JP2007015137A - ゴムロールの製造方法及びそれによって得られたゴムロール - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、クロスヘッドダイより押出された芯金-ゴム一体物が端部まで芯金にゴムが密着した状態でロール１本毎に切り離され、スムーズに安定して後工程の加硫工程に搬送することができるゴムロールの製造方法及び該製造方法を用いたゴムロールを提供することを目的とする。
【解決手段】芯金をクロスヘッドダイを通過させ,該芯金の外周上にゴム押出し機によりゴム材料を供給してなるゴムロールを排出する工程、該ゴムロールを該芯金長に切断する工程を有するロール製造方法において、該ゴムロール排出時に該ゴムロールの該芯両金端部相当部位を半円筒形状冶具で挟み込み引取る工程を有すること、該ゴムロール排出動作が該芯金の供給速度に同期して引取ること、該ゴムロールの切断動作が、該半円筒形状冶具で挟み込む脱着動作と同期して動作することを特徴とするゴムロール製造方法によって達成される。
【選択図】 図１

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のゴムロールの製造方法及びそれによって製造されたゴムロールに関する。さらに詳細には、クロスヘッド押出し機を使って、連続的に芯金を投入しながらゴムコンパウンドを被覆していく未加硫ゴム成形品を製造する方法に関する。この未加硫ゴム成形品は次いで加硫されてゴムロールとなる。

一般的なクロスヘッド押出し機を使った未加硫ゴムロールの製造方法において、連続的に芯金を投入しながらゴムコンパウンドを被覆していく成形では、図３に示すような押出し機ヘッド（1）内で円柱状にゴムを押出すその中心部分に芯金ガイド(4)によって位置を決定された芯金(3)が芯金送りロール(2)により連続的且つ断続的に送り込まれてくることで、該芯金外周にゴム材料(6)が一体的に被覆される。一体的に被覆され押出し機ヘッド先端(7)より押出された芯金-ゴムの円柱状一体物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後工程へと搬送され、加硫されてゴムロールとなる。

従来,この引取り切断機の構造は図に示すように押出されてきた芯金-ゴム一体物を凸または凹形状ガイドピン(8)で受け、該ガイドピンは芯金の押出し力を利用して芯金の供給速度(a)で後退し、ロール一本分の長さが出たところで特許文献１にあるような半円形状に凹みをつけた切断刃(9)が芯金をクランプし、該切断刃とガイドピンとでロールを保持しながら芯金供給速度以上(b)で後退しロール一本分に引き離す機構をもつ。

しかしながら、クロスヘッド押出しによる芯金へのゴム材料被覆成形では、未加硫ゴムが切断機構で上手く切断できなかったり、また、押出された直後からゴム材料のストレス開放による収縮が始まり、図４に示すような芯金の端部まで被覆されていたゴム材料が円錐ラッパ状に縮んだり芯金から浮いてしまう現象が発生する。これらは後工程でのハンドリングのトラブル、例えば位置ズレによる着脱ミスや寸法が一定でないための搬送中の落下等、また寸法精度の低下といった不具合を引き起こす主原因となっている。
特開2002-248668号公報

従って本発明は、クロスヘッドダイから押出された芯金に被覆された未加硫ゴム材が芯金から浮き離れてしまうことが無い引取り切断機構によってゴムロールを成形する方法を見出すものであり、クロスヘッドダイより押出された芯金-ゴム一体物が端部まで芯金にゴムが密着した状態でロール１本毎に切り離され、スムーズに安定して後工程の加硫工程に搬送することができるゴムロールの製造方法及び該製造方法を用いたゴムロールを提供することを目的とする。

本発明の目的は、以下により達成される。
芯金をクロスヘッドダイを通過させ,該芯金の外周上にゴム押出し機により未加硫ゴム材料を供給してなるゴムロールを排出する工程、該ゴムロールを該芯金長に切断する工程を有するロール製造方法において、該ゴムロール排出時に該ゴムロールの該芯両金端部相当部位を半円筒形状冶具で挟み込み引取る工程を有すること、さらに必要により該ゴムロール排出動作が該芯金の供給速度に同期して引取ること、該ゴムロールの切断動作が、該半円筒形状冶具で挟み込む脱着動作と同期して動作することの少なくとも一つを含むことを特徴とするゴムロール製造方法によって達成される。

上記のように、ロール引取り機構に押出されたゴム材料を半円筒形状冶具で挟み込みながら引取る冶具を設け、また、該半円筒形状冶具が押出された芯金外周上のゴム端部を上下に挟み込み且つロールの搬送速度に同期して引取ることにより、クロスヘッドダイより押出された芯金-ゴム一体物が端部まで芯金にゴムが密着した状態でロール１本毎に切り離され、スムーズに安定して後工程の加硫工程に搬送することで、ゴムの芯金からの浮き不良、ハンドリングのトラブル、といった製造上の不具合を劇的に改善することができる。また、該製造方法によって作成されたゴムロールでは寸法の外径精度が飛躍的に改善される。

以下、本発明につき、図を参照にして詳しく説明する。

本発明でのロール製造方法では、ゴムコンパウンドと芯金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、好ましくは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プライマーを塗布した芯金を、断続的に芯金を供給する芯金送り装置を用い芯金ガイドに供給する。

該芯金(3)はクロスヘッドダイ(1)内部のゴム被覆エリアでゴムコンパウンドが被覆され円筒形の口金ダイス(7)からロール形状で押出される。（図１Ａ）
押出された該ロールは直後に引取り装置のガイドピン(１０)にガイドされ同時に先端が半円筒形状の冶具(11)により上下に挟まれ、ゴム収縮による芯金からの浮き上がりを防止する。（図１Ａ）
該半円筒形状冶具(11)の半径(r)は押出されたロール形状のゴムの半径に対し、５〜５０％小さく設計されており、長さ(L)はゴムロールとして使用するゴム部にかからない長さに設計される。また、挟み込むゴムロール対向部位の形状が、ゴムロールを挟み込むに足りる円弧状部位を有する形状ならば、その外側の形状は問わない。（図２）
該ガイドピン及び半円筒形状冶具はロールの押出し速度(a)に合わせスライドし、ロール１本の長さが出た時点で切り離し用の切断刃(9)及び前方端部の挟み込み冶具同様の半円筒形状の冶具(12)によりゴム部の切り離しと後方端部の収縮を押さえる。同時に芯金供給速度以上の速度(b)で引き離され1本のロールとされる。（図１Ｂ）
本発明における半円筒形治具は、従来の半円形状切断刃に続き、長さＬを有する半円の曲面（図２（１２）がゴムロールの端部ゴム部を挟み込むように受けることによりその効果を発揮する。

上記方法により引取られたロールは後工程に搬送され加硫または発泡加硫がなされ芯金とゴムとが全面的に密着した安定品質のロールとして成形される。

以下、具体的に本発明の実施例を説明する。

軸体となる金属芯金は鉄材を押し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プライマーを端部から14mmを除き一様に厚さ約10μm塗布した。

該芯金は押出し機ヘッドに付帯された芯金供給装置及びクロスヘッドダイ内の芯金ガイドによりクロスヘッド内部のゴム被覆エリアへ搬送される。

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、ゴム突出部のダイス径はφ１０.０ｍｍとし、ヘッド全体は約４０℃に温度調整がなされる。

押出し機によりＥＰＤＭを主ポリマーとし、カーボンブラック、充填剤、パラフィン系柔軟剤、各種加硫促進剤及びＯＢＳＨ系（スルホニルヒドラジド系）発泡剤コンパウンドを含有する発泡性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。

被覆エリアで芯金外周にゴムを被覆したロールは２.０m/minの速度でロール半径４.５ｍｍで押出され、引取り装置のガイドピンにガイドされる。

直後に半径４.０mm長さ１０mmの半円筒形状の前端部押さえ冶具により上下に挟み込まれる。

該ロール、ガイドピン及び単部押さえ冶具は２.０m/minで引取り方向に後退し、ワーク長さ２５８mm後退した時点で半径６.１ｍｍの半円形状の凹加工をした引き離し刃及び前端部押さえ冶具同様寸法の後端部押さえ冶具によって上下に挟みこまれ、直後に５.０m/minで後退しワークを１本に引き離す。引き離したワークは次工程に搬送されガイドピン及び単部押さえ冶具は次ワークの引取りを繰り返す。

次工程に搬送されたワークは連設する熱風炉にて２００℃、２０分の条件で発泡加硫がなされる。

このようにして成形されるロール製造過程において、ゴムの芯金からの浮き不良は５０００本中０本、ハンドリングによる不具合は５０００本生産中０回であり、従来の成形方法（比較例）による平均不良率は図４に示したような浮き不良は２１．５％であり、本発明の方法では格段の不良率低減となった。

また、本製造方法によって作成されたゴムロール５０００本の外径値の標準偏差は比較例での0.0857（不良品は除外して計算した）から0.0228と大幅に良化した。

なお、比較例は、図３に記載の単に切断刃のみを用いた装置で製造した。

鋏み込み冶具を備えた引取り機構の断面概略図 端部押さえ冶具（前・後） 従来のクロスヘッド押出し機と芯金供給及び引取り機構の断面概略図 ゴム押出し時の収縮概念図

符号の説明

１；クロスヘッド本体
２；芯金送りロール
３；芯金（プライマー付）
４；芯金ガイド
５；ゴム押出し機
６；ゴムコンパウンド
７；先端ダイス
８；ガイドピン（凹形状）
９；切断刃
10.；ガイドピン（凸形状）
11；端部押さえ冶具（前端部）
12；端部押さえ冶具（後端部）

Claims (5)

1. 芯金をクロスヘッドダイを通過させ,該芯金の外周上にゴム押出し機により未加硫ゴム材料を供給してなるゴムロールの排出、及びゴムロールを該芯金長に切断し、次いで加硫してゴムロールを製造する方法において、該ゴムロール排出時に該ゴムロールの該芯金両端部相当部位を把持冶具で挟み込み、排出されたゴムロールを引取ることを含むことを特徴とするゴムロールの製造方法。
2. 該ゴムロール排出時に該芯金の供給速度に同期して引取ることを特徴とする請求項１記載のゴムロールの製造方法。
3. 該ゴムロールの芯金両端部相当部位を挟み込み、排出されたゴムロールを引取る把持冶具が半円筒形状の冶具であることを特徴とする請求項１または２記載のゴムロールの製造方法。
4. 該ゴムロールの切断の動作が、該半円筒形状冶具で挟み込む脱着動作と同期して動作することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のゴムロール製造方法。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の方法によって製造されたことを特徴とするゴムロール。
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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