JP4962494B2 - エア噴出ノズルおよびそれを用いたテンターオーブン - Google Patents
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Description
(a)一方向に搬送される樹脂フィルムの通過面に対し間隔をおいて設けられ、該樹脂フイルムの表面にエアを吹き付けるために用いられるエア噴出ノズルであり、
(b)該エア噴出ノズルが、ノズル筐体からなり、該ノズル筐体は、その内部にエア供給路と、前記樹脂フィルムの通過面に対向するエア噴出面と、前記エア供給路と前記エア噴出面とにそれぞれ開口する多数のエア噴出孔を有し、
(c)該多数のエア噴出孔の前記エア噴出面におけるそれぞれの開口の形状が、円形であり、
(d)前記多数のエア噴出孔は、前記エア噴出面において、前記樹脂フィルムの搬送方向に直角な方向に、第1列と第2列との2列に配列され、前記第1列と前記第2列との間の前記エア噴出孔の配列状態は、千鳥配列であり、
(e)前記エア噴出面と前記樹脂フィルムの通過面との距離L(mm)と、前記エア噴出面における前記各エア噴出孔の直径D(mm)と、前記第1列に配列されている複数の前記エア噴出孔の中心を通る第1のエア噴出孔配列直線と前記第2列に配列されている複数の前記エア噴出孔の中心を通る第2のエア噴出孔配列直線との前記樹脂フィルムの搬送方向における間隔Px(mm)と、前記第1のエア噴出孔配列直線と前記第2のエア噴出孔配列直線のそれぞれにおける隣接する前記エア噴出孔の中心の間隔Py(mm)とが、次式(1)、および、次式(2)を満足する。
4≦L/D≦8 ・・・・・・・・・・・・・式(2)
本発明のエア噴出ノズルにおいて、B=2π(D/2)2/Py(ただし、πは円周率)とするとき、次式(3)を満足することが好ましい。
本発明のエア噴出ノズルにおいて、前記距離Lが、140乃至270mmであることが好ましい。
(a)一端に樹脂フィルムの入口を、他端に前記樹脂フィルムの出口を有し、
(b)前記樹脂フィルムの入口と前記樹脂フィルムの出口との間に、前記樹脂フィルムの入口から前記樹脂フィルムの出口に向かい前記樹脂フィルムを搬送しながら、少なくとも前記樹脂フィルムの搬送方向に直角な方向に前記樹脂フィルムを延伸する延伸ゾーンを有し、かつ、
(c)前記樹脂フィルムの入口と前記樹脂フィルムの出口との間に、前記樹脂フィルムの表面にエアを噴射し、前記樹脂フイルムを熱処理する熱処理ゾーンを有するオーブン筐体からなり、
(d)前記樹脂フィルムの入口から前記樹脂フィルムの出口に亘り形成される前記樹脂フィルムの通過面に、本発明のエア噴出ノズルのエア噴出面が対向して位置するとともに、
(e)該エア噴出ノズルの前記エア噴出孔の第1列および第2列の方向が前記樹脂フィルムの搬送方向に直角な方向となる状態で、前記エア噴出ノズルが前記熱処理ゾーンに設けられてなる。
1A 上側エア噴出ノズル
1Af、1Bf エア噴出面
1a ノズル筐体
1B 下側エア噴出ノズル
2、2A、2B エア噴出孔
2a エア噴出孔の配列の第1列
2b エア噴出孔の配列の第2列
3a 第1列に配列されているエア噴出孔の中心を通る直線(第1のエア噴出孔配列直線)
3b 第2列に配列されているエア噴出孔の中心を通る直線(第2のエア噴出孔配列直線)
4a エア噴出ノズル1と樹脂フィルムの搬送方向の上流側において当該エア噴出ノズル1に隣接するエア噴出ノズル11aとの間の中心線
4b エア噴出ノズル1と樹脂フィルムの搬送方向の下流側において当該エア噴出ノズル1に隣接するエア噴出ノズル11bとの間の中心線
5a 第1列2aにおけるエア噴出孔の中心を通り樹脂フィルムの搬送方向に引いた直線
5b 直線5aと直線5cとの間の中心を通る直線
5c 第2列2bにおけるエア噴出孔の中心を通り樹脂フィルムの搬送方向に引いた直線
11a、11b エア噴出ノズル1に隣接するエア噴出ノズル
20 エア噴出プレート
21 エア噴出孔の開口
31 樹脂フィルム
31a 樹脂シート
31b 未延伸フィルム
31c 一軸延伸フィルム
31d 二軸延伸フィルム
31e 製品フィルム
33 樹脂フィルムの表面の熱伝達率分布
40、40A エア噴出面
41 エア供給路
41a、41b エア導入口
51 テンターオーブン
51A オーブン筐体
51a 樹脂フィルム入口
51b 樹脂フィルム出口
52A、52B 熱交換器
53A、53B ファン
54 吸引ダクト
54A、54B 吸引口
61 テンターオーブンの外側空間
62 解析空間の端部境界
71A、71B レール
73A、73B クリップ
91 押出機
92 口金
93 キャストドラム
94 縦延伸機
95 テンター装置
96 巻取りロール
511 予熱ゾーン
512 延伸ゾーン
513 熱固定ゾーン
514 冷却ゾーン
D エア噴出孔(エア噴出面におけるエア噴出孔の開口)の直径
FTD 樹脂フィルムの搬送方向
FPf 樹脂フィルムの通過面
HTC 熱伝達率の大きさの指標
HTCL 熱伝達率の大きい部分
HTCS 熱伝達率の小さい部分
L エア噴出孔が配列されているエア噴出面と樹脂フィルムの通過面との間の距離
Pn 中心線4aと中心線4bとに挟まれた区間
Px 直線3aと直線3bとの間隔
Py 第1列2aと第2列2bの各列における隣接するエア噴出孔の中心の間隔
Q エア噴出ノズルの伝熱効率
Qa エア噴出ノズルの平均伝熱効率
Qmax エア噴出ノズルの伝熱効率の最大値
Qmin エア噴出ノズルの伝熱効率の最小値
Rq エア噴出ノズルの樹脂フィルムの幅方向における伝熱効率のムラ
Rt 樹脂フィルムの幅方向における厚みムラ
Ta 樹脂フィルムの幅方向における厚み分布の平均値
Tn 樹脂フィルムの幅方向における厚み分布の最小値
Tx 樹脂フィルムの幅方向における厚み分布の最大値
4≦L/D≦8 ・・・・・・・・・・・・・式(2)
ここで、樹脂フィルム31の通過面FPfとは、テンターオーブン51内に存在する各クリップ73A、73Bが樹脂フィルム31を把持する位置を通る幾何学的な平面である。
ここで、式(3)について説明する。Bは、エア噴出ノズルの単位幅当たりの孔間隙である。単位幅当たりの孔間隙とは、横断面形状が円形のエア噴出孔2を、これと開口面積が等しい樹脂フィルムの幅方向に連続した矩形のエア噴出孔(スリット)に換算した場合の間隙である。Lの値に対してBの値が小さすぎると、伝熱効率が低下する場合がある。テンターオーブンに用いるエア噴出ノズルのエア噴出速度(風速)は、樹脂フィルムの厚さやその搬送速度によって異なるが、5乃至35m/sの範囲に設定されることが好ましい。
エア噴出ノズル1の樹脂フィルム31の幅方向の伝熱効率分布の平均値を、エア噴出ノズル1の平均伝熱効率Qa(単位はW/m2K)とした。平均伝熱効率Qaは大きいほど好ましい。ここでは、一般的なテンターオーブンの指標に準じ、平均伝熱効率Qaの値が55W/m2K以上である場合、本発明の目的が達成されると評価し、合格とした。
エア噴出ノズル1の樹脂フィルム31の幅方向の伝熱効率Qの最大値Qmaxと最小値Qminの差を平均伝熱効率Qaで割って100を掛けた値を、エア噴出ノズル1の樹脂フィルム31の幅方向の伝熱効率のムラRq(単位は%)とした。図9において、伝熱効率Qの最大値は、点線Qmax、伝熱効率Qの最小値は、点線Qmin、伝熱効率Qの平均値(平均伝熱効率Qa)は、実線Qaで示される。伝熱効率のムラRqは小さいほど好ましい。ここでは、一般的なスリットノズルの伝熱効率のムラRqが5乃至15%であるため、伝熱効率のムラRqの値が15%以下である場合、本発明の目的が達成されると評価し、合格とした。
実施例2乃至15、および、比較例1乃至13
L/Dの値が5乃至8の範囲内で、L、D、Px、Pyを変更し、実施例1と同様に、上記の解析を実施した。解析に用いたL、D、Px、Pyの値と、評価項目である平均伝熱効率Qa、伝熱効率のムラRqの値を表1に示す。
比較例14乃至17
L=270mm、D=30mm、Py=88mmにおいて、Pxの値を80乃至140mmの範囲で変更し、実施例1と同様に、上記の解析を実施した。解析に用いたL、D、Px、Pyの値と、評価項目である平均伝熱効率Qa、伝熱効率のムラRqの値を表1に示す。
実施例16
図4に示すテンター装置95の予熱ゾーンに、実施例1と同じ寸法のエア噴出ノズル1を設置し、図7に示す製造工程を用いて、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム31dを製造した。
温度180℃で真空乾燥したポリエチレンテレフタレートのチップを押出機91に供給し、温度280℃で溶融して押し出し、口金92からシート状に吐出し、樹脂シート31aとし、樹脂シート31aを表面温度20℃のキャストドラム93に巻き付けて冷却固化し、未延伸フィルム31bとした。続いてこの未延伸フィルム31bを縦延伸機94に導入して、温度80℃に加熱したロール群で加熱し、更に赤外線ヒータにて加熱しながら搬送方向に3.2倍延伸し、温度40℃の冷却ロールで冷却し、一軸延伸フィルム31cとした。続いてこの一軸延伸フィルム31cをテンター装置95に導入して、予熱ゾーンで温度100℃に加熱し、延伸ゾーンで温度110℃に加熱しながら幅方向に3.5倍延伸し、熱固定ゾーンで温度220℃に加熱し、冷却ゾーンで幅方向に5%弛緩処理しながら温度90℃に冷却し、二軸延伸フィルム31dとした。続いてこの二軸延伸フィルム31dの両端を切り落とし、巻取りロール96で巻き取って幅3,400mmの製品フィルム31eを得た。
巻取りロール96で巻き取った製品フィルム31eから、幅方向に3,400mm、搬送方向に30mmの大きさのサンプルを切り取り、サンプルフィルムの幅方向の厚み分布を測定した。測定には、アンリツ株式会社製のフィルムシックネステスター「KG601A」および電子マイクロメータ「K306C」を用いた。この厚み分布の平均値をTa(単位はμm)、最小値をTn(単位はμm)、最大値をTx(単位はμm)とし、幅方向の厚みムラRt(単位は%)を、関係式Rt=(Tx−Tn)/Ta×100[%]を用いて、求めた。
比較例18
図4に示すテンター装置95の予熱ゾーンに、比較例1と同じ寸法のエア噴出ノズル1を設置し、実施例16と同じ条件で、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム31d(製品フィルム31e)を製造し、実施例16と同じ方法で、その厚みを測定した。
Claims (7)
- (a)一方向に搬送される樹脂フィルムの通過面に対し間隔をおいて設けられ、該樹脂フイルムの表面にエアを吹き付けるために用いられるエア噴出ノズルであり、
(b)該エア噴出ノズルが、ノズル筐体からなり、該ノズル筐体は、その内部にエア供給路と、前記樹脂フィルムの通過面に対向するエア噴出面と、前記エア供給路と前記エア噴出面とにそれぞれ開口する多数のエア噴出孔を有し、
(c)該多数のエア噴出孔の前記エア噴出面におけるそれぞれの開口の形状が、円形であり、
(d)前記多数のエア噴出孔は、前記エア噴出面において、前記樹脂フィルムの搬送方向に直角な方向に、第1列と第2列との2列に配列され、前記第1列と前記第2列との間の前記エア噴出孔の配列状態は、千鳥配列であり、
(e)前記エア噴出面と前記樹脂フィルムの通過面との距離L(mm)と、前記エア噴出面における前記各エア噴出孔の直径D(mm)と、前記第1列に配列されている複数の前記エア噴出孔の中心を通る第1のエア噴出孔配列直線と前記第2列に配列されている複数の前記エア噴出孔の中心を通る第2のエア噴出孔配列直線との前記樹脂フィルムの搬送方向における間隔Px(mm)と、前記第1のエア噴出孔配列直線と前記第2のエア噴出孔配列直線のそれぞれにおける隣接する前記エア噴出孔の中心の間隔Py(mm)とが、次式(1)、および、次式(2)を満足するエア噴出ノズル。
6≦(L/D)/(Px/Py)≦9 ・・・式(1)
4≦L/D≦8 ・・・・・・・・・・・・・式(2) - B=2π(D/2)2/Py(ただし、πは円周率)とするとき、次式(3)を満足する請求項1に記載のエア噴出ノズル。
12≦L/B≦30 ・・・・・・・・・・・式(3) - 前記距離Lが、140乃至270mmである請求項1又は2に記載のエア噴出ノズル。
- (a)一端に樹脂フィルムの入口を、他端に前記樹脂フィルムの出口を有し、
(b)前記樹脂フィルムの入口と前記樹脂フィルムの出口との間に、前記樹脂フィルムの入口から前記樹脂フィルムの出口に向かい前記樹脂フィルムを搬送しながら、少なくとも前記樹脂フィルムの搬送方向に直角な方向に前記樹脂フィルムを延伸する延伸ゾーンを有し、かつ、
(c)前記樹脂フィルムの入口と前記樹脂フィルムの出口との間に、前記樹脂フィルムの表面にエアを噴射し、前記樹脂フイルムを熱処理する熱処理ゾーンを有するオーブン筐体からなり、
(d)前記樹脂フィルムの入口から前記樹脂フィルムの出口に亘り形成される前記樹脂フィルムの通過面に、請求項1から3のいずれかに記載のエア噴出ノズルのエア噴出面が対向して位置するとともに、
(e)該エア噴出ノズルの前記エア噴出孔の第1列および第2列の方向が前記樹脂フィルムの搬送方向に直角な方向となる状態で、前記エア噴出ノズルが前記熱処理ゾーンに設けられているテンターオーブン。 - 前記熱処理ゾーンが、前記樹脂フィルムの入口から前記樹脂フィルムの出口に向かい、予熱ゾーン、延伸ゾーン、熱固定ゾーンおよび冷却ゾーンに区分され、これらのゾーンの少なくとも一つのゾーンに、前記エア噴出ノズルが設けられている請求項4に記載のテンターオーブン。
- 前記延伸ゾーンが、前記樹脂フィルムの搬送方向に直角な方向に前記樹脂フィルムを延伸するとともに、前記樹脂フィルムの搬送方向に前記樹脂フィルムを延伸する同時二軸延伸ゾーンである請求項4又は5に記載のテンターオーブン。
- 前記エア噴出ノズルが、前記樹脂フィルムの通過面の両側において、該樹脂フィルムの通過面に対して間隔をおいて設けられている請求項4から6のいずれかに記載のテンターオーブン。
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