專利名稱：給紙輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于復(fù)印機、打印機、傳真機、自動柜員機(ATM)等的給紙設(shè)備的給紙輥。更具體地講，在本發(fā)明的給紙輥中，安裝在一根軸外表面的環(huán)形彈性部件(橡膠輥)具有雙層的結(jié)構(gòu)，包含內(nèi)層和外層兩部分，以減少摩擦系數(shù)的降低和抖動現(xiàn)象的發(fā)生。
背景技術(shù)：
多種類型的給紙輥廣泛用于靜電復(fù)印機、各種打印機、傳真機和自動出納機等的給紙設(shè)備上。給紙輥是指在滾動過程中與紙接觸，靠其表面與紙之間的摩擦而給紙的輥。給紙輥包括停紙輥、給紙輥、牽引輥和輸送輥等。
用作給紙輥的橡膠輥材料，可以是天然橡膠、聚氨酯橡膠、三元乙丙橡膠、聚降冰片烯橡膠、硅橡膠和聚氯乙烯橡膠等等常用的材料。
很多用于給紙輥的橡膠輥具有由非發(fā)泡層組成的單層結(jié)構(gòu)。具有單層結(jié)構(gòu)的橡膠輥的摩擦系數(shù)易于隨著給紙數(shù)量的增加而下降。因此，使得橡膠輥的給紙性能下降。所以由于紙在橡膠輥表面發(fā)生滑動會發(fā)生給紙缺損或抖動現(xiàn)象。近些年，有人建議使用具有雙層結(jié)構(gòu)或三層結(jié)構(gòu)的橡膠輥來改善耐磨性并抑制摩擦系數(shù)的減小。
例如，日本專利申請公開No.2001-341862(專利文件1)公開了具有兩層結(jié)構(gòu)的橡膠輥，其由發(fā)泡內(nèi)層和非發(fā)泡外層組成。在專利文件1中也公開了具有三層結(jié)構(gòu)的橡膠輥，由非發(fā)泡內(nèi)層、發(fā)泡中間層和非發(fā)泡外層組成。
在專利文件1中，橡膠輥具有良好的摩擦系數(shù)和適當(dāng)?shù)妮佅?，發(fā)泡層的ASKER-C硬度調(diào)整為不大于50度，非發(fā)泡層的JIS-A硬度調(diào)整為不大于60度。具有三層結(jié)構(gòu)的橡膠輥的內(nèi)層使橡膠輥牢固地固定于軸上。
日本專利申請公開No.2002-48130(專利文件2)公開了具有三層結(jié)構(gòu)的橡膠輥，其由非發(fā)泡的基底橡膠層(內(nèi)層)、相對薄的非發(fā)泡中間層和形成于基底橡膠層外表面的外層組成。專利文件2中提出的基底橡膠層組合物可以有效地提高橡膠輥的抗疲勞性，并且抑制了滲出現(xiàn)象的產(chǎn)生，但是對中間層和外層的硬度沒有具體說明。因此用作給紙輥的橡膠輥不能抑制其摩擦系數(shù)隨著給紙量的增加而降低的現(xiàn)象發(fā)生，也不能抑制橡膠輥給紙時引起的抖動。
日本專利申請公開No.2002-347972(專利文件3)公開了由內(nèi)層和外層組成的具有雙層結(jié)構(gòu)的橡膠輥。內(nèi)層和外層的JIS-A硬度分別被調(diào)整到具體的范圍。為了提高外層的耐磨性以及減少抖動現(xiàn)象的發(fā)生，外層的JIS-A硬度被調(diào)整在35度～50度的范圍內(nèi)，內(nèi)層的JIS-A硬度被調(diào)整為不大于25度。
專利文件1和3中指出，在外層橡膠硬度高而內(nèi)層橡膠硬度低時，會獲得一種改善橡膠輥外層耐磨性和減少抖動現(xiàn)象的效果。但是在制造給紙輥時，沒有考慮阻止橡膠組合物中的物質(zhì)遷移到內(nèi)外層之間，從而導(dǎo)致滲出現(xiàn)象的發(fā)生。因此，專利文件1和3公開的給紙輥還存在需要改進的地方。
專利文件1日本專利申請公開No.2001-341862專利文件2日本專利申請公開No.2002-48130專利文件3日本專利申請公開No.2002-347972發(fā)明內(nèi)容鑒于上述問題，進行了本發(fā)明的研究。因此，本發(fā)明的一個目的是通過制造一種摩擦系數(shù)高、耐磨性良好、摩擦系數(shù)隨著給紙輥大量給紙后下降程度較低、并且當(dāng)給紙輥給紙時可以最大程度減少抖動現(xiàn)象的發(fā)生、同時可以抑制組成給紙輥的橡膠組合物中所含物質(zhì)遷移到內(nèi)層和外層之間的給紙輥，從而提供一種可以長時間保持優(yōu)良性能的給紙輥。
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一個內(nèi)層和外層均由橡膠組成的給紙輥，其內(nèi)層外表面和外層內(nèi)表面接觸十分緊密，中間沒有縫隙。內(nèi)層橡膠組分由丁基橡膠組成。外層橡膠組分由三元乙丙橡膠、硅橡膠或聚氨酯橡膠組成。內(nèi)層的JIS-A硬度設(shè)定為10度以下。外層的JIS-A硬度設(shè)定為不小于25度，且不大于60度。
如上所述，給紙輥(下文中通常簡稱為“橡膠輥”或“輥”)由內(nèi)層和外層組成，內(nèi)外兩層均由橡膠組成，且內(nèi)層外表面與外層的內(nèi)表面接觸很緊密，之間沒有縫隙。因此使得整個輥具有指定的相同硬度，并且它的外層緊貼在內(nèi)層上。這樣就可以防止輥的局部磨損，還可以防止外徑變得不均勻。
如上所述，通過將JIS-A硬度設(shè)定為一個不大于10度的低硬度，可以保證給紙輥與紙的接觸面積，防止摩擦系數(shù)的降低，并且減少抖動現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)內(nèi)層的JIS-A硬度大于10度時，很難保證輥與紙接觸的面積長時間保持穩(wěn)定，也很難抑制輥摩擦系數(shù)的降低。內(nèi)層的JIS-A硬度的下限為不小于“0”。“0”硬度是指由于輥有極低的硬度，以至于硬度計的指針不擺動而指向“0”。
通過將外層的JIS-A硬度設(shè)定為不小于25度也不大于60度，可以使輥的耐磨性和摩擦系數(shù)取得很好的平衡。當(dāng)外層的JIS-A硬度小于25度時，輥的耐磨性降低。另一方面，當(dāng)外層的JIS-A硬度大于60度時，輥的摩擦系數(shù)變小。因此，該輥不具足夠的性能。
為了充分抑制給紙輥的摩擦系數(shù)下降和抖動現(xiàn)象發(fā)生，人們需要將外層13的JIS-A硬度與內(nèi)層11的JIS-A硬度間的差值設(shè)定在15～55度的范圍內(nèi)。如果外層13的JIS-A硬度與內(nèi)層11的JIS-A硬度差值小于15度，將不可能得到抑制抖動現(xiàn)象發(fā)生的效果。另一方面，如果外層13的JIS-A硬度與內(nèi)層11的JIS-A硬度差值大于55度，外層將具有高的橡膠硬度，因此摩擦系數(shù)會降低。進一步優(yōu)選外層13的JIS-A硬度與內(nèi)層11的JIS-A硬度差值在20～50度的范圍內(nèi)。
外層表面的初始摩擦系數(shù)優(yōu)選為不小于1.5，進一步優(yōu)選設(shè)定為不小于2.0且不大于3.5。
如上所述，內(nèi)層的橡膠組分由丁基橡膠組成。當(dāng)使用三元乙丙橡膠(EPDM)作為內(nèi)層橡膠組分時，可以將內(nèi)層的JIS-A硬度設(shè)定為不大于10度。但是為了將JIS-A硬度減小到不大于10度，需要在EPDM橡膠中加入大量的軟化劑(石蠟油)。這樣該油會遷移到外層并且滲出。為了抑制油遷移到外層，必須在內(nèi)層與外層之間設(shè)一道隔離層。本發(fā)明中，因為內(nèi)層橡膠組分由丁基橡膠組成，可以在不加入大量的軟化劑的條件下使內(nèi)層的JIS-A硬度設(shè)定為不大于10度。這樣可以防止油遷移到外層并滲出。所以不必在內(nèi)層與外層之間設(shè)立隔離層以抑制油遷移到外層。因為丁基橡膠有較低抗沖擊性和較高振動吸收性，所以可以有效地減少抖動現(xiàn)象發(fā)生。
如上所述，因為外層橡膠組分由三元乙丙橡膠、硅橡膠或聚氨酯橡膠組成，輥的耐臭氧性很出色。因為三元乙丙橡膠的大多數(shù)主鏈?zhǔn)怯娠柡偷奶細浠衔锝M成，三元乙丙橡膠的主鏈不含大量的雙鍵。因此即使三元乙丙橡膠暴露在高濃度的臭氧氛圍下，或進行長時間光束照射，分子的主鏈也很難斷裂。另外，硅橡膠和聚氨酯橡膠也是耐臭氧的。因為聚氨酯橡膠的機械性能出色，所以聚氨酯橡膠可以有效地提高輥橡膠組合物的耐磨性。
組成本發(fā)明給紙輥的橡膠層可以通過將上述橡膠組合物進行交聯(lián)而得到。交聯(lián)的形式不限定為具體的一種?？梢杂昧蚪宦?lián)、金屬鹽交聯(lián)、過氧化物交聯(lián)、樹脂交聯(lián)和電子束交聯(lián)。通常使用硫交聯(lián)。在交聯(lián)時也可將一種硫化促進劑與硫結(jié)合使用。根據(jù)使用條件，在硫化交聯(lián)時，輥表面可能出現(xiàn)霜化現(xiàn)象。在這種情況下，可以使用樹脂交聯(lián)。
橡膠組合物中可適當(dāng)含有軟化劑、填料、增強劑等等。優(yōu)選使用必要量的軟化劑或者填料來調(diào)整內(nèi)層和外層的硬度。
為了得到交聯(lián)橡膠組合物的輥形模塑產(chǎn)品，要將上述的組分進行捏合。捏合的組分在模塑前或后進行交聯(lián)。此外，為了減少工作時間，捏合組分可以在模塑同時進行交聯(lián)。在模塑的同時，將捏合組分交聯(lián)以形成輥形橡膠層，在加熱一個具有所需形狀的管形模具后，將上述的捏合組分填加到加熱的模具中。然后進行壓模(加壓硫化)。
本發(fā)明的給紙輥，外橡膠層按照如下方法固定于內(nèi)橡膠層上在兩個橡膠層分別形成后，內(nèi)橡膠層通過壓配合插進外橡膠層的中空部分，或者將外橡膠層安裝在內(nèi)橡膠層上，同時外橡膠層與內(nèi)橡膠層緊密接觸。本例中，優(yōu)選將外橡膠層整體安裝在內(nèi)橡膠層表面，而不用在外層橡膠層和內(nèi)橡膠層中使用粘合劑。由于外橡膠層整體安裝在內(nèi)橡膠層表面上而不在二者之間使用粘合劑，因此當(dāng)外橡膠層變差以及由于外橡膠層與空氣和紙接觸而達到使用壽命時，可以更換外橡膠層。
如上所述，依據(jù)本發(fā)明，給紙輥由內(nèi)層和外層組成，兩層均由橡膠組成，并且內(nèi)層外表面與外層內(nèi)表面緊密結(jié)合在一起，它們之間沒有間隙。因此使得整個給紙輥具有指定的相同硬度，并且它的外層固定在內(nèi)層上。因此給紙輥能夠維持一定的耐磨性。此外內(nèi)層的橡膠組分由丁基橡膠組成。因此不需要在外層和內(nèi)層之間設(shè)置隔離層就可以抑制油遷移到外層并滲出。因為丁基橡膠可以在很大程度上吸收振動，所以丁基橡膠可以有效地降低抖動現(xiàn)象的發(fā)生。
通過將內(nèi)層的JIS-A硬度設(shè)定為不大于10度的低硬度，可以使給紙輥與紙的接觸面積。因此可以抑制輥摩擦系數(shù)下降，并且減少抖動現(xiàn)象的發(fā)生。通過將外層的JIS-A硬度設(shè)定為不小于25度且不大于60度的高硬度，能夠使輥的耐磨性和摩擦系數(shù)取得很好的平衡。
外層橡膠組分由三元乙丙橡膠、硅橡膠或聚氨酯橡膠組成。因此給紙輥的耐磨性能和耐臭氧性能非常優(yōu)良。
因此依據(jù)本發(fā)明的給紙輥有如下的優(yōu)點具有高耐磨性、高摩擦系數(shù)并且大量給紙后給紙輥的摩擦系數(shù)下降程度較低。另外，給紙輥給紙時減少了抖動現(xiàn)象的發(fā)生。此外，可以抑制給紙輥橡膠組合物中所含物質(zhì)遷移到內(nèi)層和外層之間。因此該給紙輥具有相當(dāng)長的使用壽命，并且可以長時間保持良好的性能。


圖1是本發(fā)明的給紙輥具體實施方式

的示意圖。
圖2是含有圖1所示給紙輥的給紙設(shè)備實施例的剖視圖。
圖3是圖1所示給紙輥的剖視圖。
圖4是圖1所示給紙輥摩擦系數(shù)測試方法的示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施例描述如下。
圖1是本發(fā)明的給紙輥10和其軸11的示意圖。通過壓配合將軸11插入給紙輥10的中空部分，使得給紙輥10固定在軸11上。
盡管給紙輥10的厚度沒有具體限定，但其厚度設(shè)定為不小于1mm且不大于20mm。盡管給紙輥10的長度沒有具體限定，但其長度設(shè)定為不小于3mm且不大于20mm。
圖2是用給紙輥10作為其供紙輥的給紙設(shè)備實施例的剖視圖。該給紙設(shè)備有給紙輥10、分離襯墊12和托盤13。分離襯墊12和托盤13被隔開一定的間隔。分離襯墊12的上表面與托盤13形成一定的仰角。分離襯墊12固定在基板14上。分離襯墊12和給紙輥10彼此相對。
由于給紙輥10的轉(zhuǎn)動，放在托盤13中的紙15依次按圖2所示箭頭R的方向送出托盤13，此時紙15與給紙輥10的表面緊密接觸。
如剖視3所示，給紙輥10由兩層橡膠組成，即內(nèi)橡膠層16和外橡膠層17。內(nèi)橡膠16層的外表面與外橡膠層17的內(nèi)表面緊密接觸，二者之間沒有間隙。
內(nèi)橡膠層16的橡膠組合物硫化成型為圓筒形，且其JIS-A硬度不超過10度(第一種具體實施方式

中為5度)。盡管內(nèi)橡膠層16的厚度不具體限制，但其設(shè)定為不小于2mm且不大于10mm。如果內(nèi)橡膠層16的厚度太小，抑制抖動現(xiàn)象發(fā)生的效果很小。另一方面，如果內(nèi)橡膠層16的厚度太大，內(nèi)橡膠層16容易局部磨損。
組成內(nèi)橡膠層16的橡膠組合物含有丁基橡膠和各種添加劑，該添加劑包括交聯(lián)劑、填料、軟化劑、增強劑、交聯(lián)助劑、著色劑和抗氧劑。
外橡膠層17的橡膠組合物硫化成型為圓筒形，且其JIS-A硬度不小于25度且不大于60度(第一種具體實施方式

中為25度)。為了充分抑制給紙輥10摩擦系數(shù)的降低和抖動現(xiàn)象的產(chǎn)生，外層17的JIS-A硬度和內(nèi)層16的JIS-A硬度差值設(shè)定在15～55度的范圍內(nèi)(第一種具體實施方式

中為20度)。
外橡膠層17的厚度不具體設(shè)定，優(yōu)選設(shè)定為不小于1mm且不大于3mm。如果外橡膠層的厚度過小，輥的壽命恐怕會很短。另一方面，如果外橡膠層17的厚度太大，內(nèi)橡膠層16的軟化效果恐怕會消失。
組成外橡膠層17的橡膠組合物主要含有三元乙丙橡膠以及上述的多種添加劑。由橡膠組分組成的未充油橡膠和含有橡膠組分及充油的橡膠都可以使用。
可以包含于橡膠組合物中的交聯(lián)劑可以使用硫、硫化物、金屬氧化物、有機過氧化物和無機過氧化物。優(yōu)選依據(jù)橡膠的種類來選擇適當(dāng)?shù)慕宦?lián)劑。
硫化物可以使用秋蘭母類化合物，如一硫化四甲基秋蘭母(TMTM)、二硫化四甲基秋蘭母(TMTD)、二硫化四乙基秋蘭母(TETD)、二硫化四丁基秋蘭母(TBTD)、四硫化二亞戊基秋蘭母(DPTT)；噻唑類化合物，如2-巰基苯并噻唑(MBT)、二硫化苯并噻唑、2-巰基苯并噻唑鋅鹽(ZnMBT)、2-巰基苯并噻唑鈉鹽(NaMBT)、2-巰基苯并噻唑環(huán)己胺鹽(CMBT)、2-(2，4-二硝基苯硫)苯并噻唑(DPBT)；亞磺酰胺類化合物，如N-環(huán)己基-2-苯并噻唑亞磺酰胺(CBS)、N-叔丁基-苯并噻唑亞磺酰胺(BBS)、N-氧聯(lián)二乙基-2-苯并噻唑亞磺酰胺(OBS)、N，N’-二異丙基-2-苯并噻唑亞磺酰胺(DPBS)、N，N’-二環(huán)己基-2-苯并噻唑亞磺酰胺；金屬二硫代氨基甲酸鹽化合物，如二甲基二硫代氨基甲酸鹽、二乙基二硫代氨基甲酸鹽、二正丁基二硫代氨基甲酸鹽、亞戊基二硫代氨基甲酸鹽和乙苯基二硫代氨基甲酸鹽。這些硫化物可以單獨使用或者兩種以上組合使用。
金屬氧化物可以使用氧化鋅、氧化鎂和氧化鋁。這些金屬氧化物可以單獨使用或者兩種以上組合使用。
有機過氧化物優(yōu)選下面一些物質(zhì)過氧化二異丙苯(DCP)、1，3-二(叔丁基過氧化異丙基)苯、1，4-二(叔丁基過氧化異丙基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷、2，5-二甲基-2，5-二-(過氧化叔丁基)己炔、正丁基-4，4’-二(過氧化叔丁基)戊酸酯和2，5-二甲基-2，5-二(過氧化叔丁基)己烷。這些過氧化物可以單獨使用或者兩種以上組合使用。
無機過氧化物可以使用過氧化氫等。無機過氧化物可以單獨使用或者兩種以上組合使用。
包含在橡膠組合物中的填料可以使用礦物無機填料，例如碳酸鈣、二氧化鈦、碳酸鎂等；陶瓷粉；鋸末。含有填料的橡膠組合物可以提高橡膠輥的機械強度。組成外橡膠層17的橡膠組合物優(yōu)選含有礦物無機填料。
包含在橡膠組合物中的軟化劑可以使用油和增塑劑等。通過在橡膠組組分中添加軟化劑，可以調(diào)節(jié)橡膠組合物的硬度。所使用的油可以是礦質(zhì)油，例如石蠟油、環(huán)烷油、芳香油；由烯烴低聚物組成的合成油；以及加工油。而合成油優(yōu)選使用α-烯烴聚合物、丁烯低聚物以及乙烯和α-烯烴的芳香低聚物。而增塑劑可以使用鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、癸二酸二辛酯(DOS)和己二酸二辛酯(DOA)。
炭黑等物質(zhì)可以用作增強劑添加到橡膠組合物中。將炭黑加入到橡膠組分中可以提高橡膠輥的耐磨性。而炭黑可以使用HAF、MAF、FEF、GPE、SRF、SAF、MT和FT。優(yōu)選炭黑顆粒直徑不小于10mm且不大于100mm，以使炭黑更好地分散于橡膠組合物中。在本發(fā)明中，為了提高橡膠的強度，組成兩層的橡膠組合物優(yōu)選含有炭黑。
組成內(nèi)橡膠層16的橡膠組合物，優(yōu)選每100重量份的丁基橡膠中含有1～15重量份的炭黑，以及20～100重量份的石蠟油。
組成外橡膠層17的橡膠組合物，優(yōu)選每100重量份的三元乙丙橡膠中含有1～50重量份的礦物無機填料，以及至多140重量份的石蠟油。而礦物填料優(yōu)選使用氧化硅、碳酸鈣和二氧化鈦等，可以單獨或組合使用。
橡膠組合物通過常用的加工方法制得。例如，橡膠、交聯(lián)劑和添加劑用熟知的捏合設(shè)備進行如敞開式輥軋機、班伯里混合器、捏合機等捏合，得到橡膠組合物。所有組分在70℃～100℃下捏合大約3～10分鐘。
硫化和模塑橡膠組合物的方法可以使用擠壓模塑、傳遞模塑等。例如，可以通過將生膠組合物加入到傳遞模塑模具中，于150℃～200℃下加熱5～30分鐘，使橡膠組合物硫化，同時模塑成管狀。然后用圓柱形研磨機對所獲得的橡膠管進行打磨，直到其外徑達到要求。最后將橡膠管切割成要求的長度。這樣就可以得到內(nèi)橡膠層16和外橡膠層17。
在不使用粘合劑的條件下，可以將管狀外層17安裝在內(nèi)橡膠層16的表面上。在這種情況下，要求外橡膠層的內(nèi)徑φa比內(nèi)橡膠層16的外徑φb稍小。更具體地講，需要將內(nèi)徑φa與外徑φb的比率設(shè)定在0.80～0.95的范圍內(nèi)。
因為第一實施方式有上述結(jié)構(gòu)，所以其具有如下優(yōu)點具有高耐磨性和高摩擦系數(shù)。另外，當(dāng)給紙輥10大量給紙后，其摩擦系數(shù)的降低程度較小。而且當(dāng)給紙輥10給紙時，給紙輥10可以較小程度地產(chǎn)生抖動現(xiàn)象。此外，可以抑制給紙輥10橡膠組合物中的物質(zhì)遷移到內(nèi)橡膠層16和外橡膠層17之間。因此，給紙輥10具有很長的使用壽命并且可以長時間保持良好的性能。
除了外橡膠層的橡膠組合物由硅橡膠組成外，通過使用與第一實施方式相似的方法形成本發(fā)明第二實施方式的給紙輥10。
第二實施方式的給紙輥10也具有高耐磨性和高摩擦系數(shù)。而且當(dāng)給紙輥10大量給紙后，其摩擦系數(shù)的下降程度較小。同時，當(dāng)給紙輥10給紙時，給紙輥10可以較小程度地產(chǎn)生抖動現(xiàn)象。此外，可以抑制給紙輥10中的組分遷移到內(nèi)層16和外層17之間。因此給紙輥10具有很長的使用壽命并且可以長時間保持良好的性能。
除了外橡膠層的橡膠組合物由聚氨酯橡膠組成外，通過使用與第一實施方式相似的方法形成本發(fā)明第三實施方式的給紙輥10。
作為組成外橡膠層17的組分的混合比例的優(yōu)選實施例，每100重量份的聚氨酯橡膠中含有1～30重量份的礦物無機填料，和小于50重量份的己二酸二(丁氧基·乙氧基·乙基)酯。
第三種
具體實施例方式
的給紙輥10也具有高耐磨性和高摩擦系數(shù)。而且當(dāng)給紙輥10大量給紙后，其摩擦系數(shù)的下降程度較小。同時，當(dāng)給紙輥10給紙時，給紙輥10可以較小程度地產(chǎn)生抖動現(xiàn)象。此外，可以抑制給紙輥10中的組分遷移到內(nèi)層16和外層17之間。因此給紙輥10具有很長的使用壽命并且可以長時間保持良好的性能。
本發(fā)明實施例1～5和對照例1～3的給紙輥詳細描述如下。
根據(jù)表1中所示A～G配方，制備每個實施例和對照例的橡膠組合物。表示組分含量的數(shù)值單位是重量份。
表1

表1所示各組分如下丁基橡膠“Butyl 268(商品名)”，JSR公司生產(chǎn)。
三元乙丙橡膠A“Esprene 670F(商品名)”，Sumiomo化學(xué)有限公司生產(chǎn)。
三元乙丙橡膠B“Esprene 505A(商品名)”，Sumiomo化學(xué)有限公司生產(chǎn)。
氧化硅“Nipseal VN3(商品名)”，Nippon Silica生產(chǎn)。
碳酸鈣“BF300(商品名)”，Bihoku Funka Kogyo有限公司生產(chǎn)。
二氧化鈦“Chronos titanium oxide KR380(商品名)”，Titanium Kogyo公司生產(chǎn)。
石蠟油“PW-380(商品名)”，Idemitsu Kosan有限公司生產(chǎn)。
氧化鋅“two kinds of zinc oxide(商品名)”，Mitsui礦業(yè)和熔煉有限公司生產(chǎn)。
硫粉末粉末狀硫磺，Tsurumi化學(xué)工業(yè)有限公司生產(chǎn)。
二硫化四乙基秋蘭姆“Nocceler TBT(商品名)”，Ouchishinko化學(xué)工業(yè)有限公司生產(chǎn)。
二硫化四丁基秋蘭姆“Nocceler DM(商品名)”，Ouchishinko化學(xué)工業(yè)有限公司生產(chǎn)。
聚氨酯橡膠“Millathane 76(商品名)”，TSE工業(yè)公司生產(chǎn)。
己二酸二-(丁氧基·乙氧基·乙基)酯“TP-95(商品名)”，Rhom and Haas Japan K.K生產(chǎn)。
硅橡膠“XE-20-B3250(商品名)”，GE Toshiba硅樹脂有限公司生產(chǎn)。
三元乙丙橡膠A含有50wt％的三元乙丙橡膠和50wt％的充油橡膠。
對照例1按照下述方法制備實心橡膠輥。首先，將按表2所示配方E配制的橡膠組合物加入到指定模具中，于170℃下加壓硫化20分鐘。從而得到一個內(nèi)徑為φ9mm，外徑為φ21mm，長度為38mm的圓筒。接下來，將制得的圓筒用圓柱形研磨機進行打磨，直至外徑變?yōu)棣?0mm。最后，將圓筒切割成長度為10mm的橡膠輥。將軸插入到通過切割圓筒而制得的橡膠輥中。如此就可以得到對照例1的給紙輥。
實施例1～5和對照例2～3(i)形成內(nèi)層將按表2所示指定配方的橡膠組合物加入到一個預(yù)制模具中，于160℃下加壓硫化30分鐘。從而得到一個內(nèi)徑為φ9mm，外徑為φ15mm，長度為60mm的圓筒。最后，將圓筒切割成長度為10mm的橡膠輥。
(ii)形成外層將按表2所示指定配方的橡膠組合物加入到一個預(yù)制模具中，于160℃下加壓硫化20分鐘。從而得到一個內(nèi)徑為φ14mm，外徑為φ21mm，長度為60mm的圓筒。接下來，將制得的圓筒用圓柱形研磨機進行打磨，直至外徑變?yōu)棣?0mm。最后，將圓筒切割成長度為10mm的橡膠輥。
(iii)形成具有雙層結(jié)構(gòu)的給紙輥將軸插入到內(nèi)橡膠層的中空部分。然后，在不使用粘合劑的情況下，將外橡膠層安裝到內(nèi)橡膠層的外表面上。按照該方法，可以制作出一個給紙輥。
表2

最上面一行的E和CE分別代表實施例和對照例。
評價(內(nèi)層和外層的硬度)根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS-K6253“硫化橡膠或熱塑性橡膠的硬度測試方法”規(guī)定的方法，使用一個A型硬度計測試每一個給紙輥的JIS-A硬度。所測硬度相當(dāng)于常用的國際標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)肖氏硬度A。表1列出了內(nèi)層JIS-A硬度和外層JIS-A硬度，以及內(nèi)層JIS-A硬度與外層JIS-A硬度之間的差值。
(初始摩擦系數(shù))
使用如圖4所示的方法測試每一個給紙輥的摩擦系數(shù)。開始時，將一張尺寸為60mm×120mm的紙20(富士通有限公司生產(chǎn))的一端夾在給紙輥10和由聚四氟乙烯制成的固定盤18之間，而紙的另一端連接到測力計19上。接下來，一大小為250gf的加載力W沿從給紙輥10到固定盤18的方向垂直施加于固定盤18。
隨后，給紙輥10按圖4中箭頭R所示的方向，于23℃的溫、55％濕度下，以300mm/秒的外周線速度旋轉(zhuǎn)。同時測試施加于測力計19的傳送拉力F。使用如下公式1，通過傳送拉力F和加載力W(W＝250gf)計算出摩擦系數(shù)μ。
<公式1>
μ＝F(gf)/250(gf)為了使給紙輥表現(xiàn)出期望的功能，要求初始摩擦系數(shù)不小于1.5。
(給紙評價)將每個給紙輥安裝于Fuji Xerox有限公司生產(chǎn)的“VIVACE455(商品名)”復(fù)印機上。每個給紙輥給紙50000張，以觀察能否順利給紙。能順利給紙的給紙輥標(biāo)記為○。不能給紙和一次給紙多張的給紙輥標(biāo)記為×。
(給紙后的摩擦系數(shù))在對每個給紙輥的進行給紙評價后，將給紙輥從復(fù)印設(shè)備上取下。使用與測試初始摩擦系數(shù)相似的方法，測試每個給紙50000張后的給紙輥的摩擦系數(shù)。
為了使給紙輥有足夠的耐久性，要求給紙輥在給紙50000張后的摩擦系數(shù)不小于1.2。
(抖動評價)將每個給紙輥安裝于Fuji Xerox有限公司生產(chǎn)的(VIVACE455(商品名)復(fù)印機上。每個給紙輥給紙1000張以檢測給紙輥是否抖動。將在給紙1000張的過程中抖動的給紙輥標(biāo)記為“抖動”，而在給紙1000張的過程中不抖動的給紙輥標(biāo)記為“不抖動”。
表2顯示了評價結(jié)果。
(結(jié)果分析)具有單層結(jié)構(gòu)的給紙輥對照例1的給紙評價優(yōu)良。但是該給紙輥有抖動。給紙后給紙輥的摩擦系數(shù)與給紙輥初始摩擦系數(shù)的比率大約為0.79。也就是說，該給紙輥的摩擦系數(shù)下降相對較大。
盡管具有雙層結(jié)構(gòu)的給紙輥對照例2的給紙評價優(yōu)良，但由于其內(nèi)層JIS-A硬度為15度的很高硬度，使其發(fā)生了抖動。給紙后給紙輥的摩擦系數(shù)與給紙輥初始摩擦系數(shù)的比率大約為0.75。也就是說，該給紙輥的摩擦系數(shù)下降相對較大。
具有雙層結(jié)構(gòu)的給紙輥對照例3沒有發(fā)生抖動。但其外層JIS-A硬度為20度的很低硬度。所以外層在給紙評價中出現(xiàn)很高程度的磨損。也就是說，這個給紙輥不能實際應(yīng)用。在給紙5000張后，不能測量該給紙輥的摩擦系數(shù)。
實施例1～4的每個給紙輥的內(nèi)層JIS-A硬度都不大于10度，并且外層JIS-A硬度不小于25度。因此這些給紙輥不發(fā)生抖動，且給紙評價優(yōu)良。給紙后給紙輥的摩擦系數(shù)與給紙輥初始摩擦系數(shù)的比率不小于0.9。也就是說，該給紙輥的摩擦系數(shù)下降很小。
工業(yè)實用性本發(fā)明的給紙輥可以可靠地應(yīng)用于各種類型的打印機、靜電復(fù)印機、傳真機、自動柜員機(ATM)等的給紙設(shè)備。該給紙輥對于要求克服抖動現(xiàn)象和高耐久性的高性能給紙設(shè)備十分有用。
權(quán)利要求
1.一種給紙輥，含有均由橡膠組成的內(nèi)層和外層，所述內(nèi)層的外表面與所述外層的內(nèi)表面緊密接觸，其間沒有間隙，其特征在于，所述內(nèi)層的橡膠組分由丁基橡膠組成，所述外層的橡膠組分由三元乙丙橡膠、硅橡膠或聚氨酯橡膠組成；并且所述內(nèi)層的JIS-A硬度不大于10度，并且所述外層的JIS-A硬度不小于25度且不大于60度。
2.如權(quán)利要求1所述的給紙輥，其特征在于，在所述內(nèi)層和所述外層之間不使用粘合劑的條件下所述外層整體固定于所述內(nèi)層的外表面。
3.如權(quán)利1所述的給紙輥，其特征在于，所述外層的JIS-A硬度與所述內(nèi)層的JIS-A硬度的差值在15～55度范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利2所述的給紙輥，其特征在于，所述外層JIS-A硬度與所述內(nèi)層JIS-A硬度的差值在15～55度范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利1所述的給紙輥，其特征在于，所述外層的外表面的初始摩擦系數(shù)不小于1.5。
6.如權(quán)利2所述的給紙輥，其特征在于，所述外層的外表面的初始摩擦系數(shù)不小于1.5。
7.如權(quán)利3所述的給紙輥，其特征在于，所述外層的外表面的初始摩擦系數(shù)不小于1.5。
8.如權(quán)利4所述的給紙輥，其特征在于，所述外層的外表面的初始摩擦系數(shù)不小于1.5。
全文摘要
一種給紙輥，其內(nèi)層和外層均由橡膠組成，其內(nèi)層的外表面和外層的內(nèi)表面緊密接觸，其間沒有間隙。內(nèi)層橡膠組分由丁基橡膠組成。外層橡膠組分由三元乙丙橡膠、硅橡膠或聚氨酯橡膠組成。內(nèi)層的JIS－A硬度設(shè)定為不大于10度，外層的JIS－A硬度設(shè)定為不小于25度且不大于60度。
文檔編號B32B25/00GK1966375SQ2006101484
公開日2007年5月23日 申請日期2006年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月15日
發(fā)明者伊藤靖時, 西森浩一, 峯章弘 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社