(57)【要約】【課題】ワークサイズやワーク数に関らず、未加硫ゴム発泡体を均一に発泡させることのできる発泡ローラの製造方法を提供する。【解決手段】予めロール形状に成形された未加硫ゴム発泡体１０を、加硫缶２１内で、加圧水蒸気にて加熱して加硫・発泡させる際に、上記未加硫ゴム発泡体１０の表面と、上記未加硫ゴム発泡体１０に設けられたシャフト挿入孔の内壁側とにそれぞれ熱電対２３ａ，２３ｂを取付けて、上記未加硫ゴム発泡体１０の中心部と表面との温度をそれぞれ測定し、上記中心部と表面との温度差が所定の温度以内になるまで上記未加硫ゴム発泡体１０を予備加熱した後に加硫・発泡させるようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予めロール形状に成形された未加硫ゴム発泡体を直接加圧水蒸気で加熱して加硫・発泡させる発泡ローラの製造方法において、上記未加硫ゴム発泡体を、未加硫ゴムに含まれる発泡剤の反応温度よりも低い温度において、上記未加硫ゴム発泡体の中心部と表面との温度差が所定の温度以内になるまで予備加熱した後に加硫・発泡させるようにしたことを特徴とする発泡ローラの製造方法。
【請求項２】
上記未加硫ゴム発泡体の表面と、上記未加硫ゴム発泡体に設けられたシャフト挿入孔の内壁側とにそれぞれ熱電対を取付けて、上記未加硫ゴム発泡体の中心部と表面との温度とをそれぞれ測定しながら上記未加硫ゴム発泡体を予備加熱するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の発泡ローラの製造方法。
【請求項３】
上記未加硫ゴム発泡体の中心部と表面との温度差が１５℃以内となるように、上記未加硫ゴム発泡体を予備加熱したことを特徴とする請求項２に記載の発泡ローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、プリンタ等に用いられる発泡ローラの製造方法に関するもので、特に、未加硫のゴム発泡体を直接加圧水蒸気で加熱して加硫・発泡させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンタの帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ等に用いられるローラは、金属製あるいは樹脂製のシャフトの外周に円筒状のローラ本体を備えたもので、これらのローラ本体は、一般に、ゴムやエラストマーなどの発泡体からなる弾性体により形成される。
上記のような発泡ローラを製造する方法としては、熱盤プレスを用いた金型成形加硫や、加硫缶を用いた直接蒸気加硫、あるいは、熱風加硫、マイクロ波加硫などの方法があるが、加硫処理するワーク（発泡体）に均一に熱がかかる加硫缶を用いた直接蒸気加硫が多く用いられている。この直接蒸気加硫法は、図３に示すように、予めロール形状に成形された未加硫ゴム発泡体１０を、予め所定の温度に保持された加硫缶２１内に密閉した後、ボイラー２２などから上記加硫缶２１内に加熱蒸気を導入して上記加硫缶２１内の温度を上記未加硫ゴム発泡体１０の加硫温度まで上昇させ、上記加熱蒸気の温度と圧力とにより、上記未加硫ゴム発泡体１０を加硫・発泡させるものである。
上記未加硫ゴム発泡体１０を均一に発泡させるためには、上記未加硫ゴム発泡体１０の発泡反応と加硫反応とのバランスをとる必要があることから、従来は、上記加硫缶２１内の昇温速度を制御したり、加硫缶２１内の温度を未加硫ゴムに含まれる発泡剤の反応温度よりも低い温度で所定時間保持した後、上記未加硫ゴム発泡体１０の加硫温度まで上記加硫缶２１内の温度を上昇させるなど方法が試みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法は、加硫缶２１内の温度のみを制御しているため、ワークである未加硫ゴム発泡体１０の内部温度にムラがあった場合には、均一な発泡が得られないといった問題点があった。具体的には、処理するワークサイズが変化した場合や、ワーク数が異なる場合には、加硫缶２１内の温度が所定の温度であっても、未加硫ゴム発泡体１０の内部温度にムラが生じ易い。したがって、未加硫ゴム発泡体１０を均一に発泡させるためには、処理ロット毎に細かな温度管理をする必要があった。
【０００４】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、ワークサイズやワーク数に関らず、未加硫ゴム発泡体を均一に発泡させることのできる発泡ローラの製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、予めロール形状に成形された未加硫ゴム発泡体を直接加圧水蒸気で加熱して加硫・発泡させる発泡ローラの製造方法であって、上記未加硫ゴム発泡体を、未加硫ゴムに含まれる発泡剤の反応温度よりも低い温度において、上記未加硫ゴム発泡体の中心部と表面との温度差が所定の温度以内になるまで予備加熱した後に加硫・発泡させるようにしたことを特徴とするものである。すなわち、加硫缶内の温度などのような環境温度ではなく、未加硫ゴム発泡体自身の温度が均一になるように、未加硫ゴム発泡体を予備加熱した後加硫・発泡させるようにすれば、発泡セルの均一性を高めることができるので、上記未加硫ゴム発泡体を均一に発泡させることが可能となる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発泡ローラの製造方法において、未加硫ゴム発泡体自身の温度を確実に均一な温度とするため、上記未加硫ゴム発泡体の表面と、上記未加硫ゴム発泡体に設けられたシャフト挿入孔の内壁側とにそれぞれ熱電対を取付けて、上記未加硫ゴム発泡体の中心部と表面との温度とをそれぞれ測定しながら上記未加硫ゴム発泡体を予備加熱するようにしたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発泡ローラの製造方法において、上記未加硫ゴム発泡体の中心部と表面との温度差が１５℃以内となるように、上記未加硫ゴム発泡体を予備加熱するようにしたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
図１，図２は、本実施の形態に係わる発泡ローラの製造方法を示す図で、同図において、１０はワークである、予めロール形状に成形された未加硫ゴム発泡体、２１は上記未加硫ゴム発泡体１０を加硫・発泡させるための加硫缶、２２は上記加硫缶２１内に加熱蒸気を導入するためのボイラー、２３ａ，２３ｂは未加硫ゴム発泡体１０の表面と、上記未加硫ゴム発泡体１０に設けられたシャフト挿入孔１０Ｓの内壁側とにそれぞれ取付けられ、上記未加硫ゴム発泡体１０の中心部の温度と表面の温度とをそれぞれ計測するための熱電対、２４は上記熱電対２３ａ，２３ｂの出力差から上記未加硫ゴム発泡体１０の中心部と表面との温度差を算出する温度差計測装置、２５は上記加硫缶２１内に設置され、上記加硫缶２１の温度を計測する温度計測手段２１Ｔから出力される加硫缶２１内の温度データと、上記温度差計測装置２４から出力される上記未加硫ゴム発泡体１０の中心部と表面との温度差のデータとに基づいてボイラー２２を制御し、上記加硫缶２１内に導入する加熱蒸気の温度・圧力を調整する加熱制御装置、２６は上記未加硫ゴム発泡体１０を上記加硫缶２１内に移送したり、上記加硫缶２１内から上記未加硫ゴム発泡体１０を取出して搬送するための搬送装置である。
【０００７】
上記熱電対２３ａ，２３ｂの取付け方としては、例えば、図２（ａ）に示すように、シャフト挿入孔１０Ｓが未加硫ゴム発泡体１０を貫通しているタイプの場合には、一方の熱電対２３ａを未加硫ゴム発泡体１０の表面に耐熱テープ３１で固定するとともに、他方の熱電対２３ｂをダミーシャフト３２の中央部外周側に取付け、このダミーシャフト３２を上記未加硫ゴム発泡体１０に設けられたシャフト挿入孔１０Ｓ内に挿入するようにすればよい。また、未加硫ゴム発泡体１０の両端部にシャフト挿入孔１０ｐ，１０ｑが設けられているタイプの場合には、図２（ｂ）に示すように、一方のシャフト挿入孔１０ｐ内に、シャフトとほぼ同径の保護管３３を挿入し、この保護管３３内に上記未加硫ゴム発泡体１０の中心部の温度を測定するための熱電対２３ｂを取付ける方法が考えられる。なお、他方のシャフト挿入孔１０ｑにはダミーシャフト３２’を挿入しておく。これにより、上記未加硫ゴム発泡体１０の中心部と表面との温度を正確に測定することができる。
【０００８】
次に、本発明による発泡ローラの製造方法について説明する。
まず、発泡処理する複数個の未加硫ゴム発泡体１０の表面と、上記未加硫ゴム発泡体１０のシャフト挿入孔１０Ｓ内とにそれぞれ熱電対２３ａ，２３ｂを取付けた後、これらの未加硫ゴム発泡体１０を搬送装置２６により加硫缶２１内にセットするとともに、上記熱電対２３ａ，２３ｂの各コードを、加硫缶２１の蓋部材２１Ｆを中継点として、上記温度差計測装置２４の図示しない入力端子にそれぞれ取付ける。次に、上記加硫缶２１内にボイラー２２からの加熱蒸気を導入し、加硫缶２１内を未加硫ゴム発泡体１０に含まれる発泡剤の反応温度よりも低い所定の温度Ｔ１（例えば、１１０℃）に保持して、上記未加硫ゴム発泡体１０を予備加熱する。このとき、加熱制御装置２５は、加硫缶２１内の温度が上記温度Ｔ１になるように制御するとともに、温度差計測装置２４から出力される上記未加硫ゴム発泡体１０の中心部と表面との温度差ΔＴが所定の値（例えば、１０℃）以下になったかどうか監視し、温度差ΔＴが所定の値よりも大きい場合には、上記加硫缶２１内の温度をそのまま上記温度Ｔ１に保持するように、ボイラー２２を制御して、上記加硫缶２１内に導入する加熱蒸気の温度・圧力を調整する。
【０００９】
そして、上記温度差ΔＴが所定の値（例えば、１０℃）以下になった場合には、ボイラー２２を制御し、上記加硫缶２１内の温度を、予め設定された加硫・発泡処理温度Ｔ２（例えば、１５０℃）まで、所定の昇温速度にて昇温する。その後、上記加硫・発泡処理温度Ｔ２にて所定時間保持して上記未加硫ゴム発泡体１０の加硫・発泡処理を行う。加硫・発泡処理の終了後には、加硫缶２１内の水蒸気を図示しない排気弁から排出し、上記未加硫ゴム発泡体１０を取出す。
これにより、予備加熱時における未加硫ゴム発泡体１０自身の温度を均一にできるので、発泡セルの均一性を高めることができ、上記未加硫ゴム発泡体を均一に発泡させることができる。このとき、上記温度差ΔＴとしては１５℃以内が好ましく、１０℃以内が特に好ましい。
例えば、上記未加硫ゴム発泡体１０の中心部と表面との温度差ΔＴを３０℃とした場合には、加硫・発泡させたスポンジゴムのセル径は平均で２００μｍ（分布幅；〜５００μｍ）あり、セル壁厚さの分布幅も１５０μｍと発泡セルのバラツキが大きかったが、上記温度差ΔＴを１０℃とした場合には、セル径は平均で１００μｍ（分布幅；〜１５０μｍ）、セル壁厚さの分布幅が７０μｍとなり、発泡セルの均一性を大幅に高めることができた。
また、熱電対２３ａ，２３ｂにより、未加硫ゴム発泡体１０自身の温度を直接測定して予備加熱を行うようにしたので、ワークサイズやワーク数に関らず、未加硫ゴム発泡体１０を均一に発泡させることができる。
【００１０】
なお、加硫・発泡処理する複数個の未加硫ゴム発泡体１０としては、同一ワークサイズであることが好ましい。この場合には、全ての未加硫ゴム発泡体１０に熱電対２３ａ，２３ｂを取付ける必要はない。例えば、複数個の未加硫ゴム発泡体１０を１列に並べて処理する場合には、両端と中央に位置する未加硫ゴム発泡体１０にのみ熱電対２３ａ，２３ｂを取付けただけでも十分である。また、多段に配列した場合には、各段の両端と中央に位置する未加硫ゴム発泡体１０にのみ熱電対２３ａ，２３ｂを取付けるようにすればよい。
【００１１】
本発明の未加硫ゴム発泡体１０の原料としては、ポリウレタンゴム，シリコーンゴム，ブタジエンゴム，イソプレンゴム，クロロプレンゴム，スチレン−ブタジエンゴム，エチレン−プロピレンゴム，ポリノルボルネンゴム，スチレン−ブタジエン−スチレンゴム，エピクロルヒドリンゴム等を基材ゴムとするゴム組成物が例示される。また、発泡剤としては、アゾジカルボンアミド系、ジニトロソペンタメチレンテトラアミン系、オキシビスベンゼンスルフェニルヒドラジド系などの有機発泡剤を用いることができる。
また、加硫剤としては、硫黄、金属酸化物等が挙げられ、加硫促進剤としてチアゾール系、スルフォンアミド系、チラウム系などが挙げられる。
その他、公知の発泡助剤、加硫促進助剤、補強剤、無機充填剤などを必要に応じて添加することができる。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、予めロール形状に成形された未加硫ゴム発泡体を直接加圧水蒸気で加熱して加硫・発泡させる際に、未加硫ゴムに含まれる発泡剤の反応温度よりも低い温度において、上記未加硫ゴム発泡体の中心部と表面との温度差が所定の温度以内になるまで予備加熱した後に加硫・発泡させるようにしたので、発泡セルの均一性を高めることができ、上記未加硫ゴム発泡体を均一に発泡させることができる。また、ワークサイズやワーク数に関らず、上記未加硫ゴム発泡体を均一に発泡させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係わる発泡ローラの製造方法を示す図である。
【図２】熱電対の取付け位置の一例を示す図である。
【図３】従来の発泡ローラの製造方法を示す図である。
【符号の説明】
１０  未加硫ゴム発泡体、１０Ｓ，１０ｐ，１０ｑ  シャフト挿入孔、
２１  加硫缶、２１Ｔ  温度計測手段、２２  ボイラー、
２３ａ，２３ｂ  熱電対、２４  温度差計測装置、２５  加熱制御装置、
２６  搬送装置、３１  耐熱テープ、３２，３２’  ダミーシャフト、
３３  保護管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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