JP2002322371A

JP2002322371A - ゴム組成物及び該ゴム組成物を用いたゴムローラ

Info

Publication number: JP2002322371A
Application number: JP2001126666A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Okuyama; 英之奥山; Toshiaki Matsuo; 俊朗松尾
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2002-11-08

Abstract

(57)【要約】【課題】リサイクルが可能であると共に、圧縮永久ひ
ずみが小さく、紙との間に大きな摩擦係数が得られ、か
つ、優れた耐摩耗性を有し、給紙用のゴムローラとして
好適に用いられるゴム組成物を得る。【解決手段】熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマ
ーから選択される１種または複数種の熱可塑性組成物
と、ＥＰＤＭまたはジエン系ゴムから選択される１種ま
たは複数種のゴム成分とを含み、該ゴム成分が、上記熱
可塑性組成物と混合されながら、架橋剤を用いて選択的
に動的架橋され、上記ゴム成分が上記熱可塑性組成物中
に微粒子状に分散されてなり、融点（ＤＳＣでの融点±
５℃）の温度条件下、１０分以上保持された状態で測定
されたパルスＮＭＲでの相構造解析にてＳ相を存在させ
たゴム組成物を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム組成物及び該
ゴム組成物を用いたゴムローラに関し、詳しくは、複写
機（ＰＰＣ）、レーザービームプリンター（ＬＢＰ）、
インクジェットプリンター（ＩＪＰ）、ファクシミリ等
の給紙ローラ・搬送ローラ等のゴムローラに好適に用い
られ、摩擦係数、耐摩耗性と圧縮永久ひずみの改善を図
るものである。

【０００２】

【従来の技術】各種印刷機器の給紙機構には、従来、円
筒状のゴムを軸芯に装着されたゴムローラが用いられて
いる。このような給紙用のゴムローラは、良好な紙送り
特性を達成する目的で、紙やフィルム等との摩擦係数が
高く、搬送力が大きいことが要求される。また、給紙用
のゴムローラには連続的な給紙が可能であり、連続通紙
に耐えることができるように、優れた摩擦性能と耐摩耗
性も要求される。

【０００３】上記給紙ローラ等のゴムローラ用として熱
可塑性エラストマー等からなる種々の材料が開発されて
いる。具体的には、ウレタン系熱可塑性エラストマー
（ＴＰＵ）、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー
（ＰＶＣ）等のエラストマーとゴム成分とを加硫してな
る熱可塑性エラストマー組成物が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記加
硫ゴム組成物では、硫黄で加硫しているため、ブルーミ
ングが激しい上に、ゴムの分散性が悪く、材料の結合状
態が悪いため、圧縮永久ひずみが高いという問題があ
る。さらには、高い搬送力（摩擦係数μ）と良好な耐摩
耗性を両立させることができず、給紙ローラとして良好
な紙送り性能を得ることができないという問題がある。

【０００５】また、近年の地球環境の保全や二酸化炭素
（ＣＯ_２）の排出規制の問題からゴム部材においてもリ
サイクル可能であることが、性能の一つとして要求され
始めている。上記加硫ゴム組成物はリサイクルができな
い上にコストも高いために、これら環境問題の観点から
も問題がある。

【０００６】本発明は上記した問題に鑑みてなされたも
のであり、低コストでリサイクルが可能である上に、圧
縮永久ひずみが小さく、さらには、複写機やレーザープ
リンター、インクジェットプリンター、ファクシミリ等
の給紙及び紙送り用のゴムローラに使用した時に、紙と
の間に大きな摩擦係数が得られると共に優れた耐摩耗性
を有し、紙輸送時の高温度下でも性能劣化を起こすこと
のないゴム組成物を提供することを課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマ
ーから選択される１種または複数種の熱可塑性組成物
と、ＥＰＤＭまたはジエン系ゴムから選択される１種ま
たは複数種のゴム成分とを含み、該ゴム成分が、上記熱
可塑性組成物と混合されながら、架橋剤を用いて選択的
に動的架橋され、上記ゴム成分が上記熱可塑性組成物中
に微粒子状に分散されてなり、融点（ＤＳＣでの融点±
５℃）の温度条件下、１０分以上保持された状態で測定
されたパルスＮＭＲでの相構造解析にて、Ｓ相を存在さ
せていることを特徴とするゴム組成物を提供している。

【０００８】本発明者は、鋭意研究の結果、ローラとし
ての性能に優れたゴム組成物を得るには、上記ゴム成分
を選択的に動的架橋させ、上記熱可塑性組成物中に分散
し、上記融点でのゴム組成物の結合状態においてＳ相を
存在させるのが良いことを見出した。特に、融点の条件
下において、ゴム組成物中にＳ相を存在させることによ
り、ゴム成分と熱可塑性組成分の間に相互作用があり、
耐摩耗性が極めて向上するという事実を見出したことに
基づくものである。ローラの摩耗では、分散性ゴム粒子
が脱落して摩耗することが主な原因である。そのため、
ローラとしては、ゴム粒子が脱落しないよう相互作用の
あるゴム組成物が良く、上記のような融点でＳ相の存在
するゴム組成物はローラの性能を向上することができ
る。これにより、圧縮永久ひずみが低い上に、摩擦係数
が高く、耐摩耗性にも優れたゴム組成物を得ることがで
きる。

【０００９】パルスＮＭＲでの相構造解析とは、測定物
に磁場をかけて有機化合物の構造を解析する手段である
パルスＮＭＲを用いて、材料の結合状態を測定すること
である。具体的には、ゴム組成物の相構造としては、下
記に示すように、Ｓ相、Ｍ相、Ｌ相の３つの相が存在
し、これらの存在とその割合は材料の結合状態によって
変化する。また、場合によってはＭ相とＬ相、または条
件によってはＬ相のみの場合もある。パルスＮＭＲの測
定結果（時間と強度の関係）から、ゴム組成物について
上記３つの各相の存在とその割合を知ることができる。

【００１０】Ｓ（ショート）相とは、パルスＮＭＲの測
定において、緩和時間が短いスペクトルを示す相のこと
である。組成物中にＳ相が存在すると、結合が強い構造
があることを示す。例えば、スチレン系熱可塑性エラス
トマーを測定した場合、ハードセグメントに当たるスチ
レンの凝集相のスペクトルがＳ相として観察される。Ｍ
（ミドル）相とは、パルスＮＭＲの測定において、緩和
時間が中程度のスペクトルを示す相のことである。組成
物中にＭ相が存在すると、結合がそれほど強くない構造
があることを示す。Ｌ（ロング）相とは、パルスＮＭＲ
の測定において、緩和時間が長いスペクトルを示す相の
ことである。組成物中にＬ相が存在すると、結合が弱い
構造、即ちオイルの影響や、熱可塑性エラストマーのソ
フトセグメント等により、ある程度自由に動くことがで
きる構造があることを示す。本発明は、上記Ｓ相に着目
し、ゴム成分を選択的に動的架橋させ、熱可塑性組成物
中に分散し、実験を積み重ねた結果得られたものであ
る。

【００１１】具体的に説明すると、通常、常温にてゴム
組成物がゴム弾性を持つのは、組成物中のポリマー間が
架橋するか、あるいは熱可塑性エラストマーを例に挙げ
ると、ハードセグメントが疑似架橋点となり架橋相を形
成するためである。しかし、上記ハードセグメントによ
る疑似架橋はσ結合でないため、融点付近では分子運動
が大きくなって結合が切れて、架橋がはずれてしまう。
一方、本発明のゴム組成物は、上記熱可塑性組成物中
に、上記ゴム成分を選択的に動的架橋されながら分散さ
せると同時に、両者間に相互作用を発生させ、Ｓ相を形
成させているため、融点においても、ゴム組成物全部が
溶けて油のような状態とはならず、部分的に結合が残っ
ており、ゴム組成物にゴム成分と熱可塑性組成分との界
面の強度向上という効果をもたらすことを見出した。

【００１２】本発明では、融点（ＤＳＣでの融点±５
℃）の温度条件下、１０分以上保持された状態で、パル
スＮＭＲ測定を行っている。融点（ＤＳＣでの融点±５
℃）の温度条件下で測定しているのは、界面に存在して
いるＳ相を見つけるためである。これは、室温条件下で
は、熱可塑性組成物中のハードセグメントに相当するＳ
相とスペクトルが重なって、界面のＳ相との区別ができ
ないことに起因する。また、１０分以上保持された状態
で測定するのは、ゴム組成物全体が上記温度条件に達す
るためである。

【００１３】上記相構造解析の結果、上記条件下でのＳ
相の割合は３０％以下、好ましくは１％以上２０％以
下、さらには１％以上１５％以下であるのが良い。上記
範囲としているのは、上記Ｓ相の割合が３０％より大き
いと、結合力が高い部分が多すぎ、全体として硬い材料
になりローラ使用には不適という問題があることによ
る。

【００１４】上記ゴム成分が、上記熱可塑性組成物と混
合されながら、架橋剤を用いて動的架橋されてなり、上
記ゴム成分が、上記熱可塑性組成物中に、微粒子状に分
散されている。これにより、ゴム組成物中のＳ相の存在
が多くなり、ローラとしての性能を高めることができ
る。特に、架橋剤を用いることにより、Ｓ相を発生させ
ることができ、微粒子状に分散することで、Ｓ相の量を
多くすることができる。

【００１５】微粒子状のゴム成分は、分散状態におい
て、球形ではなく、異形であることが好ましい。具体的
には、表面に凹凸があったり、いびつな形状であること
が好ましい。Ｓ相は、ゴム成分と熱可塑性組成物との間
に相互作用が働くことにより、両者の境界面に存在する
ことが判っている。従って、上記のように異形とする
と、ゴム成分が熱可塑組成物とからみやすくなり、熱可
塑性組成物との接触面積が大きくなるため、両者の境界
面の抵抗力が大きくすることができる。よって、境界層
において、ゴム成分と熱可塑性組成物の剥離をなくすこ
とができると共に、Ｓ相の形成量を多くすることができ
る。

【００１６】また、Ｓ相の形成においては、ゴム成分と
熱可塑性組成物の相溶性が高いことが好ましく、さらに
は、両者の界面で相互作用が働いた状態で、ゴム成分が
熱可塑性組成物中に分散していることが好ましい。分子
レベルでの相溶部分が架橋することにより、Ｓ相を発生
させることができる。さらには、界面での相互作用によ
って、分散したゴム成分が変形し、Ｓ相の形成量を多く
することができる。

【００１７】上記架橋剤としては、ハロゲン化付加縮合
樹脂、あるいは、付加縮合型樹脂及びハロゲン供与性物
質からなる架橋剤を用いている。このように、塩素、臭
素、フッ素、ヨウ素等のハロゲンの存在下で動的架橋を
行うことにより、ゴム組成物の圧縮永久ひずみを低減さ
せ、ローラの給紙性能を向上させることができる。特
に、樹脂架橋剤は加熱等によってゴムに架橋反応を起さ
せる合成樹脂であり、ブルームの問題が起らないので好
ましい。

【００１８】具体的には、フェノール樹脂、メラミン・
ホルムアルデヒド縮合物、トリアジン・ホルムアルデヒ
ド縮合物、硫化−ｐ−第三ブチルフェノール樹脂、アル
キルフェノールスルフィド樹脂、ヘキサメトキシメチル
・メラミン樹脂等の付加縮合型樹脂に、塩化スズ（塩化
第２スズ等）、塩化鉄（塩化第２鉄等）、塩化銅（塩化
第２銅等）等のハロゲン化金属や、塩素化ポリエチレン
等のハロゲン化樹脂等のハロゲン供与性物質を触媒とし
て添加した架橋剤が挙げられる。これらのハロゲン供与
性物質は単独で用いられてもよく、２種以上が併用され
てもよい。特に上記フェノール樹脂が好適である。フェ
ノール樹脂の具体例としては、フェノール、アルキルフ
ェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン等の
フェノール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒ
ド、フルフラール等のアルデヒド類との反応により合成
される各種フェノール樹脂が挙げられる。特に、ベンゼ
ンのオルト位又はパラ位にアルキル基が結合したアルキ
ルフェノールと、ホルムアルデヒドとの反応によって得
られるアルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂が、
ゴムとの相溶性に優れるとともに、反応性に富んでいて
架橋反応開始時間を比較的早くできるので好ましい。

【００１９】また、ハロゲン化付加縮合樹脂としては、
上記の各付加縮合型樹脂がハロゲン化されたものが挙げ
られる。なかでも、フェノール樹脂のアルデヒドユニッ
トに少なくとも一個のハロゲン原子が結合したハロゲン
化フェノール樹脂、特にハロゲン化アルキルフェノール
ホルムアルデヒド樹脂が、ゴムとの相溶性に優れるとと
もに、反応性に富んでいて架橋反応開始時間を比較的早
くできるので好ましい。

【００２０】架橋反応を適切に行うために架橋助剤（活
性剤）を用いてもよい。架橋助剤としては金属酸化物が
使用され、特に酸化亜鉛、炭酸亜鉛が好ましい。

【００２１】上記微粒子状のゴム成分の平均直径は１０
μｍ以下としている。これにより、界面の面積を大きく
することができる。上記範囲としているのは、上記平均
直径が１０μｍより大きいと、耐摩耗性が悪化するとい
う問題があることに因る。

【００２２】ゴム組成物の圧縮永久ひずみは、１％以上
３０％以下、さらには２％以上２０％以下であることが
好ましい。このように圧縮永久ひずみの値が低いと、荷
重をかけられた状態でゴム組成物が用いられても、ゴム
ローラの性能劣化が生じない。上記範囲としているの
は、圧縮永久ひずみが１％より小さく実用性に優れた組
成物を得るのは困難であるためであり、３０％より大き
いとローラになった時の寸法変化が大きくなりすぎて実
用に適さないためである。特に、発泡体として用いる
（スポンジにする）場合、発泡倍率や発泡形態によって
幾分の差は生じるが、上記範囲であることが好ましい。

【００２３】上記熱可塑性組成物は、上記ゴム成分１０
０重量部に対して、３０重量部以上３００重量部以下、
好ましくは５０重量部以上２００重量部以下とするのが
良い。上記範囲としているのは、３０重量部より小さい
と製造が困難であるという問題があるためであり、３０
０重量部より大きいと、ゴム組成物中の架橋ゴムの含有
量が小さくなり過ぎて、良好な耐摩耗性を維持すること
が困難となるためである。熱可塑性組成物は、複数の熱
可塑性樹脂と複数の熱可塑性エラストマーとの混合物と
することができる。

【００２４】熱可塑性エラストマーとしては、スチレン
系熱可塑性エラストマー、アイオノマー樹脂等を好適に
用いることができる。特に、水素添加スチレン系熱可塑
性エラストマーが好ましい。

【００２５】水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー
とは、水素添加により飽和して二重結合をなくしたスチ
レン系熱可塑性エラストマーである。ここでのスチレン
系熱可塑性エラストマーとしては、ポリスチレン相
（Ｓ）末端ブロックと、ゴム（エラストマー）中間ブロ
ックとからなるブロック共重合物であり、ゴム（エラス
トマー）中間ブロックがポリブタジエン（Ｂ）からなる
ＳＢＳ系、ゴム（エラストマー）中間ブロックがポリイ
ソプレン（Ｉ）からなるＳＩＳ系、ゴム（エラストマ
ー）中間ブロックがポリエチレンからなるＳＥＳ系、ゴ
ム（エラストマー）中間ブロックがエチレン／プロピレ
ン（Ｅ／Ｐ）からなるＳＥＰＳ系、ゴム（エラストマ
ー）中間ブロックがエチレン／ブタジエン（Ｅ／Ｂ）か
らなるＳＥＢＳ系等が挙げられ、これらのうちＳＥＳ
系、ＳＥＰＳ系、ＳＥＢＳ系のものが特に好適である。
ＳＥＰＳの場合、ポリスチレン相（Ｓ）がハードセグメ
ントとなり、架橋点としてゴム弾性を持つ状態となり、
エチレン／プロピレン（ＥＰ）がソフトセグメントとな
る。なお、配合するゴム成分との相溶性に応じて好適な
熱可塑性エラストマーを適宜選択することができる。

【００２６】水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー
の分子量は１万以上５０万以下、好ましくは５万以上３
０万以下が良い。上記範囲としているのは、分子量が１
万より小さいと耐摩耗性が悪化するという問題があり、
分子量が５０万より大きいと混練が困難となり成形性が
悪くなるためである。上記範囲では、分子量が大きい方
が圧縮永久ひずみが低くなり、ローラとしての性能が向
上するため好ましい。分子量が大きくなると、成形性や
ローラとしての性能向上のためＰＰ、オイルと併用する
ことが好ましい。

【００２７】熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン樹
脂、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）樹脂、エチ
レンビニルアセテート樹脂、ポリエチレン樹脂、エチレ
ン−メタクリル酸共重合樹脂等を好適に用いることがで
きる。特に、ポリプロピレン、ポリエチレンが好まし
い。なお、配合するゴム成分との相溶性に応じて好適な
熱可塑性樹脂を適宜選択することができる

【００２８】ジエン系ゴム成分としては、ブタジエンゴ
ム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、ア
クリロニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴ
ム、ブチルゴム等を好適に用いることができ、ＥＰＤＭ
と複数の上記ゴムとを混合して用いることができる。特
に、ブタジエンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブチ
ルゴムが好ましい。

【００２９】耐候性の点からはＥＰＤＭが好ましく、Ｅ
ＰＤＭとしては、油展ＥＰＤＭゴム及び非油展ＥＰＤＭ
ゴム、または両者の混合物を使用することができる。ま
た、そのジエン成分にも特に限定はなく、エチリデンノ
ルボルネン（ＥＮＢ）、ジクロロペンタジエン（ＤＣＰ
Ｄ）等が使用可能である。また、ＥＰＤＭはゴム成分全
体当たり、５０重量％以上、好ましくは８０重量％以上
用いるのが良い。なお、油展タイプのＥＰＤＭ中の親展
油（オイル成分）の重量は、軟化剤の重量（オイル量）
として扱うものとする。

【００３０】本発明のゴム組成物では、ゴム組成物の成
形性を高め、溶融粘度を低くするために軟化剤を配合す
るのが好ましい。軟化剤としては、アロマ系、テフロン
（登録商標）系、パラフィン系等の石油系軟化剤や、フ
タレート系、アジペート系、セパケート系、フォスフェ
ート系、ポリエーテル系、ポリエステル系等の可塑剤を
使用できる。なお、ここでの石油系軟化剤は、ゴムとは
別途用意する石油系軟化剤及び油展ゴムに含まれるオイ
ル成分を指している。もちろん、油展ゴムと共に別途石
油系軟化剤を用いてもよい。軟化剤を配合すると、ゴム
組成物の溶融粘度が低下して、例えば射出成形した時の
成形性が向上する。また、熱可塑性組成物として、水素
添加スチレン系熱可塑性エラストマーを用いた場合に、
ゴム成分の分散性が特に良化する。

【００３１】特に、ポリプロピレン（ＰＰ）と、軟化剤
とを併用することが好ましい。これにより、ゴム成分の
分散性をさらに高めることができ、組成物の高強度化と
成形加工性の向上という効果をもたらすことができる。

【００３２】軟化剤は、ゴム成分１００重量部に対し
て、１０重量部以上３００重量部以下、好ましくは１０
０重量部以上２００重量部以下とするのが良い。上記範
囲としているのは、１０重量部より小さいと上記軟化剤
を添加した効果が得られ難いためであり、３００重量部
より大きいと、ゴム組成物中の架橋ゴムの含有量が小さ
くなり過ぎて、ゴム組成物の耐摩耗性や耐熱性が低下す
る傾向を示し、例えば、ローラ状に成形して給紙ローラ
として使用した時に摩耗量が多くなったり、圧縮永久ひ
ずみが大きくなる等の不具合を発生しやすくなるためで
ある。

【００３３】ゴム組成物中には、必要に応じて、老化防
止剤、ワックス、充填剤等を配合することができる。老
化防止剤としては、例えば、２−メルカプトベンゾイミ
ダゾールなどのイミダゾール類、フェニル−α−ナフチ
ルアミン，Ｎ，Ｎ´−ジ−６−ナフチル−ｐ−フェニレ
ンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ´−イソプロピル−ｐ−
フェニレンジアミンなどのアミン類、ジ−ｔ−ブチル−
ｐ−クレゾール、スチレン化フェノールなどのフェノー
ル類などが挙げられる。充填剤としては、例えば、シリ
カ、カーボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウ
ム、二塩基性亜リン酸塩（ＤＬＰ）、塩基性炭酸マグネ
シウム、アルミナ等の粉体を挙げることができる。

【００３４】本発明のゴム組成物は、熱可塑性組成物、
ゴム成分、その他必要な配合剤を適宜添加し、溶融混練
して作製するのが好ましい。この溶融混練の過程で溶融
したゴム成分が動的架橋して熱可塑性組成物中に分散す
ると共に架橋される。なお、ゴム組成物中に軟化剤を配
合し、熱可塑性組成物として水素添加スチレン系熱可塑
性エラストマーを用いる場合、予め水素添加スチレン系
熱可塑性エラストマーと軟化剤との混練物を作製し、該
混練物と、ゴム成分、その他配合剤とを溶融混練してゴ
ム組成物を作製するのが好ましい。これによりゴムの分
散性がより向上し、粒子径が均一な微粒子状のゴム成分
を一様に分散させることができる。よって、ゴム組成物
の耐摩耗性及び耐熱性を向上させることができる。上記
混練は、オープンロール、バンバリーミキサー、二軸押
出機等の公知のゴム混練装置を用いて行うことができ
る。

【００３５】ゴム組成物の成形は、押出成形、インジェ
クション成形、プレス成形等により行う。例えば、ロー
ラ状に成形する場合、押出混練装置の先に口金を取り付
けて混練物をローラ（チューブ）状に押し出した後、研
磨及びカットしてローラとする。または、混練物をペレ
ット化し、射出成形によりローラ状に成形した後、研磨
及びカットしてローラとする等の種々の方法を用いるこ
とができる。

【００３６】二軸押出機にてゴム組成物の成形を行う場
合、１６０℃〜２２０℃に加熱しながら、圧力は５ｋｇ
ｆ／ｃｍ^２以上５０ｋｇｆ／ｃｍ^２以下、さらには１０
ｋｇｆ／ｃｍ^２以上３０ｋｇｆ／ｃｍ^２以下で混練する
のが好ましい。圧力が上記範囲より小さいとゴム成分を
分散して架橋することができず、組成物中にＳ相が存在
するのを妨げるという問題があり、上記範囲より大きい
とオーバーフローを起こすという問題がある。

【００３７】また、押出機のスクリューにはパドルがつ
いていることが好ましい。パドルの回転により、押出材
料にせん断圧力を負荷することができ、ゴム成分の分散
状態を良好なものとすることができる。さらに、押出機
に絞り板を設け、吐出量を調整することにより、ゴム成
分の分散性を向上させることができる。

【００３８】本発明のゴム組成物を用いているゴムロー
ラは、圧縮永久ひずみが小さい上に、高い摩擦係数と耐
摩耗性を有しているため、複写機やレーザープリンタ
ー、インクジェットプリンター、ファクシミリ等の印刷
機器の給紙機構に用いられる給紙ローラ・搬送ローラ等
のゴムローラに好適に用いることができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。本発明の実施形態のゴム組成物は、
熱可塑性組成物として、水素添加スチレン系熱可塑性エ
ラストマーを２００重量部、ゴム成分として、油展ＥＰ
ＤＭ２００重量部（オイルを除くＥＰＤＭは１００重量
部）用い、上記ゴム成分が選択的に動的架橋され、上記
熱可塑性組成物中に分散されてなるゴム組成物であり、
融点（ＤＳＣでの融点±５℃）の温度条件下、１０分以
上保持された状態で測定されたパルスＮＭＲでの相構造
解析にて、Ｓ相を５％存在させている。

【００４０】上記ゴム成分は、上記熱可塑性組成物と混
合されながら、反応性フェノール樹脂からなる架橋剤を
用いて動的架橋されており、ゴム成分が、熱可塑性組成
物からなるマトリクス中に、微粒子状に分散されてい
る。微粒子状のゴム成分の平均直径が１０μｍ以下であ
り、ゴム粒子は窪みや膨らみがある異形な形状として分
散させている。

【００４１】また、上記配合物に加え、反応性フェノー
ル樹脂を１２重量部、亜鉛華を５重量部、その他必要に
応じて各種配合剤を配合している。

【００４２】また、上記ゴム組成物を単軸押出機で押し
出しチューブ状に成形し（成形温度２００℃）、このチ
ューブ状成形品に芯金を挿入し表面を研磨した後、所要
寸法にカットして、給紙用ローラとしている。なお、成
形時の加硫は行っていない。図１に示すように、上記給
紙用のゴムローラ１は、略円筒形状であり、その内周に
は軸芯２が挿入されいる。

【００４３】これにより、圧縮永久ひずみが小さく、摩
擦係数が大きい上に、耐摩耗性も良好であり実用性に優
れたゴムローラを得ることができる。

【００４４】以下、本発明のゴム組成物を用いたゴムロ
ーラの実施例について詳述する。実施例１について、各
々下記の表１に記載の配合からなる材料をドライブレン
ドした後に、２軸押出機（φ３８）（ＨＴＭ３８：アイ
ベック（株）製）のホッパーに投入し、２００℃、２０
０ｒｐｍで押し出し、２２０℃に加熱しながら、圧力２
０ｋｇｆ／ｃｍ^２にて混練した。押出機のスクリューに
取り付けたパドルの回転により、押出材料にせん断圧力
を負荷しながら、樹脂架橋により動的架橋しつつ、ゴム
組成物を押し出しペレットとした。その後、単軸押出機
にそのペレットを投入し、押出機の先には口金を取り付
け、ゴム組成物をチューブ状に押し出した。そして、こ
のチューブ状のゴム組成物に研磨を施した後、所定長さ
にカットして、外径２０ｍｍ、内径８ｍｍ、幅１０ｍｍ
のゴムローラを作製した。２軸押出機には、ねじ込み式
の絞り板を設置し、絞り直前の圧力を一定に保ちつつ吐
出量を変えて製造した。

【００４５】

【表１】

【００４６】（実施例１）ＳＥＰＳ（水素添加スチレン
系熱可塑性エラストマー）を２００重量部、油展ＥＰＤ
Ｍを２００重量部、架橋剤として反応性フェノール樹脂
を１２重量部、亜鉛華を５重量部用いた。上記ＳＥＰＳ
としてクラレ（株）製のセプトンＣＪ−Ｋ１（分子量３
０万）、油展ＥＰＤＭとして住友化学（株）製のＥＰＤ
Ｍ６７０Ｆ（ＥＰＤＭゴム成分５０重量％、プロセスオ
イル５０重量％）を用いた。

【００４７】（比較例１）実施例１のＳＥＰＳに変え
て、ＥＥＡ（エチレンエチルアクリレート）樹脂（日本
ユニカ製、ＭＢ８７０）を２００重量部用いた。その他
は、実施例１と同様とした。配合を上記表１に示す。

【００４８】上記のように作製した実施例１のゴム組成
物について、下記の特性測定を行った。その結果を下記
の表２に示す。

【００４９】

【表２】

【００５０】（引っ張り試験方法）円筒状ゴムローラの
輪を、図２に示すように切断展開し、試験サンプルを作
製した。長手方向にダンベル４号で打ち抜き、ＪＩＳ６
２５１に基づき測定した。

【００５１】（摩擦力（摩擦係数）測定方法）摩擦力
（摩擦係数）の測定は、複写機（富士ゼロックスのＶＩ
ＶＡＣＥ）の給紙ローラ部分のみを取り出した設備に、
空転式の紙送り式摩擦係数（μ）測定器に荷重２５０ｇ
をかけ、周速度が２９０ｍｍの回転数で回転したローラ
を用い、紙を給紙トレイにセットした状態で、一番上の
印刷紙にトルクメーターを接続した上で紙を送らせ測定
した。なお、この手法にて５回繰り返した平均をもって
摩擦力（摩擦係数）のデータとした。

【００５２】（耐摩耗性の測定方法）実機にゴムローラ
を装着し、コンピュータから印字命令を出し、１０００
０枚通紙した後に摩耗減量を測定した。

【００５３】（パルスＮＭＲで相構造解析方法）パルス
ＮＭＲスペクトロメータＭＵ−２５（日本電子（株）
製）を用いて、ＳｏｌｉｄＥｃｈｏ法、及びＣＰＭＧ
法の併用にて、スピンースピン緩和時間（Ｔ２）を３０
℃から各融点付近（ｍａｘ１５０℃）の範囲で求めた。
Ｓ相はＴ２緩和時間が１００μ秒以下のＹ切片高さから
求めた。Ｓ相の割合を表２に示す。

【００５４】（圧縮永久ひずみの測定方法）ＪＩＳＫ
６３０１の規定に従い、圧縮永久ひずみの測定を行っ
た。測定条件は７０℃×２２ｈｒ、２５％圧縮とした。

【００５５】（モルフォロジー観察）得られたペレット
をクライオミクロトームで面出ししてセイコーインスツ
ルメンツ社製ＳＰＩ３８００を用いて位相モードでＳＰ
Ｍ測定を行った。ゴムの分散状態と併せてゴム粒子の平
均粒径も測定した。

【００５６】実施例１及び比較例１のモルフォロジー観
察の結果（写真図）を図３に示す。図３（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）は比較例１のＥＥＡ／ＥＰＤＭを主成分とするゴ
ム組成物のモルフォロジー観察の結果を示し、写真図に
て、いずれもゴム成分１０（図中白色系の部分）はほぼ
円形状になっていることから、ゴム成分１０は略球形状
に分散していることが判った。ゴム成分１０が略球形状
であると、熱可塑性組成物１１（図中黒色系の部分）と
の接触面積が小さくなり、界面の抵抗力が小さく、Ｓ相
の形成が困難であることが確認できた。一方、図３
（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）は実施例１のＳＥＰＳ／ＥＰＤＭを
主成分とするゴム組成物のモルフォロジー観察の結果を
示し、写真図にて、ゴム成分２０（図中白色系の部分）
は凹凸があったり、いびつな異形状になっていることか
ら、ゴム成分２０はいびつに変形した形状で分散してい
ることが判る。ゴム成分２０がいびつであると、ゴム成
分２０が熱可塑組成物２１（図中黒色系の部分）とから
みやすくなり、熱可塑性組成物２１との接触面積が大き
くなるため、両者の境界面の抵抗力が大きくなり、Ｓ相
の形成量が多くなることが確認できた。なお、正方形状
の各写真図の１辺の長さは、１０μｍに相当する。

【００５７】表２に示すように、実施例１のゴムローラ
は、上記融点の条件下におけるパルスＮＭＲの相構造解
析においてＳ相の割合が５％であり、ゴム粒子の平均粒
径が１０μｍ以下で熱可塑性組成物中に分散されている
本発明のゴム組成物を用いているため、引っ張り試験の
結果は５．１Ｍｐａであり、強度は十分であった。摩擦
力（摩擦係数）の値は２．１２であり、摩擦係数が高か
った。摩耗減量も２８ｍｇと少なく、耐摩耗性にも優れ
ていた。さらには、圧縮永久ひずみも１３％と非常に小
さな値であった。一方、比較例１は、引張強度が３．３
ＭＰａと小さく、摩擦力（摩擦係数）も２．０と小さい
上に、摩耗減量が１２４ｍｇと非常に多く、圧縮永久ひ
ずみが４８％と非常に大きな値となり、実施例１に比
べ、いずれもローラとしての性能に劣っていた。

【００５８】また、実施例１では、ＳＥＰＳは、Ｓ（ス
チレン相）と共に、主鎖にＥＰ（水添イソプレン相）を
持つが、水素添加しても主鎖の一部に炭素−炭素間の二
重結合（Ｃ＝Ｃ）（水添されなかった部分）が残ってお
り、該二重結合とＥＰＤＭの側鎖の炭素−炭素間の二重
結合（Ｃ＝Ｃ）が界面において分子レベルで相溶して、
分子レベルの相溶部分が架橋することによって界面に相
互作用が働き、Ｓ相が発生した。一方、比較例１では、
ＥＥＡの主鎖はＰＥ（ポリエチレン）なので、ＥＰＤＭ
との分子レベルでの相溶は少なく、ＥＰＤＭが架橋して
いても、両者の界面部分では相互作用の働きが小さく、
Ｓ相が発生しなかった。

【００５９】これにより、本発明のゴム組成物を用いる
ことにより、紙との間に大きな摩擦係数を維持しなが
ら、優れた耐摩耗性を有し、紙輸送時の高温度下でも性
能劣化を起こすことのない給紙用ローラに最適なゴムロ
ーラを得られることが確認できた。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば、圧縮永久ひずみを低減し、良好な摩擦係数を
維持しつつ、耐摩耗性が高められたゴム組成物を得るこ
とができ、例えば、複写機（ＰＰＣ）、レーザービーム
プリンター（ＬＢＰ）、インクジェットプリンター（Ｉ
ＪＰ）、ファクシミリ等の各種印刷機器の給紙機構用の
ゴムローラに用いると、紙やフィルム等との摩擦係数が
高く、搬送力が大きいため、良好な紙送り性能を長時間
維持することができる。また、環境問題に対応し、リサ
イクルも可能であり、コストの低減も図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のゴムローラを示す図である。

【図２】引張試験の試験サンプルの作製方法を示す図
である。

【図３】（Ａ）〜（Ｆ）は、モルフォロジー観察の結
果を示す写真図である。

【符号の説明】

１ゴムローラ２軸芯２０ゴム成分２１熱可塑性組成分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｌ 9/00 Ｃ０８Ｌ 9/00 23/16 23/16 Ｆターム(参考） 3F049 AA01 CA12 CA15 CA16 LA02 LA07 LB02 LB03 3F343 FA02 FA03 FB02 FB04 FC01 FC04 JA11 4F070 AA06 AA07 AA08 AA09 AA16 AB16 AC84 AC86 GA08 GB08 GC03 GC04 4F071 AA12 AA13 AA15 AA20 AA22 AA71 AA75 AE04 AE05 AF22 AH16 BA01 BB06 BC05 BC06 4J002 AC012 AC032 AC052 AC062 AC072 AC082 AC092 BB031 BB061 BB071 BB081 BB121 BB182 BP011 BP021 BP031 FD01 FD02 FD03 GC00 GM00 GT00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマ
ーから選択される１種または複数種の熱可塑性組成物
と、ＥＰＤＭまたはジエン系ゴムから選択される１種ま
たは複数種のゴム成分とを含み、該ゴム成分が、上記熱
可塑性組成物と混合されながら、架橋剤を用いて選択的
に動的架橋され、上記ゴム成分が上記熱可塑性組成物中
に微粒子状に分散されてなり、融点（ＤＳＣでの融点±５℃）の温度条件下、１０分以
上保持された状態で測定されたパルスＮＭＲでの相構造
解析にて、Ｓ相を存在させていることを特徴とするゴム
組成物。
【請求項２】上記架橋剤が、ハロゲン化付加縮合樹
脂、あるいは、付加縮合型樹脂及びハロゲン供与性物質
からなる請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】上記微粒子状のゴム成分の平均直径が１
０μｍ以下である請求項１または請求項２に記載のゴム
組成物。
【請求項４】上記熱可塑性エラストマーとして水素添
加スチレン系熱可塑性エラストマーを用いている請求項
１乃至請求項３のいずれか１項に記載のゴム組成物。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれか１項に
記載のゴム組成物を用いたことを特徴とするゴムロー
ラ。