JP5896050B1 - Rubber roll manufacturing apparatus and rubber roll manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】芯金の搬送速度を変化させてクラウン状のゴムロールを製造する場合に、芯金の搬送速度がゴム材の押し出し速度に対して120%より大きい場合と比して、ゴムロールの外径がばらつくのを抑制することができるゴムロールの製造装置、及びゴムロールの製造方法を得る。【解決手段】、芯金の搬送速度がゴム材の押し出し速度に対して、100〔%〕以上120〔%〕以下とされている。このため、ゴム材の圧力損失の変化の度合いが小さくなる。これにより、芯金の搬送速度を変化させてクラウン状のゴムロールを製造する場合に、芯金22の搬送速度がゴム材の押し出し速度に対して120%より大きい場合と比して、ゴムロールの外径がばらつくのが抑制される。【選択図】図1[PROBLEMS] To produce a crown-shaped rubber roll by changing the conveying speed of a core metal, compared with a case where the conveying speed of the core metal is larger than 120% with respect to the extrusion speed of a rubber material. An apparatus for manufacturing a rubber roll and a method for manufacturing a rubber roll that can suppress variation are obtained. The conveying speed of the core metal is set to 100% to 120% with respect to the extrusion speed of the rubber material. For this reason, the degree of change in the pressure loss of the rubber material is reduced. As a result, when a crown-shaped rubber roll is manufactured by changing the conveying speed of the core metal, the outer diameter of the rubber roll is larger than that when the conveying speed of the core metal 22 is larger than 120% with respect to the extrusion speed of the rubber material. It is suppressed that the diameter varies. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、ゴムロールの製造装置、及びゴムロールの製造方法に関する。 The present invention relates to a rubber roll manufacturing apparatus and a rubber roll manufacturing method.
特許文献1には、円筒状に押し出されるゴム材の中心部に間隔をおいて順次芯金を送り込み、ゴム材で芯金22の外周面が被覆されたゴムロール部と、ゴム材で芯金の間が中空とされた中空部とを交互に排出する押出機を備えたゴムロールの製造装置が記載されている。 In Patent Document 1, a metal core is sequentially fed into a central portion of a rubber material extruded into a cylindrical shape at intervals, a rubber roll portion in which the outer peripheral surface of the metal core 22 is covered with a rubber material, and a metal core with a rubber material. A rubber roll manufacturing apparatus including an extruder that alternately discharges hollow portions that are hollow is described.
特許文献1に記載のように、先方の芯金と後方の芯金との間に間隔を空けると、芯金と円筒状のゴム材とが合流する合流域では、ゴム材で芯金の外周面が被覆されたゴムロール部と、芯金と芯金との間に形成された中空部とが交互に通過する。このため、合流域に押し出されるゴム材の圧力損失が変化してしまう。 As described in Patent Document 1, when a space is provided between the front core bar and the rear core metal, the outer periphery of the core metal is formed by a rubber material in a merging region where the core metal and the cylindrical rubber material merge. The rubber roll part with which the surface was coated and the hollow part formed between the metal core and the metal core pass alternately. For this reason, the pressure loss of the rubber material pushed out to the merge area changes.
この圧力損失の変化により、芯金に被覆されたゴム材の外径がばらついてしてしまうことがある。また、ゴムロールの軸方向中央側の外径を端部側の外径と比して大きくする場合(クラウン形状にする場合)には、芯金の搬送速度を変化させることが知られている。このように芯金の搬送速度を変化させることで、前述した圧力損失の変化によるゴム材の外径ばらつきが顕著になることがある。 Due to this change in pressure loss, the outer diameter of the rubber material coated on the core metal may vary. It is also known that when the outer diameter on the axial center side of the rubber roll is made larger than the outer diameter on the end side (in the case of a crown shape), the conveying speed of the core metal is changed. Thus, by changing the conveying speed of the metal core, the variation in the outer diameter of the rubber material due to the change in the pressure loss described above may become remarkable.
本発明の課題は、芯金の搬送速度を変化させてクラウン状のゴムロールを製造する場合に、芯金の搬送速度がゴム材の押し出し速度に対して120%より大きい場合と比して、ゴムロールの外径がばらつくのを抑制することである。 The object of the present invention is to produce a crown-shaped rubber roll by changing the conveying speed of the core metal, compared with the case where the conveying speed of the core metal is larger than 120% with respect to the extrusion speed of the rubber material. It is to suppress the variation in the outer diameter.
請求項1に係るゴムロールの製造装置は、円筒状に押し出される未加硫のゴム材の中心部に間隔をあけて芯金を順次送り込み、前記ゴム材で前記芯金の外周面が被覆されたゴムロール部と、先方の芯金と後方の芯金との間で前記ゴム材の中心部に芯金が存在しない中間部とを交互に押し出す押出機と、前記押出機を制御して、前記芯金の搬送速度を前記ゴム材の押し出し速度に対して100%以上120%以下の間で変化させることで、前記ゴムロール部の軸方向の中央側の外径を軸方向の両端側の外径と比して大きくする制御部と、を備えることを特徴とする。 In the rubber roll manufacturing apparatus according to claim 1, the core metal is sequentially fed to the central portion of the unvulcanized rubber material extruded in a cylindrical shape, and the outer peripheral surface of the core metal is covered with the rubber material. An extruder for alternately extruding a rubber roll part and an intermediate part having no metal core in the central part of the rubber material between a front metal core and a rear metal core, and controlling the extruder to control the core By changing the gold conveyance speed between 100% and 120% with respect to the extrusion speed of the rubber material, the outer diameter on the central side in the axial direction of the rubber roll portion is changed to the outer diameter on both end sides in the axial direction. And a control unit that is larger than the control unit.
請求項2に係るゴムロールの製造方法は、円筒状に押し出される未加硫のゴム材の中心部に間隔をあけて順次芯金を送り込み、前記ゴム材で前記芯金の外周面が被覆されたゴムロール部と、先方の芯金と後方の芯金との間で前記ゴム材の中心部に芯金が存在しない中間部とを交互に排出する工程において、前記芯金の搬送速度を前記ゴム材の押し出し速度に対して100%以上120%以下の間で変化させることで、前記ゴムロール部の軸方向の中央側の外径を軸方向の両端側の外径と比して大きくする第一工程と、前記ゴム材に対して加硫処理を施す第二工程と、前記芯金の両端側を被覆した部分の前記ゴム材を切除する第三工程と、を備えることを特徴とする。 In the method of manufacturing a rubber roll according to claim 2, the core metal is sequentially fed to the center portion of the unvulcanized rubber material extruded in a cylindrical shape at intervals, and the outer peripheral surface of the core metal is covered with the rubber material. In the step of alternately discharging the rubber roll portion and the intermediate portion where the core metal does not exist in the central portion of the rubber material between the front core metal and the rear core metal, the conveyance speed of the core metal is set to the rubber material The first step of increasing the outer diameter on the central side in the axial direction of the rubber roll portion relative to the outer diameter on both ends in the axial direction by changing between 100% and 120% with respect to the extrusion speed of And a second step of performing a vulcanization process on the rubber material, and a third step of cutting off the rubber material at a portion covering both ends of the core metal.
請求項1のゴムロールの製造装置によれば、芯金の搬送速度がゴム材の押し出し速度に対して120%より大きい場合と比して、芯金の搬送速度の変化範囲を規定しない場合と比して、ゴムロールの外径がばらつくのを抑制することができる。 According to the rubber roll manufacturing apparatus of claim 1, compared with the case where the change range of the core metal transport speed is not defined, compared to the case where the core metal transport speed is greater than 120% with respect to the rubber material extrusion speed. And it can suppress that the outer diameter of a rubber roll varies.
請求項2のゴムロールの製造方法によれば、芯金の搬送速度を変化させてクラウン状のゴムロールを製造する場合に、芯金の搬送速度がゴム材の押し出し速度に対して120%より大きい場合と比して、ゴムロールの外径がばらつくのを抑制することができる。 According to the rubber roll manufacturing method of claim 2, when manufacturing the crown-shaped rubber roll by changing the core metal transport speed, the core metal transport speed is greater than 120% with respect to the rubber material extrusion speed. As compared with the above, variation in the outer diameter of the rubber roll can be suppressed.
本発明の実施形態に係るゴムロールの製造装置、及びゴムロールの製造方法の一例を図1〜図11に従って説明する。なお、図中に示す矢印Hは装置上下方向(鉛直方向)を示し、矢印Wは装置幅方向(水平方向)を示す。 An example of a rubber roll manufacturing apparatus and a rubber roll manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that an arrow H shown in the figure indicates the vertical direction of the apparatus (vertical direction), and an arrow W indicates the width direction of the apparatus (horizontal direction).
(全体構成)
本実施形態に係るゴムロールの製造装置、及びゴムロールの製造方法によって製造されるゴムロール70(図10参照)は、例えば、電子写真方式の画像形成装置の感光体ドラムと接触して従動回転しながら感光体ドラムを帯電する帯電ロールとして用いられる。感光体ドラムの帯電ばらつきを抑制するため、ゴムロール70の外径が、予め決められた許容範囲内に収まっている必要がある。
(overall structure)
A rubber roll 70 (see FIG. 10) manufactured by a rubber roll manufacturing apparatus and a rubber roll manufacturing method according to the present embodiment is in contact with a photosensitive drum of an electrophotographic image forming apparatus, for example, while being driven and rotated. Used as a charging roll for charging a body drum. In order to suppress variation in charging of the photosensitive drum, the outer diameter of the rubber roll 70 needs to be within a predetermined allowable range.
本実施形態に係るゴムロールの製造装置10は、図11に示されるように、いわゆるクロスヘッドダイから構成される押出機12と、押出機12の下方側に配置される押圧機14と、押圧機14の下方側に配置される引出機16とを備えている。また、ゴムロールの製造装置10は、各部を制御する制御部78を備えている。 As shown in FIG. 11, the rubber roll manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment includes an extruder 12 composed of a so-called crosshead die, a pressing machine 14 disposed below the extruder 12, and a pressing machine. 14 and a drawer 16 disposed on the lower side. Moreover, the rubber roll manufacturing apparatus 10 includes a control unit 78 that controls each unit.
〔押出機〕
押出機12は、未加硫のゴム材を供給するゴム材供給部18と、ゴム材供給部18から供給されたゴム材を円筒状に押し出す押出部20と、押出部20から円筒状に押し出されるゴム材の中心部に芯金22を供給する芯金供給部24とを備えている。
(Extruder)
The extruder 12 includes a rubber material supply unit 18 that supplies an unvulcanized rubber material, an extrusion unit 20 that extrudes the rubber material supplied from the rubber material supply unit 18 in a cylindrical shape, and is extruded from the extrusion unit 20 into a cylindrical shape. And a metal core supply unit 24 for supplying the metal core 22 to the center of the rubber material.
[ゴム材供給部]
ゴム材供給部18は、円筒状の本体部26の内部に配置されるスクリュー28と、本体部26内のゴム材を加熱するヒータ(図示省略)と、本体部26の図中右側に配置され、スクリュー28を回転駆動する駆動モータ30とを備えている。さらに、本体部26の駆動モータ30側にはゴム材を投入する投入口32が配置されている。
[Rubber supply section]
The rubber material supply unit 18 is disposed on the right side of the main body 26 in the figure, a screw 28 disposed inside the cylindrical main body 26, a heater (not shown) for heating the rubber material in the main body 26. And a drive motor 30 that rotationally drives the screw 28. Further, a charging port 32 for charging a rubber material is arranged on the drive motor 30 side of the main body 26.
この構成において、投入口32から投入されたゴム材は、本体部26の内部においてスクリュー28によって練られながら押出部20に向けて送り出されるようになっている。 In this configuration, the rubber material input from the input port 32 is sent out toward the extrusion portion 20 while being kneaded by the screw 28 inside the main body portion 26.
[押出部]
押出部20は、ゴム材供給部18に接続される円筒状のケース34と、ケース34の内部に配置される円柱状のマンドレル36と、マンドレル36の下方側に配置される排出ヘッド38とを備えている。また、マンドレル36は保持部材40によってケース34に保持され、排出ヘッド38は保持部材42によってケース34に保持されている。そして、マンドレル36の外周面(一部において保持部材40の外周面)と保持部材42の内周面(一部において排出ヘッド38の内周面)との間には、ゴム材が環状に流れる環状流路44が形成されている。
[Extruded part]
The extrusion unit 20 includes a cylindrical case 34 connected to the rubber material supply unit 18, a columnar mandrel 36 disposed inside the case 34, and a discharge head 38 disposed below the mandrel 36. I have. The mandrel 36 is held in the case 34 by a holding member 40, and the discharge head 38 is held in the case 34 by a holding member 42. A rubber material flows annularly between the outer peripheral surface of the mandrel 36 (in part, the outer peripheral surface of the holding member 40) and the inner peripheral surface of the holding member 42 (in part, the inner peripheral surface of the discharge head 38). An annular channel 44 is formed.
また、マンドレル36の中心部には芯金22が挿入されて通過する通過孔46が形成されている。一方、マンドレル36の下方側の部分は、先端部(下端部)に向けて先細った形状を呈している。そして、マンドレル36の先端部の下方側の領域は、通過孔46から供給される芯金22と環状流路44から供給されるゴム材とが合流する合流域48とされている。即ち、この合流域48に向けてゴム材が円筒状に押し出され、円筒状に押し出されるゴム材の中心部に芯金22が送り込まれるようになっている。 A passage hole 46 through which the core bar 22 is inserted is formed at the center of the mandrel 36. On the other hand, the lower part of the mandrel 36 has a tapered shape toward the tip (lower end). A region below the tip of the mandrel 36 is a joining region 48 where the core metal 22 supplied from the passage hole 46 and the rubber material supplied from the annular channel 44 join. That is, the rubber material is pushed out in a cylindrical shape toward the merging region 48, and the cored bar 22 is fed into the central portion of the rubber material pushed out in the cylindrical shape.
[芯金供給部]
芯金供給部24は、マンドレル36の上方側に配置されるローラ対50を備えている。ローラ対50は複数対(例えば、3対)設けられ、各ローラ対50の片側(図中左側)のローラはベルト52を介して駆動ローラ54に接続されている。駆動ローラ54が駆動されると、各ローラ対50によって挟持される芯金22はマンドレル36の通過孔46に向けて送られるようになっている。芯金22は予め定められた長さとされており、ローラ対50によって送られる後方の芯金22がマンドレル36の通過孔46内に存在する先方の芯金22を押すことにより、複数の芯金22が順次に通過孔46を通過するようになっている。
[Core metal supply section]
The cored bar supply unit 24 includes a roller pair 50 disposed on the upper side of the mandrel 36. A plurality of pairs (for example, three pairs) of roller pairs 50 are provided, and a roller on one side (left side in the figure) of each roller pair 50 is connected to a driving roller 54 via a belt 52. When the driving roller 54 is driven, the cored bar 22 sandwiched by each roller pair 50 is sent toward the passage hole 46 of the mandrel 36. The core metal 22 has a predetermined length, and the rear core metal 22 fed by the roller pair 50 presses the front core metal 22 existing in the passage hole 46 of the mandrel 36, whereby a plurality of core bars 22 are formed. 22 sequentially pass through the passage hole 46.
この構成において、駆動ローラ54の駆動は、先方の芯金22の先端がマンドレル36の先端に達したときに一旦停止されようになっている(図4参照)。そして、合流域48においてゴム材を円筒状に押し出し、ゴム材の中心部に間隔をおいて芯金22が順次送り込まれるようになっている。これにより、ゴム材で芯金22の外周面が被覆されたゴムロール部56と、芯金22と芯金22の間でゴム材の内部が中空とされた中間部の一例としての中空部58とが交互に排出ヘッド38から排出されるようになっている(詳細は後述する作用で説明する)。なお、芯金22の外周面にはゴム材との接着性を高めるためにプライマーが予め塗布されている。また、芯金22を通過孔46に送り込む際の芯金の搬送速度については後述する。 In this configuration, the driving of the driving roller 54 is temporarily stopped when the tip of the front cored bar 22 reaches the tip of the mandrel 36 (see FIG. 4). Then, the rubber material is extruded into a cylindrical shape in the merging region 48, and the core metal 22 is sequentially fed into the central portion of the rubber material with an interval. Accordingly, a rubber roll portion 56 in which the outer peripheral surface of the metal core 22 is covered with a rubber material, and a hollow portion 58 as an example of an intermediate portion in which the inside of the rubber material is hollow between the metal core 22 and the metal core 22, Are alternately discharged from the discharge head 38 (details will be described in the later-described operation). In addition, a primer is applied in advance to the outer peripheral surface of the cored bar 22 in order to improve the adhesiveness with the rubber material. Moreover, the conveyance speed of the metal core when feeding the metal core 22 into the passage hole 46 will be described later.
〔押圧機〕
押圧機14は、1対の半円筒状の押圧部材60を備えている。1対の押圧部材60は、押出機12から排出されるゴムロール部56を挟むように対向配置されている。各押圧部材60には、中心部に向けて突出する押圧部62が形成されている。そして、各押圧部材60は駆動機構(図示省略)によって図中左右方向に可動されるようになっている。
[Pressing machine]
The pressing machine 14 includes a pair of semi-cylindrical pressing members 60. The pair of pressing members 60 are disposed to face each other so as to sandwich the rubber roll portion 56 discharged from the extruder 12. Each pressing member 60 is formed with a pressing portion 62 that protrudes toward the center. Each pressing member 60 is movable in the left-right direction in the figure by a drive mechanism (not shown).
〔引出機〕
引出機16は、1対の半円筒状の把持部材64を有している。1対の把持部材64は、押出機12から排出されるゴムロール部56を挟むように対向配置されている。各把持部材64には、ゴムロール部56の外周面形状に対応した形状の把持部66が形成されている。そして、各把持部材64は駆動機構(図示省略)によって左右方向および上下方向に可動されるようになっている。
[Drawer]
The drawer 16 has a pair of semi-cylindrical gripping members 64. The pair of gripping members 64 are disposed to face each other so as to sandwich the rubber roll portion 56 discharged from the extruder 12. Each gripping member 64 is formed with a gripping portion 66 having a shape corresponding to the outer peripheral surface shape of the rubber roll portion 56. Each gripping member 64 is movable in the left-right direction and the up-down direction by a drive mechanism (not shown).
(全体構成の作用)
次に、ゴムロールの製造装置10を用いてゴムロール70を製造する製造方法について説明する。
(Operation of the overall configuration)
Next, a manufacturing method for manufacturing the rubber roll 70 using the rubber roll manufacturing apparatus 10 will be described.
ゴム材供給部18の投入口32に投入されたゴム材は、図11に示されるように、本体部26の内部において図示せぬヒータにより加熱され、回転するスクリュー28によって練られながら押出部20に向けて送り出される。 As shown in FIG. 11, the rubber material introduced into the insertion port 32 of the rubber material supply unit 18 is heated by a heater (not shown) inside the main body part 26 and is kneaded by the rotating screw 28 while being extruded. It is sent out toward.
ゴム材供給部18から押出部20に送り出され、押出部20に供給されたゴム材は、押出部20の内部に形成された環状流路44を環状にながれる。環状流路44を流れるゴム材は、合流域48に向けて流れ、この合流域48で円筒状のゴム部材72として押し出される。 The rubber material fed from the rubber material supply unit 18 to the extrusion unit 20 and supplied to the extrusion unit 20 can be annularly formed in an annular flow path 44 formed inside the extrusion unit 20. The rubber material flowing through the annular flow path 44 flows toward the joining area 48 and is pushed out as a cylindrical rubber member 72 in the joining area 48.
一方、芯金供給部24によって芯金22は、マンドレル36の通過孔46に供給される。芯金供給部24のローラ対50によって供給される後方の芯金22がマンドレル36の通過孔46内に存在する先方の芯金22を押圧すことにより、先方の芯金22は、合流域48で円筒状に押し出されたゴム部材72の中心部に送り込まれる。これにより、芯金22の外周面がゴム部材72で被覆されたゴムロール部56が排出ヘッド38から排出される。 On the other hand, the cored bar 22 is supplied to the passage hole 46 of the mandrel 36 by the cored bar supply unit 24. The rear core metal 22 supplied by the roller pair 50 of the core metal supply section 24 presses the front core metal 22 existing in the passage hole 46 of the mandrel 36, so that the front core metal 22 becomes the merging area 48. Is fed into the center of the rubber member 72 extruded in a cylindrical shape. As a result, the rubber roll portion 56 whose outer peripheral surface of the cored bar 22 is covered with the rubber member 72 is discharged from the discharge head 38.
ここで、図4に示されるように、後方の芯金22の先端がマンドレル36の先端に達して後方の芯金22が停止すると、各把持部材64は互いに近づく方向に可動され、各把持部材64の把持部66によってゴムロール部56が把持される。 Here, as shown in FIG. 4, when the rear end of the mandrel 36 reaches the front end of the mandrel 36 and the rear core 22 stops, the gripping members 64 are moved in a direction approaching each other. The rubber roll portion 56 is gripped by the 64 gripping portions 66.
そして、図5に示されるように、ゴムロール部56を把持した状態で各把持部材64が下方側に移動する。即ち、各把持部材64によってゴムロール部56が押出機12から引き出される。また、前述したように、ゴム材は、合流域48で円筒状のゴム部材72として押し出されている。そうすると、ゴム材の内部が中空とされた中空部58が形成される。 Then, as shown in FIG. 5, each gripping member 64 moves downward while gripping the rubber roll portion 56. That is, the rubber roll portion 56 is pulled out from the extruder 12 by each gripping member 64. Further, as described above, the rubber material is extruded as the cylindrical rubber member 72 in the merge area 48. As a result, a hollow portion 58 in which the inside of the rubber material is hollow is formed.
さらに、芯金22の送り出しが再開され、図6に示されるように、中空部58が1対の押圧部材60の対向位置まで移動する。そして、中空部58が1対の押圧部材60の対向位置まで移動したとき、図7に示されるように、各押圧部材60は互いに近づく方向に可動され、中空部58(図6参照)のゴム材は各押圧部材60の押圧部62によって内側方向に押圧される。これにより、先方の芯金22の端面68および後方の芯金22の端面68がゴム材によって覆われる。 Further, the feeding of the cored bar 22 is resumed, and the hollow portion 58 moves to the position where the pair of pressing members 60 are opposed, as shown in FIG. And when the hollow part 58 moves to the opposing position of a pair of press member 60, as FIG. 7 shows, each press member 60 is moved to the direction which mutually approaches, and rubber | gum of the hollow part 58 (refer FIG. 6) The material is pressed inward by the pressing portion 62 of each pressing member 60. Thereby, the end surface 68 of the front metal core 22 and the end surface 68 of the rear metal core 22 are covered with the rubber material.
さらに、図8に示されるように、各押圧部材60は互いに離れる方向に可動し、先方のゴムロール部56と後方のゴムロール部56とが分離され、芯金22が袋とじ状とされるゴムロール体74が形成される(第一工程)。 Further, as shown in FIG. 8, the pressing members 60 move in directions away from each other, the front rubber roll portion 56 and the rear rubber roll portion 56 are separated, and the core metal 22 is formed into a bag-like shape. 74 is formed (first step).
なお、各把持部材64は分離されたゴムロール体74を把持しつつ下方に適宜な距離だけ移動した後、次のゴムロール部56を把持するための待機位置として図4の仮想線(二点鎖線)で示す位置に移動する。 Each gripping member 64 moves downward by an appropriate distance while gripping the separated rubber roll body 74, and then is a virtual line (two-dot chain line) in FIG. 4 as a standby position for gripping the next rubber roll portion 56. Move to the position indicated by.
また、袋とじ状のゴムロール体74は、次工程において加硫処理炉に入れられる。それにより、芯金22を覆う部分のゴム材に対して加硫処理が施される(第二工程)。 The bag-bound rubber roll 74 is put in a vulcanization furnace in the next step. Thereby, a vulcanization process is performed on the rubber material covering the cored bar 22 (second step).
加硫処理されたゴムロール体74は、次工程において加工処理される。具体的に、ゴムロール体74の両端側の部分において芯金22が一定の長さ露出するように両端部のゴム材が切除される(図9、図10参照)。これにより、芯金22の端面68を覆う部分のゴム材は切除され、ゴムロール70が製造される(第三工程)。 The vulcanized rubber roll body 74 is processed in the next step. Specifically, the rubber material at both ends is cut out so that the cored bar 22 is exposed for a certain length at the both ends of the rubber roll body 74 (see FIGS. 9 and 10). Thereby, the rubber material of the part which covers the end surface 68 of the metal core 22 is cut out, and the rubber roll 70 is manufactured (third process).
なお、芯金22が袋とじ状とする理由については、芯金22の両端部のゴム材が開放されている場合と比して、ゴム材に対して加硫処理を行う際に生じる芯金22の両端側部分におけるゴム材の変形を抑制するためである。 The reason why the cored bar 22 has a bag-like shape is that the cored bar 22 is produced when the rubber material is vulcanized as compared with the case where the rubber material at both ends of the cored bar 22 is open. This is to suppress the deformation of the rubber material at both end portions of 22.
(要部構成)
次に、要部構成の構成として、前述した第一工程において、芯金22を通過孔46に送り込む芯金の搬送速度について説明する。
(Main part configuration)
Next, as a configuration of the main part, the core bar conveying speed for feeding the core bar 22 into the passage hole 46 in the first step described above will be described.
制御部78は、芯金供給部24を制御して、芯金の搬送速度をゴム材の押し出し速度に対して100〔%〕以上120〔%〕以下の間で変化させることで、ゴムロール部56の軸方向の中央側の外径を軸方向の両端側の外径と比して大きくするようになっている。換言すれば、前述した範囲内で芯金の搬送速度を変化させることで、クラウン状のゴムロール70を製造するようになっている。具体的には、芯金22の中央側がゴム材に被覆される際の芯金22の搬送速度を、芯金22両端側がゴム材に被覆される際の芯金22の搬送速度と比して遅くすることでクラウン状のゴムロール70を製造する。 The controller 78 controls the cored bar supply unit 24 to change the conveying speed of the cored bar between 100% and 120% with respect to the extrusion speed of the rubber material, thereby the rubber roll unit 56. The outer diameter on the center side in the axial direction is made larger than the outer diameter on both end sides in the axial direction. In other words, the crown-shaped rubber roll 70 is manufactured by changing the conveying speed of the core metal within the above-described range. Specifically, the conveyance speed of the core metal 22 when the central side of the core metal 22 is covered with the rubber material is compared with the conveyance speed of the core metal 22 when both ends of the core metal 22 are covered with the rubber material. By slowing down, the crown-shaped rubber roll 70 is manufactured.
なお、ゴム材の押し出し速度とは、ゴムロールの製造装置10を用いて、円筒状に押し出されたゴム部材72の中心部に、無負荷状態の芯金22を挿入した際の芯金の移動速度である。つまり、無負荷状態の芯金22を通過孔46に挿入すると、芯金の搬送速度がゴム材の押し出し速度の100〔%〕となる。 The rubber material extrusion speed refers to the movement speed of the metal core when the unloaded metal core 22 is inserted into the central portion of the rubber member 72 extruded in a cylindrical shape by using the rubber roll manufacturing apparatus 10. It is. That is, when the unloaded cored bar 22 is inserted into the passage hole 46, the cored bar conveyance speed becomes 100% of the rubber material extrusion speed.
(要部構成の作用)
次に、要部構成の作用を、本実施形態のゴムロールの製造装置、及び比較形態のゴムロールの製造装置の評価結果と共に説明する。
(Effects of main components)
Next, the operation of the main configuration will be described together with the evaluation results of the rubber roll manufacturing apparatus of the present embodiment and the rubber roll manufacturing apparatus of the comparative embodiment.
先ず、本実施形態のゴムロールの製造装置及び比較形態のゴムロールの製造装置の評価について説明する。 First, the evaluation of the rubber roll manufacturing apparatus of the present embodiment and the rubber roll manufacturing apparatus of the comparative embodiment will be described.
〔評価仕様〕
1.ゴム材は、エピクロロヒドリンゴム(商品名:EPION301、会社名:ダイソー)100質量部、加工助剤(商品名:ステアリン酸 つばき、会社名:日本油脂)1質量部、カーボンブラック(商品名:♯3030B、会社名:三菱化学)12質量部、炭酸カルシウム(商品名:Viscoexcel−30、会社名:白石工業)40質量部、可塑剤(商品名:DB02、会社名:ダイソー)3質量部、硫黄(商品名:ノクセラーDM、会社名:大内新興化学)6質量部、加硫促進剤(商品名:酸化亜鉛2種、会社名:正同化学)5質量部を配合したゴム材料を密閉型混練機及びロール機を用いて混練を行うことで、未加硫状態のものを得た。なお、ゴム材におけるJISK6300−1(2001)のムーニー粘度は50であった。
[Evaluation specifications]
1. The rubber material is 100 parts by mass of epichlorohydrin rubber (trade name: EPION301, company name: Daiso), 1 part by weight of processing aid (trade name: stearic acid Tsubaki, company name: Japanese fats and oils), carbon black (trade name: # 3030B, company name: Mitsubishi Chemical) 12 parts by mass, calcium carbonate (trade name: Viscoexcel-30, company name: Shiraishi Kogyo) 40 parts by mass, plasticizer (trade name: DB02, company name: Daiso) 3 parts by mass, Sealed rubber material containing 6 parts by mass of sulfur (trade name: Noxeller DM, company name: Ouchi Shinsei Chemical) and 5 parts by mass of a vulcanization accelerator (trade name: 2 types of zinc oxide, company name: Shodo Chemical) An unvulcanized product was obtained by kneading using a mold kneader and a roll machine. The Mooney viscosity of JISK6300-1 (2001) in the rubber material was 50.
2.芯金22は、L(全長)=354.5〔mm〕、外径8.0〔mm〕のステンレス鋼(SUS)製である。 2. The metal core 22 is made of stainless steel (SUS) having L (full length) = 354.5 [mm] and an outer diameter of 8.0 [mm].
3.押出機として、三葉製作所製の60〔mm〕の押出機を用い、スクリュー回転数を10〔rpm〕、ダイス径(図4のC寸法)をφ12.5〔mm〕、ゴム材の押出し圧力を23〔MPa〕とした。 3. As an extruder, a 60 [mm] extruder manufactured by Mitsuha Seisakusho was used, the screw rotation speed was 10 [rpm], the die diameter (C dimension in FIG. 4) was 12.5 [mm], and the extrusion pressure of the rubber material Was 23 [MPa].
なお、ゴムロール体74(図9参照)における外径の狙い値は、中央側(図9中のDm寸法)で12.1〔mm〕とし、両端部側(図9中のDf寸法)で12.0〔mm〕とし、ゴムロール体74(ゴムロール70)としては、クラウン量が0.1〔mm〕とされるクラウン形状とした。なお、図9ではクラウン量が誇張して示されている。 The target value of the outer diameter of the rubber roll 74 (see FIG. 9) is 12.1 [mm] on the center side (Dm dimension in FIG. 9), and 12 on both ends (Df dimension in FIG. 9). 0.0 [mm], and the rubber roll 74 (rubber roll 70) has a crown shape with a crown amount of 0.1 [mm]. In FIG. 9, the crown amount is exaggerated.
4.前述した未加硫のゴム材を押出し機で押出し成形すると同時に順次芯金22を通過孔に通過させ、ゴムロール体74を形成させた。その後、165〔℃〕で75分間、熱風炉に投入して加硫を行い、芯金22上にゴム材の加硫ゴム層を形成した。そして、加硫後のゴムロール体74の両端部のゴム材を切断して芯金22を露出させることでゴムロール70を得た(図10)。芯金22の露出長さは、15〔mm〕とした。 4). The unvulcanized rubber material described above was extruded using an extruder, and at the same time, the cored bar 22 was sequentially passed through the passage hole to form a rubber roll 74. Thereafter, the mixture was put into a hot air furnace at 165 [° C.] for 75 minutes for vulcanization, and a vulcanized rubber layer of rubber material was formed on the cored bar 22. And the rubber roll 70 was obtained by cut | disconnecting the rubber material of the both ends of the vulcanized rubber roll body 74, and exposing the metal core 22 (FIG. 10). The exposed length of the cored bar 22 was 15 [mm].
5−1.実施例1については、芯金の搬送速度をゴム材の押し出し速度に対して105%以上115%以下の間で変化させることで、ゴムロール70をクラウン形状とした。 5-1. In Example 1, the rubber roll 70 was formed into a crown shape by changing the conveying speed of the core metal between 105% and 115% with respect to the extrusion speed of the rubber material.
5−2.実施例2については、芯金の搬送速度をゴム材の押し出し速度に対して100%以上120%以下の間で変化させることで、ゴムロール70をクラウン形状とした。 5-2. In Example 2, the rubber roll 70 was formed into a crown shape by changing the conveying speed of the core metal between 100% and 120% with respect to the extrusion speed of the rubber material.
5−3.比較例1については、芯金の搬送速度をゴム材の押し出し速度に対して115%以上125%以下の間で変化させることで、ゴムロールをクラウン形状とした。 5-3. In Comparative Example 1, the rubber roll was formed into a crown shape by changing the conveying speed of the core metal between 115% and 125% with respect to the extrusion speed of the rubber material.
5−4.比較例2については、芯金の搬送速度をゴム材の押し出し速度に対して120%以上130%以下の間で変化させることで、ゴムロールをクラウン形状とした。 5-4. For Comparative Example 2, the rubber roll was crown-shaped by changing the conveying speed of the core metal between 120% and 130% with respect to the extrusion speed of the rubber material.
〔評価項目・評価方法〕
ゴムロールの外径について評価(測定)した。
[Evaluation Item / Evaluation Method]
The outer diameter of the rubber roll was evaluated (measured).
ゴムロールの外径を測定するために、遮光式レーザー外径測定装置(アサカ理研製:ROLL2000)を用いた。具体的には、測定するゴムロールの両端を支持してゴムロールを一回転させることで、一周分の外径を測定し、基準値(基準プロフィール)との差(誤差)を求めた。測定箇所については、ゴムロールの軸方向において、ゴムロールの端部からロール軸方向に10〔mm〕ピッチとし、各誤差の中で最も大きい数値を最大誤差とした。 In order to measure the outer diameter of the rubber roll, a light-shielding laser outer diameter measuring device (manufactured by Asaka Riken: ROLL2000) was used. Specifically, the outer diameter of one round was measured by supporting the both ends of the rubber roll to be measured and rotating the rubber roll once, and the difference (error) from the reference value (reference profile) was obtained. Regarding the measurement location, in the axial direction of the rubber roll, the pitch was 10 mm from the end of the rubber roll in the roll axial direction, and the largest numerical value among the errors was the maximum error.
〔評価基準〕
最大誤差が10〔μm〕未満の場合は、このゴムロールを電子写真方式の画像形成装置の帯電ロールとして用いて場合に、感光体ドラムの帯電ばらつきが許容範囲内に収まるため、「○」とした。
〔Evaluation criteria〕
When the maximum error is less than 10 [μm], when this rubber roll is used as a charging roll of an electrophotographic image forming apparatus, the charging variation of the photosensitive drum falls within an allowable range, so “◯” is given. .
一方、最大誤差が10〔μm〕以上の場合は、このゴムロールを電子写真方式の画像形成装置の帯電ロールとして用いて場合に、感光体ドラムの帯電ばらつきが許容範囲内に収まらないため、「×」とした。 On the other hand, when the maximum error is 10 [μm] or more, when this rubber roll is used as a charging roll of an electrophotographic image forming apparatus, the charging variation of the photosensitive drum does not fall within an allowable range. "
〔評価結果〕
図3には、評価結果が表で示されている。この表で示されるように、実施例1、実施例2は、最大誤差が10〔μm〕未満であるため、「○」となり、比較例1、比較例2は、最大誤差が10〔μm〕以上であるため、「×」となった。
〔Evaluation results〕
FIG. 3 shows the evaluation results in a table. As shown in this table, Example 1 and Example 2 are “◯” because the maximum error is less than 10 μm, and Comparative Examples 1 and 2 have a maximum error of 10 μm. Since it is above, it became "x".
〔考察〕
ゴムロールの外径が基準値に対してばらつく理由について考察する。
[Discussion]
The reason why the outer diameter of the rubber roll varies with respect to the reference value will be considered.
合流域48に向けて円筒状に押し出されるゴム材の圧力損失について考える。 Consider the pressure loss of a rubber material that is extruded in a cylindrical shape toward the merge region 48.
図1に示されるように、中空部58が合流域48に位置している際には、合流域48に押し出されたゴム材の外周面は、合流域48を構成する排出ヘッド38の内周面に密着する。これは、合流域48に押し出されたゴム材の内周面が芯金22と接触していないため、搬送される芯金22によって、合流域48に押し出されたゴム材に負荷される下方側への引張力が小さいためである。 As shown in FIG. 1, when the hollow portion 58 is located in the merging region 48, the outer peripheral surface of the rubber material pushed into the merging region 48 is the inner periphery of the discharge head 38 constituting the merging region 48. Adhere to the surface. This is because the inner peripheral surface of the rubber material pushed out to the merging region 48 is not in contact with the cored bar 22, so that the lower side loaded on the rubber material pushed into the merging region 48 by the conveyed cored bar 22. This is because the pulling force to is small.
このため、中空部58が合流域48に位置している際には、ゴム材の圧力損失は大きくなる。 For this reason, when the hollow part 58 is located in the confluence | merging area 48, the pressure loss of a rubber material becomes large.
一方、図2に示されるように、芯金22の外周面がゴム部材72で被覆されたゴムロール部56が合流域48に位置している際には、合流域48に押し出されたゴム材の外周面の一部は、合流域48を構成する排出ヘッド38の内周面から剥離する。これは、合流域48に押し出されたゴム材の内周面が芯金22と接触しているため、搬送される芯金22によって、合流域48に押し出されたゴム材に負荷される下方側への引張力が大きいためである。 On the other hand, as shown in FIG. 2, when the rubber roll portion 56 in which the outer peripheral surface of the cored bar 22 is covered with the rubber member 72 is located in the joining area 48, the rubber material pushed out to the joining area 48 is A part of the outer peripheral surface is peeled off from the inner peripheral surface of the discharge head 38 constituting the merge area 48. This is because the inner peripheral surface of the rubber material pushed out to the merging region 48 is in contact with the cored bar 22, so that the lower side loaded on the rubber material pushed into the merging region 48 by the conveyed cored bar 22. This is because the tensile force to is large.
このため、ゴムロール部56が合流域48に位置している際には、ゴム材の圧力損失は小さくなる。 For this reason, when the rubber roll part 56 is located in the confluence | merging area 48, the pressure loss of a rubber material becomes small.
そして、中空部58とゴムロール部56とが交互に合流域48に位置する(通過する)ことで、ゴム材の圧力損失の変化が同様の間隔で繰り返される。このように合流域48に向けて円筒状に押し出されるゴム材の圧力損失が変化するため、ゴムロールの外径が基準値に対してばらついてしまう。 And since the hollow part 58 and the rubber roll part 56 are located in the merge area 48 alternately (pass), the change of the pressure loss of a rubber material is repeated at the same space | interval. As described above, the pressure loss of the rubber material extruded in a cylindrical shape toward the merge region 48 changes, and thus the outer diameter of the rubber roll varies with respect to the reference value.
また、ゴム材の圧力損失の変化の度合が大きい程、ゴムロールの外径が基準値に対してばらつく度合いが大きくなり、ゴム材の圧力損失の変化の度合が小さい程、ゴムロールの外径がばらつく度合いが小さくなる。特に、ゴムロールの両端側における外径が基準値に対してばらつく度合いが大きくなる。 Also, the greater the degree of change in the pressure loss of the rubber material, the greater the degree of variation in the outer diameter of the rubber roll with respect to the reference value, and the smaller the degree of change in the pressure loss of the rubber material, the more variable the outer diameter of the rubber roll. The degree is reduced. In particular, the degree to which the outer diameters at both ends of the rubber roll vary with respect to the reference value increases.
ここで、芯金の搬送速度をゴム材の押し出し速度の120〔%〕より大きくすると、芯金の搬送速度をゴム材の押し出し速度の120〔%〕以下とする場合と比して、ゴム材の圧力損失の変化の度合が大きくなる。これにより、比較例1、2については、実施例1、2に比してゴムロールの外径がばらつく度合いが大きくなる。 Here, when the conveying speed of the core metal is made larger than 120 [%] of the extrusion speed of the rubber material, the rubber material is compared with the case where the conveying speed of the core metal is set to 120 [%] or less of the extrusion speed of the rubber material. The degree of change in pressure loss increases. Thereby, about the comparative examples 1 and 2, the degree to which the outer diameter of a rubber roll varies compared with Examples 1 and 2 becomes large.
なお、芯金の搬送速度をゴム材の押し出し速度の100〔%〕より小さくすると、芯金22に対するゴム材の被覆量の調整が困難となり、ゴムロールの成形ができなくなってしまう。 In addition, if the conveyance speed of the metal core is made smaller than 100 [%] of the rubber material extrusion speed, it is difficult to adjust the amount of the rubber material covered on the metal core 22, and the rubber roll cannot be formed.
(まとめ)
本実施形態では、芯金の搬送速度がゴム材の押し出し速度に対して、100〔%〕以上120〔%〕以下とされている。このため、芯金の搬送速度を変化させてクラウン状のゴムロールを製造する場合に、芯金22の搬送速度がゴム材の押し出し速度に対して120%より大きい場合と比して、ゴムロールの外径がばらつくのが抑制される。
(Summary)
In this embodiment, the conveying speed of the metal core is set to 100% to 120% with respect to the extrusion speed of the rubber material. For this reason, when a crown-shaped rubber roll is manufactured by changing the conveying speed of the core metal, the outer diameter of the rubber roll is larger than that when the conveying speed of the core metal 22 is larger than 120% with respect to the extrusion speed of the rubber material. It is suppressed that the diameter varies.
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、先方の芯金22と後方の芯金22との間は、ゴム材の内部が中空とされた中空部58とされたが、特に先方の芯金22と後方の芯金22との間のゴム材の内部が中空とされていなくてもよい。 Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments, the present invention is not limited to such embodiments, and various other embodiments can be taken within the scope of the present invention. This will be apparent to those skilled in the art. For example, in the above embodiment, the space between the front metal core 22 and the rear metal core 22 is a hollow portion 58 in which the inside of the rubber material is hollow. The inside of the rubber material between the gold 22 may not be hollow.
10 ゴムロールの製造装置
12 押出機
22 芯金
56 ゴムロール部
58 中空部(中間部の一例)
78 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rubber roll manufacturing apparatus 12 Extruder 22 Core metal 56 Rubber roll part 58 Hollow part (an example of an intermediate part)
78 Control unit
Claims (2)
前記押出機を制御して、前記芯金の搬送速度を前記ゴム材の押し出し速度に対して100%以上120%以下の間で変化させることで、前記ゴムロール部の軸方向の中央側の外径を軸方向の両端側の外径と比して大きくする制御部と、
を備えるゴムロールの製造装置。 The core metal is sequentially fed at intervals to the center of the unvulcanized rubber material extruded into a cylindrical shape, and the rubber roll portion in which the outer peripheral surface of the core metal is covered with the rubber material, the front core metal and the rear core metal An extruder for alternately extruding an intermediate portion in which a core metal does not exist at the center of the rubber material between the core
By controlling the extruder and changing the conveying speed of the core metal between 100% and 120% with respect to the extrusion speed of the rubber material, the outer diameter of the rubber roll portion on the center side in the axial direction A control unit for increasing
A rubber roll manufacturing apparatus comprising:
前記ゴム材に対して加硫処理を施す第二工程と、
前記芯金の両端側を被覆した部分の前記ゴム材を切除する第三工程と、
を備えるゴムロールの製造方法。 A cored bar is sequentially fed into the center of an unvulcanized rubber material extruded into a cylindrical shape at intervals, a rubber roll part in which an outer peripheral surface of the cored bar is covered with the rubber material, a front cored bar and a rear cored bar In the step of alternately discharging between the cored bar and the intermediate part where the cored bar does not exist at the center part of the rubber material, the conveying speed of the cored bar is 100% or more and 120% with respect to the extrusion speed of the rubber material. By changing between the following, the first step of increasing the outer diameter of the center side in the axial direction of the rubber roll portion as compared with the outer diameter of both end sides in the axial direction;
A second step of vulcanizing the rubber material;
A third step of cutting off the rubber material of the portion covering both ends of the core;
A method for producing a rubber roll comprising:
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