JP2005254561A - 押出し成型機 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴムロールを押し出し成型により製造する場合に、安定的に一定の規程位置で軸体となる芯金を連続的に供給できるようにする。
【解決手段】円柱状の芯金８の回りにゴム材料６を被覆して、ゴムロールを成型するための押出し成型機であって、ゴム材料を押出す円形開口を有する押出し成型機本体１０と、押出し成型機本体の中心部に配置され、芯金を円形開口の中心を通ってゴム材料の押出し方向に移動可能にガイドするガイド機構１１とを具備し、ガイド機構は、芯金の周囲を取り巻いて少なくとも２つ配置された回転体７により、芯金をゴム材料の押出し方向に移動可能にガイドする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機やプリンター等に組み込まれる給紙ローラー、帯電ローラー、転写ローラー、現像ローラー、トナー供給ロール、クリーニングローラー等の製造に使用されるゴム押出し成型機に関するものである。

一般的なゴムロールの製造方法において、連続的に芯金（ゴムローラの回転中心軸となる金属製の軸）を投入しながら、その外周部にゴムロールのロール部分となるゴムコンパウンドを被覆していく成形では、図１に示すように、押出し機ヘッド２の中心部分に、ガイド１によって位置出しされた芯金５が芯金送りロール３により連続的且つ断続的に送り込まれ、その外周部に円柱状にゴム６が押出され、これにより芯金５の外周にゴムコンパウンドが一体的に被覆され、引取り切断機により後工程の加硫成形へと運ばれるという製造ラインが用いられる。
また、この芯金５の外周上にはゴムコンパウンドとの接着のために必要な部位に、樹脂を主成分とする接着剤があらかじめ塗布されており、その多くはゴムコンパウンド架橋の際の熱処理によって同時に接着効果を発揮するものである。

なお、出願人は、上記のような技術あるいはそれに関連する技術を文献として開示したものを知らない。

ところで、従来、この芯金５をヘッド２内で送り続けるガイドは、押出し機やヘッドと同様に金属材料で作られており、芯金径に対し０．１〜０．１５ｍｍのクリアランスを持った円筒形状に形成されていた。芯金径に対し、クリアランスを設けることは、接着剤を塗布した芯金を詰まることなく連続して送り続けるために必要な処理であるが、ロールの軸体となる芯金５の軸心を正確に規定することができないため、安定的に連続して芯金とゴムロール部分の軸心が高精度に一致したゴムロールを製造することが困難であるという問題点があった。

従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ゴムロールを押し出し成型により製造する場合に、安定的に一定の規程位置で軸体となる芯金を連続的に供給できるようにすることである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる押出し成型機は、円柱状の芯金の回りにゴム材料を被覆して、ゴムロールを成型するための押出し成型機であって、ゴム材料を押出す円形開口を有する押出し成型機本体と、該押出し成型機本体の中心部に配置され、前記芯金を前記円形開口の中心を通って前記ゴム材料の押出し方向に移動可能にガイドするガイド手段とを具備し、前記ガイド手段は、前記芯金の周囲を取り巻いて少なくとも２つ配置された回転体により、前記芯金を前記ゴム材料の押出し方向に移動可能にガイドすることを特徴とする。

また、この発明に係わる押出し成型機において、前記回転体は、前記芯金の周囲を取り巻いて３つ配置されていることを特徴とする。

また、この発明に係わる押出し成型機において、前記ガイド手段は、前記芯金の長手方向に沿って、複数配置されていることを特徴とする。

また、この発明に係わる押出し成型機において、前記回転体は、回転ローラーであることを特徴とする。

また、この発明に係わる押出し成型機において、前記回転体は、球体であることを特徴とする。

本発明によれば、安定的に一定の規定位置で軸体となる芯金を連続的に供給することが可能となり、高精度且つ安定してゴムロールを製造することができる。

以下、本発明の好適な一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本発明の一実施形態に係わるロール製造装置では、ゴムコンパウンド６により芯金８を連続的に被覆可能なクロスヘッドタイプの押出し機を使用し、ゴム部分を接着する部分に樹脂を主成分とした接着剤を塗布した芯金８を、断続的にクロスヘッドダイ１０の内部に配置された芯金送りガイド１１に供給する。

クロスヘッドダイ１０の内部に設置される芯金送りガイド１１は、Ｖ溝もしくはＨ溝７ａを有するアイドラーローラもしくはリニアブッシュのような、送られてくる芯金８を点で支持し且つ芯金８の流れに連れ回りする支点機構７を持つ。支点機構７は、芯金８の長手方向の複数位置に配置されている。更に、支点機構７は、芯金８の長手方向の各支持位置において、芯金８の周囲を取り巻いて少なくとも２つ、好ましくは３つ配置されている。この芯金８を取り巻く少なくとも２つの支点機構により芯金８が挟み込まれて芯出しされ、芯金８はその軸芯が芯金送りガイド１１の中心軸と正確に一致した状態で送られる。

支点機構７を持つ芯金送りガイド１１をクロスヘッドダイ１０の内部に配置することで、芯金送り装置から連続的且つ断続的に送られてくる芯金８を安定的にガイド中心で搬送し、ゴムコンパウンド６と密着する被覆エリアへ供給することができる。

被覆エリアでは、中心に供給された芯金８に対し、円形開口を有する口金ダイスにより径を規程されたゴムコンパウンド６が被覆され、高精度の肉厚で成形されたロールが安定して製造される。

以下に具体的な実施例を挙げて説明する。

（実施例１）
軸体となる金属芯金８として、鉄材を押し出し成形により直径約６ｍｍの棒状に押出し、長さ２５８ｍｍに切断後、厚さ約３μｍの化学メッキを施したものを用意した。

この芯金にスチレン樹脂を主成分とするホットメルトタイプの導電性接着剤を端部から１４ｍｍを除き一様に約１０μｍの厚さで塗布した。
この様に用意した芯金は、Ｕ字溝を掘った硬質ウレタンゴム製ローラーに挟まれ連続的且つ断続的に押出し機ヘッド内に配置された芯金送りガイド１１へ２．０ｍ／ｍｉｎの速さで供給される。

押出し機は、φ６０ｍｍのスクリューを持つ一軸ベント式押出し機で、クロスヘッドタイプの芯金ゴム被覆機能を備え、ゴム突出部のダイス径はφ９.５ｍｍで、ヘッド全体は約４０℃に温度調整がなされる。

芯金送りガイド１１は、図２に示すようにポリアセタール材からなるＶ溝のついた直径２０ｍｍのアイドラーローラー７が、芯金８の長手方向の１支持点につき３個ずつ１２０°の角度で芯金８の周囲に配置され、円筒ガイドの中心に芯金８を支持するようになされている。アイドラーローラー７はベアリング機構によりストレスなく芯金８の流れに追従するように回転し、芯金８を前方の被覆エリアへ送る。

芯金８の長手方向の支持点は、芯金送りガイド１１内で長手方向に等間隔で５点配置されており、芯金８を常に円筒ガイドの中心に保つ。

押出し機によりエチレンプロピレンゴムを主成分とするゴムコンパウンドを毎分約２００ｇの吐出量で押出し、合わせて芯金８を２.０ｍ／ｍｉｎで断続的に供給した。
芯金８とゴムコンパウンド６は、押出しヘッド内の被覆エリアで密着され、ダイスを通過することによって芯金外周上にロール状に被覆される。その後熱風炉にて加硫反応がなされる。

上記の方法により連続的に押出し成形を５０００本行なった際のロールの外径精度の結果を図４に示す。

（実施例２）
軸体となる金属芯金８として、鉄材を押し出し成形により直径約６ｍｍの棒状に押出し、長さ２５８ｍｍに切断後、厚さ約３μｍの化学メッキを施したものを用意した。

この芯金にスチレン樹脂を主成分とするホットメルトタイプの導電性接着剤を端部から１４ｍｍを除き一様に約１０μｍの厚さで塗布した。
この様に用意した芯金は、Ｕ字溝を掘った硬質ウレタンゴム製ローラーに挟まれ連続的且つ断続的に押出し機ヘッド内に配置された芯金送りガイド１１へ２．０ｍ／ｍｉｎの速さで供給される。

押出し機は、φ６０ｍｍのスクリューを持つ一軸ベント式押出し機で、クロスヘッドタイプの芯金ゴム被覆機能を備え、ゴム突出部のダイス径はφ９.５ｍｍで、ヘッド全体は約４０℃に温度調整がなされる。

芯金送りガイド１１は、図３に示すように、円筒形内面に球体９の一部を芯金８の周囲に３点突出させたリニアブッシュを用いた。このリニアブッシュによりφ６ｍｍの芯金８を芯金送りガイド１１の中心線上で正確に滑らせることができる。リニアブッシュの球体９は、ストレスなく芯金８の流れに追従するように回転し、芯金８を前方の被覆エリアへ送る。

押出し機によりエチレンプロピレンゴムを主成分とするゴムコンパウンドを毎分約２００ｇの吐出量で押出し、合わせて芯金８を２.０ｍ／ｍｉｎで断続的に供給した。
芯金８とゴムコンパウンド６は、押出しヘッド内の被覆エリアで密着され、ダイスを通過することによって芯金外周上にロール状に被覆される。その後熱風炉にて加硫反応がなされる。

上記の方法により連続的に押出し成形を５０００本行なった際のロールの外径精度の結果を図４に示す。

（比較例）
軸体となる金属芯金８として、鉄材を押し出し成形により直径約６ｍｍの棒状に押出し、長さ２５８ｍｍに切断後、厚さ約３μｍの化学メッキを施したものを用意した。

この芯金にスチレン樹脂を主成分とするホットメルトタイプの導電性接着剤を端部から１４ｍｍを除き一様に約１０μｍの厚さで塗布した。
この様に用意した芯金は、Ｕ字溝を掘った硬質ウレタンゴム製ローラーに挟まれ連続的且つ断続的に押出し機ヘッド内に配置された芯金ガイド１へ２．０ｍ／ｍｉｎの速さで供給される。

押出し機は、φ６０ｍｍのスクリューを持つ一軸ベント式押出し機で、クロスヘッドタイプの芯金ゴム被覆機能を備え、ゴム突出部のダイス径はφ９.５ｍｍで、ヘッド全体は約４０℃に温度調整がなされる。

芯金ガイド１として、内径φ６.１５ｍｍ公差±０.０５ｍｍの金属製円筒形状ガイドがクロスヘッド内部に配置される。連続して供給される芯金８は芯金ガイド１により内面壁に沿って被覆エリアへ送られる。

押出し機によりエチレンプロピレンゴムを主成分とするゴムコンパウンドを毎分約２００ｇの吐出量で押出し、合わせて芯金を２.０ｍ／ｍｉｎで断続的に供給した。
芯金８とゴムコンパウンド６は、押出しヘッド内の被覆エリアで密着され、ダイスを通過することによって芯金外周上にロール状に被覆される。その後熱風炉にて加硫反応がなされる。

上記の方法により連続的に押出し成形を５０００本行なった際のロールの外径精度の結果を図４に示す。

（試験方法）
評価の方法としては、押出されたロールを加硫後、両端部１４ｍｍのゴム部を取り除き、Ｖ溝受け部を有する冶具上に載せ、回転させながらキーエンス（株）製レーザー測長機LASER SCAN DIAMETER LS-3060Tにてロールのゴム部分の平均外径、芯金面に対するゴム部の振れを測定した。

上記方法にて実施例１、実施例２及び比較例の評価を各５０００本行なった。

（比較結果）
図４からわかるように、実施例１及び２の方法で製造したゴムロールの芯金面に対する振れの最大値は、比較例の方法で製造したゴムロールの振れの最大値に比較して半分程度に収まっている。

従来のクロスヘッド押出し機と芯金供給機構の概略構成を示す側断面図である。 アイドラーローラーを設置した芯金送りガイドを持つクロスヘッド押出し機の概略構成を示す側断面図である。 リニアブッシュを設置した芯金ガイド機構を持つクロスヘッド押出し機の概略構成を示す側断面図である。 実施例と比較例の測定結果を示す図である。

符号の説明

１ 芯金ガイド
２ クロスヘッド
３ 芯金送りロール
４ 押出し機
５ 芯金（接着剤付）
６ ゴムコンパウンド
７ アイドラーローラー
８ 芯金
９ 球体
１０ クロスヘッドダイ
１１ 芯金送りガイド

Claims (5)

1. 円柱状の芯金の回りにゴム材料を被覆して、ゴムロールを成型するための押出し成型機であって、
   ゴム材料を押出す円形開口を有する押出し成型機本体と、
   該押出し成型機本体の中心部に配置され、前記芯金を前記円形開口の中心を通って前記ゴム材料の押出し方向に移動可能にガイドするガイド手段とを具備し、
   前記ガイド手段は、前記芯金の周囲を取り巻いて少なくとも２つ配置された回転体により、前記芯金を前記ゴム材料の押出し方向に移動可能にガイドすることを特徴とする押出し成型機。
2. 前記回転体は、前記芯金の周囲を取り巻いて３つ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の押出し成型機。
3. 前記ガイド手段は、前記芯金の長手方向に沿って、複数配置されていることを特徴とする請求項１に記載の押出し成型機。
4. 前記回転体は、回転ローラーであることを特徴とする請求項１に記載の押出し成型機。
5. 前記回転体は、球体であることを特徴とする請求項１に記載の押出し成型機。

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