KR100412962B1

KR100412962B1 - 종이 이송롤러의 제조방법

Info

Publication number: KR100412962B1
Application number: KR10-2001-7004839A
Authority: KR
Inventors: 우치다키요히코; 우시오다히로오; 오자와사토시; 시마다야스히코
Original assignee: 스미토모 오사카 시멘트 가부시키가이샤
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 2000-08-21
Publication date: 2003-12-31
Also published as: ID29485A; EP1123887A4; KR20010080218A; EP1123887A1; JP3054417B1; US6758995B1; EP1123887B1; JP2001058737A; WO2001014230A1; DE60042584D1

Abstract

수경성조성물을 이용하여 압출성형법에 의해 롤러부에 연결부를 갖지 않는 고정밀도의 종이 이송롤러를 보다 저렴하고 보다 정밀도를 높여 대량생산을 가능하게 하는 종이 이송롤로의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로한다.

회전축과 회전축의 외부에 일체화된 원통형상롤러부로 이루어지는 종이 이송롤러의 제조방법으로서, 이 롤러부를 수경성조성물을 압출성형하고, 양생, 경화함으로써 형성하는 것을 특징으로 하는 종이 이송롤러의 제조방법.

Description

종이 이송롤러의 제조방법{PRODUCTION METHOD FOR PAPER FEED ROLLER}

종래, 종이 이송롤러로서 금속롤러, 고무롤러 등이 사용되어 왔다. 금속롤러는 롤러부를 구성하는 중공 금속제 원통체의 양단부에 축부를 장착한 단면판을 용접에 의해 장착함으로써 형성하고 있었다. 이 경우, 양단부의 축부에 의해 금속롤러의 회전축이 형성되는데, 금속제 원통체와 회전축의 동심원상태를 확보하는 것이 매우 어렵다는 문제가 있었다. 또, 경량화를 도모하기 위해 롤러부를 경질 고무로 구성한 종이 이송롤러가 사용되고 있는데, 롤러부의 열팽창이 커 종이 이송동작에 오차가 생기기 쉽다는 결점이 있었다.

본 발명은 프린터, 팩시밀리, 복사기 등에서 종이를 정확하게 이송시킬 필요가 있는 기기에 사용되는 수경성(水硬性) 조성물에 의해 형성한 롤러부를 사용한 종이 이송롤러의 제조방법에 관한 것이다.

도 1(a) 는 본 발명의 종이 이송롤러 제조방법의 1 실시 형태에 관계되는 원통형 성형체를 압출성형하는 공정을 나타내는 설명도이고, (b) 는 회전축을 얻어진 원통형 성형체를 양생경화전 또는 후에 삽입하는 공정을 나타내는 설명도이고, (c) 는 얻어진 종이 이송롤러를 나타내는 정면도이다.

도 2(a) 는 본 발명의 종이 이송롤러 제조방법의 다른 실시 형태에 관계되는 압출성형장치를 나타내는 정면도이고, 도 2(b) 는 동 압출성형장치의 단면도이다.

발명이 해결하고자 하는 과제

상기 문제점을 해결하기 위해, 본 출원인은 일본 특허출원 평10-177100 에 의해 수경성 조성물로 이루어지는 임의의 길이의 원통형 성형체를 가압성형법에 의해 형성하고, 회전축 외주상에 고정함으로써 일체화한 종이 이송롤러를 제조하는방법에 대하여 발명하고, 이 발명에 대하여 출원하였다. 또한, 본 출원인은 일본 특허출원 평11-28137 등에 의해 복수의 원통형 성형체를 연결함으로써 롤러부를 형성하는 종이 이송롤러의 제조방법에 대하여 출원하였다.

이 방법에 의하면, 원하는 롤러부에 비교하여 원통형 성형체 자체의 길이를 짧게 할 수 있기 때문에, 가압성형시의 가압이 불균일해지는 것을 방지할 수 있고, 성형형을 소형화할 수 있다. 또, 용지치수와 연결되는 원통형 성형체의 갯수와의 관계로부터 원통형 성형체 1 개의 길이를 설정하고, 단일 형상의 원통형 성형체를 미리 복수개 준비해 두면, 용지치수에 대응시킨 복수 종류의 종이 이송롤러를 상기 단일 형상의 원통형 성형체를 소정의 갯수 사용하여 용이하게 제조하는 것이 가능해지며, 고정밀도의 종이 이송롤러를 저렴하게 대량 제조하는 것이 가능해진다.

그러나, 상기 제조방법에서는 복수개의 원통형 성형체를 연결하여 롤러부를 형성하기 때문에, 롤러부의 강성이 낮아진다는 문제가 있었다. 또, 연결부에 사용하는 접착제를 적당히 선택함으로써 강성을 높이는 것이 가능한데, 비용상승에 연결되는 한편, 강성의 향상에도 한계가 있었다.

해결과제

본 발명은 상기 문제점을 해결하고, 수경성 조성물을 사용하여 압출성형법에 의해 롤러부에 연결부를 갖지 않는 고정밀도의 종이 이송롤러를 보다 저렴하고 보다 정밀도가 높으며 대량생산을 가능하게 하는 종이 이송롤러의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명의 종이 이송롤러의 제조방법은 회전축과, 회전축의 외주에 일체화된 원통형 롤러부로 이루어지는 종이 이송롤러의 제조방법으로서, 상기 롤러부를 수경성 조성물을 압출성형하고, 양생, 경화함으로써 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 종이 이송롤러 제조방법의 바람직한 실시 형태로서는 이하의 것을 들 수 있다.

(1) 수경성 조성물로부터 중공 원통형 성형체를 압출성형하고, 얻어진 성형체의 구멍에 회전축을 끼워 통과시킨 후, 양생, 경화함으로써 회전축과 롤러부를 일체화한다.

(2) 수경성 조성물로부터 중공 원통형 성형체를 압출성형하고, 양생, 경화시킨 후, 얻어진 경화체의 구멍에 회전축을 끼워 통과시켜 일체화시킨다.

(3) 수경성 조성물을 회전축의 주위에 동심원상으로 압출성형하고, 양생, 경화함으로써 회전축과 롤러부를 일체화한다.

이 중, 상기 (3) 의 방법이 가장 바람직하다.

수경성 조성물로서는 수경성 분체(粉體) 40 ∼ 80 중량%, 수경성 분체의 평균입자경보다 1 자리수 이상 작은 평균입자경을 갖는 비수경성 분체 10 ∼ 50 중량% 및 압출성형성 개량제 10 ∼ 30 중량%로 이루어지는 혼합 분체와, 혼합 분체 100 중량부에 대하여 2 ∼ 9 중량부의 비율로 배합한 가공성 개량제와, 0.5 ∼ 5 중량부의 비율로 배합한 증점제로 이루어지는 것이 바람직하다.

또, 압출성형성 개량제가 무기질 판형 물질인 것이 바람직하다. 무기질판형 물질로서는 탈크 및 마이카를 들 수 있다.

상기 가공성 개량제가 아세트산비닐 수지 또는 아세트산비닐과의 공중합 수지, 아크릴 수지 또는 아크릴과의 공중합 수지, 스틸렌 수지 또는 스틸렌과의 공중합 수지 및 에폭시 수지로부터 선택된 적어도 1 종류의 수지로 이루어지는 분말 또는 에멀션인 것이 바람직하다.

실시 형태

이하에, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

1. 종이 이송롤러

(1-1) 회전축

본 발명에서 사용하는 회전축은 종래의 종이 이송롤러의 회전축과 동일한 것이 사용된다. 샤프트의 형상으로서는 종이 이송부인 중공 원통형 롤러부를 지지하는 샤프트에 절삭마무리가공에 의해 축받침 장착부 또는 구동력 전달기구 장착부 등을 형성한 것을 들 수 있다. 회전축의 재료로서는 통상의, 예컨대 SUM 쾌삭강 등을 들 수 있다. 또, 회전축의 표면에 무전해 Ni-P 도금 등을 실시해도 된다.

(1-2) 중공 원통형 롤러부

본 발명의 원통형 롤러부는 수경성 조성물을 압출성형하여 원통형 성형체를 얻은 후, 양생ㆍ경화시킴으로써 제작된다. 원통형 롤러부와 회전축을 일체화하기 위해서는 상기 (1) 내지 (3) 의 어느 하나의 방법을 취할 수 있다.

이 경우, 얻어지는 원통형 롤러부의 정밀도 (진동 정밀도) 는 그대로여도 높은 레벨로 하는 것이 가능한데, 추가로 센터리스 연삭 등을 행함으로써 원통형 롤러부의 진원도를 향상시키고, 롤러부와 회전축 사이의 동심원성을 향상시키는 것도 가능하다. 진원도 및 동심원성을 향상시킴으로써 고정밀도의 종이 이송롤러가 얻어진다.

원통형 롤러부의 두께는 사용하는 회전축의 외경과 종이 이송롤러의 외경에 따라 결정된다. 원통 롤러부의 직경의 공차는 설계상에 있어서 원하는 수치로 설정되는데, 통상 원하는 외경 치수의 ±0.003 ㎜ 의 가공 정밀도로 설정된다. 또, 원통형 롤러부 표면 그 자체에 샌드블라스트 등을 사용하여 거칠게 마무리 가공을 실시해도 된다.

2. 수경성 조성물

본 발명에서 사용하는 수경성 조성물이란, 수경성 분체, 비수경성 분체, 압출성형성 개량제로 이루어지는 혼합 분체와, 가공성 개량제와 증점제로 이루어지고, 필요에 따라 그 외의 첨가물과, 추가로 필요에 따라 함유시키는 물을 혼합한 조성물을 말한다.

이하에 그 상세를 기재한다.

(2-1) 수경성 분체

본 발명에서 사용하는 수경성 분체는 물에 의해 경화하는 분체를 가리키고, 예컨대 규산칼슘 화합물 분체, 칼슘알루미네이트 화합물 분체, 칼슘플루오로알루미네이트 화합물 분체, 칼슘술포알루미네이트 화합물, 칼슘알루미노페라이트 화합물 분체, 인산칼슘 화합물 분체, 반수(半水) 또는 무수(無水) 석고 분체, 자경성(自硬性)을 갖는 생석회 분체, 이들 분체의 2 종류 이상의 혼합물 분체를 예시할 수 있다. 그 대표예로서, 예컨대 포틀랜드 시멘트와 같은 분체를 들 수 있다.

수경성 분체의 입도분포에 대해서는 성형체의 강도에 관한 수경성능의 확보상, 블레인 비표면적이 2500 ㎠/g 이상인 것이 바람직하다. 또, 수경성 분체의 배합량은 수경성 분체, 비수경성 분체 및 압출성형성 개량제로 이루어지는 혼합 분체의 조성비율로 40 ∼ 80 중량%로 하는 것이 바람직하고, 45 ∼ 55 중량%로 하는 것이 보다 바람직하다.

배합량이 40 중량% 미만의 경우에는 강도 및 충전율이 낮아지고, 또 80 중량%를 초과하는 경우에는 성형체를 얻는 경우의 충전율이 낮아지고, 어느 경우에도 기계적 가공시의 가공응력에 견딜 수 없는 등의 영향이 있어 바람직하지 않다.

(2-2) 비수경성 분체

비수경성 분체란, 단체로서는 물과 접촉해도 경화하지 않는 분체를 가리키는데, 알칼리성 또는 산성 상태, 또는 고압증기 분위기에서 그 성분이 용출하고, 다른 기존의 용출성분과 반응하여 생성물을 형성하는 분체도 포함한다. 비수경성 분체의 대표예로서는, 예컨대 수산화칼슘 분말, 이수(二水) 석고 분말, 탄산칼슘 분말, 슬래그 분말, 플라이 애시 분말, 규석 분말, 점토 분말, 실리카퓸 분말 등을 들 수 있다. 또, 이들 비수경성 분체의 평균입경은 수경성 분체의 평균입경보다 1 자리수 이상 작고, 바람직하게는 2 자리수 이상 작은 것이 좋다. 잘기의 하한은 본 발명의 효과를 해치지 않으면 특별히 한정할 필요는 없다.

비수경성 분체의 배합량은 수경성 분체, 비수경성 분체 및 압출성형성 개량제로 이루어지는 혼합 분체의 조성비율로 10 ∼ 50 중량%로 하는 것이 바람직하고, 20 ∼ 30 중량%로 하는 것이 보다 바람직하다.

배합량이 10 중량% 미만의 경우에는 충전율이 낮아지고, 또 50 중량%를 초과하는 경우에는 강도 및 충전율이 낮아지고, 어느 경우에도 성형ㆍ경화후의 모든 물성, 예컨대 기계가공시에 있어서의 파편의 발생, 치수안정성에 악영향을 미치므로 바람직하지 않다. 기계가공성 등을 고려하면 충전율이 너무 낮아지지 않도록 비수경성 분체의 배합량을 조절하는 것이 바람직하다. 비수경성 분체를 첨가함으로써 성형체 성형시의 충전율을 높이고, 얻어지는 성형체의 공극율을 감소하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해 성형체의 치수안정성을 향상시킬 수 있다.

(2-3) 압출성형성 개량제

본 발명에서 사용하는 압출성형성 개량제란 압출성형시에 형틀과 성형체 사이의 미끄럼성을 향상시키고, 또한 성형성의 이방성을 저감시키고, 품질을 안정화시키는 재료이다.

압출성형성 개량제로서는, 예컨대 탈크 (함수 규산마그네슘), 마이카 등의 무기질 판형 물질을 사용할 수 있다. 이 무기질 판형 물질은 배향성이 우수하고, 성형체 표면에 미끄럼성을 부여하고, 다이스와의 저항이 저감됨으로써 품질의 안정화가 도모된다.

압출성형성 개량제의 배합량은 수경성 분체, 비수경성 분체 및 압출성형성 개량제로 이루어지는 혼합 분체의 조성비율로 10 ∼ 30 중량%로 하는 것이 바람직하고, 15 ∼ 25 중량%로 하는 것이 보다 바람직하다.

(2-4) 가공성 개량제

가공성 개량제란, 수경성 조성물로부터 얻어지는 성형체의 성형성, 탈형성, 절삭ㆍ연삭성, 연삭 정밀도의 향상, 특히 절삭ㆍ연삭성, 연삭 정밀도의 향상에 기여하는 성질을 갖는 재료를 가리킨다. 즉, 가공성 개량제를 첨가함으로써 얻어진 수경성 조성물은 가공성 개량제가 가압성형시에 있어서 성형조제로서의 역할을 하므로 성형성이 향상된다. 또, 가공성 개량제에 의해 시멘트계 경화체의 무름이 개량됨으로써 얻어진 성형체가 탈형시에 아무런 손상을 받지 않고 탈형되고, 나아가서는 작업성의 향상에 연결된다. 또, 대체로 취성(脆性) 재료인 수경성 조성물로부터 얻어지는 성형체는 절삭시 "균열형" 메카니즘의 절삭상태를 나타내는데, 이와 같은 경우에 재료의 균열 또는 파편 (미시적인 현상도 포함) 이 문제가 된다.

본 발명의 수경성 조성물은 가공성 개량제를 함유하므로, 얻어진 성형체에고체재료로서의 기계가공성을 재촉하기 위한 인성이 부여되어 상기 재료의 균열, 파편 등의 문제를 저지하는 것이 가능하게 된다. 즉, 가공성 개량제에 의해 종래 절삭가공ㆍ연삭가공 등의 기계가공이 곤란했던 수경성 조성물로부터 얻어진 성형체의 가공성을 금속재료와 동일 레벨까지 개량하는 것이 가능해지고, 선반 등에 의한 절삭가공, 원통연삭기 등에 의한 연삭가공을 금속재료와 동일하게 행할 수 있게 된다. 이들 가공을 행할 수 있음으로써 원하는 치수에 대하여 ㎛ 오더의 정밀한 가공을 행할 수 있게 된다.

가공성 개량제의 배합량은 수경성 분체, 비수경성 분체 및 압출성형성 개량제로 이루어지는 혼합 분체 100 중량부에 대하여 건(乾)베이스로 2 ∼ 9 중량부로 하는데, 3 ∼ 4 중량부로 하는 것이 바람직하다. 배합량이 2 중량부 미만의 경우에는 절삭가공성이 나빠져 바람직하지 않다. 9 중량부를 초과하는 경우에는 양호한 성형성을 갖는데, 연삭 정밀도의 저하와 연삭후의 치수안정성이 저하된다. 또, 입도는 분산한 단일 입자경으로 1 ㎛ 이하의 것이 일반적이다.

가공성 개량제로서는 아세트산비닐 수지 또는 아세트산비닐과의 공중합 수지, 아크릴 수지 또는 아크릴과의 공중합 수지, 스틸렌 수지 또는 스틸렌과의 공중합 수지 및 에폭시 수지로부터 선택된 적어도 1 종류 이상의 수지로 이루어지는 분말 또는 에멀션을 사용할 수 있다. 상기 아세트산비닐 공중합 수지로서는 아세트산비닐 아크릴 공중합 수지, 아세트산비닐 베오바(beova) 공중합 수지, 아세트산비닐 베오바 3원 공중합 수지, 아세트산비닐 말레이트 공중합 수지, 아세트산비닐 에틸렌 공중합 수지, 아세트산비닐 에틸렌 염화비닐 공중합 수지 등을 예시할 수있다. 아크릴 공중합 수지로서는 아크릴스틸렌 공중합 수지, 아크릴실리콘 공중합 수지 등을 예시할 수 있다. 또, 스틸렌 공중합 수지로서는 스틸렌-부타디엔 공중합 수지를 예시할 수 있다.

(2-5) 증점제

증점제란 물에 용해됨으로써 점착성을 발현하는 재료이고, 수경성 분체, 비수경성 분체의 입자간의 결합력을 높이며, 성형후의 성형체의 형상유지, 보수성의 확보, 조밀한 경화체 형성에 유효한 성분이다.

본 발명에 사용되는 증점제로서는 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 등을 들 수 있다.

증점제의 배합량은 수경성 분체, 비수경성 분체 및 압출성형성 개량제로 이루어지는 혼합 분체 100 중량부에 대하여 0.5 ∼ 5 중량부로 하는 것이 바람직하고, 3 ∼ 4 중량부로 하는 것이 보다 바람직하다.

(2-6) 그 외의 첨가물

본 발명의 수경성 조성물로 이루어지는 혼합물은 상기 필수성분 (2-1) 내지 (2-5) 에 더해 증량재로서 규사 등의 골재를 수경성 분체, 비수경성 분체 및 압출성형 개량제로 이루어지는 혼합 분체 100 중량부에 대하여 10 ∼ 50 중량부, 바람직하게는 20 ∼ 30 중량부의 비율로 첨가할 수 있다. 또, 성형성을 더욱 개선하기 위해, 공지된 세라믹 성형 조제를 상기 혼합 분체 100 중량부에 대하여 1 ∼ 10 중량부, 바람직하게는 3 ∼ 6 중량부의 비율로 첨가할 수 있다. 또한, 재료의 경화시의 수축 등에 의한 치수변화를 억제하기 위해, 실리콘 오일 등의 물의 흡수를 작게 하는 발수제를 상기 혼합 분체 100 중량부에 대하여 0.5 ∼ 5 중량부, 바람직하게는 1 ∼ 2 중량부의 비율로 첨가할 수 있다.

수경성 조성물을 사용하여 성형용 혼합물을 조제하기 위해서는 수경성 조성물과 필요에 따라 첨가되는 그 외의 첨가물에 수경성 분체, 비수경성 분체 및 압출성형성 개량제로 이루어지는 혼합물 100 중량부에 대하여 물이 30 중량부 이하, 바람직하게는 25 중량부 이하 함유된 것을 혼합함으로써 얻어진다. 그리고, 건조 수축을 작게 하기 위해서는 최대한 물을 적게 하는 것이 좋다.

혼합하는 방법에 대해서는 특별히 한정되는 것도 아니지만, 바람직하게는 강력한 전단력을 혼합물에 가할 수 있는 혼합방법 또는 혼합기가 좋다. 비수경성 분체 입경은 수경성 분체 입경보다 1 자리수 이상 작은 평균입경을 가지므로, 균일한 혼합물을 얻기 위해서는 전단력을 갖는 혼합기가 아니면 혼합에 요하는 시간이 매우 길어진다.

성형시의 혼합물의 핸들링을 더욱 양호하게 하기 위해, 혼합후 성형하는 형상에 적합한 크기로 조립해도 된다. 조립방법으로서는 전동조립법, 압축조립법, 교반조립법 등 주지된 방법을 사용하면 된다.

3. 종이 이송롤러의 제조방법

(3-1) 원통형 성형체의 성형

소정의 길이 및 외경을 갖는 원통형 성형체를 소정의 수경성 조성물로부터 압출성형한다.

A. (1) 수경성 조성물을 중공 원통형 롤러성형체를 압출성형하고, 얻어진 성형체의 구멍에 회전축을 끼워 통과시킨 후, 양생, 경화함으로써 회전축과 롤러부를 일체화하는 경우, 및 (2) 수경성 조성물을 중공 원통형으로 압출성형하고, 양생, 경화시킨 후, 얻어진 경화체의 구멍에 회전축을 끼워 통과시켜 일체화시키는 경우에는 수경성 조성물로부터 회전축을 끼워 통과시키는 구멍을 중심부에 갖는 중공 원통형 롤러성형체를 압출성형한다. 압출성형에는 예컨대 도 1(a) 에 나타낸 통상의 압출성형기를 사용하고, 압출성형체를 소정의 길이로 절단하여 중공 원통형 롤러성형체를 얻는다. 도 1(a) 에 있어서, 1 은 압출성형기를 나타내고, 2 는 성형재료, 3 은 중공 원통형의 압출성형체, 4 는 압출성형체를 절단하는 절단기, R 은 중공 원통형 롤러성형체를 나타낸다.

(3) 수경성 조성물을 회전축의 주위에 동심원상으로 중공 원통형으로 롤러성형체를 압출성형하고, 양생, 경화함으로써 회전축과 롤러부를 일체화하는 경우에는, 예컨대 도 2(a) 및 도 2(b) 에 나타낸 압출성형기를 사용하여 수경성 조성물을 회전축의 주위에 동심원상으로 중공 원통형으로 롤러성형체를 압출성형한다. 도 2(a) 및 도 2(b) 에 있어서, 1 은 압출성형기이고, 압출성형기의 압출구의 선단부에는 크로스헤드 (5) 가 장착되며, 크로스헤드내의 종방향으로 연장형성된 회전축용 통형 가이드 (6) 내를 회전축 (7) 이 하측으로 보내지고 크로스헤드의 선단부로부터 외측으로 나올 때 압출성형재료가 회전축의 주위에 일체화하여 압출된다. 그 후, 회전축 양단부의 수경성 조성물을 절단제거하여 회전축 부분을 노출시킨다.

(3-2) 회전축

본 발명의 종이 이송롤러의 회전축은 원통형 롤러부의 중앙부에 원통형 롤러부 외주면과 동심원상으로 형성한 구멍부에 중심을 맞춰 끼워 통과ㆍ고정된다. 회전축의 전체길이, 삽입부의 길이 및 외부로 노정(露呈)되는 길이는 적당히 결정된다. 접착제 등으로 회전축을 원통형 롤러부의 구멍부에 장착하는 경우에는 회전축의 외경은 원통형 성형체 구멍부의 내경보다도 10 ∼ 50 ㎛ 정도 작게 하는데, 10 ∼ 30 ㎛ 로 하는 것이 바람직하다. 10 ㎛ 미만이면 원통형 성형체를 회전축에 장치하는 작업이 곤란해지고, 50 ㎛ 보다 커지면 회전축과 원통형 성형체의 진원도 (동심으로부터의 어긋남) 가 커져 롤러 정밀도가 저하된다. 30 ㎛ 이하이면 원통형 성형체의 경화에 수반되는 수축에 의해 회전축으로의 장착이 접착제의 병용 없이 가능하게 된다.

(4) 원통형 성형체와 회전축의 조립

(4-1) 제 1 방법

본 발명의 종이 이송롤러의 다른 제조방법은 수경성 조성물로부터 원통형 성형체를 압출성형후, 원통형 성형체를 얻는다. 원통형 성형체 (R) 중앙의 구멍 (R') 에 회전축 (7) 을 끼워 통과시킨다. 이 경우, 원통형 성형체의 중앙부에 회전축을 끼워 통과시키는 공정에서 원통형 성형체가 파손하지 않을 정도의 강도를 갖도록 원통형 성형체를 성형한다. 그 후, 원통형 성형체를 양생ㆍ경화시키는 공정을 거쳐 원통형 성형체를 형성함으로써 회전축의 외주면에 원통형 롤러부를 일체적으로 형성한다.

(4-2) 제 2 방법

수경성 조성물로부터 원통형 성형체를 압출성형후, 양생ㆍ경화시키는 공정을거쳐 중공 원통형 롤러부를 형성하고, 이 원통형 롤러부의 구멍에 회전축을 끼워 통과시켜 일체적으로 고정한다.

(4-3) 제 3 방법

수경성 조성물을 회전축의 주위에 동심원상으로 중공 원통형으로 롤러성형체를 압출성형하고, 양생, 경화함으로써 회전축과 롤러부를 일체화한다.

압출성형한 원통형 성형체의 양생ㆍ경화는 상온 양생, 증기 양생, 오토클레이브 양생 등의 하나 또는 조합에 의해 행하는 것이 가능한데, 대량생산, 제품의 화학적 안정성, 치수안정성 등을 생각하면 오토클레이브 양생이 바람직하다. 5 ∼ 10 시간 정도의 오토클레이브 양생에 의해 원통형 성형체의 경화반응은 완전히 종결되어 이후의 치수변화는 매우 작은 것이 된다.

상기 방법에서는 양생경화후 회전축에 원통형 성형체를 장착하기 위해서는 적어도 10 ㎛ 이상의 클리어런스가 필요하게 되는데, 오토클레이브 양생후에는 원통형 성형체의 수축은 없으므로, 회전축으로의 장착에는 접착제를 사용하거나, 또는 회전축을 냉각 또는 원통형 성형체를 가온함으로써 장착 가능한 클리어런스로 하여 장착하는 것도 가능하다. 또는, 회전축을 원통형 성형체의 구멍부에 압입해도 된다. 접착제로서는 에폭시계 접착제, 우레탄계 접착제, 에멀션계 접착제, 합성고무계 접착제, 아크릴레이트계 접착제 등이 사용된다.

또, 제 2 방법에 대해서는 오토클레이브 양생을 행하면 원통형 성형체의 치수는 0.08 ∼ 0.15 % (배합조건에 따라 다름) 의 범위에서 수축되므로, 수축량을 예상해 원통형 성형체의 내경부분을 형성하도록 한다.

(4) 양생ㆍ경화

가압성형후, 형(型)으로부터 꺼내 충분한 강도를 발현하기까지 수시간에서 수일을 요하므로 양생이 필요하게 되는데, 그대로 실온에 방치 또는 수중 양생 또는 증기 양생해도 되지만, 바람직하게는 오토클레이브 중에서 양생하는 것이 좋다. 그리고, 경화체를 형성하기 위한 수량이 결여 또는 부족한 경우에는 증기 양생이 바람직하다. 특히 오토클레이브 중에서 양생하는 것이 바람직하다. 오토클레이브 양생은 포화 증기압 7.15 ㎏/㎠, 165 ℃ 이상에서 행하는데, 포화 증기압 9.10 ㎏/㎠ 이상이 바람직하다. 양생시간은 양생온도에 따라 변화하는데, 175 ℃ 의 조건하에서는 5 ∼ 15 시간으로 한다. 가압성형후, 오토클레이브 양생 개시전까지 압축강도로 5 N/㎟ 정도 발현하고 있는 것이 바람직하다. 오토클레이브 양생까지 충분한 강도가 발현하고 있지 않은 경우에는 성형체에 크래크가 발생한다.

최량의 실시 형태

(실시예)

이하에, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

(실시예 1)

도 1 에 나타낸 방법을 사용하여 수경성 조성물을 압출성형하고 소정의 길이로 절단하여 중앙부에 구멍을 갖는 원통형 롤러성형체를 형성하고, 회전축을 구멍부에 끼워 통과시킨 후, 오토클레이브 양생에 의해 양생경화시키고 롤러부를 회전축의 외주에 일체화하여 고정한 종이 이송롤러를 제조하였다. 이 때, 종이 이송롤러는 약 0.2 % 수축함으로써 회전축의 외주부에 고정되었다. 사용한 재료 및 치수는 이하와 같았다.

(실시예 배합)

수경성 조성물은 이하의 배합으로 하고, 니더에 의해 혼합하였다.

ㆍ혼합 분체 : 100 중량부

(수경성 분체 : 포틀랜드 시멘트 80 중량%)

(비수경성 분체 : 실리카퓸 10 중량%)

(압출성형성 개량제 : 탈크 10 중량%)

ㆍ가공성 개량제 : 아크릴계 수지 5 중량부 (건베이스)

ㆍ증점제 : 카르복시메틸셀룰로오스 2 중량부

ㆍ물 : 25 중량부

회전축 SUM22L, 외경 8 ㎜, 길이 535 ㎜

롤러부 외경 22 ㎜, 길이 485 ㎜

그리고, 롤러부를 회전축의 외주에 고정한 후, 센터리스 연삭에 의해 마무리함으로써 고정밀도의 종이 이송롤러를 작성하였다.

(실시예 2)

도 1 에 나타낸 방법을 사용하여 수경성 조성물을 압출성형하고 소정의 길이로 절단하여 중앙부에 구멍을 갖는 원통형 롤러성형체를 형성하고, 오토클레이브 양생에 의해 반응경화시켜 원통형 롤러부를 형성하고, 회전축을 롤러부의 구멍부에끼워 통과시키고, 접착제를 사용하여 롤러부를 회전축의 외주에 일체화하여 고정한 종이 이송롤러를 제조하였다. 경화후의 원통형 롤러부의 구멍과 회전축의 외주부 사이의 클리어런스는 20 ㎛ 정도로 하였다. 사용한 재료 및 치수는 실시예 1 과 거의 동일했다.

(실시예 배합)

ㆍ혼합 분체 : 100 중량부

(수경성 분체 : 포틀랜드 시멘트 80 중량%)

(비수경성 분체 : 실리카퓸 10 중량%)

(압출성형성 개량제 : 탈크 10 중량%)

ㆍ가공성 개량제 : 아크릴계 수지 5 중량부 (건베이스)

ㆍ증점제 : 카르복시메틸셀룰로오스 2 중량부

ㆍ물 : 25 중량부

회전축 SUM22L, 외경 8 ㎜, 길이 535 ㎜

롤러부 외경 22 ㎜, 길이 485 ㎜

접착제의 종류 : 에폭시 수지 접착제

(실시예 3)

도 2 에 나타낸 방법을 사용하여 수경성 조성물을 회전축의 외주부에 압출성형하고 압출성형체의 양단부를 절단하여 소정의 길이의 중앙부에 구멍을 갖는 원통형 롤러성형체를 회전축의 외주부에 일체적으로 형성하고, 오토클레이브 양생에 의해 반응경화시켜 롤러부를 형성하였다. 사용한 재료 및 치수는 실시예 1 과 거의 동일했다.

(실시예 배합)

ㆍ혼합 분체 : 100 중량부

(수경성 분체 : 포틀랜드 시멘트 80 중량%)

(비수경성 분체 : 실리카퓸 10 중량%)

(압출성형성 개량제 : 탈크 10 중량%)

ㆍ가공성 개량제 : 아크릴계 수지 5 중량부 (건베이스)

ㆍ증점제 : 카르복시메틸셀룰로오스 2 중량부

ㆍ물 : 25 중량부

회전축 SUM22L, 외경 8 ㎜, 길이 535 ㎜

롤러부 외경 22 ㎜, 길이 485 ㎜

(비교예 1)

도 1 에 나타낸 방법을 사용하여 수경성 조성물을 가압성형하여 중앙부에 구멍을 갖는 9 개의 원통형 롤러성형체 유닛을 형성하고, 회전축을 성형체 유닛 각각의 구멍부에 끼워 통과시키고 또한 성형체 유닛끼리를 연결한 후, 오토클레이브 양생에 의해 양생경화시키고 롤러부를 회전축의 외주에 일체화하여 고정한 종이 이송롤러를 제조하였다. 이 때, 종이 이송롤러는 약 0.2 % 수축함으로써 회전축의 외주부에 고정되었다. 사용한 재료 및 치수는 성형체 유닛의 길이를 54 ㎜ 로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하였다.

(비교예 배합)

수경성 조성물은 이하의 배합으로 하고, 헨쉘 믹서에 의해 혼합하였다.

ㆍ혼합 분체 : 100 중량부

(수경성 분체 : 포틀랜드 시멘트 70 중량%)

(비수경성 분체 : 실리카퓸 30 중량%)

ㆍ가공성 개량제 : 아크릴계 수지 9 중량부 (건베이스)

ㆍ물 : 25 중량부

회전축 SUM22L, 외경 8 ㎜, 길이 535 ㎜

롤러성형체 유닛 외경 22 ㎜, 길이 54 ㎜, 롤러부 길이 486 ㎜

(비교예 2)

도 1 에 나타낸 방법을 사용하여 수경성 조성물을 가압성형하여 중앙부에 구멍을 갖는 9 개의 원통형 롤러성형체 유닛을 형성하고, 오토클레이브 양생에 의해 반응경화시켜 롤러부 유닛을 형성하고, 회전축을 롤러부 유닛 각각의 구멍부에 끼워 통과시키고, 접착제를 사용하여 롤러부를 회전축의 외주에 일체화하여 고정한 종이 이송롤러를 제조하였다. 경화후의 롤러부의 구멍과 회전축 외주부 사이의 클리어런스는 20 ㎛ 정도로 하였다. 사용한 재료 및 치수는 성형체 유닛의 길이를 54 ㎜ 로 한 것 이외에는 실시예 2 와 동일했다.

(비교예 배합)

ㆍ혼합 분체 : 100 중량부

(수경성 분체 : 포틀랜드 시멘트 70 중량%)

(비수경성 분체 : 실리카퓸 30 중량%)

ㆍ가공성 개량제 : 아크릴계 수지 9 중량부 (건베이스)

ㆍ물 : 25 중량부

회전축 SUM22L, 외경 8 ㎜, 길이 535 ㎜

롤러성형체 유닛 외경 22 ㎜, 길이 54 ㎜, 롤러부 길이 486 ㎜

접착제의 종류 : 에폭시 수지 접착제

(강성 시험)

실시예 1, 2 및 비교예 1, 2 에서 얻어진 종이 이송롤러에 대하여 2 개의 지점을 스팬을 300 ㎜ 로 하여 롤러부에 놓고 지점의 중앙부에 20 ㎏ 의 하중을 가했을 때의 중앙부의 휨량 (㎜) 을 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

표1

	휨량 (㎜)
실시예 1	0.28
실시예 2	0.31
실시예 3	0.30
비교예 1	1.30
비교예 2	0.62

상기 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 회전축 외주면의 주위에 압출성형한 롤러부를 일체화하여 고정한 본 발명에 관계되는 실시예 1 ∼ 3 의 종이 이송롤러는 휨량이 작고 강성이 높은 것을 알 수 있다. 한편, 롤러부를 분할하여 작성하고, 회전축 외주면의 주위에서 연결하고 롤러부를 일체화하여 고정한 비교예 1 과 2 의 종이 이송롤러는 휨량이 커 강성이 작은 것을 알 수 있다.

본 발명의 종이 이송롤러의 제조방법에 의하면, 수경성 조성물을 사용하여 압출성형법에 의해 롤러부에 연결부를 갖지 않는 강성이 높은 종이 이송롤러를 고정밀도로 또한 보다 저렴하게 대량생산하는 것이 가능하게 된다.

Claims

회전축과, 회전축의 외주에 일체화된 원통형 롤러부로 이루어지는 종이 이송롤러의 제조방법으로서, 상기 롤러부를 수경성 조성물을 압출성형하고, 양생, 경화함으로써 형성하는 것을 특징으로 하는 종이 이송롤러의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 수경성 조성물을 회전축의 주위에 동심원상으로 압출성형하고, 양생, 경화함으로써 회전축과 롤러부를 일체화하는 것을 특징으로 하는 종이 이송롤러의 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 수경성 조성물이 수경성 분체 40 ∼ 80 중량%, 수경성 분체의 평균입자경보다 1 자리수 이상 작은 평균입자경을 갖는 비수경성 분체 10 ∼ 50 중량% 및 압출성형성 개량제 10 ∼ 30 중량%로 이루어지는 혼합 분체와, 상기 혼합 분체 100 중량부에 대하여 2 ∼ 9 중량부의 비율로 배합한 가공성 개량제와, 0.5 ∼ 5 중량부의 비율로 배합한 증점제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 종이 이송롤러의 제조방법.
제 3 항에 있어서, 상기 압출성형성 개량제가 무기질 판형 물질인 것을 특징으로 하는 종이 이송롤러의 제조방법.
제 3 항에 있어서, 상기 가공성 개량제가 아세트산비닐 수지 또는 아세트산비닐과의 공중합 수지, 아크릴 수지 또는 아크릴과의 공중합 수지, 스틸렌 수지 또는 스틸렌과의 공중합 수지 및 에폭시 수지로부터 선택된 1 종류 이상의 수지로 이루어지는 분말 또는 에멀션인 것을 특징으로 하는 종이 이송롤러의 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 제조방법에 의해 제조된 종이 이송롤러.