(57)【要約】【課題】  形くずれの問題を生ずることなく効率良く成形ローラの加熱を行うことができ、長尺品の製造に好適に適用可能な弾性ローラの製造方法を提供する。【解決手段】  熱硬化性の弾性材料１を、押出ヘッド１１を介して略円筒状に押出す押出成形工程と、押出された略円筒状弾性材料１を加硫する加硫工程と、を含む弾性ローラの製造方法である。押出成形工程において、押出ヘッド１１を介して弾性材料１の外周に金属ワイヤー２を押出被着させ、加硫工程において、金属ワイヤー２を電磁誘導加熱により発熱させて弾性材料１の加硫を行った後、金属ワイヤー１を巻き取る。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性の弾性材料を、押出ヘッドを介して略円筒状に押出す押出成形工程と、押出された略円筒状弾性材料を加硫する加硫工程と、を含む弾性ローラの製造方法において、
前記押出成形工程において、前記押出ヘッドを介して前記弾性材料の外周に金属ワイヤーを押出被着させ、前記加硫工程において、該金属ワイヤーを電磁誘導加熱により発熱させて前記弾性材料の加硫を行った後、該金属ワイヤーを巻き取ることを特徴とする弾性ローラの製造方法。
【請求項２】
前記金属ワイヤーとして金属材料のモノフィラメントを用いる請求項１記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項３】
前記金属ワイヤーとして、ワイヤー径φ０．５〜０．７ｍｍのものを用いる請求項１または２記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項４】
前記金属ワイヤーを、前記略円筒状に押出される弾性材料の外周に、２〜３ｍｍピッチで押出被着させる請求項１〜３のうちいずれか一項記載のゴムローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は弾性ローラの製造方法（以下、単に「製造方法」とも称する）に関し、詳しくは、ＯＡローラや印刷用ローラ等に好適に適用可能な弾性ローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やファクシミリ、プリンタ等のＯＡ機器に用いられるＯＡローラ、印刷機に用いられる印刷用ローラ等のローラ部材は、一般に、芯金等のシャフトの外周にゴム等の弾性材料からなる層を担持させた構造を有する。
【０００３】
このような弾性ローラを製造するにあたっては、一般に、金型成形や押出成形の手法が用いられ、金型成形の場合は金型内で、押出成形の場合は押出後に、それぞれ弾性材料を加熱し、加硫硬化させることにより、所望の寸法形状を有する弾性ローラを得ることができる。
【０００４】
また、弾性ローラ表面は、通常、成形後の研磨加工により表面を荒らしたり、あらかじめ内面に放電加工や化学的なエッチングなどにより加工を施した金型を用いて成形を行うことで、成形ゴムローラ表面にローレット等の凹凸形状を形成するなどの方法により、用途に応じた適切な摩擦力を生ずるよう、適度な粗さに形成される。
【０００５】
ローラの製造方法に係る改良技術としては、例えば、特許文献１に、短時間でバラツキのないローラの加熱溶着を実現することを目的として、芯材を導体より構成して電磁誘導により加熱することで、芯材にロール材を加熱溶着して一体化するローラの製造方法が記載されている。また、この特許文献１には、電磁誘導加熱コイルと、これに高周波電流を供給する電源とを備えた加熱手段と、導体からなる芯材とその外周に取付けられたロール材とを、このコイルの内側に通過させるための移動手段とを備えた加熱溶着装置についても記載されている。
【特許文献１】特開２００１−２０８０４３号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のうち、金型成形による手法では、長尺品が成形加硫できないために加工コストが高くなるという問題があった。これに対し、押出成形による方法では、長尺の成形品の製造は可能であるものの、押出後、弾性材料を硬化させるまでの間に、押出成型品を搬送コンベア上に載せることで変形形くずれが生ずるという問題があった。また、加硫に際しては、熱風加熱の手法を用いると成形品への熱伝達が悪く加硫時間が長くなり、オートクレーブによる加熱ではバッチ式の加硫となってしまい効率が悪化するなど、加熱方法の点でも難点があった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、形くずれの問題を生ずることなく効率良く成形ローラの加熱を行うことができ、長尺品の製造に好適に適用可能な弾性ローラの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】
【０００８】
本発明者は鋭意検討した結果、下記構成とすることにより、長尺の弾性ローラを、形くずれの問題を生ずることなく、かつ、効率良く製造することが可能となることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明のゴムローラの製造方法は、熱硬化性の弾性材料を、押出ヘッドを介して略円筒状に押出す押出成形工程と、押出された略円筒状弾性材料を加硫する加硫工程と、を含む弾性ローラの製造方法において、
前記押出成形工程において、前記押出ヘッドを介して前記弾性材料の外周に金属ワイヤーを押出被着させ、前記加硫工程において、該金属ワイヤーを電磁誘導加熱により発熱させて前記弾性材料の加硫を行った後、該金属ワイヤーを巻き取ることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明においては、前記金属ワイヤーとして、金属材料のモノフィラメントを好適に用いることができる。また、前記金属ワイヤーとしては、ワイヤー径φ０．５〜０．７ｍｍのものを用いることが好ましく、好適には、前記略円筒状に押出される弾性材料の外周に、２〜３ｍｍピッチで押出被着させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、上記構成としたことにより、形くずれの問題を生ずることなく効率良く成形ローラの加熱を行うことができ、長尺品の製造に好適に適用可能な弾性ローラの製造方法を実現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】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図１（ａ）に、本発明のゴムローラの製造方法に係る概略断面図を示す。本発明の製造方法は、熱硬化性の弾性材料１を、押出ヘッド１１を介して略円筒状に押出す押出成形工程と、押出された略円筒状弾性材料１を加硫する加硫工程と、を含むものであり、図示するように、押出成形工程において、押出ヘッド１１を介して弾性材料１の外周に金属ワイヤー２を押出被着させ、加硫工程において、金属ワイヤー２を電磁誘導加熱により発熱させて弾性材料１の加硫を行った後、金属ワイヤー２を巻き取る点に特徴を有する。
【００１３】
押出ヘッド１１において、弾性材料１の外周に金属ワイヤー２を被着させながら押出しを行うことで、図１（ａ）中のＡ−Ａ断面を示す同図（ｂ）に示すように、弾性材料１は、表面に金属ワイヤー２が配置された状態で略円筒状に押出されることとなる。従って、その後の加硫工程において、金属ワイヤー２を電磁誘導加熱により発熱させて、接触熱伝導により弾性材料１を加硫、硬化させることができるため、従来の熱風加熱（空気伝導）による加硫に比して、短時間で弾性材料の加硫硬化を行うことが可能となる。
【００１４】
上記加硫工程は、図示するように、金属ワイヤー２により被覆された略円筒状弾性材料１を、誘導コイル１６と高圧電源１７とからなる電磁誘導加熱装置１３を通過させることにより行うことができる。その出力は、略円筒状弾性材料１の加硫硬化を確実に行うことができるものであれば特に制限されるものではなく、その肉厚や材質にもよるが、例えば、１．０〜２０ｋＷ程度とすることができる。
【００１５】
また、本発明においては、金属ワイヤー２により、略円筒状弾性材料１の表面にローレット状の凹凸形状を形成することができるため、加硫工程後に金属ワイヤー２を巻き取ることで、何らの後加工を必要とすることなく、表面に所望の凹凸形状を有する弾性ローラ１０を連続的に得ることが可能である。従って図示するように、押出成形による連続製造により、長尺の成形品が容易に成形加工できる利点もある。なお、図１（ｃ）は、金属ワイヤー２巻取り後のゴムローラ１０の断面図（図１（ａ）中のＢ−Ｂ断面）を示し、図中の符号１４はピン、符号１５はスクリューを、それぞれ示す。
【００１６】
また、押出された弾性材料１は、通常、内部にエアを通すか、押出ヘッドにクロスヘッドを用いてマンドレルの外周に被覆させつつ押出すことで略円筒状の押出形状の保持を行うが、前述したように、通常はコンベア（図示せず）を用いて搬送されるため、押出されたままの状態では、接触面にコンベアの跡がつきやすく、また押出形状が変形しやすいという難点がある（図２参照）。本発明においては、弾性材料１の外表面がテンションのかかった金属ワイヤー２により保護されるため、これらコンベア跡や変形の発生も防止することができ、形状保持を確実にして、結果として高品質のゴムローラを得ることが可能となる。
【００１７】
本発明の適用可能な熱硬化性の弾性材料１としては、加熱により加硫硬化させることが可能な材料であれば特に制限はないが、ゴム材料や、ポリウレタンエラストマー等の熱硬化性エラストマーなどが挙げられる。
【００１８】
また、本発明において使用する金属ワイヤー２としては、加硫時の加熱に耐えうる材質のものであれば特に制限されるものではないが、具体的には例えば、ステンレス、鉄、アルミニウム（ノンブラス、ノン銅）などを用いることができ、特には、撚りのないモノフィラメントを好適に用いることができる。ワイヤー径は、好適にはφ０．５〜０．７ｍｍ、より好適にはφ０．５４〜０．６ｍｍ程度である。本発明においては、使用する金属ワイヤー２の断面形状を適宜選定することにより、弾性ローラ表面に形成される凸凹形状を、所望に応じ変更することができる。
【００１９】
また、金属ワイヤー２は、その径にもよるが、略円筒状に押出される弾性材料１の外周に、２〜３ｍｍ程度、特には０．５〜１ｍｍ程度のピッチで、略円筒状弾性材料１の全周を被覆するように配列させて押出被着させることが好ましい。金属ワイヤー２のピッチが大きすぎると弾性ローラの表面粗さが十分得られないおそれがある一方、小さすぎても、それ以上の効果が得られるものではない。また、金属ワイヤー２は加硫後に容易に巻き取り回収することができるので、繰り返し再利用することが可能である。
【００２０】
本発明の製造方法においては、押出時に弾性材料１の外周に金属ワイヤー２を押出被着させ、この金属ワイヤー２を電磁誘導加熱により発熱させることで弾性材料１の加硫を行うものであればよく、これにより所期の効果を得ることができるものであり、上記一連の工程により得られた弾性ローラを所望に応じ適宜長さ、例えば、５〜５０ｍｍ程度、或いはＡ４、Ａ３用紙サイズに合わせた長さに裁断加工を施して、中空部に芯材（金属シャフト、樹脂棒等）を挿入することで、ＯＡローラや印刷用ローラとして好適に使用することが可能なローラ部材を得ることができる。
【００２１】
本発明においては、上記工程以外の点については常法に従い行えばよく、特に制限されるものではない。例えば、押出成形機としては、図示するように、押出ヘッド１１が未加硫ゴム１および金属ワイヤー２の通過する経路を備え、弾性材料１を略円筒状に押出しつつ、金属ワイヤー２をその外周に被着させることができるものであれば、通常使用されているものを適宜用いることができる。
【００２２】
加硫後には、成形品から金属ワイヤー２を巻取ることにより、表面に凸凹形状（ローレット）が付与された弾性ローラを得ることができる。従って本発明においては、その後の研磨等の新たな工程が不要であるため、連続生産が容易である。製造スピードは、例えば、２〜５ｍ／分程度とすることができる。また、図２中、符号２１，２２は、それぞれ巻出ローラおよび巻取ローラを示す。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
（実施例）
図１，２に示すように、スクリュー径φ２０ｍｍ、Ｌ／Ｄ比２０の押出機（中田造機（株）製）を用いて、２ｍ／分の押出速度にて、下記の表１に示す配合の未加硫ゴムを金属ワイヤー（ＳＵＳ３０４のモノフィラメント、ワイヤー径φ０．６ｍｍ）と同時に押出し、電磁誘導加熱装置（高圧電源：出力１０ｋｗ）（長さ２０ｍ）を通過させて金属ワイヤーを発熱させることにより、加硫を行った。その後、金属ワイヤーを電磁誘導加熱装置から出た位置で巻取り回収した。なお、使用した未加硫ゴムのゴム特性を、（株）島津製作所製  フローテスターを用いて、１５０℃、荷重４０ｋｇの条件下で測定したところ、粘度２２００ポイズであった。
【００２４】
【表１】
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＊１）エチレンプロピレンジエン三元共重合体
＊２）ノクセラーＴＳ、大内新興化学工業（株）製
＊３）ノクセラーＭ、大内新興化学工業（株）製
【００２５】
結果として、得られた弾性ローラは、連続したローレット成形品であって、形くずれの問題もなく、肉厚・形状共に均一で、良好なものであった。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は本発明のゴムローラの製造方法に係る概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ断面、（ｃ）は（ａ）中のＢ−Ｂ断面をそれぞれ示す断面図である。
【図２】本発明のゴムローラの製造方法に係る概略斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  弾性材料
２  金属ワイヤー
１０  ゴムローラ
１１  押出ヘッド  
１３  電磁誘導加熱装置
１４  ピン
１５  スクリュー
１６  誘導コイル
１７  高圧電源
２１  巻出ローラ
２２  巻取ローラ
【図１】
2007055027.tif 000004
【図２】
2007055027.tif 000005