(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯体の外面にポリイミド前駆体の溶液を塗布した後、芯体の外側に芯体の外径よりも大きな内径を有するダイスを通過させて、所望の膜厚の被膜を形成し、次いで、被膜が少なくとも管状物としての強度を保持できるまで加熱した後、芯体から管状物を取り出すポリイミド管状物の製造方法において、芯体の側部上方にダイスを配置し、そのダイスの直下に、ポリイミド前駆体溶液を収容する受け槽とラインによって結ばれているノズルを配置し、該ラインを通じて該ノズルに送液したポリイミド前駆体溶液を、該ノズルから、ダイス内面と該ダイス内面と対向する芯体外面との間に注入するとともに、該ダイスの下方に位置する芯体の外面に注入して芯体にポリイミド前駆体溶液を塗布し、次いで、該ノズルを芯体からはずした後、該芯体の外側にダイスを通過させて所望の膜厚の被膜を形成し、塗布したポリイミド前駆体溶液の余剰分を受け槽内に滴下させることを特徴とするポリイミド管状物の製造方法。
【請求項２】
ポリイミド前駆体溶液を収容する受け槽とノズルとを結ぶラインにフィルターを設けて、該受け槽内に混入した異物を除去する請求項１記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリイミド管状物の製造方法に関し、さらに詳しくは、芯体の外面にポリイミド前駆体の溶液を塗布し、ダイスを通過させて被膜を均一化した後、加熱して管状物を製造する方法において、異物の混入を防ぎ、薄肉で均一な厚みを有するポリイミド管状物を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
耐熱フィルムは、フレキシブルプリント基板、電気機器の絶縁体、磁気テープなど種々の用途に使用されている。これらの耐熱フィルムの中でも、管状に成形された耐熱フィルムは、電子写真複写機、ファクシミリ、プリンターなどの定着用ベルト等として使用されている。即ち、電子写真複写機などにおいて、記録紙上のトナーを加熱溶融して記録紙上にトナー画像を定着させる方法として、フィルム状でエンドレスの定着用ベルト（管状物）を介して、ヒーターにより記録紙上のトナーを直接的に加熱する方法がある。この定着用ベルトには、耐熱性、強度、ヤング率などの物性に優れていることが求められるため、一般に、耐熱性や機械的強度に優れるポリイミドフィルムが使用されている。
【０００３】
ポリイミドフィルムからなる管状物の製造方法としては、円柱状金型などの芯体の外面もしくはシリンダー状金型の内面に、ポリイミド前駆体溶液を塗布し、次いで、塗布層を加熱してポリイミドの硬化被膜を成形する方法が知られている（特開平３−１８０３０９号、特開昭６２−１９４３７号など）。これらの方法の中でも、芯体をポリイミド前駆体溶液に浸漬して、芯体の外面にポリイミド前駆体溶液の被膜を形成する方法が一般的である。この場合、被膜の厚みを所望の範囲に調整し、あるいは被膜の厚みを均一にするために、ポリイミド前駆体溶液を塗布した芯体に、芯体の外径よりもやや大きめのダイスを落下させる方法が採用されている。
【０００４】
従来技術について、図面を参照しながらより詳細に説明する。図３には、従来法の一つが示されている。すなわち、図３において、芯体１は、ポリイミド前駆体を含有する溶液（ポリイミドワニス）１３に浸漬され、芯体１の外面に該溶液が塗布される。浸漬工程は、浸漬槽１４を上下動させるか、あるいは芯体を上下動させることにより行う。浸漬槽１４には、ポリイミドワニス供給槽１５から例えば空気加圧１２によりポリイミドワニス１３が必要量だけ供給されるようになっている。芯体１の側部上方には、芯体の外径より所定の間隔だけ大きめの内径を有するダイス２がダイス受け３により保持されている。浸漬法により芯体にポリイミドワニスを塗布した後、ダイス受け３をはずしてダイスを落下させることにより、塗布液（被膜）の厚みを調整したり、あるいは塗布液を厚みの均一化を行う。
【０００５】
ところが、このような操作を繰り返し行うと、ダイスの内側に付着したポリイミドワニスが芯体の側部上方に付着し、乾燥して薄膜の異物となる。つまり、図３に示すように、芯体をポリイミドワニスに浸漬する前のダイスは、芯体の上方に配置されるために、該芯体の上方部に付着したポリイミドワニスは、次の浸漬工程の際に、浸漬槽中に浸漬されず、乾燥して薄膜カス状の異物となる。この異物が、芯体を繰返し使用する際に落下して、被膜に付着すると不良品の原因となる。また、落下した異物が浸漬槽内に堆積すると、芯体の浸漬時にやはり被膜に付着して不良品の原因となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、芯体の外面にポリイミド前駆体の溶液を塗布し、ダイスにより均一な被膜とした後、加熱してポリイミド管状物を製造する方法において、異物の混入を防ぎ、薄肉で均一な厚みを有するポリイミド管状物を製造する方法を提供することにある。
本発明者らは、前記従来技術の問題点を克服するために鋭意研究した結果、通常の浸漬法ではなく、芯体の側部上方にダイスを配置し、ダイスの直下にポリイミド前駆体溶液を注入して芯体の外面に該溶液を塗布すると、塗布した溶液と、ダイス内面に付着している溶液及びダイス内面に対応する芯体の外面に付着している溶液とが混ざり合って、薄膜カス状の異物の形成が防止されることを見いだし、その知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、芯体の外面にポリイミド前駆体の溶液を塗布した後、芯体の外側に芯体の外径よりも大きな内径を有するダイスを通過させて、所望の膜厚の被膜を形成し、次いで、被膜が少なくとも管状物としての強度を保持できるまで加熱した後、芯体から管状物を取り出すポリイミド管状物の製造方法において、芯体の側部上方にダイスを配置し、そのダイスの直下に、ポリイミド前駆体溶液を収容する受け槽とラインによって結ばれているノズルを配置し、該ラインを通じて該ノズルに送液したポリイミド前駆体溶液を、該ノズルから、ダイス内面と該ダイス内面と対向する芯体外面との間に注入するとともに、該ダイスの下方に位置する芯体の外面に注入して芯体にポリイミド前駆体溶液を塗布し、次いで、該ノズルを芯体からはずした後、該芯体の外側にダイスを通過させて所望の膜厚の被膜を形成し、塗布したポリイミド前駆体溶液の余剰分を受け槽内に滴下させることを特徴とするポリイミド管状物の製造方法が提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳述する。
ポリイミドフィルムからなる管状物は、一般に、芯体の外面にポリイミド前駆体の溶液を塗布し、次いで、塗膜（被膜）が少なくとも管状物としての構造を保持できる強度を有するに至るまで加熱した後、芯体から管状物を取り外すことにより製造されている。加熱の程度は、被膜が少なくとも管状物としての構造を保持し得る強度を有するまでとする。取り外した管状物の硬化（ポリイミド化）の程度が不充分な場合には、別途、加熱処理を行うことができる。もちろん、芯体上で、ポリイミド前駆体を充分に硬化させることができる。一般には、加熱する場合、加熱炉中で段階的に昇温して、最高３５０℃から４５０℃程度にまで加熱し、ポリイミド前駆体を脱水閉環させてポリイミド化する。したがって、芯体には、少なくとも３５０〜４５０℃程度の高温に耐える耐熱性が必要である。
【０００９】
芯体としては、従来より使用されているアルミニウムやステンレスなどの金属製芯体を好ましく使用することができる。また、金属製芯体の外面に、ガラスコーティング層やセラミックス被覆層、フッ素樹脂被覆層などの離型性被覆層を設けた芯体を使用することもできる。芯体の形状は、特に限定されないが、円柱形状のものが好ましく使用でき、用途に応じて溝つき円柱型として、生成する管状物にリブを設けることもできる。
【００１０】
本発明では、芯体の外面にポリイミド前駆体の溶液を塗布した後、芯体の外側に芯体の外径よりも大きな内径を有するダイスを通過させて、所望の膜厚の被膜を形成する方法を採用する。芯体上に塗布された塗膜は、膜厚が厚すぎたり、不均一な場合が多い。ダイスを通過させることにより、均一で所望の厚みの被膜を形成することができる。溶液を芯体に塗布した後、ダイスは、通常、落下させるが、所望により芯体を引き上げてもよい。
【００１１】
本発明では、芯体をポリイミド前駆体溶液中に浸漬するのではなく、芯体の外面に注入して塗布する方法を採用する。本発明の方法について、図面を参照しながらより具体的に説明する。図１は、本発明の好ましい一実施態様を説明する概念図である。芯体１の側部上方には、芯体の外径と所定の間隙だけ大きめの内径を有するダイス２がダイス受け３に保持されて配置されている。受け槽５中のポリイミド前駆体溶液（ポリイミドワニス）６は、ＮＣシリンダポンプ７によりライン９及び１０を通じて、ノズル４に送液される。ノズル４は、ダイス２の直下に配置できるようになっている。ポリイミドワニスは、ノズル４から芯体１の外面に注入され、塗布される。ノズル４は、芯体に沿って上下動できるようになっている。塗布されたポリイミドワニスの余剰分は、受け槽５内に滴下する。
【００１２】
図２に示すように、ポリイミドワニス６がノズル４から注入されると、この新しいワニスと、先にダイス２の内面及び対向する芯体１側に付着していた古いワニスとが混合する（図２の符号１１の部分）。したがって、古いワニスが乾燥して薄膜カスの異物となることが防止される。また、本発明の方法では、ポンプによりポリイミドワニスを循環して使用するが、図１に示すように、受け槽５とノズル４との間のラインに、フィルター８を設けると、該受け槽５内に混入した異物を除去することができ、さらに高品質のポリイミド管状物を製造することができる。
【００１３】
ノズル４は、芯体からはずれるようになっており、ポリイミドワニスを芯体に塗布した後、芯体からはずされる。次に、ダイス２を落下させて、芯体外面に塗布された塗布液の厚みを所望の範囲に調整し、かつ、均一な厚みとする。ダイス２を落下させるかわりに、芯体１を上下動させてもよい。前記したとおり、ポリイミドワニスの被膜が形成された芯体は、通常、加熱炉中に投入されて熱処理される。
【００１４】
ノズル４としては、各種形状のものが使用できる。例えば、図４に示すような比較的短い形状のノズル４があり、ポリイミドワニス６をノズル４から射出注入して芯体１に沿って滴下させるか、芯体の上方部にのみ塗布した後、ノズル４をはずして、ダイス２を落下させることにより芯体１の残りの部分にもワニスを均一に分布させるか、あるいは該ノズルまたは芯体１を上下動させてワニスを芯体の所定箇所の全面に塗布する。図５に示すように、長いスリーブを備えたノズル４があり、ポリイミドワニスを射出してスリーブと芯体１との間に注入することにより、芯体１の所定箇所の全面に該ワニスを塗布することができる。図６に示すように、射出注入口を２個またはそれ以上設けたノズル４も挙げられる。
【００１５】
【実施例】
以下に実施例を挙げて、本発明についてより具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【００１６】
［実施例１］
芯体として、円柱型のアルミニウム棒の外面にガラスコーティング処理（品名セラミカＧ−９０）を施した芯体を用い、ポリイミド前駆体溶液として、宇部興産製ポリイミドワニス（品名Ｕワニス−Ｓ）を用いた。
図１に示す構成にて、ノズルとして、図４に示すノズル▲１▼、図５に示すノズル▲２▼、及び図６に示すノズル▲３▼を用いて、ポリイミドワニスを射出注入して芯体の外面に塗布し、ダイスを落下させて所定厚みの被膜を形成した。被膜を形成した芯体を加熱炉中に投入し、１５０℃から４５０℃まで段階的に加熱することにより、溶媒除去とともにポリイミド化を行い、芯体からポリイミド管状物を取り外した。ポリイミド管状物は、内径が２５ｍｍで、厚さが５０μｍ、長さが３００ｍｍであった。
各ノズルを用いて、それぞれ１０００個のポリイミド管状物を作成した。そして、目視にて異物の混入の有無を判定し、異物不良率を算出した。比較のため、従来の浸漬法による異物不良率も測定した。結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
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（脚注）
▲１▼：図４のノズル
▲２▼：図５のノズル
▲３▼：図６のノズル
【００１８】
図４に示す形状のノズル▲１▼を用いて、ダイスの直下部にのみポリイミドワニスを射出し塗布した後、ノズルを落下させることにより管状物を得ることができるが、ダイス落下時の挙動をより安定させるには、図５または図６に示すノズル▲２▼または▲３▼のごとき形状のノズルにて、芯体の所定部分（管状物となる部分）の全面にポリイミドワニスを塗布することが好ましい。
【００１９】
［実施例２］
ポリイミドワニスの循環ライン中にフィルター８として、３種のステンレスメッシュ（＃５０、＃１００、及び＃１５０）を配置したこと以外は、実施例１と同様にしてポリイミド管状物を作成した。各ステンレスメッシュごとの異物不良率の測定結果を表２に示す。
【００２０】
【表２】
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【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、芯体の外面にポリイミド前駆体の溶液を塗布し、ダイスにより均一な被膜とした後、加熱してポリイミド管状物を製造する方法において、ダイス直下にポリイミド前駆体溶液を注入して芯体に塗布する方法を採用することにより、異物の混入を防ぎ、薄肉で均一な厚みを有するポリイミド管状物を製造することができる。ポリイミド前駆体溶液の循環ライン中にフィルターを配置すれば、異物不良率を更に低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様を示す略図である。
【図２】ノズルから注入されたポリイミド前駆体溶液が、先の操作で付着した溶液と混合することを示す断面図である。
【図３】従来の浸漬法によるポリイミド前駆体溶液の塗布法を示す略図である。
【図４】ノズルの一実施態様を示す断面略図である。
【図５】ノズルの一実施態様を示す断面略図である。
【図６】ノズルの一実施態様を示す断面略図である。
【符号の説明】
１：芯体
２：ダイス
３：ダイス受け
４：ノズル
５：受け槽
６：ポリイミド前駆体溶液（ポリイミドワニス）
７：ＮＣシリンダポンプ
８：フィルター
９：ポリイミド前駆体溶液のライン
１０：ポリイミド前駆体溶液のライン
１１：ノズルから射出注入された溶液と先に付着している溶液とが混合している部分
１２：加圧空気
１３：ポリイミド前駆体溶液
１４：浸漬槽
１５：供給槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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