用在涂覆装置中的涂杆及其制造方法制造方法及图纸

一种用在涂覆装置中的涂杆，其用于向连续运行着的物体上涂覆涂覆液，并包括圆柱状基质材料和形成在基质材料圆周表面上的耐磨镀层。如果镀层与物体之间的磨擦系数以μ表示，镀层的维氏硬度以Ｈｖ表示，基质材料的热膨胀系数以α↓［１］×１０↑［－６］／℃表示，镀层的热膨胀系数以α↓［２］×１０↑［－６］／℃表示，镀层的薄膜厚度以ｔμｍ表示，则μ和Ｈｖ满足一个预定的关系表达式，和／或α↓［１］、α↓［２］和ｔ满足另一预定的关系表达式。具体地讲，Ｈｖ＞１５００×μ↑［２］＋１２００和／或｜α↓［１］－α↓［２］｜＜３／（ｔ－４）＋７。本发明专利技术还提供了一种制造用在涂覆装置中的涂杆的方法，其中耐磨镀层被形成在圆柱状基质材料的圆周表面上。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用在涂覆装置中的涂杆，涂杆表面上形成有耐磨镀层，还涉及这种涂杆的制造方法，具体地讲，本专利技术涉及一种适于在被涂覆物体例如连续运行的带材上涂覆涂覆液的涂覆装置涂杆，以及这种涂杆的制造方法。
技术介绍
作为一种广泛采用的处理方法，在制作感光材料、光刻处理材料、磁记录材料、记录纸材料、感光平印版或类似物时，由薄金属、纸、薄膜或类似材料制成的片状或带状被涂覆物体(被涂覆基片)沿纵向连续运行，同时其一侧被涂覆上涂覆液(感光液)。在很多情况下，在实施涂覆时，涂覆装置中的涂杆(涂棒)被带到与被涂覆物体的表面相接触的地方，而且在涂杆旋转的同时，涂覆液施加到图杆的表面上，以实现涂覆。这种涂覆方法称为杆式涂覆方法。例如，如图8所示，在现有技术的涂覆装置涂杆40(以下简称作涂杆40)中，槽48大致沿着圆周方向形成在表面中，耐磨性镀层44通过表面重整处理而形成在圆柱形基质材料44上。镀层44的形成可以通过多种方法实现，例如电镀、物理蒸镀和化学蒸镀等。对于现有技术中的涂覆装置涂杆，需要解决的第一个问题是，在涂杆40用于实施高速涂覆的情况下(特别是在高速涂覆阳极电镀的铝带材的情况下)，形成在涂杆40上的凸出部分46会在短时间内磨损。在凸出部分46以这种方式在短时间内磨损后，形成在涂杆40上的槽40会变浅，因而被涂覆物体例如带材上被涂覆的涂覆液量的调节精度将下降。其结果是，需要频繁更换涂杆40。为了在将涂覆液涂覆在带材的步骤中提高生产率并节约能量，上述问题是必须解决的严重问题。即是使没有形成槽的涂覆装置涂杆，其镀层也容易局部磨损，从而产生相同的问题。对于这种问题所采取的解决措施的一些例子公开于日本专利申请公开文献(JP-A)No.2001-901、2000-343012、2000-354808、2000-334349和04-048956中。顺便说一下，为了提高涂杆表面的耐磨性能，可以采用同时考虑涂杆44的硬度和涂杆44与带材(被涂覆物体)W之间磨擦系数的措施。然而，上述公开物中均未描述过考虑这两点因素。为了形成耐磨镀层44，优选采用离子镀方法。然而，尚没有出版物中公开过应当采用哪种离子镀方法用于形成镀层。在各种离子镀方法中，如果薄膜是利用空心阴极离子镀方式形成的，则可以在较宽的区域内形成均匀且良好的镀层。这样的例子公开于JP-A No.55-100975、1-240646、5-25617和8-100254中。然而，这些出版物中均没有考虑过将这些例子应用于涂覆装置涂杆中。对于现有技术的任何涂覆装置涂杆而言，需要解决的第二个问题是，在较大的剪应力或常规应力施加在涂杆上时，镀层容易破裂或从基质材料上剥落。造成这个问题的主要原因是产生在镀层中的残余应力较大。残余应力是因基质材料与镀层之间的热膨胀系数差异而引起的。这一问题不但会出现在沿圆周方向在表面上设有槽的涂覆装置涂杆中，也会出现在没有设置槽的涂覆装置涂杆中。针对这一问题而提出的解决措施公开于JP-A No.2001-901、2000-343012、2000-354808和2000-334349中。顺便说一下，为了防止涂覆装置镀层破裂，可以采用同时考虑薄膜厚度和镀层与基质材料之间热膨胀系数差值的措施。然而，上述公开物中均没有描述过考虑这两点因素。对于现有技术的任何涂覆装置涂杆而言，需要解决的第三个问题是，在形成镀层时，会在镀层中产生非常小的裂纹(裂口)。这是因镀层与基质材料之间的较大热膨胀系数差值而造成的。产生裂纹，会严重影响到制作涂覆装置涂杆时的生产率的提高。这一问题不但会出现在沿圆周方向在表面上设有槽的涂覆装置涂杆中，也会出现在没有设置槽的涂覆装置涂杆中。作为解决这一问题的措施，一些在基质材料与镀层之间形成中间层的例子公开于JP-A No.6-64087和2000-354808中。然而，在这些出版物中没有考虑到热膨胀问题。因此，需要为此而采取进一步的措施。对于现有技术的任何涂覆装置涂杆而言，需要解决的第四个问题是涂杆的制造方法，如前所述，需要大致在涂覆装置涂杆的表面上形成耐磨镀层。镀层的形成可以通过多种方法实现，例如电镀、物理蒸镀和化学蒸镀等。然而，在很多情况下，要使用真空内腔，以便通过诸如离子镀等物理蒸镀而形成镀层。从耐磨的角度看，希望均匀地形成镀层。因此，在通过离子镀而形成镀层时，可以采用多种方式实现镀层的均匀度。例如，在JP-A No.63-192855中，通过提高电离效率而在较大区域内形成均匀的镀层。在JP-A No.01-240646和01-252764中，为了在较大区域内形成均匀的镀层，电离效率被提高，而且形成镀层的速度被设置得较高。然而，在作为被涂覆物体的圆柱状基质材料变得非常长时，普通的内腔无法容纳基质材料。即使是在能够容纳长基质材料的大尺寸内腔中，也经常会将蒸镀源设在偏离这种大尺寸内腔的中心的位置上。换言之，由于受到内腔尺寸的限制，在很多情况下基质材料不能正好安置在蒸镀源的上方。因此，这就带来了一个问题，即厚度较大的镀层形成在基质材料上的靠近蒸镀源的区域中，厚度较小的镀层形成在基质材料上的远离蒸镀源的区域中。即使是将基质材料中心安置在蒸镀源的正上方，也会在基质材料较长的情况下造成形成在基质材料两端的镀层的厚度小于其中央的镀层厚度这一问题。JP-A No.02-077573或02-079764中描述了一个例子，其中作为被涂覆物体的较长对象连续运行，同时通过离子镀而形成均匀的镀层。然而，这个例子不能用于在非连续对象例如涂覆装置涂杆的基质材料上形成镀层。
技术实现思路
考虑到前面提到的原因，本专利技术的第一个目的是提供一种用在涂覆装置中的涂杆，涂杆表面上形成有耐磨镀层(以解决第一和第二个问题)。本专利技术的第二个目的是提供一种用在涂覆装置中的涂杆，其能够防止表面发生破裂或剥落(以解决第三个问题)。本专利技术的第三个目的是提供一种制造涂覆装置涂杆的方法，其中耐磨镀层被形成在基质材料上，以具有均匀的厚度(以解决第四个问题)。为了达到第一个目的，本专利技术的第一个方面提供了一种用在涂覆装置中的涂杆，其用于向连续运行着的被涂覆物体上涂覆涂覆液，所述涂杆包括圆柱状基质材料；以及形成在基质材料的圆周表面上的耐磨镀层，镀层包含至少一层；其中，镀层包括如此选择的材料，即能够使得镀层与被涂覆物体之间的磨擦系数μ与镀层的维氏硬度Hv满足关系表达式Hv＞1500×μ2+1200。本说明书和权利要求书中出现的“摩擦系数”指的是动态摩擦系数。被涂覆的连续运行物体主要指的是带状或板状材料。涂覆液可以是任何液体材料，例如感光液。根据第一个方面，即使被涂覆物体的运行距离较长，镀层也不容易磨损。因此，即使涂覆装置涂杆用于向高速运行着的被涂覆物体上施加涂覆液，也可以防止镀层在短时间内消耗掉，以避免出现涂覆精度下降或产生诸如涂覆条纹等涂覆缺陷。在本专利技术的这个方面中，Hv可以设置为1500或以上。通过这种方式，在被涂覆物体的单位运行距离中的镀层磨损量可以显著降低。在本专利技术的这个方面中，动态磨擦系数μ可以设置为0.5或以下。通过这种方式，在被涂覆物体的单位运行距离中的镀层磨损量可以显著降低。在本专利技术的这个方面中，镀层可以通过离子镀而形成。通过离子镀方法形成的镀层的附着性高于其他方法形成的镀层，因此镀层不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造用在涂覆装置中的涂杆的方法，其中，耐磨镀层被形成在涂杆的圆柱状基质材料的圆周表面上，所述方法包括：（ａ）布置步骤，将基质材料布置在蒸镀装置的内腔内；（ｂ）第一镀层形成步骤，将来自蒸镀源的镀层材料蒸镀在从基质材料的一个 端部至基质材料中央部分的区域中；（ｃ）重新布置步骤，重新布置基质材料，以使基质材料的一个端部与另一端部互换位置；以及（ｄ）第二镀层形成步骤，将来自蒸镀源的镀层材料蒸镀在从基质材料的另一端部至基质材料中央部分的区域中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大岛笃，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]