(57)【要約】      （修正有）【課題】ウィスカーレスの樹脂原料を用いてパイプ状の導電性樹脂成形体を製造する際、成形体を破断させることなく安定的にパイプ状の導電性樹脂成形体を製造できる押出成形装置を提供する。【解決手段】押出成形装置１は、熱可塑性樹脂と導電性材料を混練して得られるウィスカーレスの樹脂原料を溶融、可塑化して溶融樹脂を押し出す押出機１０と、溶融樹脂を円筒状に成形する押出ダイ２０と、溶融樹脂を冷却して硬化させるとともにサイジングして導電性樹脂成形体を形成するサイジング装置３０と、導電性樹脂成形体を引き取る引取機と、を備え、サイジング装置３０は、樹脂流路を有するサイジングダイ３１と、樹脂流路を介して溶融樹脂を冷却する冷却部３３と、樹脂流路の壁面に向かって溶融樹脂を吸引する真空部３２と、樹脂流路の温度を検出する温度検出部Ｓと、温度検出部の検出結果に基づいて冷却部における冷却条件を制御する温度制御部３４と、を備える。【選択図】図３
2013163349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、熱可塑性樹脂と導電性材料を混練して得られるウィスカーレスの樹脂原料を溶融、可塑化して溶融樹脂を押し出す押出機と、
前記押出機から押し出された溶融樹脂を円筒状に成形する押出ダイと、
前記押出ダイから押し出された溶融樹脂を冷却して硬化させるとともにサイジングして導電性樹脂成形体を形成するサイジング装置と、
前記サイジング装置でサイジングされた導電性樹脂成形体を引き取る引取機と、を備えた押出成形装置であって、
前記サイジング装置は、前記溶融樹脂を移動させる円筒状の樹脂流路を有するサイジングダイと、
前記サイジングダイに設けられている樹脂流路を介して前記溶融樹脂を冷却する冷却部と、
前記樹脂流路の壁面に向かって前記溶融樹脂を吸引する真空部と、
前記冷却部により冷却される前記樹脂流路の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部の検出結果に基づいて、前記冷却部における冷却条件を制御する温度制御部と、を備えることを特徴とする押出成形装置。
【請求項２】
前記冷却部は、前記溶融樹脂が前記サイジングダイへ供給される入口付近に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の押出成形装置。
【請求項３】
前記温度制御部は、予め設定しておいた冷却温度と前記温度検出部による検出結果とを比較し、前記温度検出部の温度が予め設定しておいた冷却温度になる様に前記冷却部における冷却条件を制御するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の押出成形装置。
【請求項４】
前記冷却部と前記温度検出部は、それぞれ複数設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の押出成形装置。
【請求項５】
前記温度制御部は、押出方向上流側から下流側に向けて前記サイジングダイの内面の温度が段階的に上昇するように、それぞれの前記冷却部における冷却条件を制御することを特徴とする請求項４に記載の押出成形装置。
【請求項６】
前記サイジングダイの内面に、滑り性を向上させるコーティング層が形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の押出成形装置。
【請求項７】
前記押出成形装置が、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像スリーブを成形するものであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の押出成形装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の押出成形装置を用いた導電性樹脂製成形体の製造方法であって、
熱可塑性樹脂と導電性材料を混練して得られるウィスカーレスの樹脂原料を前記押出機により溶融、可塑化して溶融樹脂を押し出して、前記押しダイにより円筒状に成形する第１の工程と、
前記温度検出部の検出結果に基づいて前記温度制御部が設定した冷却条件に従って、前記押出ダイから押し出された溶融樹脂を前記サイジング装置により冷却して硬化させるとともにサイジングして導電性樹脂成形体を形成する第２の工程と、を備えることを特徴とする導電性樹脂成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出成形法によりパイプ状の導電性樹脂成形体を製造する押出成形装置及び導電性樹脂成形体の製造方法に関し、特に電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像スリーブをウィスカーレスの樹脂原料を用いて製造する場合に好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式の画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成し、現像装置において静電潜像にトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。そして、このトナー像を直接又は間接的に用紙に転写させた後、加熱、加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。
現像装置は、帯電したトナーを感光体に搬送する現像ローラーを備える。現像ローラーの表層となる現像スリーブは、帯電したトナーを搬送するために導電性の樹脂成形体で構成される。
【０００３】
現像スリーブのようなパイプ状の導電性樹脂成形体の製造には、例えば押出成形法が利用され、たとえば、特許文献１や２には冷却機能を備えた真空サイジング装置を有する押出成形装置が開示されている。また、導電性樹脂成形体の原料としては、熱可塑性樹脂に、カーボンブラック等の導電性粉末や炭素繊維等の導電性ウィスカー（針状、繊維状の導電性物質）を溶融混練した熱可塑性樹脂組成物が用いられる（例えば特許文献３〜５）。
【０００４】
図１は、プラスチック押出成形に用いられる従来の押出成形装置の一例を示す図である。図１に示すように、押出成形装置５は、押出機１０、押出ダイ２０、サイジング装置４０、及び引取機（図示略）を備える。押出ダイ２０には、押出機１０で加熱、溶融して形成された溶融樹脂をパイプ状に成形しながら隣接するサイジング装置４０へ供給するための樹脂流路２１が設けられている。
【０００５】
押出成形装置５において、ホッパー１３から投入された樹脂原料Ｒは、シリンダー１１内でスクリュー１２によって搬送されつつ溶融、可塑化され、溶融樹脂Ｍとなる。この溶融樹脂Ｍは、高温で変形し易い状態で押出ダイ２０から押し出される。押出ダイ２０から押し出された溶融樹脂Ｍは、先端側が引取機（図示略）で引き取られることにより、サイジング装置４０で所定の寸法、形状に制御されながら搬送され、同時に冷却、硬化される。これらの工程により、中間成形体（完全に硬化していない成形体）を経て、最終成形体としてのパイプ状の導電性樹脂成形体Ｃを製造することができる。
【０００６】
図１に示す押出成形装置５では、サイジング装置４０として、真空サイジング法によりサイジングを行う、いわゆる真空サイジング装置が採用される。
すなわち、サイジング装置４０は、サイジングダイ４１の内部を真空にする真空部４２を備える。真空ポンプ４２１によりサイジングダイ４１に形成された真空室４２２が排気されることにより、溶融樹脂Ｍ（中間成形体を含む）がサイジングダイ４１の内面４１ａに吸引され、この状態で搬送されることにより、所定の寸法、形状に制御される。
【０００７】
また、サイジング装置４０は、サイジングダイ４１を介して溶融樹脂Ｍを冷却する冷却部４３を備える。冷却装置４３１により一定温度（例えば室温程度）に冷却された冷却媒体（例えば冷却水）がサイジングダイ４１に形成された冷却室４３２を循環することにより、サイジングダイ４１を介して溶融樹脂Ｍが冷却される。
【０００８】
なお、冷却部４３は一定温度の冷却水を循環させて冷却するだけで、サイジングダイ４１の内面４１ａがどれくらいの温度になっているか、すなわちサイジングダイ４１の内面４１ａに接触する溶融樹脂がどれくらいの温度で冷却されているかは、別段管理されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−１０６６０４号公報
【特許文献２】特開２００１−３０１００８号公報
【特許文献３】特開２００３−１８３４６１号公報
【特許文献４】特開２００３−１５６９０２号公報
【特許文献５】特開２００２−２３１０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、導電性樹脂成形体を製造する際、前述の導電性ウィスカーを用いた樹脂原料に代えてカーボンブラック等の導電性粉末を用いるウィスカーレスと呼ばれる樹脂原料を用いることも試みられている。しかしながら、従来の押出成形法において、ウィスカーレスの樹脂原料を用いると、引取機で引き取られる前に導電性樹脂成形体Ｃが破断してしまい、製造が困難であることが判明した。
【００１１】
本発明の目的は、ウィスカーレスの樹脂原料を用いてパイプ状の導電性樹脂成形体を押出成形法で製造する際、成形体を破断させることなく安定的にパイプ状の導電性樹脂成形体を製造できる押出成形装置及び導電性樹脂成形体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る押出成形装置は、少なくとも、熱可塑性樹脂と導電性材料を混練して得られるウィスカーレスの樹脂原料を溶融、可塑化して形成される溶融樹脂を押し出す押出機と、
前記押出機から押し出された溶融樹脂を円筒状に成形する押出ダイと、
前記押出ダイから押し出された溶融樹脂を冷却して硬化させるとともにサイジングして導電性樹脂成形体を形成するサイジング装置と、
前記サイジング装置でサイジングされた導電性樹脂成形体を引き取る引取機と、を備えた押出成形装置であって、
前記サイジング装置は、前記溶融樹脂を移動させる円筒状の樹脂流路を有するサイジングダイと、
前記サイジングダイに設けられている樹脂流路を介して前記溶融樹脂を冷却する冷却部と、
前記樹脂流路の壁面に向かって前記溶融樹脂を吸引する真空部と、
前記冷却部により冷却される前記樹脂流路の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部の検出結果に基づいて、前記冷却部における冷却条件を制御する温度制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る導電性樹脂成形体の製造方法は、上記押出成形装置を用いた導電性樹脂製成形体の製造方法であって、
熱可塑性樹脂と導電性材料を混練して得られるウィスカーレスの樹脂原料を前記押出機により溶融、可塑化して溶融樹脂を押し出して、前記押しダイにより円筒状に成形する第１の工程と、
前記温度検出部の検出結果に基づいて前記温度制御部が設定した冷却条件に従って、前記押出ダイから押し出された溶融樹脂を前記サイジング装置により冷却して硬化させるとともにサイジングして導電性樹脂成形体を形成する第２の工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ウィスカーレスの樹脂原料を用いてパイプ状の導電性樹脂成形体を押出成形法で製造する際、製造中に成形体を破断させることなく、パイプ状の導電性樹脂成形体を安定的に製造することが可能になった。特に、電子写真方式の画像形成装置の分野におかれては、現像装置に使用される現像スリーブをウィスカーレスの樹脂原料を用いて安定的に製造することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】プラスチック押出成形に用いられる従来の押出成形装置の一例を示す図である。
【図２】ウィスカーレス原料を用いたときに生じる樹脂詰まり示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る押出成形装置の全体構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、熱可塑性樹脂と導電性材料を含有する樹脂原料を用いて円筒形状の導電性樹脂成形体を作製する押出成形装置に関する。
以下、本発明に想到した経緯について説明する。
まず、本発明者等は、図１に示す押出成形装置５を用い、ウィスカーレスの樹脂原料Ｒを用いてパイプ状の導電性樹脂成形体Ｃの製造を試みた。ウィスカーレスの樹脂原料Ｒには、１２ナイロンとカーボンブラック粉末の混練物を適用した。
その結果、引取機により引き取られる前に、導電性樹脂成形体Ｃが破断して、製造が困難であることが判明した。そこで、導電性樹脂成形体Ｃが破断したときの押出成形装置５を調査したところ、押出ダイ２０とサイジング装置４０の間で、溶融樹脂が図２中のＢで示す様な盛り上がりを形成し、これにより樹脂詰まりが生じていることに気付いた。つまり、この樹脂詰まりＢがストッパーとなって溶融樹脂Ｍの搬送が妨げられ、過度の引張応力が生じたために、導電性樹脂成形体Ｃが破断したと考えられる。
【００１７】
そこで、樹脂詰まりＢが発生する理由について検討し、ウィスカーレスの樹脂原料Ｒを用いた場合、ウィスカー入りの樹脂原料Ｒを用いて導電性樹脂成形体Ｃを製造する場合に比較して、押出ダイ２０から押し出された直後の溶融樹脂Ｍの粘度が低いことを突き止めた。これより、樹脂詰まりＢの発生メカニズムを、以下のように推論した。
【００１８】
すなわち、ウィスカー入りの樹脂原料Ｒを用いた場合は、押出ダイ２０から押し出された溶融樹脂Ｍの粘度が高く（例えば２００〜５００Ｐａ・ｓ）、サイジングダイ４１に進入するまでにさらに硬化が進むので、サイジングダイ４１の入口付近を通過する際には搬送を妨げない状態（サイジングダイ４１を滑りながら所期の速度で搬送可能な状態）となる。
【００１９】
これに対して、ウィスカーレスの樹脂原料Ｒを用いた場合は、押出ダイ２０から押し出された溶融樹脂Ｍの粘度が低いので（例えば８０〜１５０Ｐａ・ｓ）、サイジングダイ４１に進入するまでに十分に硬化が進まず、サイジングダイ４１の入口付近を通過するときも変形しやすい状態が保持される。そのため、サイジングダイ４１を通過するときに引取機で引っ張られ、過度に伸張して搬送速度が所定よりも遅くなる。また、溶融樹脂Ｍが硬化する際、サイジングダイ４１に凝着してしまい、一時的に搬送不能となることも考えられる。一方で、押出ダイ２０からは溶融樹脂Ｍが次々に押し出されてくる。本発明者は、このように溶融樹脂Ｍの搬送と硬化のバランスが崩れた結果、樹脂詰まりＢが形成されたのではないかと推論した。
【００２０】
これより、本発明者は、溶融樹脂Ｍの搬送と押出のバランスが保持されるためには、溶融樹脂Ｍがサイジングダイ４１の入口付近を通過する際に、樹脂詰まりＢが生じない程度に硬化している（粘度が高くなっている）ことが重要であるという結論を得た。そして、本発明者は、サイジングダイ４１の内面４１ａの温度を監視しながら冷却温度を一定に保持して、溶融樹脂Ｍの状態（粘度）を制御することにより、導電性樹脂成形体を破断させずに作製することができるとの知見を得て本発明を見出した。すなわち、本発明者は粘度の低い溶融樹脂を積極的に冷却して、溶融樹脂の粘度を高めることにより、樹脂詰まりＢの発生を予防しようと考えたのである。この様に、本発明はサイジングダイ内の温度検知に基づいて樹脂の溶融状態をモニターして樹脂詰まりを発生させない様に溶融樹脂の搬送が行える様にしている。
【００２１】
ここで、本発明に係る押出成形装置について図３を用いて説明する。図３に示す押出成形装置１は、本発明の好ましい実施形態の押出成形装置の１つである。図３に示す押出成形装置１は、押出機１０、押出ダイ２０、サイジング装置３０、及び、引取機（図示略）を備える。そして、サイジング装置３０は、後述する様に、溶融樹脂を移動させる円筒状の樹脂流路３１１を有するサイジングダイ３１と、サイジングダイ３１に設けられている樹脂流路３１１を冷却する冷却部３３と、樹脂流路３１１の壁面３１１ａに向かって溶融樹脂を吸引する真空部３２と、冷却部３３により冷却される樹脂流路３１１の温度を検出する温度検出部Ｓと、温度検出部Ｓの検出結果に基づいて冷却部３３における冷却条件を制御する温度制御部３４を有する。
そして、図３の押出成形装置１は、サイジングダイ３１へ供給される樹脂の溶融状態を入口付近でモニタリングすることにより、樹脂詰まりを起こさない粘度になる様に温度制御が行える様にしている。つまり、温度制御部３４は、予め設定しておいたサイジングダイ３１の入口付近の冷却温度とサイジングダイ３１の入口付近で温度検出を行う温度検出部Ｓ１の検出結果を比較し、比較結果に基づいて温度検出部Ｓ１の温度が予め設定しておいた冷却温度になる様、冷却部３３Ａの冷却条件を制御する。
【００２２】
以下、図３に示す押出成形装置１を詳細かつ具体的に説明する。
押出機１０は、例えば単軸スクリュー型の押出機であり、シリンダー１１の内部に配置されるスクリュー１２、シリンダー１１に樹脂原料Ｒを供給するホッパー１３、シリンダー１１を加熱するヒーター１４を有する。シリンダー１１内の温度が樹脂原料Ｒの溶融温度以上（例えば融点＋５０〜８０℃）となるように、ヒーター１４の出力が制御される。押出機１０において、ホッパー１３から投入された樹脂原料Ｒは、シリンダー１１内でスクリュー１２によって搬送されつつ溶融、可塑化され、溶融樹脂Ｍとなる。
【００２３】
押出ダイ２０は、押出機１０の先端（押出方向下流側）に取り付けられ、溶融樹脂Ｍをパイプ状に成形するダイ（口金）である。押出ダイ２０には、溶融樹脂Ｍをパイプ状に成形するための樹脂流路２１が形成される。押出機１０から搬送された溶融樹脂Ｍは、押出ダイ２０でパイプ状に成形され、高温で変形し易い状態で押し出される。
【００２４】
サイジング装置３０は、真空サイジング法によりサイジングを行う、いわゆる真空サイジング装置である。サイジング装置３０は、サイジングダイ３１、真空部３２、冷却部３３（３３Ａ〜３３Ｃ）、温度検出部Ｓ（Ｓ１〜Ｓ３）、及び温度制御部３４を備える。
【００２５】
サイジングダイ３１は、溶融樹脂Ｍを冷却しつつ、所定の寸法、形状に調整するいわゆるサイジングを行うダイである。サイジングダイ３１は、溶融樹脂Ｍを移動させる円筒状の樹脂流路３１１を有する。サイジングダイ３１内に設けられる樹脂流路３１１の壁面３１１ａには、後述する様に、温度を検出するセンサーである温度検出部Ｓ（Ｓ１〜Ｓ３）が設けられ、具体的には熱電対等が用いられている。また、樹脂流路３１１の壁面３１１ａは、例えばニッケルテフロン（登録商標）等からなるコーティング層を形成するのが望ましい。これにより、溶融樹脂Ｍを搬送する際の滑り性が向上するので、良好な搬送状態が確保され、樹脂詰まりＢの発生防止の観点からも好ましいものである。
【００２６】
真空部３２は、真空ポンプ３２１と、この真空ポンプ３２１に接続される真空室３２２で構成される。真空室３２２は、サイジングダイ３１の内部に、吸引孔を介して樹脂流路３１１に連通するように形成される。真空ポンプ３２１は、真空室３２２内を排気して、減圧する。これにより、サイジングダイ３１内を移動する溶融樹脂Ｍは、サイジングダイ３１の樹脂流路３１１の壁面３１１ａに吸引される。
【００２７】
冷却部３３は、サイジングダイ３１の入口付近の領域（第１の領域）を冷却する第１の冷却部３３Ａ、サイジングダイ３１の中央付近の領域（第２の領域）を冷却する第２の冷却部３３Ｂ、サイジングダイ３１の出口付近の領域（第３の領域）を冷却する第３の冷却部３３Ｃを有する。第１の冷却部３３Ａ〜第３の冷却部３３Ｃは、冷却装置３３１Ａ〜３３１Ｃと、それぞれの冷却装置３３１Ａ〜３３１Ｃに接続される冷却室３３２Ａ〜３３２Ｃで構成される。
【００２８】
図３では、本発明の好ましい形態として複数の冷却部を有するものを示している。すなわち、図３は溶融樹脂Ｍの搬送方向に沿って第１の冷却部３３Ａ、第２の冷却部３３Ｂ、及び第３の冷却部３３Ｃの３つの冷却部３３を設けたものである。本発明に係る押出成形装置は、冷却部３３を少なくとも１つ有するもので、サイジングダイ３１の入口付近で溶融樹脂Ｍを急冷させる様に冷却部３３をサイジングダイ３１の入口付近に配置することが好ましい。なお、サイジングダイ３１の入口付近とは、入口から０〜１５ｍｍ、溶融樹脂が０．３〜０．４ｓｅｃで通過する領域である。
【００２９】
この様に、サイジングダイ３１の入口から出口に沿って複数の冷却部３３を配置することにより、サイジングダイ３１の入口から出口に向かって樹脂流路３１１の温度を段階的に上昇させる様に温度分布を形成することができる。その結果、良好な表面状態を有する導電性樹脂成形体Ｃを製造することができる。
【００３０】
なお、冷却部３３Ａ〜３３Ｃを構成する冷却室３３２Ａ〜３３２Ｃは、サイジングダイ３１の入口から出口に向かって、つまり、溶融樹脂Ｍの搬送方向に沿って並設される。そして、冷却室３３２Ａ〜３３２Ｃのそれぞれに対応して冷却装置３３１Ａ〜３３１Ｃが設けられる。
冷却装置３３１Ａ〜３３１Ｃは、水ポンプ、冷却塔、冷却タンク等を有し（何れも図示略）、冷却室３３２Ａ〜３３２Ｃ内に所定の温度の冷却媒体（例えば冷却水）を所定の流量で循環させるとともに、戻ってきた冷却媒体を所定の温度に冷却する。冷却装置３３１Ａ〜３３１Ｃは、互いに異なる温度の冷却媒体を循環させることができる。
【００３１】
前述した様に、本発明に係る押出成形機は、サイジングダイ３１内に設けられる樹脂流路３１１の壁面３１１ａに熱電対等に代表される温度検出用のセンサーが温度検出部Ｓとして設けられている。
図３の冷却部を複数有する押出成形装置１は、複数の温度検出部Ｓ１〜Ｓ３が設けられ、温度検出部Ｓ１〜Ｓ３は、サイジングダイ３１の内面、すなわち樹脂流路３１１の壁面３１１ａの温度を検出する熱電対等に代表されるセンサーである。温度検出部Ｓはサイジングダイ３１の樹脂流路３１１の壁面３１１ａ近傍に埋め込まれている。温度検出部Ｓ１〜Ｓ３は、それぞれ第１の領域（サイジングダイ３１の入口付近）、第２の領域（サイジングダイ３１の中央付近）、第３の領域（サイジングダイ３１の出口付近）の温度を検出する。
【００３２】
温度制御部３４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備える（いずれも図示略）。温度制御部３４は、温度検出部Ｓ１〜Ｓ３の検出結果（出力信号）に基づいて、第１の冷却部３３Ａ〜第３の冷却部３３Ｃにおける冷却条件（例えば、冷却媒体の温度、流量等）を制御する。
温度検出部Ｓ１〜Ｓ３、及び温度制御部３４には、例えばタイテック社製のＣＨ−４０１を適用できる。
【００３３】
具体的には、温度制御部３４は、温度検出部Ｓ１〜Ｓ３による検出温度が予め設定された冷却温度となるように、第１の冷却部３３Ａ〜第３の冷却部３３Ｃにおける冷却条件を制御する。つまり、温度制御部３４では、予め設定しておいた冷却温度と温度検出部による検出結果との比較が行われ、比較した結果に基づいて温度検出部の温度を予め設定しておいた冷却温度になる様、冷却部３３による冷却条件が制御される。
導電性樹脂成形体Ｃを製造する際、第１〜第３のそれぞれの領域で樹脂詰まりを発生させることのない温度範囲を冷却温度として温度制御部３４に予め設定しておく。
【００３４】
例えば、温度検出部Ｓ１〜Ｓ３の検出結果が予め設定された冷却温度よりも高い場合、温度制御部３４は冷却能力が高くなるように第１の冷却部３３Ａ〜第３の冷却部３３Ｃによる冷却条件を制御する。また、温度検出部Ｓ１〜Ｓ３の検出結果が予め設定された冷却温度よりも低い場合、温度制御部３４は冷却能力が低くなるように第１の冷却部３３Ａ〜第３の冷却部３３Ｃによる冷却条件を制御する。この様に、温度制御部３４によって第１〜第３の領域が所定の冷却温度になる様に制御されることで、搬送される溶融樹脂Ｍは積極的に冷却されて粘度が上昇するので樹脂詰まりの発生が回避される。
【００３５】
このように、押出成形装置１は、熱可塑性樹脂と導電性材料を混練して得られるウィスカーレスの樹脂原料Ｒを溶融、可塑化して溶融樹脂Ｍを押し出す押出機１０と、押出機１０から押し出された溶融樹脂Ｍを円筒状に成形する押出ダイ２０と、押出ダイ２０から押し出された溶融樹脂Ｍを冷却して硬化させるとともにサイジングして導電性樹脂成形体を形成するサイジング装置３０と、サイジング装置３０でサイジングされた導電性樹脂成形体Ｃを引き取る引取機（図示略）とを備える。
また、サイジング装置３０は、溶融樹脂Ｍを移動させる円筒状の樹脂流路３１１を有するサイジングダイ３１と、サイジングダイ３１に設けられている樹脂流路３１１を介して溶融樹脂Ｍを冷却する冷却部３３と、樹脂流路３１１の壁面３１１ａに向かって溶融樹脂Ｍを吸引する真空部３２と、冷却部３３により冷却される樹脂流路３１１の温度を検出する温度検出部Ｓと、温度検出部Ｓの検出結果に基づいて、冷却部３３における冷却条件（例えば冷却媒体の温度又は流量等）を制御する温度制御部３４とを備える。
【００３６】
押出成形装置１によれば、サイジング装置３０において溶融樹脂Ｍが冷却、硬化されるときの冷却温度を、予め定められた冷却温度で一定に保持することができる。つまり、ウィスカーレスの樹脂原料Ｒを用いた場合でも、搬送を妨げない程度まで溶融樹脂Ｍを容易に硬化させることができる。したがって、押出成形装置１は、所望の性状（導電性（表面抵抗率）、反発弾性率、寸法、形状、表面状態等）を有するパイプ状の導電性樹脂成形体Ｃを製造するのに有用である。
【００３７】
以下、熱可塑性樹脂（例えば１２ナイロン）と導電性材料（例えばカーボンブラック）を混練して得られるウィスカーレスの樹脂原料Ｒを用いて、パイプ状の導電性樹脂成形体Ｃを製造する方法にてついて説明する。
樹脂原料Ｒには、例えば二軸混練機で熱可塑性樹脂と導電性材料を溶融混練した後、得られたストランドを水槽で冷却し、これをペレタイザーでペレット状に破砕し、真空乾燥機で乾燥（８５℃×１０時間）させたものを適用できる。また、熱可塑性樹脂と導電性材料の他、酸化防止剤・相溶化剤・カップリング剤等を添加した樹脂原料Ｒを適用してもよい。
【００３８】
利用者は、第１の冷却部３３Ａ〜第３の冷却部３３Ｃによる冷却温度を設定する。このとき、第１の冷却部３３Ａによる冷却温度は、樹脂詰まりが発生しない温度（サイジングダイ３１における溶融樹脂Ｍの搬送が妨げられない温度）、すなわちサイジングダイ３１の入口付近で溶融樹脂Ｍが適度に硬化する温度とされる。また、第２の冷却部３３Ｂ、第３の冷却部３３Ｃによる冷却温度は、導電性樹脂成形体Ｃにおいて所望の性状（例えば表面状態）が得られる温度とされる。
【００３９】
この冷却温度は、サイジングダイ３１のサイズや形状、樹脂原料Ｒの種類、押出ダイ２０における加熱温度、溶融樹脂Ｍの押出速度等に応じて変化することになるが、例えば実験的に求めることができる。同様の製造条件で導電性樹脂成形体Ｃを製造する場合には、冷却温度を同様に設定するだけでよいので、容易に所望の性状を有する導電性樹脂成形体Ｃを製造することができる。
温度制御部３４は、温度検出部Ｓ１〜Ｓ３による検出温度が、利用者によって予め設定された冷却温度となるように、第１の冷却部３３Ａ〜第３の冷却部３３Ｃにおける冷却条件を設定することとなる。
【００４０】
なお、本発明では、温度制御部３４は、押出方向上流側（サイジングダイ３１入口側）から下流側（サイジングダイ３１出口側）に向けてサイジングダイ３１の内面の温度が段階的に上昇するように、それぞれの冷却部３３Ａ〜３３Ｃにおける冷却条件を制御することが好ましい。
冷却部３３Ａ〜３３Ｃにおける冷却条件を上記の様に制御することで、サイジングダイ３１内での溶融樹脂Ｍの過度な冷却が回避され、樹脂成型体が過度に収縮することを防ぐことができる。すなわち、樹脂成型体の過度な収縮を防ぐことにより、サイジングダイ３１内で樹脂成型体とサイジングダイ３１の壁面との間に隙間が発生する様なことが起きないので、真空部３２による樹脂成型体の吸引を安定的に行うことができる。また、溶融樹脂Ｍである樹脂成型体が適度に冷却されているので、サイジングダイ３１の壁面に樹脂成型体が付着することもなく、サイジングダイ内で樹脂成型体をスムーズに搬送することができる。
この様に、サイジングダイ３１入口側から出口側に向けて内面の温度が段階的に上昇する様に冷却部３３Ａ〜３３Ｃにおける冷却条件を制御することで、サイジングダイ３１内での溶融樹脂Ｍの吸引と安定した搬送をバランスよく行えるので好ましい。
【００４１】
ウィスカーレスの樹脂原料Ｒが押出機１０に投入されると、この押出機１０の先端に配置された押出ダイ２０から溶融樹脂Ｍが押し出される（第１の工程）。
そして、サイジング装置３０において、真空サイジング法により溶融樹脂Ｍが冷却、硬化されるとともに、寸法、形状が規制される（第２の工程）。
【００４２】
第２工程では、温度制御部３４によって設定された冷却条件に従って、溶融樹脂Ｍが冷却される。温度制御部３４は、温度検出部Ｓ１の検出結果に基づいて、第１の冷却部３３Ａにおける冷却条件を設定するので、サイジングダイ３１の入口付近の冷却温度は一定に保持される。したがって、押出ダイ２０から押し出された溶融樹脂Ｍは、サイジングダイ３１の入口付近を通過する際に、搬送を妨げない程度まで確実に硬化される。
例えば、１２ナイロンとカーボンブラックを混練して得られるウィスカーレスの樹脂原料Ｒを用いる場合、押出ダイ２０から押し出された直後の溶融樹脂Ｍの粘度は８０〜１５０Ｐａ・ｓであるが、サイジングダイ３１の入口付近を通過するまでに、粘度を２００Ｐａ・ｓ以上に上昇させることで、溶融樹脂Ｍの搬送が妨げられることはなくなる。
【００４３】
また、温度制御部３４は、温度検出部Ｓ２、Ｓ３の検出結果に基づいて、第２の冷却部３３Ｂ、第３の冷却部３３Ｃにおける冷却条件を設定するので、サイジングダイ３１の樹脂流路３１１の壁面３１１ａに所望の温度分布が形成される。これにより、導電性樹脂成形体Ｃにおいて所望の性状（例えば表面状態）が得られる。
【００４４】
このように、押出成形装置１を用いることにより、ウィスカーレスの樹脂原料Ｒを用いた場合であっても、所望の性状（導電性（表面抵抗率）、反発弾性率、寸法、形状、表面状態等）を有するパイプ状の導電性樹脂成形体Ｃを製造することができる。
また、得られた導電性樹脂成形体Ｃを、電子写真方式の画像形成装置の現像スリーブとして適用することで、安定した高品質の画像を形成することができる。
【００４５】
従来のようにウィスカー入りの樹脂原料Ｒを用いる場合は、押出ダイ２０から押し出された溶融樹脂Ｍは適度に硬化するため、サイジング装置４０（図１参照）では一定温度の冷却媒体を循環させて冷却できさえすれば問題はなかった。これに対して、ウィスカーレスの樹脂原料Ｒを用いる場合は、上述しように、サイジングダイ３１の樹脂流路３１１の壁面３１１ａにおける温度（特にサイジングダイ３１の入口付近の温度）を一定に保持して溶融樹脂Ｍを積極的に硬化させることが極めて有用である。
【００４６】
［実施例］
実施例では、樹脂原料Ｒとして、１２ナイロン（結晶性ナイロン、非晶性ナイロン、又は２者の混練物）と、アセチレンブラックの混練物を用いた。１２ナイロンは、ラウリルラクタムを開環重縮合したポリアミド樹脂である。アセチレンブラックは、アセチレンガスを熱分解して得られるカーボンブラックで、表面官能基量が少なく、導電性が高い。この樹脂原料Ｒの溶融温度は１６０〜１７０℃で、２４０℃における粘度は４５〜６５Ｐａ・ｓであった。
【００４７】
この樹脂原料Ｒを押出機１０に投入し、押出機１０及び押出ダイ２０における加熱温度を２２０℃として、樹脂原料Ｒを溶融、可塑化して、溶融樹脂Ｍをパイプ状に成形した。
そして、サイジング装置３０における第１の領域（入口を基準として１０〜２５ｍｍ）の冷却温度を１５〜２０℃、第２の領域（入口を基準として３５〜５０ｍｍ）の冷却温度を２０〜２５℃、第３の領域（入口を基準として９０〜１２０ｍｍ）の冷却温度を２５〜３０℃として、溶融樹脂Ｍを冷却して硬化させるとともに、寸法、形状を規制した。
以上の工程により、外径φ１６．５ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍのパイプ状の導電性樹脂成形体Ｃを作製した。
【００４８】
得られたパイプ状の導電性樹脂成形体Ｃについて、表面抵抗率、反発弾性率、寸法、表面状態を測定又は観察したところ、ウィスカー入りの樹脂原料Ｒを用いて得られる導電性樹脂成形体Ｃとほぼ同等であった。また、この導電性樹脂成形体Ｃを現像スリーブとして適用した電子写真方式の画像形成装置において、安定した高品質の画像を形成することができた。
【００４９】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００５０】
例えば、樹脂原料Ｒは、実施例で例示したものに限定されず、６ナイロン、１１ナイロン、６６ナイロン、６Ｔナイロン、９Ｔナイロン、６１０ナイロン、６１２ナイロン、熱可塑性エラストマー等を適用できる。
この場合、押出機１０、押出ダイ２０における加熱温度や、サイジング装置３０における冷却温度は、用いる樹脂原料Ｒの種類に応じて適宜に設定されることになる。
【００５１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５２】
１  押出成形装置
１０  押出機
１１  シリンダー
１２  スクリュー
１３  ホッパー
１４  ヒーター
２０  押出ダイ
２１  樹脂流路
３０  サイジング装置
３１  サイジングダイ
３２  真空部
３３  冷却部
３３Ａ  第１の冷却部
３３Ｂ  第２の冷却部
３３Ｃ  第３の冷却部
３４  温度制御部
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３  温度検出部
３１１  樹脂流路
３１１ａ  壁面
３２１  真空ポンプ
３２２  真空室
３３１Ａ、３３１Ｂ、３３１Ｃ  冷却装置
３３２Ａ、３３２Ｂ、３３２Ｃ  冷却室
Ｃ  導電性樹脂成形体
Ｍ  溶融樹脂
Ｒ  樹脂原料
【図１】
2013163349.tif 000003
【図２】
2013163349.tif 000004
【図３】
2013163349.tif 000005