JP4388207B2

JP4388207B2 - 紙葉類の重送防止ゴム部材

Info

Publication number: JP4388207B2
Application number: JP2000205021A
Authority: JP
Inventors: 靖時伊藤
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2020-07-06
Also published as: JP2002019986A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙葉類の重送防止ゴム部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンター、レーザプリンター、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）等における紙送り機構においては、図１に示される様に、搬送される紙葉類１を挟んで、紙送りローラ２と板状の重送防止ゴム部材３を対向配置している。この重送防止ゴム部材と紙葉類との間の摩擦抵抗によって、紙葉類が二枚以上同時に送られる不都合を防止している。
すなわち、詳細には、紙と紙送りローラとの間の摩擦係数μ１、紙と重送防止ゴム部材と間の摩擦係数μ２、重ねられた紙同士の間の摩擦係数μ３との間には、μ１＞μ２＞μ３なる関係が成立していることが要求される。
また紙類の分離性能が安定していることが必要であり、さらに耐オゾン性等の耐久性及び耐磨耗性に優れていることが要求される。
【０００３】
従来、この種の重送防止ゴム部材用の組成物としては、耐磨耗性に優れたウレタンゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム又はブタジエン−イソプレン−ＥＰＤＭゴム等が使用されている。例えば特開平１０−１８１８９７号にはＥＰＤＭゴムをチウラム系加硫促進剤でイオウ加硫したゴム組成物を用いた重送防止ゴム部材が開示されている。
また特開平８−３３４９３９号には紙送りローラ用の組成物として、ＥＰＤＭゴムを過酸化物で加硫したゴム組成物が開示されている。また、物性や加硫速度改善の目的で、適当な共架橋剤をＥＰＤＭゴム１００重量部（軟化剤を除く）に対して、０．５〜５重量部使用することが開示されている。具体的には、実施例において、トリメタクリル酸トリメチロールプロパン（トリメチロールプロパントリメタクリレート）が、ＥＰＤＭゴム１００重量部（軟化剤を除く）に対して２重量部使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のゴム組成物では、重送防止ゴム部材に硬度を付与するために、配合する充填剤の種類や量が選択されているが、十分な耐磨耗性を付与することは困難であった。また、搬送される紙葉類と重送防止ゴム部材とが擦れる際に、摩擦音である「鳴き」と称される異音が発生することがあり、問題となっていた。
また搬送される紙葉類がＯＨＰフィルム等の平滑度の高いものである場合には、これら紙葉類と重送防止ゴム部材とが密着し易くなり、両者間の摩擦係数が非常に大きくなるため、重送防止ゴム部材の磨耗がさらに大きくなるという問題があった。
【０００５】
また、前記の特開平１０−１８１８９７号に開示された重送防止ゴム部材では、イオウ加硫のため、促進剤等のブルームのために耐久性が損なわれるという問題がある。
【０００６】
一方、前記の特開平８−３３４９３９号に開示の紙送りローラ用の組成物は、ローラの搬送性を維持してブルームを防止することを目的としており、共架橋剤の配合量は０．５重量部〜５重量部（実施例では２重量部）と少ない上に、その使用目的は物性や加硫速度の改善と記載されているのみである。さらには、重送防止ゴム部材は紙送りローラーのように回転せず、平板状であるため、摩擦係数、均一磨耗性等、微妙な物性バランスが必要となる点が開示された紙送りローラとは異なる。よって、開示された紙送りローラ用のゴム組成物を用いて、重送防止ゴム部材を成形することは出来ない。
【０００７】
このように、従来の重送防止ゴム部材は、所要の摩擦係数、耐磨耗性、耐久性を満足出来る程度に両立させることは困難であり、より優れた性能の重送防止ゴム部材が要望されている。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、耐久性、耐磨耗性を備え、かつ、紙葉類の分離性能が安定しており、「鳴き」と称される異音発生も防止できる重送防止ゴム部材を提供することを課題としている。
【０００９】
【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、ＥＰＤＭゴムに、加硫剤として過酸化物のジクミルパーオキサイド、共架橋剤のトリメチロールプロパントリメタクリレート、架橋活性剤として酸化亜鉛、充填剤として酸化ケイ素、炭酸カルシウム、酸化チタンおよびカーボンブラックを配合したゴム組成物からなり、
上記トリメチロールプロパントリメタクリレートが上記ＥＰＤＭ１００重量％（軟化剤を除く）に対して５重量％以上２０重量％以下、上記酸化亜鉛が上記ＥＰＤＭ１００重量％に対して１重量％以上５重量％以下で配合され、上記ジクミルパーオキサイドで共架橋させたことを特徴とする紙葉類の重送防止ゴム部材を提供している。
【００１０】
上記ＥＰＤＭゴム（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）はその配合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にくい。従って。重送防止ゴム部材の耐オゾン性を高めることができる。
【００１１】
上記共架橋剤とは、それ自身も架橋するとともに、ゴム分子とも反応して架橋し、全体を高分子化する働きをする多官能性モノマー、メタクリル酸あるいはアクリル酸の金属塩、１，２ポリブタジエンの官能基を利用した多官能性ポリマ―類、ジオキシムなどが挙げられる。本発明では上記のようにトリメチロールプロパントリメタクリレートを用いている。ゴム組成物は、この共架橋剤により、架橋分子の分子量が増大し、これにより硬度が増大するので、従来の充填剤添加による硬度付与と比較して、耐磨耗性を著しく向上させることができる。
【００１２】
また、本発明ではゴム組成物を過酸化物の上記ジクミルパーオキサイドで共架橋させているため、加硫によるブルームが防止され、耐久性を向上させることができる。
【００１３】
さらに、ゴム組成物にコルク粒子を混合させると、表面に凹凸形状が形成され、耐磨耗性をさらに向上させることができる。
【００１４】
上記ゴムコンパウンドにはＥＰＤＭ以外のゴム成分として、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等のジエン系ゴム、ブチルゴム、ＢＲ，イソプレンゴム、ＳＢＲ、クロロプロピレンゴム（ＣＲ）、ＮＲ、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）から選択される１種または２種以上を混合使用しても良い。
しかし、耐オゾン性が高い点より、本発明ではＥＰＤＭのみを使用している。ＥＰＤＭと他のゴムとをブレンドする場合、全ゴムに占めるＥＰＤＭの比率は、５０重量％以上、さらに、８０重量％以上が好ましい。
【００１５】
ＥＰＤＭには、ゴム成分のみからなる非油展タイプのＥＰＤＭとゴム成分とともに親展油を含む油展タイプのＥＰＤＭとが存在するが、本発明ではいずれのタイプのものも使用可能である。
【００１６】
上記共架橋剤としては、メタクリル酸の高級エステル類が好適に用いられ、具体的には、トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴ）、エチレンジメタクリレート（ＥＤＭＡ）、ポリエチレングリコールジメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、アリルメタクリレート、テトラハイドロフルフリルメタクリレート、イソブチレンエチレンジメタクリレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、ジアリルフタレート、ジアリルイタコネート、ビニルトルエン、ビニルピリジン、ジビニルベンゼンが挙げられる。本発明では上記のようにトリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴ）を用いている。
【００１７】
メタクリル酸あるいはアクリル酸の金属塩としては、例えば、アクリル酸アルミニウム、メタクリル酸アルミニウム、アクリル酸亜鉛、メタクリル酸亜鉛、アクリル酸カルシウム、メタクリル酸カルシウム、アクリル酸マグネシウム、メタクリル酸マグネシウムが挙げられる。
１，２ポリブタジエンの官能基を利用した多官能性ポリマ―類としては、Ｂｕｔｏｎ１５０、Ｂｕｔｏｎ１００、ポリブタジエンＲ−１５、Ｄｉｅｎｅ−３５、Ｈｙｓｔａｌ−Ｂ２０００が挙げられる。
また、含硫黄化合物としては例えば、Ｓ．ＴｅｔｒｏｎＡなどが挙げられる。ジオキシムとしては、例えば、Ｐ．Ｑｕｉｎｏｍｅジオキシム、Ｐ，Ｐ‘−ジベンゾイルキノンジオキシム、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミドなどが挙げられる。
【００１８】
上記共架橋剤としてメタクリル酸高級エステルを使用すると、共架橋することにより、耐摩耗性が向上するため好ましく、さらにトリメチロールプロパントリメタクリレートを使用すると、加工性が良好であるのでより好ましい。
【００１９】
使用する共架橋剤の量は共架橋剤の種類、用いる他の成分との関係で、適宜選択することができる。本発明では、加工性等の理由から上記トリメチロールプロパントリメタクリレートを上記ＥＰＤＭ１００重量％（軟化剤を除く）に対して５重量％以上２０重量％以下としている。好ましくは１０重量％以上１５重量％以下である。
【００２０】
また、共架橋剤としてメタクリル酸高級エステルを使用する場合には、上記ゴムコンパウンド１００重量部（軟化剤を除く）に対して、５重量部以上２０重量部以下に設定している。その理由は５重量％未満であると、耐摩耗性が悪いという問題があり、２０重量％を越えると、加工不良が起こるとの理由から好ましくない。
【００２１】
上記過酸化物としては、ベンゾイルパーオキサイド、１―１ジ−ｔｅｒｔ―ブチルパーオキシ３―３―５トリメチルシクロヘキサン、２―５ジメチル２―５ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ジ−ｔｅｒｔ―ブチルパーオキシジイソプロピルベンゼン、ジ−ｔｅｒｔ―ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキシド、ｔｅｒｔ―ブチルクミルパーオキシド、２―５ジメチル２―５ジ（ｔｅｒｔ―ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジ−ｔｅｒｔ―ブチルパーオキシド及び２―５ジメチル２―５ジ（ｔｅｒｔ―ブチルパーオキシ）ヘキセン―３などが使用できる。本発明では上記のようにジクミルパーオキシドを用いている。
【００２２】
ゴム組成物にコルク粒子を混合する場合は、使用するゴム組成物の配合に応じて、適切な粒径のものを適切な配合量で混合しているが、粒径は１０〜８０メッシュのものが好ましく、さらには２０〜４０メッシュの範囲とすることがより好ましい。またその配合量は、組成物の全重量を基準として、一般に１０重量％〜５０重量％であるのが好ましく、さらに好ましい配合量は１０重量％〜２０重量％である。
【００２３】
ゴム組成物には軟化剤、架橋活性剤、強度向上のための充填材を混合している。上記軟化剤としてはオイル、可塑剤が挙げられ、オイルとしては、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。
【００２４】
架橋反応を適切に行うために架橋活性剤を用いても良く、該架橋活性剤としては例えば金属酸化物が良好に使用され、特に酸化亜鉛、炭酸亜鉛が好ましい。その配合量は加工性の理由から上記ゴムコンパウンド１００重量％（軟化剤を除く）に対して、１重量％以上５重量％以下が適当である。本発明では架橋活性剤として上記のように酸化亜鉛を用いている。
【００２５】
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、シリカ、カーボンブラック、クレー、タルク等の粉体を挙げることができる。充填剤を配合する場合、充填剤はゴム組成物中、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、ゴムの柔軟性が低下してしまうことがあるからである。本発明では、上記のように、充填剤として酸化ケイ素、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、酸化チタンおよびカーボンブラックを配合している。
【００２６】
また、ゴム組成物中に、老化防止剤、ワックス等を配合することができる。老化防止剤としては、例えば、２−メルカプトベンゾイミダゾールなどのイミダゾール類、フェニル−α−ナフチルアミン，Ｎ，Ｎ´−ジ−６−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ´−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミンなどのアミン類などが挙げられる。
【００２７】
本発明の重送防止ゴム部材の作成方法としては、公知の方法が採用でき、例えば、以下の方法により作成できる。
ゴム組成物を２軸押出機、オープンロール、バンバリーミキサー、ニーダー等のゴム混練装置に投入し、混練りし、８０〜９０℃に加熱しながら、５〜６分程度混練りし、この混合物を金型内にセットして１６５〜１７５℃にてプレス加硫を行い、ゴムシートを作製する。このシートを所望の厚さにスライスした後、さらに所望の大きさの長方形に裁断し、紙葉類の重送防止ゴム部材としている。コルク粒子が混合されている場合には、公知のモールド成形装置によりゴム板を予備成形した後、その表面をパッフィングしてコルク粒子の一部をゴム板表面と同一平面上に露出させている。
【００２８】
上記ゴム組成物からなる紙葉類の重送防止ゴム部材は、耐オゾン性に優れ、適切な摩擦係数を付与でき、かつ優れた耐磨耗性を有する。
よって、インクジェットプリンター、レーザプリンター、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置等の紙送り機構において、紙送りローラと対向させて配置すると、紙の分離性能を安定させることができ、耐久性、耐磨耗性に優れているので良好に使用できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。
本発明に係わる紙葉類の重送防止部材は、下記の配合のゴム組成物を過酸化物で共架橋させてゴムシートとして成形し、これをスライス及び裁断して長方形の板状としている。
【００３０】
（Ａ）ＥＰＤＭゴムからなるゴムコンパウンド
（Ｂ）共架橋剤
（Ｃ）過酸化物
（Ｄ）充填剤
（Ｅ）架橋促進剤
（Ｆ）コルク粒子
【００３１】
上記（Ａ）には、ＥＰＤＭゴムのみを使用している。そして上記（Ｂ）としてはメタクリル酸高級エステルであるトリメチロールプロパントリメタクリレートを用い、（Ｃ）としてはジクミルパーオキシドを用い、（Ｄ）としてはカーボン、酸化ケイ素、炭酸カルシウム、酸化チタンを用い、（Ｅ）としては金属酸化物である酸化亜鉛を用いている。
なお、（Ｆ）を配合しない場合もあるが、配合する場合には（Ｆ）としては粒径２０〜４０メッシュのものを、ゴム組成物の全重量に対して１５重量％使用している。
【００３２】
下記表１に示すように、実施例１〜３および比較例１〜３について、表に記載の配合からなる混練物を作成し、該混練物を１７０℃２０分の条件でプレス加硫して５０ｍｍ×２００ｍｍ×２ｍｍのシート状に成形し、このシートを１．２ｍｍにスライスした後、幅１０ｍｍ長さ６０ｍｍの長方形に裁断し、重送防止ゴム部材を製造した。
【００３３】
【表１】

【００３４】
表中の各配合の数値単位は重量％であり、磨耗量の数値単位はｍｇである。使用した材料は下記の通りである。
ＥＰＤＭ：住友化学製エスプレン５８６
メタクリル酸高級エステル：新中村化学製、ＮＫエステルＴＭＰＴ、トリメチロールプロパントリメタクリレート
酸化ケイ素：日本シリカ製ニプシールＶＮ３
炭酸カルシウム：備北粉化製ＢＦ３００
酸化チタン：チタン工業製クロノス酸化チタンＫＲ３８０
カーボン：東海カーボン製シーストＳＯ
過酸化物：日本油脂製パークミルＤ
架橋活性剤：酸化亜鉛、三井金属鉱業社製酸化亜鉛２種
ＢＲ：ＪＳＲ製、ＢＲ１１
ステアリン酸：日本油脂製つばき
イオウ：鶴見化学製、粉末硫黄
加硫促進剤：チウラムジスルフィド
【００３５】
[実施例１乃至実施例３]
実施例１乃至実施例３はいずれもＥＰＤＭゴム及び共架橋剤としてＥＰＤＭゴム１００重量％（軟化剤を除く）に対して、５重量％以上２０重量％以下のトリメチロールプロパントリメタクリレートをさらに含む混合物を過酸化物で共架橋させたものである。
【００３６】
［比較例１乃至比較例３］
一方、比較例１は過酸化物を用いた加硫であるが、共架橋剤を配合しない例である。比較例２は過酸化物を用いた加硫であるが、共架橋剤がＥＰＤＭゴム１００重量％に対して２０重量％よりも多い例である。比較例３はイオウ加硫であって共架橋剤を配合しない例である。
【００３７】
上記実施例１乃至実施例３、比較例１乃至比較例３の重送防止ゴム部材を、初期摩擦係数、磨耗量、初期の通紙状況及び鳴きの発生の有無に関して以下の様に試験し、評価した。
【００３８】
（摩擦係数の測定）
測定機としてヘイドン１４型（新東科学（株）製の「トライボギア」、ＴＹＰＥ：ＨＥＩＤＯＮ―１４ＤＲ）を、測定紙としてキャノン（株）製のプロパーボンド紙を、各々使用し、荷重２００ｇ、速度６００ｍｍ／分の条件で測定した。
【００３９】
（通紙状況の観察及び「鳴き」評価と耐久試験）
各実施例及び比較例の重送防止ゴム部材をプリンター（キャノン社の商品名「ＬＰＢ４７０」）に装着し、２３℃、相対湿度５５％で、ＰＰＣ用紙を用いて初期通紙１０００枚にて通紙状況の観察を行った。
また耐久試験としては、上記プリンターを用いて２３℃、相対湿度５５％で、５万枚（５０Ｋ）の通紙試験を行い、この試験の前後における重送防止ゴム部材の重量差を磨耗量とした。同時に、この試験中における「鳴き」の有無の確認も行った。
各重送防止ゴム部材の通紙性能及び「鳴き」の有無は以下の様に評価した。
【００４０】
「通紙性能」
○：良好に通紙できた。
△：不送りあり（紙送りができない場合や重送する場合もあった。）
「鳴き」の有無
○：「鳴き」無し
△：「鳴き」有り
なお、磨耗量は３５ｍｇ以下が最適である。
【００４１】
実施例１と比較して、共架橋剤及び金属酸化物を配合しない以外は配合が同じである組成物を使用した比較例１の重送防止ゴム部材は、初期摩擦係数が１．２と大きく、初期の通紙性能に問題があった。さらに、磨耗量が７０ｍｇと大きく、実用不可であった。
【００４２】
共架橋剤であるメタクリル酸高級エステルの配合量がＥＰＤＭゴム１００重量％に対して２０重量％よりも多い配合の比較例２は、混練りが不可能であり、重送防止ゴム部材に加工できず、加工性を表中に×と示した。
【００４３】
ブタジエンゴム８０重量％とＥＤＰＭ２０重量％をゴムコンパウンドとして、共架橋剤を配合せず、イオウを用いて加硫した組成物を使用した比較例３の重送防止ゴム部材は、初期摩擦係数は１．０と適切な値であり、初期の通紙性能も良好であったが、磨耗量が９５ｍｇと大きく、「鳴き」も確認され、実施例の重送防止ゴム部材と比べて劣っていた。
【００４４】
一方、ＥＰＤＭゴム及び共架橋剤を含む組成物を過酸化物で共架橋させた実施例１〜３の重送防止ゴム部材は、初期摩擦係数が０．８〜１．０と適切な値であり、初期の通紙性能も良好であり、磨耗量も１２〜２０ｍｇと小さく、「鳴き」も全く確認されなかった。よって、実施例１〜３の重送防止ゴム部材は、成形性、耐磨耗性に優れ、分離性能が安定しており、イオウ加硫でないことからブルームの問題もなく、ＥＤＰＭゴムを使用しているため耐オゾン性等の耐久性にも優れた高性能のローラである。
【００４５】
なお、実施例１〜３の組成物中に、さらにコルク粒子を含有する場合のゴム組成物からなる重送防止ゴム部材を作製して実験した結果、実施例１〜３と同様に優れた重送防止ゴム部材となり、特に、紙葉類がＯＨＰフィルム等の平滑度が高いものである場合においても、優れた耐磨耗性を有しており、従って各種の紙類において広範に良好に使用できることが確認された。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明の紙葉類の重送防止ゴム部材によれば、ＥＰＤＭゴムのみからなるゴムコンパウンド及び上記共架橋剤を含む混合物を過酸化物で共架橋させることにより、全体が高分子化されて分子量が増大し、これにより硬度が増大するので、従来の充填剤添加による硬度付与と比較して、耐磨耗性を著しく向上させることができる。
さらに、適切な摩擦係数を有し、耐オゾン性等の耐久性も良好となり、安定した紙送り性能及び耐久性を有し、「鳴き」と呼ばれる異音も生じることがなく、複写機、プリンター、ファクシミリなどの給紙機構において極めて良好に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】紙送り重送防止ゴム部材の説明図である。
【符号の説明】
１紙葉類
２紙送りローラー
３重送防止ゴム部材

Claims

ＥＰＤＭゴムに、加硫剤として過酸化物のジクミルパーオキサイド、共架橋剤のトリメチロールプロパントリメタクリレート、架橋活性剤として酸化亜鉛、充填剤として酸化ケイ素、炭酸カルシウム、酸化チタンおよびカーボンブラックを配合したゴム組成物からなり、
上記トリメチロールプロパントリメタクリレートが上記ＥＰＤＭ１００重量％（軟化剤を除く）に対して５重量％以上２０重量％以下、上記酸化亜鉛が上記ＥＰＤＭ１００重量％に対して１重量％以上５重量％以下で配合され、上記ジクミルパーオキサイドで共架橋させたことを特徴とする紙葉類の重送防止ゴム部材。
上記ゴム組成物に、粒径１０〜８０メッシュのコルク粒子をゴム組成物の全重量を基準として１０重量％〜５０重量％の割合で混合している請求項１に記載の紙葉類の重送防止ゴム部材。