JP5241775B2 - ゴム組成物および紙送りローラ - Google Patents
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Description
インクジェットプリンタ用の紙送りローラとしても、前記と同様のゴム組成物からなるローラ本体を備えたものが用いられる。
しかし前記従来の紙送りローラを前記用途に使用した場合には、形成画像に、紙送りローラが接触していた痕跡が残るいわゆるローラ跡残りの画像不良を生じやすいという問題がある。
例えば紙送りローラが写真用紙の一部に接触した状態でインクジェットプリンタが停止した状態から印刷を開始もしくは一旦停止後に再開した際に、前記紙送りローラの外周面にブリード等したオイル等の成分が、写真用紙の印刷面の、停止している間、紙送りローラが接触し続けていた領域に部分的に転移して、水性であるインクジェットインクの、前記領域へのスムースな浸透、および定着を阻害する。
特許文献1には、ゴム分として、EPDMではなくエチレンプロピレンゴム(以下「EPM」と略記する場合がある)を含有する系において、前記EPMとして、100℃でのムーニー粘度が35〜75である柔軟なものを用いるとともに、前記EPM100質量部あたり3〜20質量部の充填剤と、2.5〜4質量部の過酸化物架橋剤とを加えたゴム組成物を用いて紙送りローラのローラ本体を形成することが記載されている。
しかしEPMはEPDMに比べて架橋効率が低いため、前記EPMからなるローラ本体に適度な強度や耐久性等を付与するためには、例えば特許文献1の実施例に記載されているように、ゴム組成物に、前記EPM100質量部あたり10質量部以上という多量の充填剤を含有させる必要がある。
なおゴム分としてEPDMを含む系でも、架橋剤として過酸化物架橋剤を用いて硫黄やその促進剤、促進助剤等の添加を省略することは、例えば特許文献2等に記載されているように公知である。
(a) 100℃でのムーニー粘度が15以上、50以下の非油展エチレンプロピレンジエンゴム(以下「非油展EPDM」と略記する場合がある)と、前記非油展EPDM100質量部あたり10質量部以下のオイルとの混合物、および
(b) 前記非油展EPDMと、液状エチレンプロピレンジエンゴム(以下「液状EPDM」と略記する場合がある)との混合物、
からなる群より選ばれた少なくとも1種であり、かつ前記非油展EPDM100質量部あたりの充填剤の量は10質量部未満であることを特徴とするゴム組成物である。
本発明は、前記本発明のゴム組成物の架橋物からなるローラ本体を備えることを特徴とする紙送りローラである。
本発明のゴム組成物は、ゴム分、架橋剤、および充填剤を含み、前記ゴム分は、
(a) 100℃でのムーニー粘度が15以上、50以下の非油展EPDMと、前記非油展EPDM100質量部あたり10質量部以下のオイルとの混合物、および
(b) 前記非油展EPDMと、液状EPDMとの混合物、
からなる群より選ばれた少なくとも1種であり、かつ前記非油展EPDM100質量部あたりの充填剤の量は10質量部未満であることを特徴とするものである。
すなわちムーニー粘度が15以下である非油展EPDMは合成することが容易でない上、合成できたとしても分子量が小さすぎて、架橋後のローラ本体に適度な強度や耐久性等を付与することができない。
なお架橋後のローラ本体に適度な強度や耐久性等を付与しつつ、その柔軟性をさらに向上して紙に対する摩擦係数をさらに高めることを考慮すると、前記非油展EPDMの100℃でのムーニー粘度は、前記範囲内でも20以上であるのが好ましく、30以下であるのが好ましい。
非油展EPDM100質量部あたりのオイルの量が10質量部以下に限定されるのは、前記範囲を超える場合、余剰のオイルがローラ本体の外周面にブリードしてローラ跡残りの画像不良を生じるためである。
前記オイルの量は、2種以上のオイルを併用する場合はその総量である。
ゴム分として前記(2)の混合物を用いる場合は、オイルの量を前記範囲内に制限することによってブリードによるローラ跡残りの画像不良が生じるのを抑制しながら、前記非油展EPDMの柔軟性と、軟化剤として前記少量のオイルを添加することと、充填剤の量を前記範囲質量部未満に制限することとによってローラ本体の柔軟性をさらに向上して、前記ローラ本体の、紙に対する摩擦係数をさらに高めることができる。
このうち狭義のオイルとしては、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からなる合成油、あるいはプロセスオイル等の1種または2種以上が挙げられる。また合成油としては、例えばα−オレフィンのオリゴマ、ブテンのオリゴマ、エチレンとαオレフィンとの非晶質オリゴマ等の1種または2種以上が挙げられる。さらに可塑剤としては、例えばジオクチルフタレート(DOP)、ジブチルフタレート(DBP)、ジオクチルセバケート(DOS)、ジオクチルアジペート(DOA)等の1種または2種以上が挙げられる。
液状EPDMとは、エチレンとプロピレンとジエンを含む共重合体からなり、室温で液状を呈するとともに、架橋時に非油展EPDMと架橋反応して架橋物中に取り込まれる中分子量のポリマである。
液状EPDMの量が前記範囲未満では、前記液状EPDMを添加することによる、ローラ本体の柔軟性をさらに向上して紙に対する摩擦係数をさらに高める効果が十分に得られないおそれがある。また前記範囲を超える場合には、架橋後のローラ本体に適度な強度や耐久性等を付与できないおそれがある。
液状EPDMとしては、例えばユニロイヤルケミカル社製のトライレン(TRILENE)54〔DCPDタイプ、ジエン含量9.5質量%、エチレン/プロピレン=48/52(質量比)、分子量Mw=30000〕、65〔DCPDタイプ、ジエン含量9.5質量%、エチレン/プロピレン=48/52(質量比)、分子量Mw=40000〕、66〔ENBタイプ、ジエン含量4.5、エチレン/プロピレン=45/55(質量比)、分子量Mw=40000〕、67〔ENBタイプ、ジエン含量9.5、エチレン/プロピレン=45/55(質量比)、分子量Mw=40000〕等の1種または2種以上が挙げられる。
過酸化物架橋剤の量は、非油展EPDM100質量部あたり1質量部以上であるのが好ましく、4質量部以下であるのが好ましい。過酸化物架橋剤の量が前記範囲未満では、ローラ本体に適度な強度や耐久性等を付与できないおそれがある。また前記範囲を超える場合には、ローラ本体に適度な柔軟性を付与して紙に対する摩擦係数を高めることができないおそれがある。なお過酸化物架橋剤の量は、前記範囲内で、形成するローラ本体に求められる硬さ等に応じて任意に設定すればよい。
前記過酸化物架橋剤としては、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、ジクミルパーオキサイド、tert−ブチルクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジtert−ブチルパーオキサイド、および2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)−3−ヘキセン等の1種または2種以上が挙げられる。
またカーボンブラックとしては、例えばHAF、MAF、FEF、GPF、SRF、SAF、MT、FT等の各種カーボンブラックの1種または2種以上が挙げられ、特にHAFが好ましい。
なお非油展EPDM100質量部あたりの充填剤の量は、ローラ本体に適度な強度や耐久性等を付与することを考慮すると、前記範囲内でも1質量部以上であるのが好ましい。またローラ本体の柔軟性をさらに向上して紙に対する摩擦係数をさらに高めることを考慮すると、前記範囲内でも7質量部以下であるのが好ましい。
本発明のゴム組成物は、以上で説明した成分のみで形成し、その他の、ローラ本体の外周面にブリードしたりブルームしたりするおそれのある成分は含有させないのが好ましい。
〈紙送りローラ〉
図1は、本発明の紙送りローラ1の実施の形態の一例を示す斜視図である。
前記ローラ本体2は、先に説明したゴム組成物を射出成形法、押出成形法等の任意の成形法によって円筒状に成形したのち架橋させて形成される。
また前記一体化の前後の任意の時点で、必要に応じてさらにローラ本体2の外周面5を所定の表面粗さになるように研磨したり、前記外周面5をローレット加工、シボ加工等したり、あるいはローラ本体2の軸方向の長さ、すなわち紙送りローラ1の幅が所定値となるようにローラ本体2の両端をカットしたりする。これにより図1に示す紙送りローラ1が製造される。
また紙送りローラ1の用途によっては、通孔3はローラ本体2の中心から偏心した位置に設けてもよい。またローラ本体2は円筒状でなく異形形状、例えば外周面5の一部が平面状に切り欠かれた形状等であってもよい。かかる異形形状を有するローラ本体2を形成するには、射出成形法、押出成形法等によって、ローラ本体2を前記異形形状に直接に成形してもよいし、円筒状に形成したローラ本体2の外周面5を後加工して前記異形形状としてもよい。
ローラ本体2は、図ではシャフト4上の1箇所にのみ設けているが、前記シャフト4上の複数箇所にローラ本体2を設けてもよい。
《ゴム分(a)系》
〈実施例1〉
ゴム分(a)として、非油展EPDM〔住友化学(株)製のエスプレン(登録商標)505A、ムーニー粘度ML(1+4)100℃は47〕100質量部と、パラフィンオイル〔出光興産(株)製のダイアナ(登録商標)プロセスオイルPW−380〕10質量部とを用いた。
次いで、前記ゴム組成物を筒状に押出成形したのち160℃×30分間加硫して内径φ24.6、外径φ31.5の筒状体を形成し、前記筒状体を、円筒研削盤を用いて外径φ30に研磨したのち長さ15mmにカットして円筒状のローラ本体を形成した。
〈比較例1〉
ゴム分として、非油展EPDM〔住友化学(株)製のエスプレン532、ムーニー粘度ML(1+4)125℃は81、ムーニー粘度ML(1+4)100℃の推測値は115〕100質量部と、パラフィンオイル〔出光興産(株)製のダイアナプロセスオイルPW−380〕10質量部とを用いたこと以外は実施例1と同様にしてゴム組成物を調製し、紙送りローラを製造した。
ゴム分として、非油展EPDM〔住友化学(株)製のエスプレン505A、ムーニー粘度ML(1+4)100℃:47〕90質量部と、油展EPDM〔住友化学(株)製のエスプレン670F、ゴム分/伸展油=100/100(質量比)、ムーニー粘度ML(1+4)100℃の推測値は106〕20質量部とを用いてパラフィンオイルを省略したこと以外は実施例1と同様にしてゴム組成物を調製し、紙送りローラを製造した。
パラフィンオイルの量を12質量部としたこと以外は実施例1と同様にしてゴム組成物を調製し、紙送りローラを製造した。
〈比較例4〉
パラフィンオイルの量を20質量部としたこと以外は実施例1と同様にしてゴム組成物を調製し、紙送りローラを製造した。
充填剤として、さらに炭酸カルシウム〔白石カルシウム(株)製の白艶華(登録商標)CC〕10質量部を加えたこと以外は実施例1と同様にしてゴム組成物を調製し、紙送りローラを製造した。
《ゴム分(b)系》
〈実施例2〉
ゴム分(3)として、非油展EPDM〔三井化学(株)製の三井EPT4021、ムーニー粘度ML(1+4)100℃:24〕100質量部と、液状EPDM〔ユニロイヤルケミカル社製のトライレン(TRILENE)65〕5質量部とを用いた。
そして前記ゴム組成物を用いたこと以外は実施例1と同様にして紙送りローラを製造した。
液状EPDMの量を20質量部としたこと以外は実施例2と同様にしてゴム組成物を調製し、紙送りローラを製造した。
〈実施例4〉
液状EPDMの量を40質量部としたこと以外は実施例2と同様にしてゴム組成物を調製し、紙送りローラを製造した。
ゴム分として、非油展EPDM〔住友化学(株)製のエスプレン505A、ムーニー粘度ML(1+4)100℃:47〕100質量部と、液状ポリイソプレンゴム〔(株)クラレ製のクラプレン(登録商標)LIR−200〕20質量部とを用いた。
前記非油展EPDM100質量部、および液状ポリイソプレンゴム20質量部に、さらにさらに過酸化物架橋剤としてのジクミルパーオキサイド〔日油(株)製のパークミルD〕2質量部、および充填剤としてのカーボンブラック〔HAF、東海カーボン(株)製の商品名シースト3〕5質量部を加え、混練してゴム組成物を調製した。
〈ゴム硬さ測定〉
前記各実施例、比較例で製造した紙送りローラのローラ本体のJIS A硬さを測定した。
製造直後の各実施例、比較例の紙送りローラのローラ本体を、片面が水平となるように固定したポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製の板の上に載置した幅60mm×長さ210mmの紙〔富士ゼロックス(株)製のP紙20〕の一端部上にW=250gfの鉛直荷重をかけながら圧接させた状態で、周速300mm/秒で回転させた際に、前記紙に加わる搬送力F(gf)を、前記紙の他端に接続したロードセルを用いて測定した。
μ=F/250 (a)
により初期の摩擦係数μを求めた。前記初期の摩擦係数μは、紙送りローラが所望の機能を果たすために、少なくとも1.5以上である必要がある。
〈引張試験〉
実施例、比較例で調製したゴム組成物をシート状に成形し、実施例1と同条件で加硫させたのち打ち抜いて、日本工業規格JIS K6251−1993「加硫ゴムの引張試験方法」において規定されたダンベル状1号形の試験片を作製した。
前記引張応力M100が小さいほど、ローラ本体は柔軟で、紙に対する摩擦係数μが高いことが判る。ただし引張応力M100が小さ過ぎると、ローラ本体の耐摩耗性が低下する。
実施例、比較例で製造した紙送りローラのローラ本体を、研磨面が水平となるように固定したサンドペーパ(#100番手)の上に30gの鉛直荷重をかけながら圧接させた状態で、200rpmで3分間回転させて摩耗させたのち、前記摩耗前後の質量の差を摩耗量(mg)として求めて耐摩耗性を評価した。
〈ローラ跡残り評価〉
実施例、比較例で製造した紙送りローラのローラ本体を、印刷面が水平となるように固定したインクジェットプリンタ用の写真用紙〔セイコーエプソン(株)製の写真用紙〈光沢〉〕の上に30gの鉛直荷重をかけながら圧接させた状態で、温度30±1℃、相対湿度80±1%の高温高湿環境下で3日間静置したのち、前記写真用紙の印刷面を観察してオイル等の転移が観察されたものを不良(×)、全く転移が見られなかったものを良好(◎)、僅かに転移が観察されたものの、実際に写真を印刷した際にローラ跡残りが実用上問題ないレベルであったものを普通(○)として評価した。
実施例、比較例で製造した紙送りローラを、インクジェットプリンタ〔キヤノン(株)製のPIXUS(登録商標)MP470〕の純正の紙送りローラと交換して、温度10±1℃、相対湿度20±1%の低温低湿環境下ではがき用紙を100枚連続して通紙した。そして通紙不良が全く発生しなかったものを良好(OK)、1枚でも通紙不良が発生したものを不良(NG)として評価した。
実施例1と比較例5の結果より、充填剤の総量を前記非油展EPDM100質量部あたり10質量部未満とする必要があり、それによってローラ本体の摩擦係数を高めて通紙性を向上するとともに、前記ローラ本体の強度や耐久性等を向上できることが判った。
2 ローラ本体
3 通孔
4 シャフト
5 外周面
Claims (3)
- ゴム分、架橋剤、および充填剤を含む紙送りローラのローラ本体形成用のゴム組成物であって、前記ゴム分は、
(a) 100℃でのムーニー粘度が15以上、50以下の非油展エチレンプロピレンジエンゴムと、前記非油展エチレンプロピレンゴム100質量部あたり10質量部以下のオイルとの混合物、および
(b) 前記非油展エチレンプロピレンジエンゴムと、液状エチレンプロピレンジエンゴムとの混合物、
からなる群より選ばれた少なくとも1種であり、かつ前記非油展エチレンプロピレンジエンゴム100質量部あたりの充填剤の量は10質量部未満であることを特徴とするゴム組成物。 - 前記架橋剤は過酸化物架橋剤である請求項1に記載のゴム組成物。
- 前記請求項1または2に記載のゴム組成物の架橋物からなるローラ本体を備えることを特徴とする紙送りローラ。
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