KR20140110915A

KR20140110915A - Ｐｅｔ 필름의 표면에 형성된 도포막의 건조 방법 및 도포막 건조로

Info

Publication number: KR20140110915A
Application number: KR20147018824A
Authority: KR
Inventors: 유우키 후지타; 요시오 곤도; 미치로 아오키
Original assignee: 엔지케이 인슐레이터 엘티디
Priority date: 2012-01-23
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-09-17
Also published as: US20130219738A1; WO2013111511A1; EP2808095A4; CN103328115A; KR101605284B1; EP2808095A1; US9188386B2

Abstract

본 발명은, 베이스 필름의 표면에 형성된 물 혹은 유기 용제를 함유하는 도포막을, 종래보다 단시간에, 게다가 건조된 박막에 압축 응력을 발생시키지 않고 건조시킬 수 있는 PET 필름의 표면에 형성된 도포막의 건조 방법 및 도포막 건조로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
3.5 ㎛ 이하의 흡수 스펙트럼을 갖는 물 혹은 유기 용제를 함유하는 도포막이 표면에 형성된 PET 필름(1)에, 필라멘트(14)의 외주를 보호관(15)으로 덮고, 이 보호관의 주위 공간에, 히터 표면 온도의 상승을 억제하는 냉각용 유체의 유로(17)를 형성하기 위한 칸막이벽(23)을 설치한 구조의 적외선 히터(13)로부터, 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 조사하고, PET 필름의 도포막이 형성된 표면에 냉각풍을 접촉시킴으로써, PET 필름의 유리전이점보다 낮은 온도에서 PET 필름을 건조시킨다.

Description

ＰＥＴ 필름의 표면에 형성된 도포막의 건조 방법 및 도포막 건조로{DRYING METHOD AND COATING FILM DRYING FURNACE FOR COATING FILM FORMED ON PET FILM SURFACE}

본 발명은, PET 필름의 표면에 형성된 도포막의 건조 방법 및 도포막 건조로에 관한 것이다.

MLCC(적층 세라믹 콘덴서), 칩 인덕터, LTCC(저온 동시 소성 세라믹) 등의 다층 구조의 전자부품의 제조 공정에서는, 예컨대 특허문헌 1에 나타내는 바와 같이, 세라믹 분말이나 금속 분말과 유기 바인더와 유기 용제를 포함하는 도포막을 베이스 필름의 표면에 형성하고, 건조시킨 후에 베이스 필름으로부터 박리하여, 적층한다고 하는 수법이 채용되고 있다. 이 베이스 필름으로서는, 강도가 우수하고 저렴한 PET 필름이 널리 이용되고 있다.

이 건조 공정의 생산성을 높이기 위해서, 적외선 히터나 온풍 등이 가열 수단으로서 사용되는 것이 일반적이다. 그러나, 이러한 종래 방법에서는, 건조 중에 가열되어 팽창한 베이스 필름이 건조 후의 냉각 공정에 있어서 수축되고, 그 표면에 형성된 도포막에 압축 응력을 발생시킨다. 압축 응력을 받은 도포막은, 베이스 필름으로부터 박리되면 변형되고, 적층 공정에 있어서의 치수 정밀도의 저하를 초래한다고 하는 문제가 있었다. 또한, 이 문제를 회피하기 위해서 건조 온도를 저하시키면, 건조 완료까지 많은 시간이 걸려, 생산성이 저하되게 된다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평성 제7-251411호 공보

따라서 본 발명의 목적은, 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하고, 베이스 필름의 표면에 형성된 물 혹은 유기 용제를 함유하는 도포막을, 종래보다 단시간에, 게다가 건조된 박막에 압축 응력을 발생시키지 않고 건조시킬 수 있는 PET 필름의 표면에 형성된 도포막의 건조 방법 및 도포막 건조로를 제공하는 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 본 발명은, 3.5 ㎛ 이하의 흡수 스펙트럼을 갖는 물 혹은 유기 용제를 함유하는 도포막이 표면에 형성된 PET 필름에, 필라멘트의 외주를 보호관으로 덮고, 이 보호관의 주위 공간에, 히터 표면 온도의 상승을 억제하는 냉각용 유체의 유로를 형성하기 위한 칸막이벽을 설치한 구조의 적외선 히터로부터, 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 조사하고, PET 필름의 도포막이 형성된 표면에 냉각풍을 접촉시킴으로써, PET 필름의 유리전이점보다 낮은 온도에서 PET 필름을 건조시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 도포막의 건조 방법에 있어서, 상기 적외선 히터는, 필라멘트의 외주가 3.5 ㎛보다 긴 파장의 적외선을 흡수하는 복수의 관에 의해 덮이고, 이들 복수의 관 사이에 히터 표면 온도의 상승을 억제하는 냉각용 유체의 유로를 형성한 구조의 적외선 히터인 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 PET 필름의 표면에 형성된 도포막의 건조 방법에 있어서, 상기 도포막은, 세라믹 분말을 함유하는 도포막으로서, 건조 후에 PET 필름의 표면으로부터 박리되는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 PET 필름의 표면에 형성된 도포막의 건조 방법에 있어서, 상기 도포막을, PET 필름의 표면에 100 ㎛∼2 ㎜ 형성 후, 상기 기재의 이면측으로부터만, 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 조사하여, 도포막을 건조시키지 않고 도포막 내에 에너지를 균일 확산시키고, 계속해서, 도포막을 형성한 기재의 표면측으로부터, 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 조사하여 도포막을 건조시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 도포막의 건조 방법에 이용하는 도포막 건조로로서, 건조로의 천장부에, 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 조사하기 위한 복수개의 적외선 히터를 적절한 간격으로 구비하고, 건조로의 바닥부에, PET 필름의 이면을 냉각시키는 복수의 냉각풍 급기 노즐을 구비하고, 상기 냉각풍 급기 노즐을, 천장부에 있어서 인접하는 적외선 히터 사이에 형성되는 간극 공간에 대향하는 위치에 배치한 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 5에 기재된 도포막 건조로에 있어서, 냉각풍 급기 노즐은, PET 필름의 이면과 평행한 수평 방향으로 냉각풍을 급기하는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 7에 기재된 발명은, 청구항 5에 기재된 도포막 건조로에 있어서, 로내 입구측에서 PET 필름을 배출하는 롤부와, 로내 출구측에서 PET 필름을 권취하는 롤부와, 이 롤부 사이에서 PET 필름에 가하는 장력을 조절하는 장력 조절 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 PET 필름의 표면에 형성된 도포막의 건조 방법에 있어서는, 필라멘트의 외주를 보호관으로 덮고, 이 보호관의 주위 공간에, 히터 표면 온도의 상승을 억제하는 냉각용 유체의 유로를 형성하기 위한 칸막이벽을 설치한 구조의 적외선 히터를 이용한다. 이 구조의 적외선 히터는, 필라멘트 온도를 높여 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 조사할 수 있음에도 불구하고, 히터 외표면의 온도를 냉각용 유체에 의해 저온으로 유지할 수 있다. 일반적으로 적외선 히터는 필라멘트 온도를 높이면, 필라멘트의 외주 보호관의 온도도 상승하여 외주 보호관이 2차 발열체가 되고, 장파장의 적외선을 방사하여 건조실 내의 온도를 상승시켜 버리는 것이지만, 본 발명에서는 이 문제를 회피하고, PET 필름의 승온을 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면 건조실 내의 온도를 상승시키지 않고, PET 필름의 표면에 형성된 도포막에, 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 조사하고, 3.5 ㎛ 이하의 흡수 스펙트럼을 갖는 물 혹은 유기 용제를 단시간에 효율적으로 건조시킬 수 있다. 게다가 PET 필름은, 파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선에 의해서는 거의 가열되지 않기 때문에, PET 필름을 가열하지 않고 도포막을 건조시킬 수 있다. 이 결과, 종래와 같이 건조 후에 PET 필름이 열수축하는 일이 없어지고, 건조된 박막에 압축 응력을 발생시키는 일이 없다. 또한, 저온으로 유지하면서 건조시키는 것이 가능하기 때문에, MLCC 등에 이용되는 금속 분말의 확산을 방지할 수 있고, 박막의 다층 적층에 있어서의 공정에 있어서도 유용하다.

특히 PET 필름의 온도를, PET 필름의 유리전이점보다 낮은 온도로 유지하면서 건조시키면, 냉각시의 열수축의 영향을 실용상 문제가 없는 레벨로 억제할 수 있다. 이것을 위해서는 PET 필름의 냉각을 병용하는 것이 바람직하고, 특히 PET 필름의 도포막이 형성된 표면에 냉각풍을 접촉시키도록 하면, 증발된 물 혹은 유기 용제의 증기를 신속하게 외부로 배기할 수 있기 때문에, 건조 효율을 더욱 높이는 것이 가능해진다.

PET 필름의 표면에 형성되는 도포막이 막 두께 100 ㎛ 이상의 두께를 갖는 경우, 건조 과정에서 도포막의 상하면의 온도가 불균일해지고, 열응력에 기인하는 변형이 생기기 쉬워지는 바, 청구항 4에 기재된 발명과 같이, 우선, PET 필름의 이면측으로부터만, 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 조사하고, 계속해서, 도포막을 형성한 PET 필름의 표면측으로부터, 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 조사하여 도포막을 건조시킴으로써, 막 두께를 100 ㎛ 이상으로 형성한 경우라도, 건조가 생기는 전단에서, 도포막을 건조시키지 않고 도포막 내에 에너지를 균일 확산시키고, 건조가 시작되기 전의 상태에 있어서, 막내 온도를 균일화해 둘 수 있다. 이에 따라, 건조 과정에 있어서 도포막의 상하면에 온도차가 생기기 어려워지기 때문에, 막 내의 열응력이 저감되어, 열응력에 기인하여 변형이 생기는 현상을 효과적으로 회피할 수 있다.

도포막 건조로에 있어서, 바닥부의 냉각풍 급기 노즐을 천장부의 적외선 히터와 대향하는 위치에 배치하면, 냉각풍 급기 노즐이 적외선 히터로부터 방사되는 광을 흡수하여 가열되고, 로 내에 열을 2차 방사할 우려가 있는 바, 청구항 5에 기재된 발명과 같이, 냉각풍 급기 노즐을, 천장부에 있어서 인접하는 적외선 히터 사이에 형성되는 간극 공간에 대향하는 위치에 배치함으로써, 냉각풍 급기 노즐로부터의 2차 방사를 회피할 수 있다.

도 1은 도포막의 모식적인 확대 단면도이다.
도 2는 건조로의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 이용되는 적외선 히터의 단면도이다.
도 4는 적외선 히터의 방사 스펙트럼을 도시한 그래프이다.
도 5는 다른 실시형태에 이용되는 적외선 히터의 전체 사시도이다.

이하에 본 발명의 실시형태를 설명한다.

(실시형태 1)

도 1은 도포막의 모식적인 확대 단면도로서, 도면 부호 1은 베이스 필름인 PET 필름(폴리에틸렌테레프탈레이트 필름), 도면 부호 2는 그 표면에 형성된 도포막이다. 본 실시형태의 도포막(2)은, 세라믹 분말의 일종인 티탄산바륨 분말(3) 등이라고 하는 용질을 유기 바인더와 함께 유기 용매 중에 분산시킨 것으로, 유기 용매로서는 테르피네올 등이 이용되고 있다. 또한, 이들 세라믹 분말이나 유기 용매 등의 종류는, 목적으로 하는 제품에 따라 변화시킬 수 있는 것은 물론이다.

일반적으로 물이나 유기 용제는 3.5 ㎛ 이하의 흡수 스펙트럼을 갖기 때문에, 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 흡수하여 효율적으로 가열되어 증발되지만, PET 수지는 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선에 의해서는 거의 가열되지 않는다고 하는 물성을 갖는다. 또한, 도 1의 좌측에 도시된 건조 전의 상태에서는, 본 실시형태의 PET 필름(1)의 두께는 10∼100 ㎛, 도포막(2)의 두께는 1.5∼2.0 ㎛이다.

본 실시형태에서는, 도포막(2)이 형성된 PET 필름(1)을 도 2에 도시된 바와 같은 건조로(10)에 의해 건조시킨다. 이 건조로(10)는, 입구측의 배출용 롤부(11)와 출구측의 권취용 롤부(12) 사이에서 PET 필름(1)을 정해진 속도로 이동시키는 롤·투·롤 방식의 로이다. 본 실시형태에서는, 입구측의 배출롤(11)과 출구측의 권취롤(12) 사이에서 PET 필름(1)에 가해지는 장력을 조절하는 장력 조절 수단(도시하지 않음)도 구비하고 있다.

건조로(10)의 천장부에는, 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 조사하기 위한 적외선 히터(13)가 적절한 간격으로 배치되어 있다. 건조로(10)의 바닥부에는, PET 필름(1)의 이면을 냉각시키는 냉각풍 급기 노즐(24)이 배치되어 있다. 냉각풍 급기 노즐(24)을 적외선 히터(13)와 대향하는 위치에 배치하면, 냉각풍 급기 노즐(24)이 적외선 히터(13)로부터 방사되는 광을 흡수하여 가열되고, 로 내에 열을 2차 방사할 우려가 있는 바, 본 실시형태에서는, 냉각풍 급기 노즐(24)을, 천장부에서 인접하는 적외선 히터(13) 사이에 형성되는 간극 공간에 대향하는 위치에 배치하여, 냉각풍 급기 노즐(24)로부터의 2차 방사를 회피하고 있다.

또한, 본 실시형태에서는 연속식의 건조로(10)를 이용하고 있지만, 건조로의 형식은 특별히 한정되지 않고, 배치식의 건조로여도 좋다. 또한, 연속식의 건조로(10)에서, 건조로(10)의 전단에서는, 바닥부에, 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 조사하기 위한 적외선 히터(13)가 적절한 간격으로 배치되고, 계속해서, 건조로(10)의 후단에서는, 바닥부와 천장부에, 동일하게, 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 조사하기 위한 적외선 히터(13)가 적절한 간격으로 배치되거나, 건조로(10)의 후단에서는, 천장부에만 적외선 히터(13)를 배치하여도 좋다.

이들 적외선 히터(13)는, 도 3에 도시된 바와 같이 필라멘트(14)의 외주가 복수의 관(15, 16)에 의해 동심원형으로 덮이고, 이들 복수의 관(15, 16) 사이에 냉각용 유체의 유로(17)를 형성한 구조의 것이다. 내측의 관(15)은 필라멘트(14)의 보호관으로서, 석영 유리나 붕규산 크라운 유리 등의 적외선 투과성의 보호관이다. 또한, 외측의 관(16)은 내측의 관(15)의 외주에 냉각용 유체를 흐르게 하기 위한 관이다. 이들 관(15, 16)은, 3.5 ㎛ 이하의 파장의 적외선을 투과하는 기능(이하, 쇼트 패스 필터 기능이라 함), 및, 도 4에 도시된 바와 같이, 3.5 ㎛보다 긴 파장의 적외선을 흡수하고, 3.5 ㎛보다 긴 파장의 적외선의 투과를 저해하는 기능(이하, 하이 컷 필터 기능이라 함)을 갖는 것이다. 상기한 바와 같이 석영 유리나 붕규산 크라운 유리 등을 이용할 수 있지만, 내열성, 내열충격성, 경제성 등에서, 석영 유리관을 이용하는 것이 바람직하다.

필라멘트(14)는 700℃∼1200℃로 통전 가열되고, 파장이 3 ㎛ 부근에 피크를 갖는 적외선을 방사하지만, 석영 유리나 붕규산 크라운 유리 등은, 상기한 바와 같이, 쇼트 패스 필터로서의 기능 및 하이 컷 필터로서의 기능을 갖는다. 이 때문에, 관(15) 및 관(16)은 필라멘트(14)로부터 방사된 전자파 중, 파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 선택적으로 투과하여 로 내에 공급한다. 이 파장 영역의 적외선 에너지는, 도포막(2) 중의 용제 내지 물 분자 사이에 있어서의 수소 결합의 진동수와도 합치하기 때문에, 도포막(2)을 효율적으로 건조시킬 수 있다.

이것에 대하여, PET 필름(1)은 파장이 3.5 ㎛ 이하인 근적외선에 의해서는 거의 가열되지 않는 물성을 갖기 때문에, 건조로(10)를 통과하는 동안에 온도가 상승하는 일은 없다. 이 때문에 종래와 같이 냉각 공정에 있어서 열수축하는 일도 없어진다.

단, 관(15) 및 관(16)은, 3.5 ㎛보다 긴 파장 영역에 있어서는 반대로 복사의 흡수체가 되어, 적외선 에너지를 흡수함으로써 관 자체가 승온한다. 전술한 온도에 있어서의 필라멘트(14)로부터는 3.5 ㎛보다 긴 파장 영역의 적외선도 상당량 방사되고 있기 때문에, 그 상태에서는 관(16)의 표면 온도가 상승하고, 그 결과, 관 자체도 적외선의 방사체가 되어, 주로 3.5 ㎛보다 긴 파장의 적외선을 로 내에 2차 방사할 우려가 있다. 이러한 긴 파장의 적외선은 로내 온도의 상승을 초래하여 PET 필름(1)을 가열하여, 종래와 같은 문제를 발생시킬 우려가 있다.

그래서, 관(15)과 관(16) 사이의 유로(17)에 냉각용의 유체를 흐르게 하여, 관(15) 및 관(16)에 일단 흡수된 장파장 영역의 적외선의 에너지를, 대류열 전달의 형태로 변환하여 상기 유체에 전달하여 계 밖으로 제거한다. 그 결과, 최종적으로 로 내에 공급되는 적외선의 파장을 단파장역으로 한정하고, 필라멘트(14)가 고온에서 계속적으로 통전 가열되고 있는 상황에 있어서도, 관(15) 및 관(16)의 온도를 200℃ 이하, 보다 바람직하게는 150℃ 이하로 유지하는 것이 가능해진다. 따라서 장파장의 적외선의 2차 방사에 의한 로내 온도의 상승이나 PET 필름(1)의 가열을, 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 유로(17)에 공급되는 유체는 예컨대 공기, 불활성 가스 등이지만, 본 실시형태에서는 유체 공급구(18)로부터 공기를 불어 넣고, 가열된 공기를 유체 배출구(19)로부터 빼내고 있다.

이와 같이 본 실시형태에 있어서는 특수한 구조의 적외선 히터(13)를 사용하여, PET 필름(1)을 가열할 우려가 있는 3.5 ㎛보다 긴 파장의 적외선을 억제하면서, 3.5 ㎛ 이하의 흡수 스펙트럼을 갖는 물 혹은 유기 용제를 효율적으로 가열하여, 건조시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 관(15, 16)의 쌍방에, 쇼트 패스 필터로서의 기능 및 하이 컷 필터로서의 기능을 구비하고 있지만, 본 발명은 본 실시형태에 한정되지 않고, 필라멘트(14)로부터 방사된 전자파 중, 파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 선택적으로 투과하여 로 내에 공급할 수 있는 구조이면 좋고, 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 필라멘트(14)의 외주를 보호관(22)으로 덮고, 이 보호관(22)의 주위 공간과, 로내 공간을 구획하는 칸막이벽(23)을 구비하여, 보호관(22)과 칸막이벽(23)의 쌍방에 쇼트 패스 필터로서의 기능을 구비하고, 보호관(22)과 칸막이벽(23) 중 적어도 어느 하나에, 하이 컷 필터로서의 기능을 구비하는 구조로 할 수도 있다.

그러나, 3.5 ㎛보다 긴 파장의 적외선을 완전히 0으로 하는 것은 곤란하기 때문에, PET 필름(1)이 약간이지만 승온할 가능성이 있다. 그래서 본 실시형태에서는, 도 2에 도시된 바와 같이 건조로(10)의 입구 부근과 출구 부근에 냉각풍의 분출관(20)과 흡기관(21)을 각각 배치하고, PET 필름(1)의 도포막(2)이 형성된 표면을 따라 냉각풍을 접촉시켜, PET 필름(1)을 냉각시킨다. 분출관(20)으로부터 분출되는 냉각풍의 온도는, 분출관(20)으로부터 분출된 후, 로 내의 복사열 등의 영향을 받기 때문에, 온도가 변동하지만, 로 내에서의 도포막의 최고 온도보다 낮은 온도이면 좋고, 「로 내에 있어서의 도포막의 최고 온도 -10℃」 이하로 하는 것이 특히 바람직하다.

또한, 본 실시형태에서는, 건조로(10)의 바닥부에 배치한 냉각풍 급기 노즐(24)로부터, PET 필름(1)의 이면과 평행한 수평 방향으로 냉각풍을 급기하여, PET 필름(1)을 이면으로부터도 냉각시키고 있다.

이 냉각풍에 의해 로 내도 냉각되고, PET 필름(1)의 온도를 유리전이점보다 낮은 온도, 예컨대 60℃ 이하, 보다 바람직하게는 45℃ 이하로 유지하는 것이 가능해진다. 게다가, 이 냉각풍은 도포막(2)의 표면으로부터 증발된 물 혹은 유기 용제의 증기를 외부로 배출하는 기능을 겸비하기 때문에, 도포막(2)의 건조를 더욱 촉진시킬 수 있다. 또한, PET 필름(1)의 하면으로부터의 냉각을 조합하는 것도 물론 가능하다. 이와 같이, 유기 용제를 포함한 증기를 외부로 신속하게 배출하기 위해서, 배출구를 미로(labyrinth) 구조로 할 수도 있다.

일반적으로, PET 필름의 변형을 억제하기 위해서는, 건조 온도를 낮게 억제하는 것이 바람직한 것이 알려져 있지만, 건조 온도를 저하시키면, 건조에 필요한 시간이 길어지기 때문에, 종래의 일반적인 히터를 사용하는 기술에서는, 건조 온도의 하한은 90℃ 정도가 한계였다. 그리고, 건조 온도 90℃의 조건 하에서 PET 필름에 장력이 가해지면, PET 필름이 용이하게 변형되기 때문에, 종래, PET 필름의 반송은, PET 필름에 장력이 가해지지 않도록, 벨트 컨베이어에 실어 행해지고 있고, 이 벨트 컨베이어에 로 내의 열을 빼앗기는 만큼, 열효율이 나쁘다고 하는 문제가 있었다.

이것에 대하여, 건조 온도 60℃ 이하의 조건 하에서는, 폭 200∼300 ㎜·두께 50 ㎛의 PET 필름에 20∼50 N 정도의 장력을 가하여도, 변형이 생기지 않기 때문에, 상기한 바와 같이 60℃ 이하에서의 저온 건조가 가능한 본 발명에 따르면, 벨트 컨베이어를 이용하지 않고, 입구측의 배출롤(11)과 출구측의 권취롤(12)을 조정하여 PET 필름(1)에 장력을 가하면서 반송할 수 있어, 건조로 내의 열효율을 개선할 수 있다. 또한, PET 필름(1)에 장력을 가하면서 행하는 반송이 가능해짐으로써, 냉각풍의 풍속을 높여도, PET 필름(1)에 플랩핑(flapping)이 잘 일어나지 않게 되어 있기 때문에, 냉각풍의 풍속을 높여 건조 시간의 단축을 도모할 수도 있다.

이와 같이 하여 건조된 도포막(2)은, 도 1의 우측에 도시된 바와 같이 티탄산바륨 분말(3)끼리가 유기 바인더에 의해 강고하게 결합된 상태가 되어, 다음 공정에 있어서 PET 필름(1)의 표면으로부터 건조된 도포막(2)을 박리하고, 절단 등의 공지된 공정을 거쳐 적층된다. 건조 공정에 있어서의 PET 필름(1)의 온도는 유리전이점보다 낮은 온도, 예컨대 60℃ 이하, 보다 바람직하게는 45℃ 이하로 유지되어 있기 때문에, 냉각 공정에 있어서의 열수축은 무시할 수 있을 정도로 작고, 따라서 도포막(2)에 압축 응력이 가해지는 일도 없어, 박리 후의 변형도 방지된다. 따라서 그 후의 적층 공정에 있어서의 치수 정밀도를 높은 레벨로 유지할 수 있다.

이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 베이스 필름인 PET 필름(1)의 표면에 형성된 물 혹은 유기 용제를 함유하는 도포막(2)을, 효율적으로 단시간에, 게다가 건조된 도포막(2)에 압축 응력을 발생시키지 않고 건조시킬 수 있다. 그 구체적인 데이터를, 다음 실시예에서 나타낸다.

실시예

적외선 히터를 천장부에 배치한 실험로를 이용하여, 도포막 건조 속도를 측정하였다. 사용한 베이스 필름은 두께가 30 ㎛인 PET 필름으로서, 그 편면에 슬러리를 80 ㎛의 두께로 도포한 것을 건조시켰다. 이 슬러리는, 용질로서 세라믹 분말인 티탄산바륨을 함유하고, 유기 용제로서 NMP를, 유기 바인더로서 PVDF(폴리불화비닐리덴)를 함유하는 것이다.

건조 중의 온도는, 도포막의 표면에 붙인 열전대 온도계에 의해 계측하고, 도포막 온도(밀착되어 있기 때문에 PET 필름 온도와 거의 같은 온도)를 항상 40℃ 이하로 유지한다는 제약 조건 하에서, 이하에 나타내는 4가지 방법으로 건조 실험을 행하였다. 어느 방법에 있어서도, 시험체수 N은 2이다.

제1 방법은 종래의 온풍 건조법으로서, 55℃의 온풍을 로 내에 흐르게 하여 도포막을 건조시켰다. 이 방법에서는, 도포막 온도를 항상 40℃ 이하로 유지하기 위해서는 풍량을 대폭 줄여야만 하고, 도포막을 건조시키기 위해서 11분이 필요하였다. 또한, 건조 완료는 도포막의 색의 변화를 육안으로 확인함으로써 관찰하는 방법으로 확인하였다.

제2 방법은, 본 실시형태의 방법으로서, 도 3에 도시된 적외선 히터에 의한 가열과, 냉각풍에 의한 냉각을 병용하는 방법이다. 냉각풍의 풍량은 30 ㎥/hr이며, 그 온도는 실온(25℃)이다. 필라멘트 온도를 850℃로 하고, 냉각 유체(공기)에 의해 적외선 히터의 표면 온도를 100℃로 유지하였다. 이 방법에서는, 4분으로 도포막을 건조시킬 수 있었다.

이 실험에 의해, 본 실시형태의 건조 방법에 따르면, 도포막 온도를 40℃ 이하로 유지하면서, 건조 시간을 종래법보다 대폭 단축시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

(실시형태 2)

본 발명은, 상기 실시형태 1에 한정되지 않고, 도포막의 두께가 100 ㎛∼2 ㎜가 되는 후막 타입에도 적용 가능하다. 이하에 실시형태 2로서 설명한다. 이용하는 건조로(10)는 상기 실시형태 1과 동일하다.

실시형태 2에서는, 도 1의 좌측에 도시된 건조 전의 상태에 있어서, PET 필름(1)의 두께는 10∼100 ㎛, 도포막(2)의 두께는 100 ㎛∼2 ㎜이다.

PET 필름의 표면에 형성되는 도포막이 막 두께 100 ㎛ 이상의 두께를 갖는 경우, 건조 과정에서 도포막의 상하면의 온도가 불균일해지고, 열응력에 기인하는 변형이 생기기 쉬워지는 바, 본 실시형태에서는, 우선, 도포막을 형성한 PET 필름의 이면측으로부터만, 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 조사하고, 계속해서, 도포막을 형성한 PET 필름의 표면측으로부터, 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 조사하여 도포막을 건조시킨다.

이와 같이, 우선, 도포막을 형성한 PET 필름의 이면으로부터만, 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 조사함으로써, 건조가 생기는 전단에서, 도포막을 건조시키지 않고 도포막 내에 에너지를 균일 확산시키고, 건조가 시작되기 전의 상태에 있어서, 막내 온도를 균일화해 둘 수 있다.

계속해서, 도포막을 형성한 PET 필름의 표면측으로부터, 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 조사하여 도포막을 건조시킴으로써, 건조 과정에 있어서 도포막의 상하면에 온도차가 생기기 어려워지기 때문에, 막 내의 열응력이 저감되어, 막 두께를 100 ㎛ 이상으로 형성한 경우라도, 열응력에 기인하여 변형이 생기는 현상을 효과적으로 회피할 수 있다.

1 : PET 필름
2 : 도포막
3 : 티탄산바륨 분말
10 : 건조로
11 : 배출용 롤부
12 : 권취용 롤부
13 : 적외선 히터
14 : 필라멘트
15, 16 : 관
17 : 유로
18 : 유체 공급구
19 : 유체 배출구
20 : 분출관
21 : 흡기관
22 : 보호관
23 : 칸막이벽
24 : 냉각풍 급기 노즐

Claims

3.5 ㎛ 이하의 흡수 스펙트럼을 갖는 물 혹은 유기 용제를 함유하는 도포막이 표면에 형성된 PET 필름에,
필라멘트의 외주를 보호관으로 덮고, 이 보호관의 주위 공간에, 히터 표면 온도의 상승을 억제하는 냉각용 유체의 유로를 형성하기 위한 칸막이벽을 설치한 구조의 적외선 히터로부터, 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 조사하고, PET 필름의 도포막이 형성된 표면에 냉각풍을 접촉시킴으로써, PET 필름의 유리전이점보다 낮은 온도에서 PET 필름을 건조시키는 것을 특징으로 하는 PET 필름의 표면에 형성된 도포막의 건조 방법.
제1항에 있어서, 상기 적외선 히터는, 필라멘트의 외주가 3.5 ㎛보다 긴 파장의 적외선을 흡수하는 복수의 관에 의해 덮이고, 이들 복수의 관 사이에 히터 표면 온도의 상승을 억제하는 냉각용 유체의 유로를 형성한 구조의 적외선 히터인 것을 특징으로 하는 PET 필름의 표면에 형성된 도포막의 건조 방법.
제1항에 있어서, 상기 도포막은, 세라믹 분말을 함유하는 도포막으로서, 건조 후에 PET 필름의 표면으로부터 박리되는 것을 특징으로 하는 PET 필름의 표면에 형성된 도포막의 건조 방법.
제1항에 있어서, 상기 도포막을, PET 필름의 표면에 100 ㎛∼2 ㎜ 형성 후, 상기 기재의 이면측으로부터만, 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 조사하여, 도포막을 건조시키지 않고 도포막 내에 에너지를 균일 확산시키고, 계속해서, 도포막을 형성한 기재의 표면측으로부터, 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 조사하여 도포막을 건조시키는 것을 특징으로 하는 PET 필름의 표면에 형성된 도포막의 건조 방법.
제1항에 기재된 도포막의 건조 방법에 이용하는 도포막 건조로로서,
건조로의 천장부에, 주파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선을 조사하기 위한 복수개의 적외선 히터를 적절한 간격으로 구비하고,
건조로의 바닥부에, PET 필름의 이면을 냉각시키는 복수의 냉각풍 급기 노즐을 구비하고,
상기 냉각풍 급기 노즐을, 천장부에 있어서 인접하는 적외선 히터 사이에 형성되는 간극 공간에 대향하는 위치에 배치한 것을 특징으로 하는 도포막 건조로.
제5항에 있어서, 냉각풍 급기 노즐은, PET 필름의 이면과 수평 방향으로 냉각풍을 급기하는 것을 특징으로 하는 도포막 건조로.
제5항에 있어서, 로내 입구측에서 PET 필름을 배출하는 롤부와, 로내 출구측에서 PET 필름을 권취하는 롤부와, 이 롤부 사이에서 PET 필름에 가하는 장력을 조절하는 장력 조절 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 도포막 건조로.