環状シームレス成形体製造用の連結式金型、該連結式金型を構成する金型ユニット、ならびに環状シームレス成形体の製造方法および製造装置
【課題】膜厚が比較的均一で、かつ破損のない成形体を生産性よく製造できる環状シームレス成形体製造用の連結式金型、ならびに環状シームレス成形体の製造方法および製造装置を提供すること。
【解決手段】表面に樹脂溶液を塗布されて、環状シームレス成形体を製造するための金型であって、軸方向で互いに連結／切り離し可能な２個以上の金型ユニット１を連結させてなる連結式金型１０。上記連結式金型１０に対して一端側Ａから樹脂溶液４を連続的に塗布する環状シームレス成形体の製造方法。上記連結式金型１０を有する環状シームレス成形体の製造装置。
【解決手段】表面に樹脂溶液を塗布されて、環状シームレス成形体を製造するための金型であって、軸方向で互いに連結／切り離し可能な２個以上の金型ユニット１を連結させてなる連結式金型１０。上記連結式金型１０に対して一端側Ａから樹脂溶液４を連続的に塗布する環状シームレス成形体の製造方法。上記連結式金型１０を有する環状シームレス成形体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は環状シームレス成形体製造用の連結式金型、該連結式金型を構成する金型ユニット、ならびに環状シームレス成形体の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機やプリンター等の画像形成装置において、感光体、中間転写体および定着ベルト等としては、薄肉の樹脂ベルトがよく用いられる。そのような樹脂ベルトは変形が可能なため、装置の小径化に有用である。樹脂ベルトに継ぎ目（シーム）があると、出力画像に継ぎ目に起因する欠陥が生じるので、継ぎ目がないシームレスベルトが好ましい。
【０００３】
シームレスベルトは、例えば、金型の外周面または内周面に樹脂溶液を塗布し、樹脂塗膜を加熱し、得られた樹脂膜を脱型する方法によって製造される。特に、ポリイミド樹脂からなるシームレスベルトは、金型の外周面または内周面にポリイミド前駆体溶液を塗布し、樹脂塗膜を加熱して乾燥および反応させ、得られた樹脂膜を脱型する方法によって製造される。金型は一般に、樹脂膜の脱型を容易にするために、樹脂溶液塗布面にメッキ膜やシリコーン樹脂膜等の離型層が形成されて使用される（例えば、特許文献１〜３）。また金型は軸方向長さを所望の成形体の幅と略同等に設定され、量産時には数百本用意され、それらを繰り返して使用される。
【０００４】
しかしながら、従来の製造方法では、１つの金型ごとに、上記した方法が適用されるので、生産性が問題となっていた。また１つの金型ごとに、樹脂溶液は塗布されるので、塗布の際の塗布開始部分と塗布終了部分に相当する成形体端部において膜厚が不均一になり、その両端をカットする必要があった。さらには、１つの金型ごとに、樹脂溶液を塗布し、加熱するので、樹脂溶液の液垂れ等の観点から、金型には端部を残して樹脂溶液を塗布する必要があり、離型層の酸化劣化が生じていた。詳しくは、離型層は金型の樹脂溶液塗布面全面に形成されるので、金型端部で離型層が露出した状態で加熱を行うと、当該露出領域が酸化劣化した。酸化劣化した離型層上に、樹脂溶液が塗布され加熱されると、樹脂膜が金型から離れず、樹脂膜成形体の破損が起こった。
【特許文献１】特開平１−１５６０１７号公報
【特許文献２】特開平６−２３７７０号公報
【特許文献３】特開２００４−２９１３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、環状シームレス成形体の生産性に優れた連結式金型、該連結式金型を構成する金型ユニット、ならびに環状シームレス成形体の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明はまた、膜厚が比較的均一で、かつ破損のない成形体を生産性よく製造できる環状シームレス成形体製造用の連結式金型、該連結式金型を構成する金型ユニット、ならびに環状シームレス成形体の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、表面に樹脂溶液を塗布されて、環状シームレス成形体を製造するための金型であって、軸方向で互いに連結／切り離し可能な２個以上の金型ユニットを連結させてなる連結式金型、および該連結式金型を構成する金型ユニットに関する。
【０００８】
本発明はまた、上記連結式金型に対して一端側から樹脂溶液を連続的に塗布することを特徴とする環状シームレス成形体の製造方法に関する。
【０００９】
本発明はまた、上記連結式金型を有する環状シームレス成形体の製造装置に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の金型は連結式構造を有し、当該連結式金型に樹脂溶液を連続的に塗布することにより、成形体の連続製造が可能となるので、生産性に優れている。
本発明の連結式金型はその表面に樹脂溶液を連続的に塗布され、塗布が中断することはないため、得られる成形体の膜厚は比較的均一である。
本発明の連結式金型はその表面全面に樹脂溶液を連続的に塗布され、離型層の露出がないので、成形体の破損を防止できる。
本発明の連結式金型を使用すれば、たとえ成形体に破損が生じても、当該破損が生じた金型ユニットのみを取り替えればよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜金型＞
本発明に係る金型は、表面に樹脂溶液を塗布されて、環状シームレス成形体を製造するためのものであって、軸方向で互いに連結／切り離し可能な２個以上の金型ユニットを連結させてなる連結式構造を有するものである。樹脂溶液は連結式金型の外周面に塗布されても、または内周面に塗布されてもよい。樹脂溶液を連結式金型外周面に塗布する場合、当該連結式金型を構成する金型ユニットは中空体であってもよいし、または中実体であってもよい。樹脂溶液を金型内周面に塗布する場合、当該連結式金型を構成する金型ユニットは中空体である。
【００１２】
本発明の連結式金型（以下、単に「金型」ということがある）を構成する金型ユニットは、２個以上用意したとき、軸方向で互いに連結／切り離し可能なものであり、例えば、両端に連結部を有し、一端の連結部が他端の連結部と嵌合可能な形状を有する金型ユニットであればよい。嵌合とは、一方の凸部を他方の凹部に嵌入させることによって結合を達成することである。
【００１３】
そのような金型ユニットの具体例として、例えば、図１に示すものが挙げられる。図１は本発明の連結式金型を構成する金型ユニットの一実施形態を示す概略構成図であって、当該金型ユニット軸を通る断面図を示すものである。
図１に示す金型ユニット１は一端に凸部２を有し、他端に凹部３を有し、当該凸部２および凹部３は互いに嵌合可能な形状を有するものである。そのため、そのような金型ユニットを複数個用意したとき、凸部−凹部間の嵌合によって連結／切り離し可能に連結できる。金型ユニット１は中空形状を有しているので、外周面に樹脂溶液が塗布されても、または内周面に樹脂溶液が塗布されてもよい。
【００１４】
金型ユニット１の軸方向長さＸは、従来の金型の軸方向長さに対応するものであり、環状シームレス成形体１個分の所定幅Ｙに等しくてよいが、これに制限されるものではなく、例えば、Ｙ以上であっても、ｎ×Ｙ（ｎは２以上の自然数；Ｙの整数倍長）に等しくても、またはｎ×Ｙより大きくても良い。環状シームレス成形体の製造スペース確保の観点から、長さＸは当該所定幅Ｙに等しいことが好ましい。図１における寸法Ｚは、得ようとする環状シームレス成形体の用途等に依存して決定されるため、特に制限されるものではない。
【００１５】
金型ユニットを構成する材料としては、シームレス成形体の製造時における加熱によっても変形が起こらないものであれば特に制限されず、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、鋼、ステンレス等の金属、アルミナ、炭化珪素等のセラミックス、およびポリイミド、ポリアミドイミド等の耐熱樹脂等が好ましく使用される。中でも市場流通性、耐溶剤性、熱伝導性、強度等の観点から、アルミニウムが特に好ましく用いられる。上記金属からなる金型ユニットを製造するに際しては、溶融金属を特定形状の鋳型へ流し込み、冷却した後、切削等を施せばよい。特にアルミニウムを用いる場合は、管材、あるいは棒材を切削により所定の形状にすればよく、金属の中でも切削性に優れるため、加工しやすい特徴があり、型生産効率を上げられる。
【００１６】
金型ユニットにおける樹脂溶液塗布面には離型層が形成されていることが好ましい。
離型層を構成する材料としては特に制限されず、例えば、シリコーン樹脂やフッ素含有樹脂等を被覆したり、シリコーン系、フッ素系離型剤をコーティングして使用される。
【００１７】
本発明の連結式金型の一実施形態を図２に示す。図２に示す連結式金型１０は、図１に示す金型ユニット１を５個だけ連結させてなるものである。
金型を構成する金型ユニットの数は２個以上であれば特に制限されるものではなく、後述の環状シームレス成形体の製造方法において金型ユニットを切り離すタイミングに応じて適宜決定されてよい。金型ユニットを塗布完了直後に切り離す場合、金型ユニット数はそれほど多く設定する必要はなく、例えば、２〜１０個、特に４〜７個程度でよい。一方、金型ユニットを乾燥あるいは焼成後に切り離す場合等、金型ユニットの切り離しのタイミングを遅く設定するほど、より多くの金型ユニットが必要になる。
【００１８】
＜環状シームレス成形体の製造方法＞
本発明の環状シームレス成形体の製造方法は、
上記連結式金型に対して一端側から樹脂溶液を連続的に塗布する樹脂塗膜形成工程を含むことを特徴とする。これにより、複数の金型ユニットに対する樹脂溶液の塗布を連続的に行うことができる。
【００１９】
樹脂溶液の塗布方法は、連結式金型に対して軸方向一端側からの塗布が可能であれば特に制限されず、通常はリングコート法、ブレードコート法、バーコート法、ロールコート法が採用され、縦塗りが可能なこと、外塗りと内塗りのどちらでも可能なこと、といった観点から、リングコート法が好ましい。
【００２０】
リングコート法においては、樹脂溶液が塗布されるべき塗布面の外側または内側で当該塗布面と所定の間隙を確保しながら、樹脂溶液を金型の全周にわたって一様な速度で吐出する樹脂溶液用環状スリットヘッドを用いて塗布を行う。樹脂溶液用環状スリットヘッドは樹脂溶液を貯蔵および供給する供給槽と一体化された構成を有していてもよいし、または当該供給槽を外部に配置した構成を有していてもよい。
【００２１】
樹脂溶液を連続的に塗布するとは、複数の金型ユニットからなる連結式金型に一端側から樹脂溶液を塗布するに際し、１つの金型ユニットの塗布を終えた後、中断することなく、前記一端側から他端側への方向で隣の金型ユニットの塗布を連続的に行うという意味である。
【００２２】
本発明においては、そのような塗布を複数の金型ユニット間で連続的に行いながら、該連結式金型を構成する金型ユニットのうち前記一端側最端部にある少なくとも塗布が完了した金型ユニットを切り離すとともに、該連結式金型の他端側に新規金型ユニットを連結させるサイクルを繰り返す。図３に樹脂溶液の塗布時の実施形態の一例を示す。
【００２３】
図３は、５個の金型ユニットを連結した連結式金型１０に対して一端側Ａから樹脂溶液４を連続的に塗布しながら、該連結式金型を構成する金型ユニットのうち前記一端側最端部の金型ユニット１ａを切り離すとともに、該連結式金型１０の他端側Ｂに新規金型ユニット１ｆを連結させるところの概略模式図である。樹脂溶液用環状スリットヘッド１１は、一体化された供給槽１２内の樹脂溶液４を、連結式金型１０の外周面に対して外側から所定の速度で制御しながら連続的に吐出する。一方で連結式金型１０は所定の速度で図３中、上方に移動する。その結果、樹脂溶液４は複数の金型ユニットをまたいで連続的に塗布される。図３において、連結式金型１０は移動し、環状スリットヘッド１１は固定されているが、環状スリットヘッド１１が連結式金型１０に対して相対的に移動できれば特に制限されず、両者が互いに反対方向に移動しても、または連結式金型１０が固定され、環状スリットヘッド１１が移動してもよい。
【００２４】
塗布を連続的に行いながら、金型ユニットの切り離し／連結を行うときの具体例を以下に示す。
まず、連結式金型１０を図３に示すように上方移動させ、環状スリットヘッド１１による連続塗布を開始する。図３に示すように、１番目の金型ユニット１ａの塗布を完了し、２番目の金型ユニット１ｂおよび３番目の金型ユニット１ｃへと連続して塗布する。そして、環状スリットヘッド１１が連結した３番目の金型ユニット１ｃと４番目の金型ユニット１ｄとのつなぎ目へ到達した時、１番目の金型ユニット１ａの上方への切り離しを実行する。それと同時に最下部の５番目の金型ユニット１ｅの下に新規の金型ユニット１ｆ（６番目）を連結する。これ以降は、環状スリットヘッド１１が次の金型ユニットのつなぎ目（例えば、金型ユニット１ｄと１ｅとのつなぎ目）に到達する毎に、最上部の金型ユニット（例えば、金型ユニット１ｂ）を切り離し、新規の金型ユニット（図示せず）を最下部の金型ユニット（例えば、金型ユニット１ｆ）の下に連結するというサイクルを繰り返すことにより、複数の金型ユニットへの塗布が連続して行われる。
【００２５】
金型ユニットの切り離しの際は、当該金型ユニット表面に樹脂塗膜が存在するので、樹脂塗膜を、隣接する金型ユニットとのつなぎ目でカットすることが好ましい。本発明は金型ユニットの切り離しの際に樹脂塗膜をカットしなければならないというわけではなく、カットしなくても、樹脂塗膜は隣接する金型ユニットとのつなぎ目で破断する。カットは、樹脂塗膜が乾燥されていない場合は、エアーを吐出することによって達成してもよいし、樹脂塗膜が乾燥されている場合は、エアーを吐出すること、または刃物等のカッターを用いることによって達成してもよい。エアーを吐出すると、当該吐出圧によって樹脂塗膜が押しのけられるので、樹脂塗膜の分割が起こり、結果としてカットが達成される。
【００２６】
エアーの吐出は、例えば、エアー用環状スリットヘッド（図示せず）によって達成される。エアー用環状スリットヘッドは、連結式金型の外側または内側で該金型の樹脂溶液塗布面と所定の間隙を確保して位置し、環状に有するスリットより金型の全周にわたって一様な圧力で圧縮エアーを吹き出させる。エアー圧力は樹脂塗膜を押しのけて、樹脂塗膜の分離・分割を達成できれば特に制限されない。
【００２７】
図４に樹脂溶液塗布時の実施形態の別の一例を示す。図４は、連結式金型１０の内周面に樹脂溶液を塗布すること、樹脂溶液用環状スリットヘッド２１は、一体化された供給槽２２内の樹脂溶液４を、連結式金型１０の内周面に対して内側から所定の速度で制御しながら連続的に吐出すること以外、図３と同様であるため、図４の説明および図４を用いた具体例の説明を省略する。
【００２８】
本発明においては、連結式金型への塗布後、金属ユニットの切り離し前に、所望の処理工程を実施することにより、複数の金型ユニットに対して樹脂溶液の塗布を行う樹脂塗膜形成工程だけでなく、当該所望の処理工程までも連続的に行うことができる。
【００２９】
本発明において使用される樹脂溶液は樹脂を有機溶剤に溶解して得られるものである。
樹脂溶液を構成する樹脂は公知の樹脂が使用可能であり、例えば、未硬化の液状熱硬化性樹脂、未硬化の固形状熱硬化性樹脂、および熱可塑性樹脂等が挙げられる。具体的には、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマーなどが使用可能である。中でも熱硬化性樹脂、特にポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等を使用することが好ましい。熱硬化性樹脂は比較的高温での加熱を要し、金型離型層の酸化劣化が起こり易いが、そのような樹脂を使用する場合であっても、本発明の目的を有効に達成できるためである。
【００３０】
有機溶剤としては、樹脂を溶解可能なものであれば特に制限されず、例えば、後述する有機溶剤等が挙げられる。なお、液状の樹脂を使用する場合、有機溶剤の使用は必ずしも要しない。
【００３１】
本方法において例えば、ポリイミド樹脂製の環状シームレス成形体を製造する場合、樹脂溶液としてポリイミド前駆体溶液が使用される。ポリイミド前駆体として、いわゆるポリアミック酸、例えば、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）とｐ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）からなる前駆体、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）と４，４’−ジアミノフェニルエーテル（ＯＤＡ）からなる前駆体等が使用される。
【００３２】
また例えば、ポリアミドイミド樹脂製の環状シームレス成形体を製造する場合、樹脂溶液としてポリアミドイミド前駆体溶液が使用される。ポリアミドイミド前駆体として、例えば、アミド基含有芳香族ジアミンとＰＭＤＡからなる前駆体や、芳香族ジアミンまたはその誘導体と無水トリメリット酸（ＴＭＡ）からなる前駆体等が使用される。
【００３３】
以下、特に好ましい実施態様として、ポリイミド樹脂製の環状シームレス成形体の製造方法について詳細に説明する。
本発明のポリイミド樹脂環状シームレス成形体の製造方法は、以下の工程を含むものである；
上記連結式金型に対して一端側から樹脂溶液を連続的に塗布する樹脂塗膜形成工程；
得られた樹脂塗膜を加熱し、乾燥させる乾燥工程；
乾燥した樹脂塗膜を加熱して焼成する焼成工程；および
焼成した樹脂塗膜を金型から剥離する脱型工程。
【００３４】
（樹脂塗膜形成工程）
本工程は、以下に特記しない限り、前記した樹脂塗膜形成工程と同様であり、通常は上記連結式金型に対して一端側から樹脂溶液を連続的に塗布しながら、該連結式金型を構成する金型ユニットのうち前記一端側最端部にある少なくとも塗布が完了した金型ユニットを切り離すとともに、該連結式金型の他端側に新規金型ユニットを連結させるサイクルを繰り返す。
【００３５】
樹脂溶液はポリイミド前駆体溶液である。ポリイミド前駆体は上記したものが使用可能であり、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３６】
有機溶剤は、ポリイミド前駆体を溶解可能なものであれば、特に制限されず、例えば、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、アセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等が挙げられる。樹脂溶液におけるポリイミド前駆体の濃度、粘度等は、塗布方法および成形体の所望厚み等に応じて適宜選択される。
【００３７】
得られる成形体を、定着ベルト、中間転写ベルト、接触帯電ベルト等として導電性機能を付与する場合には、樹脂溶の中に導電性物質の添加剤を分散させることができる。
【００３８】
例えば、本工程において連結式金型への塗布後、金属ユニットの切り離し前に、連結式金型表面に形成された樹脂塗膜に対してそのまま後述の乾燥工程を実施することができる。この場合、乾燥工程後に切り離された金型ユニットは個別に、後述の焼成工程および脱型工程に供される。これによって、複数の金型ユニットに対して樹脂溶液の塗布を行う樹脂塗膜形成工程だけでなく、乾燥工程までも連続的に行うことができる。
【００３９】
また例えば、本工程において連結式金型への塗布後、金属ユニットの切り離し前に、連結式金型表面に形成された樹脂塗膜に対してそのまま後述の乾燥工程および焼成工程を実施することができる。この場合、焼成工程後に切り離された金型ユニットは個別に、後述の脱型工程に供される。これによって、複数の金型ユニットに対して樹脂溶液の塗布を行う樹脂塗膜形成工程だけでなく、乾燥工程および焼成工程までも連続的に行うことができる。
【００４０】
（乾燥工程）
本工程では、樹脂塗膜を加熱し、乾燥させる。
詳しくは、樹脂塗膜中に過度に残留する溶剤を除去する目的で、静置しても塗膜が変形しない程度まで加熱乾燥を行う。乾燥条件は、８０〜２００℃の温度で３０〜６０分間であることが好ましい。その際、温度が高いほど、加熱時間は短くてよい。また、加熱することに加え、風を当てることも有効である。また、遠赤外線加熱を用いれば、溶剤除去をさらに効率よく行うことができる。加熱は、時間内において、段階的に上昇させたり、一定速度で上昇させてもよい。なお、樹脂塗膜から溶剤を除去させすぎると、塗膜はまだ成形体としての強度を保持していないので、割れを生じる虞がある。そのため溶剤を適度に残留させておくことが好ましい。具体的には樹脂塗膜中に１５〜５０質量％、特に３５〜５０質量％の割合で溶剤を残留させることが好ましい。
【００４１】
（焼成工程）
本工程では、乾燥した樹脂塗膜を加熱して焼成する。
詳しくは、３００〜４５０℃、好ましくは３５０℃前後で、２０〜６０分間、樹脂塗膜を加熱反応させることで、ポリイミド樹脂膜を形成できる。加熱反応の際、塗膜中に有機溶剤が残留していると、ポリイミド樹脂膜に膨れが生じることがあるため、加熱の最終温度に達する前に、完全に残留溶剤を除去することが好ましく、具体的には、加熱前に、２００〜２５０℃の温度で、１０〜３０分間加熱乾燥して残留溶剤を除去し、続けて、温度を段階的、又は一定速度で徐々に上昇させて加熱し、ポリイミド樹脂膜を形成することが好ましい。この際、遠赤外線加熱を併用すれば、残留溶剤の除去とイミド化反応を効率的に行える。
【００４２】
（脱型工程）
本工程では、焼成した樹脂塗膜（ポリイミド樹脂膜）を金型ユニットから剥離し、脱型する。
金型ユニットからの樹脂塗膜の剥離方法は、特に制限されるものではなく、例えば、金型ユニットと皮膜との隙間に、加圧空気を注入することで、皮膜を膨張させて剥離できる。加圧空気の圧力は、一般的な空気圧縮機で得られる数気圧程度でよい。注入された加圧空気は、ある程度は皮膜端部から漏れるが、全部が漏れるわけではないので、皮膜は空気圧により、多少、膨れることになる。そのため、形成された樹脂塗膜を金型ユニットから容易に抜き取ることができる。
【００４３】
抜き取られた樹脂塗膜が所定の幅を有している場合はそのままポリイミド樹脂環状シームレス成形体として使用できる。樹脂塗膜が所定幅より大きい場合は、不要部分を切断して、ポリイミド樹脂環状シームレス成形体を得ることができる。樹脂塗膜が所定幅の整数倍の長さを有している場合は、所定幅に切断するだけで、そのまま使用可能なポリイミド樹脂環状シームレス成形体を複数個得ることができる。
【００４４】
成形体の厚みは樹脂塗膜の厚みを調整することによって制御可能で、例えば、２０〜１０００μｍ、特に３０〜１００μｍとすることができる。
【００４５】
特に樹脂塗膜形成工程で金型内周面の離型層上に樹脂溶液が塗布される場合は、以下の順序で工程処理を行うことが好ましい。樹脂塗膜形成工程後、乾燥工程、および脱型工程を行う。次いで、脱型して得られた未反応の樹脂塗膜を別の金型ユニット外周面に嵌める型嵌工程、および焼成工程を行い、再度、脱型工程を行う。この場合は、最初の脱型工程までに金型ユニットの切り離しが行われればよい。
【００４６】
成形体表面には、テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等の他のポリマーからなる樹脂層が形成されてもよい。その場合には、焼成工程後であって、脱型工程前に、樹脂塗膜を外周面に有した金型に対して、所定のポリマーからなるチューブを被せ、加熱溶着処理を行った後、脱型工程を行うことが好ましい。この場合は、脱型工程までに金型ユニットの切り離しが行われればよい。
【００４７】
＜環状シームレス成形体の製造装置＞
本発明の環状シームレス成形体の製造装置は上記した環状シームレス成形体の製造方法を実施するための装置である。
そのような環状シームレス成形体の製造装置は、例えば図３に示すように、上記した連結式金型１０を有することを特徴とし、
該連結式金型１０に対して一端側Ａから樹脂溶液４を連続的に塗布するための塗布手段１１；
該連結式金型１０を構成する金型ユニットのうち前記一端側Ａ最端部にある少なくとも塗布が完了した金型ユニット１ａを切り離す手段（図示せず）；および
該連結式金型１０の他端側Ｂに新規金型ユニット１ｆを連結させる手段（図示せず）
をさらに有するものである。
【００４８】
特に塗布手段１１は連結式金型１０の外周面または内周面に樹脂溶液を連続的に塗布できる限り特に制限されず、環状シームレス成形体の製造分野で従来から使用されているものが使用可能であり、例えば、前記した環状スリットヘッド等が挙げられる。
【００４９】
環状シームレス成形体の製造装置は通常は
得られた樹脂塗膜を加熱するための加熱手段；および
樹脂塗膜を金型から剥離する脱型手段
をさらに有するものである。
【００５０】
加熱手段は乾燥および焼成が可能な所定の温度に制御できるものであれば特に制限されず、例えばハロゲンヒーター、ファンヒーター等が使用される。
脱型手段としては、前記した加圧空気を注入する手段が使用される。
【実施例】
【００５１】
＜実施例１＞
（金型ユニットＡの製造）
内径２６ｍｍ、外径３０ｍｍおよび長さ３００ｍｍのアルミニウム製円筒状金型ユニットを注型法により製造し、切削により、図１に示すような凸部および凹部を設けた。凸部および凹部の軸方向の段差は５ｍｍであった。
金型ユニットの外周面に、シリコーン系離型剤（商品名：ＫＳ７００ （株）信越化学社製）を塗布することによって離型層としてシリコーン樹脂膜（膜厚約１μｍ）を形成し、金型ユニットＡとして用いた。
【００５２】
（連結式金型の製造）
金型ユニットＡを５個連結して連結式金型を製造した。
【００５３】
（樹脂塗膜形成工程）
３，３'，４，４'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）と、ｐ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）とを、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド中で反応させて、２２質量％濃度ポリイミド前駆体溶液Ａを調製した。この前駆体溶液Ａに、カーボンブラック（商品名：スペシャルブラック４、デグザヒュルス社製）を固形分質量比で２３％混合し、次いでジェットミルにより分散し、樹脂溶液Ａを得た。
図３に示すように、上記連結式金型に対して一端側から樹脂溶液Ａを連続的に塗布しながら、該連結式金型を構成する金型ユニットのうち前記一端側最端部にある塗布が完了した金型ユニットを切り離すとともに、該連結式金型の他端側Ｂに新規金型ユニットを連結させるサイクルを繰り返した。金型ユニットを切り離す直前に、エアー用環状スリットヘッドより金型の外側から圧縮エアーを圧力０．２ＭＰａで、隣接する金型ユニットとのつなぎ目に吐出することにより、樹脂塗膜を金型周囲にわたってカットした。切り離されたいずれの金型ユニットの表面にも約５００μｍ厚の樹脂塗膜が形成されていた。
【００５４】
以下の工程は切り離された金型ユニットごとに行った。
（乾燥工程）
次に、金型ユニットを水平にして、２０ｒｐｍにて回転させながら、室温で５分間の乾燥後、８０℃で２０分間、１００℃で１時間、加熱乾燥させた。これにより、厚さ約１５０μｍの樹脂塗膜を得た。
【００５５】
（焼成工程）
次に、金型ユニットを一旦、室温まで冷却した。その後、金型ユニットを垂直に立てて、２００℃で３０分、３００℃で３０分加熱反応させ、ポリイミド樹脂膜を形成した。
【００５６】
（脱型工程）
室温に冷えた後、金型ユニットとポリイミド樹脂膜との隙間に圧力０．５ＭＰａの加圧空気を注入したところ、ポリイミド樹脂膜が膨張し、容易に抜き取ることができた。得られた成形体の両端部を２０ｍｍ幅でカットし、ポリイミド樹脂製環状シームレス成形体を得た。当該成形体はそのまま電子写真用転写ベルトとして使用できる寸法を有していた。
【００５７】
（評価）
樹脂塗膜形成工程の所定のサイクルを１００回繰り返し行い、１００個の成形体を製造した。成形体の破損は全く起こらなかった。また樹脂溶液の塗布を連続的に行ったので、生産性に優れていた。
任意の１０個の成形体それぞれについて任意の１０点の厚みを測定したところ、全ての成形体で最大値と最小値との差は１４μｍ以下であり、膜厚均一性に優れていた。特に成形体における金型ユニット軸方向の端部と中央部とでも膜厚の差は上記範囲内であり、膜厚均一性に優れていた。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の金型は、画像形成装置の定着ベルト、転写ベルト、接触帯電ベルト等として使用可能な環状シームレス成形体の製造に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の金型ユニットの一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の連結式金型の一実施形態を示す概略構成図である。
【図３】本発明の環状シームレス成形体の製造方法における樹脂塗膜形成工程の一例を説明するための概略模式図である。
【図４】本発明の環状シームレス成形体の製造方法における樹脂塗膜形成工程の別の一例を説明するための概略模式図である。
【符号の説明】
【００６０】
１：１ａ：１ｂ：１ｃ：１ｄ：１ｅ：１ｆ：金型ユニット、２：凸部、３：凹部、４：樹脂塗膜（樹脂溶液）、１０：連結式金型、１１：２１：環状スリットヘッド、１２：２２：供給槽、
【技術分野】
【０００１】
本発明は環状シームレス成形体製造用の連結式金型、該連結式金型を構成する金型ユニット、ならびに環状シームレス成形体の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機やプリンター等の画像形成装置において、感光体、中間転写体および定着ベルト等としては、薄肉の樹脂ベルトがよく用いられる。そのような樹脂ベルトは変形が可能なため、装置の小径化に有用である。樹脂ベルトに継ぎ目（シーム）があると、出力画像に継ぎ目に起因する欠陥が生じるので、継ぎ目がないシームレスベルトが好ましい。
【０００３】
シームレスベルトは、例えば、金型の外周面または内周面に樹脂溶液を塗布し、樹脂塗膜を加熱し、得られた樹脂膜を脱型する方法によって製造される。特に、ポリイミド樹脂からなるシームレスベルトは、金型の外周面または内周面にポリイミド前駆体溶液を塗布し、樹脂塗膜を加熱して乾燥および反応させ、得られた樹脂膜を脱型する方法によって製造される。金型は一般に、樹脂膜の脱型を容易にするために、樹脂溶液塗布面にメッキ膜やシリコーン樹脂膜等の離型層が形成されて使用される（例えば、特許文献１〜３）。また金型は軸方向長さを所望の成形体の幅と略同等に設定され、量産時には数百本用意され、それらを繰り返して使用される。
【０００４】
しかしながら、従来の製造方法では、１つの金型ごとに、上記した方法が適用されるので、生産性が問題となっていた。また１つの金型ごとに、樹脂溶液は塗布されるので、塗布の際の塗布開始部分と塗布終了部分に相当する成形体端部において膜厚が不均一になり、その両端をカットする必要があった。さらには、１つの金型ごとに、樹脂溶液を塗布し、加熱するので、樹脂溶液の液垂れ等の観点から、金型には端部を残して樹脂溶液を塗布する必要があり、離型層の酸化劣化が生じていた。詳しくは、離型層は金型の樹脂溶液塗布面全面に形成されるので、金型端部で離型層が露出した状態で加熱を行うと、当該露出領域が酸化劣化した。酸化劣化した離型層上に、樹脂溶液が塗布され加熱されると、樹脂膜が金型から離れず、樹脂膜成形体の破損が起こった。
【特許文献１】特開平１−１５６０１７号公報
【特許文献２】特開平６−２３７７０号公報
【特許文献３】特開２００４−２９１３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、環状シームレス成形体の生産性に優れた連結式金型、該連結式金型を構成する金型ユニット、ならびに環状シームレス成形体の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明はまた、膜厚が比較的均一で、かつ破損のない成形体を生産性よく製造できる環状シームレス成形体製造用の連結式金型、該連結式金型を構成する金型ユニット、ならびに環状シームレス成形体の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、表面に樹脂溶液を塗布されて、環状シームレス成形体を製造するための金型であって、軸方向で互いに連結／切り離し可能な２個以上の金型ユニットを連結させてなる連結式金型、および該連結式金型を構成する金型ユニットに関する。
【０００８】
本発明はまた、上記連結式金型に対して一端側から樹脂溶液を連続的に塗布することを特徴とする環状シームレス成形体の製造方法に関する。
【０００９】
本発明はまた、上記連結式金型を有する環状シームレス成形体の製造装置に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の金型は連結式構造を有し、当該連結式金型に樹脂溶液を連続的に塗布することにより、成形体の連続製造が可能となるので、生産性に優れている。
本発明の連結式金型はその表面に樹脂溶液を連続的に塗布され、塗布が中断することはないため、得られる成形体の膜厚は比較的均一である。
本発明の連結式金型はその表面全面に樹脂溶液を連続的に塗布され、離型層の露出がないので、成形体の破損を防止できる。
本発明の連結式金型を使用すれば、たとえ成形体に破損が生じても、当該破損が生じた金型ユニットのみを取り替えればよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜金型＞
本発明に係る金型は、表面に樹脂溶液を塗布されて、環状シームレス成形体を製造するためのものであって、軸方向で互いに連結／切り離し可能な２個以上の金型ユニットを連結させてなる連結式構造を有するものである。樹脂溶液は連結式金型の外周面に塗布されても、または内周面に塗布されてもよい。樹脂溶液を連結式金型外周面に塗布する場合、当該連結式金型を構成する金型ユニットは中空体であってもよいし、または中実体であってもよい。樹脂溶液を金型内周面に塗布する場合、当該連結式金型を構成する金型ユニットは中空体である。
【００１２】
本発明の連結式金型（以下、単に「金型」ということがある）を構成する金型ユニットは、２個以上用意したとき、軸方向で互いに連結／切り離し可能なものであり、例えば、両端に連結部を有し、一端の連結部が他端の連結部と嵌合可能な形状を有する金型ユニットであればよい。嵌合とは、一方の凸部を他方の凹部に嵌入させることによって結合を達成することである。
【００１３】
そのような金型ユニットの具体例として、例えば、図１に示すものが挙げられる。図１は本発明の連結式金型を構成する金型ユニットの一実施形態を示す概略構成図であって、当該金型ユニット軸を通る断面図を示すものである。
図１に示す金型ユニット１は一端に凸部２を有し、他端に凹部３を有し、当該凸部２および凹部３は互いに嵌合可能な形状を有するものである。そのため、そのような金型ユニットを複数個用意したとき、凸部−凹部間の嵌合によって連結／切り離し可能に連結できる。金型ユニット１は中空形状を有しているので、外周面に樹脂溶液が塗布されても、または内周面に樹脂溶液が塗布されてもよい。
【００１４】
金型ユニット１の軸方向長さＸは、従来の金型の軸方向長さに対応するものであり、環状シームレス成形体１個分の所定幅Ｙに等しくてよいが、これに制限されるものではなく、例えば、Ｙ以上であっても、ｎ×Ｙ（ｎは２以上の自然数；Ｙの整数倍長）に等しくても、またはｎ×Ｙより大きくても良い。環状シームレス成形体の製造スペース確保の観点から、長さＸは当該所定幅Ｙに等しいことが好ましい。図１における寸法Ｚは、得ようとする環状シームレス成形体の用途等に依存して決定されるため、特に制限されるものではない。
【００１５】
金型ユニットを構成する材料としては、シームレス成形体の製造時における加熱によっても変形が起こらないものであれば特に制限されず、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、鋼、ステンレス等の金属、アルミナ、炭化珪素等のセラミックス、およびポリイミド、ポリアミドイミド等の耐熱樹脂等が好ましく使用される。中でも市場流通性、耐溶剤性、熱伝導性、強度等の観点から、アルミニウムが特に好ましく用いられる。上記金属からなる金型ユニットを製造するに際しては、溶融金属を特定形状の鋳型へ流し込み、冷却した後、切削等を施せばよい。特にアルミニウムを用いる場合は、管材、あるいは棒材を切削により所定の形状にすればよく、金属の中でも切削性に優れるため、加工しやすい特徴があり、型生産効率を上げられる。
【００１６】
金型ユニットにおける樹脂溶液塗布面には離型層が形成されていることが好ましい。
離型層を構成する材料としては特に制限されず、例えば、シリコーン樹脂やフッ素含有樹脂等を被覆したり、シリコーン系、フッ素系離型剤をコーティングして使用される。
【００１７】
本発明の連結式金型の一実施形態を図２に示す。図２に示す連結式金型１０は、図１に示す金型ユニット１を５個だけ連結させてなるものである。
金型を構成する金型ユニットの数は２個以上であれば特に制限されるものではなく、後述の環状シームレス成形体の製造方法において金型ユニットを切り離すタイミングに応じて適宜決定されてよい。金型ユニットを塗布完了直後に切り離す場合、金型ユニット数はそれほど多く設定する必要はなく、例えば、２〜１０個、特に４〜７個程度でよい。一方、金型ユニットを乾燥あるいは焼成後に切り離す場合等、金型ユニットの切り離しのタイミングを遅く設定するほど、より多くの金型ユニットが必要になる。
【００１８】
＜環状シームレス成形体の製造方法＞
本発明の環状シームレス成形体の製造方法は、
上記連結式金型に対して一端側から樹脂溶液を連続的に塗布する樹脂塗膜形成工程を含むことを特徴とする。これにより、複数の金型ユニットに対する樹脂溶液の塗布を連続的に行うことができる。
【００１９】
樹脂溶液の塗布方法は、連結式金型に対して軸方向一端側からの塗布が可能であれば特に制限されず、通常はリングコート法、ブレードコート法、バーコート法、ロールコート法が採用され、縦塗りが可能なこと、外塗りと内塗りのどちらでも可能なこと、といった観点から、リングコート法が好ましい。
【００２０】
リングコート法においては、樹脂溶液が塗布されるべき塗布面の外側または内側で当該塗布面と所定の間隙を確保しながら、樹脂溶液を金型の全周にわたって一様な速度で吐出する樹脂溶液用環状スリットヘッドを用いて塗布を行う。樹脂溶液用環状スリットヘッドは樹脂溶液を貯蔵および供給する供給槽と一体化された構成を有していてもよいし、または当該供給槽を外部に配置した構成を有していてもよい。
【００２１】
樹脂溶液を連続的に塗布するとは、複数の金型ユニットからなる連結式金型に一端側から樹脂溶液を塗布するに際し、１つの金型ユニットの塗布を終えた後、中断することなく、前記一端側から他端側への方向で隣の金型ユニットの塗布を連続的に行うという意味である。
【００２２】
本発明においては、そのような塗布を複数の金型ユニット間で連続的に行いながら、該連結式金型を構成する金型ユニットのうち前記一端側最端部にある少なくとも塗布が完了した金型ユニットを切り離すとともに、該連結式金型の他端側に新規金型ユニットを連結させるサイクルを繰り返す。図３に樹脂溶液の塗布時の実施形態の一例を示す。
【００２３】
図３は、５個の金型ユニットを連結した連結式金型１０に対して一端側Ａから樹脂溶液４を連続的に塗布しながら、該連結式金型を構成する金型ユニットのうち前記一端側最端部の金型ユニット１ａを切り離すとともに、該連結式金型１０の他端側Ｂに新規金型ユニット１ｆを連結させるところの概略模式図である。樹脂溶液用環状スリットヘッド１１は、一体化された供給槽１２内の樹脂溶液４を、連結式金型１０の外周面に対して外側から所定の速度で制御しながら連続的に吐出する。一方で連結式金型１０は所定の速度で図３中、上方に移動する。その結果、樹脂溶液４は複数の金型ユニットをまたいで連続的に塗布される。図３において、連結式金型１０は移動し、環状スリットヘッド１１は固定されているが、環状スリットヘッド１１が連結式金型１０に対して相対的に移動できれば特に制限されず、両者が互いに反対方向に移動しても、または連結式金型１０が固定され、環状スリットヘッド１１が移動してもよい。
【００２４】
塗布を連続的に行いながら、金型ユニットの切り離し／連結を行うときの具体例を以下に示す。
まず、連結式金型１０を図３に示すように上方移動させ、環状スリットヘッド１１による連続塗布を開始する。図３に示すように、１番目の金型ユニット１ａの塗布を完了し、２番目の金型ユニット１ｂおよび３番目の金型ユニット１ｃへと連続して塗布する。そして、環状スリットヘッド１１が連結した３番目の金型ユニット１ｃと４番目の金型ユニット１ｄとのつなぎ目へ到達した時、１番目の金型ユニット１ａの上方への切り離しを実行する。それと同時に最下部の５番目の金型ユニット１ｅの下に新規の金型ユニット１ｆ（６番目）を連結する。これ以降は、環状スリットヘッド１１が次の金型ユニットのつなぎ目（例えば、金型ユニット１ｄと１ｅとのつなぎ目）に到達する毎に、最上部の金型ユニット（例えば、金型ユニット１ｂ）を切り離し、新規の金型ユニット（図示せず）を最下部の金型ユニット（例えば、金型ユニット１ｆ）の下に連結するというサイクルを繰り返すことにより、複数の金型ユニットへの塗布が連続して行われる。
【００２５】
金型ユニットの切り離しの際は、当該金型ユニット表面に樹脂塗膜が存在するので、樹脂塗膜を、隣接する金型ユニットとのつなぎ目でカットすることが好ましい。本発明は金型ユニットの切り離しの際に樹脂塗膜をカットしなければならないというわけではなく、カットしなくても、樹脂塗膜は隣接する金型ユニットとのつなぎ目で破断する。カットは、樹脂塗膜が乾燥されていない場合は、エアーを吐出することによって達成してもよいし、樹脂塗膜が乾燥されている場合は、エアーを吐出すること、または刃物等のカッターを用いることによって達成してもよい。エアーを吐出すると、当該吐出圧によって樹脂塗膜が押しのけられるので、樹脂塗膜の分割が起こり、結果としてカットが達成される。
【００２６】
エアーの吐出は、例えば、エアー用環状スリットヘッド（図示せず）によって達成される。エアー用環状スリットヘッドは、連結式金型の外側または内側で該金型の樹脂溶液塗布面と所定の間隙を確保して位置し、環状に有するスリットより金型の全周にわたって一様な圧力で圧縮エアーを吹き出させる。エアー圧力は樹脂塗膜を押しのけて、樹脂塗膜の分離・分割を達成できれば特に制限されない。
【００２７】
図４に樹脂溶液塗布時の実施形態の別の一例を示す。図４は、連結式金型１０の内周面に樹脂溶液を塗布すること、樹脂溶液用環状スリットヘッド２１は、一体化された供給槽２２内の樹脂溶液４を、連結式金型１０の内周面に対して内側から所定の速度で制御しながら連続的に吐出すること以外、図３と同様であるため、図４の説明および図４を用いた具体例の説明を省略する。
【００２８】
本発明においては、連結式金型への塗布後、金属ユニットの切り離し前に、所望の処理工程を実施することにより、複数の金型ユニットに対して樹脂溶液の塗布を行う樹脂塗膜形成工程だけでなく、当該所望の処理工程までも連続的に行うことができる。
【００２９】
本発明において使用される樹脂溶液は樹脂を有機溶剤に溶解して得られるものである。
樹脂溶液を構成する樹脂は公知の樹脂が使用可能であり、例えば、未硬化の液状熱硬化性樹脂、未硬化の固形状熱硬化性樹脂、および熱可塑性樹脂等が挙げられる。具体的には、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマーなどが使用可能である。中でも熱硬化性樹脂、特にポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等を使用することが好ましい。熱硬化性樹脂は比較的高温での加熱を要し、金型離型層の酸化劣化が起こり易いが、そのような樹脂を使用する場合であっても、本発明の目的を有効に達成できるためである。
【００３０】
有機溶剤としては、樹脂を溶解可能なものであれば特に制限されず、例えば、後述する有機溶剤等が挙げられる。なお、液状の樹脂を使用する場合、有機溶剤の使用は必ずしも要しない。
【００３１】
本方法において例えば、ポリイミド樹脂製の環状シームレス成形体を製造する場合、樹脂溶液としてポリイミド前駆体溶液が使用される。ポリイミド前駆体として、いわゆるポリアミック酸、例えば、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）とｐ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）からなる前駆体、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）と４，４’−ジアミノフェニルエーテル（ＯＤＡ）からなる前駆体等が使用される。
【００３２】
また例えば、ポリアミドイミド樹脂製の環状シームレス成形体を製造する場合、樹脂溶液としてポリアミドイミド前駆体溶液が使用される。ポリアミドイミド前駆体として、例えば、アミド基含有芳香族ジアミンとＰＭＤＡからなる前駆体や、芳香族ジアミンまたはその誘導体と無水トリメリット酸（ＴＭＡ）からなる前駆体等が使用される。
【００３３】
以下、特に好ましい実施態様として、ポリイミド樹脂製の環状シームレス成形体の製造方法について詳細に説明する。
本発明のポリイミド樹脂環状シームレス成形体の製造方法は、以下の工程を含むものである；
上記連結式金型に対して一端側から樹脂溶液を連続的に塗布する樹脂塗膜形成工程；
得られた樹脂塗膜を加熱し、乾燥させる乾燥工程；
乾燥した樹脂塗膜を加熱して焼成する焼成工程；および
焼成した樹脂塗膜を金型から剥離する脱型工程。
【００３４】
（樹脂塗膜形成工程）
本工程は、以下に特記しない限り、前記した樹脂塗膜形成工程と同様であり、通常は上記連結式金型に対して一端側から樹脂溶液を連続的に塗布しながら、該連結式金型を構成する金型ユニットのうち前記一端側最端部にある少なくとも塗布が完了した金型ユニットを切り離すとともに、該連結式金型の他端側に新規金型ユニットを連結させるサイクルを繰り返す。
【００３５】
樹脂溶液はポリイミド前駆体溶液である。ポリイミド前駆体は上記したものが使用可能であり、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３６】
有機溶剤は、ポリイミド前駆体を溶解可能なものであれば、特に制限されず、例えば、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、アセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等が挙げられる。樹脂溶液におけるポリイミド前駆体の濃度、粘度等は、塗布方法および成形体の所望厚み等に応じて適宜選択される。
【００３７】
得られる成形体を、定着ベルト、中間転写ベルト、接触帯電ベルト等として導電性機能を付与する場合には、樹脂溶の中に導電性物質の添加剤を分散させることができる。
【００３８】
例えば、本工程において連結式金型への塗布後、金属ユニットの切り離し前に、連結式金型表面に形成された樹脂塗膜に対してそのまま後述の乾燥工程を実施することができる。この場合、乾燥工程後に切り離された金型ユニットは個別に、後述の焼成工程および脱型工程に供される。これによって、複数の金型ユニットに対して樹脂溶液の塗布を行う樹脂塗膜形成工程だけでなく、乾燥工程までも連続的に行うことができる。
【００３９】
また例えば、本工程において連結式金型への塗布後、金属ユニットの切り離し前に、連結式金型表面に形成された樹脂塗膜に対してそのまま後述の乾燥工程および焼成工程を実施することができる。この場合、焼成工程後に切り離された金型ユニットは個別に、後述の脱型工程に供される。これによって、複数の金型ユニットに対して樹脂溶液の塗布を行う樹脂塗膜形成工程だけでなく、乾燥工程および焼成工程までも連続的に行うことができる。
【００４０】
（乾燥工程）
本工程では、樹脂塗膜を加熱し、乾燥させる。
詳しくは、樹脂塗膜中に過度に残留する溶剤を除去する目的で、静置しても塗膜が変形しない程度まで加熱乾燥を行う。乾燥条件は、８０〜２００℃の温度で３０〜６０分間であることが好ましい。その際、温度が高いほど、加熱時間は短くてよい。また、加熱することに加え、風を当てることも有効である。また、遠赤外線加熱を用いれば、溶剤除去をさらに効率よく行うことができる。加熱は、時間内において、段階的に上昇させたり、一定速度で上昇させてもよい。なお、樹脂塗膜から溶剤を除去させすぎると、塗膜はまだ成形体としての強度を保持していないので、割れを生じる虞がある。そのため溶剤を適度に残留させておくことが好ましい。具体的には樹脂塗膜中に１５〜５０質量％、特に３５〜５０質量％の割合で溶剤を残留させることが好ましい。
【００４１】
（焼成工程）
本工程では、乾燥した樹脂塗膜を加熱して焼成する。
詳しくは、３００〜４５０℃、好ましくは３５０℃前後で、２０〜６０分間、樹脂塗膜を加熱反応させることで、ポリイミド樹脂膜を形成できる。加熱反応の際、塗膜中に有機溶剤が残留していると、ポリイミド樹脂膜に膨れが生じることがあるため、加熱の最終温度に達する前に、完全に残留溶剤を除去することが好ましく、具体的には、加熱前に、２００〜２５０℃の温度で、１０〜３０分間加熱乾燥して残留溶剤を除去し、続けて、温度を段階的、又は一定速度で徐々に上昇させて加熱し、ポリイミド樹脂膜を形成することが好ましい。この際、遠赤外線加熱を併用すれば、残留溶剤の除去とイミド化反応を効率的に行える。
【００４２】
（脱型工程）
本工程では、焼成した樹脂塗膜（ポリイミド樹脂膜）を金型ユニットから剥離し、脱型する。
金型ユニットからの樹脂塗膜の剥離方法は、特に制限されるものではなく、例えば、金型ユニットと皮膜との隙間に、加圧空気を注入することで、皮膜を膨張させて剥離できる。加圧空気の圧力は、一般的な空気圧縮機で得られる数気圧程度でよい。注入された加圧空気は、ある程度は皮膜端部から漏れるが、全部が漏れるわけではないので、皮膜は空気圧により、多少、膨れることになる。そのため、形成された樹脂塗膜を金型ユニットから容易に抜き取ることができる。
【００４３】
抜き取られた樹脂塗膜が所定の幅を有している場合はそのままポリイミド樹脂環状シームレス成形体として使用できる。樹脂塗膜が所定幅より大きい場合は、不要部分を切断して、ポリイミド樹脂環状シームレス成形体を得ることができる。樹脂塗膜が所定幅の整数倍の長さを有している場合は、所定幅に切断するだけで、そのまま使用可能なポリイミド樹脂環状シームレス成形体を複数個得ることができる。
【００４４】
成形体の厚みは樹脂塗膜の厚みを調整することによって制御可能で、例えば、２０〜１０００μｍ、特に３０〜１００μｍとすることができる。
【００４５】
特に樹脂塗膜形成工程で金型内周面の離型層上に樹脂溶液が塗布される場合は、以下の順序で工程処理を行うことが好ましい。樹脂塗膜形成工程後、乾燥工程、および脱型工程を行う。次いで、脱型して得られた未反応の樹脂塗膜を別の金型ユニット外周面に嵌める型嵌工程、および焼成工程を行い、再度、脱型工程を行う。この場合は、最初の脱型工程までに金型ユニットの切り離しが行われればよい。
【００４６】
成形体表面には、テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等の他のポリマーからなる樹脂層が形成されてもよい。その場合には、焼成工程後であって、脱型工程前に、樹脂塗膜を外周面に有した金型に対して、所定のポリマーからなるチューブを被せ、加熱溶着処理を行った後、脱型工程を行うことが好ましい。この場合は、脱型工程までに金型ユニットの切り離しが行われればよい。
【００４７】
＜環状シームレス成形体の製造装置＞
本発明の環状シームレス成形体の製造装置は上記した環状シームレス成形体の製造方法を実施するための装置である。
そのような環状シームレス成形体の製造装置は、例えば図３に示すように、上記した連結式金型１０を有することを特徴とし、
該連結式金型１０に対して一端側Ａから樹脂溶液４を連続的に塗布するための塗布手段１１；
該連結式金型１０を構成する金型ユニットのうち前記一端側Ａ最端部にある少なくとも塗布が完了した金型ユニット１ａを切り離す手段（図示せず）；および
該連結式金型１０の他端側Ｂに新規金型ユニット１ｆを連結させる手段（図示せず）
をさらに有するものである。
【００４８】
特に塗布手段１１は連結式金型１０の外周面または内周面に樹脂溶液を連続的に塗布できる限り特に制限されず、環状シームレス成形体の製造分野で従来から使用されているものが使用可能であり、例えば、前記した環状スリットヘッド等が挙げられる。
【００４９】
環状シームレス成形体の製造装置は通常は
得られた樹脂塗膜を加熱するための加熱手段；および
樹脂塗膜を金型から剥離する脱型手段
をさらに有するものである。
【００５０】
加熱手段は乾燥および焼成が可能な所定の温度に制御できるものであれば特に制限されず、例えばハロゲンヒーター、ファンヒーター等が使用される。
脱型手段としては、前記した加圧空気を注入する手段が使用される。
【実施例】
【００５１】
＜実施例１＞
（金型ユニットＡの製造）
内径２６ｍｍ、外径３０ｍｍおよび長さ３００ｍｍのアルミニウム製円筒状金型ユニットを注型法により製造し、切削により、図１に示すような凸部および凹部を設けた。凸部および凹部の軸方向の段差は５ｍｍであった。
金型ユニットの外周面に、シリコーン系離型剤（商品名：ＫＳ７００ （株）信越化学社製）を塗布することによって離型層としてシリコーン樹脂膜（膜厚約１μｍ）を形成し、金型ユニットＡとして用いた。
【００５２】
（連結式金型の製造）
金型ユニットＡを５個連結して連結式金型を製造した。
【００５３】
（樹脂塗膜形成工程）
３，３'，４，４'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）と、ｐ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）とを、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド中で反応させて、２２質量％濃度ポリイミド前駆体溶液Ａを調製した。この前駆体溶液Ａに、カーボンブラック（商品名：スペシャルブラック４、デグザヒュルス社製）を固形分質量比で２３％混合し、次いでジェットミルにより分散し、樹脂溶液Ａを得た。
図３に示すように、上記連結式金型に対して一端側から樹脂溶液Ａを連続的に塗布しながら、該連結式金型を構成する金型ユニットのうち前記一端側最端部にある塗布が完了した金型ユニットを切り離すとともに、該連結式金型の他端側Ｂに新規金型ユニットを連結させるサイクルを繰り返した。金型ユニットを切り離す直前に、エアー用環状スリットヘッドより金型の外側から圧縮エアーを圧力０．２ＭＰａで、隣接する金型ユニットとのつなぎ目に吐出することにより、樹脂塗膜を金型周囲にわたってカットした。切り離されたいずれの金型ユニットの表面にも約５００μｍ厚の樹脂塗膜が形成されていた。
【００５４】
以下の工程は切り離された金型ユニットごとに行った。
（乾燥工程）
次に、金型ユニットを水平にして、２０ｒｐｍにて回転させながら、室温で５分間の乾燥後、８０℃で２０分間、１００℃で１時間、加熱乾燥させた。これにより、厚さ約１５０μｍの樹脂塗膜を得た。
【００５５】
（焼成工程）
次に、金型ユニットを一旦、室温まで冷却した。その後、金型ユニットを垂直に立てて、２００℃で３０分、３００℃で３０分加熱反応させ、ポリイミド樹脂膜を形成した。
【００５６】
（脱型工程）
室温に冷えた後、金型ユニットとポリイミド樹脂膜との隙間に圧力０．５ＭＰａの加圧空気を注入したところ、ポリイミド樹脂膜が膨張し、容易に抜き取ることができた。得られた成形体の両端部を２０ｍｍ幅でカットし、ポリイミド樹脂製環状シームレス成形体を得た。当該成形体はそのまま電子写真用転写ベルトとして使用できる寸法を有していた。
【００５７】
（評価）
樹脂塗膜形成工程の所定のサイクルを１００回繰り返し行い、１００個の成形体を製造した。成形体の破損は全く起こらなかった。また樹脂溶液の塗布を連続的に行ったので、生産性に優れていた。
任意の１０個の成形体それぞれについて任意の１０点の厚みを測定したところ、全ての成形体で最大値と最小値との差は１４μｍ以下であり、膜厚均一性に優れていた。特に成形体における金型ユニット軸方向の端部と中央部とでも膜厚の差は上記範囲内であり、膜厚均一性に優れていた。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の金型は、画像形成装置の定着ベルト、転写ベルト、接触帯電ベルト等として使用可能な環状シームレス成形体の製造に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の金型ユニットの一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の連結式金型の一実施形態を示す概略構成図である。
【図３】本発明の環状シームレス成形体の製造方法における樹脂塗膜形成工程の一例を説明するための概略模式図である。
【図４】本発明の環状シームレス成形体の製造方法における樹脂塗膜形成工程の別の一例を説明するための概略模式図である。
【符号の説明】
【００６０】
１：１ａ：１ｂ：１ｃ：１ｄ：１ｅ：１ｆ：金型ユニット、２：凸部、３：凹部、４：樹脂塗膜（樹脂溶液）、１０：連結式金型、１１：２１：環状スリットヘッド、１２：２２：供給槽、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に樹脂溶液を塗布されて、環状シームレス成形体を製造するための金型であって、
軸方向で互いに連結／切り離し可能な２個以上の金型ユニットを連結させてなる連結式金型。
【請求項２】
金型ユニットが両端に連結部を有し、一端の連結部が他端の連結部と嵌合可能な形状を有する請求項１に記載の金型。
【請求項３】
金型ユニットが一端に凸部を有し、他端に該凸部と嵌合可能な形状の凹部を有する請求項１または２に記載の連結式金型。
【請求項４】
樹脂溶液がポリイミド前駆体溶液である請求項１〜３のいずれかに記載の連結式金型。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の連結式金型を構成する金型ユニット。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の連結式金型に対して一端側から樹脂溶液を連続的に塗布することを特徴とする環状シームレス成形体の製造方法。
【請求項７】
連結式金型に対して一端側から樹脂溶液を連続的に塗布しながら、該連結式金型を構成する金型ユニットのうち前記一端側最端部にある少なくとも塗布が完了した金型ユニットを切り離すとともに、該連結式金型の他端側に新規金型ユニットを連結させるサイクルを繰り返すことを特徴とする請求項６に記載の環状シームレス成形体の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれかに記載の連結式金型を有する環状シームレス成形体の製造装置。
【請求項９】
前記連結式金型に対して一端側から樹脂溶液を連続的に塗布する手段；
該連結式金型を構成する金型ユニットのうち前記一端側最端部にある少なくとも塗布が完了した金型ユニットを切り離す手段；および
該連結式金型の他端側に新規金型ユニットを連結させる手段
をさらに有する請求項８に記載の環状シームレス成形体の製造装置。
【請求項１】
表面に樹脂溶液を塗布されて、環状シームレス成形体を製造するための金型であって、
軸方向で互いに連結／切り離し可能な２個以上の金型ユニットを連結させてなる連結式金型。
【請求項２】
金型ユニットが両端に連結部を有し、一端の連結部が他端の連結部と嵌合可能な形状を有する請求項１に記載の金型。
【請求項３】
金型ユニットが一端に凸部を有し、他端に該凸部と嵌合可能な形状の凹部を有する請求項１または２に記載の連結式金型。
【請求項４】
樹脂溶液がポリイミド前駆体溶液である請求項１〜３のいずれかに記載の連結式金型。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の連結式金型を構成する金型ユニット。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の連結式金型に対して一端側から樹脂溶液を連続的に塗布することを特徴とする環状シームレス成形体の製造方法。
【請求項７】
連結式金型に対して一端側から樹脂溶液を連続的に塗布しながら、該連結式金型を構成する金型ユニットのうち前記一端側最端部にある少なくとも塗布が完了した金型ユニットを切り離すとともに、該連結式金型の他端側に新規金型ユニットを連結させるサイクルを繰り返すことを特徴とする請求項６に記載の環状シームレス成形体の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれかに記載の連結式金型を有する環状シームレス成形体の製造装置。
【請求項９】
前記連結式金型に対して一端側から樹脂溶液を連続的に塗布する手段；
該連結式金型を構成する金型ユニットのうち前記一端側最端部にある少なくとも塗布が完了した金型ユニットを切り離す手段；および
該連結式金型の他端側に新規金型ユニットを連結させる手段
をさらに有する請求項８に記載の環状シームレス成形体の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−９０６１９（Ｐ２００９−９０６１９Ａ）
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６６２５６（Ｐ２００７−２６６２５６）
【出願日】平成１９年１０月１２日（２００７．１０．１２）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１２日（２００７．１０．１２）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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