(57)【要約】【課題】精度の高い円筒樹脂を簡単に製造する。【解決手段】成形する円筒樹脂の外面側を規定する外側規定部４ｏと、外側規定部４ｏの内側に配置され、円筒樹脂の内面側を規定する中空の内側規定部Ｐと、外側規定部４ｏと内側規定部Ｐとの間に溶融した樹脂を供給する樹脂供給部４Ａ及び４Ｂと、内側規定部Ｐを樹脂供給部４Ａ及び４Ｂから供給された樹脂と共に押し出して、外側規定部４ｏに対して相対的に移動させる押し出し機構４と、を備える円筒樹脂の製造装置１。【選択図】図１
2020062872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形する円筒樹脂の外面側を規定する外側規定部と、
前記外側規定部の内側に配置され、前記円筒樹脂の内面側を規定する中空の内側規定部と、
前記外側規定部と前記内側規定部との間に溶融した樹脂を供給する樹脂供給部と、
前記内側規定部を前記樹脂供給部から供給された前記樹脂と共に押し出して、前記外側規定部に対して相対的に移動させる押し出し機構と、
を備えることを特徴とする円筒樹脂の製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の円筒樹脂の製造装置において、
前記樹脂供給部を複数備えることを特徴とする円筒樹脂の製造装置。
【請求項３】
請求項２に記載の円筒樹脂の製造装置において、
複数の前記樹脂供給部から供給される前記樹脂のうちの少なく１つにはカーボンナノチューブが含まれていることを特徴とする円筒樹脂の製造装置。
【請求項４】
請求項３に記載の円筒樹脂の製造装置において、
前記押し出し機構の前記内側規定部の押し出し圧は、前記カーボンナノチューブが配向しない押し出し圧に調整されていることを特徴とする円筒樹脂の製造装置。
【請求項５】
成形する円筒樹脂の外面側を規定する外側規定部と、前記円筒樹脂の内面側を規定する内側規定部と、溶融した樹脂を供給する樹脂供給部と、を備える円筒樹脂の製造装置を用いて行う円筒樹脂の製造方法であって、
前記外側規定部の内側に前記内側規定部を配置する配置工程と、
前記樹脂供給部から前記外側規定部と前記内側規定部との間に溶融した樹脂を供給し、前記内側規定部を前記樹脂と共に押し出して、前記外側規定部に対して相対的に移動させる押し出し工程と、
前記内側規定部から前記樹脂を離脱する離脱工程と、
を有することを特徴とする円筒樹脂の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の円筒樹脂の製造方法において、
前記押し出し工程は、複数種類の前記樹脂を前記外側規定部と前記内側規定部との間に積層することを特徴とする円筒樹脂の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の円筒樹脂の製造方法において、
複数種類の前記樹脂のうちの少なく１つにはカーボンナノチューブが含まれていることを特徴とする円筒樹脂の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の円筒樹脂の製造方法において、
前記押し出し工程の前記内側規定部の押し出し圧は、前記カーボンナノチューブが配向しない押し出し圧であることを特徴とする円筒樹脂の製造方法。
【請求項９】
請求項５から８のいずれか１項に記載の円筒樹脂の製造方法において、
前記外側規定部と前記内側規定部との間に供給された前記樹脂の層の外側に絶縁層を形成する絶縁層形成工程を有することを特徴とする円筒樹脂の製造方法。
【請求項１０】
請求項５から９のいずれか１項に記載の円筒樹脂の製造方法において、
繊維からなる下地層を前記内側規定部に配置させてから前記配置工程を実行することを特徴とする円筒樹脂の製造方法。
【請求項１１】
請求項５から１０のいずれか１項に記載の円筒樹脂の製造方法において、
前記配置工程は、前記内側規定部を順次配置することを特徴とする円筒樹脂の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の円筒樹脂の製造方法において、
前記押し出し工程で押し出された前記内側規定部を、前記配置工程で順次配置される前記内側規定部ごとに、分断する分断工程を有することを特徴とする円筒樹脂の製造方法。
【請求項１３】
請求項５から１２のいずれか１項に記載の円筒樹脂の製造方法において、
前記押し出し工程の実行後に、前記樹脂の前記内側規定部の押し出し方向における長さを調整する調整工程を有することを特徴とする円筒樹脂の製造方法。
【請求項１４】
請求項５から１３のいずれか１項に記載の円筒樹脂の製造方法において、
前記押し出し工程は、前記内側規定部を前記樹脂と共に押し出すことに伴う前記樹脂から受ける力により前記内側規定部が前記外側規定部に対して相対的に移動させられることを特徴とする円筒樹脂の製造方法。
【請求項１５】
請求項５から１４のいずれか１項に記載の円筒樹脂の製造方法において、
前記離脱工程では、前記内側規定部を冷却して収縮させ、前記内側規定部から前記樹脂を離脱することを特徴とする円筒樹脂の製造方法。
【請求項１６】
請求項１から４のいずれか１項に記載の円筒樹脂の製造装置で製造されたことを特徴とする円筒樹脂。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒樹脂の製造装置、円筒樹脂の製造方法及び円筒樹脂に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、媒体を搬送する搬送ベルトなど、様々な用途で円筒樹脂が使用されている。そして、円筒樹脂の製造装置及び円筒樹脂の製造方法に関しても、様々な装置及び方法が使用されている。例えば、特許文献１には、表面層、弾性層及び基材層を有し、表面層が所定の樹脂で構成される多層の無端管状フィルム及びその製造方法が開示されている。また、特許文献２には、溶融樹脂を治具で内径及び外径を規定しつつ押し出すまたは引き出すことで樹脂チューブを成形する樹脂成形装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１０８５４５号公報
【特許文献２】特開２００８−２３８６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示される製造方法は、金属ドラムの内側に遠心力で樹脂をコーティングして無端管状フィルムを製造する製造方法であり、無端管状フィルムを製造する時間が長くなるうえ、製造コストが高くなる。また、特許文献２に開示される樹脂成形装置は、成形されるチューブを直接接触してガイドすることなく押し出しまたは引き出しをするので、成形精度が低くなる場合がある。すなわち、従来の円筒樹脂の製造装置及び円筒樹脂の製造方法では、精度の高い円筒樹脂を簡単に製造することが困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための本発明の円筒樹脂の製造装置は、成形する円筒樹脂の外面側を規定する外側規定部と、前記外側規定部の内側に配置され、前記円筒樹脂の内面側を規定する中空の内側規定部と、前記外側規定部と前記内側規定部との間に溶融した樹脂を供給する樹脂供給部と、前記内側規定部を前記樹脂供給部から供給された前記樹脂と共に押し出して、前記外側規定部に対して相対的に移動させる押し出し機構と、を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施例１に係る円筒樹脂の製造装置の概略図。
【図２】本発明の実施例１に係る円筒樹脂の製造装置の樹脂被覆部を表す断面図。
【図３】本発明の実施例１に係る円筒樹脂の製造装置を用いて行う円筒樹脂の製造方法の一実施例のフローチャート。
【図４】本発明の実施例２に係る円筒樹脂の製造装置の樹脂被覆部を表す断面図。
【図５】本発明の実施例２に係る円筒樹脂の製造装置を用いて行う円筒樹脂の製造方法の一実施例のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
最初に、本発明について概略的に説明する。  
上記課題を解決するための本発明の第１の態様の円筒樹脂の製造装置は、成形する円筒樹脂の外面側を規定する外側規定部と、前記外側規定部の内側に配置され、前記円筒樹脂の内面側を規定する中空の内側規定部と、前記外側規定部と前記内側規定部との間に溶融した樹脂を供給する樹脂供給部と、前記内側規定部を前記樹脂供給部から供給された前記樹脂と共に押し出して、前記外側規定部に対して相対的に移動させる押し出し機構と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本態様によれば、外面側を外側規定部で規定し、内面側を内側規定部で規定するとともに樹脂を該内側規定部と直接接触させることができるので、高い精度で円筒樹脂を製造できる。また、樹脂を内側規定部と共に押し出して成形することで簡単に成形された円筒樹脂から、中空であることにより冷却した際の収縮率の大きい内側規定部を冷却させて収縮させることにより、簡単に内側規定部を離脱することができる。すなわち、精度の高い円筒樹脂を簡単に製造することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様の円筒樹脂の製造装置は、前記第１の態様において、前記樹脂供給部を複数備えることを特徴とする。
【００１０】
本態様によれば、樹脂供給部を複数備えるので、例えば１種類の樹脂を複数の樹脂供給部で使用することで該樹脂の供給効率を高くすることができるほか、異なる樹脂を順次供給することで各々が異なる特性を有する多層の円筒樹脂を成形できる。
【００１１】
本発明の第３の態様の円筒樹脂の製造装置は、前記第２の態様において、複数の前記樹脂供給部から供給される前記樹脂のうちの少なく１つにはカーボンナノチューブが含まれていることを特徴とする。
【００１２】
本態様によれば、カーボンナノチューブが含まれている樹脂を用いることで、該樹脂で構成される層を導電性の層にすることができる。
【００１３】
本発明の第４の態様の円筒樹脂の製造装置は、前記第１から第３のいずれか１つの態様において、前記押し出し機構の前記内側規定部の押し出し圧は、前記カーボンナノチューブが配向しない押し出し圧に調整されていることを特徴とする。
【００１４】
本態様によれば、押し出し機構の内側規定部の押し出し圧はカーボンナノチューブが配向しない押し出し圧に調整されているので、カーボンナノチューブが配向することでカーボンナノチューブ同士の接触部分が減って導電性が低下するということを抑制することができる。
【００１５】
本発明の第５の態様の円筒樹脂の製造方法は、成形する円筒樹脂の外面側を規定する外側規定部と、前記円筒樹脂の内面側を規定する内側規定部と、溶融した樹脂を供給する樹脂供給部と、を備える円筒樹脂の製造装置を用いて行う円筒樹脂の製造方法であって、前記外側規定部の内側に前記内側規定部を配置する配置工程と、前記樹脂供給部から前記外側規定部と前記内側規定部との間に溶融した樹脂を供給し、前記内側規定部を前記樹脂と共に押し出して、前記外側規定部に対して相対的に移動させる押し出し工程と、前記内側規定部から前記樹脂を離脱する離脱工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
本態様によれば、外面側を外側規定部で規定し、内面側を内側規定部で規定するとともに樹脂を該内側規定部と直接接触させることができるので、高い精度で円筒樹脂を製造できる。また、樹脂を内側規定部と共に押し出して成形することで簡単に円筒樹脂を成形できる。すなわち、精度の高い円筒樹脂を簡単に製造することができる。
【００１７】
本発明の第６の態様の円筒樹脂の製造方法は、前記第５の態様において、前記押し出し工程は、複数種類の前記樹脂を前記外側規定部と前記内側規定部との間に積層することを特徴とする。
【００１８】
本態様によれば、複数種類の樹脂を外側規定部と内側規定部との間に積層するので、各々が異なる特性を有する多層の円筒樹脂を成形できる。
【００１９】
本発明の第７の態様の円筒樹脂の製造方法は、前記第６の態様において、複数種類の前記樹脂のうちの少なく１つにはカーボンナノチューブが含まれていることを特徴とする。
【００２０】
本態様によれば、カーボンナノチューブが含まれている樹脂を用いることで、該樹脂で構成される層を導電性の層にすることができる。
【００２１】
本発明の第８の態様の円筒樹脂の製造方法は、前記第７の態様において、前記押し出し工程の前記内側規定部の押し出し圧は、前記カーボンナノチューブが配向しない押し出し圧であることを特徴とする。
【００２２】
本態様によれば、押し出し工程の内側規定部の押し出し圧はカーボンナノチューブが配向しない押し出し圧であるので、カーボンナノチューブが配向することでカーボンナノチューブ同士の接触部分が減って導電性が低下するということを抑制することができる。
【００２３】
本発明の第９の態様の円筒樹脂の製造方法は、前記第５から第８のいずれか１つの態様において、前記外側規定部と前記内側規定部との間に供給された前記樹脂の層の外側に絶縁層を形成する絶縁層形成工程を有することを特徴とする。
【００２４】
本態様によれば、外側規定部と内側規定部との間に供給された樹脂の層の外側に絶縁層を形成するので、製造される円筒樹脂の外周部分を絶縁性にすることができる。
【００２５】
本発明の第１０の態様の円筒樹脂の製造方法は、前記第５から第９のいずれか１つの態様において、繊維からなる下地層を前記内側規定部に配置させてから前記配置工程を実行することを特徴とする。
【００２６】
本態様によれば、繊維からなる下地層を内側規定部に配置させてから配置工程を実行することで、製造される円筒樹脂の内周部分を該繊維により強化でき、強度の高い円筒樹脂を製造することができる。
【００２７】
本発明の第１１の態様の円筒樹脂の製造方法は、前記第５から第１０のいずれか１つの態様において、前記配置工程は、前記内側規定部を順次配置することを特徴とする。
【００２８】
本態様によれば、内側規定部を順次配置するので長さの短い内側規定部を使用することができ、配置工程を簡単に実行できる。
【００２９】
本発明の第１２の態様の円筒樹脂の製造方法は、前記第１１の態様において、前記押し出し工程で押し出された前記内側規定部を、前記配置工程で順次配置される前記内側規定部ごとに、分断する分断工程を有することを特徴とする。
【００３０】
本態様によれば、内側規定部ごとに内側規定部を分断するので、押し出し工程で押し出された内側規定部の回収が簡単になる。
【００３１】
本発明の第１３の態様の円筒樹脂の製造方法は、前記第５から第１２のいずれか１つの態様において、前記押し出し工程の実行後に、前記樹脂の前記内側規定部の押し出し方向における長さを調整する調整工程を有することを特徴とする。
【００３２】
本態様によれば、内側規定部の押し出し方向における樹脂の長さを調整するので、製造される円筒樹脂の精度を高くすることができる。
【００３３】
本発明の第１４の態様の円筒樹脂の製造方法は、前記第５から第１３のいずれか１つの態様において、前記押し出し工程は、前記内側規定部を前記樹脂と共に押し出すことに伴う前記樹脂から受ける力により前記内側規定部が前記外側規定部に対して相対的に移動させられることを特徴とする。
【００３４】
本態様によれば、内側規定部を樹脂と共に押し出すことに伴う樹脂から受ける力を利用して内側規定部を簡単に移動させることができる。
【００３５】
本発明の第１５の態様の円筒樹脂の製造方法は、前記第５から第１４のいずれか１つの態様において、前記離脱工程では、前記内側規定部を冷却して収縮させ、前記内側規定部から前記樹脂を離脱することを特徴とする。
【００３６】
本態様によれば、内側規定部を冷却させて収縮させることにより、簡単に内側規定部を離脱することができる。
【００３７】
本発明の第１６の態様の円筒樹脂は、前記第１から第４のいずれか１つの態様の円筒樹脂の製造装置で製造されたことを特徴とする。
【００３８】
本態様の円筒樹脂は、精度が高い円筒樹脂となる。
【００３９】
次に、本発明の一実施例に係る円筒樹脂の製造装置について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００４０】
［実施例１］（図１から図３）  
最初に、図１を参照して実施例１の円筒樹脂の製造装置１の概要について説明する。なお、本実施例の円筒樹脂の製造装置１は、円筒状に樹脂を押し出しながら成形する押し出し成形装置であるとともに、媒体に画像を記録する記録装置で用いられる樹脂製の搬送ベルトなどを円筒樹脂として製造可能な装置である。ただし、本発明の円筒樹脂の製造装置は、このような装置に限定されない。
【００４１】
図１で表されるように、本実施例の円筒樹脂の製造装置１は、金属パイプＰを装填するパイプ装填部２を備えている。金属パイプＰは円筒形をしており、製造する円筒樹脂の構成材料である溶融した樹脂を該金属パイプＰの外周面に配置させるために使用される。別の表現をすると、パイプ装填部２に装填される樹脂の配置前の金属パイプＰｂは、製造する円筒樹脂の内面側を規定する中空の内側規定部としての役割をする。パイプ装填部２のセット位置２ｓにセットされた金属パイプＰは、移動方向Ａ１に沿って接合位置２ｃまで移動する。
【００４２】
接合位置２ｃまで移動してきた金属パイプＰは、接合部３で順次接合される。なお、本実施例における１本辺りの金属パイプＰの長手方向の長さは４００ｍｍ、外径は８２ｍｍ、内径は７２ｍｍである。ただし使用する金属パイプＰの大きさや形状はこのような大きさや形状に限定されず、製造する円筒樹脂の大きさなどに応じて変更することができる。本実施例の円筒樹脂の製造装置１は、パイプ装填部２と接合部３とを有し、金属パイプＰを順次配置する構成であるが、このような構成に限定されない。長手方向の長さが長い１本の金属パイプを使用して円筒樹脂を製造する構成などとしてもよい。
【００４３】
接合部３で接合された金属パイプＰは、樹脂被覆部４で外周面に溶融した樹脂が被覆される。本実施例の円筒樹脂の製造装置１は、樹脂供給部４Ａ及び４Ｂと、複数の樹脂供給部を備えている。樹脂被覆部４の詳細な構成は図２を参照して後述するが、移動方向Ａ２の上流側に形成された樹脂供給部４Ａで内側層Ｌｉ、移動方向Ａ２の下流側に形成された樹脂供給部４Ｂで外側層Ｌｏ、が形成された多層の樹脂層Ｌを金属パイプＰの外周面に配置させることが可能な構成になっている。
【００４４】
本実施例の円筒樹脂の製造装置１においては、樹脂供給部４Ａ及び４Ｂから金属パイプＰの外周面に溶融した樹脂を連続的に配置させることに伴う力を利用して、接合部３から後述する分断部６まで金属パイプＰを移動方向Ａ２に押し出すことができる構成になっている。しかしながら、このような構成に限定されず、例えば接合部３が金属パイプＰを移動方向Ａ２に移動させる押し出し機構の役割を兼ねていてもよい。
【００４５】
なお、樹脂被覆部４には、成形する円筒樹脂の外面側を規定する外側規定部を兼ねた出口孔４ｏが設けられている。ただし、外側規定部の構成に特に限定はない。樹脂被覆部４の内部などに、出口孔４ｏとは別に外側規定部を設けていてもよい。また、本実施例の円筒樹脂の製造装置１においては、出口孔４ｏが設けられている樹脂被覆部４自体を外側規定部と考えることもできる。
【００４６】
移動方向Ａ２の樹脂被覆部４よりも下流側には、金属パイプＰの外周面に配置された樹脂を冷却して固化させるための冷却部として水槽５が設けられている。なお、水槽５の内部には、例えば水を冷媒として充填させてもよいが、各種の添加剤などを含む水溶液や水以外の液体を冷媒として使用してもよい。また、水冷式の冷却部のほか、ファンなどを用いて気流を発生させて対象物を冷却する空冷式の冷却部などを使用してもよい。本実施例の樹脂被覆部４と水槽５のように、溶融した樹脂を排出する部分と該樹脂を冷却して固化させる部分との間には、一般的に間隔Ｇが設けられる。一般的な円筒樹脂の製造装置においては、該間隔Ｇにおいて固化する前の樹脂は重力により垂れて変形しやすいが、本実施例の円筒樹脂の製造装置１は、金属パイプＰに樹脂が配置されるので、樹脂の固化前の変形を抑制でき、成型精度を高くできる。
【００４７】
移動方向Ａ２の水槽５よりも下流側には、金属パイプＰを分断する分断部６が設けられている。本実施例の分断部６は、接合部３で樹脂の配置前の金属パイプＰｂ同士が接合された位置で、樹脂被覆部４で樹脂が配置された金属パイプＰａを分断する。ただし、接合部３で金属パイプＰｂ同士が接合された位置とは別の位置で、金属パイプＰａを分断する構成としてもよい。なお、本実施例の円筒樹脂の製造装置１においては、金属パイプＰの外周面に配置された樹脂を冷却して固化させるための冷却部として水槽５を設ける構成としたが、水槽５を設けない構成としてもよい。例えば、移動方向Ａ２の樹脂被覆部４よりも下流側に水槽５を設けない構成とし、金属パイプＰの外周面に配置された樹脂が大気中で空冷される構成としてもよい。
【００４８】
分断部６で分断された金属パイプＰは、成型品回収部７の挿入口７ｅに送られ、成型品回収部７において移動方向Ａ３に沿って回収出口７ｏまで移動する。なお、作業者は、成型品回収部７で回収された金属パイプＰを不図示のトリミング装置などにセットし、該金属パイプＰの外周面に形成された円筒樹脂の長手方向の長さなどを調整することができる。さらに、作業者は、不図示の冷却装置などで金属パイプＰを冷却し、熱変化によって収縮した金属パイプＰから円筒樹脂を簡単に離脱させることができる。
【００４９】
次に、図２を参照して本実施例の円筒樹脂の製造装置１の要部である樹脂被覆部４について詳細に説明する。なお、図２では、後述する通路４Ａｐ及び通路４Ｂｐへの金属パイプＰの挿入口は省略されている。ここで、通路４Ａｐ及び通路４Ｂｐは金属パイプＰが通過する部分も含む。すなわち、通路４Ａｐ及び通路４Ｂｐは、樹脂を供給する部分と金属パイプＰが通過する部分の両方を含む。
【００５０】
上記のように、樹脂被覆部４は、樹脂供給部４Ａと、樹脂供給部４Ｂと、を有している。また、図２で表されるように、樹脂被覆部４は、金属パイプＰの入口である入口孔４ｉと、金属パイプＰの出口である出口孔４ｏと、を有している。また、樹脂被覆部４は、樹脂供給部４Ａから繋がる溶融した樹脂の通路４Ａｐと、樹脂供給部４Ｂから繋がる溶融した樹脂の通路４Ｂｐと、を有している。通路４Ａｐ及び通路４Ｂｐは何れも樹脂供給部４Ａ及び樹脂供給部４Ｂとは反対側の端部すなわち移動方向Ａ２の下流側端部が開放されており、樹脂供給部４Ａにおける溶融した樹脂は流動方向Ｆａに沿って通路４Ａｐを流れ、樹脂供給部４Ｂにおける溶融した樹脂は流動方向Ｆｂに沿って通路４Ｂｐを流れる。また、通路４Ａｐにおいて溶融した樹脂が流動方向Ｆａに沿って流れることに伴い該樹脂は金属パイプＰの外周面の全体に配置され、通路４Ｂｐにおいて溶融した樹脂が流動方向Ｆｂに沿って流れることに伴い該樹脂は金属パイプＰの外周面の全体に配置される。
【００５１】
図２で表されるように、通路４Ａｐは樹脂被覆部４の内部における金属パイプＰの移動経路の一部を構成し、樹脂供給部４Ａから該金属パイプＰの移動経路に供給された溶融した樹脂は該金属パイプＰの移動経路において移動方向Ａ２の上流側から下流側に向けて流れる。同様に、通路４Ｂｐは樹脂被覆部４の内部における金属パイプＰの移動経路の一部を構成し、樹脂供給部４Ｂから該金属パイプＰの移動経路に供給された溶融した樹脂は該金属パイプＰの移動経路において移動方向Ａ２の上流側から下流側に向けて流れる。
【００５２】
溶融した樹脂は、高い粘性を有しているので、樹脂供給部４Ａ及び４Ｂから金属パイプＰの移動経路に供給された溶融した樹脂の移動方向Ａ２の上流側から下流側への流れによって、金属パイプＰは移動方向Ａ２に向かう力を溶融した樹脂から受ける。本実施例の円筒樹脂の製造装置１は、該力を利用して金属パイプＰを移動方向Ａ２に沿って移動させることが可能な構成となっている。
【００５３】
ここで、図２で表されるように、樹脂供給部４Ａは樹脂供給部４Ｂよりも移動方向Ａ２において上流側に形成されている。したがって、樹脂供給部４Ａから供給された溶融した樹脂が先に金属パイプＰに配置されるので、樹脂供給部４Ａから供給された溶融した樹脂によって内側層Ｌｉが形成され、樹脂供給部４Ｂから供給された溶融した樹脂によって外側層Ｌｏが形成される。そして、内側層Ｌｉと外側層Ｌｏとにより本実施例では２層となる多層の樹脂層Ｌが形成される。ただし、樹脂供給部をさらに設け、３層以上の多層の樹脂層Ｌを金属パイプＰの外周面に配置させる構成としてもよい。
【００５４】
ここで一旦まとめると、上記のように、本実施例の円筒樹脂の製造装置１は、成形する円筒樹脂の外面側を規定する外側規定部としての出口孔４ｏと、出口孔４ｏの内側に配置され、円筒樹脂の内面側を規定する中空の内側規定部としての金属パイプＰと、出口孔４ｏと金属パイプＰとの間に溶融した樹脂を供給する樹脂被覆部４と、を備えている。そして、樹脂被覆部４は、金属パイプＰを樹脂供給部４Ａ及び４Ｂから供給された樹脂と共に押し出して、出口孔４ｏに対して相対的に移動させる押し出し機構としての役割を兼ねている。
【００５５】
このような構成により、本実施例の円筒樹脂の製造装置１は、外面側を出口孔４ｏで規定し、内面側を金属パイプＰで規定するとともに樹脂を該金属パイプＰと直接接触させることができるので、高い精度で円筒樹脂を製造できる。また、樹脂を金属パイプＰと共に押し出して成形することで簡単に成形された円筒樹脂から、中空であることにより冷却した際の収縮率の大きい金属パイプＰを冷却させて収縮させることにより、簡単に金属パイプＰを離脱することができる。すなわち、本実施例の円筒樹脂の製造装置１を使用することにより、精度の高い円筒樹脂を簡単に且つ低コストで製造することができる。
【００５６】
また、図１及び図２で表されるように、本実施例の円筒樹脂の製造装置１は、樹脂供給部４Ａ及び４Ｂと、樹脂供給部を複数備えている。このため、例えば１種類の樹脂を樹脂供給部４Ａ及び４Ｂで共に使用することで樹脂の供給効率を高くすることができるほか、異なる樹脂を順次供給することで各々が異なる特性を有する多層の円筒樹脂を成形できる。
【００５７】
なお、本実施例の円筒樹脂の製造装置１においては、例えば、樹脂供給部４Ａによって内側層Ｌｉを形成する樹脂として導電性の樹脂、樹脂供給部４Ｂによって外側層Ｌｏを形成する樹脂として帯電性すなわち絶縁性の樹脂を使用できる。導電性の樹脂としては、例えば、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ）、架橋性（ＴＰＶ）または非架橋性のオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）などを好ましく使用できる。導電性の樹脂を使用した導電層の電気抵抗は、１０４Ω以上１０６Ω以下であることが好ましい。また、絶縁性の樹脂としては、電気抵抗が１０１４Ω程度のエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）やテトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体（４フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂）（ＦＴＦＥ）、架橋性（ＴＰＶ）または非架橋性のオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）などを好ましく使用できる。絶縁性の樹脂を使用した絶縁層は、電気抵抗が１０１４Ω程度以上あることが好ましいが、実質的に電気を通さない電気抵抗であればよい。
【００５８】
そして、複数の樹脂供給部４Ａ及び４Ｂから供給される樹脂のうちの少なく１つ、例えば、樹脂供給部４Ａから供給される導電性の樹脂にはカーボンナノチューブが含まれていることが好ましい。カーボンナノチューブが含まれている樹脂を用いることで、該樹脂で構成される樹脂層Ｌを簡単に導電性の層にすることができるためである。カーボンナノチューブの好ましい含有量としては、例えば、オレフィン系熱可塑性エラストマーを使用する場合は３重量％以上１２重量％以下、オレフィン系熱可塑性エラストマー以外の樹脂を使用する場合は３重量％以上６重量％以下である。ただし、カーボンナノチューブとして単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）を使用する場合は、使用する樹脂の種類を問わず、０．３重量％以上１．０重量％以下の含有量が好ましい。
【００５９】
ただし、カーボンナノチューブが含まれている樹脂を使用する場合、樹脂被覆部４による金属パイプＰの押し出し圧は、該カーボンナノチューブが配向しない押し出し圧に調整されていることが好ましい。該押し出し圧が高すぎると、カーボンナノチューブが押し出し方向に引っ張られて押し出し方向に沿って略平行に配向してしまう場合がある。カーボンナノチューブが押し出し方向に沿って略平行に配向してしまうとカーボンナノチューブ同士の接触部分が減って導電性が低下する場合がある。そこで、該押し出し圧をカーボンナノチューブが配向しない押し出し圧に調整することで、カーボンナノチューブが配向してしまいカーボンナノチューブ同士の接触部分が減って導電性が低下するということを抑制することができる。ここで、具体的な好ましい押し出し圧は金属パイプＰの移動速度が５ｍ／分以下となるような押し出し圧であり、さらに好ましくは金属パイプＰの移動速度が０．８ｍ／分以上３ｍ／分以下となるような押し出し圧である。なお、カーボンナノチューブが配向しない押し出し圧に調整されている場合、樹脂層Ｌは移動方向Ａ２と交差する方向に筋状の凹凸ができやすい傾向がある。一方、カーボンナノチューブが配向する押し出し圧となっている場合、樹脂層Ｌは移動方向Ａ２に沿う筋状の凹凸ができやすい傾向がある。なお、本明細書における「配向しない」とは、多少の配向は許容する意味であり、例えば半数以上のカーボンナノチューブが配向していなければよい意味である。
【００６０】
上記のように、本実施例の円筒樹脂の製造装置１は、樹脂供給部４Ａ及び４Ｂから溶融した樹脂を供給することに伴って金属パイプＰに加わる力を利用して金属パイプＰを移動させる構成である。このため、本実施例の円筒樹脂の製造装置１では、樹脂供給部４Ａ及び４Ｂからの樹脂の供給速度を調整することで押し出し圧及び金属パイプＰの移動速度を調整する。
【００６１】
次に、上記本実施例の円筒樹脂の製造装置１を用いて実行可能な円筒樹脂の製造方法の実施例について、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００６２】
本実施例の円筒樹脂の製造方法においては、最初に、ステップＳ１１０で、パイプ装填部２のセット位置２ｓに、例えば長手方向の長さが４００ｍｍで外径が８２ｍｍで内径が７２ｍｍの金属パイプＰを挿入する。そして、セット位置２ｓに挿入された金属パイプＰは、移動方向Ａ１に沿って接合位置２ｃまで移動する。
【００６３】
次に、ステップＳ１２０で、接合部３において、金属パイプＰが結合される。なお、上記のように、ステップＳ１１０でセット位置２ｓに挿入された金属パイプＰが、順次、接合部３において結合されるので、図１で表されるように、結合された金属パイプＰは接合部３から分断部６にまで至る。すなわち、結合された金属パイプＰは樹脂被覆部４の出口孔４ｏを通されている。このため、本ステップ１２０は、外側規定部である出口孔４ｏの内側に内側規定部である金属パイプＰを配置する配置工程に該当する。なお、各々の金属パイプＰの長手方向の端部には、金属パイプＰ同士の結合を容易にする係合部が設けられていてもよい。
【００６４】
次に、ステップＳ１３０で、樹脂被覆部４において、樹脂供給部４Ａ及び４Ｂから溶融した樹脂を金属パイプＰの円周面に供給し、金属パイプＰの円周面を被覆する。すなわち、樹脂供給部４Ａ及び４Ｂから出口孔４ｏと金属パイプＰとの間に溶融した樹脂を供給する。そして、溶融した樹脂を供給するときに金属パイプＰに加わる力により、金属パイプＰを樹脂と共に押し出して出口孔４ｏに対して相対的に移動させる。すなわち、本ステップＳ１３０は、出口孔４ｏと金属パイプＰとの間に溶融した樹脂を供給するとともに金属パイプＰを樹脂と共に押し出す押し出し工程に該当する。
【００６５】
なお、上記のように、本実施例の円筒樹脂の製造装置１は、樹脂供給部４Ａ及び４Ｂと樹脂供給部を２つ備えており、樹脂供給部４Ａから導電性の樹脂、樹脂供給部４Ｂから絶縁性の樹脂を供給可能である。本実施例の円筒樹脂の製造方法においては、本ステップＳ１３０では、樹脂供給部４Ａから導電性の樹脂、樹脂供給部４Ｂから絶縁性の樹脂を供給する。別の表現をすると、本ステップＳ１３０は、出口孔４ｏと金属パイプＰとの間に導電層である内側層Ｌｉを形成する導電層形成工程と、内側層Ｌｉの外側に絶縁層である外側層Ｌｏを形成する絶縁層形成工程と、を有している。なお、本実施例においては、例えば層厚が３００μｍとなる樹脂層Ｌを形成する。
【００６６】
次に、ステップＳ１５０で、水槽５において樹脂が配置された金属パイプＰａにおける金属パイプＰに被覆された樹脂を冷却し、固化する。なお、冷媒や、冷却温度などは使用する樹脂に応じて適時選択すればよい。
【００６７】
次に、ステップＳ１６０で、分断部６において樹脂が配置された金属パイプＰａを、ステップＳ１１０でセットされた金属パイプＰごと、すなわち本実施例においては例えば４００ｍｍごとに分断する。別の表現をすると、本ステップＳ１６０は、ステップＳ１３０で押し出された金属パイプＰを、ステップＳ１２０で順次配置される金属パイプＰごとに分断する分断工程に該当する。
【００６８】
次に、ステップＳ１８０で、ステップＳ１６０で分断した金属パイプＰを不図示のトリミング装置などにセットし、該金属パイプＰの外周面に形成された円筒樹脂の長手方向の長さが例えば３５２ｍｍとなるように調整する。すなわち、本ステップＳ１８０は、金属パイプＰに配置された樹脂の金属パイプＰの押し出し方向における長さを調整する調整工程に該当する。
【００６９】
そして、最後に、ステップＳ１９０で、ステップＳ１８０で長手方向の長さなどが調整された円筒樹脂が配置されている金属パイプＰを不図示の冷却装置などで冷却し、金属パイプＰを収縮させて、円筒樹脂を金属パイプＰから離脱させる。なお、中空の金属パイプＰの代わりに中空とはなっていない棒状の部材を使用すると、該棒状の部材を冷却しても十分収縮せず、円筒樹脂を該棒状の部材から離脱させることが困難になる。
【００７０】
上記のように、本実施例の円筒樹脂の製造方法は、出口孔４ｏの内側に金属パイプＰを配置する配置工程としてのステップＳ１２０と、樹脂供給部４Ａ及び４Ｂから出口孔４ｏと金属パイプＰとの間に溶融した樹脂を供給し、金属パイプＰを樹脂と共に押し出して、出口孔４ｏに対して相対的に移動させる押し出し工程としてのステップＳ１３０と、金属パイプＰを冷却して収縮させ、金属パイプＰから樹脂を離脱する離脱工程としてのステップＳ１９０と、を有する。
【００７１】
すなわち、本実施例の円筒樹脂の製造方法を実行することで、外面側を出口孔４ｏで規定し、内面側を金属パイプＰで規定するとともに樹脂を該金属パイプＰと直接接触させることができるので、高い精度で円筒樹脂を製造できる。また、樹脂を金属パイプＰと共に押し出して成形することで簡単に成形された円筒樹脂から、金属パイプＰを冷却させて収縮させることにより、簡単に金属パイプＰを離脱することができる。すなわち、精度の高い円筒樹脂を簡単に且つ低コストで製造することができる。
【００７２】
また、本実施例の円筒樹脂の製造方法におけるステップＳ１３０の押し出し工程は、複数種類の樹脂を出口孔４ｏと金属パイプＰとの間に積層することができる。このため、本実施例の円筒樹脂の製造方法を実行することで、各々が異なる特性を有する多層の円筒樹脂を成形できる。
【００７３】
また、本実施例の円筒樹脂の製造方法におけるステップＳ１３０の押し出し工程では、金属パイプＰを樹脂と共に押し出すことに伴う樹脂から受ける力により金属パイプＰが出口孔４ｏに対して相対的に移動させられる。このため、金属パイプＰを樹脂と共に押し出すことに伴う樹脂から受ける力を利用して金属パイプＰを簡単に移動させることができる。
【００７４】
また、本実施例の円筒樹脂の製造方法においては、複数種類の樹脂のうちの少なく１つにカーボンナノチューブが含ませることができる。カーボンナノチューブが含まれている樹脂を用いることで、該樹脂で構成される樹脂層Ｌを導電性の層にすることができる。
【００７５】
また、本実施例の円筒樹脂の製造方法においては、カーボンナノチューブが含まれている樹脂を用いた場合、ステップＳ１３０の押し出し工程における金属パイプＰの押し出し圧は、カーボンナノチューブが配向しない押し出し圧とすることができる。このような押し出し圧とすることで、カーボンナノチューブが配向することでカーボンナノチューブ同士の接触部分が減って導電性が低下するということを抑制することができる。
【００７６】
また、本実施例の円筒樹脂の製造方法においては、ステップＳ１２０の配置工程で、金属パイプＰを順次配置するこのため、本実施例の円筒樹脂の製造方法を実行することで、長手方向における長さの短い金属パイプＰを使用することができ、配置工程を簡単に実行できる。
【００７７】
また、本実施例の円筒樹脂の製造方法は、ステップＳ１３０の押し出し工程で押し出された金属パイプＰを、該配置工程で順次配置される金属パイプＰごとに分断するステップＳ１６０の分断工程を有する。このため、本実施例の円筒樹脂の製造方法を実行することで、長い状態で金属パイプＰを回収する必要が無くなり、押し出し工程で押し出された金属パイプＰの回収が簡単になる。
【００７８】
また、本実施例の円筒樹脂の製造方法は、ステップＳ１３０の押し出し工程の実行後に、金属パイプＰに配置された樹脂の金属パイプＰの押し出し方向における長さを調整するステップＳ１８０の調整工程を有することを特徴とする。このため、本実施例の円筒樹脂の製造方法を実行することで、製造される円筒樹脂の精度を高くすることができる。
【００７９】
なお、ステップＳ１２０の配置工程を実行する前に繊維からなる下地層を金属パイプＰに配置させ、その後、配置工程を実行してもよい。繊維からなる下地層を金属パイプＰに配置させてから配置工程を実行することで、製造される円筒樹脂の内周部分を該繊維により強化でき、強度の高い円筒樹脂を製造することができるためである。なお、繊維としては、例えばアラミド繊維を好ましく用いることができる。
【００８０】
また、本実施例の円筒樹脂の製造方法におけるステップＳ１３０の押し出し工程は、出口孔４ｏと金属パイプＰとの間に導電層である内側層Ｌｉを形成する導電層形成工程と、内側層Ｌｉの外側に絶縁層である外側層Ｌｏを形成する絶縁層形成工程と、を有する。このように、出口孔４ｏと金属パイプＰとの間に供給された内側層Ｌｉの外側に絶縁層を形成する絶縁層形成工程を有することで、製造される円筒樹脂の外周部分を絶縁性にすることができる。
【００８１】
なお、本実施例の円筒樹脂の製造方法においては、絶縁層形成工程をステップＳ１３０の押し出し工程で行ったが、絶縁層形成工程を押し出し工程とは別に行ってもよい。以下に、絶縁層形成工程を押し出し工程とは別に行うことが可能な実施例２の円筒樹脂の製造装置１及び該円筒樹脂の製造装置１を用いて行う円筒樹脂の製造方法の実施例について説明する。
【００８２】
［実施例２］（図４及び図５）  
図４は、本実施例の円筒樹脂の製造装置１の樹脂被覆部を表す断面図であり、実施例１の円筒樹脂の製造装置１の樹脂被覆部を表す図２に対応する図である。なお、図４では、図２と同様、通路４Ａｐへの金属パイプＰの挿入口は省略されている。また、図５は、実施例２の円筒樹脂の製造装置１を用いて行う円筒樹脂の製造方法の一実施例のフローチャートである。なお、上記実施例１と共通する構成部材は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。ここで、本実施例の円筒樹脂の製造装置１は、樹脂被覆部４が１つの樹脂供給部４Ａしか有していないこと以外は、実施例１の円筒樹脂の製造装置１と同様の構成である。
【００８３】
図４で表されるように、本実施例の円筒樹脂の製造装置１は、樹脂被覆部４が１つの樹脂供給部４Ａしか有していない。ただし、実施例１の円筒樹脂の製造装置１と同様、樹脂被覆部４は、樹脂供給部４Ａから繋がる溶融した樹脂の通路４Ａｐを有している。また、通路４Ａｐは樹脂供給部４Ａとは反対側の端部すなわち移動方向Ａ２の下流側端部が開放されており、樹脂供給部４Ａにおける溶融した樹脂は流動方向Ｆに沿って通路４Ａｐを流れる。そして、通路４Ａｐは樹脂被覆部４の内部における金属パイプＰの移動経路の一部を構成し、樹脂供給部４Ａから該金属パイプＰの移動経路に供給された溶融した樹脂は該金属パイプＰの移動経路において移動方向Ａ２の上流側から下流側に向けて流れる。また、通路４Ａｐにおいて溶融した樹脂が流動方向Ｆに沿って流れることに伴い該樹脂は金属パイプＰの外周面の全体に配置される。
【００８４】
上記のように、溶融した樹脂は、高い粘性を有している。このため、本実施例の円筒樹脂の製造装置１も実施例１の円筒樹脂の製造装置１と同様、樹脂供給部４Ａから金属パイプＰの移動経路に供給された溶融した樹脂の移動方向Ａ２の上流側から下流側への流れによって、金属パイプＰは移動方向Ａ２に向かう力を溶融した樹脂から受け、該力を利用して金属パイプＰを移動方向Ａ２に沿って移動させることが可能な構成となっている。本実施例の円筒樹脂の製造装置１は、樹脂被覆部４が１つの樹脂供給部４Ａしか有していないので、金属パイプＰの外周面に配置される樹脂層Ｌは１層の層となる。
【００８５】
次に、上記本実施例の円筒樹脂の製造装置１を用いて実行可能な円筒樹脂の製造方法の実施例について、図５のフローチャートを参照して説明する。ただし、ステップＳ１１０からステップＳ１２０、ステップＳ１５０からステップＳ１６０、並びに、ステップＳ１８０からステップＳ１９０は、図３のフローチャートで表される上記円筒樹脂の製造方法と同様のステップであるため、これらの各ステップに関する詳細な説明は省略する。
【００８６】
本実施例の円筒樹脂の製造方法においては、ステップＳ１２０の実行後、ステップＳ１４０で、樹脂被覆部４で、樹脂供給部４Ａから溶融した樹脂を金属パイプＰの円周面に供給し、金属パイプＰの円周面を被覆する。すなわち、樹脂供給部４Ａから出口孔４ｏと金属パイプＰとの間に溶融した樹脂を供給する。そして、溶融した樹脂を供給するときに金属パイプＰに加わる力により、金属パイプＰを樹脂と共に押し出して出口孔４ｏに対して相対的に移動させる。すなわち、本ステップＳ１４０は、出口孔４ｏと金属パイプＰとの間に溶融した樹脂を供給するとともに金属パイプＰを樹脂と共に押し出す押し出し工程に該当する。なお、上記のように、本実施例の円筒樹脂の製造装置１は、樹脂供給部を１つ備えているだけであり、樹脂供給部４Ａから導電性の樹脂を供給可能である。このため本ステップにより形成される樹脂層Ｌは、例えば導電性の樹脂のみからなる１層の樹脂層となる。本ステップＳ１４０の実行後、ステップＳ１５０に移行する。
【００８７】
そして、ステップＳ１６０の実行後、ステップＳ１７０で、予め製造しておいた絶縁層で形成された円筒形状部材に対して、ステップＳ１６０で分断した金属パイプＰを挿入し、金属パイプＰの外周面に形成された導電性の樹脂層Ｌを該絶縁層に接着する。すなわち、本ステップＳ１７０は、導電性の内側層Ｌｉの外側に絶縁層である外側層Ｌｏを形成する絶縁層形成工程に該当する。本ステップＳ１７０の実行後、ステップＳ１８０に移行する。
【００８８】
なお、本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８９】
１…円筒樹脂の製造装置、２…パイプ装填部、２ｃ…接合位置、２ｓ…セット位置、
３…接合部、４…樹脂被覆部（押し出し機構）、４Ａ…樹脂供給部、４Ａｐ…通路、
４Ｂ…樹脂供給部、４Ｂｐ…通路、４ｉ…入口孔、４ｏ…出口孔（外側規定部）、
５…水槽、６…分断部、７…成型品回収部、７ｅ…挿入口、７ｏ…回収出口、
Ｇ…間隔、Ｌ…樹脂層、Ｌｉ…内側層、Ｌｏ…外側層、
Ｐ…金属パイプ（内側規定部）、Ｐａ…樹脂が配置された金属パイプ、
Ｐｂ…樹脂の配置前の金属パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2020062872.tif 000006
【図５】
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