JP2004189883A - Elastomer composition, method for producing elastomer composition and paper feed roller using the elastomer composition - Google Patents

Elastomer composition, method for producing elastomer composition and paper feed roller using the elastomer composition Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an elastomer composition having low hardness and extremely excellent in wear resistance and to provide a method for producing the elastomer composition and to provide a paper feed roller realizing low hardness and good wear resistance, particularly excellent in wear resistance at the time of idle running. <P>SOLUTION: The method for producing the elastomer composition comprises a step for obtaining a thermoplastic resin composition component by kneading a mixed composition (B) of a hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer with an olefin-based resin with a compatibilizer (C) containing at least one of an acid-modified EPDM and an acid-modified hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer and a polyamide resin (D) and finely dispersing the polyamide resin (D) into the mixed composition (B) and a step for dynamically crosslinking the thermoplastic resin composition component and a rubber component (A) containing at least one of a diene-based rubber and an EPDM rubber. The roller part 1 of the paper feed roller 10 is formed by using the elastomer composition. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エラストマー組成物、エラストマー組成物の製造方法、該エラストマー組成物を用いた紙送りローラに関し、詳しくは、低硬度でありながら耐摩耗性に非常に優れ、インクジェットプリンター、レーザプリンター、静電式複写機、ファクシミリ装置等のOA機器や、自動預金支払機(ATM)等の紙送り機構に用いられる紙送りローラとして好適に用いられるエラストマー組成物及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
インクジェットプリンター、レーザプリンター、静電式複写機、ファクシミリ装置等のOA機器や、自動預金支払機(ATM)等において紙・フィルム等を搬送する紙送り機構には、ゴム組成物、エラストマー組成物等からなる紙送りローラが使用されている。
【0003】
近年、特に、個人使用目的のOA機器が増加し、多様な用紙が通紙されるようになっており、多様な用紙に対しても安定した紙やフィルム等の搬送性を得るためには高い耐摩耗性と高い摩擦係数の確保が要求されている。そこで、上記のような紙送りローラに適したエラストマー組成物、ゴム組成物等について種々の提案がなされている。
【0004】
例えば、本出願人は、特開平11−228708号で、紙送り用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することを目的として、ゴム100重量部に対して水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを100〜300重量部含み、かつ、ゴムを樹脂架橋剤により動的架橋して水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー中に分散させたゴム組成物を提案している。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−228708号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平11−228708号のゴム組成物は、低硬度で、耐摩耗性に優れ、良好な紙送り性能を長期間維持することができる。しかし、近年、上記のようなインクジェットプリンターやレーザービームプリンター、複写機等は低コスト化に向けて部品点数を少なくする傾向にあり、ゴムローラにかかる負担が大きくなっており、より高性能が要求されている。
【0007】
特に、紙送り機構をよりシンプルにするために、紙等の搬送物を1枚送る毎に、紙送り用ローラが分離部材と空転する構成のものが開発されている。このため、摩擦係数が高いだけでなく耐摩耗性も高める必要がある。特に、空転のような荷重をかけて擦る摩耗に対しては、高い物理的強度が必要となり、例えば、引張強度TBが大きいことが必要となる。
【0008】
これまでは、紙を送るときに発生する紙との僅かなずれ等で起こる摩耗に対して要求される程度の摩耗性を有していれば良く、また、ローラにかかる荷重が低かったため、引張強度のような物理的強度はそれほど重要ではなかった。加硫ゴムでは、引張強度TBがある程度大きい配合は作製可能であるが、加硫ゴムの製造方法では、コスト高になる。よって、生産性が良く、物性にも優れる点から熱可塑性エラストマー組成物で樹脂の工程での作製が望まれている。
【0009】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、硬度が低い上に、耐摩耗性に非常に優れたエラストマー組成物及びエラストマー組成物の製造方法を提供すると共に、低硬度と良好な耐摩耗性を実現し、特に、空転時の耐摩耗性に優れた紙送りローラを提供することを課題としている。
【0010】
【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、ジエン系ゴムまたはEPDMゴムの少なくとも1つを含むゴム成分(A)と、
水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとオレフィン系樹脂との混合組成物(B)と、
酸変性のEPDMまたは酸変性の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの少なくとも1つを含む相容化剤(C)と、
ポリアミド系樹脂(D)とを含み、
上記相容化剤(C)は上記混合組成物(B)100重量部に対して2重量部以上40重量部以下の割合で配合され、上記ポリアミド系樹脂(D)は上記混合組成物(B)100重量部に対して10重量部以上100重量部以下の割合で配合され、上記ゴム成分(A)が動的架橋されてなることを特徴とするエラストマー組成物を提供している。
【0011】
このように、ジエン系ゴム又はEPDMゴム、スチレン系熱可塑性エラストマーとオレフィン系樹脂の混合物に、酸変性物の相容化剤を使ってポリアミド系樹脂を分散させているため、硬度が低い上に、引張強度が高く、耐摩耗性に非常に優れたエラストマー組成物を得ることができる。よって、低硬度と良好な耐摩耗性を実現し、特に、空転時の耐摩耗性に優れた紙送りローラを得ることができる。
【0012】
具体的には、紙送りローラにおける空転摩耗は材料の強度との相関が高く、特に引張強度(TB)が高い必要があることを見出した。引張強度を高くするには、特にポリプロピレン(PP)等の樹脂成分を多くすれば良いが、これらの樹脂成分が多すぎると、硬度HSも高くなってしまい、ローラとしては不適なものとなってしまう。よって、PP等に加えて、補強性が高く、かつ、あまり硬度上昇が発生しない樹脂として、PPよりも柔らかく、かつ強靭なポリアミド系樹脂、例えば、ナイロン等を配合すれば良いことを見出した。また、相容化剤を加えることにより、ジエン系ゴム又はEPDMゴムやポリアミド系樹脂が動的架橋により、マトリクス樹脂中に均一に微分散され、分散性を向上することができ、その結果、引張強度を上昇させることができる。
【0013】
上記相容化剤(C)は上記混合組成物(B)100重量部に対して2重量部以上40重量部以下の割合で配合している。これにより、熱可塑性エラストマー組成物中のゴム成分のゴム相と熱可塑性成分の樹脂相との界面の相容性を効率良く高めることができる。
上記範囲としているのは、上記範囲より少ないと相容化の効果があらわれず強度を向上できないためである。一方、上記範囲より多いとエラストマー組成物中の相容化剤の割合が大きくなりすぎ、逆に強度が低下したり、硬度が上昇する上に、相容化剤は高価であるためコストも上昇するためである。好ましくは5重量部以上20重量部以下である。
【0014】
上記ポリアミド系樹脂(D)は上記混合組成物(B)100重量部に対して10重量部以上100重量部以下の割合で配合しているのは、上記範囲より少ないと補強効果を得られないためである。一方、上記範囲より多いと硬度Hsが高くなり、特に紙送りローラとした場合摩擦係数が低くなり実用に適さなくなるためである。好ましくは10重量部以上40重量部以下である。
【0015】
ジエン系ゴムまたはEPDMを用いているのは、動的架橋をスムーズに行わせるという理由による。ジエン系ゴムとしては、ブチルゴム(IIR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、天然ゴム(NR)、1,2−ポリブタジエン、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)等が挙げられ1種又は複数種を用いることができ、EPDMと混合しても良い。
【0016】
水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーは、水素添加により飽和して二重結合を無くしたスチレン系熱可塑性エラストマーであって、従来からマトリクスとして用いているTPU(ウレタン系熱可塑性エラストマー)等に比して低硬度で摩擦係数が大きく、かつ、圧縮永久歪みも小さいものである。しかも、二重結合をもたないために、樹脂加硫剤と反応せず、ゴムの加硫を阻害することなくゴムをその内部に微細に分散して存在せしめる。よって、更に低硬度で、かつ、微細に分散したゴムの影響によって更に圧縮永久歪の小さいエラストマー組成物を作製できる。
【0017】
水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの原材料となるスチレン系熱可塑性エラストマーは、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って、具体的には、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系等がある。これらのうち、SES系、SEPS系、SEBS系を用いるのが好ましい。
【0018】
オレフィン系樹脂を用いているのは、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーと、ジエン系ゴムまたはEPDMゴムの少なくとも1つを含むゴムとを相容化させるという理由による。本発明で用いるオレフィン系樹脂としては、市販されているオレフィン系樹脂であれば、いずれも使用できるが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンが好ましく、その他、エチレンエチルアクリレート樹脂、エチレンビニルアセテート樹脂、エチレン−メタクリル酸樹脂、及びアイオノマー樹脂等から選ばれる1種または2種以上を用いることができる。
【0019】
相容化剤としては、酸変性のEPDM、酸変性の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーが好ましい。また、酸変性としては、カルボン酸変性が好ましく、その他、各種酸変性等が挙げられる。また、相容化剤は複数種を併用しても良い。
【0020】
ポリアミド系樹脂としては、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12等の強靭な樹脂が好ましく、エラストマー組成物の耐摩耗性の点から、引張強度TBが10MPa以上の樹脂がより好ましい。
【0021】
上記ゴム成分(A)は上記混合組成物(B)100重量部に対して50重量部以上300重量部以下の割合で配合されていることが好ましい。上記範囲より少ないと動的架橋されたゴムの含有量が少なくなり過ぎて、耐摩耗性が低下しやすく摩耗量が多くなることがあるためである。一方、上記範囲より多いと樹脂分が少なくなり過ぎて、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとオレフィン系樹脂の混合物中にゴムを分散及び架橋させる動的架橋工程での混練りが困難となるためである。さらには100重量部以上200重量部以下が良い。
【0022】
上記混合組成物(B)において、上記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーと上記オレフィン系樹脂との重量比は、(水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー:オレフィン系樹脂)=(100:5)〜(100:50)が好ましい。さらには、(100:20)〜(100:35)が良い。
水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーはエラストマー組成物の硬度低下(ローラとした時の摩擦力向上)、耐熱性及び圧縮永久ひずみを良好にする点でオレフィン系樹脂よりも優れ、オレフィン系樹脂はエラストマー組成物の耐摩耗性、加工性(動的架橋時の混練り加工性)及びコストの点で水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーより優れている。よって、双方の不利な点を補償しあい、双方の利点を生かすために、上記の重量比としている。水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを上記重量比より多く用いると、ゴム組成物の混練り加工性及びローラの耐摩耗性が低下する傾向となり、かつ、ローラのコストが高くなる。一方、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを上記重量比より少なくすると、ローラの耐熱性が劣化し(圧縮永久歪みが大きくなる)、ローラの摩擦係数も低下する傾向となる。
【0023】
本発明のエラストマー組成物は、JIS K6301に記載の引張強度TBが4.5MPa以上8.5MPa以下であることが好ましい。これにより、良好な耐摩耗性を得ることができる。さらには6.0MPa以上8.0MPa以下が良い。
【0024】
本発明のエラストマー組成物は、JIS K6301に記載のショアA硬度HSが30以上50以下であることが好ましい。これによりローラ等にした時に良好な柔軟性を得ることができる。即ち、この範囲とすると、紙送りローラを比較的小さい圧接力で紙やフィルムに押付けても紙送りローラが充分に変形し、紙やフィルムとの間に大きい接触面積を得ることができる。さらには、35以上45以下が良い。
【0025】
動的架橋は樹脂架橋剤を用いて行われるのが好ましい。樹脂架橋剤を使用するのは、硫黄架橋した場合にはブルーミングを発生しやすく、特に、ローラとしての強度等の性能を向上させるためには硫黄とともに加硫促進剤を多量に配合しなければならず、ブルーミングによるローラの摩擦係数の低下が生じやすいためである。また、パーオキサイドにより架橋した場合は、混練り中に架橋剤の分散不良が生じて爆発的にパーオキサイドが反応し、混練り物を吐き出して加工不能となりやすいためである。樹脂架橋剤の配合量は架橋剤の種類によっても異なるが、上記ゴム成分(A)100重量部に対して6重量部〜18重量部が好ましい。
【0026】
樹脂加硫剤としては、例えば、アルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂、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・メラミン樹脂等を挙げることができる。これらのうち、フェノール系が好ましく、特に、アルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂(反応性のフェノール樹脂)を使用するのが好ましい。アルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂を使用すると、他の樹脂架橋剤を使用した場合に比して良好な架橋が得られるため、エラストマー組成物の強度(耐摩耗性)が向上し、しかも、ローラにした時の耐熱性が向上して、圧縮永久歪みもより小さくなる。これは架橋密度が変わるためと考えられる。なお樹脂架橋剤とともに塩化錫等の触媒を添加することもできる。
【0027】
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。
【0028】
また、本発明のエラストマー組成物には、軟化剤として、市販の石油系軟化剤や可塑剤を使用できる。例えば、アロマ系、テフロン(R)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。ここでの石油系軟化剤とは、石油系軟化剤として市販品されているもの、及び、上記樹脂架橋剤により動的加硫し得るゴムが油展ゴムである場合は油展ゴム中に含有されてるオイル成分を含んでいる。
軟化剤はゴム成分(A)100重量部に対して10重量部〜200重量部で配合しているが、これは、軟化剤が上記範囲よりも少ないと、軟化剤を添加した効果、すなわち、動的架橋時における水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとオレフィン系樹脂の混合物中でのゴム等の分散性をより良化する効果が得られ難く、軟化剤を上記範囲より多くすると、エラストマー組成物の強度や耐摩耗性の向上効果が得られ難くいためである。なお、油展ゴムの場合、ゴムの重量部とは、油展ゴムからオイル成分の重量を差し引いたゴム成分のみの重量を表す。
【0029】
さらに、エラストマー組成物中には、必要に応じて、老化防止剤、充填剤等を配合することができる。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。充填剤を配合する場合、充填剤はエラストマー組成物全重量の15重量%以下で配合するのが好ましい。これは充填剤の配合はエラストマー組成物の引っ張り強度及び引き裂き強度等の改善には有効であるものの、余り多く配合するエラストマー組成物の柔軟性が低下してローラとした時のローラの摩擦係数が低下する傾向を示すためである。
【0030】
本発明において、エラストマー組成物全体に対して、プロセスオイル、老化防止剤、フィラー等の非ポリマー分を除く、ポリマー分(ゴム+水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー+オレフィン樹脂+樹脂加硫剤+その他の添加樹脂)の割合は、40重量%以上95重量%以下、より好ましくは59重量%以上95重量%以下が良い。上記40重量%以上としているのは、エラストマー組成物の強度向上(耐摩耗性の確保)のためであり、95重量%以下としているのはエラストマー組成物の混練り加工性及び成形性を確保するためである。
【0031】
また、本発明は、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとオレフィン系樹脂との混合組成物(B)と、酸変性のEPDMまたは酸変性の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの少なくとも1つを含む相容化剤(C)と、ポリアミド系樹脂(D)とを混練りし、上記ポリアミド系樹脂(D)を上記混合組成物(B)中に微分散して熱可塑性組成分を得る工程と、
上記熱可塑性組成分と、ジエン系ゴムまたはEPDMゴムの少なくとも1つを含むゴム成分(A)とを動的架橋してエラストマー組成物を製造する工程とを有することを特徴とするエラストマー組成物の製造方法を提供している。
【0032】
このように、上記相容化剤(C)を用いて、上記ポリアミド系樹脂(D)を上記混合組成物(B)中に分散させた熱可塑性組成分を得た後に、該熱可塑性組成分に樹脂架橋剤等の架橋剤とゴム成分(A)を用いて動的架橋を行い、ゴム成分(A)を熱可塑性組成分中に分散している。このため、ゴム成分(A)とポリアミド系樹脂(D)とが共に、マトリックス樹脂相中に均一に微分散され、特に引張強度を向上することができ、耐摩耗性を向上することができる。
【0033】
即ち、全ての材料をそのまま同時に混練りした場合に生じる分散不良を防止し、それに伴う強度低下も抑制することができる。特に、同時に混練した場合に生じるポリアミド系樹脂の分散不良を効果的に防止することができる。また、一度に混練した混練物を成形したものに比べて、ゴム微粒子の粒子径のバラツキが小さく、耐摩耗性が更に向上したものとなる。よって、耐摩耗性の良い、特に、空転摩耗の耐久性が良い。即ち、TBが大きいエラストマー組成物を得ることができる。
【0034】
熱可塑性組成分を得る工程において、混練温度は180℃〜200℃が好ましく、混練時間は1分〜10分が好ましい。混練及び動的架橋は、2軸押出機、オープンロール、バンバリーミキサー、ニーダー等のゴム混練装置で行うことができる。
【0035】
樹脂架橋剤等の架橋剤や架橋助剤は、動的架橋してエラストマー組成物を製造する工程で配合されるのが好ましく、動的架橋時の温度は180℃〜200℃が好ましく、架橋時間は1分〜10分が好ましい。各配合材料は、上述したものを使用可能であり、上述した配合量等で適宜配合することができる。
【0036】
エラストマー組成物は、ゴム混練装置より押し出してペレット化することが好ましい。ペレットを単軸押出機にてシート状に成形し、このシートをスライスまたは研磨することで、必要な厚みのシートとすることができる。また、ペレットを射出(インジェクション)成形機により射出成形してチューブ状に成形し、この成形品の表面を研磨した後、所要寸法にカットして紙送りローラとすることができる。なお、射出成形機のかわりに樹脂用単軸押出機等によってチューブ状に押し出し、それをカットすることによって紙送りローラとすることもできる。なお、紙送りローラ以外にも、分離シート、分離パッド等の紙葉類の重送防止部材、各種事務機器用部材にも用いることができる。
【0037】
さらに、本発明は、本発明のエラストマー組成物を用いて形成されてなることを特徴とする紙送りローラを提供している。
混練及び動的架橋して得られたエラストマー組成物を押し出し成形、インジェクション成形等を用いてローラ状に成形して紙送り用のゴムローラとすることができる。よって、ローラとして許される低硬度のままで、引張強度TBを7〜8MPa程度以上まで上げることができ、空転耐摩耗の改善、摩耗減量に効果があり、使用の繰り返しによるゴム粉の発生を低減することができる。
【0038】
本発明の紙送りローラはその表面(紙やフィルム等の搬送物との接触面)が少なくとも上記エラストマー組成物で形成されていれば良い。具体的には、金属やセラミックス等からなる芯金の外周に、エラストマー組成物からなるチューブ状成形体を外嵌している。チューブ状成形体の厚さは1mm未満では弾性が不足し、搬送性能が低下しやすいので、1mm〜20mm、好ましくは3mm〜20mmとする。なお、芯金と紙送りローラとの間に接着層等を設けることもできる。
【0039】
また、本発明の紙送りローラは、その表面を研磨していることが好ましい。研磨を行うと、研磨されやすい水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーが先に切削され、ゴムは研磨されにくいので、ローラ表面にはこれら両者の研磨の程度差による凹凸(ゴムの凸部)が有効に形成される。よって、ゴムローラの表面が紙に対して大きなグリップ力が得られるように接触し、摩擦係数を大きく高めることができる。
【0040】
【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。
第1実施形態のエラストマー組成物は、ジエン系ゴムまたはEPDMゴムの少なくとも1つを含むゴム成分(A)として油展EPDM200重量部(ゴム:オイル=100:100)と、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとオレフィン系樹脂との混合組成物(B)としてPP含有SEPSコンパウンド100重量部と、酸変性のEPDMまたは酸変性の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの少なくとも1つを含む相容化剤(C)としてカルボン酸変性SEBS5重量部と、ポリアミド系樹脂(D)としてナイロン樹脂20重量部を含んでおり、反応性フェノール樹脂からなる樹脂架橋剤と架橋助剤として亜鉛華を用いて動的架橋されている。
【0041】
このエラストマー組成物は、ゴム成分(A)とポリアミド系樹脂(D)が、混合組成物(B)中に均一に微分散されており、その引張強度TBは7.5MPaであり、硬度HSは37である。
【0042】
上記エラストマー組成物は、以下に示す本発明のエラストマー組成物の製造方法により製造している。
【0043】
まず、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとオレフィン系樹脂との混合組成物(B)と、酸変性のEPDMまたは酸変性の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの少なくとも1つを含む相容化剤(C)と、ポリアミド系樹脂(D)とを所定の配合量で2軸押出機にて200℃で混練りし、上記ポリアミド系樹脂(D)を上記混合組成物(B)中に均一に微分散(0.1〜10μm程度)して熱可塑性組成分を得ている。
【0044】
その後、上記熱可塑性組成分と、ジエン系ゴムまたはEPDMゴムの少なくとも1つを含むゴム成分(A)とに、フェノール系樹脂架橋剤及び架橋助剤を配合して、2軸押出機で200℃で動的架橋を行い、ゴム成分を均一に微分散(0.5〜20μm程度)させてエラストマー組成物をペレットとして製造している。
【0045】
このペレットを単軸押出機を用いてチューブ状に押し出し、中空部に金属製の芯金を挿入して紙送りローラを得ている。紙送りローラ10は、図1に示すように、上記エラストマー組成物からなり円筒状に形成されたローラ部1と、ローラ部1の中空部に芯金である軸芯2を圧入するか、あるいは両者を接着剤で接合して固定している。
【0046】
これにより、硬度が低い上に、引張強度が高く、耐摩耗性に非常に優れたエラストマー組成物を得ることができる。よって、低硬度と良好な耐摩耗性を実現し、特に、空転時の耐摩耗性に優れた紙送りローラを得ることができる。
【0047】
上記実施形態以外にも、ゴム成分としては、ジエン系ゴムを用いても良く、EPDMとジエン系ゴムとを併用しても良い。また、相容化剤としては、酸変性のEPDMを用いても良く、酸変性スチレン系熱可塑性エラストマーと併用しても良い。なお、円筒形状に成形したローラ部の中空部に略D字形状の芯材を圧入することにより略D字形状の紙送りローラとすることもできる。なお、紙送りローラの表面にはローレット状の溝を設けても良い。
【0048】
以下、本発明の紙送りローラの実施例、比較例について詳述する。下記の表1に示す各配合で、紙送りローラを製造した。
【0049】
【表1】

Figure 2004189883
【0050】
・ゴム成分(A);EPDM:住友化学製 エスプレン670F(100%油展)、IIR:日本合成ゴム製 ブチルゴムbutyl−268(非油展)
・混合組成物(B);SEPS+PP:クラレプラスチック製 SEPSコンパウンド CJK1(PP入り)(水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー(SEPS):オレフィン系樹脂(PP))=(100:35)
・相容化剤(C);カルボン酸変性SEBS:旭化成製 タフテック1943、カルボン酸変性EPDM:日本合成ゴム製 T7741P
・ポリアミド系樹脂(D);ナイロン樹脂(ナイロン11) PA11
【0051】
紙送りローラの具体的な製造方法を示す。
まず、材料の計量を行い、混合組成物(B)と、相容化剤(C)と、ポリアミド系樹脂(D)とをタンブラーにて室温で、10分混合した後、200℃で2軸押出機(アイベック製HTM38)にて熱可塑性組成分を作製し、押し出してペレット化した。
【0052】
次に、材料計量を行い、熱可塑性組成分に、ゴム成分(A)、及び樹脂架橋剤(田岡化学製、タッキロール250−III)12重量部、亜鉛華5重量部を配合し、タンブラーにて室温で10分混合した後、200℃で2軸押出機(アイベック製HTM38)にて動的架橋して熱可塑性エラストマー組成物を作製し、押し出してペレット化した。
【0053】
このペレットを単軸押出機(笠松加工研究所製φ50押出機、20rpm、温調190℃〜230℃)を用いてチューブ状に押し出し、外径22mm、内径18mmの押出成形品を得た。このチューブ状押出成形品を15mm幅に定寸カットし、チューブの中空部に芯金を挿入し紙送りローラとした。
【0054】
(実施例1〜7)
表1に示すように、ゴム成分(A)、混合組成物(B)、相容化剤(C)、ポリアミド系樹脂(D)を各々規定量配合した。上記のように、熱可塑性組成分を得る工程と、動的架橋を行う工程の2つの工程により製造した。
【0055】
(比較例1〜4)
表1に示すように、比較例1は相容化剤(C)を用いなかった。比較例2は相容化剤(C)を少量とした。比較例3は相容化剤(C)を多量とした。比較例4はポリアミド系樹脂(D)を多量とした。製造方法は実施例と同様とした。
【0056】
上記実施例及び比較例の紙送りローラについて、後述する方法により、摩耗減量、ゴム粉の発生の評価を行った。また、引張強度TB、硬度HSの測定も行った。評価結果を表1に示す。
【0057】
(引張強度)
インジェクションにて動的架橋組成物をシート状に成形し、JIS−K6301に従い引張強度TBを測定した。
【0058】
(摩耗減量)
カット後の製品を径20mmの丸芯にはめて、荷重300gをかけて100rpmで分離部材(ゴム製シート)の上で空転させ、摩耗前後での重量減量(mg)を測定し、ゴム粉の発生具合を目視で確認した。摩耗減量は7mg以下を良好とした。
【0059】
(硬度)
硬度HSとは、ショアA硬度であり、JIS K6301に基づいて測定を行った。
【0060】
表1に示すように、実施例1〜8は、本発明のエラストマー組成物を用い、本発明のエラストマーの製造方法により製造された紙送りローラであり、引張強度が高いために、耐摩耗性に非常に優れ、摩耗減量が極めて少なかく、ゴム粉がほとんど発生しなかった。
【0061】
一方、相容化剤を配合しなかった比較例1、相容化剤の配合量が少なかった比較例2は、引張強度が非常に低く、耐摩耗性に劣っており、摩耗減量が多く、ゴム粉が多く発生した。比較例3は、ポリアミド系樹脂が多かったため、硬度が高かった。
【0062】
【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、ジエン系ゴム又はEPDMゴム、スチレン系熱可塑性エラストマーとオレフィン系樹脂の混合物に、酸変性物の相容化剤を使ってポリアミド系樹脂を分散させているため、硬度が低い上に、引張強度が高く、耐摩耗性に非常に優れたエラストマー組成物を得ることができる。
【0063】
また、本発明の製造方法によれば、ポリアミド系樹脂(D)を混合組成物(B)中に分散させた熱可塑性組成分を得た後に、該熱可塑性組成分に樹脂架橋剤等の架橋剤とゴム成分(A)を配合して動的架橋を行っているため、ゴム成分(A)とポリアミド系樹脂(D)とが共に、マトリックス樹脂相中に均一に微分散され、特に引張強度を向上することができ、耐摩耗性に優れたエラストマー組成物を生産性良く製造することができる。
【0064】
本発明は、以上のように、低硬度でありながら、引張強度TBが高く、耐摩耗性の良いエラストマー組成物を得ることができる。よって、低硬度と良好な耐摩耗性を実現し、特に、高い物理的強度が必要な高荷重のかかる空転時の耐摩耗性に優れた紙送りローラを得ることができる。従って、インクジェットプリンター、レーザプリンター、静電式複写機、ファクシミリ装置等のOA機器や、自動預金支払機(ATM)等において紙・フィルム等を搬送する紙送り機構等い好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の紙送りローラの概略図である。
【符号の説明】
1 ローラ部
2 軸芯
10 紙送りローラ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an elastomer composition, a method for producing the elastomer composition, and a paper feed roller using the elastomer composition. More specifically, the present invention relates to an inkjet printer, a laser printer, The present invention relates to an elastomer composition suitably used as a paper feed roller used in OA equipment such as an electric copying machine and a facsimile machine and a paper feed mechanism such as an automatic teller machine (ATM) and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
OA equipment such as inkjet printers, laser printers, electrostatic copiers, and facsimile machines, and paper feed mechanisms for transporting paper and films in automatic teller machines (ATMs) and the like include rubber compositions and elastomer compositions. Is used.
[0003]
In recent years, in particular, the number of OA devices for personal use has increased, and various types of paper have been passed. In order to obtain stable paper and film transportability even for various types of paper, it is high. It is required to secure wear resistance and a high coefficient of friction. Therefore, various proposals have been made for an elastomer composition, a rubber composition, and the like suitable for the above-described paper feed roller.
[0004]
For example, the applicant of the present invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-228708, in order to obtain a large coefficient of friction with paper when used in a paper feed rubber roller and to have excellent abrasion resistance. The present invention proposes a rubber composition comprising 100 to 300 parts by weight of a hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer per part, and dynamically crosslinking the rubber with a resin crosslinking agent and dispersing the rubber in the hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer. ing.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-228708
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The rubber composition described in JP-A-11-228708 has low hardness, excellent abrasion resistance, and can maintain good paper feeding performance for a long period of time. However, in recent years, ink jet printers, laser beam printers, copying machines, and the like as described above have tended to reduce the number of parts for cost reduction, and the burden on rubber rollers has increased, and higher performance has been required. ing.
[0007]
Particularly, in order to make the paper feeding mechanism simpler, a configuration has been developed in which the paper feeding roller idles with the separating member every time one transported object such as paper is fed. Therefore, it is necessary to increase not only the coefficient of friction but also the wear resistance. In particular, high physical strength is required for abrasion by applying a load such as idling, for example, a large tensile strength TB is required.
[0008]
Until now, it was only necessary to have the required abrasion against the abrasion caused by slight deviation from the paper generated when the paper was fed, and the load applied to the roller was low, Physical strength, such as strength, was not as important. In the case of vulcanized rubber, a compound having a somewhat high tensile strength TB can be produced, but the cost of the method for producing a vulcanized rubber increases. Therefore, production of a thermoplastic elastomer composition in a resin step is desired from the viewpoint of good productivity and excellent physical properties.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides an elastomer composition having a low hardness and a very excellent abrasion resistance, and a method for producing the elastomer composition. It is an object of the present invention to provide a paper feed roller that achieves abrasion, and particularly has excellent abrasion resistance during idling.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a rubber component (A) containing at least one of a diene rubber and an EPDM rubber,
A mixed composition (B) of a hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer and an olefin-based resin,
A compatibilizer (C) containing at least one of an acid-modified EPDM or an acid-modified hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer;
And a polyamide resin (D),
The compatibilizer (C) is blended in an amount of 2 parts by weight to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the mixed composition (B), and the polyamide resin (D) is mixed with the mixed composition (B). B) providing an elastomer composition characterized in that the rubber component (A) is blended in a ratio of 10 parts by weight or more and 100 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight, and the rubber component (A) is dynamically crosslinked.
[0011]
As described above, since the polyamide resin is dispersed in the mixture of the diene rubber or the EPDM rubber and the styrene thermoplastic elastomer and the olefin resin by using the compatibilizing agent of the acid-modified product, the hardness is low. Thus, an elastomer composition having high tensile strength and extremely excellent wear resistance can be obtained. Therefore, it is possible to obtain a paper feed roller that achieves low hardness and good wear resistance, and particularly has excellent wear resistance during idling.
[0012]
Specifically, it has been found that slip wear in the paper feed roller has a high correlation with the strength of the material, and in particular, it is necessary to have a high tensile strength (TB). In order to increase the tensile strength, in particular, it is sufficient to increase the resin components such as polypropylene (PP). However, if these resin components are too large, the hardness HS also increases, which is unsuitable as a roller. I will. Therefore, it has been found that, in addition to PP and the like, a polyamide-based resin that is softer and stronger than PP, such as nylon, may be blended as a resin having a high reinforcing property and hardly causing an increase in hardness. Further, by adding the compatibilizer, the diene rubber or the EPDM rubber or the polyamide resin can be finely dispersed uniformly in the matrix resin by dynamic crosslinking, and the dispersibility can be improved. Strength can be increased.
[0013]
The compatibilizer (C) is blended in an amount of 2 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixed composition (B). Thereby, the compatibility of the interface between the rubber phase of the rubber component and the resin phase of the thermoplastic component in the thermoplastic elastomer composition can be efficiently increased.
The reason for setting the above range is that if the amount is less than the above range, the effect of compatibilization does not appear and the strength cannot be improved. On the other hand, if it is more than the above range, the proportion of the compatibilizer in the elastomer composition becomes too large, conversely, the strength is reduced, the hardness is increased, and the cost is increased because the compatibilizer is expensive. To do that. Preferably it is 5 parts by weight or more and 20 parts by weight or less.
[0014]
If the polyamide resin (D) is blended in a proportion of 10 parts by weight or more and 100 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the mixed composition (B), a reinforcing effect cannot be obtained if the amount is less than the above range. That's why. On the other hand, if it is more than the above range, the hardness Hs becomes high, and especially when a paper feed roller is used, the coefficient of friction becomes low and it becomes unsuitable for practical use. Preferably it is 10 parts by weight or more and 40 parts by weight or less.
[0015]
The reason for using a diene rubber or EPDM is that dynamic crosslinking is smoothly performed. As the diene rubber, butyl rubber (IIR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR), styrene butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), natural rubber (NR), 1,2-polybutadiene, acrylonitrile- Butadiene rubber (NBR) and the like can be used, and one or more kinds can be used, and they may be mixed with EPDM.
[0016]
Hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomers are styrene-based thermoplastic elastomers that have been saturated by hydrogenation and have no double bonds, and are compared with TPU (urethane-based thermoplastic elastomer) that has been conventionally used as a matrix. Low hardness, high friction coefficient, and low compression set. In addition, since it does not have a double bond, it does not react with the resin vulcanizing agent and finely disperses the rubber inside the rubber without inhibiting the vulcanization of the rubber. Therefore, an elastomer composition having a lower hardness and a smaller compression set due to the influence of finely dispersed rubber can be produced.
[0017]
The styrene-based thermoplastic elastomer as a raw material of the hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer is a block copolymer composed of a polystyrene phase (S) end block and a rubber (elastomer) intermediate block. (Elastomer) SBS type in which the intermediate block is composed of polybutadiene (B), SIS type in which the rubber (elastomer) intermediate block is composed of polyisoprene (I), SES type in which the rubber (elastomer) intermediate block is composed of polyethylene, rubber (elastomer) intermediate There are a SEPS system in which the block is composed of ethylene / propylene (E / P) and a SEBS system in which the rubber (elastomer) intermediate block is composed of ethylene / butadiene (E / B). Of these, SES, SEPS and SEBS are preferably used.
[0018]
The reason that the olefin resin is used is that the hydrogenated styrene thermoplastic elastomer is compatible with a rubber containing at least one of a diene rubber and an EPDM rubber. As the olefin resin used in the present invention, any commercially available olefin resin can be used.For example, polyethylene and polypropylene are preferable, and in addition, ethylene ethyl acrylate resin, ethylene vinyl acetate resin, ethylene-methacryl resin One or more selected from acid resins and ionomer resins can be used.
[0019]
As the compatibilizer, acid-modified EPDM and acid-modified hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer are preferable. The acid modification is preferably a carboxylic acid modification, and other examples include various acid modifications. Further, a plurality of compatibilizers may be used in combination.
[0020]
As the polyamide resin, a tough resin such as nylon 6, nylon 66, or nylon 12 is preferable, and a resin having a tensile strength TB of 10 MPa or more is more preferable from the viewpoint of the abrasion resistance of the elastomer composition.
[0021]
The rubber component (A) is preferably blended in a proportion of 50 parts by weight or more and 300 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the mixed composition (B). If the amount is less than the above range, the content of the dynamically crosslinked rubber becomes too small, and the abrasion resistance is likely to decrease, and the amount of abrasion may increase. On the other hand, if it is more than the above range, the resin content is too small, and it becomes difficult to knead in a dynamic crosslinking step of dispersing and crosslinking rubber in a mixture of a hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer and an olefin-based resin. is there. Further, the amount is preferably 100 parts by weight or more and 200 parts by weight or less.
[0022]
In the mixed composition (B), the weight ratio of the hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer to the olefin-based resin is (hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer: olefin-based resin) = (100: 5) to (100) : 50) is preferred. Furthermore, (100: 20) to (100: 35) are preferable.
Hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomers are superior to olefin-based resins in terms of lowering the hardness of the elastomer composition (improving the frictional force when used as a roller), improving heat resistance, and improving compression set. It is superior to hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomers in terms of wear resistance, processability (kneading processability during dynamic crosslinking) and cost of the product. Therefore, in order to compensate for the disadvantages of both, and to take advantage of both, the above weight ratio is used. When the hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer is used in an amount larger than the above weight ratio, the kneading processability of the rubber composition and the abrasion resistance of the roller tend to decrease, and the cost of the roller increases. On the other hand, when the weight ratio of the hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer is smaller than the above-mentioned weight ratio, the heat resistance of the roller is deteriorated (compression set is increased), and the friction coefficient of the roller tends to decrease.
[0023]
The elastomer composition of the present invention preferably has a tensile strength TB described in JIS K6301 of 4.5 MPa or more and 8.5 MPa or less. Thereby, good wear resistance can be obtained. Further, the pressure is preferably not less than 6.0 MPa and not more than 8.0 MPa.
[0024]
The elastomer composition of the present invention preferably has a Shore A hardness HS described in JIS K6301 of 30 or more and 50 or less. This makes it possible to obtain good flexibility when used as a roller or the like. That is, in this range, even if the paper feed roller is pressed against the paper or film with a relatively small pressing force, the paper feed roller is sufficiently deformed, and a large contact area with the paper or film can be obtained. Further, it is preferably 35 or more and 45 or less.
[0025]
Dynamic crosslinking is preferably performed using a resin crosslinking agent. The use of a resin cross-linking agent tends to cause blooming when cross-linked with sulfur, and in particular, a large amount of a vulcanization accelerator must be added together with sulfur to improve the performance such as the strength as a roller. The reason is that the friction coefficient of the roller tends to decrease due to blooming. In addition, when cross-linking is performed with peroxide, poor dispersion of the cross-linking agent occurs during kneading, and the peroxide reacts explosively, and the kneaded material is expelled and processing becomes difficult. The amount of the resin crosslinking agent varies depending on the type of the crosslinking agent, but is preferably from 6 to 18 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component (A).
[0026]
Examples of the resin vulcanizing agent include an alkylphenol-formaldehyde resin, a melamine-formaldehyde condensate, a triazine-formaldehyde condensate, a sulfurized-p-tert-butylphenol resin, an alkylphenol-sulfide resin, and a hexamethoxymethyl-melamine resin. Can be. Of these, phenols are preferred, and alkylphenol-formaldehyde resins (reactive phenol resins) are particularly preferred. When an alkylphenol-formaldehyde resin is used, good crosslinking is obtained as compared with the case where another resin crosslinking agent is used, so that the strength (abrasion resistance) of the elastomer composition is improved, and when a roller is used. The heat resistance is improved and the compression set is smaller. This is probably because the crosslink density changes. A catalyst such as tin chloride can be added together with the resin crosslinking agent.
[0027]
A crosslinking aid (activator) may be used to appropriately perform a crosslinking reaction. A metal oxide is used as a crosslinking assistant, and zinc oxide and zinc carbonate are particularly preferable.
[0028]
Further, in the elastomer composition of the present invention, a commercially available petroleum-based softener or plasticizer can be used as the softener. For example, petroleum softeners such as aroma type, Teflon (R) type and paraffin type, and plasticizers such as phthalate type, adipate type, sepate type, phosphate type, polyether type and polyester type can be used. Here, the petroleum-based softener refers to those commercially available as a petroleum-based softener and, if the rubber capable of being dynamically vulcanized by the resin crosslinking agent is an oil-extended rubber, contained in the oil-extended rubber. Contains the oil components that are being made.
The softener is blended in an amount of 10 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component (A). However, if the softener is less than the above range, the effect of adding the softener, that is, It is difficult to obtain the effect of further improving the dispersibility of rubber and the like in the mixture of the hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer and the olefin-based resin at the time of dynamic crosslinking. This is because it is difficult to obtain the effect of improving the strength and wear resistance. In the case of oil-extended rubber, the weight part of rubber means the weight of only the rubber component obtained by subtracting the weight of the oil component from the oil-extended rubber.
[0029]
Further, an anti-aging agent, a filler, and the like can be added to the elastomer composition as needed. Examples of the filler include powders of silica, carbon black, clay, talc, calcium carbonate, dibasic phosphite (DLP), basic magnesium carbonate, and alumina. When a filler is compounded, it is preferable that the filler be compounded in 15% by weight or less of the total weight of the elastomer composition. This is because the compounding of the filler is effective in improving the tensile strength and the tear strength of the elastomer composition, but the flexibility of the elastomer composition to be compounded too much decreases and the friction coefficient of the roller when the roller is used is reduced. This is to show a tendency to decrease.
[0030]
In the present invention, a polymer component (rubber + hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer + olefin resin + resin vulcanizing agent + other) excluding non-polymer components such as process oil, anti-aging agent, filler, etc., with respect to the entire elastomer composition. (Addition resin) is preferably from 40% by weight to 95% by weight, more preferably from 59% by weight to 95% by weight. The content of 40% by weight or more is for improving the strength of the elastomer composition (securing abrasion resistance), and the content of 95% by weight or less ensures the kneading processability and moldability of the elastomer composition. That's why.
[0031]
Further, the present invention provides a composition comprising a mixed composition (B) of a hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer and an olefin-based resin, and at least one of acid-modified EPDM or acid-modified hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer. Kneading the agent (C) and the polyamide resin (D), and finely dispersing the polyamide resin (D) in the mixture composition (B) to obtain a thermoplastic composition;
Producing a elastomer composition by dynamically cross-linking the thermoplastic composition and a rubber component (A) containing at least one of a diene rubber or an EPDM rubber. We provide a manufacturing method.
[0032]
Thus, after using the compatibilizer (C) to obtain a thermoplastic composition in which the polyamide resin (D) is dispersed in the mixed composition (B), the thermoplastic composition is obtained. The rubber component (A) is dynamically crosslinked using a crosslinking agent such as a resin crosslinking agent and the rubber component (A), and the rubber component (A) is dispersed in the thermoplastic composition. For this reason, both the rubber component (A) and the polyamide resin (D) are finely dispersed uniformly in the matrix resin phase, and in particular, the tensile strength can be improved, and the wear resistance can be improved.
[0033]
That is, it is possible to prevent poor dispersion that occurs when all the materials are kneaded at the same time and to suppress a decrease in strength accompanying the dispersion. In particular, it is possible to effectively prevent poor dispersion of the polyamide resin that occurs when kneading is performed at the same time. In addition, the dispersion of the fine rubber particles has a smaller particle diameter than that of a kneaded product molded at a time, and the abrasion resistance is further improved. Therefore, the abrasion resistance is excellent, and particularly, the durability against the idling wear is good. That is, an elastomer composition having a large TB can be obtained.
[0034]
In the step of obtaining the thermoplastic composition, the kneading temperature is preferably from 180 ° C to 200 ° C, and the kneading time is preferably from 1 minute to 10 minutes. Kneading and dynamic crosslinking can be performed by a rubber kneading device such as a twin screw extruder, an open roll, a Banbury mixer, and a kneader.
[0035]
It is preferable that a crosslinking agent such as a resin crosslinking agent and a crosslinking auxiliary are blended in the step of producing an elastomer composition by dynamic crosslinking, and the temperature during dynamic crosslinking is preferably 180 ° C to 200 ° C, and the crosslinking time Is preferably 1 minute to 10 minutes. As each compounding material, those described above can be used, and can be appropriately compounded in the above-described compounding amounts and the like.
[0036]
It is preferable that the elastomer composition is extruded from a rubber kneading device and pelletized. The pellets are formed into a sheet by a single screw extruder, and the sheet is sliced or polished to obtain a sheet having a required thickness. Further, the pellets can be formed into a tube by injection molding using an injection molding machine, and the surface of the molded product can be polished and then cut into required dimensions to form a paper feed roller. Note that, instead of the injection molding machine, a single-screw extruder for resin or the like may be used to extrude a tube and cut the same to form a paper feed roller. In addition to the paper feed roller, the present invention can also be used as a member for preventing double feed of paper sheets such as a separation sheet and a separation pad, and a member for various office equipment.
[0037]
Further, the present invention provides a paper feed roller formed by using the elastomer composition of the present invention.
The elastomer composition obtained by kneading and dynamically cross-linking can be formed into a roller shape by extrusion molding, injection molding, or the like to obtain a rubber roller for paper feeding. Therefore, it is possible to increase the tensile strength TB to about 7 to 8 MPa or more while maintaining the low hardness allowed as a roller, which is effective in improving the abrasion resistance against abrasion and reducing the abrasion, and reducing the generation of rubber powder due to repeated use. can do.
[0038]
The paper feed roller of the present invention only needs to have its surface (the surface in contact with a conveyed object such as paper or film) formed of at least the above elastomer composition. Specifically, a tubular molded body made of an elastomer composition is fitted around the outer periphery of a metal core made of metal, ceramics, or the like. If the thickness of the tube-shaped molded body is less than 1 mm, the elasticity is insufficient and the transporting performance tends to be reduced. Therefore, the thickness is 1 mm to 20 mm, preferably 3 mm to 20 mm. Note that an adhesive layer or the like may be provided between the cored bar and the paper feed roller.
[0039]
Further, it is preferable that the surface of the paper feed roller of the present invention is polished. When polishing is performed, the hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer, which is easy to be polished, is cut first, and the rubber is hard to be polished. It is formed. Therefore, the surface of the rubber roller contacts the paper so as to obtain a large gripping force, and the friction coefficient can be greatly increased.
[0040]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The elastomer composition of the first embodiment comprises 200 parts by weight of oil-extended EPDM (rubber: oil = 100: 100) as a rubber component (A) containing at least one of a diene rubber and an EPDM rubber, and a hydrogenated styrene-based thermoplastic resin. A compatibilizer (C) containing 100 parts by weight of a PP-containing SEPS compound as a mixed composition (B) of an elastomer and an olefin resin, and at least one of an acid-modified EPDM or an acid-modified hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer. ) Contains 5 parts by weight of a carboxylic acid-modified SEBS and 20 parts by weight of a nylon resin as a polyamide resin (D), and is dynamically cross-linked using a resin cross-linking agent composed of a reactive phenolic resin and zinc white as a cross-linking aid. ing.
[0041]
In this elastomer composition, the rubber component (A) and the polyamide resin (D) are finely dispersed uniformly in the mixed composition (B), the tensile strength TB is 7.5 MPa, and the hardness HS is 37.
[0042]
The above elastomer composition is produced by the following method for producing an elastomer composition of the present invention.
[0043]
First, a mixed composition (B) of a hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer and an olefin-based resin and a compatibilizer (C) containing at least one of an acid-modified EPDM or an acid-modified hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer. ) And the polyamide resin (D) are kneaded at 200 ° C. by a twin screw extruder at a predetermined blending amount, and the polyamide resin (D) is uniformly finely dispersed in the mixed composition (B). (About 0.1 to 10 μm) to obtain a thermoplastic composition.
[0044]
Thereafter, a phenolic resin crosslinking agent and a crosslinking aid are blended with the thermoplastic component and a rubber component (A) containing at least one of a diene rubber and an EPDM rubber, and the mixture is mixed at 200 ° C. with a twin screw extruder. , And the rubber component is uniformly finely dispersed (about 0.5 to 20 μm) to produce an elastomer composition as a pellet.
[0045]
The pellets are extruded into a tube using a single screw extruder, and a metal core is inserted into the hollow portion to obtain a paper feed roller. As shown in FIG. 1, the paper feed roller 10 is formed by press-fitting a cylindrical roller portion 1 made of the elastomer composition and a shaft core 2 as a core metal into a hollow portion of the roller portion 1. Both are joined and fixed with an adhesive.
[0046]
This makes it possible to obtain an elastomer composition having low hardness, high tensile strength, and extremely excellent wear resistance. Therefore, it is possible to obtain a paper feed roller that achieves low hardness and good wear resistance, and particularly has excellent wear resistance during idling.
[0047]
In addition to the above embodiment, a diene rubber may be used as the rubber component, or EPDM and a diene rubber may be used in combination. As the compatibilizer, acid-modified EPDM may be used, or may be used in combination with an acid-modified styrene-based thermoplastic elastomer. A substantially D-shaped paper feed roller can be formed by press-fitting a substantially D-shaped core material into a hollow portion of a cylindrical roller portion. Note that a knurled groove may be provided on the surface of the paper feed roller.
[0048]
Hereinafter, examples and comparative examples of the paper feed roller of the present invention will be described in detail. Paper feed rollers were manufactured with the respective formulations shown in Table 1 below.
[0049]
[Table 1]
Figure 2004189883
[0050]
・ Rubber component (A); EPDM: Esplen 670F manufactured by Sumitomo Chemical (100% oil exhibition), IIR: Butyl rubber butyl-268 made by Japan Synthetic Rubber (non-oil exhibition)
-Mixed composition (B); SEPS + PP: Kuraray Plastic's SEPS compound CJK1 (with PP) (hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer (SEPS): olefin-based resin (PP)) = (100: 35)
-Compatibilizer (C): Carboxylic acid-modified SEBS: Asahi Kasei Tuftec 1943, Carboxylic acid-modified EPDM: Nippon Synthetic Rubber T7741P
・ Polyamide resin (D); Nylon resin (Nylon 11) PA11
[0051]
A specific method for manufacturing a paper feed roller will be described.
First, the materials are measured, and the mixed composition (B), the compatibilizer (C), and the polyamide resin (D) are mixed in a tumbler at room temperature for 10 minutes, and then biaxially at 200 ° C. A thermoplastic composition was prepared with an extruder (HTM38 manufactured by Ibec), extruded, and pelletized.
[0052]
Next, the materials are weighed, and the thermoplastic component is mixed with 12 parts by weight of a rubber component (A), a resin crosslinking agent (Takkiroll 250-III, manufactured by Taoka Chemical Co., Ltd.), and 5 parts by weight of zinc white, and then tumbled. After mixing at room temperature for 10 minutes, the mixture was dynamically crosslinked at 200 ° C. with a twin-screw extruder (HTM38 manufactured by Ibec) to produce a thermoplastic elastomer composition, which was extruded and pelletized.
[0053]
The pellet was extruded into a tube using a single screw extruder (φ50 extruder manufactured by Kasamatsu Laboratory, 20 rpm, temperature control 190 ° C. to 230 ° C.) to obtain an extruded product having an outer diameter of 22 mm and an inner diameter of 18 mm. This tube-shaped extruded product was cut to a fixed length of 15 mm, and a metal core was inserted into the hollow portion of the tube to form a paper feed roller.
[0054]
(Examples 1 to 7)
As shown in Table 1, the rubber component (A), the mixed composition (B), the compatibilizer (C), and the polyamide resin (D) were blended in prescribed amounts, respectively. As described above, it was manufactured by two steps of a step of obtaining a thermoplastic composition and a step of performing dynamic crosslinking.
[0055]
(Comparative Examples 1-4)
As shown in Table 1, Comparative Example 1 did not use the compatibilizer (C). In Comparative Example 2, a small amount of the compatibilizer (C) was used. In Comparative Example 3, a large amount of the compatibilizer (C) was used. In Comparative Example 4, a large amount of the polyamide resin (D) was used. The manufacturing method was the same as in the example.
[0056]
The paper feed rollers of the above-mentioned Examples and Comparative Examples were evaluated for the reduction in wear and the generation of rubber powder by the methods described below. In addition, the tensile strength TB and the hardness HS were measured. Table 1 shows the evaluation results.
[0057]
(Tensile strength)
The dynamic crosslinked composition was formed into a sheet by injection, and the tensile strength TB was measured according to JIS-K6301.
[0058]
(Wear loss)
The cut product is placed on a round core having a diameter of 20 mm, a load of 300 g is applied thereto, and the bearing is idled at 100 rpm on a separating member (rubber sheet). The state of occurrence was visually checked. The wear loss was determined to be good at 7 mg or less.
[0059]
(hardness)
Hardness HS is Shore A hardness, and was measured based on JIS K6301.
[0060]
As shown in Table 1, Examples 1 to 8 are paper feed rollers manufactured using the elastomer composition of the present invention by the method for manufacturing an elastomer of the present invention. And the loss on abrasion was extremely small, and almost no rubber powder was generated.
[0061]
On the other hand, Comparative Example 1 in which the compatibilizing agent was not blended, and Comparative Example 2 in which the blending amount of the compatibilizing agent was small, had a very low tensile strength, were inferior in abrasion resistance, had a large amount of abrasion loss, A lot of rubber powder was generated. Comparative Example 3 was high in hardness because of a large amount of polyamide resin.
[0062]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, according to the present invention, a diene rubber or EPDM rubber, a mixture of a styrene-based thermoplastic elastomer and an olefin-based resin, a polyamide-based resin using an acid-modified compatibilizer. Due to the dispersion, an elastomer composition having low hardness, high tensile strength, and extremely excellent wear resistance can be obtained.
[0063]
Further, according to the production method of the present invention, after obtaining a thermoplastic composition in which the polyamide resin (D) is dispersed in the mixed composition (B), crosslinking of the thermoplastic composition with a resin crosslinking agent or the like is performed. The rubber component (A) is blended with the rubber component (A) to perform dynamic crosslinking, so that both the rubber component (A) and the polyamide resin (D) are uniformly finely dispersed in the matrix resin phase, and particularly the tensile strength. And an elastomer composition having excellent abrasion resistance can be produced with high productivity.
[0064]
As described above, according to the present invention, an elastomer composition having high tensile strength TB and excellent wear resistance can be obtained while having low hardness. Therefore, it is possible to obtain a paper feed roller which realizes low hardness and good wear resistance, and is particularly excellent in wear resistance at the time of high load, which requires high physical strength and which is subjected to idling. Therefore, it can be suitably used for OA equipment such as an ink jet printer, a laser printer, an electrostatic copying machine, and a facsimile machine, and a paper feeding mechanism for transporting paper and film in an automatic teller machine (ATM).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a paper feed roller of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Roller part
2 shaft core
10 Paper feed roller

Claims (5)

ジエン系ゴムまたはEPDMゴムの少なくとも1つを含むゴム成分(A)と、
水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとオレフィン系樹脂との混合組成物(B)と、
酸変性のEPDMまたは酸変性の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの少なくとも1つを含む相容化剤(C)と、
ポリアミド系樹脂(D)とを含み、
上記相容化剤(C)は上記混合組成物(B)100重量部に対して2重量部以上40重量部以下の割合で配合され、上記ポリアミド系樹脂(D)は上記混合組成物(B)100重量部に対して10重量部以上100重量部以下の割合で配合され、上記ゴム成分(A)が動的架橋されてなることを特徴とするエラストマー組成物。
A rubber component (A) containing at least one of a diene rubber or an EPDM rubber;
A mixed composition (B) of a hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer and an olefin-based resin,
A compatibilizer (C) containing at least one of an acid-modified EPDM or an acid-modified hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer;
And a polyamide resin (D),
The compatibilizer (C) is blended in an amount of 2 parts by weight to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the mixed composition (B), and the polyamide resin (D) is mixed with the mixed composition (B). E) an elastomer composition which is blended in an amount of 10 parts by weight or more and 100 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight, and wherein the rubber component (A) is dynamically crosslinked.
上記ゴム成分(A)は上記混合組成物(B)100重量部に対して50重量部以上300重量部以下の割合で配合されている請求項1に記載のエラストマー組成物。The elastomer composition according to claim 1, wherein the rubber component (A) is blended in a proportion of 50 parts by weight or more and 300 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the mixed composition (B). JIS K6301に記載の引張強度TBが4.5MPa以上8.5MPa以下であり、JIS K6301に記載のショアA硬度HSが30以上50以下である請求項1または請求項2に記載のエラストマー組成物。The elastomer composition according to claim 1 or 2, wherein the tensile strength TB described in JIS K6301 is 4.5 MPa or more and 8.5 MPa or less, and the Shore A hardness HS described in JIS K6301 is 30 or more and 50 or less. 水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとオレフィン系樹脂との混合組成物(B)と、酸変性のEPDMまたは酸変性の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの少なくとも1つを含む相容化剤(C)と、ポリアミド系樹脂(D)とを混練りし、上記ポリアミド系樹脂(D)を上記混合組成物(B)中に微分散して熱可塑性組成分を得る工程と、
上記熱可塑性組成分と、ジエン系ゴムまたはEPDMゴムの少なくとも1つを含むゴム成分(A)とを動的架橋してエラストマー組成物を製造する工程とを有することを特徴とするエラストマー組成物の製造方法。
A mixed composition (B) of a hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer and an olefin-based resin, and a compatibilizer (C) containing at least one of acid-modified EPDM or acid-modified hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer. Kneading the polyamide-based resin (D) with the polyamide-based resin (D), and finely dispersing the polyamide-based resin (D) in the mixed composition (B) to obtain a thermoplastic composition.
Producing a elastomer composition by dynamically cross-linking the thermoplastic composition and a rubber component (A) containing at least one of a diene rubber or an EPDM rubber. Production method.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のエラストマー組成物を用いて形成されてなることを特徴とする紙送りローラ。A paper feed roller formed by using the elastomer composition according to any one of claims 1 to 3.
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