JPH0334816A - 環状フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般の搬送ベルトにはもちろん画像形成装置
の搬送フィルム、転写フィルムや定着フィルムにも適用
出来る継ぎ目のない環状フィルムの製造方法に関するも
のである。

〔従来の技術〕

一般に搬送ベルトや画像形成装置の搬送フィルム、転写
フィルムや定着フィルムは通常の場合、継ぎ目がなく、
その上内周面が平滑であったり、場合によっては内周面
に決められた凹凸形状を持つ環状フィルムが必要とされ
ている。このような内周面形状を持つ、継ぎ目のない環
状フィルムを製造する際し、通常は円筒状或は円柱状型
の外周面に必要な形状の処理を施し、そこにフィルムを
形成する方法、すなわち円筒状或は円柱状型の外周面に
フィルムを形成し、そのフィルムの内周面に円筒状型の
外周面に施された形状を転写させる方法がとられている
。

従来、このように円筒状或は円柱状型の外周面を使用し
、フィルムを形成する方法としては円筒状型或は円柱状
型の外周面に有機重合体又は、その前駆体の溶液を、吐
出口より霧化し、塗布するスプレー法や、又、他の方法
としては円筒状或は円柱状の有機重合体、又はその前駆
体の溶液中に浸漬し、徐々に引き上げることにより円筒
状或は円柱状型と有機重合体又はその前駆体溶液の表面
張力を利用して塗布する浸漬塗布方法が知られている。

従来は、上記のようにして形成された塗膜を乾燥固化又
は反応終了後、円筒状型或は円柱状型の外周面からはく
すし、環状フィルムを得ている。

〔発明が解決しようとしている課題〕

しかし、従来のスプレー法には以下のような問題欠点が
あった。

（１）塗膜表面が凹凸になりやすい。

（２）溶液が圧力等により霧化されて放射状になるため
溶液の型への付着効率が低く、経済的に不利である。

（３）塗膜表面が粗れてしまい、部分的にエアーを巻き
込んだ状態になり物性が著しく低下する。

又、浸漬塗布方法には、以下のような問題があった。

（１）使用すべき溶液が多量に必要である。

（２）溶液の濃度管理を充分に行う必要がある。

（３）浸漬部分は塗布されるので塗布を必要としない部
分にも塗膜が形成され溶液のロスが多（なり経済的に不
利となる。

（４）揮発速度の遅い溶剤を使用した溶液の場合、乾燥
固化する迄の時間がかかりその間に液だれか発生し塗膜
の不均一化が生じる。尚、回転装置に装着すればこの問
題は解決出来るが回転装置に装着する工程が増え、作業
能率が低下してしまう。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来例の問題点を解決すべくなされたも
のである。

〔発明の概要〕

本発明は、回転している円筒状又は円柱状型の外面に有
機重合体または、その前駆体の溶液を塗布し、乾燥固化
又は反応終了後前記円筒状型よりはくりして環状フィル
ムを製造する方法において、前記溶液を円筒状型の外面
上の一端から他−端迄移動可能な吐出口から実質的に霧
化せず筋状に連続して飛翔させ塗布することを特徴とす
る環状フィルムの製造方法に関する。

〔発明の詳細な説明〕

本発明によれば回転している円筒状又は円柱状型の外面
に有機重合体、またはその前駆体の溶液を塗布し、乾燥
固化又は反応完了後、はくすし環状フィルムを製造する
方法に゛おいて、前記溶液を前記円筒状型の外面上の一
端から他一端迄移動可能な吐出口からビーム塗布するこ
とにより必要最低限の溶剤または溶液の使用量で、特に
揮発速度の遅い溶剤を使わざるを得ない有機重合体又は
、前駆体から厚みの均一な環状フィルムの製造が可能と
なった。

本発明において、溶剤に可溶な有機重合体またはその前
駆体の溶液が使用される。

前記の有機重合体としては特に制限はないが、ポリスチ
レン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、
ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ボリアリレー
ト、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフオン等の
比較的溶剤に溶解しやすい非品性熱可塑性樹脂が好適で
ある。

又、前駆体についても特に制限はないがポリイミドの前
駆体であるポリアミック酸やポリアミドイミド樹脂、ポ
リベンズイミダゾール樹脂、更に、エポキシ樹脂、不飽
和ポリエステル、ジアリルフタレートやシリコン樹脂等
の熱硬化性樹脂が好適である。

更に、使用する溶剤についても前記有機重合体またはそ
の前駆体が可溶なものであれば特に制限はない。

以下、図面を参照しつつ本発明を説明する。

第１図が本発明の環状フィルムを製造する際に用いられ
るビーム塗布を行うための装置の概要図である。

ここで０１は環状フィルムを形成させるための円筒状又
は円柱状型であり、０２の円筒状又は円柱状型保持兼用
回転軸にセットされ０３の回転モーターにより回転して
いる。

０５が有機重合体又はその前駆体の溶液を塗布するため
の突出口１２が設けられているガンであり溶液が溶液導
出管０７を経て、供給され、突出口より実質的に霧化せ
ず筋状に吐出し、円筒状又は円柱状型の外周面上に塗膜
が形成される。

尚、第２図及び第３図が塗膜が形成される際の概念を表
わしている。

ここで、溶液の供給方法としては例えば０９のようなエ
アー圧での供給が可能であるが、他の方法としてはギア
ポンプによる供給も可能である。

又、本発明に於いて円筒状型の回転速度としては、５０
ＲＰＭ以上が有効であるが、好ましくは５０ＲＰＭ以上
３００ＲＰＭ以下の回転速度が用いられる。

又、円筒状型の材質としてはガウス、アルミ、鉄、真ち
ゅう、ステンレスや使用される溶剤に浸されない樹脂等
、特に制限はない。

更に、後のはくりを考慮し、フッ素系、シリコン系等の
離型剤をその外面に塗布することも可能である。

次に、円筒状又は円柱状型の外径に関しては特に制限は
ないが好ましくは、φ１０ｍｍ以上のものが使用できる
。又、長さに関しても特に制限はなく、装置に装着可能
な範囲であれば何ら問題はない。

本発明において使用される有機重合体又はその前駆体溶
液の粘度としては０．０１〜５００ポイズ（常温時）が
好ましく塗膜面の平滑さを考慮すると１０ポイズ以下が
望ましい。

次に吐出口と円筒状型内面との距離については２〜１０
０ｍｍ、特に５〜５０ｍｍの範囲であることが好ましい
。

以下、添付図面を参照しながら本発明をより詳細に説明
する。

本発明では、塗膜の成膜性を向上させるために、微小開
口部から吐出される塗料を第３図に示すように実質的に
霧化せずに筋状に飛翔させることにより塗料が専有する
空間体積の割合を高めて塗料の空気との接触を少なくし
て、塗料中の揮発成分の揮発等による塗料の変性を防止
するものである。

塗料が専有する空間体積の割合は、塗料の変性防止の点
からは１００％、すなわち霧化しないで筋状に被塗布物
に到達することが本発明の主たる特長であるが、従来の
スプレー塗布の如き塗布方法における塗料が専有する空
間体積の割合は０．１〜０．００１％と著しく低いこと
と比較すると、吐出角度を３°以下とした場合にも塗料
が専有する空間体積の割合が９５〜１００％程度となり
塗料中の揮発成分の揮発が少なく塗料の変性がなくなる
ことから実質的に本発明の主旨と同じ効果が得られた。

従って、本発明における微小開口部から塗料を吐出し塗
膜を形成する方法においては、実質的に霧化しない状態
とは吐出角度が３°以下好ましくは０℃の筋状に連続し
て飛翔する状態を示すものである。

さらに、従来の塗布方法では２０〜５０％と非常に低い
塗料の付着効率であり、５０〜８０％の塗料を損失して
いたものが、荊記のように実質的に霧化をさせないこと
により、塗料が微小領域に集中するため、塗料の付着効
率が９５％以上となり、また、非塗膜形成部分への塗料
付着がなくなり、他の部分への塗料のまわり込みを生ず
ることがなくなる。

一方、塗料が微小領域に集中することから、塗料の飛翔
エネルギーが密度的に高くなり、塗膜の表面性を粗面化
する傾向にあり、従来のような高速吐出（スプレー法で
は吐出速度１００〜２００ｍ　／　ｓ　ｅ　ｃ程度）で
は被塗布物表面への影響を生じやすくなる。特に、はな
はだしい場合には、塗膜中に気泡を生じさせることにな
り、塗膜欠陥となる。そこで塗膜の表面性をさらによく
するには、塗料の微小領域への集中化（基板上では塗料
が若干広がるため面積で約１／１００に集中）を考慮す
ると吐出速度は３０ｍ／ｓｅｃ以下が好ましく、さらに
は２５ｍ／　ｓ　ｅ　ｃ　〜２ｍ／　ｓ　ｅ　ｃの範囲
、特には１０ｍ／　ｓ　ｅ　ｃ　〜５ｍ／　ｓ　ｅ　ｃ
の範囲が好ましい。

吐出速度を３０ｍ／ｓｅｅ以下にすることにより、塗料
が被塗布物に付着したときのエネルギーが小さくなり、
塗料が反射散乱することなく、被塗布物上に総べて付着
し、従来の塗布方法では大きな問題であったオーバーミ
スト処理（被塗布物に付着しなかった塗料が塗膜にブツ
、ハジキ、光沢損失の原因となるため排気設備をそなえ
系外へ排出した。公害防止のため排出時に集塵設備等で
回収を要する。）を著しく軽減するとともに、塗料付着
防止手段を設けることなく非塗膜形成部分への塗料付着
がなくなる。

本発明の塗布方法においては、被塗布物と微小開口部と
の距離は２〜１００ｍｍ、特には５〜５０ｍｍの範囲で
あることが好ましい。塗料は溶剤中に固形分を溶解ある
いは分散させたものや、固形分のみのものなど広く適用
することができる。また、溶剤は揮発性のものはもちろ
んであるが不揮発性のものも適用することができる。ま
た塗料の粘度は、基板上に塗料が付着後表面張力により
平滑化するために、１０００ｃｐｓ、さらには２００ｃ
ｐｓ以下、特には５０ｃｐｓ〜４ｃｐｓの範囲とするの
が好ましい。

また、微小開口部の吐出口口径は、２００μｍ以下が好
ましく、さらには５０μｍ〜１．８０μｍの範囲、特に
は６０μｍ〜１５０μｍの範囲が１ 好ましい。微少開口部からの塗料の吐出圧は３Ｋ　ｇ　
ｆ　／　ｃ　ｇ以下が好ましく、さらには０．　３Ｋｇ
ｆ／ｃｒｒｒ　〜１．５Ｋｇｆ／ｃｍの範囲、特には０
．５Ｋｇｆ／ｃｉ〜Ｉ　Ｋ　ｇ　ｆ　／　ｃ　ｒｒ？の
範囲が好ましい。塗料の吐出量は２０ｃｃ／分以下、特
には０．８ｃｃ／分〜１５ｃｃ／分の範囲であることが
好ましい。

第１図において、０１は基体シリンダーであり、これは
シリンダーの保持を兼用する回転軸０２に固定される。

又、回転軸０２は回転モーター０３により所定の回転速
度で回転される。

一方、ビーム状の塗布液０４を吐出するためのガン０５
は、横送り機構の架台０６に乗せられており、基体シリ
ンダー０１の回転軸方向と平行方向に移動する。また、
ガン０５は、フィルター０８および導出管０７を経由し
てタンク０９に接続されている。エアーパイプ１０で導
入された圧縮エアーにより、ゲージ１１で定めた圧力に
タンク０９内の塗料は加圧され、フィルター０８および
導出管０７を経由してガン０５の先端ノズルチツ２ ブ（不図示）から吐出される。

この装置を用いて実際に塗布する場合、ガンの横送り機
構のスイッチとガン・ニードルのエアースイッチをセッ
トし、基体シリンダー０１の所定位置からビーム０４を
吐出する。同時に回転モーターのスイッチも入れ、基体
シリンダー保持の回転軸を回転させる。第２図に示した
ように、ガン０５の先端に設けられたノズルチップ１７
から吐出したビーム状の塗布液０４は、基体シリンダー
０１上にネジを切ったようなパターン１６で糸巻き状（
らせん状）に付着し、レベリングすることにより塗膜１
５が成膜される。レベリングによる塗膜の生成工程は、
以下に示すとおりである。すなわち、基体シリンダー０
１上の付着した糸巻き状塗料は、塗料の衝突エネルギー
および塗料の表面張力ならびに被塗布物の表面張力の為
、徐々に幅広く拡がっていき、隣接する塗料がたがいに
接触し被塗布物の塗布面をすきなくおおう。そして、塗
料の表面張力および拡散性ならびに被塗布物の表面張力
により適切な時間経過後、ピッチに応じて生じていた当
初の塗膜凹凸がレベリングしならされて平滑な面として
成膜される。なお、糸巻き状に付着する塗料は、塗料の
端部どうじが重なり合うように付着してもよい。更に、
塗料の溶剤蒸気を制御する為にフードを併用すれば表面
をより平滑にすることも可能である。

第４ａ図及び第４ｂ図に塗料の吐出口の具体例を示す。

第４ａ図は標準的な単一吐出口を有するノズルチップ１
２（ａ）を示すが、塗布速度を早める為に、第４ｂ図の
如く３つの吐出口を有するノズルチップ１２（ｂ）の形
態のように多数の吐出口を有する形態をとってもよい。

以下、実施例にもとづいて本発明を説明する。

又、形成された塗膜の乾燥速度を早めるために円筒状又
は円柱状型全体を加熱することは効果的である。

以上により製造される環状フィルムの厚みとしては、円
筒状型の回転速度、吐出口の移動速度、溶液の吐出速度
、溶液の濃度等によって決まるが通常−５μ以上のもの
が好適に製造し得る。

以下実施例により本発明を更に説明する。

実施例−１ ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミック酸をＮ、Ｎ
’　−ジメチルアセトアミドで固形分１０％となるよう
に調整した。尚、このときの溶液の粘度は３０°Ｃにお
いて２ポイズであった。

円筒状型として、ステンレス製の内径５０ｍｍ、外径５
５ｍｍ、長さ３００ｍｍのものを用い保持具にセットし
た後、１２０ＲＰＭの回転速度で回転した。次いで口径
１００μｍの１穴タイプの吐出口を用い、吐出圧を２　
Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｒｄとなるようにエアー圧を調整し、
円筒状型の外周面の長手方向１０ｍｍから２９０ｍｍの
幅に溶液を吐出し塗膜を形成した。尚、この時の塗布条
件は、吐出口の移動速度を２００ｍｍ／分吐出口と円筒
状型との距離を１．０　ｍ　ｍとした。塗布後、１２０
ＲＰＭの回転速度を保ち、ドライヤーで円筒状型を１０
０℃に加熱し、３０分間乾燥させた後、円筒状型を取り
はずし、３５０℃にセットされた高温炉中で１５分間焼
成イミド化を行った。

５ 次いで、高温炉から取り出した円筒状型を水中に浸漬し
、常温迄冷却した後、円筒状型から環状に形成されたポ
リイミドフィルムをはくすした。

尚、得られた環状ポリイミドフィルムの厚みは形成され
た環状フィルムの長平方向５ｍｍから２７５ｍｍの範囲
内で平均３０μｍで全体の厚みのムラは±２μｍ以下で
あった。又、エアー面の表面粗さはＲ，＝０．３〜０．
４μｍであった。

比較例−１ 実施例１と同様の溶液を用いて、スプレー塗布を行った
。尚、乾燥及びイミド化の条件は実施例１と同条件で行
った。その結果、円筒状型と接触していない反対の面（
エアー面）の表面粗さの測定結果ではＲ，＝３．０〜４
．０μｍで、又部分的に気泡の入った環状フィルムにな
り、円筒状型からはくすする際に切断されてしまった。

比較例−２ 実施例１と同様に調整されたポリアミック酸溶液、及び
実施例１と同形状同材質の円筒状型を用６ い、円筒状型をポリアミック酸溶液中に浸漬し、円筒状
型内面にポリアミック酸溶液の塗膜を形成させた。

次いで、塗膜の形成された円筒状型を立てた状態で１０
０℃にセットされた乾燥器中で３０分間乾燥した後、実
施例１と同様の方法でイミド化、更にはくすして環状ポ
リイミドフィルムを得た。

尚、この環状フィルムの厚みはフィルムの長手方向５ｍ
ｍから２９５ｍｍの間で平均２５μであったが全体の厚
みムラは±１０μｍとなり、乾燥時に円筒状型の立てた
状態の上から下に相当する部分に行くにつれて厚みは増
していた。又、不必要な部分である円筒状型の内面にも
ポリイミドフィルムが形成されてしまった。

〔他の実施例〕

実施例−２ それぞれが口径１００μｍの３穴タイプの吐出口を用い
、更に吐出口の移動速度を６００　ｍｍ／分、エアー圧
を６　Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｇとした以外は実施例１と同様
にして、環状ポリイミドフィルムを製造７ した結果、やはり平均２５μｍで全体の厚みムラに関し
ては±２μｍの環状ポリイミドフィルムが得られた。

実施例−３ 有機重合体としてポリエーテルイミド、溶剤として塩化
メチレンを使用し、固形分１０％となるように溶液を調
整した。円筒状型としてはガウス製の内径１００ｍｍ、
外径１１０ｍｍ、長さ３００ｍｍのものを用い、円筒状
型ホルダーにセットした後、１２ＯＲＰＭの回転速度で
回転し、特に加熱せず維持した。次いで口径１００μｍ
の１穴タイプの吐出口を用い、ギアポンプで吐出圧３Ｋ
ｇ／ｃｒｄとし溶液を円筒状型の外面の長手方向１０ｍ
ｍから２９０ｍｍの幅に溶液を吐出し、塗膜を形成した
。尚、この時の塗布条件は吐出口の移動速度を２００　
ｍｍ／分、吐出口と円筒状型の内面との距離を１０ｍｍ
とした。塗布後１０分間１２ＯＲＰＭの回転速度を保ち
、乾燥させた後、円筒状型を円筒状型ホルダーから取り
はずし、水中に浸漬し、円筒状型外面から形成され８ た環状ポリイミドをはくすした。尚、得られた環状ポリ
イメドフイルムの厚みは形成されたフィルムの長平方向
５ｍｍから２７５ｍｍの範囲内で平均３０μｍで全体の
厚みムラは±３μｍ以下であった。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の環状フィルムの製造方法によれ
ば、有機重合体又はその前駆体を円筒状又は円柱状型の
外周面にビーム塗布法により塗布することにより、従来
のスプレー法と比ベエアー面の粗さが良く更にエアーを
巻き込まない物性の安定した環状フィルムの製造が可能
となった。

更に、浸漬塗布方法と比べ、必要最低限の溶液使用量で
、しかも、揮発速度の遅い溶剤を使用せざるを得ない有
機重合体、又はその前駆体から厚みの均一な環状フィル
ムの成形が容易に出来るようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は円筒状或は円柱状型の外周面に有機重合体、又
はその前駆体溶液をビーム塗布を行うた９ めの装置の概要図を示し、 第２図は、第１図の塗布部分の拡大図を示し、第３図は
、本発明になる塗膜形成の概念図を示し、 第４ａ図及び第４ｂ図は溶液の吐出口の具体例。 ０１・・・円筒状又は円柱状型 ０２・・・円筒状又は円柱状型保持兼用回転軸０３・・
・回転モーター ０４・・・塗布液ビーム ０５・・・ガン ０６・・・横送り機構の架台 ０７・・・溶液導出管 ０８・・・フィルター ０９・・・溶液ペイント・タンク １０・・・エアーパイプ １１・・・圧力ゲージ １２・・・ノズルチップ １２（ａ）・・・１穴ビーム用チツプ（側面図）１３・
・・１穴ビーム用デツプ（正面図）０ ２（ｂ）・・・３穴ビーム用（側面図）４・・・３穴ビ
ーム用チツプ（正面図）５・・・レベリングした状態の
塗膜 ６・・・レベリングする前の状態の塗膜６ １５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転している円筒状又は円柱状型の外面に有機重
   合体または、その前駆体の溶液を塗布し、乾燥固化又は
   反応終了後前記円筒状型よりはくりして環状フィルムを
   製造する方法において、前記溶液を円筒状型の外面上の
   一端から他一端迄移動可能な吐出口から実質的に霧化せ
   ず筋状に連続して飛翔させ塗布することを特徴とする環
   状フィルムの製造方法。