JPS6054816A - ゴム製ロ−ルの製造方法およびこの方法の使用に用いる注入成形型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ゴム製四−ル、たとえば乾式複写機、オフセ
ット印刷機などの紙送りロールとして用いて好適なゴム
製ロールの製造方法およびその方法の使用に用いる注入
成形型に関するものである。

従来のこの種のロールは一般に、二つ割りの金・型にて
芯金とゴムとを一体に成型するとともに、加硫し、その
後、金型が割り型であることに起因して発生するゴム表
面のパーティングジインおよび金型の気抜穴へのゴムの
進入によって発生する□゛スピユー除去するため、なら
びにロールの寸法精度および摩擦係数を高めるために、
そのゴム表面に研摩機によるパフ加工を施すことによっ
て製造されている。

ところが、このような従来技術によれば、とくにゴム表
面にパフ加工を施す結果として、ローラを拡大断面図で
示す第１図から明らかなように、ローラ表面にゴムまぐ
れＡおよびその基部におけるクラックＢが発生し、その
ゴムまくれＡは、ローラの使用中に徐々に千切れて寸法
精度の低下を、もたらすとともに、摩擦係数の低下をも
たらし、１また、クラックＢはそこがらのオゾンクラッ
クの発生およびローラ表面の引き裂けを誘発するという
耐久性上の問題が生じ、しかも、パフ加工の費用が四−
ル製造費の４０％を占めるというコスト上の問題があっ
た。

本発明は、金型の構造およびローラ表面の形態を変更す
ることによって、寸法精度および摩擦係なもたらす新規
なるゴム製四−ルの製造方法およ　−びそのための注入
成形型を提供するものである。

本発明のゴム製ロールの製造方法は、注入成形型の継目
のない多孔質周面を有する円柱状キャビティの中央部に
芯金を配置し、この芯金の周りでキャビティ内へたとえ
ば耐熱、耐候性にすぐれたＥＰＤＭ、ＯＲ，シリコンゴ
ムなどを注入成形し、その後、キャビティから製品とし
ての成形品分取り出すことにより行われ、この製造方法
によれば、とくに継目のない多孔質周面を有する円柱状
キャビティへの注入成形により、ゴム表面へのパーティ
ングラインおよびスビ五−の発生が有効に防止され、ま
た研摩加工が不要となり、しかも、すぐれた表面性状の
下で、十分なる寸法精度および摩擦係数を有するゴム製
ロールがもたらされる。

また、上記方法の使用に用いる本発明の注入成形型は、
上下型および中型からなる注入成形型において、とくに
中型を単一体にて形成し、その単一体の中央部に円柱状
の貫通孔を設けるとともに、この貫通孔の周面全体に、
不要な気体をトラップ・・するに十分な厚さのセラミッ
ク溶射層を設けることによりキャビティを構成してなる
。

以下に本発明を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の製造方法の使用に用いて好適な注入成
形機の要部断面を示し、図中１は射出ノ“ズル、２は射
出ノズル１を囲む上型固定プレス板をそれぞれ示し、こ
の上型固定プレス板２とそれから相当距離離間する下型
固定プレス板３との間に、本発明に係る注入成形型の一
例としての射出成形型４を配置する。

この射出成形型４は、上下型５，６および中型７からな
り、図示例ではこれらの上下型５．６および中型７は、
それらの周面にヒータ８，９および１０を有する。ここ
で上型５は、上型固定プレス板２に、ランナー構成部材
１１および断熱板１２を順次に介して取り付けられてお
り、上下に二分割してなるランナー構成部材１１、断熱
板１２および上型５は、それらの内部に射出ノズルｌと
後述のキャビティとを通過するランナー１３を有する。

上型５はまた、中型１ｏに設けたキャビティ１４と隣接
する位置に、キャビティ１４と同軸をなす中子用窪み１
５を有する。なお図中１６はランナー構成部材１１に設
けた冷却通路を示し、これにてランナー１３を通る射出
材料、たとえばシリコンゴムの加硫をランナー構恋部材
部分にて防止する。従って、射出成形品の取り出しに際
し、シリコンゴムは、ランナー構成部材１１と断熱板１
２との隣接部分で切断されることになり、ゴムロスが低
減されることになる。

また下型６は、スペーサ１７および断熱板１８を介して
下型固定プレス板８に取り付けらバでおり、この下型６
は、これもキャビティ１４との隣接位看に、中子用窪み
１５と対向する中子用窪み１９を有し、さらにこの中子
用窪み１９に達するエジェクター用の貫通孔２ｏを有す
る。ここでエジェクターは、図示しない油圧シリンダー
とそれにて進退駆動されるエジェクタービン２１とがら
なり、貫通孔２０は、下型１７内で、ばね２２によって
後退方向へ附勢されるそのエジェクタービン２１の中子
用窪み１９内への進退を許容する。□さらに、上下型５
，６間に挾まれる中型７は、下型６に取り付けた単一体
からなり、その中央部に設けられて上下方向に延在する
キャビティ１４は、その単一体に円柱状の貫通孔２３を
設け、そしてこの貫通孔２３の周面全体に適宜メツシュ
および厚さを有する多孔質層を設けることにより構成さ
れる。ここで、この多孔質層は、貫通孔２３にセラミッ
ク溶射層２４を直接または間接的に設けることによって
形成することができる。なお、このセラミック溶射層２
４は、その溶射後に研摩・を施すことが成形品の寸法精
度を高める上で好ましい。

そしてさらに、このセラミック溶射層２４は、ここでは
金属粉粒物、無機金属化合物を含有する金属粉粒物、及
び無機金属化合物の粉粒物から選ばれる１種又は２種以
上の粉粒物を溶射することによって形成する。この場合
、金属粉粒物としては、例えばＡ４ＸＴｉ、　Ｂ％　Ｏ
ｒｓ　Ｓｉｓ　Ｗｑ　Ｃｏ、Ｎ１ＸＺｎｑＹなど、ある
いはこれらの合金の粉粒物が挙げられる。また、無機金
属化合物の粉粒物としては、たとえば上述した金属の酸
化物、窒化物、炭化物、けい化物、硼化物などの粉粒物
が挙げられる。より具体的には、金属酸化物としてはＡ
ｌ２Ｏ８、ＴｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２
、ｗｏ、などが、金属窒化物としてはｉＮ　％　ＴｉＮ
　、　Ｓｉ８Ｎ４、ＺｒＮ　、　ＨｆＮ　、　ＶＮ、　
ＴａＮ　％　Ｂｅ３Ｎ２などが、金属炭化物トシテはＴ
ｉｅ　ｚ　、、ＳｉＣｓ　ＷＯ、、Ｚｒ（３−、ＨｆＧ
　、、　ＶＣ％ＴａＣ％　ＮｂＯ％　ＢｉＯなどが、金
属けい化物としてはＴｉＳｉ　、　ＭｏＳｉ　％　Ｚｒ
Ｓｉ　５ＶＳｉなどが、そして金属硼化物としてはＡＩ
Ｂ　、　ＴｉＢ、、Ｓ’ｉＢ　Ｎ　ＷＢ　、、　ＷＢ２
、−ＺｒＢ２　、’ｒａ１３などがそれぞれ使用できる
。さらに、無機金属化合物を含有する金属粉粒物として
は、たとえば上述した金属粉粒物と無機金属化合物粉粒
物とを混合したものを粉粒状にしたものを使用すること
ができる。

これらの中では、酸化物が多孔性になり易い点から好適
に用いられる。

なお、上述した粉粒物の粒径は必ずしも制限されないが
、１〜１００μ、特に５〜２０μの平均粒径とすること
が本発明の目的を達成する上で好ましい。

また、上述した粉粒物を溶射する方法にも特に制限はな
く、例えば酸素−可燃ガスを用いる方法、プラズマアー
クを用いる方法など、粉粒物の溶射可能ないかなる方法
をも採用し得るが、炎温度が２０００〜６０００℃程度
での処理が本発明の目的達成の上で最も好ましい。

ざらに、セラミック溶射層２４は、貫通孔２３の周面に
直接形成することもできるが、その周面に中間層を介し
て形成することもでき、とくに年・機金属化合物による
セラミック溶射層２４を形成する場合には、その溶射［
２４の貫通孔周面への接着保持層として中間層を設ける
ことが好ましい。

このような中間層としては、例えばＮｌ　％　Ａ１％Ｍ
Ｏ１Ｏｒなどの金属、或いはこれらの合金の薄層が挙げ
られ、とりわけｍｉ−ｈｔ合金薄層が接着性を高める効
果が高く、好５に用いられる。この中間層の形成の仕方
は特に制限されず、例えば溶着により形成することもで
きる。また、中間層２ａの厚さにも制限はなく、ｏ、ｉ
μ程度の薄層であっても接着保持層としての効果を有す
る。なお、中間層２ａは通気性を有するものであること
が好ましい。

なお、キャビティ１４の周面を形成するセラミック溶射
層２４の厚さは、キャビティ周面とキャビティ内の注入
材料の一例としてのシリコンゴムとの間に介在および発
生する気体の全てをそれにて確実にトラップできる程度
に厚くする。具体的にはＱ、１ｍｍ以上、とくにはＱ、
３ｍｍ以上とすることが好ましい。この場合、厚さの上
限はないが、たとえば５ｍｍ、とくにはＱ　ｍｍとする
ことが好ましい。

以上に述”べた中型７において、キャビティ１４の直径
がその上端から下端に至るまで実質的に均一である場合
には、一般的に、そのキャビティによる成形品は、第３
図にぞれとキャビティとの相対関係を示すように、その
収縮によって上下端部分の直径が他部分より大きくなり
、この種の用途のローラでは少なくともその大径部分に
は事後の研摩加工を施すことが必要になるため、好まし
くは、大径部分の発生が予測される範囲で、キャビティ
１４の端部分に、第４図に示すように端縁に向けて先細
りとなる截頭円錐部分１１ａを設け、この截頭円錐部分
１４ａによって成形品の均一直径を担保する。

このような構成の射出成形型を用いてゴム製ロールを製
造するに際しては、まず、截頭円錐状をなす中子用窪み
１５．１０内へそれぞれ中子２５゜２６を配置し、これ
らの中子２５．２６によって、そこへ嵌め合せた芯金２
７をキャビティ１４の中心部に位置決めする。ここで下
型６の中子用窪みｌ９に昧合する中子２６はその外周面
の中間部にζはみ出しゴムをトラップする環状溝２８を
有する。

次いで、各型５，６．７の閉止状態下で、射出ノズル１
からたとえばシリコンゴムを注入することにより、その
シリコンゴムはランナー１３を経てキャビティ内へ流入
し、そこで加圧状態のまま芯金２７に加硫接着される。

なおここで射出材料としてシリコンゴムを用いるのは、
シリコンゴムは、耐熱性、耐摩耗性、耐候性および耐Ｏ
３性にすぐれており、紙送り四−ルに必要な適性を十分
に具備していることによるものである。

シリコンゴムのこのような射出成形に際し、キャビティ
１４は単一体に形成されており、その周面には継目がな
いことにより、成形品の寸法精度が高まるとともに、そ
の外表面へのパーティングラインの発生が確実に防止さ
れることになる。また、キャビティ１４の周面企形成す
るセラミック溶射層２４は、キャビティ内の空気その他
の気体のそこへの逃げ込みを許容し、がっ離型性にすぐ
れているので、スピユーや空気溜りのない外観のすぐれ
た成形品が得られる。すなわちセラミツ表溶射層２４は
、前記粉粒物を貫通孔２３の周面に粒子状に堆積させて
なるため、それらの粒子間には微細な空孔が多数成虫さ
れ、その空孔による気体のトラップおよびその層内拡散
がもたらされる。

さらに、セラミック溶射層２４１は、その表面に凹凸を
有することから、離型剤を使用することなしに成形品を
取り出すことが可能になるとともに、成形品の表面にそ
れを紙送りローラとして用いるに十分な摩擦係数を付与
することができる。

なお、これらのことに加え、キャビティ１４の上下端部
分に、霜４図について述べたような截頭円錐部分１′４
ａを設けた場合には、成形品はその全長にわたって均一
直径となるので、研摩加工を一切施すことなしに、極め
てずぐれた表面性状を有し、かつ十分なる寸法精度およ
び摩擦係数を有する成形品が得られることによる。

このような射出成形の終了後は、上型５と中型７とを図
示しない油圧装置で離間させることによって型開きを行
い、続いて、エジェクタービン・２１の進出に基づき、
成形品をキャビティ１４から上方へ突出させることによ
って成形品の取り外しを可能ならしめる。図示の射出成
形型によれば、この型開きに際し、主として上型５内の
ランナ一部で加硫されたシリコンゴムが成形品の上端面
に残留することになるが、ランナー１３とキャビディ１
４との隣接部にゲートを設けることによって、その加硫
シリコン／ゴムを上型５内に残留させ、それを上型５と
ランナー構成部材１１とのＭｌ　ｒｌ［によって別個に
取り出すこともできる。また、加硫シリコンゴムのこの
ような残留を実質的になくすために特公昭５５−９２９
１号公報あるいは出願人が先に提案した特願昭５．８−
７８８４８号明細書に開示された種類のインジェクター
装置を用いることもできる。

そして成形品のキャビティ１４からの取り外し後は、前
述したと同様にして次のロール製造が行われる。

このようにして製造された成形品は、前述したように、
十分な寸法精度および摩擦係数を有するとともに、すぐ
れた表面性状を有し、しかも、その表面へのスピユーお
よびパーティングラインの発生がないので、事後処理を
施すことなしに、そのまま製品として使用することがで
きる。

なお、以上に述べた方法および装置は、シリコンゴム以
外のゴムにも適用できることはもちろんであり、また、
注入成形型をトランスファ型その他とすることもできる
。

以上述べたところから明らかなように、本発明によれば
、とくに継目のないセラミック溶射周面を有し、かつ円
柱状をなすキャビティを具えた注入成形型を用い、その
キャビティの中央部に芯金を配置し、この芯金の周りで
キャビティ内へゴムを注入成形し、その後、キャビティ
から製品としての成形品を取り出すことにより、研摩機
によるパフ加工を施すことなくゴム製ロールをもたらす
ことができるので、パフ加工のための費用が不要になる
他、ローラ表面へのゴムまくれ、クラックの発生が防止
されてローラの耐久性が著しく向上するという顕著なる
効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のローラを示す拡大断面図、第２図は本発
明の注入成形型を例示する断面図、第３図はキャビティ
と成形品との相対関係を示す断面図、 第４図はキャビティの変形例を示す拡大部分断面図であ
る。 ５・・・上型　６・・・下型 ７・・・中型　１４・・・キャビティ ２３・・・貫通孔　２４・・・セラミック溶射層２７・
・・芯金。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　継目のない多孔質周面を有するとともに１円柱状を
   なすキャビティを・具えた注入成形型の、前記キャビテ
   ィの中央部に芯金を配置し、この芯金の周りでキャビテ
   ィ内へゴムを注入成形し、その後、キャビティから製品
   としての成形品を取り出すゴム製ロールの製造方法。 区　上下型と、これらの上下型間に配置される中型とか
   らなる注入成形型において、 前記中型を単一体にて形成し、その単一体に円柱状の貫
   通孔を設けるとともに、この貫通孔の周面全体にセラミ
   ック溶射層を設けることによりキャビティを構成してな
   る注入成形型。