(57)【要約】【課題】接触部材の外径が冷却部材の外径の１００％未満、又は１０２％より大きい場合と比して、筒状樹脂を切断する際の振動に起因して生じる環状部材の表面の波打ちを抑制することができる押出成形装置、及びこの押出成形装置を用いて形成された環状ベルトを得る。【解決手段】カッター５０Ａによって筒状樹脂Ｔが裁断される場合には、筒状樹脂Ｔに振動が生じる。筒状樹脂Ｔに生じた振動は、接触部材６０に吸収され、サイジングダイ３４へ伝達されるのが抑制される。このため、環状ベルトＳの表面に生じる波打ちが抑制される。【選択図】図１
2016117162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性の樹脂を円筒樹脂として押し出す押出機構と、
前記押出機構によって押し出された円筒樹脂を搬送する搬送機構と、
前記搬送機構によって搬送されている円筒樹脂の内周面と接触する断面円状の冷却部材を有し、円筒樹脂を冷却する冷却機構と、
前記冷却機構によって冷却された円筒樹脂を円筒樹脂の搬送方向に対して交差する方向から切断する切断機構と、
円盤状で、前記搬送方向において前記冷却機構と前記切断機構との間に配置され、外径が前記冷却部材の外径に対して１００％以上１０２％以下とされ、前記冷却機構によって冷却された円筒樹脂の内周面と外周面で接触する接触部材と、
を備える押出成形装置。
【請求項２】
前記接触部材の外周面の面積は、５１２４〔ｍｍ２〕以下とされ、かつ、前記接触部材の外周面における富士ゼロックス社製のＣ２紙に対する静止摩擦係数は、０．５以下とされる請求項１に記載の押出成形装置。
【請求項３】
前記接触部材の外径は、前記冷却部材の外径より大きくされ、
前記接触部材は、円筒樹脂の内周面と接触している状態で、前記接触部材の外径が前記冷却部材の外径になるように弾性変形する請求項１又は２に記載の押出成形装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の押出成形装置で形成された環状部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出成形装置、及び環状部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のシームレスチューブ成形装置は、筒状樹脂（チューブ）を押し出す環状ダイと、押し出された部材を冷却して製品内径に形成する冷却マンドレルと、押し出された部材を規定の幅に切断する切断機とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２８０３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の構成では、押し出された筒状樹脂を切断して環状部材とする際に、筒状樹脂が振動し、この振動が、冷却マンドレル（冷却機構）で冷却されている部分の筒状樹脂に伝達されることが考えられる。そして、冷却マンドレル（冷却機構）で冷却されている部分の筒状樹脂に振動が伝達されることで、環状部材の表面に波打ちが生じることがある。
【０００５】
本発明の課題は、接触部材の外径が冷却部材の外径の１００％未満、又は１０２％より大きい場合と比して、筒状樹脂を切断する際の振動に起因して生じる環状部材の表面の波打ちを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る押出成形装置は、熱可塑性の樹脂を円筒樹脂として押し出す押出機構と、前記押出機構によって押し出された円筒樹脂を搬送する搬送機構と、前記搬送機構によって搬送されている円筒樹脂の内周面と接触する断面円状の冷却部材を有し、円筒樹脂を冷却する冷却機構と、前記冷却機構によって冷却された円筒樹脂を円筒樹脂の搬送方向に対して交差する方向から切断する切断機構と、円盤状で、前記搬送方向において前記冷却機構と前記切断機構との間に配置され、外径が前記冷却部材の外径に対して１００％以上１０２％以下とされ、前記冷却機構によって冷却された円筒樹脂の内周面と外周面で接触する接触部材と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る押出成形装置は、請求項１に記載の押出成形装置において、前記接触部材の外周面の面積は、５１２４〔ｍｍ２〕以下とされ、かつ、前記接触部材の外周面における富士ゼロックス社製のＣ２紙に対する静止摩擦係数は、０．５以下とされることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る押出成形装置は、請求項１又は２に記載の押出成形装置において、前記接触部材の外径は、前記冷却部材の外径より大きくされ、前記接触部材は、円筒樹脂の内周面と接触している状態で、前記接触部材の外径が前記冷却部材の外径になるように弾性変形することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る環状部材は、請求項１〜３の何れか１項に記載の押出成形装置で形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の押出成形装置によれば、接触部材の外径が冷却部材の外径の１００％未満、又は１０２％より大きい場合と比して、筒状樹脂を切断する際の振動に起因して生じる環状部材の表面の波打ちを抑制することができる。
【００１１】
請求項２の押出成形装置によれば、接触部材の外周面の面積が５１２４〔ｍｍ２〕より大きい場合、又は接触部材の外周面における対Ｃ２紙に対する静止摩擦係数が０．５より大きい場合と比して、筒状樹脂を切断する際の振動に起因して生じる環状部材の表面の波打ちを抑制することができる。
【００１２】
請求項３の押出成形装置によれば、接触部材が筒状樹脂の内周面と接触している状態で弾性変形しない場合と比して、筒状樹脂を安定した状態で搬送することができる。
【００１３】
請求項４の環状部材によれば、請求項１〜３の何れか１項に記載の押出成形装置を用いない形成された環状部材と比して、例えば、この環状部材を電子写真方式の画像形成装置の中間転写ベルトに用いた場合に、出力画像に生じる濃度ムラを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る押出成形装置を示した構成図である。
【図２】本発明の実施例に係る押出成形装置及び比較例に係る押出成形装置を用いて評価を行った評価結果を表で示した図面である。
【図３】本発明の実施形態に係る押出成形装置の全体を示した概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態に係る押出成形装置、及び環状ベルト（環状部材）の一例について図１〜図３に従って説明する。なお、なお、図中に示す矢印Ｈは装置上下方向（鉛直方向）を示し、矢印Ｗは装置幅方向（水平方向）を示す。
【００１６】
（全体構成）
本実施形態に係る押出成形装置１０は、熱可塑性の樹脂を円筒状に押し出し、これを輪切りにする装置であって、図３に示されるように、ホッパー１６と、押出機１８と、口金２４と、サイジング機構３２と、搬送機構４２と、裁断機構５０と、を備えている。さらに、押出成形装置１０は、円筒状に押し出しだされた筒状樹脂Ｔの内周面に接触する接触部材６０を備えている。
【００１７】
〔ホッパー〕
ホッパー１６は、ペレット状の樹脂Ｐが投入される部位であって、図３に示されるように、上方側の部分が大径化された円錐部１６Ａと、円錐部１６Ａの上端部と接続される円筒部１６Ｂとを有している。この円筒部１６Ｂの上方は外部に開放され、ここからペレット状の樹脂Ｐが投入されるようになっている。
【００１８】
〔押出機〕
押出機１８は、装置幅方向に延びる円筒状のバレル２０と、バレル２０の内部に配置され、回転することでホッパー１６に投入された樹脂Ｐを攪拌しながら搬送するスクリュー２２と、バレル２０の内部を加熱する図示せぬ加熱装置とを備えている。
【００１９】
この構成において、ホッパー１６からバレル２０の内部に送り込まれた樹脂Ｐは溶融され、回転するスクリュー２２によってバレル２０の一端側（図中左側）から他端側（図中右側）に攪拌されながら搬送されるようになっている。
【００２０】
〔口金〕
口金２４は、バレル２０の他端側に接続されている。そして、口金２４の口金本体２６には、回転するスクリュー２２によってバレル２０の他端側から押し出された溶融する樹脂Ｐが流れ込む環状の樹脂流路２８が下方側へ延びるように形成されている。
【００２１】
また、この樹脂流路２８において、樹脂Ｐの流れ方向の下流側には、樹脂Ｐを筒状にして口金本体２６から口金本体２６の下方側へ押し出す押出口３０が設けられている。
【００２２】
この構成において、口金２４は、押出機１８によって溶融攪拌された樹脂Ｐを筒状樹脂Ｔとして口金本体２６の下方側へ押し出すようになっている。そして、後述する搬送機構４２が筒状樹脂Ｔを搬送するようになっている。
【００２３】
以上説明したように、熱可塑性の樹脂Ｐを円筒状に押し出す押出機構１２は、押出機１８と口金２４とを含んで構成されている。
【００２４】
〔サイジング機構〕
サイジング機構３２は、冷却機構の一例であって、筒状樹脂Ｔの搬送方向において口金２４に対して下流側（図中下方側）に配置されている。サイジング機構３２は、押出口３０から押し出される溶融された筒状樹脂Ｔの内周面と外周面で接触する断面円形状のサイジングダイ３４を備えている。さらに、サイジング機構３２は、サイジングダイ３４の外周面に接触している部分の筒状樹脂Ｔに空気を吹きつけて筒状樹脂Ｔを冷却するファン３６を備えている。サイジングダイ３４は、冷却部材の一例とされている。
【００２５】
サイジングダイ３４は、口金本体２６内を貫通して上下方向に延びる支持部材３８に支持されている。また、ファン３６は、筒状樹脂Ｔの全体を冷却するように、サイジングダイ３４の周方向に間隔を空けて複数配置されている。
【００２６】
この構成において、サイジング機構３２は、口金２４から押し出される溶融された筒状樹脂Ｔを冷却することで、筒状樹脂Ｔの内径寸法が設計値となるように、筒状樹脂Ｔの形状を安定させるようになっている。
【００２７】
〔搬送機構〕
搬送機構４２は、筒状樹脂Ｔの搬送方向においてサイジング機構３２に対して下流側（図中下方側）に配置されている。搬送機構４２は、筒状樹脂Ｔの内部に配置され、筒状樹脂Ｔの内周面に接する複数のローラ４４と、夫々のローラ４４に対して筒状樹脂Ｔの筒壁を挟んで反対側に配置され、筒状樹脂Ｔの外周面に接する複数のベルト装置４６とを備えている。
【００２８】
ベルト装置４６は、筒状樹脂Ｔの搬送方向（上下方向）に並んで配置される一対のローラ４６Ａと、この一対のローラ４６Ａに巻き掛けられる無端ベルト４６Ｂとを備えている。また、搬送機構４２は、無端ベルト４６Ｂが周回するように、一方のローラ４６Ａに回転力を付与する図示せぬモータを備えている。
【００２９】
この構成において、ローラ４４と周回する無端ベルト４６Ｂとに挟まれる筒状樹脂Ｔには、搬送機構４２によって筒状樹脂Ｔが下方側へ搬送される搬送力が付与されるようになっている。
【００３０】
〔裁断機構〕
裁断機構５０は、筒状樹脂Ｔの搬送方向において搬送機構４２に対して下流側（図中下方側）に配置されている。裁断機構５０は、カッター５０Ａと、カッター５０Ａを筒状樹脂Ｔの搬送方向に対して交差する方向（例えば直交方向）に往復移動させる駆動機構５０Ｂとを備えている。
【００３１】
この構成において、駆動機構５０Ｂが、カッター２４Ａを決められたタイミングで移動させることで筒状樹脂Ｔが決められた幅に裁断されて、環状ベルトＳが形成されるようになっている。
【００３２】
〔接触部材〕
接触部材６０は、円盤状とされ、図１に示されるように、筒状樹脂Ｔの搬送方向においてサイジング機構３２に対して下流側で、かつ、搬送機構４２に対して上流側に配置されている。換言すれば、接触部材６０は、筒状樹脂Ｔの搬送方向においてサイジング機構３２に対して下流側で、かつ、裁断機構５０に対して上流側に配置されている。そして、接触部材６０の外周面が、搬送されている筒状樹脂Ｔの内周面と接触するようになっている。なお、接触部材６０については詳細を後述する。
【００３３】
（全体作用）
押出成形装置１０の作用を、押出成形装置１０を用いて環状ベルトＳを形成する工程により説明する。
【００３４】
先ず、押出機構１２が、ペレット状の樹脂Ｐを筒状樹脂Ｔとして口金本体２６の下方側へ押し出す（押出工程）。押し出された筒状樹脂Ｔは、搬送機構４２によって搬送される。
【００３５】
さらに、サイジングダイ３４の外周面が搬送される筒状樹脂Ｔの内周面と接触し、ファン３６がサイジングダイ３４の外周面に接触している部分の筒状樹脂Ｔに空気を吹きつける。このように、サイジング機構３２が、筒状樹脂Ｔを冷却することで、筒状樹脂Ｔの内径寸法が設計値となるように、筒状樹脂Ｔの形状を安定させる（冷却工程）。
【００３６】
また、接触部材６０の外周面が、筒状樹脂Ｔの内周面と接触する（接触工程）。
【００３７】
さらに、駆動機構５０Ｂが、カッター５０Ａを決められたタイミングで移動させることで筒状樹脂Ｔが決められた幅に裁断されて、環状ベルトＳが形成される（切断工程）。
【００３８】
（要部構成）
次に、接触部材６０について説明する。
【００３９】
接触部材６０は、前述したように円盤状（断面円形）とされ、図１に示されるように、棒状の支持部材６２を介してサイジングダイ３４に支持されている。
【００４０】
また、接触部材６０の外径は、サイジングダイ３４の外径の１００％以上１０２％以下とされている。これにより、接触部材６０の外周面と筒状樹脂Ｔの内周面とは、全周に亘って接触するようになっている。換言すると、筒状樹脂Ｔの内周面と接触部材６０の外周面との間には、隙間が生じないようになっている。
【００４１】
また、筒状樹脂Ｔの内周面と接触する接触部材６０の外周面の面積は、５１２４〔ｍｍ２〕以下とされている。また、接触部材６０の外周面における富士ゼロックス社製Ｃ２紙（以下単に「Ｃ２紙」）に対する静止摩擦係数は、０．５以下とされている。なお、静止摩擦係数については、新東科学株式会社のヘイドン（Ｈｅｉｄｏｎ）静止摩擦係数測定機を用いて測定することができる。
【００４２】
（要部構成の作用）
次に、要部構成の作用について説明する。
【００４３】
カッター５０Ａによって筒状樹脂Ｔが裁断される場合には、筒状樹脂Ｔに振動が生じる。筒状樹脂Ｔに生じたこの振動は、上方側へ伝達され、サイジングダイ３４に到達しそうになる。例えば、接触部材が配置されていない場合には、この振動は、上方側へ伝達され、サイジングダイ３４に到達する。
【００４４】
しかし、筒状樹脂Ｔの搬送方向においてサイジング機構３２に対して下流側で、かつ、裁断機構５０の上流側には、接触部材６０が配置されている。そして、接触部材６０の外周面と筒状樹脂Ｔの内周面とは、全周に亘って接触している。このため、筒状樹脂Ｔに生じた振動は、接触部材６０に吸収され、サイジングダイ３４へ伝達されるのが抑制される。
【００４５】
このため、筒状樹脂Ｔに生じたこの振動がサイジングダイ３４側へ伝達されることで生じる環状ベルトＳの表面の波打ちが抑制される。具体的には、筒状樹脂Ｔに生じた振動がサイジングダイ３４側に伝達され、形状が安定していない筒状樹脂Ｔまで振動が到達すると、サイジング機構３２によって冷却された筒状樹脂Ｔの表面が波打ってしまう。しかし、筒状樹脂Ｔに生じた振動がサイジングダイ３４へ伝達されるのが抑制されることで、環状ベルトＳの表面に生じる波打ちが抑制される。
【００４６】
（評価）
次に、本実施例に係る押出成形装置と、比較例に係る押出成形装置とを用いて評価を行った。
【００４７】
〔評価仕様〕
押出成形装置として三葉製作所  ４０Ｖ２４Ｄ−ＨＢを用い、筒状樹脂Ｔの搬送速度を１７〔ｍｍ／ｓｅｃ〕として、幅２５０〔ｍｍ〕、内径１６０〔ｍｍ〕、厚さ０．１〔ｍｍ〕の環状ベルトを形成した。また、サイジングダイの外径は、１６０〔ｍｍ〕とした。さらに、図２の表に示す実施例１〜５、比較例２、３の接触部材の厚さは、１０〔ｍｍ〕とした。なお、実施例１〜５、比較例１〜３については、接触部材の仕様以外は、同様の仕様となっている。
【００４８】
環状ベルトの材質には、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、及びポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を用いた。
【００４９】
次に、各実施例及び、各比較例の接触部材について、図２に示す表を用いて説明する。
１．実施例１：接触部材６０の外径をサイジングダイ３４の外径の１００％とし、接触部材６０の外周面における対Ｃ２紙の静止摩擦係数を０．３とした。接触部材６０の外周面の面積は、５０２４〔ｍｍ２〕となった。
２．実施例２：接触部材６０の外径をサイジングダイ３４の外径の１０２％とし、接触部材６０の外周面における対Ｃ２紙の静止摩擦係数を０．３とした。接触部材６０の外周面の面積は、５１２４〔ｍｍ２〕となった。
３．実施例３：接触部材６０の外径をサイジングダイ３４の外径の１０２％とし、接触部材６０の外周面における対Ｃ２紙の静止摩擦係数を０．５とした。接触部材６０の外周面の面積は、５１２４〔ｍｍ２〕となった。
４．実施例４：接触部材６０の外径をサイジングダイ３４の外径の１００％とし、接触部材６０の外周面における対Ｃ２紙の静止摩擦係数を０．２５とした。これにより、接触部材６０の外周面の面積は、５０２４〔ｍｍ２〕となった。なお、外周面を構成する材質のセパコートは、信越化学工業社製シリコーン系離型剤である。
５．実施例５：接触部材６０の外径をサイジングダイ３４の外径の１００％とし、接触部材６０の外周面における対Ｃ２紙の静止摩擦係数を０．６とした。接触部材６０の外周面の面積は、５０２４〔ｍｍ２〕となった。
６．比較例１：接触部材を用いなかった。
７．比較例２：接触部材６０の外径をサイジングダイ３４の外径の９９％とし、接触部材６０の外周面における対Ｃ２紙の静止摩擦係数を０．３とした。接触部材６０の外周面の面積については、接触部材６０と筒状樹脂Ｔの内周面との間に隙間が生じることで接触面積と異なるため、算出しなかった。
８．比較例３：接触部材６０の外径をサイジングダイ３４の外径の１０３％とし、接触部材６０の外周面における対Ｃ２紙の静止摩擦係数を０．３とした。接触部材６０の外周面の面積は、５１７５〔ｍｍ２〕となった。
【００５０】
〔評価項目〕
形成された環状ベルトＳの表面の波打ちについて目視にて評価した。
【００５１】
〔評価基準〕
波打ちが発生していないものを「○」、波打ちが発生しているが許容範囲内であるものを「△」、波打ちが発生しており許容範囲から外れるものを「×」とした。また、筒状樹脂Ｔが接触部材との摩擦力により搬送されなかった場合には「××」とした。
【００５２】
〔評価結果〕
図２の表で示されるように、実施例１〜４については「○」となり、実施例５については「△」となった。これに対して、比較例１、２については「×」となり、比較例３については「××」となった。なお、評価結果については、環状ベルトの材質に係わらず同じ結果であった。
【００５３】
（まとめ）
以上の評価結果より、接触部材６０の外径を、サイジングダイ３４の外径の１００％以上１０２％以下とすることで、サイジングダイ３４の外径の１００％未満、又は１０２％より大きい場合と比して、環状ベルトＳの表面の波打ちが抑制される。これは、実施例１及び実施例２と、比較例２及び比較例３とを比較することで解る。
【００５４】
つまり、接触部材６０の外径を、サイジングダイ３４の外径の１００％以上とすることで、筒状樹脂Ｔの内周面と接触部材６０の外周面との間には、隙間が生じない。また、接触部材６０の外径を、サイジングダイ３４の外径の１０２％以下とすることで、筒状樹脂Ｔが接触部材６０との摩擦力により搬送されなくなるのが抑制される。これにより、環状ベルトＳの表面の波打ちが抑制される。
【００５５】
また、接触部材６０の外周面の面積を５１２４〔ｍｍ２〕以下とし、かつ、接触部材６０の外周面における対Ｃ２紙に対する静止摩擦係数を０．５以下としている。これにより、接触部材６０の外周面の面積、又は静止摩擦係数がこの値より大きい場合と比して、環状ベルトＳの表面の波打ちが抑制される。これは、実施例３と、比較例３とを比較することで解る。
【００５６】
つまり、接触部材６０の外周面の面積が５１２４〔ｍｍ２〕より大きくなることで、接触部材６０の外周面と筒状樹脂Ｔの内周面との間に生じる摩擦力が大きくなるのが抑制される。さらに、接触部材６０の外周面における対Ｃ２紙に対する静止摩擦係数が０．５より大きくなることで、接触部材６０の外周面と筒状樹脂Ｔの内周面との間に生じる摩擦力が大きくなるのが抑制される。これにより、環状ベルトＳの表面の波打ちが抑制される。
【００５７】
また、環状ベルトＳにおいては、例えば、この環状ベルトＳを電子写真方式の画像形成装置の中間転写ベルトに用いた場合に、環状ベルトＳの表面の波打ちが抑制されることで、出力画像に濃度ムラが発生するのが抑制される。
【００５８】
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、接触部材６０の外周面の面積を５１２４〔ｍｍ２〕以下とし、かつ、接触部材６０の外周面における対Ｃ２紙に対する静止摩擦係数を０．５以下とした。しかし、接触部材６０の外径を、サイジングダイ３４の外径の１００％以上１０２％以下とすればよく、前述した面積及び静止摩擦係数については、この範囲に入らなくてもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、接触部材６０は、筒状樹脂Ｔの搬送方向において、サイジング機構３２と搬送機構４２との間に配置されたが、接触部材６０が、搬送機構４２と裁断機構５０との間に配置されてもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、特に説明しかったが、接触部材６０の外径がサイジングダイ３４の外径の１００％より大きくされている場合には、接触部材６０が筒状樹脂Ｔの内周面と接触している状態で、接触部材６０の外径がサイジングダイ３４の外径になるように接触部材６０が弾性変形するようにしてもよい。この場合には、筒状樹脂Ｔが安定した状態で搬送される。
【符号の説明】
【００６１】
１０        押出成形装置
１２        押出機構
３２        サイジング機構（冷却機構の一例）
３４        サイジングダイ（冷却部材の一例）
４２        搬送機構
５０        裁断機構
６０        接触部材
【図１】
2016117162.tif 000003
【図２】
2016117162.tif 000004
【図３】
2016117162.tif 000005