JP2012240370A

JP2012240370A - 長尺フィルムの連続加熱装置

Info

Publication number: JP2012240370A
Application number: JP2011114880A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kobayashi; 小林　　隆
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2011-05-23
Publication date: 2012-12-10

Abstract

【課題】塵等を含んだ汚染空気が炉内に流入することを防止でき、長尺フィルムの搬送に支障を来たさない長尺フィルムの連続加熱装置を提供する。
【解決手段】送風機３、ヒータ２、ＨＥＰＡフィルター等のエアーフィルター４を有する給気手段を経由して炉１内に供給される熱風が循環し、一部の熱風が排気手段を経由して炉外へ排気され、炉本体の開口部９から搬入搬出される長尺フィルム７に対し炉内において連続加熱処理を行い、かつ熱風の循環量が排気手段を経由せずに炉外へ排気され上記給気手段の入気口側に戻される戻り系の風量と、上記給気手段の入気口側に新たに導入される入気系の風量との合計量にて構成される連続加熱装置において、上記炉内と炉外との圧力差を検出する微差圧計１３を炉本体に設け、微差圧計で検出された圧力差に基づき排気手段により排気する風量を入気系の風量より少なく微調整して炉内を微正圧に維持することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、炉内に連続搬入される長尺フィルムに対し炉内の処理室において連続的に加熱処理を行う長尺フィルムの連続加熱装置に係り、特に、塵等を含んだ汚染空気が炉内の処理室に流入することを防止でき、しかも、長尺フィルムの搬送に支障を来たさない連続加熱装置の改良に関するものである。

ポリイミド系、ポリエステル系等の長尺フィルムは、フレキシブル性を有し、容易に加工できることから、電子部品、光学部品、包装材料等の産業分野において広く用いられており、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等の真空成膜法を適用して、長尺フィルム上に金属やその酸化物、窒化物、炭化物、有機物等の膜を形成する技術が古くから開発されている。また、近年、エレクトロニクス分野においては、利用される様々な材料で高密度化、高精細化が進み、高品質な材料が求められている。そして、長尺フィルムの種類にもよるが、長尺フィルム中には若干の水分や有機溶媒が含まれており、真空蒸着法、スパッタリング法等上述した真空成膜法を用いて金属やその酸化物等の膜を長尺フィルム上に成膜した場合、長尺フィルム中に含まれる水分や有機溶媒が長尺フィルム表面に拡散、脱離して膜質に悪影響を及ぼすことがあるため、金属やその酸化物等を成膜する前に長尺フィルムを加熱処理して有機溶媒等を除去する必要があった。また、金属やその酸化物等が成膜された後に長尺フィルムを加熱処理して金属等の結晶性を改善することもなされていた。

ところで、長尺フィルムの連続加熱処理に使用される従来の装置として、長尺フィルムを水平に搬送させる特許文献１に記載の装置が知られており、この装置におけるフィルムの処理能力を高めた連続加熱装置として、図１に示す構造のものが開発されている。

以下、図１を用いてこの種の連続加熱装置について説明する。

まず、この連続加熱装置は、内部に処理室を有する炉１本体と、炉１本体に設けられ上記処理室に長尺フィルム７を連続的に搬入しかつ搬出させるための開口部（フィルム搬入口とフィルム搬出口）９と、上記炉１内に熱風を供給しかつ循環させる給気手段と、炉１内において揮発成分（例えば長尺フィルムから除かれた溶媒成分）等が飽和することを防止するため炉１外へ熱風の一部を排気させる排気手段を備えている。

また、上記炉１内に熱風を供給しかつ循環させるための配管（すなわち上記給気手段）は、熱を発生させるためのヒータ２と、この熱を炉１内に送るための送風機（ブロアー）３と、炉１内における清浄度を保つためのＨＥＰＡフィルター（High Efficiency Particulate Airfilter）等のエアーフィルター４とを有しており、上記給気手段の入気口側には炉１外のフレッシュエアーを取り込むための入気系の配管が連設され、更に、上記給気手段の入気口側には排気手段を経由せずに炉１外へ排気されかつ循環用に供される熱風を取り込むための戻り系の配管が連設されている。尚、図１中、符号５は入気系の配管に付設されてフレッシュエアーの取り込み量を調整するダンパーを示し、符号６は戻り系の配管に付設されて循環用に供される熱風量を調整するダンパーを示している。また、熱風の一部を炉１外へ排気させるための配管（すなわち上記排気手段）は、熱風を炉１外へ排気させる排気ファン１４と、排気させる熱風の排気量を調整するダンパー１０とを有している。

そして、この連続加熱装置においては、上記炉１内の上部パンチングプレート１２と下部パンチングプレート１１とで区画された処理空間内に給気手段のエアーフィルター４を介して清浄化された熱風が循環供給され、処理空間内に搬入された長尺フィルム７が供給された熱風で加熱処理されるように構成されている。

近年、電子機器は、極めて薄く柔軟性のあるフレキシブルフィルムを用いた配線フィルムが多くなってきており、フレキシブルフィルムに対応させた連続加熱処理においては、フレキシブルフィルムが熱により容易に変形してしまうことから、通常、低いテンション（張力）を加えてフレキシブルフィルム（長尺フィルム）を搬送させている。

ところで、上記給気手段により炉１内へ供給される熱風の循環量は、フレッシュエアーの取り込み量（入気系の風量）と戻り系の熱風量（戻り系の風量）により決まる（すなわち、入気系の風量と戻り系の風量の合計量で決まる）が、上記排気手段による熱風の排気量が多くなるにつれて炉１内の圧力が炉１外の圧力より低くなって炉１内が負圧になり、炉１内が負圧になるに伴い長尺フィルム７の開口部（フィルム搬入口とフィルム搬出口）９から塵等を含んだ汚染空気が処理空間内に流入し、この汚染空気により長尺フィルム７に塵等が付着してしまうことがあった。

そして、フレキシブルフィルム（長尺フィルム）に塵等が付着し、あるいは、加工された配線フィルムの金属配線回路上に塵等が付着することは、配線ショートの原因となるため品質上の問題となっていた。

このような問題を回避するため、図１に示す連続加熱装置を用いて長尺フィルムの連続加熱を行なう場合には、上記排気手段のダンパー１０を絞って排気風量を少なくし、入気風量より僅かに少ない排気風量となった条件で上記ダンパー１０を固定（すなわち、排気風量を一定値に固定）し、長尺フィルムの連続加熱を行なう方法が採られている。

しかし、上記ダンパー１０を絞って排気風量を固定させる方法を採ったとしても、長尺フィルムの連続加熱処理を継続して行なった場合、炉１外の圧力（例えば、連続加熱装置が設置された室内の圧力）が経時的に変動してしまうことがあり、いつのまにか炉１内の圧力が炉１外の圧力に対して負圧状態になり、炉１外（連続加熱装置が設置された室内）の塵等を含んだ汚染空気が上記開口部（フィルム搬入口とフィルム搬出口）９から流入してしまう問題が存在した。

この場合、上記ダンパー１０を絞って排気風量を大幅に下げ、入気風量を大きくする方法が考えられるが、上記開口部（フィルム搬入口とフィルム搬出口）９を介して炉１内から炉１外（室内）へ流れ出る風量が多くなってしまい、その風量に起因して、開口部（フィルム搬入口とフィルム搬出口）９の近傍を搬送される長尺フィルムがバタバタと揺れ動いてしまい、フィルムへ強いテンション（張力）を加えないと安定したフィルム搬送が困難となる別の問題が存在した。

そして、加熱されている状態の長尺フィルムに対し強いテンション（張力）を加えた場合、長尺フィルムが容易に伸びてフィルム内部に応力が残ってしまい、最終製品にしたときにフィルムが反るという新たな問題を発生させてしまう。

特開２００２−１８９７０号公報特開２００８−１８５３８８号公報

本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、塵等を含んだ汚染空気が炉内の処理室に流入することを防止でき、しかも、長尺フィルムの搬送に支障を来たさない連続加熱装置を提供することにある。

すなわち、請求項１に係る発明は、
送風機とヒータおよびエアーフィルターを有する給気手段を経由して炉内に供給される熱風が循環し、一部の熱風が排気手段を経由して炉内から炉外へ排気されると共に、炉本体のフィルム搬入口から炉内に搬入されフィルム搬出口から炉外へ搬出される長尺フィルムに対し炉内の処理室において熱風による連続加熱処理を行い、かつ、上記熱風の循環量が、上記排気手段を経由せずに炉内から炉外へ排気されて上記給気手段の入気口側に戻される戻り系の風量と、炉外から上記給気手段の入気口側に新たに導入される入気系の風量との合計量にて構成される長尺フィルムの連続加熱装置において、
上記炉内と炉外との圧力差を検出する微差圧計を炉本体に設け、微差圧計で検出された圧力差に基づき上記排気手段により排気する風量を入気系の風量より少なく微調整して、炉内を微正圧に維持することを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、
請求項１に記載の発明に係る長尺フィルムの連続加熱装置において、
上記排気手段が、回転速度可変モータで駆動する排気ファンと上記モータの回転速度を制御するインバーター制御装置とで構成されていることを特徴とし、
請求項３に係る発明は、
請求項１または２に記載の発明に係る長尺フィルムの連続加熱装置において、
炉内の上記処理室が、炉内の上方側に設けられた上部パンチングプレートと炉内の下方側に設けられた下部パンチングプレートとで区画された処理空間を有し、上記上部パンチングプレートを介して処理空間内に熱風が導入されかつ上記下部パンチングプレートを介して処理空間内の熱風が炉外へ排気されると共に、処理空間内の上部パンチングプレートと下部パンチングプレートの各近傍にそれぞれ一列に配置された複数の上部ローラ群と下部ローラ群を交互に経由させて上記長尺フィルムが処理空間内を搬送されるようになっていることを特徴とするものである。

本発明に係る長尺フィルムの連続加熱装置によれば、
炉内と炉外との圧力差を検出する微差圧計を炉本体に設け、微差圧計で検出された圧力差に基づき上記排気手段により排気する風量を入気系の風量より少なく微調整して炉内を微正圧に維持している。

従って、炉内が微正圧に維持されているため、炉外（例えば連続加熱装置が設置された室内）の塵等を含んだ汚染空気がフィルム搬入口や搬出口を構成する開口部から炉内に流入してしまうことがなく、かつ、上記微正圧に起因して炉外へ極少量流れ出る風により上記開口部近傍を搬送される長尺フィルムがバタバタと揺れ動いてしまうこともないため、フィルムへ強いテンション（張力）を加えることなく安定したフィルムの搬送が可能となり、更に、フィルムに強いテンション（張力）を加える必要がないことからフィルム内部に応力が残ることもないため、最終製品にしたときにフィルムが反ってしまうといった問題も解消することが可能となる。

処理能力を高めた従来例に係る長尺フィルムの連続加熱装置の説明図。本発明に係る長尺フィルムの連続加熱装置の説明図。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

この実施の形態に係る長尺フィルムの連続加熱装置は、図２に示すように、内部に処理室を有する炉１本体と、炉１本体に設けられ上記処理室に長尺フィルム７を連続的に搬入しかつ搬出させるための開口部（フィルム搬入口とフィルム搬出口）９と、上記炉１内に熱風を供給しかつ循環させるための給気手段と、炉１内において揮発成分（例えば、加熱処理により長尺フィルムから除かれた有機溶媒成分）等が飽和することを防止するため炉１外へ熱風の一部を排気させる排気手段と、炉１本体に設けられ上記炉１内と炉１外（例えば、この装置が設置された室内）との圧力差を検出する微差圧計１３とを備えている。

まず、上記炉１内に熱風を供給しかつ循環させるための図示外の配管（すなわち上記給気手段）は、熱を発生させるためのヒータ２と、この熱を炉１内に送るための送風機（ブロアー）３と、炉１内における清浄度を保つためのＨＥＰＡフィルター等のエアーフィルター４とを有しており、上記給気手段の入気口側には炉１外のフレッシュエアーを取り込むための入気系の配管が連設され、更に、上記給気手段の入気口側には排気手段を経由せずに炉１外へ排気されかつ循環用に供される熱風を取り込むための戻り系の配管が連設されている。

また、熱風の一部を炉１外へ排気させる図示外の配管（すなわち上記排気手段）は、回転速度可変モータにより駆動されかつ熱風を炉１外へ排気させるための排気ファン１４と、上記モータの回転速度を制御するためのインバーター制御装置１５とで構成され、上述した微差圧計１３で検出された炉１内と炉１外との圧力差信号がインバーター制御装置１５に入力され、この圧力差信号に基づきインバーター制御装置１５が作動して上記モータの回転速度を制御し、これにより排気ファン１４の排気風量が入気系の風量より少なくなるように微調整されて、炉１内を微正圧に維持するように構成されている。尚、上述の微差圧計１３として、例えば、特許文献２に記載された微差圧計が挙げられる。

また、炉１内の上記処理室は、炉内の上方側に設けられた上部パンチングプレート１２と炉内の下方側に設けられた下部パンチングプレート１１とで区画された処理空間を有しており、上記上部パンチングプレート１２を介して処理空間内に熱風が均一に導入されると共に、上記下部パンチングプレート１１を介して処理空間内の熱風が炉外へ均一に排気されるようになっている。

更に、処理空間内の上部パンチングプレート１２と下部パンチングプレート１１の各近傍には、図２に示すように複数の上部ローラ８群と下部ローラ８群がそれぞれ一列に配置され、かつ、上記開口部（フィルム搬入口）９から処理空間内に搬入された長尺フィルム７が上部ローラ８群と下部ローラ８群を交互に経由して上記開口部（フィルム搬出口）９から処理空間外へ搬出されるように構成されており、上記給気手段のエアーフィルター４を介し処理空間内に供給される清浄化された熱風により長尺フィルム７の連続加熱処理が行われるようになっている。

この場合、この実施の形態に係る連続加熱装置においては、上部ローラ８群と下部ローラ８群を交互に経由して長尺フィルム７が処理空間内を蛇行搬送されるように構成されているため、長尺フィルムが処理空間内を水平に搬送される特許文献１に記載の装置と比較してフィルムの処理能力が高められる利点を有している。

尚、炉１内における清浄度を保つための上記エアーフィルター４としては、広く利用されている従来のフィルターから目的の清浄度に応じて適宜選択され、例えば、ＵＬＰＡフィルター（Ultra Low Penetoration Airfilter）、ＨＥＰＡフィルター（High Efficiency Particulate Airfilter）、ＭＥＰＡ（Medium Efficiency Particulate Airfilter）、および、特殊フィルター（高温雰囲気中で使用可能なＵＬＰＡ・ＨＥＰＡフィルターや、プレフィルター・ＨＥＰＡ・中性能フィルター等）等が挙げられる。

また、図２中、符号５は入気系の配管に付設されてフレッシュエアーの取り込み量を調整するダンパー、符号６は戻り系の配管に付設されて循環用に供される熱風量を調整するダンパーを示しており、この実施の形態に係る装置を用いて長尺フィルム７の連続加熱を行う場合には、各ダンパー５、６を絞り込んで上記取り込み量（すなわち、入気系の風量）と循環用に供される熱風量（すなわち、戻り系の風量）が固定されている。

そして、この実施の形態に係る連続加熱装置によれば、上記炉１内と炉１外との圧力差を検出する微差圧計１３が設けられており、この微差圧計１３で検出された炉１内と炉１外との圧力差信号がインバーター制御装置１５に入力され、この圧力差信号に基づきインバーター制御装置１５が作動して排気ファン１４の排気風量を入気系の風量（固定値）より少なくなるように微調整し、これにより炉１内を微正圧に維持している。

従って、炉１外の塵等を含んだ汚染空気がフィルム搬入口や搬出口を構成する開口部９から炉１内に流入してしまうことがなく、かつ、上記微正圧に起因して炉１外へ極少量流れ出る風により上記開口部９近傍を搬送される長尺フィルム７がバタバタと揺れ動いてしまうこともないため、フィルム７へ強いテンション（張力）を加えることなく安定したフィルム７の搬送が可能となり、更に、フィルム７に強いテンション（張力）を加える必要がないことからフィルム７内部に応力が残ることもないため、最終製品にしたときにフィルム７が反ってしまうといった問題も解消される利点を有している。

以下、本発明の実施例について具体的に説明する。

この実施例に係る長尺フィルムの連続加熱装置は、図２に示すように、内部に処理室を有する炉１本体と、炉１本体に設けられ上記処理室に長尺フィルム７を連続的に搬入しかつ搬出させるための開口部（フィルム搬入口とフィルム搬出口）９と、炉１内に２００℃の熱風を供給しかつ循環させるための給気手段と、炉１内において揮発成分等が飽和することを防止するため炉１外へ熱風の一部を排気させる排気手段と、炉１本体の壁に設置され上記炉１内と炉１外（例えば、実施例に係る装置が設置された室内）との圧力差を検出する微差圧計１３とを備えている。

まず、上記炉１内に２００℃の熱風を供給しかつ循環させるための図示外の配管（すなわち上記給気手段）は、熱を発生させる３０ｋＷのヒータ２と、２００℃の熱風を炉１内に送る１１ｋＷの送風機（ブロアー）３と、炉１内における清浄度を保つためのＨＥＰＡフィルター等のエアーフィルター４とを有しており、上記給気手段の入気口側には炉１外のフレッシュエアーを取り込む（炉１内において揮発成分等が飽和することを防止できる）ための入気系の配管が連設され、更に、上記給気手段の入気口側には排気手段を経由せずに炉１外へ排気されかつ循環用に供される熱風を取り込むための戻り系の配管が連設されている。

また、熱風の一部を炉１外へ排気させる図示外の配管（すなわち上記排気手段）は、回転速度可変モータにより駆動されかつ熱風を炉１外へ排気させるための排気ファン１４と、上記モータの回転速度を制御するためのインバーター制御装置１５とで構成され、上述した微差圧計１３で検出された炉１内と炉１外との圧力差信号がインバーター制御装置１５に入力されるようになっている。そして、この圧力差信号に基づきインバーター制御装置１５が作動して上記モータの回転速度を制御し、これにより排気ファン１４の排気風量が以下に示す入気系の風量（４ｍ³／min）より少なくなるように微調整（４ｍ³／min−α）されて、炉１内を微正圧（炉１内の圧力が炉１外に較べて例えば１０Ｐａ高い）に維持するように構成されている。尚、この実施例では、上記微差圧計１３として「山本電気工業（株）社製のデジタル微差圧計ＥＭＤ−８」が適用されている。

更に、処理空間内の上部パンチングプレート１２と下部パンチングプレート１１の各近傍には、図２に示すように複数の上部ローラ８群と下部ローラ８群がそれぞれ一列に配置され、かつ、上記開口部（フィルム搬入口）９から処理空間内に搬入された長尺フィルム７が上部ローラ８群と下部ローラ８群を交互に経由して上記開口部（フィルム搬出口）９から処理空間外へ搬出されるように構成されており、上記給気手段のＨＥＰＡフィルター等のエアーフィルター４を介し処理空間内に供給される清浄化された熱風により長尺フィルム７の連続加熱処理が行われるようになっている。

尚、図２中、符号５は入気系の配管に付設されてフレッシュエアーの取り込み量を調整するダンパー、符号６は戻り系の配管に付設されて循環用に供される熱風量を調整するダンパーを示しており、実施例に係る装置を用いて長尺フィルム７の連続加熱を行う場合、各ダンパー５、６を絞り込んで上記取り込み量（すなわち、入気系の風量）を４ｍ³／min（熱風循環量の２０％に相当する）に固定すると共に、循環用に供される熱風量（すなわち、戻り系の風量）を１６ｍ³／min（熱風循環量の８０％に相当する）に固定し、これにより熱風の循環量が２０ｍ³／minに設定されている。

そして、この実施例に係る連続加熱装置によれば、上記炉１内と炉１外との圧力差を検出する微差圧計１３が設けられており、この微差圧計１３で検出された炉１内と炉１外との圧力差信号がインバーター制御装置１５に入力され、この圧力差信号に基づきインバーター制御装置１５が作動して排気ファン１４の排気風量を入気系の風量（４ｍ³／min）より少なくなるように微調整（４ｍ³／min−α）し、これにより炉１内を微正圧（炉１内の圧力が炉１外の圧力より１０Ｐａ高い）に維持している。

従って、炉１外の塵等を含んだ汚染空気がフィルム搬入口や搬出口を構成する開口部９から炉１内に流入してしまうことがなく、かつ、上記微正圧（炉１内の圧力が炉１外の圧力より１０Ｐａ高い）に起因して炉１外へ極少量流れ出る風により上記開口部９近傍を搬送される長尺フィルム７がバタバタと揺れ動いてしまうこともないため、フィルム７へ強いテンション（張力）を加えることなく安定したフィルム７の搬送が可能となり、更に、フィルム７に強いテンション（張力）を加える必要がないことからフィルム７内部に応力が残ることもないため、最終製品にしたときにフィルム７が反ってしまうといった問題も解消される。

本発明に係る連続加熱装置によれば、塵等を含んだ汚染空気がフィルム搬入口や搬出口を構成する開口部から炉内に流入してしまうことがなく、かつ、上記開口部近傍を搬送される長尺フィルムがバタバタと揺れ動いてしまうこともないためフィルムへ強いテンション（張力）を加えることなく安定したフィルムの搬送が可能となる。従って、樹脂フィルム、エンプラフィルム等の熱処理に利用される産業上の利用可能性を有している。

１炉
２ヒータ
３送風機（ブロアー）
４エアーフィルター
５入気系のダンパー
６戻りのダンパー
７長尺フィルム
８ローラ群
９開口部
１０排気系のダンパー
１１下部パンチングプレート
１２上部パンチングプレート
１３微差圧計
１４排気ファン
１５インバーター制御装置

Claims

送風機とヒータおよびエアーフィルターを有する給気手段を経由して炉内に供給される熱風が循環し、一部の熱風が排気手段を経由して炉内から炉外へ排気されると共に、炉本体のフィルム搬入口から炉内に搬入されフィルム搬出口から炉外へ搬出される長尺フィルムに対し炉内の処理室において熱風による連続加熱処理を行い、かつ、上記熱風の循環量が、上記排気手段を経由せずに炉内から炉外へ排気されて上記給気手段の入気口側に戻される戻り系の風量と、炉外から上記給気手段の入気口側に新たに導入される入気系の風量との合計量にて構成される長尺フィルムの連続加熱装置において、
上記炉内と炉外との圧力差を検出する微差圧計を炉本体に設け、微差圧計で検出された圧力差に基づき上記排気手段により排気する風量を入気系の風量より少なく微調整して、炉内を微正圧に維持することを特徴とする長尺フィルムの連続加熱装置。
上記排気手段が、回転速度可変モータで駆動する排気ファンと上記モータの回転速度を制御するインバーター制御装置とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の長尺フィルムの連続加熱装置。
炉内の上記処理室が、炉内の上方側に設けられた上部パンチングプレートと炉内の下方側に設けられた下部パンチングプレートとで区画された処理空間を有し、上記上部パンチングプレートを介して処理空間内に熱風が導入されかつ上記下部パンチングプレートを介して処理空間内の熱風が炉外へ排気されると共に、処理空間内の上部パンチングプレートと下部パンチングプレートの各近傍にそれぞれ一列に配置された複数の上部ローラ群と下部ローラ群を交互に経由させて上記長尺フィルムが処理空間内を搬送されるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の長尺フィルムの連続加熱装置。