JP2012014049A - Manufacturing method of elastic roller - Google Patents

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Michitaka Kitahara
道隆 北原
Yukinori Nagata
之則 永田
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Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method in which a film thickness profile of an elastic roller can be exactly obtained even in a manufacturing method of the elastic roller in which the circumference of core-metals is covered with rubber mixtures different in their film thickness.SOLUTION: The manufacturing method of the elastic roller includes a step in which a plurality of core-metals each of which the circumference is covered with a layer of a rubber mixture are manufacture by supplying the plurality of core-metals serially and continuously to core-metal supply holes of a cross head, and also supplying the molten rubber mixture from an extruder connected to the cross head to the cross head. The outer diameter of the elastic roller is measured for every amount of movement of the core-metal sent into the cross head.

Description

本発明は電子写真装置等に用いられる弾性ローラの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing an elastic roller used in an electrophotographic apparatus or the like.

通常、プリンタ、コピー機等に使用される帯電ローラ、紙送りローラ等は、回転する感光ドラム等に所定の圧力で圧接され回転されることが多い。この帯電ローラ等は、ローラ両端部に突出する芯金を押さえることにより感光ドラム等に圧接されるので、この圧接力により芯金が撓むことになる。そのため、ゴム層の両端部と中央部とではゴムの歪み(圧縮の程度)が相違し、感光ドラム等との圧接部のニップ面積(単位長さでの接触する面積をいう)が両端部で大きく、中央部で小さくなる問題がある。ニップ面積が均一でないと、例えば紙送りローラであれば長手方向に周速ムラがおこり、用紙の斜行やシワが発生し、帯電ローラとして使用する場合には電界強度がローラの長さ方向に不均一になり、帯電ムラが生じて、画像に不具合が発生することがある。   Usually, a charging roller, a paper feed roller, and the like used in a printer, a copier, and the like are often rotated by being brought into contact with a rotating photosensitive drum at a predetermined pressure. Since the charging roller or the like is pressed against the photosensitive drum or the like by pressing the core bar protruding from both ends of the roller, the core bar is bent by this pressing force. Therefore, the rubber strain (degree of compression) is different between the both end portions and the central portion of the rubber layer, and the nip area (referred to as the contact area per unit length) of the pressure contact portion with the photosensitive drum or the like is the both end portions. There is a problem that it is large and becomes small at the center. If the nip area is not uniform, for example, if it is a paper feed roller, circumferential speed unevenness will occur in the longitudinal direction, paper skew and wrinkles will occur, and when used as a charging roller, the electric field strength will be in the length direction of the roller. It may become non-uniform and uneven charging may occur, causing defects in the image.

従来、ニップ面積を均一にするためにゴムローラの形状をクラウン形状にすることが知られている。押出機により未加硫ゴム組成物を所定の温度で十分に混練した後、所定の速度で押しだし、クロスヘッドダイにより芯金の外周に所定厚さで被覆して未加硫のゴムローラを形成し、これを加硫して帯電ローラ等とする。このゴムローラにクラウン形状を作り込む方法として、例えば、以下の(1)〜(2)、ならびに引用文献1及び2に記載される以下の(3)の方法がある。(1)加硫後にゴムローラの外周面を研磨機等によりクラウン形状に研削・研磨する方法。(2)未加硫のゴムローラを予めクラウン形状に成型されたキャビティを有する金型に充填して加硫と同時にクラウン形状を作り込む方法。(3)押出機によって、芯金をクロスヘッドダイに送り込む速度あるいは引取る速度を変化させることで、芯金の外周に被覆されるゴム層を芯金の長さ方向に変化させて成形と同時にクラウン形状を作り込む方法(特許文献1及び2を参照)。   Conventionally, in order to make the nip area uniform, it is known that the rubber roller has a crown shape. After fully kneading the unvulcanized rubber composition at a predetermined temperature with an extruder, the unvulcanized rubber composition is extruded at a predetermined speed, and the outer periphery of the core metal is coated with a predetermined thickness by a crosshead die to form an unvulcanized rubber roller. This is vulcanized to obtain a charging roller or the like. As a method for forming a crown shape in the rubber roller, for example, there are the following methods (1) to (2) and the following method (3) described in the cited references 1 and 2. (1) A method in which the outer peripheral surface of the rubber roller is ground and polished into a crown shape by a polishing machine or the like after vulcanization. (2) A method in which an unvulcanized rubber roller is filled in a mold having a cavity that is previously molded into a crown shape, and the crown shape is formed simultaneously with vulcanization. (3) By changing the speed at which the mandrel is fed into the crosshead die or withdrawing speed by the extruder, the rubber layer coated on the outer circumference of the mandrel is changed in the length direction of the mandrel and simultaneously with the molding. A method of creating a crown shape (see Patent Documents 1 and 2).

また、押出機を用いた電線や光ファイバーなどの押出製造方法について、特許文献3には次のような被押出物の外径を制御する方法が開示されている。被押出物の長さ方向の形状が一様なストレート形状を有する被押出物の外径を一定のサンプリング時間間隔で測定し、被押出物の外径測定により押出機や引取り機などを制御し被押出物の外径を制御する方法である。   In addition, regarding an extrusion manufacturing method for an electric wire or an optical fiber using an extruder, Patent Document 3 discloses a method for controlling the outer diameter of an object to be extruded as follows. Measure the outer diameter of the extruded object with a uniform straight shape in the length direction at regular sampling time intervals, and control the extruder and take-out machine by measuring the outer diameter of the extruded object This is a method of controlling the outer diameter of the object to be extruded.

特開2003−300239号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-300279 特開2004−145012号公報JP 2004-145012 A 特開2007−214042号公報JP 2007-214042 A

従来のように被押出物の長さ方向の形状が一様なストレート形状を有する場合、一定のサンプリング時間間隔で被押出物の外径を測定しても問題ない。しかしながら芯金の長さ方向で外径が変化しているクラウン形状のような弾性ローラの場合には、一定のサンプリング時間間隔での外径の測定方法では次に述べるような誤差が発生する。図2にクロスヘッドダイの出口部の模式図を拡大したものを示す。図2から分かるように、クロスヘッドのダイノズル内で芯金の周囲にゴムが被覆される。例えば、被覆されるゴム層の厚みを変えてクラウン形状の弾性ローラを成形する場合には、クロスヘッドへの芯金の送り速度または引取り速度を変化させることにより、芯金の各々について、その周囲を被覆するゴム混合物の膜厚を異ならせることで達成される。つまり弾性ローラの中央部で外径が大きく両端部に向けて徐々に外径が小さくなるように被覆されるゴム層の厚みを成形する必要がある。そのため弾性ローラの最も外径の大きい中央部付近ではダイノズル内径と同等のゴム層の外径となり、両端部に向けてダイノズルの径よりもゴム層の外径は細くなければならない。このようにダイノズル内での芯金に被覆されるゴム層の外径が変化するが、このダイノズル内で芯金にゴム層が被覆形成される正確な位置は、観察できないため不明である。さらに図2に示すように弾性ローラの外径を測定するための外径測定器は、構造上ダイノズルの外側に設置しなければならない。そのためダイノズル内でゴム層が被覆形成されて外径が形成される位置と外径測定器の設置位置は、構造上の問題で一致しない。クロスヘッドダイへの複数本の芯金を連続的に供給し、弾性ローラを製造する場合、芯金の長さ毎に一定の周期でゴム層の膜厚変化が繰り返されることとなる。そのため、外径測定器を通過している芯金の移動速度は、ダイノズル内で形状が被覆形成されている芯金の速度で移動している速度に同期していることとなる。ゆえに、弾性ローラの外径を測定する時点での芯金の移動速度と、ダイノズル内で形状が形成される時点での芯金速度が異なることとなる。よって例えば次の2つの問題が生じていた。   When the shape of the object to be extruded has a uniform straight shape as in the past, there is no problem even if the outer diameter of the object to be extruded is measured at a constant sampling time interval. However, in the case of an elastic roller having a crown shape whose outer diameter changes in the length direction of the core metal, the following error occurs in the method of measuring the outer diameter at a constant sampling time interval. FIG. 2 shows an enlarged schematic view of the exit portion of the crosshead die. As can be seen from FIG. 2, the core metal is covered with rubber in the die nozzle of the cross head. For example, when a crown-shaped elastic roller is formed by changing the thickness of the rubber layer to be coated, by changing the feed speed or take-up speed of the core bar to the cross head, This is achieved by varying the film thickness of the rubber mixture covering the periphery. That is, it is necessary to form the thickness of the rubber layer to be coated so that the outer diameter is large at the center of the elastic roller and the outer diameter gradually decreases toward both ends. For this reason, the outer diameter of the rubber layer is the same as the inner diameter of the die nozzle in the vicinity of the central portion where the outer diameter of the elastic roller is the largest, and the outer diameter of the rubber layer must be smaller than the diameter of the die nozzle toward both ends. As described above, the outer diameter of the rubber layer coated on the metal core in the die nozzle changes. However, the exact position where the rubber layer is coated on the metal core in this die nozzle is unobservable because it cannot be observed. Furthermore, as shown in FIG. 2, the outer diameter measuring device for measuring the outer diameter of the elastic roller must be installed outside the die nozzle because of its structure. Therefore, the position where the outer diameter is formed by coating the rubber layer in the die nozzle and the installation position of the outer diameter measuring device do not match due to structural problems. When an elastic roller is manufactured by continuously supplying a plurality of core bars to the crosshead die, the film thickness change of the rubber layer is repeated for each length of the core bars. Therefore, the moving speed of the metal core passing through the outer diameter measuring device is synchronized with the speed of movement of the metal core whose shape is coated in the die nozzle. Therefore, the moving speed of the metal core at the time of measuring the outer diameter of the elastic roller is different from the metal core speed at the time of forming the shape in the die nozzle. Therefore, for example, the following two problems have occurred.

1つ目としては、芯金一本内での移動速度が変化することにより、単位時間あたりに外径測定器を通過する芯金の長さが、芯金の長さ方向で異なるため、一定のサンプリング時間間隔での外径測定では、外径の測定位置と芯金の長さ方向位置とでズレが生じる。具体的には、弾性ローラのゴム層をクラウン形状に作成するため、特許文献1にも述べられているように、図3(a)に示すような芯金の送り速度で成形が行われる。図3(c)に一定のサンプリング時間間隔Δtで、測定した場合での外径測定のイメージを示す。また、
図3(c)に示すように端部の芯金移動速度が速い場合、一定のサンプリング時間間隔Δ
tで外径測定器を通過する芯金の移動距離Δxが大きく、芯金の中央部付近に向けて徐々
に芯金移動速度が遅くなるにつれ、芯金の移動距離Δxが小さくなる。また他端部に向け
て芯金の移動速度が速くなると、芯金の移動距離Δxが大きくなるという不等間隔な芯金
の移動距離となる。よって図3(b)のように一定の芯金の移動距離で外径を測定するためには、図3(d)に示すようにサンプリング間隔Δtを不等間隔としなければならない
。上記のような理由から一定のサンプリング間隔ΔtからΔxに測定軸の変換を行う場合
には、Δxを実際の移動距離である不等間隔とすべきである。しかしながら一定のサンプ
リング間隔Δtから芯金の移動距離Δxへ測定軸の変換を行う際に、Δxを等間隔すなわ
ち本来の移動距離と異なる移動距離に測定軸を変換してしまっていた。結果として、図3(e)の破線で示すような形状として観測されてしまう。
First, the length of the core bar that passes through the outer diameter measuring device per unit time varies depending on the length direction of the core bar due to the change in the moving speed within one core bar. In the outer diameter measurement at the sampling time interval, a deviation occurs between the outer diameter measurement position and the length direction position of the core metal. Specifically, in order to create the rubber layer of the elastic roller in a crown shape, as described in Patent Document 1, molding is performed at a feed rate of the cored bar as shown in FIG. FIG. 3C shows an image of outer diameter measurement in the case of measurement at a constant sampling time interval Δt. Also,
As shown in FIG. 3C, when the end core metal moving speed is fast, a constant sampling time interval Δ
The moving distance Δx of the cored bar that passes through the outer diameter measuring instrument at t increases, and the moving distance Δx of the cored bar decreases as the moving speed of the cored bar gradually decreases toward the vicinity of the central part of the cored bar. Further, when the moving speed of the cored bar increases toward the other end, the cored bar moving distance Δx increases, resulting in an unequally spaced moving distance of the cored bar. Therefore, in order to measure the outer diameter with a constant movement distance of the core metal as shown in FIG. 3B, the sampling interval Δt has to be unequal as shown in FIG. 3D. For the above reasons, when the measurement axis is converted from the constant sampling interval Δt to Δx, Δx should be an unequal interval which is the actual moving distance. However, when the measurement axis is converted from the constant sampling interval Δt to the movement distance Δx of the metal core, the measurement axis is converted to an equal interval, that is, a movement distance different from the original movement distance. As a result, it is observed as a shape as indicated by a broken line in FIG.

2つ目としては、先に述べたように、以下の(a)〜(c)の要因により生じていた。(a)外径測定器がダイノズルの外側に設置されること。(b)弾性ローラの形状がダイノズル内のどこで形成されるか正確に把握できないこと。(c)複数本の芯金が連続して弾性ローラが成形されるため本来の芯金の移動速度とは異なる速度で外径測定器を通過すること。つまり、一定のサンプリング時間間隔Δtで弾性ローラの外径を測定する場合、
外径を測定した時点での芯金の移動速度が、形状が形成された時点での芯金の移動速度と異なる。そのため、外径を測定する周期と外径測定器を通過する芯金の移動距離の周期にズレを生じることによって本来測定されるべき形状とは、異なる形状で観察されていた。よって従来のように一定のサンプリング時間間隔でクラウン形状に成形される弾性ローラの外径を測定している場合には、単位時間あたりに外径測定器を通過する芯金の長さが異なることになる。さらに本来の芯金の移動速度とは異なる速度で、外径測定器を通過することとなる。そのため、芯金の移動距離を把握した上で弾性ローラの外径を測定していないために、測定誤差を生じてしまう。上記のような理由によりクラウン形状をもつ弾性ローラの外径プロファイルは、単位時間あたりの測定では、正確な弾性ローラのゴム膜厚プロファイルを得ることができない。つまり芯金の移動距離を計算するもしくは測定する工程がないためである。
Second, as described above, it was caused by the following factors (a) to (c). (A) An outer diameter measuring device is installed outside the die nozzle. (B) It is impossible to accurately grasp where the shape of the elastic roller is formed in the die nozzle. (C) Since the elastic roller is formed by continuously forming a plurality of cores, it passes through the outer diameter measuring instrument at a speed different from the original moving speed of the core. That is, when measuring the outer diameter of the elastic roller at a constant sampling time interval Δt,
The moving speed of the metal core when the outer diameter is measured is different from the moving speed of the metal core when the shape is formed. Therefore, it has been observed in a shape different from the shape to be originally measured by causing a deviation between the cycle of measuring the outer diameter and the cycle of the moving distance of the core metal passing through the outer diameter measuring instrument. Therefore, when measuring the outer diameter of an elastic roller molded into a crown shape at a constant sampling time interval as in the past, the length of the core bar that passes through the outer diameter measuring device per unit time is different. become. Furthermore, it passes through the outer diameter measuring device at a speed different from the original moving speed of the cored bar. Therefore, since the outer diameter of the elastic roller is not measured after grasping the moving distance of the cored bar, a measurement error occurs. For the reasons described above, the outer diameter profile of the elastic roller having a crown shape cannot obtain an accurate rubber film thickness profile of the elastic roller by measurement per unit time. That is, there is no step of calculating or measuring the moving distance of the cored bar.

よって、クロスヘッドへの該芯金の送り速度または引取り速度を変化させることにより、該芯金の各々について、その周囲がゴム混合物の層で被覆された芯金の複数本を製造する工程を含む弾性ローラの製造方法において、本出願は次のことを目的とする。   Therefore, by changing the feed rate or take-up speed of the core bar to the crosshead, a step of manufacturing a plurality of core bars each of which is coated with a rubber mixture layer for each of the core bars In the manufacturing method of the elastic roller including, this application aims at the following.

本出願に係る発明の目的は、上記の弾性ローラの製造方法において、成形時に各弾性ローラの長さ方向においてゴム層の膜厚プロファイルを正確な形状が得ることができる弾性ローラの製造方法を提供することにある。   An object of the invention according to the present application is to provide a method for manufacturing an elastic roller in which, in the elastic roller manufacturing method, an accurate shape can be obtained in the film thickness profile of the rubber layer in the length direction of each elastic roller during molding. There is to do.

上記目的を達成するため、本出願に係る第1の発明は、クロスヘッドの芯金供給孔に複数本の芯金を直列かつ連続的に供給すると共に、該クロスヘッドに接続した押出機から、溶融したゴム混合物を該クロスヘッドに供給することによって、周囲がゴム混合物の層で被覆された芯金の複数本を製造する工程を含む弾性ローラの製造方法であって、
(1)該クロスヘッドへの該芯金の送り速度または引取り速度を変化させることにより、該芯金の各々について、その周囲を被覆するゴム混合物の膜厚を異ならせる工程と、
(2)該クロスヘッドの出口に設けた外径測定器を用いてゴム混合物の層で被覆された芯金の外径を測定する工程とを含み、
該工程(2)は、該芯金の一定の移動距離ごとに該外径を測定することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the first invention according to the present application is to supply a plurality of core bars in series and continuously to a core bar supply hole of a cross head, and from an extruder connected to the cross head, A method for producing an elastic roller, comprising: supplying a molten rubber mixture to the crosshead to produce a plurality of core bars coated with a layer of the rubber mixture.
(1) changing the film thickness of the rubber mixture covering the periphery of each of the core bars by changing the feed rate or the take-up speed of the core bar to the crosshead;
(2) measuring the outer diameter of the core metal coated with the rubber mixture layer using an outer diameter measuring device provided at the outlet of the crosshead,
The step (2) is characterized in that the outer diameter is measured at every fixed movement distance of the cored bar.

本出願に係る第2の発明は、第1の発明の工程(2)において、該芯金の移動距離を、該芯金自体の移動の距離を測定して検知することを特徴とする。   The second invention according to the present application is characterized in that, in the step (2) of the first invention, the movement distance of the metal core is detected by measuring the movement distance of the metal core itself.

以上説明したように、本発明によれば、上記のように、所望の芯金の移動量を基準としてクロスヘッドの出口に設けた外径測定器により弾性ローラの外径を測定している。そのため、所定のサンプリング時間間隔で外径を測定する場合と異なり、弾性ローラの長さ方向の膜厚プロファイルを正確に得ることができる。すなわち芯金の速度が変化する場合でも、弾性ローラの長さ方向での測定位置の誤差を抑制することができる。   As described above, according to the present invention, as described above, the outer diameter of the elastic roller is measured by the outer diameter measuring instrument provided at the outlet of the crosshead with reference to the desired amount of movement of the metal core. Therefore, unlike the case where the outer diameter is measured at a predetermined sampling time interval, the film thickness profile in the length direction of the elastic roller can be obtained accurately. That is, even when the speed of the core metal changes, it is possible to suppress an error in the measurement position in the length direction of the elastic roller.

本発明を適用可能な押出機の模式図である。It is a schematic diagram of the extruder which can apply this invention. 本発明を適用可能なクロスヘッドダイの出口部の拡大図である。It is an enlarged view of the exit part of the crosshead die which can apply the present invention. 本発明の課題を説明する芯金速度および外径の関係の模式図である。It is a schematic diagram of the relationship between the core metal speed and the outer diameter for explaining the problem of the present invention. 本発明の課題を説明する外径の模式図である。It is a schematic diagram of the outer diameter explaining the subject of this invention. 本発明を適用可能な芯金の移動距離を検出する手段を説明する例の模式図である。It is a schematic diagram of the example explaining the means which detects the movement distance of the metal core which can apply this invention. 本発明を適用可能な芯金の移動距離を検出する手段を説明する例の模式図である。It is a schematic diagram of the example explaining the means which detects the movement distance of the metal core which can apply this invention. 実施例1の結果を説明する図である。It is a figure explaining the result of Example 1. FIG. 実施例2、3及び比較例1の結果の説明図である。It is explanatory drawing of the result of Example 2, 3 and the comparative example 1. FIG.

以下、各発明について更に詳細に説明する。   Hereinafter, each invention will be described in more detail.

(弾性ローラ)
なお本発明において、「クラウン形状」とは、芯金の長さ方向の両端部から中央部に向かうにつれて徐々にゴム層の外径が拡径している形状のことであり、中央部に外径が芯金の長さ方向に沿って一定となっている部分があるものも含む意味である。逆クラウン形状とは芯金の長さ方向の両端部から中央部に向かうにつれて徐々にゴム層の外径が縮径している形状(鼓形状ともいう)のこという。
(Elastic roller)
In the present invention, the term “crown shape” refers to a shape in which the outer diameter of the rubber layer gradually increases from both ends in the length direction of the core metal toward the center portion. It also means that there is a portion where the diameter is constant along the length direction of the cored bar. The inverted crown shape refers to a shape (also referred to as a drum shape) in which the outer diameter of the rubber layer is gradually reduced from both ends in the length direction of the core bar toward the center.

(弾性ローラの製造方法)
本発明の第1の態様に係る弾性ローラの製造方法について説明する。
(Method for producing elastic roller)
The manufacturing method of the elastic roller which concerns on the 1st aspect of this invention is demonstrated.

本発明に係る、芯金の周囲がゴム混合物の層で被覆された弾性ローラの製造方法は、クロスヘッドを用いる方法である。具体的には、クロスヘッドの芯金供給孔に複数本の芯金を直列かつ連続的に供給すると共に、該クロスヘッドに接続した押出機から、溶融したゴム混合物を該クロスヘッドに供給することで製造する。そして、本発明の特徴は、下記(1)及び(2)の工程を有することにある。
(1)クロスヘッドへの芯金の送り速度または引取り速度を変化させることにより、芯金の各々について、その周囲を被覆するゴム混合物の膜厚を異ならせる工程。
(2)クロスヘッドの出口に設けた外径測定器を用いてゴム混合物の層で被覆された芯金の外径を芯金の一定の移動距離ごとに測定する工程。
さらに、本発明の第2の態様に係る弾性ローラの製造方法では、前記工程(2)は、芯金の移動距離を、芯金自体の移動の距離を測定して検知して外径を測定する工程を含むことを特徴とする。
The manufacturing method of the elastic roller according to the present invention in which the periphery of the metal core is covered with a layer of a rubber mixture is a method using a cross head. Specifically, a plurality of metal cores are supplied in series and continuously to the metal core supply hole of the cross head, and a molten rubber mixture is supplied to the cross head from an extruder connected to the cross head. Manufactured by. And the characteristics of this invention have in the process of following (1) and (2).
(1) A step of varying the film thickness of the rubber mixture covering the periphery of each of the core bars by changing the feed rate or the take-up speed of the core bar to the cross head.
(2) A step of measuring the outer diameter of the cored bar covered with the rubber mixture layer by using an outer diameter measuring device provided at the outlet of the crosshead at every constant moving distance of the cored bar.
Furthermore, in the elastic roller manufacturing method according to the second aspect of the present invention, in the step (2), the outer diameter is measured by detecting the movement distance of the core metal by measuring the movement distance of the core metal itself. Including the step of:

(クロスヘッドを用いる弾性ローラの製造方法)
ゴム材料と添加剤を配合し混練して調製された未加硫ゴム組成物を、芯金とともに押出すことで芯金上に未加硫ゴム組成物を被覆させる工程を説明する。図1は、クロスヘッドを用いる弾性ローラの製造方法を模式的に示した説明図である。押出機1は、クロスヘッド2を備える。クロスヘッド2には、矢印a方向に回転している芯金送りローラ3によってクロスヘッド2の芯金供給孔に、複数本の芯金5を直列かつ連続的に供給する。材料投入口6から未加硫ゴム組成物は、押出機1に供給される。芯金ストッカー4に準備された芯金5は、送り速度を調整可能な芯金送りローラ3により、連続して芯金供給孔に送り込まれる。そして、クロスヘッド2に挿入された芯金5と同時に円筒状の未加硫のゴム組成物7を一体的に押出すことにより芯金の周囲を未加硫ゴム組成物7の層で被覆された芯金5が得られる。先行する芯金の後端に後続する芯金の先端が常に当接するように送り込まれていることが好ましい。つまり先行する芯金の後端と後続する芯金の先端とを常に当接することにより、これらの間に未加硫ゴム組成物7が侵入することがなくなり、芯金5の送り速度が安定し形状も安定することとなるためである。芯金は連続的にクロスヘッドに供給されるため、連続して芯金5に被覆された未加硫ゴム層を先行する芯金の後端と後続する芯金の先端の継ぎ目にて切断する引取り工程8を行う。さらに加硫工程(不図示)の後、端部のゴム層を定尺で切断・除去処理を行うことで弾性ローラを成形する。
(Method of manufacturing an elastic roller using a cross head)
A process of coating the unvulcanized rubber composition on the core bar by extruding an unvulcanized rubber composition prepared by mixing and kneading the rubber material and the additive together with the core bar will be described. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a method of manufacturing an elastic roller using a cross head. The extruder 1 includes a crosshead 2. To the cross head 2, a plurality of core bars 5 are serially and continuously supplied to the core bar supply holes of the cross head 2 by a core bar feed roller 3 rotating in the direction of arrow a. The unvulcanized rubber composition is supplied to the extruder 1 from the material charging port 6. The metal core 5 prepared in the metal core stocker 4 is continuously fed into the metal core supply hole by the metal core feed roller 3 whose feed rate can be adjusted. Then, a cylindrical unvulcanized rubber composition 7 is integrally extruded simultaneously with the core metal 5 inserted into the crosshead 2 so that the periphery of the core metal is covered with a layer of the unvulcanized rubber composition 7. A cored bar 5 is obtained. It is preferable that the trailing end of the preceding core bar is fed so that the leading end of the subsequent core bar always abuts. That is, by always abutting the rear end of the preceding metal core and the front end of the subsequent metal core, the unvulcanized rubber composition 7 does not enter between them, and the feed speed of the metal core 5 is stabilized. This is because the shape is also stabilized. Since the core metal is continuously supplied to the crosshead, the unvulcanized rubber layer continuously coated on the core metal 5 is continuously cut at the joint between the rear end of the preceding core metal and the front end of the subsequent core metal. A take-off step 8 is performed. Further, after the vulcanization step (not shown), the elastic roller is formed by cutting and removing the rubber layer at the end portion with a standard length.

前記の弾性ローラの芯金5として使用する材質は、ニッケルメッキやクロムメッキしたSUM材等の鋼材を含むステンレススチール棒、リン青銅棒、アルミニウム棒、耐熱樹脂棒等が好ましいが、特にこれらに限定されるものではない。   The material used as the core 5 of the elastic roller is preferably a stainless steel rod, a phosphor bronze rod, an aluminum rod, a heat-resistant resin rod or the like including a steel material such as a nickel-plated or chrome-plated SUM material. Is not to be done.

本発明で使用されるゴム層を形成するためのゴム材料としては以下のものが挙げられる。天然ゴム、エピクローラヒドリンゴム、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、ニトリルブタジエンゴム(NBR)、エチレン−プロピレンゴム(EPDM)、ブチルゴム、クロロプレンゴム(CR)、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッソゴム、塩素ゴム、熱可塑エラストマー等。これらはいずれでも良く、単体もしくはブレンドして用いることもできる。   Examples of the rubber material for forming the rubber layer used in the present invention include the following. Natural rubber, epicrawler hydrin rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), nitrile rubber, nitrile butadiene rubber (NBR), ethylene-propylene rubber (EPDM), butyl rubber, chloroprene rubber (CR), silicone rubber, urethane rubber , Fluorine rubber, chlorine rubber, thermoplastic elastomer, etc. Any of these may be used alone or in a blended form.

またゴム材料中には、導電剤を適宜使用することによって、その導電性を所定の値にすることができる。ゴムローラの電気抵抗は、導電剤の種類および使用量を適宜選択することによって調整することができる。前記ゴム原料中に導電剤として分散させる導電性粒子の例を以下に挙げる。カーボンブラック、グラファイト、金属酸化物(TiO2、SnO2、ZnO等)の粒子等。また導電性ポリマー、イオン導電剤などを前記導電性粒子と併用して導電性を付与しても良い。また上記ゴム原料には、無機または有機の充填剤や架橋剤を添加してもよい。 In the rubber material, the conductivity can be set to a predetermined value by appropriately using a conductive agent. The electrical resistance of the rubber roller can be adjusted by appropriately selecting the type and amount of the conductive agent. Examples of conductive particles dispersed as a conductive agent in the rubber raw material are given below. Carbon black, graphite, particles of metal oxide (TiO 2 , SnO 2 , ZnO, etc.). Moreover, you may provide electroconductivity using a conductive polymer, an ionic conductive agent, etc. together with the said electroconductive particle. In addition, an inorganic or organic filler or a crosslinking agent may be added to the rubber raw material.

(工程1)
クロスヘッド2への芯金5の送り速度または周囲にゴム層が被覆された芯金5の引取り速度を変化させることにより、クロスヘッド2に連続的に供給される芯金5の各々について、その周囲を被覆するゴム組成物の膜厚を異ならせる工程を説明する。クロスヘッド押出装置(押出機1とクロスヘッドダイ2とを備えたゴムローラ成形装置をいう)のクロスヘッドダイ2により芯金5に被覆されるゴム量(ゴム層厚さ)は、未加硫ゴム組成物7の供給量を一定とすると芯金の移動速度に反比例する。クロスヘッド2の出口のダイノズル11における芯金の移動速度がダイノズルを通過する未加硫ゴム組成物の吐出速度よりも速い場合には、クロスヘッドダイによって円筒状に押出された未加硫ゴム組成物は芯金の周囲に引き伸ばされながら被覆されつつ移動する。そのため、ゴム層の厚さはダイスウェルした厚さより薄くなる。つまり芯金の移動速度を調整することによりゴム層の厚さは、厚くまたは薄く調整することができる。芯金の移動速度は、クロスヘッドへの芯金の送り速度を変化させる、もしくは周囲にゴム層が被覆された芯金の引取り速度を変化させることで調整するこができる。
(Process 1)
For each of the core bars 5 continuously supplied to the cross head 2 by changing the feeding speed of the core bar 5 to the cross head 2 or the take-up speed of the core bar 5 covered with a rubber layer, The process of varying the film thickness of the rubber composition covering the periphery will be described. The amount of rubber (rubber layer thickness) covered on the core metal 5 by the cross head die 2 of the cross head extrusion device (referred to as a rubber roller molding device including the extruder 1 and the cross head die 2) is unvulcanized rubber. If the supply amount of the composition 7 is constant, it is inversely proportional to the moving speed of the metal core. When the moving speed of the metal core in the die nozzle 11 at the exit of the crosshead 2 is faster than the discharge speed of the unvulcanized rubber composition passing through the die nozzle, the unvulcanized rubber composition extruded into a cylindrical shape by the crosshead die The object moves while being covered while being stretched around the cored bar. Therefore, the thickness of the rubber layer is thinner than the die swelled thickness. That is, the thickness of the rubber layer can be adjusted to be thicker or thinner by adjusting the moving speed of the cored bar. The moving speed of the cored bar can be adjusted by changing the feeding speed of the cored bar to the cross head or by changing the take-up speed of the cored bar covered with the rubber layer.

このようにクロスヘッドダイ2を用いて芯金5に未加硫ゴム組成物を円筒状に被覆する場合、未加硫ゴム組成物7の押出量を一定として、芯金5の移動速度をその芯金5の長さ方向の部位により変化させる。そうすることにより、芯金の長さ方向の部位により未加硫ゴム組成物7の膜厚すなわち円筒状の外径を長手方向に沿って変化させた弾性ローラを製造することができる。芯金5の移動速度をその芯金の長さ方向の部位により変化させることにより、外径プロファイルがクラウン形状、逆クラウン形状、テーパ形状、台形形状などに形成された弾性ローラが得られる。なお、芯金5の送り速度は、予め芯金5の一端部、中央部、他端部にわたる各部位の所定の速度をプログラミングされた送り手段(例えば、芯金送りローラ3)により制御することができる。また芯金の引取り速度は、芯金1の一端部、中央部、他端部にわたる各部位の所定の速度をプログラミングされた引取り手段にて同様に制御することができる。例えば、芯金5の送り速度変化させて、クラウン形状を持つ弾性ローラを作成する場合の、クロスヘッドへの芯金の送り速度の例を図3(a)に示す。横軸は芯金の長さ方向、縦軸は芯金の送り速度[mm/s]を示している。図3(a)からもわかるように、クラウン形状の場合には、芯金の移動速度を、芯金の一端部では高速とし中央部に至るに従って緩やかに低速とし、更に前記中央部から他端部に至るに従って緩やかに高速とする。このように移動速度を変化させることにより、被覆される未加硫ゴム組成物の膜厚は、両端部では薄く、中央部では厚く、いわゆるクラウン形状のゴムローラを製造することができる。   When the unvulcanized rubber composition is coated on the core metal 5 in a cylindrical shape using the crosshead die 2 in this way, the amount of unvulcanized rubber composition 7 extruded is constant and the moving speed of the core metal 5 is It changes with the site | part of the length direction of the metal core 5. FIG. By doing so, it is possible to manufacture an elastic roller in which the thickness of the unvulcanized rubber composition 7, that is, the cylindrical outer diameter is changed along the longitudinal direction by the lengthwise portion of the cored bar. By changing the moving speed of the cored bar 5 depending on the lengthwise portion of the cored bar, an elastic roller whose outer diameter profile is formed in a crown shape, an inverted crown shape, a tapered shape, a trapezoidal shape or the like is obtained. The feeding speed of the cored bar 5 is controlled by a feeding means (for example, the cored bar feeding roller 3) in which the predetermined speeds of the respective parts over the one end part, the central part and the other end part of the cored bar 5 are programmed in advance. Can do. Further, the take-up speed of the core bar can be similarly controlled by a take-up means programmed with a predetermined speed of each part over one end part, the central part and the other end part of the core bar 1. For example, FIG. 3A shows an example of the feeding speed of the core metal to the cross head when the elastic roller having the crown shape is produced by changing the feeding speed of the core metal 5. FIG. The horizontal axis indicates the length direction of the cored bar, and the vertical axis indicates the feed rate [mm / s] of the cored bar. As can be seen from FIG. 3 (a), in the case of the crown shape, the moving speed of the cored bar is increased at one end of the cored bar and is gradually decreased toward the central part, and further from the central part to the other end. The speed is gradually increased as it reaches the section. By changing the moving speed in this way, the film thickness of the unvulcanized rubber composition to be coated is thin at both ends and thick at the center, and a so-called crown-shaped rubber roller can be manufactured.

上記の例では、未加硫ゴム組成物7の吐出量を一定として、芯金5の移動速度を変化させる場合を説明した。それ以外にも、芯金5の移動速度を一定として、クロスヘッドダイ2からの未加硫ゴム組成物7の吐出量を変化させることでも、芯金5の周囲に被覆されるゴム層の厚さを調整することもできる。さらに所望の形状を得るために、送り速度や引取り速度を変化させる場合と組合せてもよい。   In the above example, the case where the moving speed of the metal core 5 is changed while the discharge amount of the unvulcanized rubber composition 7 is constant has been described. In addition, the thickness of the rubber layer coated around the core metal 5 can also be changed by changing the discharge rate of the unvulcanized rubber composition 7 from the crosshead die 2 while keeping the moving speed of the core metal 5 constant. You can also adjust the height. Furthermore, in order to obtain a desired shape, it may be combined with a case where the feed rate or the take-up rate is changed.

(工程2)
クロスヘッドの出口に設けた外径測定器を用いてゴム混合物の層で被覆された芯金の外径を芯金の一定の移動距離ごとに測定する工程を説明する。
(Process 2)
The process of measuring the outer diameter of the cored bar covered with the rubber mixture layer for each constant moving distance of the cored bar using an outer diameter measuring device provided at the outlet of the crosshead will be described.

(外径の測定方法)
図1に示すようにローラの外径を測定する外径測定器9は、クロスヘッド2のダイノズル部に設置することが好ましい。外径測定器9としては、各種の公知の変位センサや外径測定器などを用いることができる。未加硫ゴムの表面に外径測定時のキズ等を付けない観点から、レーザ方式や超音波方式の非接触方式の外径測定器を用いることが好ましい。例えば本発明に用いる外径測定器9として、キーエンス社製LS−7500およびLS−7030Mを使用して、弾性ローラの外径を測定することができる。
(Measurement method of outer diameter)
As shown in FIG. 1, the outer diameter measuring device 9 for measuring the outer diameter of the roller is preferably installed in the die nozzle portion of the crosshead 2. As the outer diameter measuring device 9, various known displacement sensors, outer diameter measuring devices, and the like can be used. From the viewpoint of not scratching the surface of the unvulcanized rubber when measuring the outer diameter, it is preferable to use a laser or ultrasonic non-contact type outer diameter measuring instrument. For example, as the outer diameter measuring instrument 9 used in the present invention, LS-7500 and LS-7030M manufactured by Keyence Corporation can be used to measure the outer diameter of the elastic roller.

芯金の移動量ごとに外径を測定するためには、ゴムとともに押出される芯金の長さ方向の位置を把握する必要がある。上記の(工程2)で説明したように芯金の移動速度は、クロスヘッド2への芯金の送り速度を変化させる、もしくは周囲にゴム層が被覆された芯金の引取り速度を変化させることで調整するこができる。よって予め所望の速度プロファイルに設定した芯金の長さ方向での移動速度がわかる。この速度プロファイルを使用して、予め所望の芯金の移動量あるいは芯金の位置となる時間を、芯金の長さ方向に分割した分だけ算出する。芯金の長さ方向で等間隔に外径測定位置を設定する場合、各位置での時間間隔は、芯金の長さ方向の移動速度が異なるため、一定の時間とはならない。このようにして算出された時間間隔をもとに、クロスヘッド出口に設置された外径測定器により芯金の周囲にゴム層が被覆された弾性ローラの外径を測定することで、芯金の長さ方向でのゴム層の外径プロファイルを得ることができる。また芯金一本あたりの分割数が多い方が、弾性ローラの外径測定点が増えることになるため、より詳細な弾性ローラのゴム層の外径プロファイルが得られることとなるために好ましい。   In order to measure the outer diameter for each movement amount of the core metal, it is necessary to grasp the position in the length direction of the core metal extruded together with the rubber. As described in (Step 2) above, the moving speed of the cored bar changes the feeding speed of the cored bar to the cross head 2 or changes the take-up speed of the cored bar covered with a rubber layer. Can be adjusted. Therefore, the moving speed in the length direction of the core bar set in advance in a desired speed profile is known. Using this speed profile, the amount of movement of the desired metal core or the time for the position of the metal core is calculated in advance by the amount divided in the length direction of the metal core. When the outer diameter measurement positions are set at equal intervals in the length direction of the cored bar, the time interval at each position is not a fixed time because the moving speed in the length direction of the cored bar is different. Based on the time interval calculated in this way, the outer diameter of the elastic roller with the rubber layer coated around the core metal is measured by the outer diameter measuring device installed at the outlet of the crosshead. The outer diameter profile of the rubber layer in the length direction can be obtained. A larger number of divisions per cored bar is preferable because the outer diameter measurement point of the elastic roller is increased, and a more detailed outer diameter profile of the rubber layer of the elastic roller can be obtained.

芯金の移動距離の検出方法としては、芯金の送り速度がからあらかじめ算出しておくことができる。例えば、芯金送りローラの回転は、芯金の送り速度に変化を与えるために、予め芯金の一端部、中央部、他端部にわたる各部位で所定の速度となるようプログラミングされている。この所定の芯金の速度を調速プロファイルと呼ぶ。この調速プロファイルから所定の芯金の移動距離となるような、サンプリング時間の間隔をあらかじめ算出しておく。このとき弾性ローラをクラウン形状とするためには、芯金の調速プロファイルは、芯金の一端部で速度が速く中央部に向かうにつれて徐々に速度が遅くなり、他端部に向けて徐々に速度が速くなる。そのため、例えば一定の芯金の移動距離とする場合には、一端部で測定間隔が短く、中央部向かうにつれて徐々に測定間隔が長くなり、他端部に向けて徐々に測定間隔が短くなる、不等間隔サンプリングとなる。この不等間隔サンプリングで弾性ローラの外径を芯金1本毎に周期的に測定することで、芯金の移動距離が一定の状態で弾性ローラの外径を測定することができ、正確な弾性ローラのゴム層の膜厚プロファイルを得ることができる。   As a method for detecting the movement distance of the cored bar, the cored bar feed speed can be calculated in advance. For example, the rotation of the cored bar feed roller is programmed in advance so as to have a predetermined speed at each part over one end, the center and the other end of the cored bar in order to change the feed rate of the cored bar. This predetermined core metal speed is called a governing profile. A sampling time interval is calculated in advance from the speed control profile so as to be a predetermined movement distance of the cored bar. At this time, in order to make the elastic roller into a crown shape, the speed control profile of the cored bar increases in speed at one end of the cored bar and gradually decreases toward the central part and gradually toward the other end. Increases speed. Therefore, for example, in the case of a constant core metal movement distance, the measurement interval is short at one end, the measurement interval gradually increases toward the center, and the measurement interval gradually decreases toward the other end. Unequally spaced sampling. By periodically measuring the outer diameter of the elastic roller for each cored bar by this unequal interval sampling, the outer diameter of the elastic roller can be measured with a constant moving distance of the cored bar. A film thickness profile of the rubber layer of the elastic roller can be obtained.

またその他の芯金の移動量の検出方法としては、各種の公知の距離計および変位計および回転計などを用いることができる。例えば芯金の送りローラに同期して回転するようにロータリーエンコーダを設置する場合について、図5を用いて説明する。芯金送りローラ3の回転は、芯金の送り速度に変化を与えるために、予め芯金の一端部、中央部、他端部にわたる各部位で所定の速度となるようプログラミングされている。そのため一定の回転速度とはならない。しかしながらロータリーエンコーダによって芯金の送りローラの回転角度を検出することで、送りローラの半径と回転角度から間接的に芯金の移動量が検出可能となる。所望の芯金の移動量が検出されるごとに、ダイス出口に設置された外径測定器によりその時の弾性ローラの外径を測定する。ロータリーエンコーダのサイズとしては、芯金送りローラの回転を妨げないように、芯金送りローラと同等もしくはそれよりも小さなサイズとすることが好ましい。上記の例では、芯金の送りローラに同期して回転するように、ロータリーエンコーダを設置する場合を例に挙げたが、芯金の送りローラとは別に芯金に接触し従動回転するローラを設置し、該ローラの回転をロータリーエンコーダにより検出する方式としてもよい。   As other methods for detecting the amount of movement of the metal core, various known distance meters, displacement meters, tachometers, and the like can be used. For example, a case where a rotary encoder is installed so as to rotate in synchronization with a core metal feed roller will be described with reference to FIG. The rotation of the cored bar feed roller 3 is programmed in advance so as to have a predetermined speed at each part extending over one end, the center and the other end of the cored bar in order to change the feed rate of the cored bar. Therefore, the rotation speed is not constant. However, by detecting the rotation angle of the core metal feed roller by the rotary encoder, the amount of movement of the core metal can be detected indirectly from the radius and rotation angle of the feed roller. Each time a desired amount of movement of the metal core is detected, the outer diameter of the elastic roller at that time is measured by an outer diameter measuring device installed at the die outlet. The size of the rotary encoder is preferably equal to or smaller than that of the core metal feed roller so as not to hinder the rotation of the core metal feed roller. In the above example, the rotary encoder is installed so as to rotate in synchronization with the core metal feed roller. However, the roller that contacts and rotates the core metal separately from the core metal feed roller. It is good also as a system which installs and detects rotation of this roller with a rotary encoder.

また他の芯金移動量検出方法としては、芯金を直接、速度計を使用した距離検出または距離計を使用して芯金の移動量を測定し、所望の移動量が検出されるごとに、弾性ローラの外径を測定する方式でもよい。また予め芯金に所望の間隔でマーキングを施しておき、このマーキングを検出するごとに弾性ローラの外径を測定する方式としてもよい。図6を用いて説明する。図から分かるように芯金にあらかじめマーキングを施しておき、別途設置したマーキング検知センサ14にて、マーキングの有無を検出する。マーキング検知センサ14による芯金のマーキングの検出信号をもとに、ローラの外径を測定することで、所望の移動量ごとに、ローラの外径を測定することができる。ここでいうマーキングとは、塗料によってラインを描く、芯金をけがいて溝をつける等、他の部分と異なる箇所を設けることをいう。   As another method for detecting the amount of movement of the mandrel, the mandrel can be directly detected using a distance detector or a distance meter to measure the amount of movement of the mandrel, and each time a desired amount of movement is detected. Alternatively, a method of measuring the outer diameter of the elastic roller may be used. Moreover, it is good also as a system which gives a marking to the metal core in advance at a desired interval and measures the outer diameter of the elastic roller each time this marking is detected. This will be described with reference to FIG. As can be seen from the figure, the cored bar is marked in advance, and the presence or absence of marking is detected by a separately installed marking detection sensor 14. By measuring the outer diameter of the roller based on the detection signal of the marking of the cored bar by the marking detection sensor 14, the outer diameter of the roller can be measured for each desired movement amount. Marking here refers to providing a different part from other parts, such as drawing a line with a paint, scoring a metal core, and making a groove.

一定のサンプリング間隔によって外径を測定する場合と異なり、所望の芯金の移動量ごとに弾性ローラの外径が測定されているため、演算の必要なく芯金の長さ方向での弾性ローラのゴム層の膜厚プロファイルを得ることができる。例えば送りローラによってクロスヘッドダイへ芯金を送る場合、送りローラの磨耗などによって芯金へのトルクの伝達が弱くなり、実際の芯金の送り速度が所望の速度にならないことがある。そのため、芯金の移動量を直接測定する方がより好ましい。   Unlike the case where the outer diameter is measured at a certain sampling interval, the outer diameter of the elastic roller is measured for each desired amount of movement of the core metal, so that the elastic roller in the length direction of the core metal is not required for calculation. A film thickness profile of the rubber layer can be obtained. For example, when the core metal is fed to the crosshead die by the feed roller, the transmission of torque to the core metal is weakened due to wear of the feed roller, and the actual feed speed of the core metal may not be a desired speed. Therefore, it is more preferable to directly measure the movement amount of the cored bar.

またその他の方法として、レーザードップラー測定器を用いることもできる。   As another method, a laser Doppler measuring device can also be used.

上記で説明した本発明の弾性ローラの製造方法を、実施例と比較例とによりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。   The method for producing the elastic roller of the present invention described above will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these.

〔実施例1〕
使用する未加硫ゴム組成物の組成を以下に示す。
〈未加硫ゴム組成物の作製〉
アクリルニトリルブタジエンゴム(商品名「NIPOL N230SV」:JSR(株)製)100質量部に対して、以下の(a)の材料リストに記載した材料を加えて加圧式ニーダーで15分間混練した。更に、以下の(b)の材料リストに記載した材料を加えて,15分間オープンローラで混練して未加硫ゴム組成物を作製した。以降特に記載がない場合は、すべてこの未加硫ゴム組成物を未加硫ゴム組成物として使用した。
(a)の材料リスト
・カーボンブラック(商品名「トーカブラック#7360SB」:東海カーボン製、DBP吸油量87) 48質量部、
・ステアリン酸亜鉛1質量部、
・酸化亜鉛(酸化亜鉛二種 正同化学)5質量部
・炭酸カルシウム(商品名「ナノックス#30」:丸尾カルシウム(株)製)20質量部
(b)の材料リスト
・ジベンゾチアゾリルジスルフィド(商品名「ノクセラーDM−P」:大内新興化学(株)製) 1質量部
・テトラベンジルチウラムジスルフィド(商品名「ノクセラーTBZTD」:大内新興化学(株)製) 4.5質量部
・硫黄(加硫剤)1.2質量部
〈ゴムローラの作製〉
外径がφ6mm、長さ250mmのあらかじめ両端部12mmを除いた領域に接着剤が塗布された汎用快削鋼であるSUM24の芯金を用意した。接着剤は導電性があるホットメルトタイプのものを用いた。クロスヘッド押出装置として、図1に示す構成の装置を用いた。汎用のゴム用押出機(三葉製作所製の45mm押出機)と、ダイノズル内径がφ9.0mmであるクロスヘッドダイとを用いた。外径測定器としては、キーエンス社製LS−7500およびLS−7030Mを使用し、クロスヘッドダイの出口から約20mmの位置に設置した。押出機1(図1)による未加硫ゴム組成物の吐出速度(単位時間あたりの押出量)を、以下で示す送り速度で所定の弾性ローラの外径となるように押出機のスクリュー回転数を約10.5rpmとした。芯金の周囲に被覆されたゴム層の外形プロファイルをクラウン形状に成形するため、芯金の1本中の移動速度が変化するように、芯金送りローラに予めプログラミングした。図7(a)には芯金の送り速度すなわち、芯金1本中の移動速度を変化させ、芯金の各位置(部位)がダイノズル11より押出される速度(移動速度)を表す。芯金1の両端部(芯金位置:0mmと250mmの位置)では、その送り速度は24.0mm/sであり、中央部の方向に向かうに従って徐々に送り速度を低下させて中央部(芯金位置:125)では20.4mm/sとした。このように調整することで、ゴムローラの両端部(芯金位置:0mmと250mmの位置)の外径は約8.35mmとなる。また、中央部の方向に向かうに従ってゴムローラの外径は緩やかに大きくなって中央部(芯金位置:125mm)では約8.60mmとなる。そのため、緩やかなクラウン形状が形成される。芯金の移動速度を芯金送りローラにより連続的にクロスヘッドに挿入される芯金1本毎に周期的に与える。この実施例では図1に示すように、後続する芯金により、先行する芯金の後端を後押しして移動する。そのため、先行する芯金の後端と後続の芯金の先端とは常に当接して、これらの間に未加硫ゴム組成物が侵入することがなく、先行する芯金は後続する芯金の移動速度の変化に同調して、この速度に対応して変化した外径を有するゴムローラを形成した。弾性ローラの成形中にダイ出口の外径測定器によって測定した外径と、その後160℃で1h加硫した弾性ローラの形状を各位置における外径を測定および比較した結果を図7(c)に示す。図かわかるように、弾性ローラは、加硫後に成形時よりも外径が収縮してしまう。しかしながら芯金の長さ方向の外径のプロファイルに変化がないことがわかる。外径の測定は、芯金の移動量が5mmピッチとなるように、予め芯金送りローラにプログラミングした芯金の移動速度のプロファイルから、芯金の方向の各位置における5mmピッチとなるよう、算出した測定時間間隔を用いて芯金毎に連続的に周期的に測定した。そのときの測定時間間隔を図7(b)に示す。もちろん、中央部で送り速度を速くして緩やかな逆クラウン形状にすることもできる、一端から他端まで順次送り速度を上げてテーパ状のゴムローラを作ることもできる。
[Example 1]
The composition of the unvulcanized rubber composition used is shown below.
<Preparation of unvulcanized rubber composition>
Materials described in the following material list (a) were added to 100 parts by mass of acrylonitrile butadiene rubber (trade name “NIPOL N230SV”: manufactured by JSR Corporation), and kneaded for 15 minutes with a pressure kneader. Further, the materials described in the following material list (b) were added and kneaded with an open roller for 15 minutes to prepare an unvulcanized rubber composition. Thereafter, unless otherwise specified, this unvulcanized rubber composition was used as an unvulcanized rubber composition.
Material list of (a) Carbon black (trade name “Toka Black # 7360SB”: Tokai Carbon, DBP oil absorption 87) 48 parts by mass,
-1 part by weight of zinc stearate,
-5 parts by mass of zinc oxide (Zinc Oxide Two Kinds of Chemical)-20 parts by mass of calcium carbonate (trade name "Nanox # 30" manufactured by Maruo Calcium Co., Ltd.) (b)-Dibenzothiazolyl disulfide ( Product name "Noxeller DM-P": manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) 1 part by mass, tetrabenzylthiuram disulfide (trade name "Noxeller TBZTD": manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) 4.5 parts by mass, sulfur (Vulcanizing agent) 1.2 parts by mass <Production of rubber roller>
A core metal of SUM24, which is a general-purpose free-cutting steel having an outer diameter of 6 mm and a length of 250 mm, in which an adhesive is applied to a region excluding both ends 12 mm, was prepared. The adhesive used was an electrically conductive hot melt type. An apparatus having the configuration shown in FIG. 1 was used as a crosshead extrusion apparatus. A general-purpose rubber extruder (45 mm extruder manufactured by Mitsuba Corporation) and a crosshead die having a die nozzle inner diameter of φ9.0 mm were used. As outer diameter measuring instruments, LS-7500 and LS-7030M manufactured by Keyence Corporation were used, and were installed at a position of about 20 mm from the outlet of the crosshead die. Screw speed of the extruder so that the discharge speed of the unvulcanized rubber composition (extrusion amount per unit time) by the extruder 1 (FIG. 1) becomes the predetermined outer diameter of the elastic roller at the feed rate shown below. Was about 10.5 rpm. In order to shape the outer profile of the rubber layer coated around the core metal into a crown shape, the core metal feed roller was programmed in advance so that the moving speed of one core metal was changed. FIG. 7A shows the speed (movement speed) at which each position (part) of the core metal is pushed out from the die nozzle 11 by changing the feed speed of the core metal, that is, the movement speed in one core metal. At both ends of the core 1 (core positions: 0 mm and 250 mm), the feed rate is 24.0 mm / s, and the feed rate is gradually lowered toward the center to reduce the center (core). In gold position: 125), it was set to 20.4 mm / s. By adjusting in this way, the outer diameter of both ends of the rubber roller (core metal positions: positions of 0 mm and 250 mm) is about 8.35 mm. Further, the outer diameter of the rubber roller gradually increases toward the center, and is about 8.60 mm at the center (core metal position: 125 mm). Therefore, a gentle crown shape is formed. The moving speed of the core metal is periodically given to each core metal inserted into the cross head continuously by the core metal feed roller. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the rear end of the preceding core is pushed and moved by the subsequent core. Therefore, the rear end of the preceding core bar and the leading end of the subsequent core bar always come into contact with each other, and the unvulcanized rubber composition does not enter between them. In synchronization with the change in the moving speed, a rubber roller having an outer diameter changed corresponding to this speed was formed. FIG. 7 (c) shows the result of measuring and comparing the outer diameter measured by the outer diameter measuring device at the die exit during the molding of the elastic roller and the outer diameter at each position of the shape of the elastic roller vulcanized at 160 ° C. for 1 h. Shown in As can be seen, the outer diameter of the elastic roller contracts after vulcanization compared to the molding. However, it can be seen that there is no change in the profile of the outer diameter in the length direction of the cored bar. The outer diameter is measured from the profile of the moving speed of the core bar programmed in advance on the core bar feed roller so that the amount of movement of the core bar becomes 5 mm pitch. Using the calculated measurement time interval, measurement was performed continuously and periodically for each cored bar. The measurement time interval at that time is shown in FIG. Of course, it is possible to increase the feed speed at the central portion to form a gentle inverted crown shape, and it is also possible to make a tapered rubber roller by sequentially increasing the feed speed from one end to the other end.

〔実施例2〕
図5に例示的に示すロータリーエンコーダを用いて芯金の移動量を検出する方法を用いて、ゴムローラのゴム層の外径プロファイルを連続的に測定した。図5のように芯金送りローラの回転に同期するように芯金送りローラの回転中心と同軸上にロータリーエンコーダを取付けてある。このとき芯金送りローラの直径を60mmとし、それと同等のサイズのロータリーエンコーダを使用した。よって芯金送りローラが予めプログラムされた回転を行うことで芯金の移動速度が変化する場合でも、芯金送りローラ半径とロータリーエンコーダによる芯金送りローラの回転角度の検出により、芯金送りローラ半径と回転角度の積から芯金の移動量が検知できる。外径の測定は、芯金の移動量が5mmピッチとなるように設定した。このとき実施例1と同じ組成の未加硫ゴム組成物と、クロスヘッド押出装置を用いて、実施例1と同様の芯金送りローラの条件で未加硫のゴムローラを形成し、外径を測定した。ゴムローラの外径が実施例1と同様なクラウン形状を形成したゴムローラを得た。成形中のゴムローラの各位置における外径を測定した結果と実施例1と同様に加硫した後のローラの形状を測定した結果を図8(a)に示す。
[Example 2]
The outer diameter profile of the rubber layer of the rubber roller was continuously measured using a method of detecting the amount of movement of the metal core using the rotary encoder illustrated in FIG. As shown in FIG. 5, a rotary encoder is mounted coaxially with the center of rotation of the core metal feed roller so as to synchronize with the rotation of the core metal feed roller. At this time, the diameter of the cored bar feed roller was set to 60 mm, and a rotary encoder of the same size was used. Therefore, even when the moving speed of the cored bar changes due to the pre-programmed rotation of the cored bar feeding roller, the cored bar feeding roller is detected by detecting the radius of the cored bar feeding roller and the rotation angle of the cored bar feeding roller by the rotary encoder. The amount of movement of the metal core can be detected from the product of the radius and the rotation angle. The measurement of the outer diameter was set so that the amount of movement of the core metal was 5 mm. At this time, using an unvulcanized rubber composition having the same composition as in Example 1 and a crosshead extrusion device, an unvulcanized rubber roller was formed under the same conditions of the core metal feed roller as in Example 1, and the outer diameter was It was measured. A rubber roller in which the outer diameter of the rubber roller had the same crown shape as in Example 1 was obtained. FIG. 8A shows the result of measuring the outer diameter at each position of the rubber roller during molding and the result of measuring the shape of the roller after vulcanization in the same manner as in Example 1.

〔実施例3〕
図6に例示的に示すように、クロスヘッドに送り込む芯金にマーキングをつけた芯金を使用し、ファイバーセンサにてマーキング位置を検出することにより芯金の移動量を直接検出する方法を用いて、ゴムローラのゴム層の外径プロファイルを連続的に測定した。このとき実施例1と同じ組成の未加硫ゴム組成物と、クロスヘッド押出装置を用いて、実施例1と同様の芯金送りローラの条件で未加硫のゴムローラを形成し、外径を測定した。実施例1と同様の芯金に5mmピッチでインクジェット式のマーキング装置を用い、芯金に対し黒色のマーキングを施した。さらにキーエンス社製反射型ファイバーセンサFU-20を使用して、金属面とマーキングの黒色との反射率の違いにより芯金のマーキング位置を検知し、それをもとにゴムローラの外径の測定を行った。成形中のゴムローラの各位置における外径の変化を測定した結果と実施例1と同様に加硫した後のローラの形状を測定した結果を図8(b)に示す。
Example 3
As shown in FIG. 6, a method of directly detecting the amount of movement of the metal core by using a metal core with a marking on the metal core to be fed into the cross head and detecting the marking position with a fiber sensor is used. The outer diameter profile of the rubber layer of the rubber roller was continuously measured. At this time, using an unvulcanized rubber composition having the same composition as in Example 1 and a crosshead extrusion device, an unvulcanized rubber roller was formed under the same conditions of the core metal feed roller as in Example 1, and the outer diameter was It was measured. A black marking was applied to the cored bar using an inkjet marking device at a pitch of 5 mm on the same cored bar as in Example 1. Furthermore, using the reflective fiber sensor FU-20 manufactured by Keyence, the marking position of the metal core is detected based on the difference in reflectance between the metal surface and the black marking, and the outer diameter of the rubber roller is measured based on that. went. FIG. 8B shows the result of measuring the change in outer diameter at each position of the rubber roller during molding and the result of measuring the shape of the roller after vulcanization in the same manner as in Example 1.

〔比較例1〕
このとき実施例1と同じ組成の未加硫ゴム組成物と、クロスヘッド押出装置を用いて、実施例1と同様の芯金送りローラの条件で未加硫のゴムローラを形成し、外径は、0.25秒毎の一定周期にて測定した。成形中のゴムローラの各位置における外径の変化を測定した結果と実施例1と同様に加硫した後のローラの形状を測定した結果を図8(c)に示す。図8(c)より加硫後のローラの形状とローラ成形時に測定された弾性ローラの形状に差があることがわかる。ローラの成形時に測定した外径データは、芯金の送り速度と外径測定器の位置の関係から、芯金の移動距離にズレが生じ、結果として非対称の形状として計測されてしまう。実際に成形されるローラの形状には影響がない。
[Comparative Example 1]
At this time, using an unvulcanized rubber composition having the same composition as in Example 1 and a crosshead extrusion device, an unvulcanized rubber roller was formed under the same core metal feed roller conditions as in Example 1, and the outer diameter was , And measured at a constant cycle every 0.25 seconds. FIG. 8C shows the result of measuring the change in outer diameter at each position of the rubber roller during molding and the result of measuring the shape of the roller after vulcanization in the same manner as in Example 1. FIG. 8 (c) shows that there is a difference between the shape of the vulcanized roller and the shape of the elastic roller measured at the time of roller molding. The outer diameter data measured at the time of molding the roller is shifted as a result of the movement of the cored bar due to the relationship between the feed speed of the cored bar and the position of the outer diameter measuring instrument, and as a result, is measured as an asymmetric shape. There is no influence on the shape of the roller actually formed.

しかしながら工場などで長時間にわたりローラ成形を行う場合においては、押出機の吐出量の変動等の影響による成形中のローラの形状が所望の範囲を外れることを抑制する為、成形中のローラ形状を測定値により押出機へのフィードバック制御することが一般的に行われている。   However, when performing roller molding at a factory for a long time, in order to prevent the shape of the roller being molded from deviating from the desired range due to fluctuations in the discharge amount of the extruder, In general, feedback control to an extruder is performed based on a measured value.

比較例1のように成形時に測定したローラ形状が加硫後のローラ形状と異なると、長時間のローラ成形を行う場合に、所望のローラ形状の範囲となるよう押出機の設定や芯金の送り速度を変化させるフィードバック制御を行うが困難となる。   When the roller shape measured at the time of molding is different from the roller shape after vulcanization as in Comparative Example 1, when setting the roller for a long time, the setting of the extruder or the core metal It is difficult to perform feedback control that changes the feed rate.

1‥‥押出機
2‥‥クロスヘッドダイ
3‥‥芯金送りローラ
4‥‥芯金ストッカー
5‥‥芯金
6‥‥材料投入口
7‥‥未加硫ゴム組成物
8‥‥切断・引取り工程
9‥‥外径測定器
1 ... Extruder 2 ... Crosshead die 3 ... Core metal feed roller 4 ... Core metal stocker 5 ... Core metal 6 ... Material inlet 7 ... Unvulcanized rubber composition 8 ... Cutting and drawing Removal process 9 ... Outside diameter measuring instrument

Claims (2)

クロスヘッドの芯金供給孔に複数本の芯金を直列かつ連続的に供給すると共に、該クロスヘッドに接続した押出機から、溶融したゴム混合物を該クロスヘッドに供給することによって、周囲がゴム混合物の層で被覆された芯金の複数本を製造する工程を含む弾性ローラの製造方法であって、
(1)該クロスヘッドへの該芯金の送り速度または引取り速度を変化させることにより、該芯金の各々について、その周囲を被覆するゴム混合物の膜厚を異ならせる工程と、
(2)該クロスヘッドの出口に設けた外径測定器を用いてゴム混合物の層で被覆された芯金の外径を測定する工程とを含み、
該工程(2)は、該芯金の一定の移動距離ごとに該外径を測定することを特徴とする弾性ローラの製造方法。
A plurality of metal cores are continuously and serially supplied to the core metal supply holes of the cross head, and a molten rubber mixture is supplied to the cross head from an extruder connected to the cross head, so that the periphery is made of rubber. A method for producing an elastic roller comprising a step of producing a plurality of cored bars coated with a layer of a mixture,
(1) changing the film thickness of the rubber mixture covering the periphery of each of the core bars by changing the feed rate or the take-up speed of the core bar to the crosshead;
(2) measuring the outer diameter of the core metal coated with the rubber mixture layer using an outer diameter measuring device provided at the outlet of the crosshead,
In the step (2), the outer diameter is measured for each predetermined moving distance of the cored bar, and the elastic roller is produced.
前記工程(2)において、該芯金の移動距離を、該芯金自体の移動の距離を測定して検知する請求項1に記載の弾性ローラの製造方法。   The method for manufacturing an elastic roller according to claim 1, wherein in the step (2), the movement distance of the core metal is detected by measuring the distance of movement of the core metal itself.
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