(57)【要約】【課題】従来よりも濡れ性が改善されたローラ、およびその製造方法を提供する。【解決手段】外周面に鱗状凹部を有する円筒状物または円柱状物であるローラ、ならびに、円筒状物または円柱状物にブラスト加工を施して、その外周面に鱗状凹部を形成することを特徴とするローラの製造方法。【選択図】　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に鱗状凹部を有する円筒状物または円柱状物であるローラ。
【請求項２】
少なくとも最外部が熱可塑性エラストマーを主体成分とするものである請求項１に記載のローラ。
【請求項３】
円筒状物または円柱状物にブラスト加工を施して、その外周面に鱗状凹部を形成することを特徴とするローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、濡れ性がよい（液体に対する親和性が高い）ローラ、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
搬送用ローラの中には、たとえば写真現像機において使用される、フィルムや印画紙などを連続的に現像液、停止液および定着液などの写真処理液中を搬送させるための送り用ローラなど、液体中で使用されたり、あるいは液体が付着している搬送対象物を搬送するローラがある。搬送用ローラは、搬送速度を一定にするため、外形寸法を整え、またローラ表面を平滑にするために、仕上げ研削が施されているのが一般的である。しかし表面が平滑なローラは濡れ性が悪く、上記のように液体中で使用されたり液体が付着した搬送対象物を搬送する場合には、ローラ表面が液体を弾き（撥水し）、ローラに部分的に液体が残るため、その部分が変色してしまうという不具合を起こすことがある。
【０００３】
このような不具合を解消すべく、同じ材質であれば、一般に表面が平滑であるほど撥水し易くなるという性質を利用して、故意にローラ表面を粗くし、濡れ性を向上させるための加工を行うことがある。かかる加工としては、上記仕上げ研削である円筒研磨の際に、故意に削れない砥石を使用する、とりしろを多くするなど、研削条件を変えることが行われている。しかし、仕上げ研削は元々表面を平滑にする目的で施される処理であり、表面を粗すためにはローラの形成材料（硬度など）や使用する砥石の状態に応じてその都度研削条件を変えなければならず、非常に手間のかかる作業となる。また、用いる削れない砥石も、同一の削れにくさを有する砥石を複数個作製することは困難であり、ローラの各部において、また製造する各ローラにおいて、均一に近い（略均一な）表面の粗さを形成することが困難である。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１９８９６８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、従来よりも濡れ性が改善されたローラ、およびその製造方法を提供することである。
【０００６】
【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鋭意研究を行った結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は以下のとおりである。
（１）外周面に鱗状凹部を有する円筒状物または円柱状物であるローラ。
（２）少なくとも最外部が熱可塑性エラストマーを主体成分とするものである上記（１）に記載のローラ。
（３）円筒状物または円柱状物にブラスト加工を施して、その外周面に鱗状凹部を形成することを特徴とするローラの製造方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のローラは、その外周面に鱗状凹部を有する円筒状物または円柱状物である。本発明のローラは、かかる特徴を備えるものであるならば、単層であっても複数層であってもよい。なお本明細書でいう「円筒状」または「円柱状」は、その軸線方向におけるいずれの断面もが略合同な円形である中空または中実の形状をいう。
【０００８】
本明細書でいう「鱗状凹部」とは、図１の本発明のローラ外周面の写真（工具顕微鏡にて３０倍拡大）に示すように、該外周面の概ね全域にわたって、略均一にクレーター状の凹部（半球状の空間を有する窪み）が連続状に形成された表面構造をいう。ここで「連続状」とは、ローラ外周面に形成される上記凹部のうち、概ね全ての凹部（外周面の任意の区画に含まれる凹部のうち５０％以上、好ましくは７０％以上）が、互いに連なってなる表面構造を指す。このような「鱗状凹部」とは似て非なる表面構造として、図２の本発明でないローラ外周面の写真（工具顕微鏡にて３０倍拡大）に示すように、ローラ外周面に形成されるクレーター状の凹部のうち概ね全ての凹部が互いに独立して形成されてなる表面構造が挙げられる。
【０００９】
ローラ外周面の表面構造において鱗状凹部が形成されているか否かは、ローラ外周面を上記工具顕微鏡を用いて拡大観察することによって判別することができる。
また本発明における鱗状凹部は、上述のようにクレータ状の凹部が連続状に形成された表面構造であるので、一単位であるクレーター状の凹部は、その縁部（周端部）が隣り合う凹部と互いに重なり合って形成される。かかる縁部が互いに重なり合う部分におけるローラの半径は、重なり合う部分が形成されない上記クレーター状の凹部が互いに独立して形成された以外は同じローラの縁部における半径（クレーター状の凹部が形成されない場合の円筒状物または円柱状物の半径（基準径）と同じ）と比較して、小さく形成される。かかる縁部の半径の違いによっても、ローラ外周面の表面構造において鱗状凹部が形成されているか否かを判別することができる。
【００１０】
本明細書でいう「鱗状凹部」は、上記の如きクレーター状の凹部が連続状にローラの外周面に略均一に形成された表面構造である。ここで「略均一」とは、製造上の誤差を含んだ上で均一であることをいい、具体的には、ローラ外周面上の複数の任意の区画について、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１の規定に準拠して測定された中心線平均粗さの差が３μｍであることをいう。
【００１１】
上述した鱗状凹部を外周面に有する本発明のローラによれば、ローラの各部において、また製造する各ローラにおいて、略均一に濡れ性に優れるローラが実現される。濡れ性に優れるという性質に関し、数値化できる規格は特にないが、一般には、液体（たとえば水道液）にローラを浸水させ引き上げた際に、肉眼でみてローラ外周面が概ね均一に濡れていれば濡れ性が良く、またはじく箇所が多ければ濡れ性が悪いとされる。
【００１２】
一般に、材料の表面粗さが高い（粗い）ほど、その濡れ性は向上する。しかしながらＪＩＳ　Ｂ　０６０１の規定に準拠して測定された本発明のローラの中心線平均粗さは、２μｍ〜１０μｍであり、従来の熱可塑性エラストマーで形成された、通常の円筒研削処理済みのローラ外周面の中心線平均粗さ（Ｒａ）と同等のレベルである（該加工済みの中心線平均粗さ：２μｍ〜１０μｍ）。このように本発明のローラは、その中心表面粗さは通常の円筒研削処理済みのローラと比較して同等のレベルであるにもかかわらず、液滴接触角が小さく、結果として濡れ性がその外周面に略均一な状態で向上されたローラである。
【００１３】
このように中心線平均粗さは同程度であるのに本発明のローラにおいてその濡れ性が向上されるのか、その理由の詳細は不明であるが、本発明者らは、以下のように考えている。今回、本発明者らは、後述する実施例に記載のように、外周面に鱗状凹部を有する本発明のローラや円筒研削加工（湿式、乾式）を施したローラについて、その外周面に付着した液体の液滴接触角の経時変化を測定する実験を行った。この結果が図３に示すグラフであるが、該グラフによれば、本発明のローラ（実施例１）は、他のローラ（比較例１〜３）と比較して、格段に短い時間にて液滴接触角が急激に小さく変化していっているのが判る。この現象は、本発明のローラの外周面が、上述したような鱗状凹部（連続状に形成されたクレーター状の凹部）が形成された表面構造を有することに起因するものであると考えられる。すなわち、外周面のクレーター状の凹部が連続状に形成される本発明のローラにおいては、液体がその外周面に付着した際に、液体が流れ易いような流路が形成されたようなかたちとなることによって、濡れ性が向上されると考えられる。これに対し比較例２、３のような円筒研削加工は表面を「毟り取る」ような加工であり、これにより形成される従来のローラの表面構造は、その表面にクレータ状の凹部が形成されるものの、本発明でいう鱗状凹部とは異なり、上述したようなクレーター状の凹部が互いに独立して形成される表面構造となると想定される。このような表面構造では、本発明における鱗状凹部のような流路は形成されないため、濡れ性の向上が図れないものと考えられる。
【００１４】
なお本発明のローラの外周面におけるクレーター状の凹部の口径に、特に制限はない。ここで、上記凹部の口径は、ローラの周方向に関し、当該窪みが形成される地点における接線に対し垂直な方向からみたときに円形（真円形または楕円形）として観察される窪みの口について、該円形についてあらゆる方向から測定した長さのうち最大の長さを指す。
【００１５】
本発明のローラは、上述したようにその外周面に鱗状凹部を有する円筒状物または円柱状物であれば、その製造方法に特に制限はないが、たとえば以下の本発明の製造方法にて製造されたものであるのが好ましい。
すなわち本発明の製造方法は、円筒状物または円柱状物の外周面にブラスト加工を施して鱗状凹部を形成することによって、ローラを製造する方法である。ここで「ブラスト加工」は、メディア（粒子）をローラ外周面に衝突させる加工を指し、具体的には、ショットピーニング、ホーニング加工などを指す。また、円筒状物または円柱状物の最外部を形成する主体成分が加硫ゴムなどの弾性体である場合には、冷凍バリ取り機の冷凍庫内で凍らせた状態でメディアを円筒状物または円柱状物に衝突させる方法も本発明でいう「ブラスト加工」に包含される。中でも、エラストマーのような弾性体を表面加工するには、高速でメディアを投射する必要があることから、ショットピーニングが好ましい。
このように本発明の製造方法においては、メディアを表面にぶつけることで円筒状物または円柱状物の表面を粗す加工を施すので、上記表面を安定して粗すことができ、ローラの各部において、また製造する各ローラにおいて、略均一な粗さの表面を容易に形成することができる。また、表面を粗すレベル（上記の本発明のローラにおけるクレーター状の窪みの口径の調節）も、メディアを交換するだけで容易に調節することができるという利点がある。
【００１６】
上記ショットピーニングとは、元来は金属材料の表面処理加工に適用される冷間加工の一種であって、無数のメディア（粒状物）を高速度で材料表面に衝突させる表面処理方法である。メディアが高速度で材料の表面に衝突すると、一般的には材料と比較してメディアの方が硬いので、材料表面がへこまされ、表面にクレーター状の凹部（打痕）を残すようになる（この打痕が無数に連なって形成されたローラ外周面の状態が、上述した「鱗状凹部」である。）。
【００１７】
本発明の製造方法で使用されるメディアの材質としては、たとえばショットピーニングを施す場合、たとえば鋼球、ガラスビーズ（ガラスパウダー）、樹脂パウダーなど、通常、ショットピーニングに使用されるメディアを特に制限なく使用することができるが、加硫ゴムなど弾性体にて円筒状物または円柱状物を形成する場合にも、その外周面に効果的に鱗状凹部を形成し得ることから、ガラスビーズが好ましい。なおショットピーニングは、従来公知のショットピーニング装置、たとえばニューマ・ブラスター（不二製作所製）、などを好適に用いて行うことができる。
【００１８】
本発明のローラの形成材料としては、特に制限はないが、搬送性の観点からは、少なくとも最外部を形成する主体成分が熱可塑性エラストマー、加硫ゴム、熱可塑性樹脂であるのが好ましく、中でも熱可塑性エラストマーであるのがより好ましい。ここで、「最外部を形成する主体成分」とは、ローラの最外部を形成する材料全体のうち５０重量％以上、好ましくは８０重量％以上を占める成分であることをいう
【００１９】
上記熱可塑性エラストマー（以下、単に「ＴＰＥ」ということがある。）に特に制限はないが、たとえば、ポリスチレン系ＴＰＥ、スチレン−ブタジエン（ＳＢ）系ＴＰＥ、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン（ＳＥＢＳ）系ＴＰＥ、ポリ塩化ビニル系ＴＰＥ、ポリオレフィン系ＴＰＥ、ポリウレタン系ＴＰＥ、ポリエステル系ＴＰＥ、ポリアミド系ＴＰＥ、塩素化ポリマー系ＴＰＥ、フッ素系ＴＰＥ、イオン架橋ＴＰＥなどが例示される。中でも、後述する写真現像機の搬送用ローラの用途における写真処理液の耐薬品性および材料価格の観点からは、ポリスチレン系ＴＰＥ、ポリオレフィン系ＴＰＥが好ましい。
【００２０】
本発明における加硫ゴムに特に制限はないが、ＥＰＤＭ、ＣＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴムなどのゴムを、適宜の加硫剤で加硫したものが挙げられ、中でも、耐薬品性、コストの観点からシリコーンゴムが好ましい。
【００２１】
本発明のローラは、上述したような材料を用いて円筒状物または円柱状物に成形された状態で、少なくともその最外部が５０〜８０のショアＡ硬度を有することが好ましく、５０〜６０のショアＡ硬度を有することがより好ましい。上記ショアＡ硬度が５０未満であると、上述したショットピーニングにより鱗状凹部を形成する場合において、弾性によりメディアの衝撃を吸収してしまい、鱗状凹部が形成されにくい傾向にあるためであり、また上記ショアＡ硬度が８０を超えると、弾性が小さ過ぎて、後述する写真現像機の搬送用ローラとしての用途に際し、搬送対象物である写真等を潰してしまう傾向にあるためである。上記ショアＡ硬度は、ＡＳＴＭ　Ｄ―２２４０に規定された測定方法に準拠して測定できる。
【００２２】
本発明のローラにおける最外部は、本発明の効果を阻害しない範囲で、二硫化モリブデン、帯電防止剤、炭素、ガラス繊維などが添加されたものであってもよい。
【００２３】
また本発明のローラは、たとえば多層（２層以上）で実現される場合には、最外部（最外層）以外の層を形成する主体成分となる材料としては、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの汎用プラスチック、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミドなどのエンジニアリングプラスチックが挙げられる。
【００２４】
円筒状物または円柱状物は、上述した熱可塑性エラストマーや加硫ゴム、さらに多層の場合には上述した最外部以外の層を形成する主体成分となる材料、にて円筒状物または円柱状物を形成する場合における従来公知の適宜の条件によって、たとえば押出成形することで形成できる（多層構造とする場合も同様に従来公知の手法によればよい。）。
【００２５】
本発明のローラは、その用途に特に制限はないが、上述のように従来と比較して格段に濡れ性が向上されるため、液体中で使用されたり、あるいは液体が付着している搬送対象物を搬送するローラに好適に使用することができる。中でも、最外層が熱可塑性エラストマーを主体成分とするものであることから、写真現像機において使用される、フィルムや印画紙などを連続的に現像液、停止液および定着液などの写真処理液中を搬送させるための送り用ローラとしての用途が特に好適である。
【００２６】
本発明のローラの長さは、その用途に応じて適宜選択すればよく、特に制限はないが、たとえばショットピーニングにて鱗状凹部を形成する場合には、その作業性の観点から、１００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度に実現されるのが好ましい。また本発明のローラの外径や円筒状物で形成される場合の内径についても特に制限はなく、その用途に応じて適宜選択すればよいが、たとえばショットピーニングにて鱗状凹部を形成する場合には、その作業性の観点から、外径は１０ｍｍ〜６０ｍｍであるのが好ましく、内径は６ｍｍ〜５０ｍｍであるのが好ましい。
【００２７】
【実施例】
以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
実施例１
熱可塑性エラストマーであるスチレン系エラストマー（ラバロンＳＪ５４００、三菱化学社製、ショアＡ硬度：５５）を、２００℃の条件にて押出成形して、外径が２０ｍｍ、内径が１０ｍｍ、長さが３５５ｍｍの円筒状物を形成した。かかる円筒状物に、ショットピーニング装置（ニューマ・ブラスター、不二製作所製）を用いて、ガラスビーズを用いてショットピーニングを施し、外周面が鱗状の熱可塑性エラストマー製ローラを作製した。図１は、このようにして得られた本発明のローラの外周面を、かかるローラの外周面を工具顕微鏡で３０倍に拡大した写真である。得られたローラ外周面のＪＩＳ　Ｂ　０６０１に準拠して測定された中心線平均粗さは、２．９μｍであった。
【００２８】
比較例１
押出成形で得られた円筒状物をそのままローラとした以外は実施例１と同様にして、熱可塑性エラストマー製ローラを作製した。得られたローラ外周面のＪＩＳ　Ｂ　０６０１に準拠して測定された中心線平均粗さは、２．３μｍであった。
【００２９】
比較例２
ショットピーニングに換えて、湿式円筒研削機（ＧＡＰ−２５０−７５Ｌ−０１、宮本製作所製）を用いて、湿式円筒研削（仕上げ研削）を施した以外は実施例１と同様にして、熱可塑性エラストマー製ローラを作製した。得られたローラ外周面のＪＩＳ　Ｂ　０６０１に準拠して測定された中心線平均粗さは、２．１μｍであった。
【００３０】
比較例３
ショットピーニングに換えて、乾式円筒研削機（ＡＬＴＡ　ＳＴＡＰＥ、大晃製作所製）を用いて、乾式円筒研削（仕上げ研削）を施した以外は実施例１と同様にして、熱可塑性エラストマー製ローラを作製した。図２は、このようにして得られた本発明でないローラの外周面を、かかるローラの外周面を工具顕微鏡で３０倍に拡大した写真である。得られたローラ外周面のＪＩＳ　Ｂ　０６０１に準拠して測定された中心線平均粗さは、３．６μｍであった。
【００３１】
評価試験
実施例１ならびに比較例１〜３で得られたローラを水道水を入れた水槽中に浸した後、これを水槽から引き上げ、工具顕微鏡にて経時的に外周面を撮影した写真を用いて、経時的な液滴接触角の変化をみたところ、図３（ａ）、（ｂ）に示すグラフのような結果となった。
また、水槽から引き上げた際の濡れ性を以下の４段階にて評価した。
◎：目視で外周面全面が均一に濡れる
○：目視で外周面の８０％以上が濡れるが、全面は濡れない
△：目視で外周面の５０％以上８０％未満が濡れている
×：水をはじく
結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
2004099188.tif 000002
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、従来よりも濡れ性が改善されたローラ、およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施例１で得られた本発明のローラ外周面の写真（工具顕微鏡により３０倍拡大）である。
【図２】図２は、比較例３で得られた本発明のローラ外周面の写真（工具顕微鏡により３０倍拡大）である。
【図３】図３（ａ）は、実施例１ならびに比較例１〜３で得られたローラについての経時的な液滴接触角の変化を示すグラフ（縦軸が水滴の接触角（°）、横軸が時間（秒）を表す。）であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の０秒〜３０秒の部分を拡大して示すグラフである。
【図１】
2004099188.tif 000003
【図２】
2004099188.tif 000004
【図３】
2004099188.tif 000005