(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム状樹脂成形物の予熱が行われる予熱室と、該予熱室で予熱された該フィルム状樹脂成形物の延伸が行われる延伸室と、該延伸室で延伸された該フィルム状樹脂成形物の熱処理が行われる熱セット室と、該熱セット室で熱処理された該フィルム状樹脂成形物の冷却が行われる冷却室と、該熱セット室と該冷却室との間に仕切り壁を介して画成された中間室とを備えたフィルム状樹脂成形物を製造するテンターオーブンの熱セット室に付設される装置であって、
該テンターオーブンで加熱された該フィルム状樹脂成形物から発生する揮発性飛散物を含んだ空気である処理ガスを吸引する吸引装置と、
該吸引装置で吸引された該処理ガスを通過させる処理ダクトと、
該処理ダクト内に配設され、慣性衝突作用により該処理ガス中の該揮発性飛散物を捕集する複数の捕集板と、
該捕集板の表面温度を調節する温度調節手段とを備え、
該温度調節手段は、該捕集板内に温度調節用媒体として空気を供給することにより該捕集板の表面温度を調節し、
該捕集板の温度調節に用いられた該空気が該予熱室又は該中間室にフレッシュエアとして供給される
ことを特徴とする、揮発性飛散物除去装置。
【請求項２】
該捕集板を該処理ガスの流れに対し直交或いは略直交方向に向けて配設した
ことを特徴とする、請求項１記載の揮発性飛散物除去装置。
【請求項３】
該捕集板を該処理ガスの流れ方向に沿って複数段に配設した
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の揮発性飛散物除去装置。
【請求項４】
該温度調節手段は、該捕集板の表面温度を該揮発性飛散物の融点温度以上沸点温度未満の温度に調節する
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れかの項に記載の揮発性飛散物除去装置。
【請求項５】
該温度調節手段は、上記表面温度を該揮発性飛散物の融点温度から該融点温度よりも１０℃だけ高い温度の範囲内に調節する
ことを特徴とする、請求項４記載の揮発性飛散物除去装置。
【請求項６】
該温度調節手段は、該テンターオーブンから排出される廃熱を利用して該空気を加熱する
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の揮発性飛散物除去装置。
【請求項７】
該捕集板の下方に、取り外し可能な回収器を備えた
ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の揮発性飛散物除去装置。
【請求項８】
該回収器内の温度を該揮発性飛散物の融点温度未満に調節する温度調節手段を備えた
ことを特徴とする、請求項７記載の揮発性飛散物除去装置。
【請求項９】
フィルム状樹脂成形物の予熱が行われる予熱室と、該予熱室で予熱された該フィルム状樹脂成形物の延伸が行われる延伸室と、該延伸室で延伸された該フィルム状樹脂成形物の熱処理が行われる熱セット室と、該熱セット室で熱処理された該フィルム状樹脂成形物の冷却が行われる冷却室とを備えたテンターオーブンにおいて、
請求項１〜８の何れか１項に記載の揮発性飛散物除去装置を該熱セット室に備えた
ことを特徴とする、テンターオーブン。
【請求項１０】
フィルム状樹脂成形物の予熱が行われる予熱室と、該予熱室で予熱された該フィルム状樹脂成形物の延伸が行われる延伸室と、該延伸室で延伸された該フィルム状樹脂成形物の熱処理が行われる熱セット室と、該熱セット室で熱処理された該フィルム状樹脂成形物の冷却が行われる冷却室とを備えたテンターオーブンにおいて、
請求項１〜８の何れか１項に記載の揮発性飛散物除去装置と、
該予熱室内の空気の一部を排気してフレッシュエアと置換することにより該予熱室内で発生する揮発性飛散物を除去する空気置換装置とを備えるとともに、
該揮発性飛散物除去装置において該捕集板の温度調節に用いられた該空気が該空気置換装置により該予熱室に該フレッシュエアとして供給される
ことを特徴とする、テンターオーブン。
【請求項１１】
フィルム状樹脂成形物の予熱が行われる予熱室と、該予熱室で予熱された該フィルム状樹脂成形物の延伸が行われる延伸室と、該延伸室で延伸された該フィルム状樹脂成形物の熱処理が行われる熱セット室と、該熱セット室で熱処理された該フィルム状樹脂成形物の冷却が行われる冷却室と、該熱セット室と該冷却室との間に仕切り壁を介して画成された中間室とを備えたテンターオーブンにおいて、
請求項１〜８の何れか１項に記載の揮発性飛散物除去装置と、
該中間室に設けられ、該フィルム状樹脂成形物の表面を横断するエア層を形成して該熱セット室から該フィルム状樹脂成形物と共に該中間室に流入する伴走エアを遮るように、該フィルム状樹脂成形物の表面にフレッシュエアを噴射するエア噴射ノズルと、
該エア噴射ノズルから噴射される該フレッシュエアの温度を調節する温度調節装置とを備えるとともに、
該揮発性飛散物除去装置において該捕集板の温度調節に用いられた該空気が該フレッシュエアとして用いられる
ことを特徴とする、テンターオーブン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリエチレンテレフタレート，ナイロン−６，ナイロン−６．６などの熱可塑性プラスチックのフィルムを延伸し製造するテンターオーブンにおいて、特に、高温となったフィルムから発生する添加剤や低分子量物等の揮発性飛散物を除去するのに用いて好適の、揮発性飛散物除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、逐次２軸延伸方式によるプラスチックフィルム（フィルム状樹脂成形物、以下単にフィルムという）の製造にあたっては、スクリュに連結されたダイの口金部分から押し出された溶融樹脂を冷却固化させたのち縦方向に延伸し、更に横方向に延伸する方法が採られている。そして、このプラスチックフィルムの延伸には、テンターオーブンが用いられている。
【０００３】
図８は、一般的なテンターオーブンの全体構成を示す概略平面図である。テンターオーブンは、予熱室３０，延伸室３１，熱セット室３２，中間室３３及び冷却室３４を備え、予熱室３０から順にフィルムが流れていくようになっている。
予熱室３０では、供給されたフィルムは図示しないフィルムクリップによりクリップされて低速で走行し、その走行中に図示しない複数のプレナムダクトから噴出される熱風によって予熱される。延伸室３１では、フィルムクリップが加速されるとともに一方のフィルムクリップと他方のフィルムクリップとの間隔が徐々に広げられ、同時に、複数のプレナムダクトから噴出される熱風によってフィルムが加熱される。これにより、予熱室３０で予熱されたフィルムは、この延伸室３１において縦横二軸方向に延伸されることになる。続いて、熱セット室３２では、図示しない複数のプレナムダクトから噴出される熱風により、延伸室３１で延伸されたフィルムが高速移動状態で熱処理される。そして、冷却室３４では、熱セット室３２で熱処理されて中間室３３を通過したフィルムが図示しないプレナムダクトから噴出される冷風によって冷却される。
【０００４】
このテンターオーブン内で高温に加熱されたフィルムからは添加剤等の揮発性飛散物質（以下、単に揮発物という）が発生する。このため、テンターオーブンには、かかる揮発物を除去する装置が備えられている。この揮発物の除去方法のひとつで最も一般的に行われているのは、オーブン内の循環エアの一部を排気し、その排気分をフレッシュエアで置換する方法である。
【０００５】
例えば図９は従来のテンターオーブンにおける熱セット室３２の概略構成を示す横断面図である。図９に示すように、熱セット室３２では、フィルム１７を挟んで上下に設置されたノズル（プレナムダクト）１８から高温に加熱された熱風をフィルム１７の表面に噴き付けるようになっている。フィルム１７に噴き付けられた空気はダクト１９によって取り込まれ、熱交換器２０を通して温調されたのち、モータ２４により駆動されるファン２３によりノズル１８に送り込まれ、再度、フィルム１７の加熱に用いられる。このうちの一部の空気は、排気ダクト２６によって取り込まれ、排気ブロア２７により熱セット室３２の外部へ排気される。そして、この排気分を補うためのフレッシュエアが、フレッシュエア導入口２５から熱セット室３２内に取り込まれる。
【０００６】
このような空気置換式の除去方法の他、特開平４−２０１４３２号には、高温の熱交換器を利用した燃焼方式によって効率的に揮発物を除去し熱風を再循環する方法が開示されている。また、実公平１−４８１２９号，実公平１−４６２１６号に開示されているように、熱風を循環させる経路の一部に耐熱性の充填層や多孔質膜を装着することにより、安定して熱風中の揮発物を除去できるようにした技術も提案されている。
【０００７】
一方、フィルムより揮発した物質が製品表面へ付着するのを抑制する方法としては、例えば、特公平６−４２７５号に開示されているように、外部から取り込んだ空気を加熱してフィルムに噴き付けた後、上流側に設けた空気の排気口から排気する技術が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、空気置換式の除去方法の場合には、外部から導入するフレッシュエアの温度が低いために熱損失が大きい。このため、熱交換器２０において多量の熱を加える必要がある。
また、特開平４−２０１４３２号に開示されたような高温の熱交換器を利用した燃焼方式によって揮発物を除去する技術では、揮発物を燃焼させるために循環風を一度６００〜８００℃にまで加熱する必要がある。このため、この技術では、プロパンガスなどの加熱源が別に必要になり、また、熱損失が大きいためランニングコストが高くなるという課題がある。また、燃焼を伴う除去手法であるため、防火対策等が要求されるという課題もある。
【０００９】
また、実公平１−４８１２９号，実公平１−４６２１６号に開示されたような触媒を用いた燃焼によって揮発物を除去する方法では、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂では室内を循環する熱風温度は１６０℃程度と低いため十分な燃焼効果が得られない。このため、燃焼効果を上げるために別途ユーティリティーを用いて温度上昇を行う必要があり、ランニングコストが高くなるという課題がある。また、触媒表面が被毒されるために十分な除去性能を得られなくなるという課題もある。また、耐熱性の充填層や多孔質膜を利用した除去方法では、継続使用により目詰まりが生じるため除去性能を維持することができなくなったり、圧損が高くなって気体の循環に影響を与えてしまったりするという課題もある。
【００１０】
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、フィルム表面から発生する揮発性飛散物を低ランニングコストで効率的に除去できるようにするとともにメンテナンス性を確保して、欠陥の少ない高品質なフィルムを生産できるようにした、揮発性飛散物除去装置を提供することを目的とする。
また、この揮発性飛散物除去装置を有効に利用した、テンターオーブンを提供することも目的とする。
【００１１】
このため、本発明の揮発性飛散物除去装置は、フィルム状樹脂成形物の予熱が行われる予熱室と、該予熱室で予熱された該フィルム状樹脂成形物の延伸が行われる延伸室と、該延伸室で延伸された該フィルム状樹脂成形物の熱処理が行われる熱セット室と、該熱セット室で熱処理された該フィルム状樹脂成形物の冷却が行われる冷却室と、該熱セット室と該冷却室との間に仕切り壁を介して画成された中間室とを備えたフィルム状樹脂成形物を製造するテンターオーブンの熱セット室に付設される装置であって、該テンターオーブンで加熱された該フィルム状樹脂成形物から発生する揮発性飛散物を含んだ空気である処理ガスを吸引する吸引装置と、該吸引装置で吸引された該処理ガスを通過させる処理ダクトと、該処理ダクト内に配設され、慣性衝突作用により該処理ガス中の該揮発性飛散物を捕集する複数の捕集板と、該捕集板の表面温度を調節する温度調節手段とを備え、該温度調節手段は、該捕集板内に温度調節用媒体として空気を供給することにより該捕集板の表面温度を調節し、該捕集板の温度調節に用いられた該空気が該予熱室又は該中間室にフレッシュエアとして供給されることを特徴としている。なお、該捕集板の配設方向は、該処理ガスの流れに対し直交或いは略直交方向とするのが好ましく、該処理ガスの流れ方向に沿って該捕集板を複数段に配設するのも好ましい。
【００１２】
また、好ましくは、該温度調節手段は、該捕集板の表面温度を該揮発性飛散物の融点温度以上沸点温度未満の温度に調節する。より好ましくは、該温度調節手段による上記表面温度の調節範囲は、該揮発性飛散物の融点温度から該融点温度よりも１０℃だけ高い温度の範囲内とする。より好ましくは、該テンターオーブンから排出される廃熱を利用して該空気を加熱するように該温度調節手段を構成する。
更に好ましくは、該捕集板の下方に、該捕集板から落下した液状の該揮発性飛散物を回収するための取り外し可能な回収器を備えるようにする。より好ましくは、該回収器に温度調節手段を備え、該回収器内の温度を該揮発性飛散物の融点温度未満に調節するようにする。
【００１３】
また、本発明のテンターオーブンは、フィルム状樹脂成形物の予熱が行われる予熱室と、該予熱室で予熱された該フィルム状樹脂成形物の延伸が行われる延伸室と、該延伸室で延伸された該フィルム状樹脂成形物の熱処理が行われる熱セット室と、該熱セット室で熱処理された該フィルム状樹脂成形物の冷却が行われる冷却室とを備えたテンターオーブンにおいて、上記の揮発性飛散物除去装置を該熱セット室に備えたことを特徴としている。
【００１４】
また、本発明の別のテンターオーブンは、フィルム状樹脂成形物の予熱が行われる予熱室と、該予熱室で予熱された該フィルム状樹脂成形物の延伸が行われる延伸室と、該延伸室で延伸された該フィルム状樹脂成形物の熱処理が行われる熱セット室と、該熱セット室で熱処理された該フィルム状樹脂成形物の冷却が行われる冷却室とを備えたテンターオーブンにおいて、上記の揮発性飛散物除去装置と、該予熱室内の空気の一部を排気してフレッシュエアと置換することにより該予熱室内で発生する揮発性飛散物を除去する空気置換装置とを備えるとともに、上記の揮発性飛散物除去装置において該捕集板の温度調節に用いられた該空気が該空気置換装置により該予熱室に該フレッシュエアとして供給されることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明のさらに別のテンターオーブンは、フィルム状樹脂成形物の予熱が行われる予熱室と、該予熱室で予熱された該フィルム状樹脂成形物の延伸が行われる延伸室と、該延伸室で延伸された該フィルム状樹脂成形物の熱処理が行われる熱セット室と、該熱セット室で熱処理された該フィルム状樹脂成形物の冷却が行われる冷却室と、該熱セット室と該冷却室との間に仕切り壁を介して画成された中間室とを備えたテンターオーブンにおいて、上記の揮発性飛散物除去装置と、該中間室に設けられ該フィルム状樹脂成形物の表面を横断するエア層を形成して該熱セット室から該フィルム状樹脂成形物と共に該中間室に流入する伴走エアを遮るように該フィルム状樹脂成形物の表面にフレッシュエアを噴射するエア噴射ノズルと、該エア噴射ノズルから噴射される該フレッシュエアの温度を調節する温度調節装置とを備えるとともに、上記の揮発性飛散物除去装置において該捕集板の温度調節に用いられた該空気が該フレッシュエアとし用いられることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図４は本発明の一実施形態としての揮発性飛散物除去装置について示すもので、図１はその全体構成を示す模式図、図２〜４はその捕集装置の構成を示す図である。
【００１７】
まず、本実施形態の揮発性飛散物除去装置の概略構成について説明する。図１に示すように、本揮発性飛散物除去装置２１は、上下方向に入口ダクト３，出口ダクト４を備えたハウジング（処理ダクト本体）２内に、残留モノマー，オリゴマー，添加剤等の揮発物（揮発性飛散物質）を捕集するための捕集装置（セル）１を収容している。出口ダクト４には吸引ブロア（吸引装置）９が接続されており、吸引ブロア９を作動させることにより入口ダクト３から揮発物を含んだ空気が流れ込むようになっている。
【００１８】
捕集装置１は温調機能を備えており、ハウジング２外部から温調媒体入口管７を介して温調媒体（水，油，空気，蒸気等）５が供給されるようになっている。供給される温調媒体５の温度は、捕集装置１内の温度を検出する温度センサ６ａの検出値に基づき温調器（温度調節手段）６によりフィードバック制御されている。また、捕集装置１内の温調に供された温調媒体５は、温調媒体出口管８を介してハウジング２外部に排出されるようになっている。
【００１９】
出口ダクト４の下部には、捕集装置１にて捕集された揮発物を回収するための回収装置１３が配設されている。回収器１３の側面部分には内部の状態を観察できるような透明な観察窓１１が設けられており、回収器１３内の揮発物の堆積量を確認することが可能になっている。また、回収器１３には、放冷或いは強制冷却によって回収器１３内の温度を回収した揮発物の融点温度未満に調節する温度調整機構（図示略）が設けられ、回収した液状の揮発物を冷却して固化できるようになっている。更に、出口ダクト４と回収器１３との間にはボールバルブ１２が備えられている。このボールバルブ１２を閉じて出口ダクト４と回収器１３とを切り離すことによって、運転を中断させることなく、回収器１３に回収した揮発物を廃棄又は再利用に回すことができるようになっている。
【００２０】
また、入口ダクト３と出口ダクト４との間には、バイパス用ダクト１４が接続され、バイパス用ダクト１４内と入口ダクト３内のバイパス用ダクト１４の接続部よりも下流側とには、連動して開閉する切換ダンパ１０Ａ，１０Ｂが備えられている。これら切換ダンパ１０Ａ，１０Ｂをバイパス用ダクト１４側に切り換えることにより、運転時でも捕集部１を取り外して適宜メンテナンスを行うことが可能になっている。
【００２１】
次に、本発明の要部である捕集装置１の構成について図２〜図４を用いて説明する。捕集装置１は、図２に示すように、上下面が開口した枠体１Ａ内に複数の捕集板１５を備えて構成されている。各捕集板１５内には温調媒体管路１６が挿通されている。温調媒体管路１６の一端には温調媒体入口管７（図１参照）が接続され、他端には温調媒体出口管８（図１参照）が接続されており、温調媒体管路１６の内部には所定温度に調温された温調媒体５が流通している。温調媒体５は、温調器６（図１参照）によって捕集すべき揮発物の融点以上沸点未満の温度に調温されている。
【００２２】
捕集板１５は、図３に示すように方形の断面を有しており、空気（処理ガス）の流れ２２に対し直交方向に向けて配置されている。また、捕集板１５は、図３，図４に示すように横方向（空気の流れ２２に直行する方向）には一定の隙間で並んで配置され、縦方向（空気の流れ２２に平行な方向）に交互に位置をずらせて複数段に配置されている。捕集板１５と内部の温調媒体管路１６とは熱伝導が高くなるよう密着して取り付けられている。これら捕集板１５，温調媒体管路１６の材質は、付着物による腐食が起こらないように、ここではＳＵＳ３０４材を選定して用いている。なお、ＰＴＦＥ等の比較的耐熱温度の高い樹脂被覆を施すようにしてもよい。
【００２３】
次に、上記のように構成された本実施形態の揮発性飛散物除去装置２１の作用について説明する。
吸引ダクト９により吸引されて入口ダクト３から除去装置２１内に流入した空気（処理ガス）は、ハウジング２内の捕集装置１に流れ込み、図３に示すように捕集板１５，１５の間を通過していく。このとき、空気中に含まれる微粒子またはミスト状の揮発物は、主に慣性衝突作用の他、拡散作用等によって捕集板１５に付着する。捕集板１５は空気の流れ２２に対し直交して配置されており、また、空気の流れ２２の方向に複数段に交互に配置されているので、空気中の揮発物が捕集板１５に衝突する可能性は極めて高く、揮発物は効率的に捕集板１５に捕集されていく。
【００２４】
捕集板１５内に挿通された温調媒体管路１６を流れる温調媒体５は、揮発物の融点以上沸点未満の温度に調温されているので、捕集板１５に付着した揮発物は液化され、液体の状態で保持される。なお、温調媒体５の温度は、少なくとも揮発物の融点以上沸点未満の温度に調温されていればよいが、沸点に近いほど、付着物質の蒸気圧増加による揮発、付着物や付着壁の自由エネルギー増加による付着力の低下、これに伴う再飛散等が発生して除去効率が低下するため、好ましくは融点＋１０℃の範囲で調整する。
【００２５】
捕集板１５に付着した液状の揮発物は、捕集が進むにつれて次第に凝集していく。そして、ある一定以上の重量の液滴となると、捕集板１５への付着力以上の重力や外力が作用して捕集板１５から落下する。落下した液状の揮発物は出口ダクト４の下方に設置された回収器１３で回収され、回収器１３内で冷却されて固化される。一方、捕集部１を通過して清浄化された空気は、出口ダクト４から除去装置２１の外部へ放出される。なお、回収器１３に回収した揮発物は廃棄するか或いは再利用に回される。
【００２６】
このように、本揮発性飛散物除去装置２１によれば、入口ダクト３から除去装置２１内に空気を流通させることで、捕集装置１により空気に含まれる揮発物を効率よく捕集して除去することができるので、揮発物濃度が低減された空気を得ることができる。このため、揮発物の付着の少ない高品質な製品が得られるとともに、他の装置への汚れ付着も低減させることもできるという利点がある。
【００２７】
また、本揮発性飛散物除去装置２１によれば、捕集した揮発物は液体の状態で回収器１３内に回収されるので、ボールバルブ１２を閉めて回収器１３を除去装置２１本体から取り外すことによって容易に捕集した揮発物を除去することができ、メンテナンスのために生産を停止したり除去装置２１本体を分解清掃する必要がないという利点もある。また、回収された揮発物は回収器１３内で冷却されて固化されるので、蒸発による再飛散を確実に防止できるとともに、取り扱いが容易になるという利点もある。
【００２８】
また、本揮発性飛散物除去装置２１によれば、燃焼方式を用いないので防火対策等の必要は無く、ランニングコストも掛からないという利点もある。また、触媒も用いないので、触媒表面が被毒により除去性能が低下することもない。更に、多孔質膜等を用いて除去するものでもないので、目詰まりにより除去性能が低下することもない。
【００２９】
以上、本実施形態の揮発性飛散物除去装置２１について説明したが、次に、本揮発性飛散物除去装置２１の適用の一例について説明する。ここでは、図５に示すように、本揮発性飛散物除去装置２１を二軸延伸フィルム成形装置のテンターオーブンに組み込んだ場合について説明する。なお、テンターオーブンは、熱可塑性プラスチックのフィルムを高温に加熱しながら延伸する装置であり、ここではテンターオーブンの熱セット室３２に本揮発性飛散物除去装置２１を適用する。
【００３０】
図５に示すように、熱セット室３２では、フィルム１７を挟んで上下に設置されたノズル１８から高温に加熱された熱風がフィルム１７の表面に噴き付けられるようになっている。フィルム１７に噴き付けられた熱風はダクト１９によって取り込まれ、熱交換器２０を通して温調されたのち、モータ２４により駆動されるファン２３によりノズル１８に送り込まれ、再度、フィルム１７の加熱に用いられるようになっている。また、熱交換器２０手前には、熱風中の揮発物の濃度が濃縮されないように、新鮮な空気を取り入れる図示しない外気導入口が設けられている。そして、ここでは、上述した揮発性飛散物除去装置２１を熱交換器２０の手前に設置している。
【００３１】
高温に加熱されたフィルム１７からは揮発物が発生するが、このように揮発性飛散物除去装置２１を設置することで、揮発物を効果的に除去してフィルムの品質を向上させることが可能になる。特に熱セット室３２は、テンターオーブンの中でもフィルム１７の温度が高く、且つ延伸されることによりフィルム１７の表面積も大きいために発生する揮発物の量は最も多いことから、このように熱セット室３２に揮発性飛散物除去装置２１が設置することで、揮発性飛散物除去装置２１の効果を十分に発揮させることができる。
【００３２】
また、揮発性飛散物除去装置２１を熱交換器２０の手前に設置することにより、熱交換器２０の汚れを低減させることもできる。更に、このように揮発物を効果的に除去できることによって、外気導入口からの空気の取り込み量を低減して排気による熱損失を可能な限り抑制することも可能になる。その結果、ランニングコストを低減することができ、また、ブロア等の補機の要求能力を下げることが可能になって設備費の低減に繋がるという利点もある。
【００３３】
次に、本実施形態の揮発性飛散物除去装置２１をポリプロピレンフィルム製造ラインのテンターオーブンに設置して行った実験の結果を表１に示す。
揮発物としては各種添加剤や低分子量成分があり、添加剤は帯電防止，酸化防止，滑剤等その目的に応じた物質が使用される。種々の添加剤はそれぞれ異なる物質であるため融点や沸点等は異なるが、テンターオーブン内では各ゾーンにおいて厳密に温度管理されていることと連続的に高速でフィルムが走行するため、延伸室や熱セット室などそれぞれの各ゾーンにおいて揮発物の組成はほぼ決まっている。このため、各ゾーン毎に揮発物の同定をし、同定した揮発物に対応した最適な温度に捕集装置１の温度を調整することで、揮発物を効率良く除去することが可能となる。
【００３４】
実験は、テンターオーブンの最終部に本除去装置２１を設置し、ブロアを用いて所定量の熱風を本除去装置２１内に流通させることにより実施した。本除去装置２１における除去率は捕集装置１の入口，出口の揮発物の濃度差から算出した。入口及び出口濃度は、各部にて揮発物を含んだ熱風を等速吸引し、これをコールドトラップすることにより捕集して四塩化炭素に溶解させ、ＦＴＩＲによる分析をし、吸収の大きさを予め作成した検量線に照らし合わせて定量化することにより測定した。ここで、除去率は次式で定義した。
【００３５】
[除去率]＝１−([入口濃度)−[出口濃度])／[入口濃度]
表１には本除去装置２１を用いて行った各実験例による結果に、除去装置２１の捕集装置１を取り外した状態で行った実験結果も比較例として併記している。
【００３６】
【表１】
0004724321.tif 000002
【００３７】
実験例１〜５は、捕集装置１内温度（セル温度）４０〜８０℃、風量３３ｍ3/min(セル通過速度３．０ｍ/ｓ)にて運転した際の結果である。この時の除去率は捕集装置１の温度に対して依存性を示した。比較例として実験を行った捕集装置１を設置しない場合の除去率は、セル温度が４０℃の際に０．５％以下であり、ほぼ無視できる数値であった。これに対して捕集装置１を設置した場合の除去率は４８．５％を示した。また、セル温度が高くなるに従い除去率は低下する傾向を示し、更に７０℃以上では急激に低下の傾向を示した。捕集した揮発物はそのほとんどが脂肪酸アミンであり、その融点は４０℃〜５０℃である。
【００３８】
実験例６は、セル温度４０℃、風量１５ｍ3/minで運転した際の結果である。このときは、除去率は３７．２％であった。実験例６は同セル温度で行った実験例１と比較して除去率が低下したが、これは処理風量が少なく捕集装置１内での流速（セル通過速度）が遅いため、揮発物の捕集板１５への慣性衝突力が弱くなったことが原因と考えられる。
【００３９】
実験例７は、セル温度４０℃、風量４０ｍ3/minで運転した際の結果であり、除去率は５４．３％であった。また、実験例８は、セル温度４０℃、風量５０ｍ3/minで運転した際の結果であり、除去率は５２．２％であった。ただし、このときは捕集した揮発物の再飛散が目視観察により確認された。実験例１，６〜８の結果から、処理風量の増加によって除去効率が向上することが確認できたが、同時に、処理風量がある程度以上（ここでは５０ｍ3/min）になると液滴が飛散し、付着し揮発物が再飛散することも確認された。
【００４０】
以上の実験例１〜８は、捕集装置１内の捕集板１５の段数を３段にして行った結果であるが、次に、実験例９では捕集板１５の段数を４段に増やし、実験例１と同じくセル温度４０℃，風量３３ｍ3/minで運転を行った。このときの除去率は５７．６％であった。更に、実験例１０では捕集板１５の段数を５段に増やし、同じくセル温度４０℃，風量３３ｍ3/minで運転を行った。このときの除去率は５９．８％に達した。これら実験例１，９，１０の結果から、捕集板１５の段数を増やすことにより除去効率が向上することが確認できた。ただし、捕集板１５の段数を増やすと除去装置２１内の圧力損失も増加することになる。
【００４１】
以上の実験例１〜１０において、捕集板１５に付着した揮発物は、凝集して５mm程度の径まで成長するとその自重により下部に設置された回収部１３へと落下した。このため、捕集板１５には付着物の堆積がなく、常時初期の表面状態が保持され長時間の連続運転が可能であった。ただし、セル温度が４０℃以下の場合には捕集板１５の表面上の一部に付着物の固体化が観察された。
【００４２】
次に、本揮発性飛散物除去装置２１にかかる温調媒体（温度調節用媒体）の利用方法について図６，図７を用いて説明する。ただし、ここでは、温調媒体として空気（温調用空気）が用いられているものとする。
まず図６の概略平面図に示すテンターオーブンは、温調用空気を予熱室３０に供給するようにしたものである。予熱室３０では、室内の揮発物濃度の上昇を抑制するため、図示しない空気置換システム（空気置換装置）によりフィルムの予熱に用いられる加熱空気の一部が外部に排気され、代わりにフレッシュエアが導入されるようになっている。予熱室３０内で発生する揮発物の量は熱セット室３２等に比較すると少ないため、このような空気置換システムによっても除去することができるが、導入するフレッシュエアの温度が低い場合には、課題でも説明したように熱損失を大きくしてしまう。
【００４３】
そこで、図６に示すテンターオーブンでは、熱セット室３２に備えられた揮発性飛散物除去装置２１の捕集装置１と、予熱室３０内にフレッシュエアを導入するためのフレッシュエア導入ダクト３７とを配管３５で接続している。そして、捕集装置１内を通過した温調用空気をブロア３６により配管３５に取り込んで、フレッシュエア導入ダクト３７から予熱室３０内にフレッシュエアとして供給している。捕集装置１内を通過した温調用空気は揮発性飛散物除去装置２１内を流れる処理ガスにより温められているので、温度が高く、フレッシュエアとして供給したときの熱損失を抑制することができる。
【００４４】
なお、上記のようにテンターオーブンを構成する場合には、予熱室３０内にフレッシュエアとして供給するための多量の温調用空気が必要となるため、揮発性飛散物除去装置２１としては下表２に示すように処理量の大きなものが必要となる。
【００４５】
【表２】
0004724321.tif 000003
【００４６】
そして、表２に示すような処理量を有する揮発性飛散物除去装置２１を熱セット室３２に備え、その温調用空気を予熱室３０内にフレッシュエアとして供給した場合の、予熱室３０における導入空気及び排気空気の温度条件を示したものが表３である。表３において、利用前とは外部空気をフレッシュエアとして用いた場合であり、利用後とは温調用空気をフレッシュエアとして用いた場合である。
【００４７】
【表３】
0004724321.tif 000004
【００４８】
なお、このときの揮発物の除去率は３０％で、熱セット室３２内の揮発物の平衡濃度は９０ｍｇ／ｍ3から３３ｍｇ／ｍ3に減少した。また、揮発性飛散物除去装置２１を５０日間稼動した結果、テンターオーブン内壁面への有機物の付着量は、揮発性飛散物除去装置２１を設置していない室では７８μｇ／ｃｍ2増加したのに対し、揮発性飛散物除去装置２１を設置した室ではわずか９μｇ／ｃｍ2であり、揮発性飛散物除去装置２１の清浄化効果が確認された。
【００４９】
次に図７の概略縦断面図に示すテンターオーブンは、揮発性飛散物除去装置２１で用いた温調用空気を熱セット室３２と冷却室３４との間の中間室３３に供給するようにしたものである。図７に示すように、中間室３３は、熱セット室３２との境界に設けた仕切り壁４８と、冷却室３４との境界に設けた仕切り壁４９とによって画成されている。
【００５０】
この中間室３３には、フィルム１７の表面に向かってフレッシュエアを噴射してフィルム１７の表面を横断するエア層４０を形成するエア噴射ノズル４１が設けられている。また、このエア噴射ノズル４１と仕切り壁４８との間には、入口に多孔板を備えた排気通路４２が設けられている。エア噴射ノズル４１は、その先端を排気通路４２側に向けるようにフィルム１７の走行方向に対して角度θをなして傾斜している。エア噴射ノズル４１からは、温度調節装置４４によって例えば約１００℃に温調されたフレッシュエアが噴射され、その結果、フィルム１７の表面を横断する方向(図７の紙面に垂直な方向)にエア層４０が形成される。
【００５１】
フィルム１７が熱セット室３２から中間室３３に移動する際には、このフィルム１７に伴走するエア（汚染エア）４３が仕切り壁４８の下端とフィルム１７の表面とによって形成された隙間を介して中間室３３に流入するが、この伴走エア４３は、図示するように、エア噴射ノズル４１からのフレッシュエアにより形成されるエア層４０によってブロックされる。特に、エア噴射ノズル４１はフィルム１７の走行方向に対して角度θをなして傾斜しているので、フレッシュエアは伴走エア４３の流れに抗する方向に噴射され、その結果、このフレッシュエアによって形成されたエア層４０は、伴走エア４３に対して極めて高いブロック効果を示す。
【００５２】
上記エア層４０によってブロックされた伴走エア４３及びエア噴射ノズル４１から噴射されたエアは、排気通路４２を通って浄化装置４５に吸入される。浄化装置４５は、吸入したエアに含まれた汚染物質を濾過等の手段で除去し、それによって得られたフレッシュエアを温度調節装置４４に供給する。また、温度調節装置４４には、熱セット室３２に設けられた揮発性飛散物除去装置２１からの温調用空気もブロア３９により供給される。
【００５３】
このような構成により、熱セット室３２からの伴走エア４３が、エア層４０によってブロックされるとともに、そのブロックされた伴走エア４３の一部が排気通路４２を介して排出されるので、伴走エア４３中の汚染物質が中間室３３の仕切り壁に汚れとして付着することや、下流の冷却室４６に流入して冷却室４６内のプレナムダクト４７に析出付着することを阻止することができる。また、また、捕集装置１内を通過した温調用空気は揮発性飛散物除去装置２１内を流れる処理ガスにより温められているので、温度が高く、この温調用空気を浄化装置４５で浄化された循環エアとともにエア噴射ノズル４１から噴射するフレッシュエアに利用することで、フレッシュエアの温度調節を行う温度調節装置４４の負荷を軽減することもできる。
【００５４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施しうるものである。例えば、捕集板１５の形状は本実施形態のような形状でなくてもよく、空気中の揮発物を慣性衝突作用により効率よく捕集できるような形状であればよい。
【００５５】
また、本実施形態では、捕集板１５の内部に設けた温調媒体管路１６に温調媒体５を流すことによって捕集板１５の温度調節を行っているが、捕集板１５内に電気ヒータ等を設けて温度調節するようにしてもよい。また、温調媒体５を用いて温度調節を行う場合、押出機やテンターオーブン等から排出される廃熱を利用して捕集板１５の温度調整（加熱）を行うようにしてもよい。この場合には、廃熱の有効利用によって省エネ化が可能になり、ランニングコストを更に低減することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の揮発性飛散物除去装置によれば、フィルム状樹脂成形物を製造するテンターオーブンにおいて、処理ダクト内に配設された複数の捕集板により、処理ガス中に含まれる揮発性飛散物を慣性衝突作用により効率的に捕集することができるので、成形したフィルム状樹脂成形物上への揮発性飛散物の付着や装置，配管，熱交換器等の汚れを大幅に低減させることが可能となり、高品質のフィルム状樹脂成形物を製造することが可能となる。
【００５７】
しかも、本発明の揮発性飛散物除去装置によれば、燃焼方式を用いないので防火対策等の必要は無く、ランニングコストも掛からない。また、触媒も用いないので、触媒表面が被毒により除去性能が低下することもなく、また、多孔質膜等を用いて除去するものでもないので、目詰まりにより除去性能が低下することもなく、メンテナンス性にも優れている。
【００５８】
特に、捕集板を処理ガスの流れに対し直交或いは略直交方向に向けて配設することで、処理ガス中の揮発性飛散物が捕集板に衝突する可能性を高くすることができ、揮発性飛散物をより効率的に捕集することが可能になる。更に、捕集板を処理ガスの流れ方向に沿って複数段に配設することで、処理ガス中の揮発性飛散物が捕集板に衝突する可能性を更に高くすることができ、揮発性飛散物を更に効率的に捕集することが可能になる。
【００５９】
また、温度調節手段により捕集板の表面温度を揮発性飛散物の融点温度以上沸点温度未満の温度に調節することで、捕集板に付着した揮発性飛散物を液化させることができ、液状化した揮発性飛散物を集合させて付着力以上の重力を有するようにして落下により捕集板から除去することが容易になるため、捕集板の表面状態を常時初期の状態に保つことができ、長時間の連続運転が可能になる。特に、捕集板の表面温度を揮発物の融点温度から融点温度よりも１０℃だけ高い温度の範囲内に調節することで、付着物の蒸気圧増加による揮発や、付着物の自由エネルギー増加による付着力の低下に伴う再飛散を防止することが可能になる。更に、成形装置から排出される廃熱を利用して捕集板を加熱することで、省エネ化によるランニングコストの低減が可能になる。
【００６０】
また、捕集板の下方に取り外し可能な回収器を備えることで、落下した揮発性飛散物の回収を容易に且つ確実に行うことができ、メンテナンスのために生産を停止したり除去装置本体を分解清掃する必要がなく、メンテナンス性が向上する。特に、回収器内の温度を揮発性飛散物の融点温度未満に調節することで、回収した液状の揮発性飛散物を固化して蒸発による再飛散を確実に防止することができ、また、取り扱いが更に容易になる。
【００６１】
さらに、本発明のテンターオーブンによれば、上記の揮発性飛散物除去装置を揮発性飛散物の量が最も多い熱セット室に備えることで、上記の揮発性飛散物除去装置の効果を十分に発揮させ、成形したフィルム状樹脂成形物上への揮発性飛散物の付着や装置，配管，熱交換器等の汚れを大幅に低減させることが可能となり、高品質のフィルム状樹脂成形物を製造することが可能となる。
【００６２】
また、別のテンターオーブンによれば、上記の揮発性飛散物除去装置において捕集板の温度調節に用いられた温度調節用の空気を予熱室内にフレッシュエアとして供給することで、予熱室内の空気とフレッシュエアとの置換にともなう熱損失を低減することができる。
また、さらに別のテンターオーブンによれば、上記の揮発性飛散物除去装置において捕集板の温度調節に用いられた温度調節用の空気を中間室内にエア噴射ノズルから噴射するフレッシュエアとして用いることで、フレッシュエアを温度調節する温度調節装置の負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態として揮発性飛散物除去装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】図１の揮発性飛散物除去装置にかかる捕集装置の構成を示す斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ′断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ′断面図である。
【図５】図１の揮発性飛散物除去装置を備えたテンターオーブンの熱セット室の構成を示す概略横断面図ある。
【図６】図１の揮発性飛散物除去装置にかかる温調用空気の一利用形態を示すテンターオーブン全体の概略平面図である。
【図７】図１の揮発性飛散物除去装置にかかる温調用空気の一利用形態を示す中間室の概略縦断面図である。
【図８】従来のテンターオーブンの全体構成を示す概略平面図である。
【図９】従来のテンターオーブンの熱セット室の構成を示す概略横断面図ある。
【符号の説明】
１  捕集装置
２  ハウジング（処理ダクト）
３  入口ダクト
４  出口ダクト
５  温調媒体
６  温調器
６ａ  温度センサ
７  温調媒体入口管
８  温調媒体出口管
９  吸引ブロア（吸引装置）
１０Ａ，１０Ｂ  切換ダンパ
１１  観察窓
１２  ボールバルブ
１３  回収器
１４  バイパス用ダクト
１５  捕集板
１６  温調媒体管路
１７  フィルム
１８  ノズル
１９  ダクト
２０  熱交換器
２１  揮発性飛散物除去装置
２２  空気（処理ガス）の流れ
２３  ファン
２４  モータ
３０  予熱室
３１  延伸室
３２  熱セット室
３３  中間室
３４  冷却室
３５  配管
３６  ブロア
３７  フレッシュエア導入ダクト
３９  ブロア
４０  エア層
４１  エア噴射ノズル
４２  排気通路
４３  伴走エア
４４  温度調節装置
４５  浄化装置
【図１】
0004724321.tif 000005
【図２】
0004724321.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
0004724321.tif 000009
【図６】
0004724321.tif 000010
【図７】
0004724321.tif 000011
【図８】
0004724321.tif 000012
【図９】
0004724321.tif 000013