KR900004778B1 - 냉각 로울러 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

냉각 로울러

제1도는 본 발명의 대략의 플로우 씨트.

제2도는 냉각 로울러의 원 패스의 경우의 일부 절개 사시도.

제3도 및 제4도는 각각 제2도의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도 및 Ⅳ-Ⅳ선 단면도.

제5도는 종래예의 냉각 로울러의 일부 절개 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 압착 로울러 2 : 냉각 로울러

3 : 압착부 4 : 원지 로울러

5 : 원료지 6 : 수지 홀더

7 : 용융수지 8 : 가열기

9 : 다이스 10 : 래미네이트 가공품

11 : 권취 로울러 12 : 수실

13 : 내벽 14 : 수냉각 관속

15 : 간격 16 : 워크

17 : 열반송 유체 18 : 냉각수 출입구

19 : 회전축

본 발명은 셀로판, 폴리에틸렌, 알루미늄 박, 종이, 기타 필름이나 씨트의 제조장치 또는 수지가공장치 및 이러한 기층 필름이나 씨트를 복수층으로 접합 또는 성층시키거나, 또는 상이한 종류의 필름이나 씨트를 접합 또는 성층하여 고강도, 내열, 내수성 등의 성질을 부가하는 래미네이트 제조장치, 또는 압출 래미네이트 제조장치 등에 사용되는 냉각장치의 회전식 냉각 로울러에 관한 것이다.

예컨대, 종이와 합성수지 필름을 접합하여 강인하고 견고한 종이를 제조하는 경우에 그 선행기술로서 가열 용융상태의 합성수지가 보온된 다이스부를 핌름상으로 하방으로 유출되며, 한편 원료로서 도출되는 종이는 압착 로울러에 의하여 인입됨과 동시에 필름상의 합성수지와 함께 인접하는 냉각 로울러와의 사이에 형성되어 있는 압착부에서 압착접합되어 계속하여 냉각 로울러의 표면을 이행하는 사이에 합성수지는 냉각되어 적당하게 유연성을 가지면서 경화되어 권취장치에 감겨서 제품으로 되는 공정이 일반적인 것이다.

상기의 압착에는 필름상 용융수지가 접착되어 있지만, 이 수지는 그후에 곧 냉각되어 경화되어서 냉각 로울러부터 이탈되어 지지않으면 안되는 것이다.

만약 수지가 균일하게 냉각되어 있지 않으면, 불균일한 접착강도나 표면상태 등의 불량을 일으키게 되기 때문에 냉각 로울러는 전주면 또는 전장에 걸쳐서 균일함과 동시에 효율이 좋게 냉각하는 기능을 갖지 않으면 안되는 것이다.

종래의 냉각용 로울러는 제5도에 나타낸 바와같이, 안내차단을 나선상으로 내통 내면에 용접하여 수로를 형성하고 이것을 외통에 밀접되게 설치하며, 측에는 로타리 죠인트를 사용하여 냉각수의 급배수를 시행하여 냉각을 행하여 왔지만, 이러한 구조에서는 입구·출구의 냉각수의 온도차가 집접 로울러의 표면온도에 영향을 미쳐서 균일한 냉각에 곤란함이 있는 것이었다.

따라서, 냉각수 온도차를 최소한도의 범위로 제어할 필요가 있지만, 이것을 달성하는 데에는 대량의 냉각수가 요하게 되는 점이 문제인 것이며, 또한 설령 냉각수 출입구 온도차를 근소하게 하여도 로울러 표면에서는 보다 큰 온도차가 생기기 때문에 개선하는 데는 한도가 있게 되어서 냉각수 온도의 균일한 로울러가 가일층 요망되고 있는 실정이었다.

한편, 상기 구조에서는 열전달의 관점에서 소위 액의 강제 대류 열전열이기 때문에 전열계수가 낮게 되고, 또한, 전열면에는 오물이 부착되기 쉽게 되어서 더욱 전열성능이 낮어지게 되어 냉각성능의 향상을 위하여서는 대형의 냉각 로울러로 하지 않으면 안되고, 이 결과 장치가 전체로서 대형화되는 점이 문제가 될 뿐만 아니라, 더욱 압출 래미네이트 제조장치의 다이스와 냉각 로울러의 거리를 크게하지 않으면 안되는 것이며, 이에 따라 제품의 성상에도 영향을 미치게 되는 것이다.

또한, 냉각용 로울러는 제조품목에 의하여 상이한 규격에 대처하기 위하여 그때마다 교체하지 않으면 않되지만 이와 같이 장대한 냉각 로울러의 교체에는 대단히 번잡스러운 것이었다.

본 발명은 상기한 바를 감안하여 직접물을 냉각하는 대신에 급수의 입구 및 출구에 있어서도 균일한 온도를 갖을 수 있는 증발 냉각용 열반송 매체를 작동유체로 하는 회전형의 서모사이폰식 냉각을 채용하고, 또한 냉각 로울러의 표면적 보다는 내부에 설치된 냉각관속의 표면적을 크게 하는 것이다.

따라서, 상기와 같은 구성에 의하여 냉각 로울러에 가해진 열은 밀봉되어 있는 작동액을 비등시켜서 방열하게 되며, 여기서 발생하는 증기가 냉각관속에 접촉하여 응축이 생기는 작용을 행하게 한다.

이 응축열은 냉각관에 흐르고 있는 냉각수에 전달되어 로울러 외부로 방열시키게 된다.

이 냉각 로울러의 내면은 원주방향으로 작동액을 분배하도록 하고, 열전달계수를 개선시키기 위하여 금망상의 워크를 설치하며, 또한 냉각 로울러 그 자신의 내표면이 가공되어 있다.

따라서, 고속회전중에서도 또한 정지에 가까운 상태에 있어서도 열의 교환이 가능하게 되는 것이다.

이 증발 냉각과 유사한 선행기술로서 일본국 실공소 58-49489호 공보에 히트 파이프 로울러가 있지만, 이것을 히터를 장비한 내통에 워크를 설치한 구조로소 전자 사진장치의 정착 로울러에 사용되며, 단지 가열용으로서 본 발명의 냉각용으로는 채용할 수 없는 것이다.

본 발명의 냉각 로울러는 금속제의 로울러의 내부에 이 로울러와 동축으로 회전하는 수냉각관속이 로울러 주벽에 근접하여 설치됨과 동시에 이 로울러 내부에 소량의 작동유체가 감압봉입되어 있다.

따라서, 외면에 연하여 이행하는 고온의 필름씨트에 의하여 작동유체는 가열되어 증발되고, 발생증기는 물냉각에 의하여 응축된다.

응축액은 원심력에 의하여 전열관에는 이탈되어 냉각 로울러의 내주벽으로 비산된다.

증발응축에 의한 냉각은 종래의 단지 직접물에 의한 냉각의 경우에 비하여 전열효율은 대폭으로 상승하지만 이때에 냉각 로울러의 회전에 의한 증력의 증가에 의하여 증발의 전열계수는 정치상태 보다 수 10% 개선되어서 전열은 더욱 개선되어 냉각 로울러는 각별하게 소형화, 고성능화를 도모할 수 있게 된다.

그리고, 증발에 의한 냉각은 냉각 로울러 전폭에 걸쳐서 균일하게 작용하게 되는 것이어서 선행기술에 비하여 냉각의 불균일이 생기지 않게 되는 것이다.

수냉각관속은 냉각 로울러 내주벽에 가까운 위치에 배설되어 있기 때문에 증발된 작동유체는 즉시 응축되고, 또한 수냉각관속의 큰 전열면적에 의하여 냉각은 양호하게 유지된다.

상기한 냉각 로울러에 의하여 필름 씨트는 냉각이 완전하기 때문에 냉각 불균일에 의한 품질의 불량 등이 발생하지 않고 양호하게 제품으로서 감기게 되는 것이다.

본 발명의 냉각 로울러는 고온의 필름 씨트를 냉각할시에 종래의 온도차가 큰 수냉각 로울러 대신에 로울러내에서 증발응축을 반복하는 회전형의 서모사이폰식 냉각 로울러를 채용하였기 때문에 냉각 로울러는 전장에 걸쳐서 균일하게 고온의 플름 씨트를 냉각할 수가 있는 것이다.

또한, 냉각 로울러는 전열 효율이 좋기 때문에 소형으로서도 충분하게 동일한 성능을 발휘할 수가 있으며, 역으로 동일한 크기로 하여도 회전속도를 상승시켜서 생산량을 증대시킬 수가 있는 것이다.

수냉각관속은 로울러 내주면에 근접하여 다수 설치한 것이어서 중심부에 설치된 경우에 비하여 다수 배치할 수 있어서 전열면적을 크게하는 효과가 있는 이외에 열매증기는 냉각관속이 바로 가깝게 위치되어서 응축이 촉진되고, 또한 내주면을 동, 스텐레스강, 닉켈 등의 금망, 펠트, 포움 메탈, 가는선, 소결체 등 워크 등의 전열촉진 수단으로 피복하는 것에 의하여 냉각 로울러의 회전에 수반되어 생성응축액은 고속회전시에는 원심력에 의하여, 저속회전 할시에는 중력에 의하여 이 워크 등으로 낙하하여 모세관 현상에 의하여 작동액 유체의 분산을 향상시켜서 열전달이 확실하게 행하게 되어서 냉각효율이 향상된다.

또한, 수냉각관속의 전열면적이 냉각 로울러 내주면적 보다 크게 형성되어서 로울러 내부의 작동액의 온도를 낮게 유지시킬 수가 있으며 냉각 로울러의 내주면적의 한도에 구애됨이 없이 로울러 주벽에서의 열전달을 고효율로소 유지할 수가 있다.

또한, 냉각 로울러 내면의 열전달이 양호하게 되어서 로울러 자체의 소형화가 가능하게 되어서 그 결과 제품 품목에 의하여 냉각 로울러를 교체할 시에도 작업이 용이하게 되는 것이다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부도면을 통하여 설명한다.

제1도는 본 발명의 일 실시예로서 압착로울러(1)와 냉각 로울러(2)는 압착부(3)를 접하여 역회전하도록 설치되어 있으며, 원지 로울러(4)에서 인출되는 원료지(5)는 압착 로울러(1)로 인도되고, 한편 가열기나 보온재로서 포위된 수지홀더(6)내의 용융수지(7)는 양측으로 가열기(8)를 가진 다이스(9)를 통과하여 필름상으로 되며, 종이 상면에 접합된 후에 압착부(3)에서 가압압착되어 계속하여 냉각 로울러(2)의 표면을 경유하여 이 사이에 충분하게 냉각되어 래미네이트 가공품(10)으로서 권취 로울러(11)에 권취되어진다.

여기서 사용하는 냉각 로울러(2)는 제2,3,4도에 나타낸 바와같이 외형은 원통형으로서 내부에는 양단에 수실(12)을 가지며, 내벽(13)에 근접되어 거의 밀접되게 배치된 전열관으로 수냉각관속(14)이 설치되어 있어서 내벽(13)과 수냉각관속(14)과의 사이의 간격(15)이 존재하여서 원주면에는 워크(16)를 취부하며, 내부에 냉각온도에 접합한 열반송유체(17)가 예컨대, 진공하에서 충전되어 있다.

또한, 상기 냉각 로울러(2)는 양단에 냉각수 출입구(18)를 내장한 회전축(19)을 가진다.

수냉각관속(14)은 제3도, 제4도에는 유로를 원 패스로서 단열로 된 것이지만, 냉각능력에 따라서 2패스, 2열, 혹은 그 이상으로 하는 등 각종의 형태를 취할 수 있음은 물론인 것이다.

상기한 바와같은 구성을 갖는 냉각 로울러(2)는 제1도에 나타낸 바와같이, 예컨대, 폴리에틸렌 수지를 300℃로 가열하여 놓고 다이스(9)를 통하여 필름상으로 압착부(3)를 하향 유동시키며, 한편, 원료지는 로울러(4)로부터 인출하여 압착부(3)에서 양자를 협착하여 가압한다.

생성된 래미네이트 수지는 즉시 냉각 로울러(2)의 표면에 연하여 이행되어 이 사이에 열반송유체의 증발잠열에 의하여 상기 래미네이트지는 냉각 로울러(2)의 폭 전장에 걸쳐서 균일하게 냉각되어 권취 로울러1(1)에 권취되어 제품으로 된다.

냉각 로울러(2)내에서 증발된 반송유체는 수냉각관속(14)에서 응축되어 원심력 또는 중력에 의하여 워크에 응집되어 증발응축을 반복하게 되는 것이다.

Claims (1)

1. 고온 씨트를 연속적으로 급속냉각하기 위하여 회전 로울러를 사용하는 냉각장치에 있어서, 회전축을 구비한 상기 냉각 로울러는 내벽에 근접되게 수냉각관속을 설치하고 이 수냉각관속의 출입구는 회전축으로 연결됨과 동시에 상기 수냉각관속의 전열면적은 이 냉각 로울러 내벽면적보다 크게 구성되며, 상기 내벽은 워크로서 피복되고 내부에 증발응축을 반복하는 열반송액이 봉입되어 구성된 냉각 로울러.

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