WO2002095249A1

WO2002095249A1 - Heat treating roll

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Publication number: WO2002095249A1
Application number: PCT/JP2002/004810
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Tsuji; Takuya Goto; Masahiro Yoshizawa; Hideo Kometani; Ritsuo Hashimoto; Noritaka Hasegawa
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2002-11-28
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Description

明細書

熱処理ロール

本発明は、. 押出成形シート製造装置の溶融樹脂キャスティング後の冷却ゃシート熱処理のための温度調整に使用される樹脂シ一ト等の被処理物の熱処理ロールに設けられた熱伝達効率を良好にする冷媒又は熱媒体通路の構造に関する。

一般に押出成形シート製造装置においては、押出機の τダイから一定厚の溶融樹脂を押出した後、直ちに冷却ロールに接触させて急速に冷却して固化し、その後シートを熱処理ロールで温度調整し、縦方向、横方向に延伸して所要のフィルムに加工する。

上記冷却ロールは、押出機の Tダイから押出された一定温度の樹脂シートを、全幅に亙って急速にむらなく冷却する必要がある。樹脂シートの幅方向に冷却温度のむらがあると、樹脂の特性がバラヅキ、温度下降速度が遅いとシートの特性に悪影響を生じると共に、冷却のための接触時間を長くするため冷却ロールの径が大きくなる従来の押出成形シート製造装置の冷却又は加熱処理用ロールの例としては、図 1 2、図 1 3に示したような一体物の素材にドリル加ェにより熱媒体の通路 0 1 7、 0 1 8を形成したものがある。このような口一ル 0 1 6は曲げ剛性が大きいが、重量は甚だしく大きくなり、熱容量も大きいため、稼働開始時の加熱に長時間を要し、また、軸受けが大型となり、製造コストも高価であって、不経済なものである。なお、 0 3 1は内管、 0 3 2は流体の導入孔、 0 3 3は流体の導出孔である。

また、図 1 4、図 1 5に示したような従来の冷却ロール 0 0 1は、適当な一定肉厚の円筒ロール 0 0 2の内側に鉄板加工で軸方向に延びる多数の仕切り板 0 1 2、 0 1 3で囲われた矩形断面の多数の冷媒通路 0 1 5 を設けた構成である。冷却ロール 0 0 1の回転支持軸 0 0 4から導入された冷媒は、この通路 0 1 5の片側から他の側を通って円筒ロール 0 0 2の円筒面を冷却すると共に、シートを冷却し、その後、冷媒は反対側の回転支持軸 0 0 5から排出される。この冷却ロール 0 0 1は鉄板加工で構成されているので、前述の一体ロールと比べて、軽量で熱容量が少なく、稼働開始時の加熱に時間がかからない。また、軸受けも小型となり、製造コストも安価であって、経済的である。

その他、冷却、加熱の温度調整用の熱処理ロールとしては、ロール本体の軸心方向に沿ってジャケット室をロール本体の円周方向に多数並べて設け、このジャケット室内に気液二相の熱媒体を封入し、ジャケット室列の内側に冷却源又は熱源を設けた構成のロールが実公昭 6 3 — 4 8 8 0 7号に公示され、市販もされている。ロール円周表面を一定温度に維持する温調ロールとして良い特性を有している。

従来の鉄板加工ロール構造では、冷媒の流路形状は矩形となっているが、矩形を構成する鉄板部材はロールの剛性の補強にはならないので、剛性を保持するためロールの厚みを薄くすることができない。その結果、熱伝導の効率が低くなり、冷却面積が不足し、冷却面積を増すためにはロールの径を大きくしなくてはならない。また、ロール本体の表面下に気液二相の熱媒体を封入したジャケット室が設けられた温調口一ルは、熱伝導性が不充分であるため、急速な冷却、加熱には適していない。の間示

本発明は、剛性が大きく、熱伝達効率のよい熱処理ロールの構造を提供することを目的としている。

本発明は、上記の問題点に対して以下の各項の手段を以て解決を図っている。

( 1 ) 押出成形シート製造装置等に使用される樹脂シート等の被処理物を連続的に冷却又は加熱する熱処理口一ルにおいて、

円筒面に近接してロール軸方向に複数の円形貫通孔を設けた中空のロール本体と、

該ロール本体の両側端面に固設され、前記ロール本体の複数の円形貫通孔に通じる半径方向の熱媒体通路が設けられた一対の側板と前記一対の側板のそれそれに一体に固設され、前記側板の半径方向の熱媒体通路に通じる熱媒体通路を内部に有し、ロール軸方向にそれぞれ延びる一対の回転支軸とを備えた熱処理ロールである。

( 2 ) 押出成形シート製造装置等に使用される樹脂シ一ト等の被処理物を連続的に冷却又は加熱する熱処理ロールにおいて、

円筒面に近接して同一半径上に密接した一定ピツチで口一ル軸方向に複数の円形貫通孔を設けた中空のロール本体と、該ロール本体の両側端面に芯を合わせて固設され、前記ロール本体の円筒面の複数の円形貫通孔に通じる半径方向の熱媒体通路が設けられた一対の側板と、該一対の側板と一体に固設され、前記側板の半径方向の熱媒体通路に通じる熱媒体通路を軸中心に設けた熱処理ロールの両側に同一中心線上に延びる一対の回転支持軸とにより構成され、

一方の側の回転支持軸の熱媒体通路から前記ロール本体の円形貫通孔へ冷媒又は加熱媒体を流通させ、他の側の回転支持軸の熱媒体通路から排出するようにして、樹脂シート等の被処理物を冷却又は加熱するようにした熱処理ロールである。

( 3 ) ( 1 ) 又は（ 2 ) のいずれかに記載する熱処理ロールにおいて、

ロールの片側の回転支持軸の中心に 2重の熱媒体通路を設け、口 —ル本体の内部に前記.回転支持軸の 2重の熱媒体通路の内側通路と他の側の側板の熱媒体通路と通じる軸方向の熱媒体通路を設け、片側の回転支持軸の 2重の通路の内側通路から冷媒又は加熱媒体を供給し、 2重の通路の外側通路から排出するように（又は供給通路と排出通路をこれと逆に）構成した熱処理ロールである。

本発明の熱処理ロールは、熱媒体の通路をロール本体の円周面に沿って穿孔された断面円形の貫通孔としているので、貫通孔を口一ル本体表面に近接し、貫通孔の間隔を狭くしてもロール本体の剛性強度を保持することができる。また、貫通孔の内面が熱伝導面積となるので、熱伝導性が良好になり、その結果、ロールの熱伝導効率がよくなり、熱処理ロール本体の外径を小さくすることが可能となり、製作コストを大幅に下げることができる。（請求項 1、 2、 3 )

( 4 ) ( 1 ) 乃至（ 3 ) のいずれかに記載する熱処理ロールにおいて、前記ロールの両側の側板の熱媒体通路を 2重に設け、冷媒又は熱媒体がロール本体の複数の円形貫通孔の一つ置きに反対方向に流れるようにして、前記ロールの表面の軸方向の温度分布を均等にするようにした熱処理ロールである。

( 5 ) ( 4 ) に記載する熱処理ロールにおいて、

前記複数の円形貫通孔を明けた中空のロール本体と、

該ロール本体の片側（熱媒体供給軸側）端面に芯を合わせて固設され、前記ロール本体の円筒面の複数の円形貫通孔の一つ置きに通じる半径方向の熱媒体通路が設けられた側板 Aと、該側板 Aの通路開口部を覆い、前記側板 Aと通じている一つ置きの円形貫通孔以外の円形貫通孔に通じる熱媒体通路が設けられたリング形状の中蓋 A と、該中蓋 Aの側面を覆い、前記中蓋 Aの熱媒体通路と半径方向の複数の水通路管が取付けられている側カバ一 Aと、軸内に 2重の熱媒体通路を有し、中側の熱媒体通路は前記側板 Aの半径方向の熱媒体通路に通じ、外側の熱媒体通路は前記側カバ一 Aに取付けられた半径方向の熱媒体通路に通じるように取付けられ、前記側板 Aと一体に固設された回転支持軸 Aと、

前記ロール本体の他の片側（熱媒体供給軸と反対側）端面に芯を合わせて固設され、前記ロール本体の円筒面の多数の円形貫通孔の一つ置きに通じる半径方向の熱媒体通路が設けられた側板 B と、該側板 Bの通路開口部を覆い、前記側板 B と通じている一つ置きの円形貫通孔以外の円形貫通孔に通じる熱媒体通路が設けられたリング形状の中蓋 Bと、該中蓋 Bの側面を覆い、前記中蓋 Bの熱媒体通路と半径方向の複数の水通路管が取付けられている側カバ一 B と、軸内に 2重の片側が閉塞された熱媒体通路を有し、外側の熱媒体通路は前記側板 Bの半径方向の熱媒体通路に通じ、内側の熱媒体通路は前記側カバ一 Bに取付けられた半径方向の熱媒体通路に通じるように取付けられ、前記側板 Bと一体に固設された回転支持軸 Bと、前記回転支持軸 Aと前記回転支持軸 Bのそれそれの 2重の熱媒体通路を連結する 2重の水通路管とにより構成され、

前記回転支持軸 Aの 2重の通路の内側通路から冷媒又は加熱媒体を供給し、 2重の通路の外側通路から排出するように（又は供給通路と排出通路をこれと逆に）したとき、冷媒又は加熱媒体が前記口ール本体の円筒面の複数の円形貫通孔の一つ置きに反対方向に流れるようにしてロールの表面の軸方向の温度分布を均等にするようにした熱処理ロールである。

( 6 ) ( 4 ) 又は（ 5 ) に記載する熱処理ロールにおいて、前記ロール本体の両端部に貫通孔の一つ置きに前記口一ル本体の中心に向う切り欠き通路を設け、この切り欠き通路により円形貫通孔が一つ置きに前記側板 A及び前記側板 Bの熱媒体通路に通じるようにした熱処理ロールである。

請求項（ 4 ) 〜（ 6 ) に記載の熱媒体がロール本体の多数の熱媒体通路の一つ置きに反対方向に流れるようにした熱処理ロールは、熱媒体通路の入口と出口に多少の温度差があっても、ロール本体の表面の軸方向の温度分布を均等にすることができ、従って、熱媒体の流速を無闇に速くする必要はなく、熱媒体用のポンプ容量、温調設備等をより小型のものにすることができる。

( 7 ) ( 4 ) 又は（ 5 ) に記載する熱処理ロールにおいて、（ 6 ) に記載したような貫通孔の一つ置きに前記ロール本体の中心に向う切り欠き通路を形成せず、前記側板 A及び前記側板 Bの通路開口部を覆っているリング形状の前記中蓋 A及び前記中蓋 Bの前記口一 γ ル本体の円形貫通孔が一つ置きに当接する位置に、前記ロール本体の内周より内側に延びて熱媒体通路となる底付きの座ぐり長穴（小判形穴）を形成し、この座ぐり長穴以外の一つ置きの円形貫通孔の位置には円形貫通孔に通じる貫通孔（熱媒体通路）が設けられている熱処理口一ルである。

請求項（ 7 ) に記載の側板に設けた 2重の熱媒体通路構造において、中蓋に一つ置きに内周側に延びる底付きの座ぐり長穴と貫通孔を交互に設けた構造は、上記の請求項 4〜 6に記載のロールの 2重の熱媒体通路構造より簡単な部品形状になるので、加工コストを減らす効果がある。

( 8 ) ( 1 ) 乃至（ 7 ) のいずれかに記載する熱処理ロールにおいて、ロール本体の円筒面に近接して設けられた複数の円形貫通孔の中に星形、三角形、その他の多角形断面の縦通材を嵌入して熱伝導面積に対して冷媒又は熱媒体の流量を減らすようにした熱処理ロールである。

( 9 ) ( 8 ) に記載する熱処理ロールにおいて、前記多角形断面の縦通材を押出成形した耐熱媒体性及び耐熱性樹脂とした熱処理口一ルである。

請求項（ 8 ) 及び（ 9 ) に記載のロール本体の熱媒体通路に減容縦通材を揷入した構造は、冷却水通路面積が縦通材を入れてないときの冷却水通路面積の 1 / 2以下となるので、同一冷却面積に対し冷却水流量は半分以下となり、冷却効率が大幅に向上し、ロール本体のサイズをより小さくすることができ、ポンプ等の熱媒体供給設備の能力、サイズを小型にすることができ、製造コストが下がる。

以上に述べたように、この熱処理ロールの構造は、特に樹脂シ一ト製造装置のキャスティングに使用する大容量の冷却能力を必要とする冷却ロールに用いた場合にその効果が大きい。図面の簡単な説明

図 1 は、押出成形用キャスティング機の冷却ロール周りを示す概略レイァゥト図である。

図 2は、本発明の第 1の実施形態に係る冷却ロールの構成を示す断面図である。

図 3は、図 2の冷却ロールの A— A断面及ぴ B矢視図である。図 4は、図 3の C部の拡大図である。

図 5は、本発明の第 2の実形態に係る冷却ロールの構成を示す断面図である。

図 6は、図 5の冷却ロールの D矢視、 F断面、 G断面を示す図で

'ある。

図 7は、図 5の冷却ロールの E— E断面図である。

図 8は、図 5の冷却ロールの冷却水の他の通路構造を示す部分断面図である。

図 9は、図 8の H— H断面により冷却水の通路形状を示す部分図である。

図 1 0は、図 2及び図 5のロールシリンダの冷却水通路面積を減らした構造を示す部分断面図である。

図 1 1は、図 2及び図 5の口一ルシリンダの冷却水通路面積を減らした別の構造を示す部分断面図である。

図 1 2は、従来の熱処理用ロールを示す断面図である。

図 1 3は、図 1 2の P— P断面図である。 _g 図 1 4は、従来の熱処理用ロールの他の例を示す断面図である。図 1 5は、図 1 4の Q— Q断面図である。日 » 施するかめの爵 ! の熊

本発明の実施の形態については、押出成形シート製造装置に使用されている大容量の冷却能力を必要とする冷却ロールを例に挙げることにする。

まず、押出成形シート製造装置の溶融樹脂シ一ト押出からシート固化、引き取りまでの概略を図に基づいて説明する。図 1は押出成形用キャスティング機の冷却ロール周りの概略レイァゥト図である o 同図に示したように、押出成形シート製造装置では、押出機の T ダイ 1から一定厚の溶融樹脂シート 5 を下方に押出した後、直ちに冷却口一ル 2 ( 3 0 , 4 0 ) に接触させて急速に冷却して固化し、その後、引取ロール 3を経て、図示していない以降のシート処理（温度調整、縦方向、横方向に延伸して所要のフィルムに加工）が行われるようになつている。

(第 1の実施形態）

本発明の第 1の実施形態の冷却ロールを図に基づいて説明する。図 2は冷却ロールの側面断面図、図 3は図 2の冷却ロールの A— A 断面及び B矢視図、図 4は図 3の C部の拡大図である。

冷却ロール 2の構成を説明すると、図における冷却ロール 2は口 —ル本体 1 1 を備えている。このロール本体 1 1は、炭素鋼等の板材を曲げて溶接結合し、更に所定の真円度と所定の板厚精度を保つ為に内外面を削り加工して中空の円筒形状に形成し、ガンドリル等の切削装置により、円筒面に近接して同一半径上に一定ピッチで口 —ル軸方向へ多数の円形貫通孔を明けて設けることにより冷却水通路 1 1 aとしたものである。しかも、ロール本体 1 1では、このような多数（複数）の冷却水通路 1 1 aに冷媒又は加熱媒体を通過させるとき、円筒面に対して最も熱伝導効率が良くなるように、かつ円周方向の温度ムラが最も小さくなるように、図 4に示した冷却水通路 1 1 aの内径 d と、円筒面からの距離 aと、冷却水通路 1 1 a の間隔 bが算定されている。

ところで、冷却能力を大きくするためには、この冷却水通路 1 1 aを通る冷却水の流速を速くする必要がある。そこで、ロール本体 1 1の両端は、冷却水通路 1 l aの一部分が露出するように、所要寸法だけ内径を大きく加工してある。

, 側板 1 2は、冷却ロール 2の一方の回転支持軸となっている水導入軸部 1 2 aと一体の溶接構造体であり、また、側板 1 3は、冷却口一ル 2のもう一方の回転支持軸となっている側板軸部 1 3 aと一体の溶接構造体であり、側板 1 2 と側板 1 3は、ロール本体 1 1の両側に芯を合わせて液密に溶接固定されている。冷却ロール 2は、水導入軸部 1 2 aと側板軸部 1 3 aに設けられた軸受け 2 0， 2 0 により回転可能に支えられ、側板軸部 1 3 aに固設された歯車 2 3 を介して図示省略の動力装置により回転駆動されるように構成されている。

1 2 b , 1 3 bはそれそれ側板 1 2 , 1 3に溶接固定された環状の突起であり、同突起 1 2 b , 1 3 bには適当な間隔で冷却水通路となる切り欠き 1 2 c , 1 3 cが設けられている。また、 1 2 d , 1 3 dはそれそれ側板 1 2、 1 3に溶接固定された環状の突起であり、これら突起 1 2 b , 1 3 b , 1 2 d ₃ 1 3 dの高さはロール本体 1 1の端面と面一に合わせて配置されている。突起 1 2 d , 1 3 dには、等角度間隔で軸中心方向に複数の突き通し孔が明けて設けられ、同突き通し孔と同一線上の先の水導入軸部 1 2 aと側板軸部 1 3 aに明けて設けられた突き通し孔 1 2 e , 1 3 eに複数の水通路管 1 5が液密に溶接固定されている。 1 8は冷却ロール 2内に漏れた冷却水を抜くための排水用プラグである。

口一ル本体 1 1の端部と突起 1 2 b , 1 3 b , 1 2 d , 1 3 dは、側カバ一 1 6でパヅキン 1 9を挟んで覆われ、多数のボルトで液密に固定されている。そして、ロール本体 1 1の端部と側板 1 2 , 1 3 と突起 1 2 b , 1 3 b , 1 2 d , 1 3 dとで、冷却水の通路が形成されている。

水導入軸部 1 2 aと側板軸部 1 3 aとの間には、水通路管 1 4が液密に溶接固定されている。

また、水導入軸部 1 2 aには水導入管 1 7が差し込まれ、 2重の水通路となっている。

調温された冷却水は、ロータリジョイント 2 2 を通して水導入管 1 7へ供給され、水通路管 1 4、側板軸部 1 3 aの水通路、水通路管 1 5を経て側板 1 3の水通路から口ール本体 1 1の冷却水通路に流れ、ロール本体 1 1の円筒面に接している樹脂シート 5を冷却し、樹脂シート 5から奪った熱で温められた水は、側板 1 2の水通路、水通路管 1 5、水導入軸部 1 2 aの 2重管部の外側の水通路を通つて口一タリジョイント 2 1から排出される。

この構造においては、供給通路と排出通路を逆に、即ち、水導入軸部 1 2 aの 2重管部の外側の水通路から冷却水を供給し、水導入管 1 7から温められた水を排出するようにしても差し支えない。この冷却ロール 2の構成は、冷却水の代わりに熱媒体を回流させることにより、加熱ロールにも転用可能である。

(第 2の実施形態）

本発明の第 2の実施形態は、第 1の実施形態のロールの両側の側板の冷却水通路を 2重に設け、冷却水がロール本体の多数の冷却水通路の一つ置きに反対方向に流れるようにして、ロールの表面の軸方向の温度分布を均等にするようにしたものである。

本発明の第 2の実施形態に係る冷却ロールを図に基づいて説明する。図 5は冷却ロールの構成を示す断面図、図 6は図 5の冷却ロールの D矢視、 F断面、 G断面を示す図、図 7は図 5の冷却ロールの E— E断面図である。

冷却ロール 3 0の構成を説明すると、図における冷却ロール 3 0 は口一ル本体 3 1 を備えている。このロール本体 3 1は、第 1の実施形態のロール本体 1 1 と殆ど同じ構造のロールであり、円形貫通孔を明けて設けた冷却水通路 3 1 aの内径と、ロール本体 3 1の円筒面からの距離と冷却水通路 3 1 aの間隔は、図 4に示した第 1の実施形態の冷却水通路 1 l aの関連と全く同じように算定されたものである。

図 6の F断面に示すように、ロール本体 3 1の両端の冷却水通路 3 l aには、これと一つ置きに側板側の水通路に通じるように、内側半径方向に所要長さだけ切り欠き 3 1 bが設けられている。

側板 3 2は、冷却ロール 3 0の一方の回転支持軸となっている水導入軸部 3 2 aと一体の溶接構造体であり、また、側板 3 3は、冷却ロール 3 0のもう一方の'回転支持軸となっている側板軸部 3 3 a と一体の溶接構造体であり、側板 3 2 と側板 3 3は、ロール本体 3 1の両側に芯を合わせて液密に溶接固定されている。冷却ロール 3 0は、水導入軸部 3 2 aと側板軸部 3 3 aに設けられた軸受 2 0，

2 0により回転可能に支えられ、図示省略の動力装置により回転駆動されるように構成されている。

3 2 b , 3 3 bはそれそれ側板 3 2 , 3 3に溶接固定された璟状の突起であり、同突起 3 2 b , 3 3 bには適当な間隔で冷却水通路となる切り欠き 3 2 c , 3 3 cが設けられている。また、 3 2 d ,

3 3 dはそれそれ側板 3 2， 3 3に溶接固定された環状の突起であり、これら突起 3 2 b , 3 3 b , 3 2 d， 3 3 dの髙さは口一ル本体 3 1の端面と面一に合わせて配置されている。突起 3 2 d , 3 3 dには等角度間隔で軸中心方向に複数の貫通孔が明けて設けられ、同貫通孔と同一線上の先の水導入軸部 3 2 aと側板軸部 3 3 aに明けて設けられた貫通孔 3 2 e , 3 3 e とを連通させる複数の水通路管 1 5が液密に溶接固定されている。 1 8は冷却ロール 3 0内に漏れた冷却水を抜くための排水用プラグである。貫通孔 3 2 eは水導入管 3 7に通じている。また、貫通孔 3 3 eは側板軸部 3 3 aの水通路 3 3 gに通じている。

3 5は側板 3 2の通路開口部を覆う中蓋であり、同中蓋 3 5 には、側板 3 2の水通路と通じている一つ置きの切り欠き 3 l bを備えた冷却水通路 3 1 a以外の冷却水通路 3 1 aに通じる貫通孔 3 5 a が明けて設けられている。 3 6は中蓋 3 5の側面を覆っている側力バーであって、突起 3 2 b , 3 3 bと同様に環状の突起 3 6 aを有し、冷却水通路となる切り欠き 3 6 bが設けられている。側カバー 3 6の開口部には冷却水通路となる複数の曲管 3 8が取付けられており、同曲管 3 8には直管 3 9が結合され、直管 3 9は水導入軸部 3 2 aの貫通孔 3 2 f の開口部と溶接固定されている。貫通孔 3 2 は、水導入軸部 3 2 aの水通路 3 2 iに開口している。

側板 3 3の取付け部品も側板 3 2 と同様であり、中蓋 3 5、側力バ一 3 6が取付けられ、複数の曲管 3 8及び直管 3 9が結合され、直管 3 9は側板軸部 3 3 aに明けて設けられた貫通孔 3 3 f の開口部と溶接固定されている。貫通孔 3 3 f は、中側水通路 3 3 hに通じている。

3 4は水導入軸部 3 2 aと側板軸部 3 3 aの水通路管の外側水通路を形成する水通路管である。

水導入管 3 7は水導入軸部 3 2 aの嵌合部 3 2 gに嵌合し、側板軸部 3 3 aの中側の水通路 3 3 hに結合されており、水導入軸部 3 2 aと側板軸部 3 3 aの 2重の水通路の中側を分担し、開口部には口一タリジョイント 2 2が結合されている。

水導入軸部 3 2 aには、図 5及び図 7に示すように、水通路管 3 4 と水導入管 3 7 との間の外側水通路から水導入軸部 3 2 aの外側水通路へ通じる複数の貫通孔 3 2 hが明けて設けられている。

調温された冷却水は、口一タリジョイント 2 2から水導入軸部 3

2 aの中側水通路となっている水導入管 3 7に供給され、冷却水の一部（半分の量）は貫通孔 3 2 eから水通路管 1 5、側板 3 2の水通路を経てロール本体 3 1の冷却水通路 3 1 aを通ってロール本体 3 1の表面を冷却して樹脂シートを冷やし、側板 3 3の水通路、水通路管 1 5、貫通孔 3 3 eを経て側板軸部 3 3 aの外側の水通路 3

3 gに流れ込み、さらに水通路管 3 の外側の水通路、貫通孔 3 2 h、水導入軸部 3 2 aの外側水通路 3 2 iを経てロー夕リジョイント 2 1から排出される。一方、水導入管 3 7に供給された冷却水の残り半分の量は、水導入管 3 7の最奥端の水通路 3 3 hから貫通孔 3 3 f 、直管 3 9、曲管 3 8、側カバ一 3 6 と中蓋 3 5で囲まれた水通路、中蓋 3 5の貫通孔 3 5 aから（上述と逆方向に）ロール本体 3 1 の冷却水通路 3 l aを通ってロール本体 3 1の表面を冷却して樹脂シ一トを冷やし、側板 3 2側の中蓋貫通孔 3 5 a、側カバ一 3 6 と中蓋 3 5で囲まれた水通路、曲管 3 8、直管 3 9、貫通孔 3 2 f を経て、水導入軸部 3 2 aの外側水通路 3 2 iに流れ込んで上述の冷却排水と合流し、一緒に口一タリジョイント 2 1から排出される。

この第 2の実施形態の構造においても、供給通路と排出通路を逆に、即ち、水導入軸部 3 2 aの 2重管部の外側の水通路から冷却水を供給し、水導入管 3 7から温められた冷却排水を排出するようにしても差し支えない。

前述したように、ロール本体 3 1の冷却水通路 3 1 aの両端に設けられた側板 3 2 , 3 3の水通路に通じる内側方向の切り欠き 3 1 bは、一つ置きに設けられているので、冷却水はロール本体 3 1の多数の冷却水通路 3 1 aの一つ置きに反対方向に流れ、冷却水通路 3 1 aの入口と出口に多少の温度差があっても、ロール本体 3 1の表面の軸方向の温度分布を均等にすることができる。従って、冷却水の流速を無闇に速くする必要はなく、冷却水用のポンプ容量、温調設備等をより小型のものにすることができる。

この冷却口一ル 3 0の構成は、冷却水の代わりに熱媒体を回流させることにより、加熱ロールにも転用可能である。

(第 3の実施形態）

図 8は図 5の冷却ロールの冷却水の他の通路構造を示す部分断面図、図 9は図 8の H— H断面により冷却水の通路形状を示す部分図である。

本発明の第 3の実施形態は、上述の第 2の実施形態におけるような、口一ル本体 3 1の冷却水通路 3 1 aの両端に内側方向の切り欠き 3 1 bを設けず、図 9 に示したように、側板 3 2及び側板 3 3の水通路開口部を覆っている一対のリング形状の中蓋 4 5 (リング外形形状は中蓋 3 5 と近似）のロール本体 4 1 (第 2の実施形態における 3 1 ) の冷却水通路 4 l a (第 2の実施形態における 3 1 a ) がーつ置きに当接する位置には、内周側に延びる底付きの座く、り長穴（小判形穴） 4 5 aを形成し、この座ぐり長穴 4 5 a以外の一つ置きの冷却水通路 4 1 aの位置には、この冷却水通路 4 1 aに通じる貫通孔 4 5 bを明けて設けたものである。その他の構成と作用は、第 2の実施形態と全く同様であるので、重複を避けて説明を省略するが、この構造は、大型のロール本体 4 1の加工部分を減らし、より軽い中蓋 4 5を座く、り加工するようにして、部品加工時のハンドリングを容易にすることにより加工コストを減少するようにしたものである。

(第 4の実施形態）

本発明の第 4の実施形態は、上述の第 1〜第 3の実施形態におけるロール本体の冷却水通路 1 1 a , 3 1 a , 4 l aに減容縦通材を挿入したものであり、以下、図に基づいて説明する。

図 1 0は、図 2、図 5、図 8の冷却ロールの冷却水通路面積を減らした構造を示す部分断面図、図 1 1は同様に冷却ロールの冷却水通路面積を減らした別の構造を示す部分断面図である。

この実施形態の構成と作用は、第 1〜第 3の実施形態とも全く同様であるので、ロール本体の冷却水通路周辺についてだけ説明し、その他の部分の説明は省略する。

説明に用いる部品番号は、第 1の実施形態の部品番号を以て代表する。

図 1 0は、ロール本体 1 1の冷却水通路 1 1 aに、断面三角形の長さが冷却水通路 1 1 aの長さと略同寸法の縦通材 4 8を入れたときの断面を示している。冷却水通路 1 1 aの断面積に対して縦通材 4 8の断面積は略 1 / 2であるので、縦通材 4 8が入れてあるときの冷却水通路面積は、縦通材 4 8が入れてないときの冷却水通路面積の約 1ノ 2 となる。即ち、同一冷却面積に対し冷却水流量は半分で済むことになり、冷却効率が大幅に向上する。図 1 1は口一ル本体 1 1の冷却水通路 1 1 aに、断面が星形の長さが冷却水通路 1 1 aの長さと略同寸法の縦通材 4 9を入れたときの断面を示している。この場合の冷却水通路 1 1 aの断面積に対して縦通材 4 9の断面積は 1 / 2 より大きいので、縦通材 4 9が入れてあるときの冷却水通路面積は、縦通材 4 9が入れてないときの冷却水通路面積の 1 / 2 より小さくなり、同一冷却面積に対し冷却水流量は半分以下となり、冷却効率が大幅に向上する。

上記の三角、星形に限らず、冷却水の流れ抵抗が著しく増大しない程度の星形断面形状を有する縦通材を差し込むことにより冷却水通路面積を減らし、冷却効率を向上させることができるので、口一ル本体のサイズをより小さくすることができる。

このような、減容縦通材の材料としては、耐水性の樹脂の押出成形材の使用が便利である。また、この冷却ロールの構成は加熱口一ルにも転用可能であるが、そのときには減容縦通材の材料は耐熱媒体性、耐熱性の樹脂の押出成形材を使用する。鹿奪卜の禾 II用 πτ能桦

以上詳述したように本発明によれば、剛性が大きく、熱伝達効率のよい熱処理ロールを提供できる。

Claims

請求の範囲

( 1 ) 押出成形シ一ト製造装置等に使用される樹脂シート等の被処理物を連続的に冷却又は加熱する熱処理ロールにおいて、円筒面に近接してロール軸方向に複数の円形貫通孔を設けた中空のロール本体と、

該ロール本体の両側端面に固設され、前記ロール本体の複数の円形貫通孔に通じる半径方向の熱媒体通路が設けられた一対の側板と前記一対の側板のそれそれに一体に固設され、前記側板の半径方向の熱媒体通路に通じる熱媒体通路を内部に有し、ロール軸方向にそれそれ延びる一対の回転支軸とを備えたことを特徴とする熱処理ロール。

( 2 ) 押出成形シート製造装置等に使用される樹脂シート等の被処理物を連続的に冷却又は加熱する熱処理ロールにおいて、

円筒面に近接して同一半径上に密接した一定ピツチで口一ル軸方向に複数の円形貫通孔を設けた中空のロール本体と、

該ロール本体の両側端面に芯を合わせて固設され、前記ロール本体の円筒面の複数の円形貫通孔に通じる半径方向の熱媒体通路が設けられた一対の側板と、

該一対の側板と一体に固設され、前記側板の半径方向の熱媒体通路に通じる熱媒体通路を軸中心に設けた熱処理ロールの両側に同一中心線上に延びる一対の回転支持軸とにより構成され、一方の側の回転支持軸の熱媒体通路から前記ロール本体の円形貫通孔へ冷媒又は加熱媒体を流通させ、他の側の回転支持軸の熱媒体通路から排出するようにして、前記ロール本体の円筒面に接している樹脂シート等の被処理物を冷却又は加熱するようにしたことを特徴とする熱処理ロール。

( 3 ) 請求項（ 1 ) 又は（ 2 ) のいずれかに記載する熱処理口 —ルにおいて、

ロールの片側の回転支持軸の中心に 2重の熱媒体通路を設け、口ール本体の内部に前記回転支持軸の 2重の熱媒体通路の内側通路と他の側の側板の熱媒体通路と通じる軸方向の熱媒体通路を設け、片側の回転支持軸の 2重の通路の内側通路から冷媒又は加熱媒体を供給し、 2重の通路の外側通路から排出するように（又は供給通路と排出通路をこれと逆に）構成したことを特徴とする熱処理ロール。

( 4 ) 請求項（ 1 ) 乃至（ 3 ) のいずれかに記載する熱処理ロールにおいて、

前記ロールの両側の側板の熱媒体通路を 2重に設け、冷媒又は熱媒体がロール本体の複数の円形貫通孔の一つ置きに反対方向に流れるようにして、前期ロールの表面の軸方向の温度分布を均等にするようにしたことを特徴とする熱処理ロール。

( 5 ) 請求項（ 4 ) に記載する熱処理ロールにおいて、前記多数の円形貫通孔を明けた中空のロール本体と、

該ロール本体の片側（熱媒体供給軸側）端面に芯を合わせて固設され、前記ロール本体の円筒面の複数の円形貫通孔の一つ置きに通じる半径方向の熱媒体通路が設けられた側板 Αと、該側板 Aの通路開口部を覆い、前記側板 Aと通じている一つ置きの円形貫通孔以外の円形貫通孔に通じる熱媒体通路が設けられたリング形状の中蓋 A と、該中蓋 Aの側面を覆い、前記中蓋 Aの熱媒体通路と半径方向の複数の水通路管が取付けられている側カバ一 Aと、軸内に 2重の熱媒体通路を有し、中側の熱媒体通路は前記側板 Aの半径方向の熱媒体通路に通じ、外側の熱媒体通路は前記側カバー Aに取付けられた半径方向の熱媒体通路に通じるように取付けられ、前記側板 Aと一体に固設された回転支持軸 Aと、

前記ロール本体の他の片側（熱媒体供給軸と反対側）端面に芯を合わせて固設され、前記ロール本体の円筒面の複数の円形貫通孔の一つ置きに通じる半径方向の熱媒体通路が設けられた側板 Bと、該側板 Bの通路開口部を覆い、前記側板 Bと通じている一つ置きの円形貫通孔以外の円形貫通孔に通じる熱媒体通路が設けられたリング形状の中蓋 Bと、該中蓋 Bの側面を覆い、前記中蓋 Bの熱媒体通路と半径方向の複数の水通路管が取付けられている側カバー Bと、軸内に 2重の片側が閉塞された熱媒体通路を有し、外側の熱媒体通路は前記側板 Bの半径方向の熱媒体通路に通じ、内側の熱媒体通路は前記側カバ一 Bに取付けられた半径方向の熱媒体通路に通じるように取付けられ、前記側板 Bと一体に固設された回転支持軸 Bと、前記回転支持軸 Aと前記回転支持軸 Bのそれそれの 2重の熱媒体通路を連結する 2重の水通路管とにより構成され、

前記回転支持軸 Aの 2重の通路の内側通路から冷媒又は加熱媒体を供給し、 2重の通路の外側通路から排出するように（又は供給通路と排出通路をこれと逆に）したとき、冷媒又は加熱媒体が前記口ール本体の円筒面の複数の円形貫通孔の一つ置きに反対方向に流れるようにしてロールの表面の軸方向の温度分布を均等にするようにしたことを特徴とする熱処理ロール。

( 6 ) 請求項（ 4 ) 又は請求項（ 5 ) に記載する熱処理口一ルにおいて、前記ロール本体の両端部に貫通孔の一つ置きに前記口 —ル本体の中心に向う切り欠き通路を'設け、この切り欠き通路により円形貫通孔がーつ置きに前記側板 A及び前記側板 Bの熱媒体通路に通じるようにしたことを特徴とする熱処理ロール。

( 7 ) 請求項（ 4 ) 又は請求項（ 5 ) に記載する熱処理口一ルにおいて、請求項（ 6 ) に記載したような貫通孔の一つ置きに前記ロール本体の中心に向う切り欠き通路を形成せず、前記側板 A及び前記側板 Bの通路開口部を覆っているリング形状の前記中蓋 A及び前記中蓋 Bの前記ロール本体の円形貫通孔がーつ置きに当接する位置に、前記ロール本体の内周より内側に延びて熱媒体通路となる底付きの座ぐり長穴（小判形穴）を形成し、この座ぐり長穴以外の一つ置きの円形貫通孔の位置には円形貫通孔に通じる貫通孔（熱媒体通路）が設けられていることを特徴とする熱処理ロール。

( 8 ) 請求項 1乃至 7のいずれかに記載する熱処理ロールにおいて、口ール本体の円筒面に近接して設けられた複数の円形貫通孔の中に星形、三角形、その他の多角形断面の縦通材を嵌入して熱伝導面積に対して冷媒又は熱媒体の流量を減らすようにしたことを特徴とする熱処理ロール。

( 9 ) 請求項（ 8 ) に記載する熱処理ロールにおいて、前記多角形断面の縦通材を押出成形した耐熱媒体性及び耐熱性樹脂としたことを特徴とする熱処理ロール。