(57)【要約】【課題】芯金摺動面の磨き清掃や固着防止用の離型剤等を塗る対応を必要とせず、ゴム材料のロス、芯金の傷や摺動面及び端面の汚染を抑え、押出し外径ムラの少ない高精度な押出しが可能なゴムロールの製造方法を提供する。【解決手段】クロスヘッドダイ方式でゴム押出し機により芯金の外周面をゴム材料で被覆するゴムロールの製造方法において、芯金の両端部にそれぞれゴム材料の付着を防止するためのマスキング部材を取り付け、ゴム押出し機のヘッド内に設けられた芯金ガイド部の内面に対してマスキング部材を摺動させて芯金を芯金ガイド部内で通過させつつ芯金の外周面をゴム材料で被覆し、マスキング部材を取り外し、このマスキング部材が、芯金の端部に勘合する円筒形状部の外周面に芯金ガイド部内側で芯金の位置を規定するための芯金の長手方向に対して平行なガイド板が設けられた構造を有する。【選択図】図２
2007237451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロスヘッドダイ方式でゴム押出し機により芯金の外周面をゴム材料で被覆するゴムロールの製造方法において、
ａ）芯金の両端部にそれぞれ、ゴム材料の付着を防止するためのマスキング部材を取り付ける工程；
ｂ）工程ａの後、該ゴム押出し機のヘッド内に設けられた芯金ガイド部の内面に対して該マスキング部材を摺動させて該芯金を芯金ガイド部内で通過させつつ、芯金の外周面をゴム材料で被覆する工程；および
ｃ）工程ｂの後、該マスキング部材を取り外す工程
を有し、
該マスキング部材が、芯金の端部に勘合する円筒形状部の外周面に、芯金ガイド部内側で芯金の位置を規定するための、芯金の長手方向に対して平行なガイド板が設けられた構造を有する
ことを特徴とするゴムロールの製造方法。
【請求項２】
前記マスキング部材として、前記ガイド板が３枚以上設けられた構造を有するマスキング部材を用いる請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記マスキング部材として、前記ガイド板の先端点を結ぶ円の直径が、前記ゴム押出し機の押出しダイス口金径の９０％を超え１００％未満である請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記ガイド板の高さが、該ガイド板の先端点を結ぶ円の直径の１％以上５０％以下である請求項１から３の何れか一項記載の方法。
【請求項５】
前記マスキング部材が、ギア形状である請求項１から４の何れか一項記載の方法。
【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していく成形方法では、例えば以下に示すような製造方法で製造される。
【０００３】
まず、芯金には、あらかじめ芯金とゴムを接着させるための接着剤を塗っておく。図１に示す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芯金ａが芯金送りロール４により送り込まれてくる。これにより、芯金−ゴム密着エリアにおいて芯金外周に供給されるゴム材料ｂが一体的に被覆される。被覆エリアをとおり押出し機ヘッド先端の口金ダイス６より押出された芯金−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によりロール１本ずつの長さに引き離される。
【０００４】
さら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、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、３はシリンダー圧力センサー、７はダイス軸調整ピンである。
【０００５】
この製造方法においては、摺動部として使用する芯金端部のゴムを加硫後に取り除くという工程が含まれており、以下の生産技術的課題が生じている。一：不要部分のゴム材料のロス、二：必要寸法に切断する際に入れる刃による芯金傷、三：ゴム材料と芯金の化学的固着による芯金摺動面及び端面の汚染。
【０００６】
このため、上記製法においては不要ゴム除去後の固着に対して、芯金摺動面の磨き清掃や固着防止用の離型剤等を塗る対応などが試みられているが、設備的負担が大きく、またさらなる改善も望まれている。芯金傷の防止においても、芯金に切断刃が触れずにゴムのみを切断するためには、極めて高精度な機械精度と刃物の精度が要求され、装置コストが高くなる上、日常的な管理精度を向上する必要があり、製造コストが高くなるといった要改善点がある。
【０００７】
このような要改善点に対しては、特許文献１にあるように芯金の端部摺動面にマスキングを施し、切断時の芯金傷、摺動面の汚れ防止を図ることにより、一定の外径寸法の製品の製造には対応できる。
【０００８】
しかしながら、上記方法ではゴムの種類、配合によってはマスキングがダイス口金を通過する際、ゴムの突出圧力に変化が生じ、押出されるロールの外径が安定しないことがあるため、高精度な押出しには必ずしも好適ではなかった。
【特許文献１】特開２００５−３２９６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、不要ゴム除去後の芯金摺動面の磨き清掃や固着防止用の離型剤等を塗る対応などを必要とせず、一：不要部分のゴム材料のロス、二：必要寸法に切断する際に入れる刃による芯金傷、三：ゴム材料と芯金の化学的固着による芯金摺動面及び端面の汚染、といった生産技術的課題を克服し、且つ、押出し外径ムラの少ない高精度な押出しが可能なゴムロールの製造方法を提供することである。なお芯金摺動面は、芯金の、ゴムロール使用時に他の部材（軸受けなど）と摺動する部分である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明により、クロスヘッドダイ方式でゴム押出し機により芯金の外周面をゴム材料で被覆するゴムロールの製造方法において、
ａ）芯金の両端部にそれぞれ、ゴム材料の付着を防止するためのマスキング部材を取り付ける工程；
ｂ）工程ａの後、該ゴム押出し機のヘッド内に設けられた芯金ガイド部の内面に対して該マスキング部材を摺動させて該芯金を芯金ガイド部内で通過させつつ、芯金の外周面をゴム材料で被覆する工程；および
ｃ）工程ｂの後、該マスキング部材を取り外す工程
を有し、
該マスキング部材が、芯金の端部に勘合する円筒形状部の外周面に、芯金ガイド部内側で芯金の位置を規定するための、芯金の長手方向に対して平行なガイド板が設けられた構造を有する
ことを特徴とするゴムロールの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、不要ゴム除去後に芯金摺動面の磨き清掃や固着防止用の離型剤等を塗る対応などを必要とせず、一：不要部分のゴム材料のロス、二：必要寸法に切断する際に入れる刃による芯金傷、三：ゴム材料と芯金の化学的固着による芯金摺動面及び端面の汚染、といった生産技術的課題を克服し、且つ、押出し外径ムラの少ない高精度な押出しが可能なゴムロールの製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一形態につき、図を用いて詳しく説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００１３】
図２に示す、ゴム材料（ゴムコンパウンド）によって芯金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する。芯金には、ゴム部分と接着をするために部分的に樹脂を主成分とした接着剤などの接着剤を塗布しておく。
【００１４】
この芯金Ａの、接着剤を塗布していない両端部摺動部分にそれぞれマスキング部材Ｅを取り付ける。なお摺動部分は、ゴムロールの使用時に他の部材（軸受けなど）と摺動する部分である。
【００１５】
芯金は、断続的に芯金を供給する芯金送りロールコンベア１４により押出し機のヘッド内に設けられた芯金ガイド１５に供給される。
【００１６】
上記クロスヘッド押出し機は、例えばスクリュー径が３０ｍｍから９０ｍｍの、一軸ゴム用押出し機１１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クロスヘッド１２を持つ。なお、マスキングの施された芯金は、製品の長さに応じ例えば２００〜３５０ｍｍの長さのものを使用する。
【００１７】
クロスヘッド（ダイ）１２内部において芯金Ａは芯金ガイド１５を通過し、ゴムと会するエリアで、芯金Ａのマスキング部材が取り付けられていない接着剤塗布部分にゴムコンパウンドＢが密着し、ゴムコンパウンドにより芯金の外周面が部分的に被覆される。得られるロール形状物が、円筒形の口金ダイス１６から連続的に押出される。図中、１３はシリンダー圧力センサー、１７はダイス軸調整ピンである。
【００１８】
押出された芯金−ゴム及びマスキングの円柱状一体物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。
【００１９】
次いで、両端部に配されたマスキングが外された状態のロールＤが、加硫成形のための熱風炉へと運ばれる。マスキングを外す際はマスキングを回転させながら外すことで未加硫ゴムを引き延ばすことなく必要とする端面を形成しつつ取り除くことができる。
【００２０】
加硫処理をされたロールは、必要に応じ、加硫後のゴム端部を必要なロール長寸法に切り落とし、必要な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。
【００２１】
このようにして、製品としてゴムロールが得られる。また、取り外されたマスキング部材は洗浄され再度使用することもできる。
【００２２】
マスキング部材は、芯金の端部に勘合する円筒形状部の外周面に、芯金ガイド部内側で芯金の位置を規定するための、芯金の長手方向（すなわち芯金の送り方向）に対して平行なガイド板が設けられた構造を有する。
【００２３】
芯金Ａを芯金ガイド部１５内で通過させる際に、マスキング部材を芯金ガイド部の内側に対して摺動させる。このとき、具体的にはガイド板が芯金ガイド部の内側と接触する。芯金自体は、芯金ガイド部には接しない。
【００２４】
マスキング部材として、ガイド板が３枚以上設けられた構造を有するマスキング部材を用いることが、ロール押出し時に芯金をロールの軸中心に配する観点から好ましい。図３（ａ）に、ガイド板が３枚のマスキング部材の例を示す。このマスキング部材は、円筒状部材２１の外周面に１２０°ピッチで、ガイド板２２が３枚設けられた構造を有する。また、円筒状部材の内側の少なくとも一部が、芯金端部と勘合する穴２３とされる。
【００２５】
ガイド板が多数設けられ、マスキング部材がギア状とされてもよい。ギア状のマスキング部材の例を図３（ｂ）に示す。
【００２６】
図４に示すように、ガイド板の先端点を結ぶ円の直径Ｄｍが、ゴム押出し機の押出しダイス口金１６の直径（内径）Ｄｄの９０％を超え１００％未満であることが好ましい。すなわち、ロール押出し時に芯金をロールの軸中心に配する観点からＤｍ／Ｄｄが９０％を超えることが好ましい。また、ダイス口金とガイド板のクリアランスの観点からＤｍ／Ｄｄが１００％未満であることが好ましい。
【００２７】
また、ガイド板の高さＨが、ガイド板の先端点を結ぶ円の直径Ｄｍの１％以上５０％以下であることが好ましい。すなわち、押出し時のマスキングがダイス口金を通過する際、押出されるゴムがガイド板間を流れることで従来の課題となっていたゴム圧力変化を緩和させる観点からＨ／Ｄｍが１％以上であることが好ましい。また、芯金に緩みの無い様マスキングとしての厚みを確保する観点からＨ／Ｄｍが５０％以下であることが好ましい。
【００２８】
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、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ、ＣＯ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）、合成天然ゴム（ＩＲ）、スチレンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられ、これらゴムを単独若しくは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できる。
【実施例】
【００２９】
以下、具体的に本発明の実施例を説明する。
【００３０】
［実施例１］
軸体となる金属芯金は鉄材を押出し成形により直径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。
【００３１】
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、両端部からそれぞれ１２ｍｍまでの部分を除き、一様に厚さ約１０μｍ塗布した。
【００３２】
マスキング部材は次のようにして形成した。まずフッ素樹脂を、外直径９．４５ｍｍ、長さ１６ｍｍの円柱状に加工した。この円柱に、芯金端部を勘合させるための、円筒状の穴（直径６ｍｍ、深さ１２ｍｍ）を形成し、有底の中空円筒状物を得た。この穴の内面は、芯金を一定の強さで締め付ける凹凸を持つ。この中空円筒状物の外周面に、中空円筒状物の長手方向（軸方向）に平行に、深さ１．５ｍｍの溝を１５°のピッチで形成し、図３（ｂ）に示すようなギア形状のマスキング部材を得た。
【００３３】
前述のＤｍは９．４５ｍｍであり、Ｈは溝深さ１．５ｍｍである。
【００３４】
上記マスキング部材を芯金両端部にそれぞれ被せ、凹溝を持ったベルト式芯金供給機にてクロスヘッドダイ内の内径９．７ｍｍの芯金ガイドに断続的に２．５ｍｍ／ｍｉｎで供給した。
【００３５】
押出し機は図２に示す構成を有し、外直径６０ｍｍ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（直径）は９．５ｍｍとし、ヘッド全体は約４０℃に温度調整がなされる。
【００３６】
一軸ベント押出し機に投入されるゴムコンパウンドとしては、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を連続的に供給した。
【００３７】
この装置を用い芯金とゴムコンパウンドとが連続的に一体化され、ゴムロールとして口金ダイスから排出される。その際、ゴムコンパウンドは芯金のマスキングのされていない部分にのみ密着し、芯金両端部のロール摺動部面はマスキング部材により保護される。
【００３８】
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、次工程搬送途中にあるマスキング取り外し工程でマスキング部材が外される。
【００３９】
その後、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、製品ゴムロールが得られる。
【００４０】
取り外されたマスキングは洗浄機によって付着したゴム等が取り除かれ再度パーツフィーダーに戻され使用される。
【００４１】
［実施例２］
マスキング部材を次のように形成した。まずフッ素樹脂を、外直径６．５ｍｍ、長さ１６ｍｍの円柱状に加工した。この円柱に、芯金端部を勘合させるための、円筒状の穴（直径６ｍｍ、深さ１２ｍｍ）を形成し、有底の中空円筒状物を得た。この穴の内面は、芯金を一定の強さで締め付ける凹凸を持つ。この中空円筒状物の外周面に、中空円筒状物の長手方向（軸方向）に平行に、高さ１．４５ｍｍ、長さ１６ｍｍの板状のガイドを３枚、１２０°ピッチで設け、図３（ａ）に示すような形状のマスキング部材を得た。
【００４２】
前述のＤｍは９．４ｍｍであり、Ｈは１．４５ｍｍである。
【００４３】
押出し機のヘッド全体は約３０℃に温度調整がなされる。
【００４４】
上記以外は実施例１と同様にして、製品ゴムロールを得た。
【００４５】
［実施例３］
マスキング部材を次のように形成した。まずフッ素樹脂を、外直径６．５ｍｍ、長さ１６ｍｍの円柱状に加工した。この円柱に、芯金端部を勘合させるための、円筒状の穴（直径６ｍｍ、深さ１２ｍｍ）を形成し、有底の中空円筒状物を得た。この穴の内面は、芯金を一定の強さで締め付ける凹凸を持つ。この中空円筒状物の外周面に、中空円筒状物の長手方向（軸方向）に平行に、高さ０．４５ｍｍ、長さ１６ｍｍの板状のガイドを３枚、１２０°ピッチで設け、図３（ａ）に示すような形状のマスキング部材を得た。
【００４６】
前述のＤｍは７．４ｍｍであり、Ｈは０．４５ｍｍである。
押出し機のヘッド全体は約３０℃に温度調整がなされる。
【００４７】
上記以外は実施例１と同様にして、製品ゴムロールを得た。
【００４８】
［比較例１］
マスキング部材を次のように形成した。まずフッ素樹脂を、外直径９．５ｍｍ、長さ１６ｍｍの円柱状に加工した。この円柱に、芯金端部を勘合させるための、円筒状の穴（直径６ｍｍ、深さ１２ｍｍ）を形成し、有底の中空円筒状物を得た。この穴の内面は、芯金を一定の強さで締め付ける凹凸を持つ。この中空円筒状物をマスキング部材とした。
【００４９】
前述のＤｍは９．５ｍｍである。
【００５０】
押出し機のヘッド全体は約３０℃に温度調整がなされる。
【００５１】
上記以外は実施例１と同様にして、製品ゴムロールを得た。
【００５２】
上記実施例および比較例で得られたゴムロールを芯金摺動面基準で回転させながらゴムロール部を２ｍｍ間隔でロール１本あたり１０５点レーザー測長器により外径を測定し、そのゴムロール１本あたりの外径のバラツキ具合を比較した値を表１に示す。実施例１及び２においては標準偏差σの値からも外径が安定して形成されていることがわかる。実施例３においてはガイド板高さ及びＤｍがダイス口金径に対しやや小さいためロールの偏芯および外径の安定性がやや劣るが、比較例１と比較して優れた結果が得られている。
【００５３】
【表１】
2007237451.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】従来のゴムロールの製造方法を説明するための模式図である。
【図２】本発明によるゴムロールの製造方法を説明するための模式図である。
【図３】本発明において用いることのできるマスキング部材の例を示す模式図である。
【図４】本発明において用いることのできるマスキング部材の例を示す模式図である。
【図５】比較例において用いたマスキング部材を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５５】
１、１１  一軸ベント式押出し機（一軸ゴム用押出し機）
２、１２  クロスヘッド（ダイ）
３、１３  シリンダー圧力センサー
４  芯金供給ロール
１４  芯金供給ロールコンベア
５、１５  芯金ガイド
６、１６  口金ダイス
７、１７  ダイス軸調整ピン
８    切断刃
ａ    接着剤付芯金
Ａ    マスキング部材が装着された接着剤付芯金
ｂ、Ｂ    ゴムコンパウンド
ｃ    押出し後のゴム被覆ロール
Ｃ    マスキング部材が装着された押し出し後のゴム被覆ロール
ｄ、Ｄ    ゴムロール
Ｅ    マスキング部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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