JP2015116735A - 冷却装置及び管状体の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】形状精度の優れた管状体が得られる押出成形機用の冷却装置を提供する。【解決手段】外周面３４の少なくとも一部に多孔を有し、押出装置１１０に設けられた口金２０から押し出される溶融した熱可塑性樹脂を含む管状の溶融体Ｆを溶融体Ｆの内周面側から冷却する冷却部材３２と、気体又は液体を、外周面３４の多孔から溶融体Ｆの内周面に向かって噴出させる機構と、を備えた冷却装置３０である。【選択図】図２

Description

本発明は、冷却装置及び管状体の製造装置に関する。

特許文献１には、環状押出ダイのマンドレルの外周面とリング部材の内周面との間に形成される環状ダイスリットから押し出される溶融状態の管状フィルムを、上記環状押出ダイのマンドレルに支持部材を介して同心円状に取り付けたサイジングマンドレルのサイジング部の外周面上を少なくとも内側より内部冷却水で冷却しながら通過させることにより、所定内径の管状フィルムを形成する管状フィルムの成形方法であって、上記サイジング部の外周面と上記管状フィルムの内側面との間隙に、水膜が形成されるように内部冷却水を管状フィルムの進行方向とは逆方向に流通させることによって上記管状フィルムの内側面を冷却することを特徴とする管状フィルムの成形方法が開示されている。

特許文献２には、押出機により可塑化され、円筒ダイよりチューブ状に押出された熱可塑性樹脂チューブを、この熱可塑性樹脂チューブの仕上げ内径に対応する外径を有するサイジングダイの外周面に沿わせて誘導し、冷却しながら前記仕上げ内径に成形して引き取り輪切りする熱可塑性樹脂チューブの製造方法であって、前記サイジングダイの上部外周より、前記サイジングダイの外周面と前記熱可塑性樹脂チューブの内周面との間に冷却水を流下することを特徴とする熱可塑性樹脂チューブの製造方法が開示されている。

特許文献３には、所定径のサイジング部を備え、前記サイジング部を環状押出ダイから押し出される溶融状態のパリソンが内部冷却水で冷却されながら通過することにより所定内径のフィルムが形成されるようになっているサイジングマンドレルであって、前記サイジングマンドレルの少なくともサイジング部を構成している材質の冷却水との接触角は、フィルムの冷却水との接触角よりも小さいことを特徴とする、管状フィルム成形用サイジングマンドレルが開示されている。

特開２０００−０３３６４１号公報 特開２００２−２００６６５号公報 特開平１１−１７９７９０号公報

本発明の目的は、形状精度の優れた管状体が得られる冷却装置を提供することにある。

上記課題は、以下の本発明により達成される。
すなわち請求項１に係る発明は、
外周面の少なくとも一部に多孔を有し、押出装置に設けられた口金から押し出される溶融した熱可塑性樹脂を含む管状の溶融体を前記溶融体の内周面側から冷却する冷却部材と、
気体又は液体を、前記多孔から前記溶融体の内周面に向かって噴出させる機構と、
を備えた冷却装置である。

請求項２に係る発明は、
前記冷却部材は、前記溶融体の押出方向における最も上流側に位置し外周面に前記多孔を有さない第一の領域と、前記第一の領域よりも前記溶融体の押出方向の下流側に位置し外周面に前記多孔を有する第二の領域と、を含む、請求項１に記載の冷却装置である。

請求項３に係る発明は、
前記気体又は液体の温度は、前記冷却部材の温度よりも低い、請求項１又は請求項２に記載の冷却装置である。

請求項４に係る発明は、
溶融した熱可塑性樹脂を含む溶融体を口金から管状に押し出す押出装置と、
前記口金から管状に押し出された前記溶融体を、前記溶融体の内周面側から冷却して管状体とする、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の冷却装置と、
前記管状体を前記溶融体の押し出し方向に引き出す引き出し装置と、
を有する管状体の製造装置である。

請求項１に係る発明によれば、気体又は液体を噴出させる前記機構を有さない場合に比べて、形状精度の優れた管状体が得られる。

請求項２に係る発明によれば、前記第一の領域が前記多孔を有する場合に比べて、うねりが抑制された管状体が得られる。

請求項３に係る発明によれば、前記気体又は液体の温度が前記冷却部材の温度と同じ場合又は前記冷却部材の温度よりも高い場合に比べて、電気抵抗値のバラツキが少ない管状体が得られる。

請求項４に係る発明によれば、冷却装置が気体又は液体を噴出させる前記機構を有さない場合に比べて、形状精度の優れた管状体が得られる。

本実施形態に係る管状体の製造装置の一例を示す概略断面図である。 図１の管状体の製造装置における冷却装置周辺を拡大した概略断面図である。 本実施形態に係る管状体の製造装置の他の一例における冷却装置周辺を拡大した概略断面図である。 本実施形態に係る管状体の製造装置の他の一例における冷却装置周辺を拡大した概略断面図である。

以下、本発明の一例である実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

［第１実施形態］
＜管状体の製造装置＞
まず、本実施形態に係る冷却装置を用いた管状体の製造装置の一例として、第１実施形態の管状体製造装置について説明する。
図１は、本実施形態に係る管状体製造装置１００の構成を概略的に示す断面図であり、図２は、図１に示した管状体製造装置１００における冷却装置（冷却部）周辺の構成を拡大して概略的に示す断面図である。なお、以下に参照する図面は、本実施形態を説明するために使用するものであり、実際の大きさの比を現すものではない。

図１に示すように、管状体製造装置１００は、溶融（溶解）した熱可塑性樹脂を含む溶融体Ｆを口金２０（環状ダイ）から管状に下方へ押し出す押出装置１１０と、口金２０から管状に押し出された溶融体Ｆを溶融体Ｆの内周面側から冷却する冷却装置３０と、冷却装置３０を支持する支持部材７０と、冷却装置３０によって溶融体Ｆが冷却されて得られた管状体Ｔを溶融体Ｆの押し出し方向に引き出す引き出し機５０（引き出し装置）と、を備えている。

（押出装置）
押出装置１１０は、図１に示されるように、熱可塑性樹脂を含む樹脂材料Ｐを溶融状態にして溶融体Ｆとする一軸押出機１０と、一軸押出機１０の先端部に取り付けられた口金２０と、を備えている。

一軸押出機１０は、図示しないヒータを有し樹脂材料Ｐを加熱する加熱筒１２と、加熱筒１２に設けられ樹脂材料Ｐが投入される投入口１１と、加熱筒１２の内部に設けられ樹脂材料Ｐが溶融した溶融体Ｆを口金２０へ搬送する搬送部材としてのスクリュー１３と、を備えている。

一軸押出機１０では、投入口１１から加熱筒１２の内部に投入された樹脂材料Ｐが、加熱筒１２のヒータにより、樹脂材料Ｐの融解温度以上の温度（通常、１５０〜４５０℃）で加熱かつスクリュー回転による発熱で溶融しつつ、スクリュー１３によって口金２０へ搬送（供給）されるようになっている。なお、一軸押出機１０では、粒状に形成された樹脂材料Ｐ（ペレット）が、投入口１１に投入されるようになっている。

図１に示されるように、口金２０には、一軸押出機１０の加熱筒１２の内部と通じ加熱筒１２から流入した溶融状態の溶融体Ｆが通過する流路２２と、流路２２を通過した溶融状態の溶融体Ｆを管状に押し出すための環状（円形状）の出口孔２３と、が形成されている。

口金２０では、溶融状態の溶融体Ｆが、加熱筒１２の先端部から流路２２へ流入して流路２２を通過し、一軸押出機１０のスクリュー１３の回転による推進力（搬送力）によって、出口孔２３から管状に押し出されるようになっている。

（支持部材）
支持部材７０は、図１に示されるように、円柱状に形成されており、口金２０に環状に形成された出口孔２３の径方向中央部（中心）で口金２０を貫通し、口金２０の上方及び下方に突出するように支持されている。

（冷却装置）
冷却装置３０は、図２に示されるように、溶融体Ｆの内周面側から溶融体Ｆを冷却する冷却部材３２と、冷却部材３２の外周面３４の多孔から溶融体Ｆの内周面に向かって噴出させる気体又は液体である加圧媒体を、冷却部材３２の内部に設けられた空洞３７に供給する供給管４８と、冷却部材３２を冷却するための冷媒を、冷却部材３２の内部に設けられた空洞４２に供給する供給管４４と、前記冷媒を空洞４２から排出する排出管４６と、を含んで構成されている。

冷却部材３２は、例えば円筒状に形成され、その内周面が支持部材７０の外周面に接触するように支持部材７０と同軸状に配置されることで、冷却部材３２を軸方向に貫通する支持部材７０によって支持されている。
そして冷却部材３２は、図２に示されるように、外周面３４を構成する最外周壁３６が、気体又は液体を透過させる多孔質の材料で構成されており、それによって外周面３４に多孔が形成されている。また最外周壁３６の径方向中心側には、供給管４８から加圧媒体が供給される空洞３７が、最外周壁３６の内周面に接して設けられている。さらに、前記の通り冷却部材３２の内部（空洞３７よりもさらに径方向中心側）には、冷媒が供給される空洞４２が設けられ、空洞３７と空洞４２との間に、気体及び液体を透過させない境界壁３８が設けられている。

多孔質の材料で構成された最外周壁３６の厚みは、特に限定されないが、例えば３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲が挙げられる。
多孔質の材料は、溶融体Ｆの冷却時における冷却部材３２の温度（例えば３０℃以上２５０℃以下の範囲）に耐えられる材料であれば特に限定されない。多孔質の材料としては、具体的には、例えば、金属粉末を焼結した焼結体、金網を重ねた構造を持つ多孔質金属体、ハニカム構造の多孔質金属体、多孔質セラミックス焼結体（例えばアルミナ等の金属酸化物）、多孔質セメント成形体等が挙げられる。

なお、本実施形態の冷却部材３２は、最外周壁３６が多孔質の材料で構成されることで外周面３４に多孔を有する形態であるが、この形態に限られず、例えば図３に示す冷却装置６０の冷却部材６２のように、外周面６４を構成する最外周壁６６が多数の貫通孔を設けることで多孔が形成された多孔板であってもよい。

図３に示す冷却部材６２は、具体的には、多数の貫通孔を設けることで多孔が形成された多孔板である最外周壁６６と、供給管４８から加圧媒体が供給される空洞６７と、空洞６７と空洞４２との間に設けられ気体及び液体を透過させない境界壁６８と、で構成されている。多孔板に設けられた貫通孔の貫通方向は特に限定されないが、溶融体Ｆの径方向に沿った方向に近いほど望ましく、径方向であることが特に望ましい。

多数の貫通孔を設けた多孔板である最外周壁６６の材料としては、溶融体Ｆの冷却時における冷却部材６２の温度に耐えられる材料であれば特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼や炭素鋼等の金属材料が挙げられる。

ここで「多孔」とは、表面に形成された多数の孔であり、多孔を構成するそれぞれの孔の直径としては、例えば１０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲が挙げられ、多孔を構成する孔の開孔率（孔が占める面積比）としては、例えば１０％以上５０％以下の範囲が挙げられる。
また多孔は、冷却部材３２の外周面３４に孔が点在していればよく、孔の数や分布は特に限定されるものではないが、管状体Ｔの形状精度を向上させる観点から、冷却部材３２の外周面３４における周方向全体にわたって孔が点在することが望ましい。すなわち、多孔を形成する孔の開孔率が冷却部材３２の周方向において大きく変わらないことが望ましい。

次に、加圧媒体を、冷却部材３２の外周面３４の多孔から溶融体Ｆの内周面に向かって噴出させる機構について説明する。
前記加圧媒体を冷却部材３２に供給する供給管４８は、一端が不図示の加圧機に接続され、支持部材７０の軸方向に沿って支持部材７０の内部を通った後、空洞４２及び境界壁３８を貫通し、他端が空洞３７に接続されている。

そして加圧媒体は、前記不図示の加圧機でかけられた圧力によって、供給管４８を通じて冷却部材３２の空洞３７に送り込まれ、最外周壁３６の内部の孔を通って、最外周壁３６の外周面３４の多孔から溶融体Ｆの内周面に向かって噴出される。
なお、本実施形態では、加圧媒体を多孔から溶融体Ｆの内周面に向かって噴出させる機構を有していればよく、溶融体Ｆの冷却時に実際に加圧媒体が多孔から噴出する形態に限定されるものではない。すなわち、例えば溶融体Ｆが冷却部材３２の外周面３４に接触しながら通過し、溶融体Ｆによって多孔が塞がれて加圧媒体が噴出しない場合でも、加圧媒体を多孔から噴出させる機構によって、溶融体Ｆの内周面側に圧力がかかればよい。

加圧媒体の種類としては、気体又は液体であり、外周面３４の多孔を通過するものであれば特に限定されない。加圧媒体の具体例としては、例えば、空気、窒素やアルゴン等の不活性気体、水、エチレングリコール水溶液等の後述する冷媒として用いられる化合物等が挙げられる。

その中でも、加圧媒体を多孔から噴出させた後における取り扱いの容易性等の観点から、加圧媒体は気体であることが好ましい。また、例えば加圧媒体が液体である場合、多孔から噴出された液体が冷却部材３２の外周面３４を伝って冷却部材３２の上部に溜まることが考えられる。その場合、例えば溶融体Ｆが冷却部材３２によって冷却されるよりも前に、冷却部材３２の上部に溜まった液体に接触して急速に冷却されて溶融体Ｆが硬化すると、多孔から噴出させた加圧媒体による効果が得られにくくなることも考えられる。その観点でも、加圧媒体は気体であることが好ましい。
また、加圧媒体の取り扱い性の観点から、加圧媒体は、空気であるか、又は冷媒と同じ化合物であることが好ましい。

前記不図示の加圧機の種類は特に限定されないが、例えば加圧ポンプが挙げられ、加圧媒体の種類に応じて選択される。
なお、加圧ポンプで加圧媒体にかける圧力については、加圧媒体の粘度、最外周壁３６における多孔質の材料の構造、多孔における個々の孔の大きさ及び開孔率等に応じて設定される。具体的には、例えば加圧媒体が気体の場合、加圧媒体にかける圧力としては０．０１ＭＰａ以上０．１ＭＰａ以下の範囲が挙げられ、加圧媒体が液体の場合、加圧媒体にかける圧力としては０．０１ＭＰａ以上０．１ＭＰａ以下の範囲が挙げられる。

次に、冷却部材３２を冷却する機構について説明する。
冷却部材３２を冷却するための冷媒を空洞４２に供給する供給管４４及び前記冷媒を空洞４２から排出する排出管４６はいずれも、一端が図示しない冷却機に接続され、支持部材７０の軸方向に沿って支持部材７０の内部を通った後、他端が空洞４２に接続されている。
そして前記冷媒は、前記不図示の冷却機によって冷却された後、供給管４４を通って空洞４２に供給されることで冷却部材３２を冷却し、冷却部材３２の温度が調整される。そして、冷却部材を冷却した前記冷媒は、空洞４２から排出管４６を通って冷却部材３２の外に排出され、前記不図示の冷却機に戻って再び冷却される。

以上のようにして、冷却部材３２は、冷却機によって冷却された冷媒の温度に冷却される。すなわち、冷却部材３２の温度は、冷媒の温度を調整することによって制御される。
冷媒は、特に限定されず、例えば、水、エチレングリコール又はプロピレングリコールの水浴液（ブライン）等が挙げられる。
なお、本実施形態では、冷媒を用いて冷却部材３２を冷却する形態であるが、冷却部材３２が冷却されれば特に冷却手段は限定されるものではない。

（引き出し機）
引き出し機５０は、図１に示すように、支持部材７０の周囲に設けられ、冷却装置３０によって溶融体Ｆが冷却されて得られた管状体Ｔの内周面側から管状体Ｔを支持する内側ロール５２と、管状体Ｔの外周面側から管状体Ｔを支持する外側ロール５４と、を備えている。
引き出し機５０では、内側ロール５２と外側ロール５４とで管状体Ｔを挟み込み、内側ロール５２及び外側ロール５４が回転することで、溶融体Ｆの押出方向に管状体Ｔが引き出されるようになっている。

＜管状体の製造方法＞
次に、前述の管状体製造装置１００を用いた、管状体の一例としての熱可塑性樹脂チューブを製造する製造方法について説明する。

まず、一軸押出機１０の投入口１１から加熱筒１２内部へ樹脂材料Ｐ（ペレット）を投入し（図１参照）、当該樹脂材料Ｐを、加熱筒１２の複数のヒータ（図示せず）により、樹脂材料Ｐの融解温度以上の温度（通常、１５０〜４５０℃）に加熱して溶融状態にし、溶融体Ｆを得る（加熱工程）。

次に、図１に示されるように、溶融状態の溶融体Ｆを、加熱筒１２の内部のスクリュー１３の推進力により、加熱筒１２から口金２０の流路２２を通過させて、口金２０の出口孔２３から管状に押し出す（押出工程）。

次に、口金２０の出口孔２３から管状に押し出された溶融体Ｆを、冷却装置３０によって、溶融体Ｆの内周面側から冷却し、硬化させることで、管状体Ｔを得る。（冷却工程）。
具体的には、口金２０の出口孔２３から管状に押し出された溶融体Ｆが冷却部材３２の外周を通過する際に、冷却部材３２の外周面３４における多孔から溶融体Ｆの内周面に向かって噴出する加圧媒体によって、溶融体Ｆが外側に圧力を付与されながら冷却される。
なお、溶融体Ｆの内周面は、上記のように多孔から噴出した加圧媒体によって外側に圧力がかけられていればよく、溶融体Ｆの内周面が冷却部材３２の外周面３４に直接接触しても直接接触していなくてもよい。溶融体Ｆの内周面が冷却部材３２の外周面３４に直接接触しない場合は、加圧媒体が溶融体Ｆの熱を奪うことで溶融体Ｆが冷却され、直接接触する場合は、加圧媒体及び冷却部材３２が溶融体Ｆの熱を奪うことで溶融体Ｆが冷却される。

次に、得られた管状体Ｔを引き出し機５０により連続的に引き出す（引き出し工程）。具体的には、内側ロール５２と外側ロール５４とで管状体Ｔを挟み込みつつ、内側ロール５２及び外側ロール５４を回転させることで管状体Ｔに張力をかけ、管状体Ｔの形状を管状に保ったまま連続的に引き出す。
このようにして、本実施形態では、熱可塑性樹脂チューブ（円筒状フィルム）である管状体が製造される。

本実施形態では、前述のように、冷却部材３２の外周面３４に多孔が設けられ、多孔から溶融体Ｆの内周面に向かって加圧媒体を噴出させているため、形状精度の優れた管状体Ｔが得られる。
具体的には、例えば外周面に多孔を有さない冷却部材を用いた場合、冷却部材の外周面と溶融体の内周面との間の摩擦力が大きく、引き出し機によって管状体を引き出す際に管状体にかかる張力が大きすぎて歪みが発生する。

これに対して本実施形態では、冷却部材の外周面３４の多孔から溶融体Ｆの内周面に向かって加圧媒体が噴出する機構を有し、冷却部材３２の外周に位置する溶融体Ｆが外側に押し広げられる方向（すなわち溶融体Ｆの径が拡張する方向）に圧力がかかる。そのため、冷却部材３２の外周面３４と溶融体Ｆの内周面との間にかかる摩擦力が小さくなり、引き出し機５０によって管状体Ｔを引き出す際にかかる張力が大きくなりにくく、歪みが発生しにくいため、形状制度の優れた管状体Ｔが得られると考えられる。また加圧媒体かける圧力等の条件によっては、冷却部材３２の外周面３４と溶融体Ｆの内周面との接触面積が小さくなり、冷却部材３２の外周面３４と溶融体Ｆの内周面との間にかかる摩擦力がより小さくなり、形状制度の優れた管状体Ｔが得られる。

そして本実施形態の管状体を、例えば画像形成装置の中間転写ベルト等に用いた場合、管状体の形状精度が優れていることによって、管状体が感光体や記録媒体に接触させる際の圧力ムラが少なく転写性が向上する。また本実施形態の管状体は、平面性が高い（形状精度が優れている）ため、クリーニング部材への接触についてもバラツキが少なく、クリーニング性が向上する。よって、本実施形態の管状体を用いた画像形成装置によって得られた画像は、濃淡ムラや画像抜けが抑制されたものとなる。

ここで、「形状精度が優れている」とは、うねりが小さく、かつ、平面度が優れていることを意味する。
また、「うねり」とは、後述するように表面粗さ計によって測定された凹凸を示す値であり、うねりの値が小さいほど形状精度が優れていることを意味する。具体的には、前記うねりの値が０．２μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以下であることがより好ましい。

また、「平面度が優れている」とは、二軸で張架時の軸方向真直度が小さいことを意味し、二軸で張架時の軸方向真直度は、後述するように例えば、得られた管状体を２本のロールで張ってレーザ変位計で軸方向に表面位置を測定したときの差を示す値である。そして、二軸で張架時の軸方向真直度の値が小さいほど形状精度が優れていることを意味し、具体的には、二軸で張架時の軸方向真直度の値が２ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。

本実施形態では、加圧媒体の温度が冷却部材３２の温度（すなわち冷媒の温度）よりも低いことが望ましく、それによって電気抵抗値のバラツキが少ない管状体Ｔが得られる。具体的には、例えば管状体Ｔが導電剤を含む場合、溶融体Ｆが冷却されて部分的に結晶化された領域が発生すると、その結晶化された領域を避けるように導電剤が移動し、その結果、導電剤の偏在化が起こることが考えられる。これに対して、加圧媒体の温度が冷却部材３２の温度よりも低い場合は、溶融体Ｆの冷却速度が速く、導電剤の偏在化が起こる前に溶融体Ｆが硬化し、電気抵抗値のバラツキが少ない管状体Ｔが得られると推測される。

なお、冷却部材３２の温度と加圧媒体の温度との差（冷却部材３２の温度−加圧媒体の温度）としては、例えば、０℃以上１００℃以下が挙げられ、３０℃以上８０℃以下が望ましい。
加圧媒体の温度としては、溶融体Ｆに含まれる熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇ（℃）とすると、例えばＴｇ−１００℃以上Ｔｇ（℃）以下が挙げられる。
また冷却部材３２の温度としては、例えば、Ｔｇ−１５℃以上Ｔｇ（℃）以下が挙げられる。

本実施形態では、口金２０の出口孔２３から押し出された溶融体Ｆを冷却装置３０によって冷却させた後に引き出し機５０によって引き出しているが、これに限られず、例えば複数の冷却装置を離間させて設けて段階的に冷却させてもよい。具体的には、例えば、第一の冷却装置と第二の冷却装置とを離間させて設け、溶融体Ｆが第一の冷却装置によって冷却された後に第二の冷却装置によって冷却され、管状体Ｔを得る構成としてもよい。また、複数の冷却装置を用いる場合は、前記複数の冷却装置のうち少なくともいずれかの冷却装置の外周面に多孔を有していればよい。

また、図２に示す冷却部材３２では、気体及び液体を透過させない境界壁３８を有することで、加圧媒体と冷媒とが接触しない形態となっているが、これに限られない。具体的には、例えば、空洞４２と空洞３７との間に境界壁３８を設けないか又は気体及び液体を透過させる境界壁を設け、供給管４４から空洞４２に供給された冷媒をそのまま加圧媒体として用い、最外周壁３６を通過させて外周面３４の多孔から噴出させる形態でもよい。

管状体製造装置１００において用いられる樹脂材料Ｐに含まれる熱可塑性樹脂としては、特に限られず、具体的には、例えば、ポリエチレン（高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等）、ポリプロピレンエチレンブロック又はランダム共重合体、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアセタール、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル、液晶性ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、の１種またはこれらの混合物からなるものが使用される。その中でも特に好ましいのは、高弾性率なポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン等が挙げられる。

樹脂材料Ｐは、必要に応じて熱可塑性樹脂の他に、導電剤やその他の添加剤を含んでいてもよい。
導電剤としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト、カーボン繊維、金属粉、導電性金属酸化物、有機金属化合物、有機金属塩、導電性高分子等から選ばれる少なくとも１種またはこれら数種の混合物からなるものが挙げられる。その中でも特に、カーボンブラックが好ましい。カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラックがある。管状体の外観を損なわないために揮発分率の少ないカーボンブラックが好ましく、また抵抗安定性の点で小粒子径のカーボンブラックを用いる事が好ましい。ここで「導電性」とは、体積抵抗率が１０^１０Ωｃｍ以下であることを意味する。

その他の添加剤としては、例えば、熱安定性を改善させるための酸化防止剤、押出成形時の噛み込み防止のための滑剤等が挙げられ、管状体の特性を変化させない程度であれば添加してもよい。

本実施形態の管状体製造装置で製造された管状体としては、例えば、静電複写方式の画像形成装置に用いる熱可塑性樹脂製円筒状フィルムが挙げられ、特に限定されるものではない。具体的には、例えば、転写体を搬送する円筒状部材、トナーを第１の保持体から第２の保持体へ転写する中間転写用円筒状部材等に用いられる。

［第２実施形態］
＜押出成形装置（管状体の製造装置）＞
第２実施形態の押出成形装置は、上記第１実施形態の管状体製造装置１００に備えられた冷却装置３０の代わりに、外周面８４Ａに多孔を有さない第一の領域８２Ａと外周面８４Ｂに多孔を有する第二の領域８２Ｂとを有する冷却部材８２を含む冷却装置８０を用いた形態である。なお、冷却装置が異なること以外の事項については、上記と同様であるため説明を省略する。

図４は、本実施形態の管状体製造装置における冷却装置（冷却部）周辺の構成を拡大して概略的に示す断面図である。なお、第１実施形態に係る管状体製造装置１００と同様な構成については、同様の符号を用いる。

冷却装置８０の冷却部材８２は、図４に示されるように、第一の領域８２Ａと第二の領域８２Ｂとで構成されている。第一の領域８２Ａでは、最外周壁８６Ａが気体及び液体を透過させない材料で構成されているため、外周面８４Ａに多孔がない領域となっている。一方、第二の領域８２Ｂでは、最外周壁８６Ｂが気体又は液体を透過させる多孔質の材料で構成されているため、外周面８４Ｂに多孔を有する領域となっている。

また、冷却装置３０の冷却部材３２と同様に、冷却部材８２の内部に冷媒が供給される空洞４２が設けられ、また第二の領域８２Ｂにおいては、加圧媒体が供給される空洞８７Ｂが最外周壁８６Ｂの内周面に接するように設けられている。そして空洞４２と空洞８７Ｂとの間に、気体及び液体を透過させない境界壁８８設けられている。
加圧媒体を冷却部材８２に供給する供給管４８は、支持部材７０から空洞４２及び境界壁８８を貫通し、一端が空洞８７Ｂに接続されている。すなわち冷却装置８０では、加圧媒体が、供給管４８の他端が接続された不図示の加圧機から、供給管４８を通って空洞８７Ｂに送り込まれ、最外周壁８６Ｂの内部の孔を通って、最外周壁８６Ｂの外周面８４Ｂの多孔から溶融体Ｆの内周面に向かって噴出される。

なお、最外周壁８６Ｂを構成する多孔質の材料、最外周壁８６Ｂの厚み等については、前記冷却部材３２の最外周壁３６と同様である。
また、冷却部材８２を冷却する機構等のその他の構成についても、冷却装置３０と同様である。

本実施形態において、口金２０の出口孔２３から管状に押し出された溶融体Ｆが冷却装置８０によって冷却される際には、溶融体Ｆは、冷却部材８２のうち第一の領域８２Ａの周囲を通過した後に、第二の領域８２Ｂの周囲を通過する。
そのため溶融体Ｆは、まず、外周面８４Ａに多孔を有さない第一の領域８２Ａの周囲を通過しながら冷却され、溶融体Ｆの内周面が外周面８４Ａの形状に沿った状態で硬化が進行する。その後、硬化が進行した溶融体Ｆが、外周面８４Ｂに多孔を有する第二の領域８２Ｂの周囲を通過し、外周面８４Ｂの多孔から噴出された加圧媒体を内周面に受け、押し広げられる方向に圧力を受けながら、さらに冷却されて硬化がさらに進行し、管状体Ｔとなる。
すなわち、第一の領域８２Ａを通過した後第二の領域８２Ｂを通過する前における溶融体Ｆは、例えば、口金２０の出口孔２３から押し出された溶融体Ｆよりも硬化が進行しているが、完全には固化していない状態（半硬化の状態）となる。そして、硬化が進行した溶融体Ｆが第二の領域８２Ｂを通過することにより、さらに硬化が進行し、管状体Ｔとなる。

本実施形態では、上記の通り、冷却部材８２が、外周面８４Ａに多孔を有さない第一の領域８２Ａと、外周面８４Ｂに多孔を有する第二の領域８２Ｂと、で構成されているため、さらに「うねり」が小さい管状体Ｔが得られる。
その理由は、溶融体Ｆの効果が進行した後に加圧媒体による圧力を受けるため、溶融体Ｆの形状が上記圧力等の影響を受けにくく、かつ、多孔がない場合に比べて冷却部材８２の外周面８４Ｂと溶融体Ｆの内周面との摩擦力が低減されるからであると推測される。

すなわち、硬化が進行する前の軟化した溶融体Ｆが加圧媒体による圧力を受けない場合は、溶融体Ｆの内周面の形状が外周面８４Ａに沿って固定されるため、硬化が進行する前から圧力を受ける場合に比べて溶融体Ｆの形状を制御しやすいと考えられる。そして溶融体Ｆが、硬化の進行により形状が固定された後に加圧媒体による圧力を受けることにより、圧力による溶融体Ｆの形状の変化が起こりにくく、例えば前記圧力にバラツキがあったとしても、溶融体Ｆの形状を保ちやすいと考えられる。加えて、外周面８４Ｂの多孔から溶融体Ｆの内周面に向かって加圧媒体が噴出され、溶融体Ｆの内周面が押し広げられる方向に力を受けるため、引き出し機５０によって管状体Ｔを引き出しても、張力がかかりすぎることによる歪みが発生しにくいと考えられる。

本実施形態において、第一の領域８２Ａの長さと第二の領域８２Ｂの長さとの比は特に限定されないが、例えば、第一の領域８２Ａにおける押出方向の長さが、第二の領域８２Ｂにおける押出方向の長さの０．１倍以上２倍以下である範囲が挙げられ、０．５倍以上１倍以下であることが望ましい。
また、本実施形態では、冷却部材８２が第一の領域８２Ａと第二の領域８２Ｂとで構成されていたが、これに限られず、第二の領域８２Ｂよりもさらに押出方向下流側に、外周面に多孔を有さない第三の領域を含む形態であってもよい。

また本実施形態の冷却部材８２は、第二の領域８２Ｂの最外周壁８６Ｂが多孔質の材料で構成されているが、これに限られず、例えば図３に示す冷却部材６２のように、第二の領域８２Ｂの最外周壁８６Ｂとして多数の貫通孔を設けた多孔板を用いた形態でもよい。
さらに本実施形態では、ひとつの冷却部材８２が第一の領域８２Ａと第二の領域８２Ｂとを有していたが、これに限られず、外周面に多孔を有さない第一の冷却部材と、第一の冷却部材よりも押出方向下流側に設けられ、外周面の少なくとも一部に多孔を有する第二の冷却部材と、を有する形態であってもよい。

以下、実施例を交えて本発明を詳細に説明するが、以下に示す実施例のみに本発明は限定されるものではない。尚、以下において「部」および「％」は、特に断りのない限り質量基準である。

［樹脂ペレットの作製］
＜樹脂ペレット１＞
熱可塑性樹脂としてポリフェニレンサルファイド（トレリナＴ１８８１、東レ株式会社製、Ｔｇ：８５℃）１００部と、導電剤としてカーボンブラック（Ｍｏｎａｒｃｈ ８８０、キャボット社製）１４部と、をヘンシェルミキサー（日本コークス製 ＦＭ１０Ｃ）を用いて混合した。得られた混合物を、二軸押出溶融混練機（Ｌ／Ｄ６０（パーカーコーポレーション社製））により３６０℃で溶融混練し、φ５の孔より紐状に押出し、水槽中に入れて冷却固化後切断し、樹脂ペレット１を得た。

［管状体の製造］
＜無端ベルト１（管状体）の製造＞
上記樹脂ペレットの作製により得られた樹脂ペレット１を用いて、図１に示す管状体の製造装置により管状体を製造した。
具体的には、押出温度を３００℃に設定した一軸溶融押出機（溶融押出装置、三葉製作所社製、型番：Ｅ−８００１、Ｌ／Ｄ２４）に樹脂ペレット１を投入し、溶融しながら環状ダイ（口金）とニップルの間隙（出口孔）から円筒状に押出した。

次に、押出された円筒状フィルム（溶融体Ｆ）を、引き出し機５０によって引きとりながら、フィルムの円筒形状と径を固定化するために、冷却装置３０における冷却部材３２（サイジングダイ）の周囲を通過させた。
そして、円筒状フィルムを冷却装置３０によって冷却させつつ、引き出し機５０によって引き出した後、目的とする幅に切断し、φ１６０（内径１６０ｍｍ）、長さ２３２ｍｍ、膜厚１００μｍの無端ベルト１を得た。

なお、冷却部材３２の詳細は以下の通りである。
・全体の形状：外径１６０ｍｍ、押出方向における長さが５０ｍｍの円筒状
・最外周壁３６を構成する多孔質の材料：青銅球体粉を焼結した焼結体
・最外周壁３６の厚み：５ｍｍ
・多孔を構成する孔の平均径：５μｍ
・多孔を構成する孔の開孔率：３０％

また、冷却部材３２を冷却させるための冷媒として、エチレングリコールの水溶液（ブライン）を用い、冷却部材３２の外周面３４における多孔から噴出させる加圧媒体として、空気を用いた。
冷媒の温度、並びに加圧媒体の圧力及び温度は、表１に示すように設定した。

＜無端ベルト２〜３（管状体）の製造＞
上記図２に示す冷却装置３０の代わりに、図４に示す冷却装置８０を用いた以外は、無端ベルト１と同様にして、無端ベルト２〜３を得た。

なお、用いた冷却装置８０における冷却部材８２の詳細は以下の通りである。
・全体の形状：外径１６０ｍｍ、押出方向における長さが５０ｍｍの円筒状
・第一の領域８２Ａにおける押出方向の長さ：２５ｍｍ
・第二の領域８２Ｂにおける押出方向の長さ：２５ｍｍ
・第二の領域８２Ｂの最外周壁８６Ｂを構成する多孔質の材料：青銅球体粉を焼結した焼結体
・最外周壁８６Ｂの厚み：５ｍｍ
・多孔を構成する孔の平均径：５μｍ
・第二の領域８２Ｂの外周面８４Ｂにおける多孔を構成する孔の開孔率：３０％

＜無端ベルト４〜５（管状体）の製造＞
上記図２に示す冷却装置３０の代わりに、冷却部材の外周面に多孔を有さない冷却装置を用いた以外は、無端ベルト１と同様にして、無端ベルト４〜５を得た。
なお、用いた冷却装置における冷却部材の全体の形状は、外径１６０ｍｍ、押出方向における長さが５０ｍｍの円筒状であり、冷媒の温度は表１に示すように設定した。

［管状体の評価］
＜うねり（Ｗｍａｘ）の測定＞
表面粗さ計を用い、測定長さ５０ｍｍ、カットオフ波長０．８ｍｍ、測定速度０．６ｍｍ／秒で測定した。前記測定を、無端ベルトの幅方向に３か所行い、その平均値をうねり（Ｗｍａｘ）とした。結果を表１に示す。

うねり（Ｗｍａｘ）の評価基準は以下の通りである。
Ｇ１：うねりが０．１μｍ以下
Ｇ２：うねりが０．１μｍより大きく０．２μｍ以下
Ｇ３：うねりが０．２μｍより大きい

＜二軸で張架時の軸方向真直度の測定＞
外径φ２８の金属ロール二本を、得られた無端ベルト内に入れ、片側の金属ロールを固定し、張力が偏らないように注意しながら残りの片側を３９．２Ｎの張力で支持する。
二本の金属ロール間の中央部分におけるベルト表面（外周面）の位置を、レーザ変位計を用いて軸方向に測定し、最大値と最小値との差を求めた。この測定をベルトの周方向に８箇所行い、前記差の最大値を二軸で張架時の軸方向真直度とした。結果を表１に示す。

二軸で張架時の軸方向真直度の評価基準は以下の通りである。
Ｇ１：二軸で張架時の軸方向真直度が１．０ｍｍ以下
Ｇ２：二軸で張架時の軸方向真直度が１．０ｍｍより大きく２．０ｍｍ以下
Ｇ３：二軸で張架時の軸方向真直度が２．０ｍｍより大きい

＜転写性の評価＞
得られた無端ベルトを画像形成装置（富士ゼロックス社製のＤｏｃｕＰｒｉｎｔ ＣＰ２００Ｗ）の中間転写ベルトとして組み込み、温度２２℃湿度５５％ＲＨの環境下においてハーフトーン画像（マゼンタ４０％をのせた画像）をＡ４縦用紙で３枚出力し、目視により下記評価基準で転写性の判定を行った。結果を表１に示す。

−評価基準−
Ｇ１：画像に濃度ムラなし
Ｇ２：画像に軽い濃度ムラあり
Ｇ３：画像に濃度ムラあり
Ｇ４：画像抜けあり

＜電気抵抗値のバラツキの評価＞
内円筒φ１６、外円筒φ３０×φ４０の二重円筒式プローブを用い、下面を絶縁体にした測定装置を用いた。この装置の内円筒に１００Ｖをかけたときに外円筒に流れる電流値（電圧印加後５秒値）を測定し、フィルム（管状体）の表面抵抗率を計算により求め、常用対数に変換した。この測定を管状体周方向１２箇所、軸方向３か所測定を行い、最大値と最小値の差を求めた。結果を表１に示す。

−評価基準−
Ｇ１：０．２ｌｏｇ（Ω／□）以下
Ｇ２：０．２ｌｏｇ（Ω／□）より大きく０．８ｌｏｇ（Ω／□）未満
Ｇ３：０．８ｌｏｇ（Ω／□）以上

上記表１の結果より、実施例では比較例に比べ、うねり及び二軸で張架時の軸方向真直度の値が低く、形状精度の優れた無端ベルトが得られていることがわかった。また実施例では比較例に比べ、転写性が良好であることがわかった。

１０ 一軸押出機
１１ 投入口
１２ 加熱筒
１３ スクリュー
２０ 口金
２２ 流路
２３ 出口孔
３０、６０、８０ 冷却装置
３２、６２、８２ 冷却部材
３４、６４、８４Ａ、８４Ｂ 外周面
３６、６６、８６Ａ、８６Ｂ 最外周壁
３８、６８、８８ 境界壁
３７、４２、６７、８７Ｂ 空洞
４４、４８ 供給管
４６ 排出管
５０ 引き出し機（引き出し装置）
５２ 内側ロール
５４ 外側ロール
７０ 支持部材
８２Ａ 第一の領域
８２Ｂ 第二の領域
１００ 管状体製造装置
１１０ 押出装置
Ｆ 溶融体
Ｐ 樹脂材料
Ｔ 管状体

Claims (4)

1. 外周面の少なくとも一部に多孔を有し、押出装置に設けられた口金から押し出される溶融した熱可塑性樹脂を含む管状の溶融体を前記溶融体の内周面側から冷却する冷却部材と、
   気体又は液体を、前記多孔から前記溶融体の内周面に向かって噴出させる機構と、
   を備えた冷却装置。
2. 前記冷却部材は、前記溶融体の押出方向における最も上流側に位置し外周面に前記多孔を有さない第一の領域と、前記第一の領域よりも前記溶融体の押出方向の下流側に位置し外周面に前記多孔を有する第二の領域と、を含む、請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記気体又は液体の温度は、前記冷却部材の温度よりも低い、請求項１又は請求項２に記載の冷却装置。
4. 溶融した熱可塑性樹脂を含む溶融体を口金から管状に押し出す押出装置と、
   前記口金から管状に押し出された前記溶融体を、前記溶融体の内周面側から冷却して管状体とする、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の冷却装置と、
   前記管状体を前記溶融体の押し出し方向に引き出す引き出し装置と、
   を有する管状体の製造装置。