JP2006224378A - ゴムロール製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】不要ゴム除去後に芯金摺動面の磨き清掃や固着防止用の離型剤等を塗る対応などを必要とせず、一：不要部分のゴム材料のロス、二：必要寸法に切断する際に入れる刃による芯金傷、三：ゴム材料と芯金の化学的固着による芯金摺動面及び端面の汚染、といった生産技術的課題に対して解決策を見出すものであり、比較的簡易な装置機構により該課題が解消されたゴムロールの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、クロスヘッドダイ方式でゴム押出し機により芯金の外周上にゴム材料を被覆するゴムロール製造方法において、該押出し機のヘッド内を通過する該芯金両端部の少なくとも摺動部分にゴム付着防止用のマスキングを施して押出し成形を行うことを特徴とするゴムロール製造方法である。
【選択図】なし

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ル、帯電ロール、転写ロール、現像ロール、トナー供給ロール、クリーニングロール等に用いられるゴムロールの製造方法に関する。

一般的なクロスヘッド押出し機を使ったゴムロールの製造方法において、クロスヘッドダイに芯金を通過させながらゴム材料を被覆していく成形方法では、例えば以下に示すような製造方法で製造される。図１の一軸ゴム用押出し機１において、押出し機ヘッド２内で円柱状にゴムが押出される略中心部分に、芯金ガイド５によって位置を決定されたあらかじめ芯金とゴムを接着させるための接着剤が塗られた芯金ａが芯金送りロール４により送り込まれてくることにより、芯金−ゴム密着エリアにおいて該芯金外周に供給されるゴム材料ｂが一体的に被覆される。被覆エリアをとおり押出し機ヘッド先端の口金ダイス６より押出された芯金−ゴムの円柱状一体物ｃは押出し機に併設される引取り切断機によりロール１本づつの長さに引き離される。

さらにこのようなロール製造においては以降の工程として、１本毎のロール長にされた円柱状のワークは加硫反応のための熱処理がなされる。加硫反応がなされた後、必要なゴム長さにゴム部分が切断刃８によって切断され端部の不要なゴム材が取り除かれ、芯金摺動部分を有するゴムロールｄとなる。その後、必要外径寸法及び形状に加工するために研削工程等に運ばれる。図中、３はシリンダー圧力センサー、７はダイス軸調整ピンである。

しかしながら、この製造方法の工程においては、摺動部として使用する芯金端部のゴムを加硫後に取り除くという工程が含まれており、この製法によって以下の生産技術的課題が問題となっている。一：不要部分のゴム材料のロス、二：必要寸法に切断する際に入れる刃による芯金傷、三：ゴム材料と芯金の化学的固着による芯金摺動面及び端面の汚染。

このため、上記製法においては不要ゴム除去後の固着に対して、芯金摺動面の磨き清掃や固着防止用の離型剤等を塗る対応などが試みられているが、設備的負担が大きく、また十分な解決方法にもなっていない。芯金傷の防止においても、芯金に切断刃が触れずにゴムのみを切断するためには、極めて高精度な機械精度と刃物の精度が要求され、装置コストが高くなる上、日常的な管理精度を向上する必要があり、製造コストが高くなるといった欠点がある。

従って本発明は、不要ゴム除去後の芯金摺動面の磨き清掃や固着防止用の離型剤等を塗る対応などを必要とせず、一：不要部分のゴム材料のロス、二：必要寸法に切断する際に入れる刃による芯金傷、三：ゴム材料と芯金の化学的固着による芯金摺動面及び端面の汚染、といった生産技術的課題に対して解決策を見出すものであり、比較的簡易な装置機構により該課題が解消されたゴムロールの製造方法を提供することにある。

本発明の目的は、以下により達成される。

本発明は、クロスヘッドダイ方式でゴム押出し機により芯金の外周上にゴム材料を被覆するゴムロール製造方法において、該押出し機のヘッド内を通過する該芯金両端部の少なくとも摺動部分にゴム付着防止用のマスキングを施して押出し成形を行うことを特徴とするゴムロール製造方法である。

また、本発明は、該マスキングが該芯金両端部を覆うように配置される円筒形状を有するものであることを特徴とする上記ゴムロール製造方法である。

上記のように、押出し機のヘッド内を通過する該芯金両端部の少なくとも摺動部分にゴム付着防止用のマスキングを施して押出し成形を行うことによって、不要ゴム除去後に芯金摺動面の磨き清掃や固着防止用の離型剤等を塗る対応などを必要とせず、一：不要部分のゴム材料のロス、二：必要寸法に切断する際に入れる刃による芯金傷、三：ゴム材料と芯金の化学的固着による芯金摺動面及び端面の汚染、といった生産技術的課題を解決したゴムロールを作成することができる。

以下、本発明につき、図２を参照にして詳しく説明する。

本発明でのゴムロール製造方法では、ゴムコンパウンドと芯金と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、ゴム部分と接着をするために部分的に樹脂を主成分とした接着剤を塗布した芯金ａに対して、接着剤を塗布していない両端部摺動部分に、押出しダイス６の内径に対して80〜100％の外径を持つ円筒形状マスキングｅが施されており、該芯金は断続的に芯金を供給する芯金送りロールコンベア４を用い芯金ガイド５に供給される。

使用するゴムコンパウンドは、一軸押出し機及びクロスヘッドダイを用いて押出し成形可能なゴムであれば特に制約されるものではない。例えば、ゴム成分としては、ＮＢＲ、ＥＣＯ、ＣＯ、ＥＰＤＭ、ＥＰＭ、ＩＲ、ＳＢＲ、ＣＲ、ＩＩＲ等が挙げられ、これらゴムを単独若しくは２種以上ブレンドして用いられる。また、一般のゴムに使用されるその他の成分、例えば、カーボンブラック等の補強剤、炭酸カルシウム等の充填剤、老化防止剤、加工助剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、加硫促進剤、加硫剤等を必要に応じて含有させることができる。

上記クロスヘッド押出し機はスクリュー径30から90mmの一軸ゴム用押出し機１の先端にゴム押出し方向に芯金を通過させ芯金にゴムを被覆するヘッド２を持つ。マスキングの施された芯金は製品の長さに応じ200〜350mmの長さのものを使用する。

該芯金ａはクロスヘッドダイ２内部の芯金−ゴム密着エリアで、マスキングのされていない接着剤塗布部分にゴムコンパウンドｂが密着し、部分的に被覆されロール形状にて円筒形の口金ダイス６から連続的に押出される。図中、３はシリンダー圧力センサー、７はダイス軸調整ピンである。

押出された芯金−ゴム及びマスキングの円柱状一体物ｃは押出し機に併設される引取り切断機によりロール１本づつの長さに引き離され、更に両端部に配されたマスキングが外され加硫成形のための熱風炉へと運ばれる。

加硫処理をされたロールｄは、場合によっては更にゴム端部部分を切り落とし、外径寸法及び必要外径寸法及び形状に加工するために研削工程等に運ばれる。また、取り外されたマスキングは洗浄され再度使用することもできる。

以下、具体的に本発明の実施例を説明する。

［実施例１］
軸体となる金属芯金は鉄材を押出し成形により直径約6mmの棒材に押出し、長さ258mmに切断後、これに化学ニッケルメッキを厚さ約3μm施したものを用意した。

該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12mmを除き一様に厚さ約10μm塗布した。

マスキングにはポリアセタール樹脂を、外径φ9.5mm、長さ16mmの円柱状に加工し、更にφ6mmの芯金を一定の強さで締め付ける凹凸を持った内径の穴が深さ12mmに形成されたものを使用した。

該マスキングを該芯金両端部に被せ、凹溝を持ったベルト式芯金供給機にてクロスヘッドダイ内の内径9.7mmの芯金ガイドに断続的に2.5mm/minで供給した。

押出し機はφ60mmスクリューを持つ一軸ベント式押出し機にクロスヘッドタイプの芯金、ゴム被覆機能を備え、ゴム突出部の口金ダイス径はφ9.7mmとし、ヘッド全体は約40℃に温度調整がなされる。

一軸ベント押出し機に投入されるゴムコンパウンドは、ＮＢＲを主ポリマーとしカーボンブラック、可塑剤、充填材、加硫促進剤、加硫剤を混練したものを連続的に供給した。

該装置を用い芯金とゴムコンパウンドとが連続的に一体化したゴムロールとして口金ダイスから排出される。その際、ゴムコンパウンドは芯金のマスキングのされていない部分にのみ密着し、芯金両端部のロール摺動部面はマスキングにより保護される。

この様にして排出されたゴムロールは、併設されるロール引取り機によって一本づつに分離され、次工程搬送途中にあるマスキング取り外し工程でマスキングが外される。その後、200℃の連続熱風炉にコンベアで搬送され40分の加硫が行われる。

取り外されたマスキングは洗浄機によって付着したゴム等が取り除かれ再度パーツフィーダーに戻され使用される。

［実施例２］
軸体となる金属芯金は鉄材を押出し成形により直径約6mmの棒材に押出し、長さ258mmに切断後、これに化学ニッケルメッキを厚さ約3μm施したものを用意した。

該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12mmを除き一様に厚さ約10μm塗布した。

マスキングにはフッ素樹脂を、外径φ8.0mm、長さ13mmの円柱状に加工し、更にφ6mmの芯金を一定の強さで締め付ける凹凸を持った内径の穴が深さ9.0mmに形成されたものを使用した。

該マスキングを該芯金両端部に被せ、凹溝を持ったベルト式芯金供給機にてクロスヘッドダイ内の内径8.2mmの芯金ガイドに断続的に2.5mm/minで供給した。

押出し機はφ60mmスクリューを持つ一軸ベント式押出し機にクロスヘッドタイプの芯金、ゴム被覆機能を備え、ゴム突出部の口金ダイス径はφ9.4mmとし、ヘッド全体は約30℃に温度調整がなされる。

一軸ベント押出し機に投入されるゴムコンパウンドは、エチレン-プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）を主ポリマーとしカーボンブラック、可塑剤、充填材、加硫促進剤、加硫剤及び発泡剤を混練したものを連続的に供給した。

該装置を用い芯金とゴムコンパウンドとが連続的に一体化したゴムロールとして口金ダイスから排出される。その際、ゴムコンパウンドは芯金のマスキングのされていない部分にのみ密着し、芯金両端部のロール摺動部面はマスキングにより保護される。

この様にして排出されたゴムロールは、併設されるロール引取り機によって一本づつに分離される。その後、190℃の連続熱風炉にコンベアで搬送されマスキングが施されたまま20分の加熱を行い発泡と加硫が同時に行われる。

発泡加硫が行われた該ロールは更にゴム端部の寸法を規程するため、芯金端部より12mmの位置で金属刃によって端部ゴムが取り除かれる。

マスキングは余剰ゴムと共に外され洗浄機によって付着したゴム等が取り除かれ再度パーツフィーダーに戻され使用される。

［比較例１］
軸体となる金属芯金は鉄材を押出し成形により直径約6mmの棒材に押出し、長さ258mmに切断後、これに化学ニッケルメッキを厚さ約3μm施したものを用意した。

該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12mmを除き一様に厚さ約10μm塗布したものを芯金供給機にてクロスヘッドダイ内の内径6.15mmの芯金ガイドに断続的に2.5mm/minで供給した。

押出し機はφ60mmスクリューを持つ一軸ベント式押出し機にクロスヘッドタイプの芯金、ゴム被覆機能を備え、ゴム突出部の口金ダイス径はφ8.2mmとし、ヘッド全体は約30℃に温度調整がなされる。

一軸ベント押出し機に投入されるゴムコンパウンドは、エチレン-プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）を主ポリマーとしカーボンブラック、可塑剤、充填材、加硫促進剤、加硫剤及び発泡剤を混練したものを連続的に供給した。

該装置を用い芯金とゴムコンパウンドとが連続的に一体化したゴムロールとして口金ダイスから排出される。その際被覆状態は、連続する芯金に対し一様に全周にわたり被覆されており、併設するロール引取り機は芯金の長さを判断し、一本ごとに切り離しを行う。

その後、190℃の連続熱風炉にコンベアで搬送され20分の加熱され発泡と加硫が行われる。

発泡加硫が行われた該ロールは芯金摺動面が全てゴムに覆われているため、ゴム端部の寸法を規程するために芯金端部より12mmの位置で金属刃によって端部のゴム部が切り離される。

芯金傷
◎：傷がなく良好。

○：傷が若干あるが、実用上問題なし。

芯金汚れ
◎：汚れがなく良好。
○：汚れが若干あるが、実用上問題なし。

×：汚れがあり、実用上問題あり。

従来のクロスヘッド押出し機を用いたゴムロール製造装置の概略図。 芯金ガイド部分をスライド可能にしたクロスヘッド押出し機を用いたゴムロール製造装置の概略図。

符号の説明

１ 一軸ベント式押出し機（一軸ゴム用押出し機）
２ クロスヘッド（ダイ）
３ シリンダー圧力センサー
４ 芯金供給ロール、芯金供給ロールコンベア
５ 芯金ガイド
６ 口金ダイス
７ ダイス軸調整ピン
８ 切断刃
ａ 接着剤付芯金
ｂ ゴムコンパウンド
ｃ 押出し後のゴム被覆ロール
ｄ ゴムロール
ｅ マスキング

Claims (4)

1. クロスヘッドダイ方式でゴム押出し機により芯金の外周上にゴム材料を被覆するゴムロール製造方法において、該押出し機のヘッド内を通過する該芯金両端部の少なくとも摺動部分にゴム付着防止用のマスキングを施して押出し成形を行うことを特徴とするゴムロール製造方法。
2. 該マスキングが該芯金両端部を覆うように配置される円筒形状を有するものであることを特徴とする請求項１に記載のゴムロール製造方法。
3. 該マスキングの外径が、該押出し機の口金ダイス内径の80〜100％であることを特徴とする請求項１または２に記載のゴムロール製造方法。
4. 該マスキングの外径が、押出されるゴムロール外径の80〜100％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のゴムロール製造方法。
   
   

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