(57)【要約】【課題】温度分布が安定で昇温時間が短い、小型・軽量のローラー成型冶具を提供することによって、安定した発泡ローラー成型の実現を目的とする。【解決手段】ローラー形状をしたキャビティを有し、且つ芯材を支持する少なくとも２つの駒が両端に取り付けられたパイプ金型と、該パイプ金型の断面形状を有する少なくとも１つの穴を備え、且つ該穴に該パイプ金型が挿入される成型冶具本体と、を有し、該パイプ金型が該成型冶具本体に少なくとも２つ組み込まれていることで、ローラーを多数個取り出すことが出来る、芯材とゴム材で構成され加熱硬化して成型されるローラーの成型冶具であって、該パイプ金型は、該ローラ成型冶具本体の該穴に嵌め合い挿入して固定されることを特徴とする。【選択図】図１
2008087439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラー形状をしたキャビティを有し、且つ芯材を支持する少なくとも２つの駒が両端に取り付けられたパイプ金型と、該パイプ金型の断面形状を有する少なくとも１つの穴を備え、且つ該穴に該パイプ金型が挿入される成型冶具本体と、を有し、該パイプ金型が該成型冶具本体に少なくとも２つ組み込まれていることで、ローラーを多数個取り出すことが出来る、芯材とゴム材で構成され加熱硬化して成型されるローラーの成型冶具であって、
該パイプ金型は、該ローラ成型冶具本体の該穴に嵌め合い挿入して固定されることを特徴とするローラー成型冶具。
【請求項２】
前記成型冶具と前記パイプ金型の嵌め合い公差が、ＪＩＳ規格でＨ７ｇ７等級以上であることを特徴とする請求項１に記載のローラー成型冶具。
【請求項３】
嵌め合い挿入する前記パイプ金型の肉厚が、該パイプ金型内径の７．５から４５％であることを特徴とする請求項１又は２に記載のローラー成型冶具。
【請求項４】
前記パイプ金型を使用することなく、成型冶具本体に直接、ローラー外径を有するキャビティとなる穴を加工したことを特徴とする請求項１に記載のローラー成型冶具。
【請求項５】
ローラーの成型冶具内に挿入されたパイプ金型内部に芯材を設置し、駒によって該芯材を固定する第１工程と、該芯材が固定された該成型冶具を予熱する第２工程と、該パイプ金型内に発泡材料を注入する第３工程と、該パイプ金型内で発泡した該発泡材料を加熱硬化し、該パイプ金型より脱型する第４工程と、を有するローラーの製造方法であって、
該成型冶具には、該パイプ金型が嵌め合い挿入で取り付けられていることを特徴とするローラーの製造方法。
【請求項６】
前記成型冶具と前記パイプ金型の嵌め合い公差が、ＪＩＳ規格でＨ７ｇ７等級以上であることを特徴とする請求項５に記載のローラーの製造方法。
【請求項７】
嵌め合い挿入する前記パイプ金型の肉厚が、該パイプ金型内径の７．５から４５％であることを特徴とする請求項５又は６に記載のローラーの製造方法。
【請求項８】
前記パイプ金型を使用することなく、成型冶具本体に直接、ローラー外径を有するキャビティとなる穴を加工したことを特徴とする請求項５に記載のローラーの製造方法。
【請求項９】
請求項５から８のいずれか１項に記載の製造方法で作られたことを特徴とするローラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発泡ローラー成型時に使用する成型冶具、及びローラー製造方法に関する。詳しくは、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置や静電記録装置に使用される円筒状のスポンジ材と芯材からなる発泡ローラー成型時に使用する成型冶具、及びローラー製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発泡ローラーの成型は、パイプ金型を使用し、円筒形状の穴を有する熱板もしくは加熱された成型冶具に該パイプ金型を挿入する、又は半円でくり抜かれた金属片を対に配置し該パイプ金型を挟みこんで加熱し成型する方法を用いていた。
【０００３】
従来の方法において用いられたローラー成型冶具を、図２を参照して説明する。図２（ａ）で示されているのは、パイプ金型２’の外径より大きい穴加工を施した成型冶具本体１にパイプ金型２’を挿入するタイプの成型冶具である。図２（ｂ）で示されているのは、成型冶具本体１を掘り込み加工し、可動部１１を設置することでパイプ金型２’を挟み込むタイプの成型冶具である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上述した方法では、パイプ金型を熱盤もしくは成型冶具に出し入れする観点から、金型や成型冶具の剛性を強くすることが求められる。そのために金型や成型冶具が大きくなり、従ってそれらを搬送する装置も巨大化する傾向があった。また、温度分布の安定性や昇温時間が長い等の課題もあった。
【０００５】
具体的に説明すると、図２（ａ）では、パイプ金型２’を出し入れする時の成型冶具本体１との磨耗対策から、成型冶具本体１のパイプ金型２’挿入用の穴径をパイプ金型２’外径よりも大きくしてある。これにより成型冶具１とパイプ金型２’の接触面積が減るため、効率的に加熱を行うことが困難であった。図２（ｂ）では、パイプ金型２’を成型冶具可動部１１により挟み込むため、効率的に加熱出来る反面、可動部１１の可動スペースを確保することが求められる。そのために、成型冶具１が大きくなってしまう欠点があった。また、図２（ａ）又は（ｂ）のどちらにしても、パイプ金型２’を出し入れするために強度を上げることが求められ、それによってパイプ金型２’の肉厚が厚くなり、更には成型冶具本体１が大きくなった。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決し、小型・軽量の成型冶具を提供することによって、安定した発泡ローラー成型の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ローラー形状をしたキャビティを有し、且つ芯材を支持する少なくとも２つの駒が両端に取り付けられたパイプ金型と、該パイプ金型の断面形状を有する少なくとも１つの穴を備え、且つ該穴に該パイプ金型が挿入される成型冶具本体と、を有し、該パイプ金型が該成型冶具本体に少なくとも２つ組み込まれていることで、ローラーを多数個取り出すことが出来る、芯材とゴム材で構成され加熱硬化して成型されるローラーの成型冶具であって、該パイプ金型は、該ローラ成型冶具本体の該穴に嵌め合い挿入して固定されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、ローラーの成型冶具内に挿入されたパイプ金型内部に芯材を設置し、駒によって該芯材を固定する第１工程と、該芯材が固定された該成型冶具を予熱する第２工程と、該パイプ金型内に発泡材料を注入する第３工程と、該パイプ金型内で発泡した該発泡材料を加熱硬化し、該パイプ金型より脱型する第４工程と、を有するローラーの製造方法であって、該成型冶具には、該パイプ金型が嵌め合い挿入で取り付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に従うことで、成型冶具が小型・軽量化し、それによって装置全体を小型化することが出来る。また、成型冶具の温度分布を良くすることで、昇温時間の短縮をすることが出来る。更には、成型冶具の温度が安定しているため、成型されるローラーの物性を安定させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係るローラー成型冶具及び発泡ローラーの実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明のローラー成型冶具の概略図である。図１（ａ）は成型冶具の本体に穴加工をして、パイプ金型を挿入・固定した場合の、図１（ｂ）は成型冶具の本体に直接ローラーキャビティとなる穴を加工した場合の成型冶具断面の概略図である。
【００１２】
図１（ａ）の場合、成型冶具の本体１に穴加工し、ローラーキャビティを有した、肉厚が内径の７．５から４５％のパイプ金型２を隙間嵌めにて該成型冶具本体１に挿入し固定する。パイプ金型２の長手方向と垂直な平面上におけるパイプ金型２の肉厚が、パイプ内径の７．５％より小さいの場合では必要強度を維持することが困難であり、４５％より大きい場合では該パイプ金型及び該成型冶具本体が巨大化してしまう。そのため、パイプ金型２の肉厚はパイプ内径の７．５から４５％の範囲にあることが好ましい。また、パイプ金型２を成型冶具本体１に挿入及び固定するときの嵌め合い公差は、ＪＩＳ規格でＨ７ｇ７等級以上とする。嵌め合い公差のＪＩＳ規格の定義は「ＪＩＳＢ０４０１」による。嵌め合い公差がＪＩＳ規格でＨ７ｇ７等級より小さい場合、該成型冶具本体1と該パイプ金型２の隙間が大きくなるため、該パイプ金型２の加熱が十分に出来ず、温度ムラが生じやすい。Ｈ７ｇ７等級以上とすることで、該パイプ金型２と該成型冶具本体１の隙間を減らし、効率よく加熱することが出来る。また、成型冶具本体１が補強の役割を果たし、パイプ金型２に関して薄肉でありながら十分な必要強度を確保出来る。
【００１３】
図１（ｂ）の場合、少なくともパイプ金型の肉厚分、成型冶具本体１の幅寸法を小さく出来る。成型冶具本体１の長手方向と垂直な平面上における成型冶具本体１の肉厚は、材質及び大きさ、該成型冶具の使い方にもよるが、強度を考慮して選定する必要があり、一般的には２ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００１４】
図１（ａ）又は（ｂ）のどちらにしても、成型冶具１が小型・軽量化出来ることから昇温時間の短縮や温度分布の安定を得ることが出来る。また、成型冶具１の搬送装置も小型化出来る。更には、温度分布が安定していることから、成型される発泡ローラーを常に安定して成型することが出来る。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明による実施例を説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００１６】
製作したローラー成型冶具は、幅１５０ｍｍ×縦４００ｍｍ×高さ３４ｍｍの直方体（一部凹凸形状あり）の成型冶具本体にパイプ金型挿入用のφ２０Ｈ７（ＪＩＳ）穴を４箇所加工したものである（４個取り冶具仕様である）。そして、パイプ金型（外径φ２０ｇ６（ＪＩＳ）ｍｍ、内径φ１３ｍｍ、長さ２５０ｍｍ）の両端に芯材を支持する駒を設置するためにテーパー加工を施し、該成型冶具に挿入し、止めネジにより固定した。該パイプ金型の肉厚最小部は１ｍｍである。成型冶具本体のパイプ金型挿入用穴とパイプ金型との嵌め合い公差はＨ７ｇ６（ＪＩＳ）とした。成型冶具本体の材質はアルミニウムＡ２０１７（一部異材質）を使用した。パイプ金型の材質はＳＵＳを使用した。
【００１７】
従来のパイプ金型と比べると、肉厚が約２５％減であり、質量では５５％減となった。成型冶具本体では従来と比べ質量で６５％減となり、大幅な小型・軽量化を実現した。また、該成型冶具の搬送機構に至っても成型冶具の小型・軽量に伴い、小型化することが出来るため、装置全体としての小型・低コスト化を実現した。
【００１８】
温度特性については、パイプ金型を成型冶具本体と嵌め合い嵌合にしているため、効率良く熱を伝えることが出来、従来タイプ（図２ｂ）と比べて昇温時間を６０％短縮することが出来た（常温２５℃から６０℃までの昇温時間にて比較）。これにより装置立上げ時間が大幅に短縮出来るとともに、成型冶具の加熱（予熱）時間を短縮することが出来るため、装置の加熱ユニットを減らすことができた。
【００１９】
次に、成型する発泡ローラーの材料と成形条件、製造の手順を示す。
【００２０】
図３に示す形状をした発泡ローラーを成型した。成型した発泡ローラーの芯材部はφ５ｍｍ、全長２６０ｍｍであり、発泡ゴム部はφ１３ｍｍ、全長２２０ｍｍである。
【００２１】
発泡ゴム部の材料であるが、材料混合ポリオールとして、ＦＡ−９０８を１００重量部、ジエタノールアミンを０．５重量部、Ｌ５３６６を１重量部、ＴｏｙｏＣａｔ−ＥＴを０．１重量部、ＴＥＤＡ−Ｌ３３を０．５重量部、水（発泡剤）２重量部を混合した。前記ＦＡ−９０８は、三洋化成株式会社製ポリエーテルポリオールである。前記Ｌ５３６６は、日本ユニカー株式会社製シリコーン系整泡剤である。前記ＴｏｙｏＣａｔ−ＥＴは、東ソー株式会社製第３級アミン触媒である。前記ＴＥＤＡ−Ｌ３３は、東ソー株式会社製第３級アミン触媒である。その後、Ｔ８０（三井武田ケミカル株式会社製イソシアネート、ＮＣＯ％＝４８）２９．５重量部、Ｍ２００（三井武田ケミカル株式会社製イソシアネート、ＮＣＯ％＝３１）７．４部とをＮＣＯインデックス１００となるように混合攪拌したものを発泡材料とした。
【００２２】
上記の成型冶具内のパイプ金型内面部にシリコンオイル離型剤を塗布し、該パイプ金型内に該芯材を設置し、該パイプ金型両端部にて該芯材を把持する駒により該芯材を固定した。この状態の該成型冶具を６５℃に温度制御された熱盤にて挟み込み予熱した。その後、混合攪拌した該発泡材料を６５℃に予熱した液受けカップに吐出し、該成型冶具と組付けた。その際、液受けカップに吐出した上記成型材料が発泡材料であることから、充填口を介して自然発泡によりパイプ金型内は上記材料で充填される。その後、１０分間、６５℃に温度制御された熱盤において硬化させ、脱型し、発泡ローラーを得た。
【００２３】
本実施例の成型冶具を使用することで、熱が均一にパイプ金型に伝わるため、発泡ゴム部の硬化が均一及び良好となり、セルが均一で発泡ゴム部の歪みが少ない発泡ローラーを得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のローラー成型冶具の断面図。
【図２】従来のローラー成型冶具の断面図。
【図３】発泡ローラーの概略図。
【符号の説明】
【００２５】
１  本発明のローラー成型冶具本体
２  本発明のパイプ金型
２’  従来のパイプ金型
１１  従来のローラー成型冶具（可動部）
２０  発泡ゴム
２１  芯材
【図１】
2008087439.tif 000003
【図２】
2008087439.tif 000004
【図３】
2008087439.tif 000005