JP2009269340A - 弾性ローラの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る弾性ローラの製造方法は、クロスヘッドを用いて段付き芯金の全長さにわたってゴム組成物を押し出した後、第2の円筒部を取り囲むゴム組成物の層を、第1の円筒部から離れた位置において、ゴム組成物の層の外側から把持部材を用いて把持し、ゴム組成物の層を第2の円筒部の周面に接触させる工程を有し、この工程は、ゴム組成物の層を第2の円筒部の周面に接触させた位置よりも第1の円筒部に近い側において、第2の円筒部を取り囲むゴム組成物の層が把持部材によるゴム組成物の把持に伴って外側に拡がることを規制しつつ行う。
【選択図】図9
Description
(2)該クロスヘッドを通過した後の該芯金の該第2の円筒部を取り囲むゴム組成物の層を、該第1の円筒部から離れた位置において、該ゴム組成物の層の外側から把持部材を用いて把持し、該ゴム組成物の層を該第2の円筒部の周面に接触させる工程とを有している弾性ローラの製造方法であって、
該工程(2)は、該ゴム組成物の層を該第2の円筒部の周面に接触させた位置よりも該第1の円筒部に近い側において、該第2の円筒部を取り囲む該ゴム組成物の層の外径が該把持部材による該ゴム組成物の把持に伴って該第1の円筒部の周面を被覆しているゴム組成物の層の外径よりも拡がることを規制しつつ行うことを特徴とする。
(2)該クロスヘッドを通過した後の該芯金の該第2の円筒部を取り囲むゴム組成物の層を、該第1の円筒部から離れた位置において、該ゴム組成物の層の外側から把持部材を用いて把持し、該ゴム組成物の層を該第2の円筒部の周面に接触させる工程とを有している弾性ローラの製造方法であって、
該工程(2)は、該ゴム組成物の層を該第2の円筒部の周面に接触させた位置よりも該第1の円筒部に近い側において、該第2の円筒部を取り囲む該ゴム組成物の層の外径が該把持部材による該ゴム組成物の把持に伴って該第1の円筒部の周面を被覆しているゴム組成物の層の外径よりも拡がることを規制しつつ行うものである。
本発明に用いられる段付き芯金は前記図1に示すものである。すなわち、第1の円筒部102とその両端に連なる第2の円筒部103を有し、第2の円筒部103の半径R2は第1の円筒部102の半径R1よりも小さい。また、第2の円筒部103と第1の円筒部102とは同軸(中心軸が同じ)に形成される。
本発明では、まず、段付き芯金をクロスヘッドに通過させ、該芯金の全長さにわたってゴム組成物を該芯金の周囲に押し出すことにより、第1の円筒部の周面をゴム組成物の層で被覆し、かつ前記第2の円筒部の周囲をゴム組成物の層で取り囲む押出工程を行う。
ゴム組成物を主に構成するポリマーとしては、例えば以下のものを挙げることができる。天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、ニトリルブタジエンゴム(NBR)、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッソゴム又は塩素ゴム等。
工程(2)では、前記第2の円筒部を取り囲むゴム組成物の層を把持部材を用いて把持し、ゴム組成物の層を第2の円筒部の周面に接触させる。また、その際、把持部材によりゴム組成物の層を第2の円筒部の周面に接触させる位置よりも第1の円筒部に近い側において、第2の円筒部を取り囲む前記ゴム組成物の層が把持部材によるゴム組成物の把持に伴って外側に拡がることを規制部材により規制する。以下、工程(2)について詳細に説明する。
D1>D3>2(R2+T)
(ここで、Tは、ゴム組成物の層厚、D1は前述の通り、第1の円筒部101周囲のゴム組成物層の外径であり、D1=2(R1+T)で表される。R1は、第1の円筒部の半径、R2は第2の円筒部の半径である。)
の関係を満たすことが好ましい。より好ましくは、D3がD3>2(R1+0.8T)となる範囲で附勢することが望ましい。
前記把持部材は、ゴム組成物の層を外側から把持し第2の円筒部に接触させることのできる部材であれば、従来知られている装置、機構を利用することができ、特に制限されるものではない。
規制部材は、第2の円筒部周囲のゴム組成物の層の変形を規制できるものであれば、特に限定されるものではない。第2の円筒部の周囲のゴム組成物の層を外側から内側に附勢できるものが好ましい。例えば、ゴム組成物の層の外径D1よりもD3が小さくなるR形状を内面に有する少なくとも2つの部材でゴム組成物の層の外側より挟み込むものが挙げられる。また、ゴム組成物の層の塑性変形量をより少なくするためには、規制部材のゴム組成物の層への当接面は、図8(a)に示すような平面形状よりも、図8(b)に示すような円弧状、矩形の角部を面取りした形状あるいは多角形状としても良い。図8(a)に示すように附勢を行わない場合は、ゴム組成物の層の外径D1と内周面が同一となる部材を使用しても良い。
2(R2+T)>D4>2(R2+0.25T)
であることが好ましい。(ここで、Tはゴム組成物の層厚、D4は前述の通り、R2は第2の円筒部の半径である。)
規制部材の好ましい形態としても、把持部材と同様に、図9、図10の構成例が挙げられる。具体的には、図9の構成例の規制部材は、2つの部品からなり、該部品は開閉可能に設置されている。図10の構成例の規制部材は、4つの部品からなり、該部品は開閉可能に設置されている。
前記工程(2)において得られたゴム組成物を周囲に有する段付き芯金は、熱風炉、加硫缶、熱盤、遠・近赤外線又は誘導加熱等の手段によって加熱され、ゴム組成物が加硫される。加熱温度は、ゴム組成物によって異なるが、130℃〜250℃で、加熱時間は5分間〜240分間、好ましくは140℃〜220℃で、10分間〜60分間で行われる。この後、必要に応じて2次加硫することもできる。
最後に、前記第1の円筒部と第2の円筒部の境界で該ゴム弾性層を切断し、前記第2の円筒部周囲のゴム弾性層を除去する工程を行う。これにより、前記図3に示すように、第1の円筒部102の全長にわたってゴム弾性層301を有する弾性ローラが得られる。尚、該ゴム弾性層の切断は前記第1の円筒部と第2の円筒部の境界から、第1の円筒部側、または第2の円筒部側にずらす場合もある。さらに、弾性ローラのゴム弾性層301を、さらに切削して所定寸法の弾性ローラとすることができ、例えば、ゴム弾性層301の中央部と端部で切削量を変えることで、クラウン形状の弾性ローラが得られる。また、ゴム弾性層301の表面には、前述の通り、表面層を形成したり、表面処理を行ったりしても良い。
以下に本発明の実施形態について説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。特に本実施形態において使用する装置は本発明を好適に実施するための構成を有する一例であり、本発明を限定するものではない。
図4は、段付き芯金を用いた本発明にかかる弾性ローラの製造方法の概略説明図である。図4において、402はクロスヘッド、404は支持部材、405は把持部材、406は規制部材である。クロスヘッド402には、段付き芯金101と、弾性層形成用の材料としての未加硫のゴム組成物が不図示の押出し成形機から供給される。そして、クロスヘッド402で段付き芯金101の全長にわたってゴム組成物401を該段付き芯金の周囲に押出す。これにより、図5の概略断面図に示したように、第1の円筒部102の周面がゴム組成物401により被覆され、また、第2の円筒部103はゴム組成物401で取り囲まれることとなる。
クロスヘッド402を通過し、未加硫のゴム組成物401が周囲に形成された段付き芯金は、一方の端面において支持部材404により支持される。本実施形態における装置は段付き芯金を鉛直下方に送出する構成であり、支持部材404は、段付き芯金がクロスヘッドから排出される力を受けて鉛直下方に移動可能に構成されている。支持部材404によって支持された段付き芯金は、所定の位置まで下降させられた後、未加硫のゴム組成物が切断される。
帯電ローラの材料として以下の材料を用意した。
以下の材料をオープンロールにて混合して未加硫のゴム組成物を調製した。
・エピクロルヒドリン40mol%−エチレンオキサイド56mol%−アリルグリシジルエーテル4mol%の3元共重合体:100質量部、
・酸化亜鉛(酸化亜鉛二種;正同化学社製):5質量部、
・イオン導電剤としてテトラブチルアンモニウムパークロレート:1質量部、
・炭酸カルシウム(商品名:シルバーW;白石カルシウム社製):55質量部、
・カーボンブラック(商品名:シーストSO;東海カーボン社製):8質量部、
・加工助剤としてステアリン酸:2質量部、
・可塑剤としてアジピン酸エステル(商品名:ポリサイザーW305ELS;日本インキ化学工業社製):10質量部、
・加硫剤として硫黄:0.5質量部、
・架橋助剤としてジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド(商品名:ノクセラーTRA;大内新興化学工業社製):2質量部。
次に、全長が358mmである段付き芯金を用意した。該段付き芯金は、第2の円筒部(φ6mm、長さ15mm)、第1の円筒部(φ8mm、長さ328mm)を有する。芯金には、第1の円筒部(φ8部分)の両端部2mmを除いた領域にホットメルトタイプの導電性接着剤を塗布した。
図4に示した、クロスヘッド押し出し機に芯金の供給機構、弾性ローラの排出機構、把持機構を有する装置を用意した。用意した段付き芯金を芯金の供給機構からクロスヘッドに連続的に供給した。段付き芯金の搬送速度は、60mm/secとした。
A:弾性層の端部が芯金の全周において密着している。
B:弾性層の端部が芯金の全周の1部において剥離しているが使用上問題ない。
C:弾性層の端部が芯金から著しい剥離を生じている。
カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液にメチルイソブチルケトンを加え、固形分が18質量%となるように調整した。
カーボンブラック(HAF):16質量部
針状ルチル型酸化チタン微粒子:35質量部
(ヘキサメチレンジシラザンとジメチルシリコーンで表面処理した。また、およその形状は、平均粒子径0.015μm、縦:横=3:1である)
変性ジメチルシリコーンオイル:0.1質量部
ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)とイソホロンジイソシアネート(IPDI)の各ブタノンオキシムブロック体の7:3の混合物:80.14質量部
を入れ混合溶液を調製した。なお、このとき、ブロックHDIとブロックIPDIの混合物は、「NCO/OH=1.0」となるように添加した。
A:良好な画質
B:画質に一部軽微な低下が認められるが実用上問題なし
C:画質の著しい低下
評価結果を表1に示す。
実施例1において規制部材の半円刳り貫き部の半径R1’を6.5mmにした以外は、実施例1に従った。Laは、13.0mmである。評価結果を表1に示す。
実施例1において規制部材の半円刳り貫き部の半径R1’を7.05mmにした以外は、実施例1に従った。Laは、14.1mmである。評価結果を表1に示す。
実施例1において把持部材の半円刳り貫き部の半径R2’を3.8mmにした以外は、実施例1に従った。Laは、13.6mmであり、Lbは、7.6mmである。評価結果を表1に示す。
実施例1において把持部材の半円刳り貫き部の半径R2’を6.05mmにした以外は、実施例1に従った。。Laは、13.6mmであり、。Lbは、12.1mmである。評価結果を表1に示す。
実施例1において規制部材の半円刳り貫き部の半径R1’を7.05mmにし、把持部材の半円刳り貫き部の半径R2’を6.05mmにした以外は、実施例1に従った。Laは、14.1mmであり、Lbは、12.1mmである。評価結果を表1に示す。
実施例1において附勢部材の半円刳り貫き部の半径R1’を7.05mmにし、把持部材の半円刳り貫き部の半径R2’を3.8mmにした以外は、実施例1に従った。Laは、14.1mmであり、Lbは、7.6mmである。評価結果を表1に示す。
実施例1において附勢部材の半円刳り貫き部の半径R1’を6.5mmにし、把持部材の半円刳り貫き部の半径R2’を6.05mmにした以外は、実施例1に従った。Laは、13mmであり、Lbは、12.1mmである。評価結果を表1に示す。
実施例1において規制部材の半円刳り貫き部の半径R1’を6.5mmにし、把持部材の半円刳り貫き部の半径R2’を3.8mmにした以外は、実施例1に従った。Laは、13mmであり、Lbは、7.6mmである。評価結果を表1に示す。
実施例1において把持部材の半円刳り貫き部の半径R2’を6.1mmにした以外は、実施例1に従った。Laは、13.6mmであり、Lbは、12.2mmである。評価結果を表1に示す。
実施例1において把持部材の半円刳り貫き部の半径R2’を3.75mmにした以外は、実施例1に従った。Laは、13.6mmであり、Lbは、7.5mmである。評価結果を表1に示す。
実施例1において規制部材の半円刳り貫き部の半径R1’を7.1mmにした以外は、実施例1に従った。規制部材の内径はゴム組成物の層の外径と同一であり、規制部材による附勢は行わなかった。Lbは、10mmである。評価結果を表1に示す。
実施例1において規制部材の半円刳り貫き部の半径R1’を6.45mmにした以外は、実施例1に従った。Laは、12.9mmであり、Lbは、10mmである。評価結果を表1に示す。
実施例1において規制部材の半円刳り貫き部の半径R1’を7.1mmにし、把持部材の半円刳り貫き部の半径R2’を6.1mmにした以外は、実施例1に従った。規制部材の内径はゴム組成物の層の外径と同一であり、規制部材による附勢は行わなかった。Lbは、12.2mmである。評価結果を表1に示す。
実施例1において規制部材の半円刳り貫き部の半径R1’を6.45mmにし、把持部材の半円刳り貫き部の半径R2’を3.75mmにした以外は、実施例1に従った。Laは、12.9mmであり、Lbは、7.5mmである。評価結果を表1に示す。
把持部材及び規制部材を用いない以外は、実施例1に従った。ゴムの剥離が著しく、ローラ作製に至らなかった。
102 第1の円筒部
103 第2の円筒部
201 芯金
202 弾性層
301 ゴム弾性層
401 未加硫のゴム組成物層
402 クロスヘッド
403 押し出し機
404 支持部材
405 把持部材
406 規制部材
407 芯金供給ユニット
408 カッター
601 把持位置から第1の円筒部までの周囲を取り囲むゴム組成物層
602 第1の円筒部の周面を被覆するゴム組成物の層の径
603 第2の円筒部を取り囲むゴム組成物の層の径
604 第1の円筒部の端部でのゴム組成物の剥離
605 把持部材
705 把持部材
706 規制部材
901a〜b 把持部材又は規制部材を構成する部品
902 ゴム組成物に接触する面(円弧状)
903 逃げ面
1001a〜d 把持部材又は規制部材を構成する部品
1501 実施例で用いた規制部材を構成する部品
1601 実施例で用いた把持部材を構成する部品
Claims (2)
- (1)半径R1の第1の円筒部と、該第1の円筒部の両端に連なる、該第1の円筒部と同軸の、該半径R1よりも小さい半径R2の第2の円筒部とを有する芯金をクロスヘッドに通過させ、該芯金の全長さにわたってゴム組成物を該芯金の周囲に押し出すことにより、該第1の円筒部の周面を該ゴム組成物の層で被覆し、かつ該第2の円筒部の周囲を該ゴム組成物の層で取り囲む工程と、
(2)該クロスヘッドを通過した後の該芯金の該第2の円筒部を取り囲むゴム組成物の層を、該第1の円筒部から離れた位置において、該ゴム組成物の層の外側から把持部材を用いて把持し、該ゴム組成物の層を該第2の円筒部の周面に接触させる工程とを有している弾性ローラの製造方法であって、
該工程(2)は、該ゴム組成物の層を該第2の円筒部の周面に接触させた位置よりも該第1の円筒部に近い側において、該第2の円筒部を取り囲む該ゴム組成物の層の外径が該把持部材による該ゴム組成物の把持に伴って該第1の円筒部の周面を被覆しているゴム組成物の層の外径よりも拡がることを規制しつつ行うことを特徴とする弾性ローラの製造方法。 - 前記把持部材は、少なくとも2つの部品からなり、該部品により前記ゴム組成物の層を外側から挟み込むように把持し、前記第2の円筒部に接触させる請求項1に記載の弾性ローラの製造方法。
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