JP7235257B2 - ロール用ゴム加硫物及びその製造方法 - Google Patents
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Description
実施形態に係るゴム加硫物は、含水状態における純水との接触角が100度以下であることが好ましい。すなわち、ロールに適用された実施形態に係るゴム加硫物は、水と常時接しながら使用される。このため、ゴム加硫物は使用時に水が含侵した状態になる。従って、実施形態においても接触角の測定は、あらかじめ測定試料を純水中に浸漬し、含水状態としてから純水との接触角を測定している。
実施形態に係るゴム加硫物は、純水への浸漬試験(JIS K6258に準拠)による質量変化率が20%以下であることが好ましく、より好ましくは10%以下であり、さらに好ましくは5%以下である。質量変化率が20%を超えると、吸水による膨潤が大きくなり、実施形態に係るゴム加硫物をゴムロールに適用すると、外径精度を損なう虞がある。
実施形態に係るゴム加硫物は、純水への浸漬試験(JIS K6258に準拠)の前後における硬さ変化が-3以上+3以下であることが好ましい。硬さ変化が-3未満又は+3を超えると、ゴム加硫物をゴムロールに適用して長期間使用した際、接触する部材との間のニップ圧が変化する虞がある。
実施形態に係るゴム加硫物の製造方法について説明する。
以下、実施例を詳細に説明する。
(セルロースナノファイバーと変性ポリオレフィン樹脂のマスターバッチの調製)
セルロースナノファイバーの水性分散液(アウロ・ヴィスコ、王子ホールディングス(株)製、固形分濃度2.0%)1,250gに対して、変性ポリエチレンの水性分散液(商品名:アローベースSB-1200、ユニチカ(株)製、全固形分濃度25%)400gの比率で材料を準備し、ホモジナイザーを用いて混合し、均一に分散させた。得られたセルロースナノファイバーの水性分散液と、変性ポリエチレンの水性分散液との混合液を、60℃の恒温槽内で72時間乾燥し、セルロースナノファイバーが25質量部含まれるマスターバッチを得た。
非極性原料ゴムとしてエチレンプロピレンゴム(JSR EP342(JSR(株)製))80質量部と、前記のマスターバッチ25質量部と、耐熱向上剤として酸化亜鉛(酸化亜鉛2種、正同化学工業(株)製)5質量部と、加工助剤としてステアリン酸(ルナックS-70V、花王(株)製)1質量部と、加硫剤として有機過酸化物(ジクミルパーオキサイト)(パークミルD-40(日油(株)製))5.4質量部と、共架橋剤(トリアリルイソシアヌレート)(TAIC(三菱ケミカル(株)製))2質量部とをオープンロールで混練して、ゴム組成物を作製した。このゴム組成物には、エチレンプロピレンゴムと変性ポリエチレンの総量100質量部に対して、変性ポリエチレンが20質量部、セルロースナノファイバー(CNF)が5質量部含まれていた。
非極性原料ゴムとしてエチレンプロピレンゴム(JSR EP342(JSR(株)製))98.8質量部と、実施例1と同様に調製したマスターバッチ1.5質量部に、実施例1と同様に酸化亜鉛、ステアリン酸、有機過酸化物、共架橋剤をオープンロールで混練して、ゴム組成物を作製した。このゴム組成物には、エチレンプロピレンゴムと変性ポリエチレンの総量100質量部に対して、変性ポリエチレンが1.2質量部、セルロースナノファイバー(CNF)が0.3質量部含まれていた。
極性原料ゴムとしてカルボキシル基含有ニトリルゴム(Nipol DN1072(日本ゼオン(株)製))80質量部と、実施例1のマスターバッチ25質量部とに、実施例1と同様に酸化亜鉛、ステアリン酸、有機過酸化物、共架橋剤をオープンロールで混練して、ゴム組成物を作製した。このゴム組成物には、カルボキシル基含有ニトリルゴムと変性ポリエチレンの総量100質量部に対して、変性ポリエチレンが20質量部、セルロースナノファイバー(CNF)が5質量部含まれていた。
セルロースナノファイバーの水性分散液(アウロ・ヴィスコ、王子ホールディングス(株)製、固形分濃度2.0%)1,250gに対して、カルボキシル基含有ニトリルゴムのラテックス(商品名:Nipol LX511A、日本ゼオン(株)製、固形分濃度46%)217gの比率で材料を準備し、ホモジナイザーを用いて混合し、均一に分散させた。得られたセルロースナノファイバーの水性分散液と、カルボキシル基含有ニトリルゴム(X-NBR)のラテックスとの混合液を80℃の恒温槽内で72時間かけて乾燥して、セルロースナノファイバーを25質量部含むマスターバッチを得た。
作製したゴム組成物をプレス成型で、加熱、加硫して厚さ2mmのゴム加硫物を作製し、10mm×50mmに打ち抜いた。その後、打抜きシートの表面を平面研削盤で研磨して接触角測定用の試料を作製した。
実施例1及び比較例1~3で得られたゴム組成物を用いて上記接触角の測定で使用したのと同様の厚さ2mmのゴム加硫物を作製した。
Δm100=(m2-m1)/m1×100 ・・・(1)
ここで、Δm100:質量変化率(%)、m1:浸漬前の質量(mg)、m2:浸漬後の質量(mg)である。
SH=H1-H0 ・・・(2)
ここで、SH:硬さ変化、H0:浸漬前の硬さ(タイプA)、H1:浸漬後の硬さ(タイプA)である。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]
非極性原料ゴムと、変性ポリオレフィン樹脂と、セルロースナノファイバーとを含み、
前記セルロースナノファイバーは、前記非極性原料ゴムと前記変性ポリオレフィン樹脂の総量100質量部に対して0.5質量部以上20質量部以下の割合で配合されるロール用ゴム加硫物。
[2]
前記非極性原料ゴムは、エチレンプロピレンゴムである[1]に記載のロール用ゴム加硫物。
[3]
前記ロール用ゴム加硫物は、含水状態における純水との接触角が100度以下である[1]又は[2]に記載のロール用ゴム加硫物。
[4]
前記ロール用ゴム加硫物は、純水への浸漬試験における質量変化率が20%以下であり、前記セルロースナノファイバーを除いた前記ゴム加硫物は純水への浸漬試験における質量変化率が3%以下である[1]から[3]のいずれか1つに記載のロール用ゴム加硫物。
[5]
(a)変性ポリオレフィン樹脂の水性分散液と、セルロースナノファイバーの水性分散液を混合する工程と、
(b)前記(a)工程で得た混合液から水分を除去して、前記変性ポリオレフィン樹脂と前記セルロースナノファイバーとのマスターバッチを得る工程と、
(c)前記(b)工程で得た前記マスターバッチと、非極性原料ゴムとを前記セルロースナノファイバーが前記非極性原料ゴムと前記変性ポリオレフィン樹脂の総量100質量部に対して0.5質量部以上20質量部以下の割合になるように混練してゴム組成物を得る工程と、を含むロール用ゴム加硫物の製造方法。
Claims (5)
- 非極性原料ゴムと、変性ポリオレフィン樹脂と、セルロースナノファイバーとを含むロール用ゴム加硫物であって、
前記変性ポリオレフィン樹脂は、前記非極性原料ゴムと前記変性ポリオレフィン樹脂の総重量100質量部に対して1質量部以上40質量部以下で配合され、
前記セルロースナノファイバーは、前記非極性原料ゴムと前記変性ポリオレフィン樹脂の総量100質量部に対して0.5質量部以上5質量部以下の割合で配合され、
前記非極性原料ゴムと前記変性ポリオレフィン樹脂とが相互に架橋されたロール用ゴム加硫物。 - 前記非極性原料ゴムは、エチレンプロピレンゴムである請求項1に記載のロール用ゴム加硫物。
- 前記ロール用ゴム加硫物は、25℃の室温下で7日間放置した後の含水状態における純水との接触角が100度以下である請求項1又は2に記載のロール用ゴム加硫物。
- 前記ロール用ゴム加硫物は、JIS K6258に準拠し温度40℃の純水に28日間浸漬して行う純水への浸漬試験における質量変化率が20%以下であり、前記セルロースナノファイバーを除いた前記ロール用ゴム加硫物は純水への浸漬試験における質量変化率が3%以下である請求項1から3のいずれか1項に記載のロール用ゴム加硫物。
- (a)変性ポリオレフィン樹脂の水性分散液と、セルロースナノファイバーの水性分散液を混合する工程と、
(b)前記(a)工程で得た混合液から水分を除去して、前記変性ポリオレフィン樹脂と前記セルロースナノファイバーとのマスターバッチを得る工程と、
(c)前記(b)工程で得た前記マスターバッチと、非極性原料ゴムと、有機過酸化物とを、
前記変性ポリオレフィン樹脂が前記非極性原料ゴムと前記変性ポリオレフィン樹脂の総重量100質量部に対して1質量部以上40質量部以下の割合、および
前記セルロースナノファイバーが前記非極性原料ゴムと前記変性ポリオレフィン樹脂の総量100質量部に対して0.5質量部以上5質量部以下の割合、になるように混練してゴム組成物を得る工程と、
(d)前記(c)工程で得たゴム組成物を加熱することによってロール用ゴム加硫物を得る工程と、
を含むロール用ゴム加硫物の製造方法。
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