KR102214810B1 - 픽업롤러의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 현금자동입출금기(Automatic Teller's Machine; ATM}라든지 단독형 지폐계수기 또는 화상형성장치(예컨대, 프린터, 복사기, 팩시밀리 등)에 적용되어 장기간에 걸친 지폐계수 또는 급지작용 시에도 내마모율 및 고마찰계수가 보장되도록 하기 위한 픽업롤러의 제조방법에 관한 것이다.
바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 픽업롤러의 제조방법은 상기 픽업롤러의 내마모율과 고마찰계수를 위한 알루미늄 또는 그 합금과 스테인레스강 또는 그 합금 중에서 선택된 어느 하나 또는 복수의 금속분말을 상기 EPDM에 혼입하기 위한 전처리를 실행하고, 상기 전처리에 의해 금속분말이 함유된 EPDM에 상기 충전제로서 카본블랙, 황가교제, 산화아연(ZnO), 프로세스오일 및 가공조제를 혼합하여 교반하여 그 교반된 상기 금속분말함유 EPDM과 충전제의 혼합물을 픽업롤러성형장치에 의해 성형하게 된다.

Description

픽업롤러의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING PICKUP ROLLER}

본 발명은 픽업롤러의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 현금자동입출금기(Automatic Teller's Machine; ATM}라든지 단독형 지폐계수기 또는 화상형성장치(예컨대, 프린터, 복사기, 팩시밀리 등)에 적용되어 장기간에 걸친 지폐계수 또는 급지작용 시에도 내마모율 및 고마찰계수가 보장되도록 하기 위한 픽업롤러의 제조방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 지폐의 계수기능을 갖춘 ATM이라든지 단일의 지폐계수기에는 다수매의 지폐를 연속적으로 계수하기 위해 지폐를 낱장씩 연속적으로 공급하기 위한 픽업롤러(급지롤러)가 필수적으로 구성된다.

또, 컴퓨터의 주변장치로서 연계되는 화상형성장치로서의 프린터에도 인쇄용지를 인쇄용지카트리지에서 낱장마다 급지하기 위한 픽업롤러(급지롤러)가 구성됨과 더불어 그 인쇄용지를 화상형성구간으로 이송하기 위한 이송롤러(Feeding Roller)가 최소한 하나 이상 구비된다.

또한, 문서의 전송이나 수신을 위한 팩시밀리라든지 문서(이미지)의 입력을 위한 스캐너의 경우에도 전송대상의 문서 또는 인쇄용지를 급지하기 위한 픽업롤러라든지 이송롤러가 구성된다.

통상적으로, 픽업롤러(급지롤러)는 금속 또는 고강도 합성수지제 롤러의 표면에 고무피막이나 우레탄 등의 고무피막을 피복하여 인쇄용지(또는 전송대상의 문서)에 대한 마찰력을 높이게 되는 바, 그러한 픽업롤러(급지롤러)의 탄성재층은 급지(또는 픽업)량이 증가될 수록 그 표면이 마모되어 급지성능(픽업성능)이 열화(劣化)된다.

지폐계수기의 경우 픽업롤러가 마모되거나 하여 픽업성능이 열화되면 정확한 계수동작이 불가능하게 되고, 화상형성장치의 경우에도 픽업롤러(급지롤러) 또는 이송롤러의 성능이 열화되면 인쇄용지의 급지동작 시에 스큐(Skew)가 발생되거나 미급지 또는 다수매의 급지와 같은 오작동이 유발된다.

그러한 점을 고려하여, 실용신안등록 제 20-0263056호(2002. 01. 21)에는 고속복사기용 급지롤이 개시되어 있는 바, 그 급지롤은 알루미늄제 롤의 표면에 탄성재를 코팅하는 대신에 세라믹 코팅층이 형성된다.

그 세라믹 코팅층은 세라믹이나 텅스텐 합금 등의 경도가 큰 재질의 고운 분말을 용사 코팅하거나, 내마모성 분말의 세라믹 코팅층을 부여한 마찰기지의 이면에 접착제를 도포하고 그 접착면을 이형지로 보호한 상태에서 상기 롤의 원주길이만큼 재단하고나서 상기 이형지를 벗기고 상기 롤에 둘러 붙여줌으로써 형성되는 바, 그러한 세라믹코팅층에 의해서는 종래의 고무 또는 우레탄 등의 탄성재층에 비해 경도가 높으면서도 마찰력과 내마모성도 우수해지도록 한 것이다.

하지만, 그러한 고속복사기용 급지롤의 경우에는 롤의 표면에 세라믹코팅층을 형성하기 위해 세라믹 등의 분말을 용사코팅해야하는 처리가 필요하거나, 일면에 세라믹 코팅층이 형성된 마찰기지를 상기 롤의 원주길이만큼 재단하고 그 마찰기지의 접착면에서 이형지를 제거하고 그 마찰기지를 상기 롤에 접착시키는 과정이 필요하게 되어 전체적으로 픽업롤의 제조과정이 번거롭게 될 뿐만 아니라, 지폐 또는 복사용지의 픽업 작용 도중에 상기 롤에서 상기 마찰기지가 분리될 가능성을 배제할 수 없게 된다.

그에 대해, 실용신안등록 제 20-0174898호(등록일 : 2000. 01. 04)에는 복사기라든지 프린터, 팩스 등의 사무기기 또는 윤전기 등의 각종 인쇄기에서 복사 또는 인쇄 용지를 공급 또는 배출하기 위해 용지접촉면에 분말 성형이 가능한 금속 및 비금속 물질 분말입자(즉, 지립)를 고착한 지립층을 형성하여 용지 급배지 롤러 표면의 열변형이나 마모등으로 인한 용지의 미끄럼이나 잼밍을 방지하도록 한 용지 급배지 롤러가 개시되어 있다.

그 용지 급배지 롤러에 따르면, 금속 또는 고무나 수지 재질의 롤러 모재와, 그 롤러 모재의 용지접촉면에 상기 롤러의 용도나 요구 성능에 따라 선별된 다이아몬드, CBN, 세라믹 등의 고경도 비금속 분말이나 텅스텐합금, 철, 알루미늄등의 금속 분말을 도금법, 메트릭스 융착법 또는 접착법등에 의하여 고착시켜 형성된 지립층을 포함하여 구성되고, 다른 방법으로서 지립을 포함하는 고탄성의 고무 밴드를 만들어 롤러 모재의 외주면에 삽입 탄설함으로써 지립층을 형성하게 된다.

여기서, 상기한 용지 급배지 롤러에서는 지립을 함유한 지립층이 메트릭스 융착법이라든지 접착법 또는 지립함유밴드의 형태로 성형하여 롤러 모재에 결합하는 방법이 적용되는 바, 실제 지립을 사용하여 융착법이라든지 접착법에 의해 지립층을 형성하는 경우에는 실제 사용 중에 해당하는 롤러로부터 분진의 형태로 박리될 가능성이 높아지게 되고, 지립을 고무 또는 합성수지에 적용하여 지립함유밴드의 형태로 형성하여 롤러의 표면에 삽입설치하는 경우에는 우선 지립함유밴드를 형성하고 그 지립함유밴드를 롤러의 표면에 적용하는 공정이 필요하게 됨에 따라 전체적인 작업공정이 증가되어 불리하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 비자성 금속분말로서의 알루미늄 또는 그 합금이라든지 스테인레스강 또는 그 합금을 주재료로서의 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer; EPDM)에 혼합한 롤러형성재료를 준비하여 픽업롤러를 형성함으로써 내마모율과 고마찰계수를 갖는 픽업롤러의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 폴리머로서의 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer)과 충전제를 포함하여 지폐계수라든지 급지를 위한 픽업롤러를 제조하는 방법에 있어서, 상기 픽업롤러의 내마모율과 고마찰계수를 위한 금속분말을 상기 EPDM에 혼입하기 위한 전처리를 실행하고, 상기 전처리에 의해 금속분말이 함유된 EPDM에 상기 충전제로서 카본블랙, 황가교제, 산화아연(ZnO), 프로세스오일 및 가공조제를 혼합하여 교반하며, 상기 교반된 EPDM과 충전제의 혼합물을 픽업롤러성형장치에 의해 성형하는 픽업롤러의 제조방법이 제공된다.

본 발명에 따르면, 바람직하게 상기 금속분말은 비자성 금속분말이고, 그 비자성 금속분말에는 알루미늄 또는 그 합금과 스테인레스강 또는 그 합금 중에서 선택된 어느 하나 또는 복수의 금속분말이 상정된다.

본 발명의 일예에 따르면, 상기 전처리는 300~400㎛ 보다 큰 치수의 금속분말에 액상화 용액을 공급하여 밀링함으로써 100~200㎛로 치수최소화하는 방식과, 상기 100~200㎛치수의 금속분말을 상기 EPDM의 제조 시에 혼입되도록 하는 방식 중 어느 하나가 상정된다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 지폐를 낱장씩 공급하는 기능이 적용된 지폐계수기라든지 인쇄 또는 복사기능이 적용된 화상형성장치로서의 복사기 또는 프린터 등에서 낱장씩의 용지 공급에 적용되는 픽업롤러(또는 급지롤러)에 금속분말, 바람직하게는 비자성 금속분말을 혼합하여 성형함으로써 내마모성과 마찰계수가 향상되도록 하여 종래의 고무재 또는 우레탄수지에 의해 제조되는 경우에 비해 지폐의 계수 또는 급지 작업에 스큐의 발생이 극력 억제된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 우선 금속분말, 바람직하게는 비자성 금속분말로서 예컨대 알루미늄 또는 그 합금이나 스테인레스강 또는 그 합금 중에서 선택된 어느 하나 또는 복수의 금속분말에 대해 치수의 최소화 및 액상화를 위한 전처리를 수행하게 된다.

그 전처리과정에 따르면, 예컨대 금속분말의 치수가 300∼400㎛ 이상의 금속분말을 전처리용액(대표적으로, 파라핀오일)에 투입하여 예컨대 치수조정을 위한 밀링장치(연마장치) 등에 의해 예컨대 100∼200㎛치수로 최소치수화처리를 수행하게 된다.

그러한 전처리과정을 수행함에 따라 상기 금속분말은 산(酸) 또는 염(鹽)에 의해 부식되는 등의 영향이 최소화됨으로써 폴리머로서의 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer)과의 혼합 시에 폴리머 손상 등이 극력 억제된다.

상기 치수의 최소화를 위해 전처리용액(파라핀 오일)을 적용하여 치수의 최소화 및 중성화처리가 실행된 액상형태의 금속분말액은 픽업롤러의 성형을 위해 용융처리된 EPDM에 혼합되어 교반이 이루어지게 되는 바, 그 EPDM에 혼합되는 금속분말액은 그 EPDM용액의 100중량부에 대해 0.6∼0.9중량부의 범위가 상정되어 롤러성형재료를 형성하게 되는 바, 그 롤러성형재료에 포함되는 상기 금속분말의 적용 범위는 EPDM에 의한 픽업롤러의 성형에 영향을 주지 않는 범위 내에서 가변이 가능하게 된다.

그에 대해, 본 발명에 따르면 상기한 전처리과정의 다른 예로서는 EPDM의 제조과정에서 상기 최소화된 금속분말을 혼합함으로써 픽업롤러 제조를 위한 금속분말이 함유되도록 해도 된다.

즉, EPDM의 제조 과정의 일예에 따르면. 예컨대 헵테인 용액 속에서 뷰부틸알루미늄과 사염화바나듐을 촉매로 사용하여 －50℃에서 에틸렌과 프로필렌을 작용시켜 고무상(狀)의 중합체를 얻고, 그 중합체에 대해 다이사이클로펜타다이엔 등의 제3성분을 가하여 3원 혼성중합시켜 이중결합을 많이 함유하는 터폴리머(3성분 고분자물질)를 형성하게 되는 바, 그 EPDM의 제조 과정에 예컨대 100∼200㎛치수의 금속분말을 혼합함으로써 픽업롤러의 성형을 위한 금속분말함유 EPDM을 얻을 수 있게 된다.

상기한 바와 같이, 상기 EPDM에 상기 금속분말이 혼합된 상태로의 전처리과정에 의해 픽업롤러의 성형을 위한 롤러성형재료를 얻고나면 충전제로서 카본불랙 및 황가교제를 혼합하게 된다.

그 경우, 상기 금속분말이 함유된 EPDM 100wt%부에 대해 상기 충전제로서의 카본블랙은 0.5∼1.5wt% 및 상기 황가교제 4~6wt%의 범위로 혼합된다.

그와 더불어, 본 발명에 따르면 상기 폴리머(즉, EPDM)의 성형 시간의 조절(가황촉진역할) 및 내열, 열수축, 마찰저항, 자외선 및 가공성의 물성을 향상시키기 위한 금속산화물로서 산화아연(ZnO)이 첨가되는 바, 그 산화아연은 3~5wt%로 설정된다.

또, 상기 산화아연과 더불어, 상기 폴리머(EPDM)를 포함하여 전체 재료의 원활한 분산 및 가공성의 개선과 가황고무의 탄성과 굴절성의 개선, 인장강동 및 내마모성 향상을 도모하기 위해 프로세스 오일(Process Oil)도 첨가되는 바, 그 프로세스 오일은 40~46wt%의 범위로 상정된다.

상기한 바와 같이, 금속분말이 함유된 EPDM에 상기 충전제로서의 카본블랙과 황가교제, 산화아연 및 프로세스오일이 혼합되면 필요에 따라 주지의 가공조제를 적량으로 첨가하여 픽업롤러를 제조하기 위한 성형장치(즉, 금형)에 투입하여 대략 170℃의 온도 조건에서 대략 5분의 시간에 걸쳐 성형함으로써 픽업롤러(급지롤러)를 성형하게 된다.

따라서, 상기한 과정으로 성형된 본 발명에 따른 픽업롤러는 금속분말이 EPDM에 혼합된 상태로 성형제조되기 때문에 그 금속분말에 의해 내마모성 및 마찰계수가 향상될 뿐만 아니라, 종래의 접착이라든지 코팅에 의해 고경도의 세라믹 또는 금속분말을 롤러 표면에만 형성하는 경우에 비해 고경도 세라믹 분말 또는 금속분말이 분진의 형태로 박리되거나 하는 등의 불리함이 배제될 수 있다.

참고로, 상기한 과정에 의해 금속분말이 첨가된 EPDM으로 제조된 본 발명에 따른 픽업롤러와 그 비교대상으로서 상기한 충전제 함유 조건 중 단지 금속분말만이 함유되지 않은 EPDM으로 제조된 픽업롤러의 내구물성(마모율 및 마찰계수, 오염성)을 다음과 같이 평가하여 결과를 확인하였다.

먼저, 본 발명의 픽업롤러와 비교대상의 픽업롤러의 마모율에 대해서는 마모율측정지그로서 'COMTECH TESTING MACHINES Co.Ltd'의 'QC 619K Taber 마모시험기'를 사용하였고, 평가시험규격은 'KS M 6625'를 적용하고 모의지폐용지를 사용하여 평가하여 그 결과를 하기의 표 1 및 표 2와 같이 확인할 수 있었다.

구 분	초기무게(g)	최종무게(g)	마모량(g)	마모율(%)
비교대상 1	1.1080	1.0984	0.0096 0.87
비교대상 2	1.0738	1.0592	0.0146	1.36
평 균	1.0909	1.0788	0.0121	1.11

구 분	초기무게(g)	최종무게(g)	마모량(g)	마모율(%)
본 발명 1	1.1015	1.0952	0.0063	0.57
본 발명 2	1.1076	1.0983	0.0093	0.84
평 균	1.1046	1.0968	0.0078 0.71

상기한 평가결과로부터 '표 1'의 본 발명에 따라 금속분말이 함유된 EPDM으로 제조된 픽업롤러의 마모율이 '표 2'의 금속분말이 함유되지 않은 비교대상의 픽업롤러의 마모율에 비해 작게 발생됨을 확인할 수 있다.

다음에, 상기한 본 발명에 따른 픽업롤러와 비교대상의 픽업롤러에 대한 마찰계수는 마찰계수측정지그로서 'I-neoplus'사의 'FCMS170 마찰계수측정기'에 의해 모조지폐용지를 사용하여 평가시험규격 'ASTM D 1894'에 의거하여 평가하였는 바, 그 결과에 의하면 본 발명에 따른 픽업롤러는 1.35~1.37인 반면 비교대상의 픽업롤러는 1.2임을 확인할 수 있었다.

그리고, 본 발명에 따른 픽업롤러와 비교대상의 픽업롤러의 오염성은 상기한 마모율 및 마모계수의 측정 후에 육안으로 관찰한 결과 오염은 확인되지 않았다.

상기한 평가결과로부터 본 발명에 따른 금속분말이 함유된 EPDM에 의해 제조된 픽업롤러가 내마모율과 고마찰계수를 갖게 됨을 알 수 있다.

한편, 본 발명은 상기한 실시예로 한정되지 않고 발명의 기술적 요지 및 요점을 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능하게 된다.

상기에서, 상기 금속분말에 대해서는 그 치수가 100∼200㎛로 상정되고 있지만, 픽업롤러의 제조 과정에서 필요하다면 그 이하의 치수로 적용하여도 되고, 또 상기한 각 충전제의 혼합비율도 픽업롤러의 물성에 영향을 주지 않는 범위 내에서 가감이 가능함은 물론이다.

Claims (3)

1. 폴리머로서의 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer)와 카본블랙, 황가교제, 산화아연(ZnO), 프로세스오일의 충전제를 포함하여 지폐계수라든지 급지를 위한 픽업롤러를 제조하는 방법에 있어서,
   상기 픽업롤러의 내마모율과 고마찰계수를 위한 알루미늄 또는 그 합금과 스테인레스강 또는 그 합금 중에서 선택된 어느 하나 또는 복수의 비자성 금속분말을 상기 EPDM에 혼입시키기 위한 전처리를 실행하고,
   상기 전처리에 의해 금속분말이 함유된 EPDM에 상기 충전제를 혼합하여 교반하며,
   상기 교반된 비자성 금속분말함유 EPDM과 충전제의 혼합물을 픽업롤러성형장치에 의해 성형하는 것을 특징으로 하는 픽업롤러의 제조방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 전처리는 300~400㎛ 보다 큰 치수의 비자성 금속분말에 전처리용액을 공급하여 밀링(연마)함으로써 100~200㎛로 치수최소화하는 방식과,
   상기 100~200㎛치수의 금속분말을 상기 EPDM의 제조 시에 혼입되도록 하는 방식 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 픽업롤러의 제조방법.