(57)【要約】    【課題】  本発明は、基板、特に、溶剤中に溶解された染料で被覆されたCD-R基板または記録可能なDVD片面１層記録基板を乾燥するための方法およびデバイスを提供する。    【解決手段】  被覆された基板は、赤外線範囲にある電磁波で放射される。基板の被覆面は、約１．３μｍと１．７μｍとの間の波長に最大強度を有している短波長の赤外線範囲での放射線で放射される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶剤に溶解された物質で被覆された基板を、電磁波（electromagnetic radiation）を備えた放射によって乾燥するための方法であって、基板材料および／または溶剤および／または溶解された物質がこの波長で比較的高い吸収係数を有するように電磁波の波長が選択されていることを特徴とする方法。
【請求項２】
溶解された物質が染料であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
基板の被覆された面が放射線にさらされることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
溶解された物質が有機組成物であることを特徴とする、請求項１、２または３に記載の方法。
【請求項５】
溶解された物質が有機色素であることを特徴とする、請求項１、２、３または４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
基板材料がポリカーボネートまたは紫外線硬化ポリマーであることを特徴とする、請求項１、２、３、４または５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
基板が、CD-R基板、DVD片面１層記録基板（semi-substrate）、DVD Rの片面２層記録基板（dual layer semi-substrate）、または、ブルーレイ（Blu-Ray）で記録可能なまたはHD DVD（High Definition DVD）で記録可能な片面１層記録基板（semi-substrate）であることを特徴とする、請求項１、２、３、４、５または６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
放射線が短波長の赤外線範囲に存することを特徴とする、請求項１、２、３、４、５、６または７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
放射線が1μｍと２μｍとの間の波長で最大強度を有することを特徴とする、請求項１、２、３、４、５、６、７または８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
放射線が１．３μｍと１．７μｍとの間の波長で最大強度を有することを特徴とする、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
溶剤に溶解された物質で被覆された基板を、乾燥するためのデバイスであって、該物質に放射するための放射源を備え、
基板材料および／または溶剤および／または溶解された物質がこの波長で比較的高い吸収係数を有するように放射波長が選択されていることを特徴とするデバイス。
【請求項１２】
溶解された物質が染料であることを特徴とする、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
放射源が短波長の赤外線範囲にある赤外線を放射することを特徴とする、請求項１１または１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
放射源の最大スペクトル放射が、１．３μｍと１．７μｍとの間の波長に存することを特徴とする、請求項１１、１２または１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
放射源の最大スペクトル放射が１．５μｍの波長に存することを特徴とする、請求項１１、１２、１３または１４のいずれか一つに記載のデバイス。
【請求項１６】
供給位置と取り出し位置との間に連続的に配置されたものと、連続的なコース上にある基板を放射するための放射源とを備えることを特徴とする、請求項１１、１２、１３、１４または１５のいずれか一つに記載のデバイス。
【請求項１７】
連続的なコースが円環状または直線であることを特徴とする、請求項１６に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆された、特に、染料の被覆された基板を乾燥するための方法およびデバイスに関する。本発明は、特に、例えば、有機的な物質、特に染料で被覆された、CD-R基板またはDVD片面１層記録基板（semi-substrate）から、溶剤残留物を除去する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
単に書き込み可能な光学データ記憶媒体、例えば、CD-R又は記録可能なDVD（DVD recordables）の製造の間に、ポリカーボネートまたは紫外線硬化ポリマーから通常なる基板は、有機色素でコートティングされている必要がある。有機溶媒に溶解された染料のような物質は、回転コーティングプロセス(つまりスピンコーティング)で基板に塗布される。次に、被覆された基板は乾燥されなければならない、つまり、溶剤が除去されなければならない。異なった物質(例えば染料)に加えて複数の異なった溶剤も用いられるので、被覆された基板はそれらの物理的性質と無関係に乾燥されなければならない。
【０００３】
用いられる溶剤に依存して、溶剤を含むとともにポリカーボネート基板に位置する有機色素層は、おおよそ60℃と100℃との間の温度で加熱されなければならない。この加熱によって、溶剤分子が十分に動くことができるので、溶剤分子は、揮発性物質が蒸発する染料層の表面へ拡散する。この蒸発は、周囲温度を上げることによってさらに促進される。被覆された物質は完全に乾燥されなければならない。つまり、残存する溶剤残留物が完成したCD-Rまたは記録可能なDVDの品質に負の影響を与えるので、溶剤は完全に除去されなければならない。
【０００４】
熱風加熱器は、染料の被覆された基板を乾燥するための既知の方法で用いられる。乾燥される基板は、空気と基板との間の接触面での伝熱によって熱を奪い去る。空気とポリカーボネート基板または染料層との間のエネルギー伝達のこの非効率なやり方では、乾燥プロセスは、用いられる染料に依存して10〜20分かかる。乾燥されるべき染料層に加えて、ポリカーボネート基板全体が、このプロセスの間に加熱される。ポリカーボネート基材が軟化して、その結果、基板が機械的に半径方向および軸方向に変形できることは、この加熱プロセスの望ましくない副作用である。長いプロセス期間と組み合わされると、材料の軟化によって重力の強い影響を受け、その結果、基板が湾曲する。この有害な影響を打ち消すための機械的な支持は、熱風の流れに影響を及ぼして均一な加熱に影響してはならないので、限られた程度で用いられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、被覆された、特に染料の被覆された基板を乾燥するための改善された方法および改善されたデバイスを提供することが、本発明の目的である。特に、本発明の方法は、乾燥プロセスの間での基板変形を低減するかまたは完全に回避することを目的とする。さらに、乾燥プロセスに必要な時間を低減することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これらの目的は、請求項に記載された特徴によって達成される。
【０００７】
本発明は、溶剤(例えば染料)に溶解された物質で被覆された基板を乾燥するために、つまり、基板に塗布された層に含まれた溶剤を除去するために、赤外線範囲にあって、基板材料が、放射線を吸収する、つまり、できるだけ大きな吸収係数を有している波長範囲にある電磁波を用いるという根本概念から出発している。本発明の方法では、CDおよびDVD基板が作られているポリカーボネートがこの範囲で吸収帯を有するので、基板の被覆面は、好ましくは、短波長の赤外線範囲にあって、約１μｍと２μｍとの間、好ましくは１．３μｍと１．７μｍとの間の波長で最大強度を有している放射線で放射される。
【発明の効果】
【０００８】
被覆された基板を乾燥するために熱風加熱器を用いる従来方式と比較して、本発明は、基板へのエネルギー入力の仕方、つまり基板加熱の方法が異なった原理に基づくものである。放射されたフォトン（photon）は、写真物理的なプロセスによりポリカーボネート基板に吸収される。その結果、材料の分子のコンポーネントは励起して振動する。光子エネルギーの機械的振動エネルギーへの変換は、材料の加熱をもたらす。例えば、短波長の赤外線範囲にあるフォトンを放射する赤外線発光体（infrared radiator）は、フォトン源として用いられる。用いられる赤外線発光体のスペクトル発光（spectral emission）の最大は、約1.3μｍと1.7μｍとの間の波長に存する。この範囲は、ポリカーボネートの厳密に規定された吸収帯に相当する。それは約1.5μｍに存する。したがって、言及した波長範囲では、放射されたエネルギーの６０％以上はポリカーボネートに吸収されるが、この波長帯（window）の外では、吸収が本質的に存在しない。
【０００９】
写真物理的なプロセスがほんの一瞬で起こるとともに、放射された電磁波エネルギーが振動励起で熱エネルギーに直接変換されるので、基板を加熱するために必要な時間は、本発明の方法により著しく低減されて、約10秒の範囲にある。
【００１０】
本発明に係る方法の結果として、乾燥プロセスに必要な時間は、既知の方法に対して相当に低減され、使用した染料に依存して、約10〜20秒の間にある。更に、赤外線が基板の放射された側の表面に近い領域でだけ吸収されるので、その結果、基板はこれらの領域だけで加熱され、ポリカーボネート基板の機械的安定性は、乾燥プロセスの間、維持される。
【００１１】
溶剤を含んでいる塗布層(つまり染料層)は、ポリカーボネート硫酸塩を通じた熱消費によって加熱される。塗布層の厚さが約100nmだけであるので、塗布層は数秒以内で完全に加熱される。用いられた物質(つまり染料と溶剤)やそれの量に依存して、乾燥プロセス全体に必要な時間は、10〜20秒である。低減された工程所要時間および、赤外線が吸収されて材料の加熱が放射された側の表面近くで起こるという事実により、ポリカーボネート基板が完全に軟化して基板が重力の影響で曲げられるということは、回避される。
【００１２】
コーティング（すなわち溶剤）及び／または溶解された物質（例えば染料）が比較的高い吸収係数を有するように赤外線のスペクトル放射の最大値を選択することができる。この場合、塗布層は、基板を介して加熱されるのではなく直接に加熱される。
【００１３】
本発明の方法に従って実効的なエネルギーを入力することを用いることによって、乾燥プロセスの期間は数分から数秒に低減される。CD-R又は記録可能なDVDのための少なくとも連続又はインラインでの生産プラントに本発明に係る赤外線を使用することによって、スペースと工程所要時間とを節約する乾燥プロセスを実現することができる。表面だけが加熱されるので、基板の機械的安定性は維持され、その結果、反りが発生しないし、更に、乾燥プロセスの後に基板は迅速に冷える。したがって、かかる単に書き込み可能なメディアの製造の間にさらなる工程ステップを実行することが容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明は、図面を参照しながら、より詳細に説明されるであろう。
【００１５】
例えば、本発明に係る乾燥デバイスは、連続的なプラントとして構成することができる。図１および２に示された実施形態は、基板が円環状のコース上で移動する連続的なプラントである。例えば、基板は、CD-R基板またはDVD片面１層記録基板（semi-substrate）、またはDVD Rの片面２層記録基板（dual layer semi-substrate）、または、ブルーレイ（Blu-Ray）で記録可能なまたはHD DVD（High Definition DVD）で記録可能な片面１層記録基板（semi-substrate）である。この実施形態では、デバイスのハウジング1は、円筒状であり、それに対して同軸であるようにベースプレート2上に配置される。
【００１６】
ベースプレート2の上には、駆動モーター4によって回転する回転割出テーブル（rotary indexing table）3の形をした円板がある。図２によれば、この駆動モーター4は、デバイス・シリンダに関してほぼ同軸でベースプレート2上に配置され、矢Bの方向に回転割出テーブル3を作動させる。それが徐々に且つ同期して作動して、供給位置9で基板が供給され、同期して、乾燥された基板が取り出し位置10で取り出される。
【００１７】
回転割出テーブル3の円形のコースにおいては、乾燥されるべき基板(不図示)が配置される複数の支持体5が配置されている。特に、これらの円形基板、内方支持体5bによってそれらの中心が支持され、外方支持体5aによってそれらの外縁が支持される。つまり、これらの基板のわずかな部分だけが、支持デバイスと接触する。その結果、乾燥効果への影響は、できるだけ少なくなる。チャンバー・シート8(それらの面はデバイスの軸Aと交わる)は、それぞれの乾燥位置を分離するために近隣の支持体の間に配置される。
【００１８】
複数個の基板が、円環状に配置された基板支持体5、5a、5b上に軸方向に配置されており、例えばIR発光体のような光源（放射源）7aのための把持手段6を備える円環状の光源（放射源）7が、それに対して同軸で配置される。
【００１９】
図１は、以下のことを模式的に図示している。すなわち、乾燥されるべき基板は、搬送デバイス(不図示)によって供給位置9に位置決めされる。基板を備える回転割出テーブル3が回転して、乾燥プロセスが終了した後に、乾燥された基板は、搬送デバイス(不図示)によって取り出し位置10で基板支持体から取り出される。そして、所望のように処理される。
【００２０】
本発明に係る乾燥デバイスは、好ましくは、光学式データ記憶媒体を製造するためのプラントにおいて用いられる。本発明の記載された概念によって、このプラントでの本質的な変更を必要とすることなく、光学式データ記憶媒体用の既存の従来の製造プラントにおいて使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る乾燥ステーションの斜視図を示す。
【図２】本発明の乾燥ステーションの軸方向断面の斜視図を示す。
【符号の説明】
【００２２】
１  ハウジング
２  ベースプレート
３  回転割出テーブル（rotary indexing table）
４  駆動モーター
５  支持体（support arrangement）
５ａ  外方支持体
５ｂ  内方支持体
６  把持手段
７  光源（radiation source arrangement）
７ａ  光源（radiation source）
８  チャンバー・シート
９  供給位置
１０  取り出し位置
【図１】
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【図２】
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