JP6414973B2 - 紙送りローラの製造方法 - Google Patents
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Description
特に挟んだ紙を幅方向の一方側に寄せるべくピンチローラを対ローラに対して平行に配置せず少し角度をつけて配置する場合、上記紙を一方向に寄せきった後はピンチローラが紙上で空転しなければならないため、とりわけその摩擦係数が小さいことが求められる。
特許文献1には、ウレタン系熱可塑性エラストマに樹脂ビーズを配合した樹脂組成物を射出成形することにより、ピンチローラ等の紙送りローラをシャフトと一体に形成することが記載されている。
特に前述した片寄せのためのピンチローラ等として使用するべく紙送りローラの摩擦係数を0.5未満とするためには、特許文献1の実施例の範囲(段落[0030]に規定の範囲)を超えて多量の樹脂ビーズを配合しなければならず、それによって紙送りローラが樹脂製のものと同等程度まで硬くなってしまって、前述した樹脂製のものと同様にゴム製の対ローラと直接に接触した際に当該対ローラを傷つけやすくなるとった問題を生じる。
すなわち射出成形では紙送りローラの、紙と接触する外周面の表面形状が金型の型面によって規定される平滑で摩擦係数の高い面とされるとともに、樹脂ビーズの多くは上記外周面の面内に埋没して摩擦係数の低下に寄与しにくい状態となるため、先述したように樹脂ビーズの配合割合の増加による摩擦係数の低下の度合いが不十分になる傾向がある。
本発明の目的は、熱可塑性エラストマに樹脂ビーズ等の球状フィラーを配合してなり、なおかつ現状よりも柔軟でしかも摩擦係数が小さい紙送りローラを、コスト安価に製造できる紙送りローラの製造方法を提供することにある。
本発明の製造方法によれば、紙送りローラは、上記のように熱可塑性エラストマと球状フィラーを含む樹脂組成物を、当該紙送りローラの断面形状に対応したダイを通して大気中などに押出成形して形成される。
そのため、例えば押出成形の条件等を適宜設定することにより、その外周面を、射出成形によって形成される平滑な外周面より摩擦係数の小さい面とすることができる。
したがって本発明によれば、球状フィラーの配合割合の増加による摩擦係数の低下の度合いを高めて紙送りローラの摩擦係数をより効率よく低減でき、例えば球状フィラーの配合割合を現状と同等程度またはそれ以下として紙送りローラに良好な柔軟性を付与しながら、なおかつその摩擦係数を現状よりも小さくすることが可能となる。
またタイプAデュロメータ硬さを90以下とすることにより、ピンチローラとしての紙送りローラをゴム製の対ローラと直接に接触させた際に当該対ローラが傷つくのをより一層良好に防止できる。
なお紙送りローラは、例えばピンチローラとして紙を一方向に寄せるために良好に機能させることを考慮するとある程度の摩擦力を有しているのが好ましいため、その摩擦係数は上記の範囲でも0.2以上であるのが好ましい。
なお紙送りローラの摩擦係数およびタイプAデュロメータ硬さを、本発明ではそれぞれ下記の方法によって測定した値でもって表すこととする。
図1に示すように、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製の板1を水平に設置し、当該板1と摩擦係数を測定する紙送りローラ2との間に、一端をロードセル3に接続した60mm×210mmサイズの紙4〔富士ゼロックス(株)製のP紙(普通紙)〕の他端を挟んだ状態で、図中に実線の矢印で示すように紙送りローラ2のシャフト5に0.98N(=100gf)の鉛直荷重Wを加える。
そして測定した搬送力Fと鉛直荷重W(=100gf)とから式(1):
によって摩擦係数を求める。
〈タイプAデュロメータ硬さ〉
紙送りローラのもとになる樹脂組成物を厚み2mmのシート状に成形し、それを3枚重ねて試験片とする。
〈熱可塑性エラストマ〉
熱可塑性エラストマとしては、前述したように樹脂よりも軟らかくかつゴムよりも摩擦係数の小さい種々の熱可塑性エラストマがいずれも使用可能である。かかる熱可塑性エラストマとしては、例えばポリエステル系熱可塑性エラストマ、ウレタン系熱可塑性エラストマ、スチレン系熱可塑性エラストマ、オレフィン系熱可塑性エラストマ等が挙げられる。
ところが上記可塑剤が対ローラからピンチローラに移行すると、当該ピンチローラが柔らかくなりすぎて摩耗しやすくなるおそれがある。
また上記紙送りローラの摩擦係数をより一層低減することを考慮すると、当該紙送りローラは、上記2種の中でもポリエステル系熱可塑性エラストマによって形成するのがさらに好ましい。
〈球状フィラー〉
本発明で使用する球状フィラーは真球状のものには限定されず、いわゆるビーズ状、粒状のものなども含みうる。
特に硬さや強度だけでなく、上記熱可塑性エラストマとの親和性や相溶性、あるいは取り扱いの容易さや入手のしやすさ等を考慮すると、球状フィラーとしては架橋アクリル樹脂ビーズ、またはガラスビーズが好ましい。
ただし粒径が大きすぎる球状フィラーは使用時に紙送りローラの外周面から脱落したりしやすいため、当該球状フィラーの平均粒径は上記の範囲でも120μm以下、特に100μm以下であるのが好ましい。
またガラスビーズとしては、例えばソーダ石灰ガラス、低アルカリガラス等の各種ガラスからなるビーズが使用できる。ガラスビーズの具体例としては、例えばポッターズ・バロティーニ(株)製の汎用ガラスビーズGB301S〔ソーダ石灰ガラス、平均粒径:50μm〕、EGB731〔低アルカリガラス、平均粒径:20μm〕、EGB731C〔低アルカリガラス、平均粒径:20μm、アクリルシラン処理〕等の1種または2種以上が挙げられる。
例えば球状フィラーを配合しない状態でのタイプAデュロメータ硬さが80であるポリエステル系熱可塑性エラストマに配合して、紙送りローラのタイプAデュロメータ硬さを90以下、摩擦係数を0.5未満とするためには、架橋アクリル樹脂ビーズの配合割合は、上記ポリエステル系熱可塑性エラストマ100質量部あたり10質量部以上、特に15質量部以上であるのが好ましく、30質量部以下であるのが好ましい。
〈その他の成分〉
樹脂組成物には、さらに必要に応じて各種の添加剤を任意の割合で配合してもよい。
〈製造方法〉
本発明の製造方法によれば、上記各成分を含む樹脂組成物を熱可塑性エラストマの融点T1(℃)に対してT1−5℃未満に温度を設定した、紙送りローラの断面形状に対応したダイを通して押出成形する工程を経て、紙送りローラが製造される。
すなわち、上記範囲より高温に設定したダイを通して樹脂組成物を押出成形すると、当該樹脂組成物は良好に溶融した状態を維持しながらダイからスムースに押し出されることになる。
そのため押出成形された紙送りローラは外周面が平滑になるとともに、球状フィラーの多くが上記外周面に埋没した状態となる結果、その摩擦係数が前述した0.5未満の範囲を満足できなくなる。
ただしダイの温度が低すぎと、外周面が荒れすぎて紙送りローラの外観が悪くなったり、スムースに押出成形できなくなったりするおそれがある。そのためダイの温度は、上記の範囲でも熱可塑性エラストマの融点T1(℃)に対してT1−50℃以上に設定するのが好ましい。
すなわち熱可塑性エラストマに球状フィラーその他を所定の割合でドライブレンドし、混練してペレット化したものを、さらに押出機のシリンダ内で混練しながら上記の温度に設定したダイを通して押出成形し、冷却したのち所定の長さにカットすることで紙送りローラが製造される。
ポリエステル系熱可塑性エラストマ〔東レ・デュポン(株)製のハイトレル3078、融点T1:170℃〕100質量部に、架橋アクリル樹脂ビーズ〔前出の三菱レイヨン(株)製のメタブレンF−410、平均粒径:100μm〕15質量部、および顔料としての酸化チタン〔堺化学工業(株)製のSA−1、アナタース型〕1質量部をドライブレンドし、下記表1に示す温度条件で、2軸押出機を用いてφ2mm程度のひも状に押出成形したのち長さ2〜4mmにカットして樹脂組成物のペレットを作製した。
架橋アクリル樹脂ビーズの配合割合を、ポリエステル系熱可塑性エラストマ100質量部あたり30質量部としたこと以外は実施例1と同様にしてペレットを作製し、紙送りローラを製造した。
〈比較例1〉
架橋アクリル樹脂ビーズを配合しなかったこと以外は実施例1と同様にしてペレットを作製し、紙送りローラを製造した。
架橋アクリル樹脂ビーズの配合割合を、ポリエステル系熱可塑性エラストマ100質量部あたり5質量部としたこと以外は実施例1と同様にしてペレットを作製し、紙送りローラを製造した。
〈実施例3〉
架橋アクリル樹脂ビーズに代えて、ポリエステル系熱可塑性エラストマ100質量部あたり20質量部のガラスビーズ〔前出のポッターズ・バロティーニ(株)製の汎用ガラスビーズGB301S、ソーダ石灰ガラス、平均粒径:50μm〕を配合したこと以外は実施例1と同様にしてペレットを作製し、紙送りローラを製造した。
架橋アクリル樹脂ビーズに代えて、ポリエステル系熱可塑性エラストマ100質量部あたり50質量部のガラスビーズ〔前出のポッターズ・バロティーニ(株)製の汎用ガラスビーズEGB731C、低アルカリガラス、平均粒径:20μm、アクリルシラン処理〕を配合したこと以外は実施例1と同様にしてペレットを作製し、紙送りローラを製造した。
前記汎用ガラスビーズEGB731Cの配合割合を、ポリエステル系熱可塑性エラストマ100質量部あたり80質量部としたこと以外は実施例4と同様にしてペレットを作製し、紙送りローラを製造した。
上記各実施例、比較例で製造した紙送りローラの摩擦係数を、先に説明した方法によって測定した。
さらに上記シートを打ち抜いて日本工業規格JIS K6251:2010「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に規定されたダンベル状3号形の試験片を作製し、このダンベル状3号形の試験片を用いて、温度23±2℃の環境下、上記規格に所載の試験方法に則って引張試験をした際の引張強さTS(MPa)、および切断時伸びEb(%)を求めた。
図2および表3、表4より、特許文献1で採用した射出成形では、摩擦係数が0.5未満で、かつタイプAデュロメータ硬さが90以下である紙送りローラを形成できないのに対し、本発明によれば熱可塑性エラストマに球状フィラーを配合して押出成形することによって、上記の条件を満足しうる紙送りローラを形成できることが判った。
下記表5に示す温度条件で押出成形したこと以外は実施例4と同様にして紙送りローラを製造した。
そして上記各実施例、比較例で製造した紙送りローラの摩擦係数を、先に説明した方法によって測定した。結果を実施例4の結果と併せて表5に示す。
2 紙送りローラ
3 ロードセル
4 紙
5 シャフト
F 搬送力
W 鉛直荷重
Claims (3)
- 熱可塑性エラストマ、および球状フィラーを含む樹脂組成物を、前記熱可塑性エラストマの融点T1(℃)に対してT1−5℃未満に温度を設定した、紙送りローラの断面形状に対応したダイを通して押出成形する工程を経て、摩擦係数が0.5未満で、かつタイプAデュロメータ硬さが90以下である紙送りローラを製造する紙送りローラの製造方法。
- 前記熱可塑性エラストマはポリエステル系熱可塑性エラストマである請求項1に記載の紙送りローラの製造方法。
- 前記球状フィラーは架橋アクリル樹脂ビーズ、およびガラスビーズからなる群より選ばれた少なくとも1種である請求項1または2に記載の紙送りローラの製造方法。
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