(57)【要約】【課題】プランジャの先端と当該先端に対向する射出筒の内壁との隙間に残留するゴムを除去する。【解決手段】ゴム材料を用いてゴム製品を成形する射出成形機の射出筒から円錐形状の先端部を備えたプランジャを抜く第１工程と、前記第１工程後において、ストローク端に位置する前記プランジャの先端と当該先端に対向する前記射出筒の内壁との隙間の体積以上である体積を有する円筒状の前記ゴム材料を、前記射出筒の内周面に沿うように前記射出筒に入れる第２工程と、前記第２工程後において、前記プランジャを前記射出筒に入れてストローク端まで前進させる第３工程と、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム材料を用いてゴム製品を成形する射出成形機の射出筒から円錐形状の先端部を備えたプランジャを抜く第１工程と、
前記第１工程後において、ストローク端に位置する前記プランジャの先端と当該先端に対向する前記射出筒の内壁との隙間の体積以上である体積を有する円筒状の前記ゴム材料を、前記射出筒の内周面に沿うように前記射出筒に入れる第２工程と、
前記第２工程後において、前記プランジャを前記射出筒に入れてストローク端まで前進させる第３工程と、
を含むプリプラ式の射出成形機のパージ方法。
【請求項２】
前記第２工程において、シート状の前記ゴム材料を円筒形状に丸め、前記ゴム材料の復元力により前記ゴム材料が前記射出筒の内周面に沿うように、前記ゴム材料を前記射出筒に入れる請求項１に記載のプリプラ式の射出成形機のパージ方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のパージ方法で射出成形機のパージをするパージ工程と、
加熱筒内部で加熱された前記ゴム材料をスクリューにより前記射出筒に注入する注入工程と、
前記プランジャを前進させることにより、金型キャビティ内に前記ゴム材料を射出する射出工程と、
金型キャビティ内の前記ゴム材料を加硫する加硫工程と、
を含むゴム製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリプラ式の射出成形機のパージ方法、ゴム製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、成形運転停止または成形運転の一定時間経過後に可塑化部のスクリュの回転を停止し、射出シリンダの前方にあった射出プランジャを該射出シリンダのストロークＳ０端まで後退させ、その後、該射出プランジャの先端が該射出シリンダの前壁と当接するまで前進させて、射出シリンダ内の樹脂を強制的に排出するプリプラ式射出成形機のパージ方法が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、プランジャーの上限、下限を検出する機構又は、シリンダ内の圧力を検出する圧力センサーを備え、パージ動作をすることでプランジャーの抵抗値を下げ、安定させて、安定良品生産を行う射出成形機のパージ方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−９１６９５号公報
【特許文献２】特開２０００−１２７２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、プランジャの先端と当該先端に対向する射出筒の内壁との隙間に残留するゴムを除去することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、ゴム材料を用いてゴム製品を成形する射出成形機の射出筒から円錐形状の先端部を備えたプランジャを抜く第１工程と、前記第１工程後において、ストローク端に位置する前記プランジャの先端と当該先端に対向する前記射出筒の内壁との隙間の体積以上である体積を有する円筒状の前記ゴム材料を、前記射出筒の内周面に沿うように前記射出筒に入れる第２工程と、前記第２工程後において、前記プランジャを前記射出筒に入れてストローク端まで前進させる第３工程と、を含むプリプラ式の射出成形機のパージ方法である。
【０００７】
請求項２の発明は、前記第２工程において、シート状の前記ゴム材料を円筒形状に丸め、前記ゴム材料の復元力により前記ゴム材料が前記射出筒の内周面に沿うように、前記ゴム材料を前記射出筒に入れる請求項１に記載のプリプラ式の射出成形機のパージ方法である。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のパージ方法で射出成形機のパージをするパージ工程と、加熱筒内部で加熱された前記ゴム材料をスクリューにより前記射出筒に注入する注入工程と、前記プランジャを前進させることにより、金型キャビティ内に前記ゴム材料を射出する射出工程と、金型キャビティ内の前記ゴム材料を加硫する加硫工程と、を含むゴム製品の製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１のパージ方法によれば、ストローク端に位置するプランジャの先端と当該先端に対向する射出筒の内壁との隙間に残留するゴムを除去できる。
【００１０】
本発明の請求項２のパージ方法によれば、本パージ方法における第２工程を含まない場合に比べ、射出筒の内周面に付着した残留ゴムを効果的に除去できる。
【００１１】
本発明の請求項３の製造方法によれば、本製造方法におけるパージ工程を含まない場合に比べ、製造されるゴム製品の不良を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係るプリプラ式の射出成形機の構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係るパージ方法の工程を示す概略図である。
【図３】本実施形態に係るパージ方法に用いられるパージ用ゴムの例を示す概略図である。
【図４】本実施形態に係る製造方法の工程を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
【００１４】
（本実施形態に係るプリプラ式の射出成形機１０の構成）
まず、本実施形態に係るプリプラ式の射出成形機１０の構成を説明する。図１は、本実施形態に係るプリプラ式の射出成形機１０の構成を示す概略図である。
【００１５】
本実施形態に係るプリプラ式の射出成形機１０は、ゴム材料を用いてゴム製品を成形するためのものであって、図１に示されるように、ゴム材料を供給し、予熱する供給予熱部１２と、供給予熱部１２によって供給、予熱されたゴム材料を射出する射出部２０と、を備えている。
【００１６】
（供給予熱部１２）
供給予熱部１２は、図示しない温油ジャケットを有しゴム材料を加熱する加熱筒１４と、加熱筒１４に形成されゴム材料が投入される投入口１６と、加熱筒１４の内部に設けられゴム材料を射出部２０へ搬送する搬送部材としてのスクリュー１８と、を備えている。ここで、温油ジャケットとは、スクリュー１８に沿って加熱筒１４に設けられた空間と、該空間の中を流れる油と、該油を加熱冷却して温度調節する温油器と、該温油器により温度調節された油を前記空間内に循環させるポンプとを有するものである。
【００１７】
供給予熱部１２では、投入口１６から加熱筒１４の内部に投入されたゴム材料が、加熱筒１４の温油ジャケットにより加熱されることで軟化しつつ、スクリュー１８によって射出部２０（具体的には、後述の射出筒２２）へ搬送（供給）されるようになっている。
【００１８】
（射出部２０）
射出部２０は、供給予熱部１２で軟化されたゴム材料が内部に供給される射出筒２２と、射出筒２２の先端部に設けられたノズル２４と、射出筒２２の内部に供給された軟化状態のゴム材料をノズル２４から押し出す（射出する）プランジャ２６と、を備えている。
【００１９】
射出筒２２は、加熱筒１４と同様に、温油ジャケットを有しており、射出筒２２に供給されたゴム材料が当該温油ジャケットによって加熱されて、ゴム材料の軟化状態が維持されるようになっている。
【００２０】
射出筒２２の内部には、軟化状態のゴム材料を貯留する貯留空間３０と、貯留空間３０内における軟化状態のゴム材料が貯留空間３０からノズル２４へ流出される流出路３２と、加熱筒１４内における軟化状態のゴム材料が加熱筒１４内から貯留空間３０へ流入される流入路３４と、が形成されている。
【００２１】
貯留空間３０は、円柱状に形成された円柱状空間３０Ａと、その円柱状空間３０Ａの下端に円錐状に形成された円錐状空間３０Ｂと、を備えて構成されている。また、射出筒２２は、上部に開放部３６を有しており、この開放部３６から貯留空間３０に対してプランジャ２６が挿入されている。
【００２２】
流出路３２は、下方へ延びており、流出路３２の上流端（上端）が、貯留空間３０の円錐状空間３０Ｂの先端（下端）と通じており、流出路３２の下流端（下端）が、ノズル２４と通じている。
【００２３】
流入路３４は、水平方向へ延びており、流入路３４の上流端（図１における左端）が、加熱筒１４の内部と通じており、流入路３４の下流端（図１における右端）が、貯留空間３０の円錐状空間３０Ｂの先端（下端）と通じている。
【００２４】
なお、流入路３４及び流出路３２は、貯留空間３０の円錐状空間３０Ｂの先端（下端）と通じる部分において、流路が一部共通となっている。
【００２５】
プランジャ２６は、円柱状に形成された本体部２６Ａと、本体部２６Ａの先端（下端）に円錐状に形成された先端部２６Ｂと、を備えている。
【００２６】
プランジャ２６は、射出筒２２の貯留空間３０に対して、上下方向に移動可能（ストローク可能）に本体部２６Ａ及び先端部２６Ｂが挿入されている。プランジャ２６は、例えば、油圧を用いた移動機構２７により、上下方向に移動（ストローク）するようになっており、移動機構２７のストローク端により本体部２６Ａ及び先端部２６Ｂの移動を規制するようになっている。
【００２７】
プランジャ２６は、射出筒２２に対して上方へストロークされることで、射出筒２２の貯留空間３０から引き抜かれることが可能となっている。また、プランジャ２６は、射出筒２２に対して下方へストロークされると、移動機構２７のストローク端により、下方への移動が規制されるようになっている。この規制された位置が、プランジャ２６のストローク端となる。
【００２８】
射出筒２２の貯留空間３０には、ストローク端に位置するプランジャ２６における先端部２６Ｂの先端（先端面）２６Ｄと当該先端２６Ｄに対向する射出筒２２の内壁２２Ａとの間に隙間Ｓが形成されるようになっている。この隙間Ｓは、プランジャ２６の先端２６Ｄと射出筒２２の内壁２２Ａとの接触による劣化（損傷）を防止すること、及び、ゴム材料が加圧されることにより不要に加硫が進むのを抑制することを目的として設けられている。
【００２９】
（射出成形機１０のパージ方法）
次に、射出成形機１０のパージ方法について説明する。図２は、本パージ方法の工程を示す概略図である。
【００３０】
本実施形態に係る射出成形機１０では、前述のように、プランジャ２６の先端２６Ｄと射出筒２２の内壁２２Ａとの間に隙間Ｓ（図１参照）が形成されているため、ゴム材料の射出を行うと、隙間Ｓにゴム材料が残留してしまう。この残留したゴム材料Ｇ（以下、「残留ゴムＧ」という）をパージ（除去）するために、本パージ方法が行われる。
【００３１】
本パージ方法では、図２（Ａ）に示されるように、まず、射出成形機１０の射出筒２２からプランジャ２６を抜く（第１工程）。具体的には、プランジャ２６を上方へ持ち上げることにより、射出筒２２の貯留空間３０に挿入されたプランジャ２６の本体部２６Ａ及び先端部２６Ｂを、当該貯留空間３０から抜き取る。これにより、射出筒２２の開放部３６が開放される。
【００３２】
次に、射出筒２２の隙間Ｓの体積以上である体積を有するシート状（帯状）のゴム材料Ｐ（以下、パージ用ゴムＰという）を円筒形状に丸め（図３（Ａ）（Ｂ）参照）、パージ用ゴムＰの復元力によりパージ用ゴムＰが射出筒２２の貯留空間３０の内周面に沿うように、パージ用ゴムＰを開放部３６から射出筒２２内へ入れる（第２工程）。
【００３３】
この第２工程で射出筒２２の貯留空間３０に入れられるパージ用ゴムＰは、供給予熱部１２（加熱筒１４）を経由せずに、直接、射出筒２２の貯留空間３０に供給されるので、加熱されていない高粘度状態（固形状態）で貯留空間３０に供給される。また、パージ用ゴムＰには、残留ゴムＧ（製造に用いられるゴム材料）と同じ材料が用いられる。
【００３４】
なお、パージ用ゴムＰは、図３（Ａ）に示されるように、長方形状のシートを丸めることにより、円筒形状としてもよいし、図３（Ｂ）に示されるように、平行四辺形状のシートを丸めることにより、円筒形状としてもよい。長方形状のシートを丸めた場合では、図３（Ａ）に示されるように、空隙Ｔ（つなぎ目）が円筒状の軸方向に沿って形成される場合があるが、平行四辺形状のシートを丸めた場合では、図３（Ｂ）に示されるように、空隙Ｔが円筒状の軸方向に対して斜めに形成される。空隙Ｔ（つなぎ目）が円筒状の軸方向に沿って形成される場合では、空隙Ｔ部分で残留ゴムＧに対する押し力が作用しにくいため、空隙Ｔが円筒状の軸方向に対して斜めに形成される方が好ましい。図３（Ａ）に示されるように長方形状のシートを丸めて円筒形状とする場合は、言うまでもないが、端部同士を接触させる長さにして空間Ｔが生じないようにするのが望ましい。
【００３５】
さらに、図３（Ｃ）に示されるように、予め円筒状に形成したパージ用ゴムＰを用いてもよい。この場合、予め円筒状に形成したパージ用ゴムＰの外径は、射出筒２２の貯留空間３０の内径以上とする。また、パージ用ゴムＰの軸方向長さは、貯留空間３０の円錐状空間３０Ｂ（隙間Ｓ部分）の軸方向長さよりも長いことが望ましい。
【００３６】
次に、図２（Ｂ）に示されるように、プランジャ２６を射出筒２２に入れてストローク端まで前進させる（第３工程）。具体的には、プランジャ２６の本体部２６Ａ及び先端部２６Ｂを、射出筒２２の貯留空間３０に挿入し、プランジャ２６を移動機構２７のストローク端まで、プランジャ２６を下方へ押し下げる。
【００３７】
これにより、円筒形状のパージ用ゴムＰの外周部が、貯留空間３０の円柱状空間３０Ａの内周面及び、円錐状空間３０Ｂの内壁２２Ａに沿って移動するので、当該内周面及び当該内壁２２Ａに付着した残留ゴムＧがパージ用ゴムＰにより掻き取られながら、図２（Ｃ）に示されるように、流出路３２へ押し出される。そして、パージ用ゴムＰが、残留ゴムＧと入れ替わる。すなわち、古いゴム材料が、新しいゴム材料に入れ替わる。
【００３８】
なお、第２工程において、隙間Ｓ、流出路３２及びノズル２４の体積以上であるパージ用ゴムＰを入れるようにしてもよい。これにより、パージ用ゴムＰが射出筒２２の貯留空間３０から射出された際に、隙間Ｓ、流出路３２及びノズル２４がパージ用ゴムＰで満たされ、残留ゴムＧがノズル２４から排出される。ただし、残留ゴムＧがノズル２４から排出されなくても、隙間Ｓから排出されれば、供給予熱部１２（加熱筒１４）で加熱された軟化状態のゴム材料を射出筒２２の貯留空間３０に供給し、そのゴム材料を射出することで、残留ゴムＧがノズル２４から排出される。従って、パージ用ゴムＰは、隙間Ｓの体積以上であれば足りる。
【００３９】
また、パージ用ゴムＰは、射出筒２２における加熱によって粘度が下がった状態で、（隙間Ｓにある残留ゴムＧに達するが、完全な軟化状態とはなっていない。すなわち、ゴム製品の製造において供給予熱部１２（加熱筒１４）を経由して射出筒２２に供給されるゴム材料よりも、粘度が高い（固形に近い）状態となっている。また、パージ用ゴムＰは、射出筒２２における加熱により、徐々に軟化されて、最終的には、流出路３２及びノズル２４を通過可能な軟化状態となる。
【００４０】
（本パージ方法における作用）
供給予熱部１２（加熱筒１４）で加熱された軟化状態のパージ用ゴムＰを射出筒２２の貯留空間３０に供給し、そのパージ用ゴムＰを射出して行うパージでは、隙間Ｓに残留する残留ゴムＧを除去し切れなかったが、本パージ方法によれば、前述のように、隙間Ｓに残留する残留ゴムＧがパージ用ゴムＰと入れ替わることで除去される。これにより、長時間、隙間Ｓにゴム材料が残留することで生じるスコーチ（熱劣化）が発生しにくく、品質が劣化したゴム材料が射出される事態が抑制される。
【００４１】
また、本パージ方法では、円筒状のパージ用ゴムＰの外周部が、貯留空間３０の円柱状空間３０Ａの内周面及び、円錐状空間３０Ｂの内壁２２Ａに付着した残留ゴムＧを掻き取りながら、流出路３２へ押し出されるので、当該残留ゴムＧが効果的に除去される。
【００４２】
（ゴム製品の製造方法）
次に、ゴム製品の製造方法について説明する。
【００４３】
本製造方法では、まず、前述のパージ方法で射出成形機１０のパージをする（パージ工程）。これにより、射出筒２２の隙間Ｓに残留した古いゴム材料が、新しいゴム材料に入れ替わる。
【００４４】
次に、図４（Ａ）に示されるように、短冊状（帯状）のゴム材料を投入口１６から加熱筒１４の内部に投入し、当該ゴム材料を加熱する（加熱工程）。
【００４５】
次に、図４（Ｂ）に示されるように、加熱筒１４の内部で加熱されたゴム材料をスクリュー１８により射出筒２２に注入する（注入工程）。射出筒２２に注入されたゴム材料は、流入路３４を通って貯留空間３０へ流入する。この貯留空間３０に流入したゴム材料によって、プランジャ２６が押し上げられ、ゴム材料が貯留空間３０内に貯留される。押し上げられたプランジャ２６の移動量に基づき、ゴム材料の貯留空間３０の貯留量が計量される。
【００４６】
次に、図４（Ｃ）に示されるように、プランジャ２６をストローク端へ前進させることにより、金型キャビティ４０内にゴム材料を射出する（射出工程）。具体的には、移動機構２７が、プランジャ２６をストローク端へストロークさせることで、射出筒２２の貯留空間３０のゴム材料が、流出路３２を通ってノズル２４から金型キャビティ４０へ射出される。
【００４７】
次に、金型キャビティ４０内のゴム材料を加硫する（加硫工程）。これにより、ゴム材料が硬化する。そして、硬化したゴム材料を脱型することでゴム製品が製造される。ゴム製品としては、例えば、画像形成装置の帯電ロール等がある。
【００４８】
本製造方法によれば、本実施形態に係るパージ方法が行われるので、熱劣化した残留ゴムＧが金型キャビティに射出される事態が生じにくく、製造されるゴム製品の不良が低減される。
【００４９】
本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。
前記した実施形態では、プランジャ２６の移動を移動機構２７のストローク端で規制したものを示したが、プランジャ２６の半径方向へ張り出した規制部２６Ｃを射出筒２２の開放部３６の縁部に突き当たることでプランジャ２６（本体部２６Ａ及び先端部２６Ｂ）の移動を規制するようにしても良い。
【符号の説明】
【００５０】
１０   射出成形機
１４   加熱筒
１８   スクリュー
２２   射出筒
２６   プランジャ
４０   金型キャビティ
Ｓ     隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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