JP2002018872A - 高精度管状体の製造方法 - Google Patents
高精度管状体の製造方法Info
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Abstract
度を有する高精度管状体を容易に得ることができる高精
度の管状物の製造方法を提供する。 【解決手段】 円筒状型2の内面にポリアミド酸溶液1
をディスペンサーにより塗布した後、少なくとも回転遠
心、溶媒除去、及びイミド転化を順次又は一部同時に行
って管状体を製造する方法において、前記ディスペンサ
ーの吐出口3aを前記円筒状型2の内面から距離を隔て
て相対的に固定状態に配置した状態で、前記円筒状型2
を周方向に回転させつつ回転軸方向に移動させることに
より、前記ポリアミド酸溶液1をスパイラル状に塗布す
ることを特徴とする。
Description
ポリアミド酸溶液をディスペンサーにより塗布した後、
回転遠心、溶媒除去、イミド転化を行う高精度管状体の
製造方法に関する。
い機械的強度、耐熱性等の理由から宇宙航空分野から電
気電子材料まで幅広い分野において実用化されている。
その中でもポリイミド樹脂製管状体は、複写機、レーザ
ービームプリンター、ファクシミリ等の電子写真画像形
成装置の定着ベルト、転写ベルト、中間転写ベルト、搬
送ベルト、感光体ベルト等の機能性ベルト及びこれらの
基材として使用されている。これらのベルトは未定着ト
ナー像を加圧加熱しながら転写体を搬送させたり、現像
部で現像させた像をトナー像として保持しつつ転写体に
転写する等、ベルトとして複数の機能を複合化させた形
で機能を果たしている。このため、その熱伝導性、導電
性、半導電性といった機能だけでなく、かような機能に
も影響を与える表面精度、膜厚精度等の寸法精度に対す
る要求が強くなっている。
リイミドフイルムを円筒状にし加熱溶融等により接合ベ
ルトとする方法が存在するが、接合部の凹凸が画像に影
響を与えてるため、検知する機構を設ける必要が生じた
り、また、接合部の強度が弱いという問題もある。この
ため、接合によらないシームレス状管状体の製造方法が
幾つか提案されている。
ポリアミド酸溶液中に浸漬塗布し、次いで円筒状金型に
対し所定の内径を有する外金型を自重落下させて塗布し
た後、加熱硬化させる管状体の製造方法が知られている
(特開平7−186162号公報)。しかし、この浸漬
塗布方法の場合においては、浸漬用溶液の濃度管理を徹
底する必要があり、管状体とする場合塗布する必要のな
い部分にまで塗布するため溶液のロスが多くなり経済的
に不利となる等の問題点があった。
を塗布する際に、円筒状金型を回転させながら、ディス
ペンサーの供給部(吐出口)を金型軸方向に移動するこ
とにより塗布層を形成し、次いで硬化させて管状体を製
造する方法が知られている(特開平3−34817号公
報、特開平9−85756号公報)。
3−34817号公報のように、円筒状型の内面に移動
可能な吐出口から筋状に吐出させ塗布する方法では、ポ
リアミド酸溶液を吐出するための溶液供給管の長さを少
なくとも管状体の幅以上にする必要があり、塗布時に供
給管が高速で移動すること等による管の撓みや振動が発
生し、吐出口と型内面の間の距離にバラツキが発生し、
これによる塗布ムラやこれに起因する寸法精度の悪化が
発生じ易い。また、吐出口と型内面の間の距離が比較的
大きいため、塗布する溶液の乱れによる影響も生じ易
い。
塗布の際に金型内面にディスペンサーの供給部を接触さ
せる方法のため、上記の撓みによる問題は解消されるも
のの、吐出部と型が接触しているために型の塗布面に傷
が入ったり、吐出部の磨耗によりポリアミド酸溶液中に
磨耗くずが入り、これが異物混入や表面精度の悪化の原
因となる恐れがある。
題点を解決すべく、うねりやスジのない均一な厚さ精度
と表面精度を有する高精度管状体を容易に得ることがで
きる高精度の管状物の製造方法を提供することにある。
を達成すべく、ポリアミド酸溶液を塗布する際の円筒状
型の駆動方式やディスペンサーの吐出口の配置などにつ
いて鋭意研究したところ、ディスペンサーの吐出口を相
対的に固定状態に配置して円筒状型をスパイラル状に駆
動する方式により、型内面と所定間隔を隔てて配置した
吐出口から均一な塗布が行えることを見出し、本発明を
完成するに至った。
は、円筒状型の内面にポリアミド酸溶液をディスペンサ
ーにより塗布した後、少なくとも回転遠心、溶媒除去、
及びイミド転化を順次又は一部同時に行って管状体を製
造する方法において、前記ディスペンサーの吐出口を前
記円筒状型の内面から距離を隔てて相対的に固定状態に
配置した状態で、前記円筒状型を周方向に回転させつつ
回転軸方向に移動させることにより、前記ポリアミド酸
溶液をスパイラル状に塗布することを特徴とする。
の内面との距離が、0.01〜5.0mmであることが
好ましい。
B型粘度計による粘度が、10〜10000ポアズ(2
3℃)であることが好ましい。
り、その回転軸方向の長さが5〜100mmであること
が好ましい。
を行うことが好ましい。
サーの吐出口を固定あるいは低速で移動した状態で円筒
状型を駆動させるため、ディスペンサー側を高速駆動す
ることによる構成部材等の制約が少なくなり、吐出口の
変位、振動等を抑え易くなる。特に、吐出口を固定する
場合には、一方のみを駆動させるため、両者を駆動する
場合と比較して、相対的な駆動精度も向上する。従っ
て、精度良く吐出口と型内面との位置関係を維持するこ
とができ、これにより均一な塗布を行うことができる。
つまり、吐出口の接触による問題を回避すべく、円筒状
型の内面から距離を隔てて吐出口を固定する方式では、
特に、吐出口と型内面との位置関係を高精度に維持する
ことが重要であるが、本発明では上記の駆動方式により
この問題を解決することができる。その結果、実施例の
結果が示すように、うねりやスジのない均一な厚さ精度
と表面精度を有する高精度管状体を容易に得ることがで
きる。
の距離が、0.01〜5.0mmである場合、従来の駆
動方式ではディスペンサー供給部の振動等により均一な
塗布が行えなかったことろ、本発明では吐出口と型内面
との位置関係が高精度に維持されるため、塗布時の溶液
の乱れの影響を殆ど受けずに、より均一な塗布が行える
ようになる。
度計による粘度が、10〜10000ポアズ(23℃)
である場合、上記のような塗布方式に特に好ましい溶液
粘度となる。
回転軸方向の長さが5〜100mmである場合、吐出口
の開口形状が長方形であるため、塗布量が回転軸方向に
均一になり易く、また回転軸方向の長さが5〜100m
mであるため、スパイラル状に塗布する上で適当な塗布
幅となる。
場合、同時に複数の塗布を行うことで塗布に要する時間
を短縮することができる。
て、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の管
状体の製造方法を説明するための模式図であり、図2
は、塗布部を説明するための模式図である。
に示すように、円筒状型2の内面にポリアミド酸溶液1
をディスペンサーにより塗布する際に、ディスペンサー
の吐出口3aを円筒状型2の内面から距離を隔てて相対
的に固定状態に配置した状態で、円筒状型2を周方向
(矢印A1)に回転させつつ回転軸方向(矢印A2)に
移動させることにより、ポリアミド酸溶液1をスパイラ
ル状に塗布することを特徴とする。
アミド酸が溶解していればよく、一部イミド化したもの
や、共重合成分、その他の成分、充填材等が含まれてい
てもよい。
使用することができ、酸二無水物とジアミンを溶媒中で
重合反応させてなるポリアミド酸溶液が好適に使用でき
る。特に、芳香族ポリイミド樹脂であると、得られる管
状体の機械的強度や耐熱性が好適なものが得られる。
ト酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテ
トラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4−ビ
フェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−
ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6
−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,
8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられ
る。
ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフ
ェニルメタン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、
3,3’−ジクロロベンジジン、4,4’−ジアミノジ
フェニルスルフィド、3,3’−ジアミノジフェニルス
ルフォン、1,5−ジアミノナフタレン、m−フェニレ
ンジアミン、p−フェニレンジアミン、3,3’−ジメ
チル4,4’−ビフェニルジアミン、ベンジジン、3,
3’−ジメチルベンジジン、3,3’−ジメトキシベン
ジジン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、
4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−
ジアミノジフェニルプロパン等が挙げられる。
せる際の溶媒としては適宜なものを用いうるが、溶解性
等の点から極性溶媒が好ましく用いられ、具体的には、
N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセ
トアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジ
エチルアセトアミド、N,N−ジメチルメトキシアセト
アミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホル
トリアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ピリジン、
ジメチルスルホキシド、テトラメチレンスルホン、ジメ
チルテトラメチレンスルホン等が挙げられる。これらは
単独で用いても構わないし、併せて用いても差し支えな
い。さらに、上記有機極性溶媒にクレゾール、フェノー
ル、キシレノール等のフェノール類、ベンゾニトリル、
ジオキサン、ブチロラクトン、キシレン、シクロヘキサ
ン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン等を単独もしくは併
せて混合することもできる。なお水の存在によってポリ
アミド酸が加水分解して低分子量化するので、ポリアミ
ド酸の合成、保存は無水環境下で行うのが好ましい。
を有機極性溶媒中で反応させることによりポリアミド酸
溶液が得られる。その際のモノマー濃度(溶媒中におけ
る(a)+(b)の濃度)は、種々の条件に応じて設定
されるが、5〜30重量%が好ましい。また、反応温度
は80℃以下に設定することが好ましく、特に好ましく
は5〜50℃であり、反応時間は0. 5〜10時間が好
ましい。
電防止性、半導電性、耐磨耗性等所望の機能を付与する
ために、適宜無機粒子、無機酸化物、金属酸化物、界面
活性剤等充填材を混入することが可能である。充填材の
混入量は、種々の条件に応じて設定されるが、1〜60
重量%、好ましくは5〜50重量%である。上記充填量
より少ないと目的とする特性を発揮させることが難し
く、一方多いと脆性のため機械的強度が管状体として不
足する傾向がある。
ができ、その反応の進行に伴い溶液粘度が増大する。こ
れによりB型粘度計における粘度を調整することがで
き、また前記モノマー濃度による調整も可能である。
10000ポアズ、好ましくは50〜5000ポアズ
(B型粘度計,23℃)程度である。粘度が10ポアズ
未満であるといわゆるタレや塗布層のハジキが生じ易く
なり、塗膜厚の均一性が得られ難くなる傾向がある。ま
た、このような低粘度溶液では塗布後継続的に高速で回
転しながら乾燥、固化しなければならず、経済及びコス
ト的に不利になる傾向がある。一方、10000ポアズ
を超えると、吐出の際に高い圧力をかける必要があり、
また後述するレベリングの際の成形が困難となる成功が
ある。
(矢印A1)に回転させつつ回転軸方向(矢印A2)に
移動させることにより、円筒状型2をスパイラル状に駆
動することで、スパイラル状に塗布される。
と矢印A2方向の移動とを同期させる駆動方法で行えば
よく、例えば円筒状型2を片持ちの回転軸で支持しつ
つ、その回転軸を一定速度で回転させながら、円筒状型
2を支持・回転機構と共に一定速度で移動させる方式が
採用できる。また、円筒状型2を片持ち支持する軸を雄
ねじ加工し、雌ねじ部を形成した支持台で前記軸を螺合
支持した状態で、円筒状型2を外周部からローラで支持
しつつ、周方向又は螺旋方向に回転力を与える方式を採
用することも可能である。何れの駆動方式を採用して
も、ディスペンサーの吐出口3aを固定しているため、
両者を駆動する場合と比較して、相対的な駆動精度も向
上するので、精度良く吐出口3aと型内面との位置関係
を高精度に維持することができる。
のものが使用できるが、供給部を駆動させる必要がない
ため、その構成部材の制約が少なく、変位や振動が生じ
にくい材料、構造を採用することができる。吐出口3a
からのポリアミド酸溶液の供給量は、塗布膜の厚みが5
0〜1000μmとなる程度が好ましい。塗布膜の厚み
は、円筒状型2の駆動速度によっても制御する事ができ
る。
で一定のラッピング部分を持たせるように塗布すると、
塗膜面が均一になりやすいため好ましい。この際ラップ
量は、±5mm、より好ましくは±3mm程度持たせる
と好ましい。ここでいうラップ量とは、図2に示すよう
に円筒状型2に既に塗布された塗膜面4と吐出口3aか
ら塗布されるポリアミド酸溶液1の重なり7を示したも
のであり、本明細書中においてはラップ量が0の時ディ
スペンサー吐出口3aと塗膜面4の端が一致している場
合を示し、プラス値の場合は重なりがある時の度合いを
長さで示したもの、マイナスの場合は重なりが無い時の
度合いを長さで示したものを指す。上記の最適なラップ
量は溶液の粘度や円筒状型の回転数、塗布幅等で変わる
ため、適宜実験的に確認する必要がある。ラップ量が小
さすぎると膜厚の薄い部分が発生し塗膜面の凹凸が発生
し、ラップ量が大きすぎると後ほど行うレベリングに時
間がかかり、また膜厚ムラの原因となる傾向がある。
は、種々の条件により適宜決定されるが、回転軸方向に
長辺をもつ長方形であると好ましい。開口形状における
短辺と長辺は、短辺が0.5〜5mm、長辺が5〜10
0mm、好ましくは10〜50mmであるが、種々の条
件により適宜決定される。
面との距離(ギャップ量)が塗膜面の均一性に大きく影
響を与えることが実験的に確認されている。ここでいう
ギャップ量は、図2で示すように円筒状型2とディスペ
ンサー吐出口3aの距離6を示す。適切なギャップ量は
0.01〜5.0mm、好ましくは0. 1〜3.0mm
である。ラップ量との兼ね合いもあるが、ギャップ量が
小さすぎると塗膜面と吐出口が接触するため塗膜面に筋
が残ってしまい、ギャップ量が大きすぎると塗布時に溶
液に乱れが生じて厚み精度等の寸法精度を悪化させる傾
向がある。
迅速に円筒状型内面全体を塗布することが可能となり、
製造の迅速化がはかれるため好ましい。また、材質の異
なる層を積層させる場合、従来は低粘度ポリアミド酸溶
液を塗布後、高速回転で平滑化、乾燥固化して、再度低
粘度ポリアミド酸溶液を塗布していた。しかし、本発明
の方法によれば、ポリアミド酸溶液を塗布後、低速で回
転しレベリングを行いながらその上にポリアミド酸溶液
を塗布できるので、工程的にも少ない工程で安く高精度
の積層管状体を得ることが可能となる。
酸溶液を塗布した後、従来法と同様にして、少なくとも
回転遠心、溶媒除去、及びイミド転化を順次又は一部同
時に行って管状体を製造する。この回転遠心(レベリン
グ)によって、塗布層のラッピングによる凸部5(又は
塗布帯の隙間部分)の膜厚を均一化することができる。
の粘度やギャップ量によって異なるが、100〜100
00rpmで0.1〜60分間程度行うのが好ましく、
500〜5000rpmで1〜30分間程度行うのがよ
り好ましい。なお、回転遠心は、溶媒除去等と同時に行
うことも可能である。
法により行うことができ、円筒状型を低速で回転させな
がら行うのが好ましい。また、溶媒除去と同時に脱水閉
環の除去等を行ってもよく、溶媒除去を行いながら徐々
に昇温してイミド転化を行ってもよい。
より行うことができ、一般的には100℃付近からイミ
ド転化が開始し、250〜450℃での加熱によりイミ
ド転化反応が完結する。
るための脱泡工程や、塗布前に円筒状型の内面の離型処
理などを行ってもよい。また、脱型後に、離型層、弾性
体層などを更に管状体に積層形成してもよい。
り、うねりやスジのない膜厚の均一な厚さ精度、表面精
度を有する高精度管状体を容易に得ることができる。ま
た、フィルムの厚膜化に際しても重ね塗りをすることな
く所望の厚みに精度よく成形することができる。このよ
うなベルトを電子写真用画像形成装置の定着ベルト、転
写ベルト、中間転写ベルト、搬送ベルト、感光体ベルト
等の機能性ベルト及びこれ等の基材として使用した場
合、優れた寸法精度を有するため、定着性、転写性、搬
送性等求められる機能を最大限満足した機能性ベルトと
して有用である。
施例等について説明する。
4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を、アミン
成分としてp−フェニレンジアミンの略当モルをN−メ
チル−2−ピロリドン(NMP)に溶解(モノマー濃度
20重量%)し、窒素雰囲気中において室温で攪拌しな
がら反応させ、次いで70℃に加温しつつ攪拌して23
℃におけるB型粘度計による粘度が2000ポアズのポ
リアミド酸溶液を作製した。次いで、長方形状のダイス
型ディスペンサー(開口部:短辺1. 5mm、長辺15
mm)を固定しつつ、長さ500mm、径70mmφの
円筒状金型を回転させながら移動させ、上記ポリアミド
酸溶液を円筒状金型内面の一方端から他方端まで供給し
て、円筒状金型内面にスパイラル状に塗布(ラップ量
0.3mm、ギャップ量0.7mm)し、そのまま金型
を1500rpmで10分間回転させながら塗膜面のラ
ッピング部分の凹凸のレベリングを行い、均一な塗膜面
を得た。次いで金型を300rpmで回転させながら、
350℃まで段階的に加熱し、溶媒の除去、脱水閉環水
の除去、及びイミド転化を行った。その後室温に戻し、
金型から剥離し厚さ約75μmの管状体を得た。管状体
の内周面、外周面とも優れた表面性を有しており、スジ
や模様などは見られず、厚みのバラツキは±1.5μm
であった。
転機構で回転させながら(軸方向は固定)、ディスペン
サーを実施例と同一の駆動機構で移動しつつ、塗布した
こと以外は、実施例と同様に管状体を作製した。この管
状体の表面性を観察したところ、微妙なうねりやスジが
観察され、厚みバラツキは±4.0μmであった。
式図
ための模式図
Claims (5)
- 【請求項1】 円筒状型の内面にポリアミド酸溶液をデ
ィスペンサーにより塗布した後、少なくとも回転遠心、
溶媒除去、及びイミド転化を順次又は一部同時に行って
管状体を製造する方法において、 前記ディスペンサーの吐出口を前記円筒状型の内面から
距離を隔てて相対的に固定状態に配置した状態で、前記
円筒状型を周方向に回転させつつ回転軸方向に移動させ
ることにより、前記ポリアミド酸溶液をスパイラル状に
塗布することを特徴とする高精度管状体の製造方法。 - 【請求項2】 前記吐出口と前記円筒状型の内面との距
離が、0.01〜5.0mmである請求項1記載の高精
度管状体の製造方法。 - 【請求項3】 塗布される前記ポリアミド酸溶液のB型
粘度計による粘度が、10〜10000ポアズ(23
℃)である請求項1又は2記載の高精度管状体の製造方
法。 - 【請求項4】 前記吐出口の開口形状が長方形であり、
その回転軸方向の長さが5〜100mmである請求項1
〜3いずれかに記載の高精度管状体の製造方法。 - 【請求項5】 前記吐出口を2箇所以上設けて塗布を行
う請求項1〜4いずれかに記載の高精度管状体の製造方
法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000203945A JP4305708B2 (ja) | 2000-07-05 | 2000-07-05 | 高精度管状体の製造方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2847564A1 (fr) * | 2002-11-25 | 2004-05-28 | Georges Dol | Machines permettant de fabriquer des pieces cylindriques en composite par centrifugation et en enroulant une nappe continue de fils de renfort |
JP2007223327A (ja) * | 2007-04-10 | 2007-09-06 | Nitto Denko Corp | 高精度管状体の製造方法 |
-
2000
- 2000-07-05 JP JP2000203945A patent/JP4305708B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2007223327A (ja) * | 2007-04-10 | 2007-09-06 | Nitto Denko Corp | 高精度管状体の製造方法 |
JP4486106B2 (ja) * | 2007-04-10 | 2010-06-23 | 日東電工株式会社 | 高精度管状体の製造方法 |
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