送纸辊制造技术

根据本发明专利技术的送纸辊由热塑性弹性体组合物制造，该热塑性弹性体组合物含有酯类聚氨酯热塑性弹性体或醚类聚氨酯热塑性弹性体（Ｅ）和增塑剂（Ｐ），其质量比Ｅ／Ｐ为７０／３０至５０／５０，所述弹性体（Ｅ）具有不低于６０且不超过８０的微橡胶硬度（Ａ型）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用于静电复印机或打印机送纸的送纸辊。
技术介绍
送纸辊安装在送纸机构中，该送纸机构被设置在下述设备中例如静电复印机、激 光束打印机、普通纸传真机、喷墨打印机或自动取款机(ATM)。送纸辊包括进纸辊、输纸 辊、压纸辊或出纸辊(paper discharge roller)，该送纸辊与纸(包括塑料薄膜等这同样 适用于以下说明书)旋转接触通过摩擦传送纸。一般说来，采用例如天然橡胶、聚氨酯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、聚乙叉 降冰片烯橡胶、硅酮橡胶、氯化聚乙烯橡胶等制造的橡胶辊作为送纸辊。为了通过增加相对于纸的摩擦系数来实现出色的送纸，可将与纸接触的送纸辊的 外周面进行粗糙化、压花或压纹。然而，经过这种加工的外周面非常容易磨损以至于摩擦系 数因与纸反复接触的磨损而被降低，从而导致在相对初始阶段中纸的输送不良。近年来，为了降低成本，含有大量廉价增量剂例如碳酸钙或滑石粉以及由脂肪烃 制备的廉价上浆剂(渗出抑制剂)的纸，作为用于上述设备的纸张已经上市。然而，在这种 纸中，大量纸粉主要来自碳酸钙或滑石粉，并且易于吸附至送纸辊的外周面。因此，由于纸 粉的粘附，送纸辊的摩擦系数可能降低，从而在相对初始阶段引起纸的输送不良。为了防止纸粉的上述粘附已经进行了各种研究。例如，专利文献1(日本未经审 查的专利公布No. 5-125142(1993))描述了由静电导致的纸粉的粘附可通过降低送纸辊的 电阻来抑制。专利文献2 (日本未经审查的专利公布No. 2003-2481)描述了纸粉的粘附可 通过在形成送纸辊的橡胶中加入片状填料来抑制。专利文献3(日本未经审查的专利公开 No. 2004-299842)描述了纸粉的粘附可通过对送纸辊的外周面进行压花并且使经压花的外 周面形成微细凹凸来抑制。
技术实现思路
然而，根据上述任一对策，都不能充分防止纸粉粘附至送纸辊的外周面。根据专利技术人的研究，纸粉经由脂肪烃制备的上浆剂粘附至送纸辊的外周面。此外， 最常用于形成送纸辊的天然橡胶、EPDM、丁基橡胶等具有接近脂肪烃的SP值(溶解度参 数)，这将导致高亲和性，使得纸中所含的脂肪烃由于送纸辊和纸之间的摩擦而易于粘附到 送纸辊的外周面。此外，纸粉易于经由脂肪烃粘附至外周面，于是，相对于纸张的摩擦系数 因该粘附而在短期内降低。脂肪烃本身单独具有出色的润滑剂的作用，从而降低摩擦系数。因此，专利技术人已经深入研究了用如下聚氨酯热塑性弹性体来形成送纸辊该热塑 性弹性体具有与脂肪烃显著不同的SP值，该弹性体与脂肪烃之间的低亲和性使得脂肪烃 和纸粉几乎不能粘附到该弹性体上，并且相比于传统的橡胶，该弹性体具有出色的机械强 度例如耐磨性。聚氨酯弹性体粗分为“浇铸型”聚氨酯弹性体，其通过将液体物注入模具并通过交联将其固化为预定形状来制备；“混炼型”聚氨酯弹性体，其通过混炼类似于普通橡胶的 固体物、将其加工为预定形状并随后将其交联来制备；以及“热塑型”聚氨酯弹性体。热塑性聚氨酯弹性体(聚氨酯热塑性弹性体)在分子中通常含有具有聚氨酯结构 的硬链段和具有聚酯或聚醚结构的软链段。软链段进行软塑性变形，同时硬链段防止(抑 制)类似硫化橡胶交联点的塑性变形。由于软链段和硬链段的作用，聚氨酯热塑性弹性体允许通过与普通热塑性树脂相 似的注射成型或挤压成型来熔融成型，同时其呈现出与硫化橡胶相似的橡胶弹性。在注射 成型中，通过在聚氨酯热塑性弹性体中混入增塑剂等制备的热塑性弹性体组合物(在下文 中简写为“TPU”)能够通过如下步骤被模制为预定形状将其加热到不低于其熔点或玻璃 化转变温度的使其熔融的状态，以该状态将其注入模具，随后通过冷却将其固化。在挤压成 型中，熔融的TPU能通过如下步骤被模制成具有预定截面形状的细长产品将其从模具中 挤出，随后通过冷却将其固化。上述物质本身以类似于热塑性树脂的颗粒等形式被提供，从 而极易处理。已知需要比浇铸型聚氨酯弹性体更短的成型周期、具有高水准大规模生产、以及 不同于混炼型聚氨酯弹性体而不需要混炼或交联步骤的TPU是一种成型性优于其他材料 的材料。然而，用作TPU的主要材料的聚氨酯热塑性弹性体的材料选择范围因热塑性而受 到限制，并且以硬度为代表的聚氨酯热塑性弹性体的物理性能尤其受到限制。如果聚氨酯 热塑性弹性体的硬度降低，那么机械强度例如耐磨性降低，或者成型性例如熔融成型后的 冷却固化率大幅降低。因此，通常可用的聚氨酯热塑性弹性体的硬度的下限被设置为60的 微橡胶硬度(A型)，所述微橡胶硬度，例如在温度为23士 1°C和相对湿度为55士 的环境 下，使用高分子计器株式会社制造的微橡胶硬度计“MD-1”进行测量。换句话说，含有微橡胶硬度(A型)低于60的软聚氨酯热塑性弹性体的TPU不适 用于熔融成型。含有软聚氨酯热塑性弹性体的TPU具有这样的低固化率，例如，即使其成型 品在注射成型后经较长冷却时间冷却至室温，其也未充分固化，于是脱模时容易变形。即使 成型品能够脱模且不变形，其耐磨性也太差以至于送纸精确度因磨损导致的外径变化以及 送纸率的相应变化而显著降低。因此，可用的送纸辊不能由含有软聚氨酯热塑性弹性体的 TPU形成。另一方面，含有微橡胶硬度(A型)不低于60的硬聚氨酯热塑性弹性体的TPU 不会引起上述问题。然而，由该TPU形成的送纸辊由于硬度而在送纸时未充分地偏转 (deflected)。因此，送纸辊在使用初始阶段已经呈现出较低的相对于纸的摩擦系数，从而 不能实现出色的送纸。换言之，影响送纸辊相对于纸的摩擦系数的一个重要因素是在送纸方向上纸张与 送纸辊之间较大的接触长度(挤压宽度(nip width))，其中送纸辊以预定压力与纸接触并 发生偏转。当接触长度增加时，摩擦系数因送纸辊与纸之间的接触面积增加而增加，该接触 面积被表示为接触长度与垂直于送纸方向的纸的宽度的乘积。然而，在含有硬聚氨酯热塑 性弹性体的传统TPU中，接触长度不能充分增加。至于实际产品，送纸辊的各组件的细微尺寸偏移会产生影响，比如安装位置偏差、 或者送纸辊和另一个辊的位置或角度偏差。如果送纸辊具有高硬度，那么将会难以通过橡胶变形吸收偏差，以至于偏差会对送纸辊的性能产生显著影响。例如，如果送纸辊的任何组件倾斜偏离，那么纸可能倾斜。本专利技术的目的在于提供一种由TPU制造的送纸辊，该TPU具有出色的成型性和 耐磨性并且几乎不会引起因纸粉粘附导致的摩擦系数降低，该送纸辊是柔韧的，当其以预 定压力与纸接触时容易偏转，于是从使用的初始阶段开始就具有较高的相对于纸的摩擦系 数，从而从使用的初始阶段开始在较长的时间内都几乎不会引起不良送纸。根据本专利技术的送纸辊由热塑性弹性体组合物(TPU)制造，该热塑性弹性体组合物 含有酯类聚氨酯热塑性弹性体或醚类聚氨酯热塑性弹性体(E)和增塑剂(P)，其质量比E/P 为70/30至50/50，所述弹性体(E)具有不低于60且不超过80的微橡胶硬度(A型)。根据本专利技术，聚氨酯热塑性弹性体的微橡胶硬度(A型)在不低于60且不超过80 的范围内。因此，当采用微橡胶硬度在上述范围内且呈现出出色的成型性和出色的耐磨性 的聚氨酯热塑性弹性体时，因聚氨酯热塑性弹性体的高SP值而几乎不允许脂肪烃或纸粉 粘附并且不会显著降低摩擦系数的送纸辊能够通过任意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由热塑性弹性体组合物制造的送纸辊，所述组合物含有酯类聚氨酯热塑性弹性体或醚类聚氨酯热塑性弹性体Ｅ和增塑剂Ｐ，其质量比Ｅ／Ｐ为７０／３０至５０／５０，所述弹性体Ｅ具有不低于６０且不超过８０的Ａ型微橡胶硬度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田村俊裕，峰章弘，西森浩一，奥山英之，
申请(专利权)人：住友橡胶工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]