JP2007148025A - 円筒芯体及びその再生方法、無端ベルトの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】芯体として無端ベルト状の柔軟性基材を用いる場合でも、断面形状が高精度の円形になるよう保持することが可能な円筒芯体及びその再生方法、さらに、前記円筒芯体を用いた無端ベルトの製造方法の提供である。
【解決手段】剛性円筒体１１の表面に樹脂フィルム１２からなる中間層を有し、前記剛性円筒体に中間層を介して無端ベルト状の柔軟性基材１３を嵌めてなり、前記樹脂フィルムの動摩擦係数が０．１以下である円筒芯体１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば複写機、プリンタ等の電子写真装置の感光体、転写ベルト及び定着ベルト等の製造に好適に用いられる円筒芯体及びその再生方法、並びに該円筒芯体を用いた無端ベルトの製造方法に関する。

電子写真プロセスを用いた画像形成装置において、感光体、帯電手段、転写手段及び定着手段には、金属やプラスチック、またはゴム製の回転体が使用されているが、機器の小型化あるいは高性能化のために、これら回転体は変形可能なものが好ましい場合があり、それには肉厚が薄いプラスチック製のフィルムからなるベルトが用いられる。この場合、ベルトに継ぎ目（シーム）があると、出力画像に継ぎ目に起因する欠陥が生じるので、継ぎ目がない無端ベルトが好ましく用いられる。

無端ベルトの製造方法としては、円筒芯体の外周面に皮膜形成用の樹脂溶液を塗布して塗膜を形成し、該塗膜を加熱乾燥して樹脂皮膜を形成した後、該樹脂皮膜を円筒芯体から抜き取る方法があるが、この方法の一例として、円筒芯体の外径よりも大きな円形の孔を設けた環状体を塗液に浮かべ、該孔を通して円筒芯体表面に塗液を塗布することにより、高粘度の塗液を均一な膜厚で塗布する方法がある（例えば、特許文献１参照）。

この方法では、アルミニウム等の剛性を有する円筒芯体の外周面に皮膜形成用の樹脂溶液を塗布して乾燥し、加熱反応させた後、形成された皮膜を円筒芯体から剥離して無端ベルトを得るのであるが、円筒芯体は重量があって取り扱いが不便であるほか、一箇所でも傷等の欠陥を生じると、芯体全体が使用不可になる短所があった。

一方、芯体として剛性を有する円筒芯体（剛性円筒体）を使用せず、柔軟性を有する基材（柔軟性基材）として、ベルト状の金属箔を使用する無端ベルトの製造方法や（例えば、特許文献２、３参照）、離型性樹脂スリーブを使用するポリイミドスリーブの製造方法（例えば、特許文献４参照）が開示されている。これらの柔軟性芯体は、剛性円筒体よりも薄肉で軽量なので取り扱いが容易であるほか、剛性芯体よりも通常は低価格であるため、欠陥を生じて使用不可になった場合でも、交換しやすい長所がある。

これら柔軟性基材の外周面に塗液を塗布する場合には、柔軟性基材を他の剛性円筒体に嵌めたりして、つぶれないように形状を保った上で塗布が行われる。この場合、皮膜形成用の樹脂溶液を塗布する方法として、浸漬塗布方法やスプレー塗布方法を用いるのであれば、柔軟性基材の断面形状が完全な円形でなくても、ある程度均一な皮膜を形成することができる。

しかしながら、塗布方法として特許文献１に記載の方法をとる場合、保持された柔軟性基材の断面形状が高精度の円形である必要があるため、柔軟性基材を使用することが困難であるという問題があった。すなわち、無端ベルト状の柔軟性基材を他の剛性円筒体に嵌めるには、５０〜１００μｍ程度の隙間が必要であるが、該隙間を設けると柔軟性基材の断面形状において前記環状体を用いた塗布に必要な真円度を確保することができなかった。

この場合、柔軟性基材の内面を加圧したゴムシートで保持する方法もあるが（例えば、特許文献３参照）、その部分の柔軟性基材が膨らむので、今度は真直度が低下する問題が生じることがあった。また、前記浸漬塗布方法やスプレー塗布方法を用いて塗布するにしても、作製される無端ベルトを転写ベルトのように膜厚の均一性を高度に要求される用途に適用する場合には、柔軟性基材はやはり高精度に保持される必要があった。
特開２００２−９１０２７号公報 特公昭６４−１０２６号公報 特公平５−８７３６７号公報 特開２００２−３６１６５８号公報

本発明は、上記従来技術の問題点を解決することを目的とする。
すなわち、本発明は、芯体として無端ベルト状の柔軟性基材を用いる場合でも、断面形状が高精度の円形になるよう保持することが可能な円筒芯体及びその再生方法の提供を目的とする。さらに本発明は、前記円筒芯体を用いた無端ベルトの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題は、以下の本発明により達成される。すなわち本発明は、
＜１＞ 剛性円筒体の表面に樹脂フィルムからなる中間層を有し、前記剛性円筒体に中間層を介して無端ベルト状の柔軟性基材を嵌めてなり、前記樹脂フィルムの動摩擦係数が０．１以下である円筒芯体である。

＜２＞ 前記樹脂フィルムが、多孔質樹脂フィルムである＜１＞に記載の円筒芯体である。

＜３＞ 前記多孔質樹脂フィルムが、超高分子量ポリエチレンからなる＜２＞に記載の円筒芯体である。

＜４＞ 前記円筒状の柔軟性基材が、電鋳金属からなる＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の円筒芯体である。

＜５＞ 最表面に円筒状の柔軟性基材を有する円筒芯体の表面に皮膜形成用の樹脂溶液を塗布して塗膜を形成し、該塗膜を加熱して樹脂皮膜を形成した後、樹脂皮膜を前記柔軟性基材から剥離する工程を含む無端ベルトの製造方法であって、
前記円筒芯体が、剛性円筒体の表面に樹脂フィルムからなる中間層を有し、前記剛性円筒体に中間層を介して無端ベルト状の柔軟性基材を嵌めてなり、前記樹脂フィルムの動摩擦係数が０．１以下である無端ベルトの製造方法である。

＜６＞ 剛性円筒体の表面に樹脂フィルムからなる中間層を有し、前記剛性円筒体に中間層を介して無端ベルト状の柔軟性基材を嵌めてなり、前記樹脂フィルムの動摩擦係数が０．１以下である円筒芯体の再生方法であって、
前記柔軟性基材のみの加熱処理のために一旦円筒芯体から外された柔軟性基材を、前記加熱処理後、前記中間層を介して剛性円筒体に嵌める工程を含む円筒芯体の再生方法である。

本発明によれば、芯体として無端ベルト状の柔軟性基材を用いる場合でも、断面形状が高精度の円形になるよう保持することが可能な円筒芯体及びその再生方法、さらには、前記円筒芯体を用いた無端ベルトの製造方法を提供することができる。また、外側の柔軟性基材に傷等の欠陥が生じた場合でも、柔軟性基材のみを交換するだけでよく、芯体にかかる費用を低減することができ、加熱時には、熱容量が大きい剛性円筒体を加熱することなく、柔軟性基材のみを加熱すればいいので、熱エネルギーの消費も削減することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。
＜円筒芯体＞
本発明の円筒芯体は、剛性円筒体の表面に樹脂フィルムからなる中間層を有し、前記剛性円筒体に中間層を介して無端ベルト状の柔軟性基材を嵌めてなる。

前述のように、柔軟性基材を剛性円筒体に嵌める場合、ある程度の隙間が必要なのであるが、これでは柔軟性基材の断面形状の真円度が低下してしまう。したがって、真円度を維持するためには前記隙間をより小さくする必要があるが、これでは柔軟性基材を剛性円筒体に嵌めることができない。

本発明者等が鋭意検討した結果、剛性円筒体の表面に特定の樹脂フィルムからなる中間層を設け、該樹脂フィルムの表面摩擦抵抗を一定範囲とすることにより、前記隙間を小さくしても柔軟性基材を剛性円筒体に嵌めることができ、同時に嵌めた後の円筒芯体の真円度を維持することができることがわかった。

具体的には、前記中間層として設けられる樹脂フィルムの動摩擦係数を０．１以下とすることにより、前記柔軟性基材の剛性円筒体への嵌めこみと真円度の維持を両立させることができる。
動摩擦係数が０．１を超えると、柔軟性基材を剛性円筒体に嵌めにくくなる。

上記動摩擦係数の試験方法は、Ｂｏｗｄｅｎ−Ｌｅｂｎｅｎ型の摩擦測定機を用いて以下の通り行なった。
本発明における動摩擦係数測定のための装置の概略構成を図７に示す。移動ステージ３０の上に試験片２０を固定し、その上にプローブ（図示しないロードセルに接続し荷重をかけたボール４２）４０を置く。移動ステージ３０により、ボール４２を試験片２０に対して一定速度で矢印方向に往復移動させ、その時にプローブ４０にかかる応力を、ロードセルで検出し、下記の式（１）から、動摩擦係数を算出した。
μｋ＝（ｆ_１＋ｆ_２）／２／Ｐ ・・・ 式（１）

上記式（１）において、μｋは動摩擦係数、ｆ_１は右側に移動時の摩擦力、ｆ_２は左側に移動時の摩擦力、Ｐは荷重を各々表す。また、ボール４２は直径１０ｍｍの鋼球、試験片２０の大きさは８０ｍｍ×２００ｍｍとし、測定条件は荷重を２００ｇ、ボール４２の往復の移動速度（ステージ移動速度）を１５０ｍｍ／ｍｉｎとした。

また、本発明において、前記樹脂フィルムは弾力を有していることが好ましい。樹脂フィルムが多孔質で空気を通す性質を有していることにより、剛性円筒体に容易に嵌めこむことができ、嵌めこんだ後も弾力と相関すると思われる一定以上の摩擦力の発現により、柔軟性基材を剛性円筒体に保持することができる。

以下、図面を用いて本発明の円筒芯体を説明する。
図１は、本発明の円筒芯体の一例を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は円筒芯体を正面から見た時の部分断面図である。図に示すように、円筒芯体１は、剛性円筒体１１の表面に中間層として樹脂フィルム１２を有しており、その表面に柔軟性基材１３が設けられてなる。

（剛性円筒体）
本発明における剛性円筒体とは、変形しにくい材料からなる円筒体である。

剛性円筒体１１の材質は、アルミニウムやステンレス等の金属が好ましいが、アクリル樹脂、ＰＯＭ、ＰＥＴ等のエンジニアリングプラスチックでもよい。その厚さは変形しないような剛性を保てるよう、２〜２０ｍｍの範囲程度が好ましい。また、剛性円筒体１１の外径は、無端ベルト状の柔軟性基材１３を円筒状としたときの内径から、前記樹脂フィルム１２の厚さを差し引いた値より、５０〜１００μｍ程度大きくするのがよい。

剛性円筒体１１の軸方向の長さは、これを用いて作製しようとする無端ベルトの幅方向の長さより、１０〜４０％程度長いことが望ましい。剛性円筒体１１の軸方向両端部には、芯体を保持する保持板を取り付けてもよい。保持板には、必要に応じて通風孔や、中央に心棒を通す穴、または軸があってもよい。また、吊り下げや載置のための部品を取り付けてもよい。

（樹脂フィルム）
樹脂フィルム１２としては、多孔質樹脂フィルムを用いることが好ましい。
ここで多孔質樹脂とは、多数の小孔を表面及び内部に有する樹脂をいう。なお、本発明に用いる多孔質樹脂フィルムの小孔の平均径としては３０〜３５μｍの範囲、気孔率が３０〜３３％の範囲であることが好ましい。

樹脂フィルム１２として多孔質樹脂フィルムが好ましい理由は、多孔質樹脂フィルムは多孔質であるが故に弾力を持っており、これを剛性円筒体に巻き付けてから無端ベルト状の柔軟性基材を嵌めると、その間に隙間が全くなくても嵌めることができ、しかも嵌めた後は摩擦力で柔軟性基材が保持されるためである。これがいわゆるゴム膜であると、摩擦力が大きすぎて柔軟性基材を嵌めることができない。

好ましい多孔質樹脂フィルムとしては、超高分子量ポリエチレン、４弗化エチレン（ポリテトラフルオロエチレン：ＰＴＦＥ）、ポリイミド等があるが、中でも超高分子量ポリエチレンからなるフィルムが最も好ましい。
ここで、超高分子量ポリエチレンとは、平均分子量が３００万以上のポリエチレンを指す（具体的には、ＪＩＳ Ｋ７３６７−３（１９９９）に規定される極限粘度ＩＶが２５〜２８ｄｌ／ｇの範囲程度のポリエチレン）。この巨大な分子量に起因する物理的強度、化学的安定性の増大により、耐摩耗性・耐衝撃性・低摩擦係数・自己潤滑性・耐薬品性・低温特性などが非常に優れているものである。

中間層である樹脂フィルム１２として超高分子量ポリエチレンからなるフィルムを介在させることで、剛性円筒体１１の外周面に無端ベルト状の柔軟性基材１３を嵌めても、樹脂ベルト１２が磨耗したり変形したりすることは全くない。

樹脂フィルム１２は剛性円筒体１１の表面に中間層として設けられる。この場合、樹脂フィルム１２は剛性円筒体表面に溶液を塗布して層形成してもよいが、樹脂フィルムそのものを剛性円筒体１１に巻きつけて設けることが好ましい。
また、樹脂フィルム１２の厚さは、０．５〜２ｍｍの範囲程度とすることが好ましい。

樹脂フィルム１２を剛性円筒体１１に巻き付けた時、つなぎ目は０．１〜１ｍｍ程度の間隔をおいて重ならないようにするのがよい。この程度の間隔であれば、柔軟性基材１３を嵌めても、その変形はほとんどない。

（柔軟性基材）
柔軟性基材１３としては、ポリイミドやポリアミドイミド等の耐熱性樹脂、あるいはニッケルやステンレス等の金属からなる無端ベルトが好ましく、電鋳金属からなる無端ベルトが、傷付きや折れの観点からより好ましく、ニッケルの電鋳ベルトが特に好ましい。ニッケル電鋳ベルトは、所定の外径の金型の表面に、ニッケルを電気メッキすることで得られる無端ベルトである。表面をさらに硬くするために、５〜２０μｍ厚の無電解ニッケルメッキ層を設けてもよい。

柔軟性基材１３の厚さは、０．１〜１ｍｍの範囲程度が好ましい。
円筒芯体として柔軟性基材１３の表面に樹脂皮膜を形成する場合、皮膜形成用の樹脂の種類によっては、加熱時に溶剤の揮発物や、反応時に発生する気体のために、加熱後の樹脂皮膜には部分的に膨れを生じることがある。膨れを防止するには、特開２００２−１６０２３９号公報開示の如く、柔軟性基材表面はブラスト、切削、サンドペーパーがけ等の方法で、算術平均粗さＲａを０．２〜２μｍ程度に粗面化するのが好ましい。これにより、加熱時に生じる気体は、柔軟性基材１３と樹脂皮膜との間に形成されるわずかな隙間を通って外部に出ることができ、膨れを生じない。また、樹脂皮膜が接着しないよう、柔軟性基材表面にはシリコーン系やフッ素系の離型剤を塗布するのが好ましい。

なお、上記算術表面粗さＲａの測定は、表面粗さ計サーフコム１４００Ａ（東京精密社製）を用いて、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に準拠し、評価長さＬｎを４ｍｍ、基準長さＬを０．８ｍｍ、カットオフ値を０．８ｍｍとした測定条件で実施されたものである。

表面に樹脂フィルム１２を設けた剛性円筒体１１に無端ベルト状の柔軟性基材１３を嵌める場合は、円筒状とした柔軟性基材１３の内径と樹脂フィルム１２を設けた円筒状の基体の外径とは、同じであることが最適であるが、それでは柔軟性基材１３を基体に嵌めるのが困難になるので、円筒状とした柔軟性基材１３の内径は、円筒状の基体の外径よりわずかに大きいことが好ましい。

得られた基体表面に柔軟性基材１３が嵌められた本発明の円筒芯体では、柔軟性基材１３が中間層としての樹脂フィルム１２を介して基体に固定される。したがって、剛性円筒体１１に直接柔軟性基材１３を嵌めた場合に比べ、基体と柔軟性基材との間に隙間がなく、剛性円筒体１１の真円度がほとんどそのまま維持される。本発明の円筒芯体の真円度は、好ましくは２０μｍ以下であり、より好ましくは１０μｍ以下である。
なお、上記真円度は測定器として差動トランス式真円度測定器（東京精密（株）製ロンコム）を用い、ＪＩＳ Ｂ ０６２１（１９７４）にしたがって求めることができる。

また、本発明の円筒芯体においては、後述するように、円筒芯体として塗布を行った後柔軟性基材１３のみを取り外すことが可能であり、加熱処理等の後、再度柔軟性基材１３を基体に嵌めて繰り返し使用することが可能である。

＜無端ベルトの製造方法、円筒芯体の再生方法＞
本発明の無端ベルトの製造方法は、最表面に円筒状の柔軟性基材を有する円筒芯体の表面に皮膜形成用の樹脂溶液を塗布して塗膜を形成し、該塗膜を加熱して樹脂皮膜を形成した後、樹脂皮膜を前記柔軟性基材から剥離する工程を含む無端ベルトの製造方法であって、前記円筒芯体が、剛性円筒体の表面に樹脂フィルムからなる中間層を有し、前記剛性円筒体に中間層を介して無端ベルト状の柔軟性基材を嵌めてなることを特徴とする。

すなわち、本発明においては、樹脂溶液を円筒芯体の表面に塗布し、加熱乾燥及び／または加熱反応させて樹脂皮膜を形成する方法において、本発明の最表面に柔軟性基材を有する円筒芯体を用いても、円筒芯体の真円度が高く維持できるため、後述する環状体を用いた塗布においても、従来の金属製の円筒状芯体と同等の均一膜厚の塗膜を得ることができ、さらに、繰り返し使用した場合でも安定してこれを得ることができる。

本発明に用いられる皮膜形成用樹脂としては、特に制限されないが、皮膜の強度、形状安定性等の観点から、ポリアミド樹脂やポリアミドイミド樹脂が好ましく用いられる（以下、ポリイミドは「ＰＩ」、ポリアミドイミドは「ＰＡＩ」と略す場合がある）。
ＰＩ前駆体またはＰＡＩ樹脂としては、種々の公知のものを用いることができる。それらの溶剤は、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、アセトアミド、等の非プロトン系極性溶剤であり、常温での揮発性は低い。なお、塗布に用いる塗液の濃度、粘度等は、適宜選択されるが、好ましい溶液の固形分濃度は１０〜４０質量％、粘度は１〜１００Ｐａ・ｓである。

なお、本発明においては、前記各種樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液を円筒状芯体の表面に塗布し、樹脂皮膜を形成するが、該樹脂溶液としては、高分子量化した樹脂を溶解した溶液だけでなく、後述するポリイミド前駆体溶液のように、反応して樹脂になる樹脂前駆体の溶液も含まれる。

無端ベルトを転写ベルトや帯電ベルトとして使用する場合には、塗液の中に導電性物質からなる顔料を分散させて、皮膜を半導電性にする必要がある。導電性物質としては、例えば、カーボンブラック、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、グラファイト等の炭素系物質、銅、銀、アルミニウム等の金属又は合金、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、ＳｎＯ₂−Ｉｎ₂Ｏ₃複合酸化物等の導電性金属酸化物、等が挙げられる。

以下に、本発明の無端ベルトの製造方法について、本発明の円筒芯体の特性がもっともよく反映される環状体を使用した塗布装置を用いた例について述べる。
図２に、塗布装置の概略構成断面図を示す。図に示すように、この塗布装置では、環状塗布槽７に満たされた塗液２に、円筒芯体１の外径よりも大きな円孔９を設けた環状体５を、塗液表面に自由移動可能状態で浮かべ（設置し）、塗液２中に浸漬した円筒芯体１を、前記環状体５の円孔９に塗液側から通し（図面における下側から通し）、次いで、円筒芯体１を液面に対し相対的に上昇させることにより、円筒芯体１の表面に塗膜を形成する。

なお、本発明において、上記「円筒芯体表面に塗膜を形成する」とは、円筒芯体１の表面、及び該表面に層を有する場合はその層表面に塗液を塗布する意味である。また、「液面に対し相対的に上昇」とは、塗布液面との相対関係であり、「円筒芯体を停止し、塗布液面を下降」させる場合を含む。

環状塗布槽７の底部には、円筒芯体１の外径より若干小さい穴を有する環状のシール材６が設けられており、円筒芯体１をシール材８の中心に挿通させ、環状塗布槽７に塗液２を収容する。これにより、塗液２が漏れないようになっている。シール材８としては、ポリエチレン、シリコーンゴム、フッ素樹脂等の柔軟性板材が用いられる。また、環状体５を塗液２の表面に自由移動可能状態で設置する。環状体５には、停止時の環状体を支えるために、腕６を取り付けてもよい。環状体５の内壁面は、溶液に浸る下部が広く、上部が狭い形状であれば、図２に示すような直線的傾斜面のほか、階段状や曲線的でもよい。

塗布を開始する際は、図３に示すように、円筒芯体１の下に他の芯体１’（これはベルトを作製しない中間体でもよい）をつなぐ。
次いで、図４に示すように、円筒芯体１は、図面における環状塗布槽７の下部から上部に図示しない保持手段により順次つき上げられる（あるいは環状塗布槽７を低下させる）。その際、塗液２は粘性によって円筒芯体１と共に持ち上げられ、環状体５の内側を満たすと同時に、環状体５も溶液の摩擦抵抗によって持ち上げられ、膜厚が環状体５の円孔９と円筒芯体１との隙間によって一定値に規制されながら、塗膜４が形成される。

塗布時の円筒芯体１の移動速度は、０．１〜１．５ｍ／ｍｉｎの範囲程度が好ましい。

塗布が終わりに近づいて円筒芯体１を停止させると、図５に示すように、環状体５は最初の位置に戻る。最後に図６に示すように、円筒芯体１を取り外す。円筒芯体１の端部にも塗膜は形成されるが、マスキングテープで被覆して除去してもよい。その後は、図２の状態に戻り、次の塗布が行われる。環状塗布槽７内に塗液２を追加する場合、人手で入れるよりは、複数の送液チューブを通じて、ポンプで加圧供給するのがよい。

塗布後、円筒芯体１を加熱乾燥装置に入れ、溶剤の乾燥を行う。乾燥時に塗膜が垂れる場合には、円筒芯体を水平にして、回転させながら乾燥すると良い。回転速度は１〜６０ｒｐｍ程度が好ましい。

加熱条件は、９０〜１７０℃の温度で２０〜６０分間が好ましい。その際、温度が高いほど加熱時間は短くてよく、温度は、段階的、または一定速度で上昇させてもよい。その際、加熱温度が樹脂フィルムの耐熱温度を越える場合には、柔軟性基材を剛性円筒体から抜き取って加熱することも有効である。
なお、皮膜形成用樹脂がＰＡＩ樹脂の場合には、上記溶剤の乾燥だけで皮膜を得ることができる。

塗液がＰＩ前駆体を含む溶液の場合、塗膜から溶剤を除去しすぎると、皮膜はまだ強度を保持していないので、割れを生じやすい。そこで、ある程度（ＰＩ前駆体皮膜中に１５〜４５質量％）、溶剤を残留させておくのがよい。
その後、２５０〜４５０℃、好ましくは３００〜３５０℃前後で、２０〜６０分間、ＰＩ前駆体皮膜を加熱して縮合反応させることで、ＰＩ樹脂皮膜が形成される。その際、温度を段階的に上昇させてもよい。この工程では、皮膜は固定されているので、芯体の向きはどちらでもよいし、加熱中の回転もしなくてよい。

なお、この高温の加熱処理においては、樹脂フィルムはこの高温に耐えられないので、柔軟性基材を剛性円筒体から抜き取って加熱するべきであり、その方が柔軟性基材の熱容量が小さいので、加熱しやすい利点がある。

加熱終了後、柔軟性基材を冷却し、これから形成された皮膜を剥離して無端ベルトを得る。その際、柔軟性基材を変形させて剥離してもよい。無端ベルトには、さらに必要に応じて、穴あけ加工やリブ付け加工等が施されることがある。
好ましい無端ベルトの膜厚は３０〜１５０μｍ程度である。

本発明においては、円筒芯体の最表面に柔軟性基材を設け、前記高温の加熱処理を柔軟性基材を取り外して行うため、中間層である樹脂フィルムは熱劣化することがなく、また該樹脂フィルムはほとんど傷つくことがないため、前記加熱処理後、無端ベルトを剥離した柔軟性基材を、再度中間層である樹脂フィルムを介して剛性円筒体に嵌めることにより、円筒芯体を再生することができる。
この円筒芯体の再生における操作は、前記最初に円筒芯体を作製するときの基体に柔軟性基材を嵌める操作と同様である。

このように、本発明においては、塗膜の加熱処理を無端ベルト状の柔軟性基材のみにより行うことができるので、製造工程における取り扱いが簡便になるだけでなく、加熱における熱効率も向上させることができる。さらに、本発明の円筒芯体の寿命は実質的に柔軟性基材の寿命に依存しているため、製造工程において少ない本数の剛性円筒体を使用して多くの円筒芯体を再生し、効率よく無端ベルトの製造を行うことができる。

＜実施例１＞
（円筒芯体の作製）
外径３６３．１ｍｍ、肉厚１０ｍｍ、長さ４５０ｍｍのアルミニウム製の剛性円筒体を用意した。その両端に、保持板（フランジ）として、厚さが１５ｍｍ、外径が上記剛性円筒体に嵌まる径であり、１００ｍｍ径の通風孔が４つ、中央に２０ｍｍ径の穴が設けられたアルミニウム円板を嵌め、ＴＩＧ溶接により溶接した。

樹脂フィルムとして、長さ３６５ｍｍ、幅４５０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの超高分子量ポリエチレン多孔質シート（商品名：サンマップＬＣ、日東電工製、動摩擦係数：０．１、小孔の平均径：３０μｍ、気孔率：３０％）を用意し、前記剛性円筒体にフィルムの長さ方向が円筒体の周方向と一致するように巻き付けた。

次に、柔軟性基材として、円筒状としたときの外径３６６ｍｍ、幅４５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのニッケル電鋳ベルト（ディムコ製）を用い、形状を円筒状に保持して折れが生じないように注意しながら前記多孔質シートを巻きつけた剛性円筒体（基体）に嵌め円筒芯体とした。
このときの円筒芯体の外径は３６６ｍｍであり、真円度は１０μｍであった。また、円筒芯体を動かしても柔軟性基材は固定されており、ずれたり外れたりすることはなかった。

この柔軟性基材の表面を、球形アルミナ粒子によるブラスト処理により、算術平均粗さＲａが１．０μｍとなるように粗面化した。さらに、その表面にはシリコーン系離型剤（商品名：セパコート、信越化学製）を塗布して、１５０℃で１時間、焼き付け処理を施した。

（無端ベルトの製造）
３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、４，４’−ジアミノジフェニルエーテルとを、Ｎ−メチル−２−ピロリドン中で等モル反応させたＰＩ前駆体の溶液（固形分濃度：２０質量％、粘度：約５０Ｐａ・ｓ）に、カーボンブラック（商品名：スペシャルブラック４、デグザヒュルス社製）をＰＩ前駆体に対する固形分質量比で３０質量％混合し、次いで対向衝突型分散機により分散した。これに界面活性剤（商品名：ＬＳ００９、楠本化成製）を５００ｐｐｍ加え、塗液とした。

上記塗液を用い、図２に示す塗布装置により塗布を行った。環状体５は、外径４２０ｍｍ、円孔９の最小部の内径が３６７．１ｍｍ、高さが５０ｍｍのアルミニウム製であり、内壁は直線傾斜状であり鉛直線との傾斜角は７°とした。環状塗布槽７は内径が４５０ｍｍ、高さが１０ｃｍであり、底面に内径が３６２ｍｍの穴を有する厚さ０．５ｍｍの硬質ポリエチレン樹脂製の環状シール材８を取り付けた。そして、環状塗布槽７の中央に前記円筒芯体を通し、環状体５を配置した後、前記塗液を環状塗布槽７の底面から６ｃｍの高さまで入れた。

次いで、図３に示すように、円筒芯体１の下側に、もう１本の円筒芯体１’を取り付け、両芯体を０．８ｍ／分で上昇させて塗布を開始したところ、図４に示すように、環状体５は約２ｃｍ持ち上げられ、円筒芯体表面には、濡れ膜厚が約５００μｍの塗膜４が形成された。

塗布後、円筒芯体１の保持板の中央穴に、直径２０ｍｍのステンレス製シャフトを通し、水平にして回転台に載せ、６ｒｐｍで回転させながら、８０℃で２０分間、１３０℃で３０分間、加熱して塗膜を乾燥させた。これにより、厚さ約１５０μｍのＰＩ前駆体皮膜を得た。
その後、ＰＩ前駆体皮膜を保持した柔軟性基材のみを抜き取り、垂直に立てて、２００℃で３０分、３００℃で３０分加熱反応させ、ＰＩ樹脂皮膜を形成した。

室温に冷えた後、柔軟性基材を変形させると、ＰＩ樹脂皮膜の密着は容易に解除され、柔軟性基材から抜き取ることができた。抜き取り後、両端の皮膜を切断し、長さ（幅）３６０ｍｍのＰＩ樹脂製の無端ベルトを得た。

一方、ＰＩ樹脂皮膜を剥離した柔軟性基材を、前記加熱処理前に柔軟性基材を抜き取った樹脂フィルムを有する剛性円筒体に再度嵌めこみ、円筒芯体を再生した。そして、この円筒芯体を用いた塗布を同様に行い、同様に無端ベルトを作製した。この操作を繰り返し、合計２００本の無端ベルトを作製した。
なお、この操作を繰り返す際に基体に柔軟性基材を嵌めにくくなることはなかった。

得られた２００本の無端ベルトについて、塗布順の１０本ごとに、幅方向３点、周囲方向８点の計２４点の体積抵抗率及び膜厚を測定した。なお、体積抵抗率は、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰのＨＲプローブを用いて測定し、ＪＩＳ Ｋ６９１１に従って、２２℃、５５％ＲＨの環境下で、電極に１００Ｖを印加し、３０秒後の電流値から求めた値である。

上記測定結果から、以下の基準により塗布の安定性を評価した。
−体積抵抗率−
基準体積抵抗率（常用対数値）（１０．０ｌｏｇΩｃｍ）に対して、
○：全体の体積抵抗率（常用対数値）のばらつきが±１．０ｌｏｇΩｃｍ以内である。
△：全体の体積抵抗率（常用対数値）のばらつきが±１．０ｌｏｇΩｃｍを超え±２．０ｌｏｇΩｃｍ以内である。
×：全体の体積抵抗率（常用対数値）のばらつきが±２．０ｌｏｇΩｃｍを超える。

−膜厚−
基準膜厚（８０μｍ）に対して、
○：全体の膜厚のばらつきが±５μｍ以内である。
△：全体の膜厚のばらつきが±５μｍを超え±７μｍ以内である。
×：全体の膜厚のばらつきが±７μｍを超える。
結果を表１に示す。

＜比較例１＞
実施例１において、超高分子量ポリエチエレン多孔質シートの代わりに、同一サイズのＥＰＤＭゴムシート（動摩擦係数：０．８）を剛性円筒体に巻きつけた以外は同様にして、円筒芯体の作製を試みた。
この場合、ゴムシートの滑りが悪く、この表面に柔軟性基材を嵌めることが困難であった。また、一旦嵌めた柔軟性基材を抜き取るのも困難であった。このため、連続した無端ベルトの製造を行うことができなかった。

＜比較例２＞
実施例１において、超高分子量ポリエチエレン多孔質シートの代わりに、同一サイズのＰＴＦＥシート（商品名：トミーファイレックＦ、巴川製紙所製、動摩擦係数：０．１５）を用いた以外は同様にして円筒芯体を作製し、同様にして無端ベルトの製造を行った。
この場合、ＰＴＦＥシートは無端ベルト作製回数の増加につれ、柔軟性基材を抜き差しする時の摩擦により、フィルム表面が徐々に摩耗しほつれ、柔軟性基材の抜き差し性が悪くなったため、無端ベルト製造への使用を３０回で止めた。

表１に示すように、本発明の円筒芯体を用いた場合には、柔軟性基材を使用しても環状体を用いた塗布において安定した塗膜形成を繰り返し行うことができることがわかる。

本発明の円筒芯体の説明図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は部分断面図である。 本発明の円筒芯体を用いた塗布工程における状態を示す概略断面図である。 本発明の円筒芯体を用いた塗布工程における他の状態を示す概略断面図である。 本発明の円筒芯体を用いた塗布工程における他の状態を示す概略断面図である。 本発明の円筒芯体を用いた塗布工程における他の状態を示す概略断面図である。 本発明の円筒芯体を用いた塗布工程における他の状態を示す概略断面図である。 動摩擦係数測定のための装置概略図である。

符号の説明

１、１’ 円筒芯体
２ 塗液
４ 塗膜
５ 環状体
６ 腕
７ 環状塗布槽
８ シール材
１１ 剛性円筒体
１２ 樹脂フィルム
１３ 柔軟性基材
２０ 試験片
３０ 移動ステージ
４０ プローブ

Claims (4)

1. 剛性円筒体の表面に樹脂フィルムからなる中間層を有し、前記剛性円筒体に中間層を介して無端ベルト状の柔軟性基材を嵌めてなり、前記樹脂フィルムの動摩擦係数が０．１以下であることを特徴とする円筒芯体。
2. 前記樹脂フィルムが、多孔質樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の円筒芯体。
3. 最表面に円筒状の柔軟性基材を有する円筒芯体の表面に皮膜形成用の樹脂溶液を塗布して塗膜を形成し、該塗膜を加熱して樹脂皮膜を形成した後、樹脂皮膜を前記柔軟性基材から剥離する工程を含む無端ベルトの製造方法であって、
   前記円筒芯体が、剛性円筒体の表面に樹脂フィルムからなる中間層を有し、前記剛性円筒体に中間層を介して無端ベルト状の柔軟性基材を嵌めてなり、前記樹脂フィルムの動摩擦係数が０．１以下であることを特徴とする無端ベルトの製造方法。
4. 剛性円筒体の表面に樹脂フィルムからなる中間層を有し、前記剛性円筒体に中間層を介して無端ベルト状の柔軟性基材を嵌めてなり、前記樹脂フィルムの動摩擦係数が０．１以下である円筒芯体の再生方法であって、
   前記柔軟性基材のみの加熱処理のために一旦円筒芯体から外された柔軟性基材を、前記加熱処理後、前記中間層を介して剛性円筒体に嵌める工程を含むことを特徴とする円筒芯体の再生方法。

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