(57)【要約】【課題】本発明は、紫外線により硬化劣化しない耐紫外線性ポリウレタンゴム部材を提供する。【解決手段】非黒色系で且つ耐紫外線性配合のポリウレタン組成物を成形してなる耐紫外線性ポリウレタンゴム部材において、酸化チタンを含まず且つ照射強度５５Ｗ／ｍ２、庫内温度５５℃の紫外線照射装置内に４８時間放置した後のマイクロ硬度計による表面硬度変化が±３°以内である耐紫外線性ポリウレタンゴム部材とする。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
非黒色系で且つ耐紫外線性配合のポリウレタン組成物を成形してなる耐紫外線性ポリウレタンゴム部材において、酸化チタンを含まず且つ照射強度５５Ｗ／ｍ２、庫内温度５５℃の紫外線照射装置内に４８時間放置した後のマイクロ硬度計による表面硬度変化が±３°以内であることを特徴とする耐紫外線性ポリウレタンゴム部材。
【請求項２】
請求項１において、照射強度５５Ｗ／ｍ２、庫内温度５５℃の紫外線照射装置内に４８時間放置した後の摩擦係数低下率（１００×（初期値−放置後値）／初期値）が３５％以内であることを特徴とする耐紫外線性ポリウレタンゴム部材。
【請求項３】
請求項１又は２において、酸化チタン以外の紫外線吸収剤及び光安定剤からなる群から選択される少なくとも一種を、ポリウレタン１００重量部に対して０．２〜６重量部含むことを特徴とする耐紫外線性ポリウレタンゴム部材。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、ホワイトカーボンを含むことを特徴とする耐紫外線性ポリウレタンゴム部材。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、成形品の硬度はＪＩＳＡで２０〜９０°であることを特徴とする耐紫外線性ポリウレタンゴム部材。
【請求項６】
請求項５において、前記硬度が２５〜４５°であり、給紙ロールとして用いることを特徴とする耐紫外線性ポリウレタンゴム部材。
【請求項７】
請求項５において、前記硬度が３０〜５０°であり、分離ロールとして用いることを特徴とする耐紫外線性ポリウレタンゴム部材。
【請求項８】
請求項５において、前記硬度が７０〜９０°であり、分離パッドとして用いることを特徴とする耐紫外線性ポリウレタンゴム部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタ、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の各種ＯＡ機器における、給紙ロール・分離ロール・分離パッド等に利用される耐紫外線性ポリウレタンゴム部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリウレタンゴムはその優れた機械的強度から、高度の耐摩耗性が要求される部材として使用され、具体的用途としてはＰＰＣ（普通紙コピー機）、ＬＢＰ（レーザープリンター）等の給紙・搬送ロール、重送防止部材等が挙げられる。上述の用途において、カーボンブラックを多量に配合した黒色ゴムは、当接する紙葉類を汚染するため敬遠される。そこでホワイトカーボンや酸化チタン等白色配合としたゴムが使用されている。
【０００３】
このポリウレタンゴムからなる重送防止パット等では、紫外線による劣化が問題となっていた。
【０００４】
ここで、色調調整の目的で酸化チタンを配合することは一般的に行われており、また、酸化チタンには耐紫外線性を改善する効果があることも知られている。例えば、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）の耐紫外線性を向上させるために、該ゴム成分１００重量部に対し酸化チタンを４〜４５重量部以上配合した技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。また、ポリウレタンフォームに熱可塑性樹脂水乳化物と酸化チタンを含浸させて乾燥し樹脂と酸化チタンをフォーム中に分散付着させることにより、紫外線、熱などによって容易に変色しないようにしているものや（例えば、特許文献２参照。）、ウレタンゴムにチタン白粉、紫外線吸収剤及び静電防止剤が添加されているものが開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３４８１２７号公報　（特許請求の範囲、［０００９］）
【特許文献２】
特開昭５８−８７１３６号公報　（特許請求の範囲、第２頁）
【特許文献３】
特開昭６０−１４４２５３号公報　（特許請求の範囲、第２頁）
【特許文献４】
特開平１１−３３４９１５号公報　（特許請求の範囲）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、酸化チタンを添加することによってポリウレタンゴムの紫外線による硬化劣化を防止することはできない場合もある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、紫外線により硬化劣化しない耐紫外線性ポリウレタンゴム部材を提供することを課題とする。
【０００８】
なお、カプロラクトン系ポリウレタンゴムで酸化チタン無配合の重送防止部材が記載されているが、耐紫外線性を考慮したものではない（例えば、特許文献４参照。）。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、非黒色配合であり、なおかつ過去の知見で紫外線遮蔽効果が高いとされてきた酸化チタンを敢えて無配合とすることで、ポリウレタンゴムの耐紫外線性を向上させることができるという新たな知見を得て、本発明を完成させた。すなわち、ポリウレタンゴム、特に、ε−カプロラクトン系ポリウレタンでは、酸化チタンを添加した場合、酸化チタンが紫外線劣化反応における触媒的役割をしているものと推定され、逆に紫外線劣化反応が促進されるという知見を得た。従って本発明では、酸化チタンを無配合とすることで耐紫外線性が低下することを防ぎ、更に酸化チタン以外の紫外線吸収剤、光安定剤を添加すれば、さらに耐紫外線性を向上することができる。
【００１０】
なお、従来においても酸化チタンを添加しないポリウレタンゴム部材は存在したが、本発明のように、酸化チタンが耐紫外線性を低下させるという知見に基づいて、耐紫外線性を向上させる目的で敢えて無添加とするという技術思想はない。
【００１１】
特に、カーボンブラックを多量に配合した黒色ゴムが紙葉類を汚染するため敬遠される用途においては、白色顔料が必要な場合には酸化チタンが好んで用いられていたが、本発明においては、酸化チタンを除去しカーボンブラックの代わりにホワイトカーボン等を添加することにより、紙葉類を汚染せず且つ耐紫外線性に優れたポリウレタンゴム部材を提供することができる。
【００１２】
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、非黒色系で且つ耐紫外線性配合のポリウレタン組成物を成形してなる耐紫外線性ポリウレタンゴム部材において、酸化チタンを含まず且つ照射強度５５Ｗ／ｍ２、庫内温度５５℃の紫外線照射装置内に４８時間放置した後のマイクロ硬度計による表面硬度変化が±３°以内であることを特徴とする耐紫外線性ポリウレタンゴム部材にある。
【００１３】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、照射強度５５Ｗ／ｍ２、庫内温度５５℃の紫外線照射装置内に４８時間放置した後の摩擦係数低下率（１００×（初期値−放置後値）／初期値）が３５％以内であることを特徴とする耐紫外線性ポリウレタンゴム部材にある。
【００１４】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、酸化チタン以外の紫外線吸収剤及び光安定剤からなる群から選択される少なくとも一種を、ポリウレタン１００重量部に対して０．２〜６重量部含むことを特徴とする耐紫外線性ポリウレタンゴム部材にある。
【００１５】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、ホワイトカーボンを含むことを特徴とする耐紫外線性ポリウレタンゴム部材にある。
【００１６】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、成形品の硬度はＪＩＳＡで２０〜９０°であることを特徴とする耐紫外線性ポリウレタンゴム部材にある。
【００１７】
本発明の第６の態様は、第５の態様において、前記硬度が２５〜４５°であり、給紙ロールとして用いることを特徴とする耐紫外線性ポリウレタンゴム部材にある。
【００１８】
本発明の第７の態様は、第５の態様において、前記硬度が３０〜５０°であり、分離ロールとして用いることを特徴とする耐紫外線性ポリウレタンゴム部材にある。
【００１９】
本発明の第８の態様は、第５の態様において、前記硬度が７０〜９０°であり、分離パッドとして用いることを特徴とする耐紫外線性ポリウレタンゴム部材にある。
【００２０】
かかる本発明では、非黒色配合でありながら、紫外線による硬化劣化を防止し、経時的なμ（摩擦係数）の低下を抑制した耐紫外線性ポリウレタンゴム部材を提供できる。なお、酸化チタンを配合しないため透明配合も可能であり、また、酸化チタン大量配合による物性低下もない。
【００２１】
本発明の耐紫外線性ポリウレタンゴム部材は、酸化チタンを含まない非黒色系で且つ耐紫外線性配合のポリウレタン組成物を成形してなり、且つ照射強度５５Ｗ／ｍ２、庫内温度５５℃の紫外線照射装置内に４８時間放置した後のマイクロ硬度計による表面硬度変化が±３°以内である。なお、紫外線は、キセノンランプを光源とする。ここで、非黒色系とは、カーボンブラックを含有しない、あるいはポリウレタンゴム１００重量部に対してカーボンブラックを０．１〜２重量部程度含有する微量配合であることをいい、非黒色系とすることにより、成形した部材が当接した紙葉類を汚染させないようにすることができる。また耐紫外線性配合とは、ポリウレタンゴムの紫外線による劣化を防止できるような配合にすることをいい、本発明では耐紫外線性配合として酸化チタン無添加とした。
【００２２】
ここでポリウレタンゴムは、ポリエステル系ポリオールにポリイソシアネートを反応させて得られるポリウレタンに、架橋剤及び必要に応じて各種添加剤を添加して混練りすることにより得られる。ポリイソシアネートとしては、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、２，６−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、３，３−ジメチルジフェニル−４，４′−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）などを挙げることができる。特に耐摩耗性等の特性の面から、ポリエステル系ポリオールとしてポリε−カプロラクトンジオールを、ポリイソシアネートとしてＭＤＩを用いることが好ましい。各種添加剤としては、充填剤、酸化亜鉛等の顔料、可塑剤等を挙げることができる。
【００２３】
本発明においては上述のように非黒色系とするためカーボンブラックを含有しない、あるいは微量配合とする。カーボンブラックの代わりに充填剤としてホワイトカーボン等を、例えば、ポリウレタンゴム１００重量部に対して５〜８０重量部添加することもできる。
【００２４】
本発明の耐紫外線性ポリウレタンゴム部材は、照射強度５５Ｗ／ｍ２、庫内温度５５℃の紫外線照射装置内に４８時間放置した後の摩擦係数低下率が３５％以内であることが好ましい。ここで摩擦係数低下率とは、１００×（初期値−放置後値）／初期値）で示される値であり、また、紫外線は、キセノンランプを光源とする。
【００２５】
また、酸化チタン以外の紫外線吸収剤及び光安定剤からなる群から選択される少なくとも一種を添加することもできる。ポリウレタン１００重量部に対してそれぞれ０．２〜３重量部添加することが好ましく、さらに好ましくは０．５〜２重量部である。紫外線吸収剤としては、例えばベンゾトリアゾール類、サリチル酸誘導体、ベンゾフェノン類等が挙げられ、具体的には２−（２′−ヒドロキシ−５′−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール（アデカスタブＬＡ３６（商品名：旭電化工業社製）、ＴｉｎｕｖｉｎＰ（商品名：チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製））等を挙げることができる。光安定剤としては、例えばヒンダート−アミン（ＨＡＬＳ）類等が挙げられ、具体的にはビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート（アデカスタブＬＡ−７７（商品名：旭電化工業社製）、アデカスタブＬＡ６２（商品名：旭電化工業社製）、Ｔｉｎｕｖｉｎ７７０（商品名：チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製））等を挙げることができる。
【００２６】
成形品の硬度は、ＪＩＳＡで２０〜９０°とするのが好ましい。なお、本発明の耐紫外線性ポリウレタンゴム部材は、特に硬度が２５〜４５°であると給紙ロールとして、硬度が３０〜５０°であると分離ロールとして、硬度が７０〜９０°であると分離パッドとして好適に用いることができる。
【００２７】
すなわち、本発明の耐紫外線性ポリウレタンゴム部材を図１のような板状のパット状とすると分離パッド１とすることができる。なおこの分離パッド１の一方面に板状のホルダなどを固着してもよい。このような分離パッドは、一般的には紙を供給する手差しトレイなどに設けられ、装置外部で光にさらされて使用されるが、本発明においては、耐紫外線性に優れているため劣化しにくく、好適に長期間使用することができる。また、図２に示すように、本発明の耐紫外線性ポリウレタンゴム部材をロール状部材２とし、貫通状態で樹脂又は金属等からなるコア材３に固着すると、給紙ロールまたは分離ロール４とすることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明するが、これらの実施例は本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００２９】
（実施例１）
ポリε−カプロラクトンジオール１００重量部と、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）５０重量部をブレンドし、１００℃で１２分間反応させ、半固形状のポリウレタン材質を得、このポリウレタン１００重量部に対し、ホワイトカーボン（Ｎｉｐｓｉｌ　ＶＮ３（商品名：日本シリカ社製））４０重量部、エステル系可塑剤トリブチル・トリメリテート（ＴＢＴＭ（商品名：黒金化成社製））５重量部、及び過酸化物架橋剤ジクミルペルオキシド（パークミルＤ４０（商品名：日本油脂製））５重量部をオープンロールにて混練りし、１６０℃×２０分でプレス成型を行い、シート状製品を得た。
【００３０】
（実施例２）
混練り時に、さらにベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤（アデカスタブＬＡ３６（商品名：旭電化工業社製））２重量部と光安定剤ＨＡＬＳ（アデカスタブＬＡ−６２（商品名：旭電化社製））２重量部を配合した以外は実施例１と同様にしてシート状製品を得た。
【００３１】
（実施例３）
混練り時に、さらに白色顔料として酸化亜鉛を４重量部配合した以外は、実施例２と同様にして、シート状製品を得た。
【００３２】
（比較例１）
ホワイトカーボンの替わりにカーボンブラックを４０重量部配合した以外は、実施例１と同様にして、シート状製品を得た。
【００３３】
（比較例２）
酸化チタンを４重量部配合した以外は、実施例１と同様にして、シート状製品を得た。
【００３４】
（比較例３）
酸化チタンを５０重量部配合した以外は、実施例１と同様にして、シート状製品を得た。
【００３５】
（比較例４）
酸化チタンを４重量部配合した以外は、実施例２と同様にして、シート状製品を得た。
【００３６】
（試験例１）：耐紫外線性試験
３５×１０×１．２ｍｍ寸法に切断した実施例１〜３及び比較例１〜４のシート状製品を、照射強度５０Ｗ／ｍ２、照射時間８，２４，４８時間、ＢＳＴ温度（庫内温度）５５℃の条件でキセノンランプを光源とする紫外線を照射して、摩擦係数及び表面硬度の変化を測定した。
【００３７】
なお、摩擦係数は、図３に示すように、シート状製品（分離パッド）５を回転自在に設けられたフリーロール６に対して、紙７を挟んで荷重２００ｇｆで圧接し、紙７の一端に取り付けたロードセル８で測定された荷重Ｑ（Ｎ）を求め、下記式より求めた。なお、紙送速度５０ｍｍ／ｓｅｃ、紙種ＣａｎｏｎＰＢ−ＳＫ（商品名：キヤノン製）、測定環境２５℃×相対湿度ＲＨ５８％とした。結果を表１及び図４に示す。
【００３８】
【数１】
μ＝Ｑ（Ｎ）／（２００ｇｆ×０．００９８）
【００３９】
また、表面硬度は、紫外線照射後に、マイクロ硬度計（名称ＭＤ−１：高分子計器社製）で、測定値（ＪＩＳＡ相当）：１０点Ｍａｘ値（１０点測定した最大値）を求めた。結果を表２及び図５に示す。
【００４０】
なお、サンプル数は各照射時間にてＮ＝２として平均値をとった。
【００４１】
（試験例２）：汚染性評価
３４×９×１．９ｍｍ寸法に切断した実施例１〜３及び比較例１〜４のシート状製品を実機ＬＢＰ−９１０（キヤノン社製）のマルチ部分離パッドとして取り付け、ＣａｎｏｎＰＢ−ＳＫ紙（キヤノン社製）を通紙し、汚染性（分離パッドの跡）を観察した。なお汚染性は、汚染が全く観察されないを○、観察されたを×として評価した。結果は表１に示す。
【００４２】
（試験例３）：引張強さ評価
実施例１〜３及び比較例１〜４のシート状製品を、ＪＩＳ　Ｋ６２５１に準じて引張強さ（Ｔｂ：ＭＰａ）を測定した。結果は表１に示す。
【００４３】
【表１】
2004123827.tif 000002
【００４４】
【表２】
2004123827.tif 000003
【００４５】
実施例１〜３では全ての特性で良好な結果が得られた。一方、酸化チタンを４重量部配合した比較例２及び４では摩擦係数及び硬度の変化が大きかった。また、酸化チタンを５０重量部配合した比較例３では、摩擦係数の変化は小さく実施例と同程度であったが、表面硬度の変化は大きく、紫外線により硬化劣化していることが確認され、さらに、Ｔｂは小さかった。なお、酸化チタンを含有しないがカーボンブラックを含有する比較例１では、汚染がはっきりと観察された。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、酸化チタン無配合とすることにより、紫外線により硬化劣化しない耐紫外線性ポリウレタンゴム部材を提供できる。当該耐紫外線ポリウレタンゴム部材は、給紙ロール・分離ロール・分離パッドとして使用することができるが、例えば紫外線にさらされても、長期間好適に使用することができる。また、非黒色配合とするため、紙葉類を汚染しない給紙・搬送ロール、重送防止部材とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の耐紫外線性ポリウレタンゴム部材からなる分離パッドを示す図である。
【図２】本発明の耐紫外線性ポリウレタンゴム部材からなる給紙ロール又は分離ロールを示す図である。
【図３】試験例１の摩擦係数の測定方法を示す概略図である。
【図４】試験例１の摩擦係数の測定結果を示す図である。
【図５】試験例１の表面硬度の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
１，５　分離パッド
２　ロール状部材
３　コア材
４　給紙ロール又は分離ロール
６　フリーロール
７　紙
８　ロードセル
【図１】
2004123827.tif 000004
【図２】
2004123827.tif 000005
【図３】
2004123827.tif 000006
【図４】
2004123827.tif 000007
【図５】
2004123827.tif 000008