JP4459570B2

JP4459570B2 - 鳴き防止ロール

Info

Publication number: JP4459570B2
Application number: JP2003290041A
Authority: JP
Inventors: 弥香坂谷; 修平野田
Original assignee: Synztec Co Ltd
Current assignee: Synztec Co Ltd
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2023-08-08
Also published as: JP2005059279A

Description

本発明は、発泡ポリウレタンからなる鳴き防止ロールに関し、特に、複写機、ファクシミリ、各種プリンター等の各種ＯＡ機器等の各種給紙、搬送を行う給紙搬送用ロール、及び紙葉類分離ロールに用いて好適な鳴き防止ロールに関する。

従来、各種ＯＡ機器の給紙・搬送用のロールは、搬送力が大きく、耐摩耗性に優れることが求められていたが、近年、給紙時の紙等との摩擦による振動により、いわゆる鳴き現象が生じるという点が問題視されている。

例えば、給紙部の重層防止に用いられる分離ロールには、その耐磨耗性、原稿非汚染性の点から、一般的には発泡ポリウレタンが用いられるが、紙さばき後、例えば、給紙ベルトと分離ロールとがつれまわりする際にブブブ、キューという鳴きが発生する。

従来、鳴き対策として、種々の検討がなされている。

例えば、本出願人は、低硬度化を図りつつ耐久性に優れ、紙粉の影響を受けず安定した摩擦係数を維持することができ、且つ鳴きが発生しない給紙搬送用ロールを提案している（特願２００１−３６４４７１）。

しかしながら、未だ十分な対策品は出現していない。

本発明はこのような事情に鑑み、給紙搬送用ロール及び紙葉類分離ロールに用いて鳴きを防止することができる鳴き防止ロールを提供することを課題とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の組成を有する発泡ウレタンを用いると、鳴きに対してきわめて有効であるという新たな知見を得て、本発明を完成させた。

かかる本発明の第１の態様は、カプロラクトン系ジオールを用いたプレポリマーに、２官能短鎖ジオールからなる鎖延長剤と３官能以上の短鎖ポリオールからなる架橋剤とを用いて得た発泡ポリウレタンからなる鳴き防止ロールにおいて、鎖延長剤及び架橋剤の総量に対して架橋剤が２０重量％以上であり、ゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで４０°〜６５°であり、セル径が０．１ｍｍ以上であることを特徴とする鳴き防止ロールにある。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記鎖延長剤が、１，４−ブタンジオール又は１，３−プロパンジオールであることを特徴とする鳴き防止ロールにある。

本発明の第３の態様は、第１または２の態様において、前記架橋剤が、トリメチロールプロパン又はトリメチロールエタンであることを特徴とする鳴き防止ロールにある。

本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記プレポリマーが４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を用いて製造されたものであることを特徴とする鳴き防止ロールにある。

本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記発泡ポリウレタンが、メカニカルフロスで発泡されていることを特徴とする鳴き防止ロールにある。

以上説明したように、本発明では、カプロラクトン系ジオールを用いたプレポリマーに、２官能短鎖ジオールからなる鎖延長剤と３官能以上の短鎖ポリオールからなる架橋剤とを用いて得た発泡ポリウレタンからなる鳴き防止ロールにおいて、鎖延長剤及び架橋剤の総量に対して架橋剤が２０重量％以上であり、ゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで４０°〜６５°以下であり、セル径が０．１ｍｍ以上であることにより、異音発生が防止されるとともに、汚染性がないという効果を奏する。

ここで、本発明の鳴き防止ロールは、従来から知られている発泡ポリウレタンのうち、ポリε−カプロラクトン系ポリオールと、ポリイソシアネートと、鎖延長剤および架橋剤とを用いて製造されるものである。ポリε−カプロラクトン系ポリオールとしては、数平均分子量が１０００〜４０００のポリオールを用い、ポリイソシアネート化合物としては、２，６−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、３，３−ジメチルジフェニル−４，４’−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）などを挙げることができる。特に、性能およびコスト面で好適なものはＭＤＩである。

また、鎖延長剤は、２官能短鎖ジオールであり、例えば、数平均分子量が８０〜１６０の短鎖ジオールであり、例えば、プロパンジオール（ＰＤ）及びブタンジオール（ＢＤ）の少なくとも一方を用いるが、勿論、二種以上混合して用いてもよい。ここで、プロパンジオールとしては１，３−プロパンジオールが、ブタンジオールとしては１，４−ブタンジオールが代表的なものであり、１，３−プロパンジオール及び１，４−ブタンジオールは性能およびコスト面で好適であるが、これに限定されるものではない。

一方、架橋剤は３官能短鎖ポリオールであり、例えば、数平均分子量が８００以下、好ましくは５００以下の３官能ポリオールであり、例えば、トリメチロールエタン（ＴＭＥ）及びトリメチロールプロパン（ＴＭＰ）の少なくとも一方を用いる。

ここで、鎖延長剤と架橋剤との総量に対して架橋剤を２０重量％以上用いるのが好ましく、２官能：３官能＝８０：２０〜５０：５０であることが好ましい。架橋剤が２０重量％より少ないと、硬度が高くなり鳴きが発生する。また、５０重量％より多いと、耐久性が低下し、ロールとしての機能を果たさなくなる。

本発明の鳴き防止ロールは、上述した原料を所定比率で配合後、発泡成形すればよいが、所定の添加剤を添加してもよい。例えば、発泡剤、整泡剤、老化防止剤、酸化防止剤などを添加してもよい。また、発泡は発泡剤による発泡でもよいが、整泡剤を添加して機械的に発泡させるメカニカルフロスでの発泡でもよい。

本発明の鳴き防止ロールは、セル径が０．１ｍｍ以上であるのが好ましい。０．１ｍｍ未満であると、鉛筆カス等がセルに詰まってロールが汚染され、搬送力が低下するからである。かかるセル径は、主に、ゴム硬度や発泡部材の発泡密度（ｇ／ｃｍ^３）（注型重量［ｇ］／注型金型の容積［ｃｍ^３］）により決定されるが、発泡密度は、０．６［ｇ／ｃｍ^３］以下とするのが好ましい。これより大きいと、セル径が０．１ｍｍより小さくなる傾向にあり、好ましくないからである。なお、かかる発泡部材は、連続気泡でも独立気泡でもよい。

本発明の鳴き防止ロールのゴム硬度（ＡｓｋｅｒＣ）は、用途や製造条件に応じて適宜決定すればよいが、給紙搬送用ロール、特に、リバースロールとして用いる場合には、ゴム硬度４０〜６５°（ＡｓｋｅｒＣ）とするのが好ましい。

図１には、本発明の鳴き防止ロールをリバースロールとして用いた様子を示す説明図である。図１に示すように、リバースロール１０は、給紙駆動ベルト２１に対向して設けられ、この上流側には、紙葉類３０をピックアップするピックアップロール２２が設けられている。

このようなリバースロール１０では、紙さばき後、リバースロール１０が給紙駆動ベルト２１と連れ回りする際に、ブブブ、キューというスティックスリップ音が発生する場合があるが、本発明の鳴き防止ロールを用いると、このような鳴きが著しく低減される。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、これらの実施例は本発明の範囲を何ら限定するものではない。

（実施例１）
カプロラクトン系ポリウレタンプレポリマー（ＲＶ２６００：大日本インキ化学工業株式会社製）１００重量部に、整泡剤、老化防止剤を添加し、メカニカルフロスで５分間攪拌した。その後、硬化剤として、鎖延長剤１，４−ブタンジオール／架橋剤トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）＝６０／４０の混合物を７．３重量部と、水０．０５重量部とを混合し、メカニカルフロスで１分間攪拌したものを、１２０℃に加熱した金型に発泡密度０．４ｇ／ｃｍ^３となるように注型し、４０分後に取り出した。

得られたロールを研磨し、突っ切りし、外径φ２７ｍｍ×内径φ１７ｍｍ×幅２６ｍｍのロール発泡体を得た。

（実施例２）
鎖延長剤１，４−ブタンジオール／架橋剤トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）＝７０／３０の混合物を硬化剤として用いた以外は実施例１と同様にしてロール発泡体を得た。

（実施例３）
鎖延長剤１，４−ブタンジオール／架橋剤トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）＝８０／２０の混合物を硬化剤として用いた以外は実施例１と同様にしてロール発泡体を得た。

（実施例４）
発泡密度０．６ｇ／ｃｍ^３となるようにした以外は、実施例１と同様にしてロール発泡体を得た。

（実施例５）
発泡密度０．６ｇ／ｃｍ^３となるようにした以外は、実施例２と同様にしてロール発泡体を得た。

（比較例１）
カプロラクトン系ポリウレタンプレポリマー（ＲＶ２６００：大日本インキ化学工業株式会社製）１００重量部に、整泡剤、老化防止剤を添加し、メカニカルフロスで５分間攪拌した。その後、硬化剤として、鎖延長剤１，４−ブタンジオール／架橋剤トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）＝８０／２０の混合物を７．３重量部と、水０．０５重量部とを混合し、メカニカルフロスで１分間攪拌したものを、１２０℃に加熱した金型に発泡密度０．６ｇ／ｃｍ^３となるように注型し、４０分後に取り出した。

（比較例２）
鎖延長剤１，４−ブタンジオール／架橋剤トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）＝６０／４０の混合物を硬化剤として用い、発泡密度０．８ｇ／ｃｍ^３となるようにした以外は、比較例１と同様にしてロール発泡体を得た。

（比較例３）
鎖延長剤１，４−ブタンジオール／架橋剤トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）＝７０／３０の混合物を硬化剤として用いた以外は比較例２と同様にしてロール発泡体を得た。

（比較例４）
鎖延長剤１，４−ブタンジオール／架橋剤トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）＝８０／２０の混合物を硬化剤として用いた以外は比較例２と同様にしてロール発泡体を得た。

（比較例５）
鎖延長剤１，４−ブタンジオール／架橋剤トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）＝８５／１５の混合物を硬化剤として用いた以外は実施例４と同様にしてロール発泡体を得た。

（試験例１）
各実施例および比較例のロール発泡体について、ゴム硬度（ＡｓｃｋｅｒＣ）、セル径、および摩擦係数を測定した。これらの結果を表１に示す。

なお、セル径は、１００倍の顕微鏡写真でランダムに１０個測定した平均とした。

また、摩擦係数は、図２に示す装置を用いて測定した。すなわち、図２に示すように、固定したサンプルロール１１に対向して回転自在に保持したフリーロール１２を所定の荷重２００ｇｆで圧着し、その間に配置した測定用紙１３をロードセル１４を介して２０ｍｍ／ｓｅｃで移動したときのロードセル１４の出力をアンプ１５を介して接続した検出器１６で測定し、そのときの荷重Ｑ（Ｎ）を求めた。そして、摩擦係数μを以下の式から求めた。

（試験例２）
各実施例および比較例のロール発泡体をリバースロールとして、実機（リコー社製：ｉｍａｇｉｏＭＦ３３００Ｗ）に取り付け、第二原図（薄紙）（Ａ４）を４０〜６０枚給紙した際の鳴き（異音）発生を官能試験にて確認した。１０℃で３０％ＲＨの環境下で行った。また、この際の汚染性を観察した。これらの結果を併せて表１に示す。

この結果、実施例１〜５のロール発泡体は、鎖延長剤および架橋剤の総量中の架橋剤が２０重量％以上であり、ゴム硬度が６５°以下であり、且つセル径が０．０１ｍｍ以上であるので、異音が観察されないが、鎖延長剤および架橋剤の総量中の架橋剤が２０重量％以上であっても、ゴム硬度が６５°より大きくなると（比較例１〜４）、異音が発生し、また、セル径が０．１ｍｍより小さくなると（比較例２〜４）、汚染性が低下することがわかった。また、鎖延長剤および架橋剤の総量中の架橋剤が２０重量％未満であると（比較例５）、硬度が上昇するため異音が発生することがわかった。

本発明の鳴き防止ロールの使用態様の一例を示す図である。本発明の試験例の測定状況を示す概略図である。

符号の説明

１０リバースロール
１１サンプルロール
１２フリーロール
１３測定用紙
１４ロードセル
１５アンプ
１６検出器
２１給紙駆動ベルト
２２ピックアップロール
３０紙葉類

Claims

カプロラクトン系ジオールを用いたプレポリマーに、２官能短鎖ジオールからなる鎖延長剤と３官能以上の短鎖ポリオールからなる架橋剤とを用いて得た発泡ポリウレタンからなる鳴き防止ロールにおいて、鎖延長剤及び架橋剤の総量に対して架橋剤が２０重量％以上であり、ゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで４０°〜６５°であり、セル径が０．１ｍｍ以上であることを特徴とする鳴き防止ロール。
請求項１において、前記鎖延長剤が、１，４−ブタンジオール又は１，３−プロパンジオールであることを特徴とする鳴き防止ロール。
請求項１または２において、前記架橋剤が、トリメチロールプロパン又はトリメチロールエタンであることを特徴とする鳴き防止ロール。
請求項１〜３の何れかにおいて、前記プレポリマーが４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を用いて製造されたものであることを特徴とする鳴き防止ロール。
請求項１〜４の何れかにおいて、前記発泡ポリウレタンが、メカニカルフロスで発泡されていることを特徴とする鳴き防止ロール。