CN1296419C - 弹性体组合物以及送纸辊 - Google Patents

Abstract

在由橡胶或/和热塑性弹性体组成的弹性体成分中，配合相容化剂，在由上述弹性体成分组成的基体中，聚酰胺系热塑性树脂以平均粒径不足1μm微分散，以上述聚酰胺系热塑性树脂，其上述平均粒径为数十纳米的小粒子和，上述平均粒径为数百nm的大粒子混和存在的弹性体组合物为主原料形成送纸辊(1)。送纸辊(1)与极性的水性墨水等记录液的亲和性强，印刷时印刷部分不留辊残痕，且，在具有优异的耐久性和高负荷下的耐磨耗性的同时，具有高摩擦系数，并且能够保持该高摩擦系数。

Description

弹性体组合物以及送纸辊

                            技术领域

本发明涉及一种特别适用于墨水喷射印刷机等画像形成装置的送纸装置的弹性体组合物以及使用该组合物的送纸辊，具体的是，改善弹性体组合物的配方及相结构，既提高其摩擦系数和耐磨耗性，又要与记录液有强亲和性。

                            背景技术

在混合异种聚合物，产生新的性质的聚合物合金这一领域，在尼龙中配合聚烯烃，主要是利用高冲击化技术。具体的是，为了显现尼龙/合胶足够的高冲击强度，需要橡胶粒子间的距离小于临界值(0.304μm)。所以，为了在尼龙基体中得到高冲击强度，使橡胶粒子微分散很重要，为此人们进行了各种研究。

例如，在EPM中使1％左右的微量的马来酐接枝，和得到在尼龙基体中，分散有极其微细的接枝化EPM的材料，该接枝化EPM的粒径约为100nm。

这样，以往的聚酰胺系热塑性树脂和橡胶的组合物，聚酰胺系热塑性树脂大多为基体相。

例如，在日本专利特开2000-129047号中，公开了聚酰胺系弹性体为基体相、乙烯-丙烯酸酯共聚物橡胶成分为分散相的热塑性弹性体。另外，在日本专利特开平8-311251号中，公开了聚烯烃系等热塑性树脂为基体相，EPDM等橡胶为微区(ドメィン)的热塑性弹性体。

在日本专利特开平10-251452号中，公开了一种橡胶组合物，该橡胶组合物在加氢NBR弹性基体中分散有由尼龙构成的微粒子，并含有含官能团的乙烯系共聚物。

另外，用于墨水喷射印刷机、激光印刷机、静电复印机、以及普通纸传真装置等办公设备和自动取款机(ATM)中的送纸装置的送纸辊，目的是用来选出并分离纸或薄膜等输送物。由于这种送纸辊需要边选出、分离上述的输送物，边送纸，所以要求其具有优异的柔软性和高耐磨耗性。但是，就象若得到了高摩擦系数，就损害其耐磨耗性那样，用同样系的材料很难同时满足上述要求。

而且，在上述送纸辊中，对于墨水喷射印刷机所使用的送纸辊，要求与记录液(水性墨水)有良好的亲和性(兼容性)。这是由于在喷射用记录液中，大多含有水和多元醇等极性成分，若与该种记录液(极性)的亲和性差，送纸时和送纸辊接触的部分的记录液的粘附不好，而发生残留辊痕迹之类的不良现象。

作为这种送纸辊的材料，以往，一直使用充油EPDM或根据情况使用充油氯化聚乙烯等硫化物质。但是，这些硫化橡胶，存在着初期摩擦系数不高，而且还会随着通过纸张页数的增加，摩擦系数逐渐降低的问题。另外，充油EPDM的单独硫化物，或者是和该充油EPDM的单独硫化物的动态交联组合物，或和低极性热塑性树脂或和热塑性弹性体的动态交联组合物，由于这类物质整体是非极性的，所以也存在着与水性墨水等极性记录液的亲和性差这样的问题。

鉴于上述问题，本申请人，在日本专利特开2002-69264号，提出了使用动态交联方法，在热塑性弹性体中使橡胶微分散，具有与硫化橡胶同等的耐久性、弹性、柔软性，和具有热塑性树脂那样的成型性的送纸辊的方案。

例如，本申请人在日本专利特开平11-236465号中，提出了一种由热塑性弹性体组合物构成的橡胶辊的方案，其中热塑性弹性体组合物是在橡胶成分中，混合加氢乙烯系热塑性弹性体和烯烃系树脂，并将上述橡胶成分用树脂交联剂进行动态交联，将橡胶分散于上述加氢乙烯系热塑性弹性体和烯烃系树脂中。

上述尼龙/合胶材料虽然显示出高冲击强度这样良好的机械特性，并且以往的微细接枝化EPM的粒径约为100nm，但是尼龙为基体，用作送纸辊时硬度高，而不适合。

另外，在上述的日本专利特开平2000-12904号以及特开平8-31125号中公开的组合物，也有聚酰胺系弹性体或热塑性树脂为基体相，橡胶为分散相的形态。这样，若将尼龙等聚酰胺系树脂作为基体，会有作为送纸辊使用时硬度过高而输送力不足，作为送纸辊不适用的问题。通常，由于聚酰胺是热塑性树脂，有在熔融加压下流动、进行相分离的缺点。

在日本专利特开平10-251452号上所公开的组合物，虽然在组合物中分散有由尼龙构成的微粒子，但是有时会因为粒子的分散状况而使耐磨耗性变差。另外，作为送纸辊使用时，由于得不到足够的摩擦系数，有输送力不足，不实用这样的问题。

最近，复印机、打印机的寿命得以延长，所规定的耐久性的水平得到提高，除此之外，根据部件件数的减少在高负荷下使用的情况增多。所以，人们希望进一步提高送纸辊的耐久性。

上面所述的本申请人在日本专利特开2002-69264号上所公开的送纸辊用于墨水喷射印刷机等，没有辊残痕，虽然很实用，但对于在长期使用状态下的摩擦系数还有改善的余地。

而在前面所述的日本专利特开平11-236465号上公开的橡胶辊，虽然其摩擦系数优异，但在墨水喷射印刷机等上使用时，有可能留下辊的痕迹，所以在使其同时具有高摩擦系数和与记录液有优良的亲和性方面还有改善的余地。

                                发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成，本发明的课题是提供一种机械强度高、对要求与极性物质有亲和性的用途有用的材料、特别是适用于送纸辊的一种组合物。

另外，本发明的课题还在于提供一种用于墨水喷射印刷机等的给纸装置上的送纸辊，其特征在于，与记录液、特别是与极性的水性墨水的亲和性强，使用记录液印刷时，在用纸上的印刷部分不残留辊痕迹，并且，除具有优异的耐久性和在高负荷下的耐磨耗性之外，具有高摩擦系数，并能够保持该高摩擦系数。

本发明者经过反复深入地研究发现，通过开发在由弹性体成分组成的基体中，配合相容化剂并将聚合物有效地熔合(ァロィ)、使聚酰胺系热塑性树脂以平均粒径不足1μm进行微分散的技术，得到机械强度高、对要求与极性物质有亲和性用途有用的弹性体组合物。而且，还发现将该组合物用于OA设备和自动取款机(ATM)等设备上的送纸用的橡胶辊时，可得到具有高摩擦系数并能够维持该高摩擦系数，而且与水溶性记录液(极性)有良好的亲和性的送纸辊。

即，本发明提供一种弹性体组合物，该组合物的特征是，在由橡胶或/和热塑性弹性体组成的弹性体成分中，配合相容化剂、在由上述弹性体成分组成的基体中，使聚酰胺系热塑性树脂以平均粒径不足1μm进行微分散。

在上述的本发明的弹性体组合物中，将在撕裂强度等机械强度方面优异且高极性的聚酰胺系热塑性树脂，以平均粒径不足1μm进行分散。并且，为了提高弹性体成分和聚酰胺系热塑性树脂的相容性添加相容化剂。这样，伴随交联反应熔融加压以及成形后聚酰胺系热塑性树脂也呈微分散，在熔融加压下，聚酰胺系热塑性树脂也不会进行流动、相分离。由此，可以得到既具有优异的机械强度又有和极性有亲和性的组合物，该组合物可以用于象送纸辊、其他、即便在摩耗的状态下一般也需要保持高摩擦系数的设备，例如轮胎等。

由此，例如由本发明的弹性体组合物制成的送纸辊，除具有优异的耐久性和在高负荷下的耐磨耗性之外，还具有高摩擦系数，并可保持该高摩擦系数，同时与水性墨水等极性记录液的亲和力强，不会残留辊痕迹、可得到良好的画像。

上述聚酰胺系热塑性树脂，在上述弹性体成分中，之所以以平均粒径不足1μm进行微分散，是因为若平均粒径大于1μm，则磨耗时橡胶和树脂的界面处容易发生龟裂，或压缩永久变形变大。最好的是在10nm以上500nm以下进行微分散。

上述平均粒径的数值，是根据后面所述的方法，用扫描探测显微镜评价后得到的。

在本发明的弹性体组合物中，聚酰胺系热塑性树脂以平均粒径为数十nm规格的小粒子和数百nm规格的大粒子的两种混杂的状态存在。这样粒径呈二山分布的过程可作如下考虑。即，在弹性体成分和聚酰胺系热塑性树脂的界面上，相容化剂与聚酰胺系热塑性树脂反应，形成接枝聚合物。然后，从该界面脱出的接枝聚合物成为数十nm规格的小粒子的区域，没有脱出残留下的聚酰胺系热塑性树脂的区域成为数百nm规格的大粒子的区域。

研究使用该种弹性体组合物制成的送纸辊的通纸性能的结果，得知数十nm规格的区域使耐磨耗性提高，数百nm规格的区域使摩擦系数提高。即，可以这样认为仅数百nm规格的区域未必会给予耐磨耗性好的影响，但是大小两种区域混合存在，在提高耐磨耗性的同时，实现高摩擦系数、能够很好地提高两性能的平衡。

具体的是，所谓的平均粒径为数十nm的小粒子为10nm～100nm左右的粒径，平均粒径为数百nm的大粒子为100nm～1000nm左右的粒径。若平均粒径在上述的范围，则可以为球形、纤维形、柱形、椭圆形等各种形状。另外，更理想的是小粒子和大粒子，分别均衡地分散。

小粒子和大粒子的体积比理想的是(小粒子∶大粒子)＝(30∶70)～(70∶30)。

之所以规定上述范围，是因为若小粒子少于上述范围，不易提高其耐磨耗性，若小粒子多于上述范围，则不易提高其摩擦系数。

相容化剂可按聚酰胺系热塑性树脂(充油树脂时为除油外的树脂的重量)的重量的0.1倍以上1.0倍以下的比例添加为宜。更理想的是0.2倍以上0.7倍以下。

规定上述范围的理由是，若少于上述范围，在聚酰胺的界面反应的相容化剂的量不足，难于微分散。若多于上述范围，材料的特性(性质)有时会受到相容化剂的影响。又，相容化剂多为高价、容易增加成本。

通过使上述弹性体成分和上述聚酰胺系热塑性树脂的体积比为(上述弹性体成分∶上述聚酰胺系热塑性树脂)＝(99.9∶0.1)～(70.0∶30.0)，较好的是(99.9∶0.1)～(86.0∶14.0)，更好的是(99.0∶1.0)～(87.5∶12.5)，最好的是(99.0∶1.0)～(92.0∶8.0)，能够使聚酰胺系热塑性树脂更加微细，可容易地得到本发明的弹性体组合物。

上述弹性体成分的体积分率少于该范围时，聚酰胺系热塑性树脂的分散相变密，或成为基体相。而当弹性体成分的体积分率多于该范围时，由于弹性体的量过多而损害由聚酰胺系热塑性树脂产生的特性。

在本说明书中，所述的上述弹性体成分为充油橡胶时，其体积为橡胶及其增量油的合量。同样，聚酰胺系热塑性树脂为充油聚酰胺系热塑性树脂时，其体积是指树脂及其增量油的合量。另外当在橡胶或树脂中，使用溶解的可塑剂、相容化剂时，其体积为加上这些物质的总体积。另外，聚酰胺系热塑性树脂的量越多，粒径越容易变大，而难于进行均一的微分散。

采用上述体积比(分率)，易于使平均粒径以不足1μm进行分散，理想的是用活性混和方法使熔合、微分散。所说的活性混和方法，是开发高性能聚合物合金的有效方法，是引导熔融混炼和相容化，同时使化学反应进行的方法，可以得到优异的机械特性，且能付与新的机能。

作为上述弹性体成分，理想的是使用选自二烯系橡胶、或EPM、EPDM中的一种以上的橡胶，作为上述聚酰胺系热塑性树脂，理想的是使用各种尼龙。

作为上述弹性体成分，理想的是使用乙烯丙烯双烯共聚物橡胶(EPDM)。理由是乙烯丙烯双烯共聚物橡胶(EPDM)的主链由饱和碳化氢构成，主链上不包含双键，即使是在高浓度臭氧氛围、光线照射等环境下长时间暴露，分子主链也不容易发生断裂，耐候性优异。其他，苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、异戊橡胶(IR)、天然橡胶(NR)、丁二烯橡胶(BR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、乙丙橡胶(EPR)等可一种或多种使用。作为上述弹性体成分，也可使用苯乙烯系、烯烃系等各种热塑性弹性体。

通过将所述二烯系橡胶或EPM、EPDM充油，或与软化剂共用，实现低硬度、得到具有高输送力的送纸辊。另外，使用二烯系橡胶或EPM、EPDM、有机过氧化物等容易交联。

作为上述聚酰胺系热塑性树脂，可以是通用树脂、从成本较低和能够利用其末端氨基使马来酸变性聚合物接枝从而能有效地相容方面考虑，适于使用尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12等尼龙树脂。另外，在不发生渗出的范围内，为了提高输送力可将聚酰胺系热塑性树脂充油，相对于树脂100重量份，充油可塑剂的添加量为5重量份以上150重量份以下，理想的是10重量份以上100重量份以下。

作为选自上述二烯系橡胶或EPM、EPDM中一种以上的橡胶，和作为与上述聚酰胺系热塑性树脂的相容化剂，理想的是使用马来酸变性聚合物。通过使用该种相容化剂，通常，相容性小的二烯系橡胶、或EPM、EPDM能够和少量的聚酰胺系热塑性树脂有效地熔合。

特别是，通过使用马来酸变性聚合物，马来酸变性聚合物的分子中所含的马来酸酐部分，和聚酰胺系热塑性树脂的末端的氨基反应，产生接枝化的相容化剂，从而能够非常有效地将二烯系橡胶、或EPM、EPDM和聚酰胺系热塑性树脂相容。

作为上述马来酸变性聚合物，有乙烯丙烯酸乙酯(EEA)的马未酸变性物、马来酸变性乙丙橡胶、马来酸变性三元乙丙橡胶、马来酸变性苯乙烯系热塑性弹性体等，若使用马来酸变性乙丙橡胶或马来酸变性苯乙烯系热塑性弹性体，物质的特性恶化减少，能够制作出更好的送纸辊。在上述物质中，特别是马来酸变性乙丙橡胶最为适用。

橡胶为充油橡胶，其分子量尽可能大为好，作为具体例子，有住友化学工业株式会社制造的三元乙丙橡胶670F、同样的三元乙丙橡胶601F以及出光DMS社制造的乙丙橡胶509×100等。

将橡胶充油时，用于充油的油的添加量，从硬度和输送力角度考虑，相对于橡胶100重量份油的添加量为15重量份以上600重量份以下，理想的是25重量份以上400重量份以下。

作为上述软化剂可以用油、可塑剂，但低极性物质特别适用。作为油，例如有公知的由链烷烃系、环烷烃系、芳香族系等矿物油或碳化氢系低聚物组成的合成油，还可使用操作油。作为合成油，理想的是，例如，和α-烯烃系的低聚物、丁烯的低聚物、和乙烯和α-烯烃系的非晶形低聚物。特别是由于链烷烃系油挥发性小、易于操作且能够可靠地按规定量添加，所以较为理想。

作为可塑剂，例如邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、癸二酸二辛酯(DOS)、己二酸二辛酯(DOA)、磷酸三甲苯酯等不会使和橡胶的相溶性变坏，可以在不残留辊痕迹的范围内一种或多种使用。

软化剂为油时，相对于橡胶100重量份，软化剂为15重量份以上600重量份以下，更理想的是25重量份以上400重量份以下。

油若小于15重量份，则送纸辊的硬度过高，不容易得到作为送纸辊所需的适当的硬度。而若大于600重量份，油会从动态交联物的表面渗出，或发生油阻碍交联、橡胶部分不能充分交联，物质的特性降低一类问题。

另外，软化剂为可塑剂时，其添加量相对于橡胶100重量份，为10重量份以上500重量份以下，理想的是，15重量份以上400重量份以下。

关于交联系，考虑到不容易发生喷霜、压缩永久变形小，过氧化物交联或树脂交联为宜。硫磺交联也可。

在本发明中，上述弹性体组合物由过氧化物交联特别理想。作为用于上述过氧化物交联的过氧化物，有2，5-二甲基-2，5-二(过氧化叔丁基)乙炔[2，5-dimethyl-2，5di(t-butylperoxy)]、过氧化二乙丙苯(dicumyl peroxide)、1，1-双(过氧化叔丁基)3，3，5-三甲基环己烷[1，1-bis(t-butyl peroxy)3，3，5-trimethycyclohexane]、2，5-二甲基-2，5-二(过氧化叔丁基)己烷[2，5-dimethyl-2，5-di(t-butyl peroxy)haxane]、过氧化苯甲酰(benzoyl peroxide)、2-5二甲基2-5二(过氧化苯甲酰)己烷[2-5 dimethyl2-5-di(benzoyl peroxy)hexane]、二过氧化叔丁基间二异丙基苯(di-t-butylperoxy-m-diisopropyl benzene)、过苯甲酸叔丁酯(t-butyl peroxy benzoate)、过氧化异丙基苯叔丁基(t-butyl peroxycumene)、二叔丁基过氧化物(di-t-butyl peroxide)等。可根据聚酰胺系热塑性树脂的熔点和软化点，在混炼机内的滞留时间选择各种过氧化物。

通常，过氧化物的配合量，相对于弹性体成分(充油橡胶时除去油后的橡胶份)100重量份理想的是0.1重量份以上30重量份以下，特别理想的是0.5重量份以上10重量份以下。

在进行过氧化物交联时，为了改善调整疲劳特性等各种机械的物质特性、提高交联密度，可使用三聚异氰酸三烯丙酯(TAIC)、三聚氰酸三烯丙酯(TAC)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPT)、二甲基丙烯酸乙二醇酯(EDMA)、N-N′-间亚苯基双马来酰亚胺等多官能度单体等的交联助剂，根据需要，也可并用树脂交联或硫磺交联。

在上述树脂交联中使用树脂交联剂，但树脂交联剂是一种遇热与橡胶发生交联反应的合成树脂，所以理想的是和硫磺和硫化促进剂并用这样不会发生喷霜问题。特别是，若使用苯酚树脂作为树脂交联剂能够提高供纸性能。其他的树脂交联剂，有三聚氰胺甲醛树脂、三嗪甲醛缩合物、六间甲氧基三聚氰胺(ヘキサィトキシメチルメラミン)树脂，特别是上述苯酚树脂最适宜。作为苯酚树脂具体例子的有，和苯酚、烷基苯酚、甲酚、二甲苯酚、间苯二酚等苯酚类反应、和甲醛、乙醛、糠醛等醛类反应而合成的各种苯酚树脂。特别是和与在苯的正位或对位上的烷基结合的烷基苯酚反应、和甲醛反应而得到的烷基苯酚·甲醛树脂，由于和橡胶的相容性优异，同时又富于反应性，能够比较早的开始交联反应的时间比较理想。烷基苯酚.甲醛树脂的烷基，通常是碳原子数为1到10的烷基，具体的是，甲基、乙基、丙基、丁基等。另外，和硫化对叔丁基苯酚和醛类加成缩聚后变性的烷基苯酚树脂和烷基苯酚树脂·硫化树脂(ァルキフェノ—ル.スルフィド)也可以作为树脂交联剂使用。

通常，树脂交联剂的配合量理想的是，相对于弹性体成分(充油橡胶时除去油后的橡胶份)100重量份为1重量份以上50重量份以下，特别理想的是6重量份以上15重量份以下。

本发明中的交联或部分交联(动态交联)，可在氯、溴、氟、碘等卤素的存在下进行。对于动态交联时使卤素存在，或使用卤素化的树脂交联剂，或在弹性体组合物中配合卤素供给性物质。作为卤素化的树脂交联剂，有将上述各加成缩聚型树脂卤素化的物质。尤其是，在苯酚树脂中的醛基(aldehyde unit)至少有一个和卤原子结合的卤素化的苯酚树脂，特别是卤素化的烷基苯酚.甲醛树脂(ァルキルフェノ—ルホルムァルデヒド)，因为该树脂和橡胶的相容性优异，同时还富于反应性，能够较早的开始交联反应时间，所以特别理想。

为了适当地进行交联反应，也可使用交联助剂(活性剂)。交联助剂可使用金属氧化物，特别好的是氧化锌、碳酸锌。

在弹性体组合物中除上述的配合剂以外，根据需要，可配合防老化剂、石蜡等。作为防老化剂，例如，有2-巯基苯并咪唑等的咪唑类(2-mercaptobenzimidazole)，苯基-α-萘胺(phenyl-α-naphthylamine)、N，N-二萘基-β-对苯二胺(N，N’-di-β-naphthyl-p-phenylenediamine)、N-苯基-N’-异丙基对苯二胺(N-phenyl-N’-isopropyl-phenylenediamine)等胺类，二丁基对甲酚(di-t-butyl-p-cresol)、苯乙烯化的苯酚等苯酚类。另外，使用多种防老化剂也可。

上述防老化剂的配合量，相对于弹性体成分(充油橡胶时除去油后的橡胶份)100重量份为0.5重量份以上10重量份以下为宜，最好是1重量份以上3重量份以下。

为了提高弹性体组合物的机械强度，根据需要，可配合填充剂。作为填充剂，有：二氧化硅、炭黑、黏土、云母、碳酸钙、二盐基亚磷酸铅(DLP)、碱式碳酸镁、氧化铝等粉末。添加填充剂时，填充剂在全部弹性体组合物重量的30％以下为宜。这是因为虽然填充剂的添加对改善橡胶的拉伸强度以及撕裂强度有效，但是添加过多会大大地降低橡胶的柔软性。

本发明者经过反复深入地研究发现，通过在橡胶或/和热塑性弹性体中，少量地分散聚酰胺系热塑性树脂，当用来制作送纸辊时可获得具有高摩擦系数，并且，通过纸张后，也能够维持该高摩擦系数，并且与水溶性(极性)记录液有良好的亲和性的送纸辊。

即，本发明是以弹性体组合物为主原料所形成，该弹性体组合物，是在由橡胶或/和热塑性弹性体组成的弹性体成分中，使聚酰胺系热塑性树脂分散的弹性体组合物。

本发明所提供的送纸辊，其特征在于，上述弹性体成分和上述聚酰胺系热塑性树脂的体积比为(上述弹性体成分∶上述聚酰胺系热塑性树脂)＝(99.5∶0.5)～(87.5∶12.5)。

本发明所提供的送纸辊，其特征还在于，以本发明的弹性体组合物为主原料所形成，上述弹性体成分和上述聚酰胺系热塑性树脂的体积比为(上述弹性体成分∶上述聚酰胺系热塑性树脂)＝(99.9∶0.1)～(87.5∶12.5)。

通过使上述弹性体成分和上述聚酰胺系热塑性树脂的体积比为，(上述弹性体成分∶上述聚酰胺系热塑性树脂)＝(99.9∶0.1)～(87.5∶12.5)，不但可以实现高摩擦系数和低硬度，而且还具有优异的体磨耗性，可得到输送力更高且压缩永久变形小的送纸辊。其体积比更为理想的是(99.5∶0.5)～(87.5∶12.5)，最为理想的是(98.5∶1.5)～(92.0∶8.0)。

之所以将上述体积比规定上述范围，是因为当弹性体成分的体积分率少于87.5时，硬度过高而输送力不足，不实用。而当弹性体成分的体积分率多于99.9时，又会损害由聚酰胺系热塑性树脂产生的高输送力的特性，而且会降低和水性墨水等极性记录液的亲和性的效果。

用JIS6301的A型硬度表对上述送纸辊的硬度进行测定时，其硬度一般为15度～60度，理想的是20度～55度，更理想的是20度～50度的范围。若采取该范围，即使送纸辊以较小的压接力压住纸或薄膜，送纸辊也能充分地变形，得到与纸或薄膜之间较大的接触面积。

送纸辊成形为圆筒状的状态，其厚度为0.5mm～20mm，理想的是1mm～5mm。这要根据与送纸辊的强度的平衡来定，但若厚度过小，即使送纸辊变形也难于形成和纸之间的大的接触面积。而若厚度过大，为了使辊变形必须加大送纸辊对纸的压接力，因为要将使送纸辊压接纸的装置大型化。另外，在送纸辊的中空部可以压入轴芯、或用胶粘剂粘接固定。

可塑剂、以及其他的根据需要的相容化剂、防老化剂等和上述橡胶混入到混炼机等中，将上述橡胶作为母胶为宜。由此，在提高作业性的同时，还可提高分散性。关于聚酰胺系热塑性树脂也同样可以作为母胶。

本发明的弹性体组合物以及由该组合物制得的送纸辊，可按以下举出的方法制作。

对树脂母胶的制作进行说明。用双轮挤出机、捏合机或密封式混炼机等，将相容化剂等与聚酰胺系热塑性树脂混炼。混炼在160℃～280℃温度下，进行1～20分钟。然后，可按通常的方法将该热塑性树脂组合物造粒，制作树脂母胶的颗粒。

对橡胶母胶的制作方法进行说明。在二烯系橡胶、或EPM、EPDM等橡胶成分中根据需要混入石蜡油等可塑剂、相容化剂、防老化剂、填充剂等，然后用双轮挤出机、捏合机或密封式混炼机等进行混炼。混炼在20℃～250℃温度下，进行1～20分钟。该组合物可按通常的方法造粒，制作橡胶母胶的颗粒。另外，在树脂母胶中的相容化剂是在高温中混炼，该相容化剂为马来酸变性聚合物时，可使其先和聚酰胺系热塑性树脂的末端的氨基反应后，再进行聚合物共混，也可在聚合物共混时将其加进橡胶母胶或树脂母胶中干混。

对成形方法进行说明。

将橡胶母胶的颗粒、树脂母胶的颗粒、氧化锌、防老化剂、填充剂等所需要的添加剂投入双轴挤出机中，在160℃～280℃的温度下边加热边混炼1～2分钟混入弹性体成分/树脂后挤出。接着向由该挤出的混炼橡胶组成的弹性体组合物中加入交联剂，用开炼机混炼后，在170℃～230℃下热压成形。然后，可根据所需要的尺寸进行剪切，即可制作送纸辊。还可根据需要对表面进行研磨。

送纸辊所使用的辊，有三种：以送纸为目的用于使送纸方向改变的辊(加速使用1根)、送纸(后面所述的减速2根合用)、和为了防止重送纸与送纸方向相反使用扭矩的辊，该三种辊可用于各种辊。送纸辊的形状，可制成圆筒状、或其他的D字形状等各种形状的变形辊。

                            附图说明

图1是本发明的送纸辊的概略图。

图2是用扫描显微镜SPM观察拍摄的本发明的弹性体组合物的照片。

图3是为测定送纸辊的摩擦系数的装置的概略图。

                          具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施形态。

图1表示的是本发明的第1实施例中所述的圆筒形状的送纸辊，在其中空部压入安装有圆柱形状的轴芯(旋转轴)2。

送纸辊1以弹性体组合物为主原料成形。该弹性体组合物是；作为配合橡胶使用充油EPDM，在该充油EPDM中微分散有平均粒径不足1μm的聚酰胺系热塑性树脂的充油尼龙树脂，且，其粒径为数十nm规格的小粒子和数百nm规格的大粒子的2种混在一起的状态的组合物。小粒子和大粒子相互均等地分散于组合物中。EPDM和聚酰胺系热塑性树脂的体积比为98.0∶2.0，使用马来酸变性聚合物作为相容化剂。相容化剂用聚酰胺系热塑性树脂的重量的0.25倍，用活性混合方法使熔进分散。

具体的是，在本实施例中，平均粒径为数十nm的小粒子是指10nm～100nm左右的粒径，平均粒径为数百nm的大粒子是指100nm～1000nm左右的粒径，略呈球形，均一地分散在各作为基体的弹性体成分中。小粒子和大粒子的体积比，在组合物中，局部变动少几乎为均一的值，在(小粒子∶大粒子)＝(30∶70)～(70∶30)的范围内。

具体的是，送纸辊按如下的方法制作。

首先，用捏合机将相容化剂、防老化剂等混入充油EPDM中，在20℃～250℃的温度下，进行1～20分钟混炼。然后，将该橡胶组合物按常规方法造粒，制作橡胶母体的颗粒。充油EPDM中的油和橡胶份的重量比为1∶1。

下一步用捏合机，在充油尼龙树脂中，混入相容化剂等，在160℃～280℃的温度下，一边加热一边进行1～20分钟混炼。然后，按常规方法将该热塑性树脂组合物造粒，制作树脂母体的颗粒。

然后，将橡胶母体的颗粒、树脂母体的颗粒、氧化锌、防老化剂、填充剂等所需要的添加剂投入双轴挤出机HTM38(IBECK(株)制造)中，在160℃～280℃的温度下边加热边混炼1～20分钟将橡胶/树脂混合后挤出。在该挤出的混炼橡胶中混入过氧化物交联剂，在开炼机内混炼后，在170℃～230℃的温度下热压成形。之后，根据所需尺寸进行剪切，作为送纸辊。

送纸辊1是由在极性低的充油EPDM中，少量地分散有机械强度高、高极性的高聚酰胺该热塑性树脂的弹性体形成。所以，它具有高摩擦力、且具有优异的保持该高摩擦力的能力。另外，还可得到低硬度和高输送力，不但能防止渗出的发生，而且与水性墨水(极性)的亲和性好，不残留辊痕迹，得到良好的画像。而且，耐磨耗性优异，对墨水喷射式印刷机用的送纸辊最适合。

在上述实施例中，使用EPDM作为弹性体成分，其他，还可使用EPM、双烯烃橡胶、或苯乙烯系、烯烃系等各种热塑性弹性体。另外，聚酰胺系热塑性树脂和相容化剂的配合种类和配合量可适当设定，也可用树脂交联或硫磺交联进行交联。

下面，详细说明本发明的组合物以及送纸辊的实施例1～3、本发明的组合物的实施例4以及比较例1～3。

本发明的送纸辊，使用下面的表1、2中所记载的各种配方的弹性体组合物，用与上述实施例相同的方法通过热压成形后，按外径19.7mm、内径10mm、宽10mm进行剪切，制作成圆筒形的实施例1～3的送纸辊。

本发明的组合物，是使用下表1中所记载的实施例4的配方用与上述实施例相同的方法混炼、热压成形制作实施例4的弹性体组合物。作为参考用实施例4的组合物与上述同样地制作送纸辊。

表1

组分	组分名称		厂家	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
								橡胶1	Esprene 670F	EPDM(100％充油)	住友化学工业(株)	200	200	200	200
橡胶2	Esprene 505A	EPDM(非充油)	住友化学工业(株)
增塑剂	Diana操作油PW-380	石蜡油	出光兴产(株)
防老化剂1	IRGANOX 1098	N，N’-己烷-1，6-二基双[3-(3，5)-二叔丁基-4-羟苯基丙酸酰胺]	千叶特种化学社	0.50	0.50	0.50	0.50
								防老化剂2	TINUVIN 622LD	二甲基琥珀酸盐和4-羟基-1，2，6，6四甲基-1-哌啶乙醇的聚合产物	千叶特种化学社	0.50	0.50	0.50	0.50
防老化剂3	碘化铜(I)	碘化铜(I)	Kishida化学(株)	0.05	0.05	0.05	0.05
								相容化剂	JSR T774IP	乙丙共聚物的马来酸加合物	JSR(株)	0.75	1.25	2.50	10.00
聚酰胺树脂	Rilsun MB3610	充油尼龙11	Elf·Atochem(株)	3.0	5.0	10.0	40.0
								交联剂1	Parkmill D	过氧化二异丙苯	日本油脂(株)	1.5	1.5	1.5	1.5
								橡胶与树脂的体积比率				98.8∶1.2	98.0∶2.0	96.0∶4.0	86.0∶14.0

聚酰胺热塑性树脂的粒径(nm)      小粒径→	数十nm	数十nm	数十nm	数十nm
					大粒径→	数百nm	数百nm	数百nm	数百nm

硬度	26	26	26	39
					初期摩擦系数	1.8	1.9	1.8	1.5
30000页纸张通过后的摩擦系数	1.7	1.8	1.7	1.3
					30000页纸张通过后的磨耗量(mg)	117	119	96	118
辊痕的评价	△	○	○	○
					压缩永久变形(％)	29	27	26	39

表2

组分	组分名称		厂家	比较例1	比较例2	比较例3
							橡胶1	Esprene 670F	EPDM(100％充油)	住友化学工业(株)	200	200
橡胶2	Esprene 505A	EPDM(非充油)	住友化学工业(株)			100
增塑剂	Diana操作油PW-380	石蜡油	出光兴产(株)			40
防老化剂1	IRGANOX 1098	N，N’-己烷-1，6-二基双[3-(3，5)-二叔丁基-4-羟苯基丙酸酰胺]	千叶特种化学社		0.50
							防老化剂2	TINUVIN 622LD	二甲基琥珀酸盐和4-羟基-1，2，6，6四甲基-1-哌啶乙醇的聚合产物	千叶特种化学社		0.50
防老化剂3	碘化铜(I)	碘化铜(I)	Kishida化学(株)		0.05
							相容化剂	JSR T774IP	乙丙共聚物的马来酸加合物	JSR(株)		-
聚酰胺树脂	Rilsun MB3610	充油尼龙11	Elf·Atochem(株)		40.0
							交联剂1	Parkmill D	过氧化二异丙苯	日本油脂(株)	1.5	1.5	1.5
							橡胶与树脂的体积比率				100.0∶0	86.0∶14.0	100.0∶0

聚酰胺热塑性树脂的粒径(nm)      小粒径→	-	1000以上	-
				大粒径→	-	-	-

硬度	26	41	39
				初期摩擦系数	1.6	1.2	1.3
30000页纸张通过后的摩擦系数	1.3	1.0	1.1
				30000页纸张通过后的磨耗量(mg)	102	250	115
辊痕的评价	×	△	×
				压缩永久变形(％)	28	45	26

表中的各配合的数值是重量份。在表中，作为橡胶1，使用EPDM(100％充油)，即EPDM橡胶200重量份(橡胶100重量份、油100重量份)。作为聚酰胺系树脂，使用表中所示的充油尼龙11。

(实施例1乃至实施例4)

实施例1～4，如表1所示，作为弹性体成分使用100％的充油EPDM，作为相容化剂，使用马来酸变性聚合物的乙烯丙烯共聚物的马来酸附加物。作为聚酰胺系热塑性树脂使用充油尼龙11，使橡胶(EPDM+充油的油+相容化剂)∶树脂(尼龙+充油的油)的体积比率为98.8∶1.2～86.0∶14.0。使尼龙树脂以平均粒径不足1μm微分散，且，其粒径由混有数十nm规格和数百nm规格的两种形态形成，进行过氧化物交联。具体的粒径的分布如下所示。都按活性混合制作。

实施例1：小粒子(10～100nm)∶大粒子(100～1000nm)＝40∶60

实施例2：小粒子(10～100nm)∶大粒子(100～1000nm)＝50∶50

实施例3：小粒子(10～100nm)∶大粒子(100～1000nm)＝60∶40

实施例4：小粒子(10～100nm)∶大粒子(100～1000nm)＝20∶80

(比较例1～比较例3)

比较例1，不使用聚酰胺系热塑性树脂，与实施例1～4相同只使用100％的充油EPDM橡胶，进行过氧化物交联。通过活性混合制作。

比较例2，将尼龙树脂以平均粒径1μm以上微分散。其配合与实施例4的配合只是不使用相容化剂一点上不同，即，不是活性混合。

比较例3，不使用聚酰胺系热塑性树脂，与实施例1～4不同的是使用非充油的DEPM，添加可塑剂。

关于上述实施例1～3、比较例1～3中的送纸辊用后面所述的方法，对聚酰胺系热塑性树脂的粒径、初期摩擦系数、通过3万张纸后的摩擦系数以及磨耗量、辊痕、硬度以及压缩永久变形进行了评价、测定。结果记载于表1、2中。

(聚酰胺系热塑性树脂的粒径)

用扫描显微镜(Scanning Probe Microscope)，观察实施例1～4中的各组合物，对材料的形态以及聚酰胺系热塑性树脂的粒径进行了评价。用该显微镜观察到的各组合物的照片如图2所示。在各照片中，可观察到海岛结构的形态、岛状的聚酰胺系热塑性树脂的粒子，微分散于由海状的EPDM组成的基体中。在照片中，大的分散粒子为数100nm左右，小的分散粒子为数10nm左右。一边的长为10μm。

照片上所记载的PA11-1.2％表示的是，相对于聚酰胺系热塑性树脂的EPDM体积分率(体积比)。

(摩擦系数以及磨耗量的评价)

对摩擦系数按图3所示的方法进行了测定。即，在送纸辊21和板23之间，夹着与测压元件25连接的A4规格的PPC用纸24(Fuji Xerox Office Supply Kabushiki Kaisba制造)，在图3中，如黑色箭形符号所示，在送纸辊21的旋转轴22上加荷重W(W＝250gf)，使送纸辊21压接在板23上。接着，在温度22℃、湿度55％的条件下，使上述送纸辊21如图3中，实线的箭形符号所示的方向，以周速300mm/秒旋转，在纸张通过的前后，图3中，白色箭形符号所示方向发生的力F(gf)由测压元件25测定。然后，由该测定值F(gf)和荷重W(250gf)，按下式求出摩擦系数μ。该摩擦系数的测定，是从纸张通过开始(初期摩擦系数)到30000张纸通过结束后分别进行的。

另外，根据测定上述30000张纸通过结束前后的各送纸辊的重量，求出磨耗量(mg)。

根据上述测定得出，30000张通过后，摩擦系数的值在1.7以上为优异，1.5以上为适当，不足1.5为不适合。

(数式1)

μ＝F(gf)/W(gf)

(辊痕的评价)

将实施例、比较例中的各送纸辊洗净，在60℃下放置2小时后，安装到日本精工爱普生(Seiko Epson)PM-770C机上。印刷用纸也使用日本精工爱普生(Seiko Epson)生产的高精度专用光泽纸MJA4SP3。在送纸辊、印刷用纸、墨水等安装好的状态下，在高精度画质模式下，用固体蓝的印刷命令，对印刷好的画像作以下3个阶段的评价。

○：无辊痕迹

△：可看到轻微的辊痕迹，但若非高画质机在实际应用上没有问题。

×；可清楚地看到辊痕迹，不可实用。

作为记录液所使用的墨水，是极性的水性墨水[日本精工爱普生(Seiko Epson)制造，彩色墨水注压机(color ink cartridge)IC5CL02W]。

(硬度的测定)

用JIS6253的A型硬度表测定了上述送纸辊的硬度。

(压缩永久变形的测定)

根据JIS-K6301的记载测定了上述送纸辊的压缩永久变形。数值单位为％。压缩永久变形理想的是0～30。

如图2所示，实施例1～实施例3中的送纸辊，是由将聚酰胺系热塑性树脂在橡胶基体中以平均粒径不足1μm进行微分散，其中粒径是，数十nm规格和数百nm规格的2种混合存在的形态的弹性体组合物构成。另外，该组合物，如表1所示，由于EPDM和聚酰胺系热塑性树脂的体积比按规定的体积比进行配合，因此，比实施例4硬度低，实施例1～实施例3中的送纸辊，初期的摩擦系数非常高，在纸张通过后保持该高摩擦系数方面也具有优异的耐磨耗性。另外，在压缩永久变形、硬度方面优良，且没有辊痕迹，可以确认是具有优异性能的辊。

实施例4中的弹性体组合物，如图2所示，是将聚酰胺系热塑性树脂在橡胶基体中以平均粒径不足1μm微分散，并且，在上述粒径中，混合有数十nm规格和数百nm规格的2种混合形态的弹性体组合物。同时机械强度高，适用于要求和极性物质有亲和性方面的用途。与比较例3相比，其效果得到确认。

具体的是，实施例1～实施例3中的送纸辊，与比较例1相比较，耐磨耗性以及压缩永久变形同等，初期摩擦系数比较高，并且，纸张通过后，其高摩擦系数得到保持。

另一方面，如表2所示，由于比较例1以及比较例3没有配合聚酰胺系热塑性树脂，所以纸张通过前后的摩擦系数不足，且有辊残痕，不适宜用作送纸辊。

比较例2中聚酰胺系热塑性树脂在橡胶基体中不是以平均粒径不足1μm微分散，平均粒径在1000nm以上大，另外，在其粒径中，不是以有数十nm规格和数百nm规格的2种混合形态存在，纸张通过前后的摩擦系数不足，耐磨耗性以及压缩永久变形也不好，辊残痕的评价为△，不适宜用作送纸辊。

产业上利用的可能性

根据以上的说明可知，采用本发明，由于聚酰胺系热塑性树脂在基体的弹性体成分中以平均粒径不足1μm被微分散，所以机械强度高，另外，最适用于要求与极性物质有亲和性的用途，可以得到对送纸辊、轮胎等有用的组合物。

通过将聚酰胺系热塑性树脂按上述规定量少量分散，可得到作为送纸辊时的高摩擦系数，而且，纸张通过后，也能维持该高摩擦系数，而且，可得到与水溶性(极性)记录液有良好的亲和性的送纸辊。由于硬度低具有柔软性，耐久性和高负荷下的耐磨耗特性也得到提高。

如上所述本发明的送纸辊，由于具有上述的高摩擦系数、耐久性等特性，并且与极性记录液有良好的亲和性，作为送纸辊能够在广泛的范围内使用。特别是，发挥上述的优异特性，特别适用于需要将薄纸或胶片等输送物边选择边进行分离送纸的墨水喷射印刷机、激光印刷机、静电式复印机、普通纸传真装置、ATM等供纸装置所使用的送纸辊，由于与记录液，特别是与极性记录液具有良好的亲和性，所以能够良好地应用于高画质的墨水喷射印刷机。

Claims (10)

1.一种弹性体组合物，其特征在于，该橡胶组合物在橡胶或/和热塑性弹性体组成的弹性体成分中，加入相容化剂，并在由上述弹性体成分所组成的基质中微分散平均粒径不足1μm的聚酰胺系热塑性树脂，其中，

所述弹性体成分和所述聚酰胺系热塑性树脂的体积比(所述弹性体成分∶所述聚酰胺系热塑性树脂)＝(99.9∶0.1)～(70.0∶30.0)。

2.如权利要求1所述的弹性体组合物，所述聚酰胺系热塑性树脂，所述平均粒径为数十纳米的小粒子和，所述平均粒径为数百纳米的大粒子混和存在。

3.如权利要求2所述的弹性体组合物，所述小粒子和所述大粒子的体积比为(所述小粒子∶所述大粒子)＝(30∶70)～(70∶30)。

4.如权利要求1至3中的任一项所述的弹性体组合物，所述相容化剂以所述聚酰胺系热塑性树脂的重量的0.1倍以上1.0倍以下的比例配合。

5.如权利要求1所述的弹性体组合物，所述弹性体成分和所述聚酰胺系热塑性树脂的体积比(所述弹性体成分∶所述聚酰胺系热塑性树脂)＝(99.9∶0.1)～(70.0∶30.0)。

6.如权利要求1所述的弹性体组合物，作为所述弹性体成分，使用选自二烯烃橡胶，或EPM、EPDM中的一种以上的橡胶，作为所述聚酰胺系热塑性树脂使用各种尼龙。

7.如权利要求6所述的弹性体组合物，作为选自上述二烯烃橡胶，或EPM、EPDM中的一种以上的橡胶以及作为和所述聚酰胺系热塑性树脂的相容化剂，使用马来酸变性聚合物。

8.如权利要求1所述的弹性体组合物，通过过氧化物交联。

9.一种送纸辊，其特征在于，所述送纸辊以权利要求1至8中的任一项所述的弹性体组合物为主原料形成，所述弹性体成分和所述聚酰胺系热塑性树脂的体积比(所述弹性体成分∶所述聚酰胺系热塑性树脂)＝(99.9∶0.1)～(87.5∶12.5)。

10.一种送纸辊，其特征在于，以在由橡胶或/和热塑性弹性体所组成的弹性体成分中，微分散有平均粒径不足1μm的聚酰胺系热塑性树脂的弹性体组合物为主原料所形成，

所述弹性体成分和所述聚酰胺系热塑性树脂的体积比(所述弹性体成分∶所述聚酰胺系热塑性树脂)＝(99.5∶0.5)～(87.5∶12.5)。

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