CN101058667A - 防鸣叫辊 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种耐久性优异的薄厚度防鸣叫辊。其由发泡聚氨酯形成，辊厚度为4mm以下，所述发泡聚氨酯由使用了己内酯类二醇的预聚物、包含2官能二醇的增链剂、和包含3官能以上的短链多元醇的交联剂制得，上述交联剂相对于上述增链剂和上述交联剂的总量以10质量％以上、小于20质量％进行配合，并且发泡聚氨酯在70℃、22小时、25％的压缩条件下的压缩永久形变为20％以下，硬度在Asker C下为60～70°。

Description

防鸣叫辊
技术领域
本发明涉及由发泡聚氨酯形成的防鸣叫辊，特别是涉及适用于进行复印机、传真机、各种打印机等各种OA设备等的各种给纸、传送的给纸传送用辊以及逆转辊等纸张类分离辊的防鸣叫辊。
背景技术
目前为止，要求各种OA设备的给纸·传送用辊的传送力大，耐磨耗性优异，但近年来，由于给纸时与纸张等的摩擦而产生的振动，产生所谓鸣叫现象已视为问题。
此外，对于用于防止给纸部重送的分离辊，从其耐磨耗性、原稿非污染性方面出发，一般采用发泡聚氨酯，但纸理开后，例如在给纸带和分离辊配合回转时产生卟卟、吱吱的杂音(鸣叫)。
因此，为了对付鸣叫，目前为止已经进行了各种研究。例如，本申请人提出了在实现低硬度化的同时耐久性优异，不受纸粉影响且能够维持稳定的摩擦系数，并且不产生鸣叫的给纸传送用辊(参照专利文献1)，以及防止产生杂音的同时，无污染性的防鸣叫辊(参照专利文献2和3)。上述辊的鸣叫对策对于具有厚度的辊有效，但对于厚度薄的辊，不能全部满足鸣叫对策、耐久性、压缩永久形变。
[专利文献1]特开2003-165635号公报
[专利文献2]特开2005-059279号公报
[专利文献3]特开2005-154147号公报
发明内容
鉴于上述实际情况，本发明的课题在于提供一种耐久性优异的厚度薄的防鸣叫辊。
解决上述课题的本发明的第1方式涉及防鸣叫辊，其特征在于：由发泡聚氨酯形成，辊的厚度为4mm以下，所述发泡聚氨酯由使用了己内酯类二醇的预聚物、包含2官能二醇的增链剂、和包含3官能以上的短链多元醇的交联剂制得，相对于上述增链剂和上述交联剂总量，上述交联剂以10质量％以上、小于20质量％进行配合，并且发泡聚氨酯在70℃、22小时、25％的压缩条件下的压缩永久形变为20％以下，硬度在Asker C下为60～70°。
本发明的第2方式涉及防鸣叫辊，其特征在于：第1方式中记载的防鸣叫辊是机械发泡(mechanical frothing)成型的。
根据本发明，实现了形成耐久性优异、厚度薄的防鸣叫辊的效果。
附图说明
图1为表示试验例1的鸣叫试验机的简图。
图2为表示试验例2的耐久试验机的简图。
符号说明
11辊发泡体
12自由辊
13纸
22自由辊
23研磨布
具体实施方式
本发明的防鸣叫辊由发泡聚氨酯形成，辊的厚度为4mm以下，所述发泡聚氨酯由使用了己内酯类二醇的预聚物、包含2官能二醇的增链剂、和包含3官能以上的短链多元醇的交联剂制得，相对于增链剂和交联剂的总量，交联剂以10质量％以上、小于20质量％进行配合，并且以泡聚氨酯在70℃、22小时、25％的压缩条件下的压缩永久形变为20％以下，硬度在Asker C下为60～70°。
如上所述，通过将发泡聚氨酯用于薄厚度辊，所述发泡聚氨酯以使用了己内酯类二醇的预聚物作为基材，规定增链剂和交联剂的质量比，从而形成耐久性优异、能够防止鸣叫的防鸣叫辊。
本发明的防鸣叫辊是由对于以往具有厚度的辊由于产生鸣叫不能用于防鸣叫辊的增链剂和交链剂的配合得到的发泡聚氨酯形成的，但适于薄厚度辊。
本发明所涉及的发泡聚氨酯，相对于增链剂和交联剂的总量，交联剂以10质量％以上、小于20％质量％，优选10质量％以上、15质量％以下进行配合。即，是以增链剂和交联剂的质量比为90∶10～80∶20(但不包括80∶20)、优选90∶10～85∶15进行配合的发泡聚氨酯。通过将交联剂规定于上述范围，由于氨基甲酸酯的硬链段增加而变得强固，因此形成厚度为4mm以下的辊形状时不会振动，不会产生鸣叫。而且70℃、22小时、25％的压缩条件下的压缩永久形变为20％以下，硬度在Asker C下为60～70°。如果交联剂小于上述范围，则形成压缩永久形变为20％以上的发泡聚氨酯，作为辊使用时变形难以回复，因此不优选。此外，如果交联剂大于上述范围，则对于厚度4mm以下的辊，吸收振动、抑制鸣叫的效果消失。
应予说明，此处所说的压缩永久形变是依据JIS K6262，形成由上述配合的发泡聚氨酯形成的外径Φ37mm×内径Φ17mm×宽12.5mm的样品辊，在70℃、22小时、从样品辊的轴方向上下压缩25％下测定的。
其中，本发明所涉及的发泡聚氨酯是使用聚ε-己内酯类二醇、多异氰酸酯、以及增链剂和交联剂，采用预聚物法制造的。具体地说，通过聚ε-己内酯类二醇与过剩的多异氰酸酯化合物反应，形成残存有异氰酸酯基的己内酯类预聚物，该己内酯类预聚物残存的异氰酸酯基通过与增链剂和交联剂反应，能够制造聚氨酯。
作为用于制造己内酯类预聚物的聚ε-己内酯类多元醇，能够使用数均分子量为1000～4000的多元醇。此外，作为多异氰酸酯化合物，可以列举2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、1，5-萘二异氰酸酯(NDI)、3，3-二甲基二苯基-4，4′-二异氰酸酯(TODI)等。在性能及成本方面特别适于采用MDI。
此外，增链剂为2官能短链二醇，例如，为数均分子量80～160的短链二醇。例如，可采用丙二醇(PD)和丁二醇(BD)的至少一方，当然也可混合采用二种以上。其中，1，3-丙二醇作为代表性的丙二醇，1，4-丁二醇作为代表性的丁二醇，1，3-丙二醇和1，4-丁二醇在性能和成本方面是适合的，但并不限定于此。
另一方面，交联剂为3官能以上的短链多元醇，例如，为数均分子量800以下、优选500以下的3官能多元醇。可以列举例如三羟甲基乙烷(TME)和三羟甲基丙烷(TMP)，采用至少一种。
本发明的防鸣叫辊，可将上述原料按规定比率配含后发泡成型，也可添加规定的添加剂。例如，可添加发泡剂、整泡剂(foaming controller)、防老剂、抗氧剂等。此外，发泡可以是利用发泡剂的发泡，也可以是添加整泡剂采用机械发泡的机械发泡中的发泡。
本发明的防鸣叫辊，通过按规定比率配合上述原料，在辊厚度为4mm以下时能够防止鸣叫，并且耐久性和压缩永久形变性优异。
以下，通过实施例进一步详细说明本发明，这些实施例不对本发明的范围产生任何限定。
(实施例1)
在己内酯类聚氨酯预聚物(RV2600：大日本油墨化学工业株式会社制)100质量部中，添加整泡剂、防老剂，并在机械发泡中搅拌5分钟。然后，作为固化剂，将增链剂1，4-丁二醇和交链剂三羟甲基丙烷(TMP)的质量比为90∶10的混合物7.3质量部与0.05质量部的水混合，在机械发泡中搅拌1分钟，在加热到120℃的模具中将其铸塑成为发泡密度0.4g/cm3(铸塑质量/铸塑模具的容积)，50分钟后取出从而制得辊。将所得辊研磨、切断，得到外径Φ23mm×内径Φ17mm×宽24mm的实施例1的辊发泡体。其中，压缩永久形变(CS)为15％。
其中，压缩永久形变是依据JIS K6262，在70℃、22小时、25％压缩条件下测定由同样的配合和方法制得的Φ37mm×Φ17mm×宽12.5mm的辊形状物得到的。
(实施例2)
除使发泡密度为0.5g/cm3以外，以与实施例1相同的方式，得到实施例2的辊发泡体。其中，压缩永久形变为15％。
(实施例3)
除使发泡密度为0.6g/cm3以外，以与实施例1相同的方式，得到实施例3的辊发泡体。其中，压缩永久形变为16％。
(实施例4)
除形成外径Φ25mm×内径Φ17mm×宽24mm以外，以与实施例3相同的方式，得到实施例4的辊发泡体。其中，压缩永久形变为16％。
(实施例5)
除使增链剂与交联剂的质量比为85∶15，形成外径Φ25mm×内径Φ17mm×宽24mm以外，以与实施例2相同的方式，得到实施例5的辊发泡体。其中，压缩永久形变为15％。
(比较例1)
除使增链剂与交联剂的质量比为60∶40以外，以与实施例1相同的方式，得到比较例1的辊发泡体。其中，压缩永久形变为3％。
(比较例2)
除使增链剂与交联剂的质量比为60∶40，使辊为外径Φ29mm×内径Φ17mm×宽24mm以外，以与实施例1相同的方式，得到比较例2的辊发泡体。其中，压缩永久形变为3％。
(比较例3)
除使增链剂与交联剂的质量比为60∶40，使辊为外径Φ29mm×内径Φ17mm×宽24mm以外，以与实施例2相同的方式，得到比较例3的辊发泡体。其中，压缩永久形变为3％。
(比较例4)
除使增链剂与交联剂的质量比为60∶40以外，以与实施例3相同的方式，得到辊发泡体。其中，压缩永久形变为4％。
(比较例5)
除使增链剂与交联剂的质量比为70∶30以外，以与实施例2相同的方式，得到辊发泡体。其中，压缩永久形变为8％。
(比较例6)
除使增链剂与交联剂的质量比为80∶20以外，以与实施例2相同的方式，得到比较例6的辊发泡体。其中，压缩永久形变为14％。
(比较例7)
除使辊为外径Φ29mm×内径Φ17mm×宽24mm的辊以外，以与实施例1相同的方式，得到比较例7的辊发泡体。其中，压缩永久形变为15％。
(比较例8)
除使增链剂与交联剂的质量比为95∶5以外，以与实施例2相同的方式，得到比较例8的辊发泡体。其中，压缩永久形变为26％。
(比较例9)
除不配合交联剂以外，以与实施例2相同的方式，得到比较例9的辊发泡体。其中，压缩永久形变为55％。
(试验例1)：鸣叫试验
如图1所示，对于固定的各实施例和比较例的辊发泡体11，夹着纸13(PPC普通用纸)以负荷200gf压接自由转动的自由辊12，由感觉试验确认牵引纸13时产生的鸣叫(杂音)。其中，纸13的送纸速度为50mm/sec，试验在常温常湿(23℃、50％RH)环境下进行。结果如表1所示。
(试验例2)：耐久试验
对于上述各实施例和比较例的辊发泡体，为了施加高负荷于该辊发泡体，采用研磨布进行耐久试验，测定试验前后各实施例和各比较例的辊发泡体的外径变化量。
该耐久试验，如图2所示，对于辊发泡体11，夹着固定的研磨布23(研磨布A-400：(株)光阳社制)，以负荷400gf压接设计为自由转动的自由辊22，辊发泡体以转动速度500rpm进行转动。其中，辊发泡体的转数根据发泡密度变化，发泡密度0.4g/cm3：30000转、发泡密度0.5g/cm3：50000转、发泡密度0.6g/cm3：80000转。
测定结果如表1所示。外径磨耗量小于0.15mm记为○，外径磨耗量为0.15mm以上、小于0.3mm记为△，外径磨耗量为0.3mm以上记为×。
其中，外径是采用激光测定器测定距离辊的轴方向端部各5mm处和中央部共3处并将其平均的值，外径磨耗量是从耐久试验前减去耐久试验后的外径而得到的值。
                                         表1
  增链剂/交联剂   发泡密度(g/cm3)   CS(％)   辊厚度(mm)   鸣叫(杂音)   硬度Asker C(°)   耐久试验
  实施例1   90/10   0.4   15   3.0   无   61   ○
  实施例2   90/10   0.5   15   3.0   无   64   ○
  实施例3   90/10   0.6   16   3.0   无   70   ○
  实施例4   90/10   0.6   16   4.0   无   70   ○
  实施例5   85/15   0.5   15   4.0   无   63   ○
  比较例1   60/40   0.4   3   3.0   有   46   ×
  比较例2   60/40   0.4   3   6.0   无   46   ×
  比较例3   60/40   0.5   3   6.0   无   52   ×
  比较例4   60/40   0.6   4   3.0   有   58   ×
  比较例5   70/30   0.5   8   3.0   无   60   △
  比较例6   80/20   0.5   14   3.0   无   62   △
  比较例7   90/10   0.4   15   6.0   有   61   ○
  比较例8   95/5   0.5   26   3.0   无   69   ○
  比较例9   100/0   0.5   55   3.0   无   74   ○
(结果归纳)
各实施例的辊发泡体在鸣叫试验中均没有产生鸣叫，在耐久试验中外径磨耗量为小于0.15mm，是耐久性优异的防鸣叫辊。
与此相对，交联剂的配合比例多的比较例1～6的辊发泡体，任何一个的压缩永久形变都小，任何一个的耐久性都不佳，产生鸣叫。与实施例1的辊厚度不同的比较例7中产生鸣叫。此外，如比较例8和比较例9那样交联剂的配合比例少的辊发泡体，没有产生鸣叫，耐久性也良好，但压缩永久形变大，用作辊不是优选的。
如上所述，可知通过规定交联剂的配合比例，形成耐久性优异、薄厚度的防鸣叫辊。

Claims (2)

1、防鸣叫辊，其特征在于：由发泡聚氨酯形成，辊的厚度为4mm以下，所述发泡聚氨酯由使用了己内酯类二醇的预聚物、包含2官能二醇的增链剂、和包含3官能以上的短链多元醇的交联剂制得，上述交联剂相对于上述增链剂和上述交联剂的总量以10质量％以上、小于20质量％进行配合，并且发泡聚氨酯在70℃、22小时、25％的压缩条件下的压缩永久形变为20％以下，硬度在Asker C下为60～70°。
2、权利要求1所述的防鸣叫辊，其特征在于：是由机械发泡成型的。
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