JPH05338024A - 耐熱性チューブフィルムの製造方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 一端が閉塞された熱可塑性樹脂からなるチュ
ーブ状未延伸フィルムを、所定の内径を有するチューブ
外径規制用管に挿入し、予め所定温度に設定したチュー
ブ加熱手段に、前記チューブ外径規制用管を挿入し、次
いで、前記チューブ状未延伸フィルムの他端の開口部か
ら加圧媒体を供給して、前記チューブ状未延伸フィルム
を前記チューブ外径規制用管で規制されるまで周方向に
延伸する。 【効果】 製造の容易化が図れる上に、適切なアニーリ
ングを施すことができる。よって、寸法精度が良く、充
分に物性を向上させたチューブフィルムが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器の定着ローラ
等に用いられる耐熱性チューブフィルムの製造方法及び
その製造方法を実施する製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機等の定着ローラ等に装着されてい
る耐熱性チューブフィルムは、一般に次のようにして製
造される。耐熱性に優れた熱可塑性樹脂をチューブ状に
押し出して得られるチューブ状未延伸フィルムを、該チ
ューブ状未延伸フィルムの径が所定径となるまで加熱延
伸した後、機械的物性の向上を図るためにアニーリング
（熱処理）を施す。加熱延伸の方法としては、ニップロ
ール間に湯や温風等の加圧媒体をブローするインフレー
ション方式が用いられる。アニーリングは、所定径に延
伸されたチューブ状未延伸フィルム内にアルミ管等を挿
入した状態でオーブン等に入れて加熱することにより行
われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、湯や温風等の
加圧媒体を用いるインフレーション方式では、折り目が
発生したり、チューブ状未延伸フィルムの径が安定しな
いなどという問題がある他、ガラス転移点が１００℃を
超えるような耐熱性の熱可塑性樹脂からなるチューブ状
未延伸フィルムを均一に延伸することが困難であるとい
う問題がある。

【０００４】また、アニーリングの温度がフィルムの物
性に大きく影響を与えることから、アニーリング工程時
の温度調節が重要であるにも拘らず、オーブンの開閉に
伴う温度変化（例えば、オーブンの開閉により一旦下が
ったオーブン内の温度が再び所定温度に戻るためには数
分間必要である）などの理由から、精密な温度調節が行
えず、充分な物性向上が図れない。またオーブン温度が
アニーリングのロッド毎で多少変化するため、得られた
チューブフィルムの物性もロッド間でばらつく。

【０００５】さらに、アニーリングによりチューブフィ
ルムの結晶化が進むと、チューブフィルムが収縮してア
ルミ管等に融着してしまい、チューブフィルムの取り外
しが困難であった。治具等を用いてチューブフィルムを
取り外すことは、チューブを傷つけるおそれがあるため
好ましくない。さらにまた、従来の製造方法は、延伸工
程とアニーリング工程との２工程からなるため、面倒で
あるという問題もあった。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、チューブの延
伸工程とアニーリング工程とを別々の２工程で行わず、
且つ両工程を一定温度に調節した条件下で行う耐熱性チ
ューブフィルムの製造方法及びその方法を実施する装置
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の耐熱性チューブ
フィルムの製造方法は、一端が閉塞された熱可塑性樹脂
からなるチューブ状未延伸フィルムを、所定の内径を有
するチューブ外径規制用管に挿入し、予め所定温度に設
定したチューブ加熱手段に、前記チューブ外径規制用管
を挿入し、次いで、前記チューブ状未延伸フィルムの他
端の開口部から加圧媒体を供給して、前記チューブ状未
延伸フィルムを前記チューブ外径規制用管で規制される
まで周方向に延伸することを特徴とする。

【０００８】本発明の製造装置は、周方向の延伸による
チューブ状未延伸フィルムの拡径を規制するチューブ外
径規制用管と、該チューブ外径規制用管が挿脱可能で、
且つ前記チューブ外径規制用管を等方向に加熱するチュ
ーブ加熱手段とを備える。

【０００９】

【作用】加熱延伸工程における加熱は、チューブ外径規
制用管を介してチューブ加熱手段により行うので、湯や
温風等の加熱媒体を用いる場合よりも高温加熱が可能と
なる。また、加熱手段を延伸工程全体に至って一定温度
に設定しているので、何度で何分というようなアニーリ
ングを正確に行うことができる。

【００１０】一方、延伸はチューブ外径規制用管を介し
てチューブ状未延伸フィルムが加熱された状態で、該チ
ューブ状未延伸フィルム内へ加圧媒体を供給することに
より行われる。チューブ状未延伸フィルムの外径がチュ
ーブ外径規制用管で規制されるまで加圧媒体を供給すれ
ばよいので、延伸時の制御が容易な上に、チューブ外径
規制用管で設定される寸法のチューブフィルムが得られ
る。また、アニーリング工程も、加圧媒体を供給しつつ
行われるので、アニーリングによる収縮等がなく、寸法
精度の高いチューブフィルムを製造できる。

【００１１】

【実施例】本発明の製造方法を実施する製造装置を図１
に示す。図１（ａ）に示す１は、チューブ外径規制用管
である。チューブ外径規制用管１に、一般に熱伝導性が
良好な真鍮、ステンレス、アルミニウム製のものが用い
られる。チューブ外径規制用管１の内径は、製造しよう
とするチューブフィルムの外径に相当する。チューブ外
径規制用管１の厚みは、厚すぎるとチューブ外径規制用
管１自体の加熱冷却に時間がかかり、薄すぎると加熱に
より変形するおそれがあるため、１〜２ｍｍが好まし
い。また、チューブ外径規制用管１の内壁面は、チュー
ブフィルムを傷つけないように鏡面仕上げにしておくこ
とが好ましい。さらに、作成されたチューブフィルムを
容易にチューブ外径規制用管１から取り出せるように、
チューブ外径規制用管１の内壁面に離型材を塗布、又は
クロムメッキ後、離型材を塗布しておくことが好まし
い。

【００１２】チューブ加熱手段は図１（ｂ）に示されて
いる。このチューブ加熱手段は、バンドヒータ２と加熱
用管３との組合せからなり、バンドヒータ２は加熱用管
３の外周に装着されている。図中、４は熱電対である。
加熱用管３の内径は、加熱温度、チューブ外径規制用管
１の材質等により適宜選択されるが、一般には加熱用管
３内をチューブ外径規制用管１が自在に挿脱できるよう
に、チューブ外径規制用管１の外径よりも約２〜５％程
度大きい。加熱用管３の厚みは、加熱方式の種類にもよ
るが、通常１０〜２０ｍｍ程度である。加熱用管３の長
さは、作成しようとするチューブフィルムの長さ及び加
熱方式にもよるが、長いチューブフィルムを作成しよう
とする場合、一般にチューブ外径規制用管１よりも短い
ものを用いる。

【００１３】なお、本発明のチューブ加熱手段は、チュ
ーブ外径規制用管１を等方向に加熱できるものであれば
よく、バンドヒータ２と加熱用管３との組合せには限ら
ない。また、加熱方式は、加熱手段に応じて電気加熱方
式、誘導加熱方式、上記加熱方式などが用いられる。次
に、図１の製造装置を用いて、耐熱性チューブフィルム
を製造する本発明の製造方法について説明する。

【００１４】まず、チューブ外径規制用管１にチューブ
状未延伸フィルム５を挿入する。本発明に用いられるチ
ューブ状未延伸フィルム５は、ポリエーテルサルホン、
ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、熱
可塑性ポリイミド等の耐熱性樹脂を押し出し成形等によ
りチューブ状にしたものである。チューブ状未延伸フィ
ルム５の直径、厚み等は、樹脂の種類、延伸倍率等によ
り適宜選択されるが、一般には直径２０〜１００ｍｍ、
厚み３０〜１００μｍ程度である。このチューブ状未延
伸フィルム５の一端６はヒートシール、栓体等により閉
塞され、他端７には、チューブ状未延伸フィルム５の内
部に空気を吹き込むためのチャック８が取り付けられて
いる。９はチャック８の吹込口である。

【００１５】チューブ状未延伸フィルム５を挿入したチ
ューブ外径規制用管１を、バンドヒータ２で所定温度に
加熱した加熱用管３に、加熱用管３における熱電対４が
設けられている側の端とチューブ外径規制用管１の閉塞
端とが一致するように挿入する。ここで、所定温度と
は、チューブ状未延伸フィルム５のアニーリング温度で
ある。

【００１６】かかる状態で、吹込口５からチューブ状未
延伸フィルム１内に、加圧媒体たる空気を吹き込む（図
２参照）。空気の吹込み圧力は、チューブ状未延伸フィ
ルムの延伸倍率にもよるが、一般に０．１〜５ｋｇ／ｃ
ｍ² 、好ましくは１〜３ｋｇ／ｃｍ² である。なお、加
圧媒体は常温の空気に限らず、加熱空気、窒素ガス等で
あってもよい。

【００１７】チューブ状未延伸フィルム５は所定温度に
保持された加熱用管３及びチューブ外径規制用管１を介
して加熱されて軟化し、かかる状態で空気が吹き込まれ
ることにより、周方向に延伸される。このとき、チュー
ブ状未延伸フィルム５の拡径は、チューブ外径規制用管
１で規制される。一方、チューブ外径規制用管１はアニ
ーリング温度に保持されていることから、チューブ状未
延伸フィルム５の延伸と共に又は延伸後に、アニーリン
グが行われる。すなわち、延伸後のチューブ状未延伸フ
ィルムであるチューブフィルムの結晶化が促進される。

【００１８】このような操作を、バンドヒータ２を装着
した加熱用管３を順次吹込口９側に移動させて、チュー
ブ状未延伸フィルム５の他端７まで同様に行うことによ
り、チューブ状未延伸フィルム５全体を延伸する（図３
参照）。加熱用管３が移動して、加熱用管３から出てき
たチューブ外径規制用管１の部分、すなわち延伸及びア
ニーリングが終了したチューブ状未延伸フィルム５の閉
塞端６側は、空気冷却又は必要に応じて冷媒により冷却
される。

【００１９】なお、加熱用管３を移動させる場合だけで
なく、チューブ外径規制用管１又は加熱用管３とチュー
ブ外径規制用管１との双方を移動させてもよい。このと
き、チューブ外径規制用管１と加熱用管３との相対的移
動速度は、チューブ状未延伸フィルム５のアニーリング
条件を満足できるように選択する。例えば、熱可塑性ポ
リイミドであれば３００℃で５分、ポリエーテルケトン
であれば２５０℃で３分、ポリエーテルサルホンであれ
ば２３０℃で５分というような条件を満足するように、
相対的移動速度を設定する。

【００２０】チューブ状未延伸フィルム５全体の延伸及
びアニーリングが終了したら、加熱用管３からチューブ
外径規制用管１をすばやく抜き取り、さらにチューブ外
径規制用管１から製造されたチューブフィルム５’を抜
き取る（図４参照）。以上のような製造方法によれば、
延伸工程とアニーリング工程とを別々の２工程で行わず
に済む。従って、従来のようにアニーリング処理による
フィルムの収縮を考える必要がなく、しかも延伸時にお
けるチューブフィルムの外径はチューブ外径規制用管１
により規制されているので、寸法精度の高いチューブフ
ィルムが得られる。そして、チューブ状未延伸フィルム
５全体にわたって行われる延伸及びアニーリング工程に
おいて、温度を一定に保持できるので、適切なアニーリ
ング処理を行って、チューブフィルムの充分な物性向上
を図ることができる。また、作成されるチューブフィル
ム間のばらつきも小さくなる。

【００２１】また、本発明の製造装置において、チュー
ブフィルムの長さに応じた加熱媒体手段を個々に用意し
なくてもよい。本発明の製造方法において、チューブ外
径規制用管と加熱媒体手段との相対的移動速度を調節す
ることにより、チューブ状未延伸フィルムに応じたアニ
ーリングを達成できる。チューブ外径規制用管よりも短
い加熱媒体手段を用いた場合において、加熱媒体手段を
チューブ状未延伸フィルムの閉塞端側から順次加圧媒体
の吹込口に移動させることにより、チューブ外径規制用
管とチューブ状未延伸フィルムとの間に存在した空気を
吹込口側に押し出すことができる。よって、長いチュー
ブフィルムを作成する場合にも延伸及びアニーリング工
程中に空気をかみこんだりせず、空気のかみこみによる
周面がへこんだようなチューブフィルム等が作成される
ことを防止できる。

【００２２】次に、本発明の製造方法により耐熱性チュ
ーブフィルムを作成する場合において、移動速度が及ぼ
すチューブフィルムの機械的物性への影響について、熱
可塑性ポリイミドのチューブ状未延伸フィルム（三井東
圧社製のＮＥＷ−ＴＰＩ）（直径２３ｍｍ、厚み５０μ
ｍ、長さ８００ｍｍ）を例に説明する。図１に示す製造
装置において、チューブ外径規制用管として内径２５ｍ
ｍ、外径２７ｍｍ長さ７００ｍｍの真鍮製の管を用い、
加熱用管として内径２８ｍｍ、外径３６ｍｍ長さ２５０
ｍｍのアルミニウム製の管を用いた。加熱用管の外周に
は、幅２５０ｍｍ、内径３６ｍｍのバンドヒータが装着
されている。

【００２３】前記チューブ状未延伸フィルムをチューブ
外径規制用管に挿入し、これを３００℃に設定された加
熱用管に挿入した。一方、チューブ状未延伸フィルムの
開口部から、１ｋｇ／ｃｍ² の空気圧で空気を吹込み、
チューブ状未延伸フィルムをチューブ外径規制用管で規
制されるまで周方向に延伸膨張させると共に、加熱用管
を毎分２５０ｍｍの速度で順次移動させた。延伸及びア
ニーリングが終了した閉塞端側のチューブフィルムが挿
入されているチューブ外径規制用管は空気冷却した。チ
ューブ状未延伸フィルム全体の延伸及びアニーリングが
終了した後、加熱用管からチューブ外径規制用管をすば
やく取り出し、さらにチューブ外径規制用管からチュー
ブフィルムを取り出した。

【００２４】加熱用管の移動速度が毎分１５０ｍｍ及び
５０ｍｍの場合についても、同様にしてチューブフィル
ムを作成した。なお、加熱用管の移動速度が５０ｍｍの
場合に用いたチューブ状未延伸フィルムの長さは２１０
０ｍｍ、チューブ外径規制用管の長さは２０００ｍｍで
ある。得られたチューブフィルムについて測定したヤン
グ率、引っ張り強度、伸度、及び結晶化度の結果を表１
に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１から、チューブフィルムの機械的物性
は加熱用管の移動速度に依存することがわかる。熱可塑
性ポリイミドに最適なアニーリング条件（３００℃で５
分）を満足するように移動速度（毎分５０ｍｍ）を設定
すれば、機械的物性が充分向上したチューブフィルム
（結晶化度２６〜３０％）が得られる。

【００２７】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、延伸工程と
アニーリング工程とを２工程に分けて行わないので、製
造の容易化が図れるだけでなく、従来のようにアニーリ
ングによるフィルムの収縮を考えなくてもよい。そし
て、チューブ外径規制用管により規制した状態で延伸す
るので、チューブフィルムの径はチューブ外径規制用管
の内径以上に拡径されることはなく、ＯＡ機器に適した
寸法精度の高いチューブフィルムが得られる。さらに、
延伸及びアニーリングする操作において、温度を一定に
保持できるので、適切なアニーリングを施すことが可能
となり、耐熱性チューブフィルムの充分な物性向上を図
ることができる。また、作成されるチューブフィルム間
のばらつきも小さくなる。

【００２８】本発明の製造装置は、以上のような効果を
もたらす本発明の製造方法を容易に実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法を説明するための図である。

【図２】本発明の製造方法を説明するための図である。

【図３】本発明の製造方法を説明するための図である。

【図４】本発明の製造方法を説明するための図である。

【符号の説明】

１ チューブ外径規制用管 ２ バンドヒータ ３ 加熱用管 ５ チューブ状未延伸フィルム ５’ 耐熱性チューブフィルム ６ 閉塞端 ７ 開口端 ９ 吹込口

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が閉塞された熱可塑性樹脂からなる
   チューブ状未延伸フィルムを、所定の内径を有するチュ
   ーブ外径規制用管に挿入し、 予め所定温度に設定したチューブ加熱手段に、前記チュ
   ーブ外径規制用管を挿入し、 次いで、前記チューブ状未延伸フィルムの他端の開口部
   から加圧媒体を供給して、前記チューブ状未延伸フィル
   ムを前記チューブ外径規制用管で規制されるまで周方向
   に延伸することを特徴とする耐熱性チューブフィルムの
   製造方法。
2. 【請求項２】 チューブ外径規制用管の長さよりも短い
   円筒状のチューブ加熱手段を用いて、 前記チューブ外径規制用管と前記チューブ加熱手段とを
   相対的に移動させることを特徴とする請求項１に記載の
   耐熱性チューブフィルムの製造方法。
3. 【請求項３】 前記チューブ外径規制用管とチューブ加
   熱手段との相対的移動速度を、チューブ状未延伸フィル
   ムの熱処理時間に応じて調節することを特徴とする請求
   項２に記載の耐熱性チューブフィルムの製造方法。
4. 【請求項４】 周方向の延伸によるチューブ状未延伸フ
   ィルムの拡径を規制するチューブ外径規制用管と、 該チューブ外径規制用管が挿脱可能で、且つ前記チュー
   ブ外径規制用管を等方向に加熱するチューブ加熱手段と
   を備えたことを特徴とする耐熱性チューブフィルムの製
   造装置。