JP2004009157A

JP2004009157A - ゴム製品製造方法及び砥石

Info

Publication number: JP2004009157A
Application number: JP2002162242A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Yabushita; 籔下　俊一; Masahiro Sakaguchi; 坂口　政博; Hiroshi Nakahigashi; 仲東　浩
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-06-04
Filing date: 2002-06-04
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】簡便にバフ粉が除去されうるゴム製品製造用の砥石７の提供。
【解決手段】砥石７は、段差部分１１と本体１３とを備えている。砥石７には、芯棒９が挿入されている。段差部分１１は、溝１９を備えている。溝１９は、周方向に延在している。溝１９の幅は、かつ３００μｍ以上である。溝１９の深さは、３００μｍ以上である。砥石７における溝１９の本数は、１本又は２本が好ましい。溝１９は、研磨面１５の近傍に位置するのが好ましい。この砥石７で架橋ゴム成形体５の表面が研磨される。研磨時に生じるバフ粉が溝１９を通じて除去されるので、バフ粉の成形体５への付着が抑制される。この砥石７は、事務機器に装着されるゴム製品、特にゴムローラ及びゴムベルトの製造に適している。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム製品（例えば事務機器に用いられるローラ及びベルト）の製造工程における研磨方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、ＡＴＭ等の事務機器には、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、定着ローラ、紙送りローラ等のローラが用いられている。この事務機器の画像形成機構で画像が形成される場合、まず帯電ローラが静電潜像保持体（典型的には感光ドラム）を均一に帯電させる。次に、画像露光によって静電潜像保持体上に静電潜像が形成される。次に、現像ローラによって静電潜像保持体上にトナーが供給され、トナー像が形成される。一方、紙等の被印刷体が紙送りローラによって画像形成機構まで搬送され、この被印刷体上に転写ローラによってトナー像が転写される。トナー像は、定着ローラによって被印刷体に定着される。被印刷体は、他の紙送りローラによって事務機器から排出される。こうして、被印刷体上に画像が形成される。転写ローラに代えて転写ベルトが用いられる事務機器もある。
【０００３】
通常これらローラ及びベルトは、架橋ゴムから構成されている。用いられるゴムとしては、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、アクリルニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリノルボルネン、天然ゴム等が一般的である。ゴム製品は柔軟性に富むので、適度な摩擦係数が得られ、紙との適度な接触面積が得られ、適度なニップ幅も得られる。
【０００４】
これらゴム製品では、その表面に研磨加工が施されることが多い。ローラの研磨では、架橋ゴムからなる円筒状の成形体が周方向に回転させられつつ、その外周面が砥石と擦動させられる。砥石の形状は、円柱状である。砥石の幅は成形体の幅よりも小さいので、砥石が軸方向に相対的に移動しつつ研磨が行われる。研磨によってローラの外周面の表面粗さが適正化され、摩擦係数の調整がなされる。研磨によってまた、ローラの寸法精度が向上する。このような研磨方法は、例えば特開２００１−３２２０５５公報に開示されている。
【０００５】
研磨により、バフ粉が多量に生じる。集塵装置による吸引によってバフ粉はほぼ除去されるが、一部のバフ粉が成形体の表面に付着して残留することがある。成形体の材質によっては、多量のバフ粉が残留する。残留バフ粉は、ローラの寸法精度と品質の低下を招来する。特開２００１−２１２７５８公報には、研磨中の成形体にイオン化した空気が吹きつけられることでバフ粉が除去される技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
イオン化した空気が得られるには、除電装置等の大がかりな設備が必要である。このことは、ローラの製造コストを押し上げる。大がかりな設備は、省スペースの観点からも好ましいことではない。同様の問題は、ローラのみならず、ベルトや、他のゴム製品の研磨工程においても起こりうる。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、簡便にバフ粉が除去されうるゴム製品製造方法の提供をその目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るゴム製品製造方法は、
（１）ゴム組成物から成形体を得る成形工程
及び
（２）周方向に延在しかつ３００μｍ以上の幅と３００μｍ以上の深さとを有する溝を備えた略円柱状の砥石を回転させつつ、この砥石の研磨面に上記成形体を当接させてこの成形体の表面を研磨し、研磨によって生じたバフ粉を溝を通じて成形体の表面から除去する研磨工程
を備える。
【０００９】
この製造方法では、バフ粉のゴム製品への付着が抑制される。この製造方法で得られたゴム製品は、寸法精度に優れる。
【００１０】
好ましくは、砥石の溝の本数は、１本又は２本である。この溝は、研磨面の近傍に位置する。この砥石は研磨効率に優れる。
【００１１】
この製造方法は、高度な寸法精度が要求される事務機器用品、特にはゴムローラ及びゴムベルトに適している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る製造方法で得られたゴムローラ１がシャフト３とともに示された斜視図である。このゴムローラ１は、事務機器に用いられるものである。このゴムローラ１は、ゴム組成物が架橋されることによって形成されている。ゴムローラ１は、気泡を含んでいる。ゴムローラ１がシャフト３に圧入されることにより、又は両者が接着剤で接合されることにより、ゴムローラ１がシャフト３に固定されている。ゴムローラ１の肉厚は、通常は１ｍｍから１０ｍｍである。ゴムローラ１の全長は、通常は２００ｍｍから８００ｍｍである。ゴムローラ１の外周面は、その全体が研磨されている。
【００１４】
図２は、図１のゴムローラ１の製造方法が示されたフロー図である。この製造方法では、まず基材ゴム、架橋剤、充填剤、発泡剤等が混練される（ＳＴＰ１）。混練により、ゴム組成物が得られる。次に、このゴム組成物が押出機に投入され、円筒状に押し出される（ＳＴＰ２）。次に、円筒状のゴム組成物が加硫される（ＳＴＰ３）。加硫には、例えば加硫缶が用いられる。加硫缶による加硫に引き続き、オーブンによる二次加硫が行われてもよい。加硫時に発泡剤が発泡し、気泡が形成される。こうして、円筒状の成形体が得られる。次に、この成形体にシャフト３が挿入される（ＳＴＰ４）。次に、後述される方法にて、成形体の表面が研磨される（ＳＴＰ５）。こうして、ゴムローラ１が完成する。研磨後、ゴムローラ１は寸法検査に供される（ＳＴＰ６）。
【００１５】
図３は、図２の製造方法の研磨工程（ＳＴＰ５）の様子が示された斜視図である。この図には、成形体５、シャフト３、砥石７及び芯棒９が示されている。砥石７は、一端に段差部分１１を備えている点を除けば、円柱状である。砥石７のうち段差部分１１以外の部分は、本体１３である。本体１３の外周面は研磨面１５であり、この研磨面１５には砥粒が固着されている。この図において両矢印Ｌで示されているのは、砥石７の全長である。この全長Ｌは、段差部分１１の軸方向長さと本体１３の軸方向長さとの合計である。
【００１６】
成形体５の外周面１７には、砥石７の研磨面１５が当接している。研磨時には、芯棒９が回転することにより砥石７が回転し、シャフト３が回転することにより成形体５が回転する。成形体５と砥石７との擦動により、成形体５の外周面１７が研磨される。砥石７の全長Ｌは成形体５の全長よりも小さいが、砥石７は軸方向（図中左右方向）に移動しつつ回転するので、成形体５の外周面１７の全体が研磨される。研磨によって生じたバフ粉は、図示されない集塵装置によって吸引される。研磨により、ゴムローラ１の表面粗度が調整される。研磨により、ゴムローラ１の外径が調整される。
【００１７】
図４は、図３の砥石７の一部が示された拡大断面図である。この図における左右方向は、砥石７の軸方向である。この砥石７は、周方向に延びる溝１９を備えている。この砥石７はまた、第一外周面２１、第二外周面２３及び第三外周面２５を備えている。第二外周面２３は第一外周面２１よりも半径方向に突出しており、第一外周面２１と第二外周面２３との間には段差が形成されている。第三外周面２５は第二外周面２３よりも半径方向に突出しており、第二外周面２３と第三外周面２５との間には段差が形成されている。溝１９は、その両側の外周面（すなわち第三外周面２５及び研磨面１５）のいずれからも凹陥している。図４において両矢印Ｗで示されているのは、溝１９の幅である。図４において両矢印Ｄで示されているのは、溝１９の深さである。深さＤは、研磨面１５と溝１９の最深部との、半径方向距離である。
【００１８】
研磨時には、溝１９を通じて成形体５の表面のバフ粉が除去される。これによりゴムローラ１に残留するバフ粉の量が低減される。この砥石７が用いられることにより、容易にかつ低コストで、ゴムローラ１の品質が高められうる。
【００１９】
溝１９の幅Ｗ及び深さＤは、バフ粉の粒径との関連により決定される。一般的なバフ粉の平均粒径は５０μｍから１２０μｍ程度である。粒径が３００μｍ以上のバフ粉は存在しないか、存在する場合も少量である。よりよくバフ粉が除去されるためには、溝１９の幅Ｗは３００μｍ以上が好ましく、３５０μｍ以上が特に好ましい。同様の観点から、溝１９の深さＤは３００μｍ以上が好ましく、３５０μｍ以上が特に好ましい。あまりに溝１９の幅Ｗが大きいと砥石７の軸方向長さが大きく設定される必要が生じるので、幅Ｗは５０００μｍ以下が好ましく、３００μｍ以下が特に好ましい。あまりに溝１９の深さＤが大きいと砥石７の加工が困難となるので、深さＤは２０００μｍ以下が好ましく、１０００μｍ以下が特に好ましい。
【００２０】
溝１９は、研磨面１５の近傍に位置している。好ましくは、溝１９と研磨面１５との間隔は１０ｍｍ以下、特には５ｍｍ以下である。これにより、バフ粉がよりよく除去される。溝１９と研磨面１５とが隣接すること（換言すれば間隔が０ｍｍとなること）が好ましい。
【００２１】
研磨面１５は、好ましくは溝１９の片側のみに存在し、他方側に存在しない。
これにより、成形体５の傷つきが防止される。溝１９の数は特には制限されないが、傷つき防止の観点から２本以下が好ましく、砥石７の製作容易の観点から１本が特に好ましい。
【００２２】
図５は、本発明の他の実施形態に係る砥石２７の一部が示された断面図である。この砥石２７も、円柱状の本体２９と段差部分３１とを備えている。本体２９の外周面は、研磨面３３である。段差部分３１は、第一外周面３５、溝３７、第二外周面３９及び第三外周面４１を備えている。溝３７は、その両側の外周面（すなわち第一外周面３５及び第二外周面３９）のいずれからも凹陥している。第三外周面４１は第２周面３９よりも半径方向に突出しており、第二外周面３９と第三外周面４１との間には段差が形成されている。研磨面３３は第三外周面４１よりも半径方向に突出しており、第三外周面４１と研磨面３３との間には段差が形成されている。この砥石２７における溝３７の数は、１本である。この溝３７は、砥石２７の軸方向外寄りに位置している。溝３７は、周方向に延在している。図５中両矢印Ｘで示されているのは、溝３７と研磨面３３との間隔である。
【００２３】
この砥石２７においても、溝３７を通じてバフ粉が除去される。溝３７の幅Ｗは、３００μｍ以上が好ましく、３５０μｍ以上が特に好ましい。また、溝３７の幅Ｗは、５０００μｍ以下が好ましく、２０００μｍ以下が特に好ましい。溝３７の深さＤは３００μｍ以上が好ましく、３５０μｍ以上が特に好ましい。溝３７の深さＤは２０００μｍ以下が好ましく、１０００μｍ以下が特に好ましい。間隔Ｘは１０ｍｍ以下、特には５ｍｍ以下が好ましい。
【００２４】
以上、ゴムローラが例とされて本発明が説明されたが、本発明に係る砥石は、種々のゴム製品の製造に適している。本発明に係る砥石は、高度な寸法精度が要求される事務機器用品（典型的にはゴムローラ及びゴムベルト）の製造に特に適している。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００２６】
［ゴムローラによる実験］
［実施例１］
ＮＢＲ（日本ゼオン社の商品名「Ｎｉｐｏｌ　ＤＮ２１９」）８０質量部、ＥＰＤＭ（住友化学社の商品名「エスプレン５０５Ａ」）２０質量部、カーボンブラック（東海カーボン社の商品名「シースト３」）２５質量部、酸化亜鉛（三井金属化学社の商品名「酸化亜鉛２種」）５質量部、ステアリン酸（日本油脂社）１．０質量部、硫黄（鶴見化学社）１．５質量部、加硫促進剤としてのテトラメチルチウラムモノルフィド（大内新興化学工業社の商品名「ノクセラーＴＳ」）１．２質量部、他の加硫促進剤としての２−メルカプトベンゾチアゾール（大内新興化学工業社の商品名「ノクセラーＭ」）１．０質量部、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（大内新興化学工業社の商品名「ノクセラーＣＺ」）０．６質量部、発泡剤としてのアゾジカルボンアミド（永和化成工業社の商品名「ビニホールＡＣ＃Ｒ」）７．０質量部、及び他の発泡剤としてのベンゼンスルホニルヒドラジド（永和化成工業社の商品名「ネオセルボンＮ＃１０００Ｓ」）３．０質量部を密閉式混練機に投入し、混練してゴム組成物を得た。
【００２７】
このゴム組成物を押出機で押し出して、チューブを得た。このチューブを加硫缶に投入し、１４０℃の温度下に２時間保持した。さらにこのチューブを１５０℃の熱風オーブンに投入し、４時間保持した。これらの加熱によりゴムが架橋反応を起こし、発泡剤によって気泡が形成された。こうして、円筒状の成形体を得た。成形体の外径は１７．８ｍｍであり、内径は７．２ｍｍであった。この成形体に、外径が８ｍｍであるシャフトを挿入した。この成形体の外周面を、図４に示された砥石を用いて図３に示された方法により研磨して、外径が１４ｍｍであるゴムローラを得た。研磨には、研磨機（シギア精機製作所社商品名「ＧＲＮ−２０」）を用いた。この砥石の溝１９の幅Ｗは３００μｍであり、溝１９の深さＤは３００μｍである。この砥石の第一外周面２１、第二外周面２３及び第三外周面２５の幅は、いずれも３００μｍである。この砥石において、第一外周面２１と第二外周面２３との段差は２００μｍであり、第二外周面２３と第三外周面２５との段差は２００μｍであり、第三外周面２５と溝１９との段差は１００μｍである。
【００２８】
［実施例２］
図５に示された砥石を用いた他は実施例１と同様にして、ゴムローラを得た。この砥石の溝３７の幅Ｗは３００μｍであり、溝の深さＤは７００μｍである。この砥石の第一外周面３５、第二外周面３９及び第三外周面４１の幅は、いずれも３００μｍである。この砥石において、第一外周面３５と溝３７との段差は１００μｍであり、溝３７と第二外周面３９との段差は３００μｍであり、第二外周面３９と第三外周面４１との段差は２００μｍであり、第三外周面４１と研磨面３３との段差は２００μｍである。
【００２９】
［比較例１］
図６に示された砥石５１を用いた他は実施例１と同様にして、ゴムローラを得た。この砥石５１も、円柱状の本体５３と段差部分５５とを備えている。本体５３の外周面は、研磨面５７である。段差部分５５は、第一外周面５９、第二外周面６１及び第三外周面６３を備えている。この砥石５１は、溝を備えていない。第一外周面５９、第二外周面６１及び第三外周面６３の幅は、いずれも３００μｍである。第一外周面５９と溝６１との段差は２００μｍであり、第二外周面６１と第三外周面６３との段差は２００μｍであり、第三外周面６３と研磨面５７との段差は２００μｍである。
【００３０】
［比較例２］
図７に示された砥石６５を用いた他は実施例１と同様にして、ゴムローラを得た。この砥石６５も、円柱状の本体６７と段差部分６９とを備えている。本体６７の外周面は、研磨面７１である。段差部分６９は、第一外周面７３、第二外周面７５、第三外周面７７及び溝７９を備えている。溝７９の幅Ｗは、２００μｍであり、深さＤは３００μｍである。第一外周面７３及び第二外周面７５の幅は、３００μｍである。第三外周面７７の幅は、４００μｍである。第一外周面７３と第二外周面７５との段差は２００μｍであり、第二外周面７５と第三外周面７７との段差は２００μｍであり、第三外周面７７と溝７９との段差は１００μｍである。
【００３１】
［比較例３］
図８に示された砥石８１を用いた他は実施例１と同様にして、ゴムローラを得た。この砥石８１も、円柱状の本体８３と段差部分８５とを備えている。本体８１の外周面は、研磨面８７である。段差部分８５は、第一外周面８９、第二外周面９１、第三外周面９３及び溝９５を備えている。溝９５の幅Ｗは、３００μｍであり、深さＤは２００μｍである。第一外周面８９、第二外周面９１及び第三外周面９３の幅は、３００μｍである。第一外周面８９と第二外周面９１との段差は２００μｍであり、第二外周面９１と第三外周面９３との段差は２００μｍであり、第三外周面９３と溝９５との段差は１００μｍである。
【００３２】
［フレ値の測定］
ゴムローラを回転させつつ、軸方向に所定間隔を隔てた５箇所それぞれにおいて、基準位置とローラの表面位置との差（フレ値）を全周にわたって測定した。フレ値が０．１３ｍｍを超える測定箇所が１箇所以上存在するゴムローラを、「ＮＧ」とした。１００個のゴムローラを評価し、「ＮＧ」であるものの個数を求めた。この結果が、下記の表１に示されている。
【００３３】
【表１】

【００３４】
表１に示されるように、各比較例の製造方法では「ＮＧ」の数が多いのに対し、各実施例の製造方法では「ＮＧ」がゼロである。これは、３００μｍ以上の幅と３００μｍ以上の深さとを有する溝がバフ粉の除去に寄与したことによる。
【００３５】
［ゴムベルトによる実験］
［実施例３］
クロロプレンゴム（デュポンダウエラストマージャパン社の商品名「ネオプレンＷＲＴ）１００質量部、カーボンブラック（前述の商品名「シースト３」）３０質量部、酸化亜鉛（前述の商品名「酸化亜鉛２種」）５質量部、ステアリン酸（日本油脂社）１．０質量部、ハイドロタルサイト（協和化学工業社の商品名「ＤＨＴ−４Ａ」）８．０質量部、硫黄（鶴見化学社）１．５質量部、加硫促進剤としてのテトラメチルチウラムモノルフィド（前述の商品名「ノクセラーＴＳ」）１．０質量部、及び他の加硫促進剤としてのジ−ｏ−トリルグアニジン（大内新興化学工業社の商品名「ノクセラーＤＴ」）１．０部を密閉式混練機に投入し、混練してゴム組成物を得た。
【００３６】
このゴム組成物を押出機で押し出してベルト状とし、さらにこれを加硫缶に投入して１６０℃の温度下に４５分保持した。この加熱によりゴムに架橋反応を起こさせ、ベルト状の成形体を得た。成形体の直径は１０２ｍｍであり、厚みは１．５ｍｍであった。この成形体に直径が１１２ｍｍの仮芯を挿入した。この成形体の外周面を、図４に示された砥石を用いて図３に示された方法に準じて研磨して、厚みが１．０ｍｍであるゴムベルトを得た。研磨には、前述の研磨機（商品名「ＧＲＮ−２０」）を用いた。
【００３７】
［実施例４及び比較例４から６］
下記の表２に示される砥石を用いた他は実施例４と同様にして、ゴムベルトを得た。
【００３８】
［フレ値の測定］
ゴムローラの場合と同様にして、ゴムベルトのフレ値を測定した。フレ値が０．１３ｍｍを超える測定箇所が１箇所以上存在するゴムベルトを、「ＮＧ」とした。１００個のゴムベルトを評価し、「ＮＧ」であるものの個数を求めた。この結果が、下記の表２に示されている。
【００３９】
【表２】

【００４０】
表２に示されるように、各比較例の製造方法では「ＮＧ」の数が多いのに対し、各実施例の製造方法では「ＮＧ」がゼロである。これは、３００μｍ以上の幅と３００μｍ以上の深さとを有する溝がバフ粉の除去に寄与したことによる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明の製造方法により、容易にかつ低コストでバフ粉が除去される。この製造方法は、ゴム製品の品質向上と生産性向上とに寄与しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る製造方法で得られたゴムローラがシャフトとともに示された斜視図である。
【図２】図２は、図１のゴムローラの製造方法が示されたフロー図である。
【図３】図３は、図２の製造方法の研磨工程の様子が示された斜視図である。
【図４】図４は、図３の砥石の一部が示された拡大断面図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態に係る砥石の一部が示された断面図である。
【図６】図６は、本発明の比較例１及び４の製造方法に用いられた砥石の一部が示された断面図である。
【図７】図７は、本発明の比較例２及び５の製造方法に用いられた砥石の一部が示された断面図である。
【図８】図８は、本発明の比較例３及び６の製造方法に用いられた砥石の一部が示された断面図である。
【符号の説明】
１・・・ゴムローラ
３・・・シャフト
５・・・成形体
７、２７・・・砥石
１１、３１・・・段差部分
１３、２９・・・本体
１５、３３・・・研磨面
１７・・・外周面
１９、３７・・・溝
２１、３５・・・第一外周面
２３、３９・・・第二外周面
２５、４１・・・第三外周面

Claims

ゴム組成物から成形体を得る成形工程と、
周方向に延在しかつ３００μｍ以上の幅と３００μｍ以上の深さとを有する溝を備えた略円柱状の砥石を回転させつつ、この砥石の研磨面に上記成形体を当接させてこの成形体の表面を研磨し、研磨によって生じたバフ粉を溝を通じて成形体の表面から除去する研磨工程と
を含むゴム製品製造方法。
上記研磨工程に用いられる砥石における溝の本数が１本又は２本であり、この溝が研磨面の近傍に位置している請求項１に記載のゴム製品製造方法。
上記成形工程及び研磨工程を経て得られるゴム製品が事務機器用品である請求項１又は請求項２に記載のゴム製品製造方法。
上記成形工程及び研磨工程を経て得られるゴム製品が事務機器用のローラ又はベルトである請求項３に記載のゴム製品製造方法。
略円柱状であり、周方向に延在しかつ３００μｍ以上の幅と３００μｍ以上の深さとを有する溝を備えた、ゴム成形体研磨のための砥石。