KR101811883B1

KR101811883B1 - Ｏａ 롤러 및 ｏａ 롤러용 코팅제

Info

Publication number: KR101811883B1
Application number: KR1020110113194A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 니시모토
Original assignee: 스미토모 고무 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2017-12-22
Also published as: CN102602716A; KR20120084655A; CN102602716B; JP5425116B2; JP2012149735A; US20120189840A1

Abstract

코팅제에 점도 조정제를 첨가하는 것에 의한 문제가 생기지 않을 뿐만 아니라, 금속제의 롤러 본체의 외주면에 형성된 코팅층이 단기간에 마모되거나 변형되거나 벨트 등에 접착되거나 박리되지 않고 장기간에 걸쳐 양호한 특성을 유지할 수 있는 OA 롤러와, 상기 OA 롤러의 코팅층을 형성하기에 적합할 뿐만 아니라, 저장 안정성도 우수한 OA 롤러용 코팅제를 제공한다.
OA 롤러는, 롤러 본체의 외주면에, 경화성의 바인더 수지, 안료, 아미노 수지 및 점도 조정제로서의 상기 바인더 수지 100 질량부당 1∼8 질량부의 아타풀자이트를 포함하는 코팅제를 도포한 후, 바인더 수지를 경화, 가교 반응시켜 형성된 코팅층을 구비한다. OA 롤러용 코팅제는, 상기 바인더 수지, 안료, 아미노 수지 및 상기 소정량의 아타풀자이트를 포함한다.

Description

ＯＡ 롤러 및 ＯＡ 롤러용 코팅제{OA ROLLER AND COATING MATERIAL FOR OA ROLLER}

본 발명은, 금속제의 롤러 본체의 외주면에 코팅층을 구비하며, 예를 들어 정전식 복사기 등의 OA 기기에서 구동 롤러 등으로서 이용되는 OA 롤러와, 상기 OA 롤러의 코팅층을 형성하기 위한 OA 롤러용 코팅제에 관한 것이다.

정전식 복사기, 레이저 프린터, 보통지 팩시밀리 장치 및 이들의 복합기 등의 OA 기기에서는, 종이 이송 벨트, 전사 벨트, 중간 전사 벨트 등을 회전 구동시키기 위한 구동 롤러 등의 OA 롤러가 많이 이용되고 있다.

이러한 OA 롤러로는, 금속제의 롤러 본체의 외주면을, 벨트 등에 대한 미끄러짐을 방지하기 위해 코팅층으로 피복하거나, 또는 상기 코팅층의 표면을 조면화 처리한 것을 이용하는 경우가 있다(예를 들어 특허문헌 1∼3 등 참조).

그러나 최근 정전식 복사기 등에서의 인쇄 속도의 고속화에 따라, 상기 종래의 처리를 실시한 OA 롤러로는 벨트와의 미끄러짐을 장기간에 걸쳐 유효하게 방지할 수 없어, 비교적 단기간에 미끄러짐이 발생하는 등의 문제가 생기고 있다.

그 원인으로는, 구동 롤러 등이 벨트 등과 장시간에 걸쳐 반복하여 접촉함으로써, 조면화한 외주면이 마모되어 마찰력이 저하되거나, 코팅층이 박리되어 롤러 본체의 외주면으로부터 소실되는 것을 생각할 수 있다.

또 상기 미끄러짐의 문제 외에도, 예를 들어 고온, 고습 환경 등의 사용 환경하에서의 정전식 복사기 등의 정지시에 코팅층이 부분적으로 변형되거나 벨트 등에 접착되거나, 접착된 코팅층이 롤러 본체의 외주면에서 박리되거나, 박리된 파편이 정전식 복사기 등의 다른 부분에 침입하여 형성 화상에 영향을 미치는 등의 문제도 생기기 쉬워지고 있다.

따라서 본 발명자는, 코팅층의 기초가 되며 우레탄 수지 등의 경화성 바인더 수지를 포함하는 코팅제에, 상기 바인더 수지의 가교제를 첨가함으로써 경화후의 바인더 수지의 가교 밀도를 높이는 것을 검토하였다. 이에 따라, 코팅층이 부분적으로 변형되거나 벨트 등에 접착되거나 하는 것을 방지할 수 있다.

또 코팅제에 여러가지 안료를 첨가하는 것도 검토하였다.

예를 들어 클레이 등의 체질(體質) 안료를 첨가하면, 바인더 수지의 경화시의 막의 수축을 완화하여, 금속제의 롤러 본체의 외주면에 대한 경화후의 코팅층의 밀착성을 높여 박리를 방지하는 것이 가능해진다.

또, 예를 들어 산화아연위스커 등, 바늘형의 돌기를 갖는 안료를 첨가하면, 상기 돌기가 코팅층의 표면으로부터 미세한 돌기로서 돌출되어, 벨트와의 스크래치 효과에 의해 OA 롤러의 마찰 계수를 향상시키고, 상기 높은 마찰 계수를 장기간에 걸쳐 유지하는 것이 가능해진다.

[특허문헌]

특허문헌 1 일본 특허 공개 평 10-236627호 공보

특허문헌 2 일본 실용 신안 등록 제3000760호 공보

특허문헌 3 일본 특허 공개 제2002-326733호 공보

그런데 안료의 종류에 따라서는, 조제한 코팅제를 저장하고 있는 동안에, 비교적 단기간에 상기 안료가 분리, 침전되기 쉽다는 문제가 있었다. 특히 비중이 큰 안료일수록 이 경향이 현저하였다.

따라서 본 발명자는, 안료의 종류 등에 상관없이 그 분리, 침전을 방지하여 코팅제의 저장 안정성을 향상시키기 위해, 코팅제에 점도 조정제, 소위 요변성 부여제를 함유시켜 요변성(칙소트로픽성)을 부여하는 것을 검토하였다.

코팅제에 요변성을 부여하면, 저장시 등, 전단 응력을 가하지 않는 정지시에는, 상기 코팅제는 고점도의 상태를 유지하므로, 안료의 분리, 침전을 방지하는 것이 가능해진다.

그래서 여러가지 점도 조정제를 검토하였지만, 그 대부분은, 예를 들어 고온, 고습 환경하에 코팅층으로부터 삼출[블리드(bleed)]되거나, 코팅층의 밀착성을 저하시키거나, 코팅층의 마찰 계수를 저하시키거나, 또는 코팅제의 조제시에 기포를 발생시켜 코팅층의 외관을 저하시키기 쉽다는 문제가 있었다.

그 중 블리드가 발생하면, 상기 고온, 고습 환경 등의 사용 환경하에서의 정전식 복사기 등의 정지시에 코팅층이 벨트 등에 접착되거나, 접착된 코팅층이 롤러 본체의 외주면으로부터 박리되거나, 박리된 파편이 정전식 복사기 등의 다른 부분에 침입하여 형성 화상에 영향을 미친다는 문제가 생긴다.

또, 블리드 성분에 정전식 복사기 등의 가동에 의한 토너나 종이 가루 등이 부착되고, 특히 롤러와 벨트 사이에 퇴적되기 쉬워져, 형성 화상에 영향을 미치기도 한다.

본 발명의 목적은, 코팅제에 점도 조정제를 첨가하는 것에 의한 상기 다양한 문제가 생기지 않을 뿐만 아니라, 금속제의 롤러 본체의 외주면에 형성된 코팅층이 단기간에 마모되거나 변형되거나, 또는 벨트 등에 접착되거나 박리되지도 않고, 장기간에 걸쳐 양호한 특성을 유지할 수 있는 OA 롤러를 제공하는 것에 있다.

또한 본 발명의 목적은, 상기 OA 롤러의 코팅층을 형성하기에 적합할 뿐만 아니라, 점도 조정제를 포함하기 때문에 저장 안정성도 우수한 OA 롤러용 코팅제를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명자는, 점도 조정제에 관해 더욱 검토하였다. 그 결과, 상기 점도 조정제로서, 점토 광물의 1종인 아타풀자이트(Attapulgite; 함수 규산알루미늄ㆍ마그네슘)의 미세한 분말을 이용하면 되는 것을 발견하였다.

아타풀자이트는, 코팅층 내에서는 고형이며 층 내를 이동하지 않는다. 또한 미세한 섬유상의 형태를 갖고 있기 때문에, 코팅제 중에 혼입시키면 섬유가 서로 얽혀 강한 점성(요변성)을 발현시킬 수 있다.

그 때문에 아타풀자이트는, 특히 고온, 고습 환경하에 코팅층으로부터 삼출(블리드)되거나, 코팅층의 밀착성을 저하시키거나, 코팅층의 마찰 계수를 저하시키거나, 또는 코팅제의 조제시에 기포를 발생시켜 코팅층의 외관을 저하시키지 않고, 코팅제에 양호한 요변성을 부여하여 안료의 분리, 침전을 방지하는 작용을 한다. 따라서 상기 여러가지 문제의 발생없이, 코팅제의 저장 안정성을 향상시킬 수 있다.

따라서 본 발명은, 금속제의 롤러 본체의 외주면에, 경화성을 갖는 바인더 수지, 안료 및 상기 바인더 수지의 가교제로서의 아미노 수지를 포함하는 코팅제를 도포한 후, 상기 바인더 수지를 경화 및 가교 반응시켜 형성된 코팅층을 구비한 OA 롤러로서, 상기 코팅제는, 상기 바인더 수지 100 질량부당 1 질량부 이상, 8 질량부 이하의 아타풀자이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한 본 발명은, 금속제의 롤러 본체의 외주면에 코팅층을 구비한 OA 롤러의 상기 코팅층을 형성하기 위한 OA 롤러용 코팅제로서, 경화성을 갖는 바인더 수지, 안료 및 상기 바인더 수지의 가교제로서의 아미노 수지를 포함하고, 상기 바인더 수지 100 질량부당 1 질량부 이상, 8 질량부 이하의 아타풀자이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서, 아타풀자이트의 함유 비율이 바인더 수지 100 질량부당 1 질량부 이상, 8 질량부 이하의 범위에 한정되는 것은, 하기의 이유 때문이다.

즉 함유 비율이 상기 범위 미만이면, 아타풀자이트를 함유시키는 것에 의해, 코팅제에 요변성을 부여하여 안료의 분리, 침전을 방지하는 효과를 얻을 수 없기 때문에, 상기 코팅제의 저장 안정성이 저하된다.

한편, 함유 비율이 상기 범위를 넘는 경우에는 점성(요변성)이 지나치게 높아져, 코팅제의 조제시에 탈포(소포)가 나빠져 코팅층의 외관이 저하되거나, 코팅층의 마찰 계수가 저하된다.

상기 아타풀자이트로는, 평균 입경 1 ㎛ 이하의 미세한 분말을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 아타풀자이트의 미세한 분말은, 점도 조정제로서의 기능이 특히 우수하다.

상기 바인더 수지는 수계 우레탄 수지인 것이 바람직하다. 상기 수계 우레탄 수지를 포함하는 코팅제는, 용매로서 물을 이용하여 형성할 수 있기 때문에, 환경에 미치는 부하를 저감할 수 있다.

또 안료로는, 체질 안료를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 체질 안료는, 바인더 수지의 경화시에 막이 수축하는 것을 방지하는 효과가 우수하다.

또 안료로는, 바늘형의 돌기를 갖는 안료를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 상기 안료의 바늘형의 돌기는, 코팅층의 표면으로부터 미세한 돌기로서 돌출되어, 벨트와의 스크래치 효과에 의해 OA 롤러의 마찰 계수를 향상시키고, 상기 높은 마찰 계수를 장기간에 걸쳐 유지하는 효과가 우수하다.

본 발명에 의하면, 코팅제에 점도 조정제를 첨가하는 것에 의한 상기 다양한 문제가 생기지 않을 뿐만 아니라, 금속제의 롤러 본체의 외주면에 형성된 코팅층이 단기간에 마모되거나 변형되거나, 또는 벨트 등에 접착되거나 박리되지 않고, 장기간에 걸쳐 양호한 특성을 유지할 수 있는 OA 롤러를 제공할 수 있다.

또 본 발명에 의하면, 상기 OA 롤러의 코팅층을 형성하기에 적합할 뿐만 아니라, 점도 조정제를 포함하기 때문에 저장 안정성도 우수한 OA 롤러용 코팅제를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 OA 롤러에서의 코팅층의 표면의, 벨트에 대한 마찰 계수 μ를 측정하기 위해 이용하는 장치의 개략을 설명하는 도면이다.

본 발명은, 금속제의 롤러 본체의 외주면에, 경화성을 갖는 바인더 수지, 안료 및 상기 바인더 수지의 가교제로서의 아미노 수지를 포함하는 코팅제를 도포한 후, 상기 바인더 수지를 경화 및 가교 반응시켜 형성된 코팅층을 구비한 OA 롤러로서, 상기 코팅제는, 상기 바인더 수지 100 질량부당 1 질량부 이상, 8 질량부 이하의 아타풀자이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 바인더 수지로는, 경화성을 가지며 가교제로서의 아미노 수지와 반응시킴으로써 가교 밀도를 높일 수 있는 다양한 수지를 사용할 수 있고, 특히 수계 우레탄 수지가 바람직하다. 상기 수계 우레탄 수지를 포함하는 코팅제는, 용매로서 물을 이용하여 형성할 수 있기 때문에, 환경에 미치는 부하를 저감할 수 있다.

상기 수계 우레탄 수지로는, 이것에 한정되지 않지만, 예를 들어 폴리카보네이트계 폴리우레탄 수지의 수계 에멀션인 산요화성공업(주) 제조의 퍼마린(등록상표) UA-300, UA-310, UA-368, 폴리에테르계 폴리우레탄 수지의 수용액인 동사 제조의 퍼마린 UA-50, 폴리에테르계 폴리우레탄 수지의 에멀션인 동사 제조의 퍼마린 UA-150, UC-20, 마찬가지로 폴리에테르계 폴리우레탄 수지의 에멀션인 다이이치공업제약(주) 제조의 수퍼플렉스(등록상표) E-4000 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.

아미노 수지로는, 예를 들어 멜라민 수지, 요소 수지, 구아나민 수지 등의 수계 우레탄 수지의 가교제로서 기능할 수 있는 여러가지 아미노 수지를 들 수 있다.

상기 아미노 수지로는, 이것에 한정되지 않지만, 예를 들어 메틸화 고이미노멜라민 수지의 용액인 사이테크사 제조의 사이멜(등록상표) 323, 325, 327, 328, 385, 부분 메틸화 멜라민 수지의 용액인 동사 제조의 사이멜 370, 373, 3749, n-부틸화 멜라민 수지의 용액인 미쓰이화학(주) 제조의 유반(등록상표) 120, 또는 메틸에테르화 멜라민 수지의 용액인 히타치화성(주) 제조의 멜란(등록상표) 552 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.

상기 아미노 수지의 함유 비율은, 바인더 수지 100 질량부당 15 질량부 이상, 특히 25 질량부 이상인 것이 바람직하고, 55 질량부 이하, 특히 45 질량부 이하인 것이 바람직하다.

함유 비율이 상기 범위 미만이면, 아미노 수지를 함유시키는 것에 의해 바인더 수지의 가교 밀도를 높여, 코팅층이, 특히 고온, 고습 환경하에 부분적으로 변형되거나 벨트 등에 접착되거나, 접착된 코팅층이 롤러 본체의 외주면으로부터 박리되는 것을 방지하는 효과가 불충분해질 우려가 있다.

또 함유 비율이 상기 범위를 넘는 경우에는, 반대로 바인더 수지의 가교 밀도가 지나치게 높아지고 코팅층이 지나치게 딱딱해지기 때문에, 표면의 마찰 계수가 저하되어 벨트 등과의 미끄러짐이 쉽게 발생할 우려가 있다.

또한 상기 경우 모두, 롤러 본체의 외주면에 대한 코팅층의 밀착성이 약간 저하되는 경향도 있다.

바인더 수지로서, 앞서 설명한 에멀션이나 수용액을 이용하고, 아미노 수지로서, 앞서 설명한 용액을 이용하는 경우, 상기 아미노 수지의 함유 비율은, 상기 에멀션이나 수용액 중의 고형분(바인더 수지) 100 질량부당의 용액 중의 고형분(아미노 수지)의 질량부이다.

안료로는, 앞서 설명한 바인더 수지의 경화시에 막이 수축하는 것을 방지하는 효과가 우수한 체질 안료가 바람직하다.

상기 체질 안료로는, 예를 들어 카올린 등의 클레이, 또는 침강성 황산바륨, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 탄산마그네슘, 탈크, 운모 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.

또 안료로는, 바늘형의 돌기를 갖는 안료도 바람직하다.

상기 바늘형의 돌기를 갖는 안료로는, 특히 중심으로부터 2 이상의 바늘형의 돌기가 방사형으로 돌출된 입체 형상을 갖는 안료, 예를 들어 중심으로부터 4개의 바늘형의 돌기가 서로 등각도로 사방으로 돌출된 소위 테트라픽형의 안료 등이 바람직하다.

상기 안료로는, 예를 들어 산화아연, 산화마그네슘, 붕산알루미늄, 탄화규소, 질화규소, 티탄산칼륨, 염기성 황산마그네슘, 황산칼슘, 인산칼슘나트륨, 붕산마그네슘, 탄산칼슘, 이붕화티탄, 석고, 알루미나, 크리소타일, 세피올라이트 또는 조노톨라이트 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다. 또, 오키나와현산의 별모양 모래 등의 혼합물이어도 좋다.

그 중에서도, 상기 테트라픽형을 나타내는 산화아연위스커가 바람직하다.

상기 안료는, 2 이상의 돌기의 하나 이상이 코팅층 중에 메워져 앵커 효과를 발휘하므로, 벨트의 자극이나 마모에 의한 안료의 탈락을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 나머지 돌기가 코팅층의 표면으로부터 미세한 돌기로서 돌출되어 벨트와의 스크래치 효과에 의해 OA 롤러의 마찰 계수를 향상시키고, 상기 높은 마찰 계수를 장기간에 걸쳐 유지하기 위해 기능한다. 그 때문에, 보다 장기간에 걸쳐 OA 롤러의 양호한 특성을 유지할 수 있다. 단, 상기 안료는 전체가 1개의 바늘형이어도 좋다.

안료로는, 상기 체질 안료, 바늘형의 돌기를 갖는 안료 등, 복수 종의 기능이 상이한 안료를 병용하는 것이 바람직하다. 그 경우에는, 상기 각 안료의 기능의 상승 효과에 의해, 한층 더 장기간에 걸쳐 OA 롤러의 양호한 특성을 유지할 수 있다.

안료의 함유 비율은, 바인더 수지 100 질량부당 25 질량부 이상, 특히 45 질량부 이상인 것이 바람직하고, 120 질량부 이하, 특히 100 질량부 이하인 것이 바람직하다. 2종 이상의 안료를 병용하는 경우에는, 병용하는 2 이상의 안료의 합계의 함유 비율이, 상기 범위내인 것이 바람직하다.

함유 비율이 상기 범위 미만이면, 안료를 함유시키는 것에 의해 바인더 수지의 경화시에 막의 수축을 완화하여, 금속제의 롤러 본체의 외주면에 대한 경화후의 코팅층의 밀착성을 높여 박리를 방지하는 효과 등이 불충분해질 우려가 있다.

또 함유 비율이 상기 범위를 넘는 경우에는, 코팅층이 취약해져 오히려 롤러 본체의 외주면으로부터 쉽게 박리될 우려가 있다.

바인더 수지로서, 앞서 설명한 에멀션이나 수용액을 이용하는 경우, 안료의 함유 비율은, 상기 에멀션이나 수용액 중의 고형분(바인더 수지) 100 질량부당의 안료의 질량부이다.

아타풀자이트로는, 코팅제의 점도 조정제로서 기능하여, 상기 코팅제에 요변성을 부여하여, 안료의 분리, 침전을 방지할 수 있는 여러가지 형상, 상태 등을 갖는 것을 모두 사용할 수 있다.

그 중에서도 분말형의 아타풀자이트, 특히 평균 입경 1 ㎛ 이하의 미세한 분말형의 아타풀자이트가, 상기 기능이 우수하기 때문에 적합하게 사용된다.

평균 입경의 하한치는 특별히 한정되지 않지만, 코팅제에 함유시킬 때의 취급성 등을 고려하면 0.05 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.

또, 이러한 취급성과, 코팅제의 점도 조정제로서의 기능과의 균형 등을 고려하면, 아타풀자이트의 평균 입경은, 상기 범위내에서도 0.1 ㎛ 전후인 것이 더욱 바람직하다.

아타풀자이트의 평균 입경을, 본 발명은, 예를 들어 레이저 회절ㆍ산란법 등에 의해 구해지는 입도 분포의 메디안 직경 D50로 나타내기로 한다.

상기 아타풀자이트로는, 이것에 한정되지 않지만, 예를 들어 하야시화성(주) 제조의 상품명 아타겔 50(평균 입경 D50=0.1 ㎛), 아타겔 40(평균 입경 D50=0.1 ㎛) 등의 1종 또는 2종을 들 수 있다.

아타풀자이트의 함유 비율은, 바인더 수지 100 질량부당 1 질량부 이상, 8 질량부 이하에 한정된다.

함유 비율이 상기 범위 미만이면, 아타풀자이트를 함유시키는 것에 의해, 코팅제에 요변성을 부여하여 안료의 분리, 침전을 방지하는 효과를 얻을 수 없기 때문에, 상기 코팅제의 저장 안정성이 저하된다.

코팅층에 이러한 문제를 발생시키지 않고, 코팅제의 저장 안정성을 가능한 한 향상시키는 것을 고려하면, 아타풀자이트의 함유 비율은, 상기 범위내에서도 2.5 질량부 이상인 것이 바람직하고, 7.5 질량부 이하, 특히 5 질량부 이하인 것이 바람직하다.

코팅제에는, 상기 각 성분에 더하여, 소포제, 분산 안정제, 표면 장력 조정제 등의 종래 공지의 각종 첨가제를, 임의의 비율로 더 함유시킬 수도 있다.

코팅제는, 앞서 설명한 바와 같이 용매로서 물을 이용한 수계로 하는 것이, 환경에 미치는 부하를 저감하는 데에 있어서 바람직하다.

예를 들어 바인더 수지로서, 앞서 설명한 바와 같이 수계의 에멀션 또는 수용액의 상태로 공급되는 것을 이용하는 경우에는, 상기 에멀션 또는 수용액에, 상기 소정의 함유 비율이 되도록 안료, 아미노 수지 및 아타풀자이트를 첨가하고 필요에 따라서 그 밖의 첨가제를 첨가함으로써, 상기 수계의 코팅제를 얻을 수 있다.

또한, 필요에 따라서 물, 또는 물과 수용성 유기 용매의 혼합 용매 등을 더 첨가하여 코팅제의 점도를 조정해도 좋다.

상기 코팅제는, 점도 조정제로서의 아타풀자이트의 첨가에 의해 요변성이 부여되어 있어, 저장시 등, 전단 응력을 가하지 않는 정지시에는 고점도의 상태를 유지하므로, 안료의 분리, 침전을 방지하여, 저장 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한 아타풀자이트는, 다른 점도 조정제와 같이 고온, 고습 환경하에 코팅층으로부터 삼출(블리드)되거나, 코팅층의 밀착성을 저하시키거나, 코팅층의 마찰 계수를 저하시키거나, 또는 코팅제의 조제시에 기포를 발생시켜 코팅층의 외관을 저하시키지 않는다는 이점도 갖고 있다.

상기 코팅제를, 예를 들어 알루미늄, 구리, 놋쇠, 스테인리스강 등의 금속을 포함하는 원통형 내지 원주형의 롤러 본체의 외주면에, 스프레이코팅법 등의 임의의 도포 방법에 의해 도포한 후 건조시켜 물 등의 용매를 제거하고, 추가로 가열하여 바인더 수지를 경화 반응시키고, 가교제로서의 아미노 수지의 작용에 의해 가교 반응시킴으로써 코팅층이 형성되어 OA 롤러를 얻을 수 있다.

이러한 OA 롤러는, 상기와 같이 아타풀자이트 이외의 다른 점도 조정제를 이용하였을 때의 여러가지 문제를 발생시키지 않을 뿐만 아니라, 금속제의 롤러 본체의 외주면에 형성된 코팅층이 단기간에 마모되거나 변형되거나, 또는 벨트 등에 접착되거나 박리되지 않고, 장기간에 걸쳐 양호한 특성을 유지할 수 있다.

상기 OA 롤러의 표면의, 조합시키는 벨트에 대한 마찰 계수 μ는 0.3 이상, 특히 0.6 이상인 것이 바람직하다. 마찰 계수 μ가 상기 범위 미만이면 벨트와의 사이에서 미끄러짐이 발생하기 쉬워져, 상기 벨트를 양호하게 구동시킬 수 없을 우려가 있다.

본 발명에서는 마찰 계수 μ를, 도 1에 나타내는 장치를 이용하여, 오일러의 벨트식에 준거한 측정 방법에 의해 측정한 값으로 나타내기로 한다.

앞서 설명한 바와 같이 금속제의 롤러 본체(1)의 외주면에 코팅층(2)을 형성한 OA 롤러(3)를, 상기 롤러 본체(1)의 중심축(4)을 수평 방향으로 향하게 한 상태로, 도면 중에 이점쇄선의 화살표로 나타내는 방향으로 회전 가능하게 유지한다. 또 OA 롤러(3)의 근방에는, 상기 OA 롤러(3)의 중심축(4)과의 거리를 일정하게 유지한 상태로 하중계(5)를 설치한다.

다음으로, 일단에 질량 W(g)의 추(6)를 부착한 벨트(7)의 타단을 상기 하중계(5)에 접속하고, 상기 벨트(7)의 추(6)측의 일단을 OA 롤러(3)보다 아래쪽으로 늘어뜨린 상태로, 상기 벨트(7)를, 중심축(4)을 중심으로 하는 중심 각도 θ(°)의 범위에 걸쳐 상기 OA 롤러(3)의 코팅층(2)의 표면에 접촉시킨다.

그리고 OA 롤러(3)를 상기 이점쇄선의 화살표로 나타내는 방향으로 일정한 속도로 회전시켰을 때 생기는 하중 F(g)을 하중계(5)에 의해 측정하여, 상기 하중 F(g)와, 추(6)의 질량 W(g), 중심 각도 θ(°)로부터 하기 식 (1)에 의해 마찰 계수 μ를 구한다:

μ=(1/θ)ln(F/W) (1)

코팅층의 기초가 되는 코팅제의 도포 두께는 20 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 100 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

도포 두께가 상기 범위 미만이면, 두께가 균일한 코팅층을 형성할 수 없을 우려가 있다.

또 도포 두께가 상기 범위를 넘는 경우에는 처짐 등이 발생하여 코팅층의 외관이 나빠질 우려가 있고, 또 건조성 등의 작업성이 저하될 우려가 있다.

상기 본 발명의 OA 롤러는, 예를 들어 정전식 복사기, 레이저 프린터, 보통지 팩시밀리 장치, 및 이들의 복합기 등의 OA 기기에서 종이 이송 벨트, 전사 벨트, 중간 전사 벨트 등을 회전 구동시키기 위한 구동 롤러 등으로서 바람직하게 이용할 수 있다.

실시예

이하의 실시예, 비교예에서의 코팅제의 조제, OA용 롤러의 제작 및 시험을, 특별히 기재한 것 외에는 23±5℃, 상대 습도 55±5%의 환경하에 실시하였다.

〈실시예 1〉

폴리카보네이트계 폴리우레탄 수지의 수계 에멀션[앞서 언급한 산요화성공업(주) 제조의 퍼마린 UA-300, 고형분 농도 38 질량%]에, 메틸화 고이미노멜라민 수지의 이소부탄올 용액[앞서 언급한 사이테크사 제조의 사이멜 327, 고형분 농도 88∼92 질량%], 체질 안료로서의 클레이[함수 카올린계, BASF사 제조의 ASP-170], 바늘형의 돌기를 갖는 안료로서의 산화아연위스커[테트라픽형, 파나소닉(주) 제조의 파나테트라(등록상표)] 및 점도 조정제로서의 아타풀자이트[앞서 언급한 하야시화성(주) 제조의 상품명 아타겔 50, 평균 입경 D50=0.1 ㎛]를 배합하여 코팅제를 조제하였다.

상기 코팅제에서의, 바인더 수지로서의 폴리카보네이트계 폴리우레탄 수지(퍼마린 UA-300의 고형분) 100 질량부당의 메틸화 고이미노멜라민 수지(사이멜 327의 고형분)의 함유 비율은 36 질량부, 클레이의 함유 비율은 30 질량부, 산화아연위스커의 함유 비율은 35 질량부, 아타풀자이트의 함유 비율은 2.5 질량부로 하였다.

상기 코팅제를, 외경 24 φ, 길이 220 mm의 알루미늄(A6063)제의 롤러 본체의 외주면에 스프레이코팅법으로 도포하고, 실온에서 30분간 정도 정치하여 건조시키고, 이어서 90℃에서 10분간의 예비 건조시킨 후 140℃에서 15분간 가열하여 바인더 수지를 경화 및 가교 반응시켜 코팅층을 형성하여, OA 롤러를 제작하였다.

〈비교예 1〉

아타풀자이트를 배합하지 않은 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 코팅제를 조제하여, OA 롤러를 제작하였다.

〈실시예 2, 3, 비교예 2〉

바인더 수지로서의 폴리카보네이트계 폴리우레탄 수지 100 질량부당의 아타풀자이트의 함유 비율을 5 질량부(실시예 2), 7.5 질량부(실시예 3), 10 질량부(비교예 2)로 한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 코팅제를 조제하여, OA 롤러를 제작하였다.

〈비교예 3〉

아타풀자이트 대신, 변성 우레아계의 점도 조정제[빅케미ㆍ재팬(주) 제조의 BYK(등록상표)-420]를 배합한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 코팅제를 조제하여, OA 롤러를 제작하였다. 상기 점도 조정제의 배합 비율은, 바인더 수지로서의 폴리카보네이트계 폴리우레탄 수지 100 질량부당 0.5 질량부로 하였다.

〈촉진 저장 안정성 시험〉

300 ㎖의 용기 내에, 상기 실시예, 비교예에서 조제한 어느 1종의 코팅제를 80%까지 넣고, 용기를 밀폐하여 50℃의 항온조 내에서 1개월간 정치하였다.

이어서 각 용기를 항온조로부터 꺼내어, 실온이 될 때까지 냉각시킨 후, 분리, 침전의 유무를 관찰하여, 하기의 기준으로 저장 안정성을 평가하였다.

○: 분리, 침전은 전혀 보이지 않았다. 저장 안정성 양호.

△: 분리, 침전은 보였지만, 스패튤라를 넣어 간단히 교반하는 것만으로 용이하게 재분산시킬 수 있었다. 저장 안정성 통상.

×: 딱딱한 침전이 있어, 스패튤라를 넣어 교반하여도 용이하게 재분산시킬 수는 없었다. 저장 안정성 불량.

〈고온, 고습 시험〉

상기 각 실시예, 비교예에서 제작한 OA 롤러의 외주면을 구성하는 코팅층의 표면에, 폴리이미드제의 벨트를 직접 접촉시킨 상태로, 상기 벨트를 OA 롤러의 외주면에 감고, 온도 60℃, 상대 습도 80%의 고온, 고습 환경하에 7일간 정치한 후 상태를 관찰하여, 하기 기준으로 코팅층을 평가하였다.

○: 코팅층은 부분적으로 변형되거나 벨트 등에 접착되거나 하지 않았다.

×: 코팅층은 부분적으로 변형되거나 벨트 등에 접착되었다.

〈밀착성 시험〉

상기 각 실시예, 비교예에서 제작한 OA 롤러의 코팅층의 밀착성을, 일본 공업 규격 JIS K5600-5-6: 1999 「도료 일반 시험 방법-제5부: 도막의 기계적 성질-제6절: 부착성(크로스커트법)」에 게재된 시험 방법에 따라 시험하여, 시험 결과를 평가하였다. 즉 시험 결과를, JIS K5600-5-6의 표 1에 따라서 6단계로 분류하여, 분류 0∼2가 밀착성 양호, 분류 3∼5가 밀착성 불량이라고 판정하였다.

〈코팅층의 외관 평가〉

상기 각 실시예, 비교예에서 제작한 OA 롤러의 코팅층의 외관을 관찰하여, 하기의 기준으로 평가하였다.

○: 전혀 이상 없음. 외관 양호.

△: 10배의 확대경을 이용한 결과, 작은 거품 흔적이 보였지만, 육안으로는 이상은 보이지 않았다. 외관 통상.

×: 육안으로도 거품 흔적이 보였다. 외관 불량.

〈마찰 계수 측정〉

상기 각 실시예, 비교예에서 제작한 OA 롤러의 코팅층의 표면의 상기 폴리이미드제의 벨트에 대한 마찰 계수를, 앞서 설명한 도 1의 장치를 이용하여 측정한 결과로부터, 상기 식 (1)에 의해 구하였다.

이상의 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1의 비교예 1의 결과로부터, 코팅제에, 점도 조정제로서의 아타풀자이트를 함유시키지 않는 경우에는, 안료의 분리, 침전이 발생하여 저장 안정성이 저하되는 것을 알 수 있다. 또 비교예 3의 결과로부터, 아타풀자이트 이외의 점도 조정제를 함유시킨 경우에는, 저장 안정성은 개선되지만, 고온, 고습 환경하에 상기 점도 조정제가 블리드되어 벨트 등에 접착하는 등의 다른 문제가 생기는 것을 알 수 있다.

이에 비해 실시예 1∼3의 결과로부터, 점도 조정제로서 아타풀자이트를 함유시킴으로써, 상기 블리드 등의 문제가 발생하는 것을 방지하면서, 코팅제에 양호한 저장 안정성을 부여할 수 있는 것을 알 수 있다.

단, 비교예 2의 결과로부터, 아타풀자이트의 함유 비율이, 바인더 수지 100 질량부당 8 질량부를 넘는 경우에는, 과잉의 아타풀자이트가 코팅제의 조제시에 기포를 발생시켜 코팅층의 외관을 저하시키거나, 코팅층의 마찰 계수를 저하시키기 때문에, 상기 함유 비율은 8 질량부 이하일 필요가 있는 것을 알 수 있다.

또한 실시예 1∼3을 비교하면, 아타풀자이트의 함유 비율은, 상기 범위내에서도 2.5 질량부 이상인 것이 바람직하고, 7.5 질량부 이하, 특히 5 질량부 이하인 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.

F: 하중 W: 질량
θ: 중심 각도 1: 롤러 본체
2: 코팅층 3: OA 롤러
4: 중심축 5: 하중계
6: 추 7: 벨트

Claims

금속제의 롤러 본체의 외주면에, 경화성을 갖는 바인더 수지, 안료 및 상기 바인더 수지의 가교제로서의 아미노 수지를 포함하는 코팅제를 도포한 후, 상기 바인더 수지를 경화 및 가교 반응시켜 형성된 코팅층을 구비한 OA 롤러로서, 상기 코팅제는, 상기 바인더 수지 100 질량부당 1 질량부 이상, 8 질량부 이하의 아타풀자이트(Attapulgite)를 포함하는 것을 특징으로 하는 OA 롤러.
제1항에 있어서, 상기 아타풀자이트는 평균 입경 1 ㎛ 이하의 분말인 OA 롤러.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 바인더 수지는 수계 우레탄 수지인 OA 롤러.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 안료는 체질(體質) 안료를 포함하고 있는 OA 롤러.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 안료는 바늘형의 돌기를 갖는 안료를 포함하고 있는 OA 롤러.
금속제의 롤러 본체의 외주면에 코팅층을 구비한 OA 롤러의 상기 코팅층을 형성하기 위한 코팅제로서, 경화성을 갖는 바인더 수지, 안료 및 상기 바인더 수지의 가교제로서의 아미노 수지를 포함하고, 상기 바인더 수지 100 질량부당 1 질량부 이상, 8 질량부 이하의 아타풀자이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 OA 롤러용 코팅제.