(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ−Ｃｕ−Ｎｂ−（Ｓｉ，Ｂ）系アモルファス薄帯を熱処理して得られる組織の少なくとも５０％以上が平均結晶粒径１００ｎｍ以下のナノ結晶組織である磁性薄帯に連続的にホットメルト剤付き樹脂フィルムを熱圧着する積層薄帯の製造装置であって、
磁性薄帯コイルから磁性薄帯を巻出す磁性薄帯巻出し機と、
ホットメルト剤付き樹脂フィルムを巻出す樹脂フィルム巻出し機と、
外周上で前記磁性薄帯とホットメルト剤付き樹脂フィルムとが重なり合う接着ロールと、
前記磁性薄帯に前記ホットメルト剤付き樹脂フィルムを熱圧着する熱圧着ロールと、
前記ホットメルト剤付き樹脂フィルムが熱圧着された磁性薄帯を巻取る巻取り機と、
を具備し、
前記接着ロールは該接着ロールを加熱するための加熱手段を具備し、
前記磁性薄帯巻出し機の軸受け部にベアリングが設けられ、前記磁性薄帯の巻き出し張力が、前記ベアリング抵抗と巻取り機の張力のみであり、
これらを、
前記磁性薄帯とホットメルト剤付き樹脂フィルムのそれぞれの接着ロール外周での接触開始位置が異なり、かつ前記磁性薄帯の磁性薄帯コイル外周上の巻出し位置と、前記磁性薄帯の接着ロールの接触開始位置との距離Ｌが０＜Ｌ≦２０ｍｍとなるよう配することを特徴とする積層薄帯の製造装置。
【請求項２】
前記距離Ｌが０＜Ｌ≦１０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の積層薄帯の製造装置。
【請求項３】
二つの前記ホットメルト剤付き樹脂フィルム巻出し機を具備し、前記接着ロール外周での磁性薄帯の接触開始位置の円周方向の前後二箇所に前記ホットメルト剤付き樹脂フィルムの接触開始位置が位置することを特徴とする請求項１または２に記載の積層薄帯の製造装置。
【請求項４】
前記磁性薄帯コイルを前記接着ロールの幅方向に複数具備することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の磁性薄帯の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アモルファスを熱処理して得られる磁性薄帯のハンドリング性を向上した積層薄帯の製造方法と製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
優れた磁気特性を有する磁性薄帯として、アモルファス材料やナノ結晶材料が知られている。代表的なアモルファス材料は、溶湯をロール表面で急冷し、厚さ５０μｍ以下のリボンとして得ることができる。このまま使用する場合も多いが、加熱処理を施し、磁気特性の向上を行う場合がある。
また、ナノ結晶材料は、たとえばＦｅ−Ｃｕ−Ｎｂ−（Ｓｉ，Ｂ）系のごときナノ結晶組織に調整可能な合金組成を有する溶湯を、上記アモルファス合金と同様にして急冷しアモルファスリボンを製造し、その後加熱処理により結晶組織に調整して得ることができる。ナノ結晶材料は、たとえば、特公平４−４３９３号に示されるような、組織の少なくとも５０％以上が平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶粒からなる材料である。
【０００３】
上述した熱処理を施したアモルファス材料あるいはナノ結晶材料の磁性薄帯は、急冷したままのアモルファス材料に比べて靱性が低下して、脆化する傾向がある。特に、熱処理により結晶化させてナノ結晶組織に調整すると脆化傾向は著しく、ハンドリング時に薄帯が容易に破断する問題がある。
上記のアモルファス材料あるいはナノ結晶材料の用途として、たとえば特公平５−１９１９６号等に記載されるセンサー材料や特開平１−２４１２００号等に記載されるシールド材料がある。このような用途において、脆化した状態の薄帯を用いることは、加工時および使用時のハンドリングにおいて割れ、欠け等を生じ問題となるため、通常は磁性薄帯の片面若しくは両面に樹脂を貼付することで複合し、積層薄帯としたものを使用することが多い。
【０００４】
磁性薄帯と樹脂とを複合して上記の積層薄帯とする場合、一般に樹脂の耐熱性は高くても３００℃程度しかなく、たとえば上述したナノ結晶材料への加熱処理のように４００℃を越える温度を適用する場合は、加熱処理の前に樹脂を予め貼付けたり被覆しておくことができず、従って熱処理後に複合し積層薄帯とすることが行われる。
従来、熱処理後の磁性薄帯と樹脂との複合は、例えば図４、図５に示すように、二つの接着ロールを用いて磁性薄帯と樹脂とを接着することで製造されている。また特開平１２−５１９３３号公報には図６に示すように磁性薄帯コイルに直接ローラ等を押付けて樹脂を貼付ける製造方法が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図４、図５に示す従来の方法では、磁性薄帯コイル７から巻出され接着ロール２と接触するまでの非拘束磁性薄帯４が長いため、アモルファス材料やナノ結晶材料のような不均質な脆性材料を取り扱う場合においては、磁性薄帯を装置にセットする段階で破断を生じる場合がある。
また、製造開始後も振動により図５に示すような捩れや、さらにひどい場合には蛇行を生じ、加えて非拘束磁性薄帯部分の重量が大きいため、非拘束磁性薄帯４の端部、すなわち磁性薄帯コイル１０または接着ロール２との接触開始部分の応力周中部１０で局所的に大きな応力を生じ易い。アモルファス薄帯などのような不均質な脆性材料では、特に脆化した部分が応力集中部１０となった場合に容易に磁性薄帯の破断を生じる。
【０００６】
上記の振動による捩れや蛇行は、非拘束磁性薄帯に引張り張力を付与した状態で磁性薄帯を巻出すことにより緩和することが出来るが、この場合には、常に一定の応力が端部に付加されており、やはり捩れを生じた場合には非拘束磁性薄帯の端部で局所的にその応力が集中する。
既述のように熱処理後の磁性薄帯は非常に脆いため、このように局所的に集中する応力により容易に破断を生じる。
【０００７】
これに対し図６に示す特開平１２−５１９３３号公報に記載の装置は、非拘束磁性薄帯に相当する部分が無いため上記のような捩れや蛇行による応力集中を生じ難く、それによる破断を生じ難い。
しかしながら、磁性薄帯コイルに圧着ロール９等を押付けて樹脂フィルム６を貼付けるため、磁性薄帯コイル７上に常時応力が発生している。そのため磁性薄帯の巻取りが均一でない部分等があると、その部分で応力集中を生じて局部的破断を生じ、必ずしも安定した方法とは言えない。また、樹脂フィルムの走行方向と磁性薄帯コイルの回転軸とが正確に直交していないと、わずかな角度のズレが積層を続けるにしたがい大きくなり、ついには磁性薄帯がコイル上で破断する問題を生じる。
本発明の目的は、上述した問題に鑑み、熱処理により脆化した磁性薄帯が破断することなく安定して樹脂と複合することが出来る磁性薄帯の製造方法および製造装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、脆化後の磁性薄帯であっても捩れや蛇行などの曲げに起因する応力集中を発生させず、かつ磁性薄帯が均一な弱い応力状態であれば破断が生じないことに着目し本発明に想到した。すなわち本発明は、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｎｂ−（Ｓｉ，Ｂ）系アモルファス薄帯を熱処理して得られる組織の少なくとも５０％以上が平均結晶粒径１００ｎｍ以下のナノ結晶組織である磁性薄帯に連続的にホットメルト剤付き樹脂フィルムを熱圧着する積層薄帯の製造装置であって、
磁性薄帯コイルから磁性薄帯を巻出す磁性薄帯巻出し機と、
ホットメルト剤付き樹脂フィルムを巻出す樹脂フィルム巻出し機と、
外周上で前記磁性薄帯とホットメルト剤付き樹脂フィルムとが重なり合う接着ロールと、
前記磁性薄帯に前記ホットメルト剤付き樹脂フィルムを熱圧着する熱圧着ロールと、
前記ホットメルト剤付き樹脂フィルムが熱圧着された磁性薄帯を巻取る巻取り機と、
を具備し、
前記接着ロールは該接着ロールを加熱するための加熱手段を具備し、
前記磁性薄帯巻出し機の軸受け部にベアリングが設けられ、前記磁性薄帯の巻き出し張力が、前記ベアリング抵抗と巻取り機の張力のみであり、
これらを、
前記磁性薄帯とホットメルト剤付き樹脂フィルムのそれぞれの接着ロール外周での接触開始位置が異なり、かつ前記磁性薄帯の磁性薄帯コイル外周上の巻出し位置と、前記磁性薄帯の接着ロールの接触開始位置との距離Ｌが０＜Ｌ≦２０ｍｍとなるよう配することを特徴とする積層薄帯の製造装置である。
【０００９】
上記本発明の製造方法は、以下の本発明の製造装置により好適に実施することが出来る。
すなわち、アモルファス薄帯を熱処理して得られる磁性薄帯に連続的に樹脂フィルムを貼付する積層薄帯の製造装置であって、
磁性薄帯コイルから磁性薄帯を巻出す磁性薄帯巻出し機と、
樹脂フィルムを巻出す樹脂フィルム巻出し機と、
外周上で前記磁性薄帯と樹脂フィルムとが重なり合う接着ロールとを具備し、
これらを、
前記磁性薄帯と樹脂フィルムのそれぞれの接着ロール外周での接触開始位置が異なり、
かつ前記磁性薄帯の磁性薄帯コイル外周上の巻出し位置と、前記磁性薄帯の接着ロール外周での接触開始位置との距離Ｌが０＜Ｌ≦２０ｍｍとなるよう配する積層薄帯の製造装置である。前記距離Ｌは０＜Ｌ≦１０ｍｍであることが好ましい。
【００１０】
上記装置であって、二つの樹脂フィルム巻出し機を具備し、接着ロール外周での磁性薄帯の接触開始位置の円周方向の前後二箇所に樹脂フィルムの接触開始位置が位置する装置により磁性薄帯の両面に樹脂フィルムを貼付することが出来る。
また、前記接着ロールは接着ロールを加熱するための加熱手段を具備することにより熱可塑性の接着樹脂を効率的に加熱することができ好ましい。さらに、前記接着ロールと協働して積層薄帯を圧着する圧着ロールを具備することで、気泡などの少ない健全な積層薄帯を製造することができ好ましい。
加えて、前記磁性薄帯コイルを前記接着ロールの幅方向に複数配置することにより磁性薄帯の帯幅以上の幅のシートを連続的に製造することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
上記のように本発明の積層薄帯の製造方法における重要な特徴は、磁性薄帯が、前記磁性薄帯コイルから巻出され前記接着ロールと接触するまでの非拘束磁性薄帯の長さLを０＜L≦２０（ｍｍ）、好ましくは０＜L≦１０（ｍｍ）とした点である。
以下本発明を一実施形態に基づいて説明する。図１は片面に接着剤がついた樹脂フィルム６を樹脂フィルム巻出し機１から巻出し、磁性薄帯を磁性薄帯巻出し機３に設置した磁性薄帯コイル７から巻出して、接着ロール２の外周上で接合して積層薄帯１１とする積層薄帯の製造装置の概略構成図である。図２は図１の磁性薄帯巻出し機３および接着ロール２を拡大した概略図である。
【００１２】
本発明で磁性薄帯コイル７から巻出され接着ロール２と接触するまでの非拘束磁性薄帯４の長さLを２０ｍｍ以下とするのは、２０ｍｍより大きくなると非拘束磁性薄帯４の捩れや蛇行を生じ破断を生じやすくなるからである。これに対し２０ｍｍ以下とすると、弱い張力で磁性薄帯の巻出しを行っても、大きな捩れや蛇行を生じることなく磁性薄帯が安定するからある。１０ｍｍ以下では特に安定する。その結果、非拘束磁性薄帯の端部での応力集中、破断を防止できる。
【００１３】
また、L＞０ｍｍ、すなわち磁性薄帯コイルと接着ロールの外周面とを非接触とするのは、接触させた場合磁性薄帯コイル７に接触ロール２を押付けることで生じる圧縮応力が破断の原因となるからである。
さらに非接触とすることで、磁性薄帯コイルから巻出された磁性薄帯は樹脂フィルムの走行方向に対する垂直方向の動きについて自由度を持ち、樹脂フィルムの走行方向と磁性薄帯コイルの回転軸とが正確に直交していない場合でも、自発的なズレの補正が可能であり、ズレを生じた後に積層を続けても破断を生じ難い。
なお、本発明で非拘束磁性薄帯の振動による捩れや蛇行の程度は、磁性薄帯の帯幅、帯厚にも影響されるが、上記本発明の製造方法は、磁性薄帯の帯幅が20〜100ｍｍ、帯厚が15〜30μｍの磁性薄帯に適用することが好ましい。
以上に説明したように本発明の方法により磁性薄帯が破断することなく安定して樹脂と複合することが出来る。
【００１４】
本発明の方法は、組織の少なくとも５０％以上が平均結晶粒径１００ｎｍ以下のナノ結晶組織を有するナノ結晶材料を用いて積層薄帯を製造するにおいて特に有効である。ナノ結晶材料は、アモルファス薄帯を熱処理した後の通常のアモルファス材料と比べても脆化が著しい。上記のように本発明の製造方法によれば磁性薄帯での応力集中を生じ難いため、脆化が著しく容易に破断を生じるナノ結晶材料を用いても製造中に破断を生じにくい。
【００１５】
次に、上記本発明の製造方法を実施するのに適する本発明の製造装置について同じく図１、図２に基づき説明する。
本発明の装置では、磁性薄帯の接着ロール外周での接触開始位置１２と樹脂フィルムの接着ロール外周での接触開始位置１３がそれぞれ異なり、かつ磁性薄帯の磁性薄帯コイル外周面の巻出し位置１４と、磁磁性薄帯の接着ロール外周での接触開始位置１２との距離Ｌ、すなわち積層薄帯製造時の非拘束磁性薄帯の長さLが０＜Ｌ≦２０ｍｍ、好ましくは０＜Ｌ≦１０ｍｍとなるよう磁性薄帯巻出し機３と、樹脂フィルム巻出し機１と、接着ロール２と、ガイドロール８を配する。
それぞれの接触開始位置１２、１３が異なるように各部を配することで、各部が干渉することなく磁性薄帯の磁性薄帯コイル外周面の巻出し位置１４と、磁磁性薄帯の接着ロール外周での接触開始位置１２とを近接させることが可能となる。これにより前記本発明の方法で説明したように、磁性薄帯が破断することなく安定して樹脂と複合することが出来る。
【００１６】
さらに、磁性薄帯と樹脂フィルムとの接着に、熱可塑性の樹脂を用いる場合等には接着ロールには該接着ロールを加熱するための加熱手段を具備することが好ましい。
図４に示す従来の装置では、磁性薄帯と樹脂フィルムとが実質的に線で接着ロールと接するに対し、図１に示す本発明の装置では磁性薄帯および樹脂フィルムがそれぞれ接着ロールと接触した後、積層薄帯を形成して離間するまで接着ロールの外周面と接触した状態を維持する。そのため接着ロール上で十分に磁性薄帯と樹脂フィルムを加熱でき、その結果、別途加熱機器を要することなく、良好な接合を有する積層薄帯を効率的に製造することが可能であり、また別途加熱機器を具備する場合のように装置全体が大型化することもない。
【００１７】
加えて本願発明は、圧着ロールを具備することが好ましい。図１に示すように磁性薄帯と樹脂フィルムを積層した後、圧着ロール９により適度に圧下することで密着が強固となり、さらに薄帯の接着界面に巻きこまれた気泡を外部へ排出することが出来る。
図１では樹脂フィルムのガイドロールの位置にガイドロールを兼ねる形で圧着ロール９を設けたが、それぞれ別個に設けても良い。また、本発明の装置では既述のように磁性薄帯および樹脂フィルムがそれぞれ接着ロールと接触した後、積層薄帯を形成して離間するまで接着ロールの外周面と接触した状態を維持するので、必要に応じて複数の圧着ロールを配することが可能であり、装置を大型化することなく密着をより強固とすることができる。
【００１８】
さらに、図３に示すように磁性薄帯コイル７を幅方向に複数配することにより幅広の積層薄帯を製造出来る。本発明の装置では接着ロール２上の任意の位置に磁性薄帯コイルを適宜配置することが可能であり、ロール幅以外に装置を大型化することなく磁性薄帯の帯幅以上の積層薄帯を製造することが出来る。図３では二つの磁性薄帯コイル７を配しているが、接着ロール外周上にスペースがあれば三つ以上の磁性薄帯コイルを配することも可能である。
【００１９】
上記、本発明の装置において樹脂フィルム巻出し機１には樹脂フィルムに張力を与えて走行を安定させるためブレーキを設け、巻取り機５も巻取り張力付加機構を設けることにより積層薄帯上のしわの発生を抑制でき好ましい。また非拘束磁性薄帯４に大きな張力が発生することを防止するため、磁性薄帯コイル巻出し機３の軸受け部にベアリングを設け、このベアリングの抵抗と巻取り機５の巻取り張力のみにより磁性薄帯を巻出すことが好ましい。
また、磁性薄帯コイルから磁性薄帯を巻出すに従いコイル径が減少し、その結果Ｌが大きくなるので、長尺の積層薄帯を製造する場合には磁性薄帯巻出し機の位置を制御し、Ｌを一定に保つための制御機構を具備することが好ましい。
【００２０】
なお、本発明において樹脂フィルムを貼付するとは、樹脂フィルムを接着、または熱圧着する事を意味する。
樹脂フィルムとしてはポリエチレンテレフタレート(PET)等のシートが適している。厚さは5〜500μmが望ましく、接着剤あるいはホットメルト剤により磁性薄帯に貼り付けられる。
具体的には、図１に示すように磁性薄帯の両方の面か、または片方の面のみに貼り付ける。また、片面に樹脂フィルム、もう一方の面に両面粘着テープおよび剥離紙を貼付することも出来る。
【００２１】
【実施例】
Fe76Cu1Nb2.5Si13.5B7(at%)なる組成で表１に示す幅、及び厚さのアモルファス薄帯を20m巻回してアモルファス薄帯コイルとした。これを熱処理温度５５０℃で１ｈ保持後冷却し、磁性薄帯コイルとした。熱処理後の磁性薄帯の組織を透過電子顕微鏡にて観察し、平均結晶粒径５０ｎｍ以下であることを確認した。
上記磁性薄帯と樹脂フィルムとを図３に記載の装置を用い、下記の条件で積層薄帯を製造し、破断頻度を下記方法で評価した。またその際の非拘束磁性薄帯の捩れ、蛇行の程度を目視により確認した。
【００２２】
製造条件
樹脂フィルム：ホットメルト剤付きポリエチレンテレフタレートフィルム
接着ロール直径：０．２ｍ
接着ロール周速：８０ｍｍ／ｓｅｃ
接着ロール表面温度：１５０℃
非拘束磁性薄帯の長さＬ：表２に記載
評価方法
破断頻度：各条件で３コイル分の磁性薄帯のすべてを積層薄帯とする間に生じた破断の回数
【００２３】
結果を表２に示す。薄帯の幅、厚さに殆ど依存せずＬが１０ｍｍ以下では破断を生じないのに対し、それ以上ではＬが大きくなるに従い破断を生じ、特に２０ｍｍより大きい場合に破断の頻度が高い。
また製造中の非拘束磁性薄帯の捩れ、蛇行の程度はＬが１０ｍｍ以下では捩れ、蛇行を生じず安定していたのに対し、それ以上では非拘束磁性薄帯の捩れが確認され、特にＬが３０ｍｍでは蛇行も確認された。
【００２４】
【表１】
0004775679.tif 000002
【００２５】
【表２】
0004775679.tif 000003
【００２６】
【発明の効果】
本発明の製造方法、及びそれを適用した製造装置により、熱処理により脆化した磁性薄帯が破断することなく安定して樹脂と複合することが可能で、製造コストの削減に大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す製造装置の概略構成図である。
【図２】磁性薄帯コイルと接着ロールとの近接部の拡大図である。
【図３】複数の磁性薄帯コイルを配した本発明の一実施例の斜視図である。
【図４】従来の積層薄帯の製造装置の概略構成図である。
【図５】従来の装置での応力集中発生部を示す斜視図である。
【図６】従来の積層薄帯の製造装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１  樹脂フィルム巻出し機、２  接着ロール、３  磁性薄帯巻出し機、４  非拘束磁性薄帯、５  巻取り機、６  樹脂フィルム、７  磁性薄帯コイル、８  ガイドロール、９  圧着ロール、１０  応力集中発生部、１１  積層薄帯、１２  磁性薄帯の接着ロール外周での接触開始位置、１３  樹脂フィルムの接着ロール外周での接触開始位置、１４  磁性薄帯の磁性薄帯コイル外周上の巻出し位置
【図１】
0004775679.tif 000004
【図２】
0004775679.tif 000005
【図３】
0004775679.tif 000006
【図４】
0004775679.tif 000007
【図５】
0004775679.tif 000008
【図６】
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