WO2023119825A1 - 紙送りロール - Google Patents

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WO2023119825A1
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phase
rubber
ethylene propylene
propylene diene
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Inventor
直樹 明楽
学 作田
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住友理工株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H3/00Separating articles from piles
    • B65H3/02Separating articles from piles using friction forces between articles and separator
    • B65H3/06Rollers or like rotary separators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H5/00Feeding articles separated from piles; Feeding articles to machines
    • B65H5/06Feeding articles separated from piles; Feeding articles to machines by rollers or balls, e.g. between rollers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C13/00Rolls, drums, discs, or the like; Bearings or mountings therefor

Definitions

  • a known paper feed roll has an elastic layer made of an elastic material such as a crosslinked rubber on the outer peripheral surface of a shaft such as a cored bar.
  • an elastic material for the elastic layer a combination of ethylene propylene diene rubber and isoprene rubber or styrene butadiene rubber is known (Patent Document 1).
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a paper feed roll that, when the elastic layer is composed of two or more phases, suppresses non-uniformity of the surface of the elastic layer and suppresses conveyance failure even during long-term use. to do.
  • the elastic layer preferably further contains a polymer having a partial structure of ethylene propylene diene rubber and a partial structure of either isoprene rubber or natural rubber.
  • a partial structure of the ethylene propylene diene rubber is preferably an ethylene propylene structure.
  • the elastic layer preferably contains a hydrocarbon oil.
  • the ethylene propylene diene rubber preferably contains both an oil-extended ethylene propylene diene rubber and a non-oil-extended ethylene propylene diene rubber.
  • the shaft and the elastic layer formed on the outer peripheral surface of the shaft are provided, and the elastic layer includes the first phase containing ethylene propylene diene rubber. , a second phase containing at least one of isoprene rubber and natural rubber, and the area ratio of the second phase within an arbitrary 2.5 ⁇ m ⁇ 2.5 ⁇ m square range of the elastic layer is within the range of 30% or more and 70% or less, when the elastic layer is composed of two or more phases, unevenness of the surface of the elastic layer can be suppressed, and transportation failure can be suppressed even during long-term use. .
  • the elastic layer further contains a polymer having a partial structure of ethylene propylene diene rubber and a partial structure of either isoprene rubber or natural rubber, the dispersibility of the second phase with respect to the first phase is improved. improve more. As a result, the coefficient of friction of the surface of the elastic layer becomes more uniform, and the effect of suppressing defective transportation during long-term use is improved.
  • the dispersibility of the second phase with respect to the first phase is further improved.
  • the coefficient of friction of the surface of the elastic layer becomes more uniform, and the effect of suppressing defective transportation during long-term use is improved.
  • the compatibility between the first phase and the second phase is increased, and the dispersibility of the second phase in the first phase is improved.
  • the coefficient of friction of the surface of the elastic layer becomes more uniform, and the effect of suppressing defective transportation during long-term use is improved.
  • the ethylene propylene diene rubber contains both an oil-extended ethylene propylene diene rubber and a non-oil-extended ethylene propylene diene rubber, a sufficient share is applied during rubber kneading, so that the second phase relative to the first phase improves the dispersibility of As a result, the coefficient of friction of the surface of the elastic layer becomes more uniform, and the effect of suppressing defective transportation during long-term use is improved.
  • FIG. 1A is a schematic external view of a paper feed roll according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a sectional view taken along the line AA thereof.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a method of measuring the area ratio of both the first phase and the second phase in the elastic layer.
  • a paper feed roll 10 includes a shaft 12 and an elastic layer 14 formed on the outer peripheral surface of the shaft 12 .
  • the elastic layer 14 is a layer (base layer) that serves as the base of the paper feed roll 10 .
  • the elastic layer 14 is a layer that appears on the surface of the paper feed roll 10 .
  • the shaft 12 may be a metal or resin solid body, a hollow body (cylindrical body), or the like. Examples of metal materials include iron, stainless steel, and aluminum.
  • the elastic layer 14 may be adhered to the shaft 12 via an adhesive layer (primer layer). Adhesives, primers and the like may be made conductive as necessary.
  • the elastic layer 14 has a first phase containing ethylene propylene diene rubber and a second phase containing at least one of isoprene rubber and natural rubber. Within the range, the area ratio of the second phase is within the range of 30% or more and 70% or less.
  • the area ratio of the second phase is more preferably 35% or more and 65% or less, and still more preferably 40% or more and 60% or less.
  • the area ratio of the first phase and the second phase can be measured by surface analysis using a scanning probe microscope (SPM).
  • the area ratios of the first phase and the second phase are those in an arbitrary 2.5 ⁇ m ⁇ 2.5 ⁇ m square. Specifically, as shown in FIG. , an arbitrary range of 20 ⁇ 20 ⁇ m on the surface is divided into 64, and 16 squares arranged in an oblique direction with diagonal lines are selected, and the first phase and second phase within each 2.5 ⁇ m ⁇ 2.5 ⁇ m square are selected. The area ratio is measured, and 14 or more cells (8.50% or more) out of 16 selected cells are the corresponding values. Imaging with a scanning probe microscope (SPM) is performed at four points in the circumferential direction (12 points in total) at the left end, the center, and the right end in the axial direction of the elastic layer.
  • SPM scanning probe microscope
  • both the first phase and the second phase in an arbitrary 2.5 ⁇ m ⁇ 2.5 ⁇ m square, for example, the mixing ratio of the polymers in the first phase and the second phase is adjusted. , sufficiently kneading to a desired degree of dispersion, and using a dispersant that improves the dispersibility of both the first and second phases.
  • the conditions for kneading the first phase polymer and the second phase polymer are preferably a rotational speed of 30 rpm or more and a kneading time of 5 minutes or more in order to achieve the above area ratio. More preferably, the rotation speed is 40 rpm or more and the kneading time is 10 minutes or more.
  • Ethylene-propylene diene rubber is obtained by copolymerizing ethylene-propylene rubber (EPM), which is a copolymer of ethylene and propylene, with a non-conjugated diene as a third component.
  • Ethylene propylene diene rubber has an ethylene propylene structure and a structure resulting from a non-conjugated diene in its molecular structure.
  • Non-conjugated dienes of ethylene propylene diene rubber include ethylidene norbornene (ENB), 1,4-hexadiene (1,4-HD), dicyclopentadiene (DCPD) and the like.
  • the ethylene propylene diene rubber may be an oil-extended ethylene propylene diene rubber or a non-oil-extended ethylene propylene diene rubber. It may also contain both an oil-extended ethylene propylene diene rubber and a non-oil-extended ethylene propylene diene rubber.
  • As the ethylene propylene diene rubber it is easy to apply sufficient shear during rubber kneading processing, and from the viewpoint of improving the dispersibility of the second phase with respect to the first phase, oil-extended ethylene propylene diene rubber and non-oil-extended ethylene propylene rubber It is preferred to include both diene rubbers.
  • the ratio of oil-extended ethylene-propylene diene rubber to non-oil-extended ethylene-propylene-diene rubber is 5:1 by mass, from the viewpoint that a sufficient share is likely to be applied during rubber kneading. It is preferably within the range of ⁇ 2:1. More preferably, the oil-extended:non-oil-extended ratio is in the range of 4:1 to 2:1.
  • the oil for the oil extension is not particularly limited as long as it is blended with ethylene propylene diene rubber, but paraffin oil, naphthene oil and the like are preferred.
  • Dispersants include polymers having a partial structure of ethylene propylene diene rubber and a partial structure of either isoprene rubber or natural rubber, modified natural rubber, modified isoprene rubber, and the like.
  • Modified natural rubbers include epoxidized natural rubber, chlorinated natural rubber, nitrile natural rubber (acrylonitrile natural rubber), and the like.
  • the modified isoprene rubber includes epoxidized isoprene rubber, chlorinated isoprene rubber, nitrile isoprene rubber (acrylonitrile isoprene rubber), maleic acid-modified isoprene rubber, (meth)acrylic acid-modified isoprene rubber, and the like.
  • the elastic layer 14 preferably contains, as a dispersant, a polymer having a partial structure of ethylene propylene diene rubber and a partial structure of either isoprene rubber or natural rubber.
  • a dispersant a polymer having a partial structure of ethylene propylene diene rubber and a partial structure of either isoprene rubber or natural rubber.
  • the partial structure of the ethylene propylene diene rubber include an ethylene propylene structure and a structure derived from a diene.
  • An ethylene propylene structure is particularly preferred as the partial structure of the ethylene propylene diene rubber.
  • Partial structures of isoprene rubber and natural rubber include an isoprene structure.
  • the dispersant preferably has a double bond from the viewpoint of being easily fixed by cross-linking.
  • Polymers having a partial structure of ethylene propylene diene rubber and a partial structure of either isoprene rubber or natural rubber include block copolymers of ethylene propylene diene rubber and isoprene rubber, and copolymers of ethylene propylene diene rubber and natural rubber. Examples include block copolymers and hydrogenated isoprene rubber obtained by partially hydrogenating isoprene rubber. Examples of hydrogenated isoprene rubber include “LIR-290” manufactured by Kuraray.
  • the content of the dispersant is preferably 1.0 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polymer of the first phase and the second phase from the viewpoint of excellent dispersing effect of the first phase and the second phase. preferable. It is more preferably 1.5 parts by mass or more, still more preferably 2.0 parts by mass or more. From the viewpoint of maintaining the physical properties of the first and second phases easily, the amount is preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymers of the first and second phases. It is more preferably 7.0 parts by mass or less, still more preferably 5.0 parts by mass or less.
  • the elastic layer 14 has a surface friction coefficient within the range of 0.8 to 3.0 from the viewpoint of ensuring the paper feeding function. More preferably, it is within the range of 1.0 to 2.5.
  • the surface of the elastic layer 14 is the outer peripheral surface of the elastic layer 14 .
  • the friction coefficient of the surface of the elastic layer 14 can be measured using a commercially available friction coefficient meter.
  • the friction coefficient of the surface of the elastic layer 14 can be adjusted by the material configuration of the elastic layer 14 .
  • the elastic layer 14 preferably has a surface JIS-A hardness within the range of 20 to 80 degrees. More preferably, it is within the range of 30 to 70 degrees.
  • the surface of the elastic layer 14 is the outer peripheral surface of the elastic layer 14 .
  • the surface hardness of the elastic layer 14 can be adjusted by the material composition of the elastic layer 14, the thickness of the elastic layer 14, and the like.
  • the JIS-A hardness of the surface of the elastic layer 14 is 20 degrees or more, abrasion is easily suppressed.
  • the JIS-A hardness of the surface of the elastic layer 14 is 80 degrees or less, damage to the paper (such as scraping of the paper) is easily suppressed, and deterioration of image quality is easily suppressed.
  • the thickness of the elastic layer 14 is not particularly limited, it may be 1 to 10 mm or the like.
  • the elastic layer 14 can be manufactured, for example, as follows. First, the shaft 12 is coaxially installed in the hollow part of the roll molding mold, an uncrosslinked rubber composition is injected, heated and cured (crosslinked), and then removed from the mold, or the shaft is An elastic layer 14 is formed on the outer circumference of the shaft 12 by, for example, extruding an uncrosslinked rubber composition onto the surface of the shaft 12 .
  • the uncrosslinked rubber composition forming the elastic layer 14 may optionally contain a crosslinking agent, a conductive agent, a foaming agent, a surfactant, a flame retardant, a coloring agent, a filler, a stabilizer, a release agent, and the like. It may be contained as appropriate.
  • cross-linking agents examples include sulfur cross-linking agents and peroxide cross-linking agents. These cross-linking agents may be used alone or in combination of two or more.
  • sulfur cross-linking agents include conventionally known sulfur cross-linking agents such as powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, surface-treated sulfur, insoluble sulfur, sulfur chloride, thiuram-based vulcanization accelerators, and polymeric polysulfides. can.
  • the amount of the cross-linking agent to be blended is preferably in the range of 0.1 to 4 parts by mass, more preferably 0.3 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the uncrosslinked rubber, from the viewpoint of preventing bleeding. within the range, more preferably within the range of 0.5 to 2.5 parts by mass.
  • the elastic layer 14 has a first phase containing ethylene propylene diene rubber and a second phase containing at least one of isoprene rubber and natural rubber. , within an arbitrary range of 2.5 ⁇ m ⁇ 2.5 ⁇ m square, the area ratio of the second phase is within the range of 30% or more and 70% or less. Since both phases are uniformly dispersed (finely dispersed), the coefficient of friction on the surface of the elastic layer becomes uniform rather than non-uniform depending on the part, and the polymer components are different, and the amount of wear and paper dust adhere to each phase. Even if the amount to be applied is different, the coefficient of friction on the surface of the elastic layer does not become non-uniform. As a result, the paper cannot be conveyed straight after long-term use, and the problem of conveyance failure (paper jam) is resolved, and conveyance failure can be suppressed even during long-term use.
  • Example 1 ⁇ Preparation of rubber composition> 60 parts by mass of oil-extended EPDM, 20 parts by mass of non-oil-extended EPDM, 50 parts by mass of IR, 30 parts by mass of paraffin oil, 3 parts by mass of dispersant, 5 parts by mass of zinc oxide, 0.25 parts by mass of carbon black, A rubber composition was prepared by kneading 5 parts by mass of silica and 3 parts by mass of a peroxide cross-linking agent with a kneader.
  • a metal core (diameter 8 mm) was set in a molding die, the above rubber composition was injected, and after heating at 160°C for 40 minutes, it was cooled and removed from the mold. An elastic layer consisting of a body was formed.
  • Examples 2--7 A rubber composition was prepared in the same manner as in Example 1 using the compounding composition (parts by mass) shown in Table 1 to form an elastic layer.
  • the area ratio of the elastic layer was measured for the produced paper feed roll. Also, the initial coefficient of friction of the elastic layer was measured. In addition, an actual machine evaluation was performed.
  • ⁇ Measurement points 4 points in the circumferential direction (12 points in total) at the left end, center, and right end of the elastic layer
  • ⁇ Cantilever SI-DF40 ⁇ Scan range: 5.0000 ⁇ m
  • ⁇ Scanning speed 1.00 Hz
  • the paper feed roll was installed in a commercially available copying machine having an FRR type paper feed system, and the paper feed performance was evaluated. 300,000 (300,000) sheets of PPC paper were used as paper, and the number of occurrences of paper jams was measured. " ⁇ ” indicates that the number of paper jams has occurred once or less, “ ⁇ ” indicates that the number of paper jams has occurred from 2 to 5 times, and from 6 times to 10 times was rated as "x”, and the number of paper jams occurring 11 times was rated as "xx”. Further, when paper jams occurred 11 times, evaluation of durability was stopped.
  • the polymers of the elastic layer are composed of EPDM and IR, but the EPDM is only non-oil-extended EPDM. There were some areas where no phase was included and some where there was only a second phase, and the coefficient of friction on the surface of the elastic layer was not uniform. Further, in the actual machine evaluation, there were many cases in which the paper could not be conveyed straight during long-term use of 300,000 sheets, which caused many conveyance failures (paper jams). In Comparative Example 2, the polymers of the elastic layer are also composed of EPDM and IR, but the EPDM is only oil-extended EPDM. was observed in some places and only in the second phase, and the coefficient of friction on the surface of the elastic layer was not uniform. Further, in the actual machine evaluation, there were many cases in which the paper could not be conveyed straight during long-term use of 300,000 sheets, which caused many conveyance failures (paper jams).

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Abstract

弾性体層が2相以上で構成される場合に、弾性体層の表面の不均一さを抑えて長期使用時にも搬送不良が抑えられる紙送りロールを提供する。 軸体12と、軸体12の外周面上に形成された弾性体層14と、を備え、弾性体層14は、エチレンプロピレンジエンゴムを含む第1相と、イソプレンゴムおよび天然ゴムのいずれか1種以上を含む第2相と、を有し、弾性体層14の任意の2.5μm×2.5μm角の範囲内において、第2相の面積割合が30%以上70%以下の範囲内である、紙送りロール10とする。

Description

紙送りロール
 本発明は、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器において好適に用いられる紙送りロールに関するものである。
 紙送りロールとしては、芯金などの軸体の外周面上にゴム架橋体などの弾性材料からなる弾性体層を有するものが知られている。弾性体層の弾性材料としては、エチレンプロピレンジエンゴムとイソプレンゴムやスチレンブタジエンゴムなどを併用したものが知られている(特許文献1)。
特開2014-196428号公報
 弾性体層の弾性材料が2種以上のポリマー成分で構成される場合、弾性体層は、ポリマー成分の異なる2以上の相で構成されることが多い。ポリマー成分が異なるため、相ごとで摩耗量や紙粉が付着する量が異なる。その結果、長期使用後は、相ごとの摩擦係数の差が大きくなるため、弾性体層は表面の摩擦係数が不均一となりやすい。弾性体層の表面の摩擦係数が不均一であると、用紙を真っ直ぐに搬送できず、搬送不良(紙詰まり)が生じるという問題がある。
 本発明が解決しようとする課題は、弾性体層が2相以上で構成される場合に、弾性体層の表面の不均一さを抑えて長期使用時にも搬送不良が抑えられる紙送りロールを提供することにある。
 本発明に係る紙送りロールは、軸体と、前記軸体の外周面上に形成された弾性体層と、を備え、前記弾性体層は、エチレンプロピレンジエンゴムを含む第1相と、イソプレンゴムおよび天然ゴムのいずれか1種以上を含む第2相と、を有し、前記弾性体層の任意の2.5μm×2.5μm角の範囲内において、前記第2相の面積割合が30%以上70%以下の範囲内である。
 前記弾性体層は、さらに、エチレンプロピレンジエンゴムの一部構造とイソプレンゴムおよび天然ゴムのいずれかの一部構造とを有するポリマーを含有することが好ましい。前記エチレンプロピレンジエンゴムの一部構造は、エチレンプロピレン構造であることが好ましい。前記弾性体層は、炭化水素系オイルを含有することが好ましい。前記エチレンプロピレンジエンゴムは、油展エチレンプロピレンジエンゴムと非油展エチレンプロピレンジエンゴムの両方を含んでいることが好ましい。
 本発明に係る紙送りロールによれば、軸体と、前記軸体の外周面上に形成された弾性体層と、を備え、前記弾性体層は、エチレンプロピレンジエンゴムを含む第1相と、イソプレンゴムおよび天然ゴムのいずれか1種以上を含む第2相と、を有し、前記弾性体層の任意の2.5μm×2.5μm角の範囲内において、前記第2相の面積割合が30%以上70%以下の範囲内であることから、弾性体層が2相以上で構成される場合に、弾性体層の表面の不均一さを抑えて長期使用時にも搬送不良が抑えられる。
 前記弾性体層が、さらに、エチレンプロピレンジエンゴムの一部構造とイソプレンゴムおよび天然ゴムのいずれかの一部構造とを有するポリマーを含有すると、前記第1相に対する前記第2相の分散性がより向上する。これにより、前記弾性体層の表面の摩擦係数がより均一になり、長期使用時の搬送不良を抑える効果が向上する。
 そして、前記エチレンプロピレンジエンゴムの一部構造が、エチレンプロピレン構造であると、前記第1相に対する前記第2相の分散性がより向上する。これにより、前記弾性体層の表面の摩擦係数がより均一になり、長期使用時の搬送不良を抑える効果が向上する。
 そして、前記弾性体層が炭化水素系オイルを含有すると、前記第1相と前記第2相の相容性が高まり、前記第1相に対する前記第2相の分散性が向上する。これにより、前記弾性体層の表面の摩擦係数がより均一になり、長期使用時の搬送不良を抑える効果が向上する。
 そして、前記エチレンプロピレンジエンゴムが油展エチレンプロピレンジエンゴムと非油展エチレンプロピレンジエンゴムの両方を含んでいると、ゴム練り加工時に十分なシェアが掛かるため、前記第1相に対する前記第2相の分散性が向上する。これにより、前記弾性体層の表面の摩擦係数がより均一になり、長期使用時の搬送不良を抑える効果が向上する。
本発明の一実施形態に係る紙送りロールの外観模式図(a)と、そのA-A線断面図(b)である。 弾性体層における第1相と第2相の両相の面積比率を計測する方法を示した模式図である。
 本発明に係る紙送りロールについて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る紙送りロールの外観模式図(a)と、そのA-A線断面図(b)である。
 本発明の一実施形態に係る紙送りロール10は、軸体12と、軸体12の外周面上に形成された弾性体層14と、を備える。弾性体層14は、紙送りロール10のベースとなる層(基層)である。弾性体層14は紙送りロール10の表面に現れる層となっている。
 軸体12は、金属製または樹脂製の中実体、中空体(円筒体)のものなどが挙げられる。金属材料としては、鉄、ステンレス、アルミニウムなどが挙げられる。弾性体層14は、接着剤層(プライマー層)を介して軸体12に接着されていてもよい。接着剤、プライマーなどには、必要に応じて導電化を行っても良い。
 弾性体層14は、エチレンプロピレンジエンゴムを含む第1相と、イソプレンゴムおよび天然ゴムのいずれか1種以上を含む第2相と、を有し、任意の2.5μm×2.5μm角の範囲内において、第2相の面積割合が30%以上70%以下の範囲内である。
 弾性体層14において、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)は、弾性体層14の硬さを所望の範囲にするのに好適である。イソプレンゴム(IR)および天然ゴム(NR)のいずれか1種以上は、エチレンプロピレンジエンゴムよりも摩擦係数の高い材料であり、比較的摩擦係数の低いエチレンプロピレンジエンゴムの紙送り性を向上するのに好適である。そして、任意の2.5μm×2.5μm角の非常に狭い範囲内において第2相の面積割合が30%以上70%以下の範囲内であるように、弾性体層14において第1相と第2相の両相が均一に分散(微分散)されているので、弾性体層の表面の摩擦係数が部位によって不均一とならず均一になり、長期使用時にも搬送不良が抑えられる。
 そして、上記第2相の面積割合は、より好ましくは35%以上65%以下、さらに好ましくは40%以上60%以下である。第1相や第2相の面積割合は、走査型プローブ顕微鏡(SPM)を用いて表面分析することにより測定することができる。
 任意とは、どの場所においても、という意味である。第1相や第2相の面積割合は、任意の2.5μm×2.5μm角におけるものであるが、具体的には、図2に示すように、弾性体層の任意の表面を観察し、その表面における任意の20×20μmの範囲を64分割し、斜線が引いてある斜め方向に並ぶ16マスを選択し、各2.5μm×2.5μm角内における第1相や第2相の面積割合をそれぞれ計測し、選択した16マスのうちの14マス以上(8.5割以上)が該当する値である。走査型プローブ顕微鏡(SPM)による撮影は、弾性体層の軸方向の左端部、中央部、右端部のそれぞれ周方向4か所(合計12か所)について行う。
 第1相と第2相の両相が任意の2.5μm×2.5μm角において均一に分散(微分散)するには、例えば、第1相と第2相のポリマーの配合割合を調整する、所望の分散度まで十分に混練する、第1相と第2相の両相の分散性を向上させる分散剤を用いる、などの方法を用いることが考えられる。
 第1相のポリマーと第2相のポリマーの割合としては、質量比で、第1相:第2相=3:1~1:3の範囲内が好ましい。より好ましくは第1相:第2相=2.5:1~1:2.5の範囲内、さらに好ましくは第1相:第2相=2:1~1:2の範囲内である。
 第1相のポリマーと第2相のポリマーの練り条件としては、上記面積割合とすべく、回転数30rpm以上、練り時間5分以上であることが好ましい。より好ましくは、回転数40rpm以上、練り時間10分以上である。
 エチレンプロピレンジエンゴムは、エチレンとプロピレンの共重合体であるエチレンプロピレンゴム(EPM)に第3成分として非共役ジエンを共重合させたものである。エチレンプロピレンジエンゴムは、分子構造内に、エチレンプロピレン構造や非共役ジエンに起因する構造を有する。エチレンプロピレンジエンゴムの非共役ジエンとしては、エチリデンノルボルネン(ENB)、1,4-ヘキサジエン(1,4-HD)、ジシクロペンタジエン(DCPD)などが挙げられる。
 エチレンプロピレンジエンゴムは、油展のエチレンプロピレンジエンゴムであってもよいし、非油展のエチレンプロピレンジエンゴムであってもよい。また、油展のエチレンプロピレンジエンゴムと非油展のエチレンプロピレンジエンゴムを両方含んでいてもよい。エチレンプロピレンジエンゴムとしては、ゴム練り加工時に十分なシェアが掛かりやすく、第1相に対する第2相の分散性が向上するなどの観点から、油展のエチレンプロピレンジエンゴムと非油展のエチレンプロピレンジエンゴムを両方含むことが好ましい。油展のエチレンプロピレンジエンゴムと非油展のエチレンプロピレンジエンゴムの割合としては、ゴム練り加工時に十分なシェアが掛かりやすいなどの観点から、質量比で、油展:非油展=5:1~2:1の範囲内が好ましい。より好ましくは油展:非油展=4:1~2:1の範囲内である。
 油展のオイルとしては、エチレンプロピレンジエンゴムに配合されるオイルであれば特に限定されるものではないが、パラフィンオイル、ナフテンオイルなどが好ましい。
 分散剤としては、エチレンプロピレンジエンゴムの一部構造とイソプレンゴムおよび天然ゴムのいずれかの一部構造とを有するポリマー、変性天然ゴム、変性イソプレンゴムなどが挙げられる。変性天然ゴムとしては、エポキシ化天然ゴム、塩素化天然ゴム、ニトリル化天然ゴム(アクリロニトリル化天然ゴム)などが挙げられる。変性イソプレンゴムとしては、エポキシ化イソプレンゴム、塩素化イソプレンゴム、ニトリル化イソプレンゴム(アクリロニトリル化イソプレンゴム)、マレイン酸変性イソプレンゴム、(メタ)アクリル酸変性イソプレンゴムなどが挙げられる。弾性体層14は、分散剤として、エチレンプロピレンジエンゴムの一部構造とイソプレンゴムおよび天然ゴムのいずれかの一部構造とを有するポリマーを含有するとよい。エチレンプロピレンジエンゴムの一部構造としては、エチレンプロピレン構造、ジエンに起因する構造などが挙げられる。エチレンプロピレンジエンゴムの一部構造としては、エチレンプロピレン構造が特に好ましい。イソプレンゴム、天然ゴムの一部構造としては、イソプレン構造が挙げられる。分散剤は、架橋により固定されやすいなどの観点から、2重結合を有するものが好ましい。
 エチレンプロピレンジエンゴムの一部構造とイソプレンゴムおよび天然ゴムのいずれかの一部構造とを有するポリマーとしては、エチレンプロピレンジエンゴムとイソプレンゴムのブロック共重合体や、エチレンプロピレンジエンゴムと天然ゴムのブロック共重合体、イソプレンゴムの一部を水添した水添イソプレンゴムなどが挙げられる。水添イソプレンゴムとしては、例えば、クラレ製「LIR-290」などが挙げられる。
 分散剤の含有量としては、第1相や第2相の分散効果に優れるなどの観点から、第1相と第2相のポリマー100質量部に対し、1.0質量部以上であることが好ましい。より好ましくは1.5質量部以上、さらに好ましくは2.0質量部以上である。また、第1相や第2相の物性を維持しやすいなどの観点から、第1相と第2相のポリマー100質量部に対し、10質量部以下であることが好ましい。より好ましくは7.0質量部以下、さらに好ましくは5.0質量部以下である。
 弾性体層14は、さらに、炭化水素系のオイルを含有することが好ましい。これにより、第1相と第2相の分散効果が得られやすい。炭化水素系のオイルとしては、パラフィンオイルなどが挙げられる。炭化水素系のオイルの含有量としては、第1相と第2相の分散性向上の観点から、第1相と第2相のポリマー100質量部に対し、10質量部以上が好ましい。より好ましくは15質量部以上、さらに好ましくは20質量部以上である。また、炭化水素系オイルのブリードアウト抑制の観点から、第1相と第2相のポリマー100質量部に対し、50質量部以下が好ましい。より好ましくは45質量部以下、さらに好ましくは40質量部以下である。
 弾性体層14は、紙送り機能を確保するなどの観点から、表面の摩擦係数が0.8~3.0の範囲内に構成されていることが好ましい。より好ましくは1.0~2.5の範囲内である。弾性体層14の表面とは、弾性体層14の外周面である。弾性体層14の表面の摩擦係数は、市販の摩擦係数計を用いて測定することができる。弾性体層14の表面の摩擦係数は、弾性体層14の材料構成により調整することができる。
 弾性体層14は、表面のJIS-A硬度が20~80度の範囲内に構成されていることが好ましい。より好ましくは30~70度の範囲内である。弾性体層14の表面とは、弾性体層14の外周面である。弾性体層14の表面硬度は、弾性体層14の材料構成、弾性体層14の厚みなどにより調整することができる。弾性体層14の表面のJIS-A硬度が20度以上であると、摩耗が抑えられやすい。弾性体層14の表面のJIS-A硬度が80度以下であると、用紙へのダメージ(用紙の削れなど)が抑えられやすく、画質の悪化が抑えられやすい。
 弾性体層14の表面には、シボ加工などの表面凹凸が施されていてもよい。弾性体層14の表面凹凸は、研磨、型転写などの方法により形成することができる。
 弾性体層14の厚さは、特に限定されるものではないが、1~10mmなどであればよい。
  弾性体層14は、例えば、次のようにして製造することができる。まず、軸体12をロール成形金型の中空部に同軸的に設置し、未架橋のゴム組成物を注入して、加熱・硬化(架橋)させた後、脱型するか、あるいは、軸体12の表面に未架橋のゴム組成物を押出成形するなどにより、軸体12の外周に弾性体層14を形成する。
  弾性体層14を形成する未架橋のゴム組成物は、必要に応じて、架橋剤、導電剤、発泡剤、界面活性剤、難燃剤、着色剤、充填剤、安定剤、離型剤などを適宜含有していてもよい。
  架橋剤としては、硫黄架橋剤、過酸化物架橋剤を挙げることができる。これらの架橋剤は、単独で用いても良いし、2種以上組み合わせて用いても良い。
  硫黄架橋剤としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、表面処理硫黄、不溶性硫黄、塩化硫黄、チウラム系加硫促進剤、高分子多硫化物などの従来より公知の硫黄架橋剤を挙げることができる。
  過酸化物架橋剤としては、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシエステル、ケトンパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、ジアシルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイドなどの従来より公知の過酸化物架橋剤を挙げることができる。
  架橋剤の配合量としては、ブリードしにくいなどの観点から、未架橋ゴム100質量部に対して、好ましくは0.1~4質量部の範囲内、より好ましくは0.3~3質量部の範囲内、さらに好ましくは0.5~2.5質量部の範囲内である。
 以上の構成の紙送りロール10によれば、弾性体層14が、エチレンプロピレンジエンゴムを含む第1相と、イソプレンゴムおよび天然ゴムのいずれか1種以上を含む第2相と、を有し、任意の2.5μm×2.5μm角の範囲内において、第2相の面積割合が30%以上70%以下の範囲内であることから、弾性体層14において第1相と第2相の両相が均一に分散(微分散)されているので、弾性体層の表面の摩擦係数が部位によって不均一とならず均一になり、ポリマー成分が異なり、相ごとで摩耗量や紙粉が付着する量が異なっていても、弾性体層は表面の摩擦係数が不均一とならない。これにより、長期使用後は用紙を真っ直ぐに搬送できず、搬送不良(紙詰まり)が生じる問題が解消され、長期使用時にも搬送不良が抑えられる。
 紙送りロール10は、給紙装置におけるフィードロールやリタ―ドロール(分離ロール)、ピックアップロール(引込ロール)に好適である。
 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。
 以下、実施例および比較例を用いて本発明を詳細に説明する。
(実施例1)
<ゴム組成物の調製>
  油展EPDM60質量部と、非油展EPDM20質量部と、IR50質量部と、パラフィンオイル30質量部と、分散剤3質量部と、酸化亜鉛5質量部と、カーボンブラック0.25質量部と、シリカ5質量部と、過酸化物架橋剤3質量部と、をニーダーで混練することにより、ゴム組成物を調製した。
<弾性体層の作製>
  成形金型に芯金(直径8mm)をセットし、上記ゴム組成物を注入し、160℃で40分加熱した後、冷却、脱型して、芯金の外周に、厚さ6mmのゴム弾性体からなる弾性体層を形成した。
(実施例2~7)
 表1に示す配合組成(質量部)にて、実施例1と同様にゴム組成物を調製し、弾性体層を形成した。
(比較例1~2)
 表1に示す配合組成(質量部)にて、実施例1と同様にゴム組成物を調製し、弾性体層を形成した。
 用いた材料は以下の通りである。
・油展EPDM:住友化学製「エスプレン600F」
・非油展EPDM:住友化学製「エスプレン512F」
・IR:日本ゼオン製「ニポール IR2200」
・NR:RSS#3
・パラフィンオイル:出光興産製「ダイアナプロセスPS-430」
・ナフテンオイル:出光興産製「ダイアナプロセスNS-100」
・分散剤:クラレ製「LIR-290」(水添イソプレン)
・酸化亜鉛:試薬
・カーボンブラック:キャボット製「ショウブラックMAF-G」
・シリカ:東ソー・シリカ製「ニプシールVN3」
・過酸化物架橋剤:日油製「パークミルD」
 作製した紙送りロールについて、弾性体層の面積割合を測定した。また、弾性体層の初期の摩擦係数を測定した。また、実機評価を行った。
(面積割合)
 走査型プローブ顕微鏡(島津製作所製「SPM-9700」)を用いて測定した。図2に示すように、弾性体層の任意の表面を観察し、その表面における任意の20×20μmの範囲を64分割し、斜線が引いてある斜め方向に並ぶ16マスを選択し、各2.5μm×2.5μm角内における第1相と第2相の面積割合をそれぞれ計測し、16マスのうち14マス以上(8.5割以上)が該当する値とした。
・測定個所:弾性体層の左端部、中央部、右端部のそれぞれ周方向4か所(合計12か所)
・カンチレバー:SI-DF40
・走査範囲:5.0000μm
・走査速度:1.00Hz
(摩擦係数)
 紙送りロールとポリテトラフルオロエチレン製板との間に、ロードセルに接続した60mm×210mmサイズの紙(富士ゼロックス社のP紙)をはさみ、紙送りロールの回転軸に鉛直荷重W(W=250gf)を加え、紙送りロールをポリテトラフルオロエチレン製板に圧接させた。次いで、温度23℃、湿度55%の条件下で、紙送りロールを周速300mm/秒で回転させた。通紙の前後において、発生した紙24の搬送力F(gf)をロードセルで測定し、F(gf)及び荷重W(W=250gf)とから、下記の数式1より摩擦係数μを求めた。初期摩擦係数は1.5以上を「◎」、1.0以上1.5未満を「〇」、1.0未満を「×」とした。
(数式1)
μ=F(gf)/W(gf)
(実機評価)
 紙送りロールをFRR方式の給紙システムを持った市販の複写機に組み込み、紙送り性の評価を行った。用紙には市販のPPC用紙を用い、30万枚(300K枚)通紙を行い、紙詰まりの発生回数を測定した。紙詰まりの発生回数が1回以下のものを「○○」、紙詰まりの発生回数が2回以上5回以下のものを「○」、紙詰まりの発生回数が6回以上10回以下のものを「×」、紙詰まりの発生回数が11回のものを「××」とした。また、紙詰まりが11回発生した場合には、耐久性の評価を中止した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 比較例1は、弾性体層のポリマーがEPDMとIRで構成されているが、EPDMが非油展EPDMのみとなっており、2.5μm×2.5μm角の非常に狭い範囲において、第2相が含まれないところや第2相のみのところが観察され、弾性体層の表面の摩擦係数は均一とはいえなかった。そして、実機評価では、通紙枚数30万枚の長期の使用時に用紙をまっすぐに搬送できないことが多数あり、これによって搬送不良(紙詰まり)が多数発生した。比較例2も、弾性体層のポリマーがEPDMとIRで構成されているが、EPDMが油展EPDMのみとなっており、2.5μm×2.5μm角の非常に狭い範囲において、第2相が含まれないところや第2相のみのところが観察され、弾性体層の表面の摩擦係数は均一とはいえなかった。そして、実機評価では、通紙枚数30万枚の長期の使用時に用紙をまっすぐに搬送できないことが多数あり、これによって搬送不良(紙詰まり)が多数発生した。
 これに対し、実施例は、弾性体層のポリマーがEPDMとIRで構成されており、また、2.5μm×2.5μm角の非常に狭い範囲において、いずれの場所においても第2相が含まれないところや第2相のみのところは観察されず、第2相の面積割合が適正範囲に収まっており、弾性体層の表面の摩擦係数は均一であるといえる。そして、実機評価では、30万枚の長期の使用時にも、用紙をまっすぐに搬送できないことはほとんどなく、搬送不良(紙詰まり)はほとんど発生しなかった。特に、分散剤を用いた例では、第2相の面積割合の範囲がさらに狭い範囲におさまっており、弾性体層の表面の摩擦係数はさらに均一で、実機評価でも搬送不良(紙詰まり)を抑える効果により優れていた。
 以上、本発明の実施形態・実施例について説明したが、本発明は上記実施形態・実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。
10 紙送りロール
12 軸体
14 弾性体層

Claims (5)

  1.  軸体と、前記軸体の外周面上に形成された弾性体層と、を備え、
     前記弾性体層は、エチレンプロピレンジエンゴムを含む第1相と、イソプレンゴムおよび天然ゴムのいずれか1種以上を含む第2相と、を有し、
     前記弾性体層の任意の2.5μm×2.5μm角の範囲内において、前記第2相の面積割合が30%以上70%以下の範囲内である、紙送りロール。
  2.  前記弾性体層は、さらに、エチレンプロピレンジエンゴムの一部構造とイソプレンゴムおよび天然ゴムのいずれかの一部構造とを有するポリマーを含有する、請求項1に記載の紙送りロール。
  3.  前記エチレンプロピレンジエンゴムの一部構造が、エチレンプロピレン構造である、請求項2に記載の紙送りロール。
  4.  前記弾性体層は、炭化水素系オイルを含有する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の紙送りロール。
  5.  前記エチレンプロピレンジエンゴムは、油展エチレンプロピレンジエンゴムと非油展エチレンプロピレンジエンゴムの両方を含んでいる、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の紙送りロール。
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