JP6484121B2 - ロールおよびロールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ロール、ロールの製造方法、および樹脂に関する。

複写機、プリンター、ファクシミリおよび複合機等の画像形成機器には、用紙を搬送する給紙ロールが設けられる。給紙ロールには、ピックアップロール、フィードロール、分離ロール、搬送ロール等が存在する。

給紙ロールには、高い摩擦係数が要求される。摩擦係数は、給紙ロールが用紙に接触した時の接触面積が広いほど大きくなる。そこで、柔らかく変形しやすい内層と摩擦係数が大きい外層とを有する２層構造の給紙ロールが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

給紙ロールの外層の材料としては種々の材料が提案されているが、画像形成機器への汚染等の観点からシリコーンゴムが広く用いられている（例えば、特許文献３）。給紙ロールの外層の材料としては、ウレタン系（メタ）アクリレートオリゴマーに紫外線を照射して硬化させた樹脂も提案されている（例えば、特許文献４及び５）。

特開２００６−１６０４６８号公報 特開平８−１６９５７３号公報 特公平６−７９４９号公報 特開２００２−３１０１３６号公報 特許第４３９３４９９号明細書

しかし、シリコーンゴムからなる外層を有する給紙ロールには、耐摩耗性が低いという問題がある。給紙ロールを使用し続けると、耐摩耗性が低い外層は徐々に摩耗する。すると給紙ロールの断面は変形し、用紙の搬送が困難になる。そこで本発明は、このような問題を解決することを課題とする。

上記の問題を解決するために、本発明の一観点によれば、複数の硫黄原子を有する第１原子団と、複数の炭素原子が一列に並び前記複数の硫黄原子のいずれかに末端が結合した炭素鎖を有する複数の第２原子団と、それぞれがウレタン結合を有し前記複数の第２原子団のいずれかに結合した複数の第３原子団とを有する樹脂層と、前記樹脂層により外表面が覆われた円筒状の発泡樹脂とを有するロールが提供される。

開示のロールによれば、耐摩耗性に優れたロールが提供される。

図１は、実施の形態１の給紙ロールの断面を説明する図である。 図２は、樹脂層の分子構造を説明する図である。 図３は、第２原子団の一例を説明する図である。 図４は、発泡樹脂の一例を説明する図である。 図５は、発泡樹脂の別の例を説明する図である。 図６は、実施の形態１の給紙ロールの使用方法の一例を示す図である。 図７は、給紙ロールの製造方法を説明する工程断面図である。 図８は、樹脂層のプレポリマーの生成方法の一例を説明する図である。 図９は、樹脂原料の硬化反応の一例を説明する図である。 図１０は、実施の形態１の変形例を説明する図である。 図１１は、実施例１〜２１をまとめた表１〜２である。 図１２は、実施例１〜２１に用いるプレポリマーの原料を説明する表３である。 図１３は、圧縮荷重の測定方法を説明する図である。 図１４は、比較例をまとめた表４〜５である。 図１５は、実施例１〜１８の静止摩擦係数と比較例１〜１８の静止摩擦係数の関係を示す図である。 図１６は、実施例１〜１８の摩耗量と比較例１〜１８の摩耗量の関係を示す図である。 図１７は、実施例２２〜２４をまとめた表６である。

以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。図面が異なっても同じ構造等を有する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

（実施の形態１）
（１）構造
図１は、実施の形態１の給紙ロール２の断面を説明する図である。給紙ロール２は、図１に示すように、樹脂層４と、樹脂層４により外表面が覆われた円筒状の発泡樹脂６とを有する。

―樹脂層―
図２は、樹脂層４の分子構造を説明する図である。

樹脂層４は、第１原子団８ａと、複数の第２原子団８ｂと、複数の第３原子団８ｃとを有する。

第１原子団８ａは、複数の硫黄原子１０を有する原子団（原子の集団）である。第１原子団８ａは、例えば４官能チオールからチオール基（−ＳＨ）の水素を取り除いた原子団である。

第２原子団８ｂは、複数の炭素原子が一列に並んだ炭素鎖を有する原子団である。第２原子団８ｂに含まれる炭素鎖の末端は、複数の硫黄原子１０のいずれかに結合している。

第３原子団８ｃは、ウレタン結合を有する原子団である。第３原子団８ｃは例えば、ウレタン結合と炭素を含む原子鎖である。第３原子団８ｃはそれぞれが、複数の第２原子団８ｂのいずれかに結合している。第３原子団８ｃは、両端または一端で第２原子団８ｂに結合する。

図３は、第２原子団８ｂの一例を説明する図である。第２原子団８ｂは例えば、化学式[−ＣＨ_２Ｃ(ＣＨ_３)(ＣＯＯ−)−]で表される原子団１２（以下、メタクリル結合と呼ぶ）を有する原子団である（図３（ａ）参照）。或いは第２原子団８ｂは、化学式[−ＣＨ_２ＣＨ(ＣＯＯ−)−]で表される原子団１４（以下、アクリル結合と呼ぶ）を有する原子団である（図３（ｂ）参照）。

すなわち、第２原子団８ｂは例えば式
（式中、Ｒ１は水素またはメチル基を表す）
で表される原子団（以下、（メタ）アクリル結合と呼ぶ）を有する原子団である。

第３原子団８ｃはウレタン結合を有し、例えば（メタ）アクリル結合の１２，１４うちのエステル結合（−ＣＯＯ−）に結合した原子団Ｒである。複数の（メタ）アクリル結合１２，１４のうちの一部には、第３原子団８ｃ以外の原子団Ｒ２（例えば、メチル基）が結合してもよい。

―発泡樹脂―
図４は、発泡樹脂６の一例を説明する図である。図４（ａ）は、発泡樹脂６の表層部分の断面図である。発泡樹脂６は好ましくは、連続気泡構造１６を有するウレタンフォームである。発泡樹脂６は、ウレタンフォーム以外の発泡樹脂（例えば樹脂部分が、天然ゴム、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、シリコーンゴム、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、(メタ）アクリル樹脂およびＥＶＡ（Ethylene-vinyl acetate）の何れかである発泡樹脂）であってもよい。

図４（ｂ）は、樹脂層４に覆われた発泡樹脂６の状態を説明する図である。図４（ｂ）に示すように樹脂層４は好ましくは、発泡樹脂６の連続気泡構造１６内に成形された領域１８を有する。この領域１８により、樹脂層４は発泡樹脂６に固定される。

図５は、発泡樹脂６の別の例を説明する図である。図５（ａ）には、発泡樹脂６の表層部分の断面が示されている。発泡樹脂６は図５（ａ）に示すように、独立気泡構造２０を有するウレタンフォームであってもよい。図５（ａ）に示す発泡樹脂６は、表層が研磨されている。研磨により、発泡樹脂６の表面には開放された独立気泡２２が形成される。図５（ｂ）は、樹脂層４に覆われた発泡樹脂６の状態を説明する図である。図５（ｂ）に示すように樹脂層４は好ましくは、開放された独立気泡２２内に成形された領域１１８を有する。この領域１１８により、樹脂層４は発泡樹脂６に固定される。

―耐摩耗性等―
実施の形態１の給紙ロール２は、高い耐摩耗性と大きな摩擦係数とを有する。

給紙ロール２の樹脂層４は、硫黄結合（−Ｓ−）とウレタン結合（−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−）とを含んでいる。硫黄結合およびウレタン結合は、柔軟性に富み伸縮しやすい結合である。従って、給紙ロール２の樹脂層４は柔らかく伸縮しやすい。

樹脂層４は柔らかく伸縮しやすので、用紙から摩擦を受けても容易に変形し、表層に損傷は生じ難い。従って、樹脂層４の耐摩耗性は高い。

樹脂層４は柔らかいので、圧縮荷重が加わると容易に変形する。すると、樹脂層４と下地との接触面積が広くなる。従って、実施の形態１の樹脂層４の摩擦係数は大きい。

（２）使用方法
図６は、実施の形態１の給紙ロール２の使用方法の一例を示す図である。図６に示す給紙ロール２は、リタードロールである。リタードロールは、印刷媒体（例えば、用紙）に画像を形成する画像形成装置（例えば、プリンター、ファクシミリおよび複合機等）の搬送ユニットに使用される給紙ロールである。

実施の形態１の給紙ロール２は、フィードロール２６に沿って配置される。フィードロール２６は、給紙方向２８に回転するように駆動される。一方、実施の形態１の給紙ロール２は、フィードロール２６とは逆方向に回転するように駆動される。

実施の形態１の給紙ロール２には、フィードロール２６に加わる駆動力より弱い駆動力が印加される。従って、実施の形態１の給紙ロール２とフィードロール２６との間に用紙が供給さると、用紙はフィードロール２６により給紙方向２８に搬送される。

ところで、給紙ロール２とフィードロール２６の間には、用紙のピックアップ動作の不調により、２枚の用紙３０，３２が一緒に供給されることがある。

この場合、フィードロール２６側の用紙３０は、フィードロール２６により給紙方向２８に搬送される。一方、給紙ロール２側の用紙３２は、逆回転する給紙ロール２により、給紙方向２８の逆法方向に搬送される。その結果、給紙ロール２側の用紙３２は、用紙カセット（図示せず）に戻される。従って、画像形成装置の誤作動が抑制される。

フィードロール２６と給紙ロール２は、用紙３０，３２により圧迫される。フィードロール２６は、給紙ロール２より硬いロールである。従ってフィードロール２６は、用紙３０，３２に圧迫されても殆ど変形しない。

一方、実施の形態１の給紙ロール２は、内層の発泡樹脂６（例えば、ウレタンフォーム）が柔らかいので、用紙３０，３２から圧迫されると容易に変形する。従って実施の形態１によれば、給紙ロール２と用紙３２との接触面積が広くなる。その結果、給紙ロール２と用紙３２の摩擦係数が大きくなり、用紙３２の逆方向（給紙方向２８の逆方向）への搬送が容易になる。

（３）製造方法
図７は、給紙ロール２の製造方法を説明する工程断面図である。図８は、樹脂層４のプレポリマーの生成方法の一例を説明する図である。

（３−１）樹脂原料の生成（図８参照）
例えば、不飽和結合およびヒドロキシル基を有するモノマー（以下、第１モノマーと呼ぶ）と、複数のイソシアネート基を有するイソシアネートと、ポリオールとを反応させて、樹脂層４のプレポリマーを生成する。

プレポリマーの生成反応では、イソシアネート（例えば、図８（ｂ）参照）のイソシアネート基と第１モノマー（例えば、図８（ａ）参照）のヒドロキシル基とが反応して、ウレタン結合が生成される。更に、イソシアネート（例えば、図８（ｂ）参照）の別のイソシアネート基とポリオール（例えば、図８（ｃ）参照）のヒドロキシル基とが反応して、別のウレタン結合が生成される。

第１モノマーは例えば、図８（ａ）の化学式を有するメタクリル酸2-ヒドロキシエチルである。イソシアネートは例えば、図８（ｂ）の化学式を有するＨＭＤＩ（ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート）である。ポリオールは例えば、図８（ｃ）の化学式を有するポリエーテルポリオールである。

これらの原料から、図８（ｅ）に示す分子構造を有するプレポリマー３４が生成される。図８（ｄ）は、プレポリマー３４のうち中央部分３６の構造を示す化学式である。ｎは１以上の整数である。プレポリマー３４は図８（ｅ）に示すように、不飽和結合３８とウレタン結合４０とを有する。

生成されたプレポリマー３４に多官能チオール（複数のチオール基を有する化合物）と光重合開始剤とを混合して、樹脂層４の原料（以下、樹脂原料と呼ぶ）を生成する。プレポリマー３４には、粘度調整用のモノマーを混合してもよい。粘度調整用のモノマーは例えば、第１モノマーである。

以上の例では第１モノマー（図８（ａ）参照）は、メタクリル酸基４１とヒドロキシル基４３とを有するモノマーである。しかし第１モノマーは、アクリル酸基とヒドロキシル基とを有するモノマーであってもよい。すなわち、第１モノマーは例えば、（メタ）アクリル酸基およびヒドロキシル基を有するモノマーである。

また、以上の例ではプレポリマー３４は、両端にメタクリル酸基（又は、アクリル酸基）を有している。しかし、プレポリマー３４は一端にメタクリル酸基（又は、アクリル酸基）を有し、他端には別の官能基（例えば、ヒドロキシル基）を有するポリマーであってもよい。

（３−２）塗布（図７（ａ）〜（ｂ）参照）
次に、円筒状の発泡体４２を用意する（図７（ａ）参照）。発泡体４２は好ましくは、連続気泡構造を有するウレタンフォームである。

この発泡体４２の外表面に、上述した樹脂原料を塗布する（図７（ｂ）参照）。

（３−３）紫外線照射（図７（ｃ）参照）
樹脂原料４４の塗布後、樹脂原料４４に紫外線４５を照射して、樹脂原料４４を硬化させる（図７（ｃ）参照）。この硬化により樹脂原料４４は、樹脂層４（図１参照）になる。図９は、樹脂原料４４の硬化反応の一例を説明する図である。

（３−３−１）光重合開始剤による連鎖重合
樹脂原料４４に紫外線４５を照射すると、先ず光重合開始剤４６（図９（ａ）参照）からラジカル４８（Ｒ３・）が発生する。Ｒ３は、炭素を含む原子団である。

ラジカル４８（図９（ｃ）参照）は、プレポリマー３４と結合して第１成長種５２ａを生成する。第１成長種５２ａは、プレポリマー３４と連鎖的に重合（連鎖重合）しながら成長する。第１成長種５２ａは最終的には、例えば別の第１成長種５２ａ（成長した第１成長種を含む、以下同様）または後述する第２成長種５２ｂ（成長した第２成長種を含む、以下同様）と結合して重合を停止する。

第１成長種５２ａと第２成長種５２ｂ（図９（ｄ）参照）とが結合すると、一端が硫黄原子１０（図２参照）に結合した第２原子団１０８ｂが生成される。

（３−３−２）チオール基による連鎖移動反応
光重合開始剤４６から生じたラジカル４８（図９（ｂ）参照）の一部は、多官能チオール５０のチオール基(-ＳＨ)と反応する。この反応により、硫黄ラジカルを有するラジカル５４（Ｒ４−Ｓ・）が生成される。Ｒ４は、炭素を含む原子団である。

ラジカル５４（図９（ｄ）参照）は、プレポリマー３４と結合して第２成長種５２ｂを生成する。第２成長種５２ｂは、プレポリマー３４と連鎖的に重合（連鎖重合）しながら成長する。第２成長種５２ｂは最終的には、例えば第１成長種５２ａまたは別の第２成長種５２ｂと結合して連鎖重合を停止する。第２成長種５２ｂ同士が結合すると、両端が硫黄原子１０に結合した第２原子団２０８ｂが生成される（図２参照）。第２成長種５２ｂが第１成長種５２ａと結合すると、上述したように、一端が硫黄原子１０に結合した第２原子団１０８ｂ（図２参照）が生成される。

（３−３−３）酸素阻害の抑制
大気中で樹脂原料４４に紫外線を照射すると、第１及び第２成長種５２ａ，５２ｂ（図９（ｅ）参照）のラジカル電子（・）は、大気中の酸素と反応してペルオキシラジカル５６（ＯＯ・）を生成する（図９（ｅ）参照）。図９（ｅ）のＲ５は、炭素を含む原子鎖である。具体的にはＲ５は、連鎖重合により生じた原子鎖である。ペルオキシラジカル５６は、不活性なラジカルである。従ってペルオキシラジカル５６は、プレポリマー３４とは結合しない。

このためペルオキシラジカル５６が発生すると、第２原子団８ｂが十分に成長しないうちに連鎖重合が停止する。その結果、未反応のプレポリマーが大量に発生し、樹脂原料４４は硬化不良を起こす。この様な連鎖重合の停止（以下、酸素阻害と呼ぶ）は、樹脂層４の表層で起きやすい。酸素阻害が起きた表層はべたつくので、給紙ロールの外層には適していない。

しかし実施の形態１では、多官能チオール５０（図９（ｆ）参照）のチオール基がペルオキシラジカル５６と反応して、硫黄ラジカルを有するラジカル５４（Ｒ４−Ｓ・）を生成する。硫黄ラジカルを有するラジカル５４（Ｒ４−Ｓ・）は、プレポリマー３４と反応して第２成長種５２ｂを生成する（図９（ｄ）参照）。生成された第２成長種５２ｂはプレポリマー３４と連鎖重合して、最終的には少なくとも一端が硫黄に結合した第２原子団１０８ｂ，２０８ｂを生成する。すなわち、ペルオキシラジカル５６のラジカル活性が多官能チオールのチオール基に移動して、連鎖重合が再開（連鎖移動反応）する。従って実施の形態１によれば、樹脂原料４４は硬化不良を起こさない。

実施の形態１によれば、図９を参照して説明した硬化反応により、硫黄結合とウレタン結合の両方を含む樹脂層４が形成される。従って実施の形態１によれば、高い耐摩耗性と大きな摩擦係数を有する給紙ロール２が得られる。

ところで、ラジカル５４（図９（ｄ）参照）は、多官能チオール５０のチオール基が活性化したラジカルである。従って、ラジカル５４とプレポリマー３４の反応（図９（ｄ）参照）は、エン−チオール反応である。

上述したように樹脂層４の原料には、粘度調整用のモノマーを混合してもよい。粘度調整用のモノマーは、例えば不飽和結合およびヒドロキシル基を有する第１モノマーである。この場合、第１モノマーは、第２原子団８ｂに取り込まれる（図３（ａ）参照）。図３（ａ）のうち原子団１２のエステル基に原子団Ｒ２が結合した部分構造（図３（ａ）の右端の部分構造）が、第２原子団８ｂに取り込まれた第１モノマーである。

（３−４）裁断
紫外線照射の後、発泡体４２を所定の長さに裁断して、給紙ロール２を完成する。

（４）変形例
図１０は、実施の形態１の変形例１０２を説明する図である。

変形例１０２は、スキン層５８が設けられた円筒状の発泡樹脂１０６を有する給紙ロールである。スキン層５８は、発泡樹脂１０６の外表面側に位置するセル構造（多孔質構造）内に、第１〜第３原子団８ａ〜８ｃを有する樹脂が浸潤した層である。変形例１０２も図１の給紙ロール２と同様、該樹脂の優れた柔軟性に基づく高い耐摩耗性と大きな摩擦係数とを有する。発泡樹脂１０６は好ましくは、多孔質であるセル構造が外表面に露出した状態のウレタンフォーム（例えば、連続気泡を有するウレタンフォーム）である。

変形例１０２は、図７を参照して説明した製造方法と略同じ手順により形成することができる。但し樹脂原料の粘度は、発泡樹脂１０６のセル構造内に樹脂原料が容易に侵入するように調整される。具体的には、原料温度を上げることや粘度調整用のモノマーの重量比を大きくすることで、樹脂原料の粘度が低く調整される。

スキン層５８の厚さは、例えば２０００μｍ以下である。硬化後の樹脂原料のＡ硬度（ＪＩＳ−Ａ硬度）が５０以下の場合、スキン層５８の厚さは好ましくは３００〜６００μｍである。

以上の例では、プレポリマー３４の生成に用いる第１モノマーは、（メタ）アクリル酸基およびヒドロキシル基を有するモノマーである。しかし、第１モノマーは、（メタ）アクリル酸基以外の官能基とヒドロキシル基とを有するモノマーであってもよい。例えば、第１モノマーは、ビニル基とヒドロキシル基とを有するモノマーまたはエチニル基とヒドロキシル基とを有するモノマーであってもよい。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（１）実施例１〜２１
図１１は、実施例１〜２１をまとめた表１〜２である。表１〜２の第２〜４行は、各実施例で用いる樹脂原料の成分である。表１及び２の第５〜６行はそれぞれ、各実施例で形成する樹脂層４のＡ硬度（ＪＩＳ−Ａ硬度）および塗工厚みである。

表１及び２の第７〜９行はそれぞれ、各実施例で形成した給紙ロール２の静止摩擦係数、圧縮荷重および摩耗量である。表１及び２の第１０行は、給紙ロール２のリタードロールとしの使用可能性を判定した結果である。摩耗量は、テーバー摩耗試験（JIS K7204）により測定した。リタードロールとしての使用可能性の判定基準（以下、判定基準と呼ぶ）と圧縮荷重の測定方法は、後述する。

―実施例１―
実施例１では、表１の第２〜４行に示すように、１００重量部の第１プレポリマーＰＰ１に、５重量部のＰＥＭＰ（ペンタエリスリトールテトラキス）と１重量部の光重合開始剤Irgacure1173を添加した樹脂原料を用いる。Irgacure1173は、ＢＡＳＦ社が製造している光重合開始剤である。ＰＥＭＰは、４官能チオールである。樹脂原料に対して、粘度が３０〜２００Pa・sになるように、原料温度の調整と(メタ)アクリルモノマーの混合を行った。(メタ)アクリルモノマーの代わりに、炭素の二重結合を有するモノマーを混合してもよい（実施例２〜２１および後述する実施例２２〜２４についても同様）。

図７（ａ）〜（ｂ）に示すようにこの樹脂原料を、円筒状のウレタン発泡体４２の表面に例えば、０．３ｍｍ塗布（表１の第６行目参照）する。

その後、樹脂原料を塗布したウレタン発泡体４２を回転させながら、樹脂原料４４に紫外線４５を照射する（図７（ｃ）参照）。紫外線の強度は例えば、１５０ｍＷ／ｃｍ^２である。紫外線の積算光量は例えば、８００ｍＪ／ｃｍ^２である。紫外線照射後の樹脂原料４４（すなわち、樹脂層４）のＡ硬度は３０である（表１の第５行目参照）。樹脂層４のＡ硬度は、後述するプレポリマー原料に含まれるポリオールの分子量に応じて変化する。最後に、ウレタン発泡体４２を所定の長さに裁断して、給紙ロール２を完成する。

実施例１の給紙ロール２の静止摩擦係数は、２．４２である（表１の第７行目参照）。圧縮荷重は、０．３０ｋｇ／３６ｍｍである（表１の第８行目参照）。摩耗量は、２．１ｍｇである（表１の第９行目参照）。判定結果は、一応合格（△）である（表１の第１０行目参照）。

―実施例２〜２１―
実施例２〜２１では実施例１と同様、表１〜２に示す樹脂原料および塗工厚みに従って給紙ロールを形成し、形成した給紙ロールの特性を測定する。更に測定結果に基づいて、リタードロールとしての使用可能性を判定する。

実施例１〜２１は、８つのグループに分けられる。同一グループ内の実施例は全て、同じプレポリマーを用いる。一方、同一グループ内では、実施例毎に塗工厚みが異なる。

―プレポリマーの生成―
図１２は、実施例１〜２１に用いるプレポリマーの原料を説明する表３である。図１２には、後述する実施例２２〜２４に用いるプレポリマーの原料も示されている。例えば、第１プレポリマーＰＰ１は、２．６重量部のメタクリル酸２−ヒドロキシエチルと、５．５重量部のＨＭＤＩと、１００重量部のPremnolS4011とを反応させて生成する。メタクリル酸２−ヒドロキシエチルは、日本触媒等が製造しているメタクリル酸モノマーである。ＨＭＤＩは、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートの略称である。PremnolS4011は、旭硝子が製造するポリエーテルポリオールの商品名である。PremnolS4011の分子量は１００００である。

プレポリマーＰＰ１は例えば、以下の手順により生成する。まずＨＭＤＩ（表３の「イソシアネート」）とPremnolS4011（表３の「ポリオール」）とを混合し、反応生成物（以下、第１反応生成物と呼ぶ）のイソシアネート基含有率が０．７〜０．９％（表３の「ＮＣＯ％の第１目標値」）になるまで加熱し続ける。その後、第１反応生成物にメタクリル酸２−ヒドロキシエチル（表３の「不飽和結合とヒドロキシル基とを有するモノマー」）を加え、反応生成物（以下、第２反応生成物と呼ぶ）のイソシアネート基含有率が１．９％以下（表３の「ＮＣＯ％の第２目標値」）になるまで室温で放置する。

以上により、第２反応生成物である第１プレポリマーＰＰ１が生成される。イソシアネート基含有率は、ＪＩＳ Ｚ１６０３−１：２００７により規定されるポリウレタン原料芳香族イソシアネート試験法により測定される。

実施例１〜１８のプレポリマーＰＰ１〜ＰＰ５は、（メタ）アクリル酸基およびヒドロキシル基を有するモノマーと、イソシアネートと、ポリオールとが反応して生成されるポリマーである。実施例１９〜２０のプレポリマーＰＰ６〜ＰＰ８は、ビニル基およびヒドロキシル基を有するモノマーと、イソシアネートと、ポリオールとが反応して生成されるポリマーである。実施例２１のプレポリマーＰＰ２１は、エチニル基およびヒドロキシル基を有するモノマーと、イソシアネートと、ポリオールとが反応して生成されるポリマーである。

―圧縮荷重の測定法−
図１３は、圧縮荷重の測定方法を説明する図である。

先ず給紙ロール２に、給紙ロール２より十分に硬いロール６０（以下、硬質ロールと呼ぶ）を押圧する。この状態で、給紙ロール２および硬質ロール６０を毎分６０回転させながら、給紙ロール２の潰れ量６２が２．８ｍｍになるようにロール６０に力６４を加える。この力６４が、給紙ロール２の圧縮荷重である。給紙ロール２の直径は、３２ｍｍである。圧縮荷重は、給紙ロール２の軸方向の長さ３６ｍｍ当たりの力である。

―判定基準―
給紙ロール２のリタードロールとしての使用可能性は、以下の基準により判定する。まず、静止摩擦係数、圧縮荷重および摩耗量それぞれの合否を判定する。判定結果は、合格（○）、一応合格（△）および不合格（×）はいずれかである。静止摩擦係数、圧縮荷重および摩耗量の全てが合格の場合、リタードロールとして使用可能（○）と判定する。静止摩擦係数、圧縮荷重および摩耗量の一つでも不合格（×）の場合、リタードロールとしては使用不可能（×）と判定する。不合格（×）と判定した特性がなく更に、静止摩擦係数、圧縮荷重および摩耗量の一つでも一応合格（△）と判定した場合には、リタードロールとして一応使用可能（△）と判定する。

静止摩擦係数が１．５以上の場合、静止摩擦係数は合格と判定する。静止摩擦係数が１．５未満１.０以上の場合、静止摩擦係数は一応合格と判定する。静止摩擦係数が１未満１の場合、静止摩擦係数は不合格と判定する。リタードロールの摩擦係数の規格値は、１.０である。

圧縮荷重が０．３３±０．０２ ｋｇ／３６ｍｍ以内の場合、圧縮荷重は合格と判定する。圧縮荷重が０．３３±０．０４ ｋｇ／３６ｍｍ以内の場合、圧縮荷重は一応合格と判定する。圧縮荷重が０．３３±０．０４ ｋｇ／３６ｍｍを超える場合、圧縮荷重は不合格と判定する。リタードロールの圧縮荷重の規格値は、０．３３±０．０２ ｋｇ／３６ｍｍ以内である。摩耗量が２６．０ｍｇ以下の場合、摩耗量は合格と判定する。摩耗量が２６．０ｍｇより大きい場合、摩耗量は不合格と判定する。摩耗量の判定基準は、樹脂層４をシリコーンで形成した給紙ロール（後述する比較例１９）の摩耗量である。

表１〜２に示すように、実施例１〜１０、１９〜２１の給紙ロールは、リタードロールとして合格または一応合格である。

（２）比較例１〜２０
図１４は、比較例１〜２０をまとめた表４〜５である。表４〜５の第２〜３行は、各比較例で用いる樹脂原料の成分である。表４〜５の第４〜５行はそれぞれ、各比較例で形成する樹脂層４のＡ硬度（ＪＩＳ−Ａ硬度）および塗工厚みである。

表４〜５の第６〜８行はそれぞれ、各比較例で形成した給紙ロールの静止摩擦係数、圧縮荷重および摩耗量である。表４〜５の第９行は、給紙ロールのリタードロールとしての使用可能性を判定した結果である。

ｎ番目の比較例（１≦ｎ≦１８）の樹脂原料は、ｎ番目の実施例の樹脂原料から多官能チオールを除いたものである。ｎ番目の比較例（１≦ｎ≦１８）の塗工厚みは、ｎ番目の実施例の塗工厚さと同じである。比較例１〜１８の製造方法は、樹脂原料以外は実施例１と同じである。

比較例１９〜２０の樹脂原料は、シリコーンである。比較例１９〜２０の製造方法は、樹脂原料および塗工厚み以外は実施例１と同じである。

実施例１〜１８の樹脂原料は、チオール基を有する化合物は含まない。このため実施例１〜１８の樹脂層４の表層は、未反応のプレポリマーによりべたつく。そこで静止摩擦係数等は例えば研磨により、べたついた表層を除去した後に測定する。

図１５は、実施例１〜１８の静止摩擦係数６８と比較例１〜１８の静止摩擦係数７０の関係を示す図である。縦軸は、静止摩擦係数である。横軸は、実施例および比較例の番号である。

図１５には、シリコーンから形成した樹脂層４（比較例１９）の静止摩擦係数７２も示されている。比較例１９の給紙ロールは、リタードロールとして広く用いられているものである（例えば、特許文献３参照）。

図１５に示すように実施例１〜７によれば、給紙ロール２の静止摩擦係数６８をシリコーン型給紙ロール（比較例１９）の静止摩擦係数より大きくすることができる。更に実施例１〜１８によれば、給紙ロール２の静止摩擦係数６８を、チオール基を有する化合物は含まない樹脂原料で形成する給紙ロール（比較例１〜１８）の静止摩擦係数７０より大きくすることができる。

なお比較例１〜１８および実施例１〜１８の樹脂層は、シリコーン型給紙ロール（比較例１９〜２０）の樹脂層より極めて短い時間で形成することができる。シリコーンは、長い乾燥時間の後に硬化する。一方、実施例１〜１８および比較例１〜１８の樹脂原料は、短時間の紫外線照射で硬化する。従って、実施例１〜１８および比較例１〜１８の生産性は、シリコーン型給紙ロール（比較例１９〜２０）より格段に高い。

図１６は、実施例１〜１８の摩耗量７４と比較例１〜１８の摩耗量７６の関係を示す図である。縦軸は、摩耗量である。横軸は、実施例および比較例の番号である。

図１６には、シリコーン型給紙ロール（比較例１９）の摩耗量７８も示されている。図１６に示すように実施例１〜１８によれば、シリコーン型給紙ロールより摩耗量が著しく少ない給紙ロールを提供することができる。更に実施例１〜１８によれば、比較例１〜１８より格段に摩耗量が少ない給紙ロール２を提供することができる。

なお、表１〜２と表４〜５の比較から明らかように、実施例１〜１８の圧縮荷重は、比較例１〜１８の圧縮荷重より僅かに小さい。この結果は、実施例１〜１８の樹脂層４が硫黄結合により柔らかくなることを示している。実施例１〜１８の樹脂層の柔らかさは、以下の測定からも明らかである。

実施例６〜１０の樹脂層と比較例６〜１０の樹脂層との最大点応力（樹脂が断裂する時の応力）と最大点変位（樹脂が断裂する時の伸長率）を測定した。実施例６〜１０の樹脂層の最大点応力および最大点変位はそれぞれ、１．９ＭＰａおよび１９１％である。一方、比較例６〜１０の最大点応力および最大点変位はそれぞれ、２．４ＭＰａおよび１４９％である。

従って実施例６〜１０の樹脂層は、比較例６〜１０の樹脂層より小さい引張応力で、比較例６〜１０の樹脂層より伸長する。すなわち実施例６〜１０の樹脂層は、比較例６〜１０の樹脂層より柔らかい。実施例６〜１０の樹脂層の柔らかさは、第２原子団８ｂの末端に結合した硫黄結合の柔軟性によるものと考えられる。

実施例１９〜２１では、ビニル基またはエチニル基を有するモノマーから生成したプリポリマーを用いる。実施例１９〜２１によっても、シリコーン型給紙ロール（比較例１９）の摩耗量（２６ｍｇ）より少ない摩耗量（１９．３〜２５．３ｍｇ）を有する給紙ロール２を提供することができる（表２参照）。

（３）実施例２２〜２４および比較例２２〜２４
図１７は、実施例２２〜２４をまとめた表６である。図１７には、実施例２２〜２４に対応する比較例２２〜２４をまとめた表７も示されている。

―実施例２２〜２４―
実施例２２〜２４それぞれの多官能チオール、開始剤、硬度および塗工厚さ（図１７の表６参照）は、実施例６，８，１０それぞれの多官能チオール、開始剤、硬度および塗工厚さ（図１１の表１参照）と同じである。一方、実施例２２〜２４のプレポリマー９は、実施例６，８，１０のプレポリマーＰＰ２とは異なるポリマーである。

実施例６，８，１０のプレポリマーＰＰ２は、メタクリル酸基およびヒドロキシル基を有するモノマー（具体的には、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル）とポリオールとイソシアネートとから生成される（図１２の表３参照）。このため、実施例６，８，１０で生成される樹脂層４の第２原子団８ｂ（図２参照）は、メタクリル結合１２（図３（ａ）参照）を有する原子団である。

一方、実施例２２〜２４のプレポリマーＰＰ９は、アクリル酸基およびヒドロキシル基を有するモノマー（具体的には、アクリル酸2-ヒドロキシエチル）から生成される（図１２の表３参照）。このため実施の形態２２〜２４で生成される樹脂層４の第２原子団８ｂ（図２参照）は、アクリル結合１４（図３（ｂ）参照）を有する原子団である。

実施例２２の給紙ロールの特性（図１７の表６の「静止摩擦係数」、「圧縮荷重」および「摩耗量」参照）は、実施例６の給紙ロールの特性（図１１の表１の「静止摩擦係数」、「圧縮荷重」および「摩耗量」参照）と略同じである。同様に実施例２３及び２４の給紙ロールの特性はそれぞれ、実施例８，１０の給紙ロールの特性と略同じである。

従って実施例２２〜２４によれば、第２原子団８ｂがメタクリル結合１２を有する実施例６，８，１０と同様、シリコーン型給紙ロール（図１４の表５の比較例１９参照）より摩耗量が著しく少ない給紙ロールを提供することができる。

―比較例２２〜２４―
比較例２２〜２４それぞれの樹脂原料は、実施例２２〜２４それぞれの樹脂原料から多官能チオールを除いたものである（図１７参照）。比較例２２〜２４それぞれの開始剤、硬度および塗工厚さは、実施例２２〜２４それぞれの開始剤、硬度および塗工厚さと同じである。

図１７に示すように、実施例２２〜２４によれば、多官能チオール（複数のチオール基を有する化合物）は含まない樹脂原料で形成する給紙ロール（比較例２２〜２４）より、格段に摩耗量が少ない給紙ロールを提供することができる。更に実施例２２〜２４によれば、給紙ロールの静止摩擦係数を、多官能チオールは含まない樹脂原料で形成する給紙ロール（比較例２２〜２４）の静止摩擦係数より大きくすることができる。

以上、本発明の実施の形態１および実施例について説明したが、実施の形態１および実施例は例示であって制限的なものではない。

例えば、実施例の多官能チオールは、４官能チオールであるＰＥＭＰである。しかし本発明の多官能チオールは、ＰＥＭＰ以外のチオールであってもよい。例えば本発明の多官能チオールは、1級のチオール基を有するＢＭＰＡ（β―メルカプトプロピオネート、２官能チオール）、ＴＭＭＰ（トリメチロールプロパントリス、３官能チオール）、ＤＰＭＰ（ジペンタエリスリトールヘキサキス、６官能チオール）のいずれかであっても良い。更に本発明の多官能チオールは、２級のチオール基を有するカレンズＭＴ＿ＢＤ１（２官能チオール）及びカレンズＭＴ＿ＰＥ１（４官能チオール）のいずれかであっても良い。カレンズＭＴ＿ＰＥ１およびカレンズＭＴ＿ＢＤ１は、昭和電工が製造するチオールの商品名である。

実施例２０〜２１のビニル基とヒドロキシル基とを有するモノマーは、ＨＢＶＥまたはアリルアルコールである。しかし、ビニル基とヒドロキシル基とを有するモノマーは、エチレングリコールモノビニルエーテル、ジエチレン グリコール モノビニル エーテルのいずれかであっても良い。

実施例のエチニル基とヒドロキシル基とを有するモノマーは、プロパルギルアルコールである。しかし、エチニル基とヒドロキシル基とを有するモノマーは、3-ブチン-1-オール、5-ヘキシン-3-オールおよび4-ペンチン-2-オールのいずれかであっても良い。

実施の形態１の樹脂は、静止摩擦係数と耐摩耗性に優れている。従って実施の形態１の樹脂は、リタードロール以外の給紙ロールに使用してもよい。例えば実施の形態１の樹脂は、フィードロールやピックアップロールの外層に使用してもよい。

実施の形態１の樹脂は、柔軟性に富むと共に耐摩耗性に優れている。従って実施の形態１の樹脂は、給紙ロール以外の装置（例えば、シール材）に使用してもよい。

２・・・給紙ロール ４・・・樹脂層 ６・・・発泡樹脂
８ａ・・・第１原子団 ８ｂ・・・第２原子団 ８ｃ・・・第３原子団
１０・・・硫黄原子 １６・・・連続気泡構造 ２０・・・独立気泡構造
３４・・・プレポリマー ３８・・・不飽和結合 ４０・・・ウレタン結合
４１・・・メタクリル酸基 ４２・・・発泡体 ４３・・・ヒドロキシル基
４５・・・紫外線 ５０・・・多官能チオール
５８・・・スキン層

Claims (10)

1. 複数の硫黄原子を有する第１原子団と、複数の炭素原子が一列に並び前記複数の硫黄原子のいずれかに末端が結合した炭素鎖を有する複数の第２原子団と、それぞれがウレタン結合を有し前記複数の第２原子団のいずれかに結合した複数の第３原子団とを有する樹脂層と、
   前記樹脂層により外表面が覆われた円筒状の発泡樹脂とを有する
   ロール。
2. 前記第２原子団は、式
   （式中、Ｒ１は水素またはメチル基を表す）
   で表される（メタ）アクリル結合を有し、
   前記第３原子団は、前記（メタ）アクリル結合のうちのエステル結合に結合している
   ことを特徴とする請求項１に記載のロール。
3. 前記樹脂層は、前記発泡樹脂の気泡構造内に成形された領域を有する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のロール。
4. 前記発泡樹脂は、連続気泡構造を有するウレタンフォームである
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロール。
5. 印刷媒体に画像を形成する画像形成装置の搬送ユニットに使用されるリタードロールであることを
   特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のロール。
6. 複数の硫黄原子を有する第１原子団と、複数の炭素原子が一列に並び前記複数の硫黄原子のいずれかに末端が結合した炭素鎖を有する複数の第２原子団と、それぞれがウレタン結合を有し前記複数の第２原子団のいずれかに結合した複数の第３原子団とを有する樹脂と、
   外表面側の多孔質であるセル構造内に前記樹脂が含浸した円筒状の発泡樹脂とを有する
   ことを特徴とするロール。
7. 不飽和結合およびウレタン結合を有するポリマーと複数のチオール基を有する多官能チオールと光重合開始剤とを含む原料を、円筒状の発泡体の外表面に塗布する工程と、
   塗布した前記原料に紫外線を照射して、前記原料を硬化させる工程とを有する
   ロールの製造方法。
8. 更に、前記塗布する工程の前に、（メタ）アクリル酸基およびヒドロキシル基を有するモノマーと、ポリオールと、複数のイソシアネート基を有するイソシアネートとを反応させて、前記ポリマーを生成する工程を有することを
   特徴とする請求項７に記載のロールの製造方法。
9. 前記発泡体は、多孔質であるセル構造が前記外表面に露出した状態のウレタンフォーム
   であり、
   前記原料は、前記塗布する工程により前記多孔質であるセル構造内に侵入し含浸層を形成するように粘度が調整されていることを
   特徴とする請求項７又は８に記載のロールの製造方法。
10. 前記ロールは、印刷媒体に画像を形成する画像形成装置の搬送ユニットに使用されるリタードロールであることを
    特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載のロールの製造方法。