JPS5977286A - 被覆を乾燥する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は材料に設けられた薄い被膜を乾燥する分野、
更に具体的に云えば、感熱材料に設けられた薄い水性被
覆を、沸騰させることなく、且つ感熱材料又はそのきす
つき易い表面を変形又は損傷することなく、乾燥する方
法並びに手段に関する。

製品に沈積された薄い被覆を乾燥する過程では、幾つか
の問題がある。特に、製品に適用しようとする被覆は、
それを沈積する材料に対して不活性であるとか、この材
料と良好に結合するとか、被覆の液体ペースを蒸発する
過程で有害な蒸気が発生されることがないとか、乾燥過
程の間、この製品又はその表面が変形したシ歪んだシす
ることがないという様な成る重要な特性を持つ様に選ば
れるのが一般的である。生産量の多い方法では、「ぬれ
た」被覆の乾燥が、被覆の温度を高くして、被覆の乾燥
に要する時間を短縮する為に、加熱装置を設けることに
よって加速される。上に述べた杼な問題並びにこの問題
に対する解決策は、いろいろな種類の被覆された製品に
あてはまるが、この出願の背景並びに説明としては、主
に平坦な面に設けられｆｒ、、被覆の乾燥を取上げる。

然しこの発明の考えは、他のあらゆるａ類の材料、特に
感熱性の材料に設けられた被覆の乾燥に適用することが
出来る。

ビデオ・ディスクを製造する時、典型的にはディスクの
両半分（各半分をＩＸディスクと呼ぶ）を接着剤によっ
て結合する。両側を持つ（２Ｘ）ディスクは、ＩＸディ
スクの一方又は両方の内面に溶媒をベースとした接着剤
の軽い噴霧を適用し、次に中心孔を整合させる案内部を
持つ組立て板を用いて、２枚のＩＸディスクを組立てる
ことによって作る。この後、組立てたディスクは、プラ
テン・プレス又は回転プレスの何れかを用いて、圧着す
る。ディスクをこうして組立てた後、それらを縁側シ及
び掃除部位に送υ、ディスクの周縁を滑らかにして、再
生面をきれいにする。

２枚のＩＸビデオ・ディスクを結合する従来の方法並び
に手段の１例が、米国特許第４．３１．＆１９０号に記
載されている。この米国特許では、結合材料は、従来の
典型的なものであって、グツドイヤー１カンパニによっ
て製造されるプリオボンドである。プリオボンドはへブ
タンの様な脂肪族溶媒に対するネオプレンＡＨ形の安定
なコロイド状分散である。

ビデオ・ディスクを製造する時、接着剤噴霧を適ＩＴ１
シた直後に、ＩＸディスクを組立てることが出来る７条
、溶媒をベースとした接着剤が使われる。然し、溶媒を
ベースとした接着剤を使った結！１！、はいるいろある
。おそらくその内で最も重要なことは、成る溶媒をベー
スとした接着剤は、それで覆う物品の表面を侵食し、ビ
デオ・ディスクの場合、この接着剤の溶媒がレーザ用デ
ィスクのプラスチックの表面を汚染したり、或いはアル
ミニウム反射層をさえ汚染する惧れが大きいことである
。勿論、ビデオ−ディスクの情報担持面がこの様に侵食
されることは重大な事態であシ、強力な結合部を作るが
、被覆する製品の表面と化学的又は物理的に相互作用し
ない様な結合用接着剤を選択することが必要になる。溶
媒をベースとした接着剤を使った場合のこの他の欠点は
、水性の被覆の様な他の被覆に較べてコストが高く、有
害で健康に悪い蒸気生成物が生じ、接着剤を適用する間
もその後も、ディスク処理装置の部品に対する過剰な島
棄物の公害がおり、時間も金もか＼る清掃作業を必要と
することである。

溶媒をベースとした接着剤に代るものは、勿論、水をベ
ースとした接着剤であるが、この選択は、必要な乾燥時
間が長すぎる為に、当業者であれば直ちに拒絶されてし
まう。この欠点は、生産量の大きい場合には特に禁止的
である。

従って、従来、溶媒をベースとした被覆を使うことに伴
う上に列記した欠点を避け、水をベースとした被覆に対
する乾燥時間が長くなりすぎない様にした、被覆を適用
して乾燥する方法を開発する必要性があった。水をベー
スとした接着剤は木工（積層）過程で使われているが、
この場合は生産量の割合は小さく、基板は感熱性ではな
く、沸騰が問題にならないことがある。この様な場合、
接着剤は室温で何時間もの間、単に乾燥することが許さ
れ、被覆の乾燥を促進する為に赤外線灯を使うことが出
来るし、或いは被覆された基板は高温空気のオープンの
中に挿入してもよいし、或いはこの他の形で高温の移動
する空気の塊にＦ！川することが出来る。然し、従来、
ビデオ・ディスクのセ、゛！造に関係し−Ｃ１水をベー
スとした接着剤を使って、その利点を活かし、然も大量
生産にとって禁ＩＪ−，的な長い乾燥時間を避けるには
、どうすればよいかは判っていなかった。この発明はこ
の要望に応えるものである。

この発明は感熱材料に設けられた被覆を乾燥する改良さ
れた方法並びに手段を提供することによシ、上に述べた
従来の方法の欠点を克服する。被覆された感熱月料は放
射熱エネルギ及び比較内冷たい空気の交互の源にさらす
。各々の源に対する露出時間並びに夫々の源の加熱量及
び冷却量は、被覆を乾燥するのに必要な時間をかなり短
縮するのに十分なレベルに保ちながら、材料の温度上昇
はこの材料又はその表面を変形させ又は歪ませるにｉな
いレベルに制限する。

更に具体的に云うと、この発明では、影響を受は易い製
造過程（例えばビデオ・ディスクの製造過程）に水をベ
ースとした接着剤を使って、大量生産を行ない、溶媒を
ベースとした接着剤を使うことに伴う欠点を避けること
が出来る。

この発明の好ましい実施例では、放射熱エネルギの源は
、可視光よシも波長が長い、熱放射の１種、例えば赤外
線である。例えば、この熱源は、乾燥し得る基板の１平
方吋あたり６０乃至１６０ワツトのエネルギ・レベルを
発生する様に配置された高強度赤外線加熱管の様な多数
の加熱素子で構成することが出来る。これと交互に配置
される冷却源は、連続的に移動するコンベヤ・ベルト装
置に沿って、加熱源と交互の順序に用いられる冷たい空
気の送風機の様な冷却素子で構成することが出来る。加
熱量及び冷却量を適正に保つ為、熱源及び冷却空気源に
対する空気取込み量を調整し、駆動される送風機の速度
を変え、赤外線加熱素子に印加される電気エネルギ量を
制御する手段を設ける。典型的な構成では、この発明は
水性被覆、特に厚さ０．００２吋より厚い接着剤を、接
着剤の沸騰を伴わずに、且つ感熱材料又はきすつき易い
その表面の変形又は歪みを何等伴わずに、薄い熱可塑性
材料（ＰＭＭＡ又はＰＶＣ）の様な感熱性の基板に適用
してから１分未満の内に乾燥する様になっている。

放射熱エネルギ並びに移動する冷たい空気の部位を交互
に用いることにより、感熱基板と熱源並びに冷たい空気
源との間に配置された、被覆された材料にある被覆は、
外側の露出面に直接的に放射熱エネルギを受取り、熱が
直ちに被覆の厚さに滲透し始める。被覆を滲透してその
下にある基板に入るのを許せば、被覆は忽ち乾燥されて
有利であるが、感熱基板は非可逆的な損傷を受ける惧れ
がある。従って、所定の時間の間且つ所定のレベルで放
射エネルギにさらした後、冷たい空気の部位が予め設定
された時間の間並びに予め設定された冷却レベルでこの
表面を冷却し、その後火の放射熱源が再び被覆を加熱す
る様に作用し、次の冷却部位が再びそれを冷却する。こ
うして加熱及び冷却部位が循環的に作用する。

この発明のこの他の利点並びにその詳しい動作は、以下
図面について説明する所から明らかになろう。

この発明の好ましい実施例は、ＩＸビデオ・ディスクに
設けられた被覆を乾燥する場合であるが、この発明の考
えはこの他の被Ｃ電された物品にも同じ様に用いること
が出来、ビデオ・ディスクについてこの発明を使う場合
を説明したのは、例であって、この他の場合を除外する
ものではないことを承知されたい。

第１図は、ＩＸビデオ・ディスク２０部分的な断面図で
ある。ディスクは比較的厚いプラスチックの基板４と、
アルミニウム化反射層６と、プラスチック保膜層８と、
一番上の接着剤層１０とを持っている。これと同一の（
第１図に示したのとは逆さになった）１Ｘデイスクに結
合した時、両ｉ、Ｑｔｌ　’ｘ持つビデオ・ディスクが
得られる。これから説明するこの発明の実施例は、２Ｘ
の、即ち完成されたビデオ・ディスクに組立てる前　Ｉ
　Ｘディスクの上側層１０の乾燥に用いられる。

前に説明した様に、溶媒をベースとした接着剤の溶媒は
保護層８を滲透して、アルミニウム反射層６を侵食する
ことさえある。層６並びにそれに両液した基板４０面は
ビデオ・ディスクの情報相持面であるから、それが溶媒
によって汚染されることは重大な事態であシ、製品とし
て使いものにならなくなる。

これに対して、水をベースとした接着剤は、保ＲＭ８に
使われる様な大抵のプラスチック材料に対して全く不活
性であシ、この様な接着剤では、大量生産の場合に役立
つ様にする為に、乾燥時間を早めさえすればよい。

被覆１０を乾燥する為、被覆されたビデオ・ディスクが
第２図の乾燥装置２０の入口端２２に配置される。乾燥
装置２０は、複数個の支持脚２４、主要支持ばシ２６、
プレース２８、下側支持ばり３０、上側支持ばシ３２及
びアングル状支持体３４で構成された枠装置に支持され
ている。これから説明するこの発明の機能的な部品を支
持する任意の構成方法を用いることが出来、乾燥装置の
枠組の４７９成についてこれ以上詳しく説明しない。

装置２０の枠組に沿って、複数個の放射熱エネルギ源４
０が冷却空気の源４２と交互に配置されている。冷却空
気の源４２が、被覆された物品が冷却部位を通過する時
、この物品の上に強制的に室温の空気を送込む。被覆さ
れた材料はコンベヤ・ベルト集成体４４にのせて運ばれ
る。この組成体は、ローラ軸４８に回転自在に装着され
た１対のコンベヤ・ローラ４６を有する。穿孔金属コン
ベヤ・ベルト支持体５０が移動するコンベヤ・ベルト５
２を支持する。

コンベヤ・ベルト５２は、支持体５０の上面と同じ理由
で、穿孔することが好゛ましく、１／４吋メツシュのテ
フロンのベルト材料で作るのカ有利である。第２図に示
す例では、コンベヤ・ベルト５２の移動方向は矢印５３
で示されている。

１つの加熱源４０の側面図が、概略的に示した加熱室の
内部樽造と共に第２図に示されておシ、第２図の左から
見た同じ加熱源の図が第３図に示されている。各々の加
熱源４０は、加熱室６０と、相互接続用の立ち管煙道６
２と、送風機ノーウジング６４と、送風機の電動機６６
とで構Ｉ区される。

取込み空気が、格子７６及び調節自在の慎い板７０によ
って覆われた空気取込みポート６８から入る。

第３図に見られる様に、覆い板７０は調節自在であって
、取込みポートを途中まで覆い、こうして空気取込み量
を調整する調節自在の絞りとして作用する。覆い板７０
には、調節が済んだ後、それを送風機６４の面に固定す
る為の溝孔７２及び結合部材１４が設けられている。第
２図に下向きの矢印で示した、ポート６８を通過した空
気が、立ち管煙道６２を通シ、穿孔板６９を通って、赤
外線加熱管６５の平行な配置の間を通る。加熱室６０の
底面図が第４図に示されておシ、この図は、取付は条片
６１に沿って、細長い赤外線放射熱管６５を取付ける為
のソケット６３が相隔たっていることを示している。穿
孔板６９の孔６７が、板６９を通る空気を一様に且つ一
定の割合に分配する。

直径が約１２吋のビデオ・ディスクを乾燥する為、典型
的な熱源４０の加熱室６０は、コンベヤ・ベルトの横方
向に測定して１８吋である。各々の装置が６本の赤外線
管を持っておシ、６個の１群の管あたりの最大値は８０
００ワツトである。

ウェスチングツ１ウス社によって製造される一連の石英
赤外線管から適当な管を選択することが出来る。熱源４
０を通る空気の流れが、赤外線管の寿命を延ばすと共に
その動作の信頼性を高める為に、この赤外線管に対する
冷却空気を供給すると同時に、放射熱の他に、被覆され
た材料に対して幾分かの対流による加熱作用を持つ。上
に述べた様な種類の赤外線管６本を持つ加熱源４０では
、０．２５平方フイートの制限された開口を通る空気は
、約８フイート／秒で通過するのが最適であることが判
った。これは約１２００ＦＭに相当し、１／２０ＨＰ電
動機で実現することが出来る。第２図では、一連の交互
の加熱及び冷却部位が示されており、加熱源はＨｌ乃至
Ｉ（。で表わし、冷却源はＣ１乃至Ｃｎで示しである。

各々の冷却源４２はハウジング８０、送風機の電動機８
２及び空気ダクト８４で構成される。希望によっては、
各々の冷却源の下端に、第４図に示したのと同じ種類の
穿孔板６９を設けることが出来るが、勿論赤外線管は設
けない。）１ウジング８０の底部の開口は０．６３平方
フイ一ト程度であることか好ましく、送風機が約１８フ
イート／秒で空気を送る。これは約６８００ＦＭに相当
し、１／２０　ＨＰ電動機を用いて実現することが出来
る。

加熱源４０の場合と同じく、冷却空気源は、第５図に示
す様な取込み絞りを設けるのが有利である。冷却源４２
の空気取込み量を調整する為の調節は、加熱源の同じ作
用について述べた所と同等であり、第５図では、覆い板
８５、溝孔８１、結合部材８９、格子９１、空気取込み
ボート９３が示されているが、これらは前に加熱源につ
いて述べた対応する要素と同等の作用をする。

各々の加熱源で、被覆１０の上面が熱エネルギで照射さ
れ、被覆された物品には大きな温度勾配が生ずる。この
為、被覆１０を介してプラスチック層８への熱伝達が予
想される。然し、熱が被覆を介して成る大きな程度まで
物品に伝達される前に、被覆された物品が次の部位を通
過する。この部位は代って冷却部位である、即ち、冷却
空気源４２である。物品の上面に於ける温度勾配が、冷
却空気の作用によって直ちに下が９、前の熱源から照射
された熱の影響は、被覆１ｏの下にある物品の構造的な
部分に関する限シ、平均すると軽減される。

この後、冷却された物品が次の加熱部位、即ちＨ２で示
した熱源４０の下を通過して、その影響を受け、被覆１
０の上面が、前に述べたのと同じく、再び熱エネルギで
照射される。各々の熱源４ｏを出た後、大きな温度勾配
が設定され、被覆１ｏに対する乾燥作用が働く。然し、
この熱が被覆された物品の本体に伝達される前に、次の
冷却部位が本体全体の温度を下げる様に作用して、放射
熱が被覆された物品の内側層に対して持つ劣化作用を消
滅させる。ビデオ・ディスクを製造する時、加熱並びに
冷却部位の対の最適数は６でちること、即ち６個の加熱
源を６個の冷却源と交互にするのがよいことが判った。

物品がさらされる最初の源は加熱源である。この過程全
体を通じて熱が蓄積されるが、物品の変形又は歪みが起
る温度よシは十分低く抑えられている為、物品（例えば
ビデオ・ディスク）を大体室温又は処理温度まで戻す為
、乾燥装置の出口端２３に追加の冷却装置Ｃｆ、が設け
られている。

各々の加熱源及び冷却源に横方向に伸びるブラケット８
１を設けることが出来る。このブラケットはボルト８３
　（第２図）によって上側支持レール２６に固定するこ
とが出来るが、勿論、この他の確実な取付は装置も使え
る。

以上、交互の放射熱エネルギ源と冷却空気源とが、大量
生産の条件に見合って、溶媒をベースとした接着剤に伴
う欠点を伴わずに、水性被覆の乾燥速度を早めることが
出来る様にした独特な乾燥装置を効果的に利用した方法
並びに装置を説明した。図面には示さなかったが、装置
２０に対する全体的なハウジングの形で、適当な排気装
置を設けることが出来る。その空気排出容量は、複数個
の加熱源及び冷却源を通る空気流量の和に等しくする。

更に、この装置を水性接着剤で被覆されたＩＸビデオ・
ディスクの様なきすつき易い物品に使う時、接着剤層の
上面にあたる空気の清浄さが何よりも重要である。従っ
て、各々の熱源及び冷却空気源に供給される取込み空気
は、公知の種類並びに設計の適当なｒ過器モジュールで
ｆ遇することが出来る。１ｘ被覆デイスクを調整する過
程で使われる接着剤の１例は、水をベースとした接触接
着剤であるナショナル・アドヒーセブス社のパネルマス
ター７２−６６２７と呼ぶ製品である。

ＩＸビデオ・ディスクに設けた接着剤被覆を乾燥する典
型的な装置では、ディスクは、一連の高強度赤外線実験
室用乾燥装置の下を１２フイ一ト／分の速度で、１／４
吋メツシュのベルト５２にのせて自動的に通過させ、交
互に配置された送風機４２から段間冷却を行なう。シュ
ポン社のｗ色染料を接着剤に添加して、赤外線を一層よ
く吸収させ、接着剤を乾燥するのが、ディスクの基板を
加熱しない様にすることが出来る。

この発明を好ましい実施例について具体的に図示し且つ
説明したが、当業者でちれば、この発明の範囲内で種々
の変更が可能であることは云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の考えによって乾燥する薄い被覆を持
つＩＸディスクの部分断面図、第２図はこの発明の交互
の加熱部位及び冷却部位の側面図、第３図は第２図に示
した装置の端面図、第４図は第２図に示した１つの熱源
の底面図、第５図は第２図に示した１つの冷却空気源の
取込み側の図である。 主な符号の説明 １０・・・被覆　４０・・・放射熱源　４２・・・冷却
空気源 ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）被覆された感熱材料を放射熱エネルギ及び比較内冷
   たい空気の交代的な源にさらし、各々の源に対する露出
   時間並びに夫々の源の加熱量及び冷却量は前記被覆を乾
   燥するのに要する時間をかなシ短縮するのに十分なレベ
   ルに保ちながら、前記材料の温度上昇を、その表面を含
   む前記材料を変形させ又は歪ませるに至らないレベルに
   制限する工程から成る方法。 ２、特許請求の範囲１）に記載した方法に於て、前記さ
   らす工程の間、前記被覆が感染材料と源の間に来る様に
   前記被覆した材料を位置ぎめする工程を含む方法。 ３）特許請求の範囲１）に記載した方法に於て、前記さ
   らす工程で、冷たい空気は、被覆された材料に対する熱
   の滲透の深さを制限する為に、前記放射熱エネルギの源
   に露出した後に、前記被覆された感熱材料を冷却する様
   に作用する方法。 ４）特許請求の範囲３）に記載した方法に於て、前記放
   射熱エネルギが直接放射によって被覆を加熱する様に作
   用する方法。 ５）特許請求の範囲４）に記載した方法に於て、被覆さ
   れた感熱材料が被覆と感熱材料の間に熱反射層を持ち、
   前記放射熱エネルギが前記反射層によって被覆に反射さ
   れｆｒ−’）ｎ射熱エネルギによって更に間接的に被覆
   を加熱する様に作用する方法。 ６）特許請求の範囲４）に記載した方法に於て、前記被
   覆が放射熱エネルギの波長を吸収する着色染料を含み、
   前記放射熱エネルギが前記被覆による吸収が一層大きい
   ことによって、前記被覆を加熱する様に作用する方法。 ７）％許請求の範囲１）に記載した方法に於て、前記放
   射熱の源が可視光よシも波長の長い熱放射の内の１つで
   ある方法。 ８）特許請求の範囲７）に記載した方法に於て、前記熱
   放射が赤外線である方法。 ９）％許請求の範囲１）に記載した方法に於て、前記さ
   らす工程が、放射熱並びに冷たい空気の移動の、互いに
   接近した一連の交互の部位を設け、被覆された材料を一
   定の速度で１つの部位から次の部位へ直列に通すことを
   含む方法。 １０）特許請求の範囲９）に記載した方法に於て、前記
   さらす工程が、前記一連の部位の終シに冷たい空気の移
   動の末端領域を設け、該末端領域の露出時間並びにその
   冷却量は、被覆された材料の温度を大体室温にする程度
   に保つことを含む方法。 １１）％許請求の範囲１０）に記載した方法に於て、前
   記末端領域が２つの冷たい空気の部位を設けることによ
   って構成されている方法。 １２、特許請求の範囲１）に記載した方法に於て、前記
   被覆された材料が板状であシ、前記さらす工程が、前記
   被覆された材料を６０乃至１６０ワット／平方吋まで前
   記放射熱の源に露出することを含む方法。 １３）感熱材料に設けられた被覆を乾燥する装置に於て
   、放射熱エネルギの複数個の源と、比較的冷たい空気の
   秋数個の源と、前記放射熱エネルギの源及び比較的冷た
   い空気の源が交互になる様な配置に前記熱及び冷たい空
   気の源を取付ける手段と、各々の源に対する露出時間並
   びに夫々の源の熱量並びに冷却量を、前記被覆を乾燥す
   るのに必要な時間をかなり短縮するのに十分なレベルに
   保ちながら、前記材料の温度上昇をその表面を含む該材
   料を変形させ又は歪ませるに至らないレベルに制限する
   手段とを有する装置。 １４）特許請求の範囲１３）に記載した装置に於て、前
   記源は、前記被覆が感熱材料と源の間に来る様に、被覆
   された材料に対して位置ぎめされている装置。 １５）特許請求の範囲１３）に記載し／こ装置に於て、
   前記放射熱エネルギの源が、可視光よシも波長の長い熱
   放射の源である装置。 １６）特許請求の範囲１５）に記載した装置に於て、各
   々の放射熱エネルギの源が複数個の平行に取付けられた
   赤外線加熱管で構成される装置。 １７）　％許請求の範囲１３）に記載し′ｆｃ装置に於
   て、冷たい空気の各々の源が電動機によって駆動されＺ
   ）送Ｊｆｊ１機であって、該送風機は被覆された材料に
   対し、て一様な定常的な割合で冷却空気を分布させＺ］
   為に芽孔空気出口板を持っている装置。 １８）特許請求の範囲１７）に記載した装置に於て、前
   記露出時間と加熱量及び冷却量を保つ手段が、前圧面た
   い空気の源に対する空気取込み量を制御する空気取込み
   絞り手段と、前記送風機の空気送出し７流［ｔを制御す
   る。前記電動機によって駆動される送風機に対する可変
   速度制御手段とを含んでいる装置。 １９）特許請求の範囲１６）に記載し７た装置に於て、
   前記保つ手段が、前記赤外線管に印加される電気エネル
   ギ量を制御する電力制御手段を含み、こうして被覆され
   た材料に達する熱量を制御する装置。 ２、特許請求の範囲１３）に記載した装置に於て、放ｆ
   １３熱エネルギ及び冷ブζい空気の移動の一連の交互の
   部位を構成する様に、互いに接近して前記交互の源を取
   付ける手段と、前記交互の源を一定の速度で通り越す通
   路に沿って前記被覆された材料を連ぶコンベヤ手段とを
   有する装置。 ２、特許請求の範囲２０）に記載した装置に於て、前記
   一連の部位の端に冷たい空気の移動の末端領域を設け、
   該末端領域は２つの冷たい空気の部位で構成されている
   装置。 ２、特許請求の範囲１７）に記載した装置に於て、冷た
   い空気の各々の源が、被覆された材料に達する冷たい空
   気から汚染物を除去する為の突気流入ｆ過器を含んでい
   る装置。 ２、特許請求の範囲２０）に記載した装置に於て、前記
   コンベヤ手段が、冷たい空気がその中を通過して被覆さ
   れた材料の下側に循環して、被覆された材料の下側を冷
   却することが出来る様にした網目コンベヤ・ベルトを含
   んでいる装置。