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JP5611082B2 - Crosshead die and method of manufacturing conductive rubber roller - Google Patents
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JP5611082B2 - Crosshead die and method of manufacturing conductive rubber roller - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真を形成する際に主に使用され、芯金がゴム組成物により被覆された導電性ゴムローラを成形するためのクロスヘッドダイ、および該導電性ゴムローラの製造方法に関する。   The present invention relates to a crosshead die for forming a conductive rubber roller that is mainly used when forming an electrophotography and whose core metal is covered with a rubber composition, and a method for manufacturing the conductive rubber roller.

従来、ゴム等の熱硬化性の未加硫のゴム組成物を押出し機によりローラ状に押出して成形するためのダイには、クロスヘッドダイがある。クロスヘッドダイは、スクリュー軸とダイがある角度を持って設置されている。そのため、ローラ状になったゴム組成物の内部に芯金を通すことが可能になる。これにより、ゴム層の押出し工程に芯金の被覆工程を組み込めるため、工程の簡略化ができるなどの利点がある(特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is a crosshead die as a die for extruding a thermosetting unvulcanized rubber composition such as rubber into a roller shape by an extruder. The crosshead die is installed with a certain angle between the screw shaft and the die. Therefore, it becomes possible to let the cored bar pass through the rubber composition in the form of a roller. Thereby, since the core metal coating process can be incorporated into the rubber layer extrusion process, there is an advantage that the process can be simplified (see Patent Document 1).

一般的なクロスヘッドダイでは、断面が略円形の外ダイ穴と、ゴム組成物を外ダイ穴に供給する供給口とを有する外ダイに、芯金ガイド穴を持ったマンドレルが挿入されている。外ダイとマンドレルとの隙間には、供給口と押出し口とを連通させるゴム組成物の流路が形成される。押出し口は、マンドレルの先端から芯金の押出し方向に、ある距離を離れた位置に形成され、円形状の断面を有する。   In a general crosshead die, a mandrel having a mandrel guide hole is inserted into an outer die having an outer die hole having a substantially circular cross section and a supply port for supplying the rubber composition to the outer die hole. . In the gap between the outer die and the mandrel, a flow path for the rubber composition that connects the supply port and the extrusion port is formed. The extrusion port is formed at a position away from the tip of the mandrel in a direction in which the mandrel is extruded, and has a circular cross section.

以下に、上述した一般的なクロスヘッドダイの内部におけるゴム組成物の流れについて説明する。押出し機より供給口に供給されたゴム組成物は、外ダイ穴の内周面とマンドレルの外周面とに囲まれた展開部流路を通過する。展開部流路では、流路が押出し機のスクリュー軸方向から曲折されることによって、ゴム組成物の流れは円形状から、内側と外側がほぼ真円な環状に変換される。なお、展開部流路は、マンドレルの外周面に形成されたマニホールドとプリランドが組み合わさった流路が一般的である。続いて、ゴム組成物の流れは、外ダイ穴の内周面とマンドレルの外周面との隙間に形成された環状流路を通過する。その後、ゴム組成物は、マンドレルの先端から押出された芯金と接触し、その芯金と一体となって押出し口を通過する。このようにして、芯金がゴム組成物で被覆された導電性ローラが成形される。   Below, the flow of the rubber composition in the inside of the general crosshead die described above will be described. The rubber composition supplied to the supply port from the extruder passes through a development portion flow passage surrounded by the inner peripheral surface of the outer die hole and the outer peripheral surface of the mandrel. In the development portion flow path, the flow of the rubber composition is converted from a circular shape into an annular shape in which the inner side and the outer side are substantially circular by bending the flow path from the screw shaft direction of the extruder. In addition, the expansion part flow path is generally a flow path in which a manifold and a preland formed on the outer peripheral surface of the mandrel are combined. Subsequently, the flow of the rubber composition passes through an annular flow path formed in a gap between the inner peripheral surface of the outer die hole and the outer peripheral surface of the mandrel. Thereafter, the rubber composition comes into contact with the cored bar extruded from the tip of the mandrel, and passes through the extrusion port together with the cored bar. In this way, a conductive roller whose core metal is covered with the rubber composition is molded.

上述したクロスヘッドダイでは、円形状流路から環状流路に変換される際に、2つのゴム組成物の流れが合流(衝突)し、その合流に伴い接合痕であるウェルドラインが発生することが知られている。ウェルドラインが発生すると、ローラの周方向の電気抵抗のムラが大きくなる。特に、導電性ゴムローラのゴム組成物として使用される電子導電系ゴムにおいて顕著に現れる。   In the above-described crosshead die, when the circular flow path is converted to the annular flow path, the flow of the two rubber compositions merges (impacts), and a weld line that is a joining mark is generated along with the merge. It has been known. When the weld line is generated, the uneven electrical resistance in the circumferential direction of the roller is increased. In particular, it appears remarkably in the electronic conductive rubber used as the rubber composition of the conductive rubber roller.

そこで、ウェルドラインによる、ローラの周方向の電気抵抗のムラを抑制するためのゴムローラの製造方法が特許文献2に開示されている。このゴムローラの製造方法では、押出し機から供給された円形状のゴム組成物は、マンドレルの外周面に形成された一対のマニホールドに沿って2つに分岐した後、マニホールドの終端部で合流する。その合流によりゴム組成物は、円形状から環状に変換する。その後、ゴム組成物は、マンドレルの外周面に形成されたらせん溝に沿って流れる。特許文献2に開示された製造方法によれば、ゴム組成物がらせん溝に沿って流れることでゴム組成物の流れが撹拌されるので、ウェルドラインの影響によるローラの周方向の電気抵抗のばらつきを低減できるとされている。   Therefore, Patent Document 2 discloses a manufacturing method of a rubber roller for suppressing unevenness of electrical resistance in the circumferential direction of the roller due to a weld line. In this rubber roller manufacturing method, the circular rubber composition supplied from the extruder branches into two along a pair of manifolds formed on the outer peripheral surface of the mandrel, and then merges at the end of the manifold. The rubber composition is converted from a circular shape into an annular shape by the merge. Thereafter, the rubber composition flows along the spiral groove formed on the outer peripheral surface of the mandrel. According to the manufacturing method disclosed in Patent Document 2, since the flow of the rubber composition is agitated by flowing along the spiral groove, variation in the electrical resistance in the circumferential direction of the roller due to the influence of the weld line. It can be reduced.

特開2005−329639号公報JP 2005-329639 A 特開2008−94050号公報JP 2008-94050 A

ウェルドラインは、上述したように、ゴム組成物の2つの流れの合流箇所をその発生箇所としている。しかし、特許文献2に開示された製造方法は、ゴム組成物の2つの流れの合流箇所(マニホールドの終端部)に、ウェルドラインそのものの発生を抑制する対策がなされていない。そのため、導電性ゴムローラの周方向における電気抵抗のムラを小さくすることに関して、十分な効果を得られないことが考えられる。   As described above, the weld line uses the joining point of two flows of the rubber composition as the generation point. However, the manufacturing method disclosed in Patent Document 2 does not take measures to suppress the occurrence of the weld line itself at the joining point (terminal end of the manifold) of the two flows of the rubber composition. Therefore, it is conceivable that a sufficient effect cannot be obtained with respect to reducing the unevenness of the electrical resistance in the circumferential direction of the conductive rubber roller.

そこで本発明は、導電性ゴムローラの周方向における電気抵抗のムラを小さくする効果を高めることが可能なクロスヘッドダイ、および導電性ゴムローラの製造方法を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a crosshead die and a method for manufacturing a conductive rubber roller that can enhance the effect of reducing the unevenness of electrical resistance in the circumferential direction of the conductive rubber roller.

上記目的を達成するための本発明によるクロスヘッドは、上端部から下端部まで内部を軸方向に貫通した円形状の外ダイ穴と、前記外ダイ穴を囲む壁部を前記軸方向に交差する方向に貫通し、ゴム組成物を前記外ダイ穴に供給する供給口と、が形成された外ダイと、前記軸方向に内部を貫通し、芯金が流れる芯金ガイド穴が前記外ダイ穴の中心軸とほぼ同軸に形成され、前記外ダイ穴に設置されたマンドレルと、を有し、前記芯金ガイド穴から前記外ダイの前記下端部に向かって流出した前記芯金が、前記ゴム組成物により被覆された導電性ゴムローラを成形するクロスヘッドダイにおいて、前記マンドレルが、マニホールド部と、前記マニホールド部の下面から前記軸方向の下側に延びた先端部と、を有し、前記マニホールド部が、外周面に、前記芯金ガイド穴の中心軸と前記供給口の中心軸を含む平面に対して対称な形状に形成された一対の溝であって、前記供給口に対向し、前記ゴム組成物が前記供給口から流入する入口と、前記入口から前記外周面の周方向に離れるとともに前記入口よりも前記軸方向の下側の位置で前記芯金ガイド穴の中心軸を挟んで互いに対向し、前記入口から流入した前記ゴム組成物が前記軸方向の下側に流出する2つの出口と、を有する一対の溝と、前記下面に前記芯金ガイド穴の中心軸に対して対称に形成され、前記2つの出口の各々に連通し、前記芯金ガイド穴の中心軸と前記供給口の中心軸を含む断面において、前記上端部に向かう方向に凸の半円状の溝と、を有し、前記先端部の外周面と前記外ダイ穴の内周面との隙間に形成され、前記2つの出口および前記半円状の溝と連通し、前記2つの出口から流出した前記ゴム組成物が、前記周方向に流れる第1の環状流路と、前記隙間の、前記第1の環状流路よりも前記軸方向の下側に形成され、前記第1の環状流路よりも断面積が小さい第2の環状流路と、をさらに有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a crosshead according to the present invention intersects a circular outer die hole penetrating the inside in an axial direction from an upper end portion to a lower end portion and a wall portion surrounding the outer die hole in the axial direction. An outer die formed with a supply port that penetrates in the direction and supplies the rubber composition to the outer die hole, and a cored bar guide hole that penetrates the inside in the axial direction and through which the cored bar flows is the outer die hole A mandrel that is formed substantially coaxially with the central axis of the outer die and is installed in the outer die hole, and the core metal that has flowed out from the core metal guide hole toward the lower end of the outer die is the rubber. In the crosshead die for molding the conductive rubber roller coated with the composition, the mandrel includes a manifold part and a tip part extending downward from the lower surface of the manifold part in the axial direction, and the manifold Part is the outer peripheral surface A pair of grooves formed symmetrically with respect to a plane including the central axis of the cored bar guide hole and the central axis of the supply port, facing the supply port, and the rubber composition is the supply An inlet that flows in from the mouth, and is spaced apart from the inlet in the circumferential direction of the outer peripheral surface and is opposed to each other across the central axis of the cored bar guide hole at a position below the inlet in the axial direction, from the inlet A pair of grooves having two outlets through which the inflowed rubber composition flows out downward in the axial direction, and the lower surface is formed symmetrically with respect to the central axis of the cored bar guide hole, and communicating with each of the exit, in a section including the center axis of the central shaft and the supply opening of the metal core guide holes has a semicircular groove convex in a direction toward the upper portion, the distal portion Formed in a gap between the outer peripheral surface of the outer die and the inner peripheral surface of the outer die hole, A first annular channel that communicates with the outlet and the semicircular groove and flows out of the two outlets in the circumferential direction; and the first annular channel between the gaps And a second annular flow path formed on the lower side in the axial direction and having a cross-sectional area smaller than that of the first annular flow path.

また、上記目的を達成するための本発明による導電性ゴムローラの製造方法は、上端部から下端部まで内部を軸方向に貫通した円形状の外ダイ穴と、前記外ダイ穴を囲む壁部を前記軸方向に交差する方向に貫通した供給口と、が形成された外ダイと、内部を前記軸方向に貫通し、前記外ダイ穴の中心軸とほぼ同軸に形成された芯金ガイド穴と、前記芯金ガイド穴の中心軸と前記供給口の中心軸を含む平面に対して対称な形状に形成された一対の溝が外周面に形成され、前記芯金ガイド穴の中心軸に対して対称な形状に形成され、前記芯金ガイド穴の中心軸と前記供給口の中心軸を含む断面において、前記上端部に向かう方向に凸の半円状の溝が下面に形成されたマニホールド部と、前記マニホールド部の前記下面から前記軸方向の下側に延びた先端部とを有するマンドレルと、を用いて、芯金がゴム組成物により被覆された導電性ゴムローラを製造する方法において、前記ゴム組成物を前記供給口から前記外ダイ穴に供給し、供給された前記ゴム組成物を、前記供給口に対向した入口から、前記入口から前記外周面の周方向に離れるとともに前記入口よりも前記軸方向の下側の位置で前記芯金ガイド穴の中心軸を挟んで互いに対向する2つの出口まで流し、前記2つの出口から流出したゴム組成物を、前記先端部の外周面と前記外ダイ穴の内周面との隙間に形成された第1の環状流路に沿って、前記周方向に流し、前記第1の環状流路を通過した前記組成物を、前記隙間の、前記第1の環状流路よりも前記軸方向の下側に形成され、前記第1の環状流路よりも断面積が小さい第2の環状流路に沿って流す第1の工程と、前記第1の工程と並行して、前記芯金を前記芯金ガイド穴に流す第2の工程と、前記芯金ガイド穴から流出した前記芯金を、前記ゴム組成物により被覆する第3の工程と、を有することを特徴とする。 In addition, the manufacturing method of the conductive rubber roller according to the present invention for achieving the above object includes: a circular outer die hole penetrating the inside in an axial direction from an upper end portion to a lower end portion; and a wall portion surrounding the outer die hole. An outer die formed with a supply port penetrating in a direction intersecting the axial direction, and a cored bar guide hole penetrating the inside in the axial direction and formed substantially coaxially with the central axis of the outer die hole A pair of grooves formed in a symmetrical shape with respect to a plane including the central axis of the cored bar guide hole and the central axis of the supply port are formed on the outer peripheral surface, and with respect to the central axis of the cored bar guide hole A manifold portion formed in a symmetric shape and having a semicircular groove convex on the lower surface in a direction toward the upper end portion in a cross section including the central axis of the cored bar guide hole and the central axis of the supply port ; , Extending downward from the lower surface of the manifold portion in the axial direction. In a method of manufacturing a conductive rubber roller in which a metal core is covered with a rubber composition using a mandrel having a tip portion, the rubber composition is supplied from the supply port to the outer die hole and supplied. The rubber composition is separated from the inlet facing the supply port in the circumferential direction of the outer peripheral surface from the inlet, and the central axis of the cored bar guide hole is positioned at a position below the inlet in the axial direction. The first annular flow formed in the gap between the outer peripheral surface of the tip and the inner peripheral surface of the outer die hole is allowed to flow to two outlets facing each other with the rubber composition flowing out from the two outlets. The composition that has flowed in the circumferential direction along the path and passed through the first annular flow path is formed in the gap below the first annular flow path in the axial direction, The second cross-sectional area is smaller than that of the first annular channel A first step of flowing along the channel, a second step of flowing the cored bar into the cored bar guide hole in parallel with the first step, and the core flowing out of the cored bar guide hole And a third step of coating gold with the rubber composition.

本発明によれば、一対の溝の2つの出口から流出したゴム組成物が、第1の環状流路を周方向に合流(衝突)したときに、半円状の溝内で、乱流を発生させることが可能となる。この乱流により、ウェルドラインが低減されるので、導電性ゴムローラの周方向における電気抵抗のムラを小さくする効果が高くなる。   According to the present invention, when the rubber composition flowing out from the two outlets of the pair of grooves joins (impacts) the first annular flow passage in the circumferential direction, the turbulent flow is generated in the semicircular groove. Can be generated. Because of this turbulent flow, the weld line is reduced, so that the effect of reducing unevenness in electrical resistance in the circumferential direction of the conductive rubber roller is enhanced.

本発明のクロスヘッドダイの一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the crosshead die | dye of this invention. 図1に示すクロスヘッドダイのマンドレルの外形図である。It is an external view of the mandrel of the crosshead die shown in FIG. 図1に示す領域Sの拡大図である。It is an enlarged view of the area | region S shown in FIG. 図2に示すマンドレルの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the mandrel shown in FIG. 2. 図1に示すクロスヘッドダイの環状流路の断面図である。It is sectional drawing of the annular flow path of the crosshead die shown in FIG. 図5(b)に示す環状流路の他の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other form of the annular flow path shown in FIG.5 (b). 従来のクロスヘッドダイの断面図である。It is sectional drawing of the conventional crosshead die.

図1は、本発明のクロスヘッドダイの一実施形態を示す断面図である。さらに詳しくは、図1は、押出し機1から供給されるゴム組成物11と、芯金供給装置6から送られてくる芯金13とを、クロスヘッドダイ20の中でクロスさせて共に押出しする工程の断面図である。なお、図1は、外ダイ穴の中心軸と供給口の中心軸を含めた断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the crosshead die of the present invention. More specifically, FIG. 1 shows that the rubber composition 11 supplied from the extruder 1 and the core metal 13 sent from the core metal supply device 6 are crossed in a crosshead die 20 and extruded together. It is sectional drawing of a process. FIG. 1 is a cross-sectional view including the central axis of the outer die hole and the central axis of the supply port.

本実施形態では、まず、押出し機1のゴム投入口(不図示)からゴム組成物11が短冊状もしくはリボン巻き状に投入される。押出し機1のシリンダ2の内部でスクリュー3が回転することにより、ゴム組成物11は、シリンダ2の先端部に接続されたクロスヘッドダイ20に向かって徐々に押出されていく。シリンダ2およびスクリュー3には、温度を一定に保つために温水が循環させてある。温水の温度は、押出しするゴム組成物の種類によって決まる。本実施形態では、30℃から100℃の範囲内とする。スクリュー3によって押出されたゴム組成物11は、スクリュー3の先に設置されたブレーカープレート4を通ることでその流れが整流される。その後、ゴム組成物11は、供給口50を通じてクロスヘッドダイ20の外ダイ穴57に流入する。なお、ブレーカープレート4にメッシュ(不図示)が取り付けられると、ゴム組成物11の中の異物等を除去することが可能となる。クロスヘッドダイ20にも、温水を循環させることで温度制御がなされている。   In the present embodiment, first, the rubber composition 11 is fed into a strip shape or a ribbon shape from a rubber inlet (not shown) of the extruder 1. By rotating the screw 3 inside the cylinder 2 of the extruder 1, the rubber composition 11 is gradually pushed out toward the crosshead die 20 connected to the tip of the cylinder 2. Hot water is circulated in the cylinder 2 and the screw 3 in order to keep the temperature constant. The temperature of the hot water depends on the type of rubber composition to be extruded. In this embodiment, it is in the range of 30 ° C. to 100 ° C. The flow of the rubber composition 11 extruded by the screw 3 is rectified by passing through the breaker plate 4 installed at the tip of the screw 3. Thereafter, the rubber composition 11 flows into the outer die hole 57 of the crosshead die 20 through the supply port 50. In addition, when a mesh (not shown) is attached to the breaker plate 4, it becomes possible to remove foreign matters and the like in the rubber composition 11. The crosshead die 20 is also temperature controlled by circulating hot water.

次に、本実施形態のクロスヘッドダイ20の構成について説明する。   Next, the configuration of the crosshead die 20 of this embodiment will be described.

クロスヘッドダイ20は、外ダイ22と、マンドレル21を有している。外ダイ22は、上端部から下端部まで内部を軸方向に貫通した外ダイ穴57と、外ダイ穴57を囲む壁部を貫通した供給口50と、押出し口59と、を有している。   The crosshead die 20 has an outer die 22 and a mandrel 21. The outer die 22 has an outer die hole 57 that penetrates the inside from the upper end portion to the lower end portion in the axial direction, a supply port 50 that penetrates a wall portion surrounding the outer die hole 57, and an extrusion port 59. .

外ダイ穴57は、ほぼ直線状の中心軸を有し、その中心軸に垂直な略円形状の断面を連続的に有した穴である。具体的には、外ダイ穴57は、円柱状形状、円錐状形状、またはそれらを組み合わせた形状の穴である。なお、以下、外ダイ穴57の軸方向の上側の向きを上流方向71と呼び、軸方向の下側の向き(上流方向71とは逆方向の向き)を下流方向72と呼ぶ。押出し口59は、クロスヘッドダイ20に供給されたゴム組成物11を外部に押出すための略円形状の口である。   The outer die hole 57 is a hole having a substantially straight central axis and continuously having a substantially circular cross section perpendicular to the central axis. Specifically, the outer die hole 57 is a hole having a cylindrical shape, a conical shape, or a combination thereof. Hereinafter, the upper direction of the outer die hole 57 in the axial direction is referred to as the upstream direction 71, and the lower direction of the axial direction (direction opposite to the upstream direction 71) is referred to as the downstream direction 72. The extrusion port 59 is a substantially circular port for extruding the rubber composition 11 supplied to the crosshead die 20 to the outside.

供給口50は、押出し機1から押し出されたゴム組成物11を外ダイ穴57に供給するための略円形状の口である。本実施形態では、供給口50の中心軸は、外ダイ穴57の中心軸と直交している。しかし本発明では、芯金13を送る寸法が確保できればよいので、供給口50の中心軸と外ダイ穴57の中心軸とは、必ずしも直交する必要はなく、交差してればよい。   The supply port 50 is a substantially circular port for supplying the rubber composition 11 extruded from the extruder 1 to the outer die hole 57. In the present embodiment, the central axis of the supply port 50 is orthogonal to the central axis of the outer die hole 57. However, in the present invention, it is only necessary to secure a dimension for feeding the cored bar 13, so that the central axis of the supply port 50 and the central axis of the outer die hole 57 do not necessarily need to be orthogonal to each other, but may intersect.

外ダイ穴57には、マンドレル21が設置されている。外ダイ穴57にマンドレル21を設置することによって、外ダイ穴57とマンドレル21で囲まれた流路が供給口50から押出し口59まで形成される。この流路は、図1では、供給口50から、後述するマニホールド流路、第1の環状流路60、第2の環状流路62、および第3の環状流路63の順で接続される流路である。なお、本実施形態では、マンドレル21の外周に溝加工などの加工をすることによって、上記の流路形状を形成しているが、外ダイ穴57に同様な加工を行うことでも、流路を形成することができる。   The mandrel 21 is installed in the outer die hole 57. By installing the mandrel 21 in the outer die hole 57, a flow path surrounded by the outer die hole 57 and the mandrel 21 is formed from the supply port 50 to the extrusion port 59. In FIG. 1, this flow path is connected in order of a manifold flow path, a first annular flow path 60, a second annular flow path 62, and a third annular flow path 63 described later from the supply port 50. It is a flow path. In the present embodiment, the above-described flow channel shape is formed by processing the outer periphery of the mandrel 21 by grooving or the like. Can be formed.

マンドレル21は、内部を軸方向に貫通する芯金ガイド穴31を備えている。マンドレル21は、芯金ガイド穴31の中心軸が外ダイ穴57の中心軸と同軸になるように外ダイ57に設置されている。マンドレル21が芯金ガイド穴31を有することで、芯金13とゴム組成物11とを共に押出すことが可能となる。   The mandrel 21 includes a mandrel guide hole 31 that penetrates the inside in the axial direction. The mandrel 21 is installed on the outer die 57 so that the central axis of the cored bar guide hole 31 is coaxial with the central axis of the outer die hole 57. Since the mandrel 21 has the cored bar guide hole 31, the cored bar 13 and the rubber composition 11 can be extruded together.

外ダイ22の押出し口59は、クロスヘッドダイ20から押し出されるゴム組成物11の出口である。押出し口59の形状に応じて、所望の形状のローラを押し出し成形できる。本実施形態では、図1に示すように、ダイス23に押出し59が形成されているが、押出し口59は、外ダイ穴57と一体であってもよい。ダイス23は、偏肉調整部24によって外ダイ22と連結され、芯金ガイド穴31の中心軸と、押出し口59の中心軸の同軸度を調整できるようになっており、芯金ガイド穴31の中心軸と押出し口59の中心軸をほぼ同軸となるように調整して使用することが多い。ダイス23を変更することによって、いろいろな形状のゴム組成物11を押出し成形できるようになる。このようなクロスヘッドダイ20を用いることで、押出し機1から供給されたゴム組成物11は、外ダイ22とマンドレル21の間に形成された流路を通過し、押出し口59へと供給される。供給されたゴム組成物11は、芯金ガイド穴31から流出した芯金13と一体となって、押出し口59から押し出されることで、芯金13とゴム組成物11が一体となったゴムローラとして押出し成形される。   The extrusion port 59 of the outer die 22 is an outlet of the rubber composition 11 extruded from the crosshead die 20. Depending on the shape of the extrusion port 59, a roller having a desired shape can be extruded. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the extrusion 59 is formed on the die 23, but the extrusion port 59 may be integrated with the outer die hole 57. The die 23 is connected to the outer die 22 by the thickness adjusting portion 24 so that the coaxiality between the central axis of the cored bar guide hole 31 and the central axis of the extrusion port 59 can be adjusted. In many cases, the central axis of the nozzle and the central axis of the extrusion port 59 are adjusted so as to be substantially coaxial. By changing the die 23, various shapes of the rubber composition 11 can be extruded. By using such a crosshead die 20, the rubber composition 11 supplied from the extruder 1 passes through a flow path formed between the outer die 22 and the mandrel 21 and is supplied to the extrusion port 59. The The supplied rubber composition 11 is integrated with the core metal 13 that has flowed out of the core metal guide hole 31 and is extruded from the extrusion port 59, thereby forming a rubber roller in which the core metal 13 and the rubber composition 11 are integrated. Extruded.

次に、芯金供給装置6について説明する。芯金供給装置6は、芯金送りローラ7を有する。芯金送りローラ7は、芯金ガイド穴31に芯金13を送り込む。本実施形態において、芯金13には、ゴム組成物11と接着するための接着剤32が、芯金13の両端を除いて塗布されている。芯金ガイド穴31の内径は、芯金13の外径に対して0.01〜0.02mm大きい。芯金13は、芯金ガイド穴31から押出し口59に連続的に送り込まれる。なお、本実施形態では、芯金ガイド穴31は、マンドレル21と同じ部材であるが、別部材であってもよい。例えば、マンドレル21の内部に円筒状の別部材が挿入された構造であってもよい。また、芯金13へのキズを防止するために、マンドレル21は樹脂製であってもよい。芯金ガイド穴31から押出し口59に送り込まれた芯金13は、外ダイ穴57から押出し口59に送り込まれたゴム組成物11に押出し口59にて被覆される。このとき、芯金13とゴム組成物11が共に押出し口59の形状により外径を制御されながらゴムローラ形状に成形される。押出し口59から押出された導電性ゴムローラ12の外径は、ゴム組成物11の押出し量を一定とした場合には、押出し口59の口径と芯金13の供給速度により決定される。なお、本実施形態では、芯金13は円柱状であり、材質は導電性であればよいが金属製であることが望ましい。   Next, the core metal supply device 6 will be described. The core metal supply device 6 includes a core metal feed roller 7. The cored bar feed roller 7 feeds the cored bar 13 into the cored bar guide hole 31. In the present embodiment, an adhesive 32 for adhering to the rubber composition 11 is applied to the core bar 13 except for both ends of the core bar 13. The inner diameter of the cored bar guide hole 31 is 0.01 to 0.02 mm larger than the outer diameter of the cored bar 13. The core bar 13 is continuously fed from the core bar guide hole 31 to the extrusion port 59. In the present embodiment, the cored bar guide hole 31 is the same member as the mandrel 21, but may be a separate member. For example, a structure in which another cylindrical member is inserted into the mandrel 21 may be used. Further, in order to prevent the core bar 13 from being scratched, the mandrel 21 may be made of resin. The core metal 13 fed into the extrusion port 59 from the core metal guide hole 31 is covered with the rubber composition 11 fed into the extrusion port 59 from the outer die hole 57 at the extrusion port 59. At this time, the cored bar 13 and the rubber composition 11 are both formed into a rubber roller shape while the outer diameter is controlled by the shape of the extrusion port 59. The outer diameter of the conductive rubber roller 12 extruded from the extrusion port 59 is determined by the diameter of the extrusion port 59 and the supply speed of the core metal 13 when the extrusion amount of the rubber composition 11 is constant. In the present embodiment, the cored bar 13 has a cylindrical shape, and the material may be conductive, but is preferably made of metal.

次に、図1〜図5を参照しながら、マンドレル21の形状、およびゴム組成物11の流路形状について詳しく説明する。図2は、マンドレル21の外形図である。図2(a)は、左側面図であり、図2(b)は、正面図であり、図2(c)は、右側面図である。なお、図2(b)の正面図は、図1のマンドレルを供給口のある位置から見たときの方向を、正面としている。   Next, the shape of the mandrel 21 and the shape of the flow path of the rubber composition 11 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 is an external view of the mandrel 21. 2A is a left side view, FIG. 2B is a front view, and FIG. 2C is a right side view. In addition, the front view of FIG.2 (b) makes the direction when the mandrel of FIG. 1 is seen from the position with a supply port the front.

マンドレル21は、マニホールド部21aと、先端部21bとを有する。マニホールド部21aの外周面には、外ダイ穴57の中心軸と供給口50の中心軸を含む平面に対して対称な形状の一対の溝61が形成され、一対の溝61が上記のマニホールド流路を構成している。   The mandrel 21 has a manifold portion 21a and a tip portion 21b. A pair of grooves 61 having a symmetrical shape with respect to a plane including the central axis of the outer die hole 57 and the central axis of the supply port 50 are formed on the outer peripheral surface of the manifold portion 21a. Constitutes the road.

一対の溝61は、供給口50と対向する位置に、供給口50からゴム組成物11が流入する入口61aを有する。一対の溝61は、入口61aからマニホールド部21aの外周面の周方向に分岐し、下流方向側に開口した2つの出口61bで終端している。なお、一対の溝61は、入口61aから周方向に90°離れた位置まで延び、その後、2つの出口61bが、周方向に互いに180°離れた位置で、芯金ガイド穴31の中心軸を挟んで互いに対向しているのが望ましい。なお、本実施形態において、一対の溝61は、半径8mmの略半円形状であり、断面積は約86mm2であり、流れ方向に沿った流路長さは約35mmである。 The pair of grooves 61 has an inlet 61 a into which the rubber composition 11 flows from the supply port 50 at a position facing the supply port 50. The pair of grooves 61 branches from the inlet 61a in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the manifold portion 21a, and terminates at two outlets 61b that are opened downstream. The pair of grooves 61 extend from the inlet 61a to a position 90 ° apart in the circumferential direction, and then the two outlets 61b are positioned at 180 ° apart from each other in the circumferential direction so that the central axis of the cored bar guide hole 31 is It is desirable that they are opposed to each other. In the present embodiment, the pair of grooves 61 has a substantially semicircular shape with a radius of 8 mm, a cross-sectional area of about 86 mm 2 , and a flow path length along the flow direction of about 35 mm.

2つの出口61bに連通し芯金ガイド穴31の中心軸に垂直なマニホールド部21aの下面には、芯金ガイド穴31の中心軸に対して対称な形状の半円状の溝65が形成されている(図4参照)。図3は、図1に示す領域Sの拡大図である。図4は、マンドレル21の斜視図である。   A semicircular groove 65 having a symmetrical shape with respect to the central axis of the core metal guide hole 31 is formed on the lower surface of the manifold portion 21 a that communicates with the two outlets 61 b and is perpendicular to the central axis of the core metal guide hole 31. (See FIG. 4). FIG. 3 is an enlarged view of the region S shown in FIG. FIG. 4 is a perspective view of the mandrel 21.

マニホールド部21aの下面からは、先端部21bが下流方向72に延びている。先端部21bの外周面と外ダイ穴57の内周面との隙間には、第1の環状流路60と、第2の環状流路62と、第3の環状流路63と、が形成されている。第1の環状流路60は、一対の溝61の出口61bおよび溝65に連通している。第2の環状流路62は、第1の環状流路60よりも下流側に形成されている。図5は、第1の環状流路および第2の環状流路の形状を示す断面図である。図5(a)は、図1に示す切断線A−Aに沿った断面図であり、第1の環状流路60の断面図である。図5(b)は、図1に示す切断線B−Bに沿った断面図であり、第2の環状流路62の断面図である。なお、図5(a)、(b)では、芯金ガイド穴31の記載は省略している。   A tip 21b extends in the downstream direction 72 from the lower surface of the manifold portion 21a. A first annular channel 60, a second annular channel 62, and a third annular channel 63 are formed in the gap between the outer peripheral surface of the tip 21b and the inner peripheral surface of the outer die hole 57. Has been. The first annular channel 60 communicates with the outlet 61 b and the groove 65 of the pair of grooves 61. The second annular channel 62 is formed on the downstream side of the first annular channel 60. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the shapes of the first annular channel and the second annular channel. FIG. 5A is a cross-sectional view taken along the cutting line AA shown in FIG. 1, and is a cross-sectional view of the first annular channel 60. FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the cutting line BB shown in FIG. 1, and is a cross-sectional view of the second annular flow path 62. In addition, description of the core metal guide hole 31 is abbreviate | omitted in FIG. 5 (a), (b).

図5に示すように、第1の環状流路60および第2の環状流路62は、外ダイ穴57の中心軸に垂直な断面の形状が、外側と内側がともにほぼ真円な環状となっている。外側の円は、外ダイ穴57の内周面であり、内側の円はマンドレル21の外周面によって構成されている。また、図5に示すように、第2の環状流路62の断面積は第1の環状流路60の断面積よりも小さい。   As shown in FIG. 5, the first annular channel 60 and the second annular channel 62 have a cross-sectional shape perpendicular to the central axis of the outer die hole 57, and both the outer side and the inner side are substantially circular. It has become. The outer circle is the inner peripheral surface of the outer die hole 57, and the inner circle is constituted by the outer peripheral surface of the mandrel 21. As shown in FIG. 5, the cross-sectional area of the second annular flow path 62 is smaller than the cross-sectional area of the first annular flow path 60.

一対の溝61の2つの出口61bから流出したゴム組成物11は、第1の環状流路60に沿って流れるとともに、下流方向72に流れる。第1の環状流路60に沿って流れるゴム組成物11は、合流(衝突)する。このとき、マニホールド部21aの下面に半円状の溝65が形成されているので、ゴム組成物11の2つの流れが合流した後、溝65の内部空間で乱流が発生する。この乱流によりウェルドラインの発生が抑制される。溝65の各々の幅t1(図3参照)は、図5(a)に示す第1の環状流路60を形成する外側の円の半径と内側の円の半径との差t(図3参照)に近づくほどよく、約80%以上であるとよい。言い換えると、幅t1は、差tの80%以上であるとよい。   The rubber composition 11 that has flowed out from the two outlets 61 b of the pair of grooves 61 flows along the first annular flow path 60 and also in the downstream direction 72. The rubber composition 11 flowing along the first annular flow path 60 merges (collises). At this time, since the semicircular groove 65 is formed on the lower surface of the manifold portion 21a, turbulent flow is generated in the internal space of the groove 65 after the two flows of the rubber composition 11 merge. This turbulent flow suppresses the generation of weld lines. The width t1 (see FIG. 3) of each groove 65 is the difference t (see FIG. 3) between the radius of the outer circle and the radius of the inner circle forming the first annular channel 60 shown in FIG. ) Is better, and should be about 80% or more. In other words, the width t1 is preferably 80% or more of the difference t.

また、本実施形態では、第1の環状流路60は、内側の円の直径が16.8mmであり、外側の円の直径が30mmである環状断面形状であり、流路の長さは10.5mmである。また、溝65の半径r(図3参照)は、5.3mmである。第2の環状流路62では、第1の環状流路60よりも断面積を小さくすることによって、ゴム組成物11の下流方向72の流れ161が阻害される。これにより、一対の溝61の2つの出口61bのそれぞれから流出した2つのゴム組成物11の流れが周方向の流れ162に整流される。   In the present embodiment, the first annular channel 60 has an annular cross-sectional shape in which the diameter of the inner circle is 16.8 mm and the diameter of the outer circle is 30 mm, and the length of the channel is 10 .5 mm. The radius r (see FIG. 3) of the groove 65 is 5.3 mm. In the second annular channel 62, the flow 161 in the downstream direction 72 of the rubber composition 11 is inhibited by making the cross-sectional area smaller than that of the first annular channel 60. Thereby, the flow of the two rubber compositions 11 flowing out from the two outlets 61 b of the pair of grooves 61 is rectified into the circumferential flow 162.

なお、本発明では、第2の環状流路62の形状は、外側の円と内側の円がほほ真円な環状断面形状に限定されない。例えば、図6(a)に示すように、環状断面のゴム組成物11の流れを均一にさせるために、外側(外ダイ穴57の内周面)が真円で、内側(先端部21bの外周面)が略楕円状であってもよい。この楕円は、一対の溝61の2つの出口を結ぶ方向を長軸とするほうがよい。これにより、一対の溝61の出口61b付近の流路の断面積が小さくなり、かつ出口61bから離れた位置の流路の断面積が大きくなる。そのため、一対の溝61から流出した直後の、ゴム組成物11の流れを均一にする効果を高めることができる。また、内側に略楕円形状を有した環状流路63を用いることで次のような効果がある。図5(b)に示すように、環状流路63が外側および内側ともに真円である場合は、一対の溝61の出口61bから流出したゴム組成物11の流れは、下流方向の流れ161が強い。一方、図6(a)に示すように、環状流路63が、外側が真円で、内側が略楕円形状である場合には、流れ161が阻害されるので、周方向の流れ162が強くなる。よって、周方向の流れ162が衝突して流れを乱すために、効率よく、ウェルドラインを発生しにくくすることができる。   In the present invention, the shape of the second annular channel 62 is not limited to an annular cross-sectional shape in which the outer circle and the inner circle are substantially circular. For example, as shown in FIG. 6A, in order to make the flow of the rubber composition 11 having an annular cross section uniform, the outer side (the inner peripheral surface of the outer die hole 57) is a perfect circle, and the inner side (the tip portion 21b) The outer peripheral surface may be substantially elliptical. The ellipse should have a major axis in the direction connecting the two outlets of the pair of grooves 61. Thereby, the cross-sectional area of the channel near the outlet 61b of the pair of grooves 61 is reduced, and the cross-sectional area of the channel at a position away from the outlet 61b is increased. Therefore, the effect of making the flow of the rubber composition 11 immediately after flowing out of the pair of grooves 61 can be enhanced. Moreover, the following effects are obtained by using the annular flow path 63 having a substantially elliptical shape inside. As shown in FIG. 5B, when the annular flow path 63 is a perfect circle both on the outside and on the inside, the flow of the rubber composition 11 flowing out from the outlet 61b of the pair of grooves 61 is the flow 161 in the downstream direction. strong. On the other hand, as shown in FIG. 6A, when the annular channel 63 has a perfect circle on the outside and a substantially elliptical shape on the inside, the flow 161 is obstructed, so the circumferential flow 162 is strong. Become. Therefore, since the circumferential flow 162 collides and disturbs the flow, it is possible to efficiently generate a weld line.

なお、ここでいう楕円形とは、図6(a)に示す楕円形だけでなく、図6(b)に示すように、半径が同じ2つの半円を互いに対向して配置し、各半円の円孤の両端を、長さが同じで互いに平行な2つの直線で結んだ形状も含む。   Here, the oval shape means not only the oval shape shown in FIG. 6 (a) but also two semicircles having the same radius as shown in FIG. It includes a shape in which both ends of a circular arc are connected by two straight lines having the same length and parallel to each other.

図6(b)に示すこの第2の環状流路62では、内側が長軸の長さが26.8mm、短軸の長さが25.8mm、半径が12.8mmであり、外側の円の直径が30mmであり、流路の長さは約4.1mmである。なお、上述した各流路の寸法は、代表的な値である。   In the second annular channel 62 shown in FIG. 6B, the inner side has a major axis length of 26.8 mm, the minor axis length of 25.8 mm, and a radius of 12.8 mm, and an outer circle Is 30 mm in diameter, and the length of the flow path is about 4.1 mm. In addition, the dimension of each flow path mentioned above is a typical value.

また、本実施形態では、2本の溝61を使用しているために、第2の環状流路62の内側を略楕円形状としたが、本発明では、溝の本数に合わせて違う形状を取ることもできる。例えば、4本の溝を形成する場合は、第2の環状流路62は、外側がほぼ真円で内側が略四角形の形状となる。この第2の環状流路62では、内側の略四角形のそれぞれの頂点が溝の出口付近に配置されるようにした方がよい。   In the present embodiment, since the two grooves 61 are used, the inner side of the second annular flow path 62 has a substantially elliptical shape. However, in the present invention, a different shape according to the number of grooves is used. It can also be taken. For example, when four grooves are formed, the second annular flow path 62 has a substantially circular shape on the outside and a substantially square shape on the inside. In the second annular flow path 62, it is preferable that the apexes of the inner substantially quadrilateral are arranged in the vicinity of the outlet of the groove.

第3の環状流路63は、内側および外側がともに略真円となっている。第3の環状流路63では、第2の環状流路62を通過したゴム組成物11が、押出し口59へ向かって流れる。   The third annular channel 63 has a substantially perfect circle both inside and outside. In the third annular channel 63, the rubber composition 11 that has passed through the second annular channel 62 flows toward the extrusion port 59.

上記のように構成されたクロスヘッドダイ20を使用することで、供給口50から供給されたゴム組成物11をウェルドラインの影響の小さい安定した環状断面流に変換することが可能となる。よって、ウェルドラインの影響による導電性ゴムローラ12の周方向の電気抵抗のムラを低減することができる。これにより、導電性ゴムローラ12の周方向における電気抵抗のばらつきを小さくすることが可能となる。また、クロスヘッドダイ20に形成された流路の全体的な容積を小さくするほうが、ゴム組成物11が流路に接している時間も短くなり、電気抵抗の変化も少なくなる。そのため、クロスヘッドダイ20における流路の容積は約32cm3以下であることが望ましい。ここでいう流路の容積とは、一対の溝61の容積と、第1の環状流路60〜第3の環状流路63の容積との合計である。第3の環状流路63の容積には、押出し口59までの容積が含まれる。換言すると、図1に示すように、押出し口59と、芯金13と、マンドレル21と、外ダイ穴57で囲まれる内部空間の容積である。 By using the crosshead die 20 configured as described above, it is possible to convert the rubber composition 11 supplied from the supply port 50 into a stable annular cross-sectional flow that is less affected by the weld line. Therefore, unevenness in the electrical resistance in the circumferential direction of the conductive rubber roller 12 due to the influence of the weld line can be reduced. As a result, it is possible to reduce variation in electrical resistance in the circumferential direction of the conductive rubber roller 12. Further, when the overall volume of the flow path formed in the crosshead die 20 is reduced, the time during which the rubber composition 11 is in contact with the flow path is shortened, and the change in electrical resistance is also reduced. Therefore, it is desirable that the volume of the flow path in the crosshead die 20 is about 32 cm 3 or less. The volume of the channel here is the total of the volume of the pair of grooves 61 and the volume of the first annular channel 60 to the third annular channel 63. The volume of the third annular channel 63 includes the volume up to the extrusion port 59. In other words, as shown in FIG. 1, the volume of the inner space surrounded by the extrusion port 59, the cored bar 13, the mandrel 21, and the outer die hole 57.

以下、本発明の実施例について説明する。   Examples of the present invention will be described below.

(実施例1)
本実施例においては、上述したクロスヘッドダイ20を用いて導電性ゴムローラ12を押出し成形により製作した。
Example 1
In this example, the conductive rubber roller 12 was manufactured by extrusion molding using the crosshead die 20 described above.

まず、本実施例で使用したゴム組成物11について説明する。弾性体材料として、EPT−4045(三井石油化学株式会社製)を100部、酸化亜鉛2種(ハクスイテック株式会社製)を5部、ステアリン酸(日本油株式会社製)を1部、PEG#400(日本油株式会社製)を1部用いた。導電性材料として、ケッチェンブラックEC−600JD(ケッチェンブラッブインターナショナル株式会社製)を8部、シーストSO(東海カーボン株式会社製)を30部用いた。可塑剤として、ダイアナプロセスオイルPW−380(出光株式会社製)を60部用いた。脱水剤として、VESTA BS(井上石灰工業株式会社製)を4部用いた。他の添加剤として、ノクセラーM(大内新興化学工業株式会社製)を1部、ノクセラーTET(大内新興化学工業株式会社製)を1部、ノクセラーTRA(大内新興化学工業株式会社製)を1部、サンファックス200S(鶴見化学工業株式会社製)を1部用いた。   First, the rubber composition 11 used in this example will be described. As elastic material, 100 parts of EPT-4045 (Mitsui Petrochemical Co., Ltd.), 5 parts of zinc oxide (Hakusitek Co., Ltd.), 1 part of stearic acid (Nippon Oil Co., Ltd.), PEG # 400 1 part (manufactured by Nippon Oil Co., Ltd.) was used. As the conductive material, 8 parts of Ketjen Black EC-600JD (manufactured by Ketjen Blab International Co., Ltd.) and 30 parts of Seast SO (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) were used. As a plasticizer, 60 parts of Diana Process Oil PW-380 (manufactured by Idemitsu Co., Ltd.) was used. As a dehydrating agent, 4 parts of VESTA BS (manufactured by Inoue Lime Industry Co., Ltd.) was used. As other additives, 1 part of Noxeller M (manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.), 1 part of Noxeller TET (manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.), Noxeller TRA (manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.) And 1 part of Sunfax 200S (manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.) were used.

次に、本実施例で用いるマンドレル21の詳細な形状について説明する。本実施例では、第2の環状流路62は、内側を図6(b)に示すような楕円形状とした。また、一対の溝61において、断面積は約86mm2であり、半径は8mmであり、流れ方向に沿った流路長さは約35mmである。第3の環状流路63は、内側の円の直径が約16.8mmであり、外側の円の直径が30mmであり、流路の長さは約10.5mmである。また、溝65の半径は5.3mmである。第2の環状流路62は、内側が長軸の長さが26.8mm、短軸の長さが25.6mm、半径が12.8mmであり、外側は直径が30mmである円であり、流路の長さは約4.1mmである。第3の環状流路63は、内側と外側がほぼ真円であり、断面積の最大値が約505mm2であり、容積が約18600mm3である。そして、上述した各流路の容積の合計は、約32cm3である。
成形の条件は、下記のように設定した。
Next, the detailed shape of the mandrel 21 used in the present embodiment will be described. In this embodiment, the second annular channel 62 has an elliptical shape as shown in FIG. Further, in the pair of grooves 61, the cross-sectional area is about 86 mm 2 , the radius is 8 mm, and the flow path length along the flow direction is about 35 mm. The third annular channel 63 has an inner circle diameter of about 16.8 mm, an outer circle diameter of 30 mm, and a channel length of about 10.5 mm. The radius of the groove 65 is 5.3 mm. The second annular channel 62 is a circle whose inside has a major axis length of 26.8 mm, minor axis length of 25.6 mm, a radius of 12.8 mm, and an outer side of a diameter of 30 mm. The length of the flow path is about 4.1 mm. The third annular channel 63 is substantially circular on the inside and outside, has a maximum cross-sectional area of about 505 mm 2 and a volume of about 18600 mm 3 . And the total of the volume of each flow path mentioned above is about 32 cm < 3 >.
The molding conditions were set as follows.

押出し本数:導電性ゴムローラ2000本連続押出し
芯金:全長252mm、外径φ6.0mm
導電性ゴムローラ:押出し外径 平均φ8.7狙い
押出し機:三葉製作所製φ70mm、L/D20
スクリュー回転数:8.0rpm
ダイス径:φ8.8mm
押出し速度(1本の押出しに必要な時間):5秒
本実施例では、上記の未加硫のゴム組成物11を押出し機1で押出し加工すると同時に(並行して)、連続的に芯金13をクロスヘッドダイ20のマンドレル21の芯金ガイド穴31通過させることによって、芯金13の外周にゴム組成物11を被覆させる。そして、先行する芯金13の後端部と後続の芯金13の先端部との間を切断刃8で切断することによって、1本の導電性ゴムローラ12が成形される。その後、導電性ゴムローラ12を170℃で30分間熱風炉に投入して加硫を行う。加硫後の導電性ゴムローラの両端部10mmを突切り加工を行って芯金13を露出させ、ゴム部を直径8.5mmまで研磨して形状を整え、導電性ゴムローラを作製した。
Number of extrusions: 2000 conductive rubber rollers are continuously extruded Core metal: Total length 252 mm, outer diameter φ 6.0 mm
Conductive rubber roller: Extrusion outer diameter average φ8.7 aim Extruder: φ70mm, L / D20, manufactured by Mitsuba Corporation
Screw rotation speed: 8.0rpm
Die diameter: φ8.8mm
Extrusion speed (time required for one extrusion): 5 seconds In this example, the above-mentioned unvulcanized rubber composition 11 is extruded by the extruder 1 (in parallel) and continuously in a cored bar. The rubber composition 11 is coated on the outer periphery of the core bar 13 by passing the core 13 through the core bar guide hole 31 of the mandrel 21 of the crosshead die 20. Then, one conductive rubber roller 12 is formed by cutting between the rear end portion of the preceding core metal 13 and the front end portion of the subsequent core metal 13 with the cutting blade 8. Thereafter, the conductive rubber roller 12 is placed in a hot air oven at 170 ° C. for 30 minutes for vulcanization. Cut off both ends 10 mm of the vulcanized conductive rubber roller to expose the cored bar 13 and polish the rubber part to a diameter of 8.5 mm to prepare a conductive rubber roller.

(実施例2)
本実施例における導電性ゴムローラは、第2の環状流路62を、図5(b)に示すように、外側と内側がほぼ真円な環状流路とした。この第2の環状流路62において、内側の円の直径が26.8mmであり、外側の円の直径が30mmであり、流路の長さは約4.1mmである。それ以外は、実施例1と同様にして製造する。
(Example 2)
In the conductive rubber roller according to the present embodiment, the second annular channel 62 is an annular channel whose outer side and inner side are substantially circular as shown in FIG. In the second annular channel 62, the diameter of the inner circle is 26.8 mm, the diameter of the outer circle is 30 mm, and the length of the channel is about 4.1 mm. Other than that is manufactured like Example 1. FIG.

(比較例1)
本比較例においては、図7に示す従来のクロスヘッドダイ120を使用して、実施例1と同様のゴム組成物11から導電性ゴムローラを押出し成形した。なお、図7では、図1に示すクロスヘッドダイ20と同様の構成要素については同じ符号を付している。
(Comparative Example 1)
In this comparative example, a conductive rubber roller was extruded from the same rubber composition 11 as in Example 1 using a conventional crosshead die 120 shown in FIG. In FIG. 7, the same components as those in the crosshead die 20 shown in FIG.

図7に示すクロスヘッドダイ120において、マンドレル121の外周面には、一対のプリランド162付きマニホールド161が形成されている。マニホールド161は、展開部流路151を構成している。プリランド162の幅は約3mmである。展開部流路151の流路に垂直な断面の面積は、約710mm2である。また、クロスヘッドダイ120では、展開部流路151に後続して環状流路152が形成されている。環状流路152は、長さが90mmで断面積の最大値が1725mm2のテーパ形状である。なお、環状流路152を構成するマンドレル121の外周には、らせん状の溝153が形成されている。導電性ゴムローラの成形条件は、実施例1と同じである。なお、本比較例のクロスヘッドダイ120における流路の容積は、約330cm3である。 In the crosshead die 120 shown in FIG. 7, a pair of manifolds 161 with a preland 162 is formed on the outer peripheral surface of the mandrel 121. The manifold 161 constitutes a development part flow path 151. The width of the pre-land 162 is about 3 mm. The area of the cross section perpendicular to the flow path of the development part flow path 151 is about 710 mm 2 . Further, in the crosshead die 120, an annular flow channel 152 is formed following the development portion flow channel 151. The annular channel 152 has a taper shape with a length of 90 mm and a maximum cross-sectional area of 1725 mm 2 . A spiral groove 153 is formed on the outer periphery of the mandrel 121 constituting the annular flow path 152. The molding conditions for the conductive rubber roller are the same as those in the first embodiment. In addition, the volume of the flow path in the crosshead die 120 of this comparative example is about 330 cm 3 .

(評価)
各実施例および比較例1で製造された導電性ゴムローラについて、押出し本数が400本間隔で、周方向の電流値を測定し、以下のように、電気抵抗のムラを計算した。具体的には、円柱状の金属ドラムに両端500g荷重で導電性ゴムローラを当接させ、金属ドラムを回転させた状態で、導電性ゴムローラと金属ドラムとの間に200Vの電圧を印加し、測定周期50msecで電流を測定する。そして、電流値の最大値を最小値で除算した値によって電気抵抗のムラを評価する。
(Evaluation)
About the conductive rubber roller manufactured in each Example and Comparative Example 1, the current value in the circumferential direction was measured at intervals of 400 extrusions, and the unevenness of electric resistance was calculated as follows. Specifically, a conductive rubber roller is brought into contact with a cylindrical metal drum with a load of 500 g at both ends, and a voltage of 200 V is applied between the conductive rubber roller and the metal drum while the metal drum is rotated, and measurement is performed. Current is measured at a period of 50 msec. Then, the unevenness of electric resistance is evaluated by a value obtained by dividing the maximum value of the current value by the minimum value.

以上の実施例および比較例における測定結果をそれぞれ下記の表1に示す。   The measurement results in the above Examples and Comparative Examples are shown in Table 1 below.

Figure 0005611082
Figure 0005611082

┌────┬─┬──┬──┬──┬──┬──┐
押出し本数│50│400│800│1200│1600│2000│
├────┼─┼──┼──┼──┼──┼──┤
実施例1 1.42│1.42│1.43│1.43│1.47│1.46│
├────┼─┼──┼──┼──┼──┼──┤
実施例2 1.46│1.45│1.46│1.49│1.51│1.50│
├────┼─┼──┼──┼──┼──┼──┤
比較例1 1.48│1.58│1.66│1.68│1.72│1.77│
└────┴─┴──┴──┴──┴──┴──┘
表1より、導電性ゴムローラの周方向における電気抵抗のムラに関して、各実施例で製造された導電性ゴムローラは、押出し本数が増えても安定した数値とすることが可能であった。よって、各例実施例のクロスヘッドダイで導電性ゴムローラを成形すると、周方向における電気抵抗のムラを小さくできると考えられる。
┌────┬─┬──┬──┬──┬──┬──┐
Number of extrusions│50│400│800│1200│1600│2000│
├────┼─┼──┼──┼──┼──┼──┤
Example 1 1.42│1.42│1.43│1.43│1.47│1.46│
├────┼─┼──┼──┼──┼──┼──┤
Example 2 1.46│1.45│1.46│1.49│1.51│1.50│
├────┼─┼──┼──┼──┼──┼──┤
Comparative Example 1 1.48│1.58│1.66│1.68│1.72│1.77│
└────┴─┴──┴──┴──┴──┴──┘
From Table 1, regarding the non-uniformity of electrical resistance in the circumferential direction of the conductive rubber roller, the conductive rubber roller manufactured in each example could be a stable value even when the number of extrusions increased. Therefore, it is considered that when the conductive rubber roller is molded with the crosshead die of each example, the unevenness of electric resistance in the circumferential direction can be reduced.

一方、比較例で製造された導電性ゴムローラは、押出本数が増加するにつれて、周方向における電気抵抗のムラが大きくなっていることがわかる。これは、比較例1のクロスヘッドダイ120には、ゴム組成物11の2つの流れが合流するマニホールド161の終端部に、実施例1、2のクロスヘッドダイ20に設けられた溝65のような乱流を発生させる構造が設けられていないからだと考えられる。   On the other hand, in the conductive rubber roller manufactured in the comparative example, it can be seen that the electrical resistance unevenness in the circumferential direction increases as the number of extrusions increases. This is because the crosshead die 120 of Comparative Example 1 is like a groove 65 provided in the crosshead die 20 of Examples 1 and 2 at the end of the manifold 161 where two flows of the rubber composition 11 merge. This is probably because there is no structure that generates turbulent flow.

以上の結果より、本発明のクロスヘッドダイ20により、周方向における電気抵抗のムラが小さい導電性ゴムローラを成形することができる。   From the above results, it is possible to form a conductive rubber roller with less uneven electrical resistance in the circumferential direction by the cross head die 20 of the present invention.

なお、流路の圧力損失を考慮すると、芯金13の直径の範囲は4〜10mmが望ましく、導電性ゴムローラ12の外径の範囲は7mm〜16mmが望ましい。   In consideration of the pressure loss of the flow path, the diameter range of the cored bar 13 is desirably 4 to 10 mm, and the outer diameter range of the conductive rubber roller 12 is desirably 7 mm to 16 mm.

21 マンドレル
22 外ダイ
50 供給口
57 外ダイ穴
60 第1の環状流路
62 第2の環状流路
65 溝
21 Mandrel 22 Outer die 50 Supply port 57 Outer die hole 60 First annular channel 62 Second annular channel 65 Groove

Claims (3)

上端部から下端部まで内部を軸方向に貫通した円形状の外ダイ穴と、
前記外ダイ穴を囲む壁部を前記軸方向に交差する方向に貫通し、ゴム組成物を前記外ダイ穴に供給する供給口と、
が形成された外ダイと、
前記軸方向に内部を貫通し、芯金が流れる芯金ガイド穴が前記外ダイ穴の中心軸とほぼ同軸に形成され、前記外ダイ穴に設置されたマンドレルと、
を有し、
前記芯金ガイド穴から前記外ダイの前記下端部に向かって流出した前記芯金が、前記ゴム組成物により被覆された導電性ゴムローラを成形するクロスヘッドダイにおいて、
前記マンドレルが、
マニホールド部と、
前記マニホールド部の下面から前記軸方向の下側に延びた先端部と、
を有し、
前記マニホールド部が、
外周面に、前記芯金ガイド穴の中心軸と前記供給口の中心軸を含む平面に対して対称な形状に形成された一対の溝であって、
前記供給口に対向し、前記ゴム組成物が前記供給口から流入する入口と、
前記入口から前記外周面の周方向に離れるとともに前記入口よりも前記軸方向の下側の位置で前記芯金ガイド穴の中心軸を挟んで互いに対向し、前記入口から流入した前記ゴム組成物が前記軸方向の下側に流出する2つの出口と、
を有する一対の溝と、
前記下面に前記芯金ガイド穴の中心軸に対して対称に形成され、前記2つの出口の各々に連通し、前記芯金ガイド穴の中心軸と前記供給口の中心軸を含む断面において、前記上端部に向かう方向に凸の半円状の溝と、
を有し、
前記先端部の外周面と前記外ダイ穴の内周面との隙間に形成され、前記2つの出口および前記半円状の溝と連通し、前記2つの出口から流出した前記ゴム組成物が、前記周方向に流れる第1の環状流路と、
前記隙間の、前記第1の環状流路よりも前記軸方向の下側に形成され、前記第1の環状流路よりも断面積が小さい第2の環状流路と、
をさらに有することを特徴とするクロスヘッドダイ。
A circular outer die hole penetrating the inside in the axial direction from the upper end to the lower end,
A supply port that passes through a wall portion surrounding the outer die hole in a direction intersecting the axial direction, and supplies a rubber composition to the outer die hole;
An outer die formed with,
A mandrel that penetrates the inside in the axial direction and a cored bar guide hole through which a cored bar flows is formed substantially coaxially with the central axis of the outer die hole, and is installed in the outer die hole;
Have
In the crosshead die for molding the conductive rubber roller coated with the rubber composition, the core metal that has flowed out from the core metal guide hole toward the lower end portion of the outer die.
The mandrel is
Manifold section,
A tip portion extending downward from the lower surface of the manifold portion in the axial direction;
Have
The manifold portion is
A pair of grooves formed on the outer peripheral surface in a symmetrical shape with respect to a plane including the central axis of the cored bar guide hole and the central axis of the supply port,
Opposite to the supply port, an inlet through which the rubber composition flows from the supply port,
The rubber composition that is separated from the inlet in the circumferential direction of the outer peripheral surface and is opposed to each other across the central axis of the cored bar guide hole at a position lower in the axial direction than the inlet, Two outlets flowing downward in the axial direction;
A pair of grooves having
Is formed symmetrically with respect to the center axis of the metal core guide holes in the lower surface, said communicated to each of the two outlets, in a cross section including the central axis of the central shaft and the supply opening of the metal core guide holes, wherein A semicircular groove convex in the direction toward the upper end ,
Have
Formed in a gap between the outer peripheral surface of the tip and the inner peripheral surface of the outer die hole, communicated with the two outlets and the semicircular groove, the rubber composition flowing out from the two outlets, A first annular channel that flows in the circumferential direction;
A second annular channel formed in a lower side of the gap in the axial direction than the first annular channel, and having a smaller cross-sectional area than the first annular channel;
The crosshead die further comprising:
前記第2の環状流路の外側が円形であり、前記第2の環状流路の内側が楕円形である、請求項1に記載のクロスヘッドダイ。   The crosshead die according to claim 1, wherein an outer side of the second annular channel is circular, and an inner side of the second annular channel is elliptical. 上端部から下端部まで内部を軸方向に貫通した円形状の外ダイ穴と、
前記外ダイ穴を囲む壁部を前記軸方向に交差する方向に貫通した供給口と、
が形成された外ダイと、
内部を前記軸方向に貫通し、前記外ダイ穴の中心軸とほぼ同軸に形成された芯金ガイド穴と、
前記芯金ガイド穴の中心軸と前記供給口の中心軸を含む平面に対して対称な形状に形成された一対の溝が外周面に形成され、前記芯金ガイド穴の中心軸に対して対称な形状に形成され、前記芯金ガイド穴の中心軸と前記供給口の中心軸を含む断面において、前記上端部に向かう方向に凸の半円状の溝が下面に形成されたマニホールド部と、
前記マニホールド部の前記下面から前記軸方向の下側に延びた先端部と
を有するマンドレルと、
を用いて、芯金がゴム組成物により被覆された導電性ゴムローラを製造する方法において、
前記ゴム組成物を前記供給口から前記外ダイ穴に供給し、
供給された前記ゴム組成物を、前記供給口に対向した入口から、前記入口から前記外周面の周方向に離れるとともに前記入口よりも前記軸方向の下側の位置で前記芯金ガイド穴の中心軸を挟んで互いに対向する2つの出口まで流し、
前記2つの出口から流出したゴム組成物を、前記先端部の外周面と前記外ダイ穴の内周面との隙間に形成された第1の環状流路に沿って、前記周方向に流し、
前記第1の環状流路を通過した前記組成物を、前記隙間の、前記第1の環状流路よりも前記軸方向の下側に形成され、前記第1の環状流路よりも断面積が小さい第2の環状流路に沿って流す第1の工程と、
前記第1の工程と並行して、前記芯金を前記芯金ガイド穴に流す第2の工程と、
前記芯金ガイド穴から流出した前記芯金を、前記ゴム組成物により被覆する第3の工程と、
を有することを特徴とする導電性ゴムローラの製造方法。
A circular outer die hole penetrating the inside in the axial direction from the upper end to the lower end,
A supply port penetrating a wall portion surrounding the outer die hole in a direction intersecting the axial direction;
An outer die formed with,
A cored bar guide hole penetrating through the inside in the axial direction and formed substantially coaxially with the central axis of the outer die hole;
A pair of grooves formed in a symmetric shape with respect to a plane including the central axis of the cored bar guide hole and the central axis of the supply port are formed on the outer peripheral surface, and are symmetric with respect to the central axis of the cored bar guide hole In a cross section including a central axis of the cored bar guide hole and a central axis of the supply port, a manifold portion having a semicircular groove formed on the lower surface in a direction toward the upper end portion ;
A mandrel having a tip extending from the lower surface of the manifold portion to the lower side in the axial direction;
In a method for producing a conductive rubber roller in which a core metal is coated with a rubber composition,
Supplying the rubber composition from the supply port to the outer die hole;
The supplied rubber composition is separated from the inlet facing the supply port in the circumferential direction of the outer peripheral surface from the inlet and at the center of the cored bar guide hole at a position below the inlet in the axial direction. Flow to two outlets facing each other across the shaft,
Flowing the rubber composition flowing out from the two outlets in the circumferential direction along a first annular flow path formed in a gap between the outer peripheral surface of the tip and the inner peripheral surface of the outer die hole;
The composition that has passed through the first annular channel is formed below the first annular channel in the gap in the axial direction, and has a cross-sectional area that is larger than that of the first annular channel. A first step for flowing along a small second annular channel;
In parallel with the first step, a second step of flowing the cored bar through the cored bar guide hole;
A third step of coating the core metal that has flowed out of the core metal guide hole with the rubber composition;
A method for producing a conductive rubber roller, comprising:
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