JP2014132213A - Continuous superheated steam heat treatment device, and forming method of electroconductive coating - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、連続式過熱水蒸気熱処理装置及び導電性塗膜の製造方法に関し、特に銅ペーストの塗膜から導電性塗膜を形成することができる連続式過熱水蒸気熱処理装置及び導電性塗膜の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a continuous superheated steam heat treatment apparatus and a method for producing a conductive coating film, and in particular, a continuous superheated steam heat treatment apparatus capable of forming a conductive coating film from a copper paste coating film and the production of a conductive coating film. Regarding the method.
飽和水蒸気圧力をあげずにさらに加熱した過熱水蒸気は、150℃以上の温度では、放射熱エネルギーが通常の加熱空気よりも著しく大きい。このため、被処理物を容易に高温に加熱することができる。また、常圧で生成できることから、過熱水蒸気を充満させた処理炉の中を被処理物が通過するようにすれば連続式の熱処理装置が容易に実現できる。このため、過熱水蒸気を用いた連続式の洗浄装置や、食品加熱装置が検討されている(例えば、特許文献1及び2を参照。)。 Superheated steam heated further without increasing the saturated steam pressure has a significantly higher radiant heat energy than ordinary heated air at a temperature of 150 ° C. or higher. For this reason, a to-be-processed object can be heated to high temperature easily. Moreover, since it can produce | generate at normal pressure, if a to-be-processed object passes the inside of the processing furnace filled with superheated steam, a continuous heat processing apparatus will be realizable easily. For this reason, a continuous cleaning apparatus using superheated steam and a food heating apparatus have been studied (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
一方、導電回路に用いられる導電性ペーストの塗膜の熱処理に過熱水蒸気を用いることが検討されている(例えば、特許文献3を参照)。導電性ペーストは、微細な金属粒子とバインダーとを含んでいる。金属粒子の粒径を小さくすることにより、金属の融点よりもはるかに低い温度において、金属粒子同士の融着が生じる。このため、導電性ペーストを基板等に塗布又は印刷した後、熱処理すれば導電性塗膜を得ることができる。 On the other hand, use of superheated steam for heat treatment of a coating film of a conductive paste used in a conductive circuit has been studied (see, for example, Patent Document 3). The conductive paste contains fine metal particles and a binder. By reducing the particle size of the metal particles, the metal particles are fused to each other at a temperature much lower than the melting point of the metal. For this reason, after apply | coating or printing a conductive paste on a board | substrate etc., if it heat-processes, a conductive coating film can be obtained.
導電性ペーストに含まれる金属粒子には、導電性及び経時安定性の観点から銀が汎用的に用いられている。しかし、銀は高価であるだけでなく、資源量が少ないことや、高温高湿度下での回路間に発生するイオンマイグレーションの問題がある。このため、銀に代えて銅を用いた導電性ペーストの利用が期待されている。しかし、銅には酸化層が形成されやすいという問題があり、空気中で熱処理した場合には、十分な導電性を有する導電性塗膜が得られない。熱処理容器内を過熱水蒸気で置換すれば、熱処理容器内を無酸素状態とすることができるので、銅を酸化させることなく熱処理できる。このため、銅を用いた導電性ペーストにおいても十分な導電性を有する導電性塗膜が得られると期待される。 Silver is generally used for the metal particles contained in the conductive paste from the viewpoint of conductivity and stability over time. However, silver is not only expensive, but also has a problem of small amount of resources and ion migration that occurs between circuits under high temperature and high humidity. For this reason, it is expected to use a conductive paste using copper instead of silver. However, copper has a problem that an oxide layer is easily formed, and when heat-treated in air, a conductive coating film having sufficient conductivity cannot be obtained. If the inside of the heat treatment container is replaced with superheated steam, the inside of the heat treatment container can be brought into an oxygen-free state, so that heat treatment can be performed without oxidizing copper. For this reason, it is expected that a conductive coating film having sufficient conductivity can be obtained even in a conductive paste using copper.
しかしながら、導電性のフィルム基板等を効率良く得るためには、バッチ式の処理ではなく連続式の処理が望まれる。一方、本願発明者らは、銅ペーストの塗膜を従来の連続式の過熱水蒸気熱処理装置により熱処理しても十分な導電性を有する導電性塗膜が得られないということを見出した。 However, in order to efficiently obtain a conductive film substrate or the like, continuous processing is desired instead of batch processing. On the other hand, the present inventors have found that a conductive coating film having sufficient conductivity cannot be obtained even if the copper paste coating film is heat-treated by a conventional continuous superheated steam heat treatment apparatus.
本願の課題は、銅ペーストの塗膜を十分な導電性を有する導電性塗膜にする熱処理を連続して行うことができる連続式過熱水蒸気熱処理装置を実現することである。 The subject of this application is implement | achieving the continuous superheated steam heat processing apparatus which can perform continuously the heat processing which makes the coating film of copper paste the electroconductive coating film which has sufficient electroconductivity.
本開示の連続式過熱水蒸気熱処理装置は、フィルムを搬送する搬送部と、搬送部により搬送されるフィルムが通過し、フィルムと共に通過する銅ペースト塗膜を過熱水蒸気により熱処理して導電性塗膜を形成する熱処理炉とを備え、熱処理炉は、フィルムの導入通路及び導出通路を有し、導入通路及び導出通路は、奥行きの高さに対する比が3以上である。 The continuous superheated steam heat treatment apparatus of the present disclosure includes a transport section that transports a film, and a film that is transported by the transport section passes through, and the copper paste coating film that passes along with the film is heat-treated with superheated steam to form a conductive coating film. A heat treatment furnace to be formed, and the heat treatment furnace has a film introduction passage and a discharge passage, and the introduction passage and the discharge passage have a ratio of 3 or more to a depth height.
本開示の連続式過熱水蒸気熱処理装置において、導入通路及び導出通路はそれぞれ、第1通路と、第1通路よりも外側に設けられ、第1通路よりも高さが小さい第2通路とを有し、第2通路は、奥行きの高さに対する比が3以上である構成としてもよい。 In the continuous superheated steam heat treatment apparatus of the present disclosure, each of the introduction passage and the lead-out passage includes a first passage and a second passage that is provided outside the first passage and has a smaller height than the first passage. The second passage may be configured such that the ratio to the depth height is 3 or more.
本開示の連続式過熱水蒸気熱処理装置において第1通路は、奥行きの高さに対する比が3以上としてもよい。 In the continuous superheated steam heat treatment apparatus according to the present disclosure, the ratio of the first passage to the depth height may be 3 or more.
本開示の連続式過熱水蒸気熱処理装置において、導入通路及び導出通路は、その高さが外側に向かって次第に小さくなっている構成としてもよい。 In the continuous superheated steam heat treatment apparatus of the present disclosure, the introduction passage and the lead-out passage may have a configuration in which the height gradually decreases toward the outside.
本開示の連続式過熱水蒸気熱処理装置において、導入通路及び導出通路から排出される排気の排出速度は4m/s以上としてもよい。 In the continuous superheated steam heat treatment apparatus of the present disclosure, the exhaust speed of the exhaust discharged from the introduction passage and the discharge passage may be 4 m / s or more.
本開示の連続式過熱水蒸気熱処理装置は、導入通路及び導出通路の少なくとも一方に取り付けられた排気ガイドをさらに備え、排気ガイドは、底面が閉鎖され、側面にフィルムが通過するスリットを有し、上面に上部開口を有する排気ガイド本体を有している構成としてもよい。 The continuous superheated steam heat treatment apparatus of the present disclosure further includes an exhaust guide attached to at least one of the introduction passage and the lead-out passage, and the exhaust guide has a slit with a bottom face closed and a film passing through the side face. It is good also as a structure which has the exhaust-gas guide main body which has an upper opening.
本開示の連続式過熱水蒸気熱処理装置において、排気ガイドは、排気ガイド本体内に互いに平行に設けられ、フィルムが通過するスリットを有する複数のガイド板を有し、ガイド板は、少なくともスリットよりも上側の部分が筐体側に傾斜していてもよい。 In the continuous superheated steam heat treatment apparatus of the present disclosure, the exhaust guide is provided in parallel with each other in the exhaust guide body, and has a plurality of guide plates having slits through which the film passes, and the guide plates are at least above the slits. The portion may be inclined toward the housing.
本開示の連続式過熱水蒸気熱処理装置は、導入通路及び導出通路の少なくとも一方に取り付けられた冷却室をさらに備え、冷却室は、上下が閉鎖され、側面に前記フィルムが通過するスリットを有し、冷却室内の気体を冷却する冷却機構部を有していてもよい。 The continuous superheated steam heat treatment apparatus of the present disclosure further includes a cooling chamber attached to at least one of the introduction passage and the extraction passage, and the cooling chamber has a slit that is closed at the top and bottom and through which the film passes, You may have the cooling mechanism part which cools the gas in a cooling chamber.
本開示の連続式過熱水蒸気熱処理装置において、搬送部は、フィルムを送り出す送り出し部及びフィルムを巻き取る巻き取り部を有し、送り出し部及び巻き取り部は、それぞれフィルムの搬送をガイドするガイドロールを有し、ガイドロールの少なくとも1つは、その表面の温度が80℃以上、150℃以下である構成としてもよい。 In the continuous superheated steam heat treatment apparatus of the present disclosure, the transport unit includes a feed unit that feeds out the film and a wind-up unit that winds up the film, and each of the feed unit and the wind-up unit includes a guide roll that guides the transport of the film. And at least one of the guide rolls may have a surface temperature of 80 ° C. or higher and 150 ° C. or lower.
本開示の導電性塗膜の製造方法は、過熱水蒸気を充満させた熱処理炉の中を銅ペーストの塗膜を有するフィルムを通過させることにより、導電性塗膜を形成する工程を備え、熱処理炉は、フィルムの導入通路及び導出通路を有し、導入通路及び導出通路から過熱水蒸気が排出されるようにその内部が陽圧に保持され、導入通路及び導出通路は、奥行きの高さに対する比が3以上とし、導入通路及び導出通路から排出される排気の量を、0.45kg/h・cm2以上とする。 The method for producing a conductive coating film according to the present disclosure includes a step of forming a conductive coating film by passing a film having a copper paste coating film through a heat treatment furnace filled with superheated steam, and the heat treatment furnace Has a film introduction passage and a lead-out passage, and the inside thereof is held at a positive pressure so that superheated steam is discharged from the introduction passage and the lead-out passage. The introduction passage and the lead-out passage have a ratio to the depth height. The amount of exhaust discharged from the introduction passage and the discharge passage is set to 0.45 kg / h · cm 2 or more.
本発明によれば、銅ペーストの塗膜を十分な導電性を有する導電性塗膜とする熱処理を連続して行うことができる連続式過熱水蒸気熱処理装置を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the continuous superheated steam heat processing apparatus which can perform continuously the heat processing which makes the coating film of copper paste the electroconductive coating film which has sufficient electroconductivity is realizable.
本実施形態の連続式過熱水蒸気熱処理装置(以下、熱処理装置とも言う。)は、図1に示すようにフィルム150の搬送部130と、搬送部130により搬送されるフィルムが通過する熱処理炉110とを備えている。
As shown in FIG. 1, the continuous superheated steam heat treatment apparatus (hereinafter also referred to as a heat treatment apparatus) of the present embodiment includes a
フィルムの搬送部130は、フィルム150の送り出し部131と巻き取り部132とを有している。フィルム送り出し部131は、送り出しロール135とガイドロール136とを有し、フィルム巻き取り部132は、巻き取りロール137とガイドロール138とを有している。送り出しロール135と巻き取りロール137との間にフィルム150が掛け渡されており、フィルム150は、送り出し部131と巻き取り部132との間に設けられた熱処理炉110の中を所定の速度で移動する。
The
熱処理炉110は、フィルム150の導入通路115及び導出通路116を有する筐体111と、筐体111内に設けられた過熱水蒸気の導入ノズル113とを有している。導入ノズル113は、過熱水蒸気生成部(図示せず)と接続されている。導入ノズル113から筐体111内に過熱水蒸気を導入することにより、筐体111内を過熱水蒸気で充満させることができる。導入ノズル113から導入された過剰の過熱水蒸気は導入通路115及び導出通路116並びに排気口117から筐体外へ排気される。これにより、筐体111内を所定の温度とし、熱処理炉110内を通過するフィルム150を過熱水蒸気により熱処理することができる。なお、導入通路115及び導出通路116から排出される排気量は、導入ノズル113から導入される過熱水蒸気の供給量と、排気口117の面積とにより決まる。このため、排気量を調整できるように排気口117にスリット等を設けてもよい。また、過熱水蒸気の導入量と排気量とのバランスによっては排気口117を設けなくてもよい。
The
連続式過熱水蒸気熱処理装置の場合、処理対象物が熱処理炉内を通過するようにする必要がある。このため、熱処理炉は密閉構造ではなく、少なくとも導入通路と導出通路とにおいて開放された構造となる。このため、導入通路及び導出通路から外気が流入するおそれがある。熱処理炉内に酸素を含む外気が流入すると、銅ペーストを熱処理する際に銅微粉末が酸化され導電性を示さなくなる。また、導入通路入り口付近でフィルムに随伴する空気と過熱水蒸気が混合されると、銅微粉末が酸化され、熱処理炉内で熱処理されても、導電性を示さなくなる。導入通路及び導出通路から、熱処理炉内への外気の流入を防ぐ方法として、熱処理炉内をわずかに陽圧にすることが考えられる。しかし、本願発明者らは、単純に熱処理炉内を陽圧として導入通路及び導出通路から熱処理炉の外へ向かう気流を発生させても、熱処理炉内への外気の流入や、導入通路付近での銅微粉の酸化を防ぐことができないということを見出した。 In the case of a continuous superheated steam heat treatment apparatus, it is necessary to allow the object to be treated to pass through the heat treatment furnace. For this reason, the heat treatment furnace is not a sealed structure but a structure opened at least in the introduction passage and the outlet passage. For this reason, there exists a possibility that external air may flow in from an introductory passage and an outlet passage. When the outside air containing oxygen flows into the heat treatment furnace, the copper fine powder is oxidized during the heat treatment of the copper paste and does not exhibit conductivity. Further, when air accompanying the film and superheated steam are mixed in the vicinity of the inlet of the introduction passage, the copper fine powder is oxidized and does not exhibit conductivity even when heat-treated in a heat treatment furnace. As a method for preventing the inflow of outside air from the introduction passage and the lead-out passage into the heat treatment furnace, it is conceivable to slightly increase the pressure in the heat treatment furnace. However, even if the inventors of the present application simply generate positive air pressure in the heat treatment furnace and generate an air flow from the introduction passage and the discharge passage to the outside of the heat treatment furnace, inflow of outside air into the heat treatment furnace or in the vicinity of the introduction passage. It has been found that the oxidation of copper fine powder cannot be prevented.
図2は、急絞り流路における気流を模式的に示している。流路の高さが変化する変曲点において、気流の剥離が生じるが流路の高さの3倍程度の位置以内において再付着が生じる。流路に剥離流の渦ができることにより、排気抵抗が高まり内圧をより高め、外気の流れによる吹込みを防ぐことができる。また、再付着が生じている流路においては、外気の巻き込みによる流入がほとんど生じないが、再付着が生じていない流路においては、外気が巻き込まれ流路内に流入してしまい、導入通路付近にフィルムに随伴する空気と過熱水蒸気が混合される領域が生じる。このため、熱処理炉内への外気の流入を防ぎ、かつ空気と水蒸気が混合される領域を生じさせないためには、導入通路及び導出通路の少なくとも一部で、剥離渦が生じ、かつ、気流の再付着が生じており、外気の巻き込みによる流入が生じない流線分布となるようにすればよい。具体的には、導入通路及び導出通路において、通路の奥行きLを通路の高さHの3倍以上、好ましくは4倍以上、より好ましくは5倍以上とすればよい。 FIG. 2 schematically shows the airflow in the rapid throttle channel. At the inflection point where the height of the flow path changes, separation of the airflow occurs, but reattachment occurs within a position about three times the height of the flow path. Since the vortex of the separation flow is formed in the flow path, the exhaust resistance is increased, the internal pressure is further increased, and the blowing due to the flow of the outside air can be prevented. In addition, in the flow path where reattachment has occurred, inflow due to the entrainment of outside air hardly occurs, but in the flow path where reattachment does not occur, the outside air is involved and flows into the flow path, so that the introduction passage In the vicinity, there is a region where the air accompanying the film and superheated steam are mixed. For this reason, in order to prevent the inflow of outside air into the heat treatment furnace and not to generate a region where air and water vapor are mixed, a separation vortex is generated in at least a part of the introduction passage and the discharge passage, and It is only necessary to have a streamline distribution in which redeposition has occurred and no inflow due to outside air is involved. Specifically, in the introduction passage and the lead-out passage, the depth L of the passage may be 3 times or more, preferably 4 times or more, more preferably 5 times or more of the height H of the passage.
図3は、導入通路115を拡大して示している。導出通路116も導入通路115と同じ構成である。図3に示すように、導入通路115は、第1の通路121と、第1の通路121よりも外側に設けられた第2の通路122とを有している。第1の通路121は、筐体111の側壁に設けられた高さがH1で、奥行きがL1のスリット状の開口部である。第2の通路122は、筐体111の外壁に第1の通路121と位置を合わせて取り付けられたブロック状の部材118により形成された、高さがH2で奥行きがL2のスリット状の開口部である。第2の通路122は、その高さH2が第1の通路121の高さH1よりも小さい。なお、スリット状の開口部の横幅は、フィルム150が通過できる幅である。
FIG. 3 shows the
導入通路115は、外側の第2の通路122を急絞り流路とし、さらに、第1の通路121も急絞り流路とすればよい。このようにすれば、それぞれの流路の絞り部に起因する剥離渦が生じても、剥離渦が通路内で付着する。このため、排気抵抗の高まりにより内圧が高くなり、外部から第2の通路122、及び第2の通路122から第1の通路121への空気の流入を防ぐことができる。その結果、第1の通路121から熱処理炉110内への外気の流入を低減することができる。具体的には、第1の通路121において奥行きL1の高さH1に対する比L1/H1を3以上、好ましくは4以上、より好ましくは5以上とすればよい。これにより、第1の通路121は剥離渦の再付着が生じた流線分布となり、第1の通路121から熱処理炉110内への外気の流入を防ぐことができる。L1/H1はできるだけ大きくすることが好ましいが、フィルム150を通過しやすくする観点からは20以下とすることが好ましく、10以下とすることがより好ましい。第2の通路122の高さH2は、L2/H2>3且つH2<H1の条件を満たせば、第1の通路121と同様に剥離の再付着が生じた流線分布となる。従って、第2の通路122内への外気の流入を防ぐことができる。また導入通路115を急絞り流路とすることにより過熱水蒸気の流速が増加するため、フィルムに付着した空気の流入を防ぐ効果も得られる。また導出通路116も導入通路115と同じ構成とすれば、導出通路116から、熱処理炉110内への外気の流入を防ぐことができる。
In the
通路内に気流を発生させるために、導入通路115及び導出通路116からの排気量は重要である。外気の熱処理炉110内への流入を防ぐという観点からは、導入通路115及び導出通路116からの排気量は多いほどよい。具体的には、導入通路115及び導出通路116からの単位開口部面積当たりの排気量(以下、単位流量という。)は、0.45kg/h・cm2以上とすればよく、0.5kg/h・cm2以上とすることが好ましく、0.6kg/h・cm2以上とすることがさらに好ましく、1kg/h・cm2以上とすることが特に好ましい。但し、経済性の観点からは、排気の単位流量を5kg/h・cm2以下とすることが好ましい。また、導入通路115及び導出通路116からの排気の流速を4m/s以上とすることが好ましく、5m/s以上とすることがより好ましく、6m/s以上とすることがさらに好ましく、8m/s以上とすることが特に好ましい。排気の流速は40m/s以下とすることが好ましい。排気の単位流量及び流速は、実施例において述べる方法により算出することができる。
In order to generate an air flow in the passage, the exhaust amount from the
筐体111の板厚を厚くすれば、断熱効果も向上するため、熱効率の観点からも好ましい。筐体111の断熱性を向上させるために、筐体111の外側に断熱材を配置してもよいし、筐体111を断熱材で挟み込んだサンドイッチパネルにより形成してもよい。
Increasing the thickness of the
なお、導入通路115及び導出通路116が、それぞれ高さが異なる2つの通路により構成されている例を示したが、高さが異なる3つ以上の通路により構成されていてもよい。この場合、外側の通路ほど高さが小さくなるような急絞り流路にすればよい。
In addition, although the example in which the
さらに、第1の通路121の高さH1と第2の通路122の高さH2とを等しくし、1つの通路としてもよい。この場合には、第1の通路121及び第2の通路122を合わせたものが筐体111から急絞り流路となり、剥離渦の再付着が生じた流線分布となり、外部からの空気の流入を防ぐことになればよい。具体的には、(L1+L2)/H2を3以上、好ましくは4以上、より好ましくは5以上、また好ましくは20以下、より好ましくは10以下とすればよい。
Furthermore, the height H1 of the
また、図4に示すように筐体111の厚さが十分に厚い場合には、部材118を設けなくてもよい。この場合には、筐体111の側壁に設けたスリット状の通路の奥行きL0の高さH0に対する比L0/H0を3以上、好ましくは4以上、より好ましくは5以上として、急絞り流路とすればよい。この場合においても、L0/H0の値は20以下とすることが好ましく、10以下とすることがより好ましい。
Further, as shown in FIG. 4, when the thickness of the
なお、第1の通路121及び第2の通路122の高さが一定である例を示したが、第1の通路121及び第2の通路122が図5に示すように通路の高さが変化していてもよい。通路の高さが変化する場合は、最も大きな値に基づいて奥行きの高さに対する比L/Hが3以上、好ましくは4以上、より好ましくは5以上とし、好ましくは20以下、より好ましくは10以下とすればよい。
In addition, although the example where the height of the 1st channel |
なお、導入通路115と導出通路116とが同じ構成である例を説明したが、導入通路115と導出通路116とが共に急絞り流路となっていれば、その高さ及び長さは異なっていてもよい。
In addition, although the example in which the
本実施形態の熱処理装置においては、フィルム150の導入通路115及び導出通路116から過熱水蒸気が装置外へ排出される。排出された過熱水蒸気は最終的に水になるため、フィルムに水滴が付着した場合には導電性を低下させる恐れがある。従って、雰囲気湿度の上昇によるフィルムへの水滴付着を防止するためと、雰囲気温度の上昇を防ぐため、熱処理装置が設置された雰囲気を強制的に排気することが好ましい。雰囲気の強制的な排気を行うと、熱処理装置の周囲に気流が発生する。本実施形態の熱処理装置においては、フィルム150の導入通路115及び導出通路116において、通路の最も外側の部分を急絞り流路としている。このため、装置の周囲に気流が発生しても筐体111内への外気の侵入を防ぐことができ、雰囲気の強制的な排気を行っても何ら問題はない。
In the heat treatment apparatus of this embodiment, superheated steam is discharged from the
また、フィルム150への結露を防ぐために、図6に示すように導入通路115及び導出通路116の外側に排気ガイド160を設けてもよい。導入通路115側に設けられた排気ガイド160と導出通路116側に設けられた排気ガイド160とは同じ構成であり、以下においては導入通路115側に設けられた排気ガイド160について説明する。
In order to prevent condensation on the
図6に示すように、排気ガイド160は、側面にフィルム150が通過するスリット165を有し、上面に過熱水蒸気を排出する上部開口168を有する排気ガイド本体161と、排気ガイド本体161内に設けられたガイド板162とを有している。排気ガイド本体161は、スリット165の一方が導入通路115と接続されており、導入通路115から排出された排気は、排気ガイド本体161内に導かれる。排気ガイド本体161内にはガイド板162が設けられている。ガイド板162はフィルム150が通過するスリット166を有する板であり、フィルム150と交差する方向に設けられている。排気ガイド本体161内に導かれた排気は高温であるため、ガイド板162に沿って上昇しやすく、上部開口168へと導かれる。排気の一部はスリット166を通過するが、ガイド板162は互いに平行に複数設けられており、ほとんどの過熱水蒸気は導入通路115と反対側のスリット165に到達せずに、上部開口168側へ導かれる。
As shown in FIG. 6, the
導入通路115及び導出通路116に排気ガイド160を接続することにより、導入通路115及び導出通路116から排出される排気のほとんどを上方に逃がすことが可能となるため、フィルム150の表面に水滴がほとんど付着しなくなる。なお、導入通路115及び導出通路116からの排気は、過熱水蒸気と、過熱水蒸気が冷却された飽和水蒸気及び微細な水滴とを含む。
By connecting the
排気ガイド本体161の側板及びガイド板162は、少なくともスリット166よりも上側の部分において筐体111側に傾斜していることが好ましい。筐体からは上昇気流が発生しているため、排気ガイド本体161の側板及びガイド板162の少なくとも上部を筐体111側に傾斜させることにより、過熱水蒸気等の上方への排出がより生じやすくなる。フィルム150の通過に支障がなければ、排気ガイド本体161の側板及びガイド板162の全体を筐体111側に傾斜させてもよい。但し、排気ガイド本体161の側板及びガイド板162は傾斜していなくてもよい。また、どちらか一方だけが傾斜していてもよい。図6には、排気ガイド本体161の上面全面が開口部となっている例を示したが、排気ガイド本体161の上面全面が開口部となっておらず、スリット状の開口部等が設けられている構成としてもよい。また、排気ガイド本体161の底面にも開口部を設けてよい。
排気ガイド160の大きさは、熱処理炉110の大きさ、導入通路115及び導出通路116からの排気量等に応じて決定すればよい。例えば、導入通路115及び導出通路116からの排気の単位流量が0.45kg/hr・cm2〜5kg/h・cm2程度の場合には、排気ガイド160の長さを30cm〜1m程度とすればよい。図6においては、排気ガイド160の高さを筐体111よりも高くした例を示したが、筐体111よりも低くてもよい。
It is preferable that the side plate and the
The size of the
ガイド板162の数は、導入通路115及び導出通路116から排出される過熱水蒸気の量に応じて決めればよい。ガイド板162を設けた方がフィルム150の表面への水滴の付着を抑える効果が高くなるが、ガイド板162を設けなくてもよい。また、導入通路115側と導出通路116側とでガイド板の数が異なっていてもよい。さらに、導入通路115側と導出通路116側との一方のみに排気ガイド160を設けてもよい。図6において、排気ガイド160は、導入通路115に直接接続されているが、排気ガイド160の取り付け方は限定されず、排気ガイド160と導入通路115との間に他の部材が設けられていてもよい。
The number of
導入通路115及び導出通路116の少なくとも一方の外側に、排気を冷却する機構を設けてもよい。図7は、導出通路116の外側に冷却室171が接続された構成を示している。冷却室171は、上下が閉鎖された箱状とすればよく、側面にフィルム150が通過する導入用スリット172と導出用スリット173とを有する。また、底部に冷却室171内の気体を冷却する冷却部として、冷媒が流通する冷却管174を有している。
A mechanism for cooling the exhaust gas may be provided outside at least one of the
導出通路116から排出された排気は冷却室171に導入される。冷却室171に導入された排気の一部は冷却管174により冷却され、凝結して水となり、冷却室171の底部に貯まる。一定以上貯まった水は、排出口175からオーバーフローして排出される。冷却管174を流通させる冷媒は、特に限定されないが水が好ましい。
The exhaust discharged from the
冷却管174の数及び配置等と、冷媒の流量とを調整することにより、導出用スリット173から排出される排気の温度を調整することができる。導出用スリット173からフィルム150と共に排出される排気の温度を調整することにより、導電性フィルムの外観及び電気的特性等をさらに向上させることができる。
By adjusting the number and arrangement of the cooling
熱処理炉110から排出される排気の温度は、熱処理炉110における処理温度にもよるが、300℃以上となる。フィルム150と共に高温の排気が熱処理炉110から排出され、外気と混合されると、空気中の酸素による酸化によるフィルムの変色及び導電性の低下が生じやすい。冷却室171を接続することにより、熱処理炉110と外気との間に中間の温度の緩和区間を設けることができる。これにより、フィルムの変色及び導電性の低下を抑えることができる。フィルムの変色及び導電性の低下を抑える観点からは、冷却室171からの排気の温度を180℃以下にすることが好ましい。フィルムへの結露を抑える観点からは、冷却室171からの排気の温度を100℃以上にすることが好ましい。
The temperature of the exhaust gas discharged from the
冷却管174が底部に貯まった水に浸かった状態となっても問題ない。排出口175は、特に限定されないが、排気の排出を抑えるために排水チューブを接続し、S字トラップ等を設けて水封することが好ましい。また、図7においては排出口175を冷却室171の側面に設けているが、排出口175は冷却室171の底面に設けてもよい。
There is no problem even if the
図7において冷媒が流通する冷却管174により冷却室171内に導入された排気を冷却する機構を示したが、他の方法により冷却してもよい。例えば、冷却管を用いずに冷却室171内に冷却水を流してもよい。また、冷却室171の壁を冷却するようにすることもできる。凝結した水がフィルム150上に垂れ落ちることを防ぐ観点から、冷却部はフィルム150よりも下側に設けることが好ましい。
Although the mechanism for cooling the exhaust gas introduced into the
冷却室171の大きさは、熱処理炉110の大きさ、導出通路116からの排気の量等に応じて適宜決定すればよい。
The size of the
冷却室171を導出通路116側に設ける例について説明したが、冷却室171は導入通路115側又は導入通路115側と導出通路116側の両方に設けてもよい。導入通路115側においても、高温の過熱水蒸気が排出されることにより、フィルムの変色及び導電性の低下が生じる恐れがある。導入通路115側に冷却室171を設けることにより、導出通路116側と同様に酸化によるフィルムの変色及び導電性の低下を抑え、フィルム150の外観及び導電性等をさらに向上させることができる。
Although the example in which the
フィルムへの結露を抑えるために、導出用スリット173の外側に排気ガイド160を接続してもよい。また、導入通路115及び導出通路116の一方に冷却室171を接続し、他方に排気ガイド160を接続してもよい。
In order to suppress condensation on the film, an
ガイドロール136及びガイドロール138の温度が低い場合には、導入通路115及び導出通路116から排出された過熱水蒸気により結露が生じ、フィルムに水滴が付着しやすくなる。このため、ガイドロール136及びガイドロール138を加温してもよい。例えばガイドロール136及びガイドロール138内にシーズヒータ等を組み込めばよい。
When the temperature of the
ガイドロール136及びガイドロール138を加温する場合には、ガイドロール136及びガイドロール138の表面の温度を80℃以上、150℃以下とすればよい。また、フィルムに水滴が付着する場合には、乾燥空気や、温風を吹きつけて乾燥してもよい。特に巻き取りロール137に巻き取る前には、水滴を完全に除くことが好ましい。温風を吹きつける場合には、温風の温度は80℃以上、150℃以下とすればよい。
When the
導入ノズル113から導入する過熱水蒸気は例えば、水を加熱して飽和水蒸気を生成し、生成した飽和水蒸気をさらに加熱することにより形成することができる。飽和水蒸気の生成には通常のボイラー等を用いることができる。飽和水蒸気の加熱には、誘導加熱及び高周波加熱等を用いることができる。また、水を直接誘導加熱又は高周波加熱して、過熱水蒸気を生成してもよい。
The superheated steam introduced from the
図1には導入ノズル113が筐体111の上部に配置されている例を示したが、導入ノズルは筐体111内の任意の位置に配置することができる。例えば、筐体111の下部に配置されていてもよい。また、フィルム150を挟んで両側に配置されていてもよい。
Although FIG. 1 shows an example in which the
過熱水蒸気はそのほかの不活性気体と混合して導入してもよい。不活性気体を使用することにより、使用する水蒸気量を増加させることなく導入通路及び導出通路から排出される排気の流速を高めることができる。不活性気体としては窒素、アルゴン、ヘリウムなどが例示されるが、経済的観点から窒素を用いることが好ましい。 Superheated steam may be introduced by mixing with other inert gases. By using the inert gas, the flow rate of the exhaust gas discharged from the introduction passage and the discharge passage can be increased without increasing the amount of water vapor used. Examples of the inert gas include nitrogen, argon, helium and the like, but it is preferable to use nitrogen from an economical viewpoint.
過熱水蒸気を充満させた筐体111内部の温度は、処理する導電性ペーストの特性に合わせて設定すればよい。一般的に銅を用いた銅ペーストの場合、筐体111内部の温度は150℃以上であることが好ましく、200℃以上であることがより好ましく、300℃以上であることがさらに好ましい。フィルム150がポリイミドフィルムである場合には400℃以下であることが好ましく、350℃以下であることがより好ましい。筐体111内部の温度は、過熱水蒸気の温度及び導入量により制御することができる。
What is necessary is just to set the temperature inside the housing | casing 111 filled with superheated steam according to the characteristic of the electrically conductive paste to process. In general, in the case of a copper paste using copper, the temperature inside the
フィルム150は、熱処理に耐えられるものであればどのような材質であってもよいが、ポリイミドからなるフィルムが好ましい。ポリイミドは、ピロメリット酸二無水物と、4,4'-ジアミノジフェニルエーテルとの重合体に代表される、テトラカルボン酸二無水物モノマーとジアミンモノマーとの重合体である。フィルム150の幅、長さ及び厚さは、目的に応じて自由に設定することができる。例えば、導電性フィルム基板等を形成する場合であれば、厚さが10μm程度〜200μm程度のフィルムを用いることができる。
The
銅ペーストは、フィルム150の全面に塗布又は印刷されていてもよく、導電性回路を形成する回路パターンが部分的に塗布又は印刷されていてもよい。また、銅ペーストはフィルム150の一方の面にのみ塗布又は印刷されていてもよく、両方の面に塗布又は印刷されていてもよい。
The copper paste may be applied or printed on the entire surface of the
フィルム150に銅ペーストが塗布又は印刷されているのではなく、フィルム150を銅ペーストが塗布又は印刷された別のフィルム又は基板等の搬送用フィルムとして用いてもよい。この場合には、銅ペーストが塗布又は印刷されたフィルム又は基板等をフィルム150の上に載せて熱処理炉110の中を通過させればよい。この場合にはフィルム150をステンレスフィルム等としてもよい。
The
銅ペーストは、銅微粒子を含み、フィルム上に塗布又は印刷することにより塗膜を形成することができ、熱処理により導電性塗膜とすることができればどのようなものであってもよい。例えば、銅微粒子と、有機バインダーと、分散媒とを含む銅ペーストを用いることができる。この場合、各成分の含有量は、銅微粒子100質量部に対し、バインダーを5〜30質量部、分散媒を20〜400質量部の範囲が好ましい。 The copper paste contains copper fine particles, and any coating material can be used as long as the coating film can be formed by coating or printing on the film and can be made into a conductive coating film by heat treatment. For example, a copper paste containing copper fine particles, an organic binder, and a dispersion medium can be used. In this case, the content of each component is preferably in the range of 5 to 30 parts by mass of the binder and 20 to 400 parts by mass of the dispersion medium with respect to 100 parts by mass of the copper fine particles.
銅微粒子は、銅を主成分としていれば合金や複合粒子となっていてもよく、銅の含有量が80質量%以上であることが好ましい。含有あるいは複合する金属の例としては金、パラジウム、銀、ニッケル、スズなどがあげられる。具体的には、湿式還元法、気相還元法、又はアトマイズ法等により形成された銅微粒子を用いることができる。銅微粒子の平均粒径は、0.01μm以上、20μm以下であることが好ましく、0.05μm以上、2μm以下であることがより好ましい。 The copper fine particles may be alloy or composite particles as long as copper is a main component, and the copper content is preferably 80% by mass or more. Examples of metals contained or combined include gold, palladium, silver, nickel, tin and the like. Specifically, copper fine particles formed by a wet reduction method, a gas phase reduction method, an atomization method, or the like can be used. The average particle size of the copper fine particles is preferably 0.01 μm or more and 20 μm or less, and more preferably 0.05 μm or more and 2 μm or less.
バインダー樹脂は、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド又はアクリル等を用いることができる。樹脂中にエステル結合、ウレタン結合、アミド結合、エーテル結合又はイミド結合等を有するものが、銅微粒子が安定して分散させることができるので好ましい。なお、銅微粒子を安定して分散させることができる場合には、バインダー樹脂を含んでいなくてもよい。 As the binder resin, polyester, polyurethane, polycarbonate, polyether, polyamide, polyamideimide, polyimide, acrylic, or the like can be used. Those having an ester bond, a urethane bond, an amide bond, an ether bond or an imide bond in the resin are preferable because the copper fine particles can be stably dispersed. In addition, when copper fine particles can be stably disperse | distributed, it does not need to contain binder resin.
分散媒は、分散安定化の働きをするバインダー樹脂を用いる場合には、その樹脂を溶解するものから選ばれ、有機化合物であっても水であってもよい。分散媒は、分散体中で金属微粒子を分散させる役割に加えて、分散体の粘度を調整する役割がある。分散媒として有機溶媒を用いる場合には、アルコール、エーテル、ケトン、エステル、芳香族炭化水素、又はアミド等が好ましい。 When a binder resin that functions to stabilize dispersion is used, the dispersion medium is selected from those that dissolve the resin, and may be an organic compound or water. The dispersion medium has a role of adjusting the viscosity of the dispersion in addition to the role of dispersing the metal fine particles in the dispersion. When an organic solvent is used as the dispersion medium, alcohol, ether, ketone, ester, aromatic hydrocarbon, amide or the like is preferable.
銅ペーストは、硬化剤、分散剤及び還元剤等を含んでいてもよい。還元剤とは金属の酸化物、水酸化物、又は塩等の金属化合物を金属に還元する能力を有するものを言う。還元剤は過熱水蒸気処理により蒸発揮散するものが望ましい。また、金属微粒子分散体の塗布層を過熱水蒸気処理する際、還元剤が塗布層に残留していることが好ましい。そのため、還元剤が液状揮発性物質の場合は沸点が150℃以上であることが好ましい。例えば、アルコール類及び多価アルコール類を用いることができる。 The copper paste may contain a curing agent, a dispersing agent, a reducing agent, and the like. A reducing agent means what has the capability to reduce | restore metal compounds, such as a metal oxide, a hydroxide, or a salt, to a metal. The reducing agent is preferably one that can be evaporated by superheated steam treatment. Further, when the coating layer of the metal fine particle dispersion is subjected to the superheated steam treatment, it is preferable that the reducing agent remains in the coating layer. Therefore, when the reducing agent is a liquid volatile substance, the boiling point is preferably 150 ° C. or higher. For example, alcohols and polyhydric alcohols can be used.
銅ペーストの、フィルムへの塗布又は印刷には、一般的な方法を用いることができる。例えばスクリーン印刷法、ディップコーティング法、スプレー塗布法、スピンコーティング法、ロールコート法、ダイコート法、インクジェット法、凸版印刷法、及び凹版印刷法等を用いることができる。塗布又は印刷の後、分散媒の少なくとも一部を蒸発させることにより、フィルムの表面に銅ペーストの塗膜を形成することができる。銅ペーストからなる塗膜を形成した後、塗膜が破壊されない範囲で加圧処理を行ってもよい。銅ペーストの塗膜は、用途に応じてフィルムの全面に形成してもよく、回路パターンとしてもよい。 A general method can be used for applying or printing the copper paste on the film. For example, a screen printing method, a dip coating method, a spray coating method, a spin coating method, a roll coating method, a die coating method, an ink jet method, a relief printing method, an intaglio printing method, and the like can be used. After coating or printing, a coating film of copper paste can be formed on the surface of the film by evaporating at least a part of the dispersion medium. After forming the coating film made of copper paste, pressure treatment may be performed within a range where the coating film is not destroyed. The coating film of copper paste may be formed on the entire surface of the film depending on the application, or may be a circuit pattern.
銅ペーストにより形成する塗膜の厚さは、目的に応じて適宜選択すればよいが、0.05μm〜80μm程度とすることができる。熱処理の時間は、銅ペーストの材質、塗膜の膜厚等により適宜選択すればよいが、10秒〜30分程度とすることができる。熱処理の時間は、熱処理炉110の長さと、搬送部130の搬送速度とにより設定すればよい。フィルム150の搬送速度は、自由に設定できるが、0.2m/min〜100m/min程度とすることができる。
The thickness of the coating film formed from the copper paste may be appropriately selected according to the purpose, but may be about 0.05 μm to 80 μm. The heat treatment time may be appropriately selected depending on the material of the copper paste, the film thickness of the coating film, etc., but can be about 10 seconds to 30 minutes. The heat treatment time may be set according to the length of the
筐体111の大きさは、必要とされる処理能力等に応じて任意に設定することができる。また、筐体111の材質は処理温度に耐えるものであればよい。例えば、ステンレス鋼等を用いることができる。図1においては、フィルム150が筐体111内を水平方向に移動する例を示したが、フィルム150が筐体111内を垂直方向に移動する構成としてもよい。
The size of the
本発明の連続式過熱水蒸気熱処理装置は、熱処理に過熱水蒸気を用いるものであるが、筐体111の加熱のためには、追加の加熱手段を設けることができる。加熱装置としては、例えば一般的な電気ヒーターや誘導加熱等があげられる。これらの加熱手段を追加することにより、スタートアップ時間を短縮し、使用する過熱水蒸気量を減らすことができる。
The continuous superheated steam heat treatment apparatus of the present invention uses superheated steam for heat treatment, but additional heating means can be provided for heating the
実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は実施例に何ら限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.
−測定方法−
<表面抵抗>
表面抵抗は、三菱化学アナリテック社製ロレスタGPを用いて、4端子法により測定した。
-Measurement method-
<Surface resistance>
The surface resistance was measured by a 4-terminal method using a Loresta GP manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech.
<排気量>
導入通路及び導出通路からの排気の単位流量Fは、以下の式1を用いて算出した。また、流速vは、以下の式2を用いて算出した。式1においてFは単位流量(kg/h・cm2)であり、Wは質量換算の蒸気供給量(kg/h)、Sは総排気面積(cm2)である。総排気面積は、導入通路115の開口面積、導出通路116の開口面積及び排気口117の開口面積の和である。式2においてvは流速(m/s)であり、Vは総排気量(m3/h)である。Vは温度320℃、1気圧の時、密度0.355Kg/m3の過熱水蒸気の排気量を体積に換算した値でありV = W(Kg/h)/0.355(Kg・m3)で表される。
F = W / S ・・・ 式1
v = V / ((S /10000)/3600) ・・・ 式2
−試料−
フィルムには幅が257mm、厚さが25μmのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製:アピカル25NPI)を用いた。銅ペーストは以下の方法で調整した。
<Displacement>
The unit flow rate F of the exhaust gas from the introduction passage and the discharge passage was calculated using the following formula 1. The flow velocity v was calculated using the following equation 2. In Formula 1, F is a unit flow rate (kg / h · cm 2 ), W is a steam supply amount (kg / h) in terms of mass, and S is a total exhaust area (cm 2 ). The total exhaust area is the sum of the opening area of the
F = W / S ... Formula 1
v = V / ((S / 10000) / 3600) Formula 2
-Sample-
A polyimide film (manufactured by Kaneka Corporation: Apical 25 NPI) having a width of 257 mm and a thickness of 25 μm was used as the film. The copper paste was adjusted by the following method.
湿式還元法により合成した銅微粉(粒子径0.3μm)900gを共重合ポリエステルバイロン300(東洋紡績社製)溶液(固形分量40重量%)250g、γ−ブチロラクトン350g、メチルエチルケトン500gをビーズミルで2時間混合分散して銅ペーストを調整した。得られたペーストを適宜粘度調整したのち、ポリイミドフィルムにグラビアリバース法で全面にコーティングして銅塗膜を形成したフィルムを得た。フィルム上に塗布した塗膜の膜厚は、3μmとした。熱処理前の塗膜の色は紫色であった。 900 g of copper fine powder (particle size 0.3 μm) synthesized by wet reduction method is 250 g of copolymer polyester byron 300 (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) (solid content 40 wt%), 350 g of γ-butyrolactone, 500 g of methyl ethyl ketone for 2 hours in a bead mill. The copper paste was prepared by mixing and dispersing. After the viscosity of the obtained paste was appropriately adjusted, a polyimide film was coated on the entire surface by a gravure reverse method to obtain a film in which a copper coating film was formed. The film thickness of the coating applied on the film was 3 μm. The color of the coating film before the heat treatment was purple.
(実施例1)
図1に示す連続式過熱水蒸気熱処理装置を用いて塗膜を形成したフィルム150の熱処理を行った。導入通路115及び導出通路116は、それぞれ第1の通路121及び第2の通路122を有している構成とした。
Example 1
The
第1の通路121の高さH1は、フィルムの通過を妨げない高さに設定し、奥行きL1と高さH1との比L1/H1は4とした。第2の通路122の高さH2は、フィルムの通過を妨げない高さで、かつ絞り流路とするためにH1>H2に設定した。奥行きL2と高さH2との比L2/H2を5とした。以下においては特に説明がない限り、L2/H2をL/Hとする。なお、第1の通路121の横幅及び第2の通路122の横幅はフィルムの幅に対応した寸法とした。
The height H1 of the
塗膜を形成したフィルム150を搬送部130にセットし、0.4m/minの速さで搬送し、熱処理炉110内を2分30秒で通過させた。熱処理炉110内の温度は320℃とした。導入ノズル113から過熱水蒸気を供給し、排気口117閉止状態とし、排気の単位流量を1kg/h・cm2とし、流速を8m/sとなるようにした。熱処理装置を設置した雰囲気の強制排気は行わなかった。
The
熱処理後には紫色の導電性塗膜が得られた。導電性塗膜の表面には水蒸気の凝結が認められたが、外観に問題はなかった。得られた導電性塗膜の表面抵抗は0.093Ω/□であった。 A purple conductive film was obtained after the heat treatment. Although condensation of water vapor was observed on the surface of the conductive coating film, there was no problem in appearance. The surface resistance of the obtained conductive coating film was 0.093Ω / □.
(実施例2)
熱処理装置を設置した雰囲気の強制排気を行った以外は実施例1と同様にして、塗膜を形成したフィルムの熱処理を行った。熱処理後には紫色の導電性塗膜が得られた。導電性塗膜の表面には水蒸気の凝結が認められたが、外観に問題はなかった。得られた導電性塗膜の表面抵抗は0.091Ω/□であった。
(Example 2)
The film on which the coating film was formed was heat-treated in the same manner as in Example 1 except that forced evacuation was performed in an atmosphere in which a heat treatment apparatus was installed. A purple conductive film was obtained after the heat treatment. Although condensation of water vapor was observed on the surface of the conductive coating film, there was no problem in appearance. The surface resistance of the obtained conductive coating film was 0.091Ω / □.
(実施例3)
導入通路115及び導出通路116に排気ガイド160が接続された熱処理装置を用いた以外は実施例2と同様にして、塗膜を形成したフィルムの熱処理を行った。排気ガイド160にはガイド板162を有していない構造のものを用いた。熱処理後には紫色の導電性塗膜が得られた。導電性塗膜の表面には水蒸気の凝結はほとんど認められず、外観にも問題はなかった。但し、排気ガイド160の上部には水蒸気の凝結が認められた。得られた導電性塗膜の表面抵抗は0.082Ω/□であった。
(Example 3)
The film on which the coating film was formed was heat-treated in the same manner as in Example 2 except that a heat treatment apparatus in which the
(実施例4)
排気ガイド160にガイド板162を2枚有する構造のものを用いた以外は実施例3と同様にして、塗膜を形成したフィルムの熱処理を行った。熱処理後には紫色の導電性塗膜が得られた。導電性塗膜の表面には水蒸気の凝結はほとんど認められず、外観にも問題はなかった。排気ガイド160の上部にも水蒸気の凝結は認められなかった。得られた導電性塗膜の表面抵抗は0.073Ω/□であった。
(Example 4)
The film on which the coating film was formed was heat-treated in the same manner as in Example 3 except that the
(実施例5)
L2/H2を10とした連続式過熱水蒸気熱処理装置を用いた以外は実施例1と同様にして、塗膜を形成したフィルムの熱処理を行った。排気の単位流量は2kg/h・cm2であり、流速は16m/sである。熱処理後には紫色の導電性塗膜が得られた。導電性塗膜の表面には水蒸気の凝結が認められたが、外観に問題はなかった。得られた導電性塗膜の表面抵抗は0.085Ω/□であった。
(Example 5)
The film on which the coating film was formed was heat-treated in the same manner as in Example 1 except that a continuous superheated steam heat treatment apparatus with L2 / H2 of 10 was used. The unit flow rate of the exhaust is 2 kg / h · cm 2 and the flow rate is 16 m / s. A purple conductive film was obtained after the heat treatment. Although condensation of water vapor was observed on the surface of the conductive coating film, there was no problem in appearance. The surface resistance of the obtained conductive coating film was 0.085Ω / □.
(実施例6)
排気口117を開放した以外は実施例5と同様にして、塗膜を形成したフィルムの熱処理を行った。排気の単位流量は0.7kg/h・cm2であり、流速は6m/sである。熱処理後には紫色の導電性塗膜が得られた。導電性塗膜の表面には水蒸気の凝結が認められたが、外観に問題はなかった。得られた導電性塗膜の表面抵抗は0.069Ω/□であった。
(Example 6)
The film on which the coating film was formed was heat-treated in the same manner as in Example 5 except that the
(実施例7)
排気口117を開放状態とし、排気の単位流量を0.5kg/h・cm2とし、流速を4m/sとした以外は実施例1と同様にして、塗膜を形成したフィルムの熱処理を行った。熱処理後には紫色の導電性塗膜が得られた。導電性塗膜の表面には水蒸気の凝結が認められたが、外観に問題はなかった。得られた導電性塗膜の表面抵抗は0.110Ω/□であった。
(Example 7)
The film on which the coating film was formed was heat treated in the same manner as in Example 1 except that the
(実施例8)
部材118を設けていない構成の熱処理装置を用いて、塗膜を形成したフィルムの熱処理を行った。この場合おける、導入通路115及び導出通路の奥行きL0に対する高さH0の比L0/H0は4であり、この値をL/Hとする。排気口117を閉止状態とした。排気の単位流量を0.6kg/h・cm2とし、流速を5m/sとした。他の条件は、実施例1と同じにした。熱処理後には紫色の導電性塗膜が得られた。導電性塗膜の表面には水蒸気の凝結が認められたが、外観に問題はなかった。得られた導電性塗膜の表面抵抗は0.131Ω/□であった。
(Example 8)
The film on which the coating film was formed was subjected to heat treatment using a heat treatment apparatus having a configuration in which the
(実施例9)
熱処理装置を設置した雰囲気の強制排気を行った以外は実施例8と同様にして、塗膜を形成したフィルムの熱処理を行った。熱処理後には紫色の導電性塗膜が得られた。導電性塗膜の表面には水蒸気の凝結が認められたが、外観に問題はなかった。得られた導電性塗膜の表面抵抗は0.194Ω/□であった。
(実施例10)
導入通路115及び導出通路116に冷却室171が接続された熱処理装置を用いた以外は実施例5と同様にして、塗膜を形成したフィルムの熱処理を行った。排気の単位流量を2kg/h・cm2とし、流速を16m/sとした。熱処理後には紫色の導電性塗膜が得られた。導電性塗膜の表面には水蒸気の凝結が認められたが、外観に問題はなかった。得られた導電性塗膜の表面抵抗は0.065Ω/□であった。
Example 9
The film on which the coating film was formed was heat-treated in the same manner as in Example 8 except that forced evacuation was performed in an atmosphere in which a heat treatment apparatus was installed. A purple conductive film was obtained after the heat treatment. Although condensation of water vapor was observed on the surface of the conductive coating film, there was no problem in appearance. The surface resistance of the obtained conductive coating film was 0.194Ω / □.
(Example 10)
The film on which the coating film was formed was heat-treated in the same manner as in Example 5 except that a heat treatment apparatus in which the
(比較例1)
部材118を設けていない構成の熱処理装置を用いて、塗膜を形成したフィルムの熱処理を行った。この場合における、導入通路115及び導出通路の奥行きL0に対する高さH0の比L0/H0は2であり、この値をL/Hとする。排気口117は閉止状態とした。排気の単位流量を0.4kg/h・cm2とし、流速を3m/sとした。他の条件は、実施例1と同じにした。熱処理後においても塗膜の色は赤茶色であり、導電性は示さなかった。熱処理後の塗膜の表面には水蒸気の凝結が認められた。
(Comparative Example 1)
The film on which the coating film was formed was subjected to heat treatment using a heat treatment apparatus having a configuration in which the
(比較例2)
熱処理装置を設置した雰囲気の強制排気を行った以外は比較例1と同様にして、塗膜を形成したフィルムの熱処理を行った。熱処理後においても塗膜の色は赤茶色であり、導電性は示さなかった。熱処理後の塗膜の表面には水蒸気の凝結が認められた。
(Comparative Example 2)
The film on which the coating film was formed was heat-treated in the same manner as in Comparative Example 1 except that forced evacuation was performed in an atmosphere in which a heat treatment apparatus was installed. Even after the heat treatment, the color of the coating film was reddish brown and did not show conductivity. Water vapor condensation was observed on the surface of the coating film after the heat treatment.
(比較例3)
排気の単位流量を0.5kg/h・cm2とし、流速を4m/sとした以外は比較例2と同様にして、塗膜を形成したフィルムの熱処理を行った。熱処理後においても塗膜の色は赤茶色であり、導電性は示さなかった。熱処理後の塗膜の表面には水蒸気の凝結が認められた。
(Comparative Example 3)
The film on which the coating film was formed was heat-treated in the same manner as in Comparative Example 2 except that the unit flow rate of exhaust was 0.5 kg / h · cm 2 and the flow rate was 4 m / s. Even after the heat treatment, the color of the coating film was reddish brown and did not show conductivity. Water vapor condensation was observed on the surface of the coating film after the heat treatment.
各実施例及び比較例の結果を表1にまとめて示す。L/Hが大きい場合は、塗膜を導電性の導電性塗膜とすることができた。 The results of each Example and Comparative Example are summarized in Table 1. When L / H was large, the coating film could be a conductive conductive coating film.
本発明の連続式過熱水蒸気熱処理装置及び導電性塗膜の製造方法は、銅ペーストの塗膜を十分な導電性を有する導電性塗膜にする熱処理を連続して行うことができ、導電性塗膜を有するフィルム基板等を製造する熱処理装置及びフィルム基板等の製造方法として有用である。 The continuous superheated steam heat treatment apparatus and the method for producing a conductive coating film of the present invention can continuously perform a heat treatment for converting a copper paste coating film into a conductive coating film having sufficient conductivity. The present invention is useful as a heat treatment apparatus for producing a film substrate having a film or the like and a method for producing a film substrate.
110 熱処理炉
111 筐体
113 導入ノズル
115 導入通路
116 導出通路
117 排気口
118 部材
121 第1の通路
122 第2の通路
130 搬送部
131 送り出し部
132 巻き取り部
135 送り出しロール
136 ガイドロール
137 巻き取りロール
138 ガイドロール
150 フィルム
160 排気ガイド
161 排気ガイド本体
162 ガイド板
165 スリット
166 スリット
168 上部開口
171 冷却室
172 導入用スリット
173 導出用スリット
174 冷却管
175 排出口
110
Claims (10)
前記搬送部により搬送されるフィルムが通過し、前記フィルムと共に通過する銅ペースト塗膜を過熱水蒸気により熱処理して導電性塗膜を形成する熱処理炉とを備え、
前記熱処理炉は、前記フィルムの導入通路及び導出通路を有し、
前記導入通路及び前記導出通路は、奥行きの高さに対する比が3以上である、連続式過熱水蒸気熱処理装置。 A transport section for transporting the film;
A film transported by the transport unit, and a heat treatment furnace for forming a conductive coating film by heat-treating the copper paste coating film passing through the film with superheated steam;
The heat treatment furnace has an introduction passage and a discharge passage for the film,
A continuous superheated steam heat treatment apparatus in which the introduction passage and the lead-out passage have a depth to height ratio of 3 or more.
前記第2通路は、奥行きの高さに対する比が3以上である、請求項1に記載の連続式過熱水蒸気熱処理装置。 Each of the introduction passage and the lead-out passage has a first passage and a second passage provided outside the first passage and having a height smaller than the first passage,
The continuous superheated steam heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the second passage has a depth to height ratio of 3 or more.
前記排気ガイドは、底面が閉鎖され、側面に前記フィルムが通過するスリットを有し、上面に上部開口を有する排気ガイド本体を有している、請求項1〜5のいずれか1項に記載の連続式過熱水蒸気熱処理装置。 An exhaust guide attached to at least one of the introduction passage and the outlet passage;
6. The exhaust guide according to claim 1, wherein the exhaust guide has an exhaust guide body having a bottom surface closed, a slit through which the film passes on a side surface, and an upper opening on an upper surface. Continuous superheated steam heat treatment equipment.
前記ガイド板は、少なくとも前記スリットよりも上側の部分が前記筐体側に傾斜している、請求項6に記載の連続式過熱水蒸気熱処理装置。 The exhaust guide is provided in parallel to each other in the exhaust guide body, and has a plurality of guide plates having slits through which the film passes,
The continuous superheated steam heat treatment apparatus according to claim 6, wherein at least a portion of the guide plate above the slit is inclined toward the housing.
前記冷却室は、上下が閉鎖され、側面に前記フィルムが通過するスリットを有し、冷却室内の気体を冷却する冷却部を有している、請求項1〜7のいずれか1項に記載の連続式過熱水蒸気熱処理装置。 A cooling chamber attached to at least one of the introduction passage and the outlet passage;
The said cooling chamber is closed in the upper and lower sides, has a slit through which the said film passes, and has a cooling part which cools the gas in a cooling chamber, The any one of Claims 1-7 Continuous superheated steam heat treatment equipment.
前記送り出し部及び前記巻き取り部は、それぞれ前記フィルムの搬送をガイドするガイドロールを有し、
前記ガイドロールの少なくとも1つは、その表面の温度が80℃以上、150℃以下である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の連続式過熱水蒸気熱処理装置。 The transport unit has a delivery unit for delivering the film and a winding unit for winding the film,
The delivery unit and the winding unit each have a guide roll that guides the conveyance of the film,
The continuous superheated steam heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the surface temperature of at least one of the guide rolls is 80 ° C or higher and 150 ° C or lower.
前記熱処理炉は、前記フィルムの導入通路及び導出通路を有し、前記導入通路及び前記導出通路から前記過熱水蒸気が排出されるようにその内部が陽圧に保持され、
前記導入通路及び前記導出通路は、奥行きの高さに対する比が3以上とし、
前記導入通路及び導出通路から排出される排気の量を、0.45kg/h・cm2以上とする、導電性塗膜の製造方法。 By passing a film having a copper paste coating film through a heat treatment furnace filled with superheated steam, a process for forming a conductive coating film is provided,
The heat treatment furnace has an introduction passage and a discharge passage for the film, and the inside thereof is held at a positive pressure so that the superheated steam is discharged from the introduction passage and the discharge passage.
The introduction passage and the lead-out passage have a ratio to the depth height of 3 or more,
A method for producing a conductive coating film, wherein an amount of exhaust discharged from the introduction passage and the discharge passage is 0.45 kg / h · cm 2 or more.
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