WO2019187861A1 - 気体吹出しノズル及び炉、並びに加工フィルムの製造方法 - Google Patents

気体吹出しノズル及び炉、並びに加工フィルムの製造方法 Download PDF

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WO2019187861A1
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WO
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gas
nozzle
partition plate
cylindrical body
longitudinal direction
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PCT/JP2019/006877
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Inventor
繁樹 千枝
西川　徹
野村　文保
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東レ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/16—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling the spray area
    • B05B12/18—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling the spray area using fluids, e.g. gas streams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/004—Nozzle assemblies; Air knives; Air distributors; Blow boxes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/04—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in flat form, e.g. fan-like, sheet-like
    • B05B1/044—Slits, i.e. narrow openings defined by two straight and parallel lips; Elongated outlets for producing very wide discharges, e.g. fluid curtains
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
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    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/005—Nozzles or other outlets specially adapted for discharging one or more gases

Definitions

  • the present invention relates to a gas blowing nozzle used for blowing gas onto the surface of a resin film, a furnace equipped with a gas blowing nozzle, and a method for producing a processed film.
  • a liquid is applied to a long or web resin film raw material, and then the resin film is conveyed inside a furnace such as a drying furnace.
  • a gas such as air or nitrogen may be sprayed on the surface of the resin film.
  • the blowing of gas to the resin film to be transported is generally performed by a gas blowing nozzle that extends in the direction perpendicular to the resin film transport direction, that is, the width direction of the resin film, and blows the gas vertically toward the surface of the resin film. Often used.
  • gas blowing nozzle extending in the film width direction, gas is supplied in the film width direction (that is, the nozzle longitudinal direction).
  • Patent Document 1 discloses a wavy or zigzag pattern in which irregularities are repeated along the longitudinal direction of the gas blowing nozzle (that is, the width direction of the workpiece). What has the uneven surface cover formed in the shape is disclosed.
  • the cross-sectional shape of the uneven surface cover along the longitudinal direction of the nozzle is a triangular wave.
  • This gas blowing nozzle is a nozzle box having a surface facing the workpiece as a gas blowing surface, a slit-like opening provided in the nozzle box and extending in the width direction of the workpiece and allowing gas to pass toward the gas blowing surface,
  • the concavo-convex surface cover is provided so as to cover the opening in the nozzle box.
  • the concave / convex surface cover covers the opening, but since the cross-sectional shape is triangular, the end side of the concave / convex surface cover (the side of the cover) in the direction perpendicular to the nozzle longitudinal direction (the width direction of the gas blowing nozzle) From here, air can flow toward the opening. Furthermore, a gap is formed between the uneven surface cover and the inner wall of the nozzle box in the nozzle width direction. The gas supplied to the gas blowing nozzle flows from the gap to the side of the concave / convex surface cover, flows into the space between the concave / convex surface cover and the opening, and is further blown out from the gas blowing surface toward the work through the opening.
  • Patent Document 1 discloses that the space between the opening and the gas blowing surface is a stable chamber or a pressure equalizing chamber that stabilizes the airflow.
  • a gas blowing nozzle having an uneven surface cover is also disclosed in Patent Document 2.
  • the gas blowing nozzle described in Patent Document 2 has a concavo-convex surface cover having a sinusoidal or trapezoidal cross-sectional shape.
  • the properties of processed films produced by blowing gas in a furnace are affected by the thermal history when passing through the interior of the furnace, and in order to obtain a processed film having uniform characteristics in the width direction of the film It is required that the heat exchange between the gas blown from the gas blowing nozzle and the resin film be uniform in the width direction of the resin film. Therefore, the gas blowing nozzle needs a rectifying mechanism that makes the gas blowing speed constant along the width direction of the resin film.
  • the gas blowing nozzle to which the gas for blowing is supplied from the film width direction that is, the nozzle longitudinal direction
  • the gas is supplied from both sides of the nozzle longitudinal direction and the gas is supplied from only one side of the nozzle longitudinal direction.
  • the gas blowing speed at the position opposite to the gas supply side with respect to the nozzle longitudinal direction is A phenomenon occurs that becomes larger than the gas blowing speed on the gas supply side.
  • the gas blowing nozzles shown in Patent Documents 1 and 2 can suppress the generation of local turbulence, the gas blowing speed is sufficient in terms of uniformity along the nozzle longitudinal direction with respect to the gas blowing speed. Absent.
  • An object of the present invention is to blow a gas onto a resin film, a gas blowing nozzle whose gas blowing speed is uniform along the nozzle longitudinal method, a furnace equipped with such a gas blowing nozzle, and such It is providing the manufacturing method of the processed film which uses a gas blowing nozzle.
  • the gas blowing nozzle of the present invention is a gas blowing nozzle used for blowing gas onto the surface of a resin film, and is provided so that the longitudinal direction of the gas blowing nozzle extends in the width direction of the resin film,
  • a housing having a gas blowing surface for blowing gas on a side surface facing the film, a gas supply port that is provided at one end of the housing and supplies gas along the nozzle longitudinal direction, and the gas supply port
  • One or more pressure equalizing chambers communicating with the gas blowing surface, and at least one pressure equalizing chamber among the one or more pressure equalizing chambers is formed of a partition plate on the surface on the gas blowing surface side.
  • a plurality of cylindrical bodies having openings at both ends are arranged along the nozzle longitudinal direction so that the axial direction of each cylindrical body is orthogonal to the nozzle longitudinal direction, Cylindrical body
  • the angle ⁇ formed by the partition wall and the wall surface near the gas supply port among the wall surfaces rising from the partition plate is in the range of 55 ° or more and 120 ° or less as the internal angle in the cross-sectional shape of the cylindrical body,
  • the surface of the cylindrical body that contacts the partition plate is provided with a gas flow hole that penetrates including the partition plate.
  • the furnace of the present invention includes the gas blowing nozzle of the present invention, and performs a heating process by blowing a warming gas from the gas blowing nozzle to the resin film.
  • the manufacturing method of the processed film of this invention includes the process of spraying gas with respect to the resin film with the gas blowing nozzle of this invention.
  • the gas is preferably a heated gas.
  • the difference between the maximum value and the minimum value of the blowing speed with respect to the average blowing speed is preferably within 11%.
  • the present invention it is possible to obtain a gas blowing nozzle in which the flow velocity of the gas blown from the gas blowing surface is uniform along the nozzle longitudinal direction.
  • the furnace provided with this gas blowing nozzle and performing the heating process with respect to a resin film, the processed film which has a homogeneous characteristic along the width direction of a film can be obtained.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams showing a general gas blowing nozzle, where FIG. 1A is a perspective view and FIG. 1B is a cross-sectional view.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a gas blowing nozzle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of the gas blowing nozzle shown in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an example of the configuration and arrangement of the cylindrical body.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an example of the configuration and arrangement of the cylindrical body.
  • FIG. 6 is a perspective view showing an example of the configuration and arrangement of the cylindrical body.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a gas blowing nozzle according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view of the gas blowing nozzle shown in FIG. (A) to (c) of FIG. 9 are diagrams showing dimensions and angles of each part of the cylindrical body.
  • a gas blowing nozzle 10 shown in FIG. 1 is used to blow a gas such as air to the surface of a resin film 50 conveyed in the furnace, for example, in a furnace such as a drying furnace or a tenter oven for stretching. It is what As shown in FIG. 1A, consider an xyz orthogonal coordinate system in which the transport direction of the resin film 50 is the z-axis direction and the width direction of the resin film 50 perpendicular to the film transport direction is the x-axis direction. The y-axis direction is the height direction of the gas blowing nozzle 10.
  • the gas blowing nozzle 10 is provided so as to extend in the film width direction, that is, in the x-axis direction over the entire width of the resin film 50 while maintaining a constant interval with respect to the surface of the resin film 50. Therefore, the longitudinal direction of the nozzle is also the x-axis direction.
  • the gas blowing nozzle 10 is supplied with gas from one side of the nozzle longitudinal direction (x-axis direction), and as shown as “blowing direction”, the resin film 50 A gas is blown over the entire width of the resin film 50 in a direction perpendicular to the surface of the resin film, that is, in parallel with the y-axis.
  • a direction perpendicular to the nozzle longitudinal direction and parallel to the resin film 50 (that is, the z direction) is referred to as a nozzle width direction.
  • FIG. 1B shows a cross-sectional configuration of the gas blowing nozzle 10 in a direction parallel to the nozzle longitudinal direction and perpendicular to the surface of the resin film 50.
  • the gas blowing nozzle 10 has a housing 11 whose longitudinal direction extends in the width direction of the resin film 50, and a gas supply port 12 is provided at the left end of the housing 11 in the figure.
  • An upper pressure equalizing chamber 13 is formed in the housing 11 so as to be connected to the gas supply port 12.
  • the height of the upper pressure equalizing chamber 13 decreases as the distance from the gas supply port in the nozzle longitudinal direction increases. That is, it is formed in a tapered shape.
  • the surface facing the surface of the resin film 50 is the gas blowing surface 14.
  • Three lower pressure equalizing chambers 15 are provided between the upper pressure equalizing chamber 13 and the gas blowing surface 14.
  • the gas blowing nozzle 10 provided with three lower pressure equalizing chambers 15 is shown as an example, but the number of lower pressure equalizing chambers 15 is not limited to this.
  • these lower pressure equalizing chambers 15 are arranged in the height direction of the gas blowing nozzle 10, and a space between the lower pressure equalizing chambers 15 such as punching metal is provided. It is partitioned by a partition plate 17 that is permeable and breathable.
  • the upper pressure equalizing chamber 13 and the lower pressure equalizing chamber 15 are also partitioned by a porous and air-permeable partition plate 16 such as punching metal.
  • the partition plates 16 and 17 are both provided in parallel to the surface of the resin film 50, that is, in parallel to the x axis and the z axis.
  • the entire outer walls of the upper pressure equalizing chamber 13 and the lower pressure equalizing chamber 15 constitute the casing 11 of the gas blowing nozzle 10 (that is, the nozzle casing), and the gas blowing is performed on the side surface of the casing 11 facing the resin film 50.
  • the surface 14 is formed.
  • the gas blowing surface 14 from the gas supply port 12 is the upper pressure equalizing chamber 13 and the lower pressure equalizing chamber. 15 to communicate with each other.
  • the gas supplied to the gas supply port 12 passes through the partition plate 16 and enters the lower pressure equalization chamber 15 while flowing in the upper pressure equalization chamber 13 in the x direction in the figure, and then gradually passes through the partition plate 17.
  • the direction of flow is changed to an air flow perpendicular to the surface of the resin film 50 and blown out from the gas blowing surface 14.
  • FIG. 2 is a sectional view of the gas blowing nozzle 20 according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic perspective view for explaining the configuration of the gas blowing nozzle 20.
  • the structure of the gas blowout nozzle 20 shown in FIGS. 2 and 3 is as follows: the housing 11, the gas supply port 12, the upper pressure equalization chamber 13, the lower pressure equalization chamber 15, and the partition plate 17 are the same as the gas blowout nozzle 10 shown in FIG.
  • a partition plate 21 different from that shown in FIG. 1 is used as a partition plate for partitioning the upper pressure equalization chamber 13 and the lower pressure equalization chamber 15, and the upper pressure equalization of the partition plate 21 is the same.
  • 1 is different from that shown in FIG. 1 in that a plurality of cylindrical bodies 22 are arranged on the surface on the chamber 13 side.
  • the partition plate 21 and the cylindrical body 22 will be described in detail.
  • the partition plate 21 constitutes a gas blowing surface 14 side surface in the upper pressure equalizing chamber 13.
  • the partition plate 21 is not a porous material such as punching metal but a normal plate member.
  • the cylindrical body 22 is disposed in the upper pressure equalizing chamber 13 so that the axial direction of the cylinder is the nozzle width direction, that is, the z direction. If the shape when the cylindrical body 22 is cut along a plane orthogonal to the axial direction as a cylinder is the cross-sectional shape of the cylindrical body 22, the cross-sectional shape of the cylindrical body 22 is, for example, a polygonal shape such as a triangle or a quadrangle. It is.
  • the cross-sectional shape of the cylindrical body 22 shown in FIG. 3 is a quadrangle.
  • Both ends of the cylindrical body 22 as cylinders are openings 23.
  • the length of the cylindrical body 22 (length in the nozzle width direction) is smaller than the length of the gas blowing nozzle 20 in the nozzle width direction. ) And an opening 23 of the cylindrical body 22 is formed, and the gas supplied from the gas supply port 12 may flow into the cylindrical body 22 through the opening 23 from this interval. It can be done.
  • a porous and breathable member such as a punching metal or a net (mesh) may be disposed in the opening 23.
  • the direction of the surface formed by the opening 23 is not particularly limited, but it is preferable that the surface be parallel to the longitudinal direction of the nozzle and be substantially perpendicular to the partition plate 21.
  • FIG. 4 is a view for explaining the internal configuration of the cylindrical body 22, and shows the partition plate 21 and the cylindrical body 22.
  • the arrows indicate the flow direction of the gas supplied from the gas supply port 12 to the upper pressure equalizing chamber 13.
  • the cylindrical body 22 is depicted in FIG. 4 as having a height greater than that shown in FIG.
  • the height of the cylindrical body 22 can be appropriately set as long as it can be accommodated in the upper pressure equalizing chamber 13, even if the cylindrical body 22 as shown in FIG. 3 is used, as shown in FIG. Even if the cylindrical body 22 having a high height is used, the effect of the present invention can be exhibited.
  • both the surface in contact with the partition plate 21 of the cylindrical body 22, that is, the bottom surface of the cylindrical body 22 and the partition plate 21 are provided inside the cylindrical body 22, at a position along the longitudinal center line of the gas blowing nozzle 20, both the surface in contact with the partition plate 21 of the cylindrical body 22, that is, the bottom surface of the cylindrical body 22 and the partition plate 21 are provided.
  • a gas flow hole 24 is formed so as to penetrate therethrough.
  • the position of the gas flow hole 24 does not necessarily have to be along the longitudinal center line of the gas blowing nozzle 20, but is preferably disposed on the longitudinal center line.
  • the gas flow hole 24 is formed in a slit shape on the bottom surface of the cylindrical body 22 over the entire length along the nozzle longitudinal direction.
  • a through hole is not formed in the partition plate 21 at a position where the cylindrical body 22 is not provided.
  • the gas supplied from the gas supply port 12 to the upper pressure equalizing chamber 13 flows into the cylindrical body 22 through the opening 23 of each cylindrical body 22, and the gas circulation hole 24. Then, the air flows into the lower pressure equalizing chamber 15 and blows out from the gas blowing surface 14.
  • the gas flow holes 24 are provided for each cylindrical body 22, a plurality of gas flow holes 24 are arranged along the nozzle longitudinal direction as a whole of the partition plate 21. At this time, the gas flow holes 24 are preferably arranged uniformly along the longitudinal direction of the nozzle. Therefore, the cylindrical bodies 22 are arranged on the partition plate 21 while being in contact with each other or mutually in the longitudinal direction of the nozzle. It is preferable to arrange them at equal intervals.
  • each cylindrical body 22 has two wall surfaces rising from the partition plate 21, and of these, the inner angle in the cross-sectional shape of the cylindrical body 22 with respect to the wall surface 25 on the gas supply port 12 side.
  • the angle ⁇ formed by the wall surface 25 and the partition plate 21 is preferably about 90 °. More specifically, ⁇ is 55 ° or more and 120 ° or less, preferably 60 ° or more and 110 ° or less, and more preferably 75 ° or more and 95 ° or less. According to the study by the present inventors, as is clear from the examples described later, if the angle ⁇ formed by the wall surface 25 and the partition plate 21 is within this angle range, the gas is blown out from the gas blowing surface 14. The gas velocity distribution is uniform over the entire length in the nozzle longitudinal direction.
  • the cylindrical body 22 is provided in the upper pressure equalizing chamber 13, but the pressure equalizing chamber in which the cylindrical body 22 is provided is not necessarily limited to the upper pressure equalizing chamber 13.
  • the rectification effect by providing the cylindrical body 22 is most expected when the cylindrical body 22 is provided in the pressure equalizing chamber adjacent to the gas supply port 12, and therefore the upper pressure equalizing chamber 13 is cylindrical. It is preferable to arrange the body 22.
  • the cylindrical body 22 is provided in the upper pressure equalizing chamber 13, it is not always necessary to provide the lower pressure equalizing chamber 15 in the gas blowing nozzle 20, and the partition plate 21 itself serves as the gas blowing surface 14 and flows out from the gas circulation hole 24. A configuration in which gas is blown directly onto the resin film 50 is also possible.
  • FIG. 5 shows another example of the configuration and arrangement of the cylindrical body 22.
  • cylindrical bodies 22 having a quadrangular cross-sectional shape are arranged on the partition plate 21 in the nozzle longitudinal direction so as to contact each other.
  • the gas flow hole 24 is formed in a circular shape at substantially the center of the bottom surface of the cylindrical body 22, and the diameter of the gas flow hole 24 is smaller than the length along the nozzle longitudinal direction of the bottom surface of the cylindrical body 22. Yes. Also in the cylindrical body 22 shown in FIG.
  • the angle ⁇ between the wall surface 25 that rises from the partition plate 21 on the gas supply port 12 side and the partition plate 21 is 55 ° or more and 120 ° or less.
  • the angle is preferably from 60 ° to 110 °, more preferably from 75 ° to 95 °.
  • FIG. 6 shows still another example of the configuration and arrangement of the cylindrical body 22.
  • the configuration shown in FIG. 6 is obtained by changing the cross-sectional shape of the cylindrical body 22 from a square to a triangle in the configuration shown in FIG.
  • the angle ⁇ between the wall surface 25 that rises from the partition plate 21 on the gas supply port 12 side and the partition plate 21 is 55 ° or more and 120 ° or less.
  • the angle is preferably from 60 ° to 110 °, more preferably from 75 ° to 95 °.
  • the upper pressure equalizing chamber 13 is formed in a tapered shape whose height decreases along the nozzle longitudinal direction when viewed from the gas supply port 12 side.
  • the shape of the upper pressure equalizing chamber is not limited to a tapered shape.
  • a gas blowing nozzle 30 according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 7 has the same configuration as that of the gas blowing nozzle 20 shown in FIGS. 2 and 3, but has a constant height along the nozzle longitudinal direction. It differs from the gas blowing nozzle 20 shown in FIGS. 2 and 3 in that the upper pressure equalizing chamber 32 is provided. Further, similarly to those shown in FIG. 5, adjacent cylindrical bodies 22 are provided so as to contact each other.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view for explaining the configuration of the gas blowing nozzle 30 shown in FIG.
  • the shape of the gas flow hole 24 is not particularly limited as long as it communicates from the upper pressure equalizing chamber 13 to the lower pressure equalizing chamber 15 or the gas blowing surface 14.
  • a slit-like one extending in the longitudinal direction of the nozzle as shown in FIG. 4 or 6 is preferable.
  • the opening area of the gas circulation hole 24 per cylindrical body 22 is S 1 , and the surface of the cylindrical body 22 that contacts the partition plate 21 except the surface where the wall surfaces 22 and 25 are in contact with the partition plate.
  • the aperture ratio S 1 / S 2 is preferably 0.85 or less.
  • the difference between the maximum value and the minimum value of the blowing speed when the distribution of the gas blowing speed along the longitudinal direction of the nozzle is determined is approximately 14 with respect to the average blowing speed. % Or less, preferably 11% or less, but depending on the type of resin film 50 to which the gas is blown, the difference between the maximum value and the minimum value of the blowing speed may be larger than this. It is not limited.
  • the gas blowing speed from the gas blowing surface 14 is preferably in the range of more than 0 m / s and not more than 20 m / s, and more preferably in the range of more than 0 m / s and not more than 7 m / s. .
  • the gas blowing nozzles 20 and 30 according to the present invention are provided, for example, in a drying furnace or a tenter oven, and are used to blow a gas such as air or nitrogen onto the surface of the resin film 50 when manufacturing a processed film.
  • the gas blowing nozzles 20 and 30 are used when a coating solution is applied to the resin film 50 and then the coating film is dried by blowing air onto the resin film 50 in a drying furnace.
  • Example 1 In the gas blowing nozzle 20 having the configuration shown in FIGS. 2 and 3, the cylindrical body 22 having a triangular cross section as shown in FIG. 6 was analyzed by simulation. In the analysis, steady calculation was performed using “STAR-CCM (ver. 11.04)” (manufactured by IDAJ), which is a commercially available general-purpose thermal fluid analysis software. The k- ⁇ turbulence model was used for the turbulent flow, and the wall law was used for the turbulent boundary layer near the wall. The above software analyzes the Navier-Stokes equations, which are fluid equations of motion, by the finite volume method.
  • any thermal fluid analysis software may be used as long as the same analysis can be performed.
  • An analysis space simulating the flow path inside the nozzle housing is set, the length in the nozzle longitudinal direction of the upper pressure equalizing chamber 13 is set to 1530 mm, the length in the nozzle width direction is set to 100 mm, and the height of the gas supply port 12 is set. 200 mm.
  • Boundary conditions were set at the gas supply port 12 so that dry air at normal temperature (300 K) flows into the analysis space at a flow rate of 3.0 m / s.
  • the gas blowing surface 14 was a pressure boundary, and atmospheric pressure (0.1 MPa) was set as the boundary condition.
  • the cylindrical body 22 is continuously arranged along the nozzle longitudinal direction, and the distance L2 between the cylindrical bodies adjacent in the nozzle longitudinal direction is set to 0 mm as shown in FIG.
  • the cylindrical body was arrange
  • internal angles formed by two wall surfaces rising from the partition plate 21 in the cylindrical body 22 and the partition plate 21 are ⁇ and ⁇ , respectively.
  • the cylindrical body 22 has two wall surfaces rising from the partition plate 21, but the angle ⁇ is an inner angle formed by the wall surface 25 on the gas supply port side and the partition plate, and the angle ⁇ is the wall surface on the side not on the gas supply port side.
  • each cylindrical body 22 is an internal angle formed by the partition plate.
  • the length L1 along the nozzle longitudinal direction of each cylindrical body 22 was set to 15 mm.
  • the thickness of the two wall surfaces 22 and 25 was set to zero. Then, the distribution of the velocity of the gas blown out from the gas blowing surface when the angle ⁇ and the angle ⁇ were changed was determined along the nozzle longitudinal direction. And the difference R was obtained by dividing the difference between the maximum value and the minimum value of the gas velocity thus obtained by the average blowing speed. A smaller speed variation R is a better result.
  • the angle ⁇ is 55 ° or more and 120 ° or less, preferably 60 ° or more and 110 ° or less, and more preferably 75 ° or more and 95 ° or less.
  • Example 2 In the gas blowing nozzle 20 having the configuration shown in FIGS. 2 and 3, the cylindrical body 22 having a triangular cross section as shown in FIG. 6 was analyzed by simulation in the same manner as in Example 1. The angle ⁇ , the angle ⁇ , and the length L1 are defined in the same manner as in Example 1. And as shown in FIG.9 (b), the distance R2 between the cylindrical bodies adjacent to a nozzle longitudinal direction was changed, the dispersion
  • Example 3 Analysis by the same simulation as in Example 1 was performed, and the opening ratio of the gas flow holes in the bottom surface of the cylindrical body 22 was examined.
  • the speed variation R when Ws was changed was determined in the same manner as in Example 1 and determined.
  • Ws / W is the area S 2 of the bottom surface of the cylindrical body 22 per one cylindrical body 22. This is the ratio (S 1 / S 2 ) of the area S 1 of the gas flow hole 24 to (the sum of the areas of the opening and the non-opening at the bottom), that is, the opening ratio.
  • Table 3 The results are shown in Table 3.
  • the aperture ratio is 1.0, that is, even when the entire bottom surface of the cylindrical body 22 is the gas flow hole 24, the variation R of the flow velocity is 10%, and the result is “good”. It was found that when the aperture ratio was 0.85 or less, R was 7% or less and the result was “excellent”. That is, it was found that the aperture ratio is preferably 0.85 or less.

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Abstract

気体吹出し面から吹き出す気体の流速がノズル長手方向にそって均一な気体吹出しノズルを得る。本発明の気体吹出しノズルは、樹脂フィルムと対向する側面を気体吹出し面とする筐体と、ノズル長手方向に沿って気体を供給する気体供給口と、気体供給口から気体吹出し面まで連通する１以上の均圧室と、を有し、少なくとも１つの均圧室は、その気体吹出し面の側の面が仕切り板によって構成され、仕切り板上面には、両端に開口を有する複数の筒状体が、各筒状体の軸方向がノズル長手方向に直交するようにノズル長手方向に沿って配置され、筒状体は、仕切り板から立ち上がる気体供給口に近い側の壁面と仕切り板とがなす角θが、所定範囲内であって、筒状体の仕切り板に接する面には、仕切り板を含めて貫通する孔として気体流通孔が設けられている。

Description

気体吹出しノズル及び炉、並びに加工フィルムの製造方法
　本発明は、樹脂フィルムの表面に気体を吹き付けるために用いられる気体吹出しノズルと、気体吹出しノズルを備える炉と、加工フィルムの製造方法とに関する。
　樹脂フィルムに表面加工を施した加工フィルムの製造工程においては、例えば、長尺あるいはウェブである樹脂フィルム原反に液体を塗布し、その後、乾燥炉などの炉の内部で樹脂フィルムを搬送しながら樹脂フィルムの表面に空気や窒素などの気体を吹き付けることがある。搬送される樹脂フィルムへの気体の吹き付けは、一般に、樹脂フィルムの搬送方向と直交する方向、すなわち樹脂フィルムの幅方向に延びて、樹脂フィルムの表面に向けて垂直に気体を吹き出す気体吹出しノズルを使用することが多い。フィルム幅方向に延びる気体吹出しノズルに対しては、フィルム幅方向（すなわちノズル長手方向）に気体が供給される。
　このような気体吹出しノズルは、ノズル長手方向に供給される気体を、供給方向と直交する方向に曲げて樹脂フィルムに吹き付ける。気流の向きを変えるためにノズル内にバッフルなどを設けるが、バッフルに気体が衝突したことによって乱気流が発生し、その乱気流によって吹き付け対象の樹脂フィルムに傷が付くことがある。このような傷の発生を防止し、一様な気流を吹き付ける気体吹出しノズルとして、特許文献１には、気体吹出しノズルの長手方向（すなわちワークの幅方向）に沿って凹凸を繰り返す、波状あるいはジグザク状に形成された凹凸面カバーを有するものが開示されている。ノズル長手方向に沿った凹凸面カバーの断面形状は三角波状となっている。この気体吹出しノズルは、ワークに対向する面を気体吹出し面とするノズルボックスと、ノズルボックス内に設けられワークの幅方向に延びて気体吹出し面に向けて気体が通過するスリット状の開口と、を有し、凹凸面カバーは、ノズルボックス内において開口を覆うように設けられている。凹凸面カバーは開口を覆っているが、断面形状が三角波状であるので、ノズル長手方向に直交する方向（気体吹出しノズルの幅方向）での凹凸面カバーの端部側（カバー側方側）からは開口に向かって空気が流れることができるようになっている。さらに、ノズル幅方向において、凹凸面カバーとノズルボックスの内壁との間には隙間が形成されている。気体吹出しノズルに供給された気体は、この隙間から凹凸面カバーの側方側に流れて凹凸面カバーと開口との間の空間に流れ、さらに開口を経て気体吹出し面からワークに向けて吹き出される。さらに特許文献１は、開口と気体吹出し面との間の空間を、気流を安定させる安定室あるいは均圧室とすることも開示している。凹凸面カバーを有する気体吹出しノズルは、特許文献２にも開示されている。特許文献２に記載された気体吹出しノズルは、凹凸面カバーの断面形状を正弦波状あるいは台形状としたものである。
特開昭５６－１２６４４２号公報 英国特許出願公告第１５５８５４８号明細書
　乾燥炉などの炉の中で気体を吹き付けて製造される加工フィルムの特性は、炉の内部を通過する際の熱履歴に影響され、フィルムの幅方向で均質な特性を有する加工フィルムを得るためには、気体吹出しノズルから噴出される気体と樹脂フィルムとの間での熱交換を、樹脂フィルムの幅方向において均一なものとすることが求められる。したがって、気体吹出しノズルには、その気体吹出し速度が樹脂フィルムの幅方向に沿って一定であるようにする整流機構が必要となる。
　ところで、フィルム幅方向すなわちノズル長手方向から吹き出し用の気体が供給される気体吹出しノズルには、ノズル長手方向の両側から気体が供給されるタイプのものと、ノズル長手方向の片側からのみ気体が供給されるタイプのものとがある。特許文献１、２のように、ノズル長手方向の片側からのみ気体が供給される気体吹出しノズルでは、ノズル長手方向に対して気体の供給側とは反対側となる位置での気体吹出し速度が、気体供給側での気体吹出し速度よりも大きくなってしまう現象が発生する。特許文献１、２に示される気体吹出しノズルは、局所的な乱気流の発生を抑えることはできるものの、気体吹出し速度についてのノズル長手方向に沿った均一性の面では十分なものであるとはいえない。
　本発明の目的は、樹脂フィルムに気体を吹き付けるために用いられ、気体の吹出し速度がノズル長手方法に沿って均一である気体吹出しノズルと、そのような気体吹出しノズルを備える炉と、そのような気体吹出しノズルを用いる加工フィルムの製造方法とを提供することにある。
　本発明者らは、実験及びシミュレーションの結果、特許文献１に示すような断面が三角波形状の凹凸面カバーを用いた場合には、凹凸面カバーを構成して隣接する２つ斜面のうち、気体供給口を向いた斜面に沿って流れる気流の速度が気体供給口に向いていない斜面での気流の速度より大きくなることを見出し、このことから斜面の傾斜とノズル長手方向に沿った気体吹き出し速度の均一性についての最適な角度を検討して、本発明を完成させた。
　本発明の気体吹出しノズルは、樹脂フィルムの表面に気体を吹き付けるために用いられる気体吹出しノズルであって、前記気体吹出しノズルの長手方向が前記樹脂フィルムの幅方向に延びるように設けられ、前記樹脂フィルムに対向する側面に気体を吹き出す気体吹出し面を有する筐体と、前記筐体の一方の端部に設けられ、ノズル長手方向に沿って気体を供給する気体供給口と、前記気体供給口から気体吹出し面まで連通する１以上の均圧室と、を有し、前記１以上の均圧室の内の少なくとも１つの均圧室は、前記気体吹出し面の側の面が仕切り板で構成され、前記仕切り板の上には、両端に開口を有する複数の筒状体が、各筒状体の軸方向が前記ノズル長手方向に直交するように前記ノズル長手方向に沿って複数配置され、前記筒状体は、前記仕切り板から立ち上がる壁面のうち前記気体供給口に近い側の壁面と前記仕切り板とがなす角θが、前記筒状体の断面形状における内角として５５°以上１２０°以下の範囲にあり、前記筒状体の前記仕切り板に接する面には、前記仕切り板を含めて貫通する気体流通孔が設けられている。
　本発明の炉は、本発明の気体吹出しノズルを備え、気体吹出しノズルから樹脂フィルムに対して加温気体を吹き付けて加温処理を行なう。
　本発明の加工フィルムの製造方法は、本発明の気体吹出しノズルにより樹脂フィルムに対して気体を吹き付ける工程を含む。
　本発明の加工フィルムの製造方法は、前記気体が加温気体であることが好ましい。
　本発明の加工フィルムの製造方法は、ノズル長手方向に沿った前記気体の吹出し速度分布において、平均吹出し速度に対する吹出し速度の最大値と最小値の差は１１％以内であることが好ましい。
　本発明によれば、気体吹出し面から吹き出す気体の流速がノズル長手方向に沿って均一な気体吹出しノズルを得ることができる。この気体吹出しノズルを備える炉を使用して樹脂フィルムに対する加温処理を実行することにより、フィルムの幅方向に沿って均質な特性を有する加工フィルムを得ることができる。
図１は、一般的な気体吹出しノズルを示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。 図２は、本発明の実施の一形態の気体吹出しノズルを示す断面図である。 図３は、図２に示す気体吹出しノズルの概略透視斜視図である。 図４は、筒状体の構成と配置の例を示す斜視図である。 図５は、筒状体の構成と配置の例を示す斜視図である。 図６は、筒状体の構成と配置の例を示す斜視図である。 図７は、本発明の別の実施形態の気体吹出しノズルを示す断面図である。 図８は、図７に示す気体吹出しノズルの概略透視斜視図である。 図９の（ａ）～（ｃ）は、筒状体の各部の寸法や角度を示す図である。
　次に、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。本発明に基づく気体吹出しノズルを説明する前に、一般的な気体吹出しノズルについて図１を用いて説明する。
　図１に示す気体吹出しノズル１０は、例えば乾燥炉や延伸加工用のテンターオーブンなどの炉の内部において、炉内で搬送される樹脂フィルム５０の表面に対して空気などの気体を吹き付けるために用いられるものである。図１（ａ）に示すように、樹脂フィルム５０の搬送方向をｚ軸方向、フィルム搬送方向と直交する樹脂フィルム５０の幅方向をｘ軸方向とするｘｙｚ直交座標系を考える。ｙ軸方向を気体吹出しノズル１０の高さ方向とする。気体吹出しノズル１０は、樹脂フィルム５０の表面に対して一定の間隔を保ちつつ、樹脂フィルム５０の全幅にわたってフィルム幅方向、すなわちｘ軸方向に延びるように設けられる。したがってノズル長手方向もｘ軸方向ということになる。気体吹出しノズル１０は、図１（ａ）において「気体供給方向」として示すように、ノズル長手方向（ｘ軸方向）の一方から気体が供給され、「吹き出し方向」として示すように、樹脂フィルム５０の表面に垂直な方向ですなわちｙ軸に平行に、樹脂フィルム５０の全幅にわたって気体を吹き出す。ノズル長手方向に直交する方向であり樹脂フィルム５０に平行な方向（すなわちｚ方向）をノズル幅方向と呼ぶ。
　図１（ｂ）は、ノズル長手方向に平行かつ樹脂フィルム５０の表面に垂直な方向での気体吹出しノズル１０の断面構成を示している。気体吹出しノズル１０は、長手方向が樹脂フィルム５０の幅方向に延びる筐体１１を有し、筐体１１の図示左端には気体供給口１２が設けられている。筐体１１の内部には、気体供給口１２に接続して、上部均圧室１３が形成されている。上部均圧室１３は、ノズル長手方向の気体供給口から離れるにしたがって高さが減少している。すなわちテーパ状に形成されている。気体吹出しノズル１０において、樹脂フィルム５０の表面と対向する面が気体吹出し面１４である。上部均圧室１３と気体吹出し面１４との間には、３つの下部均圧室１５が設けられている。図１（ｂ）では、下部均圧室１５が３つ設けられている気体吹出しノズル１０を例として図示しているが、下部均圧室１５の数はこれに限定されるものではない。複数の下部均圧室１５が設けられる場合には、これらの下部均圧室１５は、気体吹出しノズル１０の高さ方向に配列し、下部均圧室１５の相互間は、パンチングメタルなどの多孔性かつ通気性の仕切り板１７で仕切られている。また上部均圧室１３と下部均圧室１５の間も、パンチングメタルなどの多孔性かつ通気性の仕切り板１６で仕切られている。仕切り板１６、１７は、いずれも、樹脂フィルム５０の表面に平行、すなわちｘ軸及びｚ軸に平行に設けられている。上部均圧室１３及び下部均圧室１５の外壁の全体が気体吹出しノズル１０の筐体１１（すなわちノズル筐体）を構成しており、筐体１１の樹脂フィルム５０に対向する側面に気体吹出し面１４が形成されていることになる。
　図１に示す気体吹出しノズル１０では、多孔性かつ通気性の仕切り板１６、１７を使用しているので、気体供給口１２から気体吹出し面１４とは、上部均圧室１３および下部均圧室１５を介して連通している。気体供給口１２に供給された気体は、上部均圧室１３では概ね図示ｘ方向に流れながら、仕切り板１６を通過して下部均圧室１５に入り、さらに仕切り板１７を通過することにより徐々に流れ方向を変え、樹脂フィルム５０の表面に垂直な気流として気体吹出し面１４から吹き出される。
　次に、本発明の実施の一形態の気体吹出しノズルについて説明する。図２は本発明の実施の一形態の気体吹出しノズル２０の断面図であり、図３はこの気体吹出しノズル２０の構成を説明するための概略透視斜視図である。図２及び図３に示す気体吹出しノズル２０は、筐体１１、気体供給口１２、上部均圧室１３、下部均圧室１５、仕切り板１７の構造は、図１に示す気体吹出しノズル１０と同様のものであるが、上部均圧室１３と下部均圧室１５とを仕切る仕切り板として、図１に示したものとは異なる仕切り板２１が使用され、さらに、仕切り板２１の上部均圧室１３側の面に複数の筒状体２２が配置される点で、図１に示すものとは異なっている。以下、仕切り板２１及び筒状体２２について、詳しく説明する。
　仕切り板２１は、上部均圧室１３における気体吹出し面１４側の面を構成している。仕切り板２１としては、パンチングメタルなどの多孔性の材料ではなく、通常の板部材が使用される。筒状体２２は、筒としての軸方向がノズル幅方向すなわちｚ方向となるよう上部均圧室１３に配置されている。筒としての軸方向に直交する面で筒状体２２を切断したときの形状を筒状体２２の断面形状とすると、筒状体２２の断面形状は、例えば、三角形あるいは四角形などの多角形形状である。図３に示した筒状体２２の断面形状は、四角形となっている。筒状体２２の筒としての両端は開口２３となっている。筒状体２２の長さ（ノズル幅方向での長さ）は、気体吹出しノズル２０のノズル幅方向の長さに比べて小さく、これにより、上部均圧室１３の側壁（ノズル幅方向両端側の壁）と筒状体２２の開口２３との間には間隔が形成され、気体供給口１２から供給された気体は、この間隔から開口２３を介して筒状体２２の内部に流れることができるようになっている。筒状体２２において、開口２３には、パンチングメタルや網（メッシュ）といった多孔性かつ通気性の部材を配置してもよい。また、開口２３が形成する面の向きは特に限定されるものではないが、ノズル長手方向に平行、かつ仕切り板２１に対して略垂直な面とすることが好ましい。
　図４は、筒状体２２の内部構成を説明するための図であり、仕切り板２１と筒状体２２を示している。図４において矢印は、気体供給口１２から上部均圧室１３に供給される気体の流れ方向を示している。筒状体２２の内部を示す都合上、図４においては筒状体２２は、図３に示すものよりも高さが大きいものとして描かれている。もっとも上部均圧室１３内に収容できるものであれば筒状体２２の高さは適宜に設定することができるので、図３に示すような筒状体２２を用いても図４に示すような高さの筒状体２２を用いても本発明の効果が発揮できることには変わりはない。筒状体２２の内部であって、気体吹出しノズル２０の長手方向中心線に沿う位置には、筒状体２２の仕切り板２１と接する面すなわち筒状体２２の底面と仕切り板２１の両方を貫通するように気体流通孔２４が形成されている。気体流通孔２４の位置は、必ずしも気体吹出しノズル２０の長手方向中心線に沿っている必要はないが、長手方向中心線に配置している方が好ましい。図４に示したものでは、気体流通孔２４は、筒状体２２の底面において、ノズル長手方向に沿う全長にわたってスリット状に形成されている。筒状体２２が設けられていない位置には、仕切り板２１には貫通孔は形成されていない。その結果、気体吹出しノズル２０では、気体供給口１２から上部均圧室１３に供給された気体は、各筒状体２２の開口２３を介して筒状体２２の内部に流れ、気体流通孔２４を介して下部均圧室１５に流れ込み、気体吹出し面１４から吹き出ることになる。
　筒状体２２ごとに気体流通孔２４が設けられるので、仕切り板２１の全体としてみれば、複数の気体流通孔２４がノズル長手方向に沿って配置されていることになる。このとき、気体流通孔２４はノズル長手方向に沿って均一に配置することが好ましく、そのため、仕切り板２１上で筒状体２２は、相互に接触しながら配置するか、ノズル長手方向に相互に等間隔で配置することが好ましい。
　本実施形態の気体吹出しノズル２０では、各筒状体２２は仕切り板２１から立ち上がる２つの壁面を有するが、このうち、気体供給口１２側の壁面２５について、筒状体２２の断面形状における内角である、壁面２５と仕切り板２１とがなす角θが９０°前後であることが好ましい。より詳しくは、θは５５°以上１２０°以下であり、６０°以上１１０°以下であることが好ましく、７５°以上９５°以下であることがより好ましい。本発明者らの検討によれば、後述の実施例からも明らかであるように、壁面２５と仕切り板２１とがなす角θがこの角度範囲内にあれば、気体吹出し面１４から吹き出される気体の速度分布が、ノズル長手方向の全長にわたって均一なものとなる。
　上述した例では、上部均圧室１３に筒状体２２を設けているが、筒状体２２を設ける均圧室は必ずしも上部均圧室１３に限定されるわけではない。しかしながら、筒状体２２を設けることによる整流効果が最も期待されるのは、気体供給口１２に隣接する均圧室に筒状体２２を設ける場合であり、したがって上部均圧室１３に筒状体２２を配置することが好ましい。上部均圧室１３に筒状体２２を設けた場合、気体吹出しノズル２０には下部均圧室１５を必ずしも設ける必要はなく、仕切り板２１そのものを気体吹出し面１４として、気体流通孔２４から流れ出る気体をそのまま樹脂フィルム５０に吹き付ける構成とすることも可能である。しかしながら、気体吹出し面１４から吹き出る気流の制御性の観点からは、下部均圧室１５を設けることが好ましい。
　図２、図３及び図４に示したものでは、仕切り板２１上に断面が四角形である筒状体２２を相互に離隔して配置しているが、筒状体２２の構成や配置はこれに限られるものではない。図５は、筒状体２２の構成や配置の別の例を示している。図５に示した構成では、断面形状が四角形である筒状体２２を相互に接するようにして仕切り板２１上にノズル長手方向に配置したものである。気体流通孔２４は、筒状体２２の底面のほぼ中心部において円形に形成されており、気体流通孔２４の直径は、筒状体２２の底面のノズル長手方向に沿う長さよりも小さくなっている。図５に示す筒状体２２においても、その壁面のうち気体供給口１２の側にあって仕切り板２１から立ち上がる壁面２５と仕切り板２１とがなす角θは、５５°以上１２０°以下であり、６０°以上１１０°以下であることが好ましく、７５°以上９５°以下であることがより好ましい。
　図６は、筒状体２２の構成や配置のさらに別の例を示している。図６に示した構成は、図４に示した構成において、筒状体２２の断面形状を四角形から三角形に変更したものである。図６に示す筒状体２２においても、その壁面のうち気体供給口１２の側にあって仕切り板２１から立ち上がる壁面２５と仕切り板２１とがなす角θは、５５°以上１２０°以下であり、６０°以上１１０°以下であることが好ましく、７５°以上９５°以下であることがより好ましい。
　次に、本発明の別の実施形態の気体吹出しノズルについて説明する。上述した実施形態の気体吹出しノズル２０では、上部均圧室１３は、気体供給口１２側からみてノズル長手方向に沿って高さが減少するテーパ状に形成されていた。しかしながら本発明において上部均圧室の形状はテーパ状のものに限定されるものではない。図７に示す本発明の別の実施形態の気体吹出しノズル３０は、図２及び図３に示した気体吹出しノズル２０と同様の構成を有するが、ノズル長手方向に沿って高さが一定である上部均圧室３２を備える点で、図２及び図３に示す気体吹出しノズル２０と異なっている。また、図５に示したものと同様に、隣接する筒状体２２が相互に接するように設けられている。図８は、図７に示す気体吹出しノズル３０の構成を説明するための概略透視斜視図である。
　以上説明した本発明に基づく気体吹出しノズル２０、および３０において、気体流通孔２４の形状は、上部均圧室１３から下部均圧室１５あるいは気体吹出し面１４に連通するものであれば特に限定されるものではないが、図４あるいは図６に示したような、ノズル長手方向に延びるスリット状のものが好ましい。また、筒状体２２一つ当たりにおける、気体流通孔２４の開口面積をＳ１、筒状体２２の、壁面２２、２５が仕切り板と接している面を除いて、仕切り板２１に接する面の面積をＳ２としたとき、開口率Ｓ１／Ｓ２は０．８５以下であることが好ましい。
　本発明に基づく気体吹出しノズル２０、および３０では、ノズル長手方向に沿って気体の吹出し速度の分布を求めたときの吹出し速度の最大値と最小値の差が、平均吹出し速度に対して概ね１４％以下、好ましくは１１％以下であるように構成されるが、気体を吹き付ける対象となる樹脂フィルム５０の品種によっては吹出し速度の最大値と最小値の差はこれよりも大きくてもよく、特に限定されるものではない。気体吹出し面１４からの気体の吹出し速度は、０ｍ／ｓを超えて２０ｍ／ｓ以下の範囲内であることが好ましく、０ｍ／ｓを超えて７ｍ／ｓ以下の範囲内であることがより好ましい。
　本発明に基づく気体吹出しノズル２０、および３０は、例えば、乾燥炉内あるいはテンターオーブン内に設けられ、加工フィルムの製造に際して樹脂フィルム５０の表面に空気あるいは窒素などの気体を吹き付けるために用いられる。具体例として、気体吹出しノズル２０、および３０は、樹脂フィルム５０に塗液を塗布し、そののち乾燥炉内で樹脂フィルム５０に空気を吹き付けて塗膜を乾燥する際に使用される。本発明に基づく気体吹出しノズル２０、および３０を加工フィルム製造の際に乾燥炉あるいはテンターオーブン内で用いることにより、
（１）表面粗さがフィルム幅方向において均一な加工フィルムが得られる、
（２）厚さがフィルム幅方向において均一な加工フィルムが得られる、
（３）微多孔が形成されるフィルムの場合、フィルム幅方向に均一な微多孔が形成された加工フィルムが得られる、
（４）フィルム搬送時のばたつきが低減され、フィルムの破れの発生が低減されて歩留まりが向上する、
（５）乾燥した塗膜と樹脂フィルムとの密着性がフィルム幅方向において均一な加工フィルムが得られる、
（６）外観不良がない加工フィルムが得られる、
などの利点の少なくとも１つが得られる。
　以下、実施例によって本発明をさらに詳しく説明する。
　［実施例１］
　図２及び図３に示す構成の気体吹出しノズル２０において、筒状体２２として図６に示すような断面形状を三角形としたものについて、シミュレーションによる解析を行なった。解析では、市販の汎用熱流体解析ソフトウェアである「ＳＴＡＲ－ＣＣＭ（ｖｅｒ．１１．０４）」（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。上記のソフトウェアは、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。ノズル筐体内部の流路を模擬した解析空間を設定し、上部均圧室１３のノズル長手方向の長さを１５３０ｍｍとし、ノズル幅方向の長さを１００ｍｍとし、気体供給口１２の高さを２００ｍｍとした。気体供給口１２には、解析空間内に常温（３００Ｋ）の乾燥空気が３．０ｍ／ｓの流速で流入するように境界条件を設定した。また、気体吹出し面１４は圧力境界とし、境界条件に大気圧（０．１ＭＰａ）を設定した。
　シミュレーションでは、筒状体２２はノズル長手方向に沿って連続して配置するようにし、図９（ｂ）に示すようにノズル長手方向に隣接する筒状体の相互間の距離Ｌ２を０ｍｍとし、筒状体をノズル長手方向の全長にわたって配置した。図９（ａ）に示すように、筒状体２２において仕切り板２１から立ち上がる２つの壁面と仕切り板２１（図９（ａ）では一点鎖線で示す）とがなす内角をそれぞれθ及びαとした。筒状体２２は仕切り板２１から立ち上がる２つの壁面を有するが、角θは、気体供給口側の壁面２５と仕切り板とがなす内角であり、角αは、気体供給口側でない方の壁面２２と仕切り板とがなす内角である。各筒状体２２のノズル長手方向に沿う長さＬ１を１５ｍｍとした。また、シミュレーションであるので、２つの壁面２２、２５の厚さはゼロとした。そして、角θ及び角αを変えたときに、気体吹出し面から吹き出す気体の速度の分布を、ノズル長手方向に沿って求めた。そして、このようにして得られた気体の速度の最大値と最小値との差を、平均吹出し速度で除したものをばらつきＲとした。速度のばらつきＲは小さい方が良好な結果である。ばらつきＲが７％以下であれば「◎」（優）、７％を超えて１１％以下であれば「○」（良）、１１％を超えて１４％以下であれば「△」（実用上問題なし）、１４％を超えていれば「×」（不良）として評価を行なった。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　表１より、角θは５５°以上１２０°以下であれば実用上問題がなく、６０°以上１１０°以下であることが好ましく、７５°以上９５°以下であればより好ましいことが分かった。
　［実施例２］
　図２及び図３に示す構成の気体吹出しノズル２０において、筒状体２２として図６に示すような断面形状を三角形としたものについて、実施例１と同様にシミュレーションによる解析を行なった。角θ、角α及び長さＬ１については実施例１と同様に定義した。そして、図９（ｂ）に示すように、ノズル長手方向に隣接する筒状体の相互間の距離Ｌ２を変化させて、実施例１と同様にばらつきＲを求め、評価を行なった。結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 　表２より、ノズル長手方向での筒状体の長さＬ１と筒状体の相互間の距離Ｌ２に関し、Ｌ２／Ｌ１が１．５以下であれば実用上問題がなく、Ｌ２／Ｌ１が１以下であることが好ましく、Ｌ２／Ｌ１が０．５以下であることがより好ましいことが分かった。
　［実施例３］
　実施例１と同様のシミュレーションによる解析を行ない、筒状体２２の底面における気体流通孔の開口率について検討した。実施例１で用いた気体吹出しノズル（ただし、θ＝９０°、α＝５３．１°、Ｌ１＝１５ｍｍ）において、図９（ｃ）に示すように、ノズル幅方向での筒状体２２の幅Ｗを６０ｍｍとし、スリット状の開口として形成される気体流通孔２４の幅をＷｓとした。Ｗｓを変えたときの速度のばらつきＲを実施例１と同様に求めて判定を行なった。気体流通孔２４は、ノズル長手方向には筒状体２２の底面の全長にわたって形成されているので、Ｗｓ／Ｗは、筒状体２２一つ当たりにおける、筒状体２２の底面の面積Ｓ2（底面での開口部と非開口部の面積の和）に対する気体流通孔２４の面積Ｓ1の比率（Ｓ1／Ｓ2）、すなわち開口率ということになる。結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 　表３より、開口率が１．０、すなわち筒状体２２の底面の全体が気体流通孔２４である場合であっても流速のばらつきＲは１０％であって結果は「良」であり、開口率が０．８５以下であればＲが７％以下となり結果は「優」となることが分かった。つまり、開口率は０．８５以下が好ましいことが分かった。
　１０、２０、３０　　気体吹出しノズル
　１１　筐体
　１２　　気体供給口
　１３、３２　　上部均圧室
　１４　　気体吹出し面
　１５　　下部均圧室
　１６、１７、２１　　仕切り板
　２２　　筒状体
　２３　　開口
　２４　　気体流通孔
　２５　　壁面

Claims (11)

  1. 　樹脂フィルムの表面に気体を吹き付けるために用いられる気体吹出しノズルであって、
    　前記気体吹出しノズルの長手方向が前記樹脂フィルムの幅方向に延びるように設けられ、前記樹脂フィルムに対向する側面に気体を吹き出す気体吹出し面を有する筐体と、
    　前記筐体の一方の端部に設けられ、ノズル長手方向に沿って気体を供給する気体供給口と、
    　前記気体供給口から前記気体吹出し面まで連通する１以上の均圧室と、
    　を有し、
    　前記１以上の均圧室の内の少なくとも１つの均圧室は、前記気体吹出し面の側の面が仕切り板で構成され、前記仕切り板の上には、両端に開口を有する複数の筒状体が、各筒状体の軸方向が前記ノズル長手方向に直交するように前記ノズル長手方向に沿って複数配置され、
    　前記筒状体は、前記仕切り板から立ち上がる壁面のうち前記気体供給口に近い側の壁面と前記仕切り板とがなす角θが、前記筒状体の断面形状における内角として５５°以上１２０°以下の範囲にあり、
    　前記筒状体の前記仕切り板に接する面には、前記仕切り板を含めて貫通する気体流通孔が設けられている、気体吹出しノズル。
  2. 　前記角θが７５°以上９５°以下の範囲にある、請求項１に記載の気体吹出しノズル。
  3. 　前記筒状体が配置される均圧室は、前記気体供給口に隣接する均圧室である、請求項１または２に記載の気体吹出しノズル。
  4. 　前記筒状体一つあたりにおける、前記気体流通孔の開口面積をＳ1、前記筒状体の、前記仕切り板から立ち上がる前記壁面が仕切り板に接している面を除いて、仕切り板に接する面の面積をＳ2としたとき、開口率Ｓ1／Ｓ2が０．８５以下である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の気体吹出しノズル。
  5. 　前記気体流通孔は、前記ノズル長手方向に延びるスリットである、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の気体吹出しノズル。
  6. 　前記筒状体の前記開口の各々が形成する面は、前記ノズル長手方向に平行、かつ、前記仕切り板に略垂直な面である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の気体吹出しノズル。
  7. 　前記筒状体の前記仕切り板に接する面におけるノズル長手方向に沿う長さをＬ１とし、ノズル長手方向に隣接する前記筒状体の相互間の距離をＬ２としたとき、Ｌ２／Ｌ１が１．０以下である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の気体吹出しノズル。
  8. 　前記ノズル長手方向に沿った前記気体の吹出し速度分布において、平均吹出し速度に対する吹出し速度の最大値と最小値の差は１１％以内である、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の気体吹出しノズル。
  9. 　請求項１乃至８のいずれか１項に記載の気体吹出しノズルを備え、
    　前記気体吹出しノズルから樹脂フィルムに対して加温気体を吹き付けて加温処理を行なう炉。
  10. 　請求項１乃至８のいずれか１項に記載の気体吹出しノズルにより樹脂フィルムの表面に気体を吹き付ける工程を含む、加工フィルムの製造方法。
  11. 　前記気体が加温気体である、請求項１０に記載の加工フィルムの製造方法。
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