JP3812397B2 - シート状物の製造方法および磁気記録媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製膜されたシート状物の製造方法に関し、特に良好な巻き取り姿のシート状物の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
製膜されたシート状物は、通常、不要なシート状物幅方向端部のエッジ部分を刃を用いて切断（エッジトリミング）し除去した後に、巻き取りロールにロール状に巻き取られる（以下、ロール状に巻き取られたシート状物を「巻き取りシート」と言う）。製膜されたシート状物は、その幅方向に固定的な厚みの分布が存在するため、巻き取り後のスリット工程において、しわが発生するという課題があった。そのため、従来、シート状物巻き取りロールを、シート状物走行方向に対して直角方向に揺動させながらシート状物をスリットし製品ロールとする方法（例えば、特開２００１−６３８８１号公報）により、製品ロールの硬度を均一化させ、しわの発生を抑制していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法によれば、特に広幅で薄物のシート状物では、スリット工程の前の巻き取り段階で、幅方向に発生する固定的な厚み分布に起因する製品ロール表層での硬度ムラによるしわが発生しやすくなり、スリット後の製品ロールにも前記しわの影響が出るという問題点があった。
【０００４】
本発明の目的は、広幅で薄物のシート状物においても、スリット工程の前の巻き取り段階で発生するしわ、すなわち、シート状物の幅方向に発生する固定的な厚み分布に起因する製品ロール表層での硬度ムラによるしわの発生を抑制し得るシート状物の製造方法を提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、上記の製造方法で得られたシート状物を用いてなる磁気記録媒体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の前記課題は、次のようにして達成することができる。
【０００８】
本発明のシート状物の製造方法は、シート状物をエッジトリミングし巻き取る工程において、トリミングロールの両端表面に設けられたトリミング溝の中でエッジトリミングするとともに、エッジトリミングする刃、トリミングロールおよびシート状物巻き取りロールを、該シート状物の走行方向に対して直角方向に、５ｍｍ以上２００ｍｍ以下の振幅で揺動させながら巻き取るに際し、シート状物の走行方向に対して垂直方向に設置した光源から光をシート状物に発し、シート状物を介して光源と反対側に設置したＣＣＤカメラに照射させることにより、シート状物に存在する異物やピンホールの表面欠点の走行方向に対して直角方向の位置を検出し、欠点発生時間と巻き取り開始時間から、揺動により走行方向に対して直角方向に移動した距離、及び走行方向の位置を特定することで、前記表面欠点の走行方向に対して直角方向の位置と走行方向の位置の情報を記憶媒体に記憶することを特徴とするシート状物の製造方法である。
【０００９】
すなわち、シート状物の破れを回避する手段として、トリミングロールのトリミング溝の中でシート状物をエッジトリミングしながら巻き取り、またシート状物上に存在する表面欠点の正確な位置情報を提供し、後工程で少なくとも一面に磁性層を形成し記録磁気媒体とするに際し、異物やピンホールの表面欠点の位置を特定する製造方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明のシート状物の製造方法の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。ここで開示する方法は本発明の一実施態様に関わる溶液製膜シート状物の巻取り方法に関するものである。
【００１１】
図１は、本発明のシート状物の製造方法を説明するための概略図（斜視図）であり、ここでは、主にエッジトリミングする刃とこれと同期して揺動する溝を備えたトリミングロールの構成が示されている。
【００１２】
また図２は、本発明のシート状物の製造方法で用いられるエッジトリミング装置の概略図（斜視図）であり、主にトリミングロールが揺動する箇所を示している。
【００１３】
図１において、製膜されたシート状物１は、トリミングロール２の両端表面に設けられたトリミング溝５にセットされた刃３によりシート状物１のエッジ部６が切断、除去され、シート状物巻き取りロール４に巻取られて巻き取りシート状物１０を得る。前記トリミングロール２にはトリミング溝５が設けられており、図２において、トリミング溝５にセットされた刃３は、このトリミング溝５の中でシート状物１を切り、製品部（巻き取りシート状物１０）とエッジ部６を分離する。トリミングロール２は、ベアリングにて支持されこのベアリングを固定するハウジング７は、フレームに対し自由に横移動できるようにリニアウエイ８にて支持されている。また、エッジトリミング用のトリミング溝５にセットされた刃３は、トリミングロール２と同期できるようにトリミングロール２を支持するハウジング７に固定されている。これによりトリミング溝５にセットされた刃３は、トリミング溝５の中で常に適正な位置を保つことができる。このトリミングロール２は、シリンダー９により周期的に揺動し、これと同期して、トリミング溝５にセットされた刃３も揺動する。
【００１４】
本発明においては、シート状物をエッジトリミングし巻き取る工程において、トリミングロールの両端表面に設けられたトリミング溝の中でエッジトリミングするとともに、エッジトリミングする刃、トリミングロールおよびシート状物巻き取りロールの全てを、該シート状物の走行方向に対して直角方向に揺動させながら巻き取るものである。ここで、該シート状物の走行方向とは、図１においてシート状物１がトリミングロール２からシート状物巻き取りロール４に走行される方向を意味する。また、該シート状物の走行方向に対して直角方向とは、前記走行方向に対して９０°の角度であることがより好ましいが、振幅に大きく影響を及ぼさない８５°〜９５°の範囲内の角度であれば差し支えは無い。
【００１５】
この際、本発明においてシート状物の欠点は、図３に示すように、オンラインで下部の光源を上部のＣＣＤカメラに照射される光量の変化により検出される。図３は、本発明で用いられる表面欠点検出機構を示す概略工程図であり、図４は、そこで得られた表面欠点位置情報を読み込む機構を示す工程図である。
【００１６】
図３において、シート状物１０の走行方向に対して垂直方向に設置した光源１１から光をシート状物１０に発し、シート状物１０を介して光源１１と反対側に設置したＣＣＤカメラ１２に照射させることにより、シート状物１０に存在する異物やピンホールの表面欠点の走行方向に対して直角方向の位置を検出し、欠点発生時間と巻き取り開始時間から、揺動により走行方向に対して直角方向に移動した距離、及び走行方向の位置を特定することで、前記表面欠点の走行方向に対して直角方向の位置と走行方向の位置の情報を記憶媒体（図示せず）に記憶する。
このようにして記憶された
本発明では、表面欠点位置の情報を記憶した記憶媒体から、表面欠点位置の情報を出力、もしくは通信を通じて特定できる。すなわち、上記のようにして記憶された表面欠点位置情報は、図４の流れに従い、揺動周期、振幅、ＣＣＤカメラから巻き取り機（巻き取りシート状物）までの距離、シート状物巻き取り速度等を、あらかじめ記憶媒体に入力しておくことで、巻き取り開始時間と欠点発生時間から、走行方向に対して直角方向の位置と走行方向の位置の情報を記憶でき、記憶された情報を出力または通信手段を利用することで欠点位置の情報を特定することができるのである。
【００１７】
本発明におけるシート状物は、溶液製膜法により好適に製造することができる。そこでまず、溶液製膜法によるシート状物製造工程の一実施態様について説明する。本発明の一実施態様に関わる溶液製膜シート製造装置において、まず押し出し機に原料としてポリマー成分（溶液）が投入され、押し出し機から押し出されたポリマー溶液は、次にギアポンプ、フィルタを経て口金から薄膜状に吐出される。吐出されたポリマー溶液は、本発明の実施態様では、支持体としての周回されるエンドレスベルト上に流延され、オーブン内で加熱、乾燥されて、脱溶媒化される。続いて、得られた薄膜は、冷却装置で冷却成形され、必要に応じてシート状物のパス方向に延伸される。冷却装置は、本発明の好適な実施態様では水冷式の装置からなっている。製膜成形されたシート状物はテンターに導かれ、乾燥されるとともに、必要に応じてシート状物の幅方向に延伸される。
【００１８】
本発明に係わる溶液製膜シート状物を形成するポリマー成分は特に限定されないが、芳香族ポリアミド、トリアセテート、ポリカーボネートなどが好ましく、なかでも芳香族ポリアミドが特に好ましく用いられる。
【００１９】
芳香族ポリアミドは、たとえば、酸クロライドとジアミンから得る場合は、Ｎーメチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミドなどの非プロトン性有機極性溶媒中で溶液重合したり、水系媒体を使用する界面重合などで合成することができる。芳香族ポリアミドのポリマー溶液においては、単量体としては酸クロライドとジアミンを使用すると塩化水素が副製するが、これを中和する場合には、水酸化カルシウム、炭酸カルシウムあるいは炭酸リチウムなどの無機の中和剤またエチレノキサイド、プロピレンオキサイド、アンモニア、トリエチルアミンあるいはジエタノールアミンなどの有機の中和剤が使用される。また、イソシアネートとカルボン酸との反応は、非プロトン性有機極性溶媒中、触媒の存在下で行なわれる。
【００２０】
これらのポリマー溶液はそのまま製膜原液として使用してもよく、あるいはポリマーをポリマー溶液から一度単離してから、上記の有機溶媒や硫酸などの無機溶媒に再溶解して、製膜原液を調製してもよい。芳香族ポリアミドのポリマーの固有粘度（ポリマー０．５ｇを硫酸中で１００ｍｌの溶液として３０℃で測定した値）は０．５以上であることが望ましい。また、その好ましい上限は、３．５程度である。
【００２１】
製膜原液には溶解助剤として、無機塩、たとえば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化リチウムあるいは硝酸リチウムなどを添加してもよい。製膜原液中のポリマー濃度は２〜４０重量％程度が好ましい。
【００２２】
これら添加剤の添加方法は、予め溶媒中にスラリー化した後に、重合用溶媒または希釈用溶媒として使用する方法や、製膜原液を調製した後に直接添加する方法などがある。
【００２３】
上記のように調製された製膜原液は、いわゆる溶液製膜法によりシート化が行なわれる。溶液製膜法には、乾湿方式、乾式法、湿式法などがありいずれの方法で製膜されても差し支えないが、ここでは乾湿法を例にとって説明する。
【００２４】
乾湿法でシートを製膜する場合は、製膜原液を口金からニッケル、ステンレス、銅、チタン、ハステロイ、タンタル等の材質からなるドラム、エンドレスベルト等の支持体上に押し出して薄膜層とし、次いでかかる薄膜層から溶媒を飛散させて薄膜が自己保持性を持つまで乾燥する。乾燥条件は、好ましくは室温〜２５０℃、６０分以内の範囲であり、より好ましくは室温〜２００℃、１５分以内の範囲である。
【００２５】
前記乾式工程を終えたシート状物は支持体から剥離されて湿式工程に導入され、ここでシート中に含有されている溶剤や不純物が除去される。この湿式工程で用いられる浴は、一般に水系媒体からなるもので、水の他に有機溶媒や無機塩等を含有していてもよい。しかしながら、一般には水分量は好ましくは３０％以上、より好ましくは５０％以上含有されているものであり、また、浴温度は好ましくは２０〜７０℃で使用される。さらにシート中の不純物を減少させるためには、浴温は好ましくは５０℃〜７０℃、より好ましくは６０℃〜７０℃である。また、有機溶剤の浴を設けてこの中を通すことも有効である。
【００２６】
湿式工程を出たシートはさらに延伸、乾燥、熱処理が行われてシートとなる。
【００２７】
以上のように形成されたシートは、その製膜工程中で延伸が行われるが、延伸倍率は面倍率で０．８〜５．０（面倍率とは、延伸後のシート面積を、延伸前のシート面積で除した値で定義する。１以下はリラックスを意味する。）の範囲内にあることが好ましく、より好ましくは１．１〜３．０である。また、熱処理後のシートを徐冷することにより寸法変化率を小さくすることができる。
【００２８】
本発明において、前記のように溶液製膜されるシート状物を巻き取るに際し、製品に適しない不要なエッジ部６の除去が行われる。シート状物１をシート状物巻取りロール４として巻取るに際し、シート状物巻取りロール４上流に設けたエッジトリミング用の刃３でエッジ部６の除去が行なわれる。トリミングロール２にはトリミング溝５が設けられており、刃３はこのトリミング溝５の中でシート状物１のエッジ部６を切り、製品部とエッジ部６を分離する。トリミング溝５は複数条あってもよく、１条でもよい。このトリミング溝５の幅としては良好な切断性を得る観点から、０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度のものが好ましく、より好ましくは溝幅が０．７ｍｍ〜１．３ｍｍのものである。
【００２９】
トリミングロール２は、ベアリングにて支持されこのベアリングを固定するハウジング７はフレームに対し自由に横移動できるようリニアウエイ８にて支持されている。また、エッジトリミング用の刃３はトリミングロール２と同期できるようにトリミングロール２を支持するハウジング７に固定されている。これにより刃３はトリミング溝５の中で常に適正な位置を保つことができる。このトリミングロール２はシリンダー９により周期的に揺動し、これと同期して刃３も揺動する。揺動幅は、５ｍｍ〜２００ｍｍの範囲にあることが好ましく、より好ましくは１０ｍｍ〜１２０ｍｍであるが、製膜中は固定していても、この範囲内で変動させても良い。また、揺動の周期は、３０秒〜３０分の範囲が好ましく、より好ましくは１０分〜２０分であるが、製膜中は固定していても、この範囲内で変動させても良い。
【００３０】
これを巻き取る前にはシート状物１上に存在する表面欠点を、図３に示すように下部の光源１１を上部のＣＣＤカメラ１２に照射される光量の変化により検出され、その位置情報は欠点発生時間と巻き取り開始時間から、揺動により走行方向に対して直角方向に移動した距離、及び走行方向の位置を特定することで、走行方向に対して直角方向の位置と走行方向の位置の情報を揺動幅、周期等によらず正確に記憶でき、記憶された情報を出力、または通信手段を利用することで欠点位置の情報を特定できるものとしている。ここで光源１１としては、蛍光燈や紫外線光などがあるが、ＣＣＤカメラ１２で光量変化が認識できるものであればその種類は問わない。欠点情報の記憶は記憶媒体に行えば良く、この記憶媒体には半導体記憶媒体、磁気記憶媒体等によればよく、光学的、電子的、磁気的であるとを問わず、コンピュータで読みとることができるものであれば種類は問わない。出力とは、紙にプリンター印字等をするものであればよく、通信とは電話回線、ケーブル、光ファイバー等を介してデータを配信できるものであればよいが、その種類は問わない。
【００３１】
このようにして得られた巻き取りシート状物１０は、巻き取りシート状物段階でのしわの発生が抑制され、また、シート破れも回避できるため、品質の安定した一定の生産量を確保することが可能となる。更に、スリット工程でユーザーの要求する幅、長さの製品ロールとするが、これらを加味して欠点情報として出力等を行うことで製品ロール中に存在する異物やピンホールの表面欠点の正確な位置情報が得られるため、後工程で少なくとも一面に磁性層を形成し記録磁気媒体とするに際し表面欠点位置の特定が容易になり、大幅な歩留まり向上が期待できる。
【００３２】
本発明のシート状物は、磁気記録媒体用途に好適に用いることができる。磁気記録媒体とするには、該シート状物の表面に磁性体粉末を含んだ高分子バインダ−を塗布する方法、あるいはコバルト等の磁性金属を減圧下で蒸着する方法等によって磁性層を施し、必要に応じ適宜表面処理などを施した後に所定の幅のテープ状に裁断し、カセット等に組み込み製品とする。このようにして得られたテ−プは、コンピュ−タメモリ−用のデジタルデ−タストレ−ジ用途に特に好適である。
【００３３】
【実施例】
以下、実施例により本発明のシート状物の製造方法を説明する。
【００３４】
（実施例１）
Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に、芳香族ジアミン成分として８５モル％に相当する２−クロルパラフェニレンジアミンと、１５モル％に相当する４，４−ジアミノジフェニルエーテルとを溶解させ、これに９９モル％に相当する２−クロルテレフタル酸クロリドを添加し、重合前に４５ｎｍ径のコロイダルシリカを、ポリマ当たり０．２ｗｔ％になるように添加して、２時間撹拌して重合を完了した。これを水酸化リチウムで中和して、ポリマ濃度１０重量％、固有粘度２．６、溶液粘度３５００ポイズ（３０℃）の芳香族ポリアミド溶液を得た。このポリマ溶液を１μｍカットのフィルターを通した後、口金からステンレス製のエンドレスベルト上にＬ／Ｂ＝１．５ｍｍでキャストした後、１４０℃の熱風で２分間加熱して溶媒を蒸発させ、自己保持性を有するシートをベルトから連続的に剥離した。次に、６０℃の水槽内へシートを導入して残存溶媒と中和で生じた無機塩などを抽出した。さらに２５０℃のテンタ−で３０秒間水分の乾燥と熱処理を行って厚み３．６μｍの芳香族ポリアミドシートを得た。この間にシート長手方向と幅方向に各々１．１５倍、１．４５倍延伸を行なった。
【００３５】
このようして得られた芳香族ポリアミドシート状物を、溝幅１ｍｍのトリミング溝を持ったトリミングロールを用い、トリミング溝にセットした刃を使用してシート状物のエッジ部を切断した。トリミングロールは、振幅１００ｍｍ、周期５分で固定し、エッジトリミングする刃、トリミングロール、シート状物巻き取りロールの全てをシート状物の走行方向に対して９０°の角度で揺動させた結果、シート状物は破れることなくエッジ部を除去することができ、巻き姿が良好な幅（ここで言う幅とは、シート状物の走行方向に対して直角方向を指す）２１５０ｍｍ、長さ（ここで言う長さとは、シート状物の走行方向を指す）８５００ｍの巻き取りシート状物を得た。この際に、シート状物の走行方向に対して垂直方向に設置した光源から紫外線光をシート状物に発し、シート状物を介して光源と反対側に設置したＣＣＤカメラに照射させ、シート状物に存在する異物やピンホールの表面欠点の走行方向に対して直角方向の位置を検出し、欠点発生時間と巻き取り開始時間から、揺動により走行方向に対して直角方向に移動した距離、及び走行方向の位置を特定することで、前記表面欠点の走行方向に対して直角方向の位置と走行方向の位置の情報をコンピュータに設置したハードディスクに記憶させた。このようして得られた巻き取りシート状物の中心を２本の製品ロールにスリットする境界上にセットし、表層部分から幅１０００ｍｍ、長さ７５００ｍの製品ロールを２本採取したところ、ハードディスクから、表面欠点位置の情報をプリンターに出力した結果から得られた表面欠点位置は、実際位置に対して幅方向で１ｍｍ、長さ方向で２ｍの誤差であった。このシート状物の製膜時のエンドレスベルトと接しない側の表面に、磁性粉（メタル粉）８０重量部、塩ビ系共重合体１０重量部、ポリウレタン１０重量部、硬化剤５重量部、研磨剤５重量部、トルエン１００重量部、メチルエチルケトン１００重量部からなる磁性塗料を調整し、グラビアロールで磁性層の厚みが０．５μmとなるように塗布し、硬化した後カレンダー処理を行った。次にこれを４ｍｍ幅にスリットし、ＶＴＲカセットに組み込みＶＴＲテープとした。このテープに家庭用ＶＴＲを用いてテレビ試験波形発生器により１００％クロマ信号からカラービデオノイズ測定器でクロマＳ／Ｎ（ここで、Ｓ／Ｎ＝２０log（Ｖｓ／Ｖｎ）、Ｖｓ：１００％振幅のカラー信号レベル、Ｖｎ：リファレンス記録電流で記録・再生し、ＡＭ復調及びＰＭ復調した１００％レベルにおけるノイズの実効値電圧）を測定した。市販テープを基準として評価し、−２ｄＢ未満となった箇所の位置を特定し、プリンターに出力したスリット前のシート状物の表面欠点位置の情報と対応させたところ、幅方向で４ｍｍ、長さ方向で５ｍの誤差であり、表面欠点情報の精度は非常に高く歩留まりの向上が確認できた。
結果を表１に示す。
【００３６】
（比較例１）
実施例１において、厚み３．６μｍの芳香族ポリアミドシートをエッジトリミングする刃、トリミングロール、シート状物巻き取りロールの全てを揺動させることなく巻き取ったところ、巻き取りシート状物の表層部に凹凸が顕れ、シート状物全面にシート走行方向に多数のしわが発生した。結果を表１に示す。
【００３７】
（比較例２）
実施例１において、厚み３．６μｍの芳香族ポリアミドシートを、表面欠点位置の情報を記憶媒体に記憶させないで実施例１と同様の方法で７５００ｍの製品ロールを２本採取した。この製品ロールを一面に磁性層を形成し記録磁気媒体としたところ、異物に起因するドロップアウトが多発した部分を事後的に選択し除去すること、ピンホールに起因する磁性層が抜けた部分の全てを事後的に抜出して除去することにより、歩留まりが低下した。結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】

【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、溶液製膜されたシート状物をエッジトリミングする刃、トリミングロール、シート状物巻き取りロールの全てを揺動しながら巻くことにより、シート状物の幅方向の厚みむら同一位置で積層されることが無くなるため、巻き取りシート状物の巻き姿を良好にできる。また、シート状物の表面欠点位置情報は上記揺動に追従しているため欠点位置情報が特定でき、その後の工程での歩留まりを向上させることができる。更に揺動するロール上に施した溝中でエッジを揺動する事により、シート状物の破れを防止する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明のシート状物の製造工程を説明するための概略図（斜視図）である。
【図２】 図２は、本発明のシート状物の製造方法で用いられるエッジトリミング装置の概略図（斜視図）である。
【図３】 図３は、本発明で用いられる欠点検出機構を示す概略工程図である。
【図４】 図４は、本発明で用いられる欠点位置情報を読み込む機構を示す工程図である。
【符号の説明】
１：シート状物
２：トリミングロール
３：トリミング溝にセットした刃
４：シート状物巻き取りロール
５：トリミングロールに設けた溝
６：シート状物のエッジ
７：トリミングロールを支持するベアリングを固定するハウジング
８：フレームに対し自由に横移動できるリニアウェイ
９：シリンダー
１０：巻き取りシート状物
１１：光源
１２：ＣＣＤカメラ

Claims (4)

1. シート状物をエッジトリミングし巻き取る工程において、トリミングロールの両端表面に設けられたトリミング溝の中でエッジトリミングするとともに、エッジトリミングする刃、トリミングロールおよびシート状物巻き取りロールを、該シート状物の走行方向に対して直角方向に、５ｍｍ以上２００ｍｍ以下の振幅で揺動させながら巻き取るに際し、シート状物の走行方向に対して垂直方向に設置した光源から光をシート状物に発し、シート状物を介して光源と反対側に設置したＣＣＤカメラに照射させることにより、シート状物に存在する異物やピンホールの表面欠点の走行方向に対して直角方向の位置を検出し、欠点発生時間と巻き取り開始時間から、揺動により走行方向に対して直角方向に移動した距離、及び走行方向の位置を特定することで、前記表面欠点の走行方向に対して直角方向の位置と走行方向の位置の情報を記憶媒体に記憶することを特徴とするシート状物の製造方法。
2. 表面欠点位置の情報を記憶した記憶媒体から、表面欠点位置の情報を出力、もしくは通信を通じて特定できることを特徴とする請求項１記載のシート状物の製造方法。
3. シート状物が芳香族ポリアミドからなることを特徴とする請求項１または２に記載のシート状物の製造方法。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のシート状物の製造方法において得られたシート状物の少なくとも一面に磁性層を形成してなる記録磁気媒体。

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