CN110035898A - 辊、用于制造辊的方法以及树脂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在耐磨性方面优异的辊。根据本发明的一个观点，提供一种辊，所述辊包含：树脂层，所述树脂层含有：具有多个硫原子的第一原子团；具有碳链的多个第二原子团，所述碳链具有排成一列的多个碳原子并且具有与所述多个硫原子中的任一者键合的末端；和多个第三原子团，所述多个第三原子团各自具有氨基甲酸酯键并且与所述多个第二原子团中的任一者键合；以及具有被所述树脂层覆盖的外表面的圆柱形泡沫树脂。

Description

辊、用于制造辊的方法以及树脂
技术领域
本发明涉及一种辊、一种用于制造辊的方法以及一种树脂。
背景技术
用于输送纸张的送纸辊设置在诸如复印机、打印机、传真机以及复合机等图像形成装置中。所述送纸辊的例子包含拾取辊、进给辊、分离辊、输送辊等。
送纸辊需要高摩擦系数。送纸辊与纸张接触时的接触面积越大，则摩擦系数变得越大。因此，提出了一种双层送纸辊，其包含柔软并且容易变形的内层和具有大摩擦系数的外层(参见例如专利文献1至专利文献3)。
提出了各种材料作为送纸辊的外层的材料，从对图像形成装置的污染等观点考虑，聚硅氧烷橡胶被广泛使用(例如专利文献3)。还提出了通过照射紫外线使氨基甲酸酯类(甲基)丙烯酸酯低聚物固化而得到的树脂作为送纸辊的外层的材料(例如专利文献4和专利文献5)。
背景技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-160468号公报
专利文献2：日本特开平8-169573号公报
专利文献3：日本特公平6-7949号公报
专利文献4：日本特开2002-310136号公报
专利文献5：日本专利第4393499号说明书
发明内容
本发明要解决的问题
然而，具有包含聚硅氧烷橡胶的外层的送纸辊有耐磨性低的问题。当持续使用送纸辊时，具有低耐磨性的外层逐渐被磨损。然后，送纸辊的截面变形并且难以输送纸张。因此，本发明的目的是解决这样的问题。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，根据本发明的一个观点，提供了一种辊，所述辊包含：
树脂层，所述树脂层含有：具有多个硫原子的第一原子团；具有碳链的多个第二原子团，所述碳链具有排成一列的多个碳原子并且具有与所述多个硫原子中的任一者键合的末端；和多个第三原子团，所述多个第三原子团各自具有氨基甲酸酯键并且与所述多个第二原子团中的任一者键合；以及
具有被所述树脂层覆盖的外表面的圆柱形泡沫树脂。
本发明的优势
根据所公开的辊，提供了在耐磨性方面优异的辊。
附图说明
[图1]图1是用于说明第一实施方式的送纸辊的截面的图。
[图2]图2是用于说明树脂层的分子结构的图。
[图3]图3是用于说明第二原子团的一个例子的图。
[图4]图4是用于说明泡沫树脂的一个例子的图。
[图5]图5是用于说明泡沫树脂的另一个例子的图。
[图6]图6是示出使用第一实施方式的送纸辊的方法的一个例子的图。
[图7]图7是用于说明用于制造送纸辊的方法的过程剖视图。
[图8]图8是用于说明用于生成树脂层的预聚物的方法的一个例子的图。
[图9]图9是用于说明树脂原料的固化反应的一个例子的图。
[图10]图10是用于说明第一实施方式的变形例的图。
[图11]图11示出汇总了实施例1至实施例21的表1和表2。
[图12]图12示出用于说明实施例1至实施例21中使用的预聚物的原料的表3。
[图13]图13是用于说明测定压缩载荷的方法的图。
[图14]图14示出汇总了比较例的表4和表5。
[图15]图15是示出实施例1至实施例18的静摩擦系数与比较例1至比较例18的静摩擦系数之间的关系的图。
[图16]图16是示出了实施例1至实施例18的磨损量与比较例1至比较例18的磨损量之间的关系的图。
[图17]图17示出汇总了实施例22至实施例24的表6和汇总了比较例22至比较例24的表7。
具体实施方式
在下文中，将根据附图描述本发明的实施方式。然而，本发明的技术范围不限于这些实施方式，而是延伸到权利要求中所述的内容及其等同方案。即使附图不同，具有相同结构等的元件也用相同的附图标记表示，并且省略其描述。
(第一实施方式)
(1)结构
图1是用于说明第一实施方式的送纸辊2的截面的图。如图1中所示，送纸辊2包含树脂层4和具有被所述树脂层4覆盖的外表面的圆柱形泡沫树脂6。
-树脂层-
图2是用于说明树脂层4的分子结构的图。
树脂层4含有第一原子团8a、多个第二原子团8b以及多个第三原子团8c。
第一原子团8a是具有多个硫原子10的原子团(原子组)。第一原子团8a例如是通过从四官能硫醇中去除巯基(-SH)的氢而得到的原子团。
第二原子团8b是具有碳链的原子团，所述碳链具有排成一列的多个碳原子。第二原子团8b中所包含的碳链的末端与多个硫原子10中的任一者键合。
第三原子团8c是具有氨基甲酸酯键的原子团。第三原子团8c例如是含有氨基甲酸酯键和碳的原子链。第三原子团8c各自与多个第二原子团8b中的任一者键合。第三原子团8c在两端或一端处与第二原子团8b键合。
图3是用于说明第二原子团8b的一个例子的图。第二原子团8b例如是具有由化学式[-CH2C(CH3)(COO-)-]表示的原子团12(在下文中被称为甲基丙烯酸键(メタクリル結合))的原子团(参见图3(a))。或者第二原子团8b是具有由化学式[-CH2CH(COO-)-]表示的原子团14(在下文中被称为丙烯酸键(アククリル結合))的原子团(参见图3(b))。
即，第二原子团8b例如是具有由下式表示的原子团(在下文中被称为(甲基)丙烯酸键)的原子团：
(在该式中，R1表示氢或甲基)。
第三原子团8c例如是具有氨基甲酸酯键并且与(甲基)丙烯酸键12或14中的酯键(-COO-)键合的原子团R。除第三原子团8c以外的原子团R2(例如甲基)可以与多个(甲基)丙烯酸键12或14中的一部分键合。
-泡沫树脂-
图4是用于说明泡沫树脂6的例子的图。图4(a)是泡沫树脂6的表面层部分的剖视图。泡沫树脂6优选为具有开孔结构16的聚氨酯泡沫。泡沫树脂6可以是除聚氨酯泡沫以外的泡沫树脂(例如其中树脂部分是天然橡胶、丁二烯橡胶、乙丙橡胶、异戊二烯橡胶、丁腈橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、聚硅氧烷橡胶、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、(甲基)丙烯酸树脂以及EVA(乙烯-乙酸乙烯酯)中的任一种的泡沫树脂)。
图4(b)是用于说明被树脂层4覆盖的泡沫树脂6的状态的图。如图4(b)中所示，树脂层4优选具有在泡沫树脂6的开孔结构16内成形的区域18。通过该区域18，树脂层4被固定于泡沫树脂6。
图5是用于说明泡沫树脂6的另一个例子的图。图5(a)示出了泡沫树脂6的表面层部分的截面。如图5(a)中所示，泡沫树脂6可以是具有闭孔结构20的聚氨酯泡沫。图5(a)中所示的泡沫树脂6的表面层经过抛光。通过抛光，在泡沫树脂6的表面形成打开的闭孔22。图5(b)是用于说明被树脂层4覆盖的泡沫树脂6的状态的图。如图5(b)中所示，树脂层4优选具有在被打开的闭孔22内成形的区域118。通过该区域118，树脂层4被固定于泡沫树脂6。
-耐磨性等-
第一实施方式的送纸辊2具有高耐磨性和大摩擦系数。
送纸辊2的树脂层4含有硫键(-S-)和氨基甲酸酯键(-O-CO-NH-)。硫键和氨基甲酸酯键是富于柔性且容易拉伸的键。因此，送纸辊2的树脂层4是柔软且容易拉伸的。
由于树脂层4是柔软且容易拉伸的，因此即使受到来自纸张的摩擦，树脂层4也容易变形，并且表面层几乎不会受到损伤。因此，树脂层4的耐磨性高。
由于树脂层4是柔软的，因此当向其施加压缩载荷时，树脂层4容易变形。因此，树脂层4与基底之间的接触面积增加。因此，第一实施方式的树脂层4的摩擦系数大。
(2)使用方法
图6是示出使用第一实施方式的送纸辊2的方法的一个例子的图。图6中所示的送纸辊2是延迟辊。延迟辊是在印刷介质(例如纸张)上形成图像的图像形成装置(例如打印机、传真机以及复合机等)的输送单元中使用的送纸辊。
将第一实施方式的送纸辊2沿着进给辊26配置。以使得进给辊26沿送纸方向28旋转的方式驱动进给辊26。另一方面，以使得第一实施方式的送纸辊2沿与进给辊26的旋转方向相反的方向旋转的方式驱动第一实施方式的送纸辊2。
向第一实施方式的送纸辊2施加比向进给辊26施加的驱动力弱的驱动力。因此，当在第一实施方式的送纸辊2与进给辊26之间供应纸张时，纸张通过进给辊26沿送纸方向28被输送。
然而，在送纸辊2与进给辊26之间，两张纸：30和32可能由于纸张拾取的操作失败而一起被供应。
在这种情况下，进给辊26侧的纸张30通过进给辊26沿送纸方向28被输送。另一方面，送纸辊2侧的纸张32通过反向旋转的送纸辊2沿与送纸方向28相反的方向被输送。其结果，送纸辊2侧的纸张32返回到存纸盒(未图示)中。因此，抑制了图像形成装置的失误操作。
进给辊26和送纸辊2被纸张30和纸张32挤压。进给辊26是比送纸辊2更硬的辊。因此，进给辊26即使被纸张30和纸张32挤压也几乎不变形。
另一方面，由于第一实施方式的送纸辊2中的内层的泡沫树脂6(例如聚氨酯泡沫)是柔软的，因此受到来自纸张30和纸张32的挤压时容易变形。因此，根据第一实施方式，送纸辊2与纸张32之间的接触面积增加。因此，送纸辊2与纸张32之间的摩擦系数增加，并且容易沿相反方向(与送纸方向28相反的方向)输送纸张32。
(3)制造方法
图7是用于说明用于制造送纸辊2的方法的过程剖视图。图8是用于说明用于生成树脂层4的预聚物的方法的一个例子的图。
(3-1)树脂原料的生成(参见图8)
例如，使具有不饱和键和羟基的单体(在下文中被称为第一单体)、具有多个异氰酸酯基的异氰酸酯以及多元醇反应以生成树脂层4的预聚物。
在生成预聚物的反应中，异氰酸酯(参见例如图8(b))的异氰酸酯基与第一单体(参见例如图8(a))的羟基反应以生成氨基甲酸酯键。此外，异氰酸酯(参见例如图8(b))的另一个异氰酸酯基与多元醇(参见例如图8(c))的羟基反应以生成另一个氨基甲酸酯键。
第一单体例如是具有图8(a)的化学式的甲基丙烯酸2-羟基乙酯。异氰酸酯例如是具有图8(b)的化学式的HMDI(二环己基甲烷二异氰酸酯)。多元醇例如是具有图8(c)的化学式的聚醚多元醇。
由这些原料生成具有图8(e)中所示的分子结构的预聚物34。图8(d)为示出预聚物34中的中央部分36的结构的化学式。n是1以上的整数。如图8(e)中所示，预聚物34具有不饱和键38和氨基甲酸酯键40。
将多官能硫醇(具有多个巯基的化合物)和光聚合引发剂与所生成的预聚物34混合以生成树脂层4的原料(在下文中被称为树脂原料)。可以将用于调节粘度的单体与预聚物34混合。所述用于调节粘度的单体例如为第一单体。
在上述例子中，第一单体(参见图8(a))是具有甲基丙烯酸基41和羟基43的单体。然而，第一单体也可以是具有丙烯酸基和羟基的单体。即，第一单体例如是具有(甲基)丙烯酸基和羟基的单体。
此外，在上述例子中，预聚物34在两端处具有甲基丙烯酸基(メタクリル酸基)(或丙烯酸基(アクリル酸基))。然而，预聚物34可以是在一端处具有甲基丙烯酸基(或丙烯酸基)并且在另一端处具有另外的官能团(例如羟基)的聚合物。
(3-2)涂布(参见图7(a)至图7(b))
随后，准备圆柱形泡沫材料42(参见图7(a))。泡沫材料42优选为具有开孔结构的聚氨酯泡沫。
将上述树脂原料涂布到该泡沫材料42的外表面(参见图7(b))。
(3-3)紫外线照射(参见图7(c))
在涂布树脂原料44之后，对树脂原料44照射紫外线45以使树脂原料44固化(参见图7(c))。通过该固化，树脂原料44变成树脂层4(参见图1)。图9是用于说明树脂原料44的固化反应的一个例子的图。
(3-3-1)利用光聚合引发剂进行的链式聚合
当对树脂原料44照射紫外线45时，首先，从光聚合引发剂46(参见图9(a))产生自由基48(R3·)。R3为含有碳的原子团。
自由基48(参见图9(c))与预聚物34结合以生成第一生长物质52a。第一生长物质52a在与预聚物34链式反应(链式聚合)的同时生长。第一生长物质52a最终例如与另一个第一生长物质52a(包含生长后的第一生长物质，下同)或后述的第二生长物质52b(包含生长后的第二生长物质，下同)键合以停止聚合。
当第一生长物质52a与第二生长物质52b(参见图9(d))键合时，生成一端与硫原子10(参见图2)键合的第二原子团108b。
(3-3-2)通过巯基进行的链转移反应
由光聚合引发剂46产生的自由基48(参见图9(b))的一部分与多官能硫醇50的巯基(-SH)反应。通过该反应，生成具有硫自由基的自由基54(R4-S·)。R4是含有碳的原子团。
自由基54(参见图9(d))与预聚物34结合以生成第二生长物质52b。第二生长物质52b在与预聚物34链式反应(链式聚合)的同时生长。第二生长物质52b最终与例如第一生长物质52a或另外的第二生长物质52b键合以停止链式聚合。当第二生长物质52b彼此键合时，生成两端与硫原子10键合的第二原子团208b(参见图2)。当第二生长物质52b与第一生长物质52a键合时，如上文所述生成一端与硫原子10键合的第二原子团108b(参见图2)。
(3-3-3)防止氧气抑制
当在大气中对树脂原料44照射紫外线时，第一生长物质52a和第二生长物质52b(参见图9(e))的自由基电子(·)与大气中的氧气反应以生成过氧自由基56(OO·)(参见图9(e))。图9(e)中的R5是含有碳的原子链。具体而言，R5是通过链式聚合产生的原子链。过氧自由基56是非活性的自由基。因此，过氧自由基56不与预聚物34结合。
因此，当产生过氧自由基56时，链式聚合在第二原子团8b充分生长之前停止。其结果，产生大量未反应的预聚物并且树脂原料44导致固化不良。这样的链式聚合的终止(在下文中被称为氧气抑制)容易在树脂层4的表面层发生。由于发生了氧气抑制的表面层发粘，因此不适用于送纸辊的外层。
然而，在第一实施方式中，多官能硫醇50(参见图9(f))的巯基与过氧自由基56反应以生成具有硫自由基的自由基54(R4-S·)。具有硫自由基的自由基54(R4-S·)与预聚物34反应以生成第二生长物质52b(参见图9(d))。所生成的第二生长物质52b与预聚物34链式反应，最终生成至少一端与硫键合的第二原子团108b和208b。即，过氧自由基56的自由基活性转移到多官能硫醇的巯基并且链式聚合重新开始(链转移反应)。因此，根据第一实施方式，树脂原料44不会导致固化不良。
根据第一实施方式，通过参考图9描述的固化反应，形成树脂层4，其含有硫键和氨基甲酸酯键两者。因此，根据第一实施方式，能够得到具有高耐磨性和大摩擦系数的送纸辊2。
顺便提及，自由基54(参见图9(d))是多官能硫醇50的巯基被活化的自由基。因此，自由基54与预聚物34之间的反应(参见图9(d))是烯-硫醇反应。
如上文所述，可以将用于调节粘度的单体与树脂层4的原料混合。用于调节粘度的单体例如是具有不饱和键和羟基的第一单体。在这种情况下，第一单体被并入第二原子团8b中(参见图3(a))。在图3(a)中，原子团R2与原子团12的酯基键合的部分结构(图3(a)右端处的部分结构)是被并入第二原子团8b中的第一单体。
(3-4)切割
在紫外线照射之后，将泡沫材料42切割成预定长度，并且获得送纸辊2。
(4)变形例
图10是用于说明第一实施方式的变形例102的图。
变形例102是具有设置有表层58的圆柱形泡沫树脂106的送纸辊。表层58是其中具有第一原子团8a至第三原子团8c的树脂渗透到位于泡沫树脂106的外表面侧的泡孔结构(多孔结构)内的层。如同图1的送纸辊2一样，基于该树脂的优异的柔性，变形例102也具有高耐磨性和大摩擦系数。泡沫树脂106优选为多孔的泡孔结构暴露在外表面的状态的聚氨酯泡沫(例如具有开孔的聚氨酯泡沫)。
变形例102可以通过与参考图7描述的制造方法基本相同的步骤来形成。然而，以使得树脂原料容易渗入泡沫树脂106的泡孔结构内的方式调节树脂原料的粘度。具体而言，通过升高原料温度和增加用于调节粘度的单体的重量比来将树脂原料的粘度调节至低粘度。
表层58的厚度例如是2000μm以下。当固化后的树脂原料的A硬度(JIS-A硬度)是50以下时，表层58的厚度优选为300μm至600μm。
在上述例子中，用于生成预聚物34的第一单体是具有(甲基)丙烯酸酯基和羟基的单体。然而，第一单体也可以是具有除(甲基)丙烯酸酯基以外的官能团和羟基的单体。举例来说，第一单体可以是具有乙烯基和羟基的单体或具有乙炔基和羟基的单体。
实施例
在下文中，将描述本发明的实施例，但是本发明不限于这些实施例。
(1)实施例1至实施例21
图11示出汇总了实施例1至实施例21的表1和表2。表1和表2的第2行至第4行是每一个实施例中所用的树脂原料的成分。表1和表2的第5行至第6行分别是在每一个实施例中形成的树脂层4的A硬度(JIS-A硬度)和涂布厚度。
表1和表2的第7行至第9行分别是在每一个实施例中形成的送纸辊2的静摩擦系数、压缩载荷以及磨损量。表1和表2的第10行是判断送纸辊2是否可以用作延迟辊的可能性的结果。磨损量是通过泰伯磨损测试(Taber abrasion test)(JIS K7204)测定的。下文中将描述送纸辊是否可以用作延迟辊的可能性的判断标准(在下文中被称为判断标准)和测定压缩载荷的方法。
-实施例1-
在实施例1中，使用树脂原料，如表1的第2行至第4行中所示，所述树脂原料是通过将5重量份的PEMP(季戊四醇四(3-巯基丙酸酯))和1重量份的光聚合引发剂Irgacure 1173添加到100重量份的第一预聚物PP1中而得到的。Irgacure 1173是由巴斯夫公司制造的光聚合引发剂。PEMP是四官能硫醇。调节树脂原料的温度并且将树脂原料与(甲基)丙烯酸酯单体混合以使得粘度为30Pa·s至200Pa·s。代替(甲基)丙烯酸酯单体，可以混合具有碳双键的单体(在实施例2至实施例21和后述的实施例22至实施例24中同样如此)。
如图7(a)至图7(b)中所示，将该树脂原料涂布到圆柱形聚氨酯泡沫42的表面达到例如0.3mm(参见表1的第6行)。
之后，在使涂布有树脂原料的聚氨酯泡沫42旋转的同时，对树脂原料44照射紫外线45(参见图7(c))。紫外线的强度例如是150mW/cm2。紫外线的累计光量例如是800mJ/cm2。紫外线照射后的树脂原料44(即树脂层4)的A硬度是30(参见表1的第5行)。树脂层4的A硬度根据后述的预聚物原料中所含的多元醇的分子量而变化。最终，将聚氨酯泡沫42切割成预定长度，并且获得送纸辊2。
实施例1的送纸辊2的静摩擦系数是2.42(参见表1的第7行)。压缩载荷是0.30kg/36mm(参见表1的第8行)。磨损量是2.1mg(参见表1的第9行)。判断结果是仅勉强合格(Δ)(参见表1的第10行)。
-实施例2至实施例21-
在实施例2至实施例21中，与实施例1相同，根据表1和表2中所示的树脂原料和涂布厚度形成送纸辊，并且测定所形成的送纸辊的特性。此外，基于测定结果，判断送纸辊是否可以用作延迟辊的可能性。
实施例1至实施例21被分为8组。同一组中的所有实施例都使用相同的预聚物。另一方面，在同一组中，每一个实施例的涂布厚度不同。
-预聚物的生成-
图12示出用于说明实施例1至实施例21中使用的预聚物的原料的表3。图12还示出了后述的实施例22至实施例24中使用的预聚物的原料。举例来说，通过使2.6重量份的甲基丙烯酸2-羟基乙酯、5.5重量份的HMDI以及100重量份的Premnol S4011反应来生成第一预聚物PP1。甲基丙烯酸2-羟基乙酯是由日本触媒株式会社等制造的甲基丙烯酸酯单体。HMDI是二环己基甲烷二异氰酸酯的缩写。Premnol S4011是由旭硝子株式会社制造的聚醚多元醇的商品名。Premnol S4011的分子量是10000。
例如通过以下步骤生成预聚物PP1。首先，将HMDI(表3中的“异氰酸酯”)和PremnolS4011(表3中的“多元醇”)混合，并且继续加热直到反应产物(在下文中被称为第一反应产物)中的异氰酸酯基的含有率为0.7％至0.9％(表3中的“NCO％的第一目标值”)为止。之后，将甲基丙烯酸2-羟基乙酯(表3中的“具有不饱和键和羟基的单体”)添加到第一反应产物中，并且将所获得的产物放置于室温下直到反应产物(在下文中被称为第二反应产物)中的异氰酸酯基的含有率为0.1％以下(表3中的“NCO％的第二目标值”)为止。
由此，生成作为第二反应产物的第一预聚物PP1。通过JIS Z1603-1:2007中规定的聚氨酯原料芳族异氰酸酯试验法来测定异氰酸酯基的含有率。
实施例1至实施例18的预聚物PP1至预聚物PP5是通过使具有(甲基)丙烯酸酯基和羟基的单体、异氰酸酯以及多元醇反应而生成的聚合物。实施例19的预聚物PP6是通过使具有乙炔基和羟基的单体、异氰酸酯以及多元醇反应而生成的聚合物。实施例20和实施例21的预聚物PP7和预聚物PP8是通过使具有乙烯基和羟基的单体、异氰酸酯以及多元醇反应而生成的聚合物。
-测定压缩载荷的方法-
图13是用于说明测定压缩载荷的方法的图。
首先，将与送纸辊2相比足够更硬的辊60(在下文中被称为硬辊)压在送纸辊2上。在这种状态下，在以60转/分钟进给送纸辊2和硬辊60的同时，向辊60施加力64，以使得送纸辊2的压溃量62为2.8mm。该力64是送纸辊2的压缩载荷。送纸辊2的直径为32mm。压缩载荷是在送纸辊2的轴向上的每36mm长度的力。
-判断标准-
根据以下标准判断送纸辊2是否可以用作延迟辊的可能性。首先，判断静摩擦系数、压缩载荷以及磨损量中的每一种合格或不合格。判断结果是合格(○)、仅勉强合格(Δ)以及不合格(×)中的任一个。当静摩擦系数、压缩载荷以及磨损量全部都是合格时，判断送纸辊2可以用作延迟辊(○)。当静摩擦系数、压缩载荷以及磨损量之一是不合格时，判断送纸辊2不能用作延迟辊(×)。当没有特性被判断为不合格(×)并且静摩擦系数、压缩载荷以及磨损量之一是仅勉强合格(Δ)时，判断送纸辊2可以仅勉强用作延迟辊(Δ)。
当静摩擦系数为1.5以上时，所述静摩擦系数被判断为合格。当静摩擦系数小于1.5并且为1.0以上时，所述静摩擦系数被判断为仅勉强合格。当静摩擦系数小于1.0时，所述静摩擦系数被判断为不合格。延迟辊的摩擦系数的标准值是1.0。
当压缩载荷在0.31kg/36mm至0.35kg/36mm的范围内时，所述压缩载荷被判断为合格。当压缩载荷不在0.31kg/36mm至0.35kg/36mm的范围内，但是在0.30kg/36mm至0.37kg/36mm的范围内时，所述压缩载荷被判断为仅勉强合格。当压缩载荷不在0.30kg/36mm至0.37kg/36mm的范围内时，所述压缩载荷被判断为不合格。延迟辊的压缩载荷的标准值在0.33±0.02kg/36mm以内。
当磨损量为26.0mg以下时，所述磨损量被判断为合格。当磨损量大于26.0mg时，所述磨损量被判断为不合格。用于判断磨损量的标准是由聚硅氧烷形成树脂层4的送纸辊(后述的比较例19)的磨损量。
如表1和表2中所示，实施例1至实施例10和实施例19至实施例21的送纸辊作为延迟辊是合格或仅勉强合格的。
(2)比较例1至比较例20
图14示出汇总了比较例1至比较例20的表4和表5。表4和表5的第2行和第3行是每一个比较例中使用的树脂原料的成分。表4和表5的第4行和第5行分别是在每一个比较例中形成的树脂层4的A硬度(JIS-A硬度)和涂布厚度。
表4和表5的第6行至第8行分别是在每一个比较例中形成的送纸辊的静摩擦系数、压缩载荷以及磨损量。表4和表5的第9行是判断送纸辊是否可以用作延迟辊的可能性的结果。
第n个比较例(1≤n≤18)的树脂原料是通过从第n个实施例的树脂原料中去除多官能硫醇而得到的。第n个比较例(1≤n≤18)的涂布厚度与第n个实施例的涂布厚度相同。除了树脂原料之外，比较例1至比较例18的制造方法与实施例1的制造方法相同。
比较例19至比较例20的树脂原料是聚硅氧烷。除了树脂原料、涂布厚度以及固化方法之外，比较例19至比较例20的制造方法与实施例1的制造方法相同。
比较例1至比较例18的树脂原料不含具有巯基的化合物。因此，比较例1至比较例18的树脂层4的表面层由于未反应的预聚物而发粘。因此，在例如通过抛光去除发粘的表面层之后测定静摩擦系数等。
图15是示出实施例1至实施例18的静摩擦系数68与比较例1至比较例18的静摩擦系数70之间的关系的图。纵轴表示静摩擦系数。横轴表示实施例和比较例的编号。
图15还示出了由聚硅氧烷形成的树脂层4(比较例19)的静摩擦系数72。比较例19的送纸辊被广泛用作延迟辊(参见例如专利文献3)。
如图15中所示，可以使根据实施例1至实施例7的送纸辊2的静摩擦系数68大于聚硅氧烷型送纸辊(比较例19)的静摩擦系数。此外，可以使根据实施例1至实施例18的送纸辊2的静摩擦系数68大于由不含具有巯基的化合物的树脂原料形成的送纸辊(比较例1至比较例18)的静摩擦系数70。
比较例1至比较例18和实施例1至实施例18的树脂层能够在比聚硅氧烷型送纸辊(比较例19至比较例20)的树脂层短得多的时间内形成。聚硅氧烷在长干燥时间之后固化。另一方面，通过短时间紫外线照射使实施例1至实施例18和比较例1至比较例18的树脂原料固化。因此，实施例1至实施例18和比较例1至比较例18的生产率比聚硅氧烷型送纸辊(比较例19至比较例20)的生产率高得多。
图16是示出实施例1至实施例18的磨损量74与比较例1至比较例18的磨损量76之间的关系的图。纵轴表示磨损量。横轴表示实施例和比较例的编号。
图16还示出了聚硅氧烷型送纸辊(比较例19)的磨损量78。如图16中所示，根据实施例1至实施例18，可以提供磨损量显著小于聚硅氧烷型送纸辊的磨损量的送纸辊。此外，根据实施例1至实施例18，可以提供具有比比较例1至比较例18的磨损量小得多的磨损量的送纸辊2。
如从表1至表2与表4至表5之间的比较显而易见的那样，实施例1至实施例18的压缩载荷略小于比较例1至比较例18的压缩载荷。该结果显示实施例1至实施例18的树脂层4由于硫键而软化。实施例1至实施例18的树脂层的柔软性从以下测定也是显而易见的。
测定了实施例6至实施例10的树脂层和比较例6至比较例10的树脂层的最大点应力(当树脂破裂时的应力)和最大点位移(当树脂破裂时的伸长率)。实施例6至实施例10的树脂层的最大点应力和最大点位移分别是1.9MPa和191％。另一方面，比较例6至比较例10的最大点应力和最大点位移分别是2.4MPa和149％。
因此，实施例6至实施例10的树脂层在小于比较例6至比较例10的树脂层的拉伸应力下的伸长程度大于比较例6至比较例10的树脂层。即，实施例6至实施例10的树脂层比比较例6至比较例10的树脂层更软。认为实施例6至实施例10的树脂层的柔软性是由于与第二原子团8b的末端键合的硫键的柔性。
在实施例19至实施例21中，使用由具有乙烯基或乙炔基的单体生成的预聚物。还根据实施例19至实施例21，可以提供具有比聚硅氧烷型送纸辊(比较例19)的磨损量(26mg)小的磨损量(分别为25.3mg、4.4mg以及19.3mg)的送纸辊2(参见表2)。
(3)实施例22至实施例24和比较例22至比较例24
图17示出汇总了实施例22至实施例24的表6。图17还示出了汇总了对应于实施例22至实施例24的比较例22至比较例24的表7。
-实施例22至实施例24-
实施例22至实施例24的多官能硫醇、引发剂、硬度以及涂布厚度(参见图17中的表6)分别与实施例6、实施例8以及实施例10的多官能硫醇、引发剂、硬度以及涂布厚度(参见图11中的表1)相同。另一方面，实施例22至实施例24的预聚物PP9是与实施例6、实施例8以及实施例10的预聚物PP2不同的聚合物。
实施例6、实施例8以及实施例10的预聚物PP2由具有甲基丙烯酸基和羟基的单体(具体而言，是甲基丙烯酸2-羟基乙酯)、多元醇以及异氰酸酯生成(参见图12中的表3)。因此，在实施例6、实施例8以及实施例10中生成的树脂层4的第二原子团8b(参见图2)是具有甲基丙烯酸键12的原子团(参见图3(a))。
另一方面，实施例22至实施例24的预聚物PP9由具有丙烯酸基和羟基的单体(具体而言，是丙烯酸2-羟基乙酯)生成(参见图12中的表3)。因此，在实施例22至实施例24中生成的树脂层4的第二原子团8b(参见图2)是具有丙烯酸键14(参见图3(b))的原子团。
实施例22的送纸辊的特性(参见图17的表6中的“静摩擦系数”、“压缩载荷”以及“磨损量”)与实施例6的送纸辊的特性(参见图11的表1中的“静摩擦系数”、“压缩载荷”以及“磨损量”)基本上相同。类似地，实施例23和实施例24的送纸辊的特性分别与实施例8和实施例10的送纸辊的特性基本上相同。
因此，根据实施例22至实施例24，如在其中第二原子团8b具有甲基丙烯酸键12的实施例6、实施例8以及实施例10中那样，可以提供磨损量显著小于聚硅氧烷型送纸辊(参见图14的表5中的比较例19)的磨损量送纸辊。
-比较例22至比较例24-
比较例22至比较例24各自的树脂原料是通过从实施例22至实施例24各自的树脂原料中去除多官能硫醇而得到的树脂原料(参见图17)。比较例22至比较例24的引发剂、硬度以及涂布厚度分别与实施例22至实施例24的引发剂、硬度以及涂布厚度相同。
如图17中所示，根据实施例22至实施例24，可以提供具有比由不含多官能硫醇(具有多个巯基的化合物)的树脂原料形成的送纸辊(比较例22至比较例24)的磨损量小得多的磨损量的送纸辊。此外，可以使根据实施例22至实施例24的送纸辊的静摩擦系数大于由不含多官能硫醇的树脂原料形成的送纸辊(比较例22至比较例24)的静摩擦系数。
尽管上文已经描述了本发明的第一实施方式和实施例，但是第一实施方式和实施例是说明性的而非限制性的。
举例来说，实施例中的多官能硫醇是PEMP，其是一种四官能硫醇。然而，本发明的多官能硫醇可以是除PEMP以外的硫醇。举例来说，本发明的多官能硫醇可以是具有伯巯基的EGMP-4(四乙二醇双(3-巯基丙酸酯)，一种双官能硫醇)、TMMP(三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)，一种三官能硫醇)以及DPMP(二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)，一种六官能硫醇)中的任一种。此外，本发明的多官能硫醇可以是具有仲巯基的Karenz MT_BD1(双官能硫醇)和Karenz MT_PE1(四官能硫醇)中的任一种。Karenz MT_PE1和Karenz MT_BD1是由昭和电工株式会社制造的硫醇的商品名。
实施例20至实施例21中的具有乙烯基和羟基的单体是HBVE或烯丙醇。然而，具有乙烯基和羟基的单体可以是乙二醇单乙烯基醚或二乙二醇单乙烯基醚。
实施例19中的具有乙炔基和羟基的单体是炔丙醇。然而，具有乙炔基和羟基的单体可以是3-丁炔-1-醇、5-己炔-3-醇以及4-戊炔-2-醇中的任一种。
第一实施方式的树脂的静摩擦系数和耐磨性是优异的。因此，第一实施方式的树脂可以用于除延迟辊以外的送纸辊。举例来说，第一实施方式的树脂可以用作进给辊或拾取辊的外层。
第一实施方式的树脂具有高柔性和优异的耐磨性。因此，第一实施方式的树脂可以用于除送纸辊以外的装置(例如密封材料)。
虽然参考具体实施方式详细描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种变更和改动。
产业实用性
根据本发明的一个观点的辊可以用作诸如复印机、打印机、传真机以及复合机等图像形成设备中的用于输送纸张的送纸辊。
附图标记
2 送纸辊
4 树脂层
6 泡沫树脂
8a 第一原子团
8b 第二原子团
8c 第三原子团
10 硫原子
16 开孔结构
20 闭孔结构
34 预聚物
38 不饱和键
40 氨基甲酸酯键
41 甲基丙烯酸基
42 泡沫材料
43 羟基
45 紫外线
50 多官能硫醇
58 表层

Claims (11)

1.一种辊，其中，所述辊包含：
树脂层，所述树脂层含有：具有多个硫原子的第一原子团；具有碳链的多个第二原子团，所述碳链具有排成一列的多个碳原子并且具有与所述多个硫原子中的任一者键合的末端；和多个第三原子团，所述多个第三原子团各自具有氨基甲酸酯键并且与所述多个第二原子团中的任一者键合；以及
具有被所述树脂层覆盖的外表面的圆柱形泡沫树脂。
2.根据权利要求1所述的辊，其中，
所述第二原子团含有由下式表示的(甲基)丙烯酸键，
其中在所述式中，R1表示氢或甲基，并且
所述第三原子团与所述(甲基)丙烯酸键中的酯键键合。
3.根据权利要求1或2所述的辊，其中，所述树脂层具有在所述泡沫树脂的泡孔结构内成形的区域。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的辊，其中，所述泡沫树脂为具有开孔结构的聚氨酯泡沫。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的辊，其为在印刷介质上形成图像的图像形成装置的输送单元中使用的延迟辊。
6.一种辊，其中，所述辊包含：
树脂，所述树脂含有：具有多个硫原子的第一原子团；具有碳链的多个第二原子团，所述碳链具有排成一列的多个碳原子并且具有与所述多个硫原子中的任一者键合的末端；和多个第三原子团，所述多个第三原子团各自具有氨基甲酸酯键并且与所述多个第二原子团中的任一者键合；以及
在外表面侧的多孔的泡孔结构内浸渗有所述树脂的圆柱形泡沫树脂。
7.一种用于制造辊的方法，其中，所述方法包含：
将原料涂布到圆柱形泡沫材料的外表面的步骤，所述原料含有具有不饱和键和氨基甲酸酯键的聚合物、具有多个巯基的多官能硫醇以及光聚合引发剂；以及
对涂布后的所述原料照射紫外线以使所述原料固化的步骤。
8.根据权利要求7所述的用于制造辊的方法，其中，所述方法还包含在所述涂布步骤之前，使具有(甲基)丙烯酸基和羟基的单体、多元醇以及具有多个异氰酸酯基的异氰酸酯反应以生成所述聚合物的步骤。
9.根据权利要求7或8所述的用于制造辊的方法，其中，
所述泡沫材料为多孔的泡孔结构暴露在所述外表面的状态的聚氨酯泡沫，并且
所述原料的粘度进行了调节，以使得通过所述涂布步骤渗入到所述多孔的泡孔结构内并且形成浸渗层。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的用于制造辊的方法，其中，所述辊为在印刷介质上形成图像的图像形成装置的输送单元中使用的延迟辊。
11.一种树脂，其中，所述树脂含有：具有多个硫原子的第一原子团；具有碳链的多个第二原子团，所述碳链具有排成一列的多个碳原子并且具有与所述多个硫原子中的任一者键合的末端；以及多个第三原子团，所述多个第三原子团各自具有氨基甲酸酯键并且与所述多个第二原子团中的任一者键合。
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