JP2015168795A - Rubber molding product and production method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば電子写真法を利用した画像形成装置などの各種機器類に組み込んで紙送りに使用される紙送りローラ等のゴム成形品と、その製造方法に関するものである。 The present invention relates to a rubber molded product such as a paper feed roller incorporated in various devices such as an image forming apparatus using an electrophotographic method and used for paper feed, and a manufacturing method thereof.
レーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、およびこれらの複合機等の、電子写真法を利用した画像形成装置などにおける紙送りローラとしては、耐オゾン性や耐候性に優れること、あるいはコスト面などを考慮してエチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)を含むゴム組成物を成形し、架橋したものを用いることが多い。
EPDMを架橋させるための架橋剤としては、硫黄加硫系の架橋剤や過酸化物架橋剤が用いられる。
As a paper feed roller in an image forming apparatus using an electrophotographic method such as a laser printer, an electrostatic copying machine, a plain paper facsimile machine, and a complex machine thereof, it has excellent ozone resistance and weather resistance, or In view of cost and the like, a rubber composition containing ethylene propylene diene rubber (EPDM) is molded and crosslinked in many cases.
As a crosslinking agent for crosslinking EPDM, a sulfur vulcanizing crosslinking agent or a peroxide crosslinking agent is used.
しかし硫黄加硫系の架橋剤は紙送りローラの外周面にブルームしやすい傾向があり、ブルームすると紙に対する摩擦係数μが低下して紙送りの不良などを生じやすいという問題がある。
そのため紙送りローラなどのブルームを極力避けたいゴム成形品においては、かかるブルームを生じにくい過酸化物架橋剤を用いることが多い。
However, the sulfur vulcanizing type crosslinking agent tends to bloom on the outer peripheral surface of the paper feed roller, and when it blooms, there is a problem that the friction coefficient μ against the paper is lowered and paper feeding is liable to occur.
For this reason, in a rubber molded product in which bloom such as a paper feed roller is desired to be avoided as much as possible, a peroxide cross-linking agent that hardly generates such bloom is often used.
しかし過酸化物架橋剤を単独で使用すると、当該過酸化物架橋剤の作用によってEPDMのポリマ主鎖が切断されて架橋効率が低下する傾向がある(特許文献1等)。
そのため過酸化物架橋剤とともに、特許文献1では金属イオンを含む充填剤とメタクリル酸とを配合して架橋効率の低下を防いでいるが、通常は共架橋剤と呼ばれる2官能以上の多官能化合物を配合するのが一般的である。
However, when a peroxide cross-linking agent is used alone, the polymer main chain of EPDM tends to be cleaved by the action of the peroxide cross-linking agent, and the cross-linking efficiency tends to decrease (
Therefore, together with the peroxide cross-linking agent, in
共架橋剤としては、例えばトリアリルイソシアヌレート(TAIC)、トリメチルプロパンメタクリレート、N,N−ジフェニレンビスマレイミド、1,2−ポリブタジエン、メタクリル酸金属塩等が知られている。
中でもメタクリル酸金属塩を併用すると高強度、高モジュラスのゴム成形品が得られることが知られており、紙送りローラ等の場合は耐摩耗性を向上できるといった利点がある。
As the co-crosslinking agent, for example, triallyl isocyanurate (TAIC), trimethylpropane methacrylate, N, N-diphenylenebismaleimide, 1,2-polybutadiene, metal methacrylate and the like are known.
In particular, it is known that when a metal methacrylate is used in combination, a rubber molded product having high strength and high modulus can be obtained. In the case of a paper feed roller or the like, there is an advantage that the wear resistance can be improved.
過酸化物架橋剤を配合したゴム組成物においては、プレス架橋などによる一次架橋時に反応しきれなかった過酸化物架橋剤とEPDMとの反応を十分に完結させて、製造するゴム成形品にゴム弾性や耐摩耗性等の所定の物性を付与する等の目的で、当該ゴム成形品をオーブン中で通常は150℃以上の温度に加熱して二次架橋させる場合がある。
しかし共架橋剤としてメタクリル酸金属塩を使用して二次架橋させたゴム成形品は、その原因は明らかではないが、保管中やあるいは使用中に経時的に硬さが上昇して却ってゴム弾性が低下する傾向があり、紙送りローラではそれに伴って摩擦係数μが低下して紙送りの不良等を生じる場合がある。
In a rubber composition containing a peroxide cross-linking agent, the reaction of the peroxide cross-linking agent that could not be reacted at the time of the primary cross-linking by press cross-linking and the EPDM and the EPDM is sufficiently completed, and the rubber molded product to be produced is made into a rubber. For the purpose of imparting predetermined physical properties such as elasticity and wear resistance, the rubber molded product may be subjected to secondary crosslinking by heating to a temperature of usually 150 ° C. or higher in an oven.
However, the cause of rubber molded products that are secondarily crosslinked using a metal methacrylate as a co-crosslinking agent is not clear, but the hardness increases over time during storage or during use. In the paper feed roller, there is a case where the friction coefficient μ is lowered and the paper feed is defective.
本発明の目的は、経時的な硬さの上昇が抑制されたゴム成形品と、その製造方法とを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a rubber molded article in which an increase in hardness over time is suppressed, and a method for producing the same.
本発明は、少なくともエチレンプロピレンジエンゴムを含むゴム分、過酸化物架橋剤、および共架橋剤としてのメタクリル酸金属塩を含むゴム組成物を成形し、一次架橋させたのち、さらに130℃以下の温度に加熱して二次架橋させて形成されたゴム成形品である。
また本発明は、少なくともエチレンプロピレンジエンゴムを含むゴム分、過酸化物架橋剤、および共架橋剤としてのメタクリル酸金属塩を含むゴム組成物を成形し、一次架橋させる工程、およびさらに130℃以下の温度に加熱して二次架橋させる工程を含む、上記本発明のゴム成形品の製造方法である。
The present invention molds a rubber composition containing at least a rubber component containing ethylene propylene diene rubber, a peroxide crosslinking agent, and a metal salt of methacrylic acid as a co-crosslinking agent. It is a rubber molded product formed by heating to a temperature and secondary crosslinking.
The present invention also includes a step of molding a rubber composition containing at least a rubber component containing ethylene propylene diene rubber, a peroxide cross-linking agent, and a methacrylic acid metal salt as a co-crosslinking agent, followed by primary cross-linking, and further 130 ° C. or lower. It is the manufacturing method of the said rubber molded product of this invention including the process of heating to this temperature and carrying out secondary crosslinking.
発明者の検討によると、後述した実施例、比較例の結果からも明らかなように、二次架橋の温度を130℃以下とすることで、ゴム成形品の経時的な硬さの上昇を抑制できる。 According to the inventor's study, as is clear from the results of Examples and Comparative Examples described later, the temperature rise of the rubber molded product over time is suppressed by setting the temperature of secondary crosslinking to 130 ° C. or lower. it can.
本発明は、少なくともEPDMを含むゴム分、過酸化物架橋剤、および共架橋剤としてのメタクリル酸金属塩を含むゴム組成物を成形し、一次架橋させたのち、さらに130℃以下の温度に加熱して二次架橋させて形成されたゴム成形品である。
また本発明は、少なくともEPDMを含むゴム分、過酸化物架橋剤、および共架橋剤としてのメタクリル酸金属塩を含むゴム組成物を成形し、一次架橋させる工程、およびさらに130℃以下の温度に加熱して二次架橋させる工程を含む、上記本発明のゴム成形品の製造方法である。
In the present invention, a rubber composition containing at least a rubber component containing EPDM, a peroxide crosslinking agent, and a metal methacrylate as a co-crosslinking agent is molded, subjected to primary crosslinking, and then heated to a temperature of 130 ° C. or lower. Thus, a rubber molded product formed by secondary crosslinking.
The present invention also includes a step of molding a rubber composition containing at least a rubber component containing EPDM, a peroxide cross-linking agent, and a metal salt of methacrylic acid as a co-crosslinking agent, followed by primary cross-linking, and a temperature of 130 ° C. It is the manufacturing method of the rubber molded product of the said invention including the process of heating and carrying out secondary crosslinking.
《ゴム組成物》
〈ゴム分〉
(EPDM)
EPDMとしては、エチレンとプロピレンに第3成分(ジエン分)を加えることで主鎖中に二重結合を導入した種々のEPDMがいずれも使用可能である。
<Rubber composition>
<Rubber>
(EPDM)
As the EPDM, any of various EPDMs in which a double bond is introduced into the main chain by adding a third component (diene component) to ethylene and propylene can be used.
EPDMとしては、第3成分の種類や量の違いによる様々な製品が提供されている。代表的な第3成分としては、例えばエチリデンノルボルネン(ENB)、1,4−ヘキサジエン(1,4−HD)、ジシクロペンタジエン(DCP)等が挙げられる。重合触媒としてはチーグラー触媒やメタロセン触媒を使用するのが一般的である。
またEPDMとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと加えない非油展タイプのものとがあるが、このいずれも使用可能である。
As EPDM, various products are provided depending on the kind and amount of the third component. Representative examples of the third component include ethylidene norbornene (ENB), 1,4-hexadiene (1,4-HD), dicyclopentadiene (DCP), and the like. As a polymerization catalyst, a Ziegler catalyst or a metallocene catalyst is generally used.
In addition, as EPDM, there are an oil-extended type in which flexibility is adjusted by adding an extending oil and a non-oil-extended type in which flexibility is not added, either of which can be used.
これらEPDMの1種または2種以上を使用できる。
(他のゴム分)
ゴム分としてはEPDMを単独(2種以上のEPDMを併用する場合を含む)で使用するのが、先に説明した紙送りローラ等のゴム成形品の耐オゾン性や耐候性を向上する効果の点、ならびに構成を簡略化してコストダウンを図る点で最も好ましい。
One or more of these EPDMs can be used.
(Other rubber)
EPDM alone (including the case where two or more types of EPDM are used in combination) is used as a rubber component, which has the effect of improving the ozone resistance and weather resistance of rubber molded products such as the paper feed roller described above. This is most preferable in terms of reducing the cost by simplifying the configuration and the configuration.
ただし他のゴム分を併用してもよい。
かかる他のゴム分としては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム(IR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)等の1種または2種以上が挙げられる。またSBRとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと加えない非油展タイプのものとがあるが、このいずれも使用可能である。
However, other rubber components may be used in combination.
Examples of such other rubber components include one or more of natural rubber, isoprene rubber (IR), styrene butadiene rubber (SBR), and the like. In addition, as SBR, there are an oil-extended type in which flexibility is adjusted by adding an extending oil and a non-oil-extended type in which flexibility is not added, either of which can be used.
これら他のゴム分を併用すると、例えば紙送りローラの場合は紙送りを繰り返した際に、紙粉の蓄積による摩擦係数μの低下を抑制したり、耐摩耗性を向上したり、硬さを向上したりできる。
他のゴム分を併用する場合、その配合割合はゴム分の総量100質量部中の50質量部以下、特に40質量部以下であるのが好ましい。
When these other rubber components are used in combination, for example, in the case of a paper feed roller, when paper feed is repeated, the decrease in the friction coefficient μ due to the accumulation of paper dust is suppressed, the wear resistance is improved, and the hardness is increased. It can be improved.
When other rubber components are used in combination, the blending ratio is preferably 50 parts by mass or less, particularly 40 parts by mass or less, in 100 parts by mass of the total amount of rubber.
他のゴム分の配合割合がこの範囲を超える場合には、相対的にEPDMの割合が少なくなって、当該EPDMを含むことによる、紙送りローラ等のゴム成形品の耐オゾン性や耐候性を向上する効果が不十分になるおそれがある。
ただし他のゴム分を併用することによる上述した効果を良好に発現させることを考慮すると、当該他のゴム分の配合割合は、上記の範囲でもゴム分の総量100質量部中の5質量部以上、特に10質量部以上であるのが好ましい。
When the blending ratio of other rubber components exceeds this range, the ratio of EPDM is relatively reduced, and the ozone resistance and weather resistance of rubber molded products such as paper feed rollers can be reduced by including the EPDM. The improving effect may be insufficient.
However, considering that the above-mentioned effects due to the use of other rubber components are well expressed, the blending ratio of the other rubber components is 5 parts by mass or more in the total rubber content of 100 parts by mass even in the above range. In particular, the amount is preferably 10 parts by mass or more.
〈過酸化物架橋剤〉
過酸化物架橋剤としては、例えばベンゾイルパーオキサイド、1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、ジ(tert−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、1,4−ビス[(tert−ブチル)パーオキシイソプロピル]ベンゼン、ジ(tert−ブチルパーオキシ)ベンゾエート、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド(DCP)、tert−ブチルクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジtert−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)−3−ヘキセン等の1種または2種以上が挙げられる。
<Peroxide crosslinking agent>
Examples of the peroxide crosslinking agent include benzoyl peroxide, 1,1-bis (tert-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy). ) Hexane, di (tert-butylperoxy) diisopropylbenzene, 1,4-bis [(tert-butyl) peroxyisopropyl] benzene, di (tert-butylperoxy) benzoate, tert-butylperoxybenzoate, dicumyl Peroxide (DCP), tert-butylcumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hexane, ditert-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5- One kind of di (tert-butylperoxy) -3-hexene It can be mentioned two or more kinds.
過酸化物架橋剤の配合割合は、ゴム分の総量100質量部あたり1質量部以上であるのが好ましく、5質量部以下であるのが好ましい。
過酸化物架橋剤の配合割合がこの範囲未満では架橋が不十分になって、ゴム成形品の耐摩耗性が低下するおそれがある。
また過酸化物架橋剤の配合割合が上記の範囲を超える場合にはスコーチや発泡などの成形不良を生じるおそれがある。また紙送りローラの場合は、ゴム弾性の低下により摩擦係数μが低下して紙送りの不良等を生じるおそれもある。
The blending ratio of the peroxide crosslinking agent is preferably 1 part by mass or more and preferably 5 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total amount of rubber.
When the blending ratio of the peroxide crosslinking agent is less than this range, the crosslinking becomes insufficient, and the wear resistance of the rubber molded product may be lowered.
Moreover, when the mixture ratio of a peroxide crosslinking agent exceeds said range, there exists a possibility of producing molding defects, such as a scorch and foaming. In the case of a paper feed roller, the friction coefficient μ may be lowered due to a decrease in rubber elasticity, which may cause a paper feed failure.
〈メタクリル酸金属塩〉
共架橋剤として機能するメタクリル酸金属塩としては、例えばジメタクリル酸マグネシウム、ジメタクリル酸亜鉛等の1種または2種以上が挙げられる。
メタクリル酸金属塩の配合割合は、ゴム分の総量100質量部あたり3質量部以上であるのが好ましく、7質量部以下であるのが好ましい。
<Metallic acid metal salt>
Examples of the metal methacrylate salt that functions as a co-crosslinking agent include one or more of magnesium dimethacrylate and zinc dimethacrylate.
The blending ratio of the methacrylic acid metal salt is preferably 3 parts by mass or more and preferably 7 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total amount of rubber.
メタクリル酸金属塩の配合割合がこの範囲未満では、当該メタクリル酸金属塩を共架橋剤として配合することによる、EPDMの架橋効率の低下を抑制する効果が不十分になって、ゴム成形品の耐摩耗性が低下するおそれがある。
またメタクリル酸金属塩の配合割合が上記の範囲を超える場合には、過剰のメタクリル酸金属塩がゴム成形品の表面にブルームしやすくなり、特に紙送りローラの場合はブルームによって摩擦係数μが低下して紙送りの不良等を生じるおそれがある。
When the blending ratio of the methacrylic acid metal salt is less than this range, the effect of suppressing the decrease in the crosslinking efficiency of EPDM by blending the methacrylic acid metal salt as a co-crosslinking agent becomes insufficient, and the resistance of the rubber molded product is reduced. Abrasion may be reduced.
In addition, when the proportion of methacrylic acid metal salt exceeds the above range, excess metal methacrylic acid salt tends to bloom on the surface of the rubber molded product, and in the case of a paper feed roller, the friction coefficient μ decreases due to bloom. This may cause a paper feed failure.
〈その他の成分〉
ゴム組成物には、さらにフィラーやオイル等の各種添加剤を適宜選択して配合してもよい。
(フィラー)
フィラーとしては、例えばカーボンブラック、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、シリカ、クレー、タルク、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化チタン等の1種または2種以上が挙げられる。
<Other ingredients>
In the rubber composition, various additives such as filler and oil may be appropriately selected and blended.
(Filler)
Examples of the filler include one or more of carbon black, calcium carbonate, zinc oxide, silica, clay, talc, magnesium carbonate, aluminum hydroxide, titanium oxide, and the like.
フィラーを配合することにより、目的とするゴム成形品に求められる硬さを付与したり、強度を向上したりできる。
またフィラーを配合するとゴム成形品の耐摩耗性を向上できる。
フィラーの配合割合は、ゴム分の総量100質量部あたり5質量部以上であるのが好ましく、100質量部以下であるのが好ましい。
By blending the filler, it is possible to impart the required hardness to the intended rubber molded product or to improve the strength.
In addition, when a filler is blended, the wear resistance of the rubber molded product can be improved.
The blending ratio of the filler is preferably 5 parts by mass or more and preferably 100 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total amount of rubber.
フィラーの配合割合がこの範囲未満では、当該フィラーを配合することによる上記の効果が十分に得られないおそれがある。一方、フィラーの配合割合が上記の範囲を超える場合には成形不良を生じるおそれがある。
したがってゴム成形品に求められる硬さや強度などを見極めながらフィラーを適量配合するのが好ましい。
When the blending ratio of the filler is less than this range, the above effects due to blending the filler may not be sufficiently obtained. On the other hand, if the blending ratio of the filler exceeds the above range, molding failure may occur.
Accordingly, it is preferable to add an appropriate amount of filler while determining the hardness and strength required for the rubber molded product.
また2種以上のフィラーを併用する場合は、その合計の配合割合が上記の範囲となるようにそれぞれのフィラーの配合割合を設定すればよい。
(オイルその他)
オイルとしては、例えばプロセスオイル等が挙げられる。またオイルに代えて同等の機能を有する可塑剤、加工助剤等を配合してもよい。
Moreover, when using together 2 or more types of fillers, what is necessary is just to set the mixture ratio of each filler so that the total mixture ratio may become said range.
(Oil and others)
Examples of the oil include process oil. Further, instead of oil, a plasticizer having a similar function, a processing aid or the like may be blended.
可塑剤としては、例えばジブチルフタレート(DBP)、ジオクチルフタレート(DOP)、トリクレジルホスフェート等の各種可塑剤や、極性ワックス等の各種ワックス類などが挙げられる。さらに加工助剤としてはステアリン酸等の脂肪酸などが挙げられる。
オイル等の配合割合は、ゴム成形品に求められる硬さ等に応じて適宜設定できる。
なおゴム分として油展EPDMや油展SBRを使用する場合はオイル等の配合を省略したり、伸展油の量に応じて配合割合を少なくしたりできる。
Examples of the plasticizer include various plasticizers such as dibutyl phthalate (DBP), dioctyl phthalate (DOP), and tricresyl phosphate, and various waxes such as polar wax. Furthermore, examples of the processing aid include fatty acids such as stearic acid.
The blending ratio of oil or the like can be appropriately set according to the hardness required for the rubber molded product.
When oil-extended EPDM or oil-extended SBR is used as the rubber component, the blending of oil or the like can be omitted, or the blending ratio can be reduced according to the amount of the extending oil.
《紙送りローラ》
図1は本発明のゴム成形品の、実施の形態の一例としての紙送りローラを示す斜視図である。
図1を参照して、この例の紙送りローラ1は、上記のゴム組成物を筒状に成形するとともに架橋させて形成されている。
<Paper feed roller>
FIG. 1 is a perspective view showing a paper feed roller as an example of an embodiment of a rubber molded product of the present invention.
Referring to FIG. 1, a
紙送りローラ1の中心には断面円形の通孔2が設けられており、かかる通孔2には円柱状のシャフト3が挿通され、固定されている。紙送りローラ1の、紙と接触する外周面4は通孔2、およびシャフト3と同心の筒状に形成されている。
紙送りローラ1とシャフト3とは、例えば紙送りローラ1の通孔2にその内径よりも外径の大きいシャフト3を圧入することで、空転を生じないように互いに固定されている。
A through
The
つまり両者間の径差に基づく締め代により、当該両者間で一定の空転トルク(空転が生じない限界のトルク)が確保されている。
シャフト3は、例えば金属、セラミック、硬質樹脂等によって形成されている。
紙送りローラ1は、必要に応じて複数個を1本のシャフト3の複数箇所に固定してもよい。
In other words, a constant idle torque (a limit torque at which no idle rotation occurs) is ensured between the two by the tightening allowance based on the diameter difference between the two.
The
A plurality of
上記紙送りローラ1は、ゴム組成物を例えばトランスファー成形金型を用いて筒状にプレス成形しながら架橋(プレス架橋)したのち、130℃以下に設定したオーブン中での加熱によって二次架橋させる等して製造される。
先に説明したように130℃を超える高温で二次架橋した場合には、紙送りローラ1の保管中や使用中に経時的に硬さが上昇してゴム弾性が低下する結果、摩擦係数μが低下して紙送りの不良等を生じる。
The
As described above, when the secondary crosslinking is performed at a high temperature exceeding 130 ° C., the hardness increases with time during storage or use of the
これに対し二次架橋の温度を130℃以下とすることで経時的な硬さの上昇とそれに伴うゴム弾性の低下とを抑制して、摩擦係数μの低下による紙送りの不良等を生じにくい紙送りローラ1を得ることができる。
なお二次架橋の温度は、上記の範囲でも100℃以上であるのが好ましい。また二次架橋の時間は30分間以上、4時間以下であるのが好ましい。
On the other hand, by controlling the temperature of secondary crosslinking to 130 ° C. or less, it is possible to suppress the increase in hardness over time and the accompanying decrease in rubber elasticity, and hardly cause poor paper feeding due to the decrease in friction coefficient μ. The
In addition, it is preferable that the temperature of secondary crosslinking is 100 degreeC or more also in said range. The time for secondary crosslinking is preferably 30 minutes or more and 4 hours or less.
二次架橋の温度が100℃未満、もしくは時間が30分間未満では過酸化物架橋剤とEPDMとの反応を十分に完結させることができず、製造するゴム成形品にゴム弾性や耐摩耗性等の所定の物性を十分に付与できないおそれがある。
一方、二次架橋の時間が4時間を超える場合には時間がかかりすぎるとともに消費エネルギーが嵩むためゴム成形品の生産性が低下し、生産コストが上昇するおそれがある。
If the temperature of the secondary crosslinking is less than 100 ° C. or the time is less than 30 minutes, the reaction between the peroxide crosslinking agent and EPDM cannot be completed sufficiently, and the rubber molded product to be produced has rubber elasticity, wear resistance, etc. There is a possibility that the predetermined physical properties cannot be sufficiently provided.
On the other hand, when the time for secondary cross-linking exceeds 4 hours, it takes too much time and energy consumption increases, so that the productivity of the rubber molded product is lowered and the production cost may be increased.
これに対し二次架橋の温度を100℃以上、130℃以下、時間を30分間以上、4時間以下とすることにより、過酸化物架橋剤とEPDMとの反応を十分に完結させて、ゴム弾性や耐摩耗性等の所定の物性を有する上、経時的な硬さの上昇とそれに伴うゴム弾性の低下とが抑制されて摩擦係数μの低下による紙送りの不良等をも生じにくい紙送りローラ1を、高い生産性でもって低コストで製造することが可能となる。 On the other hand, by setting the temperature of secondary crosslinking to 100 ° C. or higher and 130 ° C. or lower and the time to 30 minutes or longer and 4 hours or shorter, the reaction between the peroxide crosslinking agent and EPDM is sufficiently completed, and rubber elasticity In addition, the paper feed roller has predetermined physical properties such as wear resistance and resistance, and also suppresses the increase in hardness over time and the resulting decrease in rubber elasticity, and is unlikely to cause paper feed defects due to a decrease in friction coefficient μ. 1 can be manufactured at high cost with high productivity.
なお、かかる効果をより一層向上することを考慮すると、二次架橋の温度は上記の範囲でも120℃以下であるのが好ましい。
一次架橋の条件は任意に設定できるが、例えば先に説明したようにトランスファー成形金型を用いたプレス成形の場合、加熱の温度は150℃以上、180℃以下であるのが好ましく、時間は10分間以上、1時間以下であるのが好ましい。
In consideration of further improving this effect, the secondary crosslinking temperature is preferably 120 ° C. or lower even in the above range.
The conditions for primary crosslinking can be arbitrarily set. For example, in the case of press molding using a transfer mold as described above, the heating temperature is preferably 150 ° C. or higher and 180 ° C. or lower, and the time is 10 It is preferable that it is not less than 1 minute and not more than 1 hour.
加熱の温度、または時間が上記の範囲未満では、たとえその後に二次架橋をしても、過酸化物架橋剤とEPDMとの反応を十分に完結させることができず、ゴム弾性や耐摩耗性等の所定の物性を有するゴム成形品が得られないおそれがある。
一方、加熱の温度、または時間が上記の範囲を超える場合には時間がかかりすぎるとともに消費エネルギーが嵩むためゴム成形品の生産性が低下し、生産コストが上昇するおそれがある。
When the heating temperature or time is less than the above range, the reaction between the peroxide cross-linking agent and EPDM cannot be sufficiently completed even if secondary crosslinking is performed thereafter, and rubber elasticity and wear resistance are not achieved. There is a possibility that a rubber molded product having predetermined physical properties such as the above may not be obtained.
On the other hand, if the heating temperature or time exceeds the above range, it takes too much time and energy consumption increases, so that the productivity of the rubber molded product is lowered and the production cost may be increased.
紙送りローラ1は、上記製造工程の任意の時点で、必要に応じてその外周面4を所定の表面粗さになるように研磨したり、ローレット加工、シボ加工等したりしてもよい。
また外周面4が所定幅となるように、紙送りローラ1の両端をカットしてもよい。
紙送りローラ1の外周面4は任意のコート層で被覆してもよい。また紙送りローラ1は、外周面4側の外層と通孔2側の内層の2層構造に形成してもよい。その場合、少なくとも外層を上記のゴム組成物によって形成するのが好ましい。
The
Further, both ends of the
The outer
ただし構造を簡略化し、生産性を向上するとともに製造コストを低下させることを考慮すると、図1に示すように紙送りローラ1は単層構造であるのが好ましい。
また紙送りローラ1は多孔質構造としてもよい。
しかし摩擦係数μの低下を生じにくい上、適度な硬さを有し、他の部材と1箇所で接触した状態が比較的長期に亘って続いても変形による凹みを生じにくくしたり、耐摩耗性を向上したりすることを考慮すると、紙送りローラ1は実質的に非多孔質構造であることが好ましい。
However, in consideration of simplifying the structure, improving productivity and reducing the manufacturing cost, the
The
However, it does not easily reduce the friction coefficient μ, has moderate hardness, makes it difficult to cause dents due to deformation even if it remains in contact with another member for a relatively long period of time, and wear resistance. In view of improving the properties, the
紙送りローラ1を、例えば対向ローラと接触させた状態で搬送ローラとして使用する場合には、良好な紙送りをさせるために、当該紙送りローラ1はタイプAデュロメータ硬さが50以上、85以下であるのが好ましい。
通孔2は、紙送りローラ1の用途によっては当該紙送りローラ1の中心から偏心した位置に設けてもよい。また紙送りローラ1の外周面4は筒状ではなく異形形状、例えば外周面4の一部が平面状に切欠かれた形状等であってもよい。
When the
Depending on the application of the
かかる異形形状の紙送りローラ1を製造するには、先に説明した製造方法によって直接に、異形形状の紙送りローラ1を成形したのち架橋させてもよいし、筒状に製造した紙送りローラ1を後加工によって異形形状としてもよい。
また筒状に製造した紙送りローラ1の通孔2に当該紙送りローラ1の異形形状に対応する変形形状とされたシャフト3を圧入して、紙送りローラ1を異形形状に変形させてもよい。この場合、外周面4の研磨やローレット加工、シボ加工などは変形前の筒状の外周面4に対して実施できるため加工性を向上できる。
In order to manufacture the irregularly shaped
Further, the
なお本発明のゴム成形品は上記紙送りローラ等には限定されず、ゴム分としてEPDMを含み、経時的に硬さが上昇しないことが要求される種々の用途のゴム成形品に、本発明の構成を適用することができる。
紙送りローラの場合は、例えばレーザープリンタや静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等の、電子写真法を利用した種々の画像形成装置に組み込んだ状態で紙と接触しながら回転して摩擦によって搬送する、例えば給紙ローラ、搬送ローラ、プラテンローラ、排紙ローラ等に本発明の構成を適用することができる。
The rubber molded product of the present invention is not limited to the paper feed roller and the like. The rubber molded product for various uses including EPDM as a rubber component and requiring that the hardness does not increase with time is used. The configuration can be applied.
In the case of a paper feed roller, it comes into contact with paper in a state where it is incorporated in various image forming apparatuses using electrophotography, such as a laser printer, an electrostatic copying machine, a plain paper facsimile machine, or a complex machine of these. The configuration of the present invention can be applied to, for example, a paper feed roller, a transport roller, a platen roller, a paper discharge roller, and the like that rotate and transport by friction.
〈実施例1〉
(ゴム組成物の調製)
ゴム分としてはEPDM〔非油展、住友化学(株)製のエスプレン(登録商標)505A、エチレン含量:50質量%、ジエン含量:質量9.5%〕を用いた。
当該EPDM100質量部に、過酸化物架橋剤としてのジクミルパーオキサイド〔日油(株)製のパークミル(登録商標)D〕2.7質量部、およびメタクリル酸金属塩としてのジメタクリル酸マグネシウム〔三新化学工業(株)製の商品名サンエステルSK−13〕5質量部と、下記の各成分とを配合し、3Lニーダー、およびオープンロールを用いて混錬してゴム組成物を調製した。
<Example 1>
(Preparation of rubber composition)
As the rubber component, EPDM [Non-oil extended, Esprene (registered trademark) 505A manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., ethylene content: 50 mass%, diene content: mass 9.5%] was used.
Into 100 parts by mass of the EPDM, 2.7 parts by mass of dicumyl peroxide [Parkmill (registered trademark) D manufactured by NOF Corporation] as a peroxide crosslinking agent, and magnesium dimethacrylate as a metal methacrylate salt [ Sanshin Chemical Industry Co., Ltd. trade name Sunester SK-13] 5 parts by mass and the following components were blended and kneaded using a 3 L kneader and an open roll to prepare a rubber composition. .
表1中の各成分は下記のとおり。また表1中の質量部は、ゴム分としてのEPDM100質量部あたりの質量部である。
カーボンブラック:HAF、東海カーボン(株)製の商品名シースト3、フィラー
酸化チタン:ルチル型、チタン工業(株)製のKR−380、フィラー
合成炭酸カルシウム:脂肪酸表面処理、白石工業(株)製の白艶華(登録商標)CC、フィラー
シリカ:東ソー・シリカ(株)製のNipsil(登録商標)VN3、フィラー
プロセスオイル:出光興産(株)製のダイアナ(登録商標)プロセスオイルPW−380
(紙送りローラの製造)
調製したゴム組成物を、トランスファー成形金型を用いて160℃×30分間の条件で筒状にプレス成形しながら一次架橋(プレス架橋)させて筒状体(コット)を形成した。次いでこの筒状体を100℃のオーブン中で4時間加熱して二次架橋させたのち、その通孔2に外径φ6mmのシャフト3を圧入して固定した状態で、円筒研削盤を用いて外周面4を外径13mmに研磨したのち、当該外周面4の幅(軸方向の長さ)が8mmとなるようにカットして紙送りローラ1を製造した。なお通孔2の内径は5.4mmであり、シャフト3との径差に基づく締め代は10%であった。
Each component in Table 1 is as follows. Moreover, the mass part in Table 1 is a mass part per 100 mass parts of EPDM as a rubber component.
Carbon black: HAF,
(Manufacture of paper feed rollers)
The prepared rubber composition was subjected to primary cross-linking (press cross-linking) while being press-formed into a cylindrical shape using a transfer molding die at 160 ° C. for 30 minutes to form a cylindrical body (cot). Next, this cylindrical body was heated in an oven at 100 ° C. for 4 hours for secondary crosslinking, and then a
〈実施例2〉
実施例1で形成したのと同じ筒状体を120℃のオーブン中で1時間加熱して二次架橋させたこと以外は実施例1と同様にして、同形状、同寸法の紙送りローラ1を製造した。
〈実施例3〉
実施例1で形成したのと同じ筒状体を130℃のオーブン中で30分間加熱して二次架橋させたこと以外は実施例1と同様にして、同形状、同寸法の紙送りローラ1を製造した。
<Example 2>
A
<Example 3>
A
〈比較例1〉
実施例1で形成したのと同じ筒状体を二次架橋せずに使用したこと以外は実施例1と同様にして、同形状、同寸法の紙送りローラを製造した。
〈比較例2〉
実施例1で形成したのと同じ筒状体を150℃のオーブン中で60分間加熱して二次架橋させたこと以外は実施例1と同様にして、同形状、同寸法の紙送りローラ1を製造した。
<Comparative example 1>
A paper feed roller having the same shape and the same dimensions was produced in the same manner as in Example 1 except that the same cylindrical body formed in Example 1 was used without secondary crosslinking.
<Comparative example 2>
A
〈硬さ試験〉
実施例1で調製したのと同じゴム組成物を160℃×30分間の条件でプレス成形したのち、各実施例、比較例と同じ条件で二次架橋(比較例1は二次架橋なし)させて厚み2mmのシート状の試験片を作製した。
そしてこの試験片を3枚重ねた状態で、温度23℃、相対湿度55%の環境下、日本工業規格JIS K6253−3:2012「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−硬さの求め方−第3部:デュロメータ硬さ」所載の試験方法に則って測定時間3秒でタイプAデュロメータ硬さを測定した。
<Hardness test>
The same rubber composition as prepared in Example 1 was press-molded under the conditions of 160 ° C. × 30 minutes, and then subjected to secondary crosslinking under the same conditions as in Examples and Comparative Examples (Comparative Example 1 had no secondary crosslinking). Thus, a sheet-like test piece having a thickness of 2 mm was produced.
And in the state where the temperature was 23 ° C. and the relative humidity was 55% in a state where three of these test pieces were stacked, Japanese Industrial Standard JIS K6253-3 : 2012 “Vulcanized rubber and thermoplastic rubber—How to obtain hardness—No. 3 Part: durometer hardness ”, the type A durometer hardness was measured at a measurement time of 3 seconds in accordance with the test method described.
〈硬さの上昇〉
上記と同じ試験片を、日本工業規格JIS K6257:2010「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−熱老化特性の求め方」所載の方法に則って70℃のオーブン中で1000時間加熱して老化処理をしたのち、上記と同様条件で硬さを測定して、初期との硬さの変化量(ポイント)を求め、下記の基準で経時的な硬さの上昇の有無を評価した。
<Increase in hardness>
The same test piece as above was heated in an oven at 70 ° C. for 1000 hours in accordance with the method described in Japanese Industrial Standard JIS K6257 : 2010 “Vulcanized Rubber and Thermoplastic Rubber—How to Obtain Thermal Aging Properties”. Then, the hardness was measured under the same conditions as described above to determine the amount of change (point) in hardness from the initial stage, and the presence or absence of an increase in hardness over time was evaluated according to the following criteria.
○:硬さの変化量は5ポイント以下であった。硬さの上昇なし。良好。
×:硬さの変化量は5ポイントを超えていた。硬さの上昇あり。不良。
〈引張特性試験〉
実施例1で調製したのと同じゴム組成物を160℃×30分間の条件でプレス成形したのち、各実施例、比較例と同じ条件で二次架橋(比較例1は二次架橋なし)させて厚み2mmのシートを形成し、それぞれのシートを打ち抜いて日本工業規格JIS K6251:2010「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に規定されたダンベル状3号形試験片を作製した。
A: The amount of change in hardness was 5 points or less. No increase in hardness. Good.
X: The amount of change in hardness exceeded 5 points. There is an increase in hardness. Bad.
<Tensile property test>
The same rubber composition as prepared in Example 1 was press-molded under the conditions of 160 ° C. × 30 minutes, and then subjected to secondary crosslinking under the same conditions as in Examples and Comparative Examples (Comparative Example 1 had no secondary crosslinking). 2 mm thick sheets are formed, and each sheet is punched out to produce a dumbbell-shaped No. 3 test piece defined in Japanese Industrial Standard JIS K6251 : 2010 "Vulcanized rubber and thermoplastic rubber-Determination of tensile properties". did.
そして温度23℃、相対湿度55%の環境下、上記規格に所載の引張試験を実施して、引張強さTS(MPa)、切断時伸びEb(%)、および伸び100%時の引張応力(100%モジュラス)Se(MPa)を求めた。
〈圧縮永久ひずみ試験〉
実施例1で調製したのと同じゴム組成物を160℃×30分間の条件でプレス成形したのち、各実施例、比較例と同じ条件で二次架橋(比較例1は二次架橋なし)させて、日本工業規格JIS K6262:2013「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−常温,高温及び低温における圧縮永久ひずみの求め方」に規定された大形試験片を作製した。
A tensile test described in the above standard was performed in an environment of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 55%, and tensile strength TS (MPa), elongation at break E b (%), and tensile at 100% elongation The stress (100% modulus) S e (MPa) was determined.
<Compression set test>
The same rubber composition as prepared in Example 1 was press-molded under the conditions of 160 ° C. × 30 minutes, and then subjected to secondary crosslinking under the same conditions as in Examples and Comparative Examples (Comparative Example 1 had no secondary crosslinking). Thus, a large test piece defined in Japanese Industrial Standard JIS K6262 : 2013 “vulcanized rubber and thermoplastic rubber—determining compression set at normal temperature, high temperature and low temperature” was prepared.
そして温度70℃×24時間の条件で、上記規格に所載の圧縮永久ひずみ試験を実施して圧縮永久ひずみ(%)を求めた。
〈耐摩耗性試験〉
各実施例、比較例で製造した紙送りローラを回転数200rpmで回転させながら500gfの荷重をかけてモノクロコピー/プリンター用紙〔富士ゼロックス(株)製のP紙〕上に10分間接触させた際の摩耗減量(mg)を測定した。そして下記の基準で耐摩耗性の良否を評価した。
A compression set (%) was obtained by carrying out a compression set test described in the above standard under the condition of a temperature of 70 ° C. × 24 hours.
<Abrasion resistance test>
When the paper feed roller manufactured in each Example and Comparative Example was rotated at 200 rpm and applied with a load of 500 gf for 10 minutes on a monochrome copy / printer paper (P paper manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.) for 10 minutes. The wear loss (mg) was measured. The quality of wear resistance was evaluated according to the following criteria.
○:摩耗減量は3mg未満であった。耐摩耗性良好。
×:摩耗減量は3mg以上であった。耐摩耗性不良。
以上の結果を表2に示す。
○: Wear loss was less than 3 mg. Good wear resistance.
X: Abrasion loss was 3 mg or more. Insufficient wear resistance.
The results are shown in Table 2.
表2の実施例1〜3、比較例1の結果より、一次架橋後に二次架橋を実施することで、紙送りローラに必要なゴム弾性や耐摩耗性等の所定の物性を付与できること、ただし実施例1〜3、比較例2の結果より、経時的な硬さの上昇を防止するためには、二次架橋の温度を130℃以下とする必要があることが判った。
さらに実施例1〜3の結果より、これらの効果をさらに向上することを考慮すると、二次架橋の温度は100℃以上であるのが好ましく、120℃以下であるのが好ましいこと、二次架橋の時間は30分間以上であるのが好ましく、4時間以下であるのが好ましいことが判った。
From the results of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 in Table 2, by carrying out secondary crosslinking after primary crosslinking, it is possible to impart predetermined physical properties such as rubber elasticity and abrasion resistance necessary for the paper feed roller, From the results of Examples 1 to 3 and Comparative Example 2, it was found that the temperature of secondary crosslinking must be 130 ° C. or lower in order to prevent the increase in hardness over time.
Further, considering the further improvement of these effects from the results of Examples 1 to 3, the temperature of secondary crosslinking is preferably 100 ° C. or higher, preferably 120 ° C. or lower, secondary crosslinking. The time was preferably 30 minutes or longer, and was preferably 4 hours or shorter.
1 紙送りローラ
2 通孔
3 シャフト
4 外周面
1
Claims (4)
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