JP4096241B2 - エラストマー組成物を用いたゴムローラ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エラストマー組成物を用いたゴムローラに関し、詳しくは、インクジェットプリンター、レーザープリンター、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、自動預金支払機（ＡＴＭ）等の紙送り機構において、紙やフィルム等の搬送物をピックアップし分離する等の目的で使用されるゴムローラに好適であり、高い摩擦係数の保持と耐摩耗性の向上を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】
静電式複写機、レーザプリンター、インクジェットプリンター、ファクシミリ等のＯＡ機器や、自動預金支払機ではゴム組成物をロール形状に成形した紙送りローラが使用されている。かかるゴム組成物からなる紙送りローラでは、ゴム組成物に含まれている硫黄分のブルーミングのために、給紙状態が悪化することが問題となっている。
【０００３】
硫黄を使用しないゴムの加硫系として、過酸化物加硫系がある。そこで、従来、ブルームを抑制する目的で、有機過酸化物加硫系により加硫したゴムを使用した紙送りローラが提供されている。
【０００４】
例えば、特開平８−３３４９３９号公報では、エチレン−プロピレン共重合ゴム１００重量部に対して、過酸化物からなる加硫剤を３〜６重量部添加したローラ用ゴム組成物が開示されている。
【０００５】
また、特開２０００−２４８１３３号公報では、エチレンプロピレンジエンゴムに吸油量を規定したカーボンブラック（２５重量％以上５０重量％以下）及びパラフィン系プロセスオイルとを含有し、有機過酸化物で架橋したゴム組成物が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−３３４９３９号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２０００−２４８１３３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、有機過酸化物加硫系により加硫したゴムを使用した紙送りローラでは、ブルームは生じないものの、硫黄加硫のゴムを使用した紙送りローラに比べて、耐摩耗性が劣ってしまうという問題がある。
即ち、上記の特開平８−３３４９３９号公報に提案された紙送りローラを用いても、良好な紙送り性能が得られる枚数は、２０万枚程度までであり、耐摩耗性に問題がある。
【０００９】
また、上記の特開２０００−２４８１３３号に提案された紙送りローラは、導電性を確保するために、カーボンブラックを大量に配合するものであり、詳細には、２５重量％〜５０重量％配合しており、良好な導電性は得られるものの、紙等との繰り返しの接触によりローラが摩耗するため、耐摩耗性に問題があり、また、カーボンブラックによる紙汚れが問題となってしまう。さらに、カーボンブラックの補強効果によりローラが高硬度化してしまい、十分な摩擦係数が得られない。
【００１０】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたもので、耐摩耗性に優れる上に、紙汚れが生じないエラストマー組成物を用いてなるゴムローラを提供することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、油展ＥＰＤＭゴムと非油展ＥＰＤＭゴムとからなるＥＰＤＭゴムと、補強用フィラーであるカーボンブラックと、ジクミルパーオキサイドからなる有機過酸化物架橋剤とを配合したエラストマー組成物からローラに成形され、
上記エラストマー組成物は、上記オイルを除くＥＰＤＭゴム１００重量部に対して、上記カーボンブラックが５重量部以上１５重量部以下、上記ジクミルパーオキサイドが１．０重量部以上２．０重量部以下の割合で配合され、
該エラストマー組成物は、上記ＥＰＤＭゴムと、該ＥＰＤＭに分散されたカーボンブラックとの界面に含む近接部分に両者の相互作用により高分子鎖からなるバウンドラバーが形成されており、
上記エラストマー組成物は、核磁気共鳴装置を用いて共鳴周波数２５ＭＨｚ、共鳴磁場０．５８７２Ｔ、対象核を１Ｈとして、ソリッドエコー法にて測定したＴ２緩和時間（スピン−スピン緩和）が２５０μｓ以上４００μｓ以下であることを特徴とするゴムローラを提供している。
【００１２】
本発明者らは、鋭意研究の結果、油展ＥＰＤＭと非油展ＥＰＤＭとを混合したＥＰＤＭゴムをゴム成分とし、該ＥＰＤＭゴムと補強用フィラーであるカーボンブラックとの界面を含む近接部分に形成されるバウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２緩和時間が一定範囲内であると、耐摩耗性に優れることを見出し、本発明を創作したものである。耐摩耗性に優れるため、長期間の使用による摩耗が少なく耐久性も高くなると共に、摩擦係数の低減も抑制することができる。さらに、上記Ｔ２緩和時間が、カーボンブラックの少量の一定範囲内で達成できることから、紙汚れが問題とならず、またブルーミングによる摩擦係数の低下も低減しやすくなる。
【００１３】
上記ＥＰＤＭゴムと、補強用フィラーであるカーボンブラックとの間に形成されるバウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２緩和時間（スピン−スピン緩和）とは、本発明のエラストマー組成物を、後記の実施例の方法で、核磁気共鳴装置（パルス−ＮＭＲ）を用いて、ソリッドエコー法にて測定した値である。
【００１４】
なお、スピン−スピン緩和（横緩和）とは、ＮＭＲのラジオ波を照射した直後は核スピンの矢印は同じ方向を指しており、位相がそろっているコヒーレントの状態であるが、核スピンどうしが相手の磁場の不均一な揺れを感じて、しだいにコヒーレントからランダムな状態（核スピンの矢印の向きがばらばら）になる過程という意味を含み、横緩和のシグナルは外部磁場に垂直方向に設置したコイルによって検出される。ランダムとコヒーレントという状態の変化だけではエネルギーのやり取りはなく、乱雑さという状態だけが異なるものである。
【００１５】
上記バウンドラバーは、上記ＥＰＤＭゴムと上記カーボンブラックとの界面を含む近接部分に存在し、上記ＥＰＤＭゴムと上記カーボンブラックの両者の相互作用により分子運動の影響を受けている高分子鎖から構成されるものを指す。
補強用フィラーであるカーボンブラックをＥＰＤＭゴム中に混入すると、両者の界面を含む近接部分にバウンドラバーが形成されるが、カーボンブラックの場合、そのバウンドラバーの分子運動性が低い、即ち、相互作用が強い方が耐摩耗性に効果的であるとされている。これに対して、本発明では、特にカーボンブラックの極少量領域において、鋭意研究を重ね、カーボンブラックの極少量の添加によりバウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２を制御し、耐摩耗性を向上できることを見出した。
【００１６】
バウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２緩和時間を２５０μｓ以上４００μｓ以下としているのは、２５０μｓより小さい場合には、バウンドラバー拘束性が大きすぎるため、耐摩耗性に良い影響を及ぼさないためであり、４００μｓより大きい場合には、相互作用がほとんど生じず補強用フィラーであるカーボンブラックが異物として存在し耐摩耗性が悪化するという問題が生じると共に、４００μｓより大きくなる組成物を実現するのは困難なためである。さらには３００μｓ以上４００μｓ以下が好ましい。
【００１７】
本発明のエラストマー組成物から成形されてなるゴムローラは、ＪＩＳ−Ａ硬度（ＪＩＳ Ｋ−６２５３（試験機デュロメータタイプＡ）に規定された方法によって測定された硬度）が２０以上４５以下であることが好ましい。これにより、紙やフィルムの搬送用のローラとして、さらに好適に用いることができる。
上記範囲としているのは、上記範囲より小さいと摩擦係数は高くなるが、耐摩耗性が悪くなりやすいためである。一方、上記範囲より大きいと摩擦係数が低くなり、紙等を送りにくくなるためである。
【００１８】
上記ＥＰＤＭゴムを用い、上記補強用フィラーとしてカーボンブラックを用いる組み合わせとすることで、十分な耐摩耗性を実現できる上に、紙汚れも抑制することができる。よって、耐久性に優れ、さらには高い摩擦係数を有しているゴムローラが得られる。
【００１９】
ＥＰＤＭゴムを用いると、以下の利点がある。即ち、ＥＰＤＭゴムは、その油展量により摩擦係数の調節が容易とされる。また、ＥＰＤＭは主鎖が飽和炭化水素からなり、主鎖に二重結合を含まないため、高濃度オゾン雰囲気、光線照射等の環境下に長時間曝されても、分子主鎖切断が起こり難い。従って、得られるゴムローラの耐候性、耐酸化性を高めることができる。なお、ＥＰＤＭゴムとしては、ゴム成分のみからなる非油展タイプと、ゴム成分とともに親展油を含む油展タイプからなるものを併用して用いている。
【００２０】
上記補強用フィラーであるカーボンブラックは、ゴムとの相互作用を導くフィラーであり、補強用、コスト、分散性、フィラーが持つ耐摩耗性の観点よりカーボンブラックとしている。
【００２１】
カーボンブラックは、ＨＡＦカーボンブラック等を用いることができる。その他、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＳＡＦ、ＭＴ、ＦＴカーボンブラック等の種々のカーボンブラックを用いることができる。なお、耐摩耗性や分散性の点から、カーボンブラックの粒径は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい。
【００２４】
上記エラストマー組成物は、ジクミルパーオキサイドからなる有機過酸化物架橋剤で有機過酸化物架橋されている。有機過酸化物を用いて架橋しているため、硫黄加硫する組成物において問題となる硫黄分のブルーミングが生じないので、ブルーミングによる摩擦係数の低下がない。また、圧縮永久ひずみが小さく、ローラとして長期間用いた場合の精度維持や耐久性に優れ、加工・成形が容易である特徴を有し、静的・動的力学特性においても硫黄架橋系と同等の性質を示す。また、架橋阻害も防止することができる。
【００２５】
バウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２緩和時間を上記範囲とするために、ＥＰＤＭゴム１００重量部に対して補強用フィラーであるカーボンブラックを５重量部以上１５重量部以下用いている。これは、カーボンブラックが上記範囲外だとバウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２緩和時間が２５０μｓ未満となりやすいためである。さらに、カーボンブラックが上記重量部を超えると、エラストマー組成物が硬化し、摩擦係数も低下しやすいためである。
【００２６】
特に、ＥＰＤＭ１００重量部に対して、カーボンブラックを５重量部以上１５重量部以下の割合で用いていることにより硬度を上昇させずに、即ち、摩擦係数を低下させることなく、耐摩耗性をより向上することができる。さらに好ましくは５重量部以上１０重量部以下である。
上記範囲としているのは、上記配合量より少ないと、ローラの耐摩耗性を十分に向上しにくいためである。一方、上記配合量より多いと、ゴム中に含まれるカーボン量が多くなることにより紙の汚れ等が生じる可能性があるためである。
なお、ゴム成分の重量部とは、ゴム成分が油展ゴムの場合は油展オイルを除いたゴム分のみの重量部を指す。
【００２７】
また、ジクミルパーオキサイドからなる有機過酸化物架橋剤は、ＥＰＤＭ１００重量部に対して、１．０重量部以上２．０重量部以下の割合で用いている。
上記範囲としているのは、上記配合量より少ないと架橋が遅く、また架橋密度が上がらず摩耗が悪くなりやすいためである。一方、上記配合量より多いとゴム硬度が上がりすぎ摩擦係数が低くなりやすいためである。
【００２８】
上記エラストマー組成物のＴ２緩和時間（スピン−スピン緩和）は、上記補強用フィラーであるカーボンブラックの無添加時のＥＰＤＭに比べて１５０％以上３００％以下の値としていることが好ましい。
上記範囲としているのは、１５０％より小さいと耐摩耗性に悪影響を及ぼす高分子鎖がからみ合い、局所的に密になった架橋点が存在するという問題があり、３００％より大きいとゴム等が可塑化されすぎて耐摩耗性に影響が出やすいためである。本発明では、このように、補強用フィラーの添加前のＥＰＤＭと添加後のエラストマー組成物のＴ２緩和時間の変化率（上昇率）を規定している。
ここで、ＥＰＤＭのＴ２緩和時間とはマトリックスであるポリマー成分の分子運動性を指し、Ｔ２が低いと分子運動性が低く、高分子鎖のからみ合いや不均一な架橋形態等によって拘束されており、Ｔ２が高いと分子運動性が高く拘束されていない。
具体的には、ＥＰＤＭのＴ２緩和時間（スピン−スピン緩和）は９００μｓ以上１２００μｓ以下であるのが良い。
【００２９】
なお、架橋剤として用いられる過酸化物は、上記ジクミルパーオキサイド（ＤＣＰ）を用いると、架橋効率を高めることができる。なお、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、１，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔ（ブチルパーオキシ）ヘキシン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート等を挙げることができ、成形条件等に応じてこれらを１種または２種以上使用してもよい。
【００３０】
また、過酸化物と共に、架橋助剤を配合しても良く、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）、トリアリルシアヌレート（ＴＡＣ）、トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴ）、エチレングリコールジメタクリレート（ＥＤＭＡ）、Ｎ−Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド等を用いることができる。これにより、疲労特性等の各種機械的物性を改良、調整したり、架橋密度を向上することができる。
【００３１】
エラストマー組成物のＪＩＳ−Ｋ ６３０１に従って測定した圧縮永久ひずみは４０％以下、さらには２０％以下であることが好ましい。この値より大きくなると、ローラとした時の寸法変化が大きくなりすぎて実用に適さない、また、耐久性や精度維持に問題が生じやすいためである。
【００３２】
上記のように、ＥＰＤＭゴムに油展ＥＰＤＭを含めている。
上記油展ＥＰＤＭを用いることで、オイルを含有させ、硬度を調整することができる。オイルとしては、例えばパラフィン系、ナフテン系、芳香族系等の鉱物油や炭化水素系オリゴマーからなるそれ自体公知の合成油、またはプロセスオイルを用いることができる。合成油としては、例えば、α−オレフィンとのオリゴマー、ブテンのオリゴマー、エチレンとα−オレフィンとの非晶質オリゴマーが好ましい。可塑剤としては、例えば、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルセパケート（ＤＯＳ）、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）等を用いることができる。
【００３３】
また、機械的強度を向上させるために、必要に応じて充填剤を配合しており、該充填剤としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の無機充填剤、その他金属粉、セラミック粉、ガラス粉、木粉等を挙げることができる。充填剤を配合する場合、充填剤はエラストマー組成物中、３０重量％以下とするのが好ましい。充填剤の比率が上記範囲を越えると、エラストマー組成物の柔軟性が低下してしまうことがあるからである。その他、老化防止剤等を配合しても良い。
【００３４】
上記エラストマー組成物は、さらに高い摩擦係数とする場合には、パラフィンオイル等の可塑剤を混練し、柔軟性を持たせてもよく、さらに優れた耐摩耗性を得るには、高分子量のポリマーを使用してもよい。
【００３５】
また、本発明のエラストマー組成物を用いて成形されてなるゴムローラは、上述したように、耐摩耗性に優れる上に、紙汚れが生じず、高い摩擦係数を維持できるため、紙やフィルムの搬送用の芯金を備えた弾性ローラとして好適に用いられる。
【００３６】
本発明のゴムローラは通常の方法で製造できる。上記ＥＰＤＭゴムからなるゴム成分、上記ジクミルパーオキサイド（ＤＣＰ）からなる架橋剤、カーボンブラックを配合した後、オープンロール、バンバリーミキサー、ニ−ダー等の公知のゴム混練装置を用いて２０℃〜２５０℃にて１分〜２０分混練りする。また、架橋剤は他の配合物を混練りした後にオープンロール等を用いて混練りしても良い。次いで、この混練組成物を１４０℃〜２３０℃にて熱プレス成形する。また架橋反応を抑制することでインジェクション成形も可能である。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態の円筒形状のゴムローラ１を示し、その中空部に円柱形状の芯金（シャフト）２を圧入して取り付けている。ゴムローラ１は、適度な弾性を有しており電子写真装置において紙やフィルム等を搬送する紙送りローラに最適である。
【００３８】
本実施形態においては、ゴムとしてＥＰＤＭゴムを、補強用フィラーとしてカーボンブラックを使用し、ＥＰＤＭゴム１００重量部に対して、カーボンブラックを５重量部含有し、過酸化物架橋剤を１.５重量部含有し、過酸化物架橋剤であるジクミルパーオキサイドにより過酸化物架橋したエラストマー組成物から紙送りローラ１を作成している。ＥＰＤＭゴムと、カーボンブラックとの間に形成されるバウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２緩和時間は３５０μｓである。バウンドラバーとは、ＥＰＤＭゴムと、補強用の無機系フィラーであるカーボンブラックとの界面を含む近接部分に存在し、ＥＰＤＭゴムとカーボンブラックの両者の相互作用により分子運動の影響を受けている高分子鎖から構成されるものを指す。両者の界面を含み、凡そ数十オングストローム程度の範囲にバウンドラバーが形成されている。
【００３９】
ＥＰＤＭとしては油展ＥＰＤＭと非油展ＥＰＤＭとを併用しており、オイルは全ゴム１００重量部に対して５０重量部含まれている。また、上記エラストマー組成物においてＥＰＤＭゴムのＴ２緩和時間は１１００μｓである。また、ゴムローラ１は、ＪＩＳ Ａ硬度が３７であり、圧縮永久ひずみが９％である。
【００４０】
このように、ゴムローラ１は、補強用フィラーであるカーボンブラックとの間に形成されるバウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２緩和時間が２５０μｓ以上４００μｓ以下の範囲内であるので、耐摩耗性に優れ、紙汚れが問題とならないゴムローラとすることができる。さらに、有機過酸化物架橋した組成物からなるので、硫黄分のブルーミングが生じず、カーボンブラックが少量で高硬度化していないため、ブルーミングに起因する摩擦係数の低下が生じない。よって、長期間、繰り返し使用しても摩擦係数の低下が抑制され、さらに摩耗量が少ないので、長期に亘り安定した給紙性能を維持することができる。
【００４２】
以下、本発明の実施例及び比較例について詳述する。
実施例１〜３及び比較例１〜３について、下記の表１に記載の各配合割合でオープンロール、バンバリーミキサー、ニ−ダー等の公知のゴム混練装置を用いて２０℃〜２５０℃にて１分〜２０分混練りする。この混練組成物を１４０℃〜２３０℃にて熱プレス成形し、内径φ９ｍｍ、外径φ２１ｍｍ、長さ３８ｍｍの筒状体を作成した。この筒状体を円筒研削盤で外径φ２０ｍｍに研磨し、長さ１０ｍｍにカットした。このカットしたゴム成形体を専用の芯金に填め込み、実施例１〜３及び比較例１〜３の各紙送り用のゴムローラを作成し、以下の測定及び観察において使用した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１中の配合成分の単位は重量部である。なおゴム１（エスプレン６７０Ｆ）は油展ゴムであり、１００重量部中、５０重量部がオイルであり、５０重量部がゴム分である。
【００４５】
上記のように作製した各実施例及び各比較例のゴムローラについて、下記の測定及び評価を行った。その結果を上記の表１に示す。
【００４６】
（摩擦係数の測定及び３万枚通紙後の摩耗量の測定）
複写機に各ゴムローラを取り付けて、温度２２℃、湿度５５％の条件下で、Ａ４サイズの紙（富士ゼロックスオフィスサプライ（株）製のＰＰＣ用紙）３万枚を７．５時間かけて通紙させる通紙試験を行った。この通紙試験において、通紙試験前後の各ゴムローラの重量を測定することにより、摩耗量（ｍｇ）を求めた。また、この通紙試験において、摩擦係数を図２に示す以下の方法で測定した。すなわち、ゴムローラ２１とプレート２３との間に、ロードセル２５に接続したＡ４サイズのＰＰＣ用紙２４をはさみ、図２中、黒矢印で示す様に、ゴムローラ２１の回転軸２２に鉛直荷重Ｗ（Ｗ＝２５０ｇ）を加え、ゴムローラ２１をプレート２３に圧接させた。次いで、温度２２℃、湿度５５％の条件下で、上記、ゴムローラ２１を図２中、実線の矢印ａで示す方向に、周速３００ｍｍ／秒で回転させた。通紙の前後において、図２中、白矢印で示す方向に発生した紙２４の搬送力Ｆ（ｇ）をロードセル２５で測定した。そして、この測定値Ｆ（ｇ）と荷重Ｗ（２５０ｇ）とから、下記の数式１より摩擦係数μを求めた。この摩擦係数の測定は通紙開始と３万枚通紙終了後のそれぞれで行った。
摩擦係数は１．５以上を良好とした。摩耗量は５０ｍｇ以下を良好とした。
【００４７】
【数１】
μ＝Ｆ（ｇ）／Ｗ（ｇ）
【００４８】
（硬度）
ＪＩＳ−Ａ硬度（ＪＩＳ Ｋ−６２５３（試験機デュロメータタイプＡ）スプリング式測定法）の測定を行った。
【００４９】
（圧縮永久歪み）
ＪＩＳ−Ｋ６３０１に従って、７０℃、２４時間の条件で測定した。
【００５０】
（Ｔ２緩和時間）
核磁気共鳴装置（パルス−ＮＭＲ）（ＪＥＯＬ社製 ＪＮＭ−ＭＵ２５）を用いて、ソリッドエコー法にて測定した。この装置は共鳴周波数２５ＭＨｚ、共鳴磁場０．５８７２Ｔ、対象核を１Ｈとし、π／パルス幅は約２μｓ、デッドタイム約１０μｓとした。
【００５１】
ソリッドエコー法とは、固体状態のＴ２測定であり、不均質系では、複数のＴ２が存在し、巨視的磁化Ｍ（ｔ）は次式で与えられる。
【００５２】
【数２】
Ｍ（ｔ）＝Σａｉ×ｅｘｐ［−（ｔ／Ｔ２ｉ）ｍｉ］
ｉ
ｆｉ＝ａｉ／Σａｉ（成分比）
ｍｉ：ワイプル係数
【００５３】
ワイプル係数ｍｉは、１＝ローレンツ型、２＝ガウス型に相分し、ｆｉは各成分の体積分率を表す。上記の核磁気共鳴装置は、ソリッドエコー信号のプロットをディスプレイに表示し、プリンタに印字する。さらに、上記の各成分についてのプロットとそのＴ２ｉ、ｆｉの計算値をディスプレイに表示し、プリンタに印字する。なお、本明細書中のＴ２とは上記のＴ２ｉに相当する。
【００５４】
（通紙中の紙汚れ）
上記３万枚通紙試験中に、通紙した紙に肉眼で汚れが確認された場合には［×」を、確認されなかった場合には「○」を表１中の「通紙中の紙汚れ」の欄に記載した。
【００５５】
表１に示される様に、実施例１〜３のゴムローラは、ＥＤＰＭゴムと、カーボンブラックとの間に形成されるバウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２緩和時間が２５５μｓ〜３５０μｓで、上記規定範囲内であり、よって耐摩耗性に優れ、摩擦係数もカーボンブラックを適量配合しているので、良好である。さらに、カーボンブラックの配合量が上記の範囲内であるため、紙汚れも発生しなかった。
【００５６】
詳細には、実施例１〜３のゴムローラは、ＥＰＤＭ１００重量部（オイルを除くゴム分）に対して、カーボンブラックを５〜１５重量部配合しており、ジクミルパーオキサイドからなる過酸化物架橋剤をＥＰＤＭゴム１００重量部に対して１．５重量部用いて有機過酸化物架橋した組成物からなるゴムローラである。また、ＥＰＤＭゴムのＴ２緩和時間が９００μｓ〜１１００μｓ以下であった。即ち、エラストマー組成物のＴ２緩和時間（スピン−スピン緩和）は、カーボンブラックの無添加時のＥＰＤＭに比べて、実施例１では２４４％、実施例２では２２２％、実施例３では２００％の値であった。
【００５７】
これらの実施例１〜３のゴムローラは、初期摩擦係数が１．５１〜１．７６と全て１．５以上で、良好な値であった。また、通紙３０Ｋ枚後の摩擦係数も１．５９〜１．７０であり、全て１．５以上で、良好な値であった。また、通紙３０Ｋ枚後の摩耗量も３５ｍｇ〜４８．３ｍｇと少なく、耐摩耗性にも優れていた。そしてＪＩＳ Ａ硬度も３７〜３８であり、適切であった。圧縮永久歪も９〜１２％であり、適切であった。その上、全実施例において、紙汚れがなかった。
【００５８】
従って、実施例のゴムローラは全て、優れた給紙性能を有するローラであることが分かった。さらに、実施例の紙送りローラは有機過酸化物架橋しているため、硫黄分のブルーミングが生じないため、ブルーミングに起因する摩擦係数の低下を抑制できた。
【００５９】
一方、比較例１は、カーボンブラックを配合していないため、バウンド成分が存在せずＴ２緩和時間は測定されなかった。摩耗量が７３．４ｍｇと非常に多くなってしまい、耐摩耗性が劣っていた。また、摩擦係数も３万枚通紙後において１．５よりも低くなってしまった。
【００６０】
比較例２は、バウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２が２４０μｓと低くカーボンブラックの配合量が上記の規定範囲よりも少なかっため、摩擦係数は１．５以上であり比較例１よりも改善したものの、摩耗量が５８．３ｍｇであり、耐摩耗性が悪かった。
【００６１】
比較例３は、バウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２緩和時間が２２０μｓと低くカーボンブラックの配合量が上記規定範囲よりも多すぎたため、摩擦係数が初期及び３万枚通紙後の両者とも１．５よりも低くなってしまった。硬度も５０と大きく、さらには紙汚れも発生した。
【００６２】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、ＥＰＤＭゴムと、補強用フィラーであるカーボンブラックとの間に形成されるバウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２緩和時間を上記範囲に規定しているため、耐摩耗性に優れ、長期間の使用による摩耗が少なく耐久性も高くなると共に、摩擦係数の低減も抑制することができる。
【００６３】
また、上記エラストマー組成物のＴ２緩和時間（スピン−スピン緩和）は、補強用フィラーの無添加時のＥＰＤＭに比べて１５０％以上３００％以下の値としているため、耐摩耗性を向上することができる。
【００６４】
よって、給紙・搬送性能が使い初めから、繰り返し使用した後まで、長期間、安定したものとなり、補修、保守の手数を省くことができる。従って、レーザープリンター、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置等のＯＡ機器や、自動預金支払機（ＡＴＭ）等の紙送り機構に使用される紙送りローラの耐久性を向上することができる。特に、インクジェットプリンタ、コピー機用給紙ローラとして好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のゴムローラの概略図である。
【図２】 ゴムローラの摩擦係数の測定方法を示す図である。
【符号の説明】
ｌ ゴムローラ
２ 芯金
２１ ゴムローラ
２２ 回転軸
２３ プレート
２４ 紙
２５ ロードセル
【発明の属する技術分野】
本発明は、エラストマー組成物を用いたゴムローラに関し、詳しくは、インクジェットプリンター、レーザープリンター、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、自動預金支払機（ＡＴＭ）等の紙送り機構において、紙やフィルム等の搬送物をピックアップし分離する等の目的で使用されるゴムローラに好適であり、高い摩擦係数の保持と耐摩耗性の向上を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】
静電式複写機、レーザプリンター、インクジェットプリンター、ファクシミリ等のＯＡ機器や、自動預金支払機ではゴム組成物をロール形状に成形した紙送りローラが使用されている。かかるゴム組成物からなる紙送りローラでは、ゴム組成物に含まれている硫黄分のブルーミングのために、給紙状態が悪化することが問題となっている。
【０００３】
硫黄を使用しないゴムの加硫系として、過酸化物加硫系がある。そこで、従来、ブルームを抑制する目的で、有機過酸化物加硫系により加硫したゴムを使用した紙送りローラが提供されている。
【０００４】
例えば、特開平８−３３４９３９号公報では、エチレン−プロピレン共重合ゴム１００重量部に対して、過酸化物からなる加硫剤を３〜６重量部添加したローラ用ゴム組成物が開示されている。
【０００５】
また、特開２０００−２４８１３３号公報では、エチレンプロピレンジエンゴムに吸油量を規定したカーボンブラック（２５重量％以上５０重量％以下）及びパラフィン系プロセスオイルとを含有し、有機過酸化物で架橋したゴム組成物が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−３３４９３９号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２０００−２４８１３３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、有機過酸化物加硫系により加硫したゴムを使用した紙送りローラでは、ブルームは生じないものの、硫黄加硫のゴムを使用した紙送りローラに比べて、耐摩耗性が劣ってしまうという問題がある。
即ち、上記の特開平８−３３４９３９号公報に提案された紙送りローラを用いても、良好な紙送り性能が得られる枚数は、２０万枚程度までであり、耐摩耗性に問題がある。
【０００９】
また、上記の特開２０００−２４８１３３号に提案された紙送りローラは、導電性を確保するために、カーボンブラックを大量に配合するものであり、詳細には、２５重量％〜５０重量％配合しており、良好な導電性は得られるものの、紙等との繰り返しの接触によりローラが摩耗するため、耐摩耗性に問題があり、また、カーボンブラックによる紙汚れが問題となってしまう。さらに、カーボンブラックの補強効果によりローラが高硬度化してしまい、十分な摩擦係数が得られない。
【００１０】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたもので、耐摩耗性に優れる上に、紙汚れが生じないエラストマー組成物を用いてなるゴムローラを提供することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、油展ＥＰＤＭゴムと非油展ＥＰＤＭゴムとからなるＥＰＤＭゴムと、補強用フィラーであるカーボンブラックと、ジクミルパーオキサイドからなる有機過酸化物架橋剤とを配合したエラストマー組成物からローラに成形され、
上記エラストマー組成物は、上記オイルを除くＥＰＤＭゴム１００重量部に対して、上記カーボンブラックが５重量部以上１５重量部以下、上記ジクミルパーオキサイドが１．０重量部以上２．０重量部以下の割合で配合され、
該エラストマー組成物は、上記ＥＰＤＭゴムと、該ＥＰＤＭに分散されたカーボンブラックとの界面に含む近接部分に両者の相互作用により高分子鎖からなるバウンドラバーが形成されており、
上記エラストマー組成物は、核磁気共鳴装置を用いて共鳴周波数２５ＭＨｚ、共鳴磁場０．５８７２Ｔ、対象核を１Ｈとして、ソリッドエコー法にて測定したＴ２緩和時間（スピン−スピン緩和）が２５０μｓ以上４００μｓ以下であることを特徴とするゴムローラを提供している。
【００１２】
本発明者らは、鋭意研究の結果、油展ＥＰＤＭと非油展ＥＰＤＭとを混合したＥＰＤＭゴムをゴム成分とし、該ＥＰＤＭゴムと補強用フィラーであるカーボンブラックとの界面を含む近接部分に形成されるバウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２緩和時間が一定範囲内であると、耐摩耗性に優れることを見出し、本発明を創作したものである。耐摩耗性に優れるため、長期間の使用による摩耗が少なく耐久性も高くなると共に、摩擦係数の低減も抑制することができる。さらに、上記Ｔ２緩和時間が、カーボンブラックの少量の一定範囲内で達成できることから、紙汚れが問題とならず、またブルーミングによる摩擦係数の低下も低減しやすくなる。
【００１３】
上記ＥＰＤＭゴムと、補強用フィラーであるカーボンブラックとの間に形成されるバウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２緩和時間（スピン−スピン緩和）とは、本発明のエラストマー組成物を、後記の実施例の方法で、核磁気共鳴装置（パルス−ＮＭＲ）を用いて、ソリッドエコー法にて測定した値である。
【００１４】
なお、スピン−スピン緩和（横緩和）とは、ＮＭＲのラジオ波を照射した直後は核スピンの矢印は同じ方向を指しており、位相がそろっているコヒーレントの状態であるが、核スピンどうしが相手の磁場の不均一な揺れを感じて、しだいにコヒーレントからランダムな状態（核スピンの矢印の向きがばらばら）になる過程という意味を含み、横緩和のシグナルは外部磁場に垂直方向に設置したコイルによって検出される。ランダムとコヒーレントという状態の変化だけではエネルギーのやり取りはなく、乱雑さという状態だけが異なるものである。
【００１５】
上記バウンドラバーは、上記ＥＰＤＭゴムと上記カーボンブラックとの界面を含む近接部分に存在し、上記ＥＰＤＭゴムと上記カーボンブラックの両者の相互作用により分子運動の影響を受けている高分子鎖から構成されるものを指す。
補強用フィラーであるカーボンブラックをＥＰＤＭゴム中に混入すると、両者の界面を含む近接部分にバウンドラバーが形成されるが、カーボンブラックの場合、そのバウンドラバーの分子運動性が低い、即ち、相互作用が強い方が耐摩耗性に効果的であるとされている。これに対して、本発明では、特にカーボンブラックの極少量領域において、鋭意研究を重ね、カーボンブラックの極少量の添加によりバウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２を制御し、耐摩耗性を向上できることを見出した。
【００１６】
バウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２緩和時間を２５０μｓ以上４００μｓ以下としているのは、２５０μｓより小さい場合には、バウンドラバー拘束性が大きすぎるため、耐摩耗性に良い影響を及ぼさないためであり、４００μｓより大きい場合には、相互作用がほとんど生じず補強用フィラーであるカーボンブラックが異物として存在し耐摩耗性が悪化するという問題が生じると共に、４００μｓより大きくなる組成物を実現するのは困難なためである。さらには３００μｓ以上４００μｓ以下が好ましい。
【００１７】
本発明のエラストマー組成物から成形されてなるゴムローラは、ＪＩＳ−Ａ硬度（ＪＩＳ Ｋ−６２５３（試験機デュロメータタイプＡ）に規定された方法によって測定された硬度）が２０以上４５以下であることが好ましい。これにより、紙やフィルムの搬送用のローラとして、さらに好適に用いることができる。
上記範囲としているのは、上記範囲より小さいと摩擦係数は高くなるが、耐摩耗性が悪くなりやすいためである。一方、上記範囲より大きいと摩擦係数が低くなり、紙等を送りにくくなるためである。
【００１８】
上記ＥＰＤＭゴムを用い、上記補強用フィラーとしてカーボンブラックを用いる組み合わせとすることで、十分な耐摩耗性を実現できる上に、紙汚れも抑制することができる。よって、耐久性に優れ、さらには高い摩擦係数を有しているゴムローラが得られる。
【００１９】
ＥＰＤＭゴムを用いると、以下の利点がある。即ち、ＥＰＤＭゴムは、その油展量により摩擦係数の調節が容易とされる。また、ＥＰＤＭは主鎖が飽和炭化水素からなり、主鎖に二重結合を含まないため、高濃度オゾン雰囲気、光線照射等の環境下に長時間曝されても、分子主鎖切断が起こり難い。従って、得られるゴムローラの耐候性、耐酸化性を高めることができる。なお、ＥＰＤＭゴムとしては、ゴム成分のみからなる非油展タイプと、ゴム成分とともに親展油を含む油展タイプからなるものを併用して用いている。
【００２０】
上記補強用フィラーであるカーボンブラックは、ゴムとの相互作用を導くフィラーであり、補強用、コスト、分散性、フィラーが持つ耐摩耗性の観点よりカーボンブラックとしている。
【００２１】
カーボンブラックは、ＨＡＦカーボンブラック等を用いることができる。その他、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＳＡＦ、ＭＴ、ＦＴカーボンブラック等の種々のカーボンブラックを用いることができる。なお、耐摩耗性や分散性の点から、カーボンブラックの粒径は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい。
【００２４】
上記エラストマー組成物は、ジクミルパーオキサイドからなる有機過酸化物架橋剤で有機過酸化物架橋されている。有機過酸化物を用いて架橋しているため、硫黄加硫する組成物において問題となる硫黄分のブルーミングが生じないので、ブルーミングによる摩擦係数の低下がない。また、圧縮永久ひずみが小さく、ローラとして長期間用いた場合の精度維持や耐久性に優れ、加工・成形が容易である特徴を有し、静的・動的力学特性においても硫黄架橋系と同等の性質を示す。また、架橋阻害も防止することができる。
【００２５】
バウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２緩和時間を上記範囲とするために、ＥＰＤＭゴム１００重量部に対して補強用フィラーであるカーボンブラックを５重量部以上１５重量部以下用いている。これは、カーボンブラックが上記範囲外だとバウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２緩和時間が２５０μｓ未満となりやすいためである。さらに、カーボンブラックが上記重量部を超えると、エラストマー組成物が硬化し、摩擦係数も低下しやすいためである。
【００２６】
特に、ＥＰＤＭ１００重量部に対して、カーボンブラックを５重量部以上１５重量部以下の割合で用いていることにより硬度を上昇させずに、即ち、摩擦係数を低下させることなく、耐摩耗性をより向上することができる。さらに好ましくは５重量部以上１０重量部以下である。
上記範囲としているのは、上記配合量より少ないと、ローラの耐摩耗性を十分に向上しにくいためである。一方、上記配合量より多いと、ゴム中に含まれるカーボン量が多くなることにより紙の汚れ等が生じる可能性があるためである。
なお、ゴム成分の重量部とは、ゴム成分が油展ゴムの場合は油展オイルを除いたゴム分のみの重量部を指す。
【００２７】
また、ジクミルパーオキサイドからなる有機過酸化物架橋剤は、ＥＰＤＭ１００重量部に対して、１．０重量部以上２．０重量部以下の割合で用いている。
上記範囲としているのは、上記配合量より少ないと架橋が遅く、また架橋密度が上がらず摩耗が悪くなりやすいためである。一方、上記配合量より多いとゴム硬度が上がりすぎ摩擦係数が低くなりやすいためである。
【００２８】
上記エラストマー組成物のＴ２緩和時間（スピン−スピン緩和）は、上記補強用フィラーであるカーボンブラックの無添加時のＥＰＤＭに比べて１５０％以上３００％以下の値としていることが好ましい。
上記範囲としているのは、１５０％より小さいと耐摩耗性に悪影響を及ぼす高分子鎖がからみ合い、局所的に密になった架橋点が存在するという問題があり、３００％より大きいとゴム等が可塑化されすぎて耐摩耗性に影響が出やすいためである。本発明では、このように、補強用フィラーの添加前のＥＰＤＭと添加後のエラストマー組成物のＴ２緩和時間の変化率（上昇率）を規定している。
ここで、ＥＰＤＭのＴ２緩和時間とはマトリックスであるポリマー成分の分子運動性を指し、Ｔ２が低いと分子運動性が低く、高分子鎖のからみ合いや不均一な架橋形態等によって拘束されており、Ｔ２が高いと分子運動性が高く拘束されていない。
具体的には、ＥＰＤＭのＴ２緩和時間（スピン−スピン緩和）は９００μｓ以上１２００μｓ以下であるのが良い。
【００２９】
なお、架橋剤として用いられる過酸化物は、上記ジクミルパーオキサイド（ＤＣＰ）を用いると、架橋効率を高めることができる。なお、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、１，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔ（ブチルパーオキシ）ヘキシン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート等を挙げることができ、成形条件等に応じてこれらを１種または２種以上使用してもよい。
【００３０】
また、過酸化物と共に、架橋助剤を配合しても良く、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）、トリアリルシアヌレート（ＴＡＣ）、トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴ）、エチレングリコールジメタクリレート（ＥＤＭＡ）、Ｎ−Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド等を用いることができる。これにより、疲労特性等の各種機械的物性を改良、調整したり、架橋密度を向上することができる。
【００３１】
エラストマー組成物のＪＩＳ−Ｋ ６３０１に従って測定した圧縮永久ひずみは４０％以下、さらには２０％以下であることが好ましい。この値より大きくなると、ローラとした時の寸法変化が大きくなりすぎて実用に適さない、また、耐久性や精度維持に問題が生じやすいためである。
【００３２】
上記のように、ＥＰＤＭゴムに油展ＥＰＤＭを含めている。
上記油展ＥＰＤＭを用いることで、オイルを含有させ、硬度を調整することができる。オイルとしては、例えばパラフィン系、ナフテン系、芳香族系等の鉱物油や炭化水素系オリゴマーからなるそれ自体公知の合成油、またはプロセスオイルを用いることができる。合成油としては、例えば、α−オレフィンとのオリゴマー、ブテンのオリゴマー、エチレンとα−オレフィンとの非晶質オリゴマーが好ましい。可塑剤としては、例えば、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルセパケート（ＤＯＳ）、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）等を用いることができる。
【００３３】
また、機械的強度を向上させるために、必要に応じて充填剤を配合しており、該充填剤としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の無機充填剤、その他金属粉、セラミック粉、ガラス粉、木粉等を挙げることができる。充填剤を配合する場合、充填剤はエラストマー組成物中、３０重量％以下とするのが好ましい。充填剤の比率が上記範囲を越えると、エラストマー組成物の柔軟性が低下してしまうことがあるからである。その他、老化防止剤等を配合しても良い。
【００３４】
上記エラストマー組成物は、さらに高い摩擦係数とする場合には、パラフィンオイル等の可塑剤を混練し、柔軟性を持たせてもよく、さらに優れた耐摩耗性を得るには、高分子量のポリマーを使用してもよい。
【００３５】
また、本発明のエラストマー組成物を用いて成形されてなるゴムローラは、上述したように、耐摩耗性に優れる上に、紙汚れが生じず、高い摩擦係数を維持できるため、紙やフィルムの搬送用の芯金を備えた弾性ローラとして好適に用いられる。
【００３６】
本発明のゴムローラは通常の方法で製造できる。上記ＥＰＤＭゴムからなるゴム成分、上記ジクミルパーオキサイド（ＤＣＰ）からなる架橋剤、カーボンブラックを配合した後、オープンロール、バンバリーミキサー、ニ−ダー等の公知のゴム混練装置を用いて２０℃〜２５０℃にて１分〜２０分混練りする。また、架橋剤は他の配合物を混練りした後にオープンロール等を用いて混練りしても良い。次いで、この混練組成物を１４０℃〜２３０℃にて熱プレス成形する。また架橋反応を抑制することでインジェクション成形も可能である。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態の円筒形状のゴムローラ１を示し、その中空部に円柱形状の芯金（シャフト）２を圧入して取り付けている。ゴムローラ１は、適度な弾性を有しており電子写真装置において紙やフィルム等を搬送する紙送りローラに最適である。
【００３８】
本実施形態においては、ゴムとしてＥＰＤＭゴムを、補強用フィラーとしてカーボンブラックを使用し、ＥＰＤＭゴム１００重量部に対して、カーボンブラックを５重量部含有し、過酸化物架橋剤を１.５重量部含有し、過酸化物架橋剤であるジクミルパーオキサイドにより過酸化物架橋したエラストマー組成物から紙送りローラ１を作成している。ＥＰＤＭゴムと、カーボンブラックとの間に形成されるバウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２緩和時間は３５０μｓである。バウンドラバーとは、ＥＰＤＭゴムと、補強用の無機系フィラーであるカーボンブラックとの界面を含む近接部分に存在し、ＥＰＤＭゴムとカーボンブラックの両者の相互作用により分子運動の影響を受けている高分子鎖から構成されるものを指す。両者の界面を含み、凡そ数十オングストローム程度の範囲にバウンドラバーが形成されている。
【００３９】
ＥＰＤＭとしては油展ＥＰＤＭと非油展ＥＰＤＭとを併用しており、オイルは全ゴム１００重量部に対して５０重量部含まれている。また、上記エラストマー組成物においてＥＰＤＭゴムのＴ２緩和時間は１１００μｓである。また、ゴムローラ１は、ＪＩＳ Ａ硬度が３７であり、圧縮永久ひずみが９％である。
【００４０】
このように、ゴムローラ１は、補強用フィラーであるカーボンブラックとの間に形成されるバウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２緩和時間が２５０μｓ以上４００μｓ以下の範囲内であるので、耐摩耗性に優れ、紙汚れが問題とならないゴムローラとすることができる。さらに、有機過酸化物架橋した組成物からなるので、硫黄分のブルーミングが生じず、カーボンブラックが少量で高硬度化していないため、ブルーミングに起因する摩擦係数の低下が生じない。よって、長期間、繰り返し使用しても摩擦係数の低下が抑制され、さらに摩耗量が少ないので、長期に亘り安定した給紙性能を維持することができる。
【００４２】
以下、本発明の実施例及び比較例について詳述する。
実施例１〜３及び比較例１〜３について、下記の表１に記載の各配合割合でオープンロール、バンバリーミキサー、ニ−ダー等の公知のゴム混練装置を用いて２０℃〜２５０℃にて１分〜２０分混練りする。この混練組成物を１４０℃〜２３０℃にて熱プレス成形し、内径φ９ｍｍ、外径φ２１ｍｍ、長さ３８ｍｍの筒状体を作成した。この筒状体を円筒研削盤で外径φ２０ｍｍに研磨し、長さ１０ｍｍにカットした。このカットしたゴム成形体を専用の芯金に填め込み、実施例１〜３及び比較例１〜３の各紙送り用のゴムローラを作成し、以下の測定及び観察において使用した。
【００４３】
【表１】
表１中の配合成分の単位は重量部である。なおゴム１（エスプレン６７０Ｆ）は油展ゴムであり、１００重量部中、５０重量部がオイルであり、５０重量部がゴム分である。
【００４５】
上記のように作製した各実施例及び各比較例のゴムローラについて、下記の測定及び評価を行った。その結果を上記の表１に示す。
【００４６】
（摩擦係数の測定及び３万枚通紙後の摩耗量の測定）
複写機に各ゴムローラを取り付けて、温度２２℃、湿度５５％の条件下で、Ａ４サイズの紙（富士ゼロックスオフィスサプライ（株）製のＰＰＣ用紙）３万枚を７．５時間かけて通紙させる通紙試験を行った。この通紙試験において、通紙試験前後の各ゴムローラの重量を測定することにより、摩耗量（ｍｇ）を求めた。また、この通紙試験において、摩擦係数を図２に示す以下の方法で測定した。すなわち、ゴムローラ２１とプレート２３との間に、ロードセル２５に接続したＡ４サイズのＰＰＣ用紙２４をはさみ、図２中、黒矢印で示す様に、ゴムローラ２１の回転軸２２に鉛直荷重Ｗ（Ｗ＝２５０ｇ）を加え、ゴムローラ２１をプレート２３に圧接させた。次いで、温度２２℃、湿度５５％の条件下で、上記、ゴムローラ２１を図２中、実線の矢印ａで示す方向に、周速３００ｍｍ／秒で回転させた。通紙の前後において、図２中、白矢印で示す方向に発生した紙２４の搬送力Ｆ（ｇ）をロードセル２５で測定した。そして、この測定値Ｆ（ｇ）と荷重Ｗ（２５０ｇ）とから、下記の数式１より摩擦係数μを求めた。この摩擦係数の測定は通紙開始と３万枚通紙終了後のそれぞれで行った。
摩擦係数は１．５以上を良好とした。摩耗量は５０ｍｇ以下を良好とした。
【００４７】
【数１】
μ＝Ｆ（ｇ）／Ｗ（ｇ）
【００４８】
（硬度）
ＪＩＳ−Ａ硬度（ＪＩＳ Ｋ−６２５３（試験機デュロメータタイプＡ）スプリング式測定法）の測定を行った。
【００４９】
（圧縮永久歪み）
ＪＩＳ−Ｋ６３０１に従って、７０℃、２４時間の条件で測定した。
【００５０】
（Ｔ２緩和時間）
核磁気共鳴装置（パルス−ＮＭＲ）（ＪＥＯＬ社製 ＪＮＭ−ＭＵ２５）を用いて、ソリッドエコー法にて測定した。この装置は共鳴周波数２５ＭＨｚ、共鳴磁場０．５８７２Ｔ、対象核を１Ｈとし、π／パルス幅は約２μｓ、デッドタイム約１０μｓとした。
【００５１】
ソリッドエコー法とは、固体状態のＴ２測定であり、不均質系では、複数のＴ２が存在し、巨視的磁化Ｍ（ｔ）は次式で与えられる。
【００５２】
【数２】
Ｍ（ｔ）＝Σａｉ×ｅｘｐ［−（ｔ／Ｔ２ｉ）ｍｉ］
ｉ
ｆｉ＝ａｉ／Σａｉ（成分比）
ｍｉ：ワイプル係数
【００５３】
ワイプル係数ｍｉは、１＝ローレンツ型、２＝ガウス型に相分し、ｆｉは各成分の体積分率を表す。上記の核磁気共鳴装置は、ソリッドエコー信号のプロットをディスプレイに表示し、プリンタに印字する。さらに、上記の各成分についてのプロットとそのＴ２ｉ、ｆｉの計算値をディスプレイに表示し、プリンタに印字する。なお、本明細書中のＴ２とは上記のＴ２ｉに相当する。
【００５４】
（通紙中の紙汚れ）
上記３万枚通紙試験中に、通紙した紙に肉眼で汚れが確認された場合には［×」を、確認されなかった場合には「○」を表１中の「通紙中の紙汚れ」の欄に記載した。
【００５５】
表１に示される様に、実施例１〜３のゴムローラは、ＥＤＰＭゴムと、カーボンブラックとの間に形成されるバウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２緩和時間が２５５μｓ〜３５０μｓで、上記規定範囲内であり、よって耐摩耗性に優れ、摩擦係数もカーボンブラックを適量配合しているので、良好である。さらに、カーボンブラックの配合量が上記の範囲内であるため、紙汚れも発生しなかった。
【００５６】
詳細には、実施例１〜３のゴムローラは、ＥＰＤＭ１００重量部（オイルを除くゴム分）に対して、カーボンブラックを５〜１５重量部配合しており、ジクミルパーオキサイドからなる過酸化物架橋剤をＥＰＤＭゴム１００重量部に対して１．５重量部用いて有機過酸化物架橋した組成物からなるゴムローラである。また、ＥＰＤＭゴムのＴ２緩和時間が９００μｓ〜１１００μｓ以下であった。即ち、エラストマー組成物のＴ２緩和時間（スピン−スピン緩和）は、カーボンブラックの無添加時のＥＰＤＭに比べて、実施例１では２４４％、実施例２では２２２％、実施例３では２００％の値であった。
【００５７】
これらの実施例１〜３のゴムローラは、初期摩擦係数が１．５１〜１．７６と全て１．５以上で、良好な値であった。また、通紙３０Ｋ枚後の摩擦係数も１．５９〜１．７０であり、全て１．５以上で、良好な値であった。また、通紙３０Ｋ枚後の摩耗量も３５ｍｇ〜４８．３ｍｇと少なく、耐摩耗性にも優れていた。そしてＪＩＳ Ａ硬度も３７〜３８であり、適切であった。圧縮永久歪も９〜１２％であり、適切であった。その上、全実施例において、紙汚れがなかった。
【００５８】
従って、実施例のゴムローラは全て、優れた給紙性能を有するローラであることが分かった。さらに、実施例の紙送りローラは有機過酸化物架橋しているため、硫黄分のブルーミングが生じないため、ブルーミングに起因する摩擦係数の低下を抑制できた。
【００５９】
一方、比較例１は、カーボンブラックを配合していないため、バウンド成分が存在せずＴ２緩和時間は測定されなかった。摩耗量が７３．４ｍｇと非常に多くなってしまい、耐摩耗性が劣っていた。また、摩擦係数も３万枚通紙後において１．５よりも低くなってしまった。
【００６０】
比較例２は、バウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２が２４０μｓと低くカーボンブラックの配合量が上記の規定範囲よりも少なかっため、摩擦係数は１．５以上であり比較例１よりも改善したものの、摩耗量が５８．３ｍｇであり、耐摩耗性が悪かった。
【００６１】
比較例３は、バウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２緩和時間が２２０μｓと低くカーボンブラックの配合量が上記規定範囲よりも多すぎたため、摩擦係数が初期及び３万枚通紙後の両者とも１．５よりも低くなってしまった。硬度も５０と大きく、さらには紙汚れも発生した。
【００６２】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、ＥＰＤＭゴムと、補強用フィラーであるカーボンブラックとの間に形成されるバウンドラバーを含むエラストマー組成物のＴ２緩和時間を上記範囲に規定しているため、耐摩耗性に優れ、長期間の使用による摩耗が少なく耐久性も高くなると共に、摩擦係数の低減も抑制することができる。
【００６３】
また、上記エラストマー組成物のＴ２緩和時間（スピン−スピン緩和）は、補強用フィラーの無添加時のＥＰＤＭに比べて１５０％以上３００％以下の値としているため、耐摩耗性を向上することができる。
【００６４】
よって、給紙・搬送性能が使い初めから、繰り返し使用した後まで、長期間、安定したものとなり、補修、保守の手数を省くことができる。従って、レーザープリンター、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置等のＯＡ機器や、自動預金支払機（ＡＴＭ）等の紙送り機構に使用される紙送りローラの耐久性を向上することができる。特に、インクジェットプリンタ、コピー機用給紙ローラとして好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のゴムローラの概略図である。
【図２】 ゴムローラの摩擦係数の測定方法を示す図である。
【符号の説明】
ｌ ゴムローラ
２ 芯金
２１ ゴムローラ
２２ 回転軸
２３ プレート
２４ 紙
２５ ロードセル
Claims (6)
- 油展ＥＰＤＭゴムと非油展ＥＰＤＭゴムとからなるＥＰＤＭゴムと、補強用フィラーであるカーボンブラックと、ジクミルパーオキサイドからなる有機過酸化物架橋剤とを配合したエラストマー組成物からローラに成形され、
上記エラストマー組成物は、上記オイルを除くＥＰＤＭゴム１００重量部に対して、上記カーボンブラックが５重量部以上１５重量部以下、上記ジクミルパーオキサイドが１．０重量部以上２．０重量部以下の割合で配合され、
該エラストマー組成物は、上記ＥＰＤＭゴムと、該ＥＰＤＭに分散されたカーボンブラックとの界面に含む近接部分に両者の相互作用により高分子鎖からなるバウンドラバーが形成されており、
上記エラストマー組成物は、核磁気共鳴装置を用いて共鳴周波数２５ＭＨｚ、共鳴磁場０．５８７２Ｔ、対象核を１Ｈとして、ソリッドエコー法にて測定したＴ２緩和時間（スピン−スピン緩和）が２５０μｓ以上４００μｓ以下であることを特徴とするゴムローラ。 - 上記エラストマー組成物のＴ２緩和時間（スピン−スピン緩和）は、上記カーボンブラックの無添加時のＥＰＤＭに比べて１５０％以上３００％以下の値である請求項１に記載のゴムローラ。
- 上記油展ＥＰＤＭゴムと非油展ＥＰＤＭとからなるＥＰＤＭゴムは、オイルを除く全ＥＰＤＭゴム１００重量部に対して、オイルが５０重量部以上１００重量部以下で配合されたものである請求項１又は請求項２に記載のゴムローラ。
- 上記油展ＥＰＤＭゴム１００重量部は上記オイル５０重量部とオイルを除くＥＰＤＭ５０重量部からなり、該油展ＥＰＤＭゴムと非油展ＥＰＤＭとが２：１で配合されたものからなる請求項３に記載のゴムローラ。
- ＪＩＳ−Ａ硬度が２０以上４５以下、ＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠して測定した圧縮永久歪みが９〜１２％、３万枚通紙後の摩耗量は５０ｍｇ以下であると共に摩擦係数は１．５以上である請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のゴムローラ。
- 芯金を備え、紙およびフィルムの搬送用のローラとして用いられる請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のゴムローラ。
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