(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコーンゴム１００重量部に対して、カーボンブラックを８〜５０重量部、アミノ変性シリコーンオイルを１〜１０重量部を含有することを特徴とする給紙ロール用シリコーンゴム組成物。
【請求項２】
上記カーボンブラックとして、窒素吸着比表面積が７０〜３００ｍ2／ｇであるものを用いている請求項１に記載の給紙ロール用シリコーンゴム組成物。
【請求項３】
請求項１または請求項に記載の組成物をロール状に成形したものである給紙ロール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給紙ロール用シリコーンゴム組成物及び該組成物からなる給紙ロールに関し、インクジェットプリンター、レーザプリンター、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、自動預金支払機（ＡＴＭ）等における給紙ロールに有効に用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンター、レーザプリンター、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、自動預金支払機（ＡＴＭ）等に用いられる給紙ロールは、良好な紙送り性能を有するためには、高い摩擦係数及び耐摩耗性が必要とされ、さらに良好な紙送り性能を長期間維持するためには、長期間使用した場合においても摩擦係数の低下が小さいことが要求される。
【０００３】
従来、上記給紙ロールに用いられるゴムとしては、シリコーンゴム、ＥＰＤＭ、ウレタン、ポリノルボルネン等がある。シリコーンゴムを用いた給紙ロールは、長期間使用した場合においても摩擦係数の低下が小さい点においては、他のゴムよりも優れている。しかしながら、摩擦係数及び耐摩耗性においては、ＥＰＤＭ、ウレタン、ポリノルボルネン等を用いた給紙ロールに劣っている。
【０００４】
この理由に一つには、カーボンブラックはＥＰＤＭ、ウレタン、ポリノルボルネンに添加することにより、これらを補強して耐摩耗性等を強化することができるが、シリコーンゴムはカーボンブラックの添加によっては補強できないことに因る。これは、シリコーンゴムとカーボンブラックは互いに親和性に乏しいため、両者を配合すると、カーボンブラックが凝集してしまい、カーボンブラック本来の補強性を発揮することができないためである。そのため、従来、シリコーンゴムはシリカを添加することにより補強されている。
【０００５】
例えば、特開平８−８５６３６号では、硬化後のＪＩＳＫ６３０１による反発弾性が８０％以上、２５％の圧縮を７０℃で２２時間保持したときの圧縮永久歪が４％以下、１００％モジュラスが０．３〜１．０ＭＰａであるシリカ含有シリコーンゴム組成物を用いた給紙ロールが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、シリカを添加することにより補強された通常のシリコーンゴムは、カーボンブラックにより補強されたＥＰＤＭ等の他のゴムに比べて、給紙ロールとした場合に摩擦係数及び耐摩耗性においては劣っている。
また、前記特開平８−８５６３６号に開示の給紙ロールには、シリカを添加して補強しているが、上記の様な特定の物性を示すシリコーンゴム組成物を使用しなければならないという問題があった。
【０００７】
そこで、長期間の使用においても摩擦係数の低下が小さいという優れた特質を有するシリコーンゴムを、他のゴムと同様にカーボンブラックを添加することにより補強することを可能とし、摩擦係数及び耐摩耗性においても優れた給紙ロールを与えるシリコーンゴム組成物が要望されていた。
【０００８】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたもので、コピー紙、印字用紙、原稿用紙等を搬送するのに最適な高摩擦係数を有し、かつ、摩耗の少ない給紙ロール用のシリコーンゴム組成物および該組成物からなる給紙ロールを提供することを課題としている。
【０００９】
【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、シリコーンゴム１００重量部に対して、カーボンブラックを８〜５０重量部、アミノ変性シリコーンオイルを１〜１０重量部を含有することを特徴とする給紙ロール用シリコーンゴム組成物を提供している。
【００１０】
上記シリコーンゴム組成物では、アミノ変性シリコーンオイルを配合することにより、カーボンブラックとシリコーンゴムの親和性を高め、カーボンブラックを補強剤としてシリコーンゴムに添加した場合においても、カーボンブラックが本来持つ補強性を発現させることができる。そのため、長期間使用した場合の摩擦係数の低下に優れるのみならず、摩擦係数及び耐摩耗性にも優れ、給紙ロールとして有効に用いられるシリコーンゴム組成物を提供することができる。
【００１１】
上記カーボンブラックを、シリコーンゴム１００重量部に対して８重量部以上５０重量部以下で配合するのは、８重量部よりも少ない場合には、十分な補強効果が得られず、磨耗性が悪くなるためであり、一方、５０重量部よりも多いばあいには、硬くなりすき、摩擦係数が小さくなるためである。
【００１２】
上記アミノ変性シリコーンオイルを、シリコーンゴム１００重量部に対して、１重量部以上１０重量部以下で配合するのは、１重量部よりも少ない場合には、シリコーンゴムとカーボンブラックとの親和性を改良しきれず、磨耗性が悪くなるためであり、一方、１０重量部よりも多い場合には、効果は飽和状態であるのに、コストが上昇してしまい、コスト的に不利であるためであり、またブリードの恐れが生じるためであると共に摩耗性も悪くなる。
【００１３】
上記カーボンブラックとして、窒素吸着比表面積が７０〜３００ｍ2／ｇであるものを用いている。上記範囲に設定しているのは、７０ｍ2／ｇよりも少ない場合には、十分な補強効果が得られず、磨耗性が悪くなるためであり、一方、３００ｍ2／ｇよりも多い場合にはカーボンブラックの分散性が悪くなるためである。
【００１４】
上記アミノ変性シリコーンオイルとは、分子中にアミノ基を含有する反応性シリコーンオイルであり、該アミノ変性シリコーンオイルを用いることにより、シリコーンゴムに対するカーボンブラックのなじみを良くして分散性および混練り加工性を向上させる作用がある。
【００１５】
架橋剤としては、２．５―ジメチル−２．５−ビス（ターシャリーブチルパーオキシ）ヘキサン（２５％含有ペースト）、ベンゾイルパーオキサイド、ターシャリーブチルパーベンゾエイト、２．４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、モノクロロベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド等が用いられる。特に、２．５―ジメチル−２．５−ビス（ターシャリーブチルパーオキシ）ヘキサン（２５％含有ペースト）がシリコーゴム中への分散性が良い理由から好ましい。
架橋剤以外の配合剤としては、例えば老化防止剤等、必要に応じて可塑剤、加工助剤、共架橋剤、帯電防止剤、難燃剤等の各種配合剤が添加できる。
【００１６】
本発明のシリコーンゴム組成物は、通常の方法で製造できる。例えば、シリコーンゴムと、架橋剤を除く配合剤をニーダー等の混練機にて混練りした後、この混合物を１５０℃で２時間加熱処理する。冷却後、ロールで架橋剤を練り込んでいる。
【００１７】
上記シリコーンゴム組成物よりロールを成形する方法は、圧縮成形法、射出成形法等が用いられる。例えば、上記混練物を１７０℃、１５分の加硫条件でプレスすることによりロール状に成形することが好ましい。即ち、成形と架橋を同時に行っているが、架橋を成形前に行っても良い。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。
本発明のシリコーンゴム組成物は、シリコーンゴム１００重量部に対して、窒素吸着比表面積が７０〜３００ｍ2／ｇであるカーボンブラックを８重量部以上５０重量部以下デ混合し、さらに、アミノ変性シリコーンオイルを１重量部以上１０重量部以下混合している。
【００１９】
さらに、必要に応じて架橋剤以外の各種配合剤を配合した後、ニ−ダー等の公知のゴム混練装置を用いて、１００℃〜２００℃にて５分〜６０分間混練りした後、この混合物を１００℃〜２００℃にて０．１時間〜２４時間、加熱処理した後、室温〜６０℃に冷却する。
その後、ロールで架橋剤を室温℃〜１３０℃にて、３分〜３０分混練りすることにより、練り込む。
【００２０】
成形と同時に架橋を行う手法で給紙ロールを作成する場合、所要のロール形状にした金型を１００℃〜２００℃にて加熱し、該加熱した金型内に上記混練物からなる予備成形物を充填し、２分〜２０分で圧縮成形（プレス成形）する。
なお、上記予備成形体に代えて、金型内に混練物を射出成形してもよい。
【００２１】
上記架橋及び成形を行ったロールに芯金を挿入し、給紙ロールを作製する。
図１に示すように、上記給紙ロール１は略円筒形状であり、その内周には軸芯２が挿入されている。
【００２２】
本発明のシリコーンゴム組成物により給紙ロールを作成した場合、画像形成装置の給紙ロール、紙搬送ロール、定着装置後段の排紙ロール等に使用し得る。
上記給紙ロールとして用いた場合、紙との摩擦係数の変動がその紙送り性能に大きく影響するが、本発明のシリコーンゴム組成物からなる給紙ロールは摩擦係数が高く、且つ、長期使用によっても摩擦係数の変化がすくないため、長期に渡って良好な給紙性能を保つことができる。
【００２３】
図２は本発明のシリコーンゴム組成物により作成した給紙ロールを静電式複写機の給紙ロールに適用した模式図であり、給紙ロール１の中心円筒部には軸芯２が挿嵌され、給紙ロール１に対設するようにパッド３が設けられている。軸芯２を矢印方向に回転させると、給紙ロール１も回転して紙４が巻き込まれ、これが給紙ロール１とパッド３との隙間を通過し、コピー機の内部に紙４が供給される。
【００２４】
図３は本発明のシリコーンゴム組成物により作成した給紙ロールを、静電式複写機の紙分離を行いながら給紙を行う給紙ロール（上側ロールと下側ロール）に適用した模式図であり、下側の給紙ロール１０ａの中心円筒部には軸芯２が挿嵌され、下側の給紙ロール１０ａは軸芯２と一体に常に紙送り方向と逆方向のトルク１１がかけられている。一方、上側の給紙ロール１０ｂの中心円筒部には軸芯２が挿嵌され、軸芯２の回転により上側の給紙ロール１０ｂが矢印Ａ方向に回転する。上側の給紙ロール１０ｂが矢印Ａ方向に回転すると、下側の給紙ロール１０ａにトルク１１がかけられていることにより、紙束１２の最上部の紙１３がその下の紙から分離し、上側ロール１０ｂと下側ロール１０ａの間を通過して、コピー機の内部に紙１３が供給される。
【００２５】
上記軸芯２としては通常金属や樹脂からなる丸棒材を使用し、該丸棒材を給紙ロール１０ａ（１０ｂ）の内部貫通穴に嵌入する。また軸芯２と給紙ロール１０ａ（１０ｂ）との間に接着層等を設けることもできる。なお、この場合、給紙ロールの肉厚は０．５ｍｍ未満では弾性が不足し、給紙性能が低下しやすいので、０．５ｍｍ〜２０ｍｍとするのがよい。
【００２６】
【実施例】
実施例１〜３及び比較例１〜４について下記の表１に記載の配合からなる材料を混練り及び架橋させて、実施例１〜３及び比較例１〜４の各シリコーンゴム組成物から、各々の給紙ロールを下記の様に作製した。
【００２７】
すなわち、シリコーンゴムにカーボンブラック、アミノ変性シリコーンオイル等の配合剤（架橋剤を除く）をニーダーにて、１５０℃で３０分間混練りした後、この混合物を１５０℃で２時間加熱処理し、冷却後、ロールにて架橋剤を練り込むことより混練りした。この混練物を１７０℃、１５分の加硫条件で、成形と同時に架橋して、プレスすることによりロール状に成形した。その外径は１９ｍｍ、内径は８ｍｍ、幅は１０ｍｍの給紙ロールとした。
【００２８】
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【００２９】
表１の上段の配合物の数値は重量部である。また、各配合物の詳細は下記の通りである。
シリコーンゴム：ＴＳＥ２０１（東芝シリコーン（株）製）
カーボンブラック：ダイヤブラックＩ（三菱化学（株）製：Ｎ２ＳＡ（窒素吸着比表面積  １１５ｍ2／ｇ）
アミノ変性シリコーンオイル：ＢＹ１６−８５３（東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製）
架橋剤：Ｃ−８（信越化学工業（株）製）
Ｃ−８の化学物名は２．５―ジメチル−２．５−ビス（ターシャリーブチルパーオキシ）ヘキサン（２５％含有ペースト）
【００３０】
上記のように作製した各実施例及び各比較例の給紙ロールについて、下記の特性測定を行った。その結果を上記の表１の下段に示す。
【００３１】
（摩擦係数の測定）
摩擦係数を図４に示す以下の方法で測定した。すなわち、給紙ロール２１とテフロン板２３との間に、ロードセル２５に接続したＡ４サイズの紙２４（富士ゼロックス社のＰ−Ａ４）をはさみ、図４中、黒矢印で示す様に、給紙ロール２１の回転軸２２に鉛直荷重Ｗ（Ｗ＝２５０ｇ）を加え、給紙ロール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、上記給紙ロール２１を図４中、実線の矢印ａで示す方向に、周速２５５ｍｍ／秒で回転させた。通紙の前後において、図４中、白矢印で示す方向に発生した紙２４の搬送力Ｆ（ｇ）をロードセル２５で測定し、Ｆ（ｇ）及び荷重Ｗ（Ｗ＝２５０ｇ）とから、下記の式より摩擦係数μを求めた。
μ＝Ｆ／Ｗ
【００３２】
（摩擦係数の低下率の測定）
ヒューレットパッカード社製のレーザービームプリンタ（Ｌａｓｅｒ  Ｊｅｔ４Ｐｌｕｓ）に給紙ロールを取り付けて、温度２３℃、湿度５５％の条件下で、Ａ４サイズの紙（王子製紙社のＳＡ金藤）を１０００枚通紙前後の給紙ロールの摩擦係数を前記方法により各々測定し、下記式により摩擦係数の低下率を算出した。
摩擦係数の低下率（％）＝  １００×（μ0  −  μ1000）／μ0
上記式中、μ0は１０００枚通紙前の給紙ロールの摩擦係数であり、μ1000は１０００枚通紙後の給紙ロールの摩擦係数である。
【００３３】
（摩耗量の測定）
ヒューレットパッカード社製のレーザービームプリンタ（Ｌａｓｅｒ  Ｊｅｔ４Ｐｌｕｓ）に給紙ロールを取り付けて、温度２３℃、湿度５５％の条件下で、Ａ４サイズの紙（富士ゼロックス社のＰ−Ａ４）を２０，０００枚通紙前後の給紙ロールの重量減を測定することにより、摩耗量（ｍｇ）を求めた。
【００３４】
なお上記の特性測定における各測定値の好ましい範囲は以下の通りである。すなわち、摩擦係数は１．３以上、摩擦係数低下率（％）は５０以下、及び摩耗量（ｍｇ）は８０以下であるのが好ましい。
【００３５】
表１から分かるように、実施例１〜３の給紙ロールは、摩擦係数が１．５〜１．７であり、全て１．３以上で好ましい値である。また、摩擦係数低下率（％）は１３〜２４であり、全て５０以下で好ましい値である。さらに、摩耗量（ｍｇ）は４０〜７０であり、全て８０以下で好ましい値である。
即ち、上記の特性測定における各測定値は全て好ましい値であり、実施例１〜３の給紙ロールは、摩擦係数が高く、耐摩耗性に優れる上、長期使用による摩擦係数の低下が小さい、優れた給紙ロールであることが分かった。
【００３６】
一方、比較例１は実施例１の配合からアミノ変性シリコーンオイルのみを除いた配合であるが、摩耗量（ｍｇ）が１２０であり、８０よりも非常に大きく、好ましくなかった。
また、比較例２はアミノ変性シリコーンオイルがシリコーンゴム１００重量部に対して、１３重量部と多いため、摩耗量が多くなっていた。
【００３７】
比較例３は、実施例１の配合と比較して、カーボンブラックの配合量が５重量部と少ない場合であるが、摩耗量（ｍｇ）が１５０ｍｇと非常に多く、耐久性が乏しく、給紙ロールとして不適であった。
【００３８】
逆に、比較例４は、実施例１の配合と比較して、カーボンブラックの配合量のみが６０重量部と多い場合であるが、摩擦係数が０．８と、好ましい値である１．３以上よりも小さく、さらには、摩擦係数低下率（％）が６５と、好ましい値である５０以下よりもずっと大きく、給紙ロールとして不適であった。
【００３９】
【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、摩擦係数が高く、耐摩耗性に優れる上、長期使用による摩擦係数の低下が小さいという優れた給紙ロールを与え得るシリコーン組成物を得ることができる。
よって、上記の好ましい諸特性を有する本発明シリコーン組成物をロール状に成形して、自動預金支払機（ＡＴＭ）又は静電気式複写機等の画像形成装置の紙送りロールとして使用した場合には、多量枚数の通紙においても安定した紙送り性能が得られ、かつ、経時による性能変化の小さい紙送りロールを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の給紙ロールの概略図である。
【図２】  本発明の給紙ロールを静電式複写機の給紙ロールに適用した状態を示す模式図である。
【図３】  本発明の給紙ロールを静電式複写機の紙分離を行いながら給紙を行う給紙ロールに適用した状態を示す模式図である。
【図４】  給紙ロール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  給紙ロール
２  軸体
３  パッド
４  紙
【図１】
0004439715.tif 000003
【図２】
0004439715.tif 000004
【図３】
0004439715.tif 000005
【図４】
0004439715.tif 000006