KR100254663B1 - 고마찰용 재료 및 그의 경화물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하기 평균 조성식(1)로 표시되는 오르가노 폴리실록산을 함유하는 실리콘 고무 조성물(A)와 하기 평균 조성식(2)로 표시되는 오르가노 폴리실록산을 함유하는 실리콘 고무 조성물(B)를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고마찰용 재료 및 이 고마찰용 재료를 경화시켜 얻은 경화물을 제공한다.

식 중, R¹, R²는 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기를 나타내지만, R¹중 메틸기는 95몰% 이하이고, 페닐기는 3몰% 이상이고, 비닐기는 0.2몰% 이상이고, R²중 메틸기는 98몰%이상이고, n, m은 1.95∼2.05의 양수이다.

본 발명의 고마찰용 재료에 의하면, 지극히 고탄성이며, 고마찰성, 저마모성을 갖는 고무 경화물이 얻어지고, 이 고무 경화물은 건식 복사기에 있어서의 용지이송 롤 등의 고무 부재, 전기 공사 분야, 자동차 부품 등의 수송기 분야 등에 광범위하게 응용될 수 있다.

Description

고마찰용 재료 및 그의 경화물

본 발명은, 고마찰 계수를 갖고, 환경 변화에 대해 안정한 특성을 얻을 수 있고, 건식 복사기에 있어서의 종이 이송 롤 등의 고무 부재, 전기 공사 분야, 자동차 부품 등의 수송기 분야 등에 사용하기에 매우 적합한 고마찰용 재료 및 그의 경화물에 관한 것이다.

전자 복사기나 레이저 프린터 등과 같은 화상 형성 장치에 있어서는, 용지수용 장치에 수용된 컷 용지를 나자 롤러와 용지 처리 기구를 개재해서 송출하고, 용지 반송로에 배치한 반송 롤러 장치에 의해, 화상 전사부를 향해서 송출하는 것과 같은 기구가 채용되고 있다. 즉, 일반의 화상 형성 장치에 있어서는, 용지 공급 카세트나 용지 트레이 등의 용지 수용 장치에 대해, 용지를 송출하기 위한 나자 롤러를 배치하고, 이 나자 롤러에 의해 송출되는 용지를 용지 처리 기구를 개재해서 처리하고, 한 장의 용지를 용지 반송로로 향하여 송출시킨다.

이 경우, 용지 처리 기구로서는, 용지 공급 롤러와 리터드 부재가 조합되어 구성되고, 리터드 부재로서는, 패드를 고정 위치에 설치하는 경우와 리터드 롤러를 사용하는 경우가 있다.

상기 용지 처리 기구에 있어서, 리터드 롤러를 사용하는 경우에는, 용지 처리 기구를 작동시킬 때에 이 롤러를 고정 상태로 유지시켜서, 그 롤러를 소정 타이밍으로 회전시키는 것과 같은 수단을 사용해서, 리터드 롤러의 표면이 국부적으로 마모되는 것을 방지할 수 있도록 하고 있다.

이에 대해, 리터드 롤러를 용지 공급 방향과 반대 방향으로 회전시켜서, 용지 공급 롤러와 리터드 롤러와의 사이에 용지가 반송 상태에서 들어간 경우에 용지 공급 롤러측의 용지를 송출하고, 리터드 롤러측의 용지를 용지 수용 장치를 향하게 해서 되돌아 오도록 하는 수단을 사용하는 경우가 있다. 이와 같은 리터드 롤러를 역회전시키는 용지 처리 기구로서는, 예를 들면 일본국 특허 공개(소) 제59-57,841호, 특허 공개(평)제3-192,036호 공보에 도시되는 것과 같은 예가 알려져 있다. 이들 예에 있어서는, 리터드 롤러를 용지의 이송 방향과 반대 방향으로 구동시키는 기구의 구동축에 대해 마찰 부재를 개재해서 지지시킴과 동시에, 코일 스프링을 마찰 부재에 설치해서, 역전 방향으로 회전할 때에 그 힘을 제어하도록 하고 있다.

전술한 것과 같은 종래의 용지 처리 장치에 있어서는, 용지 공급 롤러와 리터드 롤러와의 쌍방 롤러를, 용지와의 마찰 계수를 충분히 발휘할 수 있도록, 고무등의 재료에 의해 구성하고 있다.

특히, 리터드 롤러에 대해서는, 용지를 반려하는 작용을 확실하게 행하게 하기 위해, 천연 고무나 폴리노르보르넨 등을 사용하고 있다.

그러나, 이와 같은 재료로 구성되는 롤러는, 일반적인 나자 롤러 등에 사용하는 재료와 마찬가지로, 내마모성과 안정성이 양호하지 않기 때문에, 마모나 열화가 빠르다는 문제가 있다. 특히, 리터드 롤러로서 사용할 경우, 중량 이송한 용지를 트레이에 반려한 순간, 공급되는 용지와 리터드 롤러가 닿기 때문에, 마모, 열화가 빠르게 진행한다.

또한, 상기 롤러 부재는, 환경 변화나 시간 경과 변화에 약하다는 특성이 있고, 특히, 저온시에 마찰 계수가 대폭적으로 저하되어, 용지 공급 동작이 정상으로 행할 수 없게 되는 등의 문제가 있다.

이에 대해, EPDM 등의 재료를 사용할 경우도 있으나, 이들 재료도 저온시에 마찰 계수가 저하되는 경향이 있고, 용지 처리 장치에 의한 처리 성능이 양호하게 발휘되지 않게 중량 이송이 발생한다는 문제가 있다.

본 발명은 상기 사정에 비추어 이루어진 것으로, 고마찰 계수를 갖고, 내마모성이 우수할 뿐만 아니라 환경 변화에 대해 안정한 특성을 얻을 수 있는 경화물을 부여할 수 있는 고마찰용 재료 및 그의 경화물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 행한 결과, 하기 평균 조성식(1)로 표시되는 유기 실록산 단위를 포함하는 실리콘 고무 성분(A)와 하기 평균 조성식(2)로 표시되는 유기 실록산 단위를 포함하는 실리콘 고무 성분(B)를 혼합함으로써, 이를 경화시켜 얻어지는 고무 경화물이 고마찰 계수, 저마모성을 갖고 상기 롤러 재료로서 사용되고 환경 변화에 대해서도 안정한 특성을 얻을 수 있다는 것을 발견하였다.

식 중, R¹은 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기를 나타내고, R¹중 메틸기는 95몰% 이하이고, 페닐기는 3몰%이상이고, 비닐기는 0.2몰% 이상이고, n은 1.95∼2.05의 정수이고, R²는 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기를 나타내고, R²중 메틸기는 98몰% 이상이고, m은 1.95∼2.05의 정수이다.

즉, R¹중 메틸기가 95몰% 이하이고, 페닐기가 3몰% 이상이고, 비닐기가 0.2몰% 이상인 평균 조성식(1)로 표시되는 유기 실록산 단위를 포함하는 실리콘 고무 성분(A)와, R²중 메틸기가 98몰% 이상의 평균 조성식(2)로 표시되는 유기 실록산 단위를 포함하는 실리콘 고무 성분(B)는, 조성식(1) 및 (2)로 표시되는 유기 실록산 단위가, 서로 메틸기의 포함율이 다르기 때문에, 성분(A)와 (B)는 분자레벨에서는 상용하지 않고, 0.1㎛ 내지 100㎛의 2상이 거시적으로 분산된 해도(海島)구조를 형성한다. 이 작용에 의해, 본 발명의 고마찰용 재료를 경화한 고무 경화물은 고탄성(고반발), 고마찰성, 저마모성을 발현하고, 따라서, 이 고마찰용 재료를 전술한 용지 공급 장치의 롤부에 적용함으로써, 종래 사용되고 있던 올레핀계 재료로 이루어진 부재와 비교해서 내마모성 및 안정성을 양호하게 발휘할 수 있다는 것을 발견하여, 본 발명을 성취하기에 이른 것이다.

따라서, 본 발명은 상기 평균 조성식(1)로 표시되는 유기 실록산 단위를 포함하는 실리콘 고무 성분(A)와 상기 평균 조성식(2)로 표시되는 유기 실록산 단위를 포함하는 실리콘 고무 성분(B)를 혼합하여 이루어진 고마찰용 재료 및 이 고마찰용 재료를 경화시켜 얻은 경화물을 제공한다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면, 본 발명의 고마찰용 재료는, 전술했듯이, 실리콘 고무 성분(A)와 실리콘 고무 성분(B)로 이루어진 것이며, 실리콘 고무 성분(A)는 하기 평균 조성식(1)로 표시되는 유기 실록산 단위를 포함한다.

여기에서, R¹은 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기로, 바람직하기로는 탄소수가 1∼12, 특히 1∼8개인 것이다. 이와 같은 1가 탄화수소기로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기의 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등의 시클로알킬기, 비닐기, 알릴기 등의 알케닐기, 시클로알케닐기, 페닐기, 톨릴기 등의 아릴기 및 이들기의 수소원자의 일부 또는 전부를 불소 원자, 염소 원자 등의 할로겐 원자, 시아노기 등으로 치환한 클로로메틸기, r-트리플루오로프로필기, 퍼플로로알킬기, 시아노에틸기 등을 들 수 있다.

R¹중, 메틸기는 95몰% 이하이지만, 특히 5∼80몰%로 하는 것이 바람직하다. 한편, 페닐기는 R¹중 3몰% 이상이지만, 특히 5∼20몰%로 하는 것이 바람직하다. 페닐기가 3몰%보다 적으면, 고마찰 계수를 달성할 수 없다. 또한, 비닐기는 R¹중 0.2몰% 이상이지만, 특히 0.3∼1몰%로 하는 것이 바람직하다. 비닐기가 0.2몰% 보다 적으면, 마찰 계수는 낮으나 내마모성이 악화되어, 본 발명의 목적을 달성할 수 없다. 또한, n은 1.95∼2.05의 정수이다.

또, 식(1)의 유기 실록산 단위로서는 특히 제한되는 것은 아니지만, 25℃에서의 점도가 1000 cs 정도의 것이 적합하게 사용된다.

실리콘 고무 성분(A)에는, 필요에 따라서 습식 실리카, 건식 실리카, 석영분, 말단 수산기 저점도 실리콘 오일, 카본 관능성 실란, 실리콘 오일 등, 공지의 첨가제를 첨가해도 좋으나, 첨가제를 포함하지 않는 중합체만의 계라도 좋다.

상기 실리콘 고무 성분(A)는, 식(1)의 유기 실록산 단위와 필요에 따라 상기 충전제를 혼합함으로써 얻어지지만, 혼합 방법으로서는 균일하게 혼합할 수 있는 방법이면 좋고, 예를 들면 밴버리 믹서, 가압 니더, 2개 롤, 3개 롤 등의 통상의 고무 배합용 기기를 사용해서 혼련하는 방법을 매우 적합하게 채용할 수 있다.

한편, 실리콘 고무 성분(B)는, 하기 평균 조성식(2)로 표시되는 유기 실록산 단위를 포함한 것이다.

여기에서, R²는, 상기 R¹과 마찬가지의 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소이지만, 이 경우, R²중의 메틸기가 98몰% 이상인 것을 사용한다. 또한, R²는 메틸기 이외에 다시금 비닐기를 0.001∼2몰% 포함하는 것이 적합하게 사용된다. 또한, m은 1.95∼2.05의 정수이다.

또한, 평균 조성식(2)로 표시되는 유기 실록산 단위의 본 발명 고마찰용 재료중의 함유량은 5∼95중량%, 특히 10∼90중량%로 하는 것이 바람직하다.

실리콘 고무 성분(B)는, 식(2)의 유기 실록산 단위만을 포함하는 구성으로 해도 좋으나, 성분(A)와 마찬가지로 필요에 따라 실리콘 고무 성분에 통상 배합되는 성분, 예를 들면 습식 실리카, 건식 실리카, 석영분, 말단 수산기 저점도 실리콘 오일, 카본 관능성 실란, 실리콘 오일 등을 배합할 수도 있다.

실리콘 고무 성분(B)를 제조하는 경우는, 상기 성분(A)의 혼련 방법과 동일한 방법을 채용할 수 있다.

또한, 실리콘 고무 성분(B)로서는, 일반적으로 시판되고 있는 것을 적합하게 사용할 수 있고, 구체적으로는 상품명 KE 931u, KE 951u, KE 520, KE 555u(이상 신에쓰 가가꾸 고교주식회사제품)등을 열거할 수 있다.

본 발명의 고마찰용 재료는, 상기 실리콘 고무 성분(A),(B)를 혼합한 것이지만, 이 경우 양자는 중량비에서 5:95∼95:5, 특히 20:80∼80:20 비율로 혼합하는 것이, 고탄성(고반발성), 고마찰성을 달성하는 점에서 바람직하다.

실리콘 고무 성분(A),(B)를 혼합하는 방법으로서는, 밴버리 믹서, 가압 니더, 2개 롤, 3개 롤 등의 통상의 고무 배합 기기를 사용해서 혼련하는 방법을 채용 할 수 있다. 또한 이 경우, 혼련을 양호하게 하기 위해, 필요에 따라서 석영분, 습식 또는 건식 실리카, 통상 합성 고무에 사용되는 프로레스 오일, 카본 관능성 실란, 변성 실리콘 오일을 첨가해도 좋다.

본 발명의 고마찰용 재료는, 통상 방법으로 가황, 경화시킬 수 있다. 이 경우, 경화제로서는, 실리콘 고무의 가황에 사용되는 라디칼 반응, 부가 반응, 축합 반응 등을 이용해서 가황, 경화시키는 것이면, 그 경화 기구에 제한은 없고, 종래 공지된 각종 경화제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 디-t-부틸퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산 등의 알킬 과산화물, 디쿠밀퍼옥사이드 등의 알킬 과산화물 등의 유기 과산화물이 열거되는 외에, 부가 반응 경화제로서, 1분자중에 최소한 규소 원자에 결합한 수소 원자를 2개 이상 포함하는 유기 하이드로젠폴리실록산과 백금계 촉매가, 또한, 축합 경화제로서, 다관능 알콕시 실란 또는 실록산과 유기 금속산염 등을 사용할 수 있다. 또한, 경화제의 첨가량은, 통상의 실리콘 고무에 대한 사용량과 동일해도 좋다.

또한, 본 발명에 관한 고마찰용 재료는, 가압 성형, 압출 성형, 사출 성형, 캘린더 성형 등의 통상 방법에 의해 성형 가공해서 경화시켜 제품으로 할 수 있다.

이하, 실시예와 비교예를 도시해서, 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예에 제한되지 않는다.

[실시예 1∼5, 비교예 1∼3]

하기의 중합체 A(메틸 페닐 비닐 실리콘) 및 비교용으로서 페닐기를 포함하지 않는 중합체 B, 비닐기를 포함하지 않는 중합체 C를 각각 준비하였다.

또한, 니더를 사용해서 하기 성분 (1)∼(3)을 배합하여, 실리콘 성분 1A를 얻었다.

[중합체 A]

(CH₃)₂SiO 단위 89.5 몰%와 (CH₂=CH)(CH₃)SiO 단위 0.5몰%, (C₆H₅)₂SiO 단위 10몰%로 이루어진 8000의 메틸 페닐 비닐 실록산 생고무.

[중합체 B]

(CH₃)₂SiO 단위 99.5 몰%와 (CH₂=CH)(CH₃)SiO 단위 0.5몰%로 이루어진 중합도 8000의 메틸 비닐 실록산 생고무.

[중합체 C]

(CH₃)₂SiO 단위 90 몰%와 (C₆H₅)₂SiO 단위 10몰%로 이루어진 중합도 8000의 메틸페닐 실록산 생고무.

니더를 사용해서 하기 성분 (1)∼(3)을 배합하여, 실리콘 성분 1A를 얻었다.

[성분 1A]

(1) 중합체 A 100부

(2) 실리카 미분말(비표면적 200㎡/g, 아에로딜 200, 니혼 아에로딜사 제품)

20부

(3) 말단이 수산기로 봉쇄되고, 평균 중합도가 20인 디메틸 실록산 오일

3부

한편, 하기 성분을 니더를 사용해서 혼련하여, 실리콘 고무 성분 1B를 얻었다.

[성분 1B]

(1) (CH₃)₂SiO 단위 99.5 몰%와 (CH₂=CH)(CH₃)SiO 단위 0.15몰%로 이루어진 중합도 8000의 메틸 비닐 실록산 생고무

100부

(2) 실리카 미분말(비표면적 200㎡/g, 아에로딜 200, 니혼아에로딜사 제품)

15부

(3) 말단이 수산기로 봉쇄되고, 평균 중합도가 20인 디메틸 실록산 오일

5부

다음으로, 상기 중합체 A, 중합체 B, 중합체 C, 성분 1A, 성분 1B를 표 1에 도시하는 비율로 사용하고, 롤을 사용해서 혼련하여, 이에 디쿠밀퍼옥사이드를 표 1에 도시하는 비율로 첨가해서 화합물을 170℃, 100kg/㎠ 조건에서 10분간 가열·가압해서, 두께 2mm의 시트를 성형하여, 일반 물성, 마찰 계수, 아크론 마모율을 측정하였다. 결과를 표 1에 병기한다.

또한, 마찰 계수의 측정은 신또 가가꾸주식회사제품의 측정기(TYPE-HEIDON-14)를 사용해서, 복사지와 실리콘 고무와의 마찰 계수를 측정함으로써 수행하였다. 또한, 아크론 마모율은 「British Srandard 903 Part A9(1957)」에 준하여 측정하였다.

본 발명의 고마찰용 재료에 의하면, 지극히 고탄성이며, 고마찰성, 저마모성을 갖는 고무 경화물이 얻어지고, 이 고무 경화물은 건식 복사기에 있어서의 용지 이송 롤 등의 고무 부재, 전기 공사 분야, 자동차 부품 등의 수송기 분야 등에 광범위하게 응용될 수 있다.

Claims (1)

1. 하기 평균 조성식(1)로 표시되는 유기 실록산 단위를 포함하는 실리콘 고무 성분(A)와 하기 평균 조성식(2)로 표시되는 유기 실록산 단위를 포함하는 실리콘 고무 성분(B)를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고마찰용 경화물.

   식 중, R¹은 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기를 나타내고, R¹중 메틸기는 95몰%이하이고, 페닐기는 3몰% 이상이고, 비닐기는 0.2몰% 이상이고, n은 1.95∼2.05의 정수이고, R²는 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기를 나타내고, R²중 메틸기는 98몰% 이상이고, m은 1.95∼2.05의 정수이다.