KR20180097508A - 기류 제어 장치 및 연신 필름의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 텐터 오븐의 입구의 상류측 및/또는 출구의 하류측에 인접해서 설치되는 상자형상체의 기류 제어 장치이다. 기류 제어 장치 내에 필름을 개재하여 서로 대향하는 블로잉 노즐이 설치되고, 블로잉 노즐로부터 필름을 향해서 에어를 블로잉함으로써 텐터 오븐으로의 유입, 텐터 오븐으로부터 유출하는 에어의 흐름을 차단한다. 또한, 블로잉 노즐의 상류측과 하류측에 설치된 배기 기구로 블로잉 노즐로부터 분출한 여분의 에어가 배기된다. 본 발명에 의해, 텐터 오븐에 실외로부터 에어가 유입하는 것이나, 텐터 오븐으로부터 실외로 에어가 유출하는 것을 억제하는 기류 제어 장치가 제공된다.

Description

기류 제어 장치 및 연신 필름의 제조 방법

본 발명은 열가소성 수지로 이루어지는 연신 필름의 제조에 적합한 텐터 오븐의 입구 및/또는 출구에 설치하는 기류 제어 장치, 및 이 기류 제어 장치를 사용한 열가소성 수지로 이루어지는 연신 필름의 제조 방법에 관한 것이다.

열가소성 수지로 이루어지는 연신 필름의 제조 방법으로서 축차 2축 연신법이나 동시 2축 연신법이 알려져 있다. 축차 2축 연신법에서는 열가소성 수지로 이루어지는 미연신 필름을 그 길이 방향으로 연신함으로써 1축 연신 필름을 얻은 후, 얻어진 1축 연신 필름을 텐터 오븐에 도입하고, 그 중에서 그 폭 방향으로 연신한다. 동시 2축 연신법에서는 열가소성 수지로 이루어지는 미연신 필름을 텐터 오븐에 도입하고, 그 중에서 그 길이 방향 및 그 폭 방향으로 동시에 연신한다.

열가소성 수지로 이루어지는 연신 필름은 포장 용도를 비롯하여 각종 공업 재료 용도 등에 널리 사용되어 있다. 그 중에서도 폴리에스테르, 폴리올레핀이나 폴리아미드 수지의 축차 2축 연신 필름은 그 우수한 기계적 특성, 열적 특성, 전기적 특성 등에 의해 미연신 필름에서는 사용에 충분하지 않는 용도에 널리 사용되고, 수요량도 증가하고 있다.

열가소성 수지로 이루어지는 연신 필름을 제조하기 위한 텐터 오븐의 문제점으로서 텐터 오븐을 구성하는 각각의 실에서 에어의 순환이 완결되지 않아 설정 온도의 다른 에어가 인접하는 실로 흘러들어 오거나, 텐터 오븐의 실외에서 외기가 오븐 내로 흘러들어 오거나, 텐터 오븐의 실내의 에어가 오븐 밖으로 분출하는 현상이 있다. 이들 현상은 모두 필름의 주행 방향으로 에어가 흐르는 현상이며, 이러한 에어의 흐름은 MD(Machine Direction)류라고 불리고 있다. MD류는 필름이 주행할 때의 수반 기류나, 텐터 오븐 내에 공급되는 가온된 에어의 급기량과 텐터 오븐 내로부터 배출되는 에어의 배기량의 언밸런스 등에 기인해서 발생한다.

MD류가 발생하면 실외로부터 흘러들어 온 다른 온도의 에어가 필름의 근방을 흐르면서 실내의 블로잉 노즐로부터 분출되는 가열 에어와 섞이기 때문에 필름을 가열하는 효율에 불균일이 생겨 필름에 큰 온도 편차가 발생한다. 텐터 오븐에서는 필름을 소망의 온도까지 승온하는 예열 공정, 필름을 소망의 폭까지 폭을 넓히는 연신 공정, 필름을 소망의 온도에서 열처리하는 열고정 공정, 및 필름을 소망의 온도까지 냉각하는 냉각 공정 중 적어도 1개의 공정이 행해진다. 이들 중 어느 하나의 공정에서 필름에 온도 편차가 발생하면 필름의 두께 불균일 및 특성 불균일의 원인도 되어 제품의 품질이 저하된다. 제품의 품질이 저하되는 이외에도 텐터 오븐 내에서 필름 균열이 발생하여 생산성이 저하되는 경우가 있다.

텐터 오븐의 실외로부터 외기가 오븐 내로 흘러들어 오는 MD류에 의해 다음과 같은 영향이 생긴다. 텐터 오븐 외로부터 실의 순환 에어의 설정 온도보다 낮은 온도의 에어가 순환 에어에 혼입하면, 순환 에어를 그 실의 설정 온도까지 재가열하는 데에 필요한 열교환기의 소비 에너지가 증가한다. 또한, MD류에 의해 블로잉 노즐의 에어 분출 개구로부터 분출된 에어의 필름면을 향하는 직진성이 손실되어 블로잉한 에어가 필름의 주행 방향으로 흐르기 쉬워져 블로잉 노즐 본래의 가열 성능이 예상되지 않게 된다. 이 상태에 있어서, 가열 성능을 유지하기 위해서는 블로잉한 에어의 풍량을 늘리거나, 또는 온도를 높이지 않으면 안되고, 그 결과 열교환기의 소비 에너지가 증가한다.

또한, 텐터 오븐의 실내의 에어가 오븐 외로 분출하는 MD류에 의해 다음과 같은 영향이 발생한다. 텐터 오븐의 실내에서 가열된 에어가 텐터 오븐의 실외로 분출하면, 텐터 오븐 주위의 작업 에리어의 온도를 상승시키기 때문에 텐터 오븐 주위의 작업 환경이 악화되어 적절한 텐터 오븐의 조작이 불가능하게 된다. 또한, 텐터 오븐의 실외로 분출한 에어에는 필름으로부터의 승화물이 혼입되어 있는 경우가 있고, 텐터 오븐의 실외에서 석출되어서 필름면에 부착되어 이물 결점이 되므로 생산성을 저하시키는 경우가 있다.

MD류에 의해 텐터 오븐의 실외로부터 에어가 유입하거나, 실내의 에어가 텐터 오븐의 실외로 분출하는 것을 방지하기 위해서 텐터 오븐 내부의 급기 에어의 양과, 배기 에어의 양의 밸런스를 조정하는 방법이 고려된다. 그러나, 텐터 오븐의 일부의 급기나 배기의 에어의 양을 변경하면, 텐터 오븐 전체의 에어 밸런스에 영향을 주기 때문에 급기 에어와 배기 에어의 밸런스를 최적화하기 위한 조정 파라미터가 많아진다. 그 때문에, 생산 품종의 변경 등으로 생산 조건을 변경한 후에 텐터 오븐의 급기 에어의 양과 배기 에어의 양을 조정하기 위한 시간이 걸려버려 생산성을 저하시키는 경우가 있다.

특허문헌 1에는 필름의 열처리 대역에 있어서 발생하는 승화물의 석출을 방지하는 방법이 개시되어 있다. 구체적으로는 횡연신대역 및/또는 열처리대역 중의 임의의 구획된 대역 중에서 필름 하류측에 가열 에어를 블로잉하며, 또한 그 상류측에 설치한 에어의 배기 영역으로부터 에어를 배기하는 방법이다.

특허문헌 2에는 평탄부와 그에 계속해서 형성된 경사부를 갖는 블로잉 노즐을 시트의 주행면에 대하여 상측 또는 하측에 설치하고, 시트면에 평행한 에어를 흘림으로써 시트를 안정 주행시키는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 의해 시트와 블로잉 노즐 사이의 갭을 좁힐 수 있어 열처리실의 출입구의 열의 출입을 억제하는 효과가 있다.

특허문헌 3에는 블로잉 노즐의 에어 분출면으로부터 필름의 통과면까지의 거리에 착목하여 MD류의 발생을 억제할 수 있는 텐터 오븐의 구성이 개시되어 있다.

특허문헌 4에는 연신기의 반송 출입구에 상하면의 판형상의 완충대를 설치함으로써 고온의 공기가 가열 영역실로부터 밖으로 유출하는 것을 방지하는 구성이 개시되어 있다.

특허문헌 5에는 필름 건조 장치 외로 누출하는 기화 용매를 흡인함으로써 필름 건조 장치 외의 작업 환경에서의 파티클량을 일정 이하로 유지하는 방법이 개시되어 있다.

일본 특허공개 소 61-263727호 공보 일본 특허공개 2005-8407호 공보 국제 공개 2012/133152호 일본 특허공개 2009-269268호 공보 일본 특허공개 2015-42388호 공보

그러나, 특허문헌 1에 개시되어 있는 방법에서는 텐터 오븐의 실외로부터 오븐 내로 에어가 유입하는 MD류를 방지할 수 없다. 그 때문에 MD류의 온도가 실의 순환 에어의 설정 온도보다 낮으면, 필름 근방을 흐른 MD류가 실내의 블로잉 노즐로부터 분출되는 가열 에어와 섞이기 때문에 필름에 큰 온도 편차가 생긴다.

특허문헌 2에 개시되어 있는 방법에서는 시트면에 평행에 에어를 흘리기 위해서 MD류가 오히려 증가해버린다. 그 때문에, 텐터 오븐의 실내에 설치되어 있는 블로잉 노즐 본래의 가열 성능을 예상할 수 없게 된다.

특허문헌 3에 개시되어 있는 구성은 블로잉 노즐이 텐터 오븐의 내부에 설치되어 있다. 그 때문에, 텐터 오븐의 출입구를 통과하는 에어의 유입이나 분출을 억제하기 위해서는 텐터 오븐 내부의 급기 에어의 양과 배기 에어의 양의 밸런스를 조정하는 것이 필요하게 된다. 그러나 상술한 바와 같이 텐터 오븐의 일부의 급기나 배기 에어의 양을 변경하면, 텐터 오븐 전체의 에어 밸런스에 영향을 주기 때문에 급기 에어와 배기 에어의 밸런스를 최적화하기 위한 파라미터가 많아져 버린다. 그 결과, 품종 변경 등의 생산 조건을 변경한 후에 텐터 오븐의 급기 에어의 양과 배기 에어의 양을 조정하기 위한 시간이 걸려버리기 때문에 생산성이 저하된다.

특허문헌 4에 개시되어 있는 구성에서는 고온 공기의 유출을 방지하기 위해서는 상하면의 판형상 완충대의 개구 면적을 충분히 작게 하여 유체 저항을 크게 할 필요가 있다. 그 때문에, 상하면의 판형상 완충대와 필름이 접촉할 가능성이 있어 필름면에 스크래치가 발생하여 생산성이 저하된다.

특허문헌 5에 개시되어 있는 방법은 필름 제조 공정에 있어서의 건조 장치에 관한 기술이며, 본 발명의 텐터 오븐에 설치하는 기류 제어 장치란 해결해야 할 과제, 기술적 사상, 발명의 효과가 상이하다. 만일, 특허문헌 5에 개시되어 있는 방법을 텐터 오븐에 적용했다고 해도 텐터 오븐의 실외로부터 오븐 내로 에어가 유입하는 MD류를 방지할 수는 없다.

본 발명은 상술한 여러 가지 문제를 해결하기 위해서 텐터 오븐에 실외로부터 에어가 유입하는 것이나, 텐터 오븐으로부터 실외로 에어가 유출하는 것을 억제하는 기류 제어 장치를 제공한다.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 기류 제어 장치는 필름이 반입되는 입구와 필름이 반출되는 출구를 갖는 텐터 오븐의 상기 입구의 필름 주행 방향 상류측 및/또는 상기 출구의 필름 주행 방향 하류측에 서로 이웃하여 설치된 상자형상체의 기류 제어 장치로서,

상기 기류 제어 장치가 그 내부에,

필름에 에어를 블로잉하기 위한 블로잉 노즐로서 필름 통과면을 사이에 두고 대향하는 적어도 1세트의 한 쌍의 블로잉 노즐과,

상기 상자형상체 안의 에어를 배출하는 배기 기구로서 상기 한 쌍의 블로잉 노즐보다 필름 주행 방향 상류측에 있고, 필름 통과면을 사이에 두고 대향하는 적어도 1세트의 한 쌍의 상류측 배기 기구와,

상기 상자형상체 안의 에어를 배출하는 배기 기구로서 상기 한 쌍의 블로잉 노즐보다 필름 주행 방향 하류측에 있고, 필름 통과면을 사이에 두고 대향하는 적어도 1세트의 한 쌍의 하류측 배기 기구를 구비하고 있다.

본 발명의 기류 제어 장치는 이하의 각 구성을 갖는 것이 바람직하다.

·상기 한 쌍의 블로잉 노즐이 복수 세트 구비되어 있는 것.

·상기 한 쌍의 상류측 배기 기구 및/또는 상기 한 쌍의 하류측 배기 기구가 복수 세트 구비되어 있는 것.

·상기 블로잉 노즐의 에어 분출 개구의 형상이 필름 폭 방향과 평행하게 연장되는 슬릿 형상, 또는 필름 폭 방향으로 복수의 구멍이 배열된 형상이며, 상기 에어 분출 개구가 에어를 분출하는 방향과 필름 통과면이 이루는 각이 대략 직각인 것.

·상기 에어 분출 개구와 필름 통과면 사이의 거리 L과, 상기 에어 분출 개구의 슬릿의 필름 주행 방향의 길이 B가 L/B≤11을 충족시키거나, 또는 상기 에어 분출 개구와 필름 통과면 사이의 거리 L과, 상기 에어 분출 개구의 구멍의 직경 R이 L/R≤11을 충족시키는 것.

·상기 블로잉 노즐이 필름의 폭 방향에 있어서 감합 구성으로 되어 있는 복수의 하우징에 의해 형성되고 있고, 필름 폭 방향으로 신축하는 기구를 갖는 것.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 연신 필름의 제조 방법은 텐터 오븐과, 텐터 오븐의 입구의 필름 반송 방향 상류측 및/또는 텐터 오븐 출구의 필름 반송 방향 하류측에 서로 이웃하여 설치된 본 발명의 기류 제어 장치 각각에 필름을 통과시키고,

상기 기류 제어 장치에 있어서, 상기 블로잉 노즐로부터 주행하는 필름을 향해서 에어를 블로잉하면서 상기 상류측 배기 기구 및 상기 하류측 배기 기구로 기류 제어 장치 내의 에어를 배출하고,

상기 텐터 오븐에 있어서, 주행하는 필름을 가열하면서 연신한다.

본 발명의 연신 필름의 제조 방법은 이하의 방법을 행하는 것이 바람직하다.

·상기 기류 제어 장치를 상기 텐터 오븐 입구의 필름 반송 방향 상류측에 서로 이웃하여 설치하고, 상기 블로잉 노즐로부터 분출하는 에어의 온도를 상기 텐터 오븐의 입구에 있어서의 텐터 오븐실 외의 에어의 온도 이상, 필름의 유리 전이점 이하로 하는 것.

·상기 기류 제어 장치를 상기 텐터 오븐 출구의 필름 반송 방향 하류측에 서로 이웃하여 설치하고, 상기 블로잉 노즐로부터 분출하는 에어의 온도를 상기 텐터 오븐의 출구에 있어서의 텐터 오븐실 외의 에어의 온도 이상, 필름의 유리 전이점 이하로 하는 것.

(발명의 효과)

본 발명의 기류 제어 장치에 의하면, 텐터 오븐에 실외로부터 에어가 유입하는 것이나, 텐터 오븐으로부터 실외로 에어가 유출하는 것을 억제할 수 있다. 이 효과에 의해 MD류에 기인하는 여러 가지 문제점이 이하와 같이 해소하는 것이 기대된다.

(a) 텐터 오븐의 실외로부터 실의 순환 에어의 설정 온도와는 다른 온도의 에어가 유입하는 것을 억제함으로써 필름의 온도 편차를 저감하고, 필름의 폭 방향의 특성 및 두께가 균일한 열가소성 수지로 이루어지는 연신 필름을 제조할 수 있다.

(b) 필름을 소정 온도까지 가열하고, 그 온도를 유지하는 데에 필요한 소비 에너지를 삭감할 수 있다.

(c) 텐터 오븐의 실내에서 가열된 에어가 텐터 오븐의 실외로 분출하는 것을 방지하고, 텐터 오븐 주위의 작업 에리어의 온도가 상승하거나 텐터 오븐 주위의 작업 환경이 악화되는 것을 방지할 수 있다.

(d) 필름으로부터의 승화물이 텐터 오븐의 실외로 유출하는 것을 방지하고, 승화물이 실외에서 석출하여 필름면에 부착하여 이물 결점이 되어 생산성을 저하시키는 것을 방지할 수 있다.

(e) MD류를 억제할 수 있기 때문에 오븐 내부의 급기 에어의 양과 배기 에어의 양의 밸런스를 조정하는 시간이 줄어 생산성의 저하를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 기류 제어 장치의 일실시형태의 필름 주행 방향의 단면 개략도이다.
도 2은 도 1에 나타내는 A1-A1 화살표로부터 본 방향의 단면 개략도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 A2-A2 화살표로부터 본 방향의 블로잉 노즐의 단면 개략도이다.
도 4a는 도 2에 나타내는 A2-A2 화살표로부터 본 방향의 블로잉 노즐의 단면 개략도이다.
도 4b는 도 2에 나타내는 부호 17 부분의 확대도이다.
도 5는 도 2에 나타내는 A3-A3 화살표로부터 본 방향의 단면 개략도이다.
도 6은 본 발명의 기류 제어 장치를 구성하는 실을 모델화한 모델 테스트기의 단면 개략도이며, 실시예 1~3에서의 에어의 흐름 방향을 나타내는 도면이다.
도 7a는 도 6에 나타내는 B1-B1 화살표로부터 본 방향의 평면 개략도이다.
도 7b는 도 7a에 나타내는 부호 40 부분의 확대도이다.
도 8은 모델 테스트기의 단면 개략도이며, 실시예 4에서의 에어의 흐름 방향을 나타내는 도면이다.
도 9a는 도 8에 나타내는 B2-B2 화살표로부터 본 방향의 평면 개략도이다.
도 9b는 도 9a에 나타내는 부호 41 부분의 확대도이다.
도 10은 모델 테스트기의 단면 개략도이며, 비교예 1에서의 에어의 흐름 방향을 나타내는 도면이다.
도 11은 도 10에 나타내는 B3-B3 화살표로부터 본 방향의 평면 개략도이다.
도 12는 모델 테스트기의 단면 개략도이며, 비교예 2에서의 에어의 흐름 방향을 나타내는 도면이다.
도 13은 도 12에 나타내는 B4-B4 화살표로부터 본 방향의 평면 개략도이다.
도 14는 모델 테스트기의 단면 개략도이며, 비교예 3에서의 에어의 흐름 방향을 나타내는 도면이다.
도 15는 도 14에 나타내는 B5-B5 화살표로부터 본 방향의 평면 개략도이다.
도 16a는 도 1에 나타내는 블로잉 노즐(N1, N2)의 분출 에어량을 조절하는 급기 댐퍼(46)를 나타내는 단면 개략도이다.
도 16b는 도 1에 나타내는 블로잉 노즐(N3, N4)의 분출 에어량을 조절하는 급기 댐퍼(46)를 나타내는 단면 개략도이다.
도 17a는 도 1에 나타내는 배기 플리넘(E1)의 배기 풍량을 조절하는 배기 댐퍼(47)를 나타내는 단면 개략도이다.
도 17b는 도 1에 나타내는 배기 플리넘(E2)의 배기 풍량을 조절하는 배기 댐퍼(47)를 나타내는 단면 개략도이다.

본 발명의 텐터 오븐의 몇개의 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1과 도 2를 참조한다. 도 1은 본 발명의 기류 제어 장치의 일실시형태의 필름 주행 방향의 단면 개략도이다. 도 2는 도 1에 나타내는 A1-A1 화살표로부터 본 방향의 단면 개략도이다. 도 1에 있어서, 기류 제어 장치(1)는 텐터 오븐(3)의 입구(4)에 필름 주행 방향 상류측에 서로 이웃하여 설치되어 있다. 기류 제어 장치(1)의 내부에는 필름 주행 방향으로 간격을 두고 2개의 상측 블로잉 노즐(N1, N2)이 설치되어 있다. 각 블로잉 노즐의 에어 분출면(21)은 각각 필름 통과면(2)에 대하여 간격을 두고 필름 통과면(2)에 대향하고 있다.

필름 통과면(2)의 하면측에도 필름 주행 방향으로 간격을 두고 2개의 하측 블로잉 노즐(N3, N4)이 설치되어 있다. 각 블로잉 노즐의 에어 분출면(21)은 각각 필름 통과면(2)에 대하여 간격을 두고 필름 통과면(2)에 대향하고 있다.

통상, 블로잉 노즐은 하우징으로 형성되고, 그 내부에 공급원으로부터 공급되는 가온된 에어의 유로를 가짐과 아울러, 그 한 면에 하우징의 길이 방향(주행 필름의 폭 방향)을 따라 상기 에어 분출면(21)을 갖는다.

블로잉 노즐(N1, N2, N3, N4)의 에어 분출면(21)에는 가온된 에어를 분출하는 에어 분출 개구(17)가 형성되어 있다. 각 에어 분출 개구(17)는 슬릿으로 형성되어 있다. 이 블로잉 노즐(N1, N2, N3, N4)에는 블로어(B1, B2)로 급기되고, 열교환기(H1, H2)로 설정 온도까지 가온된 열풍이 공급된다. 에어 분출 개구(17)는 슬릿 형상은 아니며, 필름 폭 방향으로 복수의 구멍이 배열된 형상이어도 좋다.

블로잉 노즐(N1, N2, N3, N4)로부터 분출된 에어의 흐름 방향을 블로잉 노즐(N3)을 대표로 하여 설명을 한다. 공급된 열풍은 에어 분출 개구(17)로부터 에어 분출 방향(11)과 같이 필름 통과면(2)을 주행하는 필름에 블로잉된다. 이 분출 에어는 에어 분출 개구(17)로부터 노즐 폭 방향에 걸쳐 균일하게 분출되어 에어 커튼을 형성한다. 필름에 분출된 에어는 필름에 충돌하고, 필름 반송 방향 상류측과 하류측으로 흐름의 방향을 변경하여 리턴 에어(12)가 되고, 배기 기구(8a)와 배기 기구(8c)에 흡인된다. 블로잉 노즐(N1, N2, N4)로부터 분출된 에어도 마찬가지의 흐름 방향으로 배기 기구로부터 흡인된다.

필름 반송 방향으로 발생하는 수반류와 함께 장치 외로부터 필름면의 하측을 통해 유입하는 에어(10)가 기류 제어 장치의 입구(9)를 통해 기류 제어 장치의 상자형상체 내로 흘러들어 오면, 블로잉 노즐(N3)의 에어 분출 개구(17)로부터 분출되는 에어에 의해 형성되는 에어 커튼에 가로막혀 흐름의 방향을 바꾸고, 리턴 에어(12)와 함께 배기 기구(8a)에 흡인된다. 이렇게 하여 장치 외로부터 유입하는 에어(10)를 배기 기구(8a)에 흡인함으로써 장치 외로부터 유입하는 에어(10)가 텐터 오븐(3)에 흘러들어 와 텐터 오븐 내에서 온도 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 장치 외로부터 필름면의 상측을 통해 입구(9)로부터 기류 제어 장치의 상자형상체 내에 흘러들어 오는 에어에 대해서도 마찬가지이다.

또한, 텐터 오븐으로부터 유입하는 에어(14)가 필름면의 상측을 기류 제어 장치의 출구(13)를 통해 기류 제어 장치의 상자형상체 내로 흘러들어 오면, 블로잉 노즐(N2)의 에어 분출 개구(17)로부터 분출되는 에어에 의해 형성되는 에어 커튼으로 가로막혀 흐름의 방향을 바꾸고, 리턴 에어(16)와 함께 배기 기구(8b)에 흡인된다. 이렇게 하여 텐터 오븐으로부터 유입하는 에어(14)를 배기 기구(8b)에 흡인함으로써 텐터 오븐의 실내에서 가열된 에어가 텐터 오븐의 실외로 분출하고, 텐터 오븐 주위의 작업 에리어의 온도를 상승시켜 텐터 오븐 주위의 작업 환경을 악화시키는 것을 방지할 수 있다. 또한, 필름으로부터의 승화물이 텐터 오븐의 실외에서 석출하고, 필름면에 부착됨으로써 이물 결점으로서 생산성을 저하시키는 것을 방지할 수 있다. 텐터 오븐으로부터 필름면의 하측을 통해 출구(13)로부터 기류 제어 장치의 상자형상체 내로 흘러들어 오는 에어 흐름에 대해서도 마찬가지이다.

지금까지 설명한 바와 같이 블로잉 노즐(N1, N2)은 필름 통과면(2)의 상면측에 각각의 에어 분출면(21)이 필름 통과면(2)에 대향하도록 배치되어 있고, 블로잉 노즐(N3, N4)은 필름 통과면(2)의 하면측에 각각의 에어 분출면(21)이 필름 통과면(2)에 대향하도록 배치되어 있다. 또한, 필름 통과면(2)의 상측과 하측에 설치되는 블로잉 노즐은 각각의 블로잉 노즐의 에어 분출면(21)이 필름 통과면(2)을 개재하여 서로 대향하도록 배치되어 있다. 구체적으로는 블로잉 노즐(N1)과 블로잉 노즐(N3)은 서로가 대향하도록, 블로잉 노즐(N2)과 블로잉 노즐(N4)은 서로가 대향하도록 배치되어 있다.

만약 블로잉 노즐을 필름 통과면(2)의 상면측 또는 하면측에만 설치했을 경우, 블로잉 노즐이 설치되어 있지 않는 측에 있어서 MD류가 흐르기 쉬워져 블로잉 노즐의 기류 분단 효과가 저감한다.

열가소성 수지 필름은 포백과 같은 재료와는 달리 상면과 하면 사이에 있어서 에어가 투과하기 어렵다. 그 때문에, 필름 통과면(2)의 상면측 또는 하면측만으로부터 에어를 블로잉하면, 분출 에어의 풍압에 의해 필름이 솟구쳐 필름의 플래핑이 커진다.

필름의 플래핑을 방지하기 위해서는 필름 통과면(2)의 상면측과 하면측에 블로잉 노즐을 설치하고, 각각의 블로잉 노즐의 에어 분출면(21)이 필름 통과면(2)에 대향하도록 한 후에 상면측의 블로잉 노즐의 에어 분출면(21)과 하면측의 블로잉 노즐의 에어 분출면(21)을 필름 통과면(2)을 개재하여 서로 대향하게 한다. 에어 분출면(21)이 대향하고 있음으로써 필름의 동일 위치를 상면측과 하면측으로부터 압박하는 효과가 생기므로 필름이 플래핑하는 것을 방지할 수 있다.

에어 분출면이 대향한다란 상면측의 블로잉 노즐의 에어 분출면을 필름 통과면(2)에 투영했을 때의 투영면과, 하면측의 블로잉 노즐의 에어 분출면을 필름 통과면(2)에 투영했을 때의 투영면에 있어서, 쌍방의 투영면이 적어도 일부 겹치는 상태를 말한다. 쌍방의 투영면이 완전히 겹치는 상태에 있는 것이 보다 바람직하다.

이 상태를 한 쌍의 블로잉 노즐의 수를 n세트로 하여 설명하면, 다음과 같이 된다. 필름 통과면(2)의 상면측에 n개의 블로잉 노즐이 설치되고, 필름 통과면(2)의 하면측에도 n개의 블로잉 노즐이 설치되고, 각 블로잉 노즐의 에어 분출면이 필름 통과면(2)에 대향하고 있고, 상면측의 블로잉 노즐의 에어 분출면과 하면측의 블로잉 노즐의 에어 분출면이 서로 대향하고 있다.

한 쌍의 블로잉 노즐의 수의 n세트는 n의 값이 1이어도 효과가 있지만, 복수 있으면 더 효과가 높아진다. n의 값이 1 이상의 정수이면 그 상한은 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는 n의 값은 300 이하의 범위에서 선택하면 좋다.

블로잉 노즐로부터 필름 통과면(2)으로 분출된 에어가 필름에 충돌하고, 흐름의 방향을 바꾸어서 리턴 에어가 된다. 에어 밸런스를 유지하여 소망의 리턴 에어를 형성하고, 효과적으로 흡인하여 배기하기 위해서 한 쌍의 블로잉 노즐보다 필름 주행 방향 상류측에 있고, 필름 통과면(2)을 사이에 두고 대향하는 적어도 1세트의 한 쌍의 상류 배기 기구와, 한 쌍의 블로잉 노즐보다 필름 주행 방향 하류측에 있고, 필름 통과면(2)을 사이에 두고 대향하는 적어도 1세트의 한 쌍의 하류 배기 기구가 설치되어 있다.

또한, 필름 주행 방향으로 서로 이웃하여 배열되는 2개의 블로잉 노즐 사이에 있는 배기 기구는 필름 주행 방향 상류측의 블로잉 노즐에 대해서는 하류측 배기 기구가 되고, 필름 주행 방향 하류측의 블로잉 노즐에 대해서는 상류측 배기 기구가 된다. 도 1에서 구체적으로 설명하면, 배기 기구(8c)는 블로잉 노즐(N3)에 대해서는 하류측 배기 기구이며, 블로잉 노즐(N4)에 대해서는 상류측 배기 기구이다. 배기 기구(8d)는 블로잉 노즐(N1)에 대해서는 하류측 배기 기구이며, 블로잉 노즐(N2)에 대해서는 상류측 배기 기구이다.

상류 배기 기구 및/또는 하류 배기 기구가 대향한다란 상면측의 배기 기구를 필름 통과면(2)에 투영했을 때의 투영면과, 하면측의 배기 기구를 필름 통과면(2)에 투영했을 때의 투영면에 있어서, 쌍방의 투영면이 적어도 일부 겹치는 상태를 말한다. 쌍방의 투영면이 완전히 겹치는 상태에 있는 것이 보다 바람직하다.

이 상태를 한 쌍의 배기 기구의 수를 n+1세트로 하여 설명하면 다음과 같이 된다. 필름 통과면(2)의 상면측에 n+1개의 배기 기구가 설치되고, 필름 통과면(2)의 하면측에도 n+1개의 배기 기구가 설치되고, 각 배기 기구가 필름 통과면(2)에 대향하고 있고, 상면측의 배기 기구와 하면측의 배기 기구가 서로 대향하고 있다.

한 쌍의 배기 기구의 수의 n+1세트는 n의 값이 1이어도 효과가 있지만, 복수 있으면 더 효과가 높아진다. n의 값이 1 이상의 정수이면, 그 상한은 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는 n의 값은 300 이하의 범위에서 선택하면 좋다.

도 3을 참조한다. 도 3은 기류 제어 장치의 에어 분출 방향(11)과, 필름 통과면(2)이 이루는 에어 분출 각도(23)를 설명하기 위한 도면이며, 도 2에 나타내는 A2-A2 화살표로부터 본 방향의 블로잉 노즐의 단면 개략도이다. MD류를 충분히 억제하고, 필름의 가열, 냉각 또는 건조의 능력을 확보하기 위해서 에어 분출 개구(17)가 에어를 분출하는 방향인 에어 분출 방향(11)과 필름 통과면(2)이 이루는 에어 분출 각도(23)는 수직인 것이 바람직하다. 에어 분출 각도(23)가 수직이란 에어 분출 방향(11)과 필름 통과면(2)이 이루는 에어 분출 각도(23)가 90±5°의 범위 내를 의미한다. 통상, 블로잉 노즐의 설치 오차 등에 의해 에어 분출 각도(23)가 90°로부터 다소 어긋나는 경우가 있다. 그 때문에, 바람직한 에어 분출 각도(23)는 90±5°의 범위가 된다. 에어 분출 각도(23)는 90±2°의 범위인 것이 보다 바람직하다.

에어 분출 각도(23)에는 필름의 주행 방향의 하류측에 있어서의 각도와 필름의 주행 방향의 상류측에 있어서의 각도가 있지만, 여기에서 말하는 에어 분출 각도(23)는 필름의 주행 방향의 하류측에 있어서의 각도이다.

또한, 블로잉 노즐의 분출 개구(17)의 형상은 필름 폭 방향과 평행하게 연장되는 슬릿 형상, 또는 필름 폭 방향으로 복수의 구멍이 배열된 형상이다. 복수의 구멍은 완전한 원에 한정되지 않고, 타원형이나 직사각형을 포함하여 에어를 분출하는 개구가 필름 폭 방향으로 이산적으로 복수 배열되어 있으면 좋다. 이것에 의해 필름 폭 방향으로 연장되는 에어 커튼을 형성할 수 있다.

도 4a와 도 4b를 참조한다. 도 4a는 블로잉 노즐의 에어 분출면(21)의 에어 분출 개구와 필름 통과면의 거리(L)를 설명하기 위한 도면이며, 도 2에 나타내는 A2-A2 화살표로부터 본 방향의 블로잉 노즐의 단면 개략도이다. 도 4b는 블로잉 노즐의 에어 분출 개구의 슬릿폭(B)을 설명하기 위한 도면이며, 도 2에 나타내는 부호 17 부분의 확대도이다. 블로잉 노즐로부터 분출된 에어에는 포텐셜 코어와 난류역이 존재한다. 포텐셜 코어란 초기 풍속을 유지하는 영역이다. 난류역이란 포텐셜 코어의 외부 흐름이며, 주변의 정지 에어를 말려들게 해 유속이 저하되는 영역이다. 블로잉 노즐의 에어 분출면(21)의 에어 분출 개구(17)로부터 나온 에어는 필름 통과면(2)에 가까울수록 포텐셜 코어에 있어서의 에어의 풍속이 약해지고, 난류역이 발달한다. 따라서, 도 4a에 있어서의 에어 분출 개구와 필름 통과면의 거리(L)가 길어지면 길어질수록 수반 기류 등의 방해에 대하여 분출 에어의 직진성이 약해지고, 안정성이 손상되어 MD류를 차단하는 기류 분단 성능이 저하된다.

MD류를 차단하는 기류 분단 성능을 높이는 방법으로서 분출 에어의 풍속을 올리는 것이 용이하게 고려된다. 그러나, 에어 분출 개구와 필름 통과면의 거리(L)가 큰 상태인 채, 분출 에어의 풍속을 올렸다고 해도 높은 MD류의 차단 성능을 발현시키는 것은 근본적으로 곤란하다. 왜냐하면, 포텐셜 코어의 길이 또는 강도는 에어 분출면(21)의 에어 분출 개구(17)의 필름의 주행 방향에 있어서의 슬릿폭(B)(도 4b 참조)에 의존하고 있어 풍속을 올리는 것만으로는 분출 에어의 안정성을 확보할 수 없기 때문이다. 또한, 풍속을 올리는 것은 기류 제어 장치의 소비 에너지(증기, 전력)를 증대시키기 때문에 경제적이지 않다.

그래서 MD류를 차단하는 기류 분단 성능을 높이기 위해서는 에어 분출 개구와 필름 통과면의 거리(L) 및 슬릿폭(B)이 식: (L/B)≤11을 충족시키는 것이 바람직하다. 거리(L)와 슬릿폭(B)이 식: (L/B)≤7을 충족시키는 것이 보다 바람직하다. 거리(L)가 100㎜의 경우, 슬릿폭(B)은 10㎜ 이상인 것이 바람직하고, 이 경우, 거리(L)와 슬릿폭(B)이 식: (L/B)≤10을 충족시킨다.

(L/B)의 값의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 슬릿폭(B)의 값이 10㎜인 경우, 유지보수성, 작업성 등을 고려한 거리(L)의 실용 범위가 약 20㎜ 이상이 되므로 거리(L)와 슬릿폭(B)이 식: 2≤(L/B)을 충족시키는 것이 바람직하다.

식: (L/B)≤11을 충족시킴으로써 블로잉 노즐로부터 분출하는 에어의 직진성 또는 안정성이 한층 개선됨으로써 MD류를 차단하는 기류 분단 성능이 한층 향상한다. 그 때문에, 텐터 오븐의 실외로부터 다른 온도의 에어가 텐터 오븐 내에 유입하는 것을 방지하고, 필름 온도 편차를 저감시킴과 아울러, 순환 에어를 각 처리 실의 설정 온도까지 가열하는 데에 필요한 소비 에너지량을 한층 삭감시킬 수도 있다.

또한, 에어 분출 개구(17)가 필름 폭 방향으로 복수의 구멍이 배열된 형상이어도 상기와 마찬가지의 이유로부터 거리(L)와 구멍의 직경(R)의 관계(L/R)의 상한은 (L/R)≤11을 충족시키는 것이 바람직하고, (L/R)≤7을 충족시키는 것이 보다 바람직하다. (L/B)의 값의 하한은 2≤(L/R)을 충족시키는 것이 바람직하다. 또한, 복수의 구멍이 완전한 원은 아니고, 타원형이나 직사각형인 경우, 구멍의 직경(R)은 구멍의 면적(A)과 구멍의 외주 길이(S)로부터 등가인 직경(R)=4A/S로 계산할 수 있다.

에어 분출 개구(17)와 필름 통과면(2)의 거리(L)가 작을수록 분출 에어의 포텐셜 코어가 직진성을 유지한 채 필름 통과면(2)에 도달하고, 수반류 등의 방해에 대하여 안정화되어 MD류를 차단하는 기류 분단 성능이 향상한다. 한편, 생산하는 필름의 품종이나 조건에 따라 필름의 늘어짐이나 떠오름, 플래핑이 생기기 때문에 에어 분출 개구(17)와 필름 통과면(2)의 거리(L)가 지나치게 작으면, 블로잉 노즐과 접촉하여 필름에 스크래치가 나 결점이 되는 경우가 있다. 그래서, 블로잉 노즐을 승강시켜서 거리(L)를 조정하여 필름과의 접촉을 회피하는 거리를 유지할 수 있는 것이 바람직하다. 승강 방법으로서는, 예를 들면 블로잉 노즐에 잭을 부착하는 방법이 있다.

에어 분출 개구(17)와 필름 통과면(2)의 거리(L)는 5㎜ 이상 150㎜ 이하의 범위에서 선택하면 좋고, 10㎜ 이상 90㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 20㎜ 이상 50㎜ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

도 5는 도 2에 나타내는 기류 제어 장치의 도 2에 있어서의 A3-A3 화살표로부터 본 방향의 단면 개략도이다. 일반적으로, 필름 생산 품종에 따라서 주행 필름의 폭을 변경하기 위해서 텐터 오븐(3)에서 필름 양단을 파지하는 클립과 클립 레일을 덮는 레일 커버(R1, R2) 사이의 거리를 폭 방향으로 넓히거나 좁히거나 한다.

만약, 레일 커버(R1, R2)와 블로잉 노즐이 간섭하여 에어 분출면(21)으로부터 필름 통과면(2)까지의 거리를 가까이 할 수 없을 경우, 블로잉 노즐의 폭 방향의 길이를 레일 커버(R1, R2) 사이의 거리보다 짧게 하여 블로잉 노즐이 레일 커버(R1, R2) 사이에 수용되도록 하면 좋다.

또한, 주행 필름의 폭이 넓어졌을 경우, 레일 커버(R1, R2)과의 접촉이나 간섭을 피하면서 블로잉 노즐의 폭 방향의 길이를 넓힘으로써 주행 필름의 폭 방향으로 연장되는 에어 커튼을 형성할 수 있다.

도 5에 나타내는 블로잉 노즐은 주행 필름의 폭 방향으로 그 길이가 가변(신축) 가능한 블로잉 노즐의 일례이다. 길이가 가변인 블로잉 노즐(N1, N2, N3, N4)은 고정 노즐 부분(24a)과 고정 노즐 부분(24a)에 대하여 감합 구조로 되어 있고, 슬라이딩 가능하게 출입하는 가동 노즐 부분(24b)으로 구성되어 있다. 가동 노즐 부분은 복수 단의 가동인 부분으로 형성되어 있어도 좋다.

이 경우에 있어서, 블로잉 노즐을 형성하는 고정 노즐 부분의 수 및 가동 노즐 부분의 수는 주행 필름의 변화 폭에 따라서 선정하면 좋다. 좌우의 가동 노즐 부분(24b)을 좌우의 레일 커버(R1, R2) 각각에 레일 접속 기구(18)를 개재하여 연결함으로써 주행 필름의 폭변화에 추종시킬 수 있다.

도 16a, 도 16b를 참조한다. 도 16a, 도 16b는 기류 제어 장치의 블로잉 노즐의 분출 에어량을 조절하는 기구를 설명하기 위한 단면 개략도이다. 도 16a는 도 1의 블로어(B1)나 열교환기(H1)와, 블로잉 노즐(N1, N2)을 연결시키는 배관과, 급기 댐퍼(46)를 나타내고 있다. 도 16b는 도 1의 블로어(B2)나 열교환기(H2)와, 블로잉 노즐(N3, N4)을 연결시키는 배관과, 급기 댐퍼(46)를 나타내고 있다. 각각의 급기배관에 급기 댐퍼(46)를 설치하고, 급기 댐퍼(46)의 개도를 변경함으로써 분출 에어량을 개별로 조절할 수 있다. 공급 에어량을 조절하는 수단은 밸브, 밸브, 오리피스 등이어도 좋다. 블로잉 노즐(N1, N2, N3, N4)의 분출 에어량을 개별로 조절함으로써 분출 에어의 가열에 필요한 에너지 사용량을 삭감하여 에너지 절약에 기여할 수 있다.

도 17a, 도 17b를 참조한다. 도 17a, 도 17b는 기류 제어 장치의 배기 기구의 배기 풍량을 조절하는 기구를 설명하기 위한 단면 개략도이다. 도 17a는 도 1의 블로어(B1)와 배기 플리넘(E1)을 연결시키는 배관과, 배기 댐퍼(47)를 나타내고 있다. 도 17b는 도 1의 블로어(B2)와 배기 플리넘(E2)을 연결시키는 배관과, 배기 댐퍼(47)를 나타내고 있다. 각각의 배기 배관에 배기 댐퍼(47)를 설치하고, 배기 댐퍼(47)의 개도를 변경함으로써 배기 풍량을 개별로 조절할 수 있다. 배기 풍량을 조절하는 수단은 밸브, 밸브, 오리피스 등이어도 좋다. 배기 기구(8a, 8b, 8c, 8d)로부터 흡인하는 배기 풍량을 개별로 조절함으로써 열 로스를 삭감하여 에너지 절약에 기여할 수 있다.

본 발명은 텐터 오븐의 입구 및/또는 출구와, 텐터 오븐실 외의 기류를 분단하여 기류 제어하기 위한 장치이다. 그 때문에, 텐터 오븐 입구의 필름 반송 방향 상류측에 서로 이웃하여 기류 제어 장치를 설치했을 경우, 블로잉 노즐로부터 분출하는 에어 온도는 텐터 오븐의 입구에 있어서의 텐터 오븐실 외의 에어 온도보다 높은 것이 바람직하다. 이것에 의해, 필름을 과잉으로 냉각하여 텐터 오븐 내의 예열 공정에 문제가 발생하는 것을 방지한다. 또한, 텐터 오븐 출구의 필름 반송 방향 하류측에 서로 이웃하여 기류 제어 장치를 설치했을 경우, 블로잉 노즐로부터 분출하는 에어 온도는 텐터 오븐의 출구에 있어서의 텐터 오븐실 외의 에어 온도보다 높은 것이 바람직하다. 이것에 의해, 필름을 과잉으로 냉각하여 텐터 오븐의 하류공정에 문제가 발생하는 것을 방지한다. 또한, 블로잉 노즐로부터 분출하는 에어의 온도는 필름의 유리 전이점 이하인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 열가소성 수지 필름의 결정 구조가 변화되는 것을 피한다.

본 발명의 기류 제어 장치를 적용할 수 있는 필름에는 특별히 한정은 없고, 텐터 오븐에서 가열 및 연신되는 공지의 열가소성 수지 필름을 적용할 수 있다.

이어서, 실시예를 사용하여 본 발명을 더 설명한다.

실시예

(실시예 1)

우선, 본 발명에 의한 효과의 평가 방법에 대해서 설명한다.

본 발명의 기류 제어 장치와 텐터 오븐 본체를 구성하는 실을 모델화한 모델 테스트기를 작성하고, 이것을 사용해서 MD류 차단 성능을 측정했다.

도 6은 이 모델 테스트기의 단면 개략도이다. 테스트를 간편하며 동시에 저렴하게 실시하기 위해서 열가소성 수지 필름의 대용으로서 필름 통과면의 위치에 필름의 주행 방향의 길이가 2.0m, 주행 필름의 폭 방향의 폭이 1.8m인 투명한 아크릴판(29)을 고정했다.

모델 테스트기의 실의 내형 치수는 필름 주행 방향의 길이가 1.8m, 필름 폭 방향의 폭이 1.8m, 높이가 1.5m라고 했다. 모델 테스트기의 도 6에 있어서의 좌측의 외벽에는 기류 제어 장치의 입구에 상당하는 모델 테스트기의 입구(31)를 설치했다. 아크릴판(29)의 하측에는 블로잉 노즐로서 N5, N6, N7, N8을 필름의 주행 방향으로 0.3m 피치 간극으로 설치했다. 블로잉 노즐(N5)의 에어 분출면(N5a)에 있어서의 에어 분출구 형상은 필름 주행 방향의 폭이 0.008m인 슬릿 형상으로 했다.

에어 분출면(N5a)이 아크릴판(29)의 하면에 평행이 되도록 했다. 모델 테스트기에는 에어 분출면으로부터 아크릴판(29)의 하면까지의 거리(L2)를 조정하는 기구를 설치했다. 블로잉 노즐(N5)에 에어를 급기하기 위해서 블로어(B4)를 설치하고, 블로어(B4)와 블로잉 노즐(N5)을 덕트로 연결시켰다. 에어의 급기량은 블로어(B4)의 회전수를 인버터로 제어하고, 댐퍼(33)의 개도로 조정했다. 블로어(B4)로부터 블로잉 노즐(N5)까지의 사이에는 열교환기는 설치하지 않고, 블로잉 노즐(N5)로부터 분출하는 에어의 온도는 실온으로 했다. 블로잉 노즐(N5)의 에어 분출 각도(23)(도 3 참조)가 90±5°가 되도록 했다.

에어 분출면(N5a)에 있어서의 에어 분출구에서의 분출 에어 풍속은 피트관식 풍속계를 사용해서 계측했다. 풍속은 시간 변동하기 때문에 샘플링 주기를 1초로 설정하고, 10초간 연속해서 측정했을 때의 평균값을 분출 풍속으로 했다. 계측한 분출 에어 풍속에 에어 분출구의 면적을 곱함으로써 블로잉 노즐(N5)의 분출 에어의 풍량을 산출했다.

분출한 에어는 아크릴판(29)에 접촉하여 흐름의 방향을 바꾸고, 리턴 에어(35)가 되어서 배기 기구(32a, 32b)에 흡인되고, 다시 블로어(B4)를 경유하여 블로잉 노즐(N5)에 급기된다.

배기 기구(32a)에 있어서의 배기 풍량은 리턴 에어(35)의 풍속에 배기 기구(32a)의 흡인 면적을 서로 곱해서 산출했다. 리턴 에어(35)의 풍속은 피트관식 풍속계를 사용해서 계측했다. 리턴 에어(35)의 풍속은 시간 변동하기 때문에 샘플링 주기를 1초로 설정하고, 10초간 연속해서 측정했을 때의 평균값을 리턴 에어 풍속으로 했다. 배기 기구(32b)의 배기 풍량의 산출 방법에 대해서도 마찬가지이다.

모의적으로 MD류를 발생시키기 위해서 MD류 발생 장치(30)와 블로어(B3)를 설치했다. 블로어(B3)와 MD류 발생 장치(30)를 덕트로 연결시키고, 블로어(B3)로부터 MD류 발생 장치(30)로 에어를 급기했다. 블로어(B3)의 회전수를 인버터로 제어함으로써 MD류 발생 장치(30)의 급기 유량을 조정했다. 모의적으로 발생시킨 MD류의 풍속은 모델 테스트기의 입구(31)의 장소에서 피트관식 풍속계를 사용해서 계측했다. 풍속은 시간 변동하기 때문에 샘플링 주기를 1초로 설정하고, 10초간 연속해서 측정했을 때의 평균값을 MD류의 풍속으로 했다.

도 7a와 도 7b를 참조하여 기류 제어 성능의 평가 방법에 대해서 설명한다. 도 7a는 모델 테스트기에서 모의적으로 발생시킨 MD류를 블로잉 노즐로 분단한 상태를 계측하는 방법에 대해서 설명한 도면이며, 도 6에 나타내는 B1-B1 화살표로부터 본 방향의 평면 개략도이다. 도 7b는 블로잉 노즐로 MD류를 분단했을 때에 발생한 러버 히터 상의 온도 분포의 피크 위치 어긋남(△Peak)을 설명하는 도면이며, 도 7a에 나타내는 부호 40 부분의 확대도이다. 모델 테스트기의 블로잉 노즐(N5)이 위치하는 장소의 바로 위에서 아크릴판(29)의 폭 방향 중앙부의 위치에 있어서, 아크릴판(29)에 폭 150㎜, 길이 150㎜의 개구부를 설치했다. 이 개구부에 폭 150㎜, 길이 150㎜의 시트상의 러버 히터(36)를 설치했다. 러버 히터(36)의 하면의 위치는 아크릴판(29)에 하면의 위치에 맞췄다. 또한, 러버 히터의 면의 온도 분포를 촬영할 수 있도록 아크릴판(29)의 상면으로부터 상방으로 0.7m 멀어진 위치에 열화상 장치(34)를 설치하고, 열화상 장치(34)의 측정 시야를 조정했다.

러버 히터(36)를 100℃로 가열하고, 블로잉 노즐(N5)로부터 러버 히터(36)를 향해서 실온의 에어를 블로잉하면서 MD류 발생 장치(30)에 의해 모의적으로 MD류를 발생시켰다. 열화상 장치(34)로 러버 히터(36)의 면의 온도 분포를 계측하고, 얻어진 열화상을 전용 해석 소프트에 의해 해석해서 러버 히터 상의 온도 분포의 피크 위치(42)와, 블로잉 노즐(N5)의 에어 분출구 중심축(38)으로부터의 피크 위치 어긋남(△Peak)을 산출해냈다.

다시 도 6을 참조한다. MD류 발생 장치(30)에 의해 모의적으로 발생시킨 MD류가 블로잉 노즐(N5)로부터 분출하는 에어에 의해 분단되면, 분단된 위치에서 상류 방향 에어 흐름(45a)과 하류 방향 에어 흐름(45b)이 발생한다. 러버 히터(36)의 면에는 이 에어 흐름 방향에 따른 온도 구배가 형성되기 때문에 에어 흐름이 분단된 위치를 피크로 하는 온도 분포가 발생한다. 따라서, 러버 히터(36)의 면의 온도 분포를 열화상 장치(34)로 계측하고, 블로잉 노즐 폭 방향으로 연결되는 온도 분포의 피크의 유무를 확인함으로써 모의적으로 발생시킨 MD류가 분단되어 있는지의 여부를 판정할 수 있다.

블로잉 노즐(N5)의 에어 분출구 중심축(38)으로부터의 피크 위치 어긋남(△Peak)의 값이 0㎜에 가까울수록 모의적으로 발생시킨 MD류를 효과적으로 분단했다고 판단할 수 있다.

상기 모델 테스트기를 사용하여 MD류의 유속을 5.0m/s, 분출 에어의 풍속을 10.0m/s, 에어 분출면으로부터 히터 하면까지의 거리(L2)를 30㎜(L2/B=3.8), 상류측의 배기 기구로부터의 배기 풍량을 16.0㎥/분, 하류측의 배기 기구로부터의 배기 풍량을 16.0㎥/분으로 했을 때의 피크 위치 어긋남(△Peak)[㎜]을 구했다.

(실시예 2)

거리(L2)를 50㎜(L2/B=6.3)로 한 것 이외에는 실시예 1과 같은 장치 구성, 같은 조건에서 테스트를 행하여 피크 위치 어긋남(△Peak)[㎜]을 구했다.

(실시예 3)

거리(L2)를 70㎜(L2/B=8.8)로 한 것 이외에는 실시예 1과 같은 장치 구성, 같은 조건에서 테스트를 행하여 피크 위치 어긋남(△Peak)[㎜]을 구했다.

(실시예 4)

거리(L2)를 90㎜(L2/B=11.3)로 한 것 이외에는 실시예 1과 같은 장치 구성, 같은 조건으로 테스트를 행하여 피크 위치 어긋남(△Peak)[㎜]을 구했다.

(비교예 1)

하류측의 배기 기구에서의 배기를 멈춘 것 이외에는 실시예 4와 같은 장치 구성, 같은 조건에서 테스트를 행하여 피크 위치 어긋남(△Peak)[㎜]을 구했다.

(비교예 2)

블로잉 노즐(N5)로부터의 에어의 블로잉을 멈춘 것 이외에는 실시예 2와 같은 장치 구성, 같은 조건에서 테스트를 행하여 피크 위치 어긋남(△Peak)[㎜]을 구했다.

(비교예 3)

상류측의 배기 기구로부터의 배기를 멈춘 것 이외에는 실시예 2와 같은 장치 구성, 같은 조건에서 테스트를 행하여 피크 위치 어긋남(△Peak)[㎜]을 구했다.

(결과의 정리)

각 실시예, 비교예에서의 테스트 조건과 테스트 결과를 표 1, 표 2에 정리한다.

실시예 및 비교예의 결과로부터 블로잉 노즐로부터 필름면으로 에어를 블로잉함과 동시에 이 블로잉 노즐로부터 필름 주행 방향 상류측과 하류측에 구비한 배기 기구로 리턴 에어를 배기함으로써 기류의 흐름을 분단해서 MD류를 차단할 수 있는 것을 알 수 있다.

실시예 1~4의 결과로부터 에어 분출면으로부터 히터 하면까지의 거리를 짧게 해서 L2/B의 값을 작게 할수록 피크 위치 어긋남(△Peak)[㎜]의 값이 작아져 효과적으로 기류의 흐름을 분단할 수 있었던 것을 알 수 있다.

실시예 4의 결과를 도 8, 도 9a 및 도 9b를 참조해서 보다 상세하게 설명한다. 도 8은 실시예 4에서의 에어의 흐름 방향을 나타내는 도면이며, 도 9a와 도 9b는 실시예 4의 기류 분단 성능의 평가 결과를 나타내는 도면이다. 실시예 4는 L2/B의 값이 11보다 커지는 조건이었기 때문에 기류를 분단하는 능력이 다소 낮아지고, 블로잉 노즐(N5)로부터 분출된 에어(39)는 MD류 발생 장치(30)에 의해 모의적으로 발생된 MD류에 의해 하류측으로 흘러가게 되었다. 그 때문에, 열화상 장치(34)로 계측한 온도 분포의 모식도(37b)와 같이 온도 분포의 피크 위치는 하류측으로 어긋났다. 단, 온도 분포의 피크 위치는 하류측으로 어긋나 있었지만, MD류는 분단되어서 흐름의 방향을 바꾸어 블로잉 노즐(N5)의 리턴 에어(35)와 함께 배기 기구(32a, 32b)에 흡인되었다.

비교예 1의 결과를 도 10 및 도 11을 참조해서 보다 상세하게 설명한다. 도 10은 비교예 1에서의 에어의 흐름 방향을 나타내는 도면이며, 도 11은 비교예 1의 기류 분단 성능의 평가 결과를 나타내는 도면이다. 비교예 1에서는 블로잉 노즐(N5)에 의해 상류측의 배기 기구(32a)로 에어를 흡인하고 있지만, 하류측의 배기 기구(32b)에서 에어를 흡인하고 있지 않기 때문에 에어 밸런스가 무너져버렸다. 그 때문에, 블로잉 노즐(N5)의 분출 에어(39)는 MD류 발생 장치(30)에 의한 모의적으로 발생된 MD류에 의해 하류측으로 크게 흘러가게 되었다. 그 결과, 열화상 장치(34)로 계측한 온도 분포의 모식도(37c)와 같이 온도 분포의 피크 위치는 확인할 수 없었다.

비교예 2의 결과를 도 12 및 도 13을 참조해서 보다 상세하게 설명한다. 도 12는 비교예 2에서의 에어의 흐름 방향을 나타내는 도면이며, 도 13은 비교예 2의 기류 분단 성능의 평가 결과를 나타내는 도면이다. 비교예 2에서는 블로잉 노즐(N5)로부터 에어가 분출되어 있지 않기 때문에 MD류 발생 장치(30)에 의해 모의적으로 발생된 MD류는 에어 흐름(44)에 나타내는 바와 같이 도중에 분단되는 일 없이 하류측으로 분사되어 흐른다. 이 때문에 열화상 장치(34)로 계측한 온도 분포의 모식도(37d)와 같이 온도 분포의 피크 위치는 확인할 수 없었다.

비교예 3의 결과를 도 14 및 도 15를 참조해서 보다 상세하게 설명한다. 도 14는 비교예 3에서의 에어의 흐름 방향을 나타내는 도면이며, 도 15는 비교예 3의 기류 분단 성능의 평가 결과를 나타내는 도면이다. 비교예 3에서는 블로잉 노즐(N5)로부터 하류측의 배기 기구(32b)로 에어를 흡인하고 있지만, 상류측의 배기 기구(32a)로 에어를 흡인하고 있지 않기 때문에 에어 밸런스가 무너져버렸다. 그 때문에, 블로잉 노즐(N5)의 분출 에어(39)는 MD류 발생 장치(30)에 의한 모의적으로 발생된 MD류에 의해 하류측에 크게 흘러가게 되었다. 그 결과, 열화상 장치(34)로 계측한 온도 분포의 모식도(37e)와 같이 온도 분포의 피크 위치는 확인할 수 없었다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명의 기류 제어 장치는 필름 제조 설비의 텐터 오븐에서의 가열·연신 공정에 바람직하게 적용할 수 있지만, 적용 범위는 이것에 한정되지 않는다.

1 : 기류 제어 장치 2 : 필름 통과면
3 : 텐터 오븐 4 : 텐터 오븐 입구
5 : 텐터 오븐 출구 6 : 상자형상체
8a, 8b, 8c, 8d : 배기 기구 9 : 기류 제어 장치의 입구
10 : 장치 외로부터 유입하는 에어 11, 15 : 에어 분출 방향
12, 16 : 리턴 에어 13 : 기류 제어 장치의 출구
14 : 텐터 오븐으로부터 유입하는 에어
17 : 에어 분출 개구(슬릿 또는 구멍) 18 : 레일 접속 기구
21 : 에어 분출면 23 : 에어 분출 각도
24a : 고정 노즐 24b : 가동 노즐
25 : 모델 테스트기 외벽 26 : 구획판
27 : 기류 제어 장치 평가부 28 : 오븐 본체 평가부
29 : 아크릴판 30 : MD류 발생 장치
31 : 모델 테스트기의 입구 32a, 32b : 배기 기구
33 : 댐퍼 34 : 열화상 장치
35 : 리턴 에어 36 : 러버 히터
37a, 37b, 37c, 37d, 37e : 열화상 장치로 계측한 온도 분포의 모식도
38 : 분출구의 중심축
39 : 블로잉 노즐(N5)의 분출 에어
40, 41 : 러버 히터 상의 온도 분포의 확대 위치
42, 43 : 러버 히터 상의 온도 분포의 피크 위치
44 : MD류에 의한 에어 흐름 45a : 상류 방향 에어 흐름
45b : 하류 방향 에어 흐름 46 : 급기 댐퍼
47 : 배기 댐퍼 FR : 필름 주행 방향
N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7, N8 : 블로잉 노즐
N5a : 에어 분출면 E1, E2 : 배기 플리넘
B1, B2, B3, B4 : 블로어 H1, H2 : 열교환기
R1, R2 : 레일 커버
L : 에어 분출 개구와 필름 통과면의 거리(L)
L2 : 에어 분출면으로부터 히터 하면까지의 거리
B : 슬릿 폭 △Peak : 피크 위치의 어긋남

Claims (9)

1. 필름이 반입되는 입구와 필름이 반출되는 출구를 갖는 텐터 오븐의 상기 입구의 필름 주행 방향 상류측 및/또는 상기 출구의 필름 주행 방향 하류측에 서로 이웃하여 설치된 상자형상체의 기류 제어 장치로서,
   상기 기류 제어 장치가 그 내부에,
   필름에 에어를 블로잉하기 위한 블로잉 노즐로서 필름 통과면을 사이에 두고 대향하는 적어도 1세트의 한 쌍의 블로잉 노즐과,
   상기 상자형상체 안의 에어를 배출하는 배기 기구로서 상기 한 쌍의 블로잉 노즐보다 필름 주행 방향 상류측에 있고, 필름 통과면을 사이에 두고 대향하는 적어도 1세트의 한 쌍의 상류측 배기 기구와,
   상기 상자형상체 안의 에어를 배출하는 배기 기구로서 상기 한 쌍의 블로잉 노즐보다 필름 주행 방향 하류측에 있고, 필름 통과면을 사이에 두고 대향하는 적어도 1세트의 한 쌍의 하류측 배기 기구를 구비한 기류 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 블로잉 노즐이 복수 세트 구비된 기류 제어 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 상류측 배기 기구 및/또는 상기 한 쌍의 하류측 배기 기구가 복수 세트 구비된 기류 제어 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 블로잉 노즐의 에어 분출 개구의 형상이 필름 폭 방향과 평행하게 연장되는 슬릿 형상, 또는 필름 폭 방향으로 복수의 구멍이 배열된 형상이며, 상기 에어 분출 개구가 에어를 분출하는 방향과 필름 통과면이 이루는 각이 대략 직각인 기류 제어 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 에어 분출 개구와 필름 통과면 사이의 거리 L과, 상기 에어 분출 개구의 슬릿의 필름 주행 방향의 길이 B가 L/B≤11을 충족시키거나, 또는 상기 에어 분출 개구와 필름 통과면 사이의 거리 L과, 상기 에어 분출 개구의 구멍의 직경 R이 L/R≤11을 충족시키는 기류 제어 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 블로잉 노즐이 필름의 폭 방향에 있어서 감합 구성으로 되어 있는 복수의 하우징에 의해 형성되어 있으며, 필름 폭 방향으로 신축하는 기구를 갖는 기류 제어 장치.
7. 텐터 오븐과, 텐터 오븐 입구의 필름 반송 방향 상류측 및/또는 텐터 오븐 출구의 필름 반송 방향 하류측에 서로 이웃하여 설치된 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 기류 제어 장치 각각에 필름을 통과시키고,
   상기 기류 제어 장치에 있어서, 상기 블로잉 노즐로부터 주행하는 필름을 향해 에어를 블로잉하면서 상기 상류측 배기 기구 및 상기 하류측 배기 기구로 기류 제어 장치 내의 에어를 배출하고,
   상기 텐터 오븐에 있어서, 주행하는 필름을 가열하면서 연신하는 연신 필름의 제조 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 기류 제어 장치를 상기 텐터 오븐 입구의 필름 반송 방향 상류측에 서로 이웃하여 설치하고, 상기 블로잉 노즐로부터 분출하는 에어의 온도를 상기 텐터 오븐의 입구에 있어서의 텐터 오븐실 외의 에어의 온도 이상, 필름의 유리 전이점 이하로 하는 연신 필름의 제조 방법.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
   상기 기류 제어 장치를 상기 텐터 오븐 출구의 필름 반송 방향 하류측에 서로 이웃하여 설치하고, 상기 블로잉 노즐로부터 분출하는 에어의 온도를 상기 텐터 오븐의 출구에 있어서의 텐터 오븐실 외의 에어의 온도 이상, 필름의 유리 전이점 이하로 하는 연신 필름의 제조 방법.
   

Images