(57)【要約】【課題】紙を傷つけることなく搬送でき、紙との摩擦係数が高く、果搬送不良の発生を抑えることができ、紙粉が多く発生する紙を使用しても紙粉が付着しにくく、初期摩擦係数を長期間にわたって持続する紙送りローラを提供する。【解決手段】ＥＰＤＭ単独、または天然ゴム、イソプレンゴムおよびブチルゴムからなる群から選ばれる１種以上とＥＰＤＭとを混合ゴムに、スチレン系熱可塑性エラストマーまたは／およびオレフィン系熱可塑性エラストマーを前記ゴム１００質量部に対して２０〜５０質量部の割合で含有する紙送りローラ用ゴム組成物からなる紙送りローラを成形し、ＪＩＳ  Ａ硬度が２０〜６０としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレン−プロピレン−ジエンゴム単独、または、天然ゴム、イソプレンゴム、ブチルゴムからなる群から選ばれる１種以上とエチレン−プロピレン−ジエンゴムとの混合ゴムと、
スチレン系熱可塑性エラストマーまたは／およびオレフィン系熱可塑性エラストマーを含み、
前記ゴム１００質量部に対して前記熱可塑性エラストマーを２０〜５０質量部の割合で含有することを特徴とする紙送りローラ用ゴム組成物。
【請求項２】
前記混合ゴムは、天然ゴム、イソプレンゴムおよびブチルゴムからなる群から選ばれる１種以上と、前記エチレン−プロピレン−ジエンゴムとを共架橋している請求項１に記載の紙送りローラ用ゴム組成物。
【請求項３】
前記ゴムとしてエチレン−プロピレン−ジエンゴムを単独で配合していると共に、前記スチレン系熱可塑性エラストマーとしてスチレンーイソプレンースチレン共重合体（ＳＩＳ）を配合している請求項１に記載の紙送りローラ用ゴム組成物。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の紙送り用ゴム組成物からなる紙送りローラであって、ＪＩＳ  Ａ硬度が２０〜６０である紙送りローラ。
【請求項５】
ローラ表面の１０点平均粗さＲｚが３０〜８０μｍである請求項４に記載の紙送りローラ。
【請求項６】
初期摩擦係数が１．９以上、通紙試験後の摩擦係数が１．６以上である請求項３または請求項４に記載の紙送りローラ。
【請求項７】
天然ゴム、イソプレンゴムおよびブチルゴムからなる群から選ばれる１種以上とエチレン−プロピレン−ジエンゴムとを混合したゴムに対して、スチレン系熱可塑性エラストマーまたは／およびオレフィン系熱可塑性エラストマーを、当該熱可塑性エラストマーの溶解温度以上の温度条件下で、前記ゴム１００質量部に対して２０〜５０質量部の割合で添加し混練し、前記ゴム中に熱可塑性エラストマーを分散させ、その後、
冷却した後に、過酸化物と共に共架橋剤を添加して、前記天然ゴム、イソプレンゴムおよびブチルゴムからなる群から選ばれる１種以上とエチレン−プロピレン−ジエンゴムとを共架橋させてゴム組成物を作成し、
前記ゴム組成物をローラ形状に成形していることを特徴とする紙送りローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、事務機器等に装着される紙送りローラ用のゴム組成物および該ゴム組成物からなる紙送りローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、プリンター、ＡＴＭ等の事務機器では、給紙機構、画像形成機構、定着機構および排紙機構等において給紙ローラ、搬送ローラまたは排紙ローラ等の紙送りローラが用いられている。
紙送りローラローラは紙の搬送に関わるものなので、紙との摩擦係数が高いことが要求され、しかもこの高い摩擦係数が長期間維持されることが要求される。
しかし、使用していくにしたがい、紙送りローラの表面には紙から発生する紙粉が付着して蓄積されることが多い。この紙粉は、紙の構成材料であるセルロースや、紙に含まれる添加剤（タルク、炭酸カルシウム等）が粉体となって紙から離脱したものである。紙粉が付着すると紙送りローラの摩擦係数が低下し、搬送不良が生じる。特に、填料として炭酸カルシウムを多く含む中性紙では紙粉発生量が多いので、このような紙が用いられた場合の搬送不良が大きな問題となっている。
【０００３】
紙粉が多く発生する紙を長期に渡って安定して搬送するための紙送りローラについて、従来から種々の提案がなされている。
例えば、特開平５−１２５１４２号公報（特許文献１）には、ローラの表面抵抗を下げることにより、静電気による紙粉の付着を防げることが記載されている。
このように紙の搬送の際に粘着摩擦を利用する手法において、ある程度の紙粉の発生量までは表面抵抗を下げる等により紙粉付着防止効果があることが確認されている。しかし、紙粉の発生量が多くなり限界を超えてしまった場合や短繊維状の紙粉が付着してしまった場合のようにローラ表面に紙粉が一度付着してしまうと、急激な摩擦係数の低下が生じる可能性が高くなり、その結果紙の搬送力が一気に落ち、ひいては製品自体が安定性を欠くこととなる。
【０００４】
一方、紙の搬送において引掻き摩擦を利用する手法も従来から知られている。
例えば、特開２００３−２４８１号公報（特許文献２）では、ゴム組成物中にフレーク状充填剤を配合することによりローラに紙粉がつき難くしている。
特開２００３−２４８３号公報（特許文献３）では、動的架橋されたゴム粒子が熱可塑性ポリマー中に分散しているエラストマー組成物中にポリアミド樹脂を好ましくは短繊維状で配合して、紙粉の付着を起りにくく、かつ紙粉が付着しても摩擦係数を低下しにくくしている。
また、特開２００４−２９９８４２号公報（特許文献４）では、ローラのシボ表面に微細な凹凸部を形成することにより紙粉を付着し難くしている。
【０００５】
このように引掻き摩擦を利用する手法は、印刷機の枚葉機に採用されている針状の紙送り装置を見てもわかるように、紙送り力が長期間にわたり維持され、かつ高速度の紙送りにも対応することができるという利点がある。
しかし、新聞のように画質が問題とならない印刷物を作製する場合この手法は有効であるが、カラーコピーのように高い画質が要求される場合にはフレーク状充填剤やアスペクト比が高い繊維状物が紙の表面をひっかいて傷を付け、その結果画質が低下するおそれがある。ゆえに、近年画像形成装置の高画質化が進むなかで、紙送りローラにおいても画質に悪影響を及ぼすことないローラを開発する余地がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１２５１４２号公報
【特許文献２】特開２００３−２４８１号公報
【特許文献３】特開２００３−２４８３号公報
【特許文献４】特開２００４−２９９８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、画質の低下を避けるため紙をひっかいて傷つけることなく搬送でき、紙との摩擦係数が高く、その結果搬送不良の発生を抑えることができ、さらに紙粉が多く発生する紙を使用しても紙粉が付着しにくく、初期摩擦係数を長期間にわたって持続することができる紙送りローラ用ゴム組成物および該ゴム組成物からなる紙送りローラを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
まず、本発明者らは紙の搬送に際して発生する摩擦について考察した。
摩擦は、粘着摩擦、引掻き摩擦、ヒステリシス摩擦に分けることできる。
紙の搬送に際し粘着摩擦を利用する場合、前述したように紙粉の付着をある程度抑制することはできても、一旦紙粉が付着し始めると粘着摩擦により紙を搬送できる限界が来てしまうことは避けられない。紙粉が多く発生する紙を搬送する場合はとくにその限界が早く来る。
紙の搬送に際し引掻き摩擦を利用する場合、上述したように画質の低下を招いてしまう可能性がある。
そこで、本発明者らはヒステリシス摩擦に着目した。ヒステリシス摩擦はローラの変形によるところが大きく、硬度を低くしてローラを大きく変形させることにより高いヒステリシス摩擦効果を得ることができる。通常ローラの硬度を下げるためには、可塑剤の添加量を多くしなければならないが、可塑剤の添加量を増やしていくことにより耐摩耗性が低下し、ひいては耐久性が低下することになる。
本発明者らは、耐摩耗性を低下させずに高いヒステリシス摩擦効果を得ることを鋭意検討した結果、ヒステリシス摩擦をゴム硬度を下げることにより得るのではなく、ゴム成分にスチレン系熱可塑性エラストマーまたは／およびオレフィン系熱可塑性エラストマーを添加することにより、素材自体のヒステリシスロスが大きくなり、上記課題が解決できることを知見した。
【０００９】
前記知見に基づいてなされた本発明の紙送りローラ用ゴム組成物は、エチレン−プロピレン−ジエンゴム単独、または、天然ゴム、イソプレンゴム、ブチルゴムからなる群から選ばれる１種以上とエチレン−プロピレン−ジエンゴムとの混合ゴムと、
スチレン系熱可塑性エラストマーまたは／およびオレフィン系熱可塑性エラストマーを含み、
前記ゴム１００質量部に対して前記熱可塑性エラストマーを２０〜５０質量部の割合で含有することを特徴としている。
【００１０】
前記のように、本発明の紙送りローラを構成するゴム組成物には、ゴム成分として
（ａ）ＥＰＤＭゴムを単独で用いる場合と、
（ｂ）天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）およびブチルゴム（ＩＩＲ）からなる群から選ばれる１種以上とＥＰＤＭゴムとを混合したゴムを用いる場合がある。
【００１１】
本発明において、ゴム成分としてＥＰＤＭゴムを含むのは、ＥＰＤＭゴムの主鎖は飽和炭化水素からなり二重結合が含まれないため、ＥＰＤＭゴムが高濃度オゾン雰囲気、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い、つまり耐候性に優れているからである。複写機等では画像形成時にオゾンが発生することがあるが、ＥＰＤＭゴムを必須成分として含むことにより本発明の紙送りローラのオゾン劣化が抑制される。また、ＥＰＤＭゴムは熱可塑性エラストマーとの分散性にも比較的優れているからである。
ＥＰＤＭゴムにはゴム成分のみからなる非油展タイプのものとゴム成分とともに伸展油を含む油展タイプのものとが存在するが、本発明においてはいずれのタイプも用いられうる。
また、ＥＰＤＭゴムにおけるジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエンまたはシクロオクタジエンなどが挙げられる。
ＥＰＤＭとしてメタロセン触媒によって重合された、いわゆるメタロセンＥＰＤＭを用いてもよい。メタロセンＥＰＤＭはチーグラー・ナッタ系触媒によって重合されたＥＰＤＭに比べて分子量分布が狭く、モノマーの分布が均一であるという特徴を有する。このメタロセンＥＰＤＭを用いることにより、本発明の紙送りローラの耐摩耗性が向上しうる。
【００１２】
本発明においては、上述したようにＥＰＤＭゴムを単独で用いてもよいが、天然ゴム、イソプレンゴムおよびブチルゴムからなる群から選ばれる１種以上を混合することによりローラの粘着摩擦が一層高まるという利点がある。なかでも、イソプレンゴムをＥＰＤＭゴムに混合したゴムを用いることが特に好ましい。イソプレンゴムは物性のばらつきが少なく、また成形時にエアーを巻き込みにくいからである。
【００１３】
上記混合ゴムを用いる場合、全ゴム成分に占めるＥＰＤＭゴムの比率は５０〜９５質量％であることが好ましく、７０〜９０質量％以上であることがより好ましい。なお、油展タイプのＥＰＤＭゴムを用いる場合、前記比率は伸展油を除いたゴム成分が全ゴム成分に占める比率をいう。
ＥＰＤＭゴムの含有割合を５０質量％以上としているのは、天然ゴム、イソプレンゴムおよびブチルゴムはそれ自体粘着性を有するものであるため、これらの含有割合が５０質量％以上となると、ローラの粘着性が大きくなりすぎて逆に紙粉を吸着してしまい、紙粉がローラ表面に堆積され、ローラの摩擦係数が長期間維持できなくなるおそれがあるからである。逆に、ＥＰＤＭゴムの含有割合を９５質量％以下としているのは、ＥＰＤＭゴムの含有割合が９５質量％を越えると、天然ゴム、イソプレンゴムおよびブチルゴムの含有割合が５質量％未満となり、これらを混合することによる粘着摩擦の向上効果が得られないためである。
【００１４】
前記混合ゴムは、天然ゴム、イソプレンゴムおよびブチルゴムからなる群から選ばれる１種以上と、前記ＥＰＤＭとを共架橋していることが好ましい。共架橋することにより架橋分子の分子量が増大し、本発明の紙送りローラの耐摩耗性を向上させることができる。
【００１５】
また、ゴム成分は、前記（ａ）ＥＰＤＭゴム単独の場合および（ｂ）混合ゴムを用いる場合のいずれにおいても、本発明の目的に反しないかぎり、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴムまたはエチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）等の他のゴムを配合してもよい。
【００１６】
前記ゴム成分に配合する前記スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系モノマーを主体とする重合体ブロック（Ａ）と共役ジエン化合物を主体とするブロック（Ｂ）のブロック共重合体および該ブロック共重合体の共役ジエン重合単位を水素添加したものを例示することができる。
前記スチレン系モノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンまたはｔ−ブチルスチレンなどを例示することができる。これらモノマーは１種類のみを使用しても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。スチレン系モノマーとしては、なかでもスチレンが好ましい。また前記共役ジエン化合物としては、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、２，３−ジメチルブタジエンなどを例示することができる。これらは１種類のみを使用しても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。
【００１７】
スチレン系熱可塑性エラストマーとして、具体的にはスチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン−エチレン／プロピレン−スチレン共重合体（ＳＥＰＳ）またはスチレン−エチレン−エチレン／プロピレン−スチレン共重合体（ＳＥＥＰＳ）等が挙げられる。
本発明のスチレン系熱可塑性エラストマーとして、（株）クラレ製「セプトン」シリーズまたは日本ゼオン（株）製「クインタック」シリーズ等の市販品を使用することができる。
【００１８】
前記スチレン系熱可塑性エラストマーと共に、あるいはスチレン系熱可塑性エラストマーに代えて用いる前記オレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、分子鎖中にオレフィン単位を含み、ゴム状弾性を示すものであれば特に限定されない。
具体的には、例えば分子内に下記のようなソフトセグメントとハードセグメントを有するブロック共重合体が挙げられる。ソフトセグメントとしては、共役ジエン化合物から得られるブタジエンブロックまたはイソプレンブロック等が挙げられる。ここで共役ジエン化合物としては、たとえばブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエンおよび２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン等の中から１種または２種以上が選択でき、中でもブタジエン、イソプレンおよびこれらの組合せが好ましい。ハードセグメントを構成する成分としては、エチレンから得られるポリエチレンブロック、プロピレンから得られるポリプロピレンブロック等が挙げられる。
【００１９】
オレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、エチレン単量体にエチレン以外の単量体を共重合させることによりゴム状弾性を示すものも挙げられる。
エチレン以外の単量体としては、α−オレフィン、酢酸ビニルまたはアクリル酸エチル等を挙げることができる。この中でα−オレフィンとしては、例えばプロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン、１−ウンデセン、１−ドデセン、１−トリデセン、１−テトラデセン、１−ペンタデセン、１−ヘキサデセン、１−ヘプタデセン、１−オクタデセン、１−ノナデセン、１−エイコセン、３−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ペンテン、３−エチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ペンテン、４−エチル−１−ヘキセン、３−エチル−１−ヘキセン、９−メチル−１−デセン、１１−メチル−１−ドデセン、１２−エチル−１−テトラデセンおよびこれらの２種以上の組み合わせが挙げられる。更にこれらエチレン単量体とα−オレフィン単量体に加えて、非共役系ジエン単量体、例えばシクロペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン等を共重合させたオレフィン系熱可塑性エラストマーも挙げられる。これらの中でもエチレン単量体と炭素数４〜１０のα−オレフィン単量体との共重合体、特にエチレン単量体とプロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテンおよび１−デセン単量体からなる群から選択される１種以上の単量体との共重合体であって、かつそのエチレン単量体／α−オレフィン単量体の質量比が９０／１０〜５０／５０、好ましくは８０／２０〜６０／４０である共重合体が、ゴム状弾性に富み、工業的にも入手しやすく、二重結合も含まず耐候性に優れていることから好ましい。
【００２０】
前記オレフィン系熱可塑性エラストマーとして、具体的には、デュポン  ダウ  エラストマー社製の商品名「エンゲージ」シリーズ、リケンテクノス（株）製の商品名「オレフレックス」シリーズ、旭化成社製の商品名「ＤＥＸＦＥＸ」シリーズ、住友化学社製の商品名「住友ＴＰＥ」シリーズまたは三井石油化学社製の商品名「ミラストマー」シリーズなどの市販品を使用できる。
【００２１】
本発明においては、熱可塑性エラストマーとしてスチレン系熱可塑性エラストマーを用い、その中でもスチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）を用いることが好ましい。
前記スチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）を熱可塑性エラストマーとして用い、ＥＰＤＭ単独のゴム成分と組み合わせることが特に好ましい。
【００２２】
前記スチレン系熱可塑性エラストマーまたは／およびオレフィン系熱可塑性エラストマーは前記ゴム成分１００質量部に対して２０〜５０質量部の割合で配合している。
これは、熱可塑性エラストマーの配合量が２０質量部未満であると、熱可塑性エラストマーを添加することによるヒステリシス摩擦の向上が得られないため、初期摩擦係数が低くなり、かつ使用に伴う摩擦係数の低下も大きくなる。特に紙粉が多く発生する紙を使用するときはこの傾向が顕著になる。
一方、熱可塑性エラストマーの配合量が５０質量部を超えると、本発明の紙送りローラの圧縮永久歪が大きくなり、使用している間に変形を起こすおそれがある。
【００２３】
本発明のゴム組成物は、前記ゴム成分および熱可塑性エラストマー以外に通常は架橋剤を含む。該架橋剤としては過酸化物を配合することが好ましい。過酸化物を用いてゴム成分を架橋させると、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の発生を抑制、防止できる。
【００２４】
前記過酸化物としては、例えばベンゾイルパーオキサイド、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、１，４−ビス［（ｔｅｒｔ−ブチル）パーオキシイソプロピル］ベンゼン、ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ベンゾエート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルクミルパーオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジｔｅｒｔ−ブチルパーオキシドまたは２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３−ヘキセン等が挙げられる。
過酸化物の配合量はゴム成分１００質量部に対して好ましくは１質量部以上１０質量部以下である。
【００２５】
前記過酸化物とともに共架橋剤を配合することが好ましい。
共架橋剤は、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る。この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、耐摩耗性を向上させることができる。共架橋剤の配合量は共架橋剤の種類また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、ゴム成分１００質量部に対して好ましくは５質量部以上２０質量部以下、より好ましくは１０質量部以上１５質量部以下とする。
【００２６】
前記共架橋剤としては、例えば、多官能性モノマー、メタクリル酸あるいはアクリル酸の金属塩、メタクリル酸エステル、芳香族ビニル化合物、複素環ビニル化合物、アリル化合物、１，２−ポリブタジエンの官能基を利用した多官能ポリマー類、ジオキシム等が挙げられる。また、好適な熱可塑性エラストマーであるスチレン−イソプレン−スチレン共重合体はイソプレン部に２重結合を持つことから共架橋剤として作用させることができる。
前記メタクリル酸あるいはアクリル酸の金属塩としては、例えば、アクリル酸アルミニウム、メタクリル酸アルミニウム、アクリル酸亜鉛、メタクリル酸亜鉛、アクリル酸カルシウム、メタクリル酸カルシウム、アクリル酸マグネシウム、メタクリル酸マグネシウム等が挙げられる。
前記メタクリル酸エステルとしては、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等が挙げられる。
【００２７】
前記芳香族ビニル化合物としては、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
前記複素環ビニル化合物としては、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、ビニルピリジン等が挙げられる。
前記アリル化合物としては、ジアリルフタレート、ジアリルイタコネート等が挙げられる。
前記１，２ポリブタジエンの官能基を利用した多官能性ポリマー類としては、Ｂｕｔｏｎ１５０、Ｂｕｔｏｎ１００、ポリブタジエンＲ−１５、Ｄｉｅｎｅ−３５、Ｈｙｓｔａｌ−Ｂ２０００等が挙げられる。
前記ジオキシムとしては、例えばｐ−キノンジオキシム、ｐ，ｐ’−ジベンゾイルキノンジオキシム、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド等が挙げられる。
【００２８】
前記共架橋剤としてメタクリル酸エステルを用いる場合、金属酸化物を配合するのが好ましい。前記金属酸化物が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ため、共架橋剤であるメタクリル酸エステルと共に金属酸化物も併せて配合することにより、本発明の紙送り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。前記金属酸化物は、加工性の理由からゴム成分１００質量部に対して好ましくは１質量部以上７質量部以下、より好ましくは３質量部以上５質量部以下である。
【００２９】
本発明においては、特に、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、前記金属酸化物として酸化亜鉛系の酸化物を用いるのが好ましい。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、紙送りローラを成形する際の加工性が良好なものとなるからである。また、金属酸化物として酸化亜鉛系の酸化物を用いているのは、取り扱い性が良いことや値段が安価であることによる。特に酸化亜鉛、炭酸亜鉛が好ましい。
【００３０】
なお、架橋剤としては、硫黄、樹脂架橋剤を用いることもできる。
前記硫黄としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などが挙げられる。通常は硫黄とともに加硫促進剤を配合するのが一般的である。加硫促進剤としては、例えばジベンゾチアジルスルフィドまたはテトラエチルチウラムジスルフィド等を用いることができる。
硫黄の配合量はゴム成分１００質量部に対して０．５質量部以上４．０質量部以下が好ましい。また、加硫促進剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して１．０質量部以上７．０質量部以下が好ましい。紙送りローラの強度を実用に適する程度に保つためには硫黄の配合量が０．５質量部以上かつ加硫促進剤の配合量が１．０質量部以上であることが好ましく、紙送りローラと紙との摩擦係数を実用に適する程度に高く保つためには硫黄の配合量が４．０質量部以下かつ加硫促進剤の配合量が７．０質量部以下であることが好ましい。
【００３１】
前記樹脂架橋剤は加熱等によってゴムに架橋反応を起させる合成樹脂であり、例えばフェノール樹脂、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂、トリアジン・ホルムアルデヒド縮合物、ヘキサメトキシメチル・メラミン樹脂等が挙げられる。なかでもフェノール樹脂を用いることが好ましい。
樹脂架橋剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して好ましくは１質量部以上２０質量部以下、より好ましくは８質量部以上１５質量部以下とする。
【００３２】
フェノール樹脂の具体例としては、フェノール、アルキルフェノール、クレゾール、キシレノールもしくはレゾルシン等のフェノール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドもしくはフルフラール等のアルデヒド類との反応により合成される各種フェノール樹脂が挙げられる。フェノール樹脂のアルデヒドユニットに少なくとも一個のハロゲン原子が結合したハロゲン化フェノール樹脂を用いることもできる。
特に、ベンゼンのオルト位またはパラ位にアルキル基が結合したアルキルフェノールと、ホルムアルデヒドとの反応によって得られるアルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂が、ゴムとの相溶性に優れるとともに反応性に富んでいて架橋反応開始時間を比較的早くできるので好ましい。アルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂のアルキル基は、通常、炭素数が１から１０のアルキル基であり、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基またはブチル基等が挙げられる。また、このアルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂のハロゲン化物も好適に用いられる。
さらに、硫化−ｐ−第三ブチルフェノールとアルデヒド類とを付加縮合させた変性アルキルフェノール樹脂や、アルキルフェノール・スルフィド樹脂も樹脂架橋剤として使用可能である。
【００３３】
本発明の紙送りローラ用ゴム組成物には、本発明の目的に反しない限り当該技術分野で使用されている公知の添加剤を配合してもよい。
例えば、機械的強度を向上させるために必要に応じて充填剤を配合することができる。前記充填剤としては、例えばシリカ、カーボンブラック、クレー、タルク、酸化ケイ素、炭酸カルシウム、酸化チタン等の粉体を挙げることができる。充填剤を配合する場合、充填剤の配合量はゴムの柔軟性を保つためにゴム成分１００質量部に対して１００質量部以下とするのが好ましい。
【００３４】
硬度を調整するために必要に応じて軟化剤を配合することができる。軟化剤としては市販されている石油系軟化剤または可塑剤を任意に使用できる。石油系軟化剤としては、アロマ系、ナフテン系、パラフィン系等の鉱物油や炭化水素系オリゴマーからなる公知の合成油、またはプロセスオイルが挙げられる。可塑剤としては、フタレート系、アジペート系、セバケート系、フォスフェート系、ポリエーテル系、ポリエステル系等の可塑剤が挙げられる。軟化剤を配合する場合、軟化剤の配合量はゴム成分１００質量部に対し３０〜２５０質量部とすることが好ましい。軟化剤の配合量が３０質量部未満であると、加工しにくくなると共に、所望の硬度を実現しにくくなる。一方、軟化剤の配合量が２５０質量部を超えると、紙送りローラの強度や耐摩耗性が低下するという問題が生じ得る。
【００３５】
その他の添加剤としては、老化防止剤、ワックス、着色剤、劣化防止剤等が挙げられる。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、またはフェニル−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もしくは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。
【００３６】
また、本発明は、前述したゴム組成物からなる紙送りローラを提供している。
該紙送りローラは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に従って測定したＪＩＳ  Ａ硬度が２０以上６０以下であることを特徴としている。
これは、ＪＩＳ  Ａ硬度が２０未満であると、摩耗量が大きく耐久性に劣ることとなる。一方、ＪＩＳ  Ａ硬度が６０を越えると、紙送りローラの摩擦係数が小さく、搬送不良を生じることとなる。ＪＩＳ  Ａ硬度は３０以上６０以下であることが好ましい。
【００３７】
本発明の紙送りローラは、非常に優れた搬送力を有するものとしている。
その指標として、本発明の紙送りローラは、初期摩擦係数が１．９以上、通紙試験後の摩擦係数が１．６以上としている。
より具体的には、普通紙を用いて測定した場合、初期摩擦係数が１．９以上、通紙試験後の摩擦係数が１．６５以上であることが好ましい。填料として炭酸カルシウムを多く含む中性紙（富士ゼロックス（株）製「ＸＥＲＯＸ４２００」）を用いて測定した場合、初期摩擦係数が１．９以上、通紙試験後の摩擦係数が１．６以上であることが好ましい。海外で多く利用されている１２０ｇ／ｃｍ２の厚紙を用いて測定した場合、初期摩擦係数が１．９以上、通紙試験後の摩擦係数が１．６以上であることが好ましい。
【００３８】
また、本発明の紙送りローラでは、ローラ表面の１０点平均粗さＲｚが３０〜８０μｍとしていることが好ましい。これは１０点平均粗さＲｚが３０μｍ未満であると紙粉の付着が多くなり摩擦係数が低くなる一方、１０点平均粗さＲｚが８０μｍを越えると、ローラ表面の接触面積が小さくなり、初期摩擦係数が低くなることに因る。なお、表面粗さＲｚは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（１９９４）にしたがって測定している。
【００３９】
さらに、本発明は紙送りローラの製造方法を提供している。該製造方法は、
天然ゴム、イソプレンゴムおよびブチルゴムからなる群から選ばれる１種以上とエチレン−プロピレン−ジエンゴムとを混合したゴムに対して、スチレン系熱可塑性エラストマーまたは／およびオレフィン系熱可塑性エラストマーを、当該熱可塑性エラストマーの溶解温度以上の温度条件下で、前記ゴム１００質量部に対して２０〜５０質量部の割合で添加し混練し、前記ゴム中に熱可塑性エラストマーを分散させ、その後、
冷却した後に、過酸化物と共に共架橋剤を添加して、前記天然ゴム、イソプレンゴムおよびブチルゴムからなる群から選ばれる１種以上とエチレン−プロピレン−ジエンゴムとを共架橋させてゴム組成物を作成し、
前記ゴム組成物をローラ形状に成形していることを特徴としている。
【００４０】
前記製造方法においては、熱可塑性エラストマーの溶解温度以上の温度条件でゴム成分と混練することを特徴としている。これは、通常の温度条件ではゴム成分と熱可塑性エラストマーとの分散性が悪く、目的であるヒステリシスロスを生み難いが、混練時の温度を熱可塑性エラストマーの溶解温度以上にすることにより、ゴム成分と熱可塑性エラストマーとの分散性を向上させることができる。
ゴム成分と熱可塑性エラストマーの混練は、例えば、インターナルミキサー、２軸押出機、オープンロール、バンバリーミキサーまたはニーダー等の混練装置を用いて行っている。
前記混練工程において、配合順序は特に限定されず、全ての成分を一度に混合してもよいし、予め一部の成分を混合した後に得られた混合物に残りの成分を混合してもよい。好ましくは、ゴム成分に熱可塑性エラストマーおよび架橋剤以外の成分を添加し、よく混練した後、得られた混合物に熱可塑性エラストマーの溶解温度以上の温度条件で熱可塑性エラストマーを混合し、前記したように、冷却した後に架橋剤を加えて混合することが好ましい。
【００４１】
前記工程で得られたゴム組成物を所望のローラ形状に成形している。
成形方法としてはトランスファー成形、圧縮成形、押出成形または射出成形等の公知の成形方法を用いることができる。なかでもトランスファー成形を用いることが好ましい。
その後、得られた成形体を研磨し、所望の形状にカットすることもできる。通常は成形されたゴムローラに軸芯をはめ込み、本発明の紙送りローラが完成する。円筒形状に成形したローラ部の中空部に略Ｄ字形状の芯材を圧入することにより略Ｄ字形状のゴムローラとすることもできる。なお、本発明の紙送りローラの表面にはローレット状の溝を設けても良い。
【００４２】
以上単一層からなる紙送りローラについて述べてきたが、２以上の層が積層されて紙送りローラが構成されてもよい。ただし、この場合は最外層が前述のゴム組成物から形成される。
【００４３】
本発明の紙送りローラは、例えば複写機、プリンターまたはファクシミリ等の事務機器等に給紙機構を構成する給紙ローラとして装着できる。給紙ローラには、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、本発明の紙送りローラは各種類のローラに使用することができる。
また、本発明の紙送りローラは、給紙ローラの他に搬送ローラまたは排紙ローラ等の、紙の搬送に寄与するローラであれば特に制限なく使用することができる。
【発明の効果】
【００４４】
ＥＰＤＭゴム単独、または天然ゴム、イソプレンゴムおよびブチルゴムからなる群から選ばれる１種以上とＥＰＤＭゴムとの混合ゴムに、スチレン系熱可塑性エラストマーまたは／およびオレフィン系熱可塑性エラストマーを所定の割合で配合したゴム組成物を用いることにより、紙送りローラの初期摩擦係数が向上する。これにより搬送不良を生じることなく、良好な紙送りを実現することができる。特に、海外でよく使用されている１２０ｇ／ｃｍ２以上の厚紙は搬送不良が生じることが多いが、摩擦係数が高ければ高いほど搬送性が上がるため、本発明の紙送りローラを用いれば前記厚紙でもスムーズな搬送が可能である。
【００４５】
また、本発明の紙送り用ゴム組成物では、スチレン系熱可塑性エラストマーまたは／およびオレフィン系熱可塑性エラストマーをゴム成分に所定の割合で配合することにより、ゴム組成物自体のヒステリシスロスが大きくなるようにしているため、例えば填料として炭酸カルシウムを多く含む中性紙などの紙粉を多く発生する紙を使用しても、摩擦係数の低下が抑えられ、良好な初期摩擦係数を長期間維持できる。その結果、長期間にわたり安定した紙送り力を発揮できる。
【００４６】
紙送りローラの摩耗量はローラにかかる力と滑り量で決まると考えられている。本発明の紙送りローラでは、前述したように摩擦係数が高く維持できることから滑り量が少なくてすむ。ゆえに、本発明の紙送りローラは長期間にわたって使用しても摩耗量が少なく、耐久性に優れている。
【００４７】
さらに、本発明の紙送りローラを構成するゴム組成物はフレーク状充填剤やアスペクト比が高い繊維状物を含んでおらず、搬送の際に紙の表面をひっかくことがないので、印刷物の画質を低下させることがない。ゆえに、高画質が要求されるカラーコピー機にも搭載することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の紙送りローラ１を示す。紙送りローラ１は円筒形状を呈し、その中空部に円柱形状の軸芯（シャフト）２が圧入して取り付けられている。紙送りローラ１と軸芯２接着剤で接合して固定されていてもよい。軸芯としてはアルミニウム、アルミニウム合金、ＳＵＳもしくは鉄等の金属製またはセラミック製等の軸芯を用いている。
【００４９】
前記紙送りローラ１を構成するゴム組成物は、下記のゴム成分と、熱可塑性エラストマ−と、架橋剤と、その他の添加剤から構成している。
ゴム成分としては、ＥＰＤＭゴムを単独で用いるか、ＥＰＤＭゴムとイソプレンゴムとの混合ゴムを用いている。本実施形態ではＥＰＤＭゴムを単独で用いている。
熱可塑性エラストマーとしては、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）を用いている。該スチレン−イソプレン−スチレン共重合体中のスチレン含有量は１０〜３０質量％であることが好ましい。
架橋剤としては、ジクミルパーオキシドからなる過酸化物を用いている。
その他添加剤としては、炭酸カルシウムやカーボンブラック等の充填剤、またはパラフィンオイル等の軟化剤を用いている。
【００５０】
前記熱可塑性エラストマーの配合量は、ゴム成分１００質量部に対して２０〜５０質量部である。
架橋剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して好ましくは３〜７質量部である。
充填剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して好ましくは５〜８０質量部であり、より好ましくは１０〜５０質量部である。
軟化剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して好ましくは３０〜１５０質量部であり、より好ましくは３０〜１００質量部である。
【００５１】
前記紙送りローラ１は以下の方法で製造している。
ゴム成分に充填剤および軟化剤を加え、インターナルミキサーにて混練する。得られた混合物に熱可塑性エラストマーを添加し、ミキサーの内部温度を熱可塑性エラストマーの溶解温度以上、好ましくは１００〜１５０℃、より好ましくは１２０〜１３０℃に加熱後混練を行いゴム組成物中に熱可塑性エラストマーを分散させる。ついで、冷却した後、架橋剤を添加し、混練する。
練り上がったゴム組成物をトランスファー成形により円筒体に成形する。本発明の紙送りローラ１の厚さは１〜２０ｍｍであることが好ましく、２〜２０ｍｍであることがより好ましい。厚さが１ｍｍ未満では弾性が不足し搬送性能が低下しやすく、厚さが２０ｍｍを超えると紙送りローラが大きくなりすぎ、複写機やプリンター等に搭載しにくくなるからである。
得られた円筒体（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に軸芯２をはめ込み、紙送りローラ１が完成している。
【００５２】
前記製造方法で得られた本発明の紙送りローラ１は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に従って測定したＪＩＳ  Ａ硬度を２０以上、好ましくは３０以上で６０以下としている。
さらに、前記紙送りローラ１は、ローラ表面の１０点平均粗さＲｚが３０〜８０μｍとしている。
また、前記紙送りローラ１は、普通紙を用いて測定した場合の初期摩擦係数は１．９以上、通紙試験後の摩擦係数は１．６９以上としている。
填料として炭酸カルシウムを多く含む中性紙（富士ゼロックス（株）製「ＸＥＲＯＸ４２００」）を用いて測定した場合は、初期摩擦係数が１．９１以上、通紙試験後の摩擦係数は１．６５以上である。
海外で多く利用されている１２０ｇ／ｃｍ２の厚紙を用いて測定した場合は、初期摩擦係数は１．９６以上、通紙試験後の摩擦係数は１．６７以上である。
【００５３】
前記本発明の紙送りローラ１は、例えば、給紙ローラとして用いることができる。
図２は、図１の紙送りローラ１を給紙ローラとして備えた給紙機構を示した模式的断面図である。この給紙機構３は紙送りローラ１の他に分離パッド４およびトレイ５等を備えている。分離パッド４とトレイ５とは離間している。分離パッド４は基板６に固定されており、紙送りローラ１と対向している。紙送りローラ１が図中の矢印Ｒで示される方向に回転することにより、トレイ５の上の紙７が１枚ずつ送り出される。紙は画像形成機構および定着機構へと搬送され、排出される。
【００５４】
本発明の紙送りローラの実施例１〜６、比較例１〜６を成形し、各物性を測定した。
（実施例１）
ＥＰＤＭ（住友化学（株）製、商品名「エスプレン５０５Ａ」）１００質量部、パラフィンオイル（出光興産（株）製、商品名「ＰＷ−９０」）５０質量部、炭酸カルシウム（白石工業（株）製、商品名「白艶華ＣＣ」）３０質量部、カーボンブラック（東海カーボン（株）製、商品名「シースト３」）１．５質量部をインターナルミキサーにて混練して混合物を得た。
得られた混合物に熱可塑性エラストマーとしてスチレンとイソプレンのブロックポリマー（日本ゼオン（株）製、商品名「クインタック」）を２０質量部添加し、ミキサーの内部温度を１２０〜１３０℃に加熱後混練を行いゴム組成物中に熱可塑性エラストマーを分散させ、室温にまで冷却した後、架橋剤として過酸化物（日本油脂（株）製、商品名「パークミルＤ」）を５質量部添加し、練り上げた。
練り上がったゴム組成物をトランスファー成形により、内周直径１０ｍｍ、外周直径２１ｍｍの円筒体に成形した。トランスファー成形は成形筒内に３０〜８０ｔで圧力注入し、１６０℃、２０分間加熱することにより実施した。
この円筒体の外周面を外周直径が２０ｍｍとなるまで円筒研削盤で研削し、本発明の紙送りローラを得た。
【００５５】
（実施例２〜６、比較例１〜４）
熱可塑性エラストマーであるスチレンとイソプレンのブロックポリマーの添加量を下記表に記載の量とした以外は、実施例１と全く同様にして紙送りローラを得た。
【００５６】
紙送りローラの試験方法を示す。
（硬度）
ＪＩＳ Ｋ  ６２５３に準拠して、雰囲気温度２３℃にて測定した。
【００５７】
（初期摩擦係数）
図３に示す装置を用いて、普通紙、填料として炭酸カルシウムを多く含む中性紙（富士ゼロックス（株）製「ＸＥＲＯＸ４２００」）および１２０ｇ／ｃｍ２の厚紙という３種類の用紙について摩擦係数の評価を行った。
具体的には、実施例および比較例の各紙送りローラ１とテフロン（登録商標）プレート８の間に、ロードセル１０に接続した用紙９を挟み、矢印で示すように紙送りローラ１の軸芯２に２５０ｇｆの荷重Ｗを加え、紙送りローラ１をテフロン（登録商標）プレート８に圧接させた。ついで、温度２３℃
、相対湿度５５％の条件下で、紙送りローラ１を矢印Ｒで示される方向に周速３００ｍｍ／秒で回転させ、矢印で示す方向に発生した力Ｆ（ｇｆ）をロードセル１０によって測定した。そして、この測定値Ｆ（ｇｆ）と荷重Ｗ（Ｗ＝２５０ｇｆ）とから下記式１により摩擦係数μ０を求めた。
μ０＝Ｆ（ｇｆ）／Ｗ（ｇｆ）・・・式１
【００５８】
（通紙試験後の摩擦係数）
実施例および比較例の各紙送りローラを給紙ローラとして複写機に取付け、温度２３℃、相対湿度５５％の条件下で、填料として炭酸カルシウムを多く含む中性紙（富士ゼロックス（株）製「ＸＥＲＯＸ４２００」）３０，０００枚を通紙した。
ついで、実施例および比較例の各紙送りローラを複写機から取り出し、初期摩擦係数の測定と同一の方法で、普通紙、填料として炭酸カルシウムを多く含む中性紙（（富士ゼロックス（株）製「ＸＥＲＯＸ４２００」）および１２０ｇ／ｃｍ２の厚紙という３種類の用紙について通紙試験後の摩擦係数μ１を求めた。
【００５９】
（摩擦係数低下率）
前記のように測定した初期摩擦係数μ０と通紙後の摩擦係数μ１から、下記式２にしたがって摩擦係数低下率を算出した。
摩擦係数低下率（％）＝｛（μ０−μ１）／μ０｝×１００・・・式２
【００６０】
（耐摩耗性）
実施例および比較例の各紙送りローラを給紙ローラとして複写機に取付け、温度２３℃、相対湿度５５％の条件下で、Ａ４サイズの紙（富士ゼロックスオフィスサプライ（株）製ＰＰＣ用紙）３０，０００枚を通紙し、通紙前後の紙送りローラの質量および外径を測定することにより摩耗量を求めた。
表１には比較例１の摩耗量を１００とした場合の指数で示しており、指数が小さいほど耐摩耗性が優れている。
【００６１】
（総合評価）
比較例１の紙送りローラを基準とし、それよりも優れているものを「◎」と、同等のものを「○」と、やや劣るものを「△」と、劣るものを「×」と評価した。
【００６２】
【表１】
2007106898.tif 000003
【００６３】
熱可塑性エラストマーが配合されていない比較例１および熱可塑性エラストマーの配合量が少ない比較例２，３では、初期摩擦係数が低く、使用に伴い摩擦係数はさらに低下する。一方、熱可塑性エラストマーの配合量が多い比較例４では、初期摩擦係数は大きいが、使用に伴う摩擦係数の低下が著しく大きい。
比較例１〜４に対して、実施例１〜６の紙送りローラは初期摩擦係数が大きく、かつ摩擦係数の低下率が小さく、長期間にわたり安定して紙送り力を発揮できる。さらに、摩耗量も小さく、耐久性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の紙送りローラの概略図である。
【図２】図１の紙送りローラを給紙ローラとして備えた給紙機構を示した模式的断面図である。
【図３】紙送り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】
【００６５】
１  紙送りローラ
２  軸芯
３  給紙機構
４  分離パッド
５  トレイ
６  基板
７  紙
９  測定用紙
１０  ロードセル
【図１】
2007106898.tif 000004
【図２】
2007106898.tif 000005
【図３】
2007106898.tif 000006