JP4044417B2

JP4044417B2 - Tubular product manufacturing method and tubular product

Info

Publication number: JP4044417B2
Application number: JP2002326924A
Authority: JP
Inventors: 敏生鎌田; 克美寺川; 哲朗溝口; 純西林
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-11-11
Filing date: 2002-11-11
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2022-11-11
Also published as: JP2004160729A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管状物の製造方法及び管状物に関し、詳しくは、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の耐熱性樹脂を用いて作製される管状物を金型から容易に脱型可能とするものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置等の画像形成機構に求められる性能として、高速化と共に省力化が挙げられ、その一環として中間転写ベルトと定着ベルト等の性能を兼ね備えたベルトの開発が要求されており、耐熱性に優れることが望まれている。これらの要望に対応するため、耐熱性樹脂であるポリイミド樹脂等を主成分とする基体を備えたベルトが開発されている。
【０００３】
このようなポリイミド樹脂等は接着性が非常に高いため、管状物として成形されたポリイミドと金型とが密着してしまい、管状物を金型から取り外すことが困難となる。このため、従来、これら金型表面に作製された管状物を容易に脱型するために、ポリイミド樹脂等の管状物に関する種々の製造方法が提案されている。
【０００４】
例えば、特開平６−１４３５１２号、特開平６−３４４３６０号、特開平６−２９８９５２号では、液体樹脂をシリンダー内周面に塗布し、塗布後加熱硬化することでポリイミド樹脂製等の管状物を形成し、シリンダーの片端部に予め設けておいた小貫通孔から空気を圧送し、シリンダー内周面から上記管状物を剥離することが提案されている。
【０００５】
特開平３−１８０３０９号、特開平３−２６１５１８号では、ポリイミド前駆体等からなる管状成形液を塗布し、不完全イミド化で脱型し、別芯体へ入れ完全イミド化する管状物の製造方法が提案されている。
【０００６】
また、特開平７−７６０２５号では、無機コーティング被膜層で覆われた金属製芯体表面にポリイミド前駆体溶液を付着させ、加熱してイミ度転化反応を行わせた後、芯体から管状物を分離する管状物の製造方法が提案されている。
【０００７】
さらに、特開平９−２７７２８６号では、金属製芯体表面に金属酸化被膜を形成する金属を用い、酸化被膜と芯体面で脱型している。特開平９−２７７２８７号、チューブ状物の内周と芯体外周との付着面の一部に非付着部分を形成した後、チューブ状物を芯体から分離している。特開平９−２７７２８８号では、金属製芯体表面にフッ素樹脂層とポリイミドとフッ素樹脂層を設け、融点の異なるフッ素樹脂を使用することで脱型している。
【０００８】
さらには、特開平１０−１５９６８号では、多孔質セラミック製円筒状の芯体を用い、チューブ状物及び芯体に反応しない液体を芯体の開口端より注入して芯体の外周表面の細孔から出し、この液体を用いて脱型することが提案されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平６−１４３５１２号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開平６−３４４３６０号公報
【００１１】
【特許文献３】
特開平６−２９８９５２号公報
【００１２】
【特許文献４】
特開平３−１８０３０９号公報
【００１３】
【特許文献５】
特開平３−２６１５１８号公報
【００１４】
【特許文献６】
特開平７−７６０２５号公報
【００１５】
【特許文献７】
特開平９−２７７２８６号公報
【００１６】
【特許文献８】
特開平９−２７７２８７号公報
【００１７】
【特許文献９】
特開平９−２７７２８８号公報
【００１８】
【特許文献１０】
特開平１０−１５９６８号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記いずれの先行技術においても、ポリイミド等の管状物と金型とが密着してしまい、管状物を金型から取り外すことが困難な場合があり、さらに容易に管状物を脱型することが望まれている。
【００２０】
特に、線膨張係数が大きい樹脂の場合、アルミニウムや鉄等の金型へ塗布すると液状樹脂の加熱硬化時に樹脂が金型へ締まった状態で硬化され、冷却後も金型と樹脂の間に分離がなく、金型表面処理を施していても管状物として脱型できないという問題がある。よって、耐熱性樹脂を金型へ塗布し、樹脂硬化後に管状物として取り外すには、金型と樹脂の熱膨張係数の違いを考慮する必要がある。
【００２１】
また、小貫通孔から空気を圧送することにより管状物を剥離する方法では、塗布された液状樹脂が小貫通孔に入り込み、穴がふさがれて、空気を圧送できないという問題がある。また、製造工程が煩雑であったり、最終加熱後は脱型が困難であるという問題点を有するものもある。
【００２２】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、熱膨張係数が大きい樹脂を用いた場合でも、管状物を金型から容易に脱型することができる管状物の製造方法及び管状物を提供することを課題としている。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、外周面にエアー吹き出し口を備えた円筒状または円柱状の金型の外周面上に液状の耐熱性樹脂を塗布し、該耐熱性樹脂を硬化させ管状物を得る管状物の製造方法において、
上記金型の外周面に開口されたエアー吹き出し口上に目止め材を配置し、該目止め材を用いて上記エアー吹き出し口を封止し、
上記金型の外周面上及び上記目止め材の外面上に、上記液状の耐熱性樹脂を塗布し、該耐熱性樹脂を硬化した後に、
上記エアー吹き出し口からエアーを吹き出して、上記目止め材と共に、上記硬化した耐熱性樹脂を上記金型から脱型することを特徴とする管状物の製造方法を提供している。
【００２４】
上記のように、エアー吹き出し口に目止め材を配置することで、エアー吹き出し口に液状の耐熱性樹脂が流れ込むのを防止でき、エアーの通気性を良好な状態に保つことができる上に、目止め材が配置された部分は、他の部分に比べ厚みが厚くなるため、エアー圧により金型から脱型して取り外しやすくなる。
よって、熱膨張係数が大きな樹脂を用いた場合でも樹脂硬化後、エアー注入により容易に樹脂製管状物を取り外すことができる。
【００２５】
上記金型の外周面に離型処理が施されていることが好ましく、管状物をより脱型しやすくできる。離型処理としては、従来公知の金型表面処理を施すことができ、離型処理に用いる離型剤としては、フッ素系あるいはシリコーン系等の離型剤が好ましく、特に焼き付けタイプのものが好ましい。また、アルミナ、シリカ、ジルコニア、窒化アルミニウム等のセラミックスコーティングが施されても良い。
【００２６】
本発明によれば、上記耐熱性樹脂の線膨張係数が、上記金型の線膨張係数より大きい場合でも、容易に管状物を脱型することができる。
【００２７】
例えば、アルミニウムや鉄の熱膨張係数よりも大きな樹脂であるポリイミド（線膨張係数：４〜６×１０^−５Ｋ^−１）やポリアミドイミド（線膨張係数：４×１０^−５Ｋ^−１）等を容易に管状物として作製することができ、管状物作製の材料選択の幅を大きくすることができる。よって、アルミニウム（線膨張係数：２．５×１０^−５Ｋ^−１）製等の金型を用いた場合でも、低膨張性のポリイミド（線膨張係数：１０^−６Ｋ^−１〜２×１０^−５Ｋ^−１）に限定する必要がなくなり、使用材料の汎用性を高めることができる。
【００２８】
上記目止め材は耐熱性樹脂から形成されてなり、該目止め材と上記硬化した耐熱性樹脂とは一体的に、上記金型から脱型することが好ましい。
【００２９】
さらには、目止め材と上記硬化した耐熱性樹脂とは同材質であることが好ましい。これにより耐熱性樹脂の硬化時に塗布した液状の耐熱性樹脂と目止め材の耐熱性樹脂とが接着一体化され、より強固な部分がエアー吹き出し口上にでき、さらに脱型しやすくなる。なお、管状物において目止め材が配置された部分は、厚みが厚くなったり変形等するので、切除して廃棄しても良い構成とするのが好ましい。
【００３０】
目止め材は、管状物の長さ方向の少なくとも一端側の端部に配置されるのが好ましく、管状物の長さ方向に延在しないのが良い。形状はシート状等とすることができ、金型の外径と略同内径としたチューブ状成形体が好ましい。その他、エアー吹き出し口を封止することができ、管状物の成形に影響を及ぼさないように、要求性能等に応じて厚みや長さ等の大きさや形状を設定することができる。また、目止め材は、全てのエアー吹き出し口に対して配置することが好ましい。
【００３１】
具体的には、目止め部材としては、耐熱性樹脂シートを帯状にしたものを金型のエアー吹き出し口を封止するように巻き付けて、該シートの端部を接着したり、遠心成形等で作成した金型と同径の耐熱性樹脂管状物をエアー吹き出し口にはめ込んだりすることができる。
【００３２】
耐熱性樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂が好適に用いられる。その他、ポリエーテルイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ポリベンズオキサゾール樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリアリレート樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。中でも、高弾性率、加工性の点でポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂が好ましい。
また、耐熱性樹脂には無機系フィラー等の各種添加剤を配合しても良く、溶剤、粘度調整剤等を加え粘度を調節することもできる。なお、液状の耐熱性樹脂は粘度が０．１Ｐａ・ｓ〜２０Ｐａ・ｓの状態で塗布されるのが好ましい。
【００３３】
金型の好ましい材質としては、アルミニウム、鉄等が挙げられる。
【００３４】
耐熱性樹脂の硬化は、少なくとも管状物が自己支持性を有する程度まで加熱する必要があり、加熱温度は１３０℃以上が好ましく、最終硬化させるには２００℃〜３５０℃程度の非常に高温まで加熱する必要がある。また、加熱時間は１時間〜５時間、さらには１．５時間〜３時間が好ましい。
【００３５】
エアー吹き出し口からのエアー圧は０．０２ＭＰａ〜０．２ＭＰａが好ましい。これは、上記範囲より小さいと脱型するための十分な圧力を得にくいためであり、上記範囲より大きいと管状物の強度に影響を及ぼす可能性があるためである。エアー吹き出し口の大きさや形状はエアー圧により脱型でき管状物の作製に影響を及ぼさないものであれば良く、管状物を脱型しやすいように、円形、楕円形、多角形等とし、１個あるいは複数個配置することができ、周方向に均等に配置されていることが好ましい。このように、金型と樹脂間にエアーを流すことで、樹脂がエアー圧で金型から剥がれ、樹脂製管状物として脱型することができる。
【００３６】
また、脱型は管状物や金型の冷却後が好ましい。これにより金型から管状物を容易に脱型することができ、管状物の寸法精度や性能に影響を及ぼすことなく管状物を良好な状態で取り外すことができる。
【００３７】
金型への耐熱性樹脂の塗布は、従来公知の塗布方法を用いることができ、金型の外周面に均一な厚みで塗布できれば良く、ディスペンサーにより塗布、ハケヤヘラ等による塗布、浸漬やスプレーによる塗布、ダイスコート等が用いられる。ディスペンサーとは、注射筒（シリンジ）と注射針（ニードル）からなり、シリンジ内に充填したペーストをニードルの先端から押し出して塗布する装置である。
【００３８】
また、本発明は、上記本発明の管状物の製造方法により製造されたことを特徴とする管状物を提供している。本発明の管状物は、均一な厚みを有する上に、傷や破れがなく、寸法精度の高いものとすることができる。
【００３９】
管状物は、厚みは中間転写ベルトの場合、５０μｍ〜２００μｍであり、均一な厚みであることが好ましい。
【００４０】
本発明の管状物は、シームレスなベルト状であり、電子写真装置の画像形成機構等の中間転写ベルト、転写ベルト、定着ベルト等として好適に用いることができる。また、管状物の内周面側あるいは／及び外周面側に１層以上の樹脂、ゴム、エラストマー等からなる層、あるいは金属層等を設けて、２層あるいは３層以上等の複層構造として用いることもできる。なお、ローラ等の円柱状の基材の外周面に被覆して用いることもできる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の管状物の製造方法に用いる金型１０を示す。
金型１０は円筒状とし、その外周面１０ａにはエアー吹き出し口１１を備えている。エアー吹き出し口１１は、金型１０の長さ方向の一端１０ｂ側で、金型１０の外周面１０ａにおいて、周方向に同一線上に均等に８個設けられている。また、金型１０の一端１０ｂにはエアーを送り込むためのエアー注入口１２が設けられ、各エアー吹き出し口１１と連結路１２ａにより連結されており、エアー注入口１２よりエアーを注入することで、各エアー吹き出し口１１から均等に、エアーを金型１０の中心から外周面１０ａ側に向かって吹き出すことができる構成としている。金型１０は、線膨張係数が１．４×１０^−５Ｋ^−１の鉄製としている。
【００４２】
以下、本発明の管状物の製造方法について詳述する。
まず、金型１０の外周面１０ａの全面に渡って均一に、酸化ケイ素系コーティング剤を塗布し焼き付け硬化し、離型処理を施す（図示せず）。
【００４３】
また、予め導電性を付与するためにカーボンブラック等を添加した耐熱性樹脂の前駆体溶液を調整しておく。耐熱性樹脂としては、金型１０の線膨張係数より大きな線膨張係数（４．０×１０^−５Ｋ^−１）であるポリアミドイミド樹脂を用いている。
【００４４】
次に、図２に示すように、金型１０の外周面１０ａに開口されたエアー吹き出し口１１上に目止め材１３を配置し、目止め材１３を用いてエアー吹き出し口１１を封止する。目止め材１３は、ポリアミドイミド樹脂製の筒状体からなり、筒状の金型１０の外径と筒状体である目止め材１３の内径とを同一径とし、筒状体の内周面１３ａと金型１０の外周面１０ａを密着させ、筒状体である目止め材１３を金型１０の外周面１０ａに被覆している。筒状体からなる目止め材１３は、金型１０の長さ方向一端１０ｂ側に被覆された状態で固定されている。全てのエアー吹き出し口１１は、目止め材１３により完全に封止されている。
【００４５】
この状態で、目止め材１３の外面１３ｂ上及び金型１０の外周面１０ａ上に、上述したように予め調整した液状の耐熱性樹脂からなる前駆体溶液１４を塗布する。具体的には、目止め材１３の段差を考慮し金型１０の軸線方向において目止め材１３が配置された側から、ディスペンサー方式により、目止め材１３の外面１３ｂ上及び金型１０の外周面１０ａ上の全面に渡って均一な厚みで塗布している。金型１０を周方向に回転させながら、目止め材１３の外面１３ｂ上及び金型１０の外周面１０ａ上へ前駆体溶液１４を連続的に供給し、全面に渡って均一な厚みでムラなく塗布を行っている。
【００４６】
耐熱性樹脂の前駆体溶液１４を１５０℃で１時間、次いで３００℃で３時間加熱して硬化する。この時、前駆体溶液１４の耐熱性樹脂は完全にイミド化している。目止め材１３は耐熱性樹脂であるポリアミドイミド樹脂から形成されており、目止め材１３と前駆体溶液１４が硬化した耐熱性樹脂とは、同材質であり、耐熱性樹脂の硬化と共に両者は接着一体化され、管状物２０を得ている。一体化されることにより目止め材１３を配置した部分は厚みが厚くなっている。
【００４７】
このように前駆体溶液１４を硬化させて管状物２０を成形した後、常温までの冷却後も金型と管状物は分離しておらず、全てのエアー吹き出し口１１から目止め材１３の内面にエアーを吹き出して、金型１０と管状物２０間にエアーを流すことにより、管状物２０を金型から剥がし分離して、エアー圧で目止め材１３と共に硬化した耐熱性樹脂からなる管状物２０を一体的に金型１０の外周面１０ａからから剥離し、耐熱性樹脂製の管状物２０として金型１０から脱型する。
【００４８】
金型１０から脱型して取り外された管状物２０において、目止め材１３が一体化された部分を切除し、厚みが厚くなった部分を取り除き、均一な厚みとする。
【００４９】
このようにエアー吹き出し口１１上に目止め材１３を配置しているため、前駆体溶液１４がエアー吹き出し口１１に入り込まむことがなく、良好なエアー通気性を確保することができる。また、目止め材１３が前駆体溶液１４の硬化と共に一体化されるため、目止め材１３を配置した部分は厚みが厚くなっており、かつ端部で厚くなっているため、エアーにより金型１０から非常に取り外しやすい。よって、熱膨張係数が大きい樹脂を用いた場合でも、管状物２０を金型１０から容易に脱型することができる
【００５０】
管状物２０は、電子写真装置の画像形成機構等に用いられる中間転写ベルト等の高剛性ベルト等として好適に用いることができる。
具体的には、図３に示すように、複層構造の中間転写ベルト２１の剛性層２３として本発明の管状物を用いることがでいる。中間転写ベルト２１は、本発明の管状物からなり基材とされる剛性層２３及び弾性層２５及び表面コーティング層２７を備えている。中間転写ベルト２１の外周面２９は、トナーが付着する面である。また、内周面３１は、回転中に駆動軸、従動軸等と直接接触する面である。その他、管状物の内周面側あるいは／及び外周面側に１層以上の樹脂、ゴム、エラストマー等からなる層、あるいは金属層等を設けて、２層あるいは３層以上等の複層構造とすることができる。なお、管状物２０のみでも中間転写ベルトとして用いることができる。
【００５１】
上記実施形態では、金型を円筒状としているが、円柱状としその外周面にエアー吹き出し口を有していれば良く、金型の材質はアルミニウム等としても良い。耐熱性樹脂としては、その他、ポリイミド樹脂等を用いることができ、目止め材も同様な耐熱性樹脂を用いて形成され、形状等はエアー吹き出し口を封止できるような構成であれば良い。また、前駆体溶液を硬化して得られた管状物は、金型から脱型する際に、管状物を周方向等に揺動させても良い。
【００５２】
以下、本発明の管状物の製造方法の実施例、比較例について詳述する。
ポリアミドイミド前駆体溶液はトリメリット酸とジフェニルメタンジイソシアネートから合成したものを用い、その他、カーボンブラック、分散剤等を配合し、粘度を５Ｐａ・ｓに調整した。
また、目止め材は、前駆体溶液と同様のポリアミドイミド樹脂を用い、キャスト成形により、厚み１００μｍのシート状に成形した。
【００５３】
（実施例１）
金型は上記第１実施形態で用いた金型を同形態のものを用いた。
円筒金型（φ１８０ｍｍ、鉄製：線膨張係数１．４×１０^−５Ｋ^−１）の側面にエアー注入口、外周面にエアー吹き出し口（φ２ｍｍ）を８個設けた。目止め材として、ポリアミドイミド（線膨張係数４．０×１０^−５Ｋ^−１）のシートを１０ｍｍ幅でカットしたものをエアー吹き出し口上に円周方向に巻きつけ、シートの両端部を接着剤で固定し筒状とした。
ディスペンサー方式にて、金型の外周面全面に均一にポリアミドイミド前駆体溶液を塗布した。塗布済み金型を回転させながら１５０℃で１時間、次いで３００℃で３時間加熱し、樹脂が固化してから冷却後エアー注入口より０．０５ＭＰａの圧力でエアーを入れ、エアー吹き出し口よりエアーを管状物側に排出した。エアーを注入し、管状物を周方向に揺さぶることにより金型から管状物が剥がれ、容易にポリアミドイミドの管状物（内径１８０ｍｍ、長さ４００ｍｍ、厚み１００μｍ）を脱型することができた。
【００５４】
（実施例２）
金型の外周面にシリコーン系コーティング剤（シャー社製、商品名ＳＰ−３Ｒ）を焼き付け離型処理を施した。その他製法は、実施例１と同様とした。
エアーなしでは管状物は全く動かないがエアー吹き出し口よりエアーを排出すると、管状物が難なく金型から剥がれ、極めて容易にポリアミドイミド管状物を脱型することができた。
【００５５】
（比較例１）
目止め材を配置しなかった。その他製法は、実施例１と同様とした。
エアー吹き出し口よりエアー排出したが、目止め材を配置しなかったため、ポリアミドイミド前駆体溶液がエアー吹き出し口に入り込み、充分なエアー圧が得られず、樹脂が金型に貼り付き脱型できなかった。
【００５６】
（比較例２）
目止め材を配置しなかった。その他製法は、実施例２と同様とした。
エアー吹き出し口よりエアー排出したが、目止め材を配置しなかったため、ポリアミドイミド前駆体溶液がエアー吹き出し口に入り込み、充分なエアー圧が得られず、樹脂が金型に貼り付き脱型できなかった。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、目止め材を配置することで、エアー吹き出し口に液状の耐熱性樹脂が流れ込むのを防止でき、エアーの通気性を良好な状態に保つことができる上に、目止め材が配置された部分は、他の部分に比べ厚みが厚くなるため、エアー圧により管状物を金型から脱型して取り外しやすくすることができる。
【００５８】
よって、樹脂硬化後、エアー注入により金型からの管状物の脱型を非常にスムーズに行うことができ、作業時間が短縮され、生産効率を向上することができる。また、熱膨張係数が大きな樹脂を用いた場合でも、容易に管状物を得ることができ、管状物作製における材料選択の幅を広げることができ汎用性を高めることができる。
【００５９】
また、本発明の管状物は、耐熱性に優れる上に、寸法精度も良く、傷や破れもなく均一な厚みを有しているため、電子写真装置等の画像形成機構に用いられる中間転写ベルト、転写ベルト、定着ベルト等の部材の基材として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）（Ｂ）は本発明の管状物の製造方法に用いる金型の概略図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の管状物の製造方法を説明する図である。
【図３】（Ａ）は本発明の管状物を用いた中間転写ベルトが示された斜視図、（Ｂ）は図３（Ａ）中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１０金型
１０ａ外周面
１１エアー吹き出し口
１２エアー注入口
１３目止め材
１４前駆体溶液
２０管状物
２１中間転写ベルト
２３剛性層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a tubular product and a tubular product, and more specifically, enables a tubular product manufactured using a heat-resistant resin such as a polyimide resin or a polyamideimide resin to be easily removed from a mold. .
[0002]
[Prior art]
In recent years, performance required for image forming mechanisms such as copying machines, printers, facsimiles, and other electrophotographic apparatuses has been increased in speed and labor savings, and as part of this, belts that have the performance of an intermediate transfer belt and a fixing belt, etc. Development is required and it is desired to have excellent heat resistance. In order to meet these demands, belts having a base body mainly composed of polyimide resin, which is a heat-resistant resin, have been developed.
[0003]
Since such a polyimide resin or the like has very high adhesiveness, the polyimide molded as a tubular product and the mold are in close contact with each other, making it difficult to remove the tubular product from the mold. For this reason, conventionally, various manufacturing methods relating to tubular materials such as polyimide resins have been proposed in order to easily remove the tubular materials produced on the mold surfaces.
[0004]
For example, in JP-A-6-143512, JP-A-6-344360, and JP-A-6-298952, a liquid resin is applied to the inner peripheral surface of a cylinder, and after application, a tubular product made of polyimide resin or the like is obtained. It has been proposed that air is pumped from a small through-hole formed and provided in advance at one end of the cylinder, and the tubular object is peeled off from the inner peripheral surface of the cylinder.
[0005]
In Japanese Patent Laid-Open Nos. 3-180309 and 3-261518, a tubular product is prepared by applying a tubular molding liquid composed of a polyimide precursor, etc., demolding by incomplete imidization, and putting into a separate core to complete imidization. A method has been proposed.
[0006]
In JP-A-7-76025, a polyimide precursor solution is attached to the surface of a metal core covered with an inorganic coating layer and heated to cause a degree conversion reaction. There has been proposed a method of manufacturing a tubular product that separates the two.
[0007]
Furthermore, in Japanese Patent Laid-Open No. 9-277286, a metal that forms a metal oxide film on the surface of a metal core is used, and the mold is removed from the oxide film and the core surface. Japanese Patent Laid-Open No. 9-277287, after forming a non-adhering portion on a part of the adhering surface between the inner periphery and the outer periphery of the tube, the tube is separated from the core. In JP 9-277288 A, a fluororesin layer, a polyimide, and a fluororesin layer are provided on the surface of a metal core, and demolding is performed by using fluororesins having different melting points.
[0008]
Furthermore, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-15968, a cylindrical core body made of a porous ceramic is used, and a liquid that does not react with the tubular body and the core body is injected from the opening end of the core body, so that the outer peripheral surface of the core body is thin. It has been proposed to remove from the hole and demold using this liquid.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-6-143512
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-344360
[Patent Document 3]
JP-A-6-298952
[Patent Document 4]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-180309
[Patent Document 5]
Japanese Patent Laid-Open No. 3-261518 [0014]
[Patent Document 6]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-76025
[Patent Document 7]
JP-A-9-277286 [0016]
[Patent Document 8]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-277287
[Patent Document 9]
JP-A-9-277288 [0018]
[Patent Document 10]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-15968
[Problems to be solved by the invention]
However, in any of the above prior arts, the tubular object such as polyimide and the mold may be in close contact with each other, and it may be difficult to remove the tubular object from the mold, and the tubular object may be easily removed from the mold. Is desired.
[0020]
In particular, in the case of a resin with a large linear expansion coefficient, when applied to a mold such as aluminum or iron, the resin is cured in a state where it is tightened to the mold when heat-curing the liquid resin, and is separated between the mold and the resin after cooling There is a problem that even if the mold surface treatment is performed, the mold cannot be removed as a tubular product. Therefore, in order to apply the heat-resistant resin to the mold and remove it as a tubular product after the resin is cured, it is necessary to consider the difference in thermal expansion coefficient between the mold and the resin.
[0021]
Moreover, in the method of peeling a tubular thing by pumping air from a small through-hole, there exists a problem that the apply | coated liquid resin penetrates into a small through-hole, the hole is blocked, and air cannot be pumped. In addition, some have problems that the manufacturing process is complicated or that it is difficult to remove the mold after the final heating.
[0022]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a method for manufacturing a tubular product and a tubular product that can be easily removed from a mold even when a resin having a large thermal expansion coefficient is used. The issue is to provide.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention applies a liquid heat-resistant resin on the outer peripheral surface of a cylindrical or columnar mold having an air outlet on the outer peripheral surface, and cures the heat-resistant resin to form a tubular shape. In the method of manufacturing a tubular product for obtaining a product,
Placing a sealing material on the air blowing port opened on the outer peripheral surface of the mold, and sealing the air blowing port using the sealing material,
After applying the liquid heat resistant resin on the outer peripheral surface of the mold and the outer surface of the sealing material, and curing the heat resistant resin,
There is provided a method for producing a tubular product, characterized in that air is blown from the air blowing port, and the cured heat-resistant resin is removed from the mold together with the sealing material.
[0024]
As described above, by arranging the sealing material at the air outlet, it is possible to prevent the liquid heat resistant resin from flowing into the air outlet, and to maintain the air permeability in a good state. Since the portion where the sealing material is disposed is thicker than other portions, the portion is easily removed from the mold by air pressure.
Therefore, even when a resin having a large thermal expansion coefficient is used, the resin tubular product can be easily removed by air injection after the resin is cured.
[0025]
It is preferable that a mold release treatment is performed on the outer peripheral surface of the mold, and the tubular article can be more easily demolded. As the mold release treatment, a conventionally known mold surface treatment can be performed, and as the mold release agent used for the mold release treatment, a release agent such as a fluorine type or a silicone type is preferable, and a baking type is particularly preferable. . In addition, ceramic coating such as alumina, silica, zirconia, aluminum nitride may be applied.
[0026]
According to the present invention, even when the linear expansion coefficient of the heat resistant resin is larger than the linear expansion coefficient of the mold, the tubular article can be easily demolded.
[0027]
For example, polyimide (linear expansion coefficient: 4-6 × 10 ⁻⁵ K ⁻¹ ), polyamideimide (linear expansion coefficient: 4 × 10 ⁻⁵ K ⁻¹ ), which is a resin larger than the thermal expansion coefficient of aluminum or iron, and the like Can be easily produced as a tubular product, and the range of material selection for producing the tubular product can be increased. Accordingly, even when a mold made of aluminum (linear expansion coefficient: 2.5 × 10 ⁻⁵ K ⁻¹ ) or the like is used, low expansion polyimide (linear expansion coefficient: 10 ⁻⁶ K ⁻¹ to 2 × 10). ^It becomes unnecessary to limit to ^-5K <^-1> ), and the versatility of the material used can be improved.
[0028]
The sealing material is formed of a heat resistant resin, and it is preferable that the sealing material and the cured heat resistant resin are integrally removed from the mold.
[0029]
Furthermore, it is preferable that the sealing material and the cured heat-resistant resin are the same material. As a result, the liquid heat-resistant resin applied at the time of curing the heat-resistant resin and the heat-resistant resin of the sealing material are bonded and integrated, so that a stronger part can be formed on the air outlet and further demolding is facilitated. In addition, since the part in which the sealing material is arrange | positioned in a tubular thing becomes thick or deform | transforms, it is preferable to set it as the structure which may be excised and discarded.
[0030]
It is preferable that the sealing material is disposed at an end portion at least on one end side in the length direction of the tubular object, and it is preferable that the seal member does not extend in the length direction of the tubular object. The shape can be a sheet or the like, and a tubular molded body having an inner diameter substantially the same as the outer diameter of the mold is preferable. In addition, the air outlet can be sealed, and the size and shape such as thickness and length can be set according to the required performance and the like so as not to affect the molding of the tubular product. Moreover, it is preferable to arrange | position a sealing material with respect to all the air blowing outlets.
[0031]
Specifically, as the sealing member, a heat-resistant resin sheet in a band shape is wound so as to seal the air blowing port of the mold, and the end of the sheet is adhered, or by centrifugal molding or the like A heat-resistant resin tubular product having the same diameter as the prepared mold can be fitted into the air outlet.
[0032]
As the heat resistant resin, polyimide resin and polyamideimide resin are preferably used. Other examples include polyetherimide resins, epoxy resins, polybenzimidazole resins, polybenzoxazole resins, polyphenylene sulfide resins, polyether ketone resins, polyether sulfone resins, polysulfone resins, polyarylate resins, and fluorine resins. Among these, polyamideimide resin and polyimide resin are preferable in terms of high elastic modulus and processability.
Various additives such as inorganic fillers may be blended in the heat resistant resin, and the viscosity can be adjusted by adding a solvent, a viscosity modifier or the like. The liquid heat resistant resin is preferably applied in a state where the viscosity is 0.1 Pa · s to 20 Pa · s.
[0033]
Preferred materials for the mold include aluminum and iron.
[0034]
Curing of the heat-resistant resin requires heating at least to the extent that the tubular material has self-supporting property, and the heating temperature is preferably 130 ° C. or higher, and for final curing, heating to a very high temperature of about 200 ° C. to 350 ° C. There is a need to. The heating time is preferably 1 hour to 5 hours, more preferably 1.5 hours to 3 hours.
[0035]
The air pressure from the air outlet is preferably 0.02 MPa to 0.2 MPa. This is because if it is smaller than the above range, it is difficult to obtain a sufficient pressure for demolding, and if it is larger than the above range, the strength of the tubular product may be affected. The size and shape of the air outlet may be any shape as long as it can be removed by the air pressure and does not affect the production of the tubular object. For easy removal of the tubular object, a circular shape, an elliptical shape, a polygonal shape, etc. One or a plurality of them can be arranged, and it is preferable that they are arranged uniformly in the circumferential direction. Thus, by flowing air between the mold and the resin, the resin is peeled off from the mold by the air pressure, and can be demolded as a resin tubular product.
[0036]
Further, the demolding is preferably after the tubular product or the mold is cooled. Accordingly, the tubular object can be easily removed from the mold, and the tubular object can be removed in a good state without affecting the dimensional accuracy and performance of the tubular object.
[0037]
The heat-resistant resin can be applied to the mold by using a conventionally known coating method. It is only necessary to apply a uniform thickness to the outer peripheral surface of the mold. Application by a dispenser, application by a brush spatula, etc., application by dipping or spraying A die coat or the like is used. A dispenser is an apparatus which consists of an injection cylinder (syringe) and an injection needle (needle), and extrudes and applies the paste with which it filled in the syringe from the front-end | tip of a needle.
[0038]
The present invention also provides a tubular product characterized by being produced by the method for producing a tubular product of the present invention. The tubular article of the present invention has a uniform thickness and is free from scratches and tears and can have high dimensional accuracy.
[0039]
In the case of an intermediate transfer belt, the tubular material has a thickness of 50 μm to 200 μm, and preferably has a uniform thickness.
[0040]
The tubular product of the present invention has a seamless belt shape, and can be suitably used as an intermediate transfer belt, transfer belt, fixing belt or the like for an image forming mechanism of an electrophotographic apparatus. In addition, a multilayer structure such as two layers or three layers or more is provided by providing one or more layers made of resin, rubber, elastomer, etc., or a metal layer on the inner peripheral surface side and / or outer peripheral surface side of the tubular product. It can also be used. In addition, it can also coat | cover and use the outer peripheral surface of columnar base materials, such as a roller.
[0041]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a mold 10 used in the method for producing a tubular product of the present invention.
The mold 10 has a cylindrical shape, and has an air outlet 11 on the outer peripheral surface 10a. Eight air outlets 11 are provided evenly on the same line in the circumferential direction on the outer peripheral surface 10 a of the mold 10 on the one end 10 b side in the length direction of the mold 10. In addition, an air inlet 12 for sending air is provided at one end 10b of the mold 10 and is connected to each air outlet 11 by a connecting path 12a. By injecting air from the air inlet 12, Air is blown out from each air outlet 11 equally from the center of the mold 10 toward the outer peripheral surface 10a. The mold 10 is made of iron having a linear expansion coefficient of 1.4 × 10 ⁻⁵ K ⁻¹ .
[0042]
Hereinafter, the manufacturing method of the tubular product of the present invention will be described in detail.
First, a silicon oxide-based coating agent is applied uniformly over the entire outer peripheral surface 10a of the mold 10 and baked and cured, and a mold release process is performed (not shown).
[0043]
In addition, a precursor solution of a heat resistant resin to which carbon black or the like is added in order to impart conductivity is prepared in advance. As the heat resistant resin, a polyamideimide resin having a linear expansion coefficient (4.0 × 10 ⁻⁵ K ⁻¹ ) larger than the linear expansion coefficient of the mold 10 is used.
[0044]
Next, as shown in FIG. 2, the sealing material 13 is disposed on the air blowing port 11 opened in the outer peripheral surface 10 a of the mold 10, and the air blowing port 11 is sealed using the sealing material 13. . The sealing material 13 is made of a polyamide-imide resin cylindrical body, and the outer diameter of the cylindrical mold 10 and the inner diameter of the cylindrical sealing material 13 are the same diameter, and the inner circumference of the cylindrical body. The surface 13 a and the outer peripheral surface 10 a of the mold 10 are brought into close contact with each other, and the sealing material 13 that is a cylindrical body is covered on the outer peripheral surface 10 a of the mold 10. The sealing material 13 made of a cylindrical body is fixed in a state where it is covered on the one end 10 b side in the length direction of the mold 10. All the air outlets 11 are completely sealed by the sealing material 13.
[0045]
In this state, the precursor solution 14 made of a liquid heat-resistant resin prepared in advance as described above is applied onto the outer surface 13b of the sealing material 13 and the outer peripheral surface 10a of the mold 10. Specifically, considering the level difference of the sealing material 13, from the side where the sealing material 13 is arranged in the axial direction of the mold 10, the dispenser method is used to place the sealing material 13 on the outer surface 13b and the outer periphery of the mold 10. It is applied with a uniform thickness over the entire surface 10a. While rotating the mold 10 in the circumferential direction, the precursor solution 14 is continuously supplied onto the outer surface 13b of the sealing material 13 and the outer surface 10a of the mold 10, and the entire surface is uniform and uniform. Applying.
[0046]
The precursor solution 14 of the heat resistant resin is cured by heating at 150 ° C. for 1 hour and then at 300 ° C. for 3 hours. At this time, the heat resistant resin of the precursor solution 14 is completely imidized. The sealing material 13 is formed from a polyamide-imide resin, which is a heat resistant resin, and the heat resistant resin obtained by curing the sealing material 13 and the precursor solution 14 is the same material. The tubular product 20 is obtained by bonding and integration. By being integrated, the portion where the sealing material 13 is arranged is thick.
[0047]
After the precursor solution 14 is cured in this way to form the tubular product 20, the mold and the tubular product are not separated even after cooling to room temperature, and the inner surface of the sealing material 13 from all the air outlets 11. The tubular material is made of a heat-resistant resin which is separated from the mold by separating the tubular material 20 by blowing air to the mold 10 and the tubular material 20 and then cured together with the sealing material 13 by air pressure. 20 is integrally peeled from the outer peripheral surface 10a of the mold 10 and removed from the mold 10 as a tubular product 20 made of heat-resistant resin.
[0048]
In the tubular product 20 that is removed from the mold 10 and removed, the portion where the sealing material 13 is integrated is cut out, and the portion where the thickness is increased is removed to obtain a uniform thickness.
[0049]
Thus, since the sealing material 13 is arrange | positioned on the air blowing port 11, the precursor solution 14 does not penetrate into the air blowing port 11, and favorable air permeability can be ensured. Further, since the sealing material 13 is integrated with the curing of the precursor solution 14, the portion where the sealing material 13 is disposed is thick and thick at the end, so that the mold is made by air. 10 is very easy to remove. Therefore, even when a resin having a large thermal expansion coefficient is used, the tubular article 20 can be easily removed from the mold 10.
The tubular member 20 can be suitably used as a high-rigidity belt such as an intermediate transfer belt used in an image forming mechanism of an electrophotographic apparatus.
Specifically, as shown in FIG. 3, the tubular material of the present invention can be used as the rigid layer 23 of the intermediate transfer belt 21 having a multilayer structure. The intermediate transfer belt 21 includes a rigid layer 23, an elastic layer 25, and a surface coating layer 27 that are made of a tubular material of the present invention and are used as a base material. The outer peripheral surface 29 of the intermediate transfer belt 21 is a surface to which toner adheres. The inner peripheral surface 31 is a surface that directly contacts the drive shaft, the driven shaft, and the like during rotation. In addition, a multilayer structure such as two layers or three or more layers is provided by providing one or more layers of resin, rubber, elastomer, or the like, or a metal layer on the inner peripheral surface side and / or outer peripheral surface side of the tubular product. can do. Note that only the tubular member 20 can be used as an intermediate transfer belt.
[0051]
In the said embodiment, although the metal mold | die is cylindrical, what is necessary is just to make it column shape and have an air blowing outlet in the outer peripheral surface, and the material of a metal mold | die is good also as aluminum. In addition, polyimide resin or the like can be used as the heat resistant resin, and the sealing material may be formed using the same heat resistant resin, and the shape or the like may be any configuration that can seal the air outlet. Further, the tubular product obtained by curing the precursor solution may be swung in the circumferential direction or the like when being removed from the mold.
[0052]
Hereinafter, the Example of the manufacturing method of the tubular product of this invention and a comparative example are explained in full detail.
The polyamideimide precursor solution used was synthesized from trimellitic acid and diphenylmethane diisocyanate, and other ingredients such as carbon black and a dispersant were blended to adjust the viscosity to 5 Pa · s.
The sealing material was formed into a sheet having a thickness of 100 μm by cast molding using the same polyamideimide resin as that of the precursor solution.
[0053]
Example 1
The same mold as that used in the first embodiment was used as the mold.
An air injection port was provided on the side surface of a cylindrical mold (φ180 mm, made of iron: linear expansion coefficient 1.4 × 10 ⁻⁵ K ⁻¹ ), and eight air blowing ports (φ2 mm) were provided on the outer peripheral surface. As a sealing material, a sheet of polyamideimide (linear expansion coefficient 4.0 × 10 ⁻⁵ K ⁻¹ ) cut to a width of 10 mm is wound around the air outlet in the circumferential direction, and both ends of the sheet are adhesive. And fixed in a cylindrical shape.
The polyamideimide precursor solution was uniformly applied to the entire outer peripheral surface of the mold by a dispenser method. While rotating the coated mold, heat at 150 ° C. for 1 hour, then at 300 ° C. for 3 hours. After the resin solidifies, after cooling, air is introduced at a pressure of 0.05 MPa from the air inlet, and air is supplied from the air outlet. Was discharged to the tube side. By injecting air and shaking the tubular product in the circumferential direction, the tubular product was peeled off from the mold, and the polyamide-imide tubular product (inner diameter 180 mm, length 400 mm, thickness 100 μm) could be easily removed.
[0054]
(Example 2)
A silicone-based coating agent (trade name SP-3R, manufactured by Shah Co., Ltd.) was baked on the outer peripheral surface of the mold to perform mold release treatment. Other manufacturing methods were the same as those in Example 1.
The tube did not move at all without air, but when the air was discharged from the air outlet, the tube was peeled off the mold without difficulty, and the polyamide-imide tube could be removed very easily.
[0055]
(Comparative Example 1)
No sealant was placed. Other manufacturing methods were the same as those in Example 1.
Air was discharged from the air outlet, but no sealing material was placed, so the polyamideimide precursor solution entered the air outlet, and sufficient air pressure was not obtained, and the resin stuck to the mold and could not be removed. It was.
[0056]
(Comparative Example 2)
No sealant was placed. Other manufacturing methods were the same as those in Example 2.
Air was discharged from the air outlet, but no sealing material was placed, so the polyamideimide precursor solution entered the air outlet, and sufficient air pressure was not obtained, and the resin stuck to the mold and could not be removed. It was.
[0057]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, by arranging the sealing material, it is possible to prevent the liquid heat-resistant resin from flowing into the air outlet and to keep the air permeability in a good state. In addition, since the portion where the sealing material is disposed is thicker than the other portions, the tubular article can be removed from the mold by air pressure to facilitate removal.
[0058]
Therefore, after the resin is cured, the tubular article can be removed from the mold very smoothly by air injection, the working time is shortened, and the production efficiency can be improved. Further, even when a resin having a large thermal expansion coefficient is used, a tubular product can be easily obtained, and the range of material selection in the production of the tubular product can be widened and versatility can be improved.
[0059]
In addition, since the tubular product of the present invention has excellent heat resistance, good dimensional accuracy, and has a uniform thickness without scratches or tears, the intermediate transfer belt used in an image forming mechanism such as an electrophotographic apparatus is used. It can be suitably used as a base material for members such as transfer belts and fixing belts.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are schematic views of a mold used in a method for producing a tubular product according to the present invention.
FIGS. 2A to 2E are views for explaining a method for manufacturing a tubular article according to the present invention.
3A is a perspective view showing an intermediate transfer belt using a tubular article of the present invention, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 3A.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Mold 10a Outer peripheral surface 11 Air blowing port 12 Air injection port 13 Sealing material 14 Precursor solution 20 Tubular material 21 Intermediate transfer belt 23 Rigid layer

Claims

外周面にエアー吹き出し口を備えた円筒状または円柱状の金型の外周面上に液状の耐熱性樹脂を塗布し、該耐熱性樹脂を硬化させ管状物を得る管状物の製造方法において、
上記金型の外周面に開口されたエアー吹き出し口上に目止め材を配置し、該目止め材を用いて上記エアー吹き出し口を封止し、
上記金型の外周面上及び上記目止め材の外面上に、上記液状の耐熱性樹脂を塗布し、該耐熱性樹脂を硬化した後に、
上記エアー吹き出し口からエアーを吹き出して、上記目止め材と共に、上記硬化した耐熱性樹脂を上記金型から脱型することを特徴とする管状物の製造方法。In the method for producing a tubular product, a liquid heat resistant resin is applied on the outer peripheral surface of a cylindrical or columnar mold having an air outlet on the outer peripheral surface, and the heat resistant resin is cured to obtain a tubular product.
Placing a sealing material on the air outlet opening on the outer peripheral surface of the mold, and sealing the air outlet using the sealing material,
After applying the liquid heat resistant resin on the outer peripheral surface of the mold and the outer surface of the sealing material, and curing the heat resistant resin,
A method for producing a tubular article, characterized in that air is blown out from the air blowing port, and the cured heat-resistant resin is removed from the mold together with the sealing material.

上記金型の外周面に離型処理が施されている請求項１に記載の管状物の製造方法。The manufacturing method of the tubular thing of Claim 1 by which the mold release process is performed to the outer peripheral surface of the said metal mold | die.

上記耐熱性樹脂の線膨張係数は、上記金型の線膨張係数より大きい請求項１または請求項２に記載の管状物の製造方法。The method for producing a tubular article according to claim 1 or 2, wherein a linear expansion coefficient of the heat resistant resin is larger than a linear expansion coefficient of the mold.

上記目止め材は耐熱性樹脂から形成されてなり、該目止め材と上記硬化した耐熱性樹脂とは一体的に、上記金型から脱型する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の管状物の製造方法。4. The sealing material according to claim 1, wherein the sealing material is formed of a heat resistant resin, and the sealing material and the cured heat resistant resin are integrally removed from the mold. A method for producing a tubular article as described in 1. above.

請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の管状物の製造方法により製造されたことを特徴とする管状物。A tubular product manufactured by the method for manufacturing a tubular product according to any one of claims 1 to 4.

電子写真装置の画像形成機構に使用される中間転写ベルトあるいは転写ベルトとして用いられる請求項５のに記載の管状物。6. The tubular article according to claim 5, which is used as an intermediate transfer belt or a transfer belt used in an image forming mechanism of an electrophotographic apparatus.