酸化させない銅箔の熱処理

酸化させない銅箔の熱処理
最高温度500℃熱処理

 

酸素濃度0.1%未満

 

ロールto ロールで最大240分の連続アニールから生まれる未来素材
 
通常の熱処理500℃
0.1%以下の熱処理500℃

 
・熱処理(焼成加工)
・残留応力トラブル
 
・結晶化(抵抗値の安定)
・加熱プロセスによるフィルムが変形の対策
・平面性が出ないので製品性能が出ないなど解決

 

・打跡を解消する
・横段(よこだん)の解消
・残留溶媒問題

 

酸化被膜がもたらす悪影響を

 銅箔は鉄やアルミ、亜鉛に比べてはるかに腐食しにくく安定な金属です。そのうえ電気や熱を伝えやすいので用途的に広く使われます。表面に形成される酸化被膜が腐食を抑え、安定の基礎となるのですが、200℃を境目に酸化の加速は著しくなり、分厚く変色した酸化被膜が形成され抵抗値が上がり接合力が弱めたりと、安定を保つはずの酸化被膜が逆に機能低下の原因にもなります。それらをカバーするべく超高温でも極度酸化させない無酸素熱処理を窒素パージ工法を用いて新しく革新いたしました。
 

0.1%以下の酸素濃度

毎分〇〇〇literの窒素を送りこみながら0.1%以下を保つ環境と品質を厳格に管理するための沢山の知恵と工夫のセンサー、現場力から実現しています。
 

ロールtoロールで

銅箔は薄く巻かれている状態が主流ですが、高温炉は窒素ガスを充填して酸素と置換し、更に巻き戻し展開した材料が高温炉にインサートされる際の酸素の巻き込まれ対策も解決。

 
 
 
 

連続240分(最大)

 超精密モーターと制御で連続4時間が可能に、材料を巻き戻しながら、ロールtoロールの状態でおこないます。

熱処理から産み出される機能 

 

金属箔を軟らかくする 

金属箔を処理する目的として【焼きなまし】があります。焼きなましとは、素材の内部歪みを取り除き、微細な組織を加熱・冷却することにより軟化させ、目的の強さ、軟らかさを得ることができ、各加工工程の品質安定、向上に繋がる処理です。MSRでは、最高温度500℃、金属箔の酸化を防ぐために低酸素雰囲気での処理でそれらを実現しています。
 

コーティングを焼き付ける

500℃の超高温、240分の長時間処理で【コーティングを焼き付ける】という要求も満たします。更に熱処理に関する難題を解決するべく、各工場から技術者が終結しチームを発足。皆さまの次世代へと繋がる、研究開発をブレークスルーさせることを目指します。
 

樹脂の結晶化と熱収縮

機能性樹脂や耐熱フィルムでの処理目的は、結晶化や熱収縮があります。加工時のポイントは複数あるパラメータをマトリクスする際に、最も重要な部分は素材表面の実温です。同じ設定でも素材や厚み、成膜時の製造条件により顕著に変化します。MSRでは過去の実績データを元に、熟知した技術者による微調整加減で実現しています。今後も、唯一無二で有り続けることを目指し学んでいきます。
  

残留応力とは

ウィキペディアによると
意図しない残留応力の発生は構造物の早期破壊を引き起こす場合もある。
残留応力は様々なメカニズムで発生する。例えば、塑性変形や温度勾配、物質の相転移などがある。溶接時に発生する熱は局所的な材料の膨張を発生させる。溶接中は、溶接されている部品が移動したり、溶融金属が膨張を吸収するが、溶接完了時には、ある部分は他の場所以上に早く冷却され、残留応力が残る結果となる。
 
 フィルムや金属箔の製造工程では、このような残留応力が必ず存在し、それらが品質の鍵を握るといっても過言ではなく、高精度を要求される程、アニール処理は必要とされます。
 
 

残留溶剤を揮発させる。

フィルム型機能膜や多層絶縁フィルム、包装材料や容器、ゴム・プラスチック等の石油化学製品は、製造工程でインキや接着剤、粘着剤、コーティング塗工液などの各種有機溶剤が多量に使用されます。その際の有機溶剤等は、乾燥工程等で殆ど揮発・除去されますが、僅かに製品内部に残留します。
残留溶剤が次の工程で悪影響を及ぼすことが多くアニール処理で解決することが増え始めています。
 
 

偏肉などのゲージバンドもアニール処理で解消! 

材料が流れる方向(マシンディレクション)の張力を低くすることは、ロールtoロールの連続熱処理においては、困難な課題です。巻き戻してから引っ張って巻き取るので無理もないですが縦の収縮と大きく関係することから、可能な限り弱い張力制御がもとめられてきました。MSRアニールメンバーは日々研究の中から張力管理制御を繰り返し繰り返し調整することで最小10Nの張力でワークを管理することが出来ました。お試しください。

フィルム、金属箔の張力、最小10Nから
サンプル熱処理 A4から
連続熱処理、試作 3メーターから

熱処理には二つの方法があります

①ロールアニールロールにコンタクトさせて焼成加工)

張力ゼロを実現するのがロールアニール方式。
加熱したロールに直接当てる、言わばアイロンですね。
コンタクトアニール加工

 加熱ロールでコンタクトアニール(焼成加工)

 

ロール加熱温度は最高約500℃。
最大幅1700mm 長さ1mからの試験が可能です。

 
フロートアニールと違って材料をロールにしっかりとグリップ(固定)しながらのアニール処理なのでダレやゲージが無く非常に綺麗な状態が保てます。
その反面、ロールにコンタクトしながら熱処理しますので応力緩和の効果はフロートタイプに比べると少し劣ります。
 
絵の通りロール仕上げやシート仕上げが可能です。
 
窒素による酸素パージアウトが必要な場合は下段のフロートアニールにて対応します。

②フロートアニール(浮かした状態で焼成加工)

窒素気流条件対応
フロートアニール加工

フロートアニール方式はロールにコンタクトせずに浮かした状態を保ち

ロールto ロールで
最大240分の連続アニールが可能
最高温度500℃
窒素パージオプション詳しく

 
 
 
 
評価試験表(クリックで拡大)

 

量産までのプロセス

価値あるコストと時間を導き出すためのプロセスです
 
A4サイズ実験
方式決定 
小型実機評価
大型装置 
先ず最初にLABOアニール処理装置でA4サイズぐらいからスタートです。
熱収縮の条件を数通り行い最適で絶対必要な温度と時間を 見極めます。 
まずは試してみましょう

実績と収縮率の実力

実績

 
・PI(ポリイミド)
・PC(ポリカーボネード)
・ITOPET
・PMMA(アクリル)
・LCP(液晶ポリマー)
・PA(ポリアミ・ナイロン)
・ハードコートフィルム
・フッ素フィルム
・COP
・COC
 
 
 

 
 
・PET(ポリエステル)
・アルミ箔
・銅箔
・ニッケル箔、
・チタン箔
・不織布
・メッシュシート
 
 
 
 

巻き戻しアニール処理(焼成加工)においての実力

最大処理時間:240分
最高温度:500℃(550℃)
 

ゲージバンドにも大きな効果

 

フィルムやシートは製膜後はとてもデリケートな状態で熱も応力も残った変形しやすい状態巻き取られます。その結果ゲージバンドと呼ばれる見た目で凸凹した状態で仕上がることがあります。そして、その原反には残留応力が内在しているため、 塗工やラミネートの熱入れが加わると、度々変形に至ることがあります。 そこで、変形が生じる若干低い温度でじわっと加熱することにより、 この残留応力を解放させます。

ゲージバンド、偏肉を解消!

(アニール加工) 

ゲージバンド解消

ハードな折れ、シワもお任せください

シワの原反も
このような偏肉、ナミナミ、しわしわ、折れがある原反もあきらめないで!

 

アニール処理でシワ解消
熱処理後は大きく改善しました!

思ったより苦労しましたが、アニールチームは流石です。その上、各工場から技術メンバーが集まれば何とかなります。
スピード力とメンバーの知恵、知識、実績がものをいいます

実績

 
・PI(ポリイミド)
・PC(ポリカーボネード)
・ITOPET
・PMMA(アクリル)
・LCP(液晶ポリマー)
・PA(ポリアミ・ナイロン)
・ハードコートフィルム
・フッ素フィルム
・COP
・COC
 
 
 

 
 
・PET(ポリエステル)
・アルミ箔
・銅箔
・ニッケル箔、
・チタン箔
・不織布
・メッシュシート
 
 
 
 

 

 
フィルム・シート・金属箔の結晶化、残留溶媒問題、熱収縮トラブル、ハードな偏肉をフラットにするデカール加工などクリーンアニールで解決です。