JPH08143198A - ゴムローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、摩擦係数が大きく且つ耐摩耗
性が優れしかも圧縮歪が小さいゴムローラを提供する。 【構成】本発明の構成は、第１にゴム層としてＴＰＵ、
ＳＢＲ、ＴＰＳ及び硫黄系架橋剤から成るブレンドゴム
組成物を用いたことを特徴とするゴムローラ、第２にＴ
ＰＵ層から成る内層と、そのＴＰＵ層上に設けたＴＰ
Ｕ、ＳＢＲ、ＴＰＳ及び硫黄系架橋剤から成るブレンド
ゴム組成物の外層とから成ることを特徴とするゴムロー
ラの２点にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はゴムローラに関するもの
である。更に詳述すれば本発明は紙葉類搬送用ゴムロー
ラ、プラテン用ゴムローラ等として用いられるゴムロー
ラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＴＰＵはゴム弾性、耐摩耗性、機械的強
度等が優れていることからホース、チューブ、フィル
ム、シート、電線被覆材、バンパー、靴底等に広く実用
されている。

【０００３】しかしながらＴＰＵはゴムローラには殆ど
実用されていない。

【０００４】これはＴＰＵが摩擦係数と耐摩耗性とのバ
ランスがとりずらく且つ圧縮永久歪が大きいためであ
る。即ち、ＴＰＵは一般に摩擦係数安定性が劣り、逆に
その摩擦係数安定性を良くするための変性を行うと耐摩
耗性が劣るようになり、その結果紙葉類の取り込み性及
び搬送性が劣るのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる点に立
って為されたものであって、その目的とするところは前
記した従来技術の欠点を解消し、摩擦係数が大きく且つ
耐摩耗性が優れしかも圧縮永久歪が小さいゴムローラを
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、第１にゴム層としてＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ及び
硫黄系架橋剤から成るブレンドゴム組成物を用いたこと
を特徴とするゴムローラ、第２にＴＰＵ層から成る内層
と、そのＴＰＵ層上に設けたＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ及
び硫黄系架橋剤から成るブレンドゴム組成物の外層とか
ら成ることを特徴とするゴムローラ、第３にゴム層とし
てＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ、硫黄系架橋剤及び充填剤か
ら成るブレンドゴム組成物を用いたことを特徴とするゴ
ムローラ、第４にＴＰＵ層から成る内層と、そのＴＰＵ
層上に設けたＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ、硫黄系架橋剤及
び充填剤から成るブレンドゴム組成物の外層とから成る
ことを特徴とするゴムローラの４点にある。

【０００７】本発明においてＴＰＵとしてはエステル
系、エーテル系のいずれでもよいが、望ましくはＪＩＳ
−Ｋ６３０１で定めるＡ硬度が８０以下の軟質タイプの
ＴＰＵが摩擦係数を高くする点から適当である。

【０００８】また、本発明においてＳＢＲとしては溶液
重合タイプ、乳化重合タイプのいずれでもよいが、スチ
レン量はＴＰＵとの相溶性の点から１０〜４０モル％の
ものが適当である。

【０００９】本発明においてＴＰＳとしては工業的に実
用されており且つ硫黄系架橋剤と反応しないものならよ
く、例えば水素添加タイプであるポリスチレン〜ポリエ
チレン・ブチレン〜ポリスチレン（以下、ＳＥＢＳと言
う）やポリスチレン・ポリエチレン・プロピレン〜ポリ
スチレン（以下、ＳＥＰＳと言う）を用いることができ
る。

【００１０】なお、充填剤としてカーボンブラックやシ
リカを配合するときには、これらと化学的反応性が大き
い溶液重合タイプＳＢＲを用いることが外観向上及び耐
摩耗性向上に望ましい。

【００１１】更に、本発明において硫黄系架橋剤として
はＳＢＲを動的加硫できるために反応速度が遅いものな
らよい。

【００１２】例えば、ＴＰＵ／ＳＢＲ＝９８／２〜３０
／７０のブレンドゴム１００重量部に対して、ＴＰＳが
１〜２００重量部、硫黄系架橋剤が０．０５〜２０重量
部から成るブレンドゴム組成物の最大トルクの９０％に
達する時間が１８０℃で５〜４０分の硫黄系架橋剤が適
切である。

【００１３】ここにおいて加硫時間が５分以下のもので
は良好な分散が得られず、逆に４０分以上のものでは混
練時間が長く、生産性が劣るので実用できない。

【００１４】このような硫黄系架橋剤としては、具体的
にはＮ，Ｎ′−ｍ−フェニレンビスマレイミド２−ベン
ゾチアゾイルジスルフィド，テトラメチルチウラムジス
ルフィド，ジフェニルグアニジン，Ｎ−シクロヘキシル
１，２−ベンゾチアゾールスルフェンアミドイオウ，２
−メルカプトベンゾチアゾール，ジペンタメチレンチウ
ラムテトラスルフィド，テトラブチルチウラムジスルフ
ィド，テトラメチルチウラムモノスルフィド，ジラウリ
ルチオウレア，エチレンチオウレア，ジブチルチオウレ
ア，ジエチルチオウレア，ジメチルジチオカルバミン酸
の亜鉛塩，などを単独もしくは２種以上組み合わせて使
用される。

【００１５】ＴＰＵへのＳＢＲ、硫黄系架橋剤、カーボ
ンブラックまたはシリカの添加は、あらかじめ硫黄系架
橋剤とカーボンブラックまたはシリカをＳＢＲに混和し
た後加えることが特性上好ましい。

【００１６】本発明においてはＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ
及び硫黄系架橋剤から成るブレンドゴム組成物は、重量
比でＴＰＵ／ＳＢＲ＝９８／２〜３０／７０のブレンド
ゴム１００重量部に対して、ＴＰＳが１〜２００重量
部、硫黄系架橋剤が０．０５〜２０重量部に限定され
る。

【００１７】まず、本発明においてベースゴムとしてＴ
ＰＵ／ＳＢＲ＝９８／２〜３０／７０のブレンドゴムと
したのは、ＳＢＲの含有量が２重量％以下では圧縮永久
歪が大きくて実用性が乏しく、逆に７０重量％を越える
と耐摩耗性及び押出時の外観が損なわれる為である。

【００１８】また、ＴＰＵ／ＳＢＲ＝９８／２〜３０／
７０のブレンドゴム１００重量部に対して、ＴＰＳを１
〜２００重量部と限定したのは、１重量部以下では長期
通紙後の摩擦係数安定性の改良がみられなく、逆に２０
０重量部を越えると圧縮永久歪が大きくなるためであ
る。

【００１９】また、本発明において重量比でＴＰＵ／Ｓ
ＢＲ＝９８／２〜３０／７０のブレンドゴム１００重量
部に対して、硫黄系架橋剤を０．０５〜２０重量部とし
たのは、０．０５重量部以下では圧縮永久歪が大きくて
実用性が乏しく、逆に２０重量部を越えるとブルーム現
象が発生して外観を悪化するためである。

【００２０】なお、本発明においては上記成分の外に、
必要に応じて他のゴム、他の熱可塑性エラストマ、樹
脂、可塑剤、無機充填剤、架橋剤、安定剤、着色剤、酸
化防止剤、滑剤等を配合することができる。

【００２１】本発明のゴムローラの製造方法としては工
業的に製造する方法なら特に限定されない。

【００２２】例えば、一層構造のゴムローラでは押出成
形、射出成形、プレスモールド等の方法を用いることが
できる。

【００２３】また、二層構造のゴムローラでも押出成
形、射出成形、プレスモールド等の方法を用いることが
できる。

【００２４】なお、二層構造のゴムローラにおいて、内
層には接着性の点からＴＰＵを用いるが、他の熱可塑性
エラストマや樹脂を用いることもできる。

【００２５】この種の熱可塑性エラストマとしてはスチ
レン系エラストマ、オレフイン系エラストマ、エステル
系エラストマ、アミド系熱可塑性エラストマ、塩素系熱
可塑性エラストマ、ふっ素系熱可塑性エラストマ等があ
る。また、この種の樹脂としてはポリプロピレン、ポリ
エチレン、ポリエーテルサルホン、フェノール樹脂、ポ
リアミド樹脂、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、
ポリビニリデンフルオライド、エチレン〜テトラフルオ
ロエチレン樹脂等がある。

【００２６】本発明では混練時に動的加硫を行っている
ため通常の加硫工程を省略でき、それにより生産性を顕
著に上げることができる。

【００２７】即ち、本発明においては一層構造のゴムロ
ーラ、二層構造のゴムローラは共に混練時に動的加硫を
行っているため、製造においては特別な加硫工程が不要
となり、その結果生産性を顕著に向上することができ
る。

【００２８】この混練時における動的加硫は、ＴＰＵに
ＳＢＲをミクロ的に完全に混和させるためと、押出外観
を良くするために行われる。

【００２９】なお、予め加硫したＳＢＲをＴＰＵに配合
すると、その分散性が劣り、その結果コストの上昇と外
観悪化を招く難点がある。

【００３０】逆に、未加硫ＳＢＲを配合すると、押出時
にＳＢＲの弾性挙動が発現して外観が悪化する。

【００３１】ＳＢＲの架橋度はゲル分率で５０％以上が
望ましい。ゲル分率の測定はまず試験ゴムローラをジメ
チルホルムアミド中に浸漬してＴＰＵ、ＴＰＳ及び未架
橋ＳＢＲを溶解除去し、残渣である架橋ＳＢＲを元の配
合ＳＢＲに対する割合（％）として求めたものである。

【００３２】本発明の一層構造のゴムローラ、二層構造
のゴムローラは、共に前述したような材料を用いている
ため摩擦係数が高く且つ耐摩耗性が優れしかも紙葉類搬
送性が優れている。

【００３３】

【作用】本発明は、第１にゴム層としてＴＰＵ、ＳＢ
Ｒ、ＴＰＳ及び硫黄系架橋剤から成るブレンドゴム組成
物を用いたことにより、摩擦係数が大きく且つ耐摩耗性
が優れしかも圧縮永久歪が小さいゴムローラを提供でき
ることにある。

【００３４】第２にＴＰＵ層から成る内層と、そのＴＰ
Ｕ層上に設けたＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ及び硫黄系架橋
剤から成るブレンドゴム組成物の外層とから成ることに
より、これらの特長に加えて優れた耐久性を発揮できる
ゴムローラを提供できる。

【００３５】第３にゴム層としてＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰ
Ｓ、硫黄系架橋剤及び充填剤から成るブレンドゴム組成
物を用いたことにより、第１の発明の特長に加えて機械
的強度を改善したゴムローラを提供できる。

【００３６】第４にＴＰＵ層から成る内層と、そのＴＰ
Ｕ層上に設けたＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ、硫黄系架橋剤
及び充填剤から成るブレンドゴム組成物の外層とから成
ることにより、第２の発明の特長に加えて機械的強度が
優れたゴムローラを提供できる。

【００３７】即ち、本発明ではＴＰＵにＳＢＲ、ＴＰ
Ｓ、硫黄系架橋剤を配合することにより、摩擦係数が大
きく且つ耐摩耗性が優れしかも圧縮永久歪が小さいゴム
ローラを提供することができる。

【００３８】摩擦係数安定性はＴＰＳの配合により通紙
時に耐摩耗性を損なわない程度にローラ表面が極めて薄
く削れるようになり、それによりローラ表面が常に新し
くなって、その結果紙葉類を確実に搬送できるようにな
る。

【００３９】更に、本発明においてはＴＰＵ、ＳＢＲ、
ＴＰＳのブレンドゴムに対して、硫黄系架橋剤を配合す
ることによりロール混練時における動的加硫を可能と
し、それにより加硫工程を省略することができる。

【００４０】そして本発明では更にＴＰＵ、ＳＢＲ、Ｔ
ＰＳのブレンドゴムに対して、硫黄系架橋剤の外に充填
剤を配合する。この充填剤の配合により機械的強度を向
上させると共に摩擦係数の増加、圧縮永久歪を小さくす
ることができる。

【００４１】ここにおいて充填剤としてはカーボンブラ
ックとシリカが適当である。

【００４２】その結果これらの構成要素が相乗的に作用
して摩擦係数が大きく且つ耐摩耗性が優れしかも圧縮永
久歪が小さく、優れたゴムローラを提供することができ
る。

【００４３】

【実施例】次に、本発明のゴムローラの実施例及び比較
例について説明する。

【００４４】表１は実施例１〜１１のゴムローラについ
て、また表２は比較例１〜６のゴムローラについて、そ
れらのゴム成分配合及びゴムローラの特性試験結果を示
したものである。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【表２】

【００４７】これらのゴムローラの製造手順は、まず表
１、２のように配合した混和物をニーダを用いて混練し
てそれぞれのブレンドゴム組成物を得る。

【００４８】次に、かくして得られたブレンドゴム組成
物を４０mm押出機に入れ、チューブを作成した。この押
出条件は４０mm押出機のＬ／Ｄ＝２２、シリンダー１部
の温度が１６０℃、シリンダー２部の温度が１７０℃、
シリンダー３部の温度が１８０℃、シリンダー４部の温
度が１９０℃、ダイ温度２００℃である。

【００４９】次に、かくして得た長尺のチューブを所定
のゴムローラ長さとなるように切断して円筒部材とし、
これらを試験用ゴムローラとした。このようにして実施
例１〜１１のゴムローラ及び比較例１〜６のゴムローラ
を作成した。

【００５０】まず、耐摩耗性、摩擦係数の測定は、これ
らの試験ゴムローラを装着したモデル紙葉類搬送装置に
てＡ４サイズのＰＰＣ用紙を１０，０００枚〜５０，０
００枚を通紙させた。

【００５１】ゴムローラの耐摩耗性はこのようにしてＰ
ＰＣ用紙を通紙させた後の試験ゴムローラの外径減少量
で評価した。

【００５２】摩擦係数の測定は、駆動軸に固定した試験
ゴムローラと一定荷重（Ｗ）を掛けたフリードラムとの
間にロードセルを連結したＯＣＲ紙を挟み、それから前
記試験ゴムローラを回転させて摩擦力（Ｆ）を測定し
た。摩擦係数はその摩擦力（Ｆ）と荷重（Ｗ）とを式＝
Ｆ／Ｗに入力して算出した。ここにおいてＯＣＲ紙を用
いたのは試験精度が向上するためである。

【００５３】まず、表１の試験結果について説明する。

【００５４】実施例１〜１１のゴムローラは摩擦係数が
大きく且つ耐磨耗性が良好でしかも圧縮永久歪が小さ
く、その結果優れた紙葉搬送性を発揮した。

【００５５】これらに対して表２から分かるようにＴＰ
Ｕ単独の比較例１のゴムローラは耐摩耗性がよいが、５
０，０００枚通紙後の摩擦係数の低下が大きい上に圧縮
永久歪を大きいと言う難点がある。

【００５６】ＴＰＵを含まない比較例２のゴムローラは
耐摩耗性と圧縮永久歪特性が良好であるが、５０，００
０枚通紙後の摩擦係数の低下が大きいと言う難点があ
る。

【００５７】ＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ、硫黄系架橋剤の
から成るものの、ＴＰＳの配合量が本発明の限定範囲を
越える比較例３のゴムローラは、摩擦係数特性と耐摩耗
性が良好であるが、圧縮永久歪が大きいと言う難点があ
る。

【００５８】また、硫黄系架橋剤を含まない比較例４の
ゴムローラは摩擦係数特性と耐磨耗性が良好であるが、
圧縮永久歪が大きいと言う難点がある。

【００５９】ＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ、硫黄系架橋剤か
ら成るものの、硫黄系架橋剤の配合量が本発明の限定範
囲を越える比較例５のゴムローラは摩擦係数特性、耐磨
耗性及び圧縮永久歪特性が良好であるが、ブルーム現象
が発生すると言う難点がある。

【００６０】また、ＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ、硫黄系架
橋剤から成るものの、ＳＢＲの配合量が本発明の限定範
囲を越える比較例６のゴムローラは摩擦係数特性と圧縮
永久歪特性が良好であるが、耐磨耗性及び押出し特性が
劣ると言う難点がある。

【００６１】なお、表１、２には示さないが内層にＴＰ
Ｕ層を設け、更にそのＴＰＵ層上に実施例１〜１１の組
成のブレンドゴムをそれぞれ被覆して成るゴムローラ
は、いずれも摩擦係数が大きく且つ耐摩耗性が優れしか
も圧縮永久歪も小さく、その上優れた耐久性、機械的強
度を発揮した。

【００６２】

【発明の効果】本発明のゴムローラは摩擦係数が大きく
且つ耐摩耗性が優れしかも圧縮永久歪も小さいと言う優
れた特性を発揮できるものであり、工業上有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳生 秀樹 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社パワーシステム研究所内 (72)発明者 津田 善規 茨城県日立市助川町３丁目１番１号 日立 電線株式会社電線工場内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ゴム層としてウレタン系熱可塑性エラスト
   マ（以下、ＴＰＵと言う）、スチレン〜ブタジエンゴム
   （以下、ＳＢＲと言う）、スチレン系熱可塑性エラスト
   マ（以下、ＴＰＳと言う）及び硫黄系架橋剤から成るブ
   レンドゴム組成物を用いたことを特徴とするゴムロー
   ラ。
2. 【請求項２】ゴム層が重量比でＴＰＵ／ＳＢＲ＝９８／
   ２〜３０／７０のブレンドゴム１００重量部に対して、
   ＴＰＳを１〜２００重量部、硫黄系架橋剤を０．０５〜
   ２０重量部配合して成るブレンドゴム組成物であること
   を特徴とする請求項１記載のゴムローラ。
3. 【請求項３】ゴム層が混練時において動的加硫を受けた
   ものであることを特徴とする請求項１または請求項２記
   載のゴムローラ。
4. 【請求項４】ブレンドゴム組成物の最大トルクの９０％
   に達する時間が１８０℃で５〜４０分の範囲に入る硫黄
   系架橋剤を用いたことを特徴とする請求項１記載のゴム
   ローラ。
5. 【請求項５】軸芯上にゴム層を被覆して成るゴムローラ
   において、前記ゴム層はＴＰＵ層から成る内層と、該Ｔ
   ＰＵ層上に設けたＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ及び硫黄系架
   橋剤から成るブレンドゴム組成物の外層とから成ること
   を特徴とするゴムローラ。
6. 【請求項６】ゴム層としてＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ、硫
   黄系架橋剤及び充填剤から成るブレンドゴム組成物を用
   いたことを特徴とするゴムローラ。
7. 【請求項７】充填剤がカーボンブラックであることを特
   徴とする請求項６記載のゴムローラ。
8. 【請求項８】充填剤がシリカであることを特徴とする請
   求項６記載のゴムローラ。
9. 【請求項９】軸芯上にゴム層を被覆して成るゴムローラ
   において、前記ゴム層はＴＰＵ層から成る内層と、該Ｔ
   ＰＵ層上に設けたＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ、硫黄系架橋
   剤及び充填剤から成るブレンドゴム組成物の外層とから
   成ることを特徴とするゴムローラ。