(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒体と、その両端を塞ぐ蓋板の中心から外向きに突出する支持軸とから成り、前記円筒体の内部に、蒸発と凝縮とを繰り返す作動流体を充填すると共に、内部を冷却水が流れる冷却管の複数本を含む冷却管群を設けて成る回転式冷却ローラにおいて、
前記円筒体内に、前記冷却管群の外側を囲むように円筒形に構成した内筒体を、当該内筒体の外周面と前記円筒体の内周面との間に環状の隙間を形成するように配設して、その両端を前記支持軸又は蓋板に固着し、この内筒体に、その外側における前記環状の隙間内と当該内筒体内とを連通する通孔の多数個を穿設することにより、前記作動流体がこの各通孔を介して前記環状の隙間内と前記内筒体内との間を出入りするように構成する一方、前記環状の隙間内に、前記円筒体に対して中心に向かう方向に作用する押圧力を前記内筒体に伝達するスペーサを設けたことを特徴とする回転式冷却ローラの構造。
【請求項２】
前記請求項１の記載において、前記内筒体内のうち軸線方向に沿った適宜箇所に、円板状又はリング状の支持板を、当該支持板の外周面が前記内筒体の内周面に接するように設けたことを特徴とする回転式冷却ローラの構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セロファン、アルミ箔、紙、合成樹脂等の各種シートや各種フィルムの製造装置、または、これら各種シートや各種フィルムの加工装置、あるいは、これら各種シートや各種フィルムのうち同種又は異種の複数枚を貼合又は積層するラミネート装置、若しくは、前記各種のシートや各種フィルムに対して合成樹脂をフィルム状に押し出しながら貼合わせる押出ラミネート装置等に使用される回転式冷却ローラの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、例えば、紙に対して合成樹脂フィルムを貼合したラミネート積層紙の製造に際しては、図１に示すように、ロール状原紙１から繰り出された原料紙２を、一対の回転式押圧ローラ３と回転式冷却ローラ４との間を通したのち、巻き取りロール５に巻き取らせる一方、前記回転式押圧ローラ３と回転冷却ローラ４との間の上部に、樹脂ホルダー６ａ内の溶融合成樹脂７をフィルム状に押し出すようにした押し出しダイス６ｂを配設し、この押し出しダイス６ｂから押し出される合成樹脂フィルム８を、前記原料紙２と一緒に回転式押圧ローラ３と回転式冷却ローラ４との間に送り込むことにより、この合成樹脂フィルム８を、回転式冷却ローラ４にて冷却しながら前記原料紙２に貼合わせて、ラミネート積層紙９を製造するという方法が採用されている。
【０００３】
先行技術としての特公平４−２７２０公報は、前記製造方法に使用する回転式冷却ローラを以下のように構成することを提案している。
【０００４】
すなわち、この回転式冷却ローラを、円筒体と、その両端を塞ぐ蓋板の中心から外向きに突出した左右一対の支持軸とを有するものにして、前記円筒体の内部に、蒸発と凝縮とを繰り返す作動流体を充填すると共に、内部を冷却水が流れる冷却管を設けて、前記円筒体内における作動流体の蒸発と凝縮との繰り返しにて前記円筒体の表面を冷却するという構成にしている。
【０００５】
ところで、この回転式冷却ローラには、当該回転式冷却ローラに対して回転式押圧ローラが押圧されることのために、単位長さ当たり２〜１０kg／mm程度の可成り大きい押圧力を、軸線方向に沿った分布荷重として中心に向かう方向に受けることになる。
【０００６】
ラミネートに際して必要な押圧力は、ラミネート積層紙の種類やラミネート積層紙の生産速度等によって異なる。すなわち、積層紙の表面の平坦度の要求が高ければ、前記押圧力を高くしなければならないし、また、生産速度を上げれば、短時間の押圧で空気の巻き込みを防止しつつ所定の機能を果たす必要性から、前記押圧力を高くせざるをえないのである。
【０００７】
更にまた、ラミネート積層紙の表面の平坦度の要求が益々高度になると共に、生産性も高速を要求される状況にあり、益々高い押圧力に耐え得る回転式冷却ローラが求められている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
これに対し、前記先行技術の回転式冷却ローラにおいては、前記したように可成り大きい押圧力を中心に向かう方向に受ける円筒体を、その両端において、支持軸にて支持するように構成していることにより、前記円筒体のうち回転式押圧ローラが接触する部分が、真円の状態から部分的に凹むように撓み変形すること、及び、回転式冷却ローラの全体が、これに対する回転式押圧ローラの押圧により、当該回転式冷却ローラにおける軸線に対して湾曲するように撓み変形することが発生し易いから、ラミネートの不良品の発生率が高くなるのであり、しかも、この不良品の発生率は、ラミネート幅の増加に合わせて長さを長くした長尺の回転式冷却ローラの場合、及び、直径を大きくした回転式冷却ローラの場合においてより高くなるのであった。
【０００９】
このために、前記先行技術の回転式冷却ローラにおいては、これらの不良の発生を防止すると共に近年の高い押圧力の要求に対応するため、その円筒体における板厚さを厚くすることによって、前記両撓み変形を小さくするように構成しているが、円筒体の板厚さを厚くすると、円筒体の表面から内面への熱伝達が悪くなるから、冷却性能が低下し、ひいては、ラミネート加工の生産性が低下するという問題があった。
【００１０】
本発明は、この問題を解消し、長尺の回転式冷却ローラ及び大径の回転式冷却ローラにおいても大きな両撓み変形を生じることなく、高い押圧力を必要とする場合においても冷却性能を確実に発揮できるようにすることを技術的課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明の請求項１は、
「円筒体と、その両端を塞ぐ蓋板の中心から外向きに突出する支持軸とから成り、前記円筒体の内部に、蒸発と凝縮とを繰り返す作動流体を充填すると共に、内部を冷却水が流れる冷却管の複数本を含む冷却管群を設けて成る回転式冷却ローラにおいて、
前記円筒体内に、前記冷却管群の外側を囲むように円筒形に構成した内筒体を、当該内筒体の外周面と前記円筒体の内周面との間に環状の隙間を形成するように配設して、その両端を前記支持軸又は蓋板に固着し、この内筒体に、その外側における前記環状の隙間内と当該内筒体内とを連通する通孔の多数個を穿設することにより、前記作動流体がこの各通孔を介して前記環状の隙間内と前記内筒体内との間を出入りするように構成する一方、前記環状の隙間内に、前記円筒体に対して中心に向かう方向に作用する押圧力を前記内筒体に伝達するスペーサを設けた。」
ことを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の請求項２は、
「前記請求項１の記載において、前記内筒体内のうち軸線方向に沿った適宜箇所に、円板状又はリング状の支持板を、当該支持板の外周面が前記内筒体の内周面に接するように設ける。」
という構成にした。
【００１３】
【発明の作用・効果】
前記請求項１に記載した構成において、円筒体内に充填した作動流体は、円筒体と内筒体との間の環状の隙間内において円筒体の外側からの熱にて蒸発し、前記内筒体における各通孔から内筒体内に入り、ここで冷却管群における各冷却管への接触にて冷却・凝縮して液化し、この液化した状態で前記内筒体における各通孔から前記環状の隙間内に戻ることを繰り返すというように、内筒体における各通孔を通って、前記内筒体の外側における環状の隙間内と，前記内筒体の内部における冷却管群との間を自由に出入りするから、前記内筒体内における複数本の冷却管を含む冷却管群による所定の冷却作用を確実に行うのである。
【００１４】
一方、前記円筒体の外周面に対して中心に向かうように作用する押圧力は、当該円筒体にて支持されると同時に、前記環状の隙間内に設けたスペーサを介して内筒体に伝わり、この内筒体によっても支持されることになり、換言すると、前記押圧力を円筒体と内筒体との両方にて支持されるから、前記円筒体のうち押圧力を受ける部分が凹むように撓み変形すること、及び、回転式冷却ローラの全体が、その軸線に対して湾曲するように撓み変形することを確実に小さくできるのである。
【００１５】
従って、本発明によると、円筒体における両撓み変形を確実に小さくすることができる状態のもとで、この円筒体における板厚さを薄くすることができるから、回転式冷却ローラの冷却性能を大幅に向上できるのであり、しかも、高い冷却性能を有する回転式冷却ローラの更なる長尺化、大径化、高速化及び高機能化を図ることができる効果を有する。
【００１６】
特に、請求項２に記載した構成にすることにより、円筒体からスペーサを介して内筒体に対してその中心に向かうように伝達する荷重の一部を、この内筒体の内部に設けた支持板にて支持することができることにより、内筒体における強度を更にアップして、円筒体における両撓み変形をより小さくすることができるから、前記した効果をより助長できるのである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図２〜図４の図面について説明する。
【００１８】
この図において、符号４は、前記図１のラミネート積層紙の製造に際して使用する回転式冷却ローラであり、この回転式冷却ローラ４は、比較的薄い板厚Ｔ１で直径Ｄの円筒体１１と、この円筒体１１内に、両端部１２ａ，１２ｂが当該円筒体１１における左右両端の中心から外向きに突出するように挿入した中空状の支持軸１２とから成り、前記円筒体１１の両端は、前記支持軸１２に対して、当該支持軸１２が貫通する左右一対の円板状蓋板１３，１４を介して固着され、且つ、この円筒体１１内は、この両蓋板１３，１４にて密閉されている。
【００１９】
なお、前記回転式冷却ローラ４は、その支持軸１２の両端部１２ａ，１２ｂにおいて、機体側の軸受け２４，２５に軸支されている。
【００２０】
また、前記円筒体１１の内部には、ナフタリン又はキノリン等のように蒸発と凝縮とを繰り返すようにした作動流体が充填されている。
【００２１】
前記両蓋板１３，１４の外側面には、水室１５，１６が各々設けられている一方、前記円筒体１１の内部には、前記円筒体１１の軸線方向に延び両端が前記両蓋板１５，１６を貫通して両水室１５，１６に連通する冷却管１７の複数本が、円周方向に沿って並べて設けられていて、この複数本の冷却管１７によって冷却管群を構成している。
前記両水室１５，１６のうち一方の水室１５内に供給した冷却水を、この一方の水室１５から前記各冷却管１７内に分配し、この各冷却管１７内を流したのち他方の水室１６から排出するように構成されている。
【００２２】
そして、前記円筒体１１の内部に、比較的厚い板厚さＴ２で、前記複数本の冷却管１７の全てを含む冷却管群の外側を囲うように円筒形に構成して成る内筒体１８を，前記円筒体１１と同心にして配設して、この内筒体１８の外周面と前記円筒体１１の内周面との間に環状の隙間１９を形成する一方、この内筒体１８の両端を、前記両蓋板１３，１４又は支持軸１２に対して固着する。
【００２３】
また、前記内筒体１８には、前記環状の隙間１９とこの内筒体１８内とを連通する小径の通孔２０を、当該内筒体１８における円周方向及び軸線方向の両方向について適宜ピッチの間隔で多数個穿設することにより，前記作動流体がこの各通孔２０を介して前記環状の隙間１９内と前記内筒体１８内との間を自由に出入りするように構成する。
一方、前記内筒体１８の内部には、その軸線方向に沿った略中央の部分又は、軸線方向に沿った複数箇所の部位（図面では、二箇所の部位）に、円板状の支持板２１を、当該支持板２１の外周面が前記内筒体１８の内周面に接するように設ける。
【００２４】
なお、この支持板２１は、これを前記冷却管群を構成する各冷却管１７が貫通することにより、各冷却管１７における途中の部分を支持することを兼ねており、この支持板２１は、これを円板状に構成することに代えて、リング状に構成しても良い。
【００２５】
更にまた、前記円筒体１１と内筒体１８との間における隙間１９内に、板体にて前記円筒体１１の内周面と内筒体１８の外周面との両方に密接するようにリング状に構成したスペーサ２２の複数枚を、軸線方向に沿って適宜ピッチの間隔で設ける。
【００２６】
この構成において、円筒体１１内に充填した作動流体は、円筒体１１と内筒体１８との間の環状の隙間１９内において円筒体１１の外側からの熱にて蒸発し、前記内筒体１８における各通孔２０から内筒体１８内に入り、ここで冷却管群における各冷却管１７への接触にて冷却・凝縮して液化し、この液化した状態で前記内筒体１８における各通孔２０から前記環状の隙間１９に戻ることを繰り返すというように、内筒体１８における各通孔２０を通って、前記内筒体１８の外側における環状の隙間１９と，前記内筒体１８の内における冷却管群との間を自由に出入りするから、前記冷却管の複数本を含む冷却管群による所定の冷却作用を確実に行うのである。
【００２７】
一方、前記円筒体１１に回転式押圧ローラ２を押圧することによって当該円筒体１１の外周面に対して中心に向かうように作用する押圧力は、当該円筒体１１にて支持されると同時に、前記環状の隙間１９内に設けた複数個のスペーサ２２を介して内筒体１８に伝わり、この内筒体２０によっても支持されることになるから、前記円筒体１１のうち押圧力を受ける部分が凹むように撓み変形すること、及び、回転式冷却ローラ４の全体が、その軸線に対して湾曲するように撓み変形することを確実に小さくでき、換言すると、円筒体１１における板厚さＴ１を厚くすることなく、当該円筒体１１における前記した両撓み変形を確実に小さくすることができるのである。
【００２８】
しかも、前記円筒体１１からスペーサ２２を介して内筒体１８に対してその中心に向かうように伝達する押圧力の一部を、この内筒体１８の内部に設けた支持板２１にて支持することができることにより、内筒体１８における強度を更にアップすることができるから、  前記円筒体１１における前記した両撓み変形を更に小さくすることができるのである。
【００２９】
ところで、直径Ｄが９００ｍｍで長さＬが３０００ｍｍの回転式冷却ローラ４において、その円筒体１１を鋼板製にした場合、従来は、その板厚さＴ１を、単位長さ当たりの押圧力が２kg／mmのときには１８ｍｍに、単位長さ当たりの押圧力が７kg／mmのときには３２ｍｍにしければならないが、鋼板の場合、その厚さ１ｍｍ当たりに温度が約１℃程度変化することにより、前記板厚さＴ１が１８ｍｍの場合には約１８℃、板厚さＴ１が３２ｍｍの場合には約３２℃の温度差になるから、それだけ冷却水の温度を下げるか、低速運転として熱負荷を減少せざるを得ない。すなわち、板厚さＴ１を厚くするとそれだけ冷却性能が低下し、ひいては、ラミネート加工の生産性が低下するのであった。
【００３０】
これに対して、前記した実施の形態のように構成した場合には、鋼板製の円筒体１１における板厚さＴ１を、前記と略同じ撓み変形量にした状態で、１０ｍｍにすることができて、冷却性能、ひいては、ラミネート加工の生産性を大幅に向上できる。
【００３１】
なお、前記図示のようにリング状に構成したスペーサ２２は、内筒体１８の外周面に対して溶接にて固着する一方円筒体１１の内周面に対して接するように構成するか、或いは、円筒体１１の内周面に溶接にて固着する一方内筒体１８の外周面に対して接するように構成するのであるが、このスペーサを、前記したようにリング状に構成することに代えて、内筒体１８の外周面又は円筒体１１の内周面に、帯状板を螺旋状に巻き付けた形態に構成するか、或いは、軸線方向に延びる直線状の形態しても良い。
【００３２】
また、前記リング状又は螺旋状或いは直線状のスペーサを、溶接にて設けることに代えて、内筒体１８における板厚さＴ２を前記隙間１９を含めて相当厚くするか、又は円筒体１１における板厚さＴ１を前記隙間１９を含めて相当厚くし、前記内筒体１８の外周面、又は円筒体１１の内周面を機械加工することによって、一体的に削り出すようにしても良いのである。
【００３３】
更にまた、前記スペーサは、前記したリング状又は螺旋状或いは直線状のものに限らず、内筒体１８の外周面又は円筒体１１の内周面に溶接にて固着するか、一体的に設けた突起にし、この突起の多数個を、円周方向及び軸線方向の両方向について適宜ピッチの間隔で多数個設けた形態にしても良いことはいうまでもない。
【００３４】
なお、前記スペーサ２２を前記したようにリング状又は螺旋状或いは直線状に構成する場合、このスペーサ２２に、前記隙間１９内における作動流体が当該スペーサの両側を自由に行き来するための切欠溝２３又は通孔を、当該スペーサ２２の長手方向に沿って適宜ピッチの間隔で設けることにより、このスペーサ２２を挟む両側に温度差が発生しないように構成している。
【図面の簡単な説明】
【図１】ラミネート積層紙の製造装置の概略図である。
【図２】本発明の実施の形態による回転式冷却ローラの縦断正面図である。
【図３】図２のIII −III 視断面図である。
【図４】本発明の実施の形態による回転式冷却ローラの一部切欠斜視図である。
【符号の説明】
３                    回転式冷却ローラ
１１                  円筒体
１２                  支持軸
１３，１４            蓋板
１５，１６            水室
１７                  冷却管
１８                  内筒体
１９                  隙間
２０                  通孔
２１                  支持板
２２                  スペーサ
２３                  切欠溝
【図１】
0004465070.tif 000002
【図２】
0004465070.tif 000003
【図３】
0004465070.tif 000004
【図４】
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