JP4014062B2

JP4014062B2 - Rubber roll

Info

Publication number: JP4014062B2
Application number: JP32793098A
Authority: JP
Inventors: 功治加藤; 仁白坂
Original assignee: Synztec Co Ltd
Current assignee: Synztec Co Ltd
Priority date: 1997-12-25
Filing date: 1998-11-18
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2018-11-18
Also published as: JPH11241719A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高硬度ではあるが、ゴム成形性が良好で、且つ低温特性に優れた高硬度ゴムロールに関し、特に、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置、各種印刷装置の搬送ロール、給紙ロールなどに用いられて好適なノンカーボン仕様の高硬度ゴムロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種印刷装置において、被印刷物を搬送する搬送ロールには、汚染を考慮してノンカーボン仕様が考慮されるが、高精度の搬送のためには高硬度という、相反する性質が要求される。すなわち、高硬度とするためには補強剤としてカーボンブラックを用いるのが一般的であるが、汚染の心配がでてくる。一方、ノンカーボンとして補強剤としてホワイトカーボンを用いて高硬度のロールを設計すると、カーボンブラックより多量に用いなければならないが、この場合、ゴム成形性が著しく悪くなり、プレス成形でのゴムの流れが悪くなるという問題がある。また、加硫剤を必要以上に増加させて高硬度化を図ると、脆くなると言う問題もある。
【０００３】
従って、従来、ノンカーボンで高硬度ゴムロールというと、高硬度化に効果がある比表面積の大きいホワイトカーボンを５〜３０重量部、加硫剤を４〜１５重量部用いることにより、ゴム硬度（ＪＩＳＡ）６０〜７５°のものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、ホワイトカーボンを３０重量部用いてゴム硬度（ＪＩＳＡ）７５°とするには、当然、可塑剤が使用できないため、ゴム成形性が悪く、また、低温特性が劣るという問題もある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑み、ゴム成形性及び低温特性を良好に維持し且つ高硬度である高硬度ゴムロールを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、ゴム状組成物１００重量部に対してジアリルフタレートプレポリマーを５〜３０重量部添加してなる熱硬化性樹脂組成物を架橋してなる高硬度エラストマーからなり、前記ゴム状組成物は、過酸化物を含有して過酸化物架橋可能なゴム生地からなり、エステル結合を１０重量％以上含有することを特徴とする高硬度ゴムロールにある。
【０００７】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の高硬度ゴムロールにおいて、前記熱硬化性樹脂組成物が、補強剤としてカーボンブラックを実質的に含有せず、前記高硬度エラストマーのゴム硬度が、ＪＩＳＡで６５以上であることを特徴とする高硬度ゴムロールにある。
【０００８】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様に記載の高硬度ゴムロールにおいて、前記熱硬化性樹脂組成物が、補強剤としてホワイトカーボンを含有することを特徴とする高硬度ゴムロールにある。
【０００９】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様に記載の高硬度ゴムロールにおいて、前記熱硬化性樹脂組成物が、可塑剤を５重量部以上含有することを特徴とする高硬度ゴムロールにある。
【００１１】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様に記載の高硬度ゴムロールにおいて、前記ゴム状組成物のガラス転移点が、−２０℃以下であることを特徴とする高硬度ゴムロールにある。
【００１２】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様に記載の高硬度ゴムロールにおいて、前記ゴム状組成物がポリウレタンであることを特徴とする高硬度ゴムロールにある。
【００１３】
本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様に記載の高硬度ゴムロールにおいて、前記ジアリルフタレートプレポリマーのヨウ素価が、５０以上１００未満であるジアリルフタレート重合体であることを特徴とする高硬度ゴムロールにある。
【００１４】
本発明は、ゴム状組成物にジアリルフタレートプレポリマーを添加してゴムマトリクスによるゴム状弾性を保持しながら高硬度とした熱硬化性組成物を架橋した高弾性率エラストマーにより高硬度ゴムロールを得るものである。
【００１５】
かかるジアリルフタレートは、ゴム成形時には可塑剤的に作用してゴム成形特性を向上させ、硬化後は補強剤（充填剤）的に作用してゴム硬度を向上させる機能を有する。従って、同じ硬度のロールとする場合に、従来と比較して、カーボンブラック、ホワイトカーボンなどの補強剤を著しく低減することができ、これにより、ゴム成形性を向上させることができる。また、カーボンブラックを用いないノンカーボン仕様においても高硬度を得ることができるという効果がある。さらに、このように高硬度の処方が可能であるから、逆に硬度を低下させる可塑剤を併用することができ、これにより、低温特性の向上を図ることができる。
【００１６】
例えば、ノンカーボン仕様でホワイトカーボンを５〜３０重量部含有する配合で、ジアリルフタレートを５〜２０重量部用いることにより、ゴム硬度（ＪＩＳ
Ａ）６５〜８５°のゴムロールを得ることができる。
【００１７】
ここで、本発明で用いることができるゴム状組成物は、例えば、過酸化物を含有して過酸化物架橋可能なゴム生地である。また、ゴム状組成物は、ジアリルフタレートプレポリマーとある程度の相溶性を有するものであればよく、完全な相溶性は要求されない。すなわち、ゴムの混練り条件下では実質的に相溶しているが、成形時にはある程度互いに分離されている状態となるのが好ましい。本発明の熱硬化性樹脂組成物は、ゴム状組成物中に、ジアリルフタレートプレポリマーがある程度相分離した状態で部分的に凝集することにより、ゴム状組成物単独に近いゴム状弾性を示しつつ高硬度であるという特性を示す。換言すると、本発明で用いる熱硬化性樹脂組成物は、ゴム状組成物中にジアリルフタレートプレポリマーが完全に相溶してはおらず、ガラス転移点も、両者の数学的な平均より低い状態に保持されているものである。
【００１８】
なお、ジアリルフタレートモノマーは、従来より、ゴム状組成物の共架橋剤として使用されているが、このように使用した場合には、ジアリルフタレートモノマーはゴム状組成物に完全に相溶し、本発明のような効果は得られない。
【００１９】
本発明で用いるゴム状組成物は、上述したように特に限定されないが、例えば、エステル結合を、１０重量％以上含有するものが好ましい。これはジアリルフタレートプレポリマーとの相溶性を考慮したものである。具体的には、ポリウレタン、ＮＢＲ、塩素化ポリエチレン、エピクロルヒドリンゴムのような極性基を有するゴム状組成物が好ましいが、特に、高硬度ゴムロールとして用いる場合にはポリウレタンが好ましい。
【００２０】
また、前記ゴム状組成物のガラス転移点は、例えば、−２０℃以下である。これは、−２０℃以上だと室温付近でゴム弾性が劣り、好ましくないからである。但し、通常行われるように、可塑剤を添加し、ガラス転移点を下げても差し支えない。
【００２１】
一方、本発明に用いることができるジアリルフタレートプレポリマーは、従来から共架橋剤として使用されているモノマーではなく、例えば、ヨウ素価が、５０以上１００未満であるジアリルフタレート重合体である。
【００２２】
本発明では、熱硬化性樹脂組成物を通常の混練り後、熱硬化することにより、高弾性率エラストマーを得ることができ、例えば、ゴム成形性を維持しながら結果的に高硬度のゴムロールを得ることができ、また、高硬度でありながら可塑剤を含有することができ、低温特性の優れたロールを得ることができる。
【００２３】
なお、ゴムロールの形状は特に限定されず、シャフトの周囲に長尺のゴム層を有する長尺ゴムロール、シャフト上に複数の短尺のゴム層を間欠的に有するゴムロール、ゴム層を複数層としたもの、樹脂又は金属等のコア上に薄いゴム層を形成したもの等、種々の形態が考えられる。例えば、図１には、搬送ロールの一例を示す。かかる搬送ロールは、シャフト１１上に複数個のコア１２が固着され、このコア１２の表面にゴム層１３を有するものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００２５】
（実施例１〜３）
ゴム材料として、ミラブル型ポリウレタン（ウレパン６４０Ｇ：バイエル社製：商品名）を用い、下記表１に示す配合でニーダーを用いて混練りしたものをゴム生地とした。このゴム生地をコア上に押し出し成形し、押し出したロールを蒸気釜で１５０℃×４０分加硫した。
【００２６】
なお、ジアリルフタレート（ＤＡＰ）プレポリマーとしては、Ａ：イソダップＩＫ（平均分子量２〜３万：ダイソー社製：ヨウ素価８２）を用いた。
【００２７】
かかる各ゴムロールについて、ゴム成形性、温度特性及び紙葉類の搬送性を試験し、この結果も表１に示す。
【００２８】
ここで、実施例１は、ジアリルフタレート（ＤＡＰ）と共に、ホワイトカーボン２５重量部及び可塑剤としてジヘキシルフタレート（ＤＨＰ）を１０重量部を添加してゴム硬度（ＪＩＳＡ）を７０°としたもの、実施例２は、ＤＡＰの他にホワイトカーボンのみをホワイトカーボン及びＤＨＰ添加してゴム硬度（ＪＩＳＡ）を８０°としたもの、実施例３は、ＤＡＰの添加量を増やしてＤＨＰを添加してゴム硬度（ＪＩＳＡ）８０°としたものである。
【００２９】
（比較例１〜４）
下記配合で実施例と同様に搬送用ゴムロールを製造した。比較例１は、ホワイトカーボンを２５重量部用いてゴム硬度（ＪＩＳＡ）７０°としたもの、比較例２は、ホワイトカーボン及び可塑剤を併用してゴム硬度（ＪＩＳＡ）７０°としたもの、比較例３は、ホワイトカーボンのみを用いてゴム硬度（ＪＩＳＡ）を８０°としたものである。
【００３０】
【表１】

【００３１】
＊ゴム成形性
◎：複雑な金型でもゴムが流れて成形が可能
○：単純な金型ならゴムが流れて成形が可能
△：単純な金型でもゴムが流れにくく成形が難しい
×：ゴムが流れない
＊温度特性
○：低温でも変化が少ない
△：低温でも変化が大きい
＊搬送性
○：搬送が良好
△：搬送にミスが生じる
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、ジアリルフタレートプレポリマーを用いることにより、ゴム成形性及び低温特性を良好に保持したまま高硬度ゴムロールを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の搬送ロールを示す斜視図及び側面図である。
【符号の説明】
１１シャフト
１２コア
１３ゴム層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-hardness rubber roll that has high hardness but good rubber moldability and excellent low-temperature characteristics, and in particular, image forming apparatuses such as copiers, printers, and facsimile machines, conveyance rolls and feeds for various printing apparatuses. The present invention relates to a non-carbon specification high hardness rubber roll suitable for use in a paper roll or the like.
[0002]
[Prior art]
In various printing apparatuses, a non-carbon specification is considered for a conveyance roll for conveying a printing material in consideration of contamination. However, a contradictory property of high hardness is required for high-accuracy conveyance. That is, in order to achieve high hardness, carbon black is generally used as a reinforcing agent, but there is a concern about contamination. On the other hand, when designing a roll with high hardness using white carbon as a reinforcing agent as non-carbon, it must be used in a larger amount than carbon black. In this case, however, rubber moldability is remarkably deteriorated, and the flow of rubber in press molding There is a problem of getting worse. There is also a problem that if the vulcanizing agent is increased more than necessary to increase the hardness, it becomes brittle.
[0003]
Therefore, conventionally, a non-carbon, high-hardness rubber roll uses 5-30 parts by weight of white carbon having a large specific surface area and 4-15 parts by weight of a vulcanizing agent, which is effective in increasing the hardness. A) It is a 60-75 degree thing.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, for example, when 30 parts by weight of white carbon is used and the rubber hardness (JIS A) is 75 °, naturally, since a plasticizer cannot be used, there is a problem that rubber moldability is poor and low temperature characteristics are inferior. .
[0005]
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a high-hardness rubber roll that maintains good rubber moldability and low-temperature characteristics and has high hardness.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The first aspect of the present invention that solves the above-described problems is a high-crosslinkable thermosetting resin composition obtained by adding 5 to 30 parts by weight of a diallyl phthalate prepolymer to 100 parts by weight of a rubber-like composition. Ri Do from hardness elastomer, the rubber composition contains a peroxide consists peroxide crosslinkable rubber fabric, an ester bond in the high hardness rubber roll characterized that you containing more than 10 wt% is there.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the high hardness rubber roll according to the first aspect , the thermosetting resin composition does not substantially contain carbon black as a reinforcing agent, and the rubber hardness of the high hardness elastomer. Is a high hardness rubber roll characterized by having a JIS A of 65 or more.
[0008]
A third aspect of the present invention is a high hardness rubber roll according to the first or second aspect, wherein the thermosetting resin composition contains white carbon as a reinforcing agent. .
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, in the high hardness rubber roll according to any one of the first to third aspects, the thermosetting resin composition contains 5 parts by weight or more of a plasticizer. Hardness is on rubber roll.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, in the high hardness rubber roll according to any one of the first to fourth aspects , the glass transition point of the rubber composition is −20 ° C. or less. It is in a rubber roll.
[0012]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the high hardness rubber roll according to any one of the first to fifth aspects, wherein the rubber-like composition is polyurethane.
[0013]
A seventh aspect of the present invention is the high hardness rubber roll according to any one of the first to sixth aspects, wherein the diallyl phthalate prepolymer is a diallyl phthalate polymer having an iodine value of 50 or more and less than 100. It is in a high hardness rubber roll that is characterized.
[0014]
The present invention provides a high-hardness rubber roll with a high-modulus elastomer obtained by adding a diallyl phthalate prepolymer to a rubber-like composition and crosslinking a thermosetting composition having a high hardness while maintaining rubber-like elasticity by the rubber matrix. It is.
[0015]
Such diallyl phthalate functions as a plasticizer during rubber molding to improve rubber molding characteristics, and after curing, functions as a reinforcing agent (filler) to improve rubber hardness. Accordingly, when the rolls have the same hardness, reinforcing agents such as carbon black and white carbon can be remarkably reduced as compared with conventional rolls, thereby improving rubber moldability. In addition, there is an effect that high hardness can be obtained even in a non-carbon specification that does not use carbon black. Further, since a high hardness formulation is possible in this way, a plasticizer that lowers the hardness can be used in combination, thereby improving the low temperature characteristics.
[0016]
For example, by using 5 to 30 parts by weight of diallyl phthalate in a non-carbon specification and containing 5 to 30 parts by weight of white carbon, rubber hardness (JIS
A) A rubber roll of 65 to 85 ° can be obtained.
[0017]
Here, the rubber-like composition that can be used in the present invention is, for example, a rubber fabric containing a peroxide and capable of being peroxide-crosslinked. Moreover, the rubber-like composition should just have a certain amount of compatibility with a diallyl phthalate prepolymer, and perfect compatibility is not requested | required. In other words, it is preferable that they are substantially compatible under the rubber kneading conditions but are separated from each other to some extent during molding. The thermosetting resin composition of the present invention exhibits rubber-like elasticity close to that of the rubber-like composition alone by partially agglomerating the diallyl phthalate prepolymer in a state of phase separation to some extent in the rubber-like composition. It has the characteristic of high hardness. In other words, in the thermosetting resin composition used in the present invention, the diallyl phthalate prepolymer is not completely compatible in the rubber-like composition, and the glass transition point is lower than the mathematical average of both. It is what is being held.
[0018]
The diallyl phthalate monomer is conventionally used as a co-crosslinking agent for the rubber-like composition, but when used in this way, the diallyl phthalate monomer is completely compatible with the rubber-like composition. The effect as in the invention cannot be obtained.
[0019]
The rubbery composition used in the present invention is not particularly limited as described above. For example, a rubbery composition containing 10 % by weight or more of an ester bond is preferable. This is in consideration of compatibility with the diallyl phthalate prepolymer. Specifically, a rubber-like composition having a polar group such as polyurethane, NBR, chlorinated polyethylene, and epichlorohydrin rubber is preferable, but polyurethane is particularly preferable when used as a high-hardness rubber roll.
[0020]
Moreover, the glass transition point of the said rubber-like composition is -20 degrees C or less, for example. This is because rubber elasticity is inferior near room temperature when it is -20 ° C. or higher, which is not preferable. However, as usual, a plasticizer may be added to lower the glass transition point.
[0021]
On the other hand, the diallyl phthalate prepolymer that can be used in the present invention is not a monomer conventionally used as a co-crosslinking agent, but is, for example, a diallyl phthalate polymer having an iodine value of 50 or more and less than 100.
[0022]
In the present invention, a high-modulus elastomer can be obtained by heat-curing the thermosetting resin composition after normal kneading, for example, a rubber roll with a high hardness is obtained while maintaining rubber moldability. In addition, it can contain a plasticizer while having high hardness, and a roll having excellent low-temperature characteristics can be obtained.
[0023]
The shape of the rubber roll is not particularly limited, and is a long rubber roll having a long rubber layer around the shaft, a rubber roll having a plurality of short rubber layers intermittently on the shaft, and a plurality of rubber layers. Various forms such as those in which a thin rubber layer is formed on a core of resin or metal are conceivable. For example, FIG. 1 shows an example of a transport roll. In this transport roll, a plurality of cores 12 are fixed on a shaft 11 and a rubber layer 13 is provided on the surface of the core 12.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on examples.
[0025]
(Examples 1-3)
As the rubber material, millable polyurethane (Urepan 640G: manufactured by Bayer Co., Ltd .: trade name) was used and kneaded using a kneader with the composition shown in Table 1 below as a rubber fabric. This rubber fabric was extruded on a core, and the extruded roll was vulcanized at 150 ° C. for 40 minutes in a steam kettle.
[0026]
In addition, as diallyl phthalate (DAP) prepolymer, A: Isodap IK (average molecular weight 20,000 to 30,000: manufactured by Daiso Corporation: iodine value 82) was used.
[0027]
Each rubber roll was tested for rubber moldability, temperature characteristics, and paper sheet transportability, and the results are also shown in Table 1.
[0028]
Here, in Example 1, together with diallyl phthalate (DAP), 25 parts by weight of white carbon and 10 parts by weight of dihexyl phthalate (DHP) as a plasticizer were added to make rubber hardness (JIS A) 70 °, In Example 2, in addition to DAP, white carbon and DHP alone were added to increase the rubber hardness (JIS A) to 80 °. In Example 3, DAP was added by increasing the amount of DAP added. Rubber hardness (JIS A) is 80 °.
[0029]
(Comparative Examples 1-4)
A rubber roll for conveyance was produced in the same manner as in the example with the following composition. Comparative Example 1 is a rubber hardness (JIS A) of 70 ° using 25 parts by weight of white carbon, and Comparative Example 2 is a rubber hardness (JIS A) of 70 ° using a combination of white carbon and a plasticizer. Comparative Example 3 uses only white carbon and has a rubber hardness (JIS A) of 80 °.
[0030]
[Table 1]

[0031]
* Rubber moldability ◎: Rubber flows even in complex molds and can be molded ○: Rubber can flow and mold in simple molds △: Rubber is difficult to flow even in simple molds X: Rubber No flow * Temperature characteristics ○: Little change even at low temperatures △: Large change even at low temperatures * Conveyance ○: Good conveyance △: Mistake in conveyance [0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by using diallyl phthalate prepolymer, a high hardness rubber roll can be obtained while maintaining good rubber moldability and low temperature characteristics.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are a perspective view and a side view showing a transport roll according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 Shaft 12 Core 13 Rubber layer

Claims

Ri Do high hardness elastomer obtained by crosslinking a thermosetting resin composition comprising a diallyl phthalate prepolymer was added 5 to 30 parts by weight of the rubber-like composition 100 parts by weight, the rubbery composition, peroxide high hardness rubber roll containing oxide consists peroxide crosslinkable rubber material, characterized that you containing ester bonds 10% by weight or more.

The high-hardness rubber roll according to claim 1, wherein the thermosetting resin composition does not substantially contain carbon black as a reinforcing agent, and the rubber hardness of the high-hardness elastomer is 65 or more in JIS A. High hardness rubber roll characterized by

The high hardness rubber roll according to claim 1 or 2, wherein the thermosetting resin composition contains white carbon as a reinforcing agent.

The high hardness rubber roll in any one of Claims 1-3 WHEREIN : The said thermosetting resin composition contains 5 weight part or more of plasticizers, The high hardness rubber roll characterized by the above-mentioned.

The high hardness rubber roll according to any one of claims 1 to 4 , wherein the rubber-like composition has a glass transition point of -20 ° C or lower.

The high hardness rubber roll according to any one of claims 1 to 5 , wherein the rubber-like composition is polyurethane.

The high hardness rubber roll according to any one of claims 1 to 6 , wherein the diallyl phthalate prepolymer is a diallyl phthalate polymer having an iodine value of 50 or more and less than 100.