WO2023171219A1 - 気流制御装置および延伸フィルムの製造方法 - Google Patents

気流制御装置および延伸フィルムの製造方法 Download PDF

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WO2023171219A1
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air
exhaust
control device
exhaust mechanism
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晃久 牧
光希 庄司
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東レ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets

Definitions

  • the present invention relates to an airflow control device and a method for producing a stretched film.
  • Sequential biaxial stretching methods and simultaneous biaxial stretching methods are known as methods for producing stretched films made of thermoplastic resins.
  • a uniaxially stretched film is obtained by stretching an unstretched film made of a thermoplastic resin in its longitudinal direction, and then the obtained uniaxially stretched film is introduced into a tenter oven, in which Stretch in the width direction.
  • an unstretched film made of a thermoplastic resin is introduced into a tenter oven and simultaneously stretched in the longitudinal direction and the width direction within the tenter oven.
  • Stretched films made of thermoplastic resins are widely used for packaging and various industrial material applications. Among these, sequentially biaxially stretched films of polyester, polyolefin, and polyamide resins are widely used in applications where unstretched films cannot withstand their use due to their excellent mechanical, thermal, and electrical properties, and demand is increasing. It has increased.
  • a problem with tenter ovens for producing stretched films made of thermoplastic resins is that air circulation is not completed in the chambers that make up the tenter oven, causing air with different set temperatures to flow into adjacent chambers, or There is a phenomenon where outside air flows into the oven from outside or air inside the tenter oven blows out of the oven. All of these are phenomena in which air flows in the film transport direction, and such air flow is called MD (Machine Direction) flow.
  • MD Machine Direction
  • the tenter oven involves a preheating process in which the film is heated to a desired temperature, a stretching process in which the film is widened to the desired width, a heat setting process in which the film is heat treated at the desired temperature, and a cooling process in which the film is cooled to the desired temperature. At least one step is performed. If temperature unevenness occurs in the film in any of these steps, it causes unevenness in the thickness and properties of the film, resulting in a decrease in product quality. In addition to deteriorating product quality, film tearing may occur in the tenter oven, reducing productivity.
  • Patent Document 1 discloses a method in which air is jetted toward the film surface using a jetting nozzle inside an airflow control device installed adjacent to a tenter oven.
  • Patent Document 2 discloses a technique in which a jet nozzle provided in an intermediate chamber of a tenter oven blocks accompanying air flowing from a heating zone into an intermediate chamber together with a film.
  • Patent Document 1 it is possible to block the MD flow flowing into the airflow control device from the tenter oven inlet and tenter oven outlet, but the MD flow cannot be blocked by blowing a heated vertical jet onto the film.
  • the idea is to block the hot air flowing out from the blowout nozzle, especially when the MD flow is large, because it is necessary to increase the speed of the blowing air from the blowout nozzle. There was room for improvement in order to reduce the energy required for heating.
  • the present invention was made in view of the above-mentioned problems, and it suppresses the inflow and outflow of air in the tenter oven, and also reduces the energy required to maintain the tenter oven at a desired temperature and the air blown out from the blowout nozzle. To provide an airflow control device capable of reducing energy required for heating.
  • An airflow control device of the present invention that solves the above problems is provided in a tenter oven having an inlet for carrying in a film and an outlet for carrying out a film, an upstream side in the film conveying direction of the inlet and/or a downstream side in the film conveying direction of the outlet.
  • An airflow control device installed adjacent to the Inside the airflow control device, At least a pair of blowing nozzles that blow air to the film being transported, the blowing nozzles facing each other across the film passing surface; at least a pair of upstream exhaust mechanisms that discharge air inside the airflow control device, and are located upstream in the film transport direction from the pair of blow-off nozzles and face each other across the film passing surface; At least a pair of downstream exhaust mechanisms that discharge air inside the air flow control device, and are located downstream of the pair of blow-off nozzles in the film transport direction and are opposed to each other with a film passing surface in between.
  • the upstream exhaust mechanism and the downstream exhaust mechanism are Directing the inside of the airflow control device from the upstream side to the downstream side in the film transport direction while stopping the discharge of air from the upstream exhaust mechanism and the downstream exhaust mechanism and the blowing of air from the blowing nozzle. or the airflow flowing from the downstream side to the upstream side in the film transport direction as the airflow when stopped.
  • the exhaust amount from the upstream exhaust mechanism and the downstream exhaust mechanism are each greater than zero, Of the upstream exhaust mechanism or the downstream exhaust mechanism, the exhaust volume from the exhaust mechanism located on the side into which the airflow flows when stopped is greater than the exhaust volume from the other exhaust mechanism. It has been adjusted.
  • the upstream exhaust mechanism and the downstream exhaust mechanism have a total exhaust amount from the upstream exhaust mechanism and the downstream exhaust mechanism that is greater than the amount of air blown from the blow nozzle. It is preferable that it is adjusted as follows.
  • the blowout nozzle blows out air at an angle toward the side into which the airflow flows when the film is stopped, rather than in a direction perpendicular to the film passing surface from the blowout nozzle.
  • the blowing nozzle has a mechanism that can adjust the blowing direction of air.
  • a film is passed between a tenter oven and an airflow control device installed adjacent to each other on the upstream side in the film conveying direction of the inlet of the tenter oven and/or the downstream side of the film conveying direction of the outlet of the tenter oven.
  • the air in the airflow control device is discharged by the upstream exhaust mechanism and the downstream exhaust mechanism while blowing air from the blow-off nozzle toward the traveling film;
  • the tenter oven the running film is stretched while being heated.
  • the present invention it is possible to prevent air with a different temperature from flowing into the tenter oven from outside and to prevent air from flowing out from the tenter oven. It is possible to reduce the energy required to heat the air blown out from the blow-off nozzle.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a film manufacturing apparatus including an airflow control device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a film manufacturing apparatus including an airflow control device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the airflow control device used in the example of the present invention in the film transport direction.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a film manufacturing apparatus including an airflow control device according to an embodiment of the present invention.
  • a film manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes an airflow control device 2 and a tenter oven 3.
  • the film manufacturing apparatus 1 is a stretched film manufacturing apparatus that employs a sequential biaxial stretching method or a simultaneous biaxial stretching method, in which a film 100 made of a thermoplastic resin is introduced into a tenter oven 3, and within the tenter oven 3, The film 100 is stretched in at least one of the longitudinal direction and the width direction.
  • the longitudinal direction of the film 100 is the transport direction FR of the film 100, and corresponds to the left-right direction in the figure.
  • the width direction of the film 100 is a direction perpendicular to the longitudinal direction and thickness direction of the film (vertical direction in the paper), and corresponds to a direction perpendicular to the paper. Further, FIG. 1 shows an example in which the film 100 is aligned with the film passing surface.
  • the tenter oven 3 performs a preheating process to raise the temperature of the film 100 to a desired temperature, a stretching process to widen the film 100 to a desired width, a heat setting process to heat-treat the film 100 at a desired temperature, and a heat setting process to heat the film 100 to a desired width. It has at least one cooling step of cooling the film 100 to a desired temperature, and the temperature of the film 100 in each step is determined by blowing air preheated to a desired temperature through a blowing nozzle installed in the tenter oven 3. Adjustments can be made by spraying the film onto the film.
  • the film 100 that can be applied to the present invention is not particularly limited, and a known thermoplastic resin film that is heated and stretched in the tenter oven 3 can be used.
  • the airflow control device 2 has a box-shaped body 20 and is installed adjacent to the tenter oven 3 in the transport direction of the film 100.
  • the box-shaped body 20 has one end connected to the connecting portion 4 in the transport direction FR of the film 100, and an opening for carrying in or carrying out the film 100 from the outside is formed at the other end.
  • a blowing nozzle 11 and an exhaust mechanism E11, E12 provided opposite to one surface of the film 100 (the upper surface in FIG. 1), and the other surface of the film 100 (the upper surface in FIG. 1).
  • It has a blow-off nozzle 22 and exhaust mechanisms E21 and E22, which are provided opposite to each other (lower surface).
  • the blowing nozzles 11 and 22 blow air to opposing surfaces of the film 100.
  • the exhaust mechanisms E11, E12, E21, and E22 suck air flowing inside the box-like body 20.
  • the blow-off nozzles 11 and 22 and the exhaust mechanisms E11, E12, E21, and E22 are shown as having an integral structure, but a gap may be provided between them.
  • the airflow control device 2 is provided with blowers B1 and B2, heat exchangers H1 and H2, and ducts D111, D112, D221, and D222 as air supply sources to the blowout nozzles 11 and 22.
  • Blower B3, B4 and ducts D131, D132, D133, D241, D242, D243 are provided as suction sources of air from exhaust mechanisms E11, E12, E21, E22.
  • air volume adjustment mechanisms (not shown) are provided in the ducts D131 and D132.
  • the ducts D241 and D242 are provided with air volume adjustment mechanisms (not shown).
  • the air volume adjustment mechanisms provided in the ducts D131, D132, D241, and D242 are not particularly limited, and include, for example, dampers, valves, valves, orifices, and the like.
  • the flow of air blown out from the blow-off nozzles 11 and 22 will be explained using the blow-off nozzle 22 as a representative.
  • the hot air supplied to the blowing nozzle 22 via the blower B2 and the heat exchanger H2 is blown toward the film 100 from the air blowing opening 222.
  • the air blown onto the film collides with the film 100, changes its flow direction to the upstream side and the downstream side in the film transport direction, becomes return air, and is sucked from the exhaust mechanism E21 and the exhaust mechanism E22.
  • air blown out from the air blowing opening 111 of the blowing nozzle 11 is also sucked from the exhaust mechanism E11 and the exhaust mechanism E12.
  • the ducts that supply the blowing air to the blowing nozzles 11 and 22 and the ducts that discharge the air sucked from the exhaust mechanisms E11, E12, E21, and E22 are not connected, but the ducts of the blowing nozzles 11 and 22 and the ducts of the exhaust mechanisms E11, E12, E21, and E22 are connected through another duct (not shown), and part of the air sucked from the exhaust mechanisms E11, E12, E21, and E22 is supplied to the blow-off nozzles 11 and 22. You may.
  • a part of the air sucked from the exhaust mechanisms E12 and E22 contains hot air from the tenter oven 3, and by supplying this to the duct lines of the blowout nozzles 11 and 22, thermal loss is suppressed and The energy required to heat the air blown out from 22 can be reduced.
  • the amount of air sucked from the exhaust mechanisms E11, E12, E21, and E22 is adjusted to be greater than zero.
  • the air that collides with the film 100 changes its flow direction to the upstream and downstream sides in the film transport direction, so in order to suck the return air, the upstream exhaust mechanisms E11 and E21 and the downstream exhaust mechanisms E12 and E22 are required. It is important to set the displacement amount from each to a value greater than zero. If either of the exhaust volumes is zero, the return air cannot be sucked in by the upstream exhaust mechanisms E11, E21 or the downstream exhaust mechanisms E12, E22, and the air blown from the blowing nozzles 11, 22 passes through the connecting part 4 to the tenter oven.
  • the amount of exhaust from the exhaust mechanisms E11, E12, E21, and E22 is as follows:
  • the airflow that flows inside the airflow control device 2 from the upstream side in the film transport direction to the downstream side, or the airflow that flows from the downstream side to the upstream side in the film transport direction, is defined as the airflow when the airflow is stopped, and the airflow is set on the side into which the airflow flows.
  • the exhaust volume from one exhaust mechanism is adjusted to be greater than the exhaust volume from the other exhaust mechanism. As a result, not only the return air but also the MD flow flowing into the airflow control device 2 is sucked, which prevents temperature unevenness in the tenter oven 3 and hot air from the tenter oven 3 from leaking into the external space. Can be done.
  • the air is emitted from the blow-off nozzles 11 and 22. Since the returned air can also be tilted toward the side into which the airflow flows, the return air on the side opposing the MD flow becomes stronger, further increasing the MD flow blocking effect.
  • the total amount of exhaust gas exhausted from the exhaust mechanisms E11, E12, E21, and E22 is adjusted to be greater than the amount of air emitted from the blow-off nozzles 11 and 22.
  • the return air is easily sucked from the exhaust mechanisms E11, E12, E21, and E22, and the air blown from the blowing nozzles 11 and 22 flows into the tenter oven 3 through the connection part 4, causing temperature unevenness in the tenter oven 3. It is possible to prevent the hot air from the blow-off nozzles 11 and 21 from leaking into the external space from the airflow control device 2 and deteriorating the working environment.
  • the MD flow caused by the pressure difference between the external space and the tenter oven 3 is also sucked from the exhaust mechanisms E11, E12, E21, and E22, the MD flow flows into the tenter oven 3 and causes temperature unevenness in the tenter oven 3. It is possible to prevent the hot air from the tenter oven 3 from flowing out into the outside space and deteriorating the working environment.
  • the air blown toward the film 100 from the blowing nozzles 11 and 22 may be blown out while tilting toward the side from which the airflow flows when stopped, with respect to the direction perpendicular to the film 100 (film passing surface). Good (for example, see Figure 2). This makes it possible to strengthen the return air on the side opposing the MD flow, further increasing the MD flow blocking effect.
  • the blow-off nozzles 11 and 22 may be an inclined nozzle that controls the shape of the blow-off opening or the air flow inside the nozzle and blows out tilted toward the side into which the air flow flows, or a mechanism that can adjust the direction of air blow-out. It is preferable to have the following.
  • the blow-off opening In order to control the shape of the blow-off opening and the air flow inside the nozzle, it may have, for example, a mechanism for adjusting the gap between the blow-off openings, a slide mechanism, a valve, or a damper for moving the position of the internal structure of the nozzle.
  • the mechanism that can adjust the air blowing direction may be any mechanical element that can adjust the angle of the blowing nozzles 11, 22, such as a stage, shaft, gear, joint, hinge, rail, pin, jack, air cylinder, etc. , hydraulic cylinder, etc., in combination.
  • the temperature inside the airflow control device 2 and the tenter oven 3 is high in order to heat the film 100 to a desired temperature, so the air blowing direction is directed to the outside space of the airflow control device. It is preferable to be able to adjust from
  • the direction of the airflow flowing inside the airflow control device 2 depends on the transport speed of the film 100, the pressure difference between the tenter oven 3 and the external space, that is, the difference between the air volume supplied to the tenter oven 3 and the air volume exhausted, and the difference in the air volume of the external space.
  • the air blowing direction changes depending on the air conditioning, it is not limited to the blowing nozzle equipped with the above-mentioned mechanism that can adjust the blowing direction of air, but also the blowing nozzle that blows out at an angle to the upstream side in the conveying direction FR of the film 100 and the blowout nozzle that blows out at an angle to the downstream side.
  • One or more pairs of nozzles may be provided, and after detecting the direction of the airflow, a blowout nozzle that blows air toward the side into which the airflow flows may be selected and used.
  • the present invention is a device for separating the airflow between the inlet and/or outlet of the tenter oven 3 and the airflow outside the tenter oven 3 to control the airflow. Therefore, if the airflow control device 2 is installed adjacent to the inlet of the tenter oven 3 on the upstream side in the film transport direction, the temperature of the air blown from the blowout nozzles 11 and 22 will be higher than the temperature of the film 100 at the inlet of the airflow control device 2. is preferred. This prevents the film 100 from being excessively cooled and causing problems in the preheating process within the tenter oven 3.
  • the temperature of the air blown from the blowing nozzles 11 and 22 should be lower than the temperature of the film 100 at the outlet of the tenter oven 3. is preferred. This prevents the film 100 from being heated and causing problems in the downstream process of the tenter oven 3. Further, the temperature of the air blown out from the blowing nozzles 11 and 22 is preferably below the glass transition temperature of the film 100. This avoids changes in the crystal structure of the thermoplastic resin.
  • a numerical analysis model was created that models the airflow control device of the present invention and the chambers that constitute the tenter oven main body, and the airflow control performance was evaluated by numerically calculating this model.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the airflow control device used in the example of the present invention in the film transport direction.
  • FIG. 3 shows the configuration of the lower half of the airflow control device 2 and the tenter oven 3, which are divided into upper and lower parts with the film transport surface as a boundary.
  • the airflow control device 2, the tenter oven 3, and the external space 50 are formed with vertically symmetrical shapes through the film 100. Assuming that, only the lower half was calculated.
  • the dimensions of each structure were as follows.
  • the airflow control device 2 had a length L2 in the film transport direction of 450 mm, a height H of 1000 mm, and had a blowing nozzle 22 installed inside.
  • the length L22 of the blow-off nozzle 22 in the film transport direction was 150 mm
  • the distance H22 between the blow-off nozzle 22 and the film 100 was 150 mm
  • a slit with a gap of 30 mm in the film transport direction was provided as a blow-off opening.
  • the exhaust mechanisms E21 and E22 had the same length in the film transport direction.
  • the tenter oven 3 had a length L3 of 1500 mm in the film transport direction, and blowing nozzles 31 to 35 were installed inside.
  • the external boundary 61 of the external space 50 and the internal boundary 62 of the tenter oven 3 are set as pressure boundaries, atmospheric pressure (0.1 MPa) is set at the external boundary 61 of the external space 50, and Atmospheric pressure -5 Pa was set at the internal boundary 62.
  • air at a temperature of 140°C is blown out from the opening at a wind speed of 15 m/sec, and the same amount of air as blown out from the blow-off nozzles 31 to 35 is delivered to the exhaust surfaces E31 to 36 of the tenter oven.
  • Boundary conditions were set to exhaust.
  • the transport speed of the film 100 was set at 150 m/min.
  • the effect of the airflow control device 2 was measured using the average temperature of the exhaust surface E31 located on the upstream side of the tenter oven 3 in the film transport direction FR.
  • the MD flow flowed at a rate of 1.6 m/sec in the film transport direction, and the average temperature of the exhaust surface E31 was 30°C (Comparative Example 1 ).
  • the blowout nozzle 22 has an air velocity of 15 m/sec, an air temperature of 30° C., an inclination angle ⁇ of 0 degrees, and the total amount of exhaust from the exhaust mechanisms E21 and E22 is the same as the amount of air blown out from the blowout nozzle 22.
  • the airflow control device 2 was able to block the MD flow flowing in from the external space 50 and prevent it from flowing into the tenter oven 3.
  • Example 2 is the same as Example 1 except that the same numerical analysis model as Example 1 was used and the total amount of exhaust from the exhaust mechanisms E21 and E22 was set to be 1.2 times the amount of air blown out from the blowout nozzle 22. I made it a parameter. Under these conditions, the average temperature of the exhaust surface E31 was 134°C. By blocking the MD flow flowing in from the external space 50 with the airflow control device 2 and discharging the air blown from the blowing nozzle 22 from the exhaust mechanisms E21 and E22, the air blown from the blowing nozzle 22 can also flow into the tenter oven 3. was suppressed, and the average temperature of the exhaust surface E31 also increased.
  • Example 3 In Example 3, the same numerical analysis model as in Example 1 was used, and the parameters were the same as in Example 1 except that the inclination angle ⁇ of the blow-off nozzle 22 was 10 degrees. Under these conditions, the average temperature of the exhaust surface E31 was 137°C. The air flow control device 2 blocked the MD flow flowing in from the external space 50, and the air blown from the blow nozzle 22 was also suppressed from flowing into the tenter oven, and the average temperature of the exhaust surface 31 also increased.
  • Example 4 In Example 4, the same numerical analysis model as in Example 1 was used, the inclination angle ⁇ of the blow-off nozzle 22 was set to 10 degrees, and the total exhaust volume from the exhaust mechanisms E21 and E22 was set to 1.2 times the air volume blown out from the blow-off nozzle 22. The parameters were the same as in Example 1 except for the air volume. Under these conditions, the average temperature of the exhaust surface 31 was 140°C. By blocking the MD flow flowing in from the external space 50 with the airflow control device 2 and discharging the air blown from the blowing nozzle 22 from the exhaust mechanisms E21 and E22, the air blown from the blowing nozzle 22 can also flow into the tenter oven 3. This was suppressed, and no temperature unevenness occurred in tenter oven 3.
  • Comparative example 1 In Comparative Example 2, the same numerical analysis model as in Example 1 was used, and the parameters were the same as in Example 1, except that the wind speed of the blow-off nozzle 22 was set to 0 m/sec, and the exhaust air volume of the exhaust mechanisms E21 and E22 was set to zero. Under these conditions, the average temperature of the exhaust surface E31 was 30°C.
  • Comparative example 2 In Comparative Example 2, the same numerical analysis model as in Example 1 was used, and the parameters were the same as in Example 1 except that the exhaust air volume of the exhaust mechanism E22 was set to zero. Under these conditions, the average temperature of the exhaust surface E31 was 79°C. Although the airflow control device 2 was able to block the MD flow flowing in from the external space 50 and suppress it from flowing into the tenter oven 3, by setting the exhaust air volume of the exhaust mechanism E22 to zero, the tenter It was found that the amount of air blown from the blow-off nozzle 22 (air temperature 30° C.) flowing into the oven 3 was large, and the average temperature of the exhaust surface E31 was further reduced.
  • Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 From the results of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3, it was found that the air volume of the upstream exhaust mechanism and the downstream exhaust mechanism of the MD flow were both made larger than zero, and the air volume of the exhaust mechanism located on the upstream side of the MD flow was increased. It has been found that by increasing the air volume larger than that of the exhaust mechanism located on the downstream side, air with different set temperatures can be suppressed from flowing into the tenter oven, and temperature unevenness in the tenter oven can be improved.
  • the airflow control device and stretched film manufacturing method of the present invention reduce temperature unevenness in the film, make it possible to manufacture a thermoplastic film with uniform widthwise characteristics and thickness, and also make it possible to produce a thermoplastic film with uniform properties and thickness in the film width direction. This not only makes it possible to reduce the energy consumption required to maintain the temperature when heating the tenter oven, but also prevents the high-temperature air inside the tenter oven from blowing out to the outside, worsening the working environment around the tenter oven, and preventing film damage. This is useful in preventing a decrease in productivity.

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Abstract

本発明の気流制御装置は、フィルムが搬入される入口と搬出される出口とを有するテンターオーブンの、当該入口のフィルム搬送方向上流側および／または当該出口のフィルム搬送方向下流側に隣り合って設置される気流制御装置であって、当該気流制御装置の内部に、吹出しノズルと上流側排気機構および下流側排気機構を備え、当該上流側排気機構および当該下流側排気機構からのエアの排出、ならびに前記吹出しノズルからのエアの吹き出しを止めている状態において、当該気流制御装置の内部をフィルム搬送方向上流側から下流側に向けて、またはフィルム搬送方向下流側から上流側に向けて流れる気流を停止時の気流として、当該上流側排気機構および当該下流側排気機構からの排気量がそれぞれゼロよりも大きく、当該上流側排気機構または当該下流側排気機構のうち、前記停止時の気流が流れ込んでくる側に位置する排気機構からの排気量が、他方の排気機構からの排気量よりも多くなる、ように調整される。

Description

気流制御装置および延伸フィルムの製造方法
　本発明は、気流制御装置および延伸フィルムの製造方法に関する。
　熱可塑性樹脂からなる延伸フィルムの製造方法として逐次二軸延伸法や同時二軸延伸法が知られている。逐次二軸延伸法では、熱可塑性樹脂からなる未延伸フィルムをその長手方向に延伸することにより一軸延伸フィルムを得た後、得られた一軸延伸フィルムをテンターオーブンに導入して、その中で、その幅方向に延伸する。同時二軸延伸法では、熱可塑性樹脂からなる未延伸フィルムをテンターオーブンに導入して、テンターオーブン内で、その長手方向およびその幅方向に同時に延伸する。
　熱可塑性樹脂からなる延伸フィルムは、包装用途をはじめとして、各種工業材料用途などに広く用いられている。中でも、ポリエステル、ポリオレフィンやポリアミド樹脂の逐次二軸延伸フィルムは、その優れた機械的特性、熱的特性、電気的特性等により、未延伸フィルムでは使用に耐えない用途に広く使用され、需要量も増加している。
　熱可塑性樹脂からなる延伸フィルムを製造するためのテンターオーブンの問題点として、テンターオーブンを構成する室でエアの循環が完結せず、設定温度の異なるエアが隣接する室へ流れ込んだり、テンターオーブンの室外から外気がオーブン内へ流れ込んだり、テンターオーブンの室内のエアがオーブンの外に吹き出したりする現象がある。これらはいずれもフィルムの搬送方向にエアが流れる現象であり、このようなエアの流れは、ＭＤ（Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）流と呼ばれている。ＭＤ流は、フィルムが搬送される際の随伴気流や、テンターオーブン内へ供給される加温されたエアの給気量とテンターオーブン内から排出されるエアの排気量との差等に起因して発生する。
　ＭＤ流が発生すると、室外から流れ込んだ異なる温度のエアがフィルムの近傍を流れながら、室内の加熱エアと混ざるため、フィルムを加熱する効率にムラが生じ、フィルムに大きな温度ムラが生じる。テンターオーブンでは、フィルムを所望の温度まで昇温する予熱工程、フィルムを所望の幅まで拡幅する延伸工程、フィルムを所望の温度で熱処理する熱固定工程、およびフィルムを所望の温度まで冷却する冷却工程の少なくとも１つの工程が行われる。これらのいずれかの工程でフィルムに温度ムラが生じると、フィルムの厚みムラおよび特性ムラの原因にもなり、製品の品質が低下する。製品の品質が低下する以外にも、テンターオーブン内でフィルム破れが発生し、生産性が低下することがある。
　雰囲気温度の異なるＭＤ流が隣室に流出入することを防ぐ技術として、特許文献１には、テンターオーブンに隣接して設けられた気流制御装置内部の噴き出しノズルでフィルム面に向かってエアを噴き出し、エアカーテンによってＭＤ流を遮断する技術が開示されている。特許文献２には、テンターオーブン中間室に設けられた噴射ノズルで加熱ゾーンからフィルムと共に中間室に流入する伴走エアを遮断する技術が開示されている。
国際公開第２０１７／１１５６５４号 特開２００３－３９５４３号公報
　特許文献１に開示されている方法では、テンターオーブン入口やテンターオーブン出口から気流制御装置内部に流入するＭＤ流を遮断することはできるが、フィルムに対して加温した垂直噴流を吹き当ててＭＤ流を遮断する思想であり、特に、ＭＤ流が大きい場合などは吹出しノズルからの吹出し風速を大きくする必要があるため、気流制御装置の効果を最大限に発揮しつつ、吹出しノズルから吹き出す熱風の加熱に要するエネルギーを小さくするためには改良の余地があった。
　特許文献２に開示されている方法では、フィルム搬送方向に流れるＭＤ流は遮断できても、フィルム搬送方向とは反対方向に流れるＭＤ流（逆ＭＤ流）は遮断できない場合があり、逆ＭＤ流によって倒されて遮断能力が低下した傾斜ノズルの吹き出しエアと共に伴走エアが隣室に流れ込んでテンターオーブンの温度ムラを発生させており、この解決が課題であった。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、テンターオーブンにおけるエアの流入・流出を抑制すると共に、テンターオーブンを所望の温度に保持するために必要なエネルギーや、吹出しノズルから吹き出すエアを加熱したりするために必要なエネルギーを削減することができる気流制御装置を提供する。
　上記課題を解決する本発明の気流制御装置は、フィルムが搬入される入口と搬出される出口とを有するテンターオーブンの、当該入口のフィルム搬送方向上流側および／または当該出口のフィルム搬送方向下流側に隣り合って設置される気流制御装置であって、
当該気流制御装置の内部に、
搬送されるフィルムにエアを吹き出す吹出しノズルであって、フィルム通過面を挟んで対向する少なくとも一対の吹出しノズルと、
当該気流制御装置の内部のエアを排出する排気機構であって、上記一対の吹出しノズルよりもフィルム搬送方向上流側にあり、フィルム通過面を挟んで対向する少なくとも一対の上流側排気機構と、
当該気流制御装置の内部のエアを排出する排気機構であって、上記一対の吹出しノズルよりもフィルム搬送方向下流側にあり、フィルム通過面を挟んで対向する少なくとも一対の下流側排気機構と、を備え、
上記上流側排気機構と上記下流側排気機構が、
当該上流側排気機構および当該下流側排気機構からのエアの排出、ならびに上記吹出しノズルからのエアの吹き出しを止めている状態において、当該気流制御装置の内部をフィルム搬送方向上流側から下流側に向けて、またはフィルム搬送方向下流側から上流側に向けて流れる気流を停止時の気流として、
当該上流側排気機構および当該下流側排気機構からの排気量がそれぞれゼロよりも大きく、
当該上流側排気機構または当該下流側排気機構のうち、上記停止時の気流が流れ込んでくる側に位置する排気機構からの排気量が、他方の排気機構からの排気量よりも多くなる、ように調整されている。
　本発明の気流制御装置は、上記上流側排気機構および上記下流側排気機構が、当該上流側排気機構と当該下流側排気機構からの総排気量が、上記吹出しノズルからの吹出し量よりも多くなるように調整されていることが好ましい。
　本発明の気流制御装置は、上記吹出しノズルが、当該吹出しノズルからフィルム通過面へ垂直に向かう方向よりも、上記停止時の気流が流れ込んでくる側に傾いてエアを吹き出すことが好ましい。
　本発明の気流制御装置は、上記吹出しノズルが、エアの吹き出し方向を調整できる機構を備えることが好ましい。
　本発明のフィルム製造方法は、テンターオーブンと、当該テンターオーブンの入口のフィルム搬送方向上流側および／または出口のフィルム搬送方向下流側に隣り合って設置された気流制御装置とのそれぞれにフィルムを通過させ、
上記気流制御装置において、上記吹出しノズルから走行するフィルムに向かってエアを吹き付けながら、上記上流側排気機構および上記下流側排気機構で当該気流制御装置内のエアを排出し、
上記テンターオーブンにおいて、走行するフィルムを加熱しながら延伸する。
　本発明によれば、室外からテンターオーブン内に温度の異なるエアが流入することや、テンターオーブンからエアが流出することを抑制することができると共に、テンターオーブンを所望の温度に保持するために必要なエネルギーや、吹出しノズルから吹き出すエアを加熱するために必要なエネルギーを削減することができる。
図１は、本発明の一実施形態に係る気流制御装置を備えるフィルム製造装置の概略構成を示す図である。 図２は、本発明の別の実施形態に係る気流制御装置を備えるフィルム製造装置の概略構成を示す図である。 図３は、本発明の実施例に用いた気流制御装置のフィルム搬送方向の断面図である。
　以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。
　図１は、本発明の一実施の形態に係る気流制御装置を備えるフィルム製造装置の概略構成を示す図である。図１に示すフィルム製造装置１は、気流制御装置２と、テンターオーブン３とを備える。フィルム製造装置１は、逐次二軸延伸法や同時二軸延伸法を採用する延伸フィルムの製造装置であり、熱可塑性樹脂からなるフィルム１００をテンターオーブン３に導入して、テンターオーブン３内で、フィルム１００の長手方向および幅方向の少なくとも一方を延伸する。なお、図１において、フィルム１００の長手方向は、フィルム１００の搬送方向ＦＲであり、図の左右方向に相当する。フィルム１００の幅方向（フィルム幅方向）は、フィルムの長手方向および厚さ方向（紙面上下方向）と直交する方向であり、紙面と直交する方向に相当する。また、図１では、フィルム１００がフィルム通過面と一致している例を示している。
　一般に、テンターオーブン３はフィルム１００を所望の温度まで昇温する予熱工程と、フィルム１００を所望の幅まで拡幅する延伸工程と、フィルム１００を所望の温度で熱処理する熱固定工程と、フィルム１００を所望の温度まで冷却する冷却工程の、少なくとも１つの工程を有しており、各工程のフィルム１００の温度は、予め所望の温度に加熱したエアを、テンターオーブン３に設置された吹出しノズルを介してフィルムに吹き付けることで調整することができる。本発明に適用できるフィルム１００には特に限定はなく、テンターオーブン３で加熱および延伸される公知の熱可塑性樹脂フィルムが適用できる。
　気流制御装置２は、箱状体２０を有し、フィルム１００の搬送方向に対してテンターオーブン３に隣り合って設置されている。箱状体２０は、フィルム１００の搬送方向ＦＲの一端が連結部４に連結し、他端にはフィルム１００を外部から搬入もしくは外部に搬出するための開口が形成される。また、箱状体２０の内部には、フィルム１００の一方の面（図１では上面）に対向して設けられる吹出しノズル１１および排気機構Ｅ１１、Ｅ１２と、フィルム１００の他方の面（図１では下面）に対向して設けられる吹出しノズル２２および排気機構Ｅ２１、Ｅ２２をそれぞれ有する。吹出しノズル１１、２２は、フィルム１００の向かい合う面に対してエアを吹き出す。排気機構Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ２１、Ｅ２２は箱状体２０の内部を流れるエアを吸引する。なお、図１において、吹出しノズル１１、２２と排気機構Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ２１、Ｅ２２とは一体の構成で示しているが、両者の間に隙間を設けてもよい。
　気流制御装置２には、吹出しノズル１１、２２へのエアの供給源として、ブロアＢ１、Ｂ２と、熱交換器Ｈ１、Ｈ２と、ダクトＤ１１１、Ｄ１１２、Ｄ２２１、Ｄ２２２とが設けられる。排気機構Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ２１、Ｅ２２からのエアの吸引源として、ブロアＢ３、Ｂ４とダクトＤ１３１、Ｄ１３２、Ｄ１３３、Ｄ２４１、Ｄ２４２、Ｄ２４３とが設けられる。排気機構Ｅ１１とＥ１２から吸引するエア量を調整するため、ダクトＤ１３１、Ｄ１３２には風量調整機構（図示略）が設けられている。同様に、排気機構Ｅ２１とＥ２２から吸引するエア量を調整するため、ダクトＤ２４１、Ｄ２４２には風量調整機構（図示略）が設けられている。ダクトＤ１３１、Ｄ１３２およびＤ２４１、Ｄ２４２に設けられる風量調整機構は特に限定されないが、例えば、ダンパー、バルブ、弁、オリフィスなどである。
　吹出しノズル１１、２２から吹き出されたエアの流れを、吹出しノズル２２を代表として説明する。ブロアＢ２と熱交換機Ｈ２を経て吹出しノズル２２に供給された熱風は、エア吹出し開口部２２２からフィルム１００に向かって吹き付けられる。フィルムに吹き付けられたエアはフィルム１００に衝突し、フィルム搬送方向上流側と下流側に流れの向きを変えてリターンエアとなり、排気機構Ｅ２１と排気機構Ｅ２２から吸引される。同様に、吹出しノズル１１のエア吹出し開口部１１１から吹き出されたエアも排気機構Ｅ１１と排気機構Ｅ１２から吸引される。
　なお、図１では吹出しノズル１１、２２に吹き出しエアを供給するダクトと、排気機構Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ２１、Ｅ２２から吸引したエアを排出するダクトとは繋がっていないが、吹出しノズル１１、２２のダクトと排気機構Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ２１、Ｅ２２のダクトとを別のダクト（図示略）等で接続し、排気機構Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ２１、Ｅ２２から吸引したエアの一部を吹出しノズル１１、２２に供給してもよい。特に、排気機構Ｅ１２、Ｅ２２から吸引したエアの一部はテンターオーブン３の熱風を含んでおり、これを吹出しノズル１１、２２のダクトラインに供給することで熱的損失を抑え、吹出しノズル１１、２２から吹き出すエアを加熱するのに要するエネルギーを削減することができる。このとき、吹出しノズル１１、２２と排気機構Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ２１、Ｅ２２とを繋ぐダクトには風量調整機構を設け、所望の風量になるように調整することが好ましい。
　本実施の形態において、排気機構Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ２１、Ｅ２２から吸引されるエア量はゼロよりも大きくなるように調整される。上述の通り、フィルム１００に衝突したエアはフィルム搬送方向上流側と下流側に流れの向きを変えるため、リターンエアを吸引するためには上流側排気機構Ｅ１１、Ｅ２１および下流側排気機構Ｅ１２、Ｅ２２からの排気量はそれぞれゼロよりも大きく設定することが肝要である。いずれかの排気量がゼロの場合、リターンエアを上流側排気機構Ｅ１１、Ｅ２１や下流側排気機構Ｅ１２、Ｅ２２で吸引できず、吹出しノズル１１、２２の吹き出しエアが連結部４を通ってテンターオーブン３内に流入してテンターオーブン３に温度ムラを発生させたり、吹出しノズル１１、２２の熱風が気流制御装置２から外部空間に漏れ出して外部空間の作業環境が悪化したりするため好ましくない。
　さらに、排気機構Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ２１、Ｅ２２からの排気量は、排気機構Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ２１、Ｅ２２からのエアの排出、ならびに吹出しノズル１１、２１からのエアの吹き出しを止めている状態において、気流制御装置２の内部をフィルム搬送方向上流側から下流側に向けて流れる気流、またはフィルム搬送方向下流側から上流側に向けて流れる気流を停止時の気流として、当該気流が流れ込んでくる側に位置する排気機構からの排気量が、他方の排気機構からの排気量よりも多くなるように調整される。これにより、リターンエアだけでなく、気流制御装置２に流入するＭＤ流も吸引されるため、テンターオーブン３の温度ムラが発生することや外部空間にテンターオーブン３の熱風が漏れ出すことを防ぐことができる。また、該気流が流れ込んでくる側に位置する排気機構から排気される排気量を、他方の排気機構から排気される排気量よりも多くなるように調整することで、吹出しノズル１１、２２から吹き出されたエアも上記気流が流れ込んでくる側に向けて傾けることができるため、ＭＤ流に対抗する側のリターンエアが強くなり、ＭＤ流遮断効果がさらに高まる。
　排気機構Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ２１、Ｅ２２から排気される総排気量は、吹出しノズル１１、２２からの吹出し量よりも多くなるように調整されることが好ましい。これにより、リターンエアが排気機構Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ２１、Ｅ２２から吸引されやすくなり、吹出しノズル１１、２２の吹き出しエアが連結部４を通ってテンターオーブン３内に流入してテンターオーブン３に温度ムラを発生させたり、吹出しノズル１１、２１の熱風が気流制御装置２から外部空間に漏れ出して作業環境が悪化したりすることを防ぐことができる。さらに、外部空間とテンターオーブン３との圧力差によって生じるＭＤ流も、排気機構Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ２１、Ｅ２２から吸引されるため、ＭＤ流がテンターオーブン３内に流入してテンターオーブン３に温度ムラを発生させたり、テンターオーブン３の熱風が外部空間に流出して作業環境が悪化したりすることを防ぐことができる。
　吹出しノズル１１、２２からフィルム１００に向かって吹き出されるエアは、フィルム１００（フィルム通過面）へ垂直に向かう方向に対し、上記停止時の気流が流れ込んでくる側に向かって傾けながら吹き出してもよい（例えば、図２参照）。これにより、ＭＤ流に対抗する側のリターンエアを強くすることができるため、ＭＤ流遮断効果がさらに高まる。この場合の吹出しノズル１１、２２としては、吹出し開口の形状やノズル内部のエア流れを制御して上記気流が流れ込んでくる側に向かって傾いて吹き出す傾斜ノズルや、エアの吹き出し方向を調整できる機構を備えたものが好ましい。吹出し開口の形状やノズル内部のエア流れを制御するため、例えば、吹出し開口の間隙を調節する機構や、ノズル内部構造の位置を動かすスライド機構や弁、ダンパーを有していてもよい。エアの吹き出し方向を調整できる機構は、一般的な機械要素を用いて吹出しノズル１１、２２の角度を調整できればよく、例えば、ステージ、軸、歯車、ジョイント、ヒンジ、レール、ピン、ジャッキ、エアシリンダ、油圧シリンダ等のいずれか１つ以上を組み合わせて構成される。フィルム１００を製造しているときはフィルム１００を所望の温度に加熱するために気流制御装置２およびテンターオーブン３の内部は温度が高くなっていることから、エア吹出し方向は気流制御装置の外部空間から調整できることが好ましい。
　対向する吹出しノズル１１、２２および排気機構Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ２１、Ｅ２２は一対でも効果があるが、複数対あるとさらに効果が高まる。特に、気流制御装置２の内部を流れる気流の向きはフィルム１００の搬送速度や、テンターオーブン３と外部空間との圧力差、すなわちテンターオーブン３に供給する風量と排気する風量の差や外部空間の空調で変化するため、上述のエアの吹出し方向を調整できる機構を備えた吹き出しノズルに限らず、フィルム１００の搬送方向ＦＲの上流側に傾斜して吹き出す吹出しノズルと下流側に傾斜して吹き出す吹出しノズルを各一対以上設け、上記気流の向きを検出した上で、上記気流が流れ込んでくる側に向かってエアを吹き出す吹出しノズルを選択して使用してもよい。
　本発明は、テンターオーブン３の入口および／または出口と、テンターオーブン３室外の気流を分断し、気流制御するための装置である。そのため、テンターオーブン３入口のフィルム搬送方向上流側に隣り合って気流制御装置２を設置した場合、吹出しノズル１１、２２から吹き出すエア温度は、気流制御装置２の入口におけるフィルム１００の温度より高いことが好ましい。これにより、フィルム１００を過剰に冷却し、テンターオーブン３内の予熱工程に不具合が生じることを防ぐ。また、テンターオーブン３出口のフィルム搬送方向下流側に隣り合って気流制御装置２を設置した場合、吹出しノズル１１、２２から吹き出すエア温度は、テンターオーブン３の出口におけるフィルム１００の温度よりも低いことが好ましい。これにより、フィルム１００を加熱し、テンターオーブン３の下流工程に不具合が生じることを防ぐ。また、吹出しノズル１１、２２から吹き出すエアの温度は、フィルム１００のガラス転移温度以下であることが好ましい。これにより、熱可塑性樹脂の結晶構造が変化することを避ける。
　以下、実施例によって、さらに発明を詳細に説明する。なお、本実施例により本発明が限定して解釈されるわけではない。
　まず、本発明による効果の評価方法について説明する。本発明の気流制御装置とテンターオーブン本体を構成する室をモデル化した数値解析モデルを作成し、これを数値的に計算して気流制御性能を評価した。
　図３は、本発明の実施例に用いた気流制御装置のフィルム搬送方向の断面図である。図３では、フィルム搬送面を境界として上下に分けたうち、気流制御装置２およびテンターオーブン３の下半分の構成を示している。気流制御装置２およびテンターオーブン３の内部気流を計算する上で、計算資源を節約するために、気流制御装置２、テンターオーブン３および外部空間５０は、フィルム１００を介して上下に対称な形状と仮定し、下半分のみを計算した。
　各構造の寸法を次の通りとした。気流制御装置２はフィルム搬送方向の長さＬ２を４５０ｍｍ、高さＨを１０００ｍｍとし、内部に吹出しノズル２２を設置した。吹出しノズル２２はフィルム搬送方向の長さＬ２２を１５０ｍｍ、吹出しノズル２２とフィルム１００との距離Ｈ２２を１５０ｍｍとし、吹出し開口としてフィルム搬送方向の間隙が３０ｍｍのスリットを設けた。排気機構Ｅ２１とＥ２２はフィルム搬送方向の長さが等しいものとした。テンターオーブン３はフィルム搬送方向の長さＬ３を１５００ｍｍ、内部に吹出しノズル３１～３５を設置した。吹出しノズル３１～３５はフィルム搬送方向の長さＬ３０を１００ｍｍ、ピッチＰ３を１５０ｍｍ、吹出しノズル３１～３５とフィルム１００との距離Ｈ３０を１５０ｍｍとし、吹出し開口として径１８ｍｍの孔をフィルム搬送方向に各３列設けた。気流制御装置２の入口およびテンターオーブン３の出口には高さＨ１０＝Ｈ２０＝１５０ｍｍの開口を設け、フィルム１００の幅方向長さを５００ｍｍとした。
　数値解析は、市販の汎用熱流体解析ソフトウェアである「ＳＴＡＲ－ＣＣＭ」（株式会社ＩＤＡＪ製）を用い、定常計算を行った。乱流の取り扱いにはｋ－ε乱流モデルを用い、壁近傍の乱流境界層の取り扱いには壁法則を用いた。上記ソフトウェアは、流体の運動方程式であるナヴィエ・ストークス方程式を有限体積法により解析するものである。もちろん、同様の解析ができるものであればどのような熱流体解析ソフトウェアを用いてもよい。
　解析空間の境界条件として、外部空間５０の外部境界６１およびテンターオーブン３の内部境界６２とを圧力境界とし、外部空間５０の外部境界６１に大気圧（０．１ＭＰａ）を設定し、テンターオーブンの内部境界６２に大気圧－５Ｐａを設定した。また、吹出しノズル３１～３５の境界条件として、開口部から風速１５ｍ／秒で１４０℃のエアが吹出し、テンターオーブンの排気面Ｅ３１～３６には、吹出しノズル３１～３５から吹き出した風量と同量を排気する境界条件を設定した。フィルム１００の搬送速度は１５０ｍ／分を設定した。
　気流制御装置２の効果は、テンターオーブン３のフィルム搬送方向ＦＲの上流側に位置する排気面Ｅ３１の平均温度を指標とした。なお、気流制御装置２の全ての吹出しおよび排気機構を止めた状態において、ＭＤ流はフィルム搬送方向に１．６ｍ／秒で流れ、排気面Ｅ３１の平均温度は３０℃であった（比較例１を参照）。
　（実施例１）
　図３に示す気流制御装置において、吹出しノズル２２の吹出し風速１５ｍ／秒、風温３０℃、傾斜角度αを０ｄｅｇ、排気機構Ｅ２１、Ｅ２２からの総排気量は吹出しノズル２２から吹き出した風量と同量を排気し、排気機構Ｅ２１とＥ２２の排気比率をＥ２１：Ｅ２２＝７５％：２５％とした。この条件において、排気面Ｅ３１の平均温度は９２℃であった。気流制御装置２によって、外部空間５０から流入したＭＤ流を遮断し、テンターオーブン３に流入することを抑制できた。一方で、排気機構Ｅ２１で吹出しノズル２２の吹出しエアと共にテンターオーブン３に流入するＭＤ流も吸引したため、吹出しノズル２２の吹出しエア（風温３０℃）の一部がテンターオーブン３に流入し、排気面Ｅ３１の平均温度が低下していることが分かった。
　（実施例２）
　実施例２では、実施例１と同じ数値解析モデルを用い、排気機構Ｅ２１、Ｅ２２からの総排気量を吹出しノズル２２から吹き出した風量の１．２倍の風量とした以外は実施例１と同じパラメータにした。この条件において、排気面Ｅ３１の平均温度は１３４℃であった。気流制御装置２で外部空間５０から流入したＭＤ流を遮断すると共に、吹出しノズル２２の吹出しエアを排気機構Ｅ２１、Ｅ２２から排出することで吹出しノズル２２の吹出しエアがテンターオーブン３に流入することも抑制され、排気面Ｅ３１の平均温度も上昇した。
　（実施例３）
　実施例３では、実施例１と同じ数値解析モデルを用い、吹出しノズル２２の傾斜角度αを１０ｄｅｇとした以外は実施例１と同じパラメータにした。この条件において、排気面Ｅ３１の平均温度は１３７℃であった。気流制御装置２で外部空間５０から流入したＭＤ流を遮断すると共に、吹出しノズル２２の吹出しエアがテンターオーブンに流入することも抑制され、排気面３１の平均温度も上昇した。
　（実施例４）
　実施例４では、実施例１と同じ数値解析モデルを用い、吹出しノズル２２の傾斜角度αを１０ｄｅｇ、排気機構Ｅ２１、Ｅ２２からの総排気量を吹出しノズル２２から吹き出した風量の１．２倍の風量とした以外は実施例１と同じパラメータにした。この条件において、排気面３１の平均温度は１４０℃であった。気流制御装置２で外部空間５０から流入したＭＤ流を遮断すると共に、吹出しノズル２２の吹出しエアを排気機構Ｅ２１、Ｅ２２から排出することで吹出しノズル２２の吹出しエアがテンターオーブン３に流入することも抑制され、テンターオーブン３で温度ムラは発生しなかった。
　（比較例１）
　比較例２では、実施例１と同じ数値解析モデルを用い、吹出しノズル２２の風速を０ｍ／秒、排気機構Ｅ２１、Ｅ２２の排気風量をゼロとした以外は実施例１と同じパラメータにした。この条件において、排気面Ｅ３１の平均温度は３０℃であった。
　（比較例２）
　比較例２では、実施例１と同じ数値解析モデルを用い、排気機構Ｅ２２の排気風量をゼロとした以外は実施例１と同じパラメータにした。この条件において、排気面Ｅ３１の平均温度は７９℃であった。気流制御装置２によって、外部空間５０から流入したＭＤ流を遮断し、テンターオーブン３に流入することを抑制できたが、排気機構Ｅ２２の排気風量をゼロにしたことで、実施例１よりもテンターオーブン３に流入した吹出しノズル２２の吹出しエア（風温３０℃）の風量が多く、排気面Ｅ３１の平均温度がさらに低下していることが分かった。
　（比較例３）
　比較例３では、実施例１と同じ数値解析モデルを用い、排気機構Ｅ２１とＥ２２の排気比率をＥ２１：Ｅ２２＝５０％：５０％とした以外は実施例１と同じパラメータにした。この条件において、排気面Ｅ３１の平均温度は６１℃であった。気流制御装置２によって、外部空間５０から流入したＭＤ流を遮断し、テンターオーブン３に流入することを抑制できたが、排気機構Ｅ２１からの排気比率を下げたことでフィルム搬送方向の下流側に流れる吹出しノズル２２の吹出しエア（風温３０℃）の風量が増えたため、実施例１よりもテンターオーブン３に流入した吹出しノズル２２の吹出しエアの風量も増え、排気面Ｅ３１の平均温度がさらに低下していることが分かった。
　実施例１と比較例１～３の結果より、ＭＤ流の上流側排気機構および下流側排気機構の風量をいずれもゼロより大きくし、かつ、ＭＤ流の上流側に位置する排気機構の風量を下流側に位置する排気機構の風量よりも大きくすることで、設定温度の異なるエアがテンターオーブンに流入することを抑制し、テンターオーブンの温度ムラを改善することが分かった。
　実施例２と実施例４の結果より、排気機構からの総排気量を吹出しノズルから吹き出した風量よりも大きくすることで、テンターオーブンの温度ムラ改善効果が高まることが分かった。
　実施例３と実施例４の結果より、吹出しノズルの吹き出しエアをＭＤ流の上流側に傾斜させることでテンターオーブンの温度ムラ改善効果が高まることが分かった。
　本発明の気流制御装置および延伸フィルムの製造方法は、フィルムの温度ムラを低減し、フィルムの幅方向の特性および厚みが均一な熱可塑性フィルムを製造することを可能とすると共に、フィルムを所望の温度まで加熱する際の温度を保持するのに必要な消費エネルギーの削減を可能にするばかりでなく、テンターオーブン内の高温エアが外部へ吹出し、テンターオーブン周囲の作業環境を悪化させることや、フィルムの生産性を低下させることを防止するのに有用である。
１　フィルム製造装置
２　気流制御装置
３　テンターオーブン
４　連結部
１１、２２、３１、３２、３３、３４、３５　吹出しノズル
２０　箱状体
５０　外部空間
６１　外部境界
６２　内部境界
１００　フィルム
１１１、２２２　開口部
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４　ブロア
Ｄ１１１、Ｄ１１２、Ｄ１３１、Ｄ１３２、Ｄ１３３、Ｄ２２１、Ｄ２２２、Ｄ２４１、Ｄ２４２、Ｄ２４３　ダクト
Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ２１、Ｅ２２、Ｅ３１、Ｅ３２、Ｅ３３、Ｅ３４、Ｅ３５、Ｅ３６排気機構
Ｈ１、Ｈ２　熱交換器
ＦＲ　フィルム搬送方向

Claims (5)

  1. 　フィルムが搬入される入口と搬出される出口とを有するテンターオーブンの、当該入口のフィルム搬送方向上流側および／または当該出口のフィルム搬送方向下流側に隣り合って設置される気流制御装置であって、
    　当該気流制御装置の内部に、
    　　　搬送されるフィルムにエアを吹き出す吹出しノズルであって、フィルム通過面を挟んで対向する少なくとも一対の吹出しノズルと、
    　　　当該気流制御装置の内部のエアを排出する排気機構であって、前記一対の吹出しノズルよりもフィルム搬送方向上流側にあり、フィルム通過面を挟んで対向する少なくとも一対の上流側排気機構と、
    　　　当該気流制御装置の内部のエアを排出する排気機構であって、前記一対の吹出しノズルよりもフィルム搬送方向下流側にあり、フィルム通過面を挟んで対向する少なくとも一対の下流側排気機構と、を備え、
    　前記上流側排気機構と前記下流側排気機構が、
    　　　当該上流側排気機構および当該下流側排気機構からのエアの排出、ならびに前記吹出しノズルからのエアの吹き出しを止めている状態において、前記気流制御装置の内部をフィルム搬送方向上流側から下流側に向けて、またはフィルム搬送方向下流側から上流側に向けて流れる気流を停止時の気流として、
    　　　当該上流側排気機構および当該下流側排気機構からの排気量がそれぞれゼロよりも大きく、
    　　　当該上流側排気機構または当該下流側排気機構のうち、前記停止時の気流が流れ込んでくる側に位置する排気機構からの排気量が、他方の排気機構からの排気量よりも多くなる、ように調整された、
    気流制御装置。
  2. 　前記上流側排気機構および前記下流側排気機構が、当該上流側排気機構と当該下流側排気機構からの総排気量が、前記吹出しノズルからの吹出し量よりも多くなるように調整された、請求項１に記載の気流制御装置。
  3. 　前記吹出しノズルが、当該吹出しノズルからフィルム通過面へ垂直に向かう方向よりも、前記停止時の気流が流れ込んでくる側に傾いてエアを吹き出す、請求項１に記載の気流制御装置。
  4. 　前記吹出しノズルが、エアの吹き出し方向を調整できる機構を備えた、請求項３に記載の気流制御装置。
  5. 　テンターオーブンと、当該テンターオーブンの入口のフィルム搬送方向上流側および／または出口のフィルム搬送方向下流側に隣り合って設置された請求項１～４のいずれかに記載の気流制御装置とのそれぞれにフィルムを通過させ、
    　前記気流制御装置において、前記吹出しノズルから走行するフィルムに向かってエアを吹き付けながら、前記上流側排気機構および前記下流側排気機構で当該気流制御装置内のエアを排出し、
    　前記テンターオーブンにおいて、走行するフィルムを加熱しながら延伸する、延伸フィルムの製造方法。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017115654A1 (ja) * 2015-12-28 2017-07-06 東レ株式会社 気流制御装置および延伸フィルムの製造方法
WO2018180565A1 (ja) * 2017-03-28 2018-10-04 東レ株式会社 気流制御装置および延伸フィルムの製造方法
WO2021075282A1 (ja) * 2019-10-17 2021-04-22 東レ株式会社 吹出しノズル

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