JP5998072B2 - 塗膜形成方法及び装置並びに磁気記録媒体製造方法及び装置 - Google Patents
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Description
(1) 電離放射線硬化性を有する樹脂が含まれる塗膜を帯状の支持体上に形成し、上記支持体を搬送しつつ電離放射線を照射して上記塗膜を硬化させる塗膜硬化方法であって、
上記支持体の搬送方向に直交する支持体幅方向に沿った複数箇所の加熱領域それぞれに、上記加熱領域毎に設定される加熱温度設定値に基づいて温度制御された不活性ガスを吹き付けて、上記加熱領域それぞれを個別に加熱する加熱工程と、
上記支持体の加熱後に、電離放射線を上記塗膜に照射する電離放射線照射工程と、
上記電離放射線の照射後に、上記支持体幅方向に沿った上記塗膜の表面温度分布を測定する表面温度測定工程と、
測定された上記表面温度分布に応じて、上記加熱領域毎に設定される上記加熱温度設定値を上記塗膜の表面温度が均一化されるように変更する加熱温度制御工程と、を含み、
上記加熱温度制御工程は、上記電離放射線の強度が相対的に高い加熱領域に対しては上記加熱温度設定値を低くし、相対的に低い加熱領域に対しては上記加熱温度設定値を高く変更する塗膜硬化方法。
(2) (1)記載の塗膜硬化方法により硬化させた上記塗膜上に、磁性層を形成して磁気記録媒体を製造する磁気記録媒体製造方法。
(3) 電離放射線硬化性を有する樹脂が含まれる塗膜を帯状の支持体上に形成し、上記支持体を搬送しつつ電離放射線を照射して上記塗膜を硬化させる塗膜硬化装置であって、
上記支持体の搬送方向に直交する支持体幅方向に沿った複数箇所の加熱領域それぞれに、上記加熱領域毎に設定される加熱温度設定値に基づいて温度制御された不活性ガスを吹き付けて、上記加熱領域それぞれを個別に加熱する加熱部と、
電離放射線を上記塗膜に照射する電離放射線照射部と、
上記電離放射線の照射後における上記支持体幅方向に沿った上記塗膜の表面温度分布を測定する表面温度測定部と、
測定された上記表面温度分布に応じて、上記加熱領域毎に設定される上記加熱温度設定値を上記塗膜の表面温度が均一化されるように変更する加熱温度制御部と、を備え、
上記加熱温度制御部は、上記電離放射線の強度が相対的に高い加熱領域に対しては上記加熱温度設定値を低くし、相対的に低い加熱領域に対しては上記加熱温度設定値を高く変更する塗膜硬化装置。
(4) 上記(3)記載の塗膜硬化装置と、
上記支持体上に上記塗膜を形成する塗膜形成部と、
硬化させた上記塗膜上に、磁性層を形成する磁性層形成部と、
を備える磁気記録媒体製造装置。
図1は本発明の実施形態を説明するための図で、磁気記録テープにおける支持体上の塗膜の層構成を示す概略的な断面図である。製造される磁気記録テープMTは、支持体11上に、非磁性層13と、磁性層15とが積層されている。
製造装置100は、長尺帯状の支持体11が巻回された送り出しロール17と、非磁性層13と磁性層15とがこの順で形成されて搬送される支持体11を巻き取る、巻き取りロール19を有している。この製造装置100は、送り出しロール17から送り出された支持体11を搬送経路に沿って搬送しながら、磁気記録テープMTを製造するものである。
非磁性塗布層に放射線を照射して硬化する工程に使用される電離放射線としては、例えば電子線や紫外線が例示できる。紫外線を使用する場合には、非磁性塗布液中に光重合開始剤を混入させる。電子線を使用する場合には、重合開始剤が不要であり、非磁性塗布層に対する電子線の透過深さも深い。また、非磁性塗布層に対する電離放射線のエネルギーが高く、塗布速度を上げることができ、生産性が向上する。
放射線照射部25は、支持体11が連続的に搬送されるケーシング31を備えている。ケーシング31には、矢印P方向の搬送路上流側から下流側へ向かって順に、第1の室33、第2の室(前パージ室)35、第3の室(パージ室)37、第4の室(後パージ室)39、第5の室41が設けられている。第1の室33には、支持体11をケーシング31に搬入するための搬入口31aが設けられている。第5の室41には、支持体11をケーシング31から搬出するための搬出口31bが設けられている。
図7は放射線照射部25Aの要部を模式的に示した上視図である。放射線照射部25Aのパージ室37には、電子線を出射する電子線出射窓52A,52B,52Cが、支持体11上で支持体幅方向Sに沿って等間隔で配置されている。前パージ室35には複数のスリットノズル49A〜49G、後パージ室39には温度センサ57A〜57Gがそれぞれ支持体幅方向に沿って等間隔で配置されている。なお、複数の温度センサ57A〜57Gに代えて、一つの温度センサで、各温度センサ57A〜57Gの位置における非磁性塗布層の表面温度を測定する構成としてもよい。
――――――――――――――――――――――――――――
非磁性無機粉末(α−酸化鉄 平均粒径0.15μm Sbet52m2/g)
80部
カーボンブラック(平均粒径0.020μm、DBPO 吸油量80ml/100g) 20部
電子線硬化型ビニル共重合体(結合剤) 13部
電子線硬化型ポリウレタン樹脂(結合剤) 6部
フェニルホスホン酸 3部
シクロヘキサノン 150部
メチルエチルケトン 150部
――――――――――――――――――――――――――――
上記材料をオープンニーダーで混練した後、サンドミルを用いて分散させた。得られた分散液に、以下の材料を加えて攪拌した。
――――――――――――――――――――――――――――
ブチルステアレート 2部
ステアリン酸 1部
メチルエチルケトン 50部
ミクロヘキサノン 50部
――――――――――――――――――――――――――――
その後、1μmの平均粒径を有するフィルタを用いて濾過し、非磁性塗布液を調製した。
支持体 幅300mm 厚み6μm 材質PEN(ポリエチレンナフタレート)
塗布方式 押し出し塗布
支持体搬送速度 200m/min
非磁性層塗布液の塗布後、電離放射線の照射前に乾燥処理
電離放射線 電子線
不活性ガス 窒素ガス
照射雰囲気の酸素濃度 照射雰囲気中に窒素ガスの供給量を増減することで調整
電離放射線照射位置における支持体表面から10mm上方位置にある酸素濃度測定点での測定値で200ppm以下に設定
電子線照射強度 支持体幅位置における吸収線量分布は、図8に示す分布であり、支持体幅方向の平均値は20kGy
非磁性塗布層の表面温度 図7の放射線照射部の要部に示された放射温度計57A〜Gにより、支持体表面から10mm離れた位置から測定
電子線照射後の支持体の、支持体幅方向で一端部から10mm、50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、290mmの各位置において、電子線照射後の非磁性塗布層の硬化度分布を求めた。具体的には、上記各位置における非磁性塗布層の塗膜を評価サンプル(合計7個)として、各評価サンプルの質量W1を測定した。次に、各評価サンプルをテトラヒドロフラン(THF)溶液 100ml中に浸漬し、60℃で2時間保持し、未硬化成分をTHF中に溶出させた。その後、評価サンプルをTHF溶液中から取り出し、THF溶液 100mlで塗布膜を洗浄し、真空乾燥により140℃で3時間乾燥させた。
(1)電離放射線硬化性を有する樹脂が含まれる塗膜を帯状の支持体上に形成し、上記支持体を搬送しつつ電離放射線を照射して上記塗膜を硬化させる塗膜硬化方法であって、
上記塗膜を、設定された加熱温度設定値に基づき加熱する加熱工程と、
上記支持体の加熱後に、電離放射線を上記塗膜に照射する電離放射線照射工程と、
上記電離放射線の照射後に、上記塗膜の表面温度を測定する表面温度測定工程と、
測定された上記表面温度に応じて、上記加熱温度設定値を変更する加熱温度制御工程と、を含む塗膜硬化方法。
この塗膜硬化方法によれば、酸素濃度や電離放射線の照射強度分布等の処理装置特有の影響を受けることなく、均等な硬化度の塗膜が高効率で得られる。
(2) (1)記載の塗膜硬化方法であって、
上記加熱工程は、上記支持体の搬送方向に直交する支持体幅方向に沿った複数箇所の加熱領域を、それぞれに設定された上記加熱温度設定値に基づき個別に加熱し、
上記表面温度測定工程は、上記支持体幅方向に沿った上記塗膜の表面温度分布を測定し、
上記加熱温度制御工程は、測定された上記表面温度分布に応じて、上記加熱領域それぞれの上記加熱温度設定値を変更する塗膜硬化方法。
この塗膜硬化方法によれば、塗膜の表面温度が異なる場合に、加熱温度を補正することで塗膜の表面温度を均一にすることができ、これにより、支持体幅方向に均等な硬化度の塗膜が得られる。
(3) (2)記載の塗膜硬化方法であって、
上記加熱温度制御工程は、上記支持体幅方向の両端部における上記加熱領域に対して、他の加熱領域より高い上記加熱温度設定値に変更する塗膜硬化方法。
この塗膜硬化方法によれば、同伴エアの影響により酸素濃度が高い支持体の幅方向両端部に対し、この支持体幅方向両端部の加熱温度を高めることで、硬化度不足を解消でき、硬化度の均等性が高められる。
(4) (2)又は(3)記載の塗膜硬化方法であって、
上記加熱温度制御工程は、上記塗膜に電離放射線を出射する出射窓からの上記支持体幅方向距離に応じて、上記加熱温度設定値を変更する塗膜硬化方法。
この塗膜硬化方法によれば、支持体上の塗膜が、照射する電離放射線の強度分布に応じた加熱温度に加熱されることで、電離放射線の強度分布によらずに均等な硬化度となる。
(5) (4)記載の塗膜硬化方法であって、
上記加熱温度制御工程は、上記電離放射線の強度が相対的に高い領域に対しては上記加熱温度設定値を低くし、相対的に低い領域に対しては上記加熱温度設定値を高く変更する塗膜硬化方法。
この塗膜硬化方法によれば、電離放射線の強度に応じて加熱温度を変更することで、塗膜の硬化度を支持体幅方向で均等にできる。
(6) (1)乃至(5)のいずれか一項記載の塗膜硬化方法であって。
上記加熱工程は、上記加熱温度設定値に基づき温度制御された不活性ガスを上記塗膜に吹き付ける塗膜硬化方法。
この塗膜硬化方法によれば、加熱された不活性ガスを塗膜に吹き付けることにより、雰囲気中の酸素と塗膜中のラジカルとの反応を阻害しつつ均一に塗膜を加温させることができる。
(7) (6)記載の塗膜硬化方法であって、
上記不活性ガスが窒素ガスである塗膜硬化方法。
この塗膜硬化方法によれば、窒素ガスを用いることで装置構成が簡単化できる。また、電離放射線照射雰囲気中の酸素濃度を増減調整する際に、空気(空気中の酸素)との混合率を制御することで済み、酸素濃度の調整が容易になる。
(8) (1)乃至(7)のいずれか一項記載の塗膜硬化方法であって、
上記電離放射線は電子線である塗膜硬化方法。
この塗膜硬化方法によれば、非磁性塗布層に対する電離放射線のエネルギーが高いため、塗布速度を上げることができ、生産性が向上する。
(9) (1)乃至(8)のいずれか一項記載の塗膜硬化方法により硬化させた上記塗膜上に、磁性層を形成して磁気記録媒体を製造する磁気記録媒体製造方法。
この磁気記録媒体製造方法によれば、磁気記録媒体の非磁性層膜を、安定して均等な硬化度にすることができ、これにより、磁性層を高精度に平滑化でき、高品質の磁気記録媒体を製造できる。
(10) 電離放射線硬化性を有する樹脂が含まれる塗膜を帯状の支持体上に形成し、上記支持体を搬送しつつ電離放射線を照射して上記塗膜を硬化させる塗膜硬化装置であって、
上記塗膜を、設定された加熱温度設定値に基づき加熱する加熱部と、
電離放射線を上記塗膜に照射する電離放射線照射部と、
上記電離放射線の照射後における上記塗膜の表面温度を測定する表面温度測定部と、
測定された上記表面温度に応じて、上記加熱温度設定値を変更する加熱温度制御部と、を備える塗膜硬化装置。
この塗膜硬化装置によれば、酸素濃度や電離放射線の照射強度分布等の処理装置特有の影響を受けることなく、均等な硬化度の塗膜が高効率で得られる。
(11) (10)記載の塗膜硬化装置であって、
上記加熱部は、上記支持体の搬送方向に直交する支持体幅方向に沿った複数箇所に配置され、それぞれに設定された上記加熱温度設定値に基づき個別に加熱する分割加熱器を有し、
上記表面温度測定部は、上記支持体幅方向に沿った上記塗膜の表面温度分布を測定する温度センサを有し、
上記加熱温度制御部は、測定された上記表面温度分布に応じて、上記分割加熱器それぞれの上記加熱温度設定値を変更する塗膜硬化装置。
この塗膜硬化装置によれば、塗膜の表面温度が異なる場合に、加熱温度を補正することで塗膜の表面温度を均一にすることができ、これにより、支持体幅方向に均等な硬化度の塗膜が得られる。
(12) (11)記載の塗膜硬化装置であって、
上記表面温度測定部は、上記支持体幅方向の異なる位置で上記塗膜の表面温度を測定する複数の温度センサを有する塗膜硬化装置。
この塗膜硬化装置によれば、複数の温度センサを用いることで温度の測定精度が向上し、これにより塗膜の硬化度をより均等にできる。
(13) (12)記載の塗膜硬化装置であって、
上記複数の温度センサは、上記分割加熱器の上記支持体幅方向に対する各配置位置に対応して配置され、
上記加熱温度制御部は、上記分割加熱器それぞれの上記加熱温度設定値を、その分割加熱器に対して上記支持体幅方向で対応する位置に配置された上記温度センサによる表面温度測定結果に応じて変更する塗膜硬化装置。
この塗膜硬化装置によれば、各分割加熱器の加熱温度設定値を、支持体幅方向に対応する位置となる温度センサの表面温度測定結果に応じて変更することで、高い応答性で簡単に温度制御が行える。
(14) (12)又は(13)記載の塗膜硬化装置であって、
上記電離放射線照射部は、上記支持体幅方向に沿って、電離放射線が出射される複数の出射窓を有し、
上記出射窓の上記支持体幅方向の位置に対応して配置される上記分割加熱器を第1分割加熱器、上記第1分割加熱器同士の間に配置される上記分割加熱器を第2分割加熱器とした場合に、
上記加熱温度制御部は、上記第2分割加熱器に対する上記加熱温度設定値を、上記第1分割加熱器に対する上記加熱温度設定値より高くする塗膜硬化装置。
この塗膜硬化装置によれば、出射窓間の電離放射線照射強度の相対的に低い部分についても、この電離放射線強度の低い部分の加熱温度を高めることで硬化度不足を解消でき、硬化度の均等性が高められる。
(15) (11)乃至(14)のいずれか一項記載の塗膜硬化装置であって、
上記分割加熱器は、上記加熱温度設定値に基づいて不活性ガスを加熱するヒータと、上記ヒータにより加熱された不活性ガスを上記支持体に向けて噴射供給するノズルと、を有する塗膜硬化装置。
この塗膜硬化装置によれば、加熱された不活性ガスを塗膜に吹き付けることにより、雰囲気中の酸素と塗膜中のラジカルとの反応を阻害しつつ均一に塗膜を加温させることができる。
(16) (15)記載の塗膜硬化装置であって、
上記不活性ガスが窒素ガスである塗膜硬化装置。
この塗膜硬化装置によれば、窒素ガスを用いることで装置構成が簡単化できる。また、電離放射線照射雰囲気中の酸素濃度を調整する際に、空気(空気中の酸素)との混合率を制御することで済み、酸素濃度の調整が容易になる。
(17) (10)乃至(16)のいずれか一項記載の塗膜硬化装置であって、
上記電離放射線照射部は、電子線を照射する塗膜硬化装置。
この塗膜硬化装置によれば、非磁性塗布層に対する電離放射線のエネルギーが高いため、塗布速度を上げることができ、生産性が向上する。
(18) 上記(10)乃至(17)のいずれか一項記載の塗膜硬化装置と、
上記支持体上に上記塗膜を形成する塗膜形成部と、
硬化させた上記塗膜上に、磁性層を形成する磁性層形成部と、
を備える磁気記録媒体製造装置。
この磁気記録媒体製造装置によれば、磁気記録媒体の非磁性層膜を、安定して均等な硬化度にすることができ、これにより、磁性層を高精度に平滑化でき、高品質の磁気記録媒体を製造できる。
13 非磁性層
25 放射線照射部
31 ケーシング
47 スリットノズル
49 スリットノズル
51 フィラメント
52 電子線出射窓
53A,53B 酸素濃度調整ノズル
55 酸素濃度センサ
57 温度センサ
61 不活性ガス供給部
63A,63B,63C,63D ガス供給路
65A,65B,65C,65D ヒータ
71 制御部
100 製造装置
MT 磁気テープ
P 搬送方向
S 支持体幅方向
Claims (15)
- 電離放射線硬化性を有する樹脂が含まれる塗膜を帯状の支持体上に形成し、前記支持体を搬送しつつ電離放射線を照射して前記塗膜を硬化させる塗膜硬化方法であって、
前記支持体の搬送方向に直交する支持体幅方向に沿った複数箇所の加熱領域それぞれに、前記加熱領域毎に設定される加熱温度設定値に基づいて温度制御された不活性ガスを吹き付けて、前記加熱領域それぞれを個別に加熱する加熱工程と、
前記支持体の加熱後に、電離放射線を前記塗膜に照射する電離放射線照射工程と、
前記電離放射線の照射後に、前記支持体幅方向に沿った前記塗膜の表面温度分布を測定する表面温度測定工程と、
測定された前記表面温度分布に応じて、前記加熱領域毎に設定される前記加熱温度設定値を前記塗膜の表面温度が均一化されるように変更する加熱温度制御工程と、を含み、
前記加熱温度制御工程は、前記電離放射線の強度が相対的に高い加熱領域に対しては前記加熱温度設定値を低くし、相対的に低い加熱領域に対しては前記加熱温度設定値を高く変更する塗膜硬化方法。 - 請求項1記載の塗膜硬化方法であって、
前記加熱温度制御工程は、前記支持体幅方向の両端部における前記加熱領域に対して、他の加熱領域より高い前記加熱温度設定値に変更する塗膜硬化方法。 - 請求項1又は請求項2記載の塗膜硬化方法であって、
前記加熱温度制御工程は、前記塗膜に電離放射線を出射する出射窓からの前記支持体幅方向距離に応じて、前記加熱温度設定値を変更する塗膜硬化方法。 - 請求項1乃至請求項3のいずれ一項記載の塗膜硬化方法であって、
前記不活性ガスが窒素ガスである塗膜硬化方法。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項記載の塗膜硬化方法であって、
前記電離放射線は電子線である塗膜硬化方法。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項記載の塗膜硬化方法により硬化させた前記塗膜上に、磁性層を形成して磁気記録媒体を製造する磁気記録媒体製造方法。
- 電離放射線硬化性を有する樹脂が含まれる塗膜を帯状の支持体上に形成し、前記支持体を搬送しつつ電離放射線を照射して前記塗膜を硬化させる塗膜硬化装置であって、
前記支持体の搬送方向に直交する支持体幅方向に沿った複数箇所の加熱領域それぞれに、前記加熱領域毎に設定される加熱温度設定値に基づいて温度制御された不活性ガスを吹き付けて、前記加熱領域それぞれを個別に加熱する加熱部と、
電離放射線を前記塗膜に照射する電離放射線照射部と、
前記電離放射線の照射後における前記支持体幅方向に沿った前記塗膜の表面温度分布を測定する表面温度測定部と、
測定された前記表面温度分布に応じて、前記加熱領域毎に設定される前記加熱温度設定値を前記塗膜の表面温度が均一化されるように変更する加熱温度制御部と、を備え、
前記加熱温度制御部は、前記電離放射線の強度が相対的に高い加熱領域に対しては前記加熱温度設定値を低くし、相対的に低い加熱領域に対しては前記加熱温度設定値を高く変更する塗膜硬化装置。 - 請求項7記載の塗膜硬化装置であって、
前記加熱部は、前記支持体の搬送方向に直交する支持体幅方向に沿った複数箇所に配置されて互いに異なる前記加熱領域をそれぞれ個別に加熱し、前記加熱領域毎の前記加熱温度設定値がそれぞれに設定される複数の分割加熱器を有し、
前記加熱温度制御部は、測定された前記表面温度分布に応じて、前記分割加熱器それぞれの前記加熱温度設定値を変更する塗膜硬化装置。 - 請求項8記載の塗膜硬化装置であって、
前記表面温度測定部は、前記支持体幅方向の異なる位置で前記塗膜の表面温度を測定する複数の温度センサを有する塗膜硬化装置。 - 請求項9記載の塗膜硬化装置であって、
前記複数の温度センサは、前記分割加熱器の前記支持体幅方向に対する各配置位置に対応して配置され、
前記加熱温度制御部は、前記分割加熱器それぞれの前記加熱温度設定値を、当該分割加熱器に対して前記支持体幅方向で対応する位置に配置された前記温度センサによる表面温度測定結果に応じて変更する塗膜硬化装置。 - 請求項9又は請求項10記載の塗膜硬化装置であって、
前記電離放射線照射部は、前記支持体幅方向に沿って、電離放射線が出射される複数の出射窓を有し、
前記出射窓の前記支持体幅方向の位置に対応して配置される前記分割加熱器を第1分割加熱器、前記第1分割加熱器同士の間に配置される前記分割加熱器を第2分割加熱器とした場合に、
前記加熱温度制御部は、前記第2分割加熱器に対する前記加熱温度設定値を、前記第1分割加熱器に対する前記加熱温度設定値より高くする塗膜硬化装置。 - 請求項8乃至請求項11のいずれか一項記載の塗膜硬化装置であって、
前記分割加熱器は、前記加熱温度設定値に基づいて不活性ガスを加熱するヒータと、前記ヒータにより加熱された不活性ガスを前記支持体に向けて噴射供給するノズルと、を有する塗膜硬化装置。 - 請求項12記載の塗膜硬化装置であって、
前記不活性ガスが窒素ガスである塗膜硬化装置。 - 請求項7乃至請求項13のいずれか一項記載の塗膜硬化装置であって、
前記電離放射線照射部は、電子線を照射する塗膜硬化装置。 - 請求項7乃至請求項14のいずれか一項記載の塗膜硬化装置と、
前記支持体上に前記塗膜を形成する塗膜形成部と、
硬化させた前記塗膜上に、磁性層を形成する磁性層形成部と、を備える磁気記録媒体製造装置。
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