CN102358527A

CN102358527A - 一种进纸轮及其制造方法

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Publication number: CN102358527A
Application number: CN2011101835279A
Authority: CN
Inventors: 李志坚
Original assignee: BEIJING LAISHENG HIGH-TECH TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING LAISHENG HIGH-TECH TECHNOLOGY Co Ltd; BEIJING LASER HI Tech CO Ltd
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2031-07-01
Also published as: CN102358527B

Abstract

一种进纸轮及其制造方法，该进纸轮由塑料骨架和套在其上的橡胶轮构成，所述的橡胶轮由橡胶组合物制成，该橡胶组合物包括：耐磨性好且强度高的橡胶；一种有效的橡胶硫化体系，适合用于所述的顺丁橡胶和天然橡胶的组合物；一种以上的抗氧化剂，其中一种抗氧化剂在橡胶硫化后起到助脱模的作用；适量的补强填充剂和软化剂，能够提高橡胶轮的强度，又不会显著增加硬度。本发明的优点是：制造工艺简单，胶轮由模具一次压制成型，无需再进行加工；进纸轮表面不易喷霜；能够长时期保持进纸轮表面的摩擦性。

Description

一种进纸轮及其制造方法

技术领域

本发明涉及打印机、复印机、多功能一体机等搓纸系统内的进纸轮，更具体地是涉及一种将单页纸张进给到复印或打印装置中的进纸轮及其制造方法。

背景技术

众所周知，在现代打印机、复印机、传真机和一体机等办公设备中，在纸盘内预先放置一沓纸，工作时，单页纸张从纸堆进给到进行复印或打印的区域。在此过程中，纸张的分离和传送都是靠进纸轮表面的橡胶轮的摩擦来实现的。

一般来说，进纸轮在最初设计的时候，胶轮的表面一般都会有粗糙的纹理，目的是为了获得高的摩擦性。现在市售的绝大部分进纸轮，表面的粗糙纹理都是在橡胶轮硫化成型后再将表面进行磨削而形成的。这种加工方法一是增加了工艺的复杂性，提高了成本；二是可能造成表面纹理不均匀，影响了胶轮表面的摩擦性；三是胶轮成型时形成的表面层被磨掉，会加速胶轮内的一些物质析出到表面，也会降低胶轮表面的摩擦性。

发明内容

本发明的目的是提供一种进纸轮的制造方法，简化现有工艺的复杂性，使进纸轮表面纹理均匀，不易喷霜，能够长时期保持进纸轮表面的摩擦性。

本发明的技术方案是：一种进纸轮的制造方法，所述的进纸轮由塑料骨架和套在其上的橡胶轮构成，其特征在于，所述的橡胶轮的外圆周表面沿轴向密布着平行直齿，该橡胶轮为一次压制硫化成型。

上述橡胶轮成型方案中，不需要再进行表面磨削和切割等工艺。此方案的优点是制造工艺简单，一次压制成型即可，且进纸轮表面不易喷霜，能够长时期保持进纸轮表面的摩擦性。

本发明使用的模具采用不锈钢制造或普通钢表面镀铬，使其容易脱模，既提高了工作效率，也提高了成品率。

但上述成型方法对胶轮的配方及成型模具的设计制作提出了很高的要求，既要保证胶轮起模时容易脱模，还要有足够的强度使其脱模时不易撕裂掉块。

因此，需要相应地采取以下技术方案：

所述的橡胶轮由橡胶组合物制成，该橡胶组合物包括：

（1）耐磨性好的橡胶，该橡胶为顺丁橡胶和天然橡胶的组合物；

（2）一种橡胶硫化体系，适合用于所述的顺丁橡胶和天然橡胶组合物，既能使橡胶组合物充分硫化，又不会造成表面喷霜；

（3）至少一种抗氧化剂，至少包括一种物理防老剂，除了有抗氧化作用外，还能在橡胶硫化后起到助脱模的作用；

（4）至少一种补强填充剂，适量的补强填充剂能够提高橡胶轮的强度，又不会显著增加硬度；

（5）至少一种软化剂，适量的软化剂与所述的补强填充剂协同作用，既会消除因补强剂带来的硬度增加，又不会喷出到表面。

所述的橡胶的重量为100份；所述的橡胶硫化体系的重量为5-10份，优选6-8份；所述的抗氧化剂的重量为1-3份，最佳用量为1.5-2份；所述的补强/填充剂的重量为10-70份，优选为30-50份；所述的软化剂的重量为5-20份，最佳用量为8-12份。

所述的顺丁橡胶与天然橡胶的重量比例为60:40～20:80，优选为50:50 ～ 30:70，这个比例范围能够保证胶轮有足够的强度，在胶轮压制成型后脱模时不会因粘模造成起模困难，也不会因粘模而使胶轮表面的直齿扯断、掉渣。

所述的橡胶硫化体系是氧化锌、硬脂酸、二硫化四甲基秋兰姆、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺及硫磺的混合物，其中各成分的重量份数分别为：

氧化锌为2-5份，最佳为3-4份；

硬脂酸为0.5-2份，最佳为0.8-1.5份；

二硫化四甲基秋兰姆为0.3-1.5份，最佳为0.5-1份；

N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺为0.5-2份，最佳为0.8-1.5份；

硫磺为1-3份，最佳为1-2份；

以上硫化体系的组分和用量的控制，可以使上述硫化体系尽可能充分的消耗于硫化反应，使胶轮达到充分硫化，又防止喷霜的发生。

所述的抗氧化剂为防老剂RD和石蜡的混合物，其中防老剂RD的重量份数为0.5-2份，最佳为1-1.5份，石蜡的重量份数为0.5-1.5份，最佳为0.5-1份；该石蜡更重要的作用是胶料在使用模具压制成型后起到助脱模的作用。

所述的补强填充剂为浅色填料如白炭黑、碳酸钙、钛白粉的混合物，其中：

白炭黑的重量份数为5-25份，最佳为10-20份，既可以保证胶轮有足够高的强度，又不会使胶料粘度增加太多造成胶料粘模使起模困难；碳酸钙的重量份数为5-30份，最佳为10-25份；钛白粉的重量份数为5-30份，最佳为5-20份。

所述的软化剂为环烷油或石蜡油，重量份数为5-20份；优选环烷油，最佳为8-15份。

传统配方中，天然橡胶的重量比例可以达到100%，因为天然橡胶自补强性和摩擦性都非常高，但其粘性也很大，应用传统工艺成型（压制成胶管再进行表面磨削）很适合，但本发明中的一次压制成型却不适合。因其粘性大，压制成型时，易于粘到模具上，尤其是胶轮表面直齿较细较薄，起模时，很容易将胶拉断，胶粘到模具上，又很难清理。因此天然橡胶的比例不能太高。但如低于50%，则胶轮的强度和伸长率都明显降低，虽不粘模，但起模时胶轮表面细齿也很容易断裂。因此顺丁橡胶与天然橡胶的重量比例最佳为50:50 ～ 30:70。

石蜡抗氧化的原理是在橡胶制品中慢慢析出到表面，在制品表面形成一层保护膜，从而起到抗氧化的作用。如果石蜡的重量份数低于1份，则由于量少且析出过于缓慢，起到的抗氧化的作用非常微弱，需要添加到2份以上才会有明显效果。因而进纸轮的传统配方中，单纯为了抗氧化的作用，是不会添加石蜡的。因为石蜡超过2份时，虽然有明显的抗氧化作用，但也正因其在表面形成一层石蜡，使进纸轮表面变得光滑，而大大降低进纸轮表面的摩擦性，出现搓不上纸的问题。石蜡虽然是防老剂，但在本发明中，石蜡的主要作用却是在胶料使用模具压制成型后起到助脱模的作用。因而石蜡的用量不能超过1份，但也不能低于0.5份，否则起不到助脱模的作用。

所述的补强填充剂为浅色填料如白炭黑、碳酸钙、钛白粉的混合物，其中起补强作用的主要是白炭黑，其最佳用量为10-20重量份。白炭黑超过20份虽强度提高，但硬度增加明显，且胶料粘性明显增大，压制成型后易粘模，起模困难。碳酸钙的用量为5-30份，最佳用量为10-25份；钛白粉的用量为5-30份，最佳用量为5-20份。

所述的软化剂为环烷油或石蜡油，用量为5-20重量份，优选环烷油，最佳用量为8-15份。软化剂若超过20份，则易析出到表面而降低胶轮表面的摩擦性。

本发明的优点是：制造工艺简单，进纸轮表面不易喷霜，能够长时期保持进纸轮表面的摩擦性。选用顺丁橡胶和天然橡胶这两种相容性极好的橡胶组合物，既保证了橡胶轮具有优异的耐磨性、较高的强度和摩擦性，又保证成型时易脱模；橡胶硫化体系的组合和用量控制可以使其尽可能充分地消耗于硫化反应，使进纸轮的橡胶轮能够达到充分硫化，又不会因过量而在橡胶硫化后喷出于橡胶的表面；橡胶组合物中添加适量的石蜡，既有助于抗氧化的作用，又有助于胶轮成型后的脱模；成型模具采用不锈钢制造或普通钢表面镀铬，使胶轮成型后容易脱模，既提高了工作效率，也提高了成品率。

本发明的技术方案中橡胶轮的成型方法与现有技术不同，而这种成型方法很大程度上是依赖于材料配方的改进来实现的。

附图说明

图1是本发明的进纸轮的整体结构示意图；

图2是本发明的进纸轮表面橡胶轮的示意图。

附图中标记：1、进纸轮外周表面的橡胶轮，11、橡胶轮的外周面的平行直齿，2、进纸轮的塑料骨架。

具体实施方式

本发明一种进纸轮的制造方法，进纸轮由塑料骨架2和套在其上的橡胶轮1构成，其特征在于，所述的橡胶轮1的外圆周表面沿轴向密布着平行直齿11，该橡胶轮1为一次压制硫化成型，无需再进行磨削加工。

所述的橡胶轮1由橡胶组合物制成，该橡胶组合物包括：

所述的橡胶的重量为100份；所述的橡胶硫化体系的重量为5-10份，优选6-8份；所述的抗氧化剂的重量为1-3份，最佳用量为1.5-2份；所述的补强填充剂的重量为10-70份，优选为30-50份；所述的软化剂的重量为5-20份，最佳用量为8-12份。

氧化锌为2-5份，最佳为3-4份；

硬脂酸为0.5-2份，最佳为0.8-1.5份；

二硫化四甲基秋兰姆为0.3-1.5份，最佳为0.5-1份；

N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺为0.5-2份，最佳为0.8-1.5份；

硫磺为1-3份，最佳为1-2份；

白炭黑的重量份数为5-25份，最佳为10-20份，既可以保证胶轮有足够高的强度，又不会使胶料粘度增加太多造成胶料粘模使起模困难。可以用沉淀白炭黑，也可以用气相白炭黑，出于成本的考虑，使用沉淀白炭黑。

碳酸钙的重量份数为5-30份，最佳为10-25份。

钛白粉的重量份数为5-30份，最佳为5-20份。金红石型（Rutile R型）和锐钛型（Anatase A型）钛白粉均可采用。

具体实施时，各种成分的含量可以在上述的技术方案的范围内试验选择，以便获得较佳性能的产品。表1中列出橡胶轮1的材质的几个具体配方以及性能数据和测试方法。

表1

序号	原料名称	实施例1	实施例2	比较例1	比较例2	比较例3	比较例4
								1.	顺丁橡胶	30	50	70	10	30	30
2.	天然橡胶	70	50	30	90	70	70
								3.	硬脂酸	1	1	1	1	1	1
4.	氧化锌	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5
								5.	防老剂RD	1	1	1	1	1	1
6.	蜡	1	0.5	0.5	1	0	0.5
								7.	白炭黑	15	15	15	15	15	25
8.	碳酸钙	25	25	25	25	25	10
								9.	钛白粉	10	10	10	10	10	10
10.	环烷油	10	10	10	10	10	10
								11.	N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺	1.2	1.2	1.2	1.2	1.2	1.2
12.	二硫化四甲基秋兰姆	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
								13.	硫磺	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
14.	硬度（邵尔A）	38	42	45	37	41	42
								15.	断裂强度 MPa	7.9	5.6	5.0	8.0	7.8	8.1
16.	扯断伸长率 %	739	705	645	721	699	650
								17.	是否粘模	不粘，易起模	不粘，易起模	不粘，但胶易断	粘模，胶粘到模具上清理困难	起模困难，时间长	粘模，不易起模
18.	起模后胶轮表面是否完好	95%完好	90%完好	90%以上胶轮表面掉渣	50%以上胶轮表面掉渣	70%完好	70%完好
								19.	常温常湿7天	无喷霜	无喷霜	—	—	—	—
20.	常温常湿30天	无喷霜	无喷霜	—	—	—	—
								21.	高温高湿7天	无喷霜	无喷霜	—	—	—	—
22.	高温高湿30天	无喷霜	无喷霜	—	—	—	—

上述橡胶组合物中所使用的原材料，都是市售产品。

本发明上述的进纸轮的材料制作，采用熟知的橡胶生产工艺技术进行。将橡胶组合物中的各个组分按照通常的工艺进行混炼，然后分别称取一定重量直接将混炼胶放入模具内模压成型，模压温度150℃，硫化时间15-20分钟。硫化时间的确定是根据硫化仪所测出的正硫化时间，适当延长一定时间，以保证充分硫化，降低因硫化时间不足而产生的残余硫化物质迁移至橡胶表面形成喷霜的风险。硫化后将胶轮从模腔中起出，不必再进行磨削和切割，只要用水和洗涤剂洗净晾干，即成为我们需要的橡胶轮。起模时检查是否容易起模、胶轮起出后表面是否掉胶渣。结果如表1所示。将成型的橡胶轮1安装在相对应的塑料骨架2上形成本发明的进纸轮，如图1和图2所示。

将上述两个实施例得到的进纸轮分别在常温常湿（15-30℃/20-60%RH）条件下、高温高湿（45-50℃/80-95%RH）条件下放置一个月的时间，观察其表面均无喷霜出现。再将试验的进纸轮分别安装在配套机器内进行实际进纸操作，分别在纸盒内放置单页纸、少量纸、满纸盒纸，连续打印200页，在四种实验条件（常温常湿7天和30天、高温高湿7天和30天）下放置后，都没有出现卡纸、不进纸或搓几次才能进纸的现象。4个比较例因为其强度低/或工艺实施困难，配方未被采用，也未进行上述4种条件的实验和测试。

由表1的数据可知，本发明中顺丁橡胶与天然橡胶的重量比例为60:40～20:80【即：（60～20）:40～80），其他所有比例范围含义与此相同】，优选为50:50～ 30:70。超过60:40（顺丁橡胶大于60份，天然橡胶小于40份），则胶的强度太低，容易碎，无法使用，低于30:70（顺丁橡胶大于30份，天然橡胶小于70份），则胶料太粘，易粘模具，起模困难。

本发明中所用的有效的硫化体系的成分和含量可以使其尽可能充分地消耗于硫化反应，使进纸轮的橡胶轮（套）能够达到充分硫化，又不会因过量而在橡胶硫化后喷出于橡胶的表面。

本发明中使用了物理防老剂石蜡，除了具有抗氧化作用外，其更重要的作用是在胶轮成型后有利于脱模。石蜡的量低于0.5份时助脱模作用不明显，高于1份后，又易于析出到表面影响胶轮表面摩擦性。

本发明中还添加补强填料和软化剂，补强填料的总用量为10-70份，最佳用量为30-50份，其中尤其重要的是白炭黑的用量不能高于20份，否则会出现粘模的问题；所述的软化剂的重量为5-15份，最佳用量为5-10份，表1中软化剂是环烷油。还采用了8重量份的石蜡油代替环烷油，软化性能略低于环烷油。

本发明的进纸轮上的胶轮，是由模具一次压制成型，表面无需再进行磨削加工和切割，工艺大大简化。模具采用不锈钢制造或普通钢表面镀铬，使其容易脱模，既提高了工作效率，也提高了成品率。

本发明中实施例的配方，为本发明的工艺方法的顺利进行提供了充分的保障。在具体实施中，各种材料的比例可在本发明技术方案中给出的范围内选取，经过常规实验获得较佳的产品性能。以上给出的具体实施例用来对本发明的说明，而非限制，本领域的技术人员可对其作不背离本发明精神实质的变动，这些变动仍属本发明保护范围之内。

表1的最后一项配方中，白炭黑的含量高，胶料压制时粘模，这个配方主要是说明白炭黑的用量的，之所以碳酸钙的含量低，是因为白炭黑含量已经高了，产品硬度会提高很多，所以碳酸钙的量必须降下来。

所述的几个比较例并不是现有技术，是本发明的实验用配方，这个配方的设计是为了工艺的需要。工艺是和现有技术不同的。在表1中，用两个指标来衡量配方是否适合工艺：一是脱模性、二是起模后胶轮是否完好。

Claims

1.一种进纸轮，该进纸轮由塑料骨架和套在其上的橡胶轮构成，其特征在于，所述的橡胶轮由橡胶组合物制成，该橡胶组合物包括：

2.根据权利要求1所述的进纸轮的制造方法，其特征在于，所述的橡胶的重量为100份；所述的橡胶硫化体系的重量为5-10份，优选6-8份；所述的抗氧化剂的重量为1-3份，最佳用量为1.5-2份；所述的补强填充剂的重量为10-70份，优选为30-50份；所述的软化剂的重量为5-20份，最佳用量为8-12份。

3.根据权利要求1所述的进纸轮的制造方法，其特征在于，所述的顺丁橡胶与天然橡胶的重量比例为60:40～20:80，优选为50:50 ～ 30:70，这个比例范围能够保证胶轮有足够的强度，在胶轮压制成型后脱模时不会因粘模造成起模困难，也不会因粘模而使胶轮表面的直齿扯断、掉渣。

4.根据权利要求2所述的进纸轮的制造方法，其特征在于，所述的橡胶硫化体系是氧化锌、硬脂酸、二硫化四甲基秋兰姆、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺及硫磺的混合物，其中各成分的重量份数分别为：

氧化锌为2-5份，最佳为3-4份；

硬脂酸为0.5-2份，最佳为0.8-1.5份；

二硫化四甲基秋兰姆为0.3-1.5份，最佳为0.5-1份；

N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺为0.5-2份，最佳为0.8-1.5份；

硫磺为1-3份，最佳为1-2份；

5.根据权利要求1所述的进纸轮的制造方法，其特征在于，所述的抗氧化剂为防老剂RD和石蜡的混合物，其中防老剂RD的重量份数为0.5-2份，最佳为1-1.5份，石蜡的重量份数为0.5-1.5份，最佳为0.5-1份；该石蜡更重要的作用是胶料在使用模具压制成型后起到助脱模的作用。

6.根据权利要求1所述的进纸轮的制造方法，其特征在于，所述的补强填充剂为浅色填料如白炭黑、碳酸钙、钛白粉的混合物，其中：

白炭黑的重量份数为5-25份，最佳为10-20份，既可以保证胶轮有足够高的强度，又不会使胶料粘度增加太多造成胶料粘模使起模困难；

碳酸钙的重量份数为5-30份，最佳为10-25份；

钛白粉的重量份数为5-30份，最佳为5-20份。

7.根据权利要求1所述的进纸轮的制造方法，其特征在于，所述的软化剂为环烷油或石蜡油，重量份数为5-20份；优选环烷油，最佳为8-15份。

8.一种权利要求1-7所述的进纸轮的制造方法，其特征在于，所述的橡胶轮的外圆周表面沿轴向密布着平行直齿，该橡胶轮为一次压制硫化成型，无需再进行磨削加工。