CN108367485B - 气流控制装置及拉伸膜的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明为相邻地设置于拉幅烘箱的入口的上游侧及/或出口的下游侧的具有箱状体的气流控制装置。在气流控制装置内，隔着膜设置有彼此对置的吹喷喷嘴，从吹喷喷嘴朝向膜吹喷空气，由此对空气的流动(向拉幅烘箱内流入，从拉幅烘箱中流出)进行阻断。此外，通过设置于吹喷喷嘴的上游侧和下游侧的排气机构，从而将从吹喷喷嘴喷出的多余空气排出。根据本发明，提供抑制空气从室外流入拉幅烘箱内、以及空气从拉幅烘箱流出至室外的气流控制装置。

Description

气流控制装置及拉伸膜的制造方法

技术领域

本发明涉及设置于拉幅烘箱(所述拉幅烘箱适于制造由热塑性树脂形成的拉伸膜)的入口及/或出口的气流控制装置、以及使用了该气流控制装置的由热塑性树脂形成的拉伸膜的制造方法。

背景技术

作为由热塑性树脂形成的拉伸膜的制造方法，逐次双轴拉伸法、同时双轴拉伸法是已知的。在逐次双轴拉伸法中，将由热塑性树脂形成的未拉伸膜沿其长度方向进行拉伸，由此得到单轴拉伸膜，然后，将得到的单轴拉伸膜导入拉幅烘箱中，在该拉幅烘箱中沿所述单轴拉伸膜的宽度方向进行拉伸。在同时双轴拉伸法中，将由热塑性树脂形成的未拉伸膜导入拉幅烘箱中，在该拉幅烘箱中沿所述未拉伸膜的长度方向及宽度方向同时进行拉伸。

由热塑性树脂形成的拉伸膜被广泛地用于以包装用途为代表的各种工业材料用途等中。其中，聚酯、聚烯烃、聚酰胺树脂的逐次双轴拉伸膜因其优异的机械特性、热特性、电特性等而被广泛应用于对于未拉伸膜而言不能耐受使用的用途中，需求量也在不断增加。

作为用于制造由热塑性树脂形成的拉伸膜的拉幅烘箱的问题点，存在下述现象：在构成拉幅烘箱的各个室内，空气循环未结束，设定温度不同的空气流入相邻的室，或者外部气体从拉幅烘箱的室外流入烘箱内，或者拉幅烘箱的室内的空气向烘箱外吹出。这些现象均为空气沿膜的行进方向流动的现象，这样的空气流动被称为MD(机械方向，MachineDirection)流。MD流是由于膜行进时的伴随气流、供给至拉幅烘箱内的经加热的空气的供给量与从拉幅烘箱内排出的空气的排出量的不平衡等而产生的。

当产生MD流时，从室外流入的温度不同的空气一边在膜附近流动，一边与从室内的吹喷喷嘴喷出的加热空气混合，因此，膜的加热效率产生不均，在膜中产生显著的温度不均。在拉幅烘箱中，进行下述工序中的至少一个工序：将膜升温至期望温度的预热工序；将膜扩宽至期望宽度的拉伸工序；以期望温度对膜进行热处理的热定型工序；及将膜冷却至期望温度的冷却工序。在上述任一工序中在膜中产生温度不均时，也会导致产生膜的厚度不均及特性不均，使得制品的品质下降。除制品的品质下降以外，有时还在拉幅烘箱内发生膜破损，使得生产率降低。

因外部气体从拉幅烘箱的室外流入烘箱内的MD流而会产生以下这样的影响。当温度低于室循环空气的设定温度的空气从拉幅烘箱外混入至循环空气时，将循环空气再加热至该室的设定温度所需的热交换器的能耗增加。另外，因MD流而使得从吹喷喷嘴的喷气开口喷出的空气丧失了朝向膜面的直进性，所吹喷的空气变得容易沿膜的行进方向流动，吹喷喷嘴原本的加热性能变得无法达到预期。在该状态下，为了维持加热性能，而必须增加吹喷空气的风量或升高温度，结果导致热交换器的能耗增加。

另外，因拉幅烘箱的室内空气向烘箱外吹出的MD流而会产生以下这样的影响。当在拉幅烘箱的室内被加热的空气向拉幅烘箱的室外吹出时，使得拉幅烘箱周围的作业区域的温度上升，因此拉幅烘箱周围的作业环境恶化，变得无法进行适当的拉幅烘箱的操作。此外，有时在向拉幅烘箱的室外吹出的空气中混入有来自膜的升华物，其在拉幅烘箱的室外析出并附着于膜面，成为异物缺陷，因此有时使得生产率降低。

为了防止因MD流而导致的空气从拉幅烘箱的室外流入、或者室内空气向拉幅烘箱的室外吹出，考虑了对拉幅烘箱内部的供给空气的量与排出空气的量的平衡进行调整的方法。但是，当对拉幅烘箱的一部分供给空气、排出空气的量进行变更时，会对拉幅烘箱整体的空气平衡产生影响，因此用于使供给空气与排出空气的平衡实现最优化的调整参数增多。由此，有时在因生产品种变更等而变更生产条件后，为了调整拉幅烘箱的供给空气的量和排出空气的量而需要耗费时间，使得生产率降低。

专利文献1公开了防止在膜的热处理区域中产生的升华物析出的方法。具体为下述方法：在横拉伸区域及/或热处理区域中的任意被分隔开的区域中，向膜下游侧吹喷加热空气，并且从设置于其上游侧的空气的排气区域将空气排出。

专利文献2公开了下述方法：将吹喷喷嘴(所述吹喷喷嘴具有平坦部、和与所述平坦部连续地进行设置的倾斜部)设置于相对于片材的行进面而言的上侧或下侧，使与片材面平行的空气流动，由此使片材稳定行进。利用该方法，能够使片材与吹喷喷嘴之间的间隙变窄，具有抑制热处理室的进出口的热进出的效果。

专利文献3公开了着眼于从吹喷喷嘴的喷气面至膜的通过面的距离、能抑制MD流的产生的拉幅烘箱的结构。

专利文献4公开了通过在拉伸机的输送进出口设置上下面的板状缓冲带从而防止高温空气从加热区域室流出至外部的结构。

专利文献5公开了下述方法：通过对泄露到膜干燥装置外的气化溶剂进行吸引，从而将膜干燥装置外的作业环境中的微粒量保持在一定水平以下。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭61-263727号公报

专利文献2：日本特开2005-8407号公报

专利文献3：国际公开2012/133152号

专利文献4：日本特开2009-269268号公报

专利文献5：日本特开2015-42388号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在专利文献1所公开的方法中，无法防止空气从拉幅烘箱室外流入烘箱内的MD流。由此，当MD流的温度低于室的循环空气的设定温度时，在膜附近流动的MD流与室内的从吹喷喷嘴所喷出的加热空气混合，因而在膜中产生显著温度不均。

在专利文献2所公开的方法中，由于使空气沿片材面平行地流动，因而MD流反而增加。由此，设置于拉幅烘箱室内的吹喷喷嘴原本的加热性能无法达到预期。

对于专利文献3所公开的结构而言，吹喷喷嘴设置于拉幅烘箱内部。由此，为了抑制从拉幅烘箱的进出口通过的空气的流入、吹出，需要对拉幅烘箱内部的供给空气的量与排出空气的量的平衡进行调整。但是，如前文所述，当对拉幅烘箱的一部分供给空气、排出空气的量进行变更时，会对拉幅烘箱整体的空气平衡产生影响，因而用于使供给空气与排出空气的平衡实现最优化的参数增多。结果，在进行品种变更等变更生产条件后，为了调整拉幅烘箱的供给空气的量和排出空气的量而需要耗费时间，因此生产率降低。

在专利文献4所公开的结构中，为了防止高温空气的流出，需要充分减小上下面的板状缓冲带的开口面积、增大流体阻力。由此，上下面的板状缓冲带可能与膜接触，在膜面上产生损伤，使得生产率降低。

专利文献5所公开的方法是与膜制造工序中的干燥装置相关的技术，相较于本发明的设置于拉幅烘箱的气流控制装置而言，要解决的课题、技术构思、发明效果均不同。即使将专利文献5所公开的方法应用于拉幅烘箱，也无法防止空气从拉幅烘箱的室外流入烘箱内的MD流。

为了解决上述各种问题，本发明提供抑制空气从室外流入拉幅烘箱内、空气从拉幅烘箱流出至室外的气流控制装置。

用于解决课题的手段

解决上述课题的本发明的气流控制装置为具有箱状体的气流控制装置，所述气流控制装置以与具有将膜搬入的入口和将膜搬出的出口的拉幅烘箱的、上述入口的膜行进方向上游侧及/或上述出口的膜行进方向下游侧相邻的方式进行设置，

上述气流控制装置在其内部具备：

至少一组的一对吹喷喷嘴，其用于向膜吹喷空气，并且以夹持膜通过面的方式而对置；

至少一组的一对上游侧排气机构，其将上述箱状体中的空气排出，且位于比上述一对吹喷喷嘴更靠膜行进方向上游侧的位置，并且以夹持膜通过面的方式而对置；

至少一组的一对下游侧排气机构，其将上述箱状体中的空气排出，且位于比上述一对吹喷喷嘴更靠膜行进方向下游侧的位置，并且以夹持膜通过面的方式而对置。

本发明的气流控制装置优选具有以下的各构成。

·具备多组上述一对吹喷喷嘴。

·具备多组上述一对上游侧排气机构及/或上述一对下游侧排气机构。

·上述吹喷喷嘴的喷气开口的形状为与膜宽度方向平行地延伸的狭缝形状、或者在膜宽度方向上并列有多个孔的形状，上述喷气开口喷出空气的方向与膜通过面所成的角度为大致直角。

·上述喷气开口与膜通过面之间的距离L、同上述喷气开口的狭缝在膜行进方向上的长度B满足L/B≤11，或者上述喷气开口与膜通过面之间的距离L、同上述喷气开口的孔的直径R满足L/R≤11。

·上述吹喷喷嘴由在膜的宽度方向上形成配合结构的多个壳体形成，且具有在膜宽度方向上伸缩的机构。

对于解决上述课题的本发明的拉伸膜的制造方法而言，其中，使膜分别从拉幅烘箱、和以与拉幅烘箱的入口的膜输送方向上游侧及/或拉幅烘箱出口的膜输送方向下游侧相邻的方式进行设置的本发明的气流控制装置中通过，

上述气流控制装置中，一边从上述吹喷喷嘴朝向行进的膜吹喷空气，一边利用上述上游侧排气机构及上述下游侧排气机构将气流控制装置内的空气排出，

上述拉幅烘箱中，一边对行进的膜进行加热一边进行拉伸。

对于本发明的拉伸膜的制造方法而言，优选实施以下的方法。

·以与上述拉幅烘箱入口的膜输送方向上游侧相邻的方式设置上述气流控制装置，并使得从上述吹喷喷嘴喷出的空气的温度为上述拉幅烘箱的入口处的拉幅烘箱室外的空气的温度以上且膜的玻璃化转变温度以下。

·以与上述拉幅烘箱出口的膜输送方向下游侧相邻的方式设置上述气流控制装置，并使得从上述吹喷喷嘴喷出的空气的温度为上述拉幅烘箱的出口处的拉幅烘箱室外的空气的温度以上且膜的玻璃化转变温度以下。

发明的效果

根据本发明的气流控制装置，能够抑制空气从室外流入拉幅烘箱内、空气从拉幅烘箱流出至室外。通过该效果，期待可如下文所述那样消除由MD流引起的各种问题点。

(a)通过抑制温度与室循环空气的设定温度不同的空气从拉幅烘箱的室外流入，从而能够减少膜的温度不均，制造膜的宽度方向的特性均匀及厚度均匀的由热塑性树脂形成的拉伸膜。

(b)能够削减将膜加热至规定温度并保持该温度所需的能耗。

(c)能够防止在拉幅烘箱的室内被加热的空气向拉幅烘箱的室外吹出，能够防止拉幅烘箱周围的作业区域温度上升、或者拉幅烘箱周围的作业环境恶化。

(d)能够防止来自膜的升华物向拉幅烘箱的室外流出，并能够防止下述情况：升华物在室外析出并附着于膜面，形成异物缺陷，使得生产率降低。

(e)由于能够抑制MD流，因此对烘箱内部的供给空气的量与排出空气的量的平衡进行调整的时间得以减少，防止生产率降低。

附图说明

[图1]图1为本发明的气流控制装置的一个方式的膜行进方向的截面简图。

[图2]图2为图1所示的A1-A1箭头方向的截面简图。

[图3]图3为图2所示的A2-A2箭头方向的吹喷喷嘴的截面简图。

[图4a]图4a为图2所示的A2-A2箭头方向的吹喷喷嘴的截面简图。

[图4b]图4b为图2所示的符号17部分的放大图。

[图5]图5为图2所示的A3-A3箭头方向的截面简图。

[图6]图6为将构成本发明的气流控制装置的室进行模型化而得到的模型测试机的截面简图，其为表示实施例1～3中空气流动方式的图。

[图7a]图7a为图6所示的B1-B1箭头方向的平面简图。

[图7b]图7b为图7a所示的符号40部分的放大图。

[图8]图8为模型测试机的截面简图，其为表示实施例4中空气流动方式的图。

[图9a]图9a为图8所示的B2-B2箭头方向的平面简图。

[图9b]图9b为图9a所示的符号41部分的放大图。

[图10]图10为模型测试机的截面简图，其为表示比较例1中空气流动方式的图。

[图11]图11为图10所示的B3-B3箭头方向的平面简图。

[图12]图12为模型测试机的截面简图，其为表示比较例2中空气流动方式的图。

[图13]图13为图12所示的B4-B4箭头方向的平面简图。

[图14]图14为模型测试机的截面简图，其为表示比较例3中空气流动方式的图。

[图15]图15为图14所示的B5-B5箭头方向的平面简图。

[图16a]图16a为表示对图1所示的吹喷喷嘴N1、N2的喷出空气量进行调节的供气风挡(supply damper)46的截面简图。

[图16b]图16b为表示对图1所示的吹喷喷嘴N3、N4的喷出空气量进行调节的供气风挡46的截面简图。

[图17a]图17a为表示对图1所示的排气空腔(exhaust plenum)E1的排气风量进行调节的排气风挡47的截面简图。

[图17b]图17b为表示对图1所示的排气空腔E2的排气风量进行调节的排气风挡47的截面简图。

具体实施方式

对于本发明的拉幅烘箱的若干实施方式，参照附图进行说明。

参照图1和图2。图1为本发明的气流控制装置的一个方式的膜行进方向的截面简图。图2为图1所示的A1-A1箭头方向的截面简图。图1中，气流控制装置1以与膜行进方向上游侧相邻的方式设置于拉幅烘箱3的入口4。在气流控制装置1的内部中，以沿膜行进方向隔开间隔的方式设置有两个上侧吹喷喷嘴N1、N2。各吹喷喷嘴的喷气面21分别以相对于膜通过面2隔开间隔的方式与膜通过面2相对。

在膜通过面2的下表面侧，也以沿膜行进方向隔开间隔的方式设置有两个下侧吹喷喷嘴N3、N4。各吹喷喷嘴的喷气面21分别以相对于膜通过面2隔开间隔的方式与膜通过面2相对。

通常而言，吹喷喷嘴以壳体形式形成，在其内部具有从供给源供给的经加热的空气的流路，并且在其一面上沿壳体的长度方向(行进膜的宽度方向)具有上述喷气面21。

在吹喷喷嘴N1、N2、N3、N4的喷气面21上，设置有将经加热的空气喷出的喷气开口17。各喷气开口17以狭缝形式形成。向该吹喷喷嘴N1、N2、N3、N4供给热风，所述热风是利用鼓风机B1、B2进行供给、并利用热交换器H1、H2加热至设定温度而得到的。喷气开口17也可以不是狭缝形状，而是在膜宽度方向上并列有多个孔的形状。

以吹喷喷嘴N3为代表，对从吹喷喷嘴N1、N2、N3、N4喷出的空气的流动方式进行说明。供给的热风如喷气方向11那样，从喷气开口17被吹喷至在膜通过面2上行进的膜。该喷出的空气在整个喷嘴宽度方向上从喷气开口17均匀地喷出，形成空气幕(air curtain)。被喷出至膜的空气与膜碰撞，流动方向变为流向膜输送方向的上游侧和下游侧，成为回风(return air)12，并被吸引至排气机构8a和排气机构8c。从吹喷喷嘴N1、N2、N4喷出的空气也以同样的流动方式被吸引至排气机构。

对于从膜面的下侧通过而从装置外流入的空气10而言，其与在膜输送方向上产生的伴随流一同从气流控制装置的入口9通过而流入气流控制装置的箱状体内时，被由从吹喷喷嘴N3的喷气开口17喷出的空气所形成的空气幕阻断而改变流动方向，与回风12一同被吸引至排气机构8a。如上所述，通过将从装置外流入的空气10吸引至排气机构8a，从而能够防止下述情况：从装置外流入的空气10流进拉幅烘箱3中，在拉幅烘箱内产生温度不均。对于来自装置外的、从膜面的上侧通过而从入口9流入气流控制装置的箱状体内的空气而言，也是同样的。

另外，对于自拉幅烘箱流入的空气14而言，从膜面的上侧通过而从气流控制装置的出口13流入气流控制装置的箱状体内时，被由从吹喷喷嘴N2的喷气开口17喷出的空气所形成的空气幕阻断而改变流动方向，与回风16一同被吸引至排气机构8b。如上所述，通过将从拉幅烘箱流入的空气14吸引至排气机构8b，能够防止下述情况：在拉幅烘箱的室内被加热的空气吹出至拉幅烘箱的室外，使得拉幅烘箱周围的作业区域的温度上升，使得拉幅烘箱周围的作业环境恶化。进而，能够防止下述情况：来自膜的升华物在拉幅烘箱的室外析出并附着于膜面而导致形成异物缺陷，生产率降低。对于来自拉幅烘箱的、从膜面的下侧通过而从出口13流入气流控制装置的箱状体内的空气流而言，也是同样的。

如上文中说明的那样，吹喷喷嘴N1、N2以各自的喷气面21与膜通过面2相对的方式配置于膜通过面2的上表面侧，吹喷喷嘴N3、N4以各自的喷气面21与膜通过面2相对的方式配置于膜通过面2的下表面侧。另外，对于设置于膜通过面2的上侧和下侧的吹喷喷嘴而言，以各吹喷喷嘴的喷气面21隔着膜通过面2彼此对置的方式进行配置。具体而言，吹喷喷嘴N1与N3以彼此对置的方式进行配置，吹喷喷嘴N2与N4以彼此对置的方式进行配置。

如果仅在膜通过面2的上表面侧或下表面侧设置吹喷喷嘴，则在未设置有吹喷喷嘴的一侧，MD流容易流动，吹喷喷嘴的气流截断效果降低。

热塑性树脂膜与布帛这样的材料不同，空气难以在上表面与下表面之间透过。由此，若仅从膜通过面2的上表面侧或下表面侧吹喷空气，则因吹喷空气的风压而使得膜被吹起，膜的晃动(日语为“バタツキ”)增大。

为了防止膜晃动，在膜通过面2的上表面侧和下表面侧设置吹喷喷嘴，使得各吹喷喷嘴的喷气面21与膜通过面2相对，并使上表面侧的吹喷喷嘴的喷气面21与下表面侧的吹喷喷嘴的喷气面21隔着膜通过面2而彼此对置。通过使喷气面21对置，从而产生从上表面侧和下表面侧对膜的同一位置进行按压的效果，因此能够防止膜晃动。

所谓喷气面对置是指：在将上表面侧的吹喷喷嘴的喷气面投影至膜通过面2时的投影面、和将下表面侧的吹喷喷嘴的喷气面投影至膜通过面2时的投影面中，两个投影面中的至少一部分重叠的状态。更优选两个投影面处于完全重叠的状态。

以一对吹喷喷嘴的数目为n组来对该状态说明时，如下文所述。在膜通过面2的上表面侧设置有n个吹喷喷嘴，在膜通过面2的下表面侧也设置有n个吹喷喷嘴，各吹喷喷嘴的喷气面与膜通过面2相对，上表面侧的吹喷喷嘴的喷气面与下表面侧的吹喷喷嘴的喷气面彼此对置。

对于一对吹喷喷嘴的数目n组而言，即使n的值为1也有效果，但有多个时，效果进一步提高。n的值为1以上的整数即可，其上限没有特别限定，通常而言，n的值在300以下的范围内进行选择即可。

从吹喷喷嘴向膜通过面2喷出的空气与膜发生碰撞，改变流动方向而成为回风。为了维持空气平衡、形成期望的回风从而有效地进行吸引并排气，设置有至少一组的一对上游排气机构和至少一组的一对下游排气机构，其中，至少一组的一对上游排气机构位于比一对吹喷喷嘴更靠膜行进方向上游侧的位置，并且以夹持膜通过面2的方式而对置，至少一组的一对下游排气机构位于比一对吹喷喷嘴更靠膜行进方向下游侧的位置，并且以夹持膜通过面2的方式而对置。

需要说明的是，对于位于沿膜行进方向相邻地排列的2个吹喷喷嘴之间的排气机构而言，相对于膜行进方向上游侧的吹喷喷嘴而言成为下游侧排气机构，相对于膜行进方向下游侧的吹喷喷嘴而言成为上游侧排气机构。若以图1具体地进行说明，则排气机构8c相对于吹喷喷嘴N3而言为下游侧排气机构，相对于吹喷喷嘴N4而言为上游侧排气机构。排气机构8d相对于吹喷喷嘴N1而言为下游侧排气机构，相对于吹喷喷嘴N2而言为上游侧排气机构。

所谓上游排气机构及/或下游排气机构对置是指：在将上表面侧的排气机构投影至膜通过面2时的投影面、和将下表面侧的排气机构投影至膜通过面2时的投影面中，两个投影面中的至少一部分重叠的状态。更优选两个投影面处于完全重叠的状态。

以一对排气机构的数目为n+1组来对该状态进行说明时，如下文所述。在膜通过面2的上表面侧设置有n+1个排气机构，在膜通过面2的下表面侧也设置有n+1个排气机构，各排气机构与膜通过面2相对，上表面侧的排气机构与下表面侧的排气机构彼此对置。

对于一对排气机构的数目n+1组而言，即使n的值为1也有效果，但有多个时，效果进一步提高。n的值为1以上的整数即可，其上限没有特别限制，通常而言，n的值在300以下的范围内进行选择即可。

参照图3。图3为用于对气流控制装置的喷气方向11与膜通过面2所成的喷气角度23进行说明的图，其为图2所示的A2-A2箭头方向的吹喷喷嘴的截面简图。为了充分抑制MD流、确保对膜的加热、冷却或干燥的能力，喷气开口17喷出空气的方向即喷气方向11与膜通过面2所成的喷气角度23优选成直角。所谓喷气角度23成直角，是指喷气方向11与膜通过面2所成的喷气角度23在90±5°的范围内。通常，由于吹喷喷嘴的设置误差等，喷气角度23有时些许偏离90°。因此，优选的喷气角度23在90±5°的范围内。喷气角度23更优选在90±2°的范围内。

喷气角度23包括膜行进方向的下游侧的角度和膜行进方向的上游侧的角度，但此处所称的喷气角度23为膜行进方向的下游侧的角度。

需要说明的是，吹喷喷嘴的喷出开口17的形状为与膜宽度方向平行地延伸的狭缝形状、或者在膜宽度方向上并列有多个孔的形状。多个孔不限定于正圆，还包括椭圆形、长方形，只要在膜宽度方向上离散地并列有多个喷出空气的开口即可。通过上述方式，能够形成在膜宽度方向上延伸的空气幕。

参照图4a和图4b。图4a为用于说明吹喷喷嘴的喷气面21的喷气开口与膜通过面之间的距离L的图，其为图2所示的A2-A2箭头方向的吹喷喷嘴的截面简图。图4b为用于说明吹喷喷嘴的喷气开口的狭缝宽度B的图，其为图2所示的符号17部分的放大图。在从吹喷喷嘴喷出的空气中，存在速度核心区(potential core)和紊流区域。所谓速度核心区，是指维持初始风速的区域。所谓紊流区域，是指速度核心区的外部流动，是将周边的静止空气卷入、流速降低的区域。从吹喷喷嘴的喷气面21的喷气开口17出来的空气越接近膜通过面2，则速度核心区中的空气的风速变得越弱，紊流区域越显著。因此，图4a中的喷气开口与膜通过面之间的距离L越长，则喷出的空气的直进性越易受到伴随气流等干扰的影响，其稳定性丧失，阻断MD流的气流截断性能降低。

作为提高阻断MD流的气流截断性能的方法，容易想到提高吹喷空气的风速。但是，在喷气开口与膜通过面之间的距离L大的状态下，即使提高了吹喷空气的风速，也难以从根本上呈现出高的MD流阻断性能。其原因在于，速度核心区的长度或强度依赖于喷气面21的喷气开口17在膜行进方向上的狭缝宽度B(参照图4b)，仅提高风速的话无法确保吹喷空气的稳定性。另外，提高风速会增大气流控制装置的能耗(蒸气、电力)，因此不经济。

因此，为了提高阻断MD流的气流截断性能，喷气开口与膜通过面之间的距离L及狭缝宽度B优选满足式：(L/B)≤11。距离L与狭缝宽度B更优选满足式：(L/B)≤7。距离L为100mm时，狭缝宽度B优选为10mm以上，在该情况下，距离L与狭缝宽度B满足式：(L/B)≤10。

(L/B)的值的下限没有特别限定，当狭缝宽度B的值为10mm时，考虑到维护性、作业性等，距离L的实用范围约为20mm以上，因此距离L与狭缝宽度B优选满足式：2≤(L/B)。

通过满足式：(L/B)≤11，从而从吹喷喷嘴喷出的空气的直进性或稳定性进一步得到改善，由此，阻断MD流的气流截断性能进一步提高。因此，能够防止温度不同的空气从拉幅烘箱的室外流入拉幅烘箱内，从而使得膜温度不均降低，并且还能够进一步削减将循环空气加热至各处理室的设定温度所需的能耗量。

需要说明的是，即使喷气开口17为在膜宽度方向上并列有多个孔的形状，出于与上述同样的理由，关于距离L与孔的直径R的关系(L/R)的上限，也优选满足(L/R)≤11，更优选满足(L/R)≤7。关于(L/B)的值的下限，优选满足2≤(L/R)。另外，多个孔为椭圆形、长方形而非正圆时，孔的直径R可以根据孔的面积A和孔的外周长度S由等效直径R＝4A/S进行计算。

喷气开口17与膜通过面2之间的距离L越小，则吹喷的空气的速度核心区在维持直进性的状态下到达膜通过面2，相对于伴随流等干扰而言是稳定的，从而阻断MD流的气流截断性能越得以提高。另一方面，根据要生产的膜的品种、条件的不同，会产生膜的松弛、扬起、晃动，因此，喷气开口17与膜通过面2之间的距离L过小时，存在膜与吹喷喷嘴接触而在膜中产生划痕、形成缺陷的情况。因此，优选能够使吹喷喷嘴升降而调整距离L，维持避免与膜接触的距离。作为升降方法，例如有将千斤顶安装于吹喷喷嘴的方法。

喷气开口17与膜通过面2之间的距离L可在5mm以上且150mm以下的范围内进行选择，更优选为10mm以上且90mm以下。另外，进一步优选为20mm以上且50mm以下。

图5为图2所示的气流控制装置的图2中的A3-A3箭头方向的截面简图。通常而言，为了根据膜生产品种而变更行进膜的宽度，在拉幅烘箱3中，使对夹具(其把持膜两端)和夹具轨道进行覆盖的轨道罩R1、R2之间的距离沿宽度方向扩展或缩窄。

在轨道罩R1、R2与吹喷喷嘴产生干扰而无法使得喷气面21至膜通过面2的距离靠近的情况下，可以使吹喷喷嘴的宽度方向的长度短于轨道罩R1、R2之间的距离，将吹喷喷嘴收纳于轨道罩R1、R2之间。

另外，在行进膜的宽度宽广的情况下，通过在避免与轨道罩R1、R2接触、干扰的同时，使吹喷喷嘴的宽度方向的长度扩展，能够形成在行进膜的宽度方向上延伸的空气幕。

图5所示的吹喷喷嘴是在行进膜的宽度方向上其长度可变(伸缩)的吹喷喷嘴的一例。长度可变的吹喷喷嘴N1、N2、N3、N4由固定喷嘴部分24a、和可动喷嘴部分24b(其相对于固定喷嘴部分24a而形成嵌合结构，并能够以滑动方式进出)构成。可动喷嘴部分可以由多段的可动部分形成。

在该情况下，形成吹喷喷嘴的固定喷嘴部分的数目、及可动喷嘴部分的数目可根据行进膜的变化宽度来选定。通过经由轨道连接机构18将左右的可动喷嘴部分24b分别与左右的轨道罩R1、R2连结，从而能够追随行进膜的宽度变化。

参照图16a、b。图16a、b为用于说明气流控制装置的调节吹喷喷嘴的喷出空气量的机构的截面简图。图16a中，示出了将图1的鼓风机B1、热交换器H1与吹喷喷嘴N1、N2连接的配管、和供气风挡46。图16b中，示出了将图1的鼓风机B2、热交换器H2与吹喷喷嘴N3、N4连接的配管、和供气风挡46。通过在各供气配管中设置供气风挡46、并改变供气风挡46的开度，从而能够单独地调节喷出空气量。调节供给空气量的手段可以为阀门、阀、节流孔等。通过单独地调节吹喷喷嘴N1、N2、N3、N4的喷出空气量，能够削减加热喷出空气所需的能量使用量，有助于节能。

参照图17a、b。图17a、b为用于说明气流控制装置的调节排气机构的排气风量的机构的截面简图。图17a中，示出了将图1的鼓风机B1与排气空腔E1连接的配管、和排气风挡47。图17b中，示出了将图1的鼓风机B2与排气空腔E2连接的配管、和排气风挡47。通过在各排气配管中设置排气风挡47、并改变排气风挡47的开度，从而能够单独地调节排气风量。调节排气风量的手段可以为阀门、阀、节流孔等。通过单独地对由排气机构8a、8b、8c、8d吸引的排气风量进行调节，从而能够削减热量损失，有助于节能。

本发明为用于将拉幅烘箱的入口及/或出口、与拉幅烘箱室外的气流截断、进行气流控制的装置。因此，在以与拉幅烘箱入口的膜输送方向上游侧相邻的方式设置气流控制装置的情况下，从吹喷喷嘴喷出的空气温度优选高于拉幅烘箱的入口处的拉幅烘箱室外的空气温度。由此，可防止下述情况：将膜过度冷却，在拉幅烘箱内的预热工序中产生不良情况。另外，在以与拉幅烘箱出口的膜输送方向下游侧相邻的方式设置气流控制装置的情况下，从吹喷喷嘴喷出的空气温度优选高于拉幅烘箱的出口处的拉幅烘箱室外的空气温度。由此，可防止下述情况：将膜过度冷却，在拉幅烘箱的下游工序中产生不良情况。另外，从吹喷喷嘴喷出的空气的温度优选在膜的玻璃化转变温度以下。由此，可避免热塑性树脂膜的结晶结构发生变化。

对能够应用本发明的气流控制装置的膜没有特别限定，可使用在拉幅烘箱中被加热及拉伸的已知的热塑性树脂膜。

接着，使用实施例进一步说明本发明。

实施例

(实施例1)

首先，对由本发明所带来的效果的评价方法进行说明。

制作将构成本发明的气流控制装置和拉幅烘箱主体的室进行模型化而得到的模型测试机，使用其来测定MD流阻断性能。

图6为该模型测试机的截面简图。为了简单且廉价地实施测试，作为热塑性树脂膜的替代品，在膜通过面的位置固定了透明的丙烯酸板29，所述丙烯酸板29在膜的行进方向上的长度为2.0m、在行进膜的宽度方向上的宽度为1.8m。

对于模型测试机的室的内部尺寸而言，膜行进方向的长度为1.8m，膜宽度方向的宽度为1.8m，高度为1.5m。在模型测试机的图6中的左侧的外壁设置有与气流控制装置的入口相当的模型测试机的入口31。在丙烯酸板29的下侧，沿膜的行进方向以0.3m间距的间隙设置有作为吹喷喷嘴的N5、N6、N7、N8。将吹喷喷嘴N5的喷气面N5a的喷气口形状设为膜行进方向的宽度为0.008m的狭缝形状。

使喷气面N5a与丙烯酸板29的下表面平行。在模型测试机中设置有对喷气面至丙烯酸板29的下表面的距离L2进行调整的机构。为了向吹喷喷嘴N5供给空气，设置了鼓风机B4，用管将鼓风机B4与吹喷喷嘴N5连接。对于空气的供给量而言，使用逆变器(inverter)控制鼓风机B4的转速，通过风挡33的开度进行调整。在鼓风机B4与吹喷喷嘴N5之间不设置热交换器，从吹喷喷嘴N5中喷出的空气的温度设为室温。使吹喷喷嘴N5的喷气角度23(参照图3)为90±5°。

喷气面N5a的喷气口处的吹喷空气的风速使用皮托管式风速计进行测量。由于风速随时间变动，因此将采样周期设定为1秒并连续测定10秒，将此时的平均值作为喷出风速。将喷气口的面积乘以测量得到的吹喷空气的风速，由此算出吹喷喷嘴N5的喷出空气的风量。

喷出的空气与丙烯酸板29相碰撞而改变流动方向，形成回风35并被吸引至排气机构32a、32b，再次经由鼓风机B4而被供给至吹喷喷嘴N5。

排气机构32a中的排气风量是将排气机构32a的吸引面积乘以回风35的风速而算出的。回风35的风速使用皮托管式风速计进行测量。由于回风35的风速随时间变动，因此将采样周期设定为1秒并连续测定10秒，将此时的平均值作为回风风速。对于排气机构32b的排气风量的计算方法，也是同样的。

为了模拟地产生MD流，设置了MD流产生装置30和鼓风机B3。用管将鼓风机B3与MD流产生装置30连接，从鼓风机B3向MD流产生装置30供给空气。利用逆变器对鼓风机B3的转速进行控制，由此调整MD流产生装置30的供气流量。模拟地产生的MD流的风速在模型测试机的入口31处使用皮托管式风速计进行测量。由于风速随时间变动，因此将采样周期设定为1秒并连续地测定10秒，将此时的平均值作为MD流的风速。

参照图7a和图7b，对气流控制性能的评价方法进行说明。图7a是对利用吹喷喷嘴将在模型测试机中模拟地产生的MD流截断的状态进行测量的方法进行说明的图，其为图6所示的B1-B1箭头方向的平面简图。图7b是对利用吹喷喷嘴将MD流截断时产生的、橡胶加热器上的温度分布的峰位置偏移△Peak进行说明的图，其为图7a所示的符号40部分的放大图。在模型测试机的吹喷喷嘴N5所处位置的正上方且在丙烯酸板29的宽度方向中央部的位置处，在丙烯酸板29上设置有宽度为150mm、长度为150mm的开口部。在该开口部设置有宽度为150mm、长度为150mm的片状橡胶加热器36。橡胶加热器36的下表面的位置与丙烯酸板29的下表面的位置对齐。另外，为了能够对橡胶加热器的面的温度分布进行拍摄，在距丙烯酸板29的上表面0.7m的处于上方的位置处设置了热成像装置34，并对热成像装置34的测定视野进行了调整。

将橡胶加热器36加热至100℃，从吹喷喷嘴N5朝向橡胶加热器36吹喷室温的空气，同时利用MD流产生装置30模拟地产生MD流。利用热成像装置34对橡胶加热器36的面的温度分布进行测量，并利用专用的分析软件对得到的热成像进行分析，算出橡胶加热器上的温度分布的峰位置42、和距吹喷喷嘴N5的喷气口中心轴38的峰位置偏移△Peak。

再次参照图6。由MD流产生装置30模拟地产生的MD流被从吹喷喷嘴N5中喷出的空气截断时，在被截断的位置处产生上游方向空气流45a和下游方向空气流45b。在橡胶加热器36的面，形成与该空气流方向相对应的温度梯度，因此产生将空气流被截断的位置作为峰的温度分布。因此，通过利用热成像装置34对橡胶加热器36的面的温度分布进行测量、并对在吹喷喷嘴宽度方向上连绵的温度分布的峰的有无进行确认，能够判定模拟地产生的MD流是否被截断。

距吹喷喷嘴N5的喷气口中心轴38的峰位置偏移△Peak的值越接近0mm，则可判定越有效地将模拟地产生的MD流截断。

使用上述模型测试机，求出将MD流的流速设为5.0m/s、将吹喷空气的风速设为10.0m/s、将喷气面至加热器下表面的距离L2设为30mm(L2/B＝3.8)、将来自上游侧的排气机构的排气风量设为16.0m³/分钟、将来自下游侧的排气机构的排气风量设为16.0m³/分钟时的峰位置偏移△Peak[mm]：。

(实施例2)

除了使距离L2为50mm(L2/B＝6.3)以外，以与实施例1相同的装置构成、相同的条件进行试验，求出峰位置偏移△Peak[mm]。

(实施例3)

除了使距离L2为70mm(L2/B＝8.8)以外，以与实施例1相同的装置构成、相同的条件进行试验，求出峰位置偏移△Peak[mm]。

(实施例4)

除了使距离L2为90mm(L2/B＝11.3)以外，以与实施例1相同的装置构成、相同的条件进行试验，求出峰位置偏移△Peak[mm]。

(比较例1)

除了使来自下游侧的排气机构的排气停止以外，以与实施例4相同的装置构成、相同的条件进行试验，求出峰位置偏移△Peak[mm]。

(比较例2)

除了使来自喷出喷嘴N5的空气的吹喷停止以外，以与实施例2相同的装置构成、相同的条件进行试验，求出峰位置偏移△Peak[mm]。

(比较例3)

除了使来自上游侧的排气机构的排气停止以外，以与实施例2相同的装置构成、相同的条件进行试验，求出峰位置偏移△Peak[mm]。

(结果的归纳)

将各实施例、比较例中的试验条件和试验结果归纳于表1、2中。

[表1]

[表2]

由实施例及比较例的结果可知，通过在从吹喷喷嘴向膜面吹喷空气的同时利用设置于比该吹喷喷嘴更靠膜行进方向上游侧和下游侧的位置的排气机构将回风排出，从而能够将气流的流动截断，阻断MD流。

由实施例1～4的结果可知，越缩短喷气面至加热器下表面的距离而减小L2/B的值，则峰位置偏移△Peak[mm]的值变得越小，越能够有效地截断气流的流动。

参照图8、图9a及图9b对实施例4的结果更详细地进行说明。图8为表示实施例4中的空气的流动方式的图，图9a和图9b为表示实施例4的气流截断性能的评价结果的图。实施例4的条件为L2/B的值大于11，因此截断气流的能力稍低，从吹喷喷嘴N5中喷出的空气39被由MD流产生装置30模拟地产生的MD流冲向下游侧。因此，如利用热成像装置34测量得到的温度分布的示意图37b那样，温度分布的峰位置向下游侧偏移。但是，尽管温度分布的峰位置向下游侧偏移，但MD流仍被截断而改变了流动方向，与吹喷喷嘴N5的回风35一同被吸引至排气机构32a、32b。

参照图10及图11对比较例1的结果更详细地进行说明。图10为表示比较例1中的空气的流动方式的图，图11为表示比较例1的气流截断性能的评价结果的图。比较例1中，虽然利用比吹喷喷嘴N5更靠上游侧的排气机构32a吸引空气，但未利用下游侧的排气机构32b吸引空气，因此空气平衡被打破。因此，吹喷喷嘴N5的喷出空气39被由MD流产生装置30模拟地产生的MD流大幅冲向下游侧。结果如利用热成像装置34测量得到的温度分布的示意图37c那样，无法确认到温度分布的峰位置。

参照图12及图13对比较例2的结果更详细地进行说明。图12为表示比较例2中的空气的流动方式的图，图13为表示比较例2的气流截断性能的评价结果的图。比较例2中，由于未从吹喷喷嘴N5中喷出空气，因此，如空气流44所示那样，由MD流产生装置30模拟地产生的MD流以中途未被截断的方式吹向下游侧。因此，如利用热成像装置34测量得到的温度分布的模式图37d那样，无法确认到温度分布的峰位置。

参照图14及图15对比较例3的结果更详细地进行说明。图14为表示比较例3中的空气的流动方式的图，图15为表示比较例3的气流截断性能的评价结果的图。比较例3中，虽然利用比吹喷喷嘴N5更靠下游侧的排气机构32b吸引空气，但未利用上游侧的排气机构32a吸引空气，因此空气平衡被打破。因此，吹喷喷嘴N5的喷出空气39被由MD流产生装置30模拟地产生的MD流大幅冲向下游侧。结果如利用热成像装置34测量得到的温度分布的模式图37e那样，无法确认到温度分布的峰位置。

产业上的可利用性

本发明的气流控制装置可优选地适用于膜制造设备的拉幅烘箱中的加热·拉伸工序，但适用范围并不限定于此。

附图标记说明

1：气流控制装置

2：膜通过面

3：拉幅烘箱

4：拉幅烘箱入口

5：拉幅烘箱出口

6：箱状体

8a、8b、8c、8d：排气机构

9：气流控制装置的入口

10：从装置外流入的空气

11、15：喷气方向

12、16：回风

13：气流控制装置的出口

14：从拉幅烘箱流入的空气

17：喷气开口(狭缝或孔)

18：轨道连接机构

21：喷气面

23：喷气角度

24a：固定喷嘴

24b：可动喷嘴

25：模型测试机的外壁

26：分隔板

27：气流控制装置评价部

28：烘箱主体评价部

29：丙烯酸板

30：MD流产生装置

31：模型测试机的入口

32a、32b：排气机构

33：风挡

34：热成像装置

35：回风

36：橡胶加热器

37a、37b、37c、37d、37e：利用热成像装置测量得到的温度分布的示意图

38：喷出口的中心轴

39：吹喷喷嘴N5的喷出空气

40，41：橡胶加热器上的温度分布的放大位置

42，43：橡胶加热器上的温度分布的峰位置

44：由MD流产生的空气流

45a：上游方向空气流

45b：下游方向空气流

46：供气风挡

47：排气风挡

FR：膜行进方向

N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8：吹喷喷嘴

N5a：喷气面

E1、E2：排气空腔

B1、B2、B3、B4：鼓风机

H1、H2：热交换器

R1、R2：轨道罩

L：喷气开口与膜通过面之间的距离L

L2：喷气面至加热器下表面的距离

B：狭缝宽度

△Peak：峰位置的偏移

Claims (12)

1.气流控制装置，其为具有箱状体的气流控制装置，所述气流控制装置以与具有将膜搬入的入口和将膜搬出的出口的拉幅烘箱的、所述入口的膜行进方向上游侧及/或所述出口的膜行进方向下游侧相邻的方式设置于所述拉幅烘箱的外部，其中，

所述气流控制装置在其内部具备：

至少一组的一对吹喷喷嘴，其用于向膜吹喷空气，并且以夹持膜通过面的方式而对置；

至少一组的一对上游侧排气机构，其将所述箱状体中的空气排出，且位于比所述一对吹喷喷嘴更靠膜行进方向上游侧的位置，并且以夹持膜通过面的方式而对置；

至少一组的一对下游侧排气机构，其将所述箱状体中的空气排出，且位于比所述一对吹喷喷嘴更靠膜行进方向下游侧的位置，并且以夹持膜通过面的方式而对置。

2.如权利要求1所述的气流控制装置，所述气流控制装置具备多组所述一对吹喷喷嘴。

3.如权利要求1所述的气流控制装置，所述气流控制装置具备多组所述一对上游侧排气机构及/或所述一对下游侧排气机构。

4.如权利要求2所述的气流控制装置，所述气流控制装置具备多组所述一对上游侧排气机构及/或所述一对下游侧排气机构。

5.如权利要求1～4中任一项所述的气流控制装置，其中，所述吹喷喷嘴的喷气开口的形状为与膜宽度方向平行地延伸的狭缝形状、或者在膜宽度方向上并列有多个孔的形状，所述喷气开口喷出空气的方向与膜通过面所成的角为直角。

6.如权利要求5所述的气流控制装置，其中，所述喷气开口与膜通过面之间的距离L、同所述喷气开口的狭缝在膜行进方向上的长度B满足L/B≤11，或者所述喷气开口与膜通过面之间的距离L、同所述喷气开口的孔的直径R满足L/R≤11。

7.如权利要求1～4中任一项所述的气流控制装置，其中，所述吹喷喷嘴由在膜的宽度方向上形成配合结构的多个壳体形成，且具有在膜宽度方向上伸缩的机构。

8.如权利要求5所述的气流控制装置，其中，所述吹喷喷嘴由在膜的宽度方向上形成配合结构的多个壳体形成，且具有在膜宽度方向上伸缩的机构。

9.如权利要求6所述的气流控制装置，其中，所述吹喷喷嘴由在膜的宽度方向上形成配合结构的多个壳体形成，且具有在膜宽度方向上伸缩的机构。

10.拉伸膜的制造方法，其中，使膜分别从拉幅烘箱、和以与拉幅烘箱入口的膜输送方向上游侧及/或拉幅烘箱出口的膜输送方向下游侧相邻的方式进行设置的权利要求1～9中任一项所述的气流控制装置中通过，

所述气流控制装置中，一边从所述吹喷喷嘴朝向行进的膜吹喷空气，一边利用所述上游侧排气机构及所述下游侧排气机构将气流控制装置内的空气排出，

所述拉幅烘箱中，一边对行进的膜进行加热一边进行拉伸。

11.如权利要求10所述的拉伸膜的制造方法，其中，以与所述拉幅烘箱入口的膜输送方向上游侧相邻的方式设置所述气流控制装置，并使得从所述吹喷喷嘴喷出的空气的温度为所述拉幅烘箱的入口处的拉幅烘箱室外的空气的温度以上且膜的玻璃化转变温度以下。

12.如权利要求10或11所述的拉伸膜的制造方法，其中，以与所述拉幅烘箱出口的膜输送方向下游侧相邻的方式设置所述气流控制装置，并使得从所述吹喷喷嘴喷出的空气的温度为所述拉幅烘箱的出口处的拉幅烘箱室外的空气的温度以上且膜的玻璃化转变温度以下。

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