JP2005314019A - 枚葉物搬送ローラ及びこれを用いた機器類 - Google Patents

Abstract

【課題】耐摩耗性に優れ、且つ、静電気対策として配合されるカーボンブラックにより紙やフィルムの表面を汚染するおそれのない、しかも静電気防止能にも優れた枚葉物搬送ローラ及びこれを用いた機器類を提供する。
【解決手段】紙の如き枚葉物を搬送する枚葉物搬送ローラにおいて、（１）発泡又は非発泡の樹脂又はエラストマーを主成分とし、ナノスケールの微細炭素繊維を含有すること、（２）前記樹脂が熱可塑性樹脂である場合、メルトインデックス（ＭＩ）が２ｇ／１０ｍｉｎ．〜４０ｇ／１０ｍｉｎ．の樹脂であること、を特徴とする枚葉物搬送ローラである。
【選択図】 なし

Description

本発明は枚葉物搬送ローラ及びこれを用いた機器類に関し、更に詳しくは、複写機、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ等の電子写真機器に代表されるＯＡ機器、電化製品、自動改札、券売機、ＡＴＭ（金融端末払い出し装置）または印刷機等において、被搬送される紙類およびオーバーヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）用の透明フィルムの如き枚葉物を送り・搬送するためのローラ（本明細書において、「搬送ローラ」という。）及びこれを用いた機器類に関する。

従来より、紙やフィルムなどの枚葉物を搬送する搬送ローラとして、ローラ心軸上に適度な弾性を有するゴム層を設けたものが広く用いられている。例えば、医療分野では、Ｘ線画像取込用フィルムなどの医療用フィルムを搬送するためのローラとして、また、ＯＡ機器分野では、電子写真複写機、レーザビームプリンタ、レーザファクシミリなどにおける紙またはフィルム搬送ローラとして、さらには、写真分野でも、写真印刷用プリンタにおける紙またはフィルム搬送ローラとして、このゴムローラが使用されている。

ところで、このようなローラに要求される特性としては、耐摩耗性に優れること、紙やフィルムが静電気のために巻き付くことがないこと、などが挙げられる。特に、静電気の問題は、搬送性に大きく関わってくることから重要な問題であり、このため、従来は、ゴム材料に、カーボンブラックを多量に配合することにより帯電の防止を図っている。

しかしながら、その結果、搬送する紙やフィルムの表面がカーボンブラックで汚染されるという問題が発生し、例えば、上述したＸ線画像取込用フィルムなどの医療用フィルムでは、繰り返し使用されるため、このカーボンブラックによる汚染が大きな問題となっており、その他のＯＡ機器等でも同じ問題を生じている。

上述したように、従来より、紙やフィルムなどの搬送ローラとして、カーボンブラックを多量に配合したゴム材料を用いたゴムローラが使用されているが、カーボンブラックにより表面が汚染するという問題があり、この汚染が大きな問題となっている。

この問題を解決するため、
特許文献１には、ヨウ素価が20以上のエチレンプロピレンジエンゴムをベースとするゴム組成物であって、25重量％〜50重量％のヨウ素吸着量が40mg/g以上でＤＢＰ（フタル酸ジブチル）吸油量が100ml/100g以上のカーボンブラックと、 5重量％〜20重量％のパラフィン系プロセス油とを含有し、かつ、架橋剤として有機過酸化物が配合されてなる枚葉物搬送ローラが開示されている。

特許文献２には、ローラ軸の外周に、ゴム状弾性を有するリング体から成るローラが複数個、適宜間隔毎に、または密着して装着された枚葉物搬送ローラ装置が開示されている。

特許文献３には、金属製のコアローラの表面に、アルミナ等の砥粒をエポキシ樹脂等のバインダーで固着した枚葉物搬送ローラが開示されている。

特許文献４には、コアローラの表面に設けられたアンダーコート層と、前記アンダーコート層に固着された粒子からなる粒子層と、前記粒子層を覆うトップコート層とを有し、前記アンダーコート層と前記トップコート層とが、少なくとも１種類以上の高分子ポリエステル・エーテル系のアミン塩、有機金属錯体系カップリング剤等の分散剤と、導電性カーボン等の導電材料とを含有する導電性を有する樹脂層で形成された枚葉物搬送ローラが開示されている。

特許文献５には、 記録媒体の如き枚葉物と当接し回転することにより記録媒体の如き枚葉物を搬送するシリコーンゴム製紙送りローラを備えたプリンタにおいて、末端にアミノ基を有するポリアミド樹脂組成物粉末と、イオン基または酸無水物基を有する加硫剤を混合したＲＴＶシリコーンゴムを、前記ローラ外周部に被覆した枚葉物搬送ローラが開示されている。

これら特許文献１〜５に記載の技術では、耐摩耗性、静電気防止性および汚染性の全てを解決することは困難であった。
特開２０００−２４８１３３ 実開昭６２−６５４３４号 実開昭６１−１１９５４９号 特許第３４６５７７５号 特開２００２−１２０９５３

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、耐摩耗性に優れ、且つ、静電気対策として配合されるカーボンブラックにより紙やフィルムの表面を汚染するおそれのない、しかも静電気防止能にも優れた枚葉物搬送ローラ及びこれを用いた機器類を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明は、下記構成を有する。
１．紙の如き枚葉物を搬送する枚葉物搬送ローラにおいて、発泡又は非発泡の樹脂又はエラストマーを主成分とし、ナノスケールの微細炭素繊維を含有することを特徴とする枚葉物搬送ローラ。

２．前記樹脂が熱可塑性樹脂である場合、メルトインデックス（ＭＩ）が２ｇ／１０ｍｉｎ．〜４０ｇ／１０ｍｉｎ．の樹脂であることを特徴とする前記１に記載の枚葉物搬送ローラ。

３．前記エラストマーは、ウイリアムズ可塑度８０〜４００であることを特徴とする前記１に記載の枚葉物搬送ローラ。

４．上記微細炭素繊維が、カーボンナノチューブ、カーボンナノワイヤーの、少なくとも１種類または２種類以上の混合物であることを特徴とする前記１〜３のいずれかに記載の枚葉物搬送ローラ。

５．上記カーボンナノチューブまたはカーボンナノワイヤーの、繊維長さ方向に直角な外形の直径が０．４〜１００ｎｍであることを特徴とする前記４に記載の枚葉物搬送ローラ。

６．上記微細炭素繊維が、フラーレンまたはメタルフラーレンを内包するカーボンナノチューブであることを特徴とする前記１〜３のいずれかに記載の枚葉物搬送ローラ。

７．上記微細炭素繊維が、筒の軸方向に直角の断面の形状が非円形となる不連続な面を軸方向の一部の長さに渉って有する構造を導入したものであることを特徴とする前記１〜３のいずれかに記載の枚葉物搬送ローラ。

８．上記微細炭素繊維が、筒状のグラフェンシートが軸方向に対する放射方向に積層した構造の繊維状物質であって、筒を構成するシートが、その筒の軸方向に直角の断面の一部に連続的な曲率を持たない直線又は曲線となる不連続な面を軸方向の一部の長さに渉って有し、その筒の該断面の最大径が１００ｎｍ以下、該断面の中心部に軸方向に連なる連続した中空部を有するアスペクト比が１０^５以下であり、軸方向の任意の位置における軸に直角の断面が電子顕微鏡による観察で等高線様の縞模様を示し、該断面でグラフェンシートの間隔が不均一な微細炭素繊維であることを特徴とする前記７に記載の枚葉物搬送ローラ。

９．前記１〜８のいずれかに記載の枚葉物搬送ローラを配設した複写機、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ等の電子写真機器に代表されるＯＡ機器、電化製品、自動改札、券売機、ＡＴＭ（金融端末払い出し装置）または印刷機等の機器類。

本発明に係る枚葉物搬送ローラによれば、耐摩耗性、静電気防止性及び汚染防止性の全てが解決され、頭記した課題が解決される。

以下、本発明を説明する。
本発明の枚葉物搬送ローラの主成分として利用できる熱硬化性樹脂としては、汎用熱硬化性樹脂［フェノール樹脂、アミノ樹脂（ユリア樹脂、メラミン樹脂）、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フタル酸ジアリル樹脂］、特殊熱硬化性樹脂（ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂）、熱硬化性エラストマー（ポリウレタン、シリコーンエラストマー、ＩＲ、ＢＲ、ＳＢＲ、ＥＰＤＭ、ＩＩＲ、ＣＲ、ＣＨＲ、ＣＨＣ、ＡＣＭ、フッソゴム）、及び複合材料（シートモールディングコンパウンド、バルクモールディングコンパウンド）等が挙げられる。

本発明の枚葉物搬送ローラの主成分として利用できる熱可塑性樹脂としては、汎用熱可塑性樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、繊維素系樹脂など）、汎用エンジニアリング樹脂［ナイロン（ポリアミド）、ポリアセタール（ポリオキシメチレン）、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなど］、及び耐熱エンジニアリング樹脂（ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリアクリレート、液晶ポリマー、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレンなど）等が挙げられる。

本発明の枚葉物搬送ローラの主成分として好ましく利用できる熱可塑性エラストマーとしては、熱可塑性樹脂（以下、樹脂成分ともいう）と動的架橋されたエラストマー成分とを含み、該動的架橋されたエラストマー成分が樹脂成分からなる連続相中に分散された構造を有する熱可塑性エラストマーが挙げられる。

上記樹脂成分としては、熱成形可能な公知の熱可塑性樹脂を広く用いることができ、たとえばポリオレフィン系樹脂（例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレンなどのポリプロピレン（ＰＰ）、エチレンプロピレン共重合体樹脂）、ポリアミド系樹脂（例えばナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン４６（Ｎ４６）、ナイロン１１（Ｎ１１）、ナイロン１２（Ｎ１２）、ナイロン６１０（Ｎ６１０）、ナイロン６１２（Ｎ６１２）、ナイロン６／６６共重合体（Ｎ６／６６）、ナイロン６／６６／６１０共重合体（Ｎ６／６６／６１０）、ナイロンＭＸＤ６（ＭＸＤ６）、ナイロン６Ｔ、ナイロン６／６Ｔ共重合体、ナイロン６６／ＰＰ共重合体、ナイロン６６／ＰＰＳ共重合体）、ポリエステル系樹脂（例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンイソフタレート（ＰＥＩ）、ポリエステル共重合体、ＰＥＴ／ＰＥＩ共重合体、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、液晶ポリエステル、ポリオキシアルキレンジイミド酸／ポリブチレートテレフタレート共重合体などの芳香族ポリエステル）、ポリエーテル系樹脂（例えばポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ））、ポリニトリル系樹脂（例えばポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメタクリロニトリル、アクリロニトリル／スチレン共重合体（ＡＳ）、メタクリロニトリル／スチレン共重合体、メタクリロニトリル／スチレン／ブタジエン共重合体）、ポリメタクリレート系樹脂（例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリメタクリル酸エチル）、ポリビニル系樹脂（例えば酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ビニルアルコール／エチレン共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩化ビニル／塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニリデン／メチルアクリレート共重合体）、セルロース系樹脂（例えば酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース）、フッ素系樹脂（例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリクロルフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン／エチレン共重合体（ＥＴＦＥ））、イミド系樹脂（例えば芳香族ポリイミド（ＰＩ））、ポリアセタールなどを用いることができる。

また樹脂成分として、結晶性熱可塑性樹脂からなるハードセグメントと非晶性のソフトセグメントから構成されるいわゆる熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を用いることもできる。具体的にはポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、フッ素ポリマー系エラストマー、ポリアミド系エラストマーなどのＴＰＥが挙げられる。

より具体的には、ポリウレタン系エラストマーとしては、短鎖グリコールジイソシアナートをハードセグメントとし、長鎖ポリオールをソフトセグメントとするもの、ウレタンおよびウレア結合に富んだハードセグメントとポリエーテルを主とするソフトセグメントとからなるものが挙げられる。ポリエステル系エラストマーとしては、ポリブチレンテレフタレートをハードセグメントとし、長鎖のポリオールやポリエステルをソフトセグメントとするものが挙げられる。フッ素ポリマー系エラストマーとしては、フッ素樹脂成分をハードセグメントとし、フッ素ゴム成分をソフトセグメントとするものが挙げられる。ポリアミド系エラストマーとしては、ナイロンをハードセグメントとし、ポリテトラメチレングリコールをソフトセグメントとするものが挙げられる。

上記の中でも、コスト、摩擦係数、融点などを考慮すると、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリアミド系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー（ＣＯＰＥ）などが好ましく用いられる。また樹脂成分としてこれらを単独を用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

またエラストマー成分としては、たとえば以下のようなエラストマー及びこれらの又はこれらを含む任意の混合物とすることができる。ジエン系ゴムおよびその水素添加物（たとえばＮＲ、ＩＲ、エポキシ化天然ゴム、ＳＢＲ、ＢＲ（高シスＢＲおよび低シスＢＲ）、ＮＢＲ、水素化ＮＢＲ、水素化ＳＢＲ）、オレフィン系ゴム（たとえばエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ＥＰＭなどのエチレンプロピレンゴム）、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム（Ｍ−ＥＰＭ）、ＩＩＲ、イソブチレンと芳香族ビニルまたはジエン系モノマー共重合体、アクリルゴム（ＡＣＭ）、アイオノマー）、含ハロゲンゴム（たとえばＢｒ−ＩＩＲ、ＣＩ−ＩＩＲ、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物（Ｂｒ−ＩＰＭＳ）、ＣＲ、ヒドリンゴム（ＣＨＲ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレン（ＣＭ）、マレイン酸変性塩素化ポリエチレン（Ｍ−ＣＭ）、シリコンゴム（たとえばメチルビニルシリコンゴム、ジメチルシリコンゴム、メチルフェニルビニルシリコンゴム）、含イオウゴム（たとえばポリスルフィドゴム）、フッ素ゴム（たとえばビニリデンフルオライド系ゴム、含フッ素ビニルエーテル系ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム、含フッ素シリコン系ゴム、含フッ素ホスファゼン系ゴム）、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、熱可塑性エラストマー（たとえばスチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、エステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー）などを挙げることができる。

これらのうちでも、コスト、耐薬品性等を考慮すると、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）などのオレフィン系ゴム、ジエン系ゴムまたはその水素添加物、含ハロゲンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴムが好ましく用いられる。これらを単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

上記の樹脂中、本発明においてエラストマーは、ウイリアムズ可塑度８０〜４００のもの、好ましくは１３０〜２２０のもの、熱可塑性樹脂はメルトインデックス（ＭＩ）が２ｇ／１０ｍｉｎ．〜４０ｇ／１０ｍｉｎ．、好ましくは３ｇ／１０ｍｉｎ．〜４０ｇ／１０ｍｉｎ．、熱硬化性樹脂は、粘度０．６〜２００００Ｐａ．ｓのもの、好ましくは、１００〜１０００Ｐａ．ｓ、特に３００〜７００Ｐａ．ｓのものが良い。

本発明に係る搬送ローラは、発泡樹脂又はエラストマーであってもよく、発泡剤を用いた場合に限らず、下記に示すようなガスの混入技術を用いてもよい。

（１）第１のポンプによって取り出される樹脂又はエラストマーを送出する管路に介在された第１のピストンポンプのシリンダーに、前記樹脂又はエラストマーとガスとを供給して前記樹脂又はエラストマーに前記ガスを混入する第１の工程と、前記第１の工程から送出される前記樹脂又はエラストマーと前記ガスとの混合状物を第２のポンプによって加圧する第２の工程と、加圧状態の前記混合状物を分散用管路を通過させることによって、前記ガスを前記樹脂又はエラストマー中に分散させる第３の工程と、前記分散用管路を通過した混合状物を吐出させることによって発泡させる第４の工程と、を有し、前記第１の工程において、前記第１のピストンポンプのシリンダーに前記ガスを供給し、次いで前記樹脂又はエラストマーを供給する、ことを特徴とする樹脂又はエラストマーの発泡方法。

（２）ピストンがシリンダー内を往復移動して吸入工程と吐出工程を行うピストンポンプを用い、前記ピストンポンプの吸入工程において前記シリンダー内に０．１〜５Ｋｇ／ｃｍ^２ のガスを供給し、前記ピストンが吸入端に達して吸入工程が終了し且つ前記シリンダー内に調整された圧力のガスが充填された状態となった後で、前記シリンダー内に樹脂又はエラストマーを供給し、前記樹脂又はエラストマーの供給の終了後に前記ピストンポンプの吐出工程を行い、前記吐出工程において前記ガス及び前記樹脂又はエラストマーを管路に吐出する、ことを特徴とする樹脂又はエラストマーへのガスの混入方法。

（３）樹脂又はエラストマーに大気圧程度の低い圧力のガスを混入してその混合状物を１００ｋｇ／ｃｍ^２ 以下の圧力で送出する第１の工程と、
前記第１の工程から送出される混合状物をポンプによって１００ｋｇ／ｃｍ^２ 以上に加圧する第２の工程と、
加圧状態の前記混合状物を分散用管路を通過させることによって、前記ガスを前記樹脂又はエラストマー中に分散させる第３の工程と、
前記分散用管路を通過した混合状物を吐出させることによって発泡させる第４の工程と、
を有することを特徴とする樹脂又はエラストマーの発泡方法。

次に、本発明の必須成分である微細炭素繊維について説明する。
本発明が対象とする微細炭素繊維であるカーボンナノチューブやカーボンナノワイヤーは特異な微細構造を有する。特にカーボンナノチューブはグラフェンシートが同心円状に積層した構造を持ち、外形の直径が０．４〜１００ｎｍの中空構造を有する繊維状物質であり、半導体から金属までの特性を示す物質である。Ａ．ＯＢＥＲＬＩＮ ａｎｄ Ｍ．ＥＮＤＯが最初にその存在と合成方法を報告し［Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ ｖｏｌ３２，ｐｐ３３５〜３４９（１９７６）］、その後、飯島らによってその中空構造の電子顕微鏡撮影に成功したことが報告され（Ｉｉｊｉｍａ，ｅｔ，ａｌ Ｎａｔｕｒｅ，ｖｏｌ３５４，Ｎｏ．６３４８，ｐｐ５６〜５８，７Ｎｏｖ．１９９１）、さらにはハイピリオン カタリシス インターナショナル インコーポレイテッドが微細炭素繊維に関する技術を特開昭６２−５００９４３号として特許出願している。カーボンナノワイヤーも上記カーボンナノチューブに近い特徴をもつと言われている。

合成樹脂に種々の添加剤ないしは混合物を加えることにより、その用途に応じた物理的・化学的性質を所望のものに改変することは広く行われていることである。カーボンナノチューブまたはカーボンナノワイヤーの如き微細炭素繊維を加えることにより、これら物質の持つ半導体的、金属的性質を樹脂に付与することは、樹脂の応用範囲を革命的に広げることができるため、上記飯島等の報告以降、数多く試みられている。

一般に、カーボンナノチューブに代表される微細炭素繊維は微細な繊維が絡み合った構造で生成され、これを樹脂に混練する時には困難が伴う。これを克服するため、種々の方法が提案されている。例えば特表２０００−５１１８６４号では添加物を加えるか、添加物を微細炭素繊維と反応させることによって樹脂との混合を容易にすることを提案している。さらには、樹脂のモノマーに微細炭素繊維を混合し、微細炭素繊維の周りにポリマーを形成することによって、均一な微細炭素繊維混合の樹脂を製造することも試みられており、本発明にも適用可能である。

次に、本発明に好ましく用いられる微細炭素繊維について説明する。
本発明に好ましく用いられる微細炭素繊維は、筒状のグラフェンシートが軸方向に対する放射方向に積層した構造の繊維状物質であって、筒を構成するシートが、その筒の軸方向に直角の断面の一部に連続的な曲率を持たない直線又は曲線となる不連続な面を軸方向の一部の長さに渉って有し、その筒の該断面の最大径が１００ｎｍ以下、該断面の中心部に軸方向に連なる連続した中空部を有するアスペクト比が１０^５以下であり、軸方向の任意の位置における軸に直角の断面が電子顕微鏡による観察で等高線様の縞模様を示し、該断面でグラフェンシートの間隔が不均一な微細炭素繊維である。

また、本発明に好ましく用いられる微細炭素繊維は、軸方向に少なくとも一箇所以上の屈折点を有し、その屈折点を挟む両側は直線状であって、その直線部分の長さが軸に直角の断面の最大径以上であり、屈折点ではその両側で軸に直角の断面の面積が、非連続的に変化し、グラフェンシートが非連続である部分が存在し、そしてグラフェンシートに６員環ではない炭素環構造が存在する。

さらに、本発明に好ましく用いられる微細炭素繊維は、軸方向の任意の位置における軸に直角の断面が電子顕微鏡による観察で等高線様の縞模様を示し、該断面でグラフェンシートの間隔が繊維長全体に渉り変化する隣り合うグラフェンシート層を有する非黒鉛性の多層構造からなり、Magnetoresistanceの値が磁束密度の変化に対して負の値をとり、Ｘ線回折の格子点で（１１２）点を明瞭に有しない。また、中空部の断面の最大径が、１０ｎｍ以下で、その変化量が２ｎｍ以下、断面積の最大値と最小値の差が１％以上である微細炭素繊維である。

本発明に好ましく用いられる微細炭素繊維は、また、繊維の最外層表面にアモルファス炭素が析出し、その最大厚みが１０ｎｍ以下であり、繊維の比表面積が２００ｍ^２／ｇ以下である。

本発明に好ましく用いられる微細炭素繊維は、ＣＶＤまたはＣＣＶＤ法で１３００℃以下の温度で製造されたままの軸に直角の断面の外径が１００ｎｍ以下の微細炭素繊維、および好ましくは、その繊維をさらに３０００℃以下で処理して得たものである。

本発明は、さらに上記特徴の構造のいずれか１つ以上を持つ微細炭素繊維を全体の０．００１％以上含む繊維径１００ｎｍ以下の微細炭素繊維集合体も含むものである。本発明に好ましく用いられる微細炭素繊維の利用にあたっては、この集合体の形態で利用されることが多い。

本発明に好ましく用いられる微細炭素繊維は、筒の軸方向に直角の断面の形状が非円形となる不連続な面を軸方向の一部の長さに渉って有する構造を導入したものである。

これにより、本発明に好ましく用いられる微細炭素繊維は、曲がりにくく、弾性、すなわち変形後も元の形状に戻ろうとする性質を付与することができるので、凝集時に絡み合った構造となりにくく、絡み合っても容易に解すことができる。したがって、凝集構造中で絡み合い構造をとり難く、マトリックス材料に混合する際に容易に分散させることができる。

尚、本発明に用いる樹脂は、前記の如く、エストラマーであってもよいし、熱可塑性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂であってもよいが、シリコーン樹脂の場合、用いられるシリコーンゴムは、ポリシロキサンベースポリマーの重合度は１０００以上のもの、いわゆるミラブル型と称されるものが好ましい。

尚また、本発明に用いられる樹脂は、ゴムであってもエラストマーであってもよく、シリコーンゴム等のように硬化に加硫剤を要する樹脂は、加硫剤を含有していても良いし、含有しなくてもよいが、加硫剤を含有しない場合、枚葉物搬送ローラ成形工程前に添加されればよい。加硫剤を加える時期は、微細炭素繊維の混練の前、混練中又は混練の後で成形前までなど、何時でもよい。

本発明の枚葉物搬送ローラには、カーボンナノチューブに代表される微細炭素繊維以外にも、公知の添加剤を含有せしめてもよい。
そして、本発明に好ましく用いられるカーボンナノチューブとしては、公知の各種のものを１又は２以上組合せて採用できる。

本発明に用いられるような、ナノスケール微細炭素繊維を、樹脂又はエラストマー中に混合分散するには、どのような技術であってもよい。ナノスケール微細炭素繊維の含有量は、１〜３０重量％、特に５〜２５重量％であることが好ましい。

本発明の枚葉物搬送ローラを用いて機器類を製造する技術については、公知の技術を特別の制限なく採用でき、例えば、前記特許文献１〜５の記載を参酌できる。

以下、本発明を実施例により例証する。

○原材料
シリコーンゴム（以下、Ｓｉということもある。）として、予め過酸化加硫剤（硬化剤）が添加済み（以下に示すように、本実施例は製品成形まで行なうため、加硫剤を予じめ添加したものを使用した。）のミラブルシリコーンゴム（信越化学工業社製ゴムパウンド、ウイリアムズ可塑度２５０相当品）を利用した。ゴム硬度は、ＪＩＳ Ａ硬度計で３０度及び５０度のものである。

カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）として、（株）カーボン・ナノテク・リサーチ・インスティチュート社製ＣＮＴ２０試作品を利用した。

○試料の調整
カーボンナノチューブの添加量（重量％）は、最終の含有濃度が５％となるよう、ＣＮＴ＋Ｓｉ＝１０ｇとなるよう、各試料を次のように調整した。

ＣＮＴ量 Ｓｉ量 合計
試料１ａ （ゴム硬度３０度） ０．５ｇ＋９．５ｇ＝１０ｇ
試料１ｂ （ゴム硬度５０度） ０．５ｇ＋９．５ｇ＝１０ｇ

○試料の形成
上記した試料１ａ及び試料１ｂに対応させるべく、ゴム硬度３０度とゴム硬度５０度のシリコーンゴムを秤量し、上記濃度のカーボンナノチューブを秤量し、下記により混錬して、２種類の試料を作成した。

○混練
三本ロール混錬機を利用して、混錬を繰り返し、上記２種類の試料を作成した。

○成形試験
上記２種類の試料を材料として、プレス機として竪型の型締め成形機を用い、プレス圧力７５トン、金型温度１８０度、加硫時間３分に設定して、「長さ２０ｍｍ×直径１０ｍｍ」である円筒型ローラ試料を成形した。

成形手順は、コンプレッション成形の方法で、キャビティ製品部に上記した試料を載置し、プレス機にて加圧した。加圧の際、加圧開始後に一旦金型を開き（加圧中断）、製品部とゴム（前記試料）との隙間に溜まっている空気を排出し、再度加圧／加硫した。加圧／加硫が完了後、金型を開いて成形品の取り出しを行った。

遮蔽体として上記で得られた２種類のローラ試料を用い、耐摩耗性、静電気防止性、汚染防止性を測定した。

比較のため、ＣＮＴを用いないで、カーボンブラックを３０重量％となるように添加したことのみを異ならせたローラ試料を用いて、同一の条件の下で、耐摩耗性、静電気防止性、汚染防止性を測定し、比較実験例とした。

本発明による２種類のローラ試料からは、いずれも長期に亘る耐摩耗性、静電気防止性、汚染防止性の各性能の優れた枚葉物搬送ローラが得られることが確認された。一方、比較実験例では、静電気防止性は認められたが、耐摩耗性及び汚染防止性が劣っていた。

実施例１のローラ試料の製造において、ミラブルシリコーンゴムに変えて、宇部興産社製ＵＢＥナイロン１０１１、ＭＩ ９０ｇ／１０ｍｉｎ．、及び帝人化成社製パンライト（ＰＣ）Ｌ−１２２５Ｌ、ＭＩ ２０ｇ／１０ｍｉｎ．を用いたことのみ異ならせた試作品を製作し、同じく円筒型ローラ試験片を得た。これを用いたことのみ異ならせて、実施例１と同じ実験を行ったところ、いずれも、耐摩耗性、静電気防止性、汚染防止性の優れた枚葉物搬送ローラであった。

実施例１のローラ試料の製造において、サンスター技研社製機械発泡システムの機械発泡装置「フォームプライ」を用いると共に、ミラブルシリコーンゴムに変えて、同社製一液ウレタンペースト材料として、湿気硬化型ウレタン系シーリング材であるＲＤ−４１６１、粘度２０万ｃｐｓのものを用い、またガスとしては炭酸ガスを用い、ガス供給圧力７．０ｋｇｆ／ｃｍ^２、ガス流量０．２０ＮＬ／ｍｉｎ、加圧圧力２００ｋｇｆ／ｃｍ^２にしたことのみ異ならせた試作品を製作し、同じく円筒型ローラ試験片を得た。これを用いたことのみ異ならせて、実施例１と同じ実験を行ったところ、いずれも、耐摩耗性、静電気防止性、汚染防止性の優れた枚葉物搬送ローラであった。尚、この円筒型ローラ試験片の発泡倍率は２．２０倍である。

Claims (9)

1. 紙の如き枚葉物を搬送する枚葉物搬送ローラにおいて、発泡又は非発泡の樹脂又はエラストマーを主成分とし、ナノスケールの微細炭素繊維を含有することを特徴とする枚葉物搬送ローラ。
2. 前記樹脂が熱可塑性樹脂である場合、メルトインデックス（ＭＩ）が２ｇ／１０ｍｉｎ．〜４０ｇ／１０ｍｉｎ．の樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の枚葉物搬送ローラ。
3. 前記エラストマーは、ウイリアムズ可塑度８０〜４００であることを特徴とする請求項１に記載の枚葉物搬送ローラ。
4. 上記微細炭素繊維が、カーボンナノチューブ、カーボンナノワイヤーの、少なくとも１種類または２種類以上の混合物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の枚葉物搬送ローラ。
5. 上記カーボンナノチューブまたはカーボンナノワイヤーの、繊維長さ方向に直角な外形の直径が０．４〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項４に記載の枚葉物搬送ローラ。
6. 上記微細炭素繊維が、フラーレンまたはメタルフラーレンを内包するカーボンナノチューブであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の枚葉物搬送ローラ。
7. 上記微細炭素繊維が、筒の軸方向に直角の断面の形状が非円形となる不連続な面を軸方向の一部の長さに渉って有する構造を導入したものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の枚葉物搬送ローラ。
8. 上記微細炭素繊維が、筒状のグラフェンシートが軸方向に対する放射方向に積層した構造の繊維状物質であって、筒を構成するシートが、その筒の軸方向に直角の断面の一部に連続的な曲率を持たない直線又は曲線となる不連続な面を軸方向の一部の長さに渉って有し、その筒の該断面の最大径が１００ｎｍ以下、該断面の中心部に軸方向に連なる連続した中空部を有するアスペクト比が１０^５以下であり、軸方向の任意の位置における軸に直角の断面が電子顕微鏡による観察で等高線様の縞模様を示し、該断面でグラフェンシートの間隔が不均一な微細炭素繊維であることを特徴とする請求項７に記載の枚葉物搬送ローラ。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の枚葉物搬送ローラを配設した複写機、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ等の電子写真機器に代表されるＯＡ機器、電化製品、自動改札、券売機、ＡＴＭ（金融端末払い出し装置）または印刷機等の機器類。