와,

상기 냉각 롤러가 배치된 공간을 둘러싸는 외벽을 가지고 있다.

항목 2는, 항목 1에 기재된 열처리 장치로서,

상기 냉각부에서 냉각된 상기 띠모양의 시트가 권취되는 권취부를 더 구비하고 있다.

항목 3은, 항목 1 또는 2에 기재된 열처리 장치로서,

상기 가열 처리부는, 상기 띠모양의 시트가 가열 처리되는 공간을 둘러싸는 외벽을 가지고 있고,

상기 가열 처리부의 입구에는, 상기 가열 처리부보다도 상류측의 공간과 상기 가열 처리부의 분위기를 전환하기 위한 도어가 마련되어 있으며,

상기 냉각부의 출구에는, 상기 냉각부보다도 하류측의 공간과 상기 냉각부의 분위기를 전환하기 위한 도어가 마련되어 있다.

항목 4는, 항목 1~3 중 어느 하나에 기재된 열처리 장치로서,

상기 냉각부에는, 진공 펌프가 접속되어 있다.

항목 5는, 항목 1~4 중 어느 하나에 기재된 열처리 장치로서,

상기 냉각부에는, 복수의 상기 냉각 롤러가 마련되어 있다.

항목 6은, 항목 5에 기재된 열처리 장치로서,

상기 복수의 냉각 롤러는,

상기 띠모양의 시트의 제1 면이 접하도록 걸쳐 감겨지는 적어도 1개의 제1 냉각 롤러와,

상기 띠모양의 시트의 제2 면이 접하도록 걸쳐 감겨지는 적어도 1개의 제2 냉각 롤러를 가진다.

항목 7은, 항목 6에 기재된 열처리 장치로서,

상기 제1 냉각 롤러 및 상기 제2 냉각 롤러는, 각각 복수 마련되어 있고,

상기 띠모양의 시트는, 상기 제1 냉각 롤러와 상기 제2 냉각 롤러에 교호로 걸쳐 감겨진다.

항목 8은, 항목 7에 기재된 열처리 장치로서,

서로 이웃하는 상기 제1 냉각 롤러의 간격 및 서로 이웃하는 상기 제2 냉각 롤러의 간격은 각각, 상기 냉각 롤러의 외경보다도 좁다.

항목 9는, 항목 7 또는 8에 기재된 열처리 장치로서,

상기 복수의 제1 냉각 롤러와 상기 복수의 제2 냉각 롤러는, 상기 냉각부의 전후에서 차례로 높이가 어긋나도록 배치되어 있다.

항목 10은, 항목 1~항목 9 중 어느 하나에 기재된 열처리 장치로서,

상기 냉각 롤러는, 상기 띠모양의 시트가 접하도록 걸쳐 감겨지는 롤러부와, 상기 냉각 롤러의 회전축을 구성하는 축부를 가지고,

상기 냉각 롤러의 지름 방향에서, 상기 축부와 상기 롤러부의 사이에는, 공간이 형성되어 있다.

Claims

띠모양의 시트가 반송되면서 가열 처리되는 가열 처리부와,
상기 가열 처리부에서 가열 처리된 상기 띠모양의 시트가 반송되면서 냉각되는 냉각부를 구비하고,
상기 냉각부는,
내부에 냉매가 유통되는 냉각 롤러와,
상기 냉각 롤러가 배치된 공간을 둘러싸는 외벽을 가지는, 열처리 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 냉각부에서 냉각된 상기 띠모양의 시트가 권취되는 권취부를 더 구비하는, 열처리 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 가열 처리부는, 상기 띠모양의 시트가 가열 처리되는 공간을 둘러싸는 외벽을 가지고 있고,
상기 가열 처리부의 입구에는, 상기 가열 처리부보다도 상류측의 공간과 상기 가열 처리부의 분위기를 전환하기 위한 도어가 마련되어 있으며,
상기 냉각부의 출구에는, 상기 냉각부보다도 하류측의 공간과 상기 냉각부의 분위기를 전환하기 위한 도어가 마련되어 있는, 열처리 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 냉각부에는, 진공 펌프가 접속되어 있는, 열처리 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 냉각부에는, 복수의 상기 냉각 롤러가 마련되어 있는, 열처리 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 복수의 냉각 롤러는,
상기 띠모양의 시트의 제1 면이 접하도록 걸쳐 감겨지는 적어도 1개의 제1 냉각 롤러와,
상기 띠모양의 시트의 제2 면이 접하도록 걸쳐 감겨지는 적어도 1개의 제2 냉각 롤러를 가지는, 열처리 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제1 냉각 롤러 및 상기 제2 냉각 롤러는, 각각 복수 마련되어 있고,
상기 띠모양의 시트는, 상기 제1 냉각 롤러와 상기 제2 냉각 롤러에 교호로 걸쳐 감겨지는, 열처리 장치.
청구항 7에 있어서,
서로 이웃하는 상기 제1 냉각 롤러의 간격 및 서로 이웃하는 상기 제2 냉각 롤러의 간격은 각각, 상기 냉각 롤러의 외경보다도 좁은, 열처리 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 복수의 제1 냉각 롤러와 상기 복수의 제2 냉각 롤러는, 상기 냉각부의 전후에서 차례로 높이가 어긋나도록 배치되어 있는, 열처리 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 냉각 롤러는, 상기 띠모양의 시트가 접하도록 걸쳐 감겨지는 롤러부와, 상기 냉각 롤러의 회전축을 구성하는 축부를 가지고,
상기 냉각 롤러의 지름 방향에서, 상기 축부와 상기 롤러부의 사이에는, 공간이 형성되어 있는, 열처리 장치.