特許 6186976 シート状材料の冷却制御方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6186976

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】シート状材料の冷却制御方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   B22D 11/06 20060101AFI20170821BHJP

   B22D 11/124 20060101ALI20170821BHJP

   B22D 11/22 20060101ALI20170821BHJP

   B29C 47/88 20060101ALI20170821BHJP

   B29L 7/00 20060101ALN20170821BHJP

【ＦＩ】

   B22D11/06 330Z

   B22D11/06 370Z

   B22D11/124 Z

   B22D11/22 B

   B29C47/88 Z

   B29L7:00

【請求項の数】2

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-150392(P2013-150392)

(22)【出願日】2013年7月19日

(65)【公開番号】特開2015-20191(P2015-20191A)

(43)【公開日】2015年2月2日

【審査請求日】2016年5月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000512

【氏名又は名称】特許業務法人山田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大塚 裕之

【審査官】 伊藤 寿美

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５４−１４７１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−１６０８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０１−０７２９４７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５８−１８１４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１１２９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０９６３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０５８３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０３８６２６５８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｄ １１／００−１１／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶融材料を回転する冷却ロールの外周面に供給して一次冷却を行い、続いて、前記冷却ロールと冷却ロール外周面に押し付けられる冷却ベルトとの間を通過させて二次冷却を行うことによりシート状材料を形成するシート状材料の冷却制御方法であって、
材料の二次冷却開始温度計測値が二次冷却開始温度目標値より高いとき、一次冷却の領域を長くして二次冷却開始温度を下げ、前記二次冷却開始温度計測値が二次冷却開始温度目標値以下のとき、一次冷却の領域を短くして二次冷却開始温度を上げる二次冷却開始温度調整工程と、
前記二次冷却開始温度計測値と二次冷却終了温度計測値に基づく冷却速度が冷却速度目標値より大きいとき、前記冷却ベルトの冷却ロール外周面に対する押付力を減少させて冷却速度を下げ、前記冷却速度が冷却速度目標値以下のとき、前記冷却ベルトの冷却ロール外周面に対する押付力を増加させて冷却速度を上げる冷却速度調整工程と、
前記二次冷却終了温度計測値が二次冷却終了温度目標値より高いとき、二次冷却の領域を長くして二次冷却終了温度を下げ、前記二次冷却終了温度計測値が二次冷却終了温度目標値以下のとき、二次冷却の領域を短くして二次冷却終了温度を上げる二次冷却終了温度調整工程と
を行い、
前記二次冷却開始温度調整工程における二次冷却開始温度計測値と二次冷却開始温度目標値との比較は、二次冷却開始温度計測値と二次冷却開始温度目標値との偏差の絶対値が許容偏差を超えるときに行い、
前記冷却速度調整工程における冷却速度は、前記二次冷却開始温度調整工程で前記二次冷却開始温度計測値と二次冷却開始温度目標値との偏差の絶対値が許容偏差以下のとき、冷却速度算出値として
Ｒ＝（Ｔ_Ａ−Ｔ_Ｂ）／（Ｌ／Ｖ）
但し、Ｔ_Ａ：二次冷却開始温度計測値
Ｔ_Ｂ：二次冷却終了温度計測値
Ｌ：冷却ロール外周面に押し付けられる冷却ベルトの弧長
Ｖ：冷却ロールの周速
より算出し、前記冷却速度算出値と冷却速度目標値との比較は、該冷却速度算出値と冷却速度目標値との偏差の絶対値が許容偏差を超えるときに行い、
前記二次冷却終了温度調整工程における二次冷却終了温度計測値と二次冷却終了温度目標値との比較は、前記冷却速度調整工程で冷却速度算出値と冷却速度目標値との偏差の絶対値が許容偏差以下であって、前記二次冷却終了温度計測値と二次冷却終了温度目標値との偏差の絶対値が許容偏差を超えるときに行い、前記二次冷却終了温度計測値と二次冷却終了温度目標値との偏差の絶対値が許容偏差以下のとき、前記二次冷却開始温度調整工程へ戻るようにしたことを特徴とするシート状材料の冷却制御方法。

【請求項2】

回転自在に配設され且つ外周面に供給される溶融材料の一次冷却と二次冷却とを行う冷却ロールと、
第一プーリーと第二プーリーとテンションプーリーとの間に無端状に掛け回され且つ第一プーリーと第二プーリーとの間で冷却ロール外周面に押し付けられて該冷却ロールとの間で材料の前記二次冷却を行う冷却ベルトと、
前記第一プーリーの配設位置における材料の二次冷却開始温度計測値を計測する第一温度センサと、
前記第二プーリーの配設位置における材料の二次冷却終了温度計測値を計測する第二温度センサと、
前記第一温度センサで計測される二次冷却開始温度計測値と前記第二温度センサで計測される二次冷却終了温度計測値とに基づき、前記第一プーリーの位置調整を行う第一アクチュエータと、前記第二プーリーの位置調整を行う第二アクチュエータと、前記テンションプーリーの位置調整を行うテンションアクチュエータとに制御信号を出力することにより、前記一次冷却と二次冷却とを調整する制御器と
を備え、
前記第一プーリーは、前記冷却ロールにおける溶融材料の供給位置から冷却ロール回転方向下流側へ所要距離だけ離れた位置に、冷却ロール軸心と平行な軸心を中心として回転自在に且つ前記第一アクチュエータの作動により冷却ロール外周面に沿って位置調整自在となるよう配設され、
前記第二プーリーは、前記第一プーリーから冷却ロール回転方向下流側へ所要距離だけ離れた位置に、冷却ロール軸心と平行な軸心を中心として回転自在に且つ前記第二アクチュエータの作動により冷却ロール外周面に沿って位置調整自在となるよう配設され、
前記テンションプーリーは、前記第一プーリー及び第二プーリーから所要距離だけ離れた位置に、冷却ロール軸心と平行な軸心を中心として回転自在に且つ前記テンションアクチュエータの作動により冷却ロール外周面に対する位置調整自在となるよう配設され、
前記制御器は、
前記一次冷却の終了地点となる二次冷却の開始地点で第一温度センサにより計測される材料の二次冷却開始温度計測値と二次冷却開始温度目標値との偏差の絶対値が許容偏差を超え且つ前記二次冷却開始温度計測値が二次冷却開始温度目標値より高いとき、前記二次冷却の開始地点となる第一プーリーの位置を材料流通方向下流側へ移動させ、一次冷却の領域を長くして二次冷却開始温度計測値を下げる制御信号を前記第一アクチュエータへ出力する一方、前記二次冷却開始温度計測値と二次冷却開始温度目標値との偏差の絶対値が許容偏差を超え且つ前記二次冷却開始温度計測値が二次冷却開始温度目標値以下のとき、前記二次冷却の開始地点となる第一プーリーの位置を材料流通方向上流側へ移動させ、一次冷却の領域を短くして二次冷却開始温度計測値を上げる制御信号を前記第一アクチュエータへ出力する二次冷却開始温度調整部と、
該二次冷却開始温度調整部で前記二次冷却開始温度計測値と二次冷却開始温度目標値との偏差の絶対値が許容偏差以下であると判断されたとき、冷却速度算出値を
Ｒ＝（Ｔ_Ａ−Ｔ_Ｂ）／（Ｌ／Ｖ）
但し、Ｔ_Ａ：二次冷却開始温度計測値
Ｔ_Ｂ：二次冷却終了温度計測値
Ｌ：冷却ロール外周面に押し付けられる冷却ベルトの弧長
Ｖ：冷却ロールの周速
より算出し、該冷却速度算出値と冷却速度目標値との偏差の絶対値が許容偏差を超え且つ前記冷却速度算出値が冷却速度目標値より大きいとき、前記冷却ベルトの張力を減少させる方向へテンションプーリーを移動させ、該冷却ベルトの冷却ロール外周面に対する押付力を減少させて冷却速度算出値を下げる制御信号を前記テンションアクチュエータへ出力する一方、前記冷却速度算出値と冷却速度目標値との偏差の絶対値が許容偏差を超え且つ前記冷却速度算出値が冷却速度目標値以下のとき、前記冷却ベルトの張力を増加させる方向へテンションプーリーを移動させ、該冷却ベルトの冷却ロール外周面に対する押付力を増加させて冷却速度算出値を上げる制御信号を前記テンションアクチュエータへ出力する冷却速度調整部と、
該冷却速度調整部で冷却速度算出値と冷却速度目標値との偏差の絶対値が許容偏差以下であると判断されたとき、前記二次冷却の終了地点で第二温度センサにより計測される材料の二次冷却終了温度計測値と二次冷却終了温度目標値との偏差の絶対値が許容偏差を超え且つ前記二次冷却終了温度計測値が二次冷却終了温度目標値より高いとき、前記二次冷却の終了地点となる第二プーリーの位置を材料流通方向下流側へ移動させ、二次冷却の領域を長くして二次冷却終了温度計測値を下げる制御信号を前記第二アクチュエータへ出力する一方、前記二次冷却終了温度計測値と二次冷却終了温度目標値との偏差の絶対値が許容偏差を超え且つ前記二次冷却終了温度計測値が二次冷却終了温度目標値以下のとき、前記二次冷却の終了地点となる第二プーリーの位置を材料流通方向上流側へ移動させ、二次冷却の領域を短くして二次冷却終了温度計測値を上げる制御信号を前記第二アクチュエータへ出力し、前記二次冷却終了温度計測値と二次冷却終了温度目標値との偏差の絶対値が許容偏差以下のとき、前記二次冷却開始温度調整部での制御へ戻る二次冷却終了温度調整部と
を具備したことを特徴とするシート状材料の冷却制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シート状材料の冷却制御方法及び装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、樹脂或いは金属等の溶融材料を回転する冷却ロールの外周面に供給して冷却を行うことによりシート状材料を形成することが行われている。

【0003】

これと類似したシートの加工装置を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。該特許文献１に開示された装置では、一対のエンドレス支持ロールと転写ロールとの間隔の調整、及びエンドレス張力調整ロールの位置の調整によって、エンドレスベルトの接触面積及び張力（加圧される力）を調整することにより、熱可塑性樹脂への転写用の型の転写効率及び冷却効率を向上できるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−２６０３５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示された装置は、基本的に熱可塑性樹脂を成型する際に微細模様を付与するためのものに過ぎない。

【0006】

又、特許文献１に開示された装置では、ダイスを出た溶融状態の熱可塑性樹脂は、微細模様加工した転写用の型を有する転写ロールと、エンドレスベルトとの間に直接導かれるようになっており、前記溶融状態の熱可塑性樹脂を、転写ロールとエンドレスベルトとの間に導く前に、転写ロールの外周面に供給して冷却しようとする技術的思想は全くない。このため、溶融材料の冷却工程できめ細かい制御を行うことは困難となり、透明性を確保した樹脂シート、或いは磁性や電気的特性を変化させた金属シートといったように、種々のシート状材料を形成する上で非常に重要となる所望の組織構造を得ることはできなかった。

【0007】

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、溶融材料の冷却工程できめ細かい制御を行うことができ、所望の組織構造を有したシート状材料を形成し得るシート状材料の冷却制御方法及び装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、溶融材料を回転する冷却ロールの外周面に供給して一次冷却を行い、続いて、前記冷却ロールと冷却ロール外周面に押し付けられる冷却ベルトとの間を通過させて二次冷却を行うことによりシート状材料を形成するシート状材料の冷却制御方法であって、
材料の二次冷却開始温度計測値が二次冷却開始温度目標値より高いとき、一次冷却の領域を長くして二次冷却開始温度を下げ、前記二次冷却開始温度計測値が二次冷却開始温度目標値以下のとき、一次冷却の領域を短くして二次冷却開始温度を上げる二次冷却開始温度調整工程と、
前記二次冷却開始温度計測値と二次冷却終了温度計測値に基づく冷却速度が冷却速度目標値より大きいとき、前記冷却ベルトの冷却ロール外周面に対する押付力を減少させて冷却速度を下げ、前記冷却速度が冷却速度目標値以下のとき、前記冷却ベルトの冷却ロール外周面に対する押付力を増加させて冷却速度を上げる冷却速度調整工程と、
前記二次冷却終了温度計測値が二次冷却終了温度目標値より高いとき、二次冷却の領域を長くして二次冷却終了温度を下げ、前記二次冷却終了温度計測値が二次冷却終了温度目標値以下のとき、二次冷却の領域を短くして二次冷却終了温度を上げる二次冷却終了温度調整工程と
を行い、
前記二次冷却開始温度調整工程における二次冷却開始温度計測値と二次冷却開始温度目標値との比較は、二次冷却開始温度計測値と二次冷却開始温度目標値との偏差の絶対値が許容偏差を超えるときに行い、
前記冷却速度調整工程における冷却速度は、前記二次冷却開始温度調整工程で前記二次冷却開始温度計測値と二次冷却開始温度目標値との偏差の絶対値が許容偏差以下のとき、冷却速度算出値として
Ｒ＝（Ｔ_Ａ−Ｔ_Ｂ）／（Ｌ／Ｖ）
但し、Ｔ_Ａ：二次冷却開始温度計測値
Ｔ_Ｂ：二次冷却終了温度計測値
Ｌ：冷却ロール外周面に押し付けられる冷却ベルトの弧長
Ｖ：冷却ロールの周速
より算出し、前記冷却速度算出値と冷却速度目標値との比較は、該冷却速度算出値と冷却速度目標値との偏差の絶対値が許容偏差を超えるときに行い、
前記二次冷却終了温度調整工程における二次冷却終了温度計測値と二次冷却終了温度目標値との比較は、前記冷却速度調整工程で冷却速度算出値と冷却速度目標値との偏差の絶対値が許容偏差以下であって、前記二次冷却終了温度計測値と二次冷却終了温度目標値との偏差の絶対値が許容偏差を超えるときに行い、前記二次冷却終了温度計測値と二次冷却終了温度目標値との偏差の絶対値が許容偏差以下のとき、前記二次冷却開始温度調整工程へ戻るようにしたことを特徴とするシート状材料の冷却制御方法にかかるものである。

【0010】

又、本発明は、回転自在に配設され且つ外周面に供給される溶融材料の一次冷却と二次冷却とを行う冷却ロールと、
第一プーリーと第二プーリーとテンションプーリーとの間に無端状に掛け回され且つ第一プーリーと第二プーリーとの間で冷却ロール外周面に押し付けられて該冷却ロールとの間で材料の前記二次冷却を行う冷却ベルトと、
前記第一プーリーの配設位置における材料の二次冷却開始温度計測値を計測する第一温度センサと、
前記第二プーリーの配設位置における材料の二次冷却終了温度計測値を計測する第二温度センサと、
前記第一温度センサで計測される二次冷却開始温度計測値と前記第二温度センサで計測される二次冷却終了温度計測値とに基づき、前記第一プーリーの位置調整を行う第一アクチュエータと、前記第二プーリーの位置調整を行う第二アクチュエータと、前記テンションプーリーの位置調整を行うテンションアクチュエータとに制御信号を出力することにより、前記一次冷却と二次冷却とを調整する制御器と
を備え、
前記第一プーリーは、前記冷却ロールにおける溶融材料の供給位置から冷却ロール回転方向下流側へ所要距離だけ離れた位置に、冷却ロール軸心と平行な軸心を中心として回転自在に且つ前記第一アクチュエータの作動により冷却ロール外周面に沿って位置調整自在となるよう配設され、
前記第二プーリーは、前記第一プーリーから冷却ロール回転方向下流側へ所要距離だけ離れた位置に、冷却ロール軸心と平行な軸心を中心として回転自在に且つ前記第二アクチュエータの作動により冷却ロール外周面に沿って位置調整自在となるよう配設され、
前記テンションプーリーは、前記第一プーリー及び第二プーリーから所要距離だけ離れた位置に、冷却ロール軸心と平行な軸心を中心として回転自在に且つ前記テンションアクチュエータの作動により冷却ロール外周面に対する位置調整自在となるよう配設され、
前記制御器は、
前記一次冷却の終了地点となる二次冷却の開始地点で第一温度センサにより計測される材料の二次冷却開始温度計測値と二次冷却開始温度目標値との偏差の絶対値が許容偏差を超え且つ前記二次冷却開始温度計測値が二次冷却開始温度目標値より高いとき、前記二次冷却の開始地点となる第一プーリーの位置を材料流通方向下流側へ移動させ、一次冷却の領域を長くして二次冷却開始温度計測値を下げる制御信号を前記第一アクチュエータへ出力する一方、前記二次冷却開始温度計測値と二次冷却開始温度目標値との偏差の絶対値が許容偏差を超え且つ前記二次冷却開始温度計測値が二次冷却開始温度目標値以下のとき、前記二次冷却の開始地点となる第一プーリーの位置を材料流通方向上流側へ移動させ、一次冷却の領域を短くして二次冷却開始温度計測値を上げる制御信号を前記第一アクチュエータへ出力する二次冷却開始温度調整部と、
該二次冷却開始温度調整部で前記二次冷却開始温度計測値と二次冷却開始温度目標値との偏差の絶対値が許容偏差以下であると判断されたとき、冷却速度算出値を
Ｒ＝（Ｔ_Ａ−Ｔ_Ｂ）／（Ｌ／Ｖ）
但し、Ｔ_Ａ：二次冷却開始温度計測値
Ｔ_Ｂ：二次冷却終了温度計測値
Ｌ：冷却ロール外周面に押し付けられる冷却ベルトの弧長
Ｖ：冷却ロールの周速
より算出し、該冷却速度算出値と冷却速度目標値との偏差の絶対値が許容偏差を超え且つ前記冷却速度算出値が冷却速度目標値より大きいとき、前記冷却ベルトの張力を減少させる方向へテンションプーリーを移動させ、該冷却ベルトの冷却ロール外周面に対する押付力を減少させて冷却速度算出値を下げる制御信号を前記テンションアクチュエータへ出力する一方、前記冷却速度算出値と冷却速度目標値との偏差の絶対値が許容偏差を超え且つ前記冷却速度算出値が冷却速度目標値以下のとき、前記冷却ベルトの張力を増加させる方向へテンションプーリーを移動させ、該冷却ベルトの冷却ロール外周面に対する押付力を増加させて冷却速度算出値を上げる制御信号を前記テンションアクチュエータへ出力する冷却速度調整部と、
該冷却速度調整部で冷却速度算出値と冷却速度目標値との偏差の絶対値が許容偏差以下であると判断されたとき、前記二次冷却の終了地点で第二温度センサにより計測される材料の二次冷却終了温度計測値と二次冷却終了温度目標値との偏差の絶対値が許容偏差を超え且つ前記二次冷却終了温度計測値が二次冷却終了温度目標値より高いとき、前記二次冷却の終了地点となる第二プーリーの位置を材料流通方向下流側へ移動させ、二次冷却の領域を長くして二次冷却終了温度計測値を下げる制御信号を前記第二アクチュエータへ出力する一方、前記二次冷却終了温度計測値と二次冷却終了温度目標値との偏差の絶対値が許容偏差を超え且つ前記二次冷却終了温度計測値が二次冷却終了温度目標値以下のとき、前記二次冷却の終了地点となる第二プーリーの位置を材料流通方向上流側へ移動させ、二次冷却の領域を短くして二次冷却終了温度計測値を上げる制御信号を前記第二アクチュエータへ出力し、前記二次冷却終了温度計測値と二次冷却終了温度目標値との偏差の絶対値が許容偏差以下のとき、前記二次冷却開始温度調整部での制御へ戻る二次冷却終了温度調整部と
を具備したことを特徴とするシート状材料の冷却制御装置にかかるものである。

【発明の効果】

【0013】

本発明のシート状材料の冷却制御方法及び装置によれば、溶融材料の冷却工程できめ細かい制御を行うことができ、所望の組織構造を有したシート状材料を形成し得るという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明のシート状材料の冷却制御装置の実施例を示す概要構成斜視図である。

【図2】本発明のシート状材料の冷却制御装置の実施例を示す概要構成側面図である。

【図3】本発明のシート状材料の冷却制御装置の実施例における二次冷却開始温度調整部を示すフローチャートである。

【図4】本発明のシート状材料の冷却制御装置の実施例における冷却速度調整部を示すフローチャートである。

【図5】本発明のシート状材料の冷却制御装置の実施例における二次冷却終了温度調整部を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

【0016】

図１〜図５は本発明のシート状材料の冷却制御装置の実施例であって、１は溶融材料が貯留される坩堝、２は坩堝１に貯留された溶融材料を受けるタンディッシュであり、該タンディッシュ２で受けた溶融材料を、図示していないモータ及び減速機を介して回転する冷却ロール３の外周面に供給することにより、溶融材料の一次冷却と二次冷却とを行うようにしてある。

【0017】

前記冷却ロール３の内部には図示していない冷却流路が形成され、該冷却流路に冷却媒体が流通するようにしてある。

【0018】

前記冷却ロール３における溶融材料の供給位置から冷却ロール３の回転方向下流側へ所要距離だけ離れた位置には、冷却ロール３の軸心と平行な軸心を中心として回転自在な第一プーリー４を、冷却ロール３の外周面に沿って位置調整自在となるよう配設してある。該第一プーリー４の両端部は、図示していないハウジングに冷却ロール３の軸線を中心として回動自在となるよう配設された第一プーリーガイド５に軸受（図示せず）を介して支持され、該第一プーリーガイド５を流体圧シリンダ等の第一アクチュエータ６によって回動させることにより、前記第一プーリー４の位置調整を行うようにしてある。

【0019】

前記第一プーリー４から冷却ロール３の回転方向下流側へ所要距離だけ離れた位置には、冷却ロール３の軸心と平行な軸心を中心として回転自在な第二プーリー７を、冷却ロール３の外周面に沿って位置調整自在となるよう配設してある。該第二プーリー７の両端部は、前記ハウジングに冷却ロール３の軸線を中心として回動自在となるよう配設された第二プーリーガイド８に軸受（図示せず）を介して支持され、該第二プーリーガイド８を流体圧シリンダ等の第二アクチュエータ９によって回動させることにより、前記第二プーリー７の位置調整を行うようにしてある。

【0020】

前記第一プーリー４及び第二プーリー７から所要距離だけ離れた位置には、冷却ロール３の軸心と平行な軸心を中心として回転自在なテンションプーリー１０を、冷却ロール３の外周面に対する位置調整自在となるよう配設してある。該テンションプーリー１０の一端部は、前記ハウジングに冷却ロール３の軸線と平行な軸を中心として揺動自在となるよう配設されたアーム１１の先端に軸受ブラケット１２を介して支持され、該アーム１１を流体圧シリンダ等のテンションアクチュエータ１３によって揺動させることにより、前記テンションプーリー１０の位置調整を行うようにしてある。

【0021】

前記第一プーリー４と第二プーリー７とテンションプーリー１０との間には、冷却ベルト１４を無端状に掛け回し、該冷却ベルト１４を第一プーリー４と第二プーリー７との間で冷却ロール３の外周面に押し付けることにより、該冷却ロール３と冷却ベルト１４との間に材料を通過させて前記二次冷却を行うようにしてある。該二次冷却は、材料を冷却ロール３だけでなく冷却ベルト１４にも接触させるため、前記一次冷却よりも冷却速度を高め材料の急冷を行うことが可能となっている。

【0022】

前記第一プーリーガイド５から冷却ロール３の外周面側へ張り出すように配設した第一ブラケット１５には、前記第一プーリー４の配設位置における材料の二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａを計測する第一温度センサ１６を設け、前記第二プーリーガイド８から冷却ロール３の外周面側へ張り出すように配設した第二ブラケット１７には、前記第二プーリー７の配設位置における材料の二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂを計測する第二温度センサ１８を設けてある。

【0023】

そして、前記第一温度センサ１６で計測される二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａと前記第二温度センサ１８で計測される二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂとに基づき、制御器１９から前記第一アクチュエータ６と第二アクチュエータ９とテンションアクチュエータ１３とに制御信号６ａ，９ａ，１３ａを出力するようにしてある。

【0024】

前記制御器１９は、二次冷却開始温度調整工程を行う二次冷却開始温度調整部１９Ａ（図３参照）と、冷却速度調整工程を行う冷却速度調整部１９Ｂ（図４参照）と、二次冷却終了温度調整工程を行う二次冷却終了温度調整部１９Ｃ（図５参照）とを具備している。

【0025】

前記二次冷却開始温度調整部１９Ａは、図３に示す如く、前記一次冷却の終了地点となる二次冷却の開始地点で第一温度センサ１６により材料の二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａを計測するステップＳ１と、該ステップＳ１で計測された材料の二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａと二次冷却開始温度目標値Ｔ_Ａ０との偏差の絶対値を許容偏差ε_TAと比較して第一プーリー４の位置の調整の要否を判断するステップＳ２と、該ステップＳ２で二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａと二次冷却開始温度目標値Ｔ_Ａ０との偏差の絶対値が許容偏差ε_TAを超え調整を要すると判断されたときに二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａが二次冷却開始温度目標値Ｔ_Ａ０より高いか否かを判断するステップＳ３とを備えている。更に、前記ステップＳ３で前記二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａが二次冷却開始温度目標値Ｔ_Ａ０より高いと判断されたとき、前記二次冷却の開始地点となる第一プーリー４の位置を材料流通方向下流側へ移動させ、一次冷却の領域を長くして二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａを下げる制御信号６ａを前記第一アクチュエータ６へ出力するステップＳ４と、前記ステップＳ３で前記二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａが二次冷却開始温度目標値Ｔ_Ａ０以下であると判断されたとき、前記二次冷却の開始地点となる第一プーリー４の位置を材料流通方向上流側へ移動させ、一次冷却の領域を短くして二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａを上げる制御信号６ａを前記第一アクチュエータ６へ出力するステップＳ５とを備えている。尚、前記ステップＳ４或いはステップＳ５で制御信号６ａを第一アクチュエータ６へ出力した後は、前記ステップＳ１へ戻るようにしてある。又、ステップＳ６は、前記ステップＳ２で前記二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａと二次冷却開始温度目標値Ｔ_Ａ０との偏差の絶対値が許容偏差ε_TA以下であると判断されたとき、前記第一プーリー４の位置変更は行われないことを示している。

【0026】

前記冷却速度調整部１９Ｂは、前記二次冷却開始温度調整部１９ＡのステップＳ２で前記二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａと二次冷却開始温度目標値Ｔ_Ａ０との偏差の絶対値が許容偏差ε_TA以下であると判断されたとき、前記ステップＳ６を経て、図４に示す如く、前記一次冷却の終了地点となる二次冷却の開始地点で第一温度センサ１６により材料の二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａを計測すると共に、二次冷却の終了地点で第二温度センサ１８により材料の二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂを計測するステップＳ７と、該ステップＳ７で計測された二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａ及び二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂに基づき冷却速度算出値Ｒを
Ｒ＝（Ｔ_Ａ−Ｔ_Ｂ）／（Ｌ／Ｖ）
但し、Ｌ：冷却ロール３の外周面に押し付けられる冷却ベルト１４の弧長（図２参照）
Ｖ：冷却ロール３の周速（図２参照）
より算出するステップＳ８と、該ステップＳ８で算出された冷却速度算出値Ｒと冷却速度目標値Ｒ_０との偏差の絶対値を許容偏差ε_Rと比較してテンションプーリー１０の位置の調整の要否を判断するステップＳ９と、該ステップＳ９で冷却速度算出値Ｒと冷却速度目標値Ｒ_０との偏差の絶対値が許容偏差ε_Rを超え調整を要すると判断されたときに冷却速度算出値Ｒが冷却速度目標値Ｒ_０より大きいか否かを判断するステップＳ１０とを備えている。因みに、前記冷却ロール３の外周面に押し付けられる冷却ベルト１４の弧長Ｌは、前記第一アクチュエータ６と第二アクチュエータ９の伸縮量に基づいて演算され、前記冷却ロール３の周速Ｖは、前記モータの回転数に基づいて演算されるようにしてある。更に、前記ステップＳ１０で前記冷却速度算出値Ｒが冷却速度目標値Ｒ_０より大きいと判断されたとき、前記冷却ベルト１４の張力を減少させる方向へテンションプーリー１０を移動させ、該冷却ベルト１４の冷却ロール外周面に対する押付力を減少させて冷却速度算出値Ｒを下げる制御信号１３ａを前記テンションアクチュエータへ出力するステップＳ１１と、前記ステップＳ１０で前記冷却速度算出値Ｒが冷却速度目標値Ｒ_０以下であると判断されたとき、前記冷却ベルト１４の張力を増加させる方向へテンションプーリー１０を移動させ、該冷却ベルト１４の冷却ロール外周面に対する押付力を増加させて冷却速度算出値Ｒを上げる制御信号１３ａを前記テンションアクチュエータ１３へ出力するステップＳ１２とを備えている。尚、前記ステップＳ１１或いはステップＳ１２で制御信号１３ａをテンションアクチュエータ１３へ出力した後は、前記ステップＳ７へ戻るようにしてある。又、ステップＳ１３は、前記ステップＳ９で前記冷却速度算出値Ｒと冷却速度目標値Ｒ_０との偏差の絶対値が許容偏差ε_R以下であると判断されたとき、前記テンションプーリー１０の位置変更は行われないことを示している。

【0027】

前記二次冷却終了温度調整部１９Ｃは、前記冷却速度調整部１９ＢのステップＳ９で冷却速度算出値Ｒと冷却速度目標値Ｒ_０との偏差の絶対値が許容偏差ε_R以下であると判断されたとき、ステップＳ１３を経て、図５に示す如く、二次冷却の終了地点で第二温度センサ１８により材料の二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂを計測するステップＳ１４と、該ステップＳ１４で計測された材料の二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂと二次冷却終了温度目標値Ｔ_Ｂ０との偏差の絶対値を許容偏差ε_TBと比較して第二プーリー７の位置の調整の要否を判断するステップＳ１５と、該ステップＳ１５で二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂと二次冷却終了温度目標値Ｔ_Ｂ０との偏差の絶対値が許容偏差ε_TBとを超え調整を要すると判断されたときに二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂが二次冷却終了温度目標値Ｔ_Ｂ０より高いか否かを判断するステップＳ１６とを備えている。更に、前記ステップＳ１６で前記二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂが二次冷却終了温度目標値Ｔ_Ｂ０より高いと判断されたとき、前記二次冷却の終了地点となる第二プーリー７の位置を材料流通方向下流側へ移動させ、二次冷却の領域を長くして二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂを下げる制御信号９ａを前記第二アクチュエータ９へ出力するステップＳ１７と、前記ステップＳ１６で前記二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂが二次冷却終了温度目標値Ｔ_Ｂ０以下であると判断されたとき、前記二次冷却の終了地点となる第二プーリー７の位置を材料流通方向上流側へ移動させ、二次冷却の領域を短くして二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂを上げる制御信号９ａを前記第二アクチュエータ９へ出力するステップＳ１８とを備えている。尚、前記ステップＳ１７或いはステップＳ１８で制御信号９ａを第二アクチュエータ９へ出力した後は、冷却ベルト１４のテンションが変わるので、再度、冷却速度を調整するために、前記冷却速度調整部１９ＢのステップＳ７へ戻るようにしてある。又、ステップＳ１９は、前記ステップＳ１５で前記二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂと二次冷却終了温度目標値Ｔ_Ｂ０との偏差の絶対値が許容偏差ε_TB以下であると判断されたとき、前記第二プーリー７の位置変更は行われないことを示し、この場合、前記二次冷却開始温度調整部１９ＡのステップＳ１へ戻るようにしてある。

【0028】

次に、上記実施例の作用を説明する。

【0029】

坩堝１に貯留された溶融材料は、タンディッシュを介して、回転する冷却ロール３の外周面に供給され、先ず一次冷却が行われる。

【0030】

続いて、第一プーリー４と第二プーリー７とテンションプーリー１０との間に無端状に掛け回された冷却ベルト１４は、第一プーリー４と第二プーリー７との間で冷却ロール３の外周面に押し付けられ、該冷却ロール３と冷却ベルト１４との間を材料が通過して二次冷却が行われる。

【0031】

制御器１９の二次冷却開始温度調整部１９Ａでは、図３に示す如く、前記一次冷却の終了地点となる二次冷却の開始地点で第一温度センサ１６により材料の二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａが計測される（ステップＳ１参照）。

【0032】

前記ステップＳ１で計測された材料の二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａと二次冷却開始温度目標値Ｔ_Ａ０との偏差の絶対値は、許容偏差ε_TAと比較されて第一プーリー４の位置の調整の要否が判断される（ステップＳ２参照）。

【0033】

前記ステップＳ２で二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａと二次冷却開始温度目標値Ｔ_Ａ０との偏差の絶対値が許容偏差ε_TAを超え調整を要すると判断されたときには、二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａが二次冷却開始温度目標値Ｔ_Ａ０より高いか否かが判断される（ステップＳ３参照）。

【0034】

前記ステップＳ３で前記二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａが二次冷却開始温度目標値Ｔ_Ａ０より高いと判断されたときには、制御器１９から出力される制御信号６ａにより第一アクチュエータ６が図１において伸長駆動されて、前記二次冷却の開始地点となる第一プーリー４の位置が材料流通方向下流側へ移動し、一次冷却の領域が長くなって二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａが下げられる（ステップＳ４参照）。

【0035】

一方、前記ステップＳ３で前記二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａが二次冷却開始温度目標値Ｔ_Ａ０以下であると判断されたときには、制御器１９から出力される制御信号６ａにより第一アクチュエータ６が図１において収縮駆動されて、前記二次冷却の開始地点となる第一プーリー４の位置が材料流通方向上流側へ移動し、一次冷却の領域が短くなって二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａが上げられる（ステップＳ５参照）。

【0036】

尚、前記ステップＳ４或いはステップＳ５で制御信号６ａが第一アクチュエータ６へ出力された後は、前記ステップＳ１へ戻り、前述と同様の操作が繰り返される。又、前記ステップＳ２で前記二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａと二次冷却開始温度目標値Ｔ_Ａ０との偏差の絶対値が許容偏差ε_TA以下であると判断されたときには、前記第一プーリー４の位置変更は行われない（ステップＳ６参照）。ここで仮に、前記許容偏差ε_TAを設定していないと、第一プーリー４の位置変更が必要以上に行われてしまうことになるが、本実施例のように、許容偏差ε_TAを設定することにより、第一プーリー４が必要以上に位置変更されることが避けられる。

【0037】

次に、前記制御器１９の冷却速度調整部１９Ｂでは、前記二次冷却開始温度調整部１９ＡのステップＳ２で前記二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａと二次冷却開始温度目標値Ｔ_Ａ０との偏差の絶対値が許容偏差ε_TA以下であると判断されたとき、前記ステップＳ６を経て、図４に示す如く、前記一次冷却の終了地点となる二次冷却の開始地点で第一温度センサ１６により材料の二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａが計測されると共に、二次冷却の終了地点で第二温度センサ１８により材料の二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂが計測される（ステップＳ７参照）。

【0038】

前記ステップＳ７で計測された二次冷却開始温度計測値Ｔ_Ａ及び二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂに基づき冷却速度算出値Ｒが
Ｒ＝（Ｔ_Ａ−Ｔ_Ｂ）／（Ｌ／Ｖ）
より算出される（ステップＳ８参照）。

【0039】

前記ステップＳ８で算出された冷却速度算出値Ｒと冷却速度目標値Ｒ_０との偏差の絶対値が許容偏差ε_Rと比較されてテンションプーリー１０の位置の調整の要否が判断される（ステップＳ９参照）。

【0040】

前記ステップＳ９で冷却速度算出値Ｒと冷却速度目標値Ｒ_０との偏差の絶対値が許容偏差ε_Rを超え調整を要すると判断されたときには、冷却速度算出値Ｒが冷却速度目標値Ｒ_０より大きいか否かが判断される（ステップＳ１０参照）。

【0041】

前記ステップＳ１０で前記冷却速度算出値Ｒが冷却速度目標値Ｒ_０より大きいと判断されたときには、制御器１９から出力される制御信号１３ａによりテンションアクチュエータ１３が図１において伸長駆動されて、前記冷却ベルト１４の張力を減少させる方向へテンションプーリー１０が移動し、該冷却ベルト１４の冷却ロール外周面に対する押付力が減少されて冷却速度算出値Ｒが下げられる（ステップＳ１１参照）。

【0042】

一方、前記ステップＳ１０で前記冷却速度算出値Ｒが冷却速度目標値Ｒ_０以下であると判断されたときには、制御器１９から出力される制御信号１３ａによりテンションアクチュエータ１３が図１において収縮駆動されて、前記冷却ベルト１４の張力を増加させる方向へテンションプーリー１０が移動し、該冷却ベルト１４の冷却ロール外周面に対する押付力が増加されて冷却速度算出値Ｒが上げられる。

【0043】

尚、前記ステップＳ１１或いはステップＳ１２で制御信号１３ａがテンションアクチュエータ１３へ出力された後は、前記ステップＳ７へ戻り、前述と同様の操作が繰り返される。又、前記ステップＳ９で前記冷却速度算出値Ｒと冷却速度目標値Ｒ_０との偏差の絶対値が許容偏差ε_R以下であると判断されたとき、前記テンションプーリー１０の位置変更は行われない（ステップＳ１３参照）。ここで仮に、前記許容偏差ε_Rを設定していないと、テンションプーリー１０の位置変更が必要以上に行われてしまうことになるが、本実施例のように、許容偏差ε_Rを設定することにより、テンションプーリー１０が必要以上に位置変更されることが避けられる。

【0044】

更に、前記制御器１９の二次冷却終了温度調整部１９Ｃでは、前記冷却速度調整部１９ＢのステップＳ９で冷却速度算出値Ｒと冷却速度目標値Ｒ_０との偏差の絶対値が許容偏差ε_R以下であると判断されたとき、ステップＳ１３を経て、図５に示す如く、二次冷却の終了地点で第二温度センサ１８により材料の二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂが計測される（ステップＳ１４参照）。

【0045】

前記ステップＳ１４で計測された材料の二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂと二次冷却終了温度目標値Ｔ_Ｂ０との偏差の絶対値が許容偏差ε_TBと比較されて第二プーリー７の位置の調整の要否が判断される（ステップＳ１５参照）。

【0046】

前記ステップＳ１５で二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂと二次冷却終了温度目標値Ｔ_Ｂ０との偏差の絶対値が許容偏差ε_TBを超え調整を要すると判断されたときには、二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂが二次冷却終了温度目標値Ｔ_Ｂ０より高いか否かが判断される（ステップＳ１６参照）。

【0047】

前記ステップＳ１６で前記二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂが二次冷却終了温度目標値Ｔ_Ｂ０より高いと判断されたときには、制御器１９から出力される制御信号９ａにより第二アクチュエータ９が図１において収縮駆動されて、前記二次冷却の終了地点となる第二プーリー７の位置が材料流通方向下流側へ移動し、二次冷却の領域が長くなって二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂが下げられる（ステップＳ１７参照）。

【0048】

一方、前記ステップＳ１６で前記二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂが二次冷却終了温度目標値Ｔ_Ｂ０以下であると判断されたときには、制御器１９から出力される制御信号９ａにより第二アクチュエータ９が図１において伸長駆動されて、前記二次冷却の終了地点となる第二プーリー７の位置が材料流通方向上流側へ移動し、二次冷却の領域が短くなって二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂが上げられる（ステップＳ１８参照）。

【0049】

尚、前記ステップＳ１７或いはステップＳ１８で制御信号９ａが第二アクチュエータ９へ出力された後は、冷却ベルト１４のテンションが変わるので、前記冷却速度調整部１９ＢのステップＳ７へ戻り、再度、冷却速度が調整される。又、前記ステップＳ１５で前記二次冷却終了温度計測値Ｔ_Ｂと二次冷却終了温度目標値Ｔ_Ｂ０との偏差の絶対値が許容偏差ε_TB以下であると判断されたときには、前記第二プーリー７の位置変更は行われず（ステップＳ１９参照）、この場合、前記二次冷却開始温度調整部１９ＡのステップＳ１へ戻り、前述と同様の操作が繰り返される。ここで仮に、前記許容偏差ε_TBを設定していないと、第二プーリー７の位置変更が必要以上に行われてしまうことになるが、本実施例のように、許容偏差ε_TBを設定することにより、第二プーリー７が必要以上に位置変更されることが避けられる。

【0050】

本実施例においては、特許文献１に開示された装置のように基本的に熱可塑性樹脂を成型する際に微細模様を付与するためのものとは全く異なり、溶融材料の冷却工程できめ細かい制御を行うことができ、樹脂シートに適用すれば透明性を確保することが可能となる。又、金属シートに適用することも勿論でき、この場合、その磁性や電気的特性を変化させることが可能となり、種々のシート状材料を形成する上で非常に重要となる所望の組織構造が得られる。

【0051】

こうして、溶融材料の冷却工程できめ細かい制御を行うことができ、所望の組織構造を有したシート状材料を形成し得る。

【0052】

尚、本発明のシート状材料の冷却制御方法及び装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0053】

３ 冷却ロール
４ 第一プーリー
５ 第一プーリーガイド
６ 第一アクチュエータ
６ａ 制御信号
７ 第二プーリー
８ 第二プーリーガイド
９ 第二アクチュエータ
９ａ 制御信号
１０ テンションプーリー
１３ テンションアクチュエータ
１３ａ 制御信号
１４ 冷却ベルト
１６ 第一温度センサ
１８ 第二温度センサ
１９ 制御器
１９Ａ 二次冷却開始温度調整部
１９Ｂ 冷却速度調整部
１９Ｃ 二次冷却終了温度調整部
Ｔ_Ａ 二次冷却開始温度計測値
Ｔ_Ａ０ 二次冷却開始温度目標値
ε_TA 許容偏差
Ｌ 弧長
Ｖ 周速
Ｒ 冷却速度算出値
Ｒ_０ 冷却速度目標値
ε_R 許容偏差
Ｔ_Ｂ 二次冷却終了温度計測値
Ｔ_Ｂ０ 二次冷却終了温度目標値
ε_TB 許容偏差

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】