JP5265326B2

JP5265326B2 - 複合材料シート製造機

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Publication number: JP5265326B2
Application number: JP2008318144A
Authority: JP
Inventors: 義成康井; 隆司岩崎; 義哉石橋; 収一岩永
Original assignee: Yasui Seiki Co Ltd
Current assignee: Yasui Seiki Co Ltd
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2028-12-15
Also published as: JP2010137193A

Description

本発明は、複合材料シート製造機に係り、特に、基材上に有機溶剤を硬化してなる樹脂の薄膜層を備えた複合材料シートを製造するのに好適な複合材料シート製造機に関する。

従来から、基材上に樹脂の薄膜層を備えた複合材料シートが種々の分野において利用されている。

例えば、銅箔を基材とした複合材料シートはフレキシブルプリント基板として、ステンレス箔（ＳＵＳ箔）を基材としたものはＨＤＤ（ハードディスク）のバネ材として、また、洋白を基材としたものは絶縁シールドとして、さらに、ＰＥＴ（ポリエステルフィルム）、ＰＥＮ、ＰＥＳ、プチラールまたはナイロン等を基材としたものは、耐熱性フィルムあるいは電子用カバーレイフィルムとして利用されている。

このような多岐の利用分野にわたる複合材料シートの製造に際しては、長尺の（連続した）基材を、ローラ等の搬送装置によって塗工位置まで搬送し、この塗工位置に搬送された基材上に、ダイコートやグラビアコート等の塗工方法を用いて有機溶剤および溶媒からなる有機溶液を塗布するようになっていた。そして、有機溶液が塗布された基材を搬送装置によって炉内に搬送した上で、この炉内において基材上の有機溶液をヒータを用いて加熱することによって、有機溶液中の溶媒を除去しつつ有機溶剤を乾燥硬化するようになっていた。この結果、基材上に有機溶剤を硬化してなる樹脂の薄膜層が形成された複合材料シートが得られるようになっていた。

特開２００１−１７９９１９号公報

しかしながら、従来は、複合材料シートの製造に際して、基材上に塗布された有機溶剤を乾燥して硬化することによって基材上に樹脂の薄膜層を形成する段階において、複合材料シートにおける搬送方向に直交する幅方向の両端縁が樹脂の薄膜層側にめくれ上がってフィルム全体が丸みを帯びるカールと称される現象が生じてしまうことが問題となっていた。

特に、近年の携帯電話機、液晶テレビ、太陽電池、防水性フィルムその他の電子機器においては、小型化および複雑化が進み、このような機器に用いられる銅箔を基材とした複合材料シートからなるフレキシブルプリント基板に対しては、更なる薄型化とともに、優れた耐熱性、耐屈曲性および形状維持性等が要求されているが、複合材料シートにカールが生じていることによって、これらの要求を十分に満たすことができなかった。

更に説明すると、この種の銅箔を基材とする複合材料シートにおいては、銅箔上に樹脂の薄膜層としてポリイミド樹脂を形成する場合があったが、この場合には、ポリイミド樹脂の前駆体であるアミック酸溶液を有機溶液として、乾燥時にアミック酸溶液中の溶媒であるＮＭＰ (N-methylpyrrolidone：Ｎ−メチル−２−ピロリドン）溶媒を除去するようにして熱硬化（キュア）しながらイミド化反応させてポリイミド樹脂を形成するため、反応による収縮が他の樹脂に比べて著しく大きく、カールがより発生し易いものとなっていた。

また、ポリイミド樹脂が、ＮＭＰをアミック酸溶液中の有機溶剤から揮散させにくい樹脂であることも、ポリイミド樹脂にカールが発生し易いことの一因と考えられている。

また、このＮＭＰがほぼ完全に除去されないと、複合材料シートに対する配線時の半田結線によって複合材料シートが２５０℃以上に熱せられる場合には、ポリイミド樹脂内のＮＭＰが蒸発することによって銅箔とポリイミド樹脂とのピール強度が著しく低下し、最悪の場合は銅箔とポリイミド樹脂とが剥離するという不都合が生じていた。

そこで、このような不都合を回避すべく、従来においては、銅箔にアミック酸溶液を塗布した上で、この銅箔をステンレスメッシュシートに巻き付けるようにして巻き取った物を、窒素雰囲気内の炉内に入れて加熱するようになっていた。

しかしながら、このような場合には、銅箔を５００℃〜７００℃に加熱された炉内に４８時間以上入れておかないとＮＭＰが除去されず、製品にならないという不都合があった。特に、最近においては、環境保護の観点から電力消費量を削減することが求められているが、このような炉内における長時間の加熱は、過度な電力消費を招き、環境保護の要請上も好ましいものではなかった。

また、このようなステンレスメッシュシートを用いた方法は、銅箔にステンレスメッシュの跡が凹凸として残るので、製品として問題が生じる場合があり、特に、複合材料シートを多層化する場合には、銅箔に形成された跡の部分に空気が入る可能性が有り、多層のフレキシブル基板には不向きであった。

そこで、本発明は、これらの点に鑑みなされたものであり、カールが少ない複合材料シートを電力消費量を削減しつつ迅速に製造することができ、ひいては、更なる薄型化に適し、かつ、耐熱性、耐屈曲性および形状維持性等に優れた高品質の複合材料シートを製造することができ、さらに、環境保護、コストの削減および製造効率の向上を図ることができる複合材料シート製造機を提供することを目的とするものである。

前述した目的を達成するため、本発明に係る複合材料シート製造機は、連続した基材上に有機溶剤および溶媒からなる有機溶液を塗布した後、この塗布された有機溶液を乾燥して硬化することによって、前記基材上に前記有機溶剤が硬化されてなる樹脂の薄膜層を備えた複合材料シートを製造する複合材料シート製造機において、前記基材をその長手方向に搬送する搬送装置と、この搬送装置による前記基材の搬送経路上に配設され、前記搬送装置によって搬送される前記基材上に前記有機溶液を塗布する塗工装置と、前記基材の搬送経路上における前記塗工装置の下流側に配設され、前記塗工装置によって前記有機溶液が塗布された前記基材をその長手方向において搬入および搬出自在とされた熱処理炉と、この熱処理炉内に過熱蒸気を供給することによって、前記熱処理炉内に搬入された前記基材上の前記有機溶液を低酸素雰囲気下で加熱して乾燥および硬化する過熱蒸気供給装置と、前記過熱蒸気供給装置によって前記熱処理炉内に過熱蒸気を供給する前に、予め前記熱処理炉内をその雰囲気温度が１００℃以上となるように加熱しておくことによって、前記熱処理炉内に前記過熱蒸気供給装置による過熱蒸気の供給に適した温度環境を形成する温度環境形成装置であって前記基材の前記有機溶液が塗布されている側およびその反対側より前記有機溶液を加熱するヒータを有している温度環境形成装置と、前記熱処理炉内の所定の複数の測定点における測定温度がすべて１００℃以上となった時点において前記温度環境形成装置の加熱動作を停止させる動作制御手段と、前記熱処理炉に対して前記有機溶液が塗布された前記基材が搬入および搬出される箇所に設置された連通部にそれぞれ設けられており、前記熱処理部内の過熱蒸気および前記有機溶液から乾燥して除去された前記溶媒を一緒に排気する排気ブロワと、排気される過熱蒸気の結露を防止する結露防止用のヒータと、結露した水滴を除去するためのドレン抜きとを備えたことを特徴としている。

そして、このような構成によれば、過熱蒸気供給装置によって熱処理炉内に搬入された基材上の有機溶液に対して過熱蒸気を供給することにより、基材上の有機溶液に対して低酸素雰囲気下で瞬時に大きな熱エネルギを付与して有機溶液中の溶媒を短時間で除去することができるので、基材の酸化を防止しつつカールの発生を抑制することができるとともに、電力消費量を削減することができる。更に、温度環境形成装置によって熱処理炉内に過熱蒸気供給装置による過熱蒸気の供給に適した温度環境を形成しておくことができるので、熱処理炉内に搬入された基材上の有機溶液に対する過熱蒸気供給装置による過熱蒸気の供給を適切に行うことができるとともに、有機溶液中の溶媒の除去効率を高めることができ、ひいては、複合材料シートの品質の向上を図ることができるとともに、熱処理炉内における基材の加熱工程を短縮化して熱処理炉の省スペース化を図ることができる。更に、基材の有機溶液が塗布されている面とその反対側の面に配置されているヒータによって有機溶液の性状に対応して適正に加熱して乾燥させることができる。更に、前記熱処理炉に対して前記有機溶液が塗布された前記基材が搬入および搬出される箇所に設置された連通部にそれぞれ設けられた排気ブロワによって前記熱処理部内の過熱蒸気および前記有機溶液から乾燥して除去された前記溶媒を一緒に排気することができ、同時に結露防止用のヒータによって排気される過熱蒸気の結露を防止することができ、ドレン抜きによって万一結露した水滴を除去することができる。

さらに、前記基材が銅の薄膜とされ、前記樹脂がイミド系樹脂とされ、前記溶媒がＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、ＤＭＦ（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）、ＤＭＡＣ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド）およびＤＭＳＯ（ジメチルスルホキサイド）からなる高沸点水溶性溶剤とされ、前記基材上の前記有機溶液中の前記溶媒の残留量が前記熱処理炉内における前記有機溶液の加熱によって０．５％以下となるように形成されていてもよい。

そして、このような構成によれば、銅箔等の銅の薄膜からなる基材を用いる場合において、銅の酸化を有効に防止しつつ有機溶液中の溶媒をほぼ完全に除去することができるので、より高品質な複合材料シートを得ることができる。

さらにまた、前記熱処理炉は、その水平方向における前記基材の搬送方向に平行な方向の寸法が２ｍ以下に形成されていてもよい。

そして、このような構成によれば、熱処理炉の省スペース化を図ることができるとともに、搬送中の基材に弛みを調整するための張力が付与されたとしても、熱処理炉内における基材の搬送距離は短いため、基材に張力が付与されることによって熱処理炉内におけるカールの発生が助長されることを抑制することができる。

本発明に係る複合材料シート製造機によれば、カールが少ない複合材料シートを電力消費量を削減しつつ迅速に製造することができ、ひいては、更なる薄型化に適し、かつ、耐熱性、耐屈曲性および形状維持性等に優れた高品質の複合材料シートを製造することができ、さらに、環境保護、コストの削減および製造効率の向上を図ることができる。

（第１実施形態）
以下、本発明に係る複合材料シート製造機の第１実施形態について、図１および図２を参照して説明する。

図１に示すように、本実施形態における複合材料シート製造機１は、基材送り出し室２と、この基材送り出し室２に第１の連通部３を介して連通された熱処理炉としてのキュア炉５と、このキュア炉５に第２の連通部７を介して連通されたシート巻き取り室６とを有している。

基材送り出し室２内には、銅箔等の銅の薄膜からなる長尺な連続した基材８が巻回収容された送り出しロール１０が回転自在に配設されており、この送り出しロール１０は、基材８をその搬送方向における下流側へと送り出すようになっている。なお、送り出しロール１０は、シート巻き取り室６内に配設された後述する巻き取りロール１２とともに基材８の搬送装置を構成するようになっている。

また、基材送り出し室２の内部における送り出しロール１０の下流側には、基材送り出し室２内における基材８の搬送経路を形成する複数個のガイドローラ１１が回転自在に配設されている。そして、送り出しロール１０から送り出された基材８は、各ガイドローラ１１に順次巻回されて搬送を保持されるようにして下流側に搬送されるようになっている。なお、各ガイドローラ１１の中には、基材８にテンションを付与するように付勢されたガイドローラ１１Ａも含まれている。また、基材送り出し室２内における基材８の搬送経路は、水平方向における複合材料シート製造機１の外側方向に向かった後に水平方向における複合材料シート製造機１の内側方向かつ鉛直上方向に折り返すような搬送経路に形成されており、これによって基材送り出し室２の省スペース化が可能となっている。

さらに、基材送り出し室２内における基材８の搬送経路上には、塗工装置１４が配設されており、この塗工装置１４は、送り出しロール１０によって送り出される基材８上に有機溶液を塗布するようになっている。本実施形態における有機溶液は、イミド系樹脂の一つであるポリイミド樹脂の前駆体としてのアミック酸溶液とされている。このアミック酸溶液は、酸無水物とジアミンの重合体からなる有機溶剤と、溶媒としての高沸点水溶性溶剤の一種であるＮＭＰとによって構成されている。また、塗工装置１４としては、ダイコータ、リバースコータ、ナイフコータもしくはグラビアロールの直径が５０ｍｍ以下のマイクログラビアコータ等を用いることができる。ただし、ポリイミド樹脂が、吸水性が強く空気を巻き込むと粘度の変化を起こしたり白濁化を起こすことによって品質が劣化する可能性が高いので、空気が触れないダイコータを用いることが好ましい。

そして、このような基材送り出し室２内を搬送された基材８は、基材送り出し室２を出て第１の連通部３を通った後に、キュア炉５内に搬入されるようになっている。

図１に示すように、キュア炉５は、複合材料シート製造機１全体の基材８の搬送経路上における塗工装置１４の下流側に配設されており、このキュア炉５は、塗工装置１４によって有機溶液が塗布された基材８を、その長手方向において搬入および搬出自在とされている。

このキュア炉５の内部には、複数個のガイドローラ１５が回転自在に配設されており、これらのガイドローラ１５は、キュア炉５における搬入口５ａから排出口５ｂに向かって間隔を設けるようにして配置されている。そして、これら複数個のガイドローラ１５によって、キュア炉５内における基材８の搬送経路が形成されている。すなわち、キュア炉５内に搬入された基材８は、その有機溶液が塗布された塗布面を鉛直上方に向けるとともに、塗布面に対向する底面をキュア炉５内の各ガイドローラ１５に順次保持されるようにして下流側に向かって搬送されるようになっている。

また、キュア炉５内における各ガイドローラ１５に対する上部対向位置には、過熱蒸気供給装置１６が配設されており、この過熱蒸気供給装置１６は、キュア炉５内に過熱蒸気を供給することによって、キュア炉５内に搬入された基材８上の有機溶液を、低酸素雰囲気下でポリイミド樹脂のガラス転移点以上の温度（例えば、１６０℃〜４２０℃）に加熱して乾燥および硬化するようになっている。ここで、低酸素雰囲気としては、例えば、酸素濃度が５００ＰＰＭ以下（より好ましくは１００ＰＰＭ以下）の雰囲気を挙げることができる。なお、過熱蒸気の理論上の酸素濃度は５ＰＰＭとされているが、このような過熱蒸気の理論上の酸素濃度の雰囲気を実現することができるのであれば、このような酸素濃度が５ＰＰＭの雰囲気を低酸素雰囲気として採用するようにしてもよい。

本実施形態における過熱蒸気供給装置１６のより具体的な構成について述べると、図１に示すように、本実施形態における過熱蒸気供給装置１６は、キュア炉５内における基材８の搬送方向下流側に向かって順次連設された第１のノズル部１８、第２のノズル部１９、第３のノズル部２０および第４のノズル部２１からなる４個のノズル部１８，１９，２０，２１を有している。第１のノズル部１８における上部には、第１の分岐管２３が、第２のノズル部１９における上部および第３のノズル部２０における上部には、第２の分岐管２４が、第４のノズル部２１における上部には、第３の分岐管２５がそれぞれ連結されている。これら第１〜第３の分岐管２３，２４，２５は、その上流側の端部において１本の供給管２６としてまとめられている。なお、供給管２６は、キュア炉５における上壁部に形成された開孔５ｃを介してキュア炉５の外部に突出されている。また、図２に示すように、供給管２６における上端部には、過熱蒸気の流路２８を介して過熱蒸気発生ユニット２９が連結されており、この過熱蒸気発生ユニット２９には、図示しない蒸気ボイラによって生成された湿り蒸気が所定の流速で供給されるようになっている。そして、このような構成を有する過熱蒸気供給装置１６は、まず、過熱蒸気発生ユニット２９に供給された湿り蒸気を過熱蒸気発生ユニット２９によって加熱することによって、過熱蒸気を発生させるようになっている。なお、過熱蒸気発生ユニット２９は、例えば、流入口および吐出口を有する筒状の導電体の外側に巻回したコイルに電流を流すことによって導電体に渦電流を発生させ、この渦電流によって導電体に生じたジュール熱を利用して流入口に流入した湿り蒸気を誘導加熱して過熱蒸気へと変換し、この過熱蒸気を所定の流速で吐出口から吐出させるものであってもよい。さらに、このようにして過熱蒸気発生ユニット２９によって発生された過熱蒸気は、流路２８および供給管２６を順次経た後に、図１に示す第１〜第３の分岐管２３，２４，２５によって分流されるようになっている。そして、第１の分岐管２３に分流された過熱蒸気は、第１のノズル部１８から鉛直下方に向かって噴射されることによって、キュア炉５内における上流側を通る基材８上の有機溶液に過熱蒸気を供給するようになっている。また、第２の分岐管２４に分流された過熱蒸気は、第２のノズル部１９および第３のノズル部２から鉛直下方に向かって噴射されることによって、キュア炉５内における中流側を通る基材８上の有機溶液に過熱蒸気を供給するようになっている。さらに、第３の分岐管２５に分流された過熱蒸気は、第４のノズル部２１から鉛直下方に向かって噴射されることによって、キュア炉５内における下流側を通る基材８上の有機溶液に過熱蒸気を供給するようになっている。

このような過熱蒸気供給装置１６によって、キュア炉５内の基材８は、基材８上の有機溶液中のＮＭＰの残留量（すなわち、過熱蒸気供給装置１６による加熱によっても除去されずに残る量）が、塗工装置１４による基材８上への有機溶液の塗布時における有機溶液中のＮＭＰの量（重量）を基準（１００％）として０．５％以下となるように、ＮＭＰがほぼ完全に除去されることになる。そして、過熱蒸気供給装置１６によって加熱された基材８は、図３に示すように、基材８上の有機溶液が乾燥硬化されることによって、有機溶液中の有機溶剤が硬化されてなるポリイミド樹脂の薄膜層２７が形成された複合材料シート２２の状態としてキュア炉５から排出されるようになっている。

図１に示すように、シート巻き取り室６の内部には、キュア炉５から排出された複合材料シート２２が、第２の連通部７を経て搬入されるようになっており、このシート巻き取り室６内には、搬入された複合材料シート２２を巻き取るための巻き取りロール１２が配設されている。

また、シート巻き取り室６内における巻き取りロール１２の上流側には、シート巻き取り室６内における複合材料シート２２の搬送経路を形成する複数個のガイドローラ３０が回転自在に配設されており、シート巻き取り室６内に搬入された複合材料シート２２は、各ガイドローラ３０に順次巻回されるようにして巻き取りロール１２に巻き取られるようになっている。

図１に示すように、第１の連通部３における上壁部には、第１の排気口３１が形成されており、また、第２の連通部７における上壁部には、第２の排気口３２が形成されている。さらに、これら第１の排気口３１および第２の排気口３２には、排気管３４を介して図示しない排気ブロワが連結されている。そして、キュア炉５内において基材８上に供給された過熱蒸気は、搬入口５ａまたは排出口５ｂを通って第１の連通部３または第２の連通部７に流入した上で、排気ブロワの吸引力によって吸引されて排気されるようになっている。また、第１の連通部３および第２の連通部７に流入した過熱蒸気が結露して水滴になることを防止するために、各連通部３，７に結露防止用のヒータ（図示せず）を設けたり、万一結露した水滴を除去するためのドレン抜き（図示せず）を設けるようにしてもよい。また、有機溶液から除去されたＮＭＰは、排気と一緒に複合材料シート製造機１の系外に取り出され、凝縮分離等の処理を受けて無害化される。これにより、ＮＭＰによる環境汚染が確実に防止される。

このように構成された本実施形態の複合材料シート製造機１によれば、過熱蒸気供給装置１６によってキュア炉５内に搬入された基材８上の有機溶液に対して過熱蒸気を供給することにより、低酸素雰囲気下において基材８上の有機溶液に対して瞬時に大きな熱エネルギを付与して有機溶液中のＮＭＰを短時間でほぼ完全に除去することができるので、基材８の酸化を防止しつつカールの発生を抑制することができるとともに、電力消費量を削減することができる。この結果、更なる薄型化に適し、かつ、耐熱性、耐屈曲性および形状維持性等に優れた高品質の複合材料シート２２を製造することができ、さらに、環境保護およびコストの削減を図ることができる。さらに、本実施形態の複合材料シート製造機１は、有機溶液から除去されたＮＭＰを水蒸気中に含んだ状態として排気することができるため、防爆を確保することができるとともに、排気されたＮＭＰを確実に回収することができるため、環境保護により好適なものとなっている。さらにまた、高価な窒素ガスを要しないため、コストをさらに削減することができる。

また、本実施形態における複合材料シート製造機１は、過熱蒸気供給装置１６によって基材８上の有機溶液を短時間のうちに乾燥することができるものであるため、キュア炉５における加熱工程を短縮化することができる。例えば、キュア炉５を、その水平方向における基材８の搬送方向に平行な方向の寸法が２ｍ以下となるように形成することもできる。このように構成すれば、キュア炉５の省スペース化を図ることができるとともに、ガイドローラ等によって搬送中の基材８に弛みを防止するための張力が付与されたとしても、キュア炉５内における基材８の搬送距離は短いため、基材８に張力が付与されることによってキュア炉５内におけるカールの発生が助長されることを抑制することができる。なお、熱風ヒータや遠赤外線ヒータのみを用いて基材上の有機溶液をキュアする現行の複合材料シート製造機では、キュア炉の炉長は１０ｍにわたるものもあるため、このような現行の複合材料シート製造機に比べれば、本実施形態における複合材料シート製造機１は炉長がはるかに短縮されたものとなる。

上記構成に加えて、さらに、複合材料シート製造機１は、過熱蒸気供給装置１６によってキュア炉５内に過熱蒸気を供給する前に、予めキュア炉５の内部をその雰囲気温度が１００℃以上となるように加熱しておくことによって、キュア炉５内に過熱蒸気供給装置１６による過熱蒸気の供給に適した温度環境を形成しておく温度環境形成装置を備えることが好ましい。このように構成すれば、キュア炉５内に搬入された基材８上の有機溶液に対する過熱蒸気供給装置１６による過熱蒸気の供給を適切に行うことができるとともに、有機溶液中のＮＭＰの除去効率を高めることができ、ひいては、複合材料シートの品質の向上を図ることができるとともに、キュア炉５における加熱工程をさらに短縮化してキュア炉５のさらなる省スペース化を図ることができる。なお、温度環境形成装置は、キュア炉５内に配設された遠赤外線ヒータ３５（図１破線部参照）、熱風ヒータまたは炉内底部に設置したパイプ内に蒸気を流すことによって炉内を加熱するスチームヒータであってもよい。

また、図示はしないが、複合材料シート製造機１には、複合材料シート製造機１の運転を制御するための制御盤が設けられている。

以下、本実施形態の作用について説明する。

なお、本実施形態においては、図１に示すように、第１〜第４のノズル部１８，１９，２０，２１に基材８を挟むようにして対向する４箇所の位置に、４個の遠赤外線ヒータ３５（ヒータ容量８ｋｗ、ヒータ設定温度３００℃）をそれぞれ配置するとともに、キュア炉５の上壁部に図示しない熱風ヒータ（ヒータ容量５ｋｗ、ヒータ設定温度１７５℃）を配置して、これら遠赤外線ヒータ３５および熱風ヒータを温度環境形成装置として機能させた。また、本実施形態においては、容量２０ｋｗの過熱蒸気供給装置１６を用いるとともに、この過熱蒸気供給装置１６の蒸気流量を５０Ｋｇ／Ｈｒ、蒸気温度を４５０℃に設定した。さらに、本実施形態においては、排気ブロワの周波数を２０Ｈｚに設定した。ここで、本実施形態のように過熱蒸気供給装置１６を用いずに熱風ヒータや遠赤外線ヒータのみで基材の加熱を行う現行の複合材料シート製造機においては、基材の加熱に要する電力が４００ｋｗを超えるものもある。これに対して、本実施形態においては、熱風ヒータや遠赤外線ヒータを用いるとしても、これらはあくまでも温度環境形成装置として用いるため個数が少なくて済む上に、容量が小さい過熱蒸気供給装置１６を用いることによって、現行の複合材料シート製造機よりも電力を大幅に削減することができる。

さらに、本実施形態においては、図１に示すように、Ｐ１〜Ｐ７の各測定点の温度を測定する図示しない温度センサをそれぞれ設けた上で、各温度センサによって各測定点の温度を測定しつつ、過熱蒸気供給装置１６の過熱蒸気の供給開始タイミングおよび遠赤外線ヒータおよび熱風ヒータの加熱の停止タイミングを制御するようにした。このタイミングの制御は、人為的に行ってもよいし、温度センサの検出結果にしたがった自動制御によって行うようにしてもよい。ここで、Ｐ１は、第１のノズル部１８の内部にとられた測定点である。また、Ｐ２は、第２のノズル部１９の内部にとられた測定点である。さらに、Ｐ３は、第３のノズル部２０の内部にとられた測定点である。さらにまた、Ｐ４は、第４のノズル部２１の内部にとられた測定点である。また、Ｐ５は、キュア炉５の内壁面における搬入口５ａ付近にとられた測定点である。さらに、Ｐ６は、キュア炉５の内壁面における排出口５ｂ付近にとられた測定点である。さらにまた、Ｐ７は、キュア炉５の内壁面における底面にとられた測定点である。

そして、本実施形態においては、表１に示すような温度条件の下でヒータおよび過熱蒸気供給装置１６の動作の制御を行いつつ、表２に示すような各ライン速度（換言すれば、基材８の搬送速度）の条件の下で複合材料シート２２をそれぞれ製造した。

具体的には、本実施形態においては、表１に示すように、Ｐ１〜Ｐ７の各測定点における測定温度がすべて１００℃以上となった時点において過熱蒸気供給装置１６による過熱蒸気の供給を開始するとともに、熱風ヒータおよび遠赤外線ヒータによる加熱を停止した。なお、表１における過熱蒸気出口温度とは、過熱蒸気供給装置１６における過熱蒸気発生ユニット２９の出口の温度のことをいう。また、表２に示すように、本実施形態においては、ライン速度の条件を１．０ｍ／ｍｉｎ、２．０ｍ／ｍｉｎ、３．０ｍ／ｍｉｎの３条件にした。また、本実施形態においては、各ライン速度の条件の下で製造された複合材料シートにおけるＮＭＰの残留量を測定し、測定結果に基づいて製品の合否を判定した。

ここで、表２に示すように、表２における各ライン速度の条件のいずれの場合においても、ＮＭＰの残留量（表２におけるＮＭＰ残留溶剤量）は０．５％以下となり、また、カールの発生も確認されることはなく、製品は合格であることが確認された。

なお、遠赤外線ヒータ３５は、温度環境形成装置として使用することは勿論であるが、基材８上に塗布される有機溶液（換言すれば、形成しようとしている樹脂の薄膜層）の種類によっては、基材８の底面から基材８上の有機溶液を加熱する必要がある場合もあるので、そのような場合には、過熱蒸気供給装置１６による過熱蒸気の供給中に遠赤外線ヒータ３５を併用すればよい。
（第２実施形態）
次に、本発明に係る複合材料シート製造機の第２実施形態について、図４を参照して説明する。

なお、第１実施形態と基本的構成が同一もしくはこれに類する箇所については図中に同一の符号を付するとともに具体的な説明は割愛する。

図４に示すように、本実施形態における複合材料シート製造機４０は、基材送り出し室２、キュア炉５およびシート巻き取り室６を有している点では第１実施形態と同様である。ただし、本実施形態においては、基材送り出し室２とキュア炉５との間に、第１の乾燥室４１および第２の乾燥室４２の２個の乾燥室４１，４２が連設られている点で第１実施形態とは異なる。これら第１の乾燥室４１および第２の乾燥室４２は、各乾燥室４１，４２内における基材８の搬送をガイドローラ４３によって鉛直下方から保持しつつ、基材８上の有機溶液を熱風ヒータ４５によって加熱するようになっている。

このような構成を有する本実施形態の複合材料シート製造機４０においては、基材送り出し室２から送り出された基材８上の有機溶液が、キュア炉５内における乾燥の前に第１の乾燥室４１および第２の乾燥室４２においてある程度乾燥されることになる。このような本実施形態の複合材料シート製造機４０においても、キュア炉５の過熱蒸気供給装置１６によってキュア炉５内に搬入された基材８上の有機溶液に対して過熱蒸気を供給することにより、低酸素雰囲気下において基材８上の有機溶液に対して瞬時に大きな熱エネルギを付与して有機溶液中のＮＭＰを短時間でほぼ完全に除去することができるので、基材８の酸化を防止しつつカールの発生を抑制することができるとともに、電力消費量を削減することができる。

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

例えば、本発明は、銅箔以外の基材に適用するようにしてもよい。また、基材上に、ポリイミド樹脂以外のイミド系樹脂（例えば、ＰＡＩ：ポリアミドイミド）の薄膜を形成するようにしてもよい。

また、本発明は、ＤＭＦ（N,N-dimethylformamide：Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）、ＤＭＡＣ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド）またはＤＭＳＯ（dimethyl sulfoxide：ジメチルスルホキサイド）等のＮＭＰ以外の高沸点水溶性溶剤を溶媒として含む有機溶液にも適用することができる。

さらに、前述した実施形態においては、過熱蒸気供給装置１６によって基材８上の有機溶液としてのアミック酸溶液をポリイミド樹脂のガラス転移点以上の温度で加熱するようになっていたが、有機溶液の種類によっては、例えば、過熱蒸気供給装置１６によって基材上の有機溶液を当該有機溶液中の有機溶剤の沸点付近の温度に加熱すれば十分もしくは好適な場合もある。

また、ライン速度を速くすることによって基材８のキュア炉内の通過時間を短縮することにより、基材として耐熱温度の低いＰＥＴ、ＰＥＮ等のフィルムを用いることも可能となる。

本発明に係る複合材料シート製造機の第１実施形態を示す構成図図１の右側面図本発明に係る複合材料シート製造機によって製造される複合材料シートを示す側面図本発明に係る複合材料シート製造機の第２実施形態を示す構成図

符号の説明

１複合材料シート製造機
５キュア炉
８基材
１０送り出しロール
１２巻き取りロール
１４塗工装置
１６過熱蒸気供給装置
２２複合材料シート
２７樹脂の薄膜層

Claims

連続した基材上に有機溶剤および溶媒からなる有機溶液を塗布した後、この塗布された有機溶液を乾燥して硬化することによって、前記基材上に前記有機溶剤が硬化されてなる樹脂の薄膜層を備えた複合材料シートを製造する複合材料シート製造機において、
前記基材をその長手方向に搬送する搬送装置と、
この搬送装置による前記基材の搬送経路上に配設され、前記搬送装置によって搬送される前記基材上に前記有機溶液を塗布する塗工装置と、
前記基材の搬送経路上における前記塗工装置の下流側に配設され、前記塗工装置によって前記有機溶液が塗布された前記基材をその長手方向において搬入および搬出自在とされた熱処理炉と、
この熱処理炉内に過熱蒸気を供給することによって、前記熱処理炉内に搬入された前記基材上の前記有機溶液を低酸素雰囲気下で加熱して乾燥および硬化する過熱蒸気供給装置と、
前記過熱蒸気供給装置によって前記熱処理炉内に過熱蒸気を供給する前に、予め前記熱処理炉内をその雰囲気温度が１００℃以上となるように加熱しておくことによって、前記熱処理炉内に前記過熱蒸気供給装置による過熱蒸気の供給に適した温度環境を形成する温度環境形成装置であって前記基材の前記有機溶液が塗布されている側およびその反対側より前記有機溶液を加熱するヒータを有している温度環境形成装置と、
前記熱処理炉内の所定の複数の測定点における測定温度がすべて１００℃以上となった時点において前記温度環境形成装置の加熱動作を停止させる動作制御手段と、
前記熱処理炉に対して前記有機溶液が塗布された前記基材が搬入および搬出される箇所に設置された連通部にそれぞれ設けられており、前記熱処理部内の過熱蒸気および前記有機溶液から乾燥して除去された前記溶媒を一緒に排気する排気ブロワと、排気される過熱蒸気の結露を防止する結露防止用のヒータと、結露した水滴を除去するためのドレン抜きと
を備えたことを特徴とする複合材料シート製造機。
前記基材が銅の薄膜とされ、前記樹脂がイミド系樹脂とされ、前記溶媒がＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、ＤＭＦ（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）、ＤＭＡＣ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド）およびＤＭＳＯ（ジメチルスルホキサイド）からなる高沸点水溶性溶剤とされ、前記基材上の前記有機溶液中の前記溶媒の残留量が前記熱処理炉内における前記有機溶液の加熱によって０．５％以下となるように形成されていること
を特徴とする請求項１に記載の複合材料シート製造機。
前記熱処理炉は、その水平方向における前記基材の搬送方向に平行な方向の寸法が２ｍ以下に形成されていること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の複合材料シート製造機。