JPH11198158A - ポリイミド管状物の製造型及び製造方法 - Google Patents

ポリイミド管状物の製造型及び製造方法

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JPH11198158A
JPH11198158A JP180298A JP180298A JPH11198158A JP H11198158 A JPH11198158 A JP H11198158A JP 180298 A JP180298 A JP 180298A JP 180298 A JP180298 A JP 180298A JP H11198158 A JPH11198158 A JP H11198158A
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polyimide
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polyimide tubular
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Kazuo Kishino
一夫 岸野
Hideo Kawamoto
英雄 川元
Masaaki Takahashi
正明 高橋
Osamu Saotome
修 五月女
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリイミド管状物中間体を容易に脱型するこ
とができ、膜厚が100μmを超える厚肉のシームレス
ポリイミド管状物の製造を可能とするポリイミド管状物
製造用型を提供する。 【解決手段】 円筒または円柱形状を有し、型表面にポ
リイミド前駆体溶液をキャスト成形した後、加熱処理す
ることによりポリイミド管状物中間体を形成するのに用
いられるポリイミド管状物製造用型1において、少なく
とも型表面に500μm以上の耐熱樹脂102からなる
層を設ける。耐熱樹脂102の線膨張係数は、7×10
-5-1以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリイミドフィル
ムからなるシームレス管状物の製造型および製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリイミド樹脂は優れた耐熱性、寸法安
定性、機械特性及び化学特性を有しておりその用途は夫
々の特性を生かしフィルム状、チューブ状、ロッド等、
様々の形態で用いられている。例えば、LBP、複写機
等では搬送ベルト、中間転写ベルト、熱定着ベルトに応
用されてきている。近年LBP、複写機等の高遠化によ
るプロセススピードアップに伴い、これらベルトに対し
ては機械的強度アップが望まれており、100μmを超
える比較的厚肉の可とう性を有したポリイミドベルトが
必要とされてきている。
【0003】シームレスポリイミド管状物中間体の製造
方法としては円柱状金型外面にポリイミド前駆体溶液を
塗布し、加熱により乾燥及びイミド化した後、その管状
物として円柱状金型から分離する方法が知られている
(特開平3−180309号公報、特開平3−2615
18号公報)。
【0004】しかしながら、ポリイミド樹脂は接着剤と
して使用される樹脂であり、ポリイミド前駆体溶液を金
型に塗布し加熱イミド化すると、ポリイミド管状物は金
型に密着あるいは接着してしまい分離することが困難で
ある。
【0005】これに対し、特開平7−076025号公
報では金属製金型の表面を比較的薄い無機コーティング
被膜層で覆うことにより金型からシームレスポリイミド
管状物を容易に分離させる方法が提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のようなシームレスポリイミド管状物の製造方法で
は、特に肉厚が100μmを超える厚肉のポリイミド管
状物を製造する際、金型からの分離が困難となる場合が
ある。
【0007】ポリイミド前駆体溶液を円筒または円柱形
状の型の表面にキャスト成形し、次いで乾燥後加熱して
イミド化を進行させポリイミド管状物中間体とする際、
このポリイミド管状物中間体は硬化収縮を起こす。この
傾向は管状物の肉厚が厚いとより顕著であり、肉厚が厚
い場合その収縮力により管状物は円筒または円柱形状の
型に強固に密着する為、型より分離するのがより難しく
なり、最悪の場合完全な形で分離できない場合が生じ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記事情に鑑み
てなされたものであり、シームレスポリイミド管状物の
製造時の円筒または円柱形状の型においてポリイミド管
状物中間体を容易に分離出来る型を提供することを目的
とする。
【0009】また、比較的厚肉の、例えば膜厚が100
μmを超えるシームレスポリイミド管状物の製造方法を
提供することを目的とする。
【0010】すなわち、上記課題を解決する本発明によ
れば、円筒または円柱形状を有し、型表面にポリイミド
前駆体溶液をキャスト成形した後、加熱処理することに
よりポリイミド管状物中間体を形成するのに用いられる
ポリイミド管状物製造用型において、少なくとも型表面
に500μm以上の耐熱樹脂層が形成されてなることを
特徴とするポリイミド管状物製造用型が提供される。
【0011】また本発明によれば、円筒または円柱形状
の型の表面にポリイミド前駆体溶液をキャスト成形した
後、加熱処理することによりポリイミド管状物中間体を
形成し、該ポリイミド管状物中間体を前記型より分離す
る工程と、前記ポリイミド管状物中間体に対して後加熱
を行う工程とを含むポリイミド管状物を製造する方法で
あって、前記型が、上述した本発明のポリイミド管状物
製造用型であることを特徴とするポリイミド管状物製造
方法が提供される。
【0012】ポリイミド前駆体であるポリアミック酸溶
液を円筒または円柱形状の型の表面にキャスト成形し、
次いで乾燥後加熱して脱溶媒及びイミド化を進行させポ
リイミド管状物中間体とした後、冷却して円筒または円
柱形状の型より分離する際、円筒または円柱形状の型の
少なくとも表面は、500μm以上の耐熱樹脂からなっ
ている為、樹脂層の収縮により円筒または円柱形状の型
の外径が細くなりポリイミド管状物中間体の分離が容易
となる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明におけるポリイミド管状物
中間体とは、円筒または円柱形状の型の表面にポリイミ
ド前駆体溶液をキャスト成形した後、加熱処理により溶
媒をある程度除去することにより形成される自己支持性
を有するポリアミック酸フィルムをいい、イミド化があ
る程度進行したイミド化反応の中間段階の物をさす。こ
こで上記加熱処理の条件は100℃〜200℃の温度で
20分〜1時間とすることが適している。加熱温度領域
でイミド化反応率はサチレートするので溶媒の蒸発とイ
ミド化反応速度を考慮して加熱温度と保持時間を決め
る。
【0014】本発明における耐熱樹脂とは、D648
(ASTM)の荷重タワミ温度(0.45Mpa)が1
55℃以上の樹脂であり、ポリイミド前駆体溶液を円筒
または円柱形状の型の表面にキャスト成形し、次いで乾
燥後加熱してイミド化を進行させポリイミド管状物中間
体とした後、この型より分離する段階での乾燥・加熱時
に変形等の実使用上の問題がない耐熱性を有していれば
良い。
【0015】また、耐熱樹脂は、表面がポリイミド前駆
体溶液と接触する為、ポリイミド前駆体溶液の溶媒に耐
性のあるものが選ばれる。ポリイミド前駆体溶液の溶媒
としてはN−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N,
N−ジメチルアセトアミトド(DMAc)、等の極性溶
媒が知られている。
【0016】また、耐熱樹脂層の表面にポリイミド前駆
体溶液がキャスト形成されることから、耐熱樹脂はポリ
イミド前駆体溶液に対して濡れ性の良いもの、さらにポ
リイミド管状物中間体に対して良好な離型性を示すもの
を選ぶ必要がある。例えば、ポリオキシメチレン(PO
M)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、フェノール
樹脂(PF)、エポキシ樹脂(EP)、ポリアリレー
ト、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエーテ
ルエーテルケトン(PEEK)、シリコーン樹脂、シリ
コーンゴム等、或いはこれらのブレンド物、無機/有機
充填材で調整された配合物から選ばれる。
【0017】本発明において耐熱樹脂層の厚みは500
μm以上とする。500μm以上であれば樹脂層の収縮
により円筒または円柱形状の型の外径が細くなりポリイ
ミド管状物中間体の分離が容易となる。
【0018】本発明における線膨張係数は、 測定長1
0mm、測定温度30〜150℃、昇温速度10℃/m
inの条件でTMA測定器により測定された線膨張係数
の平均値をいい、円筒、円柱状型の軸に対して垂直な方
向の線膨張係数をいう。本発明における耐熱樹脂の線膨
張係数は、好ましくは7×10-5-1以上、さらに好ま
しくは10×10-5-1以上である。線膨張係数が、7
×10-5-1以上であれば、冷却して円筒または円柱形
状の型より分離する際、樹脂層の収縮による円筒または
円柱形状の型の外径細りが大きくなりポリイミド管状物
中間体の分離がより容易となる。なお、線膨張係数の上
限値は特に存在しないが、30×10-5-1以下で十分
である。
【0019】耐熱樹脂表面は、ポリイミド前駆体である
ポリアミック酸溶液の塗れ性が悪いと加熱され溶媒が除
去される過程でポリイミド管状物中間体の膜厚が不均一
となる。また、耐熱樹脂表面は、離型性に優れるものが
ポリイミド管状物中間体の分離がより容易となる。線膨
張係数、塗れ性、離型性の点から耐熱樹脂表面はポリオ
キシメチレン(POM)が最も適している。ポリオキシ
メチレン(POM)には、ホモポリマー、コポリマー、
ブロックポリマーの3種が知られているが、耐熱性の点
から特にホモポリマーが最適である。ポリオキシメチレ
ン(POM)のホモポリマーとしては、“デルリン”
(商品名:Dupon社製)、“テナック”(商品名:
旭化成社製)が挙げられる。
【0020】本発明のポリイミド管状物製造用型は、円
柱状あるいは円筒状(パイプ状)の耐熱樹脂素材を切削
加工により所望の寸法に仕上げた後、ダイヤモンドベー
ス等を用いてバク仕上げを行うことにより作製すること
ができる。また金属パイプや金属棒と耐熱樹脂とを一体
成型することによっても作製することができる。
【0021】本発明のポリイミド管状物製造方法におい
て、ポリイミド管状物の厚みは100μm以上400μ
m以下とすることができる。ポリイミド管状物製造用型
の表面が、500μm以上の耐熱樹脂からなっている
為、樹脂層の収縮により円筒または円柱形状の型の外径
が細くなりポリイミド管状物中間体の分離が容易となる
からである。
【0022】
【実施例】本発明について、実施例によりさらに詳細に
説明する。
【0023】(実施例1)図1は実施例1における本発
明によるポリイミド管状物の製造型1の概略断面図であ
る。101はアルミニウムからなる基材であり、基材1
01上には厚み800μmのシリコーンゴム層102が
被覆接着されている。基材101にはアルミニウムの
他、鉄、SUS等円柱/円筒状金属製のもの、或いはP
PS、PEEK、PI等の耐熱樹脂を用いても良い。1
02であるシリコーンゴムは、線膨張係数が、20×1
-5-1であり、また無機充填材が多量に配合されてい
る為ポリイミド前駆体溶液の塗れ性は良好である。上記
製造型長さは500mm、外径40mm、製造型表面の
表面粗度は1μm(Rz)以下に仕上げてある。
【0024】製造型1を水平に配置し回転させながらポ
リイミド前駆体溶液(商品名「U−ワニスS」:宇部興
産、粘度50poise、固形分比18%)をブレード
コート法によりキャストした。さらに10rpmで15
分間回転させ充分にレベリングさせ、厚みおよそ1.5
mmポリイミド前駆体溶液の皮膜を形成した。
【0025】この時の回転速度は、遅すぎるとポリイミ
ド前駆体溶液にダレが生じ、速すぎると回転による遠心
力によりレベリングがうまくゆかず膜が不均一になる。
ポリイミド前駆体溶液の粘度、型の外径に合わせて最適
な回転速度を選べば良い。
【0026】製造型1には脱着・固定可能な耐熱樹脂1
02と同材質の一対の端部流れ防止リング201が備え
られている(図2)。ポリイミド管状物の長さはこの端
部流れ防止リング201の間隔で規定した。
【0027】次に水平に配置された製造型1はゆっくり
回転させたまま赤外線により温度が120℃〜180℃
に制御され20分間、150℃〜180℃に制御され2
0分間加熱された。ポリイミド前駆体溶液の皮膜は脱溶
媒及びイミド化が進行しポリイミド管状物中間体が得ら
れる。ポリイミド管状物中間体は製造型1を室温まで冷
却すると容易に分離できた。
【0028】製造型表面へのポリイミド前駆体溶液キャ
スト手段、加熱手段は本実施例に限らない。
【0029】次に該ポリイミド管状物中間体を製造型1
と概略同外形のアルミ製金型に装着、温風循環式オーブ
ン中で200℃で15分、250℃で15分、300℃
で15分、350℃で30分加熱し、完全にイミド化し
たポリイミド管状物を得た。その後、室温まで冷却しア
ルミ製金型から該ポリイミド管状物を取り外した。この
管状物の厚みは、300μmであった。
【0030】(実施例2)図3は実施例2における本発
明によるポリイミド管状物の製造型3の概略断面図であ
る。製造型3は耐熱樹脂301に線膨張係数が10×1
-5-1であるポリオキシメチレン(POM)のホモポ
リマーのパイプ成形物である。上記製造型長さは500
mm、外径40mm、内径20mm、製造型3表面の表
面粗度は1μm(Rz)以下に仕上げてある。
【0031】製造型3を水平に配置し回転させながらポ
リイミド前駆体溶液(U−ワニスS:宇部興産、粘度5
0Poise、固形分比18%)をブレードコート法に
よりキャストした。さらに10rmpで15分間回転さ
せ充分にレベリングさせ、厚みおよそ1mmポリイミド
前駆体溶液の皮膜を形成した。
【0032】ポリイミド管状物の長さは実施例1と同様
に端部流れ防止リングの間隔で規定した。
【0033】次に水平に配置された製造型3はゆっくり
回転させたまま赤外線により温度が120℃〜150℃
に制御され30分間加熱された。ポリイミド前駆体溶液
の皮膜は脱溶媒及びイミド化が進行しポリイミド管状物
中間体が得られる。ポリイミド管状物中間体は製造型3
を室温まで冷却すると容易に分離できた。
【0034】次に該ポリイミド管状物中間体を製造型3
と概略同外形のアルミ製金型に装着、温風循環式オーブ
ン中で200℃で15分、250℃で15分、300℃
で15分、350℃で30分加熱し、完全にイミド化し
たポリイミド管状物を得た。その後、室温まで冷却しア
ルミ製金型から該ポリイミド管状物を取り外した。この
管状物の厚みは、200μmであった。
【0035】(比較例1)シリコーンゴム層厚みを20
0μmとしたこと以外は実施例1同様の製造型を用意し
た。実施例1同様の手順でポリイミド管状物中間体が得
られたが、製造型を室温まで冷却してもポリイミド管状
物中間体は製造型に強固に密着しており完全な形で分離
する事はできなかった。
【0036】(比較例2)アルミニウム製円筒金型(線
膨張係数が2.4×10-5-1)を用意し、これを用い
てポリイミド管状物中間体を形成した。この製造型の長
さは500mm、外径40mm、内径20mm、外表面
の表面粗度は1μm(Rz)以下に仕上げてある。この
製造型外表面上に実施例1、2と同様の方法で厚みおよ
そ1.5mmポリイミド前駆体溶液の皮膜を形成した。
【0037】次に、水平に配置された製造型はゆっくり
回転させたまま赤外線により温度が120℃〜150℃
に制御され20分間、150℃〜180℃に制御され2
0分間加熱され、ポリイミド管状物中間体が得られた。
製造型を室温まで冷却したがポリイミド管状物中間体は
製造型に強固に密着しており完全な形で分離する事はで
きなかった。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、少
なくとも型表面に500μm以上の耐熱樹脂層が形成さ
れたポリイミド管状物製造用型を用いているため、加熱
処理により形成したポリイミド管状物中間体を容易に型
から分離することができる。このため、たとえば膜厚が
100μmを超える厚肉のポリイミドのシームレス管状
物の製造が可能となる。
【0039】また、前記耐熱樹脂の線膨張係数を7×1
-5-1以上とすることにより、ポリイミド管状物中間
体の型からの分離をより容易にすることができる。
【0040】さらに、前記耐熱樹脂をポリオキシメチレ
ンとすることにより、ポリイミド前駆体溶液の型表面に
対する塗れ性を良好にすることができ、ポリイミド管状
物中間体の膜厚の均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるポリイミド管状物製造用型の概略
断面図である。
【図2】本発明によるポリイミド管状物製造用型の概略
断面図である。
【図3】本発明によるポリイミド管状物製造用型の概略
断面図である。
【符号の説明】
1 型 101 基材(アルミニウム) 102 断熱樹脂(シリコーンゴム層) 2 型 201 端部流れ防止リング 3 型 302 耐熱樹脂(POM)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五月女 修 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円筒または円柱形状を有し、型表面にポ
    リイミド前駆体溶液をキャスト成形した後、加熱処理す
    ることによりポリイミド管状物中間体を形成するのに用
    いられるポリイミド管状物製造用型において、少なくと
    も型表面に500μm以上の耐熱樹脂からなる層が形成
    されてなることを特徴とするポリイミド管状物製造用
    型。
  2. 【請求項2】 前記耐熱樹脂の線膨張係数が、7×10
    -5-1以上であることを特徴とする請求項1に記載のポ
    リイミド管状物製造用型。
  3. 【請求項3】 前記耐熱樹脂がポリオキシメチレンであ
    る請求項1または2に記載のポリイミド管状物製造用
    型。
  4. 【請求項4】 円筒または円柱形状の型の表面にポリイ
    ミド前駆体溶液をキャスト成形した後、加熱処理するこ
    とによりポリイミド管状物中間体を形成し、該ポリイミ
    ド管状物中間体を前記型より分離する工程と、前記ポリ
    イミド管状物中間体に対して後加熱を行う工程とを含む
    ポリイミド管状物を製造する方法であって、前記型が、
    請求項1乃至3いずれかに記載のポリイミド管状物製造
    用型であることを特徴とするポリイミド管状物製造方
    法。
  5. 【請求項5】 前記ポリイミド管状物の厚みが100μ
    m以上である請求項4に記載のポリイミド管状物製造方
    法。
JP180298A 1998-01-07 1998-01-07 ポリイミド管状物の製造型及び製造方法 Pending JPH11198158A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1113338A3 (en) * 1999-12-27 2002-03-06 Bridgestone Corporation Resin pipe, production thereof, base for photosensitive drums, and photosensitive drum constructed from said base
JP2006116821A (ja) * 2004-10-21 2006-05-11 Ricoh Co Ltd 円筒状硬化成形型、及び、それを用いた円筒硬化膜の製造方法、並びに、中間転写ユニット、及び、画像形成装置
US7662329B2 (en) 2002-05-10 2010-02-16 Canon Kasei Kabushiki Kaisha Centrifugal casting die, method for manufacturing thereof as well as casting material, blade obtained therefrom and method for manufacturing thereof

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