JP2016016526A - Film drawing apparatus, and film drawing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To transfer thermal energy of air efficiently and uniformly to the surface of a film to improve quality of the film to be produced.SOLUTION: A film drawing apparatus includes a duct 7 equipped with a plurality of injection holes 12 through which air is injected to a film conveyed in one direction and an injection surface 11 which is opposed to a film surface and on which a plurality of the injection holes are arranged. A plurality of the injection holes 12 are arranged at the same interval in a close-packed hexagonal lattice manner. All of arrangement lines 13 virtually connecting adjacent spray holes 12 are inclined with respect to an MD direction and a TD direction orthogonal to the MD direction.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、フィルムに空気を吹き付けるためのエア噴射装置、及びフィルムに所定の温度の空気を吹き付けて加熱や冷却を行う熱処理方法に関する。   The present invention relates to an air injection device for blowing air onto a film, and a heat treatment method for heating and cooling by blowing air at a predetermined temperature onto the film.

二軸延伸ポリプロピレンフィルムや二軸延伸ポリエステルフィルム等に代表される二軸延伸フィルムが知られている。二軸延伸フィルムの製造工程では、一般に、押出機によって固体原料を溶融可塑化してTダイから、溶融状態の樹脂材を薄く幅広いシート状に吐出し、樹脂材が成形ロールによって冷却固化される。冷却固化された後、樹脂材は、縦延伸装置と横延伸装置を用いてそれぞれ延伸が行われている。
このようなフィルム製造工程で用いられる横延伸装置が、フィルムの搬送方向(以下、MD(Machine Direction)方向と称する)と直交するフィルムの幅方向(以下、TD(Transverse Direction)方向と称する)の両端部をクリップで把持しながら、熱処理装置(以下、テンターオーブンと称する)の内部をフィルムは通過する。テンタ−オーブンの内部において、ダクトに設けられたノズルの噴射孔から吹き出す熱風を吹き付けてフィルムを加熱しながら、対向するクリップ間隔をTD方向に対して広げることで、TD方向に対する延伸が行われる。
Biaxially stretched films represented by biaxially stretched polypropylene films and biaxially stretched polyester films are known. In the production process of a biaxially stretched film, generally, a solid raw material is melt-plasticized by an extruder, a molten resin material is discharged from a T-die into a thin and wide sheet shape, and the resin material is cooled and solidified by a forming roll. After being cooled and solidified, the resin material is stretched using a longitudinal stretching apparatus and a lateral stretching apparatus, respectively.
The transverse stretching apparatus used in such a film manufacturing process is a film width direction (hereinafter referred to as TD (Transverse Direction) direction) perpendicular to the film transport direction (hereinafter referred to as MD (Machine Direction) direction). The film passes through the inside of a heat treatment apparatus (hereinafter referred to as a tenter oven) while holding both ends with clips. In the tenter oven, stretching in the TD direction is performed by expanding the distance between the opposing clips in the TD direction while blowing the hot air blown from the nozzle injection holes provided in the duct and heating the film.

熱処理装置は、例えば予熱、加熱、保温、冷却をそれぞれ行う領域毎に仕切られた複数の温調ゾーンを有しており、各温調ゾーンに、空気を噴射するための複数のダクトが、MD方向に沿って配置されている。
ダクトは、フィルムを挟んで上下に対向して配置されており、フィルムの表面に対向する面に、複数のノズル列が設けられている。各ノズルの噴射孔は、フィルムの表面に平行な噴射面上に設けられており、フィルムの表面に対して垂直方向からフィルムに空気を吹き付ける構成が標準的である。
特に、フィルムを加熱しながら延伸する前にフィルムの予熱を行う予熱ゾーンは、他の温調ゾーンに比べて、フィルムの表面に対する熱伝達効率を高めることが要求されている。熱伝達効率を高めるためには、ノズルの噴射孔から噴射する熱風の風量、風速を高めることや、熱風の温度を高く設定することが効果的である。しかし、消費エネルギを削減する観点では、熱風の温度を高く設定せずに、ダクトの熱伝達効率を効果的に高め、噴射孔の配置を最適化することによって、消費エネルギを大幅に削減することが可能である。
The heat treatment apparatus has, for example, a plurality of temperature control zones that are partitioned for each region in which preheating, heating, heat retention, and cooling are performed, and a plurality of ducts for injecting air are MD in each temperature control zone. Arranged along the direction.
The duct is disposed so as to face up and down across the film, and a plurality of nozzle rows are provided on the surface facing the surface of the film. The injection hole of each nozzle is provided on an injection surface parallel to the surface of the film, and a configuration in which air is blown onto the film from a direction perpendicular to the film surface is standard.
In particular, a preheating zone in which the film is preheated before being stretched while being heated is required to increase heat transfer efficiency with respect to the surface of the film as compared with other temperature control zones. In order to increase the heat transfer efficiency, it is effective to increase the amount and speed of hot air jetted from the nozzle holes and to set the hot air temperature high. However, from the viewpoint of reducing energy consumption, energy consumption can be greatly reduced by effectively increasing the heat transfer efficiency of the duct and optimizing the arrangement of the injection holes without setting the hot air temperature high. Is possible.

図12に、ノズルの噴射孔の配置例を示す。図12において、(a)にノズルの噴射孔単体を示し、(b)に正方格子状の配置を示し、(c)に最密六方格子状の配置を示す。また、図12において、噴射孔の直径をD、フィルムに対する衝突噴流のヌッセルト数を求めるための領域の半径をr、衝突噴流の熱伝達係数を推算するためのパラメータをgとする。
ここで、ダクトから空気を噴射するためのノズルの噴射孔の形状や配列に関して、図12に示すように、噴射孔単体における衝突噴流の熱伝達係数と比較して説明する。
噴射孔が円形であるとき、複数の噴射孔の配列が、縦横の正方格子状に配列される場合と、互いに隣接する噴射孔同士が正三角形をなすように最密六方格子状に配列される場合とを、噴射孔単体の場合と比較したとき、衝突噴流の熱伝達係数の比が、単体:正方格子状の配列:最密六方格子状の配列=1:3.1:3.6となる。したがって、複数の噴射孔の配列に関して、最密六方格子状に配列された場合が、フィルムの表面に対して熱伝達効率が最も高くなることが知られている(非特許文献1、2)。
FIG. 12 shows an arrangement example of the nozzle injection holes. In FIG. 12, (a) shows a single nozzle injection hole, (b) shows a tetragonal lattice arrangement, and (c) shows a close-packed hexagonal lattice arrangement. In FIG. 12, the diameter of the injection hole is D, the radius of the region for obtaining the Nusselt number of the collision jet against the film is r, and the parameter for estimating the heat transfer coefficient of the collision jet is g.
Here, the shape and arrangement of the nozzle injection holes for injecting air from the duct will be described in comparison with the heat transfer coefficient of the impinging jet in the injection hole alone, as shown in FIG.
When the injection holes are circular, the arrangement of the plurality of injection holes is arranged in the form of a square lattice in the vertical and horizontal directions, and the arrangement is made in a close-packed hexagonal lattice so that the adjacent injection holes form a regular triangle. When the case is compared with the case of the single injection hole, the ratio of the heat transfer coefficient of the impinging jet is as follows: simple substance: square lattice arrangement: close-packed hexagonal lattice arrangement = 1: 3.1: 3.6 Become. Accordingly, it is known that the heat transfer efficiency is highest with respect to the film surface when the plurality of injection holes are arranged in a close-packed hexagonal lattice pattern (Non-Patent Documents 1 and 2).

図13に、従来の一般的なダクトの形状の斜視図を示す。一方、図13に示すように、一般的なダクト107自体の形状は、TD方向に対して長尺状に延ばされて、MD方向に対して短い形状である。このため、ダクト107の噴射面111には、複数のノズルの噴射孔112の孔列が、MD方向に対して2〜5列で配列され、TD方向に対して数十列で配列されている。したがって、噴射孔が正方格子状に配列される場合や、最密六方格子状に配列される場合であっても、一般に、MD方向に間隔をあけて配置される各孔列は、TD方向と平行に延びている。そのため、TD方向と平行な各孔列同士において、必然的にMD方向に平行な直線上に複数の噴射孔が配列される、あるいはTD方向に沿って噴射孔が千鳥状に配列されることになる(図3、4参照)。このように複数の噴射孔がMD方向と平行に一列に配列されることで、MD方向に搬送されるフィルムに熱風を吹き付けたとき、フィルムの表面には、TD方向において熱風から熱量が十分に付与される領域と、熱風から熱量が十分に付与されない領域とが発生してしまう。その結果、搬送されるフィルムのTD方向における位置毎に、フィルムに伝えられた熱エネルギにムラが生じることになる。
特許文献1、2には、フィルムのTD方向において、フィルムが熱風から受ける熱量にムラが生じることを解消するための噴射孔の配列が提案されている。この配列では、TD方向に沿って配列された複数の孔列において、各孔列の噴射孔を、TD方向に対して互いに位置をずらして配置することで、各孔列の噴射孔が、TD方向に対して均一な間隔をあけて並べて配置されている。すなわち、各孔列の噴射孔は、TD方向における一端側から他端側に向かって、各孔列を跨ぐ周期的な順番で配置されており、TD方向に対する位相差が等しくなるように配列されている。この配列によって、搬送されるフィルムのTD方向において、フィルムに伝えられる熱エネルギを均一化することが可能になっている。
In FIG. 13, the perspective view of the shape of the conventional common duct is shown. On the other hand, as shown in FIG. 13, the general duct 107 itself has a shape that is elongated in the TD direction and short in the MD direction. For this reason, on the ejection surface 111 of the duct 107, the hole rows of the nozzle holes 112 of the plurality of nozzles are arranged in 2 to 5 rows in the MD direction and in several tens rows in the TD direction. . Therefore, even when the injection holes are arranged in a square lattice pattern or a close-packed hexagonal lattice pattern, generally, each hole array arranged at intervals in the MD direction is defined as the TD direction. It extends in parallel. Therefore, in each hole row parallel to the TD direction, a plurality of injection holes are necessarily arranged on a straight line parallel to the MD direction, or the injection holes are arranged in a staggered manner along the TD direction. (See FIGS. 3 and 4). Thus, by arranging a plurality of injection holes in a line in parallel with the MD direction, when hot air is blown onto the film transported in the MD direction, the surface of the film has a sufficient amount of heat from the hot air in the TD direction. The area | region provided and the area | region where heat quantity is not fully provided from a hot air will generate | occur | produce. As a result, the thermal energy transmitted to the film is uneven at each position in the TD direction of the film being conveyed.
Patent Documents 1 and 2 propose an arrangement of injection holes for eliminating unevenness in the amount of heat that the film receives from hot air in the TD direction of the film. In this arrangement, in the plurality of hole rows arranged along the TD direction, the injection holes of each hole row are arranged so as to be shifted from each other with respect to the TD direction. They are arranged side by side at a uniform interval with respect to the direction. That is, the injection holes of each hole row are arranged in a cyclic order across each hole row from one end side to the other end side in the TD direction, and are arranged so that the phase differences in the TD direction are equal. ing. This arrangement makes it possible to make the thermal energy transmitted to the film uniform in the TD direction of the film being conveyed.

特開2009−255511号公報JP 2009-255511 A 国際公開第2008/114586号International Publication No. 2008/114586

Martin, H., "Heat and Mass Transfer Between Impinging Gas Jets and Solid Surfaces", Advances in Heat Transfer, Academic Press, New York, Vol. 13, pp.1-60Martin, H., "Heat and Mass Transfer Between Impinging Gas Jets and Solid Surfaces", Advances in Heat Transfer, Academic Press, New York, Vol. 13, pp.1-60 (社)日本機械学会、伝熱ハンドブック、初版第1刷、P.55The Japan Society of Mechanical Engineers, Heat Transfer Handbook, First Edition, First Print, P.55

しかしながら、上述した特許文献1、2に記載された技術では、ダクトの噴射面における複数のノズルの噴射孔の配置が、上述した正方格子状や最密六方格子状の配列ではなくなるので、上述したように、特に熱伝達効率が最も高い最密六方格子状の配列に比べて、フィルムの表面に付与される熱伝達効率が低下する問題がある。
したがって、MD方向に搬送されるフィルムのTD方向において、フィルムに伝えられる熱エネルギを均一化させることと、フィルムの表面に付与される熱伝達効率を高めることとを両立させる必要がある。
However, in the techniques described in Patent Documents 1 and 2 described above, the arrangement of the injection holes of the plurality of nozzles on the injection surface of the duct is not the above-described square lattice or close-packed hexagonal lattice arrangement. As described above, there is a problem that the heat transfer efficiency imparted to the surface of the film is lowered as compared with the close-packed hexagonal lattice arrangement having the highest heat transfer efficiency.
Therefore, in the TD direction of the film transported in the MD direction, it is necessary to make both heat energy transmitted to the film uniform and increase heat transfer efficiency imparted to the surface of the film.

そこで、本発明は、フィルムの面に空気の熱エネルギをムラなく効率的に伝えることを可能とし、製造されるフィルムの品質を向上することができるエア噴射装置及び熱処理方法を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an air jet apparatus and a heat treatment method that can efficiently transfer heat energy of air to the surface of a film without unevenness and can improve the quality of a film to be manufactured. And

上述した目的を達成するため、本発明に係るエア噴射装置は、一方向に搬送されるフィルムに空気を吹き付ける複数の噴射孔と、フィルムの面に対向し、複数の噴射孔が配列された噴射面と、を有する噴射部材を備える。複数の噴射孔は、最密六方格子状に互いに等間隔に配置されると共に、隣接する噴射孔同士を仮想的に結ぶ配列線の全てが、フィルムの搬送方向及び搬送方向に直交するフィルムの幅方向に対してそれぞれ傾斜している。
なお、本発明において、最密六方格子状に互いに等間隔に配置されるとは、平面上に投影した最密六方格子をなす正六角形の各頂点及び中心(各配列線同士の交点)に配置されることを指している。換言すれば、これは、平面上で互いに組み合わされて配列された正三角形の各頂点に配置されることを意味している。
In order to achieve the above-described object, an air injection device according to the present invention includes a plurality of injection holes for blowing air to a film conveyed in one direction, and an injection in which a plurality of injection holes are arranged facing the surface of the film. And an injection member having a surface. The plurality of injection holes are arranged at equal intervals in a close-packed hexagonal lattice, and all of the array lines that virtually connect the adjacent injection holes are perpendicular to the film transport direction and the film transport direction. Each is inclined with respect to the direction.
In the present invention, being arranged at regular intervals in the form of a close-packed hexagonal lattice means that it is arranged at each vertex and center (intersection of each array line) of a regular hexagon forming a close-packed hexagonal lattice projected on a plane. Pointing to be. In other words, this means that it is arranged at each vertex of an equilateral triangle arranged in combination with each other on a plane.

以上のように構成した本発明に係るエア噴射装置によれば、噴射孔が最密六方格子状に配置されることによって、フィルムの面に付与する熱エネルギの熱伝達効率が高められる。加えて、互いに隣接する噴射孔同士を仮想的に結ぶ配列線の全てが、フィルムの搬送方向及び幅方向に対してそれぞれ傾斜して配置されることによって、フィルムの幅方向において隣接する噴射孔の間隔が均一化されるので、フィルムの幅方向に対する熱伝達効率が均一化される。したがって、本発明によれば、フィルムの面の搬送方向及び幅方向に対する熱伝達効率がそれぞれ高められる。   According to the air injection device according to the present invention configured as described above, the heat transfer efficiency of the heat energy applied to the surface of the film is enhanced by arranging the injection holes in a close-packed hexagonal lattice shape. In addition, all of the array lines that virtually connect the adjacent injection holes to each other are inclined with respect to the transport direction and the width direction of the film, so that the injection holes adjacent in the width direction of the film are arranged. Since the interval is made uniform, the heat transfer efficiency in the width direction of the film is made uniform. Therefore, according to this invention, the heat transfer efficiency with respect to the conveyance direction and width direction of the surface of a film is each improved.

また、本発明に係る熱処理方法は、一方向に搬送されるフィルムに、フィルムの面に対向する噴射面に配列された複数の噴射孔から所定の温度の空気を吹き付ける熱処理工程を有する。熱処理工程では、最密六方格子状に互いに等間隔に配置されると共に、互いに隣接する噴射孔同士を仮想的に結ぶ配列線の全てが、フィルムの搬送方向及び搬送方向に直交するフィルムの幅方向に対してそれぞれ傾斜して配置された複数の噴射孔から、フィルムに空気を吹き付ける。
なお、本発明における熱処理とは、フィルムの加熱、保温、冷却を含めて指している。
Moreover, the heat processing method which concerns on this invention has the heat processing process of spraying the air of predetermined temperature on the film conveyed by one direction from the several injection hole arranged in the injection surface facing the surface of a film. In the heat treatment step, all of the arrangement lines that are arranged at equal intervals in a close-packed hexagonal lattice and that virtually connect mutually adjacent injection holes are the film transport direction and the film width direction perpendicular to the transport direction. The air is blown onto the film from a plurality of injection holes arranged so as to be inclined with respect to each other.
In addition, the heat processing in this invention has pointed out including the heating of a film, heat retention, and cooling.

本発明によれば、フィルムの面に吹き付けられる空気の熱エネルギをムラなく効率的に伝えることが可能になり、製造されるフィルムの品質を向上することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to transmit efficiently the thermal energy of the air sprayed on the surface of a film without unevenness, and the quality of the film manufactured can be improved.

本実施形態のエア噴射装置を備えるテンタ−オーブンを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the tenter oven provided with the air injection apparatus of this embodiment. 本実施形態のエア噴射装置の要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the air injection apparatus of this embodiment. 最密六方格子状の配置に関して、MD方向に対して3列の孔列が並ぶ配置例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of arrangement | positioning with which 3 rows of hole rows are arranged with respect to MD direction regarding the arrangement of a close-packed hexagonal lattice. 最密六方格子状の配置に関して、MD方向に対して5列の孔列が並ぶ配置例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of arrangement | positioning with which the hole array of 5 rows is located in a line with respect to MD direction regarding arrangement | positioning of a close-packed hexagonal lattice shape. 本実施形態における最密六方格子状の配列を示す平面図である。It is a top view which shows the close-packed hexagonal lattice-like arrangement | sequence in this embodiment. 図5において、MD方向に対して間隔をあけて並ぶ各孔列を示す平面図である。In FIG. 5, it is a top view which shows each hole row | line | column arranged at intervals with respect to MD direction. 第1の比較例のダクトにおける噴射孔の配列を示す平面図である。It is a top view which shows the arrangement | sequence of the injection hole in the duct of a 1st comparative example. 第2の比較例のダクトにおける噴射孔の配列を示す平面図である。It is a top view which shows the arrangement | sequence of the injection hole in the duct of a 2nd comparative example. 実施例のダクトにおける噴射孔の配列を示す平面図である。It is a top view which shows the arrangement | sequence of the injection hole in the duct of an Example. 1つのダクトの噴射面を通過したフィルムのMD方向における面平均熱伝達率の比較結果を示す図である。It is a figure which shows the comparison result of the surface average heat transfer coefficient in MD direction of the film which passed the injection surface of one duct. 1つのダクトの噴射面を通過したフィルムのTD方向における面平均熱伝達率の比較結果を示す図である。It is a figure which shows the comparison result of the surface average heat transfer coefficient in the TD direction of the film which passed the injection surface of one duct. ノズルの噴射孔の配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the injection hole of a nozzle. 従来の一般的なダクトの形状を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the shape of the conventional common duct.

以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
図1に、本実施形態のエア噴射装置を備えるテンタ−オーブンの、TD方向に平行な断面図を示す。図2に、本実施形態のエア噴射装置の要部の斜視図を示す。
図1に示すように、フィルムの製造工程においてフィルムの熱処理を行うテンタ−オーブンは、一方向であるMD方向に搬送されるフィルム3の表面に空気を吹き付けるエア噴射装置1と、搬送されるフィルム3のTD方向の両側をそれぞれ把持してフィルム3をTD方向に延伸するためのクリップ6と、を備えている。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a tenter oven provided with the air injection device of the present embodiment, parallel to the TD direction. In FIG. 2, the perspective view of the principal part of the air injection apparatus of this embodiment is shown.
As shown in FIG. 1, a tenter oven that heat-treats a film in the film manufacturing process includes an air injection device 1 that blows air onto the surface of a film 3 that is conveyed in the MD direction, which is one direction, and a film that is conveyed. And a clip 6 for stretching the film 3 in the TD direction by gripping both sides in the TD direction.

実施形態のエア噴射装置1は、搬送されるフィルム3の両面に空気をそれぞれ吹き付ける噴射部材としての複数対のダクト7と、各ダクト7に所定の温度の空気を供給する流路8と、流路8内に配置されて各ダクト7に空気を送るためのファン9と、を備えている。上下一対のダクト7は、フィルム3を間に挟んで対向する位置に配置されると共に、フィルム3のMD方向に所定の間隔をあけて配置されている。
フィルム3を挟んで上下に配置される一対のダクト7において、フィルム3の表面に吹き付ける空気による押圧力を、フィルム3の両面で等しくするために、一対のダクト7における複数の噴射孔12の位置が同一にされている。
The air injection device 1 according to the embodiment includes a plurality of pairs of ducts 7 serving as injection members for blowing air to both surfaces of a film 3 to be conveyed, a flow path 8 for supplying air of a predetermined temperature to each duct 7, And a fan 9 arranged in the path 8 for sending air to each duct 7. The pair of upper and lower ducts 7 are disposed at positions facing each other with the film 3 interposed therebetween, and are disposed at a predetermined interval in the MD direction of the film 3.
In the pair of ducts 7 arranged above and below the film 3, the positions of the plurality of injection holes 12 in the pair of ducts 7 are set so that the pressing force by the air blown onto the surface of the film 3 is equal on both surfaces of the film 3. Are the same.

図2に示すように、エア噴射装置1は、MD方向に搬送されるフィルム3に空気を吹き付ける複数の噴射孔12と、フィルム3の表面に対向し、複数の噴射孔12が配列された噴射面11と、を有するダクト7を備えている。複数の噴射孔12は、噴射面11上に、最密六方格子状に互いに等間隔で配置されると共に、互いに隣接する噴射孔12の中心同士を仮想的に結ぶ配列線13の全てが、フィルム3のMD方向及びMD方向に直交するフィルム3のTD方向に対してそれぞれ傾斜して配置されている。   As shown in FIG. 2, the air injection device 1 includes a plurality of injection holes 12 for blowing air to the film 3 conveyed in the MD direction, and an injection in which the plurality of injection holes 12 are arranged facing the surface of the film 3. And a duct 7 having a surface 11. The plurality of injection holes 12 are arranged on the injection surface 11 in a close-packed hexagonal lattice at equal intervals, and all of the array lines 13 that virtually connect the centers of the adjacent injection holes 12 are film. The MD direction of 3 and the TD direction of the film 3 perpendicular to the MD direction are respectively inclined and arranged.

以上のように構成されたテンタ−オーブンが備えるエア噴射装置1において、フィルム3を加熱する動作を説明する。
エア噴射装置1に供給されるフィルム3は、TD方向における両端がクリップ6によって把持されながらMD方向に搬送される。エア噴射装置1は、MD方向に搬送されるフィルム3を挟んで上下に配置された一対のダクト7の噴射孔12から熱風を噴射し、熱風がフィルム3の表面に吹き付けられることでフィルム3が加熱される。
An operation of heating the film 3 in the air injection device 1 provided in the tenter oven configured as described above will be described.
The film 3 supplied to the air ejection device 1 is conveyed in the MD direction while being gripped by the clips 6 at both ends in the TD direction. The air injection device 1 injects hot air from the injection holes 12 of the pair of ducts 7 arranged above and below across the film 3 conveyed in the MD direction, and the hot air is blown onto the surface of the film 3 to thereby cause the film 3 to be blown. Heated.

上述した本実施形態における噴射孔12の最密六方格子状の配置について詳細に説明する。
まず、ノズルの噴射孔12が最密六方格子状に配列される場合、噴射孔12の配列パターンの一例として、図3に示すように、MD方向に対して3列の孔列が並んで配置される構成や、図4に示すように、MD方向に対して5列の孔列が並んで配置される構成が考えられる。
図3及び図4に示すように、これらの構成では、フィルム3がMD方向に搬送されたとき、TD方向におけるフィルム3の同一位置(TD方向における同一座標)に熱風が吹き付けられ続けることになり、同一位置に熱エネルギが蓄積されることになる。このため、フィルム3のTD方向に対する座標において、熱風から熱エネルギが蓄えられやすい(付与されやすい)座標と、熱エネルギが蓄えられにくい座標とが分布することになる。その結果、フィルム3のTD方向において、フィルム3に伝わる熱エネルギのムラが生じやすいという不都合がある。
The close-packed hexagonal lattice-like arrangement of the injection holes 12 in this embodiment described above will be described in detail.
First, when the nozzle injection holes 12 are arranged in a close-packed hexagonal lattice, as an example of the arrangement pattern of the injection holes 12, as shown in FIG. 3, three hole rows are arranged side by side in the MD direction. As shown in FIG. 4, a configuration in which five hole arrays are arranged side by side in the MD direction is conceivable.
As shown in FIGS. 3 and 4, in these configurations, when the film 3 is conveyed in the MD direction, hot air is continuously blown to the same position of the film 3 in the TD direction (same coordinates in the TD direction). The thermal energy is accumulated at the same position. For this reason, in the coordinate with respect to the TD direction of the film 3, the coordinate where heat energy is easy to be stored (easy to be applied) from hot air and the coordinate where heat energy is hard to be stored are distributed. As a result, in the TD direction of the film 3, there is an inconvenience that unevenness of heat energy transmitted to the film 3 is likely to occur.

ここで、図4に示した最密六方格子状の配列パターンを、図4中の反時計回りに回転させることによって、隣接する噴射孔12同士を結ぶ配列線13を、噴射面11上で、MD方向に対して傾斜させていく。図5に示すように、任意の1つの噴射孔12を通り、MD方向に平行な直線Lと、前記1つの噴射孔12を通る配列線13Aとがなす角度のうちで最小の角度をθとする。このとき、この最小の角度θ(以下、最密六方格子の傾斜角θと称する)が所定の角度をなすとき、図5に示すように、全ての噴射孔12が、TD方向に対して所定の間隔xをあけて均等に配置されることになる。つまり、間隔xは、TD方向に対する噴射孔12のピッチに相当する。
言い換えると、最密六方格子の傾斜角θが所定の角度であるときに、複数の噴射孔12は、MD方向における位置を周期的に変化させるように配置され、かつ、TD方向に対する各噴射孔12の位相差が均等に配置されることになる。また、TD方向における一端側から他端側にわたって噴射面11に配置された複数の噴射孔12において、TD方向における同一座標に位置する噴射孔12は存在していない。
このとき、隣接する噴射孔12同士を結ぶ配列線13の全てが、フィルム3のMD方向及びTD方向に対してそれぞれ傾斜して配置されている。すなわち、噴射面11における全ての配列線13は、MD方向及びTD方向に対してそれぞれ非平行になるように、噴射孔12が配置されている。
Here, by rotating the close-packed hexagonal lattice-like arrangement pattern shown in FIG. 4 counterclockwise in FIG. 4, the arrangement line 13 connecting the adjacent injection holes 12 is formed on the injection surface 11. Tilt against the MD direction. As shown in FIG. 5, the smallest angle among the angles formed by the straight line L passing through one arbitrary injection hole 12 and parallel to the MD direction and the array line 13A passing through the one injection hole 12 is θ. To do. At this time, when the minimum angle θ (hereinafter referred to as the inclination angle θ of the closest-packed hexagonal lattice) forms a predetermined angle, as shown in FIG. 5, all the injection holes 12 are predetermined with respect to the TD direction. Are evenly arranged with an interval x. That is, the interval x corresponds to the pitch of the injection holes 12 with respect to the TD direction.
In other words, when the inclination angle θ of the close-packed hexagonal lattice is a predetermined angle, the plurality of injection holes 12 are arranged so as to periodically change positions in the MD direction, and each injection hole with respect to the TD direction Twelve phase differences are evenly arranged. Moreover, in the some injection hole 12 arrange | positioned in the injection surface 11 from the one end side in the TD direction to the other end side, the injection hole 12 located in the same coordinate in the TD direction does not exist.
At this time, all of the array lines 13 that connect the adjacent injection holes 12 are respectively inclined with respect to the MD direction and the TD direction of the film 3. That is, the injection holes 12 are arranged so that all the array lines 13 on the injection surface 11 are not parallel to the MD direction and the TD direction, respectively.

図6に、図5に示した噴射孔12の配置と同一配置において、MD方向に対して間隔をあけて並ぶ各孔列を示す。図6において、1つのダクト7において、隣接する噴射孔12同士を結ぶ配列線13の長さをWとし、MD方向における両端に配置された2つの噴射孔12間の長さをWLとする。
図6に示す配置例では、TD方向における同一座標に、噴射孔12iと噴射孔12jとがそれぞれ配置されることになる。このような配置は、本発明における課題の観点から、TD方向における同一座標に噴射孔12が存在することを避ける必要がある。このため、実質的に噴射孔12iと噴射孔12jとを同時に存在させることができないので、噴射孔12iと噴射孔12jのいずれか一方のみが存在することになる。このように考えると、図6中に示す第1孔列(1)と第1’孔列(1’)は、周期的な配列パターンにおける同一の孔列と見なすことができる。このため、図6に示した孔列の配置例は、実質的に、第1孔列(1)ないし第4孔列(4)からなる4列の配置であると考えることができる。
FIG. 6 shows each row of holes arranged at intervals in the MD direction in the same arrangement as the arrangement of the injection holes 12 shown in FIG. In FIG. 6, in one duct 7, the length of the array line 13 connecting adjacent injection holes 12 is W, and the length between two injection holes 12 arranged at both ends in the MD direction is WL.
In the arrangement example shown in FIG. 6, the injection hole 12i and the injection hole 12j are respectively arranged at the same coordinate in the TD direction. Such an arrangement needs to avoid the presence of the injection holes 12 at the same coordinates in the TD direction from the viewpoint of the problem in the present invention. For this reason, since the injection hole 12i and the injection hole 12j cannot substantially exist at the same time, only one of the injection hole 12i and the injection hole 12j exists. In this way, the first hole row (1) and the first 'hole row (1') shown in FIG. 6 can be regarded as the same hole row in the periodic arrangement pattern. For this reason, it can be considered that the arrangement example of the hole row shown in FIG. 6 is substantially a four-row arrangement including the first hole row (1) to the fourth hole row (4).

ここで、噴射孔12が一列に配列されてMD方向に対して間隔をあけて並ぶ複数の孔列の数をnとしたとき、最密六方格子の傾斜角θは、式(1)によって定義される。

Figure 2016016526
すなわち、本実施形態のエア噴射装置1は、複数の噴射孔12が、式(1)を満たすように配列されている。
なお、本実施形態では、一例として最密六方格子を反時計回りに回転させて配置している。このため、最密六方格子の傾斜角θは、図6に示すように、噴射孔12iと噴射孔12jとを結ぶ直線に平行な方向、すなわちMD方向に平行な直線(基準線)と、この直線の図6中左側に隣接する配列線13とがなす角度として定義されている。しかし、最密六方格子を反時計回りに回転させて配置する構成に限定するものではなく、時計回りに回転させて配置してもよく、本実施形態と同一の効果を得ることができる。最密六方格子を時計回りに回転させて配置する場合、最密六方格子の傾斜角θは、MD方向に平行な直線と、この直線の右側に隣接する配列線13とがなす角度として定義される。 Here, when the number of the plurality of hole rows in which the injection holes 12 are arranged in a row and are arranged at an interval in the MD direction is n, the inclination angle θ of the close-packed hexagonal lattice is defined by the equation (1). Is done.
Figure 2016016526
That is, in the air injection device 1 of the present embodiment, the plurality of injection holes 12 are arranged so as to satisfy the formula (1).
In this embodiment, as an example, the close-packed hexagonal lattice is rotated counterclockwise. Therefore, the inclination angle θ of the close-packed hexagonal lattice is, as shown in FIG. 6, a direction parallel to the straight line connecting the injection holes 12i and 12j, that is, a straight line (reference line) parallel to the MD direction. It is defined as the angle formed by the adjacent array line 13 on the left side in FIG. However, the present invention is not limited to the configuration in which the close-packed hexagonal lattice is arranged by rotating counterclockwise, and may be arranged by rotating clockwise to obtain the same effect as that of the present embodiment. When a close-packed hexagonal lattice is rotated and arranged clockwise, the inclination angle θ of the close-packed hexagonal lattice is defined as an angle formed by a straight line parallel to the MD direction and an array line 13 adjacent to the right side of the straight line. The

式(1)を用いることで、ダクト7の噴射面11に、MD方向に対して間隔をあけて並ぶ複数の孔列を3列にする場合には、n=3であり、θ=19.1度となる。また、MD方向に対して間隔をあけて並ぶ孔列を4列にする場合には、n=4であり、θ=13.9度となる。また、MD方向に対して間隔をあけて並ぶ孔列を5列にする場合には、n=5であり、θ=10.9度となる。すなわち、MD方向に対して間隔をあけて並ぶ孔列の数nが増えることに伴って、傾斜角θが徐々に小さくなる。   By using the formula (1), when a plurality of hole rows arranged on the injection surface 11 of the duct 7 with a gap in the MD direction are arranged in three rows, n = 3 and θ = 19. Once. Further, when the number of hole rows arranged at intervals in the MD direction is four, n = 4 and θ = 13.9 degrees. Further, when the number of hole rows arranged at intervals in the MD direction is five, n = 5 and θ = 10.9 degrees. That is, as the number n of hole rows arranged at intervals in the MD direction increases, the inclination angle θ gradually decreases.

さらに、孔列の数n、傾斜角θ、配列線13の長さWを用いて、TD方向における噴射孔12の間隔xは、式(2)によって定義される。

Figure 2016016526
すなわち、本実施形態のエア噴射装置1は、複数の噴射孔12が、式(2)を満たすように配列されている。 Furthermore, using the number n of the hole rows, the inclination angle θ, and the length W of the array line 13, the interval x between the injection holes 12 in the TD direction is defined by Expression (2).
Figure 2016016526
That is, in the air injection device 1 of the present embodiment, the plurality of injection holes 12 are arranged so as to satisfy the formula (2).

式(2)を用いることで、孔列の数nを3列にする場合には、n=3であり、x=0.327Wとなる。孔列の数nを3列にする場合には、n=3であり、x=0.327Wとなる。また、孔列の数nを4列にする場合には、n=4であり、x=0.240Wとなる。また、孔列の数nを5列にする場合には、n=5であり、x=0.189Wとなる。
したがって、配列線13の長さWを一定にした場合には、MD方向に対して間隔をあけて並ぶ孔列の数nが増えること伴って、TD方向における噴射孔12の間隔xが小さくなる。
By using Equation (2), when the number n of hole rows is three, n = 3 and x = 0.327W. When the number n of the hole rows is three, n = 3 and x = 0.327W. In addition, when the number n of the hole rows is four, n = 4 and x = 0.240W. In addition, when the number n of the hole rows is five, n = 5 and x = 0.189W.
Therefore, when the length W of the array line 13 is constant, the interval x between the injection holes 12 in the TD direction becomes smaller as the number n of the hole rows arranged at intervals with respect to the MD direction increases. .

ここで、図6に示した噴射孔12の配置例について、式(1)及び式(2)を用いて、例えば配列線の長さW=40mmである場合を考えると、MD方向に対して間隔をあけて並ぶ孔列の数nを4列とした場合、x=9.6mmとなる。この場合、噴射孔12の直径がφ9.6mm以上に形成されていれば、フィルム3の表面のTD方向において、噴射面11に対向する領域全体に噴射孔12からの熱風が吹き付けられることになる。そのため、実質的に、1つのダクト7の噴射面11を通過するフィルム3は、TD方向における全域にわたって熱風から熱エネルギがムラなく付与されることになると共に、噴射孔12を最密六方格子状に配置することよってフィルム3の表面に付与する熱エネルギの熱伝達効率を高める効果を併せ持つことになる。すなわち、フィルム3の加熱をムラなく効率的に行うことができる。
なお、噴射孔12の直径よりも、TD方向における噴射孔12の間隔xが大きすぎる場合には、MD方向に搬送されるフィルム3に吹き付けられる熱風によって付与される熱量の分布が、TD方向に対して生じ易くなる。したがって、TD方向に対してフィルムをムラなく加熱するためには、上述したように、噴射孔12の直径は、噴射孔12の間隔x以上に設定することが望ましい。
Here, regarding the arrangement example of the injection holes 12 shown in FIG. 6, using the formula (1) and the formula (2), for example, when the length of the array line is W = 40 mm, the MD direction is When the number n of the hole rows arranged at intervals is four, x = 9.6 mm. In this case, if the diameter of the injection hole 12 is formed to be φ9.6 mm or more, the hot air from the injection hole 12 is blown over the entire region facing the injection surface 11 in the TD direction of the surface of the film 3. . Therefore, the film 3 passing through the ejection surface 11 of one duct 7 is substantially given thermal energy from the hot air over the entire area in the TD direction, and the injection holes 12 are formed in a close-packed hexagonal lattice shape. By arranging in the above, the effect of increasing the heat transfer efficiency of the heat energy applied to the surface of the film 3 is also obtained. That is, the film 3 can be efficiently heated without unevenness.
In addition, when the space | interval x of the injection hole 12 in TD direction is too large rather than the diameter of the injection hole 12, distribution of the amount of heat provided with the hot air sprayed on the film 3 conveyed in MD direction is TD direction. It tends to occur. Therefore, in order to heat the film uniformly in the TD direction, it is desirable to set the diameter of the injection holes 12 to be equal to or larger than the interval x between the injection holes 12 as described above.

(実施例)
上述した実施形態のエア噴射装置1の効果について、比較例と比較した結果を説明する。
図7に、第1の比較例のダクト7における噴射孔12の配列の平面図を示す。図8に、第2の比較例のダクト7における噴射孔12の配列の平面図を示す。図9に、実施例のダクト7における噴射孔12の配列の平面図を示す。
第1及び第2の比較例、実施例では、ファン9からダクト7へ供給する空気の温度を160℃とし、ダクト7へ供給する空気の流量を93[m3/min]とし、ダクト7を通過するフィルム3の初期温度(ダクト7の通過前の温度)を20℃とした。また、フィルム3は、TD方向に対する幅寸法を900mmとし、搬送速度を240[m/min]とした。
ダクト7の外形寸法は、TD方向の長さを1600mm、MD方向の長さを300mm、フィルム3の全幅にわたって空気が吹き付けられるようにTD方向における幅1100mmの領域にわたって噴射孔12を配置した。また、フィルム3の表面と、ダクト7の噴射面11との距離(図2に示す距離H)を140mmに設定した。
図7に示すように、第1の比較例において、第1孔列(1)と第3孔列(3)は、噴射孔12をTD方向と平行にピッチ60mmで配列し、配列を互いに同一にした。第2孔列(2)は、噴射孔12をTD方向と平行にピッチ60mmで配列し、噴射孔12が、第1孔列(1)において隣接する噴射孔12同士の間の中央に位置するように、TD方向に対して位置をずらして配置した。
図8に示すように、第2の比較例において、第1孔列(1)、第2孔列(2)、第3孔列(3)は、噴射孔12をTD方向と平行にピッチ72mmで配列した。また、第2孔列(2)の噴射孔12の位置を、第1孔列(1)の噴射孔12の位置に対して1/3ピッチだけ位置をずらして配置した。同様に、第3孔列(3)の噴射孔12の位置を、第2孔列(2)の噴射孔12の位置に対して1/3ピッチだけ位置をずらして配置した。したがって、第1孔列(1)の噴射孔12に対して、第2孔列(2)の噴射孔12、第3孔列(3)の噴射孔12が互いに1/3ピッチずつ位置をずらして配置されている。
(Example)
About the effect of the air injection device 1 of embodiment mentioned above, the result compared with the comparative example is demonstrated.
FIG. 7 shows a plan view of the arrangement of the injection holes 12 in the duct 7 of the first comparative example. FIG. 8 shows a plan view of the arrangement of the injection holes 12 in the duct 7 of the second comparative example. In FIG. 9, the top view of the arrangement | sequence of the injection hole 12 in the duct 7 of an Example is shown.
In the first and second comparative examples and examples, the temperature of the air supplied from the fan 9 to the duct 7 is 160 ° C., the flow rate of the air supplied to the duct 7 is 93 [m 3 / min], and the duct 7 is The initial temperature of the passing film 3 (temperature before passing through the duct 7) was set to 20 ° C. The film 3 had a width dimension in the TD direction of 900 mm and a conveyance speed of 240 [m / min].
As for the external dimensions of the duct 7, the injection hole 12 is arranged over a region of 1100 mm in the TD direction so that the length in the TD direction is 1600 mm, the length in the MD direction is 300 mm, and air is blown over the entire width of the film 3. Moreover, the distance (distance H shown in FIG. 2) between the surface of the film 3 and the ejection surface 11 of the duct 7 was set to 140 mm.
As shown in FIG. 7, in the first comparative example, the first hole row (1) and the third hole row (3) have the injection holes 12 arranged in parallel with the TD direction at a pitch of 60 mm, and the arrangement is the same. I made it. In the second hole row (2), the injection holes 12 are arranged at a pitch of 60 mm in parallel with the TD direction, and the injection holes 12 are located at the center between the adjacent injection holes 12 in the first hole row (1). As described above, the positions are shifted from the TD direction.
As shown in FIG. 8, in the second comparative example, the first hole row (1), the second hole row (2), and the third hole row (3) have the injection holes 12 parallel to the TD direction at a pitch of 72 mm. Arranged by. Further, the positions of the injection holes 12 in the second hole row (2) are shifted from the positions of the injection holes 12 in the first hole row (1) by 1/3 pitch. Similarly, the positions of the injection holes 12 in the third hole row (3) are shifted by 1/3 pitch with respect to the positions of the injection holes 12 in the second hole row (2). Therefore, the injection holes 12 of the second hole row (2) and the injection holes 12 of the third hole row (3) are shifted from each other by 1/3 pitch with respect to the injection holes 12 of the first hole row (1). Are arranged.

図9に示すように実施例では、噴射孔12を最密六方格子状に配列し、配列線13の長さWを82mm、噴射孔12の孔列の数nを4として、上述した式(1)を満たすように噴射孔12を配列した。実施例における最密六方格子の傾斜角θは13.9度になった。
また、第1の比較例、第2の比較例、実施例の各配列において、噴射面11に配置される噴射孔12の総数が異なるので、噴射孔12からの空気の流量が一定値とするために、流量が互いに等しくなるように噴射孔12の直径をそれぞれ設定した。第1の比較例、第2の比較例、実施例において、噴射孔12からの流量が30[m/s]となるように、第1の比較例における噴射孔12の直径をφ25mmとし、第2の比較例における噴射孔12の直径をφ22mmとし、実施例における噴射孔12の直径をφ22mmとした。
As shown in FIG. 9, in the embodiment, the injection holes 12 are arranged in a close-packed hexagonal lattice, the length W of the array line 13 is 82 mm, and the number n of the hole rows of the injection holes 12 is 4. The injection holes 12 were arranged so as to satisfy 1). The inclination angle θ of the close-packed hexagonal lattice in the example was 13.9 degrees.
Moreover, in each arrangement of the first comparative example, the second comparative example, and the example, since the total number of the injection holes 12 arranged on the injection surface 11 is different, the flow rate of air from the injection holes 12 is set to a constant value. Therefore, the diameters of the injection holes 12 are set so that the flow rates are equal to each other. In the first comparative example, the second comparative example, and the example, the diameter of the injection hole 12 in the first comparative example is set to φ25 mm so that the flow rate from the injection hole 12 is 30 [m / s]. The diameter of the injection hole 12 in the comparative example 2 was set to φ22 mm, and the diameter of the injection hole 12 in the example was set to φ22 mm.

以上のように構成した第1の比較例、第2の比較例、実施例における噴射孔の配列について、フィルム3に対する面平均熱伝達率を評価した結果を図10及び図11に示す。
図10に、1つのダクト7の噴射面11を通過したフィルム3のMD方向における面平均熱伝達率[W/m2K]の比較結果を示す。図11に、1つのダクト7の噴射面11を通過したフィルム3のTD方向における面平均熱伝達率[W/m2K]の比較結果を示す。
第1の比較例の配列では、TD方向における噴射孔12のピッチが、相対的に狭い60mmであるため、TD方向に対して隣接する噴射孔12同士が噴射する空気が互いに干渉し、フィルム3の表面に対する熱伝達効率の低下を招いた。その結果、第1の比較例では、図10及び図11に示すように、MD方向及びTD方向に対する面平均熱伝達率が53.2[W/m2K]程度になった。
第2の比較例の配列では、TD方向における噴射孔12のピッチが、第1の比較例よりも広い74mmであるため、TD方向に対して隣接する噴射孔12同士が噴射する空気が互いに干渉することが少なくなり、TD方向に対する熱伝達効率が、第1の比較例よりも高くなった。その結果、第2の比較例は、図11に示すように、TD方向に対する面平均熱伝達率が61.4[W/m2K]となり、第1の比較例と比べて15.2%向上した。また、第2の比較例の配列は、第1孔列(1)から第3孔列(3)の各噴射孔12を、TD方向に対して1/3ピッチずつ位置をずらして配置したことで、MD方向に対する熱伝達効率が高められた。その結果、第2の比較例は、図10に示すように、MD方向に対する面平均熱伝達率が61.0[W/m2K]となり、第1の比較例と比べて14.7%向上した。
10 and 11 show the results of evaluating the surface average heat transfer coefficient with respect to the film 3 for the arrangement of the injection holes in the first comparative example, the second comparative example, and the examples configured as described above.
In FIG. 10, the comparison result of the surface average heat transfer coefficient [W / m < 2 > K] in the MD direction of the film 3 which passed the injection surface 11 of the one duct 7 is shown. In FIG. 11, the comparison result of the surface average heat transfer coefficient [W / m < 2 > K] in the TD direction of the film 3 which passed the injection surface 11 of the one duct 7 is shown.
In the arrangement of the first comparative example, since the pitch of the injection holes 12 in the TD direction is relatively narrow 60 mm, the air injected from the injection holes 12 adjacent to each other in the TD direction interferes with each other, and the film 3 The heat transfer efficiency to the surface of the steel was reduced. As a result, in the first comparative example, as shown in FIGS. 10 and 11, the surface average heat transfer coefficient in the MD direction and the TD direction was about 53.2 [W / m 2 K].
In the arrangement of the second comparative example, since the pitch of the injection holes 12 in the TD direction is 74 mm wider than that of the first comparative example, the air injected from the injection holes 12 adjacent to each other in the TD direction interferes with each other. The heat transfer efficiency in the TD direction was higher than that in the first comparative example. As a result, as shown in FIG. 11, in the second comparative example, the surface average heat transfer coefficient in the TD direction is 61.4 [W / m 2 K], which is 15.2% compared to the first comparative example. Improved. Further, in the arrangement of the second comparative example, the injection holes 12 of the first hole row (1) to the third hole row (3) are arranged by shifting the position by 1/3 pitch with respect to the TD direction. Thus, the heat transfer efficiency in the MD direction was increased. As a result, as shown in FIG. 10, in the second comparative example, the surface average heat transfer coefficient in the MD direction is 61.0 [W / m 2 K], which is 14.7% compared with the first comparative example. Improved.

そして、本実施例の配列では、最密六方格子状に配列されると共に、TD方向に対して間隔xで均等に配置、すなわちTD方向に対して所定のピッチで配置されたことによって、図10に示すように、MD方向に対する面平均熱伝達率が67.0[W/m2K]となり、第1の比較例に比べて26%向上し、第2の比較例に比べて9.8%向上した。また、実施例の配列では、図11に示すように、TD方向に対する面平均熱伝達率が67.1[W/m2K]となり、第1の比較例に比べて25.9%向上し、第2の比較例に比べて9.3%向上した。 In the arrangement of the present embodiment, they are arranged in a close-packed hexagonal lattice pattern, and are arranged evenly at intervals x in the TD direction, that is, at a predetermined pitch in the TD direction. As shown, the surface average heat transfer coefficient in the MD direction is 67.0 [W / m 2 K], which is 26% higher than that of the first comparative example, and 9.8 higher than that of the second comparative example. % Improved. In the arrangement of the example, as shown in FIG. 11, the surface average heat transfer coefficient in the TD direction is 67.1 [W / m 2 K], which is 25.9% higher than that of the first comparative example. Compared to the second comparative example, it was improved by 9.3%.

上述したように、実施形態のエア噴射装置1によれば、噴射孔12が最密六方格子状に配列されると共に、噴射孔12が式(1)を満たすように配列されることによって、噴射面11全体において、TD方向に並んで配置される噴射孔12の間隔xが均等に配置される(TD方向に対する噴射孔12の位相差が均等に配置される)。これにより、最密六方格子状の配列によってフィルム3の表面に対する面平均熱伝達率を高めることができると共に、搬送されるフィルム3のTD方向において、フィルム3に付与される熱エネルギを均一化することができる。
したがって、実施形態のエア噴射装置1は、フィルム3の表面に空気の熱エネルギをムラなく効率的に伝えることを可能とし、フィルム3の品質の向上を図ることができる。その結果、本実施形態によれば、噴射孔12の配列を最適化することが可能になり、フィルム3を効率的に加熱することができ、消費エネルギの削減に貢献できる。
なお、本発明は、フィルムの加熱に限定されるものではなく、冷却や保温等の熱処理に用いられてもよいことは勿論である。
As described above, according to the air injection device 1 of the embodiment, the injection holes 12 are arranged in a close-packed hexagonal lattice, and the injection holes 12 are arranged so as to satisfy the formula (1). In the entire surface 11, the intervals x between the injection holes 12 arranged side by side in the TD direction are evenly arranged (the phase difference of the injection holes 12 with respect to the TD direction is evenly arranged). Thereby, the surface average heat transfer coefficient with respect to the surface of the film 3 can be enhanced by the close-packed hexagonal lattice arrangement, and the thermal energy applied to the film 3 is made uniform in the TD direction of the film 3 being conveyed. be able to.
Therefore, the air injection device 1 according to the embodiment can efficiently transmit the thermal energy of air to the surface of the film 3 without unevenness, and can improve the quality of the film 3. As a result, according to the present embodiment, the arrangement of the injection holes 12 can be optimized, the film 3 can be efficiently heated, and the energy consumption can be reduced.
In addition, this invention is not limited to the heating of a film, Of course, it may be used for heat processing, such as cooling and heat retention.

1 エア噴射装置
3 フィルム
7 ダクト
11 噴射面
12 噴射孔
13 配列線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air injection apparatus 3 Film 7 Duct 11 Injection surface 12 Injection hole 13 Array line

本発明は、フィルムに空気を吹き付けるためのエア噴射装置を備えたフィルム延伸装置、及びフィルムに所定の温度の空気を吹き付けて加熱や冷却を行うフィルム延伸方法に関する。 The present invention relates to a film stretching apparatus including an air injection device for spraying air onto a film, and a film stretching method in which air at a predetermined temperature is sprayed on the film for heating and cooling.

そこで、本発明は、フィルムの面に空気の熱エネルギをムラなく効率的に伝えることを可能とし、製造されるフィルムの品質を向上することができるフィルム延伸装置及びフィルム延伸方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a film stretching apparatus and a film stretching method that can efficiently transfer the thermal energy of air to the surface of the film without unevenness and can improve the quality of the produced film. Objective.

上述した目的を達成するため、本発明に係るフィルム延伸装置は、エア噴射装置を備え、エア噴射装置は、延伸しながら一方向に搬送されるフィルムに空気を吹き付ける複数の噴射孔と、フィルムの面に対向し、複数の噴射孔が配列された噴射面と、を有する噴射部材を備える。複数の噴射孔は、最密六方格子状に互いに等間隔に配置されると共に、隣接する噴射孔同士を仮想的に結ぶ配列線の全てが、フィルムの搬送方向及び搬送方向に直交するフィルムの幅方向に対してそれぞれ傾斜している。
なお、本発明において、最密六方格子状に互いに等間隔に配置されるとは、平面上に投影した最密六方格子をなす正六角形の各頂点及び中心(各配列線同士の交点)に配置されることを指している。換言すれば、これは、平面上で互いに組み合わされて配列された正三角形の各頂点に配置されることを意味している。
In order to achieve the above-described object, a film stretching apparatus according to the present invention includes an air ejecting apparatus , and the air ejecting apparatus includes a plurality of ejection holes for blowing air to a film conveyed in one direction while stretching , An injection member having an injection surface facing the surface and in which a plurality of injection holes are arranged. The plurality of injection holes are arranged at equal intervals in a close-packed hexagonal lattice, and all of the array lines that virtually connect the adjacent injection holes are perpendicular to the film transport direction and the film transport direction. Each is inclined with respect to the direction.
In the present invention, being arranged at regular intervals in the form of a close-packed hexagonal lattice means that it is arranged at each vertex and center (intersection of each array line) of a regular hexagon forming a close-packed hexagonal lattice projected on a plane. Pointing to be. In other words, this means that it is arranged at each vertex of an equilateral triangle arranged in combination with each other on a plane.

以上のように構成した本発明に係るフィルム延伸装置によれば、エア噴射装置の噴射孔が最密六方格子状に配置されることによって、フィルムの面に付与する熱エネルギの熱伝達効率が高められる。加えて、互いに隣接する噴射孔同士を仮想的に結ぶ配列線の全てが、フィルムの搬送方向及び幅方向に対してそれぞれ傾斜して配置されることによって、フィルムの幅方向において隣接する噴射孔の間隔が均一化されるので、フィルムの幅方向に対する熱伝達効率が均一化される。したがって、本発明によれば、フィルムの面の搬送方向及び幅方向に対する熱伝達効率がそれぞれ高められる。 According to the film stretching apparatus according to the present invention configured as described above, the heat transfer efficiency of the heat energy applied to the film surface is increased by arranging the injection holes of the air injection apparatus in a close-packed hexagonal lattice shape. It is done. In addition, all of the array lines that virtually connect the adjacent injection holes to each other are inclined with respect to the transport direction and the width direction of the film, so that the injection holes adjacent in the width direction of the film are arranged. Since the interval is made uniform, the heat transfer efficiency in the width direction of the film is made uniform. Therefore, according to this invention, the heat transfer efficiency with respect to the conveyance direction and width direction of the surface of a film is each improved.

また、本発明に係るフィルム延伸方法は、延伸しながら一方向に搬送されるフィルムに、フィルムの面に対向する噴射面に配列された複数の噴射孔から所定の温度の空気を吹き付ける熱処理工程を有する。熱処理工程では、最密六方格子状に互いに等間隔に配置されると共に、互いに隣接する噴射孔同士を仮想的に結ぶ配列線の全てが、フィルムの搬送方向及び搬送方向に直交するフィルムの幅方向に対してそれぞれ傾斜して配置された複数の噴射孔から、フィルムに空気を吹き付ける。
なお、本発明における熱処理とは、フィルムの加熱、保温、冷却を含めて指している。
Moreover, the film stretching method according to the present invention includes a heat treatment step of blowing air at a predetermined temperature from a plurality of spray holes arranged on a spray surface facing a film surface onto a film that is conveyed in one direction while stretching. Have. In the heat treatment step, all of the arrangement lines that are arranged at equal intervals in a close-packed hexagonal lattice and that virtually connect mutually adjacent injection holes are the film transport direction and the film width direction perpendicular to the transport direction. The air is blown onto the film from a plurality of injection holes arranged so as to be inclined with respect to each other.
In addition, the heat processing in this invention has pointed out including the heating of a film, heat retention, and cooling.

Claims (9)

一方向に搬送されるフィルムに空気を吹き付ける複数の噴射孔と、前記フィルムの面に対向し、前記複数の噴射孔が配列された噴射面と、を有する噴射部材を備え、
前記複数の噴射孔は、前記噴射面上において、最密六方格子状に互いに等間隔に配置されると共に、互いに隣接する前記噴射孔同士を仮想的に結ぶ配列線の全てが、前記フィルムの搬送方向及び前記搬送方向に直交する前記フィルムの幅方向に対してそれぞれ傾斜しているエア噴射装置。
An injection member having a plurality of injection holes for blowing air to the film conveyed in one direction, and an injection surface facing the surface of the film and in which the plurality of injection holes are arranged;
The plurality of injection holes are arranged at equal intervals in a close-packed hexagonal lattice pattern on the injection surface, and all of the array lines that virtually connect the injection holes adjacent to each other are transported by the film. An air injection device that is inclined with respect to the width direction of the film perpendicular to the direction and the transport direction.
前記噴射面上において、1つの前記噴射孔を通り、前記搬送方向に平行な直線と、前記1つの噴射孔を通る前記配列線とがなす角度のうちで最小の角度をθとし、前記噴射孔が一列に配列されて前記搬送方向に対して間隔をあけて並ぶ複数の孔列の数をnとしたとき、
Figure 2016016526
を満たすように前記複数の噴射孔が配列されている、請求項1に記載のエア噴射装置。
On the ejection surface, θ is the smallest angle among the angles formed by the straight line passing through the one ejection hole and parallel to the transport direction and the array line passing through the one ejection hole, and the ejection hole Are arranged in a row and the number of a plurality of hole rows arranged at intervals with respect to the transport direction is n,
Figure 2016016526
The air injection device according to claim 1, wherein the plurality of injection holes are arranged so as to satisfy.
前記噴射面上において、1つの前記噴射孔を通り、前記搬送方向に平行な直線と、前記1つの噴射孔を通る前記配列線とがなす角度のうちで最小の角度をθとし、前記噴射孔が一列に配列されて前記搬送方向に対して間隔をあけて並ぶ複数の孔列の数をnとし、前記配列線の長さをWとしたとき、前記幅方向において隣接する前記噴射孔の間隔xが、
Figure 2016016526
を満たすように前記複数の噴射孔が配列されている、請求項1に記載のエア噴射装置。
On the ejection surface, θ is the smallest angle among the angles formed by the straight line passing through the one ejection hole and parallel to the transport direction and the array line passing through the one ejection hole, and the ejection hole Are arranged in a row and the number of a plurality of hole rows arranged at intervals in the transport direction is n, and the length of the array line is W, the interval between the injection holes adjacent in the width direction x is
Figure 2016016526
The air injection device according to claim 1, wherein the plurality of injection holes are arranged so as to satisfy.
前記噴射孔の直径は、前記間隔x以上である、請求項3に記載のエア噴射装置。   The diameter of the said injection hole is an air injection apparatus of Claim 3 which is more than the said space | interval x. 前記複数の噴射孔は、前記搬送方向に搬送される前記フィルムを挟んで互いに対向する位置に配置されている、請求項1ないし4のいずれか1項に記載のエア噴射装置。   5. The air injection device according to claim 1, wherein the plurality of injection holes are arranged at positions facing each other with the film conveyed in the conveyance direction interposed therebetween. 一方向に搬送されるフィルムに、前記フィルムの面に対向する噴射面に配列された複数の噴射孔から所定の温度の空気を吹き付ける熱処理工程を有し、
前記熱処理工程では、最密六方格子状に互いに等間隔に配置されると共に、互いに隣接する前記噴射孔同士を仮想的に結ぶ配列線の全てが、前記フィルムの搬送方向及び前記搬送方向に直交する前記フィルムの幅方向に対してそれぞれ傾斜して配置された前記複数の噴射孔から、前記フィルムに空気を吹き付ける、熱処理方法。
The film conveyed in one direction has a heat treatment step of blowing air at a predetermined temperature from a plurality of injection holes arranged on the injection surface facing the surface of the film,
In the heat treatment step, all of the array lines that are arranged at equal intervals in a close-packed hexagonal lattice and that virtually connect the spray holes adjacent to each other are orthogonal to the transport direction and the transport direction of the film. A heat treatment method, wherein air is blown onto the film from the plurality of injection holes arranged to be inclined with respect to the width direction of the film.
前記熱処理工程では、前記噴射面上において、1つの前記噴射孔を通り、前記搬送方向に平行な直線と、前記1つの噴射孔を通る前記配列線とがなす角度のうちで最小の角度をθとし、前記噴射孔が一列に配列されて前記搬送方向に対して間隔をあけて並ぶ複数の孔列の数をnとしたとき、
Figure 2016016526
を満たすように配列された前記複数の噴射孔から、前記フィルムに空気を吹き付ける、請求項6に記載の熱処理方法。
In the heat treatment step, the minimum angle among the angles formed by the straight line passing through the one injection hole and parallel to the transport direction and the array line passing through the one injection hole on the injection surface is θ. And when the number of the plurality of hole rows arranged in a row and spaced apart with respect to the transport direction is n,
Figure 2016016526
The heat treatment method according to claim 6, wherein air is blown onto the film from the plurality of injection holes arranged so as to satisfy the conditions.
前記熱処理工程では、前記噴射面上において、1つの前記噴射孔を通り、前記搬送方向に平行な直線と、前記1つの噴射孔を通る前記配列線とがなす角度のうちで最小の角度をθとし、前記噴射孔が一列に配列されて前記搬送方向に対して間隔をあけて並ぶ複数の孔列の数をnとし、前記配列線の長さをWとしたとき、前記幅方向において隣接する前記噴射孔の間隔xが、
Figure 2016016526
を満たすように配列された前記複数の噴射孔から、前記フィルムに空気を吹き付ける、請求項6に記載の熱処理方法。
In the heat treatment step, the minimum angle among the angles formed by the straight line passing through the one injection hole and parallel to the transport direction and the array line passing through the one injection hole on the injection surface is θ. And when the number of the plurality of hole rows arranged in a row and spaced apart from each other in the transport direction is n and the length of the array line is W, they are adjacent in the width direction. The injection hole interval x is
Figure 2016016526
The heat treatment method according to claim 6, wherein air is blown onto the film from the plurality of injection holes arranged so as to satisfy the conditions.
前記噴射孔の直径を、前記間隔x以上にする、請求項8に記載の熱処理方法。   The heat treatment method according to claim 8, wherein a diameter of the injection hole is set to be not less than the interval x.
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