DE3407267C2 - Device for the radiation treatment of running coated strips by means of electron beams - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Härten der Beschichtung auf einem Magnetband geschaffen. Dabei wird das Band mit der ungehärteten Beschichtung auf einer temperaturgesteuerten Walze bzw. Walzen vorzugsweise aus einem Werkstoff von mittlerer bis hoher Atomzahl durch einen Elektronenstrahl geleitet, wobei ein Teil des Elektronenstrahls von dem Werkstoff der Walze bzw. Walzen zurückprallt durch das Band und dadurch die Gesamtdosierung erhöht.A method and apparatus for curing the coating on magnetic tape is provided. The belt with the uncured coating is passed through an electron beam on a temperature-controlled roller or rollers, preferably made of a material with a medium to high atomic number, with part of the electron beam from the material of the roller or rollers rebounding through the belt and thus the total dosage elevated.

Description

Die Erfidung betrifft eine Vorrichtung zur Strahlenbehandlung von laufenden beschichteten Bändern mittels Elektronenstrahlen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for the radiation treatment of running coated strips by means of Electron beams according to the preamble of the claim 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 28 55 605 bekannt Bei dieser Vorrichtung ist jedoch keine exakte Kontrolle der Temperatur des Bandes vorgesehen. Such a device is known from DE-OS 28 55 605. In this device, however, is not precise control of the temperature of the belt is provided.

Magnetbandträger has>en als Basisband einen polymeren Stoff, z.B. MYLAX (Wz), ein von der Firma El.duPont Nemours & Co. vert-"ebenes Polyäthylenteraphthalat mit einer Harzbeschichtung, in die magnetischen Teilchen eingebettet sind. Bei der Herstellung derartiger Bänder muß die Beschichtung entweder durch Erwärmen oder durch Bombardieren mit Elektronen gehärtet werden. Die Erfindung bezieht sich auf die zuletzt genannte Art der Härtung von Bandbeschichtungen. Magnetic tape carrier has a polymeric base tape Substance, e.g. MYLAX (TM), a flat polyethylene terephthalate sold by El.duPont Nemours & Co. with a resin coating in which magnetic particles are embedded. In the preparation of Such tapes must cover the coating either by heating or by bombarding them with electrons hardened. The invention relates to the last-mentioned type of curing of strip coatings.

Bisher bestand dabei eine Schwierigkeit insofern, als die Bandbeschichtung eine ausreichende Menge Energie des Elektronenstrahls absorbieren muß, um hart zu werden, während sie andererseits nicht überhitzt werden darf. Es hat sich nicht als durchführbar erwiesen, ein Band mit magnetischem Bindemittel ein einzigesmal einer Bestrahlung mit einem hochleistungsfähigen Elektronenstrahl auszusetzen, um die Bindemittelstruktur zu härten. Entweder wurde das Bindemittel dabei nicht hart, weil der Elektronenstrahl keine ausreichende Energie besaß, oder wenn eine fürs Härten ausreichende Energie gewählt wurde, wurde das Band überhitzt, wobei unter Umständen sogar die Glas-Übergangstemperatur des Trägermaterials aus Mylar (Wz) überschritten wurde, die etwa bei 80°C liegt Es war denkbar, diese Schwierigkeit dadurch zu umgehen, daß das Band mehrmals durch einen Elektronenstrahl geringerer Energie zugeführt wird. Die dann zum Härten des Bandes benötigte Zeit beeinträchtigt jedoch die Produktionskapazität des Verfahrens und ermöglicht keine Steuerung der Temperatur des Bandes.Heretofore, there has been a problem in that the coil coating requires a sufficient amount of energy of the electron beam must absorb to be hard, while on the other hand they are not overheated allowed. It has not proven feasible to use a magnetic binder tape a single time Exposure to high-powered electron beam irradiation to expose the binder structure harden. Either the binder did not harden because the electron beam was insufficient Possessed energy, or if sufficient energy was chosen for hardening, the belt overheated, whereby the glass transition temperature of the Mylar (TM) carrier material may even be exceeded was, which is about 80 ° C. It was conceivable to circumvent this difficulty in that the tape several times is supplied by an electron beam of lower energy. Which then needed to harden the tape However, time affects the production capacity of the process and does not allow control of the Temperature of the belt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß ein Überhitzen des Bandes vermieden wird und gleichzeitig eine ausreichende Härtung erzielt wird.The object of the invention is to improve a device of the type mentioned at the outset in such a way that that overheating of the tape is avoided and at the same time sufficient curing is achieved.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine bevorThis object is achieved by the characterizing features of claim 1. One before

zugte Ausführung ergibt sich aus Anspruch 2.The additional design results from claim 2.

im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert In den Figuren zeigtThe following is the invention with further advantageous Details are explained in more detail on the basis of exemplary embodiments shown schematically in the figures shows

F i g. 1 eine aufrechte, teilweise im Schnitt gezeigte Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig.2 eine perspektivische Ansicht eines zweitenF i g. Figure 1 is an upright view, partially in section, of a first embodiment of the invention;
Fig. 2 is a perspective view of a second

ίο Ausführungsbeispiels der Erfindung.ίο embodiment of the invention.

Wie Fig. 1 zeigt, wird in der Vorrichtung gemäß der Erfindung eine beschichtete, polymere Folienbahn bzw. ein Band 10 aufgenommen, dessen Breite ca. 66 cm und dessen Dicke ca. 0,005 cm beträgt Das Band 10 kann aus den verschiedensten Polymerisaten bestehen, z. B. aus Polyäthylenterephthalat (Mylar) oder dergleichen. Als Magnetträgerbeschichtung eignen sich die verschiedensten allgemein bekannten Stoffe, die entweder durch Aufbringen von Wärme oder durch Elektronenbombardierung härtbar sind Hierzu sei z. B. auf US-PS 40 04 997 verwiesen.As FIG. 1 shows, in the device according to FIG Invention a coated, polymeric film web or a tape 10 added, the width of which is about 66 cm and whose thickness is about 0.005 cm. The tape 10 can consist of a wide variety of polymers, eg. B. off Polyethylene terephthalate (Mylar) or the like. A wide variety of magnetic carrier coatings are suitable well-known substances produced either by the application of heat or by electron bombardment are hardenable. See, for example, US Pat. No. 4,040,997.

Das Band 10 wandert in horizontaler Stellung von der hier nicht gezeigten Beschichtungsstation in ein abgeschirmtes Gehäuse 24, über eine erste Walze 12, dann um eine zweite Walze 14 mit großem Durchmesser, die vorzugsweise ausji,upfer oder Stahl besteht und an der das Band in vertikaler Richtung durch einen Elektronenstrahl 16 wandert, der von einem Elektronenstrahlerzeuger 18 hervorgerufen wird. Während das Band den Elektronenstrahl Ϊ6 durchläuft, wird die auf dem Band befindliche Beschichtung gehärtet Das Band wird schließlich außer Berührung mit der Oberfläche der Trommel oder Walze 14 bewegt und läuft um eine weitere Walze 20, um dann wieder in horizontale Richtung zurückzukehren. Die zylindrische Walze 14 wird von einem hier nicht gezeigten Motorantrieb mit einer Geschwindigkeit gedreht, bei der das Band 10 mit vorherbestimmter Geschwindigkeit bewegt wird, z. B. mit ca. 254 cm/s. Für die meisten Anwendungsfälle ist eine Bestrahlug von ca. 4000 Megarad pro Fuß pro Minute ideal.The belt 10 moves in a horizontal position from the coating station, not shown here, to a shielded one Housing 24, over a first roller 12, then around a second large diameter roller 14 which preferably ausji, copper or steel and at the the tape travels in the vertical direction through an electron beam 16 emitted by an electron gun 18 is caused. As the tape passes the electron beam Ϊ6, the one on the tape cured coating. The tape will eventually be out of contact with the surface of the Drum or roller 14 moves and runs around another roller 20, and then again in the horizontal direction to return. The cylindrical roller 14 is driven by a motor (not shown here) with a speed rotated, in which the tape 10 is moved at a predetermined speed, e.g. B. with approx. 254 cm / s. For most applications, an irradiation of approximately 4000 megarads per foot per minute is required ideal.

Der Elektronenstrahl 16 durchdringt das BandlO und die Beschichtung auf demselben und wird in gewissem Ausmaß (ca. 20%) von der Walze 14 zurückgestoßen, um erneut das Band 10 zu durchdringen, wodurch er die Gesamtdosis der von dem Band aufgenommenen Bestrahlung erhöht. Durch die Elektronenbombardierung wird die Walze 14 erwärmt, so daß eine Einrichtung vorgesehen sein muß, um die Walze und damit das mit ihr in Berührung stehende Band steuerbar zu kühlen.The electron beam 16 penetrates the tape 10 and the coating thereon and becomes to some extent Extent (approx. 20%) pushed back by the roller 14 to again penetrate the tape 10, whereby he the The total dose of radiation received by the tape is increased. By electron bombardment the roller 14 is heated, so that a device must be provided to the roller and thus with to controllably cool your band in contact.

Wie schon erwähnt, betrifft die Erfindung in erster Linie das Steuern der Temperatur der Bandstruktur während des Härtens. Es ist klar, daß eine begrenzte Energiemenge auf der Bindemittelstruktur niedergeschlagen werden kann, ehe das Band so stark überhitzt wird, daß es sich verzerrt. Umgekehrt kann ein zu niederiger Temperaturpegei des Bandes verhindern, daß der Härtungsprozeß fortschreitet. Die tatsächlichen Betriebstemperaturen hängen von der chemischen Art desAs mentioned, the invention is primarily concerned with controlling the temperature of the belt structure during hardening. It is clear that a limited amount of energy is deposited on the binder structure before the tape overheats so much that it becomes distorted. Conversely, a too low Temperature levels of the tape prevent the curing process from proceeding. The actual operating temperatures depend on the chemical nature of the

6ö verwendeten Bindemittels und auch von dem jeweils gewählten Stützmaterial bzw. Substrat ab. Dabei sind die Härtetemperatur und die Verzerrungstemperatur in jedem beliebigen Fall Parameter, die dem Durchschnittsfachmann bekannt sind. Mit der Erfindung wird eine Vorrichtung geschaffen, die es der Bedienungsperson ermöglicht, in steuerbarer Weise einen Temperaturbereich für das betreffende Bindemittel-/Stützsystem zu wählen, der das Härten ohne Verzerrung ermöglicht.6ö binder used and also from the respective selected support material or substrate. Are there the hardening temperature and the distortion temperature in any case are parameters which would be familiar to one of ordinary skill in the art are known. With the invention a device is created which it is the operator allows a temperature range for the binder / support system in question to be controlled in a controllable manner that allows hardening without distortion.

U 1 U 1

If Um das in die Tat umzusetzen, ist ein Ringraum 57 mit zu der Walze 26 aber geringfügig unterhalb derselbenTo put this into action, there is an annulus 57 with but slightly below the roller 26

einem Kühlmittel versehen, bei dem es sich um Wasser und weher weg vom Elektronenstrahlerzeuger 18 asige-provided a coolant, which is water and weher away from the electron gun 18 asige-

oder eine andere zur Verteilung von Wärmeenergie ge- ordnet ist, wie F ig. 2 zeigt Dies Muster ist für alleor another one is arranged for the distribution of thermal energy, as in Fig. 2 shows this pattern is for everyone

eignete Flüssigkeit handeln kann. Der Ringraum kann Walzen 30, 32, 34, 36 und schließlich 38 wiederholt.suitable liquid can act. The annulus may repeat rollers 30, 32, 34, 36 and finally 38.

S entweder mit der Walze 14 fest verbunden sein, so daß 5 Nach dem Verlassen der Walze 38 läuft das Band 10 umS either be firmly connected to the roller 14, so that 5 After leaving the roller 38, the belt 10 rotates

!^ er sich mit ihr dreht, er kann gemäß einer Alternative die Walze 20 außerhalb des Gehäuses 24, um einer hier! ^ he rotates with it, he can, according to an alternative, the roller 20 outside the housing 24, around one here

S aber auch !Freischwimmend oder am Gehäuse 24 fest nicht gezeigten Fertigbearbeitungsstation zugeführt zuS but also! Free-floating or supplied to the finishing station, not shown, fixed to the housing 24

% angebracht sein. Bei der zuletzt genannten Ausfüh- werden. Die Walzen 26,30,34 und 38 sind in einer ersten % should be appropriate. With the last-mentioned execution. The rollers 26,30,34 and 38 are in a first

V; rungsform stünden der geschlossene Ring und die Säule und die Walzen 28, 32 und 36 in einer zweitenV; The closed ring and the column and the rollers 28, 32 and 36 would be in a second approximate shape Trommel bzw. Walze in Gleiteingriff. Auf jeden Fall ist io Säule angeordnet, von denen die erste Säule dem Elsk-Drum or roller in sliding engagement. In any case io column is arranged, of which the first column corresponds to the Elsk- Sf dafür gesorgt, daß die Temperatur der Flüssigkeit in tronenstrahlerzeüger 18 am nächsten liegt. Die WalzenSf made sure that the temperature of the liquid in ejector 18 is closest. The reels

% dem Ringraum 57, wie schematisch bei 56 gezeigt, ge- 26,30,34 und 38 haben in senkrechter Richtung Abstän- % of the annular space 57, as shown schematically at 56, 26, 30, 34 and 38 are spaced in the vertical direction

% messen wird. So wird z. B. Flüssigkeit durch einen Meß- de voneinander, die kleiner sind als der Durchmesser % will measure. So z. B. liquid by a measuring de from each other, which are smaller than the diameter

if. fühler 50 geleitet, der die Flüssigkeitstemperatur mißt der Walzen der zweite Säule, so daß im wesentlichen if. sensor 50 passed, which measures the liquid temperature of the rollers of the second column, so that essentially

Jf Dann wird ein Signal an einen. Regler 51 angelegt, der 15 der ganze Elektronenstrahl auf die Bandoberfläche auf-Jf Then a signal is sent to one. Regulator 51 is applied, which applies the entire electron beam to the strip surface.

ΐ| das vom Meßfühler kommende Signal mit einem im prallt.ΐ | the signal coming from the sensor bounces with you.

t| voraus eingestellten Wert vergleicht, den die Bedie- Die Bandbewegungsgeschwindigkeit und das Aus-t | compares the pre-set value that the operating The belt movement speed and the

i| nungsperson auf der Basis der jeweils zu härtenden spe- maß der Elektronenbombardieruhg ist etwa so wie beii | on the basis of the specific measurement to be cured, the electron bombardment is roughly the same as for

M ziellen Bandzusammensetzung bestimmt hat Der Reg- dem in Fig. 1 gezeigten Aüsführw?gsbeispiel. Obwohl M determines essential band composition has the Reg- the Aüsführw shown in Fig. 1? Gsbeispiel. Even though

lcr liefert ein Signal für eine Betätigungsvorrichtung 52, 20 die Walzen 26 bis 38 einen kleineren Durchmesser ha-lcr supplies a signal for an actuating device 52, 20, the rollers 26 to 38 have a smaller diameter

die dafür sorgt, daß entweder erwärmte Flüssigkeit ben als die Walze 14, sind sie auch wassergekühlt undwhich ensures that either heated liquid ben than the roller 14, they are also water-cooled and

durch ein Ventil 54 oder kalte Flüssigkeit durch ein Ven- bestehen vorzugsweise aus Kupfer oder einem anderenthrough a valve 54 or cold liquid through a valve, preferably made of copper or another

til 53 hinzugefügt wird, je nachdem welcher Art das vom Werkstoff von mäßig hoher AtomzahL Wiederum prallttil 53 is added, depending on the type of material that bounces off of a moderately high atomic number

Regler empfangene Signal ist Für den Fall, daß festge- der durch das Band 10 hindurchtretende Elektronen-Regulator received signal is For the case that the electron passing through the belt 10 is fixed

stellt wird, daß die Flüssigkeit zu kalt ist, erfolgt kein 25 strahl von den Walzen 26 bis 38 durch das Band 10it is established that the liquid is too cold, there is no jet from the rollers 26 to 38 through the belt 10

Zusatz weiterer Flüssigkeit damit die Aufwärmwirkung zurück und erhöht dadurch die wirksame Dosis zumAdding more liquid thus backs up the warm-up effect and thereby increases the effective dose for the

der Elektronenstrahlen die Flüssigkeit und die Walze 14 Härten der auf dem Band vorgesehenen Beschichtung. .of the electron beams, the liquid and the roller 14 harden the coating provided on the belt. .

erwärmen kann. ·. . Wie bei dem zuerst beschriebenen Ausführungsbei-can heat up. ·. . As with the first described embodiment

Wenn zusätzliche erwärmte oder abgekühlte Flüssig- spiel sind Einrichtungen vorgesehen, um die Tempera-If additional heated or cooled liquid play, facilities are provided to keep the temperature

keit dem Ringraum 57 durch einen Einlaß 55 zugeführt 30 tür der Flüssigkeit und dadurch die Temperatur derSpeed of the annular space 57 through an inlet 55 supplied 30 door of the liquid and thereby the temperature of the

wird, muß natürlich auch für den Ablauf überschüssiger stützenden Walzen 26,28,30,32,34,36 und 38 zu steii-is, of course, must also for the drainage of excess supporting rollers 26,28,30,32,34,36 and 38 to steep

Rüssigkeit gesorgt werden, wofür ein Oberlauf 58 sehe- ern, derm das ermöglicht irine Steuerung der Tempera-Liquid must be taken care of, for which an upper course 58 see, which allows irine control of the temperature.

matisch dargestellt ist Die Anordnung der Einlaß- und tür des Magnetbandes während seiner Härtung. Als Bei-The arrangement of the inlet and door of the magnetic tape during its hardening is shown schematically. As an accessory

Auslaßöffnungen für die Flüssigkeit ist in F ig.i Willkür- spiel für diese Ausführurigsform wird KühlflüssigkeitOutlet openings for the liquid is shown in FIG

lieh gewählt, denn wichtig ist allein, daß die Gesamttem- 35 z.B. Wasser aus dem Innern der Walze 38 entnommen,borrowed, because the only important thing is that the total temperature, e.g. water, is taken from inside the roller 38,

peratur der Flüssigkeit in dem Ringraum 57 und damit wie schematisch bei 60 dargestellt und einem Meßfüh-temperature of the liquid in the annular space 57 and thus as shown schematically at 60 and a measuring guide

die Temperatur der Walze 14 gesteuert werden kann. ler 61 zugeführt der die Temperatur feststellt pie Tem-the temperature of the roller 14 can be controlled. ler 61 which determines the temperature pie tem-

Ferner sei darauf hingewiesen, daß der Ringraum 57 mit peraturdaten werden dann an einen Regler 62 weiterge-It should also be noted that the annulus 57 with temperature data is then passed on to a controller 62.

einer Einrichtung versehen sein kann, um die Geschwin- geben, der bestimmt, ob die Temperatur höher odera device can be provided to set the speed, which determines whether the temperature is higher or higher

digkeit der Flüssigkeit zu erhöhen. Das kann beispiels- 40 fc*:;fer ist als die von der Bedienungsperson der Anlageto increase the fluidity. This can for example be 40 fc * :; fer than that of the operator of the system

weise durch die Anordnung von Leitblechsn oder Um- als optimal festgelegte Temperatür. Die entsprechendenwise through the arrangement of baffles or surrounding as optimally defined temperature. The corresponding

lenkplatten geschehen, die die Energieübertragung zwl· Angaben werden dann ah eine BetätigungsvorrichtungSteering plates happen, which transmit the energy between · Details are then ah an actuating device

sehen der Walze 14 und der Kühlflüssigkeit fördern. 63 weitergeleitet die entweder heißes oder kaltes Fluidsee the roller 14 and promote the cooling liquid. 63 passed the either hot or cold fluid

Statt einen Ringraum vorzusehen, könnte die Vor- aus Zapfstellen 64 bzw. 65 zuführt, aus denen dann dasInstead of providing an annular space, the front could supply taps 64 and 65, from which the

richtung gemäß der Erfindung alternativ auch mit einer 45 entsprechende Fluid über Leitungen 66 bzw. 67 über diedirection according to the invention alternatively with a 45 corresponding fluid via lines 66 and 67 via the

Wassersprühvorrichtung im Innern der hohlen Walze Leitung 68 in die Anlage eingeführt wird.Water spraying device inside the hollow roller conduit 68 is introduced into the plant.

14 versehen sein. Wie bei dem vorstehend beschriebe- : 14 be provided. As with the one described above:

nen Ausführungsbeispiel könnte die Temperatur der Hierzu 1 Blatt ZeichnungenNEN embodiment could be the temperature of this 1 sheet of drawings

eingesprühten Flüssigkeit durch Messen der im Innern ~injected liquid by measuring the inside ~

der Walze angesammelten Flüssigkeit mittels eines 50
Meßfühlers und Weitergabe dieser Daten über einenthe liquid accumulated on the roller by means of a 50
Sensor and forwarding this data via a

Regler und eine Betätigungsvorrichtung gesteuert wer- '
den, um die Zufuhrtemperatur der einzusprühendenController and an actuating device are controlled
to the feed temperature of the to be sprayed

Flüssigkeit zu heben oder zu senken oder nur dann Flüs- .To raise or lower liquid or only then to flow.

sigkeit einzusprühen, wenn eine Kühlung erwünscht ist. 55
Praktisch ist jede beliebige Einrichtung möglich, die
Kontakt zwischen einer Flüssigkeit und der Innenfläche
der sich drehenden Walze 14 herstellt, während gleichzeitig die Temperatur gesteuert wird.spray fluid when cooling is desired. 55
Virtually any facility is possible that
Contact between a liquid and the inner surface
of the rotating roller 14 while controlling the temperature.

In Fig.2 ist grundsätzlich die gleiche Art von Vor- 60
richtung zum Härten gezeigt außer daß hier das Band
10 nicht um eine einzige wassergekühlte Walze 14 mit
großem Durchmesser läuft sondern statt dessen in Serpentinen um eine Reihe paralleler Walzen 26_S 28,30,32,In Fig. 2 is basically the same type of pre-60
direction for hardening shown except that here the tape
10 does not involve a single water-cooled roller 14
large diameter but instead runs in serpentines around a row of parallel rollers 26 _S 28,30,32,

34, 36 und 38 umläuft, die innerhalb des vom Elektro- 65
nenstrahlerzeuger 18 erzeugten Elektronenstrahls 16
angeordnet sind. Das Band läuft zunächst um die Walze
26 und dann zurück um die zweite Walze 28. die parallel34, 36 and 38 that circulate within the 65
The electron beam 16 generated by the electron beam generator 18
are arranged. The belt first runs around the roller
26 and then back around the second roller 28. the parallel

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zur Strahlenbehandlung von laufenden beschichteten Bändern mittels Elektronen-Strahlen, bei dem die Bahn über eine flüssigkeitsgekühlte Stützwalze geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Kühlflüssigkeit mittels eines Meßfühlers (50, 51) gemessen und die Temperaturdaten an eine Regeleinrichtung (50,54, 60, 68) weitergegeben werden, die die Temperatur mit einem im voraus festgelegten Temperaturwert vergleicht und entsprechend ein Signal an eine Betätigungsvorrichtung abgibt, die die Kühlflflssigkeitstemperatur hebt oder senkt1. Device for the radiation treatment of running coated strips by means of electron beams, in which the web is guided over a liquid-cooled support roller, characterized in that that the temperature of the cooling liquid is measured by means of a sensor (50, 51) and the temperature data are passed on to a control device (50,54, 60, 68) which the Compares temperature with a predetermined temperature value and a signal accordingly to an actuator that controls the coolant temperature raises or lowers 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung Ventile (53, 54; 64,65) zur Einspeisung kalter bzw. warmer Flüssigkeit aufweist.2. Device according to claim 1, characterized in that that the control device has valves (53, 54; 64, 65) for feeding in cold or warm liquid having. ί \ ί \