(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ゴムと、この生ゴム１００重量部に対して５重量部以上３０重量部以下の架橋ゴム粉末とを含んでおり、この架橋ゴム粉末の平均粒子直径が１μｍ以上５００μｍ以下であり、上記架橋ゴム粉末が、紙送りローラ製造工程で発生した研磨粉である紙送りローラ用ゴム組成物。
【請求項２】
上記生ゴムがＥＰＤＭを含んでおり、全生ゴムに占めるＥＰＤＭの比率が２０重量％以上である請求項１に記載の紙送りローラ用ゴム組成物。
【請求項３】
上記架橋ゴム粉末がＥＰＤＭを含んでおり、全架橋ゴム粉末に占めるＥＰＤＭの比率が２０重量％以上である請求項１又は請求項２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項に記載の紙送りローラ用ゴム組成物が用いられた紙送りローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＡ機器等に装着される紙送りローラ用のゴム組成物及びこのゴム組成物が用いられた紙送りローラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンター、ＡＴＭ等の電子写真装置の給紙機構、紙搬送機構、排紙機構等には、紙送りローラ（給紙ローラ、搬送ローラ、排紙ローラ等と呼ばれている）が用いられている。紙送りローラは紙、フィルム等を送るものであるため、紙等との摩擦係数が高いことが要求される。通常紙送りローラにはＥＰＤＭ、天然ゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、ポリノルボーネン等のゴムが用いられており、これによって紙送りローラに柔軟性が付与され、紙との摩擦係数が高められている。これらのゴムの中でも、主鎖が化学的に安定な飽和炭化水素からできており、高濃度オゾン下に長時間さらされても分子主鎖切断による劣化が生じにくいＥＰＤＭが、特に好んで用いられている。ＥＰＤＭが用いられることによって紙送りローラに耐オゾン性が付与され、静電潜像形成時にオゾンが発生する電子写真装置に装着されても紙送りローラのオゾン劣化が抑制されるからである。
【０００３】
ところで、一般にゴム組成物にはフィラーが配合されることが多い。フィラーの配合により、ゴム組成物の加工性が向上する。具体的には、例えば押出成形時の押出速度が速くなる。また、フィラーが低価格である場合は、一種の増量剤として機能し、ゴム成形体の材料コスト低減が図られる。代表的なフィラーとしてカーボンブラックが挙げられるが、紙送りローラは紙と接触するものであるので、紙を汚すおそれのあるカーボンブラックは多量には配合されない。このため、紙送りローラには、シリカ、炭酸カルシウム、酸化チタン、タルク等の、いわゆる白色フィラーが配合されることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フィラーの配合量が多くなるにつれて紙送りローラの硬度が上昇し、紙との摩擦係数が小さくなって紙送り性能が低下してしまうという問題がある。このため、フィラーの配合量が抑えられて加工性（すなわち生産性）がある程度犠牲にされ、紙送り性能が維持されているのが実状である。特に前述のＥＰＤＭは加工性に劣るゴムであるので、フィラーの配合量が抑えられた場合の加工性低下の問題は重大である。
【０００５】
紙送りローラは、ゴム組成物が押出機で押し出されて予備成形体が形成され、この予備成形体が加硫缶で架橋されて製造されることが多い。この製造方法では、金型成形法等に比べて紙送りローラの寸法精度が出にくい。このため、目的の紙送りローラの寸法よりも予備成形体が大きめに成形され、架橋後にこの予備成形体が研磨される。研磨によって所望の寸法が得られるとともに、紙送りローラの表面粗度が調整される。研磨工程では多量の研磨粉が発生し、産業廃棄物として処理されている。省資源に対する関心が高まりつつある今日、研磨粉の再利用が検討されている。
【０００６】
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであり、紙送りローラの高い紙送り性能を維持しつつ、その加工性を高めることを目的とする。また本発明は、紙送りローラ製造工程で発生する多量の研磨粉の再利用を図ることをも目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するためになされた発明は、
生ゴムと、この生ゴム１００重量部に対して５重量部以上３０重量部以下の架橋ゴム粉末とを含んでおり、この架橋ゴム粉末の平均粒子直径が１μｍ以上５００μｍ以下であり、上記架橋ゴム粉末が、紙送りローラ製造工程で発生した研磨粉である紙送りローラ用ゴム組成物、である。
【０００８】
このゴム組成物は、フィラーとして架橋ゴム粉末が配合されているので加工性に優れており、押出時の押出速度が速まる。また、フィラー自体がゴムであり、マトリックスであるゴムと特性が近似しているので、ある程度多量に配合されてもこのゴム組成物から得られる紙送りローラの硬度上昇が抑えられる。このため、紙送りローラと紙との摩擦係数がほとんど低下せず、紙送りローラの紙送り性能が維持される。
【０００９】
この発明において、架橋ゴム粉末が紙送りローラ製造工程で発生した研磨粉であり、フィラーとマトリックスとの特性がより近似することとなり、得られる紙送りローラの硬度上昇がさらに抑えられる。また、本来廃棄物である研磨粉が再利用されるので、紙送りローラの材料コストが低減されるとともに、省資源化が図られる。さらに、研磨粉の廃棄量が低減されるので、例えば焼却処分による有害ガス発生量が減少し、地球環境の悪化が抑制される。
【００１０】
この発明において、生ゴムが２０重量％以上のＥＰＤＭを含有すれば、得られる紙送りローラの耐候性が高められ、オゾン劣化が抑制される。また、この発明において、架橋ゴム粉末が２０重量％以上のＥＰＤＭを含有すれば、得られる紙送りローラの耐候性が高められ、オゾン劣化が抑制される。生ゴム及び架橋ゴム粉末がともにＥＰＤＭを主成分とするものであれば、フィラーとマトリックスとの特性が極めて近似したものとなり、得られる紙送りローラの硬度上昇がさらに抑えられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる紙送りローラ１が軸芯２とともに示された斜視図である。この紙送りローラ１は、ゴム組成物が成形・架橋されて構成されている。紙送りローラ１は、紙送りローラ１が軸芯２に圧入されることにより、又は両者が接着剤で接合されることにより、軸芯２に固定されている。
【００１２】
この紙送りローラ１に用いられているゴム組成物の主体となるゴムとしては、ＥＰＤＭ、天然ゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、ポリノルボーネン、ブタジエンゴム、イソプレンゴム等が挙げられ、これらが単独で、又は２種以上混合されて用いられる。これらのゴムの中でも、特に、ＥＰＤＭが好適である。ＥＰＤＭ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。このため、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。従って、得られる紙送りローラ１の耐候性を高めることができる。ＥＰＤＭには、ゴム成分のみからなる非油展タイプのＥＰＤＭとゴム成分とともに親展油を含む油展タイプのＥＰＤＭとが存在するが、本発明のゴム組成物にはいずれもタイプのものも使用可能である。なお、油展タイプのＥＰＤＭが用いられる場合、親展油をのぞいたゴム成分のみが、本明細書において「生ゴム」と称される。
【００１３】
ＥＰＤＭと他のゴムとが混合される場合、全生ゴムに占めるＥＰＤＭの比率は２０重量％以上が好ましく、５０重量％以上が特に好ましい。ＥＰＤＭの比率が上記範囲未満であると、得られる紙送りローラ１の耐候性が低下してしまうことがある。
【００１４】
このゴム組成物には、架橋ゴム粉末が配合されている。架橋ゴム粉末はゴム組成物中でフィラーとして機能し、ゴム組成物の押出速度を高める。一般的に用いられる無機物のフィラーは、紙送りローラ１の硬度を上昇させて紙送りローラ１と紙との摩擦係数を低下させてしまうが、架橋ゴム粉末のフィラーはマトリックスであるゴムと特性が近似しているので、紙送りローラ１の物性変化が抑制される。すなわち、紙送りローラ１の硬度上昇が抑えられて摩擦係数低下が抑えられ、また、耐摩耗性等の諸性能も維持される。
【００１５】
架橋ゴム粉末の配合量は、生ゴム１００重量部に対して５重量部以上３０重量部以下とされる必要があり、特に１０重量部以上２０重量部以下とされるのが好ましい。配合量が上記範囲未満であると、ゴム組成物の押出速度が遅くなってしまうことがある。逆に、配合量が上記範囲を越えると、ゴム組成物の混練時間が長くなってしまうことがある。
【００１６】
架橋ゴム粉末の平均粒子直径は１μｍ以上５００μｍ以下である必要があり、特に５μｍ以上１００μｍ以下であるのが好ましい。平均粒子直径が上記範囲未満であると、架橋ゴム粉末が細かくなりすぎて扱いづらくなってしまうことがある。逆に、平均粒子直径が上記範囲を超えると、架橋ゴム粉末がゴム組成物中に分散せずに偏在することとなり、得られる紙送りローラ１の物性が不均一となってしまうことがある。平均粒子直径は、無作為に抽出された１００個の架橋ゴム粉末の粒子直径を顕微鏡観察で測定し、これを平均することによって求められる。球形でない架橋ゴム粉末の場合は、架橋ゴム粉末に外接する円の直径が粒子直径とされる。なお、本発明のゴム組成物には、粒子直径が５００μｍを越える架橋ゴム粉末が全く含まれないのが好ましい。
【００１７】
配合される架橋ゴム粉末としては、ＥＰＤＭを２０重量％以上、特には５０重量％以上含有するものが好ましい。ＥＰＤＭの比率が上記範囲未満であると、得られる紙送りローラ１の耐候性が低下してしまうことがある。
【００１８】
上記架橋ゴム粉末は、紙送りローラ１製造工程で発生した研磨粉である。紙送りローラ１は、寸法調整、表面粗度調整等の目的で、架橋後に表面研磨が施される。この際、研磨粉が多量に発生する。この研磨粉をフィラーとして含有する紙送りローラ１は、フィラーとマトリックスとがほぼ同一物質となるので、架橋ゴム粉末の配合による紙送りローラ１の物性変化が生じにくい。特に、研磨される紙送りローラ１の品番と、この研磨によって生じた研磨粉が配合される紙送りローラ１の品番とが一致しておれば、研磨粉の組成とこの研磨粉を含有するゴム組成物の組成とが、研磨粉の履歴を除いてほぼ完全に同一物質となるので好ましい。
【００１９】
紙送りローラ１の研磨に際し、砥石の番手、砥石の回転数、紙送りローラ１の回転数、送りスピード等の研磨条件が調整されることにより、研磨粉の平均粒子直径が前述の好ましい範囲内とされる。
【００２０】
本発明のゴム組成物には、架橋ゴム粉末以外のフィラーが補助的に配合されてもよい。配合され得るフィラーとしては、例えばカーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、酸化チタン、タルク等が挙げられる。また、本発明のゴム組成物には、加工性向上、硬度調整等の目的で、オイル、可塑剤等の軟化剤が配合されてもよい。配合されるオイルとしては、例えばパラフィン系鉱物油、ナフテン系鉱物油、芳香族系鉱物油、炭化水素系オリゴマーからなる合成油オイル等が挙げられる。また、配合される可塑剤としては、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジオクチルセパケート、ジオクチルアジペート等が挙げられる。さらに、本発明のゴム組成物には、架橋助剤、補強剤、劣化防止剤、着色剤等の添加剤が、必要に応じて添加されてもよい。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明の効果を明らかにするが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきものではないことはもちろんである。
【００２２】
［参照例］
１００％油展のＥＰＤＭゴム（住友化学社の商品名「エスプレン６７０Ｆ」）２００重量部（ゴム分１００重量部）、酸化亜鉛（三井金属鉱業社製）５重量部、硫黄（鶴見化学工業社製）１．５重量部、加硫促進剤（大内新興化学社の商品名「ノクセラーＴＥＴ」）１．５重量部及び他の加硫促進剤（大内新興化学社の商品名「ノクセラーＭ」）０．５重量部を密閉式混練機に投入し、１２０℃で混練して、参照例のゴム組成物を得た。このゴム組成物を押出機に投入し、温度５０℃、ヘッド部圧力５０ｋｇｆの条件で押し出して、円筒状の成形体を得た。この成形体の外径は２２ｍｍ、内径は８．５ｍｍ、長さは３００ｍｍであった。この成形体を外径９ｍｍの加硫芯に装着して加硫缶に投入し、架橋温度１６０  ℃、架橋時間３０分の条件で架橋して、架橋体を得た。この架橋体を外径１０ｍｍの研磨芯に装着し、円筒研削盤にて外径２０ｍｍとなるまで研磨した。そして、旋盤で長さ２０ｍｍに裁断し、紙送りローラを得た。
【００２３】
［研磨粉の作成］
参照例の紙送りローラの、架橋体表面研磨工程で発生した研磨粉を収集した。この研磨粉を篩で分級し、粒子直径１０〜５０μｍの研磨粉Ａ、粒子直径４００〜５００μｍの研磨粉Ｂ及び粒子直径７００〜８００μｍの研磨粉Ｃを得た。
【００２４】
［実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２］
上記の研磨粉Ａをさらに配合し、その配合量を下記の表１に示されるようにした他は参照例と同様にして、実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２のゴム組成物と紙送りローラとを得た。
【００２５】
［実施例３、実施例４、比較例３及び比較例４］
上記の研磨粉Ｂをさらに配合し、その配合量を下記の表１に示されるようにした他は参照例と同様にして、実施例３、実施例４、比較例３及び比較例７のゴム組成物と紙送りローラとを得た。
【００２６】
［比較例５及び比較例６］
上記の研磨粉Ｃをさらに配合し、その配合量を下記の表２に示されるようにした他は参照例と同様にして、比較例５及び比較例６のゴム組成物と紙送りローラとを得た。
【００２７】
［比較例７及び比較例８］
シリカ（日本シリカ社の商品名「ニプシールＶＮ３」）をさらに配合し、その配合量を下記の表２に示されるようにした他は参照例と同様にして、比較例７及び比較例８のゴム組成物と紙送りローラとを得た。
【００２８】
［比較例９及び比較例１０］
プロセスオイル（出光興産社の商品名「ＰＷ９０」）をさらに配合し、その配合量を下記の表２に示されるようにした他は参照例と同様にして、比較例９及び比較例１０のゴム組成物と紙送りローラとを得た。
【００２９】
［混練時間の測定］
前述の密閉式混練機による混練時に、十分混練されたと目視で判断できるまでの混練時間を測定した。この結果が、下記の表１及び表２に示されている。
【００３０】
［ｔＣ(90)の測定］
各ゴム組成物をＪＩＳ−Ｋ−６３００に準拠した「振動式加硫試験機による加硫試験」（キュラスト試験）に供し、９０％加硫時間ｔＣ(90)を求めた。試験温度を１６０℃とし、振幅角を１゜とした。この結果が、下記の表１及び表２に示されている。
【００３１】
［押出時間の測定］
前述の押出機による成形体押出時の押出速度を測定した。この結果が、下記の表１及び表２に示されている。
【００３２】
［硬度の測定］
各ゴム組成物を電気プレスにて架橋し、縦３０ｍｍ、横６０ｍｍ、厚み１２ｍｍのブロック状の試験片を作成した。架橋温度を１６０℃、架橋時間を３０分とした。この試験片を用い、デューロメーター硬さ試験器（タイプＡ）にて硬度を測定した。この結果が、下記の表１及び表２に示されている。
【００３３】
［通紙試験］
各紙送りローラを合成樹脂製の軸芯に装着し、電子写真複写装置に取り付けた。温度２３℃、湿度５５％の条件下で、荷重２５０ｇをかけて富士ゼロックス社のＡ４サイズＰＰＣ用紙１０，０００枚を５時間かけて通紙した。通紙前後で紙送りローラの重量を測定し、その差を摩耗量とした。さらに、通紙の前後における紙送りローラと紙との摩擦係数を測定した。摩擦係数の測定では、まず図２に示されるように紙送りローラ１とプレート３との間にロードセル４に接続した富士ゼロックス社のＡ４サイズＰＰＣ用紙５をはさみ、軸芯２に２５０ｇｆの荷重Ｗを加えて紙送りローラ１をプレート３に圧接した。次いで、温度２３℃、湿度５５％の条件下で、紙送りローラ１を図２中矢印Ｒで示される方向に、周速３００ｍｍ／秒で回転させた。そして、図２中白矢印Ｆで示される方向に発生した力（ｇｆ）を測定し、この力Ｆを荷重Ｗで除した値を求めて摩擦係数とした。これらの結果が、下記の表１及び表２に示されている。
【００３４】
【表１】
0004227699.tif 000002
【００３５】
【表２】
0004227699.tif 000003
【００３６】
表１及び表２における各評価項目の適正値は、混練時間が１０分未満、ｔＣ(90)が１０分以内、押出速度が０．６m／min以上、硬度が３５以下、摩擦係数が１．５以上、摩耗量が４０ｇ以下である。なお、比較例５及び比較例６のゴム組成物は、混練段階で明らかに分散不良が認められたので、以降の評価には供していない。表１及び表２より、各実施例のゴム組成物はすべての評価項目において適正値を示していることが解る。この評価結果より、本発明の優位性が確認できた。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、紙送りローラの高い紙送り性能と加工性とが両立される。また本発明によれば、紙送りローラ製造工程で発生する多量の研磨粉の再利用が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態にかかる紙送りローラが軸芯とともに示された斜視図である。
【図２】  摩擦係数測定の様子が示された模式的正面図である。
【符号の説明】
１  紙送りローラ
２  軸芯
３  プレート
４  ロードセル
５  ＰＰＣ用紙
【図１】
0004227699.tif 000004
【図２】
0004227699.tif 000005