JP7331589B2 - 中間ロールの製造方法 - Google Patents
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Description
(1) 搬送フィルムの幅方向両端部に帯電を付与する帯電付与工程を有する中間ロールの製造方法であって、前記搬送フィルム表面の中心線平均粗さRaが1nm以上10nm以下であり、かつ、前記搬送フィルムの幅方向両端部における帯電量の絶対値が0.5kV以上5.0kV以下であることを特徴とする、中間ロールの製造方法。
(2) 前記帯電付与工程において、複数のローラ上の前記搬送フィルムを反対側から吸引することで、前記搬送フィルムに5N以上20N以下の摩擦力を掛けて帯電を付与することを特徴とする、(1)に記載の中間ロールの製造方法。
(3) 前記帯電付与工程において、長手方向と平行であり、かつ幅が25mm以上40mm以下である帯状の帯電領域を形成させることを特徴とする、(1)又は(2)に記載の中間ロールの製造方法。
(4) 幅方向中央部よりも幅方向両端部において巻硬度が高く、幅方向両端部における巻硬度と幅方向中央部における巻硬度との差がアスカー硬度で、2.0°以上4.0°以下であることを特徴とする、(1)~(3)のいずれかに記載の中間ロールの製造方法。
(5) 前記搬送フィルムの搬送速度が5m/min以上50m/min以下であることを特徴とする、(1)~(4)のいずれかに記載の中間ロールの製造方法。
F=μSP (1)
ここで、Fは摩擦力(N)、μは帯電装置のローラと搬送フィルムの摩擦係数、Sは帯電装置のローラと搬送フィルムの接触面積(mm2)、Pは吸引圧力(MPa)を表す。
μ=ln(T2/T1)/φ (2)
ここで、μは摩擦係数、T1はおもり8による発生張力(100gf(0.98N))、T2はプッシュプルゲージで測定した最大荷重(N)、φはフィルム6の巻き付け角度(ここではπrad)、lnは自然対数を表す。
先ず、芳香族ポリアミドは、酸クロリドとジアミンから得る場合には、N-メチルピロリドン(NMP)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルホルムアミド(DMF)などの非プロトン性有機極性溶媒中で、溶液重合を行うことや、水系媒体を使用する界面重合を行うこと等により得ることができる。ポリマー溶液(製膜原液)には、単量体として酸クロリドとジアミンを使用すると塩化水素が副生するが、これを中和する場合には水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸リチウムなどの無機の中和剤、又はエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、アンモニア、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミンなどの有機の中和剤が使用される。また、イソシアネートとカルボン酸との反応は、非プロトン性有機極性溶媒中、触媒の存在下で行われる。
上記のように調製された製膜原液を用いて、いわゆる溶液製膜法によりフィルム化を行うことができる。溶液製膜法には製膜原液をエンドレスベルトやドラム等の支持体にキャストした後乾燥し、フィルムの剥離や熱処理を行う乾式法、製膜原液乾燥工程を経ずに直接水中に押し出して溶媒抽出後に熱処理を行う湿式法、支持体上で乾燥とフィルム剥離をした後に湿式工程に導入する乾湿式法などがあるが、本発明のフィルムを得るには乾湿式法、湿式法が望ましい。以下に、本発明のフィルムの製造方法の一例を示す模式図である図4を用い、乾湿式法を例に説明する(但し、図4においては横延伸後の膜圧測定以降の工程(帯電処理工程と巻き取り工程を簡略化しており、これらの工程は図5の例を用いて説明する。すなわち、ここで説明する製造例は、図4の膜圧測定以降に図5で示す巻き取り工程が続くものである。)。
(フィルム厚み)
テンター装置を通過後に除冷されたフィルムを、幅方向10mm間隔で1分間ごとにβ線厚み測定器で測定し、20分間の全厚み測定値の平均値を算出した。得られた値をフィルム厚み(μm)とした。
中間ロール両端部から採取したフィルムを65mm2サイズにカットし、帯電装置を通過した面の中心線平均粗さを、表面粗さ計(株式会社小坂研究所製 SE-3500)で測定し、両端部の平均値を算出した。得られた値を搬送フィルム表面の中心線平均粗さRa(nm)とした。なお、表面粗さ計による測定時の測定条件は触針径5μm、評価長さ4mm、送り速さ0.1mm/sec、カットオフ値0.08mmとした。
中間ロールの幅方向両端部から20mm(幅方向)×500mm(長手方向)の長方形状のフィルムサンプルを採取し、帯電装置より取り外したローラの表面に、接触角が90°となるように、かつ帯電装置を通過した面が接触するように巻き付けた。その後、片端に0.1kgのおもりを取り付け、もう片端をプッシュプルゲージで引っ張って滑動中の最大荷重を求め、式(2)に代入して摩擦係数を測定して両端部の値の平均値を算出した。得られた値を帯電装置のローラと搬送フィルムの摩擦係数とした。
μ=ln(T2/T1)/φ (2)
ここで、μは摩擦係数、T1はおもり8による発生張力(100gf(0.98N))、T2はプッシュプルゲージで測定した最大荷重(N)、φはフィルム6の巻き付け角度(ここではπrad)、lnは自然対数を表す。
先ず、中間ロールから円周分のフィルムを全幅カットし、導電性の板の上に帯電装置を通過した面が上になるようにフィルムを置いて、その上からトナーを振りかけた。次いで、トナーが付着した各領域の幅方向の長さを定規で測定した後、その平均値を算出し、得られた値を帯電領域幅(mm)とした。なお、帯電処理部以外にもトナーが付着した場合は、トナー付着量によって帯電領域とそれ以外の領域の境目を見極めて、帯電領域幅(mm)を決定した。
吸引圧力は、両端部の帯電装置のフィルム下面から100mm離れた位置の吸引配管に圧力計を各々接続し、中間ロール巻取中に目盛を読み取り、双方の平均値を算出することで求めた。得られた値を吸引圧力(MPa)とした。なお、吸引圧力の調整は、吸引配菅に設けた空気量調整バルブで行った。
先ず、先に記載の方法で測定した帯電処理幅に帯電装置の長手寸法(100mm)をかけて、帯電装置のローラと搬送フィルムの接触面積(以下、単に接触面積ということがある。)を求めた。この接触面積と、先に記載の方法で測定した帯電装置のローラと搬送フィルムの摩擦係数、吸引圧力を用いて、下記式(1)で摩擦力(N)を算出した。
F=μSP (1)
ここで、Fは摩擦力(N)、μは帯電装置のローラと搬送フィルムの摩擦係数、Sは帯電装置のローラと搬送フィルムの接触面積(mm2)、Pは吸引圧力(MPa)を表す。
帯電装置を通過した巻取直前の搬送フィルム両端部より、帯電装置を通過したフィルム面と対向するよう垂直な方向に50mm離れた位置に静電気測定器(株式会社キーエンス製SK-050)を各々設置し、両端部の平均値を算出して得られた値を帯電量の絶対値(kV)とした。
中間ロール巻き上がり直後に、アスカーゴム硬度計C型(高分子計器株式会社製)を使用し、中間ロールの各幅方向端部から20mm内側の位置と中央部のアスカー硬度を測定した。その後、幅方向両端部から20mm内側の位置における測定値の平均値を求め、当該平均値と中央部のアスカー硬度の差を算出した。
中間ロールの巻きズレ発生状況は、端面のズレ幅(飛出し幅)を次の3段階で評価した。
〇:端面のズレ幅が0.5mm以下であった。
△:端面のズレ幅が0.5mmを超え、2.0mm以下であった。
×:端面のズレ幅が2.0mmを超えた。
40N/mの巻出張力をかけながら、60m/minの速度で中間ロールよりフィルムを巻き出したときに発生する皺や引きつりの有無を目視で確認することにより、スリッタ巻出時の剥離性を次の2段階で評価した。なお、実施例6のみ、巻出張力を110N/m、巻出速度を40m/minとした。
〇:皺や引きつりの発生がなかった。
×:皺や引きつりの発生があった。
(実施例1)
N-メチルピロリドン(NMP)に、芳香族ジアミン成分として85モル%に相当する2-クロロパラフェニレンジアミン(CPA)と15モル%に相当するジフェニルエーテル(以下DPE)を溶解させて反応溶液を調整した。次いで、反応溶液に98.5モル%に相当するクロロテレフタル酸クロライド(CTPC)を添加して、重合前にポリエーテルサルホン(住友化学(株)製“スミカエクセル”(登録商標)5400P、以下PESと略す。)を芳香族ジアミン成分に対して5.0質量%になるように添加して、30℃以下で2時間の撹拌を行い、重合ポリマーを得た。
吸引圧力、帯電処理幅を表1の通りとした以外は実施例1と同様にフィルムの製造、各項目の評価を行った。評価結果を表1に示す。
NMPに、85モル%に相当するCPAと15モル%に相当するDPEを溶解させ、この溶液を濾過精度1.0μmのポリプロピレンからなるフィルターに通して濾過した後、重合槽へ移送し、これに濾過精度1.0μmのポリプロピレンからなるフィルターに通した98.5モル%に相当するCTPCを添加した。さらに、重合前にPESを芳香族ジアミン成分に対して18.0質量%になるように添加して、30℃以下で2時間の撹拌を行い、重合ポリマーを得た。次に、重合ポリマー中の塩化水素に対して98.5モル%の炭酸リチウムを添加して4時間の中和を行い、重合ポリマー中の塩化水素に対して10モル%のトリエタノールアミンを添加して1時間の攪拌を行うことで、ポリマー濃度10.8質量%の芳香族ポリアミド溶液Cを得た。
帯電装置2を設けなかった以外は実施例1と同様にフィルムの製造、各項目の評価を行った。評価結果を表1に示す。
2 帯電装置
3 ローラ
4 フィルムガイド手段
5 吸引口
6 フィルム
7 接触角
8 おもり
9 プッシュプルゲージ
10 口金
11 支持体
12 ポリマー溶液
13 乾燥機
14 溶媒抽出処理装置
15a 駆動ローラ
15a 従動ローラ
16 横延伸機(テンター)
17 膜厚測定器
18 巻取機
19 搬送ローラ
20 巻取コア
21 中間ロール
22 タッチローラ
23 巻取除電装置
Claims (5)
- 搬送フィルムの幅方向両端部に帯電を付与する帯電付与工程を有する中間ロールの製造方法であって、前記搬送フィルム表面の中心線平均粗さRaが1nm以上10nm以下であり、かつ、前記搬送フィルムの幅方向両端部における帯電量の絶対値が0.5kV以上5.0kV以下であることを特徴とする、中間ロールの製造方法。
- 前記帯電付与工程において、複数のローラ上の前記搬送フィルムを反対側から吸引することで、前記搬送フィルムに5N以上20N以下の摩擦力を掛けて帯電を付与することを特徴とする、請求項1に記載の中間ロールの製造方法。
- 前記帯電付与工程において、長手方向と平行であり、かつ幅が25mm以上40mm以下である帯状の帯電領域を形成させることを特徴とする、請求項1又は2に記載の中間ロールの製造方法。
- 幅方向中央部よりも幅方向両端部において巻硬度が高く、幅方向両端部における巻硬度と幅方向中央部における巻硬度との差がアスカー硬度で、2.0°以上4.0°以下であることを特徴とする、請求項1~3のいずれかに記載の中間ロールの製造方法。
- 前記搬送フィルムの搬送速度が5m/min以上50m/min以下であることを特徴とする、請求項1~4のいずれかに記載の中間ロールの製造方法。
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