JPH10279749A

JPH10279749A - Ｅｐｄｍポリマーを主成分とするゴム組成物及びこれを用いたゴムローラ

Info

Publication number: JPH10279749A
Application number: JP9083521A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Okuyama; 英之奥山
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1997-04-02
Filing date: 1997-04-02
Publication date: 1998-10-20
Anticipated expiration: 2017-04-02
Also published as: JP3330302B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＥＰＤＭポリマーを主成分とするゴム組成物
であって、低硬度で、機械的強度（耐摩耗性）の高いゴ
ム組成物を提供する。【解決手段】ＥＰＤＭポリマー１００重量部に、ブチ
ルゴムを５〜３０重量部、スチレン含有量が５〜３０％
であるポリスチレン系熱可塑性エラストマーを１〜１５
重量部、亜鉛華５重量部、ステアリン酸１重量部、加硫
用添加剤（硫黄を含む）７重量部を添加し、５５Ｌニー
ダーで１１０℃で混練してゴム組成物を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＥＰＤＭ（エチレン
−プロピレン−ジエン共重合体）ポリマーを主成分とす
るゴム組成物及びこれを用いたゴムローラに関し、特
に、摩擦係数の向上と耐摩耗性の向上との両立化を図る
ものである。

【０００２】

【従来の技術】静電式複写機、レーザプリンタ、ファク
シミリ等のＯＡ機器や、自動預金支払機などの紙送りロ
ーラに使用されるゴム組成物は、高い耐摩耗性と、高い
摩擦係数が要求される。これは、繰り返しの使用によっ
てローラ表面が摩耗して摩擦係数が低下すると、これに
よってスリップが起こり、紙の搬送力が低下するためで
ある。そこで、本件出願人は、機械的強度に優れたＥＰ
ＤＭポリマーにカーボンブラック、シリカ等の充填剤を
配合しない、または、配合してもＥＰＤＭポリマー１０
０重量部に対して１５重量部以下にして加硫を行って、
ゴム硬度をできるだけ小さくしたゴム組成物からなるゴ
ムローラを提案した（特開平８−６３３８３号）。な
お、上記ＥＰＤＭポリマーは耐オゾン性に優れ、電子写
真法を用いた複写機やレーザプリンタ等は機内でオゾン
を発生するので、この点からも好適である。

【０００３】ところで、近年、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きてい
る。従って、このような多様な用紙に対しても安定した
搬送性が得られるように、紙送り用のゴムローラには、
より高い摩擦係数の確保が要求されている。このため、
摩擦係数をより高めるために、プロセスオイル等のオイ
ルをゴム中に配合してゴムを軟化させる（ゴム硬度を低
下させる）試みがなされているが、オイル量が多くなる
とゴムの強度（機械的強度）が低下して、耐摩耗性が低
下し、安定した紙搬送力を維持できなくなるという問題
を生じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者らは
上記ＥＰＤＭポリマーを主成分とするゴム組成物にブチ
ルゴムを配合してゴム硬度を下げ、摩擦係数を高めるこ
とを試みた。しかしながら、この場合は、ブチルゴムの
ゴム組成物中での分散性が悪いために、ゴム組成物中の
加硫進度にバラツキを生じ、組成物中の加硫（架橋）状
況が不均一なゴム組成物となった。このため、このよう
なゴム組成物を成形して作製したゴムローラにおいて
も、耐摩耗性は依然として悪く、長期使用により紙送り
不良を発生するという問題を生じた。

【０００５】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、ＥＰＤＭポリマーを主成分とするゴム組
成物であって、低硬度で高い摩擦係数が得られるととも
に、耐摩耗性にも優れたゴム組成物を提供し、併せて、
安定した紙搬送力を長期間維持できるゴムローラを提供
することを課題としている。

【０００６】

【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、請求項１で、ＥＰＤＭポリマーを主成分
するゴム組成物であって、上記ＥＰＤＭポリマー１００
重量部に、少なくとも、ブチルゴムを５〜３０重量部
と、スチレン含有量が５〜３０％であるポリスチレン系
熱可塑性エラストマーを１〜１５重量部配合して、硫黄
加硫してなることを特徴とするゴム組成物を提供してい
る。

【０００７】上記構成とすると、ブチルゴムとの親和性
に優れたポリスチレン系熱可塑性エラストマーにより、
ゴム組成物中でのブチルゴムの分散性が向上して、ゴム
組成物全体における加硫進度が均一になる。この結果、
ブチルゴムの添加によリゴム組成物の機械的強度を低下
させることなく、ゴム組成物を軟化させることができ
る。

【０００８】なお、ＥＰＤＭポリマー１００重量部に対
するブチルゴムの配合量を５〜３０重量部としているの
は、５重量部未満ではゴム組成物を充分に軟化できず、
３０重量部を越えると、一般にブチルゴムの加硫速度が
ＥＰＤＭポリマーのそれに比べて速いことから、ＥＰＤ
Ｍポリマーの加硫が不完全になって、ゴム組成物の圧縮
永久歪みが大きくなり、また、機械的強度も低下し、ゴ
ムローラとして使用困難になる。

【０００９】また、スチレン含有量が５〜３０％である
ポリスチレン系熱可塑性エラストマーを用いているの
は、スチレン含有量が５％未満では、ポリスチレン系熱
可塑性エラストマーのブチルゴムに対する親和性が小さ
く、ブチルゴムの分散促進効果を得ることができず、３
０％を越えると、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー
自体の硬度が高くなり、その結果、ゴム組成物の硬度上
昇を生じ、摩擦係数が低下してしまうためである。

【００１０】また、ＥＰＤＭポリマー１００重量部に対
するポリスチレン系熱可塑性エラストマーの配合量を１
〜１５重量部としているのは、１重量部未満ではブチル
ゴムの分散促進効果を得ることができず、１５重量部を
越えるとポリスチレン系熱可塑性エラストマーが組成物
中で架橋しない成分であることから、ゴム組成物の機械
的強度が低下し、摩擦係数を低下させてしまうためであ
る。

【００１１】また、本発明は、請求項２で、上記請求項
１に記載のゴム組成物をローラ状に成形してなるゴムロ
ーラを提供している。このようなゴムローラでは、紙と
の間に高い摩擦力が得られ、これを長期間維持できるの
で、長期にわたって安定した紙搬送性を得ることができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明において、ＥＰＤＭポリマ
ーは、それ自体公知のものを使用でき、油展ＥＰＤＭポ
リマー及び非油展ＥＰＤＭポリマーのいずれか一方、ま
たは双方を使用することができる。ＥＰＤＭポリマーの
ジエン成分は特に限定されず、エチリデンノルボルネン
（ＥＮＢ）、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）等のい
ずれであってもよい。

【００１３】ＥＰＤＭポリマー（油展ＥＰＤＭポリマー
を含む場合はオイル分を除くポリマー分）はゴム組成物
全体当たり３０〜９０重量％、好ましくは３６〜８７重
量％配合する。これは、ＥＰＤＭポリマーの配合量が上
記規定量より少なくなると、ＥＰＤＭポリマーを使用す
る本来の目的、すなわち、ゴム組成物の機械的強度を向
上させ（耐摩耗性を向上させ）かつ、耐オゾン性を向上
させるという目的を外れてしまうためである。

【００１４】ブチルゴムは、一般的なイソブテンとイソ
プレンとの共重合体からなるブチルゴムの他、一部の水
素を塩素等のハロゲン元素で置換したハロゲン化ブチル
ゴムを用いることができる。かかるブチルゴムは、前述
した理由により、ＥＰＤＭポリマー１００重量部に対し
て５〜３０重量部使用する。

【００１５】ポリスチレン系熱可塑性エラストマーは、
硬質なポリスチレンブロックと、軟質なオレフィン系炭
化水素及び／またはジオレフィン系炭化水素のエラスト
マーブロックとからなるトリブロック共重合体またはジ
ブロック共重合体を基本構造とするそれ自体公知のポリ
スチレン系熱可塑性エラストマーを使用する。特に、ポ
リスチレンブロックと不飽和結合を含まないエラストマ
ーブロックとからなるものが耐熱性及び耐候性の点で好
ましい。かかる好ましいポリスチレン系熱可塑性エラス
トマーの具体例としては、（株）クラレ製の「セプト
ン」（商品名）を挙げることができる。また、ポリスチ
レン系熱可塑性エラストマーは、前述した理由により、
共重合体中のスチレン含有率〔（スチレンの重量／共重
合体全体の重量）×１００〕が５〜３０（重量）％のも
のを用いる。特に、スチレン含有率が１３〜３０（重
量）％の範囲にあるものを用いるのが好ましい。また、
ポリスチレン系熱可塑性エラストマーは、前述した理由
により、ＥＰＤＭポリマー１００重量部に対して１〜１
５重量部使用する。特に、ＥＰＤＭポリマー１００重量
部に対して５〜１０重量部使用するのが好ましい。

【００１６】硫黄加硫のために、加硫剤（硫黄）ととも
に、加硫促進剤、加硫促進補助剤、加硫遅延剤等の加硫
用添加剤を添加することができる。加硫促進剤としては
例えば大内新興化学（株）製のノクセラーＴＥＴ、ＴＢ
Ｔ等を挙げることができる。加硫促進補助剤としては例
えば大内新興化学（株）製のノクセラーＰｚ、Ｂｚ等を
挙げることができる。加硫遅延剤としては、例えば、大
内新興化学（株）製のノクセラーＣｚ、Ｎｓ等を挙げる
ことができる。

【００１７】また、上記したブチルゴム、ポリスチレン
系熱可塑性エラストマー、加硫用添加剤以外に、酸化チ
タン、シリカ、カーボンブラック、クレー、タルク等の
充填剤や、軟化を促進するための各種オイル等の他の添
加剤を添加することもできる。充填剤を添加する場合は
その添加量はＥＰＤＭポリマー１００重量部に対して１
５重量％以下にする。

【００１８】上記した各成分の混練は、ロールニーダー
等の混練機を８０〜１２０℃程度に加熱したときは、ゴ
ム組成物の混練性が向上するために好ましい。そして、
このようにして得られたゴム組成物を常法により所望の
ローラ形状に成形することにより紙送り用のゴムローラ
を得ることができる。

【００１９】上記充填剤としては、例えば、酸化チタ
ン、シリカ、カーボンブラック、クレー、タルク等が挙
げられる。また、可塑剤としては、例えばパラフィン
油、ナフテン油等を挙げることができる。

【００２０】上記した各成分を例えばロールニーダー等
のそれ自体公知の混練機により、８０〜１２０℃程度に
加熱しながら混練して、ゴム組成物を製造する。そし
て、かかるゴム組成物を常法により所望のローラ形状に
成形し、加硫、成形することにより本発明のゴムローラ
とする。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて
説明する。下記表１に示す処方により実施例（実施例１
〜６）及び比較例（比較例１〜６）のゴム組成物を製造
し、各ゴム組成物を加硫成形してゴムローラを作製し、
ゴムローラの性能評価を行った。

【００２２】なお、全てのゴム組成物の製造は、表中の
処方に加え、亜鉛華５重量部、ステアリン酸１重量部、
加硫用添加剤（硫黄を含む）７．５重量部を配合し、５
５Ｌニーダーで１１０℃で混練することにより行った。

【００２３】また、ゴムローラは、ゴム組成物を押し出
した後、ゴムローラの形状に対応する金型を用いて、１
７０℃、２０分間の条件で加硫、成形して、外径２０ｍ
ｍ、内径９ｍｍ、幅１０ｍｍのゴムローラを作製した。

【００２４】

【表１】

【００２５】表中、ＩＩＲはブチルゴム、ＴＰＥはポリ
スチレン系熱可塑性エラストマー、Ｓｔはスチレンを示
す。

【００２６】ＥＰＤＭポリマーは住友化学製の油展ＥＰ
ＤＭポリマー、エスプレン６７０Ｆ（商品名）を用い
た。ブチルゴムは日本合成ゴム製のＢｕｔｙｌ２６８
（商品名）を用いた。

【００２７】ポリスチレン系熱可塑性エラストマーは、
ポリスチレンブロックと不飽和結合を含まないオレフィ
ンのエラストマーブロックとの共重合体で、スチレン含
有率が１３％のもの（（株）クラレ製のセプトン２０４
３）、スチレン含有率が３０％のもの（（株）クラレ製
のセプトン４０３３）、スチレン含有率が５０％のもの
（（株）クラレ製のセプトン１０５０）の３種類を用い
た。

【００２８】ゴム組成物の加硫進度は、ゴム組成物（ゴ
ムローラ）中の構成材料の分散性と加硫状態をトータル
に評価したもので、ゴム組成物（ゴムローラ）の圧縮永
久歪（％）の値で評価した。圧縮永久歪（％）は分散性
が良く、加硫が進んでいるものほど小さい値を示し、３
０％以下を合格（○）、３０％より大を不合格（×）と
した。測定方法は７０℃、２５％の環境下において規定
の圧縮歪をかけて２２時間放置した後に、残存歪を測定
し、圧縮永久歪（％）＝（残存歪量／規定歪量）×１０
０の式により算出した。なお、閾値３０は既存製品で市
場実績があるもののうちの最も大きい圧縮永久歪を示す
ものの値である。

【００２９】ゴム硬度はＪＩＳＫ６３０１のスプリン
グ硬さ試験Ａ形に基づいて測定した。比較例１の測定値
を基準に各実施例及び他の比較例の測定値を±で表し
た。

【００３０】ゴムローラの性能評価で、摩耗量は市販の
静電複写機にゴムローラを取り付けて、温度２２℃、５
５％の環境下で、Ａ４サイズの紙（富士ゼロックスオフ
ィスサプライ（株）製のＰＰＣ用紙）１５０００枚を
７．５時間かけて通紙させた後、ゴムローラの外径を測
定して、元の外径からの摩耗量（ｍｍ）を求め、その結
果から、１０万枚通紙後の予測摩耗量（ｍｍ）を求め
た。評価は比較例１の摩耗量（ｍｍ）を１００にした時
に、各実施例及び他の比較例の摩耗量（ｍｍ）を相対値
化した。数値が小さいほど良好であり、１００より大を
不合格（×）、１００以下を合格（○）とした。

【００３１】また、摩擦係数は上記耐摩耗性試験後のゴ
ムローラ１とプレート３との間に、図１に示すように、
ロードセル５に接続したＡ４のＰＰＣ用紙をはさみ、ゴ
ムローラ１の回転軸２に荷重を加え、図中黒矢印で示す
ようにゴムローラ１をプレート３に圧接（荷重Ｗ＝２５
０ｇ）させた。次いで、温度２２℃、湿度５５％の条件
下で、上記ゴムローラ１を図中実線の矢印ａで示す方向
に、周速３００ｍｍ／秒で回転させ、通紙の前後におい
て図中白矢印で示す方向に発生した力Ｆ（ｇ）をロード
セル５によって測定した。そして、この測定値Ｆ（ｇ）
と荷重Ｗ（＝２５０ｇ）とから下記式により摩擦係数μ
を求めた。評価は比較例１の摩擦係数を１００にした時
に、各実施例及び他の比較例の摩擦係数を相対値化し
た。数値が大きいほど良好であり、評価は１００以下を
不合格（×）、１００より大を合格（○）、とした。

【００３２】μ＝Ｆ（ｇ）／Ｗ（ｇ）

【００３３】表から、実施例１〜６のブチルゴム（ＩＩ
Ｒ）及びポリスチレン系熱可塑性エラストマーを適量添
加して製造したゴム組成物からなるゴムローラは、比較
例１のブチルゴム（ＩＩＲ）及びポリスチレン系熱可塑
性エラストマーを添加せずに製造した基準のゴム組成物
からなるゴムローラよりも、ゴム硬度が低下して摩擦係
数が高くなり、しかも、耐摩耗性が向上していることが
分かる。

【００３４】また、比較例２のポリスチレン系熱可塑性
エラストマーを添加せず、ブチルゴム（ＩＩＲ）のみを
添加して製造したゴム組成物は、加硫が不均一で加硫進
度が小さく、圧縮永久歪の大きい使用に耐えないもので
あった。また、比較例３はブチルゴムの添加量が多過
ぎ、主成分であるＥＰＤＭポリマーの加硫が不十分で加
硫進度が小さく、圧縮永久歪の大きい使用に耐えないも
のであった。また、比較例４はポリスチレン系熱可塑性
エラストマーのスチレン成分の割合が大き過ぎ、ポリス
チレン系熱可塑性エラストマーそのものが硬く、ゴムロ
ーラの摩擦係数が著しく小さくなった。また、比較例５
はポリスチレン系熱可塑性エラストマーの配合量が多す
ぎ、ポリスチレン系熱可塑性エラストマーが架橋しない
ことからゴム組成物の強度が低下し、ゴムローラの耐摩
耗性が低下した。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のゴム組成
物によれば、ＥＰＤＭポリマーを主成分するゴム組成物
であって、上記ＥＰＤＭポリマー１００重量部に、少な
くとも、ブチルゴムを５〜３０重量部と、スチレン含有
量が５〜３０％であるポリスチレン系熱可塑性エラスト
マーを１〜１５重量部を配合して硫黄加硫してなるもの
としたことにより、従来不可能であった、低硬度で、機
械的強度（耐摩耗性）の高いゴム組成物を得ることがで
きる。よって、かかるゴム組成物をローラ状に成形した
ゴムローラは長期にわたって紙との間に高い摩擦力を得
ることができ、長期間安定した紙搬送性を奏するものと
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ゴムローラの摩擦係数を測定するための装置
の概略を説明する図である。

【符号の説明】

１ゴムローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０３Ｇ 15/00 ５１０Ｇ０３Ｇ 15/00 ５１０

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＥＰＤＭポリマーを主成分するゴム組成
物であって、上記ＥＰＤＭポリマー１００重量部に、少なくとも、ブ
チルゴムを５〜３０重量部と、スチレン含有量が５〜３
０％であるポリスチレン系熱可塑性エラストマーを１〜
１５重量部配合して、硫黄加硫してなることを特徴とす
るゴム組成物。
【請求項２】請求項１に記載のゴム組成物をローラ状
に成形してなるゴムローラ。