(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油展ＥＰＤＭゴム１００重量部に対して、メタクリル酸高級エステル５〜２０重量部、酸化亜鉛１〜７重量部、酸化ケイ素と酸化チタンとカーボンと炭酸カルシウムを合計１８重量部、さらに、ジクミルパーオキシドからなる過酸化物が配合され、該過酸化物で共架橋させてローラ状に成形してなり、ＪＩＳ６２５３のＡ型硬度計で測定した硬度が１５〜４５である紙送り用のゴムローラ。
【請求項２】
初期摩擦係数が１．６〜２．１である請求項１に記載のゴムローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴムローラに関し、詳しくは、ＯＡ機器等の給紙機構において紙送り用に使用され、耐摩耗性が要求されるゴムローラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機、プリンター、ファクシミリ、ＡＴＭ等に使用されるＯＡ機器等における給紙用ゴムローラのゴム材料としては、ＥＰＤＭゴム、天然ゴム、ウレタンゴム、ノーソレックスゴム、シリコーンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、クロロプレンゴム等が使用されている。中でも、耐酸化性、耐光性が求められるため、ＥＰＤＭ等の不飽和結合の少ないゴムが好適に使用されている。また、このようなゴム材料は、イオウによるいわゆる加硫が行われ、ローラ状に成形しゴムローラとするのが一般的である
【０００３】
従来の加硫により製造されるゴムローラは、ゴムローラの表面に異物が析出して紙等を汚染するブルーミングが生じてしまうという問題がある。そのため、イオウ以外の架橋剤を用いるべく種々の提案がなされている。例えば、特開平６−１７２５４７号では、有機過酸化物と電子吸引基を含有する多官能モノマーの存在下でブチル系ゴムに架橋反応を行わせるブチルゴムの架橋方法が開示されている。また、特開平１０−８７８７７号では、アクリルゴム組成物に有機過酸化物を架橋剤として用いるゴム組成物が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平６−１７２５４７号に開示のブチルゴムの架橋方法により得られるゴム成形品は、耐熱性に強いものとはなっているが、ＯＡ機器の給紙機構等に用いる場合には耐摩耗性に問題がある。また、特開平１０−８７８７７号に開示のゴム組成物は、感光体との安定した接触面積を確保するために低硬度かつ低圧縮永久歪となっているが、ＯＡ機器の給紙機構等に用いる場合には耐摩耗性と紙との摩擦係数に問題がある。
【０００５】
このように、ＯＡ機器等の給紙機構において紙送り用に使用されるゴムローラは、紙との接触を繰り返すので摩耗が生じる。そのため、紙送りに使用されるゴムローラには、耐摩耗性が要求されるが、イオウによる加硫を行わずにブルーミングを抑制しつつ、耐摩耗性を向上させたゴムローラを得るのは困難である。さらに、給紙機構においては、紙類の重送防止機能が要求されている。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、耐光性、重送防止等の紙取り扱い機能を維持すると共に、イオウによる加硫を行わずにブルーミングを抑制し、耐摩耗性を向上させるゴムローラを提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、油展ＥＰＤＭゴム１００重量部に対して、メタクリル酸高級エステル５〜２０重量部、酸化亜鉛１〜７重量部、酸化ケイ素と酸化チタンとカーボンと炭酸カルシウムを合計１８重量部、さらに、ジクミルパーオキシドからなる過酸化物が配合され、該過酸化物で共架橋させてローラ状に成形してなり、ＪＩＳ６２５３のＡ型硬度計で測定した硬度が１５〜４５である紙送り用のゴムローラを提供している。
【０００８】
このように、ゴムコンパウンドは、主鎖が飽和炭化水素からなり主鎖に二重結合を含まないＥＰＤＭを主成分としているため、光線照射等の環境下に長時間曝されても、分子主鎖切断が起こりにくく、耐酸化性および耐光性を高めることができる。また、上記共架橋剤とは、それ自身も架橋するとともに、ゴム分子とも反応して架橋し、全体を高分子化する働きをするものであり、メタクリル酸高級エステルからなる共架橋剤を用いて共架橋することにより、架橋分子の分子量が増大し、これにより、耐摩耗性を著しく向上させることができる。さらに、イオウを用いずに過酸化物で共架橋させているため、ブルーミングを抑制することができる。従って、ブルーミングを抑制すると共に、耐光性及び、重送防止、耐摩耗性等の給紙機能に優れたゴムローラを得ることができる。
【０００９】
上記共架橋剤の量は用いる他の成分との関係で、適宜選択することができるが、上記ＥＰＤＭゴムを主成分とするゴムコンパウンド（軟化剤を除くゴム成分）１００重量部に対して、５重量部以上２０重量部以下、好ましくは１０重量部以上１５重量部以下の割合で配合している。上記範囲としているのは、５重量部未満であると耐摩耗性が悪いという問題があり、２０重量部を超えると加工不良が起こることに因る。
【００１０】
上記共架橋剤としてメタクリル酸エステルを用いると共に、上記酸化亜鉛からなる金属酸化物を配合している。共架橋剤としてメタクリル酸エステルを用いると共に、金属酸化物も併せて配合することにより、ゴムローラの耐摩耗性をさらに効率良く向上させることができる。
【００１１】
上記金属酸化物は、架橋反応を適切に行うための架橋活性剤としての役割を果たしている。上記金属酸化物は、加工性の理由から上記ＥＰＤＭゴムを主成分とするゴムコンパウンド（軟化剤を除くゴム成分）１００重量部に対して、１重量部以上７重量部以下、好ましくは３重量部以上５重量部以下の割合で配合している。
【００１２】
上記メタクリル酸エステルは多官能のメタクリル酸高級エステルとしている。メタクリル酸高級エステルを使用し共架橋することにより、耐摩耗性をさらに向上することができる。上記メタクリル酸高級エステルとして、具体的には、トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴ）、エチレンジメタクリレート（ＥＤＭＡ）、ポリエチレングリコールジメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、アリルメタクリレート、テトラハイドロフルフリルメタクリレート、イソブチレンエチレンジメタクリレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、ジアリルフタレート、ジアリルイタコネート、ビニルトルエン、ビニルピリジン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
【００１３】
上記メタクリル酸高級エステルとしてトリメチロールプロパントリメタクリレートを用いるのがよい。トリメチロールプロパントリメタクリレートを使用すると、ゴムローラとする際の加工性が良好なものとなる。また、金属酸化物として用いる酸化亜鉛は取り扱い性が良いことや、値段が安価であることに因る。
【００１４】
上記ＥＰＤＭゴムを主成分とするゴムコンパウンド（軟化剤を除くゴム成分）１００重量部に対して、軟化剤を２０重量部以上２００重量部以下、好ましくは５０重量部以上１５０重量部以下の割合で配合している油展ＥＰＤＭゴムとしている。これによりゴムローラの硬度を必要性能に応じて適度に調整することができる。
上記範囲としているのは、２０重量部より小さいとゴムローラの硬度が高くなりすぎることがあり、ゴムローラとしての適度な硬度を得にくくなるという問題があることに因り、一方、２００重量部より大きいと加工性が悪くなり、また、ブルーミングと呼ばれる軟化剤等の添加剤がローラ表面に出てくる現象が起こりやすくなることに因る。
【００１５】
上記軟化剤としてはオイル、可塑剤が挙げられる。オイルとしては、例えばパラフィン系、ナフテン系、芳香族系等の鉱物油や炭化水素系オリゴマーからなるそれ自体公知の合成油、またはプロセスオイルを用いることができるが、ＥＰＤＭと相溶性の高いパラフィン系オイルやナフテン系オイルが好ましい。合成油としては、例えば、α−オレフィンとのオリゴマー、ブテンのオリゴマー、エチレンとα−オレフィンとの非晶質オリゴマーが好ましい。可塑剤としては、例えば、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルセパケート（ＤＯＳ）、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）等を非極性ゴム等との相溶性が悪化し、ローラ痕が残ることが起こらない範囲で用いることができる。
【００１６】
ＥＰＤＭには、ゴム成分のみからなる非油展タイプのＥＰＤＭと、ゴム成分と共にオイルを含む油展タイプのＥＰＤＭとが存在するが、本発明では、上記のように油展タイプのＥＰＤＭを用いている。油展タイプのＥＰＤＭ中のオイルの重量は、軟化剤の配合重量（オイル量）として扱う。
【００１７】
上記ゴムローラの硬度はＪＩＳ６２５３のＡ型硬度計で測定した時の硬度が１５〜４５、好ましくは２０〜４０の範囲としている。上記範囲とすると、ゴムローラを比較的小さな圧接力で紙に押付けてもゴムローラが充分に変形し、紙との間に大きな接触面積を得ることができ、紙送り機能を向上することができる。
【００２０】
上記過酸化物としては、ジクミルパーオキシドを使用している。
【００２２】
また、上記ゴム組成物中には、機械的強度等を向上させるために、カーボンブラック、酸化ケイ素、酸化チタン、炭酸カルシウムからなる充填剤を配合している。充填剤は、上記ＥＰＤＭゴムからなるゴムコンパウンド（軟化剤を除くゴム成分）１００重量部に対して、１８重量部以下としている。充填剤の比率が上記範囲を越えると、ゴムの柔軟性が低下してしまうことがあるからである。
【００２３】
さらに、上記ゴム組成物中には、老化防止剤、ワックス等を配合することができる。老化防止剤としては、例えば、２−メルカプトベンゾイミダゾールなどのイミダゾール類、フェニル−α−ナフチルアミン，Ｎ，Ｎ´−ジ−６−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ´−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミンなどのアミン類などが挙げられる。
【００２４】
本発明のゴムローラの作成方法としては、公知の方法が採用でき、例えば、以下の方法により作成できる。
ゴム組成物を２軸押出機、オープンロール、バンバリーミキサー、ニーダー等のゴム混練装置に投入し、混練りし、８０〜９０℃に加熱しながら、５〜６分程度混練りし、この混合物を金型内にセットして１６５〜１７５℃にてプレス加硫を行い、コットを作製する。このコットを円筒研削盤で研磨し、所望の形状にカットする。この円筒形のゴムローラを軸芯にはめ込み、使用する。
【００２５】
上記ゴムローラは、ブルーミングを抑制し、耐光性、重送防止等の紙取り扱い機能を維持すると共に、優れた耐久性、耐摩耗性を有しているため、複写機、プリンター、ファクシミリ等のＯＡ機器等の給紙機構を構成する給紙用のゴムローラとして特に好適に使用することができる。また、給紙用のゴムローラには、紙を送る目的で紙送りの方向に回転させて使うローラ（ナジャー（１本で使用）、フィード（後述するリタードと２本セットで使用））と、紙の重送を防止する目的で紙送りの方向と逆の方向にトルクをかけて使用するローラ（リタード）の三種類があるが、各種類のローラに使用することができる。なお、ゴムローラの形状は、円筒形状、その他Ｄ字形状等の異形ローラ等の種々の形状とすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる円筒形状の給紙用のゴムローラ１を示し、その中空部に円柱形状の軸芯（シャフト）２を圧入して取り付けている。
【００２７】
ゴムローラ１は、油展ＥＰＤＭゴムと共架橋剤を、過酸化物で共架橋させローラ状に成形している。共架橋剤としてメタクリル酸高級エステルであるトリメチロールプロパントリメタクリレートを用い、架橋活性剤として、金属酸化物である酸化亜鉛を用いている。その他、酸化チタン、カーボン、酸化ケイ素、炭酸カルシウム等の種々の添加剤を配合している。
【００２８】
油展ＥＰＤＭゴム中のオイルを除くゴム分１００重量部に対して、トリメチロールプロパントリメタクリレートを２０重量部、酸化亜鉛を５重量部の割合で配合している。なお、油展ＥＰＤＭゴム中のオイルとゴム分は重量比が１：１としている。
【００２９】
上記ゴムローラ１は、上記配合よりなるゴム組成物を共架橋して成形しているため、耐光性、重送防止等の紙取り扱い機能を維持すると共に、ブルーミングを抑制し、耐摩耗性に優れ、給紙用のゴムローラに最適である。
【００３０】
以下、本発明の実施例及び比較例について詳述する。
実施例１〜４および比較例１〜４について、下記の表１に記載の配合からなる混練物を作成し、該混練物を１７０℃で２０分の条件でプレス加硫して内径９ｍｍ、外径２１ｍｍ、長さ３８ｍｍのコットを成形した。該コットを円筒研削盤で外径２０ｍｍまで研磨し、長さ１０ｍｍにカットして、専用の芯に填め込みゴムローラを製造した。
【００３１】
【表１】
0004786062.tif 000002
【００３２】
表中の各配合の数値単位は重量部であり、摩耗量の数値単位はｍｇとした。使用した材料は下記の通りとした。なお、表中、ＥＰＤＭゴムの欄において、上段の重量部の値はオイルを含む油展ＥＰＤＭゴムの重量部を示し、一方、下段の（）内の値は、油展ＥＰＤＭゴム中のオイルを除くゴム分のみの数値を示す。なお、本実施例及び比較例では、親展油を含む油展タイプのＥＰＤＭゴム２００重量部（ゴム分１００重量部、オイル１００重量部）を使用した。ゴムコンパウンドはＥＰＤＭゴムのみとした。
【００３３】
ＥＰＤＭゴム：住友化学製  エスプレン６７０Ｆ（油展ＥＰＤＭゴム）
メタクリル酸高級エステル：新中村化学製  ＮＫエステルＴＭＰＴ（トリメチロールプロパントリメタクリレート）
酸化ケイ素：日本シリカ製  ニプシール  ＶＮ３
炭酸カルシウム：備北粉化製  ＢＦ３００
金属酸化物：三井金属製  酸化亜鉛２種
酸化チタン：チタン工業製  クロノス酸化チタン  ＫＲ３８０
カーボン：東海カーボン製  シーストＳＯ
過酸化物：日本油脂製  パークミルＤ
ステアリン酸：日本油脂製  つばき
粉末硫黄：鶴見化学製  粉末硫黄
加硫促進剤ＤＭ：大内新興化学製  ノクセラーＤＭ
加硫促進剤ＴＥＴ：大内新興化学製  ノクセラーＴＥＴ
【００３４】
（実施例１乃至実施例４）
実施例１乃至実施例４はいずれもＥＰＤＭゴムおよび、共架橋剤としてＥＰＤＭゴム１００重量部に対して５重量部以上２０重量部以下のトリメチロールプロパントリメタクリレートを、酸化亜鉛５重量部と共に用い、過酸化物で共架橋させたものである。
【００３５】
（比較例１乃至比較例４）
一方、比較例１は過酸化物を用いた加硫であるが、共架橋剤を配合しない例である。比較例２は過酸化物を用いた加硫であるが、共架橋剤がＥＰＤＭゴム１００重量部に対して５重量部よりも少ない例である。比較例３は過酸化物を用いた加硫であるが、共架橋剤がＥＰＤＭゴム１００重量部に対して２０重量部よりも覆い例である。比較例４はイオウ加硫であって共架橋剤を配合しない例である。
【００３６】
上記実施例１〜４、比較例１〜４のゴムローラを初期摩擦係数、摩耗量、ブルーミングの有無および初期の通紙状況に関して以下の様に試験し、評価した。
【００３７】
（摩擦係数の測定）
摩擦係数を図２に示す以下の方法で測定した。すなわち、ゴムローラ２１とテフロン板２３との間に、ロードセル２５に接続した６０ｍｍ×２１０ｍｍの大きさの紙２４（富士ゼロックス社製「Ｐ紙」）をセットして、図２中、黒矢印Ｗで示す様に、ゴムローラ２１の回転軸２２に鉛直荷重Ｗ（Ｗ＝２５０ｇｆ）を加え、ゴムローラ２１をテフロン板２３に圧接させた。次いで、温度２３℃、湿度５５％の条件下で、上記、ゴムローラ２１を図２中、実線の矢印ａで示す方向に、周速度３００ｍｍ／ｓｅｃで回転させた。通紙の前後において、図２中、白矢印で示す方向に発生した紙２４の搬送力Ｆ（ｇｆ）をロードセル２５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。
【００３８】
（数式１）
μ＝Ｆ（ｇｆ）／Ｗ（ｇｆ）
【００３９】
（通紙状況の観察と磨耗量の測定）
各実施例および比較例のゴムローラを給紙ローラであるリタード（ＲＥＴＡＲＤ）ローラとして複写機（富士ゼロックス社製「ＶＩＶＡＣＥ４５５」）に装着し、２３℃、相対湿度５５％で、Ｐ紙（Ａ４紙、富士ゼロックス社製）を５万枚通紙し、その状況を観察した。通紙状況が良好「○」、不送り並びに重送あり「△」、不送り並びに重送多発「×」として判定した。
また、上記５万枚の通紙試験を行い、この試験の前後におけるゴムローラの重量差を摩耗量とした。
同時に、この試験中において、表面への異物の析出（ブルーミング）の有無についての確認も行い、加工性の評価も行った。
【００４０】
共架橋剤及び金属酸化物を配合しない以外は実施例１と配合が同じである組成物を使用した比較例１のゴムローラ及び、共架橋剤の配合量が３重量部と少ない比較例２のゴムローラは、初期摩擦係数は２．１と適切な数値であり、初期の通紙性能も良好であったが、摩耗量が３２０ｍｇと大きく実施例のゴムローラと比べて耐摩耗性に劣っていた。
【００４１】
さらに、共架橋剤の配合量が２５重量部と多い比較例３のゴムローラは、混練りが不可能であり、ゴムローラに加工できず、加工性が非常に悪かった。共架橋剤を配合せず、イオウを用いて加硫した組成物を使用した比較例４のゴムローラは、初期摩擦係数は２．１と適切な値であり、初期の通紙状況も良好であったが、摩耗量が３１０ｍｇと大きい上にブルーミングが確認され、実用不可であった。
【００４２】
一方、ＥＰＤＭゴムおよび共架橋剤を含む組成物を過酸化物で共架橋させた実施例１〜４のゴムローラは、初期摩擦係数が１．６〜２．１と適切な値であり、初期の通紙性能も良好であり、摩耗量も１００〜２４０ｍｇと小さく、イオウ加硫でないことからブルーミングの問題もない高性能のゴムローラであった。
【００４３】
なお、実施例１〜４においては、ＥＰＤＭゴム１００重量部に対して共架橋剤であるメタクリル酸高級エステルの配合が多くされるほど初期摩擦係数が小さく、かつ摩耗量も少ないことから、優れたゴムローラとなることも確認できた。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、ＥＰＤＭゴムを主成分とするゴムコンパウンドと規定重量範囲の共架橋剤を含むゴム組成物を、過酸化物で共架橋させることにより、架橋分子の分子量が増大するため、耐摩耗性を大幅に向上させたゴムローラを得ることができる。
【００４５】
また、主鎖が飽和炭化水素からなり主鎖に二重結合を含まないＥＰＤＭを主成分としているため、光線照射等の環境下に長時間曝されても、分子主鎖切断が起こりにくく、ゴムローラの耐酸化性および耐光性を高めることができる。さらに、イオウを用いずに過酸化物で共架橋させているため、ブルーミングを抑制することができる。従って、複写機、プリンター、ファクシミリ等のＯＡ機器等の給紙機構を構成する給紙用のゴムローラとして特に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のゴムローラの概略図である。
【図２】  ゴムローラの摩擦係数を測定するための装置の該略図である。
【符号の説明】
１  ゴムローラ
２  軸芯
【図１】
0004786062.tif 000003
【図２】
0004786062.tif 000004