(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成型用中空円筒体（１）を回動させるための回動手段と外部から加熱する加熱手段とを備え、同中空円筒体内に液状樹脂を供給し成形する円筒状合成樹脂フィルムの成型装置において、該中空円筒体の内部での成型により発生する蒸発物を積極的に換気するために、不活性ガス供給手段（F）と同不活性ガスと共に蒸発物を系外に排出する排出手段（Ｓ）とを備えると共に、同供給手段（Ｆ）は長尺パイプ（３）と外側パイプ（４）との二重管からなり、其々の噴出口は長手方向に均一に、円周方向には長尺パイプ（３）と外側パイプ（４）の噴出口とはずれた位置に設けられると共に、同排出手段（Ｓ）もパイプ（２）からなり、吸引口は長手方向に均一に、円周方向には外側パイプ（４）の噴出口とずれた位置に設けられることを特徴とする円筒状合成樹脂フィルムの成型装置。
【請求項２】
前記成型用中空円筒体（１）の外表面が黒色に着色され、該円筒体の温度はその表面から放出される赤外エネルギーを検知し、これを温度に変換する放射温度センサー（７）を一定距離をもって離れた位置に配設し、それにより加熱装置が制御される請求項１に記載の円筒状合成樹脂フィルムの成型装置。
【請求項３】
不活性ガス供給手段（Ｆ）と排出手段（Ｓ）とが、各々複数個の開口部を有する長尺パイプ（２、３）からなり、該パイプは成型用中空円筒体（１）の中央部分に位置するよう配設されてなる請求項１、請求項２に記載の円筒状合成樹脂フィルムの成型装置。
【請求項４】
前記回動手段は、成型用中空円筒体（１）を載置して支持し回動する構成の断熱性ロール（５）を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の円筒状合成樹脂フィルムの成型装置。
【請求項５】
前記成型用中空円筒体（１）が、その両側面を開閉する為の着脱自在の開閉蓋を備えてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の円筒状合成樹脂フィルムの成型装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は円筒状合成樹脂フィルムの成型の為に改良された成型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に円筒状合成樹脂フィルム（以下シームレスフィルムと呼ぶ）には、原料液体を成型用円筒体の外面又は内面にコーティングし、加熱乾燥することで成型されるものが多い。いずれの方法でも一長一短はあるが、高精度で確実に成型できる方法としては内面を使っての成型、つまり該円筒体の内面に原料液体を注入し、高速で回転しつつ均一に流延、加熱乾燥する方法で、一般に遠心注型法と呼ばれるものである。
【０００３】
遠心注型を行う為の遠心注型装置においても、特に原料液体が原料を有機溶媒に溶解した物である場合は、どのような加熱手段をとるのが有効かは勿論、流延成型に伴って、成型物から蒸発する有機溶媒等の系外への排出手段も極めて重要である。
これは蒸発した該溶媒等を全体に均一に、かつ迅速に系外に排出しないと得られたシームレスフィルムに有機溶媒がムラとなって残存したり、厚み精度にムラがあったりして、より機能性の高い高品質の該フィルムを得難いからである。
【０００４】
遠心注型装置における成型物からの溶媒の蒸発量を左右する成型用中空円筒体の加熱手段は、一般に該円筒体の外面を加熱して、内面の液状原料を加熱する間接加熱法がとられ、そしてその加熱によって蒸発する有機溶媒等の蒸発物の除去は、該円筒体の全体を筐体で囲い、１つの部屋となし、この部屋全体を若干負圧状態になるようにブロワーで吸引し、系外に排出する方法が取られている。（例えば特開平６−３９８５８号公報）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の間接加熱法にしても、蒸発物の蒸発量の調節及び排出方法は十分に満足されず更なる改良が必要とされている。特にシームレスフィルムの両端部分では、蒸発物の排出が効率良く行われるのでフィルム内部との厚み精度のムラが発生しやすく、前記のような有機溶媒の残存ムラと共に、極めて高レベルの厚み精度を要求される機能性シームレスベルト等への使用には十分満足されるものではなかった。更に間接加熱法においても、特に温度の制御法（前記円筒体の温度測定方式）の影響が大きく回転する前記円筒体の正確な温度測定が難しく、常に一定条件の温度に成型用中空円筒体の内面を加熱し維持することが困難であった。その結果、成型における蒸発量の調節が迅速性に欠け、得られた成型体の性能品質にもバラツキをもたらしやすかった。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決する為に鋭意検討した結果、到達したものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載する発明は、成型用中空円筒体（１）を回動させるための回動手段と外部から加熱する加熱手段とを備え、同中空円筒体内に液状樹脂を供給し成形する円筒状合成樹脂フィルムの成型装置において、該中空円筒体の内部での成型により発生する蒸発物を積極的に換気するために、不活性ガス供給手段（F）と同不活性ガスと共に蒸発物を系外に排出する排出手段（Ｓ）とを備えると共に、同供給手段（Ｆ）は長尺パイプ（３）と外側パイプ（４）との二重管からなり、其々の噴出口は長手方向に均一に、円周方向には長尺パイプ（３）と外側パイプ（４）の噴出口とはずれた位置に設けられると共に、同排出手段（Ｓ）もパイプ（２）からなり、吸引口は長手方向に均一に、円周方向には外側パイプ（４）の噴出口とずれた位置に設けられることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載する発明は、該成型用中空円筒体（１）外表面が黒色に着色され、成型用中空円筒体（１）の温度を高い精度で温度制御するために、その表面から放出される赤外エネルギーを検知しこれを温度に変換する放射温度センサー（７）をことを特徴とし、請求項３に記載の発明は、不活性ガス供給手段（Ｆ）と排出手段（Ｓ）とが、各々複数個の開口部を有する長尺パイプ（２、３）からなり、該パイプは成型用中空円筒体（１）の中央部分に位置するよう配設されてなる円筒状合成樹脂フィルムの成型装置を特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載する発明は、回動手段は、成型用中空円筒体（１）を載置して支持し回動する構成の断熱性ロール（５）を備える円筒状合成樹脂フィルムの成型装置を特徴とし、請求項５に記載の発明は、前記成型用中空円筒体（１）が、その両側面を開閉する為の着脱自在の開閉蓋を備えてなる円筒状合成樹脂フィルムの成型装置を特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
まず、本発明における成型装置で成型される円筒状合成樹脂フィルムつまりシームレスフィルムは、一般に知られる熱可塑性又は熱硬化性の各樹脂によるフィルムを対象とするもので、成型の為の原料状態は一般に各樹脂を溶解させる有機溶媒に所定濃度で溶解した樹脂溶液である。
但し、該樹脂に到達する前段階の前駆体とか、二次元（直鎖状）ポリマ−等である場合には、それ自身が常温又は若干加熱することで液状を呈しているものもあり、このような場合には必ずしも有機溶媒を使用する必要はなく、無溶媒のバルクでの成型が同様に可能となる。
従って、本発明においては有機溶媒に溶解された樹脂溶液に有効ではあるが、このような溶液を必須とすることなく、液状を呈し回転注型により所望の合成樹脂フィルムが成型できればすべて適用可能となる。
【００１１】
尚、前記熱硬化性樹脂の場合には、これ自身ではいかなる有機溶媒にも不溶であるので、それ自身が液状又は固形状にある前駆体の段階を成型原料とすることになる。この段階が液状であればあえて有機溶媒を必要としないが、固形であれば溶媒に溶解した物を原料とする必要がある。
【００１２】
また、成型原料には必要によって各種添加剤が混合される場合がある。この添加剤を伴う成型原料を成型する場合、本発明による成型装置では、添加剤の分散がより均一に行われる。一般に添加剤を伴う成型原料の遠心注型では均一な分散が出来にくいことから考えると、これも特長の１つといえる。
【００１３】
更に、供給する不活性ガスは、成型に供せられる前記各樹脂又は該樹脂中に含まれる有機溶媒等と加熱成型中に反応することなく、蒸発物の蒸発を円滑にし効率よく系外に排出させる気体であれば特に制限はない。一般的には常温の空気、窒素ガス等が例示できる。勿論、所定温度に加熱した加熱不活性ガスであっても良い。
【００１４】
不活性ガスの供給量と同ガスの排出量を調節するので、中空円筒体内のガス濃度をある値に均一に保持することがしやすくなり、又、円筒体の温度を正確に測定できるので成型物からの蒸発物量を積極的に調節可能とし、フィルムに残る溶媒の残存ムラやフイルムの厚みムラを少なくし精度、機能を向上させることが可能となる。
【００１５】
【実施例】
以下に図面を参照して、実施例によって更に詳述する。
【００１６】
図１は、本装置の要部を示す側面図、図２は正面断面図を示す。１は内面を鏡面仕上げ加工した鉄製又はステンレス製の成型用中空円筒体である。この円筒体１には、流延される成型原料を系外に流出させない為のバリア１ａを周設している。該円筒体１は、耐熱ゴム５ａを周設した金属製の断熱性ロール５を１対（１組）とし、これの２対を円筒体１の両端位置に配置し、該ロール５の上に載置され支持されるようになっている。従って、該ロール５が回動すれば円筒体１も回動することになる。
【００１７】
前記断熱性ロール５が短尺ロールであるのは、該円筒体１の回動における水平精度をより高精度で保ちつつ、かつ円筒体１に与えられた熱を可能な限り系外に逃さないようにし、かつ円滑に回動させる為である。この効果は特に円筒体１が横に長くなればなるほど大きいが、円筒体１の横長に相当する長尺ロール（不図示）を断熱性ロール５として使用することにより、断熱性による熱効果を妨げるものではない。
尚、該ロール５は、更に一対以上を追加し、これに円筒体１を載置する状態で、または側外面に当接して、横動のないように支持するようにしても良い。
【００１８】
前記円筒体１の外面には、黒のクロムメッキを施して黒色層を設けている。黒色にする手段は該メッキに限らず、例えば黒色の耐熱塗料による塗装等でも良いので特定されるものではない。この黒色層を有することにより外部からの加熱手段による円筒体１への熱伝導性が良く、かつ与えられた熱が、忠実に赤外エネルギーとなって放射される。
円筒体１の表面から放射される赤外エネルギーを検出する限り、放射温度センサー７による検出温度が周囲の雰囲気（空気の流れ状態）の変化に影響されることはない。
【００１９】
従って、前記の赤外エネルギーをキャッチし、これを温度に換算する手段を設ければ高い精度で温度制御することができる。この手段の好ましい方法が請求項１に記載する放射温度センサー７の使用である。
放射温度センサー７は、測定視野範囲以内（一般に側定点から該温度センサまでの距離にして５００ｍｍ以内）であれば測定温度に誤差はなく、正確に測定し制御することが出来る。本例では、約２６０ｍｍ離して加熱手段６との間に配置しアンプ（不図示）に連結している。
温度センサ７―は、装置全体の構成を見て他の位置に配設しても良い。
【００２０】
尚、前記放射温度センサー７を使用しない場合には、非接触型の表面温度測定用熱電対を使って、１〜２ｍｍの微少の隙間をもって測定することも可能であるが（不図示）、この方法では、その隙間に風流等が発生すると、正確な温度が測定しずらくなるので、これを防ぐ対策が必要である。
【００２１】
加熱手段６は、遠赤外線ヒータ６ａを熱源としている。実施例では、図２に示すように前記円筒体１の上部に逆八字型に２機横設する構成を有する。  勿論熱源の種類、配置の数、配置位置等は、本発明を制限するものではなく、遠赤外線ヒータを用いる場合でも円筒体の下部から１機で加熱する方法（不図示）が、熱効率に配慮すると好ましい態様である。
【００２２】
前記円筒体１の内部中央位置には、空気（不活性ガス）の供給手段Ｆと、系外排出手段Ｓの両手段を近設し、これを一対として内設している。ここで、空気供給手段Ｆは、ステンレス製の長尺パイプ３と、このパイプ３の外形よりも大きい内径を有する外側パイプ４を篏合して二重管を形成し、円筒体１の内部中央に配置するようにして長尺パイプ３の一端からリード管（フレキシブルチュープ）３ｂを介して、空気供給源ＦＡに接続され、所定風量を供給しつつ、外側パイプ４から円筒体１の内面に向って空気を均一に噴出する構成となっている。
この時、長尺パイプ３から直接円筒体１内に噴出せずに、先ずパイプ３から外側パイプ４内に噴出し、更に外側パイプ４から円筒体１内に噴出する間接的方法をとっている。
【００２３】
前記二重管の構造の詳細は、図３の斜視図で示している。つまり、内管になる長尺パイプ３には、噴出ノズル３ａを一定ピッチで多数横列状態で穿設している。そしてこれに篏合する外管としての外側パイプ４を示し、外側パイプ４には４ａ
で示すようなスリット状の噴出長穴を穿設している。
そしてこの長尺パイプ３には想像線で示すように、外側パイプ４が所定の隙間をもって篏合され、かつその篏合の両者の位置は長尺パイプ３の噴出ノズル３ａと外側パイプ４の長穴４ａとが一致しないように、円周方向に１８０°ずれた位置にする事が望ましい。このような位置で篏合することで、まず長尺パイプ３の噴出ノズル３ａから噴出される空気は、一度外側パイプ４の管壁に衝突するのでここで乱気流となって流速が緩和され、更にこれが外側パイプ４のスリット状の長穴４ａから噴出される。これによって、更に緩和された均一な空気流を円筒体１内に噴出する。
このような状態の空気が流延される成型原料に当たると、含まれる有機溶媒の蒸発を均一に促進し、反応によって副生する副生物も同時に迅速に排除するので、フィルム全体の成型を均一に促進させることができる。
【００２４】
尚、長尺パイプ３に穿設した噴出ノズル３ａの径、数については前記円筒体１の大きさ、成型に供する樹脂、成型条件（温度、回転速度等）を要因でもって予備実験にて確認し、最適条件を設定すれば良いので制限されない。また、該ノズル３ａにかえて、スリット状の長穴にしても良く、更には該ノズルと長穴との両穴を穿設した長尺パイプとしても良いが、これについても予備実験にて確認し決めるのが良い。
【００２５】
また、前例の二重管構造が無くて長尺パイプ３のみでも良いが、この場合には噴出ノズル３ａの各々に空気調整用バルブを設けるとか、該ノズルの出口に空気を拡散する手段、例えばメッシュ状の金網とか、邪魔板を設けて、より均一流として放出するように工夫するのが望しい。
【００２６】
前記二重管の場合の長尺パイプ３と外側パイプ４との隙間距離とか、噴出ノズル３ａ、スリット状の長穴４ａとの位置関係は、前記１８０°のズレ状状態に限るものではなく、いずれも予備実験により確認し決めれば良いのでこれにも制限は無い。
【００２７】
一方、前記系外排出手段Ｓは、不活性ガス供給手段Ｆによっても前記円筒体１内のガス状物を積極的につまり滞留させることなく、迅速に系外に排出する為のもので、これはステンレス製パイプ２で示している。該パイプ２には、スリット状の長穴又は吸引穴２ａを穿設し、リード管（フレキシブルチューブ）２ｂを介して、サクションポンプＳＡによって吸引し排出する。
該吸引穴２ａは、３ａと同じノズル形状でも良いが、排出効率（局所的にならず全体が均一にして、迅速に排出すること）等の点から、スリット状の長穴であっても良い。勿論、これら排出用の穴（ノズル、長穴）の形状、その大きさ、数等には制限はない。
【００２８】
また、本実施例では、空気供給手段Ｆにおける空気噴出のスリット状長穴４ａ（これがノズル形状であっても）と系外排出手段Ｓにおける吸引穴２ａとの位置関係が、円周方向に１８０°（背中合わせの状態）ズレた状態であるが、円筒体の回転速度に合わせて変更する事が好ましい。
これは該長穴４ａから噴出した空気が、回転によって流されるためである。また、該長穴４ａから噴出した空気の全ては、前記円筒体１の内面に流延されている成型原料に当てることが望ましい。つまり仮に噴出空気の一部が該原料に当る前に、吸引穴２ａから吸引されてしまうと実際に当る空気量が少なく減速されることになり、その分蒸発効率を低下させる結果になるからである。即ち噴出用穴と排出用穴とは、可能な限り離れていることが望ましいということになる。
【００２９】
尚、前記不活性ガス供給手段Ｆと系外排出手段Ｓは、パイプをもって例示しているが、これが例えばチューブ状であっても、角柱状であっても良いのであり、特に制限されるものではない。また、ノズル３ａにしても、吸引穴２ａ、長穴４ａにしても、これが一列に限らず二列以上の複数列でもって穿設されていても良
い。
【００３０】
また、前記一対の空気供給手段Ｆと系外排出手段Ｓとは、主として、一端に設けられた支持枠９によって支持固定されているが、該一対の両手段は左右動するようにすることが好ましく、その場合には支持枠９を左右動機構に繋いで行うのが良い。
尚、前記円筒体１も左右動するようにするのが好ましく。その場合には断熱性短尺ロール５を連結部材を介して、左右動機構に繋いで行うのが良い。
【００３１】
また、８は前記円筒体１の両側面を閉じる蓋で、開閉機構をもって設けられる。この蓋８は必須とするものではないが、蓋が無い場合には、系外排出手段Ｓにおける排出作用を受けずに、自然的に両側面の大きな穴から排出され易い。このような状態での排出では、成型されるシームレスフィルムの特に両サイドでの厚さが厚く、中心部で薄いという厚みムラ傾向になる。特にこの傾向は該円筒体１の長さが長い場合、内径が小さい場合に多く見られる。従って、本発明にあっては蓋はある方がより好ましいことになる。
【００３２】
また、蓋８は、該円筒体１の両側面に対して、可能なかぎり密閉され、逆に容易に開封されるような開閉自在の機構をとることが好ましいが、ここでは、円筒体１の側面との間に極わずかな隙間（不図示）を設けている。
まず左側の蓋８は、自動的に左右動するスクリューネジ付き（図示せず）の蓋とし、微小の隙間をもたせて、該円筒体１のＬ字側面と滑り合うような状態にして密閉している。一方、右側に設けられる同形状の蓋は、前記二重管の一端に固設することで、同様の滑り合い状態での密閉を行っている。
蓋８を設けることにより、円筒体１内に侵入するゴミを少なくし、フィルムへの付着、混入などを少なくすることが可能となる。
【００３３】
尚、図２は、装置の正面断面を示したものであり、図１内にも表示する小さい矢印は空気の流れ方向を示している。また、図１における成型装置は、この本体部分又は全体を筐体でもって囲い、一つの成型室に収納するようにして使用しても良い。
【００３４】
【実施例２】
実施例１に例示した装置を使って、次の条件でエンドレスフィルムを成型し、品質を確認した。
・成型原料：熱硬化性ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸がＮ−メチルピロリドンとジメチルフォルムアミドとの混合溶媒に溶解（１５重量％）され、これにカーボンブラック（添加材：９重量％）を混合分散したポリアミド酸溶液。
・円筒体１の大きさ：内径１８０ｍｍ、長さ６００ｍｍ
・温度（該円筒体１の表面）：1１０±１℃
・円筒体１の回転速度：１５０（ｒｐｍ）
・吸引穴２ａ：１ｍｍφ×１０
・噴出ノズル３ａ：０．５ｍｍφの穴を５０ｍｍピッチで５個を横一列に配置
・スリット状長穴４ａ：幅１ｍｍ、長さ１２５ｍｍ×４
・不活性ガスの給排：常温の空気を３０Ｌ／分で供給し、２９Ｌ／分で系外へ排出。
・成型時間：３時間
尚、成型原料は最終的に得られるポリイミドエンドレスフィルムの厚さが１００μｍになるように計量し、円筒体１をゆっくり回転しつつ注入した。
【００３４】
前記成型条件にて３時間、回転を続行し、停止し、常温に冷却して、円筒体１から成型体を取り出した。得られた成型体は実質的に未閉環（イミド化せず）のカーボンブラックの分散されたポリアミド酸のシームレスフィルムであった。
そしてこの物の厚さは２００±４μｍであり、中心部分と両サイド部分に差はなく均一であった。最終的に得られる厚さ１００μｍのポリイミドエンドレスフィルムの設定に対して、該ポリアミド酸エンドレスフィルムの厚さが２００μｍ±４μｍであることは、完全に前記溶媒が蒸発し、排出されないことと、イミド化が行われていないことによるが、厚さが２００μｍ±４μｍと均一であることは、残存溶媒も全体に均一に残存し、ムラの無いことを示している。
【００３５】
更に前記得られたポリアミド酸エンドレスフィルムを円筒状金型に篏着し、これを２００〜４５０℃の熱風乾燥機中に投入して、残存溶媒の完全除去とイミド化を行い、目的とするポリイミドシームレスフィルムを得た。該フィルムの厚さは１０３μｍ±１．５μｍで一定であり、また表面抵抗を測定すると中心部分、両サイド部分に全く差はなく一定であった。このことは添加剤としてのカーボンブラックも均一に分散されていることを示している。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は前記の通り構成されるので、次のような効果を奏する。
【００３７】
まず、成型用中空円筒体内に、蒸発促進の為の不活性ガスを積極的に供給し、そして積極的に排出する機構を設けたことで最終的に得られたシームレスフィルムの特に厚み精度、更には残存有機溶媒にもムラが無く、より安定した品質性能をもった最終製品を得ることができるようになった。
【００３８】
そして、特に成型温度の制御が容易になったことと、成型サイクルが短縮されたことで、全体の生産管理と共に、より効率的に生産できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における成型装置の要部側面図である。
【図２】実施例１における成型装置の正面断面図である。
【図３】不活性ガス供給手段Ｆと系外排出手段Ｓとの主要部分の斜視図である。
【符号の説明】
１    成型用中空円筒体
２    排出用パイプ
２ａ  吸引穴
３    空気供給用長尺パイプ
３ａ  噴出ノズル
４    外側パイプ
４ａ  スリット状長穴
５    断熱性短尺ロール
６    加熱手段
７    放射温度センサー
８    蓋
９    支持枠
【図１】
0003563972.tif 000002
【図２】
0003563972.tif 000003
【図３】
0003563972.tif 000004