JP4137628B2 - Method for manufacturing foam roller - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、プリンタ等に用いられる発泡ローラの製造方法に関するもので、特に、未加硫のゴム発泡体を直接加圧水蒸気で加熱して加硫・発泡させる方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンタの帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ等に用いられるローラは、金属製あるいは樹脂製のシャフトの外周に円筒状のローラ本体を備えたもので、これらのローラ本体は、一般に、ゴムやエラストマーなどの発泡体からなる弾性体により形成される。
上記のような発泡ローラを製造する方法としては、熱盤プレスを用いた金型成形加硫や、加硫缶を用いた直接蒸気加硫、あるいは、熱風加硫、マイクロ波加硫などの方法があるが、加硫処理するワーク(発泡体)に均一に熱がかかる加硫缶を用いた直接蒸気加硫が多く用いられている。この直接蒸気加硫法は、図3に示すように、予めロール形状に成形された未加硫ゴム発泡体10を、予め所定の温度に保持された加硫缶21内に密閉した後、ボイラー22などから上記加硫缶21内に加熱蒸気を導入して上記加硫缶21内の温度を上記未加硫ゴム発泡体10の加硫温度まで上昇させ、上記加熱蒸気の温度と圧力とにより、上記未加硫ゴム発泡体10を加硫・発泡させるものである。
上記未加硫ゴム発泡体10を均一に発泡させるためには、上記未加硫ゴム発泡体10の発泡反応と加硫反応とのバランスをとる必要があることから、従来は、上記加硫缶21内の昇温速度を制御したり、加硫缶21内の温度を未加硫ゴムに含まれる発泡剤の反応温度よりも低い温度で所定時間保持した後、上記未加硫ゴム発泡体10の加硫温度まで上記加硫缶21内の温度を上昇させるなど方法が試みられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法は、加硫缶21内の温度のみを制御しているため、ワークである未加硫ゴム発泡体10の内部温度にムラがあった場合には、均一な発泡が得られないといった問題点があった。具体的には、処理するワークサイズが変化した場合や、ワーク数が異なる場合には、加硫缶21内の温度が所定の温度であっても、未加硫ゴム発泡体10の内部温度にムラが生じ易い。したがって、未加硫ゴム発泡体10を均一に発泡させるためには、処理ロット毎に細かな温度管理をする必要があった。
【0004】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、ワークサイズやワーク数に関らず、未加硫ゴム発泡体を均一に発泡させることのできる発泡ローラの製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に記載の発明は、予めロール形状に成形されたシャフト挿入孔を備えた未加硫ゴム発泡体を直接加圧水蒸気で加熱して加硫・発泡させる発泡ローラの製造方法において、上記未加硫ゴム発泡体の表面と上記シャフト挿入孔の内壁側とにそれぞれ熱電対を取付けるとともに、上記未加硫ゴム発泡体を、未加硫ゴムに含まれる発泡剤の反応温度よりも低い温度において、上記各熱電対により測定した上記未加硫ゴム発泡体の中心部と表面との温度差が所定の温度以内になるまで予備加熱した後に加硫・発泡させるようにしたことを特徴とするものである。すなわち、加硫缶内の温度などのような環境温度ではなく、未加硫ゴム発泡体自身の温度が均一になるように、未加硫ゴム発泡体を予備加熱した後加硫・発泡させるようにすれば、発泡セルの均一性を高めることができるので、上記未加硫ゴム発泡体を均一に発泡させることが可能となる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発泡ローラの製造方法において、上記未加硫ゴム発泡体の中心部と表面との温度差が15℃以内となるように、上記未加硫ゴム発泡体を予備加熱するようにしたものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
図1,図2は、本実施の形態に係わる発泡ローラの製造方法を示す図で、同図において、10はワークである、予めロール形状に成形された未加硫ゴム発泡体、21は上記未加硫ゴム発泡体10を加硫・発泡させるための加硫缶、22は上記加硫缶21内に加熱蒸気を導入するためのボイラー、23a,23bは未加硫ゴム発泡体10の表面と、上記未加硫ゴム発泡体10に設けられたシャフト挿入孔10Sの内壁側とにそれぞれ取付けられ、上記未加硫ゴム発泡体10の中心部の温度と表面の温度とをそれぞれ計測するための熱電対、24は上記熱電対23a,23bの出力差から上記未加硫ゴム発泡体10の中心部と表面との温度差を算出する温度差計測装置、25は上記加硫缶21内に設置され、上記加硫缶21の温度を計測する温度計測手段21Tから出力される加硫缶21内の温度データと、上記温度差計測装置24から出力される上記未加硫ゴム発泡体10の中心部と表面との温度差のデータとに基づいてボイラー22を制御し、上記加硫缶21内に導入する加熱蒸気の温度・圧力を調整する加熱制御装置、26は上記未加硫ゴム発泡体10を上記加硫缶21内に移送したり、上記加硫缶21内から上記未加硫ゴム発泡体10を取出して搬送するための搬送装置である。
【0007】
上記熱電対23a,23bの取付け方としては、例えば、図2(a)に示すように、シャフト挿入孔10Sが未加硫ゴム発泡体10を貫通しているタイプの場合には、一方の熱電対23aを未加硫ゴム発泡体10の表面に耐熱テープ31で固定するとともに、他方の熱電対23bをダミーシャフト32の中央部外周側に取付け、このダミーシャフト32を上記未加硫ゴム発泡体10に設けられたシャフト挿入孔10S内に挿入するようにすればよい。また、未加硫ゴム発泡体10の両端部にシャフト挿入孔10p,10qが設けられているタイプの場合には、図2(b)に示すように、一方のシャフト挿入孔10p内に、シャフトとほぼ同径の保護管33を挿入し、この保護管33内に上記未加硫ゴム発泡体10の中心部の温度を測定するための熱電対23bを取付ける方法が考えられる。なお、他方のシャフト挿入孔10qにはダミーシャフト32’を挿入しておく。これにより、上記未加硫ゴム発泡体10の中心部と表面との温度を正確に測定することができる。
【0008】
次に、本発明による発泡ローラの製造方法について説明する。
まず、発泡処理する複数個の未加硫ゴム発泡体10の表面と、上記未加硫ゴム発泡体10のシャフト挿入孔10S内とにそれぞれ熱電対23a,23bを取付けた後、これらの未加硫ゴム発泡体10を搬送装置26により加硫缶21内にセットするとともに、上記熱電対23a,23bの各コードを、加硫缶21の蓋部材21Fを中継点として、上記温度差計測装置24の図示しない入力端子にそれぞれ取付ける。次に、上記加硫缶21内にボイラー22からの加熱蒸気を導入し、加硫缶21内を未加硫ゴム発泡体10に含まれる発泡剤の反応温度よりも低い所定の温度T1(例えば、110℃)に保持して、上記未加硫ゴム発泡体10を予備加熱する。このとき、加熱制御装置25は、加硫缶21内の温度が上記温度T1になるように制御するとともに、温度差計測装置24から出力される上記未加硫ゴム発泡体10の中心部と表面との温度差ΔTが所定の値(例えば、10℃)以下になったかどうか監視し、温度差ΔTが所定の値よりも大きい場合には、上記加硫缶21内の温度をそのまま上記温度T1に保持するように、ボイラー22を制御して、上記加硫缶21内に導入する加熱蒸気の温度・圧力を調整する。
【0009】
そして、上記温度差ΔTが所定の値(例えば、10℃)以下になった場合には、ボイラー22を制御し、上記加硫缶21内の温度を、予め設定された加硫・発泡処理温度T2(例えば、150℃)まで、所定の昇温速度にて昇温する。その後、上記加硫・発泡処理温度T2にて所定時間保持して上記未加硫ゴム発泡体10の加硫・発泡処理を行う。加硫・発泡処理の終了後には、加硫缶21内の水蒸気を図示しない排気弁から排出し、上記未加硫ゴム発泡体10を取出す。
これにより、予備加熱時における未加硫ゴム発泡体10自身の温度を均一にできるので、発泡セルの均一性を高めることができ、上記未加硫ゴム発泡体を均一に発泡させることができる。このとき、上記温度差ΔTとしては15℃以内が好ましく、10℃以内が特に好ましい。
例えば、上記未加硫ゴム発泡体10の中心部と表面との温度差ΔTを30℃とした場合には、加硫・発泡させたスポンジゴムのセル径は平均で200μm(分布幅;〜500μm)あり、セル壁厚さの分布幅も150μmと発泡セルのバラツキが大きかったが、上記温度差ΔTを10℃とした場合には、セル径は平均で100μm(分布幅;〜150μm)、セル壁厚さの分布幅が70μmとなり、発泡セルの均一性を大幅に高めることができた。
また、熱電対23a,23bにより、未加硫ゴム発泡体10自身の温度を直接測定して予備加熱を行うようにしたので、ワークサイズやワーク数に関らず、未加硫ゴム発泡体10を均一に発泡させることができる。
【0010】
なお、加硫・発泡処理する複数個の未加硫ゴム発泡体10としては、同一ワークサイズであることが好ましい。この場合には、全ての未加硫ゴム発泡体10に熱電対23a,23bを取付ける必要はない。例えば、複数個の未加硫ゴム発泡体10を1列に並べて処理する場合には、両端と中央に位置する未加硫ゴム発泡体10にのみ熱電対23a,23bを取付けただけでも十分である。また、多段に配列した場合には、各段の両端と中央に位置する未加硫ゴム発泡体10にのみ熱電対23a,23bを取付けるようにすればよい。
【0011】
本発明の未加硫ゴム発泡体10の原料としては、ポリウレタンゴム,シリコーンゴム,ブタジエンゴム,イソプレンゴム,クロロプレンゴム,スチレン−ブタジエンゴム,エチレン−プロピレンゴム,ポリノルボルネンゴム,スチレン−ブタジエン−スチレンゴム,エピクロルヒドリンゴム等を基材ゴムとするゴム組成物が例示される。また、発泡剤としては、アゾジカルボンアミド系、ジニトロソペンタメチレンテトラアミン系、オキシビスベンゼンスルフェニルヒドラジド系などの有機発泡剤を用いることができる。
また、加硫剤としては、硫黄、金属酸化物等が挙げられ、加硫促進剤としてチアゾール系、スルフォンアミド系、チラウム系などが挙げられる。
その他、公知の発泡助剤、加硫促進助剤、補強剤、無機充填剤などを必要に応じて添加することができる。
【0012】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、予めロール形状に成形されたシャフト挿入孔を備えた未加硫ゴム発泡体を直接加圧水蒸気で加熱して加硫・発泡させる発泡ローラの製造方法において、上記未加硫ゴム発泡体の表面と上記シャフト挿入孔の内壁側とにそれぞれ熱電対を取付けるとともに、上記未加硫ゴム発泡体を、未加硫ゴムに含まれる発泡剤の反応温度よりも低い温度において、上記各熱電対により測定した上記未加硫ゴム発泡体の中心部と表面との温度差が所定の温度以内になるまで予備加熱した後に加硫・発泡させるようにしたので、発泡セルの均一性を高めることができ、上記未加硫ゴム発泡体を均一に発泡させることができる。また、ワークサイズやワーク数に関らず、上記未加硫ゴム発泡体を均一に発泡させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施の形態に係わる発泡ローラの製造方法を示す図である。
【図2】 熱電対の取付け位置の一例を示す図である。
【図3】 従来の発泡ローラの製造方法を示す図である。
【符号の説明】
10 未加硫ゴム発泡体、10S,10p,10q シャフト挿入孔、
21 加硫缶、21T 温度計測手段、22 ボイラー、
23a,23b 熱電対、24 温度差計測装置、25 加熱制御装置、
26 搬送装置、31 耐熱テープ、32,32’ ダミーシャフト、
33 保護管。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a foam roller used in, for example, a printer, and more particularly to a method of directly vulcanizing and foaming an unvulcanized rubber foam by heating with pressurized steam.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a roller used for a charging roller, a developing roller, a transfer roller, or the like of a copying machine or a printer is provided with a cylindrical roller body on the outer periphery of a metal or resin shaft. It is formed of an elastic body made of a foamed material such as rubber or elastomer.
As a method for producing the above-mentioned foaming roller, methods such as mold vulcanization using a hot platen press, direct steam vulcanization using a vulcanizing can, hot air vulcanization, microwave vulcanization, etc. However, direct steam vulcanization using a vulcanizing can in which heat is uniformly applied to a workpiece (foam) to be vulcanized is often used. In this direct steam vulcanization method, as shown in FIG. 3, an
In order to uniformly foam the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the above method controls only the temperature in the vulcanized can 21, uniform foaming cannot be obtained if the internal temperature of the
[0004]
The present invention has been made in view of conventional problems, and provides a method for manufacturing a foam roller that can uniformly foam an unvulcanized rubber foam regardless of the work size and the number of works. Objective.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention is a method of manufacturing a foamed roller which is heated vulcanizing and foaming the pre-roll shape molded the unvulcanized rubber foam having a shaft insertion hole directly pressurized steam In addition, a thermocouple is attached to the surface of the unvulcanized rubber foam and the inner wall side of the shaft insertion hole, and the unvulcanized rubber foam is placed at a temperature higher than the reaction temperature of the foaming agent contained in the unvulcanized rubber. At low temperature, vulcanized and foamed after preheating until the temperature difference between the center and surface of the unvulcanized rubber foam measured by each thermocouple is within a predetermined temperature. It is what. In other words, the unvulcanized rubber foam is preheated and then vulcanized and foamed so that the temperature of the unvulcanized rubber foam itself is uniform, not the environmental temperature such as the temperature inside the vulcanized can. By doing so, the uniformity of the foamed cells can be improved, so that the unvulcanized rubber foam can be uniformly foamed.
According to a second aspect of the invention, Te manufacturing method odor of the foam roller according to
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 are diagrams showing a method of manufacturing a foam roller according to the present embodiment. In the figure, 10 is a workpiece, an unvulcanized rubber foam previously formed into a roll shape, and 21 is the above-mentioned A vulcanized can for vulcanizing and foaming the
[0007]
As a method of attaching the thermocouples 23a and 23b, for example, as shown in FIG. 2 (a), in the case where the shaft insertion hole 10S penetrates the
[0008]
Next, the manufacturing method of the foaming roller by this invention is demonstrated.
First, after attaching thermocouples 23a and 23b to the surfaces of a plurality of
[0009]
When the temperature difference ΔT becomes a predetermined value (for example, 10 ° C.) or less, the boiler 22 is controlled so that the temperature in the vulcanizing can 21 is set to a predetermined vulcanization / foaming temperature. The temperature is increased at a predetermined temperature increase rate up to T2 (for example, 150 ° C.). Thereafter, the
Thereby, since the temperature of the
For example, when the temperature difference ΔT between the center portion and the surface of the
In addition, since the temperature of the
[0010]
The plurality of unvulcanized rubber foams 10 to be vulcanized / foamed preferably have the same workpiece size. In this case, it is not necessary to attach the thermocouples 23a and 23b to all the unvulcanized rubber foams 10. For example, when processing a plurality of unvulcanized rubber foams 10 in a row, it is sufficient to attach the thermocouples 23a and 23b only to the unvulcanized rubber foams 10 located at both ends and the center. is there. In the case of multi-stage arrangement, the thermocouples 23a and 23b may be attached only to the
[0011]
As raw materials for the
Further, examples of the vulcanizing agent include sulfur and metal oxides, and examples of the vulcanization accelerator include thiazole-based, sulfonamide-based, and thyrium-based.
In addition, known foaming aids, vulcanization acceleration aids, reinforcing agents, inorganic fillers, and the like can be added as necessary.
[0012]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the method of manufacturing a foam roller in which an unvulcanized rubber foam provided with a shaft insertion hole formed in advance in a roll shape is directly heated with pressurized steam to vulcanize and foam. In addition, a thermocouple is attached to the surface of the unvulcanized rubber foam and the inner wall side of the shaft insertion hole, and the unvulcanized rubber foam is placed at a temperature higher than the reaction temperature of the foaming agent contained in the unvulcanized rubber. At low temperature, vulcanization / foaming was performed after preheating until the temperature difference between the center and surface of the unvulcanized rubber foam measured by each thermocouple was within a predetermined temperature. The uniformity of the cells can be improved, and the unvulcanized rubber foam can be uniformly foamed. In addition, the unvulcanized rubber foam can be uniformly foamed regardless of the workpiece size and the number of workpieces.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a method for manufacturing a foam roller according to the present embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a thermocouple mounting position.
FIG. 3 is a diagram showing a conventional method for manufacturing a foam roller.
[Explanation of symbols]
10 Unvulcanized rubber foam, 10S, 10p, 10q Shaft insertion hole,
21 vulcanizing can, 21T temperature measuring means, 22 boiler,
23a, 23b thermocouple, 24 temperature difference measuring device, 25 heating control device,
26 transport device, 31 heat-resistant tape, 32, 32 'dummy shaft,
33 Protection tube.
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