JP3235205B2

JP3235205B2 - ローラ成形用金型

Info

Publication number: JP3235205B2
Application number: JP23527392A
Authority: JP
Inventors: 昌三浦; 昌平森川; 英司澤; 雄一郎森
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1992-08-11
Filing date: 1992-08-11
Publication date: 2001-12-04
Anticipated expiration: 2016-12-04
Also published as: JPH0655553A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、筒状金型本体のキャビ
ティー内にシャフトを配置すると共に、該キャビティー
内に成形材料を充填し、これをキュア成形してローラを
成形する金型に関し、更に詳述すると、発泡ゴムや発泡
ウレタンをキュア成形により良好に発泡成形して良好な
軟らかさを有するローラを確実に成形することができる
ローラ成形用金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、発泡ゴムや発泡ウレタンなどをキ
ュア成形して電子写真記録装置等に使用される導電性ロ
ーラや定着ローラなどを成形する金型としては、図３に
示した構成の金型が一般に使用されている。

【０００３】即ち、両端部外周にリング状厚肉部１２，
１２を有する円筒状の金型本体１１と、該本体１１の両
端開口部に着脱可能に取り付けられた下側キャビティー
閉塞部材１３及び上側キャビティー閉塞部材１４とから
なるローラ成形用金型が用いられており、上記両キャビ
ティー閉塞部材１３，１４には、内面側にシャフト保持
孔１５，１５が形成されていると共に、下側キャビティ
ー閉塞部材１３には、このシャフト保持孔１５と連通す
る略ロート状の材料注入口１６が形成されている。

【０００４】そして、このローラ成形用金型を上側キャ
ビティー閉塞部材１４を取外した状態で直立させると共
に、下側キャビティー閉塞部材１３のシャフト保持孔１
５にシャフト９を取付け、下側キャビティー閉塞部材１
３の材料注入口１６から成形材料を注入し、その注入圧
でシャフト９を押し上げて金型本体１１内（キャビティ
ー内）に該材料を注入した後、上側キャビティー閉塞部
材１４を取り付け、金型を水平に保持してキュア成形す
ることにより、ローラが成形される。なお、材料注入時
の注入圧により押し上げられたシャフト９は材料注入後
に自重により降下し、上側キャビティー閉塞部材１４を
取付けた後は、上下両キャビティー閉塞部材１３，１４
のシャフト保持孔１５，１５間にキャビティーの軸心と
一致した状態に保持されるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この金
型には、ローラ本体を発泡ゴムや発泡ウレタンなどの発
泡体で形成する場合、材料を注入し、上側キャビティー
閉塞部材１４を取り付けた後はキャビティーが密閉され
てしまうため、発泡による膨張圧力によりキャビティー
内圧が必要以上に高くなり、十分な発泡が行えずに得ら
れるローラの硬度が高くなってしまうという問題点があ
る。特に、電子写真記録装置の導電性ローラとして使用
する場合には、ローラの硬度が高いと感光ドラムとの接
触が十分にとれず、このため帯電不良等の不都合が発生
することになる。

【０００６】また、金型内に成形材料を注入するに伴
い、キャビティー内の空気を逃がす必要から、どうして
も成形材料を注入した後に上側キャビティー閉塞部材１
４を取り付けることになり、成形工程が煩雑化するとい
った問題点もある。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、成形工程を単純化し得、しかも発泡体でローラを成
形する場合でも発泡成形材料を成形中に十分に発泡させ
て、軟らかいローラを確実に得ることができるローラ成
形用金型を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、円柱状のキャビティーを有する筒状金型本
体の両端開口部にそれぞれ外両端開口部を閉塞するキャ
ビティー閉塞部材を着脱可能に取り付けると共に、シャ
フトをキャビティー内に保持する保持孔を両キャビティ
ー閉塞部材の内面に形成したローラ成形用金型におい
て、上記金型本体の端面にキャビティーと連通する細溝
を設け、該金型本体の端面に上記キャビティー閉塞部材
を接合することにより、該キャビティー閉塞部材のキャ
ビティー閉塞面と金型本体端面との間に上記細溝により
空気抜き孔が形成されるように構成したローラ成形用金
型を提供する。

【０００９】

【作用】本発明のローラ成形用金型を用いて、ローラを
成形する場合、金型本体の両端開口部をそれぞれキャビ
ティー閉塞部材で閉塞すると共に、両閉塞部材の保持孔
間にシャフトを保持させて該シャフトを金型のキャビテ
ィー内に該キャビティーの軸心と一致させて配置し、こ
の金型を直立させ、下側の閉塞部材の保持孔を通してキ
ャビティー内に成形材料を注入し、キュア成形を行うも
のである。

【００１０】この場合、成形材料を金型外部から下側の
閉塞部材の保持孔に注入することにより、その注入圧で
シャフトが上昇し、該シャフトと保持孔内壁との隙間を
通って成形材料が金型本体のキャビティー内に充填され
ると共に、金型本体上端又は上側の閉塞部材に設けた空
気抜き孔から金型本体内の空気が外部に放出され、所定
量の成形材料が金型本体内に充填されたところで注入を
終了すると、上昇していたシャフトが自重により降下
し、所定位置に保持される。そして、金型本体を水平に
保持してキュア成形を行う。

【００１１】このとき、発泡ゴムや発泡ウレタンなどの
発泡体を成形する場合でも、発泡に伴って上昇する膨張
圧が、上記キャビティー閉塞部材のキャビティー閉塞面
と金型本体端面との間に形成された空気抜き孔から外部
へと開放され、ほとんど大気圧のままでキュア成形を行
うことができる。従って、十分に成形材料を発泡させて
所望の軟らかさを有するローラを確実に得ることができ
る。

【００１２】また、上記のように、キャビティー閉塞部
材のキャビティー閉塞面と金型本体端面との間に形成さ
れた空気抜き孔より、成形材料の注入に伴って内部の空
気を外部へと排出することができるので、金型本体の両
端に閉塞部材を取り付けてキャビティーを閉塞した状態
で材料の注入、成形を連続的に行うことができ、材料を
注入した後に閉塞部材を取り付けて成形を行うような面
倒な作業要することがない。従って、ローラの成形作業
を効果的に簡略化することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明の一実施例にかかるローラ
成形用金型を示すもので、両端部外周にリング状の厚肉
部２，２が形成された円筒状の金型本体１と、該金型本
体１の両端開口部にそれぞれ着脱可能に取り付けられ、
該金型本体１のキャビティー（内空部）を閉塞する下側
キャビティー閉塞部材３及び上側キャビティー閉塞部材
４とから構成されている。

【００１４】上記金型本体１の両厚肉部２，２の端面に
はそれぞれ径方向に沿ってキャビティーと連通する細溝
状の空気抜き孔５ａ，５ｂが形成されている。また、こ
の金型本体１は分割部を有しない筒状体に形成されてお
り、キャビティー内で成形したローラは、その一端開口
部より引き抜き又は押し出すことにより、取り出すよう
になっている。

【００１５】また、上記キャビティー閉塞部材３，４の
内面（キャビティー閉塞面）には、それぞれシャフト保
持孔６ａ，６ｂが形成されたシャフト保持突起７ａ，７
ｂが突設されており、両シャフト保持突起７ａ，７ｂ
は、キャビティー閉塞部材３，４を金型本体１に取り付
けた状態において金型本体１のキャビティー内に挿入さ
れるようになっている。そして、下側キャビティー閉塞
部材３の外面側には、上記シャフト保持孔６ａと連通す
るロート状の材料注入孔８が設けられている。

【００１６】このローラ成形用金型を用いて、電子写真
記録装置の導電性ローラや定着ローラなどのローラを成
形する場合、まず上下両キャビティー閉塞部材３，４の
シャフト保持孔６ａ，６ｂ内にローラの軸芯となるシャ
フト９の両端部をそれぞれ挿入して、両キャビティー閉
塞部材３，４を金型本体１の両端部に取り付け、シャフ
ト９を金型本体１のキャビティー内にその軸芯に沿って
配置する。

【００１７】この状態で、金型を下側キャビティー閉塞
部材３を下にして直立させ、下側キャビティー閉塞部材
３の材料注入孔８からシャフト保持孔６ａを通して金型
本体１のキャビティー内に成形材料を注入する。このと
き、成形材料の注入圧でシャフト９が上昇し、該シャフ
ト９と保持孔６ａ内壁との隙間を通って成形材料が金型
本体１のキャビティー内に充填されると共に、空気抜き
孔５ａから金型本体１内の空気が外部に放出され、所定
量の成形材料が金型本体１内に充填されたところで注入
を終了すると、上昇していたシャフト９が自重により降
下し、所定位置に保持される。

【００１８】次いで、金型を水平に保持してキュア成形
を行う。この場合、発泡ゴムや発泡ウレタンなどの発泡
体を成形する場合には、その発泡に伴って金型内圧が上
昇するが、本実施例の金型にあっては、発泡に伴って上
昇する膨張圧力が金型両端に設けた空気抜き孔５ａ，５
ｂから外部へと開放され、ほとんど大気圧のままで最後
まで成形を行うことができる。従って、十分に成形材料
を発泡させて所望の軟らかさを有するローラを確実に得
ることができる。なお、キュア成形時には、水平に保持
した金型を回転させることが好ましく、これにより材料
の偏りを防止してより均一なローラを得ることができ
る。

【００１９】また、上記のように、成形材料の注入時に
は、成形材料の注入に伴って空気抜き孔５ｂから金型内
部の空気を外部へと排出することができるので、金型本
体１の両端に閉塞部材３，４を取り付けてキャビティー
を閉塞した状態で材料の注入，成形を連続的に行うこと
ができ、材料を注入した後に閉塞部材を取り付けて成形
を行うような面倒な作業を要することがない。従って、
ローラの成形作業を効果的に簡略化することができる。

【００２０】ここで、このローラ成形用金型は、発泡ウ
レタン等の発泡性原料をを形成してローラを得る場合に
特に好適に用いられるものであるが、この場合発泡性原
料としては、特に制限されるものではないが、２個以上
の活性水素を含有する化合物（ポリヒドロキシル化合
物）、２個以上のイソシアネート基を有する化合物（ポ
リイソシアネート化合物）及び触媒を含む混合物を予め
機械撹拌により泡立てた泡体を成形材料として金型内に
注入することが好ましい。

【００２１】この場合、２個以上の活性水素を含有する
化合物（ポリヒドロキシル化合物）としは、一般の軟質
ポリウレタンフォームやウレタンエラストマー製造に用
いられるポリオール、即ち末端にヒドロキシル基を有す
るポリエーテルポリオール，ポリエステルポリオール及
び両者の共重合物であるポリエーテルポリエステルポリ
オールが挙げられるほか、ポリオール中でエチレン性不
飽和単量体を重合させて得られる所謂ポリマーポリオー
ル等の一般的なポリオール類を使用することができる。
また、２個のイソシアネート基を有する化合物（ポリイ
ソシアネート化合物）としては、同様に一般の軟質ポリ
ウレタンフォームやウレタンエラストマー製造に用いら
れるポーリイソシアネートを使用することかができる。
即ちトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、粗製ＴＤ
Ｉ、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤ
Ｉ）、炭素数２〜１８の脂環式ポリイソシアネート、炭
素数８〜１５の芳香族ポリイソシアネート及びこれらポ
リイソシアネートの混合物や変性物、例えば部分的にポ
リオール類と反応させて得られるプレポリマー等が用い
られる。これらポリヒドロキシル化合物とポリイソシア
ネート化合物との配合割合は通常の割合とすることがで
きる。

【００２２】この成形原料には通常触媒が配合される。
この触媒としては、一般的なポリウレタンフォーム製造
に用いられるアミン系触媒や有機金属触媒を使用するこ
とができるが、機械的撹拌により泡立てた後に金型内に
圧入するまでの作業時間内に不都合な増粘などが生じな
いようにするため、１，８−ジアザビシクロ〔５，４，
０〕ウンデセン−７の芳香族スルホン酸塩等の遅延性触
媒などを用いること、とりわけ１，８−ジアザビシクロ
〔５，４，０〕ウンデセン−７（ＤＢＵ）の芳香族スル
ホン酸塩と有機金属触媒とを併用することが推奨され
る。このように、両触媒の併用によってポットライフの
安定化と加熱硬化の迅速性とを両立させることができ
る。この場合、ＤＢＵの芳香族スルホン酸塩を単独使用
した場合には、加熱硬化性が悪くなって良好な物性を有
する発泡体を得ることができない場合があり、一方有機
金属触媒を単独使用した場合には、ポットライフが短く
なる場合がある。

【００２３】ここで、上記ＤＢＵと塩を生成する芳香族
スルホン酸としては、ベンゼンスルホン酸，トルエンス
ルホン酸，キシレンスルホン酸等のベンゼン核を有する
スルホン酸、プロピルナフタリンスルホン酸等のナフタ
リン骨格を有するスルホン酸などが挙げられ、更にトル
エンスルホン酸メチルのように芳香族スルホン酸エステ
ルの形で使用することもできる。一方、有機金属触媒と
しては、特に制限されないが、有機錫化合物が好適に用
いられ、具体的にはカルボン酸の錫（ＩＩ）塩，錫（Ｉ
Ｉ）オクトエート，錫（ＩＩ）エチルヘキソエート，ラ
ウリン酸錫（ＩＩ）等の錫（ＩＩ）化合物、酸化ジブチ
ル錫，二酸化ジブチル錫，ジ酢酸ジブチル錫，ジラウリ
ン酸ジブチル錫，マレイン酸ジブチル錫，ジ酢酸ジオク
チル錫などの錫（ＩＶ）化合物を挙げることができる。

【００２４】上記ＤＢＵの芳香族スルホン酸及び有機金
属触媒の添加量は、特に制限されないが、上記ポリヒド
ロキシル化合物１００部（重量部）に対し、ＤＢＵの芳
香族スルホン酸は０．１〜５部、特に０．１〜１部とす
ることが好ましく、有機金属触媒は０．０００１〜１
部、特に０．００１〜０．２部とすることが好ましい。
また、ＤＢＵの芳香族スルホン酸と有機金属触媒との併
用割合は１：１００〜５００００：１、特に１：２〜１
０００：１とすることが好ましい。

【００２５】この成形材料には、必要に応じて通常のポ
リウレタンフォームで使用されるシリコン系整泡剤、難
燃剤、有機フィラー、無機フィラー、顔料、可塑剤、ク
ロロフルオロカーボン，メチルクロライド等の補助発泡
剤などを配合することができる。

【００２６】［実験例］次に、実験例を示し、上記効果を具体的に示す。上記図
１に示したローラ成形用金型（キャビティー直径１１ｍ
ｍ）を用い、この金型に発泡ウレタン原料組成物を機械
的撹拌により発泡させた成形材料を注入し、上記方法に
従って２つの発泡ウレタンローラ（図２参照）を製造し
た。得られたローラ１０の硬度を図２に示したａ，ｂ，
ｃの三点について測定した。結果を表１に示す。また、
比較のため図３に示した従来の金型を用い、同様の成形
材料から従来法に従って同様の条件で発泡ウレタンロー
ラを製造し、同様にローラ硬度を測定した。結果を表１
に併記する。なお、ローラ硬度は、５００ｇ荷重におけ
るアスカーＣ硬度である。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１に示した結果から明らかなように、本
実施例の金型を用いて成形したローラは、従来の金型を
用いて成形したローラに比べて軟らかく、また各測定部
分間においても２つのローラ間においても硬度のバラツ
キがほとんどなく、品質の安定したものであることが確
認された。

【００２９】なお、本発明のローラ成形用金型は、上記
実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲
内において種々変更して差し支えない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のローラ成
形用金型よれば、発泡ゴムや発泡ウレタンなどの発泡体
からなるローラを成形する場合でも、キュア成形時の膨
張圧力を金型外に開放し、十分な発泡を行って、所望の
軟らかさを有する均一なローラを確実に得ることができ
る。また、金型本体の両端開口部を閉塞部材で閉塞した
状態で材料の充填とキュア成形とを連続的に行うことが
でき、成形工程を単純化することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかるローラ成形用金型を
示す断面図である。

【図２】同ローラ成形用金型により成形したローラを示
す拡大平面図である。

【図３】従来のローラ成形用金型を示す断面図である。

【符号の説明】

１金型本体２リング状厚肉部３下側キャビティー閉塞部材４上側キャビティー閉塞部材５ａ，５ｂ空気抜き孔（細溝）６ａ，６ｂシャフト保持孔７ａ，７ｂシャフト保持突起８材料注入孔９シャフト１０ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−216834（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−101323（ＪＰ，Ａ) 特開平５−318497（ＪＰ，Ａ) 特開平６−55554（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−99164（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−82710（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−3414（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 39/10 B29C 39/22 - 39/36 B29C 33/10 - 33/16 B29C 33/44 B29D 31/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】円柱状のキャビティーを有する筒状金型
本体の両端開口部にそれぞれ外両端開口部を閉塞するキ
ャビティー閉塞部材を着脱可能に取り付けると共に、シ
ャフトをキャビティー内に保持する保持孔を両キャビテ
ィー閉塞部材の内面に形成したローラ成形用金型におい
て、上記金型本体の端面にキャビティーと連通する細溝
を設け、該金型本体の端面に上記キャビティー閉塞部材
を接合することにより、該キャビティー閉塞部材のキャ
ビティー閉塞面と金型本体端面との間に上記細溝により
空気抜き孔が形成されるように構成したローラ成形用金
型。
【請求項２】上記キャビティー内に発泡性原料を注入
して、上記シャフトの外周に発泡体層形成するためのも
のである請求項１記載のローラ成形用金型。