(57)【要約】【課題】  ウレタンの反応速度を速めるため、供給タンクの原料液状物温度を低めに設定し、定量ポンプを通して混合室へ向かう配管温度を高めに設定しても、供給タンクの材料に影響を与えること無く、注型することが可能な、注型機及び液状物供給方法を提供することである。【解決手段】  原料液状物の供給タンクから配管を経由して定量ポンプにより一定量の該原料液状物を混合室に吐出する経路と、混合室へは吐出されずに循環する経路と、を有する注型機であって、該循環経路は、該供給タンクと該定量ポンプとの間に液循環合流部があることを特徴とする注型機、及び液状物供給方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料液状物の供給タンクから配管を経由して定量ポンプにより一定量の該原料液状物を混合室に吐出する経路と、混合室へは吐出されずに循環する経路と、を有する注型機であって、該循環経路は、該供給タンクと該定量ポンプとの間に液循環合流部があることを特徴とする注型機。
【請求項２】
前記循環経路には、前記混合室への吐出と循環を切り替えるための吐出循環切替バルブと、圧力センサーと、圧力調整手段と、が配置してなり、これを吐出循環ユニットとしたものが複数形成されて、前記混合室に吐出可能となるよう配置されている請求項１に記載の注型機。
【請求項３】
前記供給タンクに設置した圧力センサーＳｔの圧力値（Ｐｔ）が、前記吐出循環ユニットに設置した圧力センサーＳｃの該吐出循環ユニットの前記吐出循環切替バルブを循環に切り替えた際の圧力値（Ｐｃ）より、小さい請求項１又は２に記載の注型機。
【請求項４】
前記供給タンクの圧力値（Ｐｔ）が０ＭＰａより大きく０．１ＭＰａ以下、前記吐出循環ユニットの圧力値（Ｐｃ）が０．１〜１．５ＭＰａであり、Ｐｃ−Ｐｔが０．０１ＭＰａより大きく１．５ＭＰａより小さい値である請求項１〜３のいずれかに記載の注型機。
【請求項５】
前記吐出循環ユニットに設置した圧力センサーにおいて、吐出時の圧力値（Ｐｄ）と循環時の圧力（Ｐｃ）の差が０．１ＭＰａ以下になるよう前記圧力調整手段により圧力調整した請求項４に記載の注型機。
【請求項６】
原料液状物の供給タンクから配管を経由して定量ポンプにより一定量の該原料液状物を、混合室に吐出する液状物供給方法であって、以下の３つの工程、
（１）該供給タンクに設置した圧力センサーＳｔの圧力値（Ｐｔ）が、前記吐出循環ユニットに設置した圧力センサーＳｃの該吐出循環ユニットの吐出循環切替バルブを循環に切り替えた際の圧力値（Ｐｃ）より、小さく圧力調整する工程、
（２）該吐出循環ユニットの圧力値（Ｐｃ）と該供給タンクの圧力値（Ｐｔ）の圧力差（Ｐｃ−Ｐｔ）が０．０１ＭＰａより大きく１．５ＭＰａより小さい値となるように設定する工程、
（３）該混合室への吐出と、該定量ポンプ側への循環への切り替える工程、
を含むことを特徴とする液状物供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状ウレタン樹脂等の原料液状物を定量ポンプにより、混合室に吐出させ、混合室にて混合させて金型に注入し、注入する必要のない時は定量ポンプを止めずに循環させている注型機及び液状物供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真用ブレードは、複写機やプリンター等において転写後の感光体表面に付着した余分なトナーを除去するために（クリーニングブレード）、あるいは現像担持体に均一な膜厚のトナーを形成させるために（現像ブレード）用いられるが、これらブレードはポリウレタン等を原料として製造されている。すなわち、ポリウレタンの場合、イソシアネート成分からなる主剤とポリオール成分からなる硬化剤を注型機の供給タンクへ投入し、予熱、脱泡させた後、定量ポンプにより、混合室へ吐出し、混合攪拌した後に、その混合液を所定の金型内に注入し、所定の時間金型内にて硬化反応させて、脱型、切断させて上記クリーニングブレード等を得る。
【０００３】
ところで、上記ポリウレタンは上記金型に連続的に注入されてはいるものの、注型している金型と次に注型する金型とのタイムラグが生ずる場合は、ポリウレタンをロスショットしなければならず材料ロスにつながり、近年のローコスト化、排出物削減の流れに逆行するものとなる。また、この材料ロスをなくすべく定量ポンプを止めると、停止、開始の初期段階においては吐出量が安定せず主剤と硬化剤の比率が変化するという問題が発生する。特にクリーニングブレードの場合、この比率が変化すると、硬度や引っ張り特性等のウレタンゴム物性が変化し、すなわち、電子写真用として使用中にエッジ欠け、すり抜け等のクリーニング不良が発生する。そこで、特許文献１に記載のように、定量ポンプを止めることなく、吐出循環を繰り返し、更に、循環路内におけるタンクから混合室へ向かう往路側と混合室からタンクへ向かう復路側に圧力センサーを設けて吐出時と循環時の圧力を検出し制御する、という吐出方法が開示されている。
【０００４】
また、近年のローコスト化のためには、金型へのウレタンの注入から脱型までの時間（硬化時間）を短くしてラインサイクルを短縮させることも必要になる。そのためには、硬化剤中に触媒を添加させて反応を早める方法（例えば、特許文献２）、金型の温度を高くする方法もあるが、硬化反応を早めるためには材料温度を高くすることも重要である。
【０００５】
しかしながら、従来のタンクに向かう液状物供給方法だと、原料液状物投入初期に生産したブレードにおいては所定の硬度が得られるが、徐々にブレードの硬度が低下してくる、という問題が発生する。そこで、供給タンクの原料液状物温度を低めに設定し、定量ポンプを通して混合室へ向かう配管温度を高めに設定し、配管内で原料液状物温度を高め混合室内では高温で混合させることが望まれている。
【０００６】
しかしながら、従来のタンクに戻る原料液状物循環型の注型機においては、混合室への吐出、タンクへの循環を繰り返すと、結局はタンク内の原料液状物温度も高温になってしまい、温度を別設定しても意味がなくなってしまう。
【特許文献１】特開平６−２１０１５０号公報  （第５頁、図１）
【特許文献２】特開２００１−３１８５６９号公報  （第６頁、表１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上述の点に鑑みなされたもので、ウレタンの反応速度を速めるため、供給タンクの原料液状物温度を低めに設定し、定量ポンプを通して混合室へ向かう配管温度を高めに設定しても、供給タンクの材料に影響を与えること無く、注型することが可能な、注型機及び液状物供給方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に従って、原料液状物の供給タンクから配管を経由して定量ポンプにより一定量の該原料液状物を混合室に吐出する経路と、混合室へは吐出されずに循環する経路と、を有する注型機であって、該循環経路は、該供給タンクと該定量ポンプとの間に液循環合流部があることを特徴とする注型機が提供される。
【０００９】
また、本発明に従って、原料液状物の供給タンクから配管を経由して定量ポンプにより一定量の該原料液状物を、混合室に吐出する液状物供給方法であって、以下の３つの工程、
（１）該供給タンクに設置した圧力センサーＳｔの圧力値が、前記吐出循環ユニットに設置した圧力センサーＳｃの該吐出循環ユニットの吐出循環切替バルブを循環に切り替えた際の圧力値より、小さく圧力調整する工程、
（２）該吐出循環ユニットの圧力値（Ｐｃ）と該供給タンクの圧力値（Ｐｔ）の圧力差（Ｐｃ−Ｐｔ）が０．０１ＭＰａより大きく１．５ＭＰａより小さい値となるように設定する工程、
（３）該混合室への吐出と、該定量ポンプ側への循環への切り替える工程、
を含むことを特徴とする液状物供給方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
上記の構成を有する本発明の注型機及び液状物供給方法によれば、ウレタンの反応速度を速めるため、供給タンクの原料液状物温度を低めに設定し、定量ポンプを通して混合室へ向かう配管温度を高めに設定しても供給タンクと定量ポンプの間に液循環合流部があるため、供給タンクの材料に影響を与えること無く、注型することが可能な、注型機と液状物供給方法を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、原料液状物の供給タンクから配管を経由して定量ポンプにより一定量の該原料液状物を混合室に吐出する経路と、混合室へは吐出されずに循環する経路と、を有する注型機において、該循環経路は、該供給タンクと該定量ポンプとの間に液循環合流部がある注型機である。そして、該循環経路には、該混合室への吐出と該定量ポンプ側への循環を切り替えるための吐出循環切替バルブと、圧力センサーと、圧力調整手段と、が配置してなり、これを吐出循環ユニットとしたものが複数形成されて、該混合室に吐出可能となるよう配置されたものである。
【００１２】
以下に、本発明にかかる注型機への液状物供給方法を図１に基づいて説明する。
【００１３】
図１は注型機にウレタンエラストマーを供給する装置の実施形態を示す全体図である。図１に示すように、注型機の吐出口よりウレタンエラストマーを金型に対して注入し、クリーニングブレードが成形される。
【００１４】
本発明で使用する原料液状物は、主剤としてイソシアネート化合物（液状物Ａ）と、硬化剤としてのポリオール化合物（液状物Ｂ）とをミキサーで混合した熱硬化性のウレタン樹脂液である。Ａ系液状物及びＢ系液状物ともに、供給タンクからそれぞれ供給タンクの定量ポンプによって混合室へ吐出される。それぞれの原料液状物は、減圧下で脱泡した後、不活性ガスを用いてパージする。この時、不活性ガスとしては、窒素やアルゴン等を用いると良い。
【００１５】
供給タンク１と混合室１７まで液送管２で、混合室１７と液送管２の途中まで液戻管５で接続され、液送管２の途中に定量ポンプ６が介装されている。なお、ここで言う定量ポンプは、脈動が無く１回のパルスで定量の液が排出されるポンプであればよい。
【００１６】
供給タンク及び液送管は、常に一定温度に保温されている。一定温度とする手段としては、恒温層から定温水を蛇管等に流し該液送管に接触配置して行うこと、等が行われる。なお、供給タンクは、例えば、ステンレス製の概略円筒状で下部が円錐状になった構造が一般的であり、最下部から液が排出される。形状に関しては、原料液状物の滞留が生じない構造であればよい。
【００１７】
次に、上記構成からなる注型機について、液状物供給方法を説明する。
【００１８】
図１において、供給タンク１から液状物Ａを定量ポンプ６により吐出循環切替バルブ４を介して混合室１７へ吐出し、吐出する必要のない時は吐出循環切替バルブ４を切り替え液状物Ａを液戻管５で液循環合流部７まで送り、定量ポンプ６により循環を繰り返す。再吐出時は、吐出循環切替バルブ４を切り替えればよい。
【００１９】
この際、供給タンクの圧力は不活性ガスで圧力（０．０５ＭＰａ）を掛けており、液送管、ポンプまでは、この圧力値（Ｐｔ）で圧送される。該供給タンクの圧力は、液状物Ａを液送管、ポンプまで圧送するのに十分な圧力であればよい。該供給タンク側に設置した圧力センサーＳｔの圧力値（Ｐｔ）は、該吐出循環ユニットに設置した圧力センサーＳｃの該吐出循環ユニットの該吐出・循環切替バルブを循環に切り替えた際の圧力値（Ｐｃ）より、小さいことが好ましい。そして、該供給タンク側の圧力値（Ｐｔ）が好ましくは０ＭＰａより大きく０．１ＭＰａ以下、より好ましくは０．０５〜０．１ＭＰａであり、該吐出循環ユニットの圧力値（Ｐｃ）が好ましくは０．１〜１．５ＭＰａ、より好ましくは０．５〜１．０ＭＰａであり、Ｐｃ−Ｐｔが０．０１ＭＰａより大きく１．５ＭＰａより小さい値であることが好ましい。この時、Ｐｃが１．５ＭＰａより高いと、混合室上部シールより液状物が漏れる恐れがある。定量ポンプ以降は圧力値を一定（０．０１ＭＰａより大きく１．５ＭＰａより小さい値）になるように圧力調整手段を用いて調整する。
【００２０】
吐出時においては、供給タンク１から液状物Ａを液送管２で定量ポンプ６により混合室１７へ送液され、混合された後、吐出ノズルより適量吐出される。しかし、該混合室への吐出と、該定量ポンプ側への循環に切り替える吐出循環切替バルブを循環側に切り替えた場合には、供給タンクの圧力値（Ｐｔ）が吐出循環ユニットの圧力値（Ｐｃ）より小さくなるように圧力調整し、その圧力差（Ｐｃ−Ｐｔ）が０．０１ＭＰａより大きく１．５ＭＰａより小さい値の範囲となるので、液循環合流部において、液戻管で戻っている材料が優先的に循環され、再吐出時には循環を繰り返していた液状物から吐出される。
【００２１】
吐出循環切替バルブは、極短時間の液回路の切り替えが行われる構造が選択される。また、塗料の液循環に用いられるものであるので、バルブの切り替え構造部での磨耗が無いか、極少ないことが要求される。従って、バルブの摺動機構部分の材質は、低摩耗性、或いは、高潤滑性の表面を有するものが好ましい。例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、有機シラン等でコーティングされたものが挙げられる。
【００２２】
圧力調整手段は、吐出・循環切替バルブと液循環合流部の間に設けられ、循環時と吐出時の圧力が異なる場合に、前記吐出循環ユニットに設置した圧力センサーにおいて、吐出時の圧力値（Ｐｄ）と循環時の圧力（Ｐｃ）の差が好ましくは０．１ＭＰａ以下、より好ましくは０．０５ＭＰａ以下になるよう調整を行う。本発明の事例としては、螺子調整のタイプを採用した。
【００２３】
ところで、上記実施形態では、液状物Ａの搬送方法のみ示したが、両方或いは片方のみに適用してもよい。
【００２４】
また、供給タンクの材料温度を低めに設定し、定量ポンプを通して混合室へ向かう間の配管温度を高めに設定し、混合室内では高温で反応させると、反応速度を増加させ、生産効率を上げることができる。このとき、本発明の循環方法を用いると原料劣化が少なくなる。
【実施例】
【００２５】
実施例としては図１に示したような、該定量ポンプの前後を結ぶ経路が、循環路となるものであり、該循環路には、圧力センサーと、該混合室への吐出と、該定量ポンプ側への循環に切り替える吐出循環切替バルブと、圧力調整手段と、から構成されたものを用い、比較例としては図２に示したような循環の戻りが直接供給タンクに行くものを用いた。
【００２６】
（実施例１）
供給タンク内温度を６０℃とし、混合室内原料温度を９０℃、タンク圧力（Ｐｔ）０．０５ＭＰａ、循環圧力（Ｐｃ）０．８ＭＰａ、吐出圧力（Ｐｄ）０．７ＭＰａにして図１の注型装置を用いてウレタンを注型し、クリーニングブレードを作製した。
【００２７】
（比較例１）
タンク内温度を９０℃とし、混合室内原料温度を９０℃、タンク圧力（Ｐｔ）０．０５ＭＰａ、循環圧力（Ｐｃ）０．９ＭＰａ、吐出圧力（Ｐｄ）０．９ＭＰａにして図２の注型装置を用いてウレタンを注型し、クリーニングブレードを作製した。
【００２８】
（比較例２）
タンク内温度を６０℃とし、混合室内原料温度を６０℃、タンク圧力（Ｐｔ）０．０５ＭＰａ、循環圧力（Ｐｃ）１．０ＭＰａ、吐出圧力（Ｐｄ）１．１ＭＰａにして図２の注型装置を用いてウレタンを注型し、クリーニングブレードを作製した。
【００２９】
このようにして作製したクリーニングブレードについて、その製造過程の硬化脱型時間、エージング後の硬度を評価した。その結果を表１に示す。なお、上記特性の評価は以下のようにして行った。
【００３０】
＜硬化脱型時間＞
原料混合物を１３０℃の成型型に注入、硬化反応させ、次いで硬化物を脱型するまでの時間を測定した。脱型するまでの時間の目安としては、脱型時の硬度で４０°以上とした。
【００３１】
＜ブレード硬度＞
液状物を供給タンクに投入し、注型を開始した直後、３時間後、１２時間後にブレードをサンプリングし、１日間室温でエージングした後、ウレタンゴム硬度を測定した。なお、上記硬度（ＩＲＨＤ）の測定はウォーレス（Ｈ．Ｗ．ＷＡＬＬＡＣＥ）社製ウォーレス微小硬度計を用い、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に基づいて行った。
【００３２】
実施例と比較例の構成装置における原料液状物に対する影響を、ブレード硬度で評価した。原料投入初期に生産したブレードにおいては所定の硬度が得られるが、徐々にブレードの硬度が低下してくる。その硬度変化を、液循環方法の異なる２つの注型装置に対して検討した。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
表１の結果より、実施例１では、混合室内原料温度をタンク内温度より上げると、反応速度が速くなり、脱型時間が１分と短くなる。更に、注型開始後３時間、１２時間後の硬度変化がなかった。
【００３５】
一方、比較例１では、タンク内及び混合室内の温度を９０℃に設定しており、反応速度は１分と速かったものの、硬度変化が大きかった。ここで、ブレード硬度が６５°より低下すると、クリーニング不良となることが分かっている。また、比較例２では、タンク内及び混合室内の温度を６０℃に設定しており、ブレードの硬度変化はなかったものの、反応速度が１０分と遅かった。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明にかかる注型機への液状物供給方法を説明する概略図である。
【図２】従来の注型機への液状物供給方法を説明する概略図である。
【００３７】
１  供給タンクＡ
２  液送管
３  吐出液
４  吐出循環切替バルブ
５  液戻管
６  定量ポンプ
７  液循環合流部
８  圧力センサーＳｃ
９  圧力調整ネジ
１０  圧力センサーＳｔ
１１  供給タンクＢ
１２  液送管
１３  吐出循環切替バルブ
１４  液戻管
１５  定量ポンプ
１６  ヘッドカバー
１７  混合室
１８  吐出口
１９  液循環合流部
２０  圧力センサーＳｃ
２１  圧力調整ネジ
２２  圧力センサーＳｔ
【図１】
2006123202.tif 000004
【図２】
2006123202.tif 000005