(57)【要約】【課題】粘度が高いゴム材量においても、ロール１本づつに引き離された際にゴムの収縮による浮き剥れを防止し、不良の少ないゴムロールを提供する。【解決手段】本発明は、芯金と、該芯金外周部にクロスヘッドダイ方式でゴム押出し機によって被覆されたゴム材料とからなるゴムロームであって、該芯金のゴム接着部位の外径がφＤａ、該芯金の両端部の軸受け部位の外径がφＤｂであるとき、該φＤａ及び該φＤｂの関係が、１．０＜φＤａ／φＤｂ≦１．５、であることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金と、該芯金外周部にクロスヘッドダイ方式でゴム押出し機によって被覆されたゴム材料とからなるゴムロールであって、
該芯金のゴム接着部位の外径がφＤａ、該芯金の両端部の軸受け部位の外径がφＤｂであるとき、該φＤａ及び該φＤｂの関係が、１．０＜φＤａ／φＤｂ≦１．５、であることを特徴とするゴムロール。
【請求項２】
該芯金のゴム接着部位の外径φＤａ及び該芯金の両端部の軸受け部位の外径φＤｂが、請求項１記載の関係にある該芯金の端部で、該ゴム接着部位と該軸受け部位は、軸方向に対し垂直な断面部位を持つことを特徴とする、請求項１に記載のゴムロール。
【請求項３】
該ゴム材料のムーニー粘度が４０ＭＬ１＋４（１００℃）以上であることを特徴とする、請求項１及び２に記載のゴムロール。
【請求項４】
該ゴムロールの押出し時のゴムの厚みが１．０ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１乃至３記載のゴムロール。
【請求項５】
該芯金の一端の軸受け部位の長さが、芯金全体の長さの２％から５％の範囲であることを特徴とする、請求項１乃至４記載のゴムロール。
【請求項６】
芯金をクロスヘッドダイ方式のゴム押出し機の内部へと送り込む第１工程と、該芯金を該ゴム押出し機によって押出されたゴム材料で被覆する第２工程と、第２工程で得られた該ゴム材料が被覆された該芯金を引取り切断機によって一本づつの長さに切断する第３工程と、を有するゴムロームの製造方法であって、
該第１、第２及び第３工程において使用される該芯金は、そのゴム接着部位の外径がφＤａ、及びその両端部の軸受け部位の外径がφＤｂであるとき、該φＤａ及び該φＤｂの関係が、１．０＜φＤａ／φＤｂ≦１．５、であることを特徴とするゴムロール製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンター等に組み込まれる給紙ロール、帯電ロール、転写ロール、現像ロール、トナー供給ロール、クリーニングロール等に用いられるゴムロール及びゴムロールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なクロスヘッド押出し機を使ったゴムロールの製造方法において、クロスヘッドダイに芯金を通過させながらゴム材料を被覆する成形方法では、例えば以下で示すようにゴムロールが作られる。図１の一軸ゴム用押出し機１において、押出し機ヘッド２内で円柱状にゴムが押出される略中心部分に、芯金ガイド５によって位置を決定された予め芯金とゴムを接着させるための接着剤が塗られた芯金ａが、芯金送りロール４により送り込まれる。そうすることで、芯金−ゴム密着エリアで該芯金外周に供給されるゴムコンパウンドｂが該芯金に一体的に被覆される。被覆エリアを通り、押出し機ヘッド先端の口金ダイス６から押出された芯金−ゴムの円柱状一体物ｃは、押出し機に併設される引取り切断機（不図示）によりロール１本ずつの長さに引き離される。
【０００３】
更に、このようなロール製造においては以降の工程として、１本毎のロール長にされた円柱状のワークは加硫反応のための熱処理がなされる。加硫反応がなされた後、必要なゴム長さにゴム部分が切断刃８によって切断されて端部の不要なゴム材が取り除かれ、芯金摺動部分を有するゴムロールｄとなる。その後、外径寸法及び必要外径寸法及び形状に加工するために研削工程等に運ばれる。図中、番号３はシリンダー圧力センサー、番号７はダイス軸調整ピンを示す。
【特許文献１】特開平９−１９６０５６号公報
【特許文献２】特許第３２８９４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した様なクロスヘッド方式による成形方法においては、特に使用する材料の粘度が高い場合、ロール１本づつに引き離された際にゴムの収縮にかかる力の方向は端部のゴムがより中心に向かう方向と芯金から離れる方向とである（図２の（ａ））。結果として一定の外径の芯金に対し、ゴムが浮き剥れる現象が生じる。この浮き剥れが過度になると必要なゴム部分での接着不良となり品質の低下、次工程以降の不具合の原因となる。
【０００５】
一方で、芯金径をその部位によりテーパー状に加工し、成形する試みが報告されているが（特許文献１及び２）、いずれもロールとしての圧接の改善であり、ゴムの収縮を抑制する効果は見られない。
【０００６】
従って本発明は、粘度が高いゴム材量においても、ロール１本づつに引き離された際にゴムの収縮による浮き剥れを防止し、不良の少ないゴムロール及びゴムロール製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、芯金と、該芯金外周部にクロスヘッドダイ方式でゴム押出し機によって被覆されたゴム材料とからなるゴムロームであって、該芯金のゴム接着部位の外径がφＤａ、該芯金の両端部の軸受け部位の外径がφＤｂであるとき、該φＤａ及び該φＤｂの関係が、１．０＜φＤａ／φＤｂ≦１．５、であることを特徴とするゴムロールである。
【０００８】
及び、本発明は、芯金をクロスヘッドダイ方式のゴム押出し機の内部へと送り込む第１工程と、該芯金を該ゴム押出し機によって押出されたゴム材料で被覆する第２工程と、第２工程で得られた該ゴム材料が被覆された該芯金を引取り切断機によって一本づつの長さに切断する第３工程と、を有するゴムロームの製造方法であって、該第１、第２及び第３工程において使用される該芯金は、そのゴム接着部位の外径がφＤａ、及びその両端部の軸受け部位の外径がφＤｂであるとき、該φＤａ及び該φＤｂの関係が、１．０＜φＤａ／φＤｂ≦１．５、であることを特徴とするゴムロール製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によって、図２の概略図の（ｂ）に示すように収縮の力の作用方向を外径外方向だけでなく芯金内側方向にも作用させることができ、ゴムの収縮による浮き剥れを防止し、不良の少ないゴムロールを得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を、図１を参照して詳しく説明する。
【００１１】
本発明でのゴムロール製造方法では、ゴムコンパウンドと芯金とを連続的に被覆可能なクロスヘッドタイプの押出し機を使用し、製品となる芯金は、ロールの軸受け部位に対してゴムを接着させる部位の外径が異なるものを使用する。具体的には該芯金のゴム接着部位の外径φＤａと該芯金両端部の軸受け部位の外径φＤｂの関係が１．０＜φＤａ／φＤｂ≦１．５であり、ゴム接着部位の芯金が太くなっていることを特徴とする。また、芯金ゴム接着部位と軸受け部位とは軸方向垂直の断面を持つ段差によって区切られる。該芯金は断続的に芯金を供給する芯金送りロール４を用い芯金ガイド５に供給される。また、概芯金のφＤａ／φＤｂの関係においては、芯金径の段差が大きくなることによって押出し成形時にゴム吐出量の変化から圧力の変動が大きくなり外径安定性に影響する。また、廃棄するゴムコンパウンド量も増大する。弊社のこれまでの経験から判断するにおいて、複写機やプリンターに使用される長さ２４０〜３５０ｍｍ程度のゴムロールにおいては端部受け部φ５〜φ６、軸太さφ６〜φ９程度がロールとしての強度、経済性に優れるため、φＤａ／φＤｂを１．５以下とした。
【００１２】
使用するゴムコンパウンドは、一軸押出し機及びクロスヘッドダイを用いて押出し成形可能なゴムであれば特に制約されるものではない。例えば、ゴム成分としては、ＮＢＲ、ＥＣＯ、ＣＯ、ＥＰＤＭ、ＥＰＭ、ＩＲ、ＳＢＲ、ＣＲ、ＩＩＲ等が挙げられ、これらゴムは単独若しくは２種以上ブレンドして用いられる。また、一般のゴムに使用されるその他の成分、例えば、カーボンブラック等の補強剤、炭酸カルシウム等の充填剤、老化防止剤、加工助剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、加硫促進剤、加硫剤等を必要に応じて含有させることが出来る。
【００１３】
これらを成分とするゴムコンパウンドにおいては、好ましくは未加硫時のムーニー粘度を４０ＭＬ１＋４（１００℃）以上とすることで、本発明の効果がより大きく期待される。ムーニー粘度に関しては、ＪＩＳ  Ｋ６３００の未加硫ゴム物理試験方法に則り、一般的なゴムの物性をあらわす指標を用いている。また、４０ＭＬ１＋４（１００℃）以上が好ましい理由は、粘度がその数値未満であるとゴムの収縮が少なく本発明の効果が現れにくいからである。
【００１４】
上記クロスヘッド押出し機はスクリュー径３０〜９０ｍｍの一軸ゴム用押出し機１の先端にゴム押出し方向に芯金を通過させ芯金にゴムを被覆するヘッド２を持つ。ゴム接着部位が増径された芯金には、製品の長さに応じて長さ２００〜３５０ｍｍのものを使用する。
【００１５】
該芯金（図１のａ）にはクロスヘッドダイ２内部の芯金−ゴム密着エリアでゴムコンパウンドｂが密着し、ロール形状にて円筒形の口金ダイス６から連続的に押出される。図中、番号３はシリンダー圧力センサー、番号７はダイス軸調整ピンを示す。なお、押し出されたゴムの厚みは、１．０ｍｍ以上が好ましい。というのも、１ｍｍ未満であれば、前記のムーニー粘度の場合と同様に、ゴムの収縮が少なく本発明の効果が現れにくいからである。
【００１６】
押出された芯金−ゴムの円柱状一体物ｃは押出し機に併設される引取り切断機（不図示）によりロール１本づつの長さに引き離され、加硫成形をするために熱風炉（不図示）へと運ばれる。加硫処理をされたゴムロールｄは、場合によっては更にゴム端部部分を切り落とし、外径寸法及び必要外径寸法、またその形状に加工するために研削工程等に運ばれる。
【００１７】
また、一般にＯＡ用ロールにおいて経済性及び機能性からの要請で、芯金の一端の軸受け部位の長さは芯金全体の長さの２％から５％の範囲であることが好ましい。
【実施例】
【００１８】
これより具体的に本発明の実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限られるものではない。
【００１９】
（実施例１）
軸体となる金属芯金として、鉄材を押出し成形により直径約６．５ｍｍの棒材に押出し、長さ２５８ｍｍに切断後、両端部１２．５ｍｍの部位を研磨加工によって直径約６．０ｍｍに段差加工し、これに化学ニッケルメッキを厚さ約３μｍ施したものを用意した。これを芯金Ａとする。
【００２０】
該芯金の直径６．５ｍｍの部位にスチレン樹脂を主成分とするホットメルトタイプの導電性接着剤を一様に厚さ約１０μｍ塗布した。
【００２１】
該芯金を、凹溝を有するベルト式芯金供給機にてクロスヘッドダイ内の内径６．７ｍｍの芯金ガイドに断続的に２．５ｍｍ／分で供給した。
【００２２】
押出し機はφ６０ｍｍスクリューを持つ一軸ベント式押出し機にクロスヘッドタイプの芯金、ゴム被覆機能を備え、ゴム突出部の口金ダイス径はφ９．５ｍｍとし、ヘッド全体は約４０℃に温度調整がなされる。
【００２３】
一軸ベント押出し機に投入されるゴムコンパウンドは、ＮＢＲを主ポリマーとしカーボンブラック、可塑剤、充填材、加硫促進剤、加硫剤を混練したものであり、連続的に押出し機に供給した。該ゴムコンパウンドのムーニー粘度は４３．５ＭＬ１＋４（１００℃）である。
【００２４】
該装置を用いて芯金とゴムコンパウンドとが連続的に一体化したゴムロールが、口金ダイスからゴム外径φ９．４ｍｍで排出される。この様にして排出されたゴムロールは、併設されるロール引取り機によって一本づつに分離され、その後２００℃の連続熱風炉にコンベアで搬送されて、４０分の加硫が行われる。
【００２５】
（比較例１）
軸体となる金属芯金として、鉄材を押出し成形により直径約６ｍｍの棒材に押出し、長さ２５８ｍｍに切断後、これに化学ニッケルメッキを厚さ約３μｍ施したものを用意した。これを芯金Ｂとする。
【００２６】
該芯金にスチレン樹脂を主成分とするホットメルトタイプの導電性接着剤を、その端部から１２．５ｍｍを除き一様に厚さ約１０μｍ塗布した。
【００２７】
該芯金を、凹溝を有するベルト式芯金供給機にてクロスヘッドダイ内の内径６．２ｍｍの芯金ガイドに断続的に２．５ｍｍ／分で供給した。
【００２８】
押出し機はφ６０ｍｍスクリューを持つ一軸ベント式押出し機にクロスヘッドタイプの芯金、ゴム被覆機能を備え、ゴム突出部の口金ダイス径はφ９．５ｍｍとし、ヘッド全体は約４０℃に温度調整がなされる。
【００２９】
一軸ベント押出し機に投入されるゴムコンパウンドは、ＮＢＲを主ポリマーとしカーボンブラック、可塑剤、充填材、加硫促進剤、加硫剤を混練したものであり、連続的に押出し機に供給した。該ゴムコンパウンドのムーニー粘度は４３．５ＭＬ１＋４（１００℃）である。
【００３０】
該装置を用いて、芯金とゴムコンパウンドとが連続的に一体化したゴムロールが口金ダイスからゴム外径φ９．４ｍｍで排出される。
【００３１】
この様にして排出されたゴムロールは、併設されるロール引取り機によって一本づつに分離され、２００℃の連続熱風炉にコンベアで搬送され４０分の加硫が行われる。
【００３２】
表１に、それらの芯金によって成形された製造工程上の浮き剥れに関する不良率を示す。
【００３３】
【表１】
2007320126.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来のクロスヘッド押出し機を用いたゴムロール製造装置の概略図。
【図２】芯金引き離し時のゴム収縮のイメージ図。
【符号の説明】
【００３５】
１  一軸ベント式押出し機（一軸ゴム用押出し機）
２  クロスヘッド（ダイ）
３  シリンダー圧力センサー
４  芯金供給ロール
５  芯金ガイド
６  口金ダイス
７  ダイス軸調整ピン
８  切断刃
ａ  接着剤付芯金
ｂ  ゴムコンパウンド
ｃ  押出し後のゴム被覆ロール（円柱状一体物）
ｄ  ゴムロール
【図１】
2007320126.tif 000003
【図２】
2007320126.tif 000004