TWI583540B - Dehydration device - Google Patents
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Description
本發明係關於脫水裝置。
過去已知熱處理裝置,其對於PET膜等的膜進行脫水等的熱處理。例如,在專利文獻1中記載,併用熱風及遠紅外線加熱器進行PET膜的熱處理。
先行技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開平1-275031號公報
但是,在上述之過去的熱處理裝置中,熱處理(脫水)後的固體膜的內部有時會殘留少許的水分(例如1%(質量百分比)的程度),而無法充分脫水。例如,脫水後的固體膜,用濺鍍(sputtering)等的方法在其表面形成透明導電膜以成為透明導電膜,以用於液晶顯示器或有機電激發光(Organic ElectroLuminescence)等。在此情況下,若固體膜中的水分多,則會對表面的透明導電膜造成不良的影響。因此,希望要再降低固體膜內部的水分含有量。
本發明為了解決上述課題,其目的在於再降低固
體膜內部的水分含有量。
本發明的脫水裝置,其係為進行讓至少一部份近紅外線通過且內部的水分含有量超過0質量百分比並在1質量百分比之下的固體膜的脫水,其包括:用以進行該固體膜的脫水之脫水室;及紅外線加熱器,其具有:配置於該脫水室內並放出含有紅外線的電磁波之發熱體、及吸收波長超過3.5μm的紅外線並覆蓋該發熱體的管。
本發明的脫水裝置,藉由紅外線加熱器對於在脫水前其內部的水分含有量超過0質量百分比並在1質量百分比之下的固體膜照射紅外線。該紅外線加熱器具有:放出含有紅外線的電磁波之發熱體、及吸收波長超過3.5μm的紅外線並覆蓋該發熱體的管,因此,放射出包含波長為3.5μm以下的紅外線(近紅外線)。此波長的紅外線,能夠選擇性地將能量賦予水分子,而能夠有效率地進行固體膜的脫水。而且,因為近紅外線的至少一部份透過固體膜,所以紅外線加熱器發出的近紅外線容易直接作用在固體膜內部的水分。藉此,將內部水分含有量超過0質量百分比並在1質量百分比之下的固體膜進一步脫水,能夠更減低固體膜內部的水分含有量。在此情況下,該固體膜,可以為在該脫水室內被脫水到水分含有量在100ppm以下之物,也可以為被脫水到10ppm以下之物。另外,該固體膜,可以為緻密質之物。當固體膜為緻密質,則固體膜內部的水分難以逃逸到外部,但由於本發明的脫水裝置可以選擇性地將能量賦予水分子以進行脫水,所以,適用本發明具有高度的
意義。另外,該固體膜可以為PET膜。PET膜的玻璃轉化溫度為例如70℃的比較低的溫度,但因為用近紅外線幾乎不會被加熱,所以脫水中的PET膜能夠容易維持在玻璃轉化溫度以下,故適用本發明具有高度的意義。
在本發明的脫水裝置中,包括將該固體膜在該脫水室內以之字形運送的運送單元,其中:複數個該紅外線加熱器配置為複數列,該複數列並排配置在與之字形重疊的方向上以夾住該固體膜,該複數列之中的至少1列,構成該列的紅外線加熱器中的至少1個配置為與構成相鄰之列的紅外線加熱器在和該重疊方向垂直的方向上錯開。藉由將固體膜以之字形方式運送,具有配置為對於構成相鄰之列的紅外線加熱器在與之字形的重疊方向垂直的方向上錯開的紅外線加熱器,來自該紅外線加熱器的紅外線透過固體膜並容易照射到在其前面的固體膜。藉此,1個紅外線加熱器發出的紅外線能夠更有效率地照射到固體膜,能夠更有效率地進行脫水。另外,複數列之中的至少1列,構成該列的所有紅外線加熱器均配置為與構成相鄰之列的紅外線加熱器在和該重疊方向垂直的方向上錯開較佳。另外,對於複數列中的任何一列,構成該列的紅外線加熱器中的至少1個配置為與構成相鄰之列的紅外線加熱器在和該重疊方向垂直的方向上錯開較佳,構成列的任何一個紅外線加熱器配置為與構成相鄰之列的紅外線加熱器在和該重疊方向垂直的方向上錯開較佳。在此,所謂的「將固體膜以之字形運送」,可以為將固體膜在厚度方向回折的同時運送(以之字形的方式運送以使得固體膜的表面互相相對)。
在本發明的脫水裝置,其包括將該固體膜在該脫水室內以之字形運送的運送單元,其中:複數個該紅外線加熱器配置為複數列,該複數列並排配置在與之字形重疊的方向上以夾住該固體膜,該複數列具有外側列,其中該外側列配置於該固體膜的之字形部分的該重疊方向的外側之一方或兩方,構成該外側列的紅外線加熱器中的至少1個,在從該發熱體觀看時位於該固體膜的之字形部分的相反側,設有反射該電磁波當中至少近紅外線的一部份的反射層。如此一來,將從外側列的紅外線加熱器放射的近紅外線由反射層反射向與固體膜的之字形部分相反的方向,而能夠更有效進行固體膜的脫水。在此,反射層可以形成於構成外側列的紅外線加熱器的管的外表面,也可以形成於內表面。另外,可以將反射層作成有別於管的獨立的構成。
在此情況下,該外側列係配置於該固體膜的之字形部分的該重疊方向上的外側的兩方,構成該外側列的紅外線加熱器,在從該發熱體觀看時位於該固體膜的之字形部分的相反側,可以設置反射該電磁波當中至少近紅外線的一部份的反射層。如此一來,藉由之字形部分的兩側的反射層,能夠更有效率地進行固體膜的脫水。
在本發明的脫水裝置,其包括將該固體膜在該脫水室內運送的運送單元,其中該紅外線加熱器可以配置為在該運送單元的運送方向的下游側有較密的傾向。運送方向的下游側,亦即在脫水室的脫水程序的末期,固體膜的水分已經減少而不容易產生固體膜變形等的問題。因此,將下游側的紅外線
加熱器密集配置以提高近紅外線的放射強度,藉此能夠有效提高脫水的功能。另外,在如上述般配置將複數紅外線加熱器配置為複數的列的情況下,在運送方向的下游側的列,紅外線加熱器可以有密集配置的傾向。例如,下游側的列,可以有紅外線加熱器的支數較多的傾向。
在本發明的脫水裝置,其包括將該固體膜在該脫水室內運送的運送單元,其中該紅外線加熱器配置為在該運送單元的運送方向的上游側有較密的傾向。運送方向的上游側,亦即在脫水室的脫水程序的初期,有時在固體膜的表面有水分附著,不過,藉由將上游側的紅外線加熱器密集配置,能夠使這樣的水分在脫水初期就能快速蒸發。另外,在如上述般配置將複數紅外線加熱器配置為複數的列的情況下,在運送方向的上游側的列,紅外線加熱器可以有密集配置的傾向。例如,上游側的列,可以有紅外線加熱器的支數較多的傾向。另外,紅外線加熱器,可以配置為在運送方向的上游側和下游側比中央密集。
在本發明的脫水裝置,其包括:將該固體膜在該脫水室內以之字形運送的運送單元;及反射板,其配置於該固體膜的之字形部份的該之字形重疊的方向上的外側之一方或兩方,反射該電磁波當中至少近紅外線的一部份,其中該紅外線加熱器配置於該反射板和該固體膜的之字形部分之間。如此一來,能夠藉由反射板反射由紅外線加熱器向固體膜的之字形部分的相反方向放射的近紅外線,能夠更有效率進行固體膜的脫水。
本發明的脫水裝置,可以包括將流體吹送到該脫水室內的送風單元。藉此,由紅外線加熱器進行固體膜的脫水時,由送風單元的送風而除去藉由脫水而從固體膜內部出來的水分,能夠更有效率進行脫水。在此情況下,將流體從該送風單元吹送,藉此也可以進行該固體膜的冷卻。如此一來,由紅外線加熱器進行固體膜的脫水的同時,能夠由送風來抑制固體膜的過熱。
在具有送風單元的態樣之本發明的脫水裝置中,可以包括:附帶噴嘴加熱器,其具有:該紅外線加熱器、以及作為對該固體膜吹送流體之該送風單元的1個以上的噴嘴。在此情況下,該附帶噴嘴加熱器包括:覆蓋該紅外線加熱器的周圍之至少一部份的外周部,其具有:該噴嘴、及紅外線透過露出面,其中該紅外線透過露出面露出於外部,讓該電磁波當中至少近紅外線的一部份透過以使其可以照射到該固體膜;及冷媒流路,可讓冷卻該紅外線透過露出面的冷媒流通。藉此,能夠藉由冷媒的流通而抑制作為露出於外部的面之紅外線透過露出面的過熱。而且,藉由進一步抑制紅外線透過露出面的過熱,能夠進一步抑制固體膜或脫水室內的環境之過熱,或進一步縮小附帶噴嘴加熱器和固體膜的距離以提高脫水效率。
在上述之具有附帶噴嘴加熱器之態樣的本發明的脫水裝置,其包括將該固體膜在該脫水室內以之字形運送的運送單元,該附帶噴嘴加熱器具有1個該紅外線加熱器,並具有配置為被該之字形部分的固體膜夾住的複數個噴嘴,可對於夾住其本身的各個該固體膜吹送該流體。如此一來,能夠由具備
1個紅外線加熱器的附帶噴嘴加熱器對於夾住其本身的兩側之固體膜進行近紅外線的照射以及送風,相較於例如分別對於兩側的固體膜設置附帶噴嘴加熱器的情況,能夠以數量少的紅外線加熱器進行脫水。在此情況下,上述的附帶噴嘴加熱器構成為具有該外周部時,該外周部可以具有複數個上述的紅外線透過露出面,以使得能夠從該紅外線加熱器分別對於夾住其本身的固體膜照射近紅外線。
在本發明的脫水裝置中,該脫水室內可以為真空以外的環境。本發明的脫水裝置,即使是在真空以外的環境中也能夠更降低固體膜內部的水分含有量,相較於使脫水室內為真空環境的情況,本發明能夠以簡易的裝置構成進行脫水。在此情況下,該脫水室內為露點溫度在-60℃以下的環境亦可。藉此,容易地將固體膜內部的水分含有量脫水到更低的數值。另外,在該脫水室內,可以為露點溫度在-60℃以下的大氣環境。
10‧‧‧脫水裝置
14‧‧‧脫水室
15‧‧‧前端面
16‧‧‧後端面
17、18‧‧‧開口
19‧‧‧衝孔板
20‧‧‧送風噴嘴
22a、22b‧‧‧反射板
25‧‧‧排氣裝置
26‧‧‧排氣扇
27‧‧‧管狀構造體
28‧‧‧排氣口
29‧‧‧加熱器列
29a~29g‧‧‧第1加熱器列~第7加熱器列
30‧‧‧附帶噴嘴加熱器
31a‧‧‧外周部
31b‧‧‧外周部
32~35‧‧‧第1~第4構材
36a‧‧‧管狀構材
37‧‧‧紅外線透過露出面
38‧‧‧反射層
39a~39f‧‧‧噴嘴
40‧‧‧紅外線加熱器
41‧‧‧燈絲
41a‧‧‧電氣配線
42‧‧‧內管
43‧‧‧加熱器本體
44‧‧‧外管
49‧‧‧冷媒流路
50‧‧‧帽蓋
52‧‧‧圓筒部
54‧‧‧蓋
57‧‧‧配線引出部
58‧‧‧流體出入口
59‧‧‧溫度感測器
60‧‧‧電力供給源
65‧‧‧冷媒供給源
67‧‧‧開閉閥
68‧‧‧流量調整閥
84、86‧‧‧捲輪
87‧‧‧運送輥軸
70‧‧‧控制器
80‧‧‧固體膜
81‧‧‧之字形部分
90a、90b‧‧‧密封構材
91‧‧‧空間
92‧‧‧空間
110‧‧‧脫水裝置
129‧‧‧加熱器列
129a~129g‧‧‧第1加熱器列~第7加熱器列
144‧‧‧外管
144a‧‧‧噴嘴
210‧‧‧脫水裝置
310‧‧‧脫水裝置
第1圖顯示第1實施形態的脫水裝置10的縱剖面圖。
第2圖顯示第1圖的A-A剖面圖。
第3圖顯示第2實施形態的脫水裝置110的縱剖面圖。
第4圖顯示附帶噴嘴加熱器30a的放大剖面圖。
第5圖為顯示從B-B面觀看第4圖之附帶噴嘴加熱器30a的BB視圖。
第6圖顯示附帶噴嘴加熱器30d的放大剖面圖。
第7圖顯示變形例的脫水裝置210的縱剖面圖。
第8圖顯示變形例的附帶噴嘴加熱器130的縱剖面圖。
第9圖顯示實施例的脫水裝置310的縱剖面圖。
(第1實施形態)
以下使用圖式說明本發明的第1實施形態。第1圖顯示第1實施形態的脫水裝置10的縱剖面圖。脫水裝置10,係為使用紅外線及冷風以進行固體膜80之脫水的裝置,其包括脫水室14、排氣裝置25、複數個紅外線加熱器40、運送輥軸(roller)87、及控制器70。另外,脫水裝置10包括:設置於脫水室14前方(第1圖的左側)的捲輪(roll)84、以及設置於脫水室14後方(第1圖的右側)的捲輪86。脫水裝置10構成為,將作為脫水對象之固體膜80由捲輪84及86、複數個運送輥軸87在運送方向連續運送並進行脫水的捲對捲(roll to roll)方式的脫水裝置。另外,在本實施形態中,以前後方向(第1圖中的左右方向)為運送方向,將固體膜80由前方向後方運送。
脫水室14係為用以進行固體膜80的脫水之裝置。該脫水室14為形成為略直方體的隔熱構造體,在前端面15及後端面16上分別有開口17、18。脫水室14,其從前端面15到後端面16的長度為例如2~10公尺。在脫水室14內配置有:衝孔板(punching plate)19、複數個送風噴嘴20、反射板22a及22b、複數個紅外線加熱器40、及複數個運送輥軸87。
在脫水室14內,配置了第1運送輥軸87a~第7運送輥軸87g以作為複數個運送輥軸87。第1運送輥軸87a、
第3運送輥軸87c、第5運送輥軸87e、第7運送輥軸87g配置於脫水室14的下側,第2運送輥軸87b、第4運送輥軸87d、第6運送輥軸87f配置在脫水室14的上側。此複數個運送輥軸87構成為非接觸輥軸,使流體(例如常溫或50℃以下的空氣)從圓筒狀的本體的多個孔流出到周圍,藉此將固體膜80支持於從運送輥軸87本身浮起的狀態下同時將其運送。固體膜80,略水平地從捲輪84通過開口17並搬運到第1運送輥軸87a,依據第1運送輥軸87a~第7運送輥軸87g的順序掛在上側的運送輥軸87和下側的運送輥軸87,再水平地從第7運送輥軸87g通過開口18運送到捲輪86。藉由將第1運送輥軸87a~第7運送輥軸87g上下交錯配置,固體膜80被運送為在脫水室14內形成上下來回的之字形部分81。另外,運送輥軸87也可以構成為接觸式的輥軸。
送風噴嘴20為能夠將流體吹送到脫水室14內的裝置。此送風噴嘴20共配置12個,其係一個個配置為從前後方向夾住掛在之字形部分81的上下之各固體膜80。另外,送風噴嘴20配置在之字形部分81的上側且第2運送輥軸87b、第4運送輥軸87d、第6運送輥軸87f的略下方處。該送風噴嘴20連接了圖未顯示的送氣扇或配管,將從送氣扇透過配管流動的流體吹送到脫水室14內。流體為可以將固體膜80冷卻的冷風,例如為常溫或50℃以下的空氣。送風噴嘴20吹送的流體的露點越低越好。在本實施形態中,送風噴嘴20為吹送露點為-60℃以下的空氣(乾空氣)的裝置。送風噴嘴20均形成為開口部朝向排氣裝置25的排氣口28的方向(第1圖中的
朝下方向),將流體從固體膜80的之字形部分81的上側向下方向吹送。藉此,從送風噴嘴20吹送的風沿著之字形部分81的固體膜80的表面流向向下方向,通過安裝在脫水室14下方的衝孔板19流向脫水室14的底部。另外,雖然圖式省略,不過,送風噴嘴20係安裝為長邊方向和左右方向(和第1圖的紙面垂直的方向)平行,送風噴嘴20的開口部開口為和此左右方向平行的細縫狀。另外,衝孔板19為開了多個孔的板狀構材。
排氣裝置25為將脫水室14內的環境氣體排出的裝置。該排氣裝置25包括:排氣扇26、管狀構造體27、及複數個排氣口28。複數個(在本實施形態中為5個)排氣口28設置在脫水室14的底部,其朝向固體膜80或運送輥軸87的方向(第1圖中的向上方向)開口。排氣口28安裝在管狀構造體27上,將脫水室14內的環境氣體(主要是由送風噴嘴20吹出的風沿著片體50的表面流動後的氣體)吸入並將其導入管狀構造體27內。管狀構造體27係為作為環境氣體從排氣口28到排氣扇26的流路的構造。管狀構造體27,形成從排氣口28貫通脫水室14的底部再到達脫水室14的外部的排氣扇26的通路。排氣扇26係安裝在管狀構造體27上,使得管狀構造體27內部的環境氣體排出。
複數個紅外線加熱器40,係為照射包含近紅外線(波長為0.7~3.5μm的紅外線)的電磁波以將固體膜80脫水的裝置。此紅外線加熱器40配置成為複數列(在本實施形態中為7列:第1加熱器列29a~第7加熱器列29g)。另外,
亦將第1加熱器列29a~第7加熱器列29g總稱為加熱器列29。加熱器列29的各列,係由均等配置在上下方向的3個紅外線加熱器40構成(紅外線加熱器40共有21個)。第1加熱器列29a、第3加熱器列29c、第5加熱器列29e、第7加熱器列29g,分別配置在第1運送輥軸87a、第3運送輥軸87c、第5運送輥軸87e、第7運送輥軸87g的正上方。第2加熱器列29b、第4加熱器列29d、第6加熱器列29f,則分別配置在第2運送輥軸87b、第4運送輥軸87d、第6運送輥軸87f的正下方。加熱器列29配置為和之字形部分81的固體膜80交互並排。亦即,加熱器列29的各列,並排配置為在之字形的重疊方向(第1圖的前後方向),以使得其和相鄰的列之間夾著之字形部分81的固體膜80。另外,送風噴嘴20係配置在前後方向上加熱器列29和固體膜80之間,使得從送風噴嘴20吹出的流體被吹送到加熱器列29的各列和之字形部分81的固體膜80之間的空間。
另外,加熱器列29的各列,構成各列的3個紅外線加熱器40的任何一者,都是配置為與構成相鄰之列的紅外線加熱器40在和該重疊方向垂直的方向(第1圖的上下方向)上錯開。在本實施形態中,加熱器列29的各列的紅外線加熱器40,係配置為和鄰接的列的紅外線加熱器40上下互相錯開,由側面觀看時,係配置為交錯的形狀。例如,第2加熱器列29b的由上方數的第1個紅外線加熱器40,配置在第1加熱器列29a由上方數的第1個和第2個紅外線加熱器40的上下方向的中間。所以,如第1圖所示,第2加熱器列29b的由上
方數起的第1個紅外線加熱器40,配置於在上下方向上與第1加熱器列29a由上方數起的第1個和第2個紅外線加熱器40相距距離d(≧0)之處。同樣地,其他的紅外線加熱器40,也是配置於在上下方向上與鄰接的列當中在上下方向上最靠近的紅外線加熱器40相距距離d(≧0)之處。另外,第1加熱器列29a、第3加熱器列29c、第5加熱器列29e、第7加熱器列29g中的各列,其紅外線加熱器40上上下方向上的配置彼此相同。第2加熱器列29b、第4加熱器列29d、第6加熱器列29f中的各列,其紅外線加熱器40上上下方向上的配置彼此相同。
構成加熱器列29的複數個紅外線加熱器40均為同樣的構成。另外,複數個紅外線加熱器40,都是安裝為其長邊方向和固體膜80的運送方向(前後方向)垂直。以下針對1個紅外線加熱器40的構成說明。第2圖顯示第1圖的A-A剖面圖。如第1圖的放大部分和第2圖所示,紅外線加熱器40包括:加熱器本體43,其形成為內管42包圍住作為發熱體的鎢製的燈絲41;及外管44,其形成於該加熱器本體43的外側並包圍內管42;並且,在上述元件的兩端安裝帽蓋50。在內管42和外管44之間的空間,為可讓冷媒(例如空氣)流通的冷媒流路49。另外,紅外線加熱器40具有檢出外管44的表面溫度的溫度感測器59(參照第2圖)。溫度感測器59,在本實施形態中係如第2圖所示般配置在外管44的下側,不過,也可以配置在外管44上最靠近固體膜80的那一側。內管42和外管44係配置為同心圓狀,而燈絲41則位於該圓的中心。
加熱器本體43,其兩端由配置於帽蓋50內部的固定座55所支持。該加熱器本體43,由配置於脫水室14外部的電力供給源60(參見第2圖)供應至燈絲41,當燈絲41被加熱到既定溫度(例如1200~1700℃)時,放出包含紅外線的電磁波。燈絲41放射的電磁波,雖然並非特別限定,但可以為例如峰值波長為紅外線區域(波長為0.7μm~8μm的區域)或近紅外線區域(波長為0.7μm~3.5μm的區域)者。在本實施形態中,係為放射峰值波長為3μm附近的電磁波。內管42為包圍燈絲41之剖面為圓形的管,構成內管42的材料,係為吸收從燈絲41放射的電磁波中波長超過3.5μm的紅外線,並且至少讓近紅外線透過的紅外線透過材料。用於內管42的此種紅外線透過材料為,例如錯(germanium)、矽、藍寶石(sapphire)、氟化鈣、氟化鋇、硒化鋅、硫化鋅、硫化物玻璃、透過性氧化鋁陶瓷等、還有可透過近紅外線的石英玻璃等。在本實施形態中,內管42係由上述紅外線透過材料當中,吸收電磁波一部份之波長超過3.5μm的紅外線並且讓3.5μm以下的紅外線通過的石英玻璃所形成。另外,內管42的內部為真空環境或為鹵素環境。和此燈絲41連接的電氣配線41a,係透過設置於帽蓋50的配線引出部57而以氣密的方式引出到外部,並連接於電力供給源60。如第2圖所示,帽蓋50係由圓盤狀的蓋54、以及立設於該蓋54的圓筒部52一體成形而成。外管44的左右兩端固定在圓筒部52。
外管44為由上述的紅外線透過材料所形成的管。在本實施形態中,其和內管42一樣,其由吸收波長超過3.5μm
的紅外線並讓3.5μm以下的紅外線通過的石英玻璃所形成。另外,外管44可以藉由在冷媒流路49中流動的冷媒而冷卻到例如200℃以下。
冷媒流路49為內管42和外管44之間的空間,冷媒可以透過設置於帽蓋50的流體出入口58而流通。冷媒為例如空氣等的流體。流體出入口58連接於配置在脫水室14外部的冷媒供給源65。由此冷媒供給源65供應的冷媒,由一邊的流體出入口58流入冷媒流路49,在冷媒流路49內流通,再從另一邊的流體出入口58流出。在冷媒流路49中流通的冷媒,發揮直接降低紅外線加熱器40外面的外管44的溫度的功能。
反射板22a、22b(參照第1圖),為板狀構材,其可以反射紅外線加熱器40所放射之電磁波當中至少近紅外線的一部份。該反射板22a、22b配置於固體膜80的之字形部分81的之字形重疊方向的外側之兩方(兩外側),並配置為使板表面彼此相向。具體言之,反射板22a配置為,比之字形部分81還靠前方且位於加熱器列29當中最前方的第1加熱器列29a的更前方的位置。反射板22b配置為,比之字形部分81還靠後方且位於加熱器列29當中最後方的第7加熱器列29g的更後方的位置。另外,反射板22a、22b的上端,比位於加熱器列29最上方的紅外線加熱器40(例如,第1加熱器列29a的最上方的紅外線加熱器40)還要更靠上方,而反射板22a、22b的下端,比位於加熱器列29最下方的紅外線加熱器40(例如,第2加熱器列29b的最下方的紅外線加熱器40)還要更靠下方。反射板22a、22b的材料可以為,例如SUS304或鋁等的
金屬。另外,反射板22a、22b也可以為,在板狀構材的表面(之字形部分81側的面)被覆一層反射紅外線加熱器40放射之電磁波當中至少近紅外線的紅外線反射材料。紅外線反射材料為,例如金、鉑、鋁等。被覆可以使用例如濺鍍(sputtering)或CVD、噴鍍之成膜方法。
固體膜80,為至少一部份的近紅外線透過的緻密質之物。另外,固體膜80在被搬入脫水室14前等的脫水前時,其內部的水分含量超過0質量百分比並在1質量百分比之下。該固體膜80在脫水室14脫水之後,用濺鍍(sputtering)等的方法在其表面形成透明導電膜以成為透明導電膜,以用於液晶顯示器或有機電激發光等。固體膜80為用於此種透明導電膜之物,例如為PET膜等的樹脂膜。在本實施形態中,固體膜80為PET膜。另外,雖然並非特別限定,不過固體膜80為例如厚度為10~100μm、寬度為200~1000mm。
控制器70構成為以CPU為中心的微處理器。該控制器70將控制信號輸出至噴嘴20的圖未顯示的給氣扇或排氣扇26,控制從噴嘴20吹出的流體的溫度及風量,或控制脫水室14的環境從排氣口28排出的排氣量。另外,控制器70,輸入熱電偶之溫度感測器59所檢出的外管44的溫度,或將控制信號輸出至設置在連接冷媒供給源65和流體出入口58的配管途中的開閉閥67及流量調整閥68,以個別控制流過紅外線加熱器40的冷媒流路49的冷媒的流量(參照第2圖)。而且,控制器70將用以控制電力供給源60供應給燈絲41的電力大小之控制信號輸出至電力供給源60,以個別控制紅外線加熱器
40的燈絲的溫度(參照第2圖)。另外,控制器70,控制捲輪84、86的轉動速度或從運送輥軸87流出的流體的流量,藉此能夠調整脫水室14內的固體膜80的通過時間或施加於固體膜80的張力。
繼之,說明使用如上述構成之脫水裝置10將固體膜80脫水的情況。首先,準備內部水分含有量超過0質量百分比並在1質量百分比之下的固體膜80,將其捲附在捲輪84上。在此,水分含有量超過0質量百分比並在1質量百分比之下的固體膜80可以藉由後述方式獲得:例如用二軸延伸法製作水分含有量超過1質量百分比的膜(在本實施形態中為PET製的膜),再用例如進行熱風乾燥的乾燥爐等的已知的乾燥裝置將此膜乾燥。在本實施形態中,藉由此種乾燥裝置準備內部水分含有量超過0.1質量百分比並在1質量百分比之下的固體膜80。
當準備好將此種固體膜80捲附在捲輪84上之物時,首先,使脫水室14內成為脫水時的既定的環境。在本實施形態中,使脫水室14為露點為-60℃以下的大氣環境。可以藉由例如將露點為-60℃以下的空氣從送風噴嘴20吹出,也可以藉由其他的圖未顯示的給氣裝置提供脫水時的環境氣體,以進行脫水室14內的環境的調整。繼之,控制器70使捲輪84、86及運送輥軸87動作,開始固體膜80的運送。藉此,固體膜80從第1圖中配置於脫水裝置10前方的捲輪84捲出,通過脫水室14的開口17並搬運到脫水室14內。繼之,固體膜80藉由複數個運送輥軸87,以具有之字形部分81的方式如之字形
狀地運送。之後,固體膜80通過脫水室14的開口18從脫水室14運出,並捲收到配置於脫水室14後方的捲輪86上。
如此,在進行固體膜80的連續的運送的期間,控制器70控制送風噴嘴20的圖未顯示的吸氣扇、開閉閥67、流量調整閥68、電力供給源60、排氣扇26。藉此,在固體膜80通過脫水室14的期間(尤其是固體膜80在之字形部分81的期間),近紅外線從加熱器列29的各列的紅外線加熱器40照射到之字形部分81的固體膜80,使得固體膜80內部的水分脫水。另外,如上所述,紅外線加熱器40,其中吸收波長超過3.5μm的紅外線且讓3.5μm以下的紅外線穿透的內管42及外管44覆蓋燈絲41。因此,包含波長在3.5μm以下的紅外線(近紅外線)的電磁波從紅外線加熱器40向固體膜80放射。亦即,藉由具備內管42和外管44,使得由燈絲41放射的電磁波當中波長在3.5μm以下的紅外線的比例增加的電磁波,向固體膜80放射。另外,由紅外線加熱器40朝向與之字形部分81相反方向放射的近紅外線,被反射板22a、22b反射使其朝向之字形部分81側。例如,由第1加熱器列29a向前方(第1圖中的左方)放射的近紅外線,被反射板22a反射使其朝向後方(第1圖中的右方)。由第7加熱器列29g向後方放射的近紅外線,被反射板22b反射使其朝向前方。另外,因為脫水而從固體膜80內部放出的水分,則藉由送風噴嘴20吹出的風而去除。來自送風噴嘴20的包含水分的風,通過衝孔板19並由排氣裝置25排出。另外,由送風噴嘴20吹送的風為冷風,其也進行固體膜80的冷卻。在本實施形態中,控制器70,控制使得從送
風噴嘴20吹送之風的流量為預定的值,控制從送風噴嘴20吹送之風的流量以使得為固體膜80(PET)的玻璃轉化溫度(約70℃)以下的既定值(例如60℃、50℃、45℃等)。不限定於此,亦可以基於例如設置在固體膜80附近的脫水室14內的溫度感測器所檢出的溫度調整流量,使得固體膜80的溫度維持在玻璃轉化溫度以下。
藉由如上述般進行固體膜80的脫水,從開口18運出的狀態(亦即脫水後)的固體膜80的水分含有量,由脫水前的0.1質量百分比並在1質量百分比之下的狀態,成為水分含有量更低的狀態。在本實施形態中,用控制器70使得紅外線加熱器40的輸出或送風噴嘴20的送風量、固體膜80的運送速度等為由實驗事先決定的值,使得脫水後的固體膜80的水分含有量為既定的未滿0.1質量百分比之既定的目標值(例如100ppm)以下。由脫水裝置10脫水後的固體膜80,用濺鍍(sputtering)等的方法形成透明導電膜以成為透明導電膜,以用於液晶顯示器或有機電激發光等。
在上述說明的第1實施形態的脫水裝置10中,藉由紅外線加熱器40,對於脫水前內部的水分含有量為超過0質量百分比並在1質量百分比之下的固體膜,放射含有波長在3.5μm以下的紅外線(近紅外線)之電磁波。此波長的紅外線,能夠選擇性地將能量賦予水分子,而能夠有效率地進行固體膜80的脫水。而且,因為近紅外線的至少一部份透過固體膜80,所以紅外線加熱器40發出的紅外線容易直接作用在固體膜80內部的水分。藉此,將內部水分含有量超過0質量百分比並在
1質量百分比之下的固體膜80進一步脫水,能夠更減低固體膜內部的水分含有量,例如使固體膜80內部的水分含有量在100ppm以下等。另外,由於該固體膜80為緻密質,所以水分難以逃逸到外部,但由於本發明的脫水裝置可以選擇性地將能量賦予水分子以進行脫水,所以,適用本發明具有高度的意義。另外,固體膜80為PET膜,其玻璃轉化溫度為例如70℃的比較低的溫度,但因為PET膜幾乎不會被近紅外線加熱,所以脫水中的固體膜80能夠容易維持在玻璃轉化溫度以下,故適用本發明具有高度的意義。
另外,包括將固體膜80在脫水室14內以之字形運送的運送輥軸87,複數個紅外線加熱器40配置為複數加熱器列29,複數加熱器列29並排配置在與之字形重疊的方向上以夾住固體膜80,複數加熱器列29之中的1列以上的列,構成加熱器列29的各列的紅外線加熱器40中的至少1個配置為與構成相鄰之列的紅外線加熱器40在和重疊方向垂直的方向上錯開。因此,錯開配置的紅外線加熱器40發出的紅外線,透過固體膜80並容易照射到在其前面的固體膜。例如,第1加熱器列29a的紅外線加熱器40發出的紅外線,不但照射到之字形部分81當中掛在第1運送輥軸87a和第2運送輥軸87b之間的固體膜80,還容易地照射到之字形部分81當中掛在第2運送輥軸87b和第3運送輥軸87c之間的固體膜80。藉此,1個紅外線加熱器40發出的紅外線能夠更有效率地照射到固體膜80,能夠更有效率地進行脫水。另外,藉由將紅外線加熱器40配置為與構成相鄰之列的紅外線加熱器40在和該重疊方
向垂直的方向上錯開,固體膜80當中吸收近紅外線的區域容易分散,能夠進一步抑制固體膜80的溫度分佈不均。另外,在本實施形態中,對於複數加熱器列29中的任何一列,構成該列的紅外線加熱器40中的任何1個配置為與構成相鄰之列的紅外線加熱器40在和該重疊方向垂直的方向上錯開,因此,能夠更進一步提高此效果。
再者,在固體膜80的之字形部分81的之字形的重疊方向上外側的兩方,備有反射紅外線加熱器40發出的電磁波當中至少近紅外線的一部份的反射板22a及22b,紅外線加熱器40配置於反射板22a及22b和固體膜80的之字形部分81之間。因此,能夠用反射板22a及22b反射從紅外線加熱器40向固體膜80的之字形部分81之相反方向放射的近紅外線,而能夠更有效率地進行固體膜80的脫水。
另外,包括將流體吹送到該脫水室14內的送風噴嘴20。藉此,由紅外線加熱器40進行固體膜80的脫水時,由送風噴嘴20的送風而除去藉由脫水而從固體膜80內部出來的水分,能夠更有效率進行脫水。而且,藉由將流體從送風噴嘴20吹送,也可以進行固體膜80的冷卻。如此一來,由紅外線加熱器40進行固體膜80的脫水的同時,能夠由送風來抑制固體膜80的過熱。
另外,脫水室14內可以為真空以外的環境。本實施形態的脫水裝置10,藉由照射近紅外線,即使是在真空以外的環境中也能夠更降低固體膜80內部的水分含有量,相較於使脫水室14內為真空環境的情況,本實施形態能夠以簡易的
裝置構成進行脫水。另外,脫水室14內,在脫水時為露點溫度在-60℃以下的環境,因此,容易地將固體膜80內部的水分含有量脫水到更低的數值。
(第2實施形態)
繼之說明本發明的第2實施形態。第3圖顯示第2實施形態的脫水裝置110的縱剖面圖。脫水裝置110僅有後述構成和第1實施形態不同,其餘部分和第1實施形態為相同的構成:不具備送風噴嘴20、反射板22a及22b;以具有紅外線加熱器的複數附帶噴嘴加熱器30取代複數紅外線加熱器40;備有附帶噴嘴加熱器30構成的複數加熱器列129取代複數的加熱器列29。因此,對於第2實施形態的構成要素當中和第1實施形態相同的構成要素,標示以和第1實施形態相同的符號並省略其說明,且針對和第1實施形態相異處說明。
附帶噴嘴加熱器30為可以進行紅外線照射和流體吹送的裝置,其安裝為長邊方向和固體膜80的運送方向(前後方向)垂直。此附帶噴嘴加熱器30有兩種:僅能從一面送風的附帶噴嘴加熱器30a、附帶噴嘴加熱器30b、附帶噴嘴加熱器30c,以及能從兩面送風的附帶噴嘴加熱器30d。該附帶噴嘴加熱器30,配置在脫水室14中以形成複數個列(在本實施形態中為7列:第1加熱器列129a~第7加熱器列129g)。另外,將第1加熱器列129a~第7加熱器列129g總稱之為加熱器列129。加熱器列129的各列,係由均等配置在上下方向的3個附帶噴嘴加熱器30構成。位於加熱器列129當中最前方的第1加熱器列129a,由配置為可朝向後方的固體膜80吹
送風的3個附帶噴嘴加熱器30a構成。位於加熱器列129當中最後方的第7加熱器列129g,由配置為可朝向前方的固體膜80吹送風的3個附帶噴嘴加熱器30b構成。除上述以外的第2加熱器列129b~第6加熱器列129f,各由3個配置為可朝向前方及後方的固體膜80吹送風的附帶噴嘴加熱器30d構成。另外,加熱器列129的各列的配置及構成各列的附帶噴嘴加熱器30的配置,和第1實施形態的加熱器列29的配置及紅外線加熱器40的配置相同。例如,第3圖所示,第2加熱器列129b的由上方數的第1個附帶噴嘴加熱器30d,配置在第1加熱器列129a由上方數的第1個和第2個附帶噴嘴加熱器30a的上下方向上距離d(≧0)之處。另外,在脫水室14內,除了構成加熱器列129的附帶噴嘴加熱器30之外,還配置對於固體膜80的之字形部分81以外的部分進行紅外線的照射及送風的附帶噴嘴加熱器30。具體言之,分別在開口17和運送輥軸87a之間、以及開口18和運送輥軸87g之間配置1個可朝向下方的固體膜80送風的附帶噴嘴加熱器30c。
繼之,說明附帶噴嘴加熱器30a。第4圖顯示附帶噴嘴加熱器30a的放大剖面圖。第5圖為顯示從B-B面觀看第4圖之附帶噴嘴加熱器30a的BB視圖。另外,構成第7加熱器列129g的附帶噴嘴加熱器30b,具有和構成第1加熱器列129a的附帶噴嘴加熱器30a前後相反的構成。另外,配置在開口17和運送輥軸87a之間、以及開口18和運送輥軸87g之間的附帶噴嘴加熱器30c,具有將構成第1加熱器列129a的附帶噴嘴加熱器30a在第4圖中向右旋轉90度的構成。如第4圖
所示,附帶噴嘴加熱器30a具有紅外線加熱器40、覆蓋紅外線加熱器40的外周部31a。
如第4圖所示,外周部31a包括:第1構材32~第4構材35、具有紅外線透過露出面37的管狀構材36a、反射層38、噴嘴39a及39b、密封構材90a及90b。第1構材32為構成附帶噴嘴加熱器30a的最外周的構材,其後方(第4圖的右側)有開口。第2構材33及第3構材34的後端以及紅外線透過露出面37,從第1構材32的後方的開口露出。第2構材33及第3構材34為彎曲的板狀構材,分別配置在第1構材32和管狀構材36a之間,並配置為由第2構材33及第3構材34從上下方夾住管狀構材36a。第4構材35,為彎曲為向後方開口的板狀構材,其覆蓋管狀構材36a的前側,並覆蓋紅外線加熱器40的前側及上下。第4構材35,其上側的後端和第2構材33的前端接合,其下側的後側和第3構材34的前端接合。第4構材35、第2構材33及第3構材34,藉由例如溶接等方式接合。藉此,形成由第1構材32的內周面和第2構材33、第3構材34、第4構材35的外周面所包圍而成的空間91。第1構材32和相同於第1實施形態的送風噴嘴20之圖未顯示的給氣扇或配管連接,空間91作為從給氣扇到噴嘴39a及39b的送風的流路。另外,雖然省略了圖式,但第1構材32在左右方向(第5圖的左右方向)的端部有側部,由該側部封住第1構材32的內部空間(空間91、92)的左右方向的端部。另外,第2構材33、第3構材34、第4構材35的左右方向的端部,和此側部溶接。第1構材32~第4構材35的材料為例如
金屬。另外,第1構材32~第4構材35用例如SUS304或鋁等和第1實施形態之反射板22a、22b一樣能夠反射至少近紅外線的一部份的材料形成為佳。
噴嘴39a,由第1構材32及第2構材33形成。噴嘴39b則由第1構材32及第3構材34形成。亦即,第1構材32及第2構材33為形成噴嘴39a的噴嘴形成構材,而第1構材32及第3構材34為形成噴嘴39b的噴嘴形成構材。具體言之,第1構材32的後上端和第2構材33的後端是分開的,藉此,如第5圖所示,在紅外線透過露出面37的上側形成長邊方向和左右方向(第5圖的左右方向)平行的縫隙狀的噴嘴39a。同樣地,第1構材32的後下端和第3構材34的後端是分開的,藉此,如第5圖所示,在紅外線透過露出面37的下側形成長邊方向和左右方向(第5圖的左右方向)平行的縫隙狀的噴嘴39b。另外,第1構材32的後上端部中和第2構材33的後端部相對的面、以及第2構材33的後端部中和第1構材32的後上端部相對的面,都是以當其向後方靠近時越靠近紅外線透過露出面37側(下方)的方式從水平方向(前後方向)傾斜。藉此,通過空間91從噴嘴39a流過的流體,沿著這個傾斜主要朝向後方往下(第3及4圖的右下方)流出。同樣地,第1構材32的後下端部中和第3構材34的後端部相對的面、以及第3構材34的後端部中和第1構材32的後下端部相對的面,都是以當其向後方靠近時越靠近紅外線透過露出面37側(上方)的方式從水平方向(前後方向)傾斜。藉此,通過空間91從噴嘴39b流過的流體,沿著這個傾斜主要朝向後
方往上(第3及4圖的右上方)流出。由噴嘴39a、噴嘴39b吹送的流體,和第1實施形態的從送風噴嘴20吹送的流體相同。另外,噴嘴形成構材之第1構材32~第3構材34係配置為不覆蓋紅外線透過露出面37。
管狀構材36a為覆蓋紅外線加熱器40周圍的管狀構材。管狀構材36a可讓紅外線加熱器40發出電磁波當中至少近紅外線的一部份透過,其係由上述的紅外線透過材料一體成形的構材。在本實施形態中,管狀構材36a和紅外線加熱器40的外管44和內管42一樣,由吸收波長超過3.5μm的紅外線並且讓3.5μm以下的紅外線通過的石英玻璃所形成。該管狀構材36a,其後方具有紅外線透過露出面37。紅外線透過露出面37形成為平面狀,其平面為和垂直方向(第3及4圖中的上下方向)平行的面。紅外線透過露出面37、及第1~第3構材32~34的後端位於相同的平面上。另外,管狀構材36a的前側,其剖面為拋物線、橢圓弧、圓弧等的曲線形狀。在本實施形態中,係為拋物線形狀的構材。雖然省略圖示,不過管狀構材36a在其左右方向(第5圖的左右方向)的端部有側部,該側部幾乎封住管狀構材36a內部的空間之左右方向的端部。另外,紅外線加熱器40的帽蓋50(第2圖)貫通管狀構材36a的側部,該側部支持紅外線加熱器40。另外,管狀構材36a,其兩端的側部被第1構材32的兩端的側部夾住,藉由第1構材32的側部固持住管狀構材36a。在管狀構材36a的前側的外表面形成反射層38。此反射層38設置在由燈絲41觀看時和紅外線透過露出面37相反的一側,由上述的能夠反射由燈絲41
放射出的電磁波當中至少近紅外線的一部份的紅外線反射材料形成。反射層38,能夠藉由在管狀構材36a的表面以塗布乾燥、濺鍍或CVD、噴鍍之成膜方法將紅外線反射材料成膜而形成。反射層38係形成於管狀構材36a的前側的表面,所以,其剖面為沿著管狀構材36a的前側的曲線形狀的形狀。而且,紅外線加熱器40(燈絲41)配置在該曲線形狀的焦點或中心位置。因此,從燈絲41發出的近紅外線的一部份,被反射層38反射,透過紅外線透過露出面37並有效率地向後方的固體膜80照射。在本實施形態中,由於管狀構材36a和反射層38是拋物線形狀,所以被反射層38反射後的近紅外線向後方水平行進,照射到固體膜80當中和紅外線透過露出面37在前後方向上相向的區域。另外,在附帶噴嘴加熱器30a,在紅外線加熱器40的冷媒流路49中流通的冷媒,不僅具有直接降低紅外線加熱器40外面的外管44的溫度的功能,還藉由降低外管44的溫度而間接地使紅外線透過露出面37的溫度下降。另外,也可以用管狀構材36a和外管44之間的空間作為冷媒流路,並使冷媒在此冷媒流路中流通藉以直接使紅外線透過露出面37的溫度降低。
密封構材90a及90b,為密封住第2構材33~第4構材35所圍住的空間92的構材。密封構材90a為長邊方向和左右方向平行的棒狀構材,封住第2構材33的後端部和具有紅外線透過露出面37的管狀構材36a的後上側(第4圖的右上側)之間的縫隙狀的開口。密封構材90b為長邊方向和左右方向平行的棒狀構材,封住第3構材34的後端部和具有紅外
線透過露出面37的管狀構材36a的後下側(第4圖的右下側)之間的縫隙狀的開口。藉此,密封構材90a及90b抑制從噴嘴39a、噴嘴39b吹送的風進入空間92內。密封構材90a及90b為例如樹脂等的彈性體。另外,密封構材90a及90b也可以為中間塞滿的實心的構材,也可以為例如管狀的中空構材。
繼之,說明附帶噴嘴加熱器30d。第6圖顯示附帶噴嘴加熱器30d的放大剖面圖。如第6圖所示,具有紅外線加熱器40、以及覆蓋紅外線加熱器40的外周部31b。
如第6圖所示,外周部31b具有:上側第1構材32a、下側第1構材32b、前側第2構材33a、後側第2構材33b、前側第3構材34a、後側第3構材34b、上側第4構材35a、下側第4構材35b。另外,外周部31b包括:具有紅外線透過露出面37a、37b的管狀構材36b、噴嘴39c~39f、密封構材90c~90f。上側第1構材32a及下側第1構材32b為構成附帶噴嘴加熱器30d最外周的構材,在其前後(第6圖的左右)形成開口。前側第2構材33a、前側第3構材34a的前端及紅外線透過露出面37a,從上側第1構材32a、下側第1構材32b的前方的開口露出。後側第2構材33b、後側第3構材34b的後端及紅外線透過露出面37b,從上側第1構材32a、下側第1構材32b的後方的開口露出。前側第2構材33a和前側第3構材34a,為彎曲板狀的構材,其分別配置於上側第1構材32a和管狀構材36b之間、下側第1構材32b和管狀構材36b之間,並且配置為由前側第2構材33a和前側第3構材34a在上下方向夾住管狀構材36a。關於後側第2構材33b和後側第3構材
34b,除了和前側第2構材33a及前側第3構材34a前後對稱(第6圖的左右對稱),除此之外的其他配置均為相同。上側第4構材35a、下側第4構材35b為板狀的構材,其配置於管狀構材36b及紅外線加熱器40的上下。上側第4構材35a和前側第2構材33a及後側第2構材33b接合。下側第4構材35b則和前側第3構材34a及後側第3構材34b接合。藉此,形成由上側第1構材32a、前側第2構材33a、後側第2構材33b、上側第4構材35a包圍的空間91a,並形成由下側第1構材32b、前側第3構材34a、後側第3構材34b、下側第4構材35b包圍的空間91b。上側第1構材32a、下側第1構材32b和相同於第1實施形態的送風噴嘴20之圖未顯示的給氣扇或配管連接,空間91a及91b作為從給氣扇到噴嘴39c~39f的送風的流路。上側第1構材32a、下側第1構材32b、前側第2構材33a、後側第2構材33b、前側第3構材34a、後側第3構材34b、上側第4構材35a、下側第4構材35b的材料,可以使用和附帶噴嘴加熱器30a的第1構材32~第4構材35相同的材料。
噴嘴39c,由上側第1構材32a的前端和前側第2構材33a的前端形成。噴嘴39d由下側第1構材32b的前端和前側第3構材34a的前端形成。噴嘴39e,由上側第1構材32a的後端和後側第2構材33b的後端形成。噴嘴39f,由下側第1構材32b的後端和後側第3構材34b的後端形成。亦即,上側第1構材32a、下側第1構材32b、前側第2構材33a、後側第2構材33b、前側第3構材34a、後側第3構材34b為形成噴嘴39c~39f的噴嘴形成構材。這些噴嘴39c~39f,和附帶噴
嘴加熱器30a的噴嘴39a、39b一樣,形成長邊方向和左右方向平行的縫隙狀的噴嘴。另外,上側第1構材32a的前後端、下側第1構材32b的前後端、前側第2構材33a的前端、後側第2構材33b的後端、前側第3構材34a的前端、後側第3構材34b的後端的各面從水平方向傾斜。藉此,通過空間91a、91b並從噴嘴39c、39d流出的流體,沿著此傾斜靠近紅外線透過露出面37a地流出。同樣地,通過空間91a、91b並從噴嘴39e、39f流出的流體,沿著此傾斜靠近紅外線透過露出面37b地流出。具體言之,從噴嘴39c流出的流體往前方向下流出,從噴嘴39d流出的流體往前方向上流出。從噴嘴39e流出的流體往後方向下流出,從噴嘴39f流出的流體往後方向上流出。從噴嘴39c~39f吹送出的流體,和第1實施形態中從送風噴嘴20吹送的流體相同。另外,作為噴嘴形成構材之上側第1構材32a、下側第1構材32b、前側第2構材33a、後側第2構材33b、前側第3構材34a、後側第3構材34b,配置為未覆蓋紅外線透過露出面37a、37b。
管狀構材36b,為覆蓋紅外線加熱器40周圍的管狀構材。管狀構材36b,和附帶噴嘴加熱器30a的管狀構材36a一樣是由紅外線透過材料一體成形的構材,在本實施形態中,和管狀構材36a一樣由石英玻璃形成。該管狀構材36b,其前方具有紅外線透過露出面37a,後方具有紅外線透過露出面37b。紅外線透過露出面37a、37b係形成為平面狀,該平面為和垂直方向(第3及6圖中為上下方向)平行的面。紅外線透過露出面37a,和上側第1構材32a、下側第1構材32b、前側
第2構材33a、前側第3構材34a的前端,位於同一個平面上。同樣地,紅外線透過露出面37b,和上側第1構材32a、下側第1構材32b、後側第2構材33b、後側第3構材34b的後端,位於同一個平面上。從紅外線加熱器40發出的包含近紅外線的電磁波,透過此紅外線透過露出面37a、37b並照射到固體膜80當中和紅外線透過露出面37a、37b於前後方向相對向的區域。另外,在附帶噴嘴加熱器30d中,在紅外線加熱器40的冷媒流路49中流通的冷媒,不僅具有直接降低紅外線加熱器40外面的外管44的溫度的功能,還藉由降低外管44的溫度而間接地使紅外線透過露出面37a、37b的溫度下降。另外,也可以用管狀構材36b和外管44之間的空間作為冷媒流路,並使冷媒在此冷媒流路中流通藉以直接使紅外線透過露出面37a、37b的溫度降低。
密封構材90c~90f,為密封住由前側第2構材33a、後側第2構材33b、上側第4構材35a、管狀構材36b圍住的空間92a,或前側第3構材34a、後側第3構材34b、下側第4構材35b、管狀構材36b圍住的空間92b的構材。密封構材90c~90f為長邊方向和左右方向平行的棒狀構材,封住空間91a及91b的縫隙狀的開口。藉此,密封構材90c~90f抑制從噴嘴39c~39f吹送的風進入空間92a及92b內。密封構材90c~90f可以使用和附帶噴嘴加熱器30a的密封構材90a及90b一樣的構材。
該脫水裝置110,和上述的脫水裝置10一樣調整脫水室14的環境,運送固體膜80,附帶噴嘴加熱器30從紅外
線加熱器40進行近紅外線的照射並由噴嘴39a~39f進行送風,藉此,和脫水裝置10一樣進行固體膜80的脫水直到其水分含有量在100ppm以下。
以上說明的第2實施形態的脫水裝置110中,構成加熱器列129當中配置於固體膜80的之字形部分81的之字形的重疊方向的外側之兩方之外側列(亦即,第1加熱器列129a及第7加熱器列129g)的附帶噴嘴加熱器30a、30b的紅外線加熱器40,如第4圖所示般具有形成於管狀構材36a的反射層38。該反射層38,設置在由燈絲41觀看時與固體膜80的之字形部分81相反的一側。因此,從第1加熱器列129a的紅外線加熱器40和第7加熱器列129g的紅外線加熱器40向之字形部分81的相反方向放射的近紅外線,由反射層38向之字形部分81側反射。藉此,能夠更有效率地將紅外線加熱器40放射出的近紅外線照射到固體膜80,而能夠更有效率地進行固體膜的脫水。
另外,附帶噴嘴加熱器30a~30c具備可以對紅外線加熱器40和固體膜80吹送流體的噴嘴39a及39b,附帶噴嘴加熱器30d具備可以對紅外線加熱器40和固體膜80吹送流體的噴嘴39c~39f。因此,由紅外線加熱器40進行固體膜80的脫水的同時,藉由噴嘴39a~39f的送風移除因為脫水而從固體膜80的內部出來的水份,而能夠更有效率地執行脫水。而且,藉由從噴嘴39a~39f吹送流體以進行固體膜80的冷卻,藉此,由紅外線加熱器40進行固體膜80的脫水的同時,能夠由送風來抑制固體膜80的過熱。
而且,在附帶噴嘴加熱器30a中,噴嘴39a朝向後下方(第4圖的右下方)吹送流體,噴嘴39b朝向後上方(第4圖的右上方)吹送流體,流體直接由噴嘴39a及39b吹送到近紅外線從紅外線加熱器40透過紅外線透過露出面37所照射到的區域(在第4圖中和紅外線透過露出面37對向的區域及其周邊的區域)。換言之,在本實施形態中,事先調整第1構材32~第3構材34的後端部的傾斜角或附帶噴嘴加熱器30a和固體膜80的距離,以使得固體膜80中被近紅外線照射的區域和直接被流體吹到的區域(從噴嘴39a及39b送風的流出方向的延長線上的區域)重疊。藉此,由近紅外線脫水的水分可以藉由送風而有效率地去除。附帶噴嘴加熱器30b、30c或附帶噴嘴加熱器30d也是一樣。
另外,附帶噴嘴加熱器30a~30c包括:外周部31a,其具有噴嘴39a及39b、及露出於外部並讓燈絲41發出的電磁波當中至少近紅外線的一部份透過以照射固體膜80的紅外線透過露出面37,並且覆蓋紅外線加熱器40的周圍的至少一部份;及可讓冷卻紅外線透過露出面37的冷媒流通的冷媒流路49。同樣地,附帶噴嘴加熱器30d包括:具有噴嘴39c~39f、及紅外線透過露出面37a及37b的外周部31b;及冷媒流路49。因此,藉由冷媒之流通,能夠抑制作為露出於外部之面的紅外線透過露出面37、37a、37b的過熱。而且,藉由進一步抑制紅外線透過露出面37、37a、37b的過熱,能夠進一步抑制例如固體膜80或脫水室14內的環境之過熱。另外,使附帶噴嘴加熱器30和固體膜80的距離(紅外線透過露出面37、37a、
37b和固體膜80的距離)更短更有效率地照射近紅外線,能夠提高脫水效率。
另外,附帶噴嘴加熱器30d具有1個紅外線加熱器40,並具有配置為被之字形部分81的固體膜80夾住、且可以分別對夾住其本身的固體膜80吹送流體的複數個噴嘴39c~39f。亦即,附帶噴嘴加熱器30d包括:將流體向前方的固體膜80吹送的噴嘴39c~39d,以及將流體向後方的固體膜80吹送的噴嘴39e~39f。如此一來,能夠從具有1個紅外線加熱器40的附帶噴嘴加熱器30d,對於夾住其本身的兩側的固體膜80進行近紅外線的照射和送風。因此,相較於將附帶噴嘴加熱器30a及30b背對背配置以取代附帶噴嘴加熱器30d等,分別針對前後的固體膜80配置附帶噴嘴加熱器30a及30b的情況,能夠用少數量的紅外線加熱器40進行脫水。
在此,闡明第1~第2實施形態的構成要素和本發明的構成要素的對應關係。第1~第2實施形態的脫水室14相當於本發明的脫水室,第1~第2實施形態的燈絲41相當於本發明的發熱體,第1~第2實施形態的內管42、外管44及第2實施形態的管狀構材36a及36b相當於本發明的管,第1~第2實施形態的紅外線加熱器40相當於本發明的紅外線加熱器。另外,第1~第2實施形態的運送輥軸87相當於本發明的運送單元,第2實施形態的反射層38相當於本發明的反射層,第1實施形態的反射板22a、22b相當於本發明的反射板,第1實施形態的送風噴嘴20及第2實施形態的噴嘴39a~39f相當於本發明的送風單元。另外,第2實施形態的噴嘴39a~
39f相當於噴嘴,第2實施形態的附帶噴嘴加熱器30相當於附帶噴嘴加熱器,第2實施形態的紅外線透過露出面37、37a、37b相當於紅外線透過露出面,第2實施形態的外周部31a、31b相當於外周部,第2實施形態的冷媒流路49相當於冷媒流路。
另外,本發明並不限於上述實施形態,只要是屬於本發明的技術範圍內,當然可以用各種樣態實施。
例如,在上述第1實施形態中,加熱器列29的各列所具備的紅外線加熱器40的數量是相同的,但並不以此為限。例如,可以將紅外線加熱器40配置為在運送方向(前後方向)的下游側有較密的傾向,也可以將紅外線加熱器40配置為在運送方向(前後方向)的上游側有較密的傾向。第7圖顯示變形例的脫水裝置210的縱剖面圖。如第7圖所示,在脫水裝置210中,相較於第2加熱器列29b~第6加熱器列29f,運送方向的最後面的第7加熱器列29g的紅外線加熱器40較密,是由6個紅外線加熱器40構成。在此,運送方向的下游側,亦即在脫水室14的脫水程序的末期,固體膜80的水分已經減少而不容易產生固體膜80變形等的問題。因此,將下游側的紅外線加熱器40密集配置以提高近紅外線的放射強度,藉此能夠有效提高脫水的功能並能夠縮短脫水時間。另外,在脫水裝置210中,相較於第2加熱器列29b~第6加熱器列29f,運送方向的最前面的第1加熱器列29a的紅外線加熱器40較密,是由6個紅外線加熱器40構成。在此,運送方向的上游側,亦即在脫水室14的脫水程序的初期,有時在固體膜
80的表面有水分附著。因此,藉由將上游側的紅外線加熱器40密集配置,能夠使這樣的水分在脫水初期就能快速蒸發而能夠縮短脫水時間。另外,也可以僅在運送方向的上游側和下游側任一方將紅外線加熱器40配置為較密。另外,在第7圖中,僅在最前面的第1加熱器列29a和最後面的第7加熱器列29g中密集配置紅外線加熱器40,不過並不以此為限。例如,將紅外線加熱器40配置為在下游側較密集的情況下,可以使得向下游側緩緩增加紅外線加熱器40的密度(慢慢增加各列的紅外線加熱器40的支數)。同樣的,將紅外線加熱器40配置為在上游側較密集的情況下,可以使得向上游側緩緩增加紅外線加熱器40的密度(慢慢增加各列的紅外線加熱器40的支數)。另外,在第7圖中,將紅外線加熱器40配置為在上下方向上變密集,但並不以此為限,也可以將紅外線加熱器40配置為在前後方向上變密集。另外,在第7圖中,係顯示第1實施形態的變形例,但對於第2實施形態的附帶噴嘴加熱器30的配置也是一樣。
在第2實施形態中,反射層38為形成於管狀構材36a外表面之物,但其也可以形成於內表面。另外,也可以將反射層38形成於外管44的外表面或內表面,也可以形成在內管42的外表面。另外,表面所形成之物可以是紅外線加熱器40具備獨立構材的反射層。對於第1實施形態的紅外線加熱器40,同樣也可以在外管44或內管42形成反射層,或具備獨立構材的反射層。在此情況下,構成配置於在固體膜80的之字形部分81的之字形的重疊方向的外側的外側列的紅外線加熱
器40具備反射層較佳。具體言之,構成第1圖的第1加熱器列29a的紅外線加熱器40、或構成第7加熱器列29g的紅外線加熱器40具備反射層較佳,此2列的紅外線加熱器40都具有反射層尤佳。
在第1實施形態中,加熱器列29為,構成各列的紅外線加熱器40配置為,對於鄰接的列的上下方向上最靠近的紅外線加熱器40,僅在上下方向上相距距離d,但並不以此為限。例如,也可以為對於鄰接的列的上下方向上最靠近的紅外線加熱器40,在上下方向的位置有一部份重疊。對於第2實施形態的附帶噴嘴加熱器30也是一樣。
在第1實施形態中,對於複數加熱器列29中的任何一列,都是為構成列的紅外線加熱器40的任一者均配置為,對於構成鄰接列的紅外線加熱器40,在重疊方向和垂直方向上都彼此錯開,但並不以此為限。例如,在複數加熱器列29中的任何一列以上當中,可以包含沒有配置為對於構成鄰接列的紅外線加熱器40在重疊方向和垂直方向上都彼此錯開的紅外線加熱器40。另外,不包含配置為對於構成鄰接列的紅外線加熱器40在重疊方向和垂直方向上都彼此錯開的紅外線加熱器40的加熱器列29,也可以有1列以上。對於第2實施形態的附帶噴嘴加熱器30也是一樣。
在第1及第2實施形態中,在脫水時使脫水室14為露點為-60℃以下的大氣環境,但並不以此為限。例如露點不是-60℃以下亦可。另外,不限定於大氣環境,也可以是其他的真空以外的環境(例如非活性氣體環境等)。另外,脫水
室14的氣壓不限定於大氣壓,也可以為從大氣壓減壓後的狀態。或者,也可以使脫水室14為真空環境。
在第1實施形態中,送風噴嘴20將流體朝向第1圖的下方向吹送,但並不以此為限。例如,也可以朝向固體膜80向斜下方吹送。另外,在第2實施形態中也可以具備送風噴嘴20。
在第1及第2實施形態中,運送輥軸87在脫水室14中將固體膜80上下掛吊並以之字形的方式運送,但並不以此為限。例如,也可以將固體膜80在脫水室14中於左右掛吊並以之字形的方式運送。或者,在脫水室14中不將固體膜80以之字形的方式運送,而從開口17到開口18直線運送亦可。
在第2實施形態中,附帶噴嘴加熱器30a具備紅外線透過露出面37,不過也可以不具備紅外線透過露出面37而讓紅外線加熱器40露出於附帶噴嘴加熱器30a的外部。對於附帶噴嘴加熱器30b~30d也是一樣。
在第2實施形態中,附帶噴嘴加熱器30a的外周部31a,具有作為噴嘴形成構材之第1~第3構材32~34,其係獨立於具有紅外線透過露出面37的管狀構材36a,但也可以用具有紅外線透過露出面37的構材形成噴嘴。例如,可以採用如第8圖的變形例的附帶噴嘴加熱器130的構成。該附帶噴嘴加熱器130包括紅外線加熱器140,該紅外線加熱器140具備:由燈絲41和內管42構成之加熱器本體43、及形成為包圍住設置在加熱器本體43外側的內管42之外管144。外管144,和上述的管狀構材36a一樣,可讓燈絲41發出電磁波當中至
少近紅外線的一部份透過,其外周面為紅外線透過露出面137。另外,外管144形成複數個噴嘴144a。在此附帶噴嘴加熱器130中,內管42和外管144之間的空間作為冷媒流路49。在該冷媒流路49中流通的冷媒從噴嘴144a向附帶噴嘴加熱器130的外部流出,此成為對固體膜80的送風。亦即,在附帶噴嘴加熱器130中,來自冷媒流路49的冷媒能夠兼作本身的冷卻及對固體膜80的送風。在該附帶噴嘴加熱器130中,也能夠同時進行近紅外線的照射和送風。
在第2實施形態中,附帶噴嘴加熱器30d為對於夾住其本身的兩側之固體膜80進行近紅外線的照射和送風,但也可以把附帶噴嘴加熱器30a、30b背靠背配置以取代附帶噴嘴加熱器30d。另外,附帶噴嘴加熱器30d具備1個紅外線加熱器40,但也可以具備複數個紅外線加熱器40。例如,附帶噴嘴加熱器30d可以包含2個紅外線加熱器40,對於夾住其本身的兩側的固體膜80的一方照射近紅外線的紅外線加熱器40、以及對另一方照射近紅外線的紅外線加熱器40。
在第1及第2實施形態中,運送輥軸87為使流體流出到周圍,藉此將固體膜80支持於從運送輥軸87本身浮起的狀態下同時將其運送,不過也可以將來自運送輥軸87的流體利用作為對固體膜80的送風。
上述的實施形態中,例示以鎢作為發熱體的燈絲41的材料,不過並不特別限定,只要是在加熱時會放出包含紅外線的電磁波的材料即可。例如也可以為鉬(Mo)、鉭(Ta)、鐵鉻鋁(Fe-Cr-Al)合金、鎳鉻(Ni-Cr)合金。
上述的實施形態中,使用空氣作為流過冷媒流路49的冷媒或冷風,不過也可以使用氮氣等的不活性氣體。
(實施例1)
製作第9圖所示脫水裝置310並以其作為實施例1。脫水裝置310包括:脫水室14、3支紅外線加熱器40、排氣裝置25、及給氣裝置29。脫水室14在其前端面及後端面分別具備開口17、18。紅外線加熱器40和第1實施形態的紅外線加熱器40為相同的構成。紅外線加熱器40的燈絲41使用100%的輸出為750W之物。上述3支紅外線加熱器40在前後方向等間隔配置。排氣裝置25透過開口17將脫水室14的環境氣體排出。給氣裝置29透過開口18將熱風(空氣)供應至脫水室14。固體膜80為175mm×145mm之厚度38μm的PET膜,其載置於脫水室14內的台上。固體膜80的水分含有量為1質量百分比以下。
(比較例1)
製作脫水裝置做為比較例1,其構成和脫水裝置310大致相同,僅有以下兩點不同:不具備紅外線加熱器40,僅以來自給氣裝置29的熱風進行脫水。
(評價試驗)
對於實施例1及比較例1,進行載置於脫水室14內的固體膜80的脫水,並比較脫水後的固體膜80的水分含有量。在實施例1中,給氣裝置29所提供給氣的熱風溫度為30℃、風量為37.6m3/h、風速為1.9m/s。另外,從排氣裝置25排氣的風量(排氣量)為29.2m3/h。紅外線加熱器40的輸出為78%,
於冷媒流路49中流通的空氣的流量為300L/min(每支紅外線加熱器40)。另外,在此條件下進行脫水時,排氣裝置25的排氣的溫度為70℃,紅外線加熱器40的外管44的表面溫度為184℃。在比較例1中,給氣裝置29所提供給氣的熱風溫度為82℃、風量為37.6m3/h、風速為1.9m/s。另外,從排氣裝置25排氣的風量(排氣量)為28.6m3/h。另外,在此條件下進行脫水時,排氣裝置25的排氣的溫度為64℃。將實施例1及比較例1的脫水條件整理如表1。以此脫水條件,將脫水時間變化為30分、60分、90分以進行實驗,測定各個脫水時間的固體膜80的水分含有量。
上述評價試驗的結果,在實施例1中,若以脫水前的固體膜80的水分含有量為值100,則在脫水時間為30分、60分、90分時固體膜80的水分含有量分別為約35、約20、約20。在比較例1中,若以脫水前的固體膜80的水分含有量為值100,則在脫水時間為30分、60分、90分時固體膜80的水分含有量分別為約70、約45、約45。由此結果可知,使用紅外線加熱器40進行脫水的實施例1的脫水裝置,在脫水時間為30分、60分、90分時其固體膜80的水分含有量均較低。另外,在實施例1中,即使脫水時間為30分,其固體膜80的水分含有量也低於比較例1中脫水時間為30分、60分、
90分的任何一個情況。另外,在實施例1和比較例1中任一者,在脫水時間為60分以上時,固體膜80的水分含有量均大致為一定的值。據此,在比較例1中即使將脫水時間設定為長時間,也無法使固體膜80的水分含有量降低到和實施例1相同程度。在實施例1的脫水裝置中,使用紅外線加熱器40並吸收超過3.5μm的紅外線並將近紅外線照射到固體膜80,藉此,能夠進一步減少固體膜內部的水分含有量。
本申請案,係以2013年4月4日申請的日本專利申請第2013-078339號為優先權主張的基礎,其所有內容均引用包含於本案說明書中。
本發明可以利用於對於用於液晶顯示器或有機電激發光的PET膜等的膜進行脫水等的熱處理的脫水裝置。
10‧‧‧脫水裝置
14‧‧‧脫水室
15‧‧‧前端面
16‧‧‧後端面
17、18‧‧‧開口
19‧‧‧衝孔板
20‧‧‧送風噴嘴
22a、22b‧‧‧反射板
25‧‧‧排氣裝置
26‧‧‧排氣扇
27‧‧‧管狀構造體
28‧‧‧排氣口
29‧‧‧加熱器列
29a~29g‧‧‧第1加熱器列~第7加熱器列
40‧‧‧紅外線加熱器
41‧‧‧燈絲
42‧‧‧內管
43‧‧‧加熱器本體
44‧‧‧外管
49‧‧‧冷媒流路
70‧‧‧控制器
80‧‧‧固體膜
81‧‧‧之字形部分
84、86‧‧‧捲輪
87‧‧‧運送輥軸
87a~87g‧‧‧第1運送輥軸~第7運送輥軸
Claims (13)
- 一種脫水裝置,其係為進行讓至少一部份近紅外線通過且內部的水分含有量超過0質量百分比並在1質量百分比之下的固體膜的脫水,其包括:用以進行該固體膜的脫水之脫水室;及紅外線加熱器,其具有:配置於該脫水室內並放出含有紅外線的電磁波之發熱體、及吸收波長超過3.5μm的紅外線並覆蓋該發熱體的管,將該固體膜在該脫水室內以之字形運送的運送單元,複數個該紅外線加熱器配置為複數列,該複數列並排配置在與之字形重疊的方向上以夾住該固體膜。
- 如申請專利範圍第1項所述之脫水裝置,其中:該紅外線加熱器的該複數列之中的至少1列,構成該列的紅外線加熱器中的至少1個配置為與構成相鄰之列的紅外線加熱器在和該重疊方向垂直的方向上錯開。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之脫水裝置,其中:該紅外線加熱器的該複數列具有外側列,其中該外側列配置於該固體膜的之字形部分的該重疊方向的外側之一方或兩方,構成該外側列的紅外線加熱器中的至少1個,在從該發熱體觀看時位於該固體膜的之字形部分的相反側,設有反射該電磁波當中至少近紅外線的一部份的反射層。
- 如申請專利範圍第3項所述之脫水裝置,該外側列配置於該固體膜的之字形部分的該重疊方向的外側之兩方,構成該 外側列的紅外線加熱器,在從該發熱體觀看時位於該固體膜的之字形部分的相反側,設有反射該電磁波當中至少近紅外線的一部份的反射層。
- 一種脫水裝置,其係為進行讓至少一部份近紅外線通過且內部的水分含有量超過0質量百分比並在1質量百分比之下的固體膜的脫水,其包括:用以進行該固體膜的脫水之脫水室;紅外線加熱器,其具有:配置於該脫水室內並放出含有紅外線的電磁波之發熱體、及吸收波長超過3.5μm的紅外線並覆蓋該發熱體的管;將該固體膜在該脫水室內運送的運送單元,其中該紅外線加熱器配置為在該運送單元的運送方向的下游側有較密的傾向。
- 一種脫水裝置,其係為進行讓至少一部份近紅外線通過且內部的水分含有量超過0質量百分比並在1質量百分比之下的固體膜的脫水,其包括:用以進行該固體膜的脫水之脫水室;紅外線加熱器,其具有:配置於該脫水室內並放出含有紅外線的電磁波之發熱體、及吸收波長超過3.5μm的紅外線並覆蓋該發熱體的管;將該固體膜在該脫水室內運送的運送單元,其中該紅外線加熱器配置為在該運送單元的運送方向的上游側有較密的傾向。
- 一種脫水裝置,其係為進行讓至少一部份近紅外線通過且 內部的水分含有量超過0質量百分比並在1質量百分比之下的固體膜的脫水,其包括:用以進行該固體膜的脫水之脫水室;紅外線加熱器,其具有:配置於該脫水室內並放出含有紅外線的電磁波之發熱體、及吸收波長超過3.5μm的紅外線並覆蓋該發熱體的管;將該固體膜在該脫水室內以之字形運送的運送單元;及反射板,其配置於該固體膜的之字形部份的該之字形重疊的方向上的外側之一方或兩方,反射該電磁波當中至少近紅外線的一部份,其中該紅外線加熱器配置於該反射板和該固體膜的之字形部分之間。
- 如申請專利範圍第1、2、5、6、7項中任一項所述之脫水裝置,其包括將流體吹送到該脫水室內的送風單元。
- 一種脫水裝置,其係為進行讓至少一部份近紅外線通過且內部的水分含有量超過0質量百分比並在1質量百分比之下的固體膜的脫水,其包括:用以進行該固體膜的脫水之脫水室;附帶噴嘴加熱器,其包括:紅外線加熱器,其具有:配置於該脫水室內並放出含有紅外線的電磁波之發熱體、及吸收波長超過3.5μm的紅外線並覆蓋該發熱體的管;以及能夠將流體吹送到該脫水室內並作為對該固體膜吹送流體之送風單元的1個以上的噴嘴。
- 如申請專利範圍第9項所述之脫水裝置,其中該附帶噴嘴加 熱器包括:覆蓋該紅外線加熱器的周圍之至少一部份的外周部,其具有:該噴嘴、及紅外線透過露出面,其中該紅外線透過露出面露出於外部,讓該電磁波當中至少近紅外線的一部份透過以使其可以照射到該固體膜;及冷媒流路,可讓冷卻該紅外線透過露出面的冷媒流通。
- 如申請專利範圍第9或10項所述之脫水裝置,其包括將該固體膜在該脫水室內以之字形運送的運送單元,該附帶噴嘴加熱器具有1個該紅外線加熱器,並具有配置為被該之字形部分的固體膜夾住的複數個噴嘴,可對於夾住其本身的各個該固體膜吹送該流體。
- 如申請專利範圍第1、2、5、6、7、9、10項中任一項所述之脫水裝置,該脫水室內為真空以外的環境。
- 如申請專利範圍第12項所述之脫水裝置,該脫水室內為露點溫度在-60℃以下的環境。
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