給紙分離部材
【課題】耐摩耗性に優れ、摩擦係数を容易に調整でき、且つ配合した樹脂粉末の分散が良好で脱落等が生じない給紙分離部材を提供する。
【解決手段】長鎖ポリオール、ポリイソシアネート、短鎖ジオール及びトリオールを含むポリウレタン配合材料を硬化・成形してなるポリウレタン部材からなる給紙分離部材において、ポリウレタン配合材料は、α値（ポリウレタン配合材料中のＯＨ基総数／ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基総数）が０．９０〜０．９８、Ｋ値（ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基数／長鎖ポリオールのＯＨ基数）が２．８〜３．８、且つ３官能基比率（トリオールのＯＨ基数／（短鎖ジオールのＯＨ基数＋トリオールのＯＨ基数））が０．３〜０．７の範囲になるように規定され、トリオールが分子量８００〜４５００のものであり、さらに、ポリウレタン部材には、軟化点が１４０℃以上で粒子径が２０〜２００μｍであり且つ表面に官能基を有した樹脂粉末を配合する。
【解決手段】長鎖ポリオール、ポリイソシアネート、短鎖ジオール及びトリオールを含むポリウレタン配合材料を硬化・成形してなるポリウレタン部材からなる給紙分離部材において、ポリウレタン配合材料は、α値（ポリウレタン配合材料中のＯＨ基総数／ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基総数）が０．９０〜０．９８、Ｋ値（ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基数／長鎖ポリオールのＯＨ基数）が２．８〜３．８、且つ３官能基比率（トリオールのＯＨ基数／（短鎖ジオールのＯＨ基数＋トリオールのＯＨ基数））が０．３〜０．７の範囲になるように規定され、トリオールが分子量８００〜４５００のものであり、さらに、ポリウレタン部材には、軟化点が１４０℃以上で粒子径が２０〜２００μｍであり且つ表面に官能基を有した樹脂粉末を配合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリウレタン部材からなる給紙部材又は分離部材（給紙分離部材という）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、搬送を行う給紙分離部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種ＯＡ機器の給紙分離部材は、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も問題視されている。
【０００３】
また、給紙分離部材は、長期使用に伴い、紙粉が表面に付着した場合に摩擦係数μを低下させてしまうという問題もある。
【０００４】
耐摩耗性に優れ、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分離部材の発明が望まれている。
【０００５】
そこで、分離ローラのゴム部分に、粉状または粒状のプラスチックを混合させることで摩擦係数を調整する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、特許文献１のように、発泡体のゴム部分にプラスチックを化学結合させることなく、単に混合してプラスチックを保持しているだけでは、容易にプラスチックの欠落がおこる虞があった。また、例えばゴム部材がウレタン等の親水性であり、プラスチックが疎水性である場合には分散不良がおこる虞があった。
【０００６】
【特許文献１】特許第３０６４１３３号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、耐摩耗性に優れ、摩擦係数を容易に調整でき、且つ配合した樹脂粉末の分散が良好で脱落等が生じない給紙分離部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、長鎖ポリオール、ポリイソシアネート、短鎖ジオール及びトリオールを含むポリウレタン配合材料を硬化・成形してなるポリウレタン部材からなる給紙分離部材において、前記ポリウレタン配合材料は、α値（ポリウレタン配合材料中のＯＨ基総数／ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基総数）が０．９０〜０．９８、Ｋ値（ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基数／長鎖ポリオールのＯＨ基数）が２．８〜３．８、且つ３官能基比率（トリオールのＯＨ基数／（短鎖ジオールのＯＨ基数＋トリオールのＯＨ基数））が０．３〜０．７の範囲になるように規定され、前記トリオールが分子量８００〜４５００のものであり、さらに、前記ポリウレタン部材には、軟化点が１４０℃以上で粒子径が２０〜２００μｍであり且つ表面に官能基を有した樹脂粉末が配合されていることを特徴とする給紙分離部材にある。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の給紙分離部材において、前記樹脂粉末の粒子径が４０〜１００μｍであることを特徴とする給紙分離部材にある。
【００１０】
本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様に記載の給紙分離部材において、前記官能基が−ＮＨ２、−ＯＨ、−ＣＯＯＨの何れかであることを特徴とする給紙分離部材にある。
【００１１】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様に記載の給紙分離部材において、前記ポリウレタン配合材料を１００重量部に対し、前記樹脂粉末を１〜１０重量部配合したことを特徴とする給紙分離部材にある。
【００１２】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様に記載の給紙分離部材において、前記樹脂粉末がポリエチレンであることを特徴とする給紙分離部材にある。
【００１３】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様に記載の給紙分離部材において、前記ポリウレタン部材がロール形状であって、外周面に断面波形形状の凹凸部があり、前記凹部が前記ロール形状の軸方向に沿って延びていることを特徴とする給紙分離部材にある。
【００１４】
本発明の第７の態様は、第６の態様に記載の給紙分離部材において、前記凹部の幅が５００μｍ以下、凸部の幅が５００μｍ以下、凸部の高さが５０〜１５０μｍ、表面粗さＲｚが４０〜１２０μｍであることを特徴とする給紙分離部材にある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、耐摩耗性に優れ、摩擦係数を容易に調整でき、且つ配合した樹脂粉末が分散し易く、脱落等が生じない給紙分離部材を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
本発明の給紙分離部材は、軟化点が１４０℃以上で粒子径が２０〜２００μｍ、好ましくは４０〜１００μｍであり、且つ表面に官能基を有した樹脂粉末を配合したポリウレタン部材からなる。このような樹脂粉末を配合することにより、給紙分離部材は摩擦係数を維持することができる。
【００１８】
かかる樹脂粉末の軟化点が１４０℃以上とすることにより給紙分離部材は樹脂粉末の脱落がおきなくなる。軟化点が１４０℃未満である樹脂粉末を用いて給紙分離部材を成形すると、ポリウレタンの成形温度において樹脂が軟化してしまい、表面の官能基を保持できなくなり、成形品において樹脂粉末の脱落がおきやすくなる。
【００１９】
また、本発明で用いる樹脂粉末が表面に有する官能基としては、−ＮＨ２、−ＯＨ、−ＣＯＯＨが好ましく、具体的には、例えば表面にＯＨ基を有するポリエチレンであるインヘンスＵＨ−１２５０などが挙げられる。樹脂粉末が−ＮＨ２、−ＯＨ、−ＣＯＯＨの何れかの官能基を有することで、官能基の親和性によりポリウレタン中への分散が容易になり、また、かかる官能基とウレタン配合材料との反応により脱落を防止することができる。
【００２０】
また、樹脂粉末の粒子径は２０〜２００μｍ、好ましくは４０〜１００μｍであればよい。この範囲内であるのは、樹脂粉末の粒子径がこの範囲より小さいと樹脂粉末による摩擦係数を維持する効果が低くなってしまうためであり、上述した範囲より大きいと樹脂粉末の脱落がおこりやすくなるためである。
【００２１】
本発明で用いるポリウレタン部材は、長鎖ポリオール、ポリイソシアネート、短鎖ジオール及びトリオールを含むポリウレタン配合材料を硬化・成形してなるものであり、ポリウレタン配合材料は、α値（ポリウレタン配合材料中のＯＨ基総数／ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基総数）が０．９０〜０．９８、Ｋ値（ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基数／長鎖ポリオールのＯＨ基数）が２．８〜３．８、且つ３官能基比率（トリオールのＯＨ基数／（短鎖ジオールのＯＨ基数＋トリオールのＯＨ基数））が０．３〜０．７の範囲になるように規定されている。
【００２２】
ここで、長鎖ポリオールとしては、ジオールと二塩基酸との脱水縮合で得られるポリエステルポリオール、ジオールとアルキルカーボネートの反応により得られるポリカーボネートポリオール、カプロラクトン系のポリオール、ポリエーテルポリオール等を挙げることができる。
【００２３】
また、ポリイソシアネートとしては、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、２，６−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、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−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）などが挙げられる。
【００２４】
また、架橋剤として、少なくとも短鎖ジオールとトリオールを含むものである。短鎖ジオールに特に限定はないが、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有することが好ましい。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及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。また、トリオールは、分子量８００〜４５００であればよく、例えば、ポリカプロラクトントリオール（プラクセル３０８（ダイセル製））を挙げることができる。この範囲の分子量のトリオールを架橋剤として用いることで、成形するポリウレタンに柔軟性が得られ、鳴きの発生なく、給紙搬送分離性を維持したポリウレタンとすることができる。
【００２５】
本発明の給紙分離部材は、上述した樹脂粉末をポリウレタン配合材料に配合し、硬化成形することより得られる。樹脂粉末の配合部数は、ポリウレタン配合材料１００重量部に対し、１〜１０重量であるのが好ましい。この割合で配合することで、樹脂粉末の表面に存在する−ＮＨ２、−ＯＨ、−ＣＯＯＨなどの官能基がウレタンマトリックス中に存在するイソシアネート基と化学結合することで、脱落等が生じにくくなる。なお、１重量部よりも少ないと樹脂粉末を配合することによる十分な効果が得られず、１０重量部よりも多いと、ロール表面において樹脂が脱落したり、摩擦係数が低下しすぎて給紙搬送不良が発生したりする虞がある。
【００２６】
また、α値（ポリウレタン配合材料中のＯＨ基総数／ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基総数）が０．９０〜０．９８と規定されているのは、α値が０．９０未満となるとハードセグメントの量が不十分で強度不足となり摩擦係数が高くなってしまい、０．９８より大きくなると未反応ＯＨ基が残存して成形体がべたつき、使用する際に紙粉が付着したり、鳴きが発生したりする虞があるためである。Ｋ値（ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基数／長鎖ポリオールのＯＨ基数）が２．８〜３．８と規定されているのは、Ｋ値が２．８未満となるとハードセグメントの量が少なすぎるために柔軟性が高くなりすぎてポリウレタンの強度が低下し、摩擦係数が高くなってしまい、３．８より大きくなるとハードセグメントの量が多すぎるために柔軟性が得られなくなり摩擦係数が低くなってしまうためである。３官能基比率（トリオールのＯＨ基数／（短鎖ジオールのＯＨ基数＋トリオールのＯＨ基数））が０．３〜０．７の範囲になるように規定されているのは、０．３未満であると架橋剤中のトリオールの割合が少なくなりすぎてポリウレタンの柔軟性が得られなくなり摩擦係数が低くなってしまい、０．７より大きくなると架橋剤中のトリオールの割合が多くなりすぎて柔軟性が高くなり、ポリウレタンの強度が低下し、摩擦係数が高くなってしまうからである。なお、給紙分離部材は、摩擦係数が低くなりすぎると給紙する際に重送が発生し、摩擦係数が高くなりすぎると給紙する際に鳴きが発生したり、摩耗しやすくなったりしてしまう。
【００２７】
本発明の給紙分離部材は、ロール形状の給紙又は分離ロール、パッド形状の分離部材などに用いて好適なものであり、ロール形状の給紙分離ロールの場合には以下に示すような所定の表面形状を有するのが好ましい。
【００２８】
以下、図１を用いて本発明の一実施形態である給紙分離ロール（以下、給紙ロールという）の外周面について説明する。図１は、本発明に係る給紙ロールの一実施形態を表す概略斜視図である。図１に示すように、給紙ロール１はシャフト２上にポリウレタン部材３が設けられている。本発明に係る給紙ロールは、断面が波形形状である凹凸部が、ポリウレタン部材３の外周面に形成されており、この凹凸部を形成する凹部４は給紙ロール１の軸方向に沿って延びている。すなわち、凹部４は給紙ロール１の軸方向に沿って延びている長溝によって形成されている。ここで、「軸方向」には、給紙ロール１の軸芯に対して４５°以内程度の方向についても含まれるものとする。この凹部４は、周方向または軸方向に複数設けられていても単数設けられていてもよく、ロール外周面に複数の凹部４が設けられた場合の一例を概略図で表すと、図２の外表面拡大図のようになる。図２の斜線部分は凹部４を表す。また、各凹凸の大きさは、給紙ロール１の周方向の断面拡大図である図３に示すように、同じ大きさでも（図３（ａ））、異なった大きさでもよい（図３（ｂ））。また、給紙ロール１の凹凸部は断面が波形形状で、角部の無いなめらかな形状となっている。
【００２９】
凹部の幅は５００μｍ以下であることが好ましい。凹部の幅が５００μｍより大きいと、用紙を搬送する距離が短くなり給紙性能が劣る傾向があるからである。凹部の幅とは、図３に示すように、隣接する凸部の頂部から当該凸部の間に形成された凹部の底部までの傾斜面の中間部同士の間隔、すなわち図３に示す凹凸の高さの平均である中心面と傾斜面との交点の間隔をいう。なお、凹部の幅、後述する凸部の幅及び凸部の高さは、例えば、一般的な表面粗さ測定機（サーフコーダＳＥ３５００：小坂研究所製）で測定できる。
【００３０】
凸部の幅は５００μｍ以下であることが好ましい。なお、この場合、凹凸部を構成する凹部は間隔をもって配置される複数の長溝により構成されることになる。凸部の幅が５００μｍより大きいと、荷重・紙送速度・用紙種の影響を受けやすくなったり、搬送する距離が短くなり給紙性能が劣る傾向がある。凸部の幅とは、図３に示すように、隣接する凹部の底部から当該凹部の間に形成された凸部の頂部までの傾斜面の中間部同士の間隔、すなわち図３に示す凹凸の高さの平均である中心面と傾斜面との交点の間隔をいう。
【００３１】
また、ロール外周面を１ｍｍ四方の格子で区分けした際に、ロールの外周面全体に亘って各区分け内に凸部及び凹部がそれぞれ１つ以上あることが好ましいが、ロールの一部、例えばロールの端に凹凸が全く存在しない又は部分的に凹凸が存在するロールであってもよい。
【００３２】
凸部の高さは５０〜１５０μｍであることが好ましい。紙粉等が凹部に詰まると紙送り性能が悪くなるが、凸部の高さを５０〜１５０μｍとすると、その凹部に紙粉等をトラップすることが可能となるため、繰り返し通紙を行っても紙送り性能が劣化せず、給紙性能が安定する。なお、凸部の高さとは、図３に示すように、凹部の底部から凸部の頂部までの高さをいう。
【００３３】
また、凹部・凸部は共に、軸方向の長さが周方向の長さの２倍以上であることが好ましい。凹部の軸方向の長さが、凹部の周方向の長さの２倍より小さくなると、紙粉のトラップ効果が低下する。また、凸部の軸方向の長さが、凸部の周方向の長さの２倍より小さくなると、紙葉部とロールの接触面積が小さくなることにより、給紙特性が低下する。
【００３４】
また、表面粗さＲｚは、好ましくは４０〜１２０μｍ、さらに好ましくは５０〜８０μｍである。表面粗さが小さすぎると紙粉トラップ効果が得られず、大きすぎると紙送り特性が安定しないためである。
【００３５】
本発明にかかる給紙ロールの凹凸面は、例えば、金型による成形により形成できる。凹凸面を形成するシボ面を金型内面に形成する方法は特に限定されないが、サンドブラスト又はショットブラスト処理などの機械加工の他、腐食処理等の化学的処理により簡便且つ低コストで所定の凹凸面を形成することができる。
【００３６】
上述した凹凸面を金型に形成する方法の一例としては、硬度３８（ＨＲＣ）以上の鋼材を切削加工した金型を用い、所望のパターンにマスキングを施した後、これに所定のメディアをブラストする方法を挙げることができる。この場合、角張ったメディア（サンド）で、且つ粒径が５０〜３００μｍの範囲内で、ばらつきを基準粒径で±１０％程度有するメディアを用い、ブラスト処理するのが好ましい。また、このような処理をした面に、硬質クロームメッキなどを施すのが好ましい。
【００３７】
このように凹凸面を形成した金型を用いると、通常のロールの作製方法と同様の方法で給紙ロールを製造することができる。
【００３８】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００３９】
（実施例１）
分子量２０００のカプロラクトンポリオール（ＰＣＬ２２０）を１００重量部に対し、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を４３重量部、１，４−ブタンジオール（１，４−ＢＤ）を５．２重量部、分子量４０００のトリオールであるＰ−３４０３を１５４．５重量部混合攪拌した。その混合物１００重量部に対し、表面にＯＨ基を有するポリエチレンであるインヘンスＵＨ−１２５０（粒子径：６０μｍ、軟化点：１５０℃）を２．５重量部配合し、混合攪拌後、予め１３０℃に予熱しておいた金型に注入し、３０分間保持硬化させた。このとき、α値：０．９５、Ｋ値：３．４４、３官能基比率：０．５であった。その反応硬化物を所定の寸法に研磨加工することでロール形状物を得た。
【００４０】
（実施例２）
インヘンスＵＨ−１２５０（粒子径：６０μｍ、軟化点：１５０℃）の代わりにインヘンスＵＨ−１７００（粒子径：３５μｍ、軟化点：１５０℃）を用いた以外は実施例１と同様にしてロール形状物を得た。
【００４１】
（実施例３）
インヘンスＵＨ−１２５０（粒子径：６０μｍ、軟化点：１５０℃）の代わりにインヘンスＵＨ−１０８０（粒子径：１８０μｍ、軟化点：１５０℃）を用いた以外は実施例１と同様にしてロール形状物を得た。
【００４２】
（実施例４）
インヘンスＵＨ−１２５０を１２重量部とした以外は実施例１と同様にしてロール形状物を得た。
【００４３】
（実施例５）
ＭＤＩを３７．５重量部、１，４−ＢＤを５．８重量部、Ｐ−３４０３を１５４．１重量部とし、インヘンスＵＨ−１２５０（粒子径：６０μｍ、軟化点：１５０℃）２．５重量部の代わりにインヘンスＵＨ−１７００（粒子径：３５μｍ、軟化点：１５０℃）を８重量部用いた以外は実施例１と同様にしてロール形状物を得た。なお、α値：０．９２、Ｋ値：３．００、３官能基比率：０．３であった。
【００４４】
（実施例６）
Ｐ−３４０３を１５４．５重量部の代わりにポリカプロラクトントリオール（プラクセル３０８）を５４．８重量部用い、ＭＤＩを４７．５重量部、１，４−ＢＤを３．７重量部、インヘンスＵＨ−１２５０を５重量部とした以外は実施例１と同様にしてロール形状物を得た。なお、α値：０．９８、Ｋ値：３．８０、３官能基比率：０．７であった。
【００４５】
（比較例１）
インヘンスＵＨ−１２５０（粒子径：６０μｍ、軟化点：１５０℃）の代わりに表面に官能基を持たないポリプロピレンであるビスコール５５０Ｐを用いた以外は実施例１と同様にしてロール形状物を得た。
【００４６】
（比較例２）
Ｐ−３４０３を１５４．５重量部の代わりに分子量１３４のトリオールであるメチロールプロパン（ＴＭＰ）を５．２重量部用いた以外は実施例１と同様にしてロール形状物を得た。
【００４７】
（比較例３）
インヘンスＵＨ−１２５０（粒子径：６０μｍ、軟化点：１５０℃）の代わりに軟化点が１２０℃以下のポリエチレンであるインヘンスＨＤ−１８００（粒子径：４０μｍ）を用いた以外は実施例１と同様にしてロール形状物を得た。
【００４８】
（比較例４）
インヘンスＵＨ−１２５０（粒子径：６０μｍ、軟化点：１５０℃）の代わりにインヘンス１０４５（粒子径：３００μｍ、軟化点：１５０℃）を用いた以外は実施例１と同様にしてロール形状物を得た。
【００４９】
（比較例５）
１，４−ＢＤを５．６重量部、Ｐ−３４０３を１６５．９重量部とした以外は実施例２と同様にしてロール形状物を得た。なお、α値：１．０２、Ｋ値：３．４４、３官能基比率：０．５であった。
【００５０】
（比較例６）
ＭＤＩを３３．８重量部、１，４−ＢＤを３．６重量部、Ｐ−３４０３を１０７．９重量部とした以外は実施例２と同様にしてロール形状物を得た。なお、α値：０．９５、Ｋ値：２．７０、３官能基比率：０．５であった。
【００５１】
（比較例７）
ＭＤＩを５０重量部、１，４−ＢＤを６．４重量部、Ｐ−３４０３を１９０重量部とした以外は実施例２と同様にしてロール形状物を得た。なお、α値：０．９５、Ｋ値：４．００、３官能基比率：０．５であった。
【００５２】
（比較例８）
１，４−ＢＤを９．４重量部、Ｐ−３４０３を３０．９重量部とした以外は実施例２と同様にしてロール形状物を得た。なお、α値：０．９５、Ｋ値：３．４４、３官能基比率：０．１であった。
【００５３】
（比較例９）
１，４−ＢＤを１．０重量部、Ｐ−３４０３を２７８．２重量部とした以外は実施例２と同様にしてロール形状物を得た。なお、α値：０．９５、Ｋ値：３．４４、３官能基比率：０．９であった。
【００５４】
（試験例１）
実施例１〜６及び比較例１〜９のロール形状物の初期の摩擦係数、及び５０００枚通紙後の摩擦係数を測定した。摩擦係数μは、図４に示すように、各ロール形状物１１を回転自在に設けられたフリーロール１２に対して、紙１３を挟んで荷重３００ｇｆで圧接し、ロール形状物１１を回転駆動した際に紙１３の一端に取り付けたロードセル１４で測定された荷重Ｑ（Ｎ）を求め、下記式により計算した。また、紙１３を引っ張った際の鳴き（異音）発生も官能試験にて確認した。なお、ロール形状物１１の寸法は、内径１６ｍｍ×外形２４ｍｍ×幅２４ｍｍ、ロール回転速度（周速）２５０ｍｍ／ｓｅｃ、紙種：Ｘｅｒｏｘ−Ｐ（富士ゼロックスオフィスサプライ社製）とした。
【００５５】
[数１]
μ＝Ｑ（Ｎ）／（３００ｇｆ×０．００９８）
【００５６】
また、各実施例及び比較例のロール形状物の樹脂の分散性、及び５０００枚通紙後のロール形状物の表面における樹脂粉末の脱落について目視にて観察した結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
実施例１〜３及び５〜６のロール形状物は、樹脂の分散性がよく、ロール形状物の表面における樹脂粉末の脱落もなかった。また、５０００枚通紙後も摩擦係数は低く保ったままであり、鳴きが発生しなかった。実施例４のロール形状物は、樹脂の分散性がよく、ロール形状物の表面において樹脂粉末の若干の脱落が見られたが、物性に大きな変化はなく使用可能な程度であった。また、５０００枚通紙後も摩擦係数は低く保ったままであり、鳴きが発生しなかった。
【００５９】
これに対し、表面に官能基のない樹脂を用いた比較例１のロール形状物は、ポリウレタン部材に対する樹脂の分散性が悪く、ロール形状物の表面において樹脂粉末の脱落が若干みられた。分子量が８００未満（分子量１３４）のトリオールを用いた比較例２のロール形状物は、ポリウレタン（ロール形状物）に十分な柔軟性が得られず、鳴きが発生した。軟化点の低い樹脂粉末を用いた比較例３のロール形状物は、ロール形状物の表面において樹脂粉末の脱落がみられ、鳴きが若干発生した。粒子径が２００μｍよりも大きい樹脂粉末を用いた比較例４のロール形状物は、５０００枚通紙後、ロール形状物の表面において樹脂粉末の脱落がみられ、粒子径が大きいためにロール表面に凹凸が発生し、５０００枚通紙後に摩擦係数が上昇した。α値が０．９８よりも大きい比較例５のロール形状物は、５０００枚通紙後に摩擦係数が低下し、表面に紙粉が大量に付着していた。また、鳴きが発生し、ロール形状物の表面において樹脂の脱落がみられた。Ｋ値が２．８未満の比較例６のロール形状物は、摩擦係数が高く、鳴きが発生し、ロール形状物の表面に摩耗がみられた。Ｋ値が３．８よりも大きい比較例７のロール形状物は、摩擦係数が低く、通紙の際に重送が発生した。３官能基比率が０．３未満の比較例８のロール形状物は、摩擦係数が低く、通紙の際に重送が発生した。３官能基比率が０．７より大きい比較例９ロール形状物は、摩擦係数が高く、ロール形状物の表面に摩耗がみられ、鳴きが発生した。
【００６０】
これより、本発明の給紙分離部材は、α値（ポリウレタン配合材料中のＯＨ基総数／ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基総数）が０．９０〜０．９８、Ｋ値（ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基数／長鎖ポリオールのＯＨ基数）が２．８〜３．８、且つ３官能基比率（トリオールのＯＨ基数／（短鎖ジオールのＯＨ基数＋トリオールのＯＨ基数））が０．３〜０．７の範囲になるように規定され、トリオールが分子量８００〜４５００のものであり、さらに、ポリウレタン部材には、軟化点が１４０℃以上で粒子径が２０〜２００μｍであり且つ表面に官能基を有した樹脂粉末が配合することで、耐摩耗性に優れ、摩擦係数を容易に調整でき、且つ配合した樹脂粉末の分散が良好で脱落等が生じない給紙分離部材となることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態に係る給紙ロールを表す概略斜視図である。
【図２】本発明に係る給紙ロール外周面に複数の凹部が設けられた状態を示す概略図である。
【図３】本発明に係る給紙ロールの断面の拡大図である。
【図４】摩擦係数の測定方法を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 給紙ロール
２ シャフト
３ ポリウレタン部材
４ 凹部
１１ ロール形状物
１２ フリーロール
１３ 紙
１４ ロードセル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリウレタン部材からなる給紙部材又は分離部材（給紙分離部材という）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、搬送を行う給紙分離部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種ＯＡ機器の給紙分離部材は、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も問題視されている。
【０００３】
また、給紙分離部材は、長期使用に伴い、紙粉が表面に付着した場合に摩擦係数μを低下させてしまうという問題もある。
【０００４】
耐摩耗性に優れ、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分離部材の発明が望まれている。
【０００５】
そこで、分離ローラのゴム部分に、粉状または粒状のプラスチックを混合させることで摩擦係数を調整する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、特許文献１のように、発泡体のゴム部分にプラスチックを化学結合させることなく、単に混合してプラスチックを保持しているだけでは、容易にプラスチックの欠落がおこる虞があった。また、例えばゴム部材がウレタン等の親水性であり、プラスチックが疎水性である場合には分散不良がおこる虞があった。
【０００６】
【特許文献１】特許第３０６４１３３号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、耐摩耗性に優れ、摩擦係数を容易に調整でき、且つ配合した樹脂粉末の分散が良好で脱落等が生じない給紙分離部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、長鎖ポリオール、ポリイソシアネート、短鎖ジオール及びトリオールを含むポリウレタン配合材料を硬化・成形してなるポリウレタン部材からなる給紙分離部材において、前記ポリウレタン配合材料は、α値（ポリウレタン配合材料中のＯＨ基総数／ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基総数）が０．９０〜０．９８、Ｋ値（ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基数／長鎖ポリオールのＯＨ基数）が２．８〜３．８、且つ３官能基比率（トリオールのＯＨ基数／（短鎖ジオールのＯＨ基数＋トリオールのＯＨ基数））が０．３〜０．７の範囲になるように規定され、前記トリオールが分子量８００〜４５００のものであり、さらに、前記ポリウレタン部材には、軟化点が１４０℃以上で粒子径が２０〜２００μｍであり且つ表面に官能基を有した樹脂粉末が配合されていることを特徴とする給紙分離部材にある。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の給紙分離部材において、前記樹脂粉末の粒子径が４０〜１００μｍであることを特徴とする給紙分離部材にある。
【００１０】
本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様に記載の給紙分離部材において、前記官能基が−ＮＨ２、−ＯＨ、−ＣＯＯＨの何れかであることを特徴とする給紙分離部材にある。
【００１１】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様に記載の給紙分離部材において、前記ポリウレタン配合材料を１００重量部に対し、前記樹脂粉末を１〜１０重量部配合したことを特徴とする給紙分離部材にある。
【００１２】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様に記載の給紙分離部材において、前記樹脂粉末がポリエチレンであることを特徴とする給紙分離部材にある。
【００１３】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様に記載の給紙分離部材において、前記ポリウレタン部材がロール形状であって、外周面に断面波形形状の凹凸部があり、前記凹部が前記ロール形状の軸方向に沿って延びていることを特徴とする給紙分離部材にある。
【００１４】
本発明の第７の態様は、第６の態様に記載の給紙分離部材において、前記凹部の幅が５００μｍ以下、凸部の幅が５００μｍ以下、凸部の高さが５０〜１５０μｍ、表面粗さＲｚが４０〜１２０μｍであることを特徴とする給紙分離部材にある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、耐摩耗性に優れ、摩擦係数を容易に調整でき、且つ配合した樹脂粉末が分散し易く、脱落等が生じない給紙分離部材を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
本発明の給紙分離部材は、軟化点が１４０℃以上で粒子径が２０〜２００μｍ、好ましくは４０〜１００μｍであり、且つ表面に官能基を有した樹脂粉末を配合したポリウレタン部材からなる。このような樹脂粉末を配合することにより、給紙分離部材は摩擦係数を維持することができる。
【００１８】
かかる樹脂粉末の軟化点が１４０℃以上とすることにより給紙分離部材は樹脂粉末の脱落がおきなくなる。軟化点が１４０℃未満である樹脂粉末を用いて給紙分離部材を成形すると、ポリウレタンの成形温度において樹脂が軟化してしまい、表面の官能基を保持できなくなり、成形品において樹脂粉末の脱落がおきやすくなる。
【００１９】
また、本発明で用いる樹脂粉末が表面に有する官能基としては、−ＮＨ２、−ＯＨ、−ＣＯＯＨが好ましく、具体的には、例えば表面にＯＨ基を有するポリエチレンであるインヘンスＵＨ−１２５０などが挙げられる。樹脂粉末が−ＮＨ２、−ＯＨ、−ＣＯＯＨの何れかの官能基を有することで、官能基の親和性によりポリウレタン中への分散が容易になり、また、かかる官能基とウレタン配合材料との反応により脱落を防止することができる。
【００２０】
また、樹脂粉末の粒子径は２０〜２００μｍ、好ましくは４０〜１００μｍであればよい。この範囲内であるのは、樹脂粉末の粒子径がこの範囲より小さいと樹脂粉末による摩擦係数を維持する効果が低くなってしまうためであり、上述した範囲より大きいと樹脂粉末の脱落がおこりやすくなるためである。
【００２１】
本発明で用いるポリウレタン部材は、長鎖ポリオール、ポリイソシアネート、短鎖ジオール及びトリオールを含むポリウレタン配合材料を硬化・成形してなるものであり、ポリウレタン配合材料は、α値（ポリウレタン配合材料中のＯＨ基総数／ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基総数）が０．９０〜０．９８、Ｋ値（ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基数／長鎖ポリオールのＯＨ基数）が２．８〜３．８、且つ３官能基比率（トリオールのＯＨ基数／（短鎖ジオールのＯＨ基数＋トリオールのＯＨ基数））が０．３〜０．７の範囲になるように規定されている。
【００２２】
ここで、長鎖ポリオールとしては、ジオールと二塩基酸との脱水縮合で得られるポリエステルポリオール、ジオールとアルキルカーボネートの反応により得られるポリカーボネートポリオール、カプロラクトン系のポリオール、ポリエーテルポリオール等を挙げることができる。
【００２３】
また、ポリイソシアネートとしては、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、２，６−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、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−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）などが挙げられる。
【００２４】
また、架橋剤として、少なくとも短鎖ジオールとトリオールを含むものである。短鎖ジオールに特に限定はないが、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有することが好ましい。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及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。また、トリオールは、分子量８００〜４５００であればよく、例えば、ポリカプロラクトントリオール（プラクセル３０８（ダイセル製））を挙げることができる。この範囲の分子量のトリオールを架橋剤として用いることで、成形するポリウレタンに柔軟性が得られ、鳴きの発生なく、給紙搬送分離性を維持したポリウレタンとすることができる。
【００２５】
本発明の給紙分離部材は、上述した樹脂粉末をポリウレタン配合材料に配合し、硬化成形することより得られる。樹脂粉末の配合部数は、ポリウレタン配合材料１００重量部に対し、１〜１０重量であるのが好ましい。この割合で配合することで、樹脂粉末の表面に存在する−ＮＨ２、−ＯＨ、−ＣＯＯＨなどの官能基がウレタンマトリックス中に存在するイソシアネート基と化学結合することで、脱落等が生じにくくなる。なお、１重量部よりも少ないと樹脂粉末を配合することによる十分な効果が得られず、１０重量部よりも多いと、ロール表面において樹脂が脱落したり、摩擦係数が低下しすぎて給紙搬送不良が発生したりする虞がある。
【００２６】
また、α値（ポリウレタン配合材料中のＯＨ基総数／ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基総数）が０．９０〜０．９８と規定されているのは、α値が０．９０未満となるとハードセグメントの量が不十分で強度不足となり摩擦係数が高くなってしまい、０．９８より大きくなると未反応ＯＨ基が残存して成形体がべたつき、使用する際に紙粉が付着したり、鳴きが発生したりする虞があるためである。Ｋ値（ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基数／長鎖ポリオールのＯＨ基数）が２．８〜３．８と規定されているのは、Ｋ値が２．８未満となるとハードセグメントの量が少なすぎるために柔軟性が高くなりすぎてポリウレタンの強度が低下し、摩擦係数が高くなってしまい、３．８より大きくなるとハードセグメントの量が多すぎるために柔軟性が得られなくなり摩擦係数が低くなってしまうためである。３官能基比率（トリオールのＯＨ基数／（短鎖ジオールのＯＨ基数＋トリオールのＯＨ基数））が０．３〜０．７の範囲になるように規定されているのは、０．３未満であると架橋剤中のトリオールの割合が少なくなりすぎてポリウレタンの柔軟性が得られなくなり摩擦係数が低くなってしまい、０．７より大きくなると架橋剤中のトリオールの割合が多くなりすぎて柔軟性が高くなり、ポリウレタンの強度が低下し、摩擦係数が高くなってしまうからである。なお、給紙分離部材は、摩擦係数が低くなりすぎると給紙する際に重送が発生し、摩擦係数が高くなりすぎると給紙する際に鳴きが発生したり、摩耗しやすくなったりしてしまう。
【００２７】
本発明の給紙分離部材は、ロール形状の給紙又は分離ロール、パッド形状の分離部材などに用いて好適なものであり、ロール形状の給紙分離ロールの場合には以下に示すような所定の表面形状を有するのが好ましい。
【００２８】
以下、図１を用いて本発明の一実施形態である給紙分離ロール（以下、給紙ロールという）の外周面について説明する。図１は、本発明に係る給紙ロールの一実施形態を表す概略斜視図である。図１に示すように、給紙ロール１はシャフト２上にポリウレタン部材３が設けられている。本発明に係る給紙ロールは、断面が波形形状である凹凸部が、ポリウレタン部材３の外周面に形成されており、この凹凸部を形成する凹部４は給紙ロール１の軸方向に沿って延びている。すなわち、凹部４は給紙ロール１の軸方向に沿って延びている長溝によって形成されている。ここで、「軸方向」には、給紙ロール１の軸芯に対して４５°以内程度の方向についても含まれるものとする。この凹部４は、周方向または軸方向に複数設けられていても単数設けられていてもよく、ロール外周面に複数の凹部４が設けられた場合の一例を概略図で表すと、図２の外表面拡大図のようになる。図２の斜線部分は凹部４を表す。また、各凹凸の大きさは、給紙ロール１の周方向の断面拡大図である図３に示すように、同じ大きさでも（図３（ａ））、異なった大きさでもよい（図３（ｂ））。また、給紙ロール１の凹凸部は断面が波形形状で、角部の無いなめらかな形状となっている。
【００２９】
凹部の幅は５００μｍ以下であることが好ましい。凹部の幅が５００μｍより大きいと、用紙を搬送する距離が短くなり給紙性能が劣る傾向があるからである。凹部の幅とは、図３に示すように、隣接する凸部の頂部から当該凸部の間に形成された凹部の底部までの傾斜面の中間部同士の間隔、すなわち図３に示す凹凸の高さの平均である中心面と傾斜面との交点の間隔をいう。なお、凹部の幅、後述する凸部の幅及び凸部の高さは、例えば、一般的な表面粗さ測定機（サーフコーダＳＥ３５００：小坂研究所製）で測定できる。
【００３０】
凸部の幅は５００μｍ以下であることが好ましい。なお、この場合、凹凸部を構成する凹部は間隔をもって配置される複数の長溝により構成されることになる。凸部の幅が５００μｍより大きいと、荷重・紙送速度・用紙種の影響を受けやすくなったり、搬送する距離が短くなり給紙性能が劣る傾向がある。凸部の幅とは、図３に示すように、隣接する凹部の底部から当該凹部の間に形成された凸部の頂部までの傾斜面の中間部同士の間隔、すなわち図３に示す凹凸の高さの平均である中心面と傾斜面との交点の間隔をいう。
【００３１】
また、ロール外周面を１ｍｍ四方の格子で区分けした際に、ロールの外周面全体に亘って各区分け内に凸部及び凹部がそれぞれ１つ以上あることが好ましいが、ロールの一部、例えばロールの端に凹凸が全く存在しない又は部分的に凹凸が存在するロールであってもよい。
【００３２】
凸部の高さは５０〜１５０μｍであることが好ましい。紙粉等が凹部に詰まると紙送り性能が悪くなるが、凸部の高さを５０〜１５０μｍとすると、その凹部に紙粉等をトラップすることが可能となるため、繰り返し通紙を行っても紙送り性能が劣化せず、給紙性能が安定する。なお、凸部の高さとは、図３に示すように、凹部の底部から凸部の頂部までの高さをいう。
【００３３】
また、凹部・凸部は共に、軸方向の長さが周方向の長さの２倍以上であることが好ましい。凹部の軸方向の長さが、凹部の周方向の長さの２倍より小さくなると、紙粉のトラップ効果が低下する。また、凸部の軸方向の長さが、凸部の周方向の長さの２倍より小さくなると、紙葉部とロールの接触面積が小さくなることにより、給紙特性が低下する。
【００３４】
また、表面粗さＲｚは、好ましくは４０〜１２０μｍ、さらに好ましくは５０〜８０μｍである。表面粗さが小さすぎると紙粉トラップ効果が得られず、大きすぎると紙送り特性が安定しないためである。
【００３５】
本発明にかかる給紙ロールの凹凸面は、例えば、金型による成形により形成できる。凹凸面を形成するシボ面を金型内面に形成する方法は特に限定されないが、サンドブラスト又はショットブラスト処理などの機械加工の他、腐食処理等の化学的処理により簡便且つ低コストで所定の凹凸面を形成することができる。
【００３６】
上述した凹凸面を金型に形成する方法の一例としては、硬度３８（ＨＲＣ）以上の鋼材を切削加工した金型を用い、所望のパターンにマスキングを施した後、これに所定のメディアをブラストする方法を挙げることができる。この場合、角張ったメディア（サンド）で、且つ粒径が５０〜３００μｍの範囲内で、ばらつきを基準粒径で±１０％程度有するメディアを用い、ブラスト処理するのが好ましい。また、このような処理をした面に、硬質クロームメッキなどを施すのが好ましい。
【００３７】
このように凹凸面を形成した金型を用いると、通常のロールの作製方法と同様の方法で給紙ロールを製造することができる。
【００３８】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００３９】
（実施例１）
分子量２０００のカプロラクトンポリオール（ＰＣＬ２２０）を１００重量部に対し、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を４３重量部、１，４−ブタンジオール（１，４−ＢＤ）を５．２重量部、分子量４０００のトリオールであるＰ−３４０３を１５４．５重量部混合攪拌した。その混合物１００重量部に対し、表面にＯＨ基を有するポリエチレンであるインヘンスＵＨ−１２５０（粒子径：６０μｍ、軟化点：１５０℃）を２．５重量部配合し、混合攪拌後、予め１３０℃に予熱しておいた金型に注入し、３０分間保持硬化させた。このとき、α値：０．９５、Ｋ値：３．４４、３官能基比率：０．５であった。その反応硬化物を所定の寸法に研磨加工することでロール形状物を得た。
【００４０】
（実施例２）
インヘンスＵＨ−１２５０（粒子径：６０μｍ、軟化点：１５０℃）の代わりにインヘンスＵＨ−１７００（粒子径：３５μｍ、軟化点：１５０℃）を用いた以外は実施例１と同様にしてロール形状物を得た。
【００４１】
（実施例３）
インヘンスＵＨ−１２５０（粒子径：６０μｍ、軟化点：１５０℃）の代わりにインヘンスＵＨ−１０８０（粒子径：１８０μｍ、軟化点：１５０℃）を用いた以外は実施例１と同様にしてロール形状物を得た。
【００４２】
（実施例４）
インヘンスＵＨ−１２５０を１２重量部とした以外は実施例１と同様にしてロール形状物を得た。
【００４３】
（実施例５）
ＭＤＩを３７．５重量部、１，４−ＢＤを５．８重量部、Ｐ−３４０３を１５４．１重量部とし、インヘンスＵＨ−１２５０（粒子径：６０μｍ、軟化点：１５０℃）２．５重量部の代わりにインヘンスＵＨ−１７００（粒子径：３５μｍ、軟化点：１５０℃）を８重量部用いた以外は実施例１と同様にしてロール形状物を得た。なお、α値：０．９２、Ｋ値：３．００、３官能基比率：０．３であった。
【００４４】
（実施例６）
Ｐ−３４０３を１５４．５重量部の代わりにポリカプロラクトントリオール（プラクセル３０８）を５４．８重量部用い、ＭＤＩを４７．５重量部、１，４−ＢＤを３．７重量部、インヘンスＵＨ−１２５０を５重量部とした以外は実施例１と同様にしてロール形状物を得た。なお、α値：０．９８、Ｋ値：３．８０、３官能基比率：０．７であった。
【００４５】
（比較例１）
インヘンスＵＨ−１２５０（粒子径：６０μｍ、軟化点：１５０℃）の代わりに表面に官能基を持たないポリプロピレンであるビスコール５５０Ｐを用いた以外は実施例１と同様にしてロール形状物を得た。
【００４６】
（比較例２）
Ｐ−３４０３を１５４．５重量部の代わりに分子量１３４のトリオールであるメチロールプロパン（ＴＭＰ）を５．２重量部用いた以外は実施例１と同様にしてロール形状物を得た。
【００４７】
（比較例３）
インヘンスＵＨ−１２５０（粒子径：６０μｍ、軟化点：１５０℃）の代わりに軟化点が１２０℃以下のポリエチレンであるインヘンスＨＤ−１８００（粒子径：４０μｍ）を用いた以外は実施例１と同様にしてロール形状物を得た。
【００４８】
（比較例４）
インヘンスＵＨ−１２５０（粒子径：６０μｍ、軟化点：１５０℃）の代わりにインヘンス１０４５（粒子径：３００μｍ、軟化点：１５０℃）を用いた以外は実施例１と同様にしてロール形状物を得た。
【００４９】
（比較例５）
１，４−ＢＤを５．６重量部、Ｐ−３４０３を１６５．９重量部とした以外は実施例２と同様にしてロール形状物を得た。なお、α値：１．０２、Ｋ値：３．４４、３官能基比率：０．５であった。
【００５０】
（比較例６）
ＭＤＩを３３．８重量部、１，４−ＢＤを３．６重量部、Ｐ−３４０３を１０７．９重量部とした以外は実施例２と同様にしてロール形状物を得た。なお、α値：０．９５、Ｋ値：２．７０、３官能基比率：０．５であった。
【００５１】
（比較例７）
ＭＤＩを５０重量部、１，４−ＢＤを６．４重量部、Ｐ−３４０３を１９０重量部とした以外は実施例２と同様にしてロール形状物を得た。なお、α値：０．９５、Ｋ値：４．００、３官能基比率：０．５であった。
【００５２】
（比較例８）
１，４−ＢＤを９．４重量部、Ｐ−３４０３を３０．９重量部とした以外は実施例２と同様にしてロール形状物を得た。なお、α値：０．９５、Ｋ値：３．４４、３官能基比率：０．１であった。
【００５３】
（比較例９）
１，４−ＢＤを１．０重量部、Ｐ−３４０３を２７８．２重量部とした以外は実施例２と同様にしてロール形状物を得た。なお、α値：０．９５、Ｋ値：３．４４、３官能基比率：０．９であった。
【００５４】
（試験例１）
実施例１〜６及び比較例１〜９のロール形状物の初期の摩擦係数、及び５０００枚通紙後の摩擦係数を測定した。摩擦係数μは、図４に示すように、各ロール形状物１１を回転自在に設けられたフリーロール１２に対して、紙１３を挟んで荷重３００ｇｆで圧接し、ロール形状物１１を回転駆動した際に紙１３の一端に取り付けたロードセル１４で測定された荷重Ｑ（Ｎ）を求め、下記式により計算した。また、紙１３を引っ張った際の鳴き（異音）発生も官能試験にて確認した。なお、ロール形状物１１の寸法は、内径１６ｍｍ×外形２４ｍｍ×幅２４ｍｍ、ロール回転速度（周速）２５０ｍｍ／ｓｅｃ、紙種：Ｘｅｒｏｘ−Ｐ（富士ゼロックスオフィスサプライ社製）とした。
【００５５】
[数１]
μ＝Ｑ（Ｎ）／（３００ｇｆ×０．００９８）
【００５６】
また、各実施例及び比較例のロール形状物の樹脂の分散性、及び５０００枚通紙後のロール形状物の表面における樹脂粉末の脱落について目視にて観察した結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
実施例１〜３及び５〜６のロール形状物は、樹脂の分散性がよく、ロール形状物の表面における樹脂粉末の脱落もなかった。また、５０００枚通紙後も摩擦係数は低く保ったままであり、鳴きが発生しなかった。実施例４のロール形状物は、樹脂の分散性がよく、ロール形状物の表面において樹脂粉末の若干の脱落が見られたが、物性に大きな変化はなく使用可能な程度であった。また、５０００枚通紙後も摩擦係数は低く保ったままであり、鳴きが発生しなかった。
【００５９】
これに対し、表面に官能基のない樹脂を用いた比較例１のロール形状物は、ポリウレタン部材に対する樹脂の分散性が悪く、ロール形状物の表面において樹脂粉末の脱落が若干みられた。分子量が８００未満（分子量１３４）のトリオールを用いた比較例２のロール形状物は、ポリウレタン（ロール形状物）に十分な柔軟性が得られず、鳴きが発生した。軟化点の低い樹脂粉末を用いた比較例３のロール形状物は、ロール形状物の表面において樹脂粉末の脱落がみられ、鳴きが若干発生した。粒子径が２００μｍよりも大きい樹脂粉末を用いた比較例４のロール形状物は、５０００枚通紙後、ロール形状物の表面において樹脂粉末の脱落がみられ、粒子径が大きいためにロール表面に凹凸が発生し、５０００枚通紙後に摩擦係数が上昇した。α値が０．９８よりも大きい比較例５のロール形状物は、５０００枚通紙後に摩擦係数が低下し、表面に紙粉が大量に付着していた。また、鳴きが発生し、ロール形状物の表面において樹脂の脱落がみられた。Ｋ値が２．８未満の比較例６のロール形状物は、摩擦係数が高く、鳴きが発生し、ロール形状物の表面に摩耗がみられた。Ｋ値が３．８よりも大きい比較例７のロール形状物は、摩擦係数が低く、通紙の際に重送が発生した。３官能基比率が０．３未満の比較例８のロール形状物は、摩擦係数が低く、通紙の際に重送が発生した。３官能基比率が０．７より大きい比較例９ロール形状物は、摩擦係数が高く、ロール形状物の表面に摩耗がみられ、鳴きが発生した。
【００６０】
これより、本発明の給紙分離部材は、α値（ポリウレタン配合材料中のＯＨ基総数／ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基総数）が０．９０〜０．９８、Ｋ値（ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基数／長鎖ポリオールのＯＨ基数）が２．８〜３．８、且つ３官能基比率（トリオールのＯＨ基数／（短鎖ジオールのＯＨ基数＋トリオールのＯＨ基数））が０．３〜０．７の範囲になるように規定され、トリオールが分子量８００〜４５００のものであり、さらに、ポリウレタン部材には、軟化点が１４０℃以上で粒子径が２０〜２００μｍであり且つ表面に官能基を有した樹脂粉末が配合することで、耐摩耗性に優れ、摩擦係数を容易に調整でき、且つ配合した樹脂粉末の分散が良好で脱落等が生じない給紙分離部材となることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態に係る給紙ロールを表す概略斜視図である。
【図２】本発明に係る給紙ロール外周面に複数の凹部が設けられた状態を示す概略図である。
【図３】本発明に係る給紙ロールの断面の拡大図である。
【図４】摩擦係数の測定方法を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 給紙ロール
２ シャフト
３ ポリウレタン部材
４ 凹部
１１ ロール形状物
１２ フリーロール
１３ 紙
１４ ロードセル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長鎖ポリオール、ポリイソシアネート、短鎖ジオール及びトリオールを含むポリウレタン配合材料を硬化・成形してなるポリウレタン部材からなる給紙分離部材において、前記ポリウレタン配合材料は、α値（ポリウレタン配合材料中のＯＨ基総数／ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基総数）が０．９０〜０．９８、Ｋ値（ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基数／長鎖ポリオールのＯＨ基数）が２．８〜３．８、且つ３官能基比率（トリオールのＯＨ基数／（短鎖ジオールのＯＨ基数＋トリオールのＯＨ基数））が０．３〜０．７の範囲になるように規定され、前記トリオールが分子量８００〜４５００のものであり、さらに、前記ポリウレタン部材には、軟化点が１４０℃以上で粒子径が２０〜２００μｍであり且つ表面に官能基を有した樹脂粉末が配合されていることを特徴とする給紙分離部材。
【請求項２】
請求項１に記載の給紙分離部材において、前記樹脂粉末の粒子径が４０〜１００μｍであることを特徴とする給紙分離部材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の給紙分離部材において、前記官能基が−ＮＨ２、−ＯＨ、−ＣＯＯＨの何れかであることを特徴とする給紙分離部材。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の給紙分離部材において、前記ポリウレタン配合材料を１００重量部に対し、前記樹脂粉末を１〜１０重量部配合したことを特徴とする給紙分離部材。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の給紙分離部材において、前記樹脂粉末がポリエチレンであることを特徴とする給紙分離部材。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の給紙分離部材において、前記ポリウレタン部材がロール形状であって、外周面に断面波形形状の凹凸部があり、前記凹部が前記ロール形状の軸方向に沿って延びていることを特徴とする給紙分離部材。
【請求項７】
請求項６に記載の給紙分離部材において、前記凹部の幅が５００μｍ以下、凸部の幅が５００μｍ以下、凸部の高さが５０〜１５０μｍ、表面粗さＲｚが４０〜１２０μｍであることを特徴とする給紙分離部材。
【請求項１】
長鎖ポリオール、ポリイソシアネート、短鎖ジオール及びトリオールを含むポリウレタン配合材料を硬化・成形してなるポリウレタン部材からなる給紙分離部材において、前記ポリウレタン配合材料は、α値（ポリウレタン配合材料中のＯＨ基総数／ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基総数）が０．９０〜０．９８、Ｋ値（ポリウレタン配合材料中のＮＣＯ基数／長鎖ポリオールのＯＨ基数）が２．８〜３．８、且つ３官能基比率（トリオールのＯＨ基数／（短鎖ジオールのＯＨ基数＋トリオールのＯＨ基数））が０．３〜０．７の範囲になるように規定され、前記トリオールが分子量８００〜４５００のものであり、さらに、前記ポリウレタン部材には、軟化点が１４０℃以上で粒子径が２０〜２００μｍであり且つ表面に官能基を有した樹脂粉末が配合されていることを特徴とする給紙分離部材。
【請求項２】
請求項１に記載の給紙分離部材において、前記樹脂粉末の粒子径が４０〜１００μｍであることを特徴とする給紙分離部材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の給紙分離部材において、前記官能基が−ＮＨ２、−ＯＨ、−ＣＯＯＨの何れかであることを特徴とする給紙分離部材。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の給紙分離部材において、前記ポリウレタン配合材料を１００重量部に対し、前記樹脂粉末を１〜１０重量部配合したことを特徴とする給紙分離部材。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の給紙分離部材において、前記樹脂粉末がポリエチレンであることを特徴とする給紙分離部材。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の給紙分離部材において、前記ポリウレタン部材がロール形状であって、外周面に断面波形形状の凹凸部があり、前記凹部が前記ロール形状の軸方向に沿って延びていることを特徴とする給紙分離部材。
【請求項７】
請求項６に記載の給紙分離部材において、前記凹部の幅が５００μｍ以下、凸部の幅が５００μｍ以下、凸部の高さが５０〜１５０μｍ、表面粗さＲｚが４０〜１２０μｍであることを特徴とする給紙分離部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−８４３３９（Ｐ２００７−８４３３９Ａ）
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２５７７６（Ｐ２００６−２２５７７６）
【出願日】平成１８年８月２２日（２００６．８．２２）
【出願人】（０００２４２４２６）北辰工業株式会社 (55)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２２日（２００６．８．２２）
【出願人】（０００２４２４２６）北辰工業株式会社 (55)
【Ｆターム（参考）】
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