説明

エラストマー組成物およびそれを用いたゴムローラ

【課題】 エラストマー内におけるパラフィン系オイルの移行を抑制することによりパラフィン系オイルのブリードを防止することができるエラストマー組成物、および接触した部分に色抜け(白抜け)が生じる不都合を防止することができ、かつ低硬度で耐摩耗性に優れたゴムローラを提供する。
【解決手段】 ジエン系ゴムまたはEPDMゴムの少なくとも1種を含むゴム成分100質量部に対し、熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂の混合物を2〜150質量部、パラフィン系オイルを50〜250質量部、パラフィン系オイルに対して0.1〜50質量%の2−エチルヘキサン酸アルミニウムと0.1質量%以上の脂肪酸、および架橋剤を含み、ゴム成分が動的架橋により熱可塑性エラストマーおよび熱可塑性樹脂の混合物中に分散されていることを特徴とするエラストマー組成物、および該エラストマー組成物を用いたゴムローラ。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エラストマー組成物および該エラストマー組成物から製造されるゴムローラに関し、特に紙送りローラとして好適に用いられるゴムローラであって、軟化剤であるパラフィン系オイルのブリードを抑えることにより印刷面の色抜け発生を防止することができるゴムローラおよびその原料となるエラストマー組成物に関するものである。
【背景技術】
【0002】
インクジェットプリンター、レーザプリンター、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、自動預金支払機(ATM)等における紙送り機構にはゴムローラが使用されている。このゴムローラは紙やフィルム等の搬送物をピックアップし分離しながら紙送りをする必要があることから、優れた柔軟性と高い耐磨耗性が要求される。また、写真画質などの高画質印刷時において印刷用紙の表面粗さが小さく艶のある用紙を用いる場合には、紙送り時にゴムローラに接触した部分に色抜け(白抜け)が生じる場合があり、従来問題となっている。この原因は、紙送りゴムローラから僅かにブリードしてくる軟化剤が印刷用紙に付着し、その結果印刷時にゴムローラに接触した部分においてはインクがはじかれ、ローラが接触していない部分よりも色の乗りが悪くなるためと考えられている。
【0003】
色抜け(白抜け)を防ぐために、軟化剤として配合するオイル量をできるだけ減らすか、またはオイルを添加しないで低硬度とすることができる組成物を用いて紙送りゴムローラを作製することが検討されている。
【0004】
特開2002−69244号公報(特許文献1)にはアセトン抽出分%を0%以上20%以下に設定している熱可塑性エラストマー組成物および当該組成物からなるゴムローラが記載されている。
しかし、上述したように紙送りゴムローラには高い耐摩耗性が必要とされており、前記ゴムローラを紙送りゴムローラとして使用する場合には、さらに耐久性を向上させる余地があった。
【0005】
【特許文献1】特開2002−69244号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、エラストマー内におけるパラフィン系オイルの移行を抑制することによりパラフィン系オイルのブリードを防止することができるエラストマー組成物、および接触した部分に色抜け(白抜け)が生じる不都合を防止することができ、かつ低硬度で耐摩耗性に優れたゴムローラを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するため、本発明は、ジエン系ゴムまたはエチレン−プロピレン−ジエンゴムの少なくとも1種を含むゴム成分100質量部に対し、熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂の混合物を2〜150質量部、パラフィン系オイルを50〜250質量部、パラフィン系オイルに対して0.1〜50質量%の2−エチルヘキサン酸アルミニウムと0.1質量%以上の脂肪酸、および架橋剤を含み、
ゴム成分が動的架橋により熱可塑性エラストマーおよび熱可塑性樹脂の混合物中に分散されていることを特徴とするエラストマー組成物を提供している。
【0008】
本発明者は、軟化剤のブリードに関する研究を積み重ね、エラストマー内における軟化剤の移行に着目し、軟化剤の移行を抑制することを鋭意検討した。その結果、軟化剤としてパラフィン系オイルを用いる際、パラフィン系オイルとともに2−エチルヘキサン酸アルミニウムおよび脂肪酸を所定量配合することでオイルがゲル化し、それによりオイルの移行が抑制され、ひいてはオイルのブリードを防止できることを知見した。さらに、本発明者はエラストマー組成物の他の成分についても検討を重ね、本発明を完成した。
【0009】
本発明のエラストマー組成物は、ゴム成分としてジエン系ゴムまたはEPDMゴムの少なくとも1種を含む。
本発明で用いるジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム(NR)、ブチルゴム(IIR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)または1,2−ポリブタジエンなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
EPDMゴムにおけるジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、1,4−ヘキサジエンまたはシクロオクタジエンなどが挙げられる。本発明ではいずれのタイプのものも使用可能である。
【0010】
ゴム成分としてジエン系ゴムまたはEPDMゴム以外の他のゴムを含んでいてもよい。前記「他のゴム」としては、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴムまたはクロロスルフォン化ポリエチレン等が挙げられる。
【0011】
本発明のエラストマー組成物においては、ゴム成分としてEPDMゴムを必ず含むことが好ましい。全ゴム成分に占めるEPDMゴムの比率は50質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、95〜100質量%であることがさらに好ましい。この理由は、EPDMゴムは主鎖が飽和炭化水素からなり、主鎖に二重結合を含まないため、高濃度オゾン雰囲気または光線照射等の環境下に長時間曝されても、分子主鎖切断が起こりにくく、したがって最終製品、例えば、ゴムローラの耐候性を高めることができるためである。
【0012】
また、前記したように、本発明のエラストマー組成物は、熱可塑性エラストマーおよび熱可塑性樹脂の混合物を含む。熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂の混合物は、混合後もエラストマーであることが望ましい。その理由は、ゴム成分を分散させて最終的に得られるエラストマー組成物の硬度がより低くなるからである。
【0013】
前記熱可塑性エラストマーとしては公知の熱可塑性エラストマーを使用できる。具体的には、例えばスチレン系エラストマー、塩素化ポリエチレン、塩化ビニル系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、エステル系エラストマー、アミド系エラストマー、アイオノマー、エチレンエチルアクリレート樹脂(EEA)、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)等が挙げられる。
【0014】
前記熱可塑性エラストマーのうち、スチレン系エラストマーを用いることが好ましい。スチレン系エラストマーとしては、スチレン系モノマーを主体とする重合体ブロック(A)と共役ジエン化合物を主体とするブロック(B)のブロック共重合体および該ブロック共重合体の共役ジエン重合単位を水素添加したものを例示することができる。前記スチレン系モノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンまたはt−ブチルスチレンなどを例示することができる。これらモノマーは1種類のみを使用しても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。スチレン系モノマーとしては、なかでもスチレンが好ましい。また前記共役ジエン化合物としては、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、2,3−ジメチルブタジエンなどを例示することができる。これらは1種類のみを使用しても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
【0015】
スチレン系エラストマーとして、具体的には、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体(SBS)、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体(SIS)、スチレン−エチレン/ブチレン−スチレン共重合体(SEBS)、スチレン−エチレン/プロピレン−スチレン共重合体(SEPS)またはスチレン−エチレン−エチレン/プロピレン−スチレン共重合体(SEEPS)等が挙げられ、なかでもスチレン−エチレン−エチレン/プロピレン−スチレン共重合体(SEEPS)を用いることが好ましい。
【0016】
前記熱可塑性樹脂としては公知のものを使用でき、例えば、オレフィン系樹脂、ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ナイロン等が挙げられる。なかでもオレフィン系樹脂を用いることが好ましい。オレフィン系樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンエチルアクリレート樹脂、エチレンビニルアセテート樹脂、エチレン−メタクリル酸樹脂またはアイオノマー樹脂等が挙げられるが、ポリプロピレンまたはポリエチレン用いることが好ましく、ポリプロピレンを用いることがより好ましい。
【0017】
前記熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂の混合物をゴム成分100質量部に対し2〜150質量部の割合で含むことが好ましい。
前記混合物の配合量が2質量部未満であると、樹脂成分が少なくなりすぎてゴム成分を樹脂マトリックス中に分散できず加工がしにくくなると共に、成形品の強度および耐摩耗性が低下する。一方、前記混合物の配合量が150質量部を超えると、樹脂成分が多くなりすぎるため硬度が高くなる。その結果、当該組成物からなるゴムローラを紙送りゴムローラとして用いた場合、紙に対する摩擦係数が低下し、かつ耐摩耗性も低下するという問題が生じ得る。
【0018】
前記混合物において熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂との混合割合は、使用するエラストマーおよび樹脂に応じて適切な混合割合を決定できるが、熱可塑性エラストマー100質量部に対して熱可塑性樹脂が1質量部以上100質量部以下であることが好ましい。熱可塑性樹脂の混合量が1質量部未満であると熱可塑性樹脂を混合した効果が見られないからであり、熱可塑性樹脂の混合量が100質量部より多いと混合物がエラストマーでなくなるからである。熱可塑性樹脂の混合量は、熱可塑性エラストマー100質量部に対して20〜80質量部であることがより好ましい。
【0019】
また、本発明のエラストマー組成物は、前記したように、パラフィン系オイルをゴム成分100質量部に対し50〜250質量部の割合で含む。パラフィン系オイルの配合量が50質量部未満であると、加工しにくくなると共にゴムローラに成形したときに低硬度を実現することが困難になる。一方、パラフィン系オイルの配合量が250質量部を超えると、ゴムローラに成形したときに強度や耐摩耗性が低下するという問題が生じ得る。
【0020】
本発明で用いるパラフィン系オイルはアロマ分を全く含まないものが好ましい。アロマ分を少しでも含むと紙を汚染してしまう可能性がある。
パラフィン系オイルとしては、例えば、炭素数4〜155のパラフィン系化合物、好ましくは炭素数4〜50のパラフィン系化合物が挙げられ、具体的には、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカン、ノナデカン、エイコサン、ヘンエイコサン、ドコサン、トリコサン、テトラコサン、ペンタコサン、ヘキサコサン、ヘプタコサン、オクタコサン、ノナコサン、トリアコンタン、ヘントリアコンタン、ドトリアコンタン、ペンタトリアコンタン、ヘキサコンタンもしくはヘプタコンタン等のn−パラフィン(直鎖状飽和炭化水素);イソブタン、イソペンタン、ネオペンタン、イソヘキサン、イソペンタン、ネオヘキサン、2,3−ジメチルブタン、2−メチルヘキサン、3−メチルヘキサン、3−エチルペンタン、2,2−ジメチルペンタン、2,3−ジメチルペンタン、2,4−ジメチルペンタン、3,3−ジメチルペンタン、2,2,3−トリメチルブタン、3−メチルヘプタン、2,2−ジメチルヘキサン、2,3−ジメチルヘキサン、2,4−ジメチルヘキサン、2,5−ジメチルヘキサン、3,4−ジメチルヘキサン、2,2,3−トリメチルペンタン、イソオクタン、2,3,4−トリメチルペンタン、2,3,3−トリメチルペンタン、2,3,4−トリメチルペンタン、イソノナン、2−メチルノナン、イソデカン、イソウンデカン、イソドデカン、イソトリデカン、イソテトラデカン、イソペンタデカン、イソオクタデカン、イソナノデカン、イソエイコサンもしくは4−エチル−5−メチルオクタン等のイソパラフィン(分岐状飽和炭化水素);または、これらの飽和炭化水素の誘導体等を挙げることができる。これらのパラフィンは、混合物で用いられ、室温で液状であるものが好ましい。
【0021】
室温で液状であるパラフィン系オイルの市販品としては、日本油脂(株)製のNAソルベント(イソパラフィン系炭化水素油)、出光興産(株)製のPW−380(n−パラフィン系プロセスオイル)、出光石油化学(株)製のIP−ソルベント2835(合成イソパラフィン系炭化水素、99.8質量%以上のイソパラフィン)、三光化学工業(株)製のネオチオゾール(n−パラフィン系プロセスオイル)等が挙げられる。
【0022】
また、パラフィン系オイルには、少量の不飽和炭化水素およびこれらの誘導体が共存していても良い。不飽和炭化水素としては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、イソブチレン、1−ペンテン、2−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−2−ブテン、2−メチル−2−ブテン、1−ヘキセン、2,3−ジメチル−2−ブテン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネンもしくは1−デセン等のエチレン系炭化水素;または、アセチレン、メチルアセチレン、1−ブチン、2−ブチン、1−ペンチン、1−ヘキシン、1−オクチン、1−ノニンもしくは1−デシン等のアセチレン系炭化水素を挙げることができる。
【0023】
本発明において好ましく用いられるパラフィン系オイルは、環分析における%CPが50以上、更に好ましくは60〜80、全酸価が0.05(mgKOH/g)以下、更に好ましくは0.01以下、アニリン点が100〜160℃、更に好ましくは120〜150℃、40℃における動粘度が150〜1000センチストークス、更に好ましくは200〜500センチストークスのものが好適である。例えば、本発明の実施例で用いるパラフィン系オイルは、環分析における%CPが73、全酸価が0.01(mgKOH/g)以下、アニリン点が144℃、イオウ含量が6ppm、40℃における動粘度が382センチストークスである。
なお、上記アニリン点の値はJIS
K2256に規定される試験管法で測定した値を示し、イオウ含量の値はJIS K2541に規定される微量電量滴定式酸化法で測定した値を示す。
【0024】
本発明においてはパラフィン系オイルの一部を他の石油系軟化剤または可塑剤に置き換えてもよい。この場合、他の石油系軟化剤または可塑剤に置き換えることができるパラフィン系オイルの量は、パラフィン系オイル全体に対し、0を超えて30質量%以下、好ましくは0を超えて10質量%以下である。
前記石油系軟化剤としては、ナフテン系等の鉱物油や炭化水素系オリゴマーからなる公知の合成油、またはプロセスオイルが挙げられる。前記可塑剤としては、フタレート系、アジペート系、セバケート系、フォスフェート系、ポリエーテル系またはポリエステル系等の可塑剤が挙げられる。
【0025】
本発明のエラストマー組成物は、パラフィン系オイルに対して2−エチルヘキサン酸アルミニウムを0.1〜50質量%、脂肪酸を0.1質量%以上を含むことを特徴とする。2−エチルヘキサン酸アルミニウムの割合が0.1質量%未満である場合または脂肪酸の割合が0.1質量%未満である場合は、オイルのゲル化が不十分となり、それゆえにオイル移行を抑止する効果が小さくなり、ひいてはブリードの抑制効果が不十分となる。
一方、2−エチルヘキサン酸アルミニウムの割合が50質量%を超えると、ゲル化が進みすぎることでエラストマー組成物が硬くなりゴムローラに成形したときに低硬度を実現することが困難になるうえに、コストが高くなってしまうため実用的ではない。脂肪酸の配合量の上限値は特に限定されないが、通常は100質量%以下、好ましくは50質量%以下である。
【0026】
なかでも、2−エチルヘキサン酸アルミニウムの配合量はパラフィン系オイルに対して0.1〜30質量%であることが好ましく、0.5〜20質量%であることがより好ましい。脂肪酸の配合量はパラフィン系オイルに対して0.1〜10質量%であることが好ましく、0.1〜5質量%であることがより好ましい。
2−エチルヘキサン酸アルミニウムの配合量と脂肪酸の配合量の質量比は、(2−エチルヘキサン酸アルミニウム):(脂肪酸)=10〜1:1であることが好ましく、6〜1:1であることがより好ましい。
【0027】
本発明で用いる脂肪酸としては、炭素数が8〜24である飽和脂肪酸または不飽和脂肪酸が挙げられる。具体的に、脂肪酸としては、例えばラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ベヘニン酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、リノール酸またはリノレン酸などが挙げられる。これらは一種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、本発明においてはステアリン酸を用いることが好ましい。
本発明で用いる脂肪酸としては、脂肪酸の塩または誘導体であってもよい。脂肪酸の塩としてはナトリウム、カリウムもしくはリチウム等のアルカリ金属との塩、バリウム、カルシウム、マグネシウムもしくは亜鉛等のアルカリ土類金属との塩を例示できる。脂肪酸の誘導体としてはヒドロキシル酸等が挙げられる。
【0028】
本発明のエラストマー組成物は架橋剤を含む。該架橋剤の配合量は架橋剤の種類等により適宜選択すればよいが、例えばゴム成分100質量部に対して1質量部以上20質量部以下とすることが好ましく、8質量部以上15質量部以下とすることが特に好ましい。架橋剤の配合量が1質量部未満であると架橋不足が起こり成形品の耐久性が低下してしまうことがある。逆に、架橋剤の配合量が20質量部を越えると過剰架橋となって動的架橋時の異常発熱により熱劣化が生じてしまうことがある。
【0029】
架橋剤としては、例えば樹脂架橋剤または過酸化物架橋剤など公知の架橋剤を用いることができるが、樹脂架橋剤を用いることが好ましい。
樹脂架橋剤は加熱等によってゴムに架橋反応を起させる合成樹脂であり、例えばフェノール樹脂、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂、トリアジン・ホルムアルデヒド縮合物、ヘキサメトキシメチル・メラミン樹脂等が挙げられる。なかでもフェノール樹脂を用いることが好ましい。
【0030】
フェノール樹脂の具体例としては、フェノール、アルキルフェノール、クレゾール、キシレノールもしくはレゾルシン等のフェノール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドもしくはフルフラール等のアルデヒド類との反応により合成される各種フェノール樹脂が挙げられる。フェノール樹脂のアルデヒドユニットに少なくとも一個のハロゲン原子が結合したハロゲン化フェノール樹脂を用いることもできる。
特に、ベンゼンのオルト位またはパラ位にアルキル基が結合したアルキルフェノールと、ホルムアルデヒドとの反応によって得られるアルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂が、ゴムとの相溶性に優れるとともに反応性に富んでいて架橋反応開始時間を比較的早くできるので好ましい。アルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂のアルキル基は、通常、炭素数が1から10のアルキル基であり、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基またはブチル基等が挙げられる。また、このアルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂のハロゲン化物も好適に用いられる。
さらに、硫化−p−第三ブチルフェノールとアルデヒド類とを付加縮合させた変性アルキルフェノール樹脂や、アルキルフェノール・スルフィド樹脂も樹脂架橋剤として使用可能である。
【0031】
架橋反応を適切に行うために架橋助剤(活性剤)を用いてもよい。架橋助剤としては金属酸化物が使用され、特に酸化亜鉛、炭酸亜鉛が好ましい。
架橋助剤の配合量は、その種類および架橋剤の種類に応じて適宜選択すればよいが、例えばゴム成分100質量部に対して1質量部以上20質量部以下とすることが好ましく、1質量部以上10質量部以下とすることがより好ましい。
【0032】
本発明のエラストマー組成物中には、必要に応じて充填剤を配合することができる。充填剤としては、例えばシリカ、カーボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウム、二塩基性亜リン酸塩(DLP)、塩基性炭酸マグネシウムまたはアルミナ等の粉体を挙げることができる。充填剤を配合する場合、充填剤はエラストマー組成物全質量の15質量%以下で配合するのが好ましい。これは充填剤の配合はエラストマー組成物の引張強度および引裂強度等の改善には有効であるものの、あまり多く配合するとエラストマー組成物の柔軟性が低下してローラとした時のローラの摩擦係数が低下する傾向を示すためである。
本発明のエラストマー組成物においては、上記成分の他に、本発明の目的に反しない限り、老化防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、帯電防止剤、難燃剤、中和剤、造核剤または気泡防止剤等の添加剤を適宜配合してもよい。
【0033】
前記エラストマー組成物全体に対して、パラフィン系オイル、2−エチルヘキサン酸アルミニウム、脂肪酸や充填剤等の非ポリマー分を除くポリマー分(ゴム成分+熱可塑性エラストマー+熱可塑性樹脂+樹脂架橋剤+その他の添加樹脂)の割合は40質量%以上95質量%以下が好ましく、59質量%以上95質量%以下がより好ましい。
40質量%以上としているのはエラストマー組成物の耐摩耗性を確保するためであり、95質量%以下としているのはエラストマー組成物の混練り加工性および成形性を確保するためである。
【0034】
本発明のエラストマー組成物では、ゴム成分を動的架橋し、熱可塑性エラストマーおよび熱可塑性樹脂の混合物中にゴム成分を分散させている。
本発明における動的架橋は、塩素、臭素、フッ素またはヨウ素等のハロゲンの存在下に行ってもよい。動的架橋時にハロゲンを存在させるには、上述したハロゲン化された樹脂架橋剤を用いるか、エラストマー組成物中にハロゲン供与性物質を配合させればよい。前記ハロゲン供与性物質としては、塩化第二スズ等の塩化スズ、塩化第二鉄、塩化第二銅等が挙げられる。ハロゲン供与性物質は一種類を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
【0035】
本発明のエラストマー組成物は、例えば以下のようにして製造することができる。
前記ゴム成分、熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂の混合物、パラフィン系オイル、2−エチルヘキサン酸アルミニウム、脂肪酸、架橋剤、さらに所望により他の添加剤をヘンシェルミキサー、スーパーミキサーまたはタンブラー型ミキサー等の混練機に投入して混練する。この混練物を一軸もしくは2軸押出機またはニーダー等に投入し、150〜250℃に加熱しながら架橋剤によりゴム成分を動的架橋し、熱可塑性エラストマーおよび熱可塑性樹脂の混合物中にゴム成分を分散させる。
【0036】
以上述べてきた本発明のエラストマー組成物は種々の用途に使用することができる。なかでも、複写機、プリンター、ファクシミリまたはATM等のOA機器等において紙の搬送に寄与する部材として用いることが好ましい。より具体的には、紙の重送を防止するための分離シートや分離パッド、紙送りローラに応用することができる。なかでも、給紙機構を構成する給紙ローラ、搬送ローラまたは排紙ローラ等の紙送りローラに応用することが特に好ましい。
【0037】
本発明は、前記エラストマー組成物を用いて形成されるゴムローラを提供している。該ゴムローラは少なくとも表層に前記本発明のエラストマー組成物からなる層を備えたものであれば、いかなる構造を有するものであってよい。しかし、本発明のエラストマー組成物からなる層のみを有するゴムローラが、構造が簡単で、製造工程管理およびコスト面からみて好ましい。本発明のゴムローラは通常金属やセラミックス等からなる芯金を中心に挿入した状態で使用される。
本発明のゴムローラの厚さは1〜20mmであることが好ましく、2〜20mmであることがより好ましい。厚さが1mm未満では弾性が不足し搬送性能が低下しやすく、厚さが20mmを超えるとゴムローラが大きくなりすぎ、複写機やプリンター等に搭載しにくくなるからである。
【0038】
本発明のゴムローラは、JIS K6253に準拠して測定した硬度を30以上50以下に設定している。硬度を30以上50以下としているのは、この範囲の硬度を有するゴムローラは良好な柔軟性を示し、ゴムローラを比較的小さい圧接力で紙やフィルムに押し付けてもゴムローラが充分に変形し、紙やフィルムとの間に大きい接触面積を得ることができるからである。硬度が30未満であると摩耗量が多くなるという問題があり、硬度が50を越えると通紙中に不送りが発生するという問題がある。本発明のゴムローラの硬度は35以上45以下であることがより好ましい。
【0039】
本発明のゴムローラは、例えば以下のようにして製造することができる。
前記本発明のエラストマー組成物を2軸押出機より押し出してペレット化し、該ペレットを押出機によりチューブ状に押し出し、それをカットすることによってゴムローラとしてもよいし、ペレットを射出(インジェクション)成形機により射出してチューブ状に成形し、この成形品の表面を研磨した後、所要寸法にカットしてゴムローラとしてもよい。
【発明の効果】
【0040】
本発明のエラストマー組成物においては、2−エチルヘキサン酸アルミニウムおよび脂肪酸を配合することにより、軟化剤であるパラフィン系オイルがゲル化するため、エラストマー内におけるパラフィン系オイルの移行が抑制されている。その結果、本発明のエラストマー組成物からなるゴムローラにおいては、その表面から軟化剤であるパラフィン系オイルがブリードすることがない。ゆえに、例えば本発明のゴムローラを紙送りローラとして使用した場合、スーパーファイン光沢紙、フォトプリント紙やカラーOHP用紙を用いた写真画質などの高画質印刷時においても色抜け(白抜け)が生じない。
【0041】
さらに、本発明のエラストマー組成物は、その各成分の配合比率が所定の割合に調整されているために、該エラストマー組成物からなるゴムローラは摩擦係数が高く、かつ耐摩耗性も確保されている。さらに、本発明のゴムローラはその硬度が30以上50以下に設定されおり、複写機やプリンター等のOA機器における紙送りローラとして用いた場合に、紙やフィルムとの間に大きい接触面積を得ることができ、かつ通紙中の不送りが抑制できるという優れた性能を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0042】
以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明のエラストマー組成物はゴム成分としてEPDMゴムを含む。さらに、熱可塑性エラストマーとしてスチレン系熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂としてポリプロピレンとの混合物を含む。該スチレン系熱可塑性エラストマーとポリプロピレンの混合物は、EPDMゴム100質量部に対して30〜100質量部、好ましくは50〜90質量部配合されている。前記混合物におけるスチレン系熱可塑性エラストマーとポリプロピレンの混合割合は、スチレン系熱可塑性エラストマー100質量部に対してポリプロピレンが10〜80質量部、好ましくは20〜60質量部である。
【0043】
さらに、パラフィン系オイルとしてパラフィン系プロセスオイルを含む。パラフィン系プロセスオイルはEPDMゴム100質量部に対して100〜250質量部、好ましくは150〜250質量部配合されている。
前記パラフィン系オイルのブリードを抑えるために、2−エチルヘキサン酸アルミニウムおよび脂肪酸を含む。脂肪酸としてはステアリン酸を用いる。2−エチルヘキサン酸アルミニウムはEPDMゴム100質量部に対して1〜20質量部配合され、パラフィン系オイル100質量部に対して0.1〜20質量部、好ましくは0.5〜10質量部配合されている。脂肪酸はEPDMゴム100質量部に対して0.1〜10質量部配合され、パラフィン系オイル100質量部に対して0.1〜10質量部、好ましくは0.5〜5質量部配合されている。2−エチルヘキサン酸アルミニウムの配合量と脂肪酸の配合量の質量比は(2−エチルヘキサン酸アルミニウム):(脂肪酸)=10〜1:1であり、好ましくは6〜1:1である。
【0044】
さらに、架橋剤としてフェノール系樹脂架橋剤を配合している。該フェノール系樹脂架橋剤は、EPDMゴム100質量部に対して1〜20質量部、好ましくは8〜15質量部配合されている。
さらにまた、架橋反応を適切に行うために架橋助剤として酸化亜鉛を含む。酸化亜鉛はEPDMゴム100質量部に対して1〜10質量部配合されている。
【0045】
前記成分を所要の配合比にしてタンブラー型混練機に投入し、混練りする。混練り時の温度は150〜300℃、好ましくは200〜250℃とし、混練り時間は1〜60分、好ましくは5〜30分とする。得られた混練材を2軸押出機に投入して、150〜250℃、好ましくは200℃で動的架橋を行い、ゴム成分を均一に分散させて、本発明のエラストマー組成物をペレットとして作製している。
【0046】
このペレットを190〜230℃の条件下で単軸押出機を用いてチューブ状に押し出し、中空部に金属製の芯金を圧入するか、あるいは両者を接着剤で接合して固定し、本発明のゴムローラを得ている。
円筒形状に成形したローラ部の中空部に略D字形状の芯材を圧入することにより略D字形状のゴムローラとすることもできる。なお、本発明のゴムローラの表面にはローレット状の溝を設けても良い。 前記工程で製造した本発明のゴムローラは、JIS K6253に準拠して測定した硬度を30以上50以下としている。
【0047】
「実施例」
実施例および比較例を示し、本発明について詳述する。
下記の表1に示す配合からなるエラストマー組成物を用いてゴムローラを製造し、得られたゴムローラについて後述する方法により、硬度、ローラ痕の発生、耐摩耗性および摩擦係数の評価を行った。評価結果を表1に示す。
【0048】
【表1】

【0049】
表中の各成分については下記製品を用いた。
・EPDMゴム;住友化学(株)製「エスプレン505A」
・熱可塑性エラストマー;スチレン系熱可塑性エラストマー((株)クラレ製「セプトン4077」)
・熱可塑性樹脂;ポリプロピレン(日本ポリプロ(株)製「ノバテックPP」)
・パラフィン系オイル;パラフィン系プロセスオイル(出光興産(株)製「ダイアナプロセスオイルPW−380」)
・2−エチルヘキサン酸アルミニウム;ホープ製薬(株)製「オクトープアルミA」
・脂肪酸;ステアリン酸(日本油脂(株)製)
・架橋剤;フェノール系樹脂架橋剤(田岡化学(株)製「タッキロール250−III」)
・架橋助剤;酸化亜鉛(三井金属鉱業(株)製「亜鉛華1号」)
【0050】
ゴムローラを以下の工程で製造した。
まず、材料の計量を行い、表1に示した量のEPDMゴム、熱可塑性エラストマー、熱可塑性樹脂、パラフィン系オイル、2−エチルヘキサン酸アルミニウム、脂肪酸、架橋剤および架橋助剤を配合し、タンブラーに投入し10分混合した。その後、200℃で2軸押出機(アイベック(株)製HTM38)にてEPDMゴムを動的架橋してエラストマー組成物を作製し、押し出してペレット化した。
次に、このペレットを単軸押出機(笠松加工研究所(株)製、φ50押出機)を用いて20rpm、温調190℃〜230℃の条件下チューブ状に押し出し、外径22mm、内径18mmの押出成形品を得た。このチューブ状押出成形品を15mm幅に定寸カットし、その中空部に芯金を挿入して固着し、ゴムローラを得た。
【0051】
ゴムローラの試験方法を示す。
(硬度)
JIS K6253に準拠して、雰囲気温度23℃にて測定した。
(ローラ痕)
実施例および比較例の各ゴムローラの表面をアルコールで拭いた後、60℃のオーブン中に1晩放置した。放置後の各ゴムローラを給紙ローラとしてインクジェットプリンター(セイコーエプソン(株)製「PM−770C」)に装着し、温度23℃、相対湿度55%の条件下で、OHP用紙(セイコーエプソン(株)製インクジェットプリンター専用OHPシート)に緑色ハーフトーンを印刷した。
この際のローラ接触部分の色抜けの有無を目視で確認し、色抜けがない場合を「◎」と、色抜けはあるが目立たない場合を「○」と、色抜けが目立つ場合を「×」と評価した。
【0052】
(耐摩耗性)
実施例および比較例の各ゴムローラを給紙ローラとして複写機に取付け、温度23℃、相対湿度55%の条件下で、A4サイズの紙(富士ゼロックスオフィスサプライ(株)製PPC用紙)20,000枚を10時間かけて通紙し、通紙前後のゴムローラの質量を測定することにより摩耗量を求めた。表1には比較例1の摩耗量を100とした場合の指数で示しており、指数が大きいほど耐摩耗性が優れている。
【0053】
(摩擦係数)
図1に示す装置を用いて摩擦係数の評価を行った。実施例および比較例の各ゴムローラ1とプレート3の間に、ロードセル5に接続したA4サイズのPPC用紙4(富士ゼロックスオフィスサプライ(株)製)を挟み、黒矢印で示すようにゴムローラ1の芯金2に250gfの荷重Wを加え、ゴムローラ1をプレート3に圧接させた。ついで、温度23℃
、相対湿度55%の条件下で、ゴムローラ1を矢印aの示す方向に周速300mm/秒で回転させ、白矢印で示す方向に発生した力F(gf)をロードセル5によって測定した。そして、この測定値F(gf)と荷重W(W=250gf)とから下記式1により摩擦係数μを求めた。表1には比較例1の摩擦係数を100とした場合の指数で示しており、指数が大きいほど摩擦係数が高く紙の搬送力が優れている。
μ=F(gf)/W(gf) (式1)
【0054】
2−エチルヘキサン酸アルミニウムおよび脂肪酸を添加しなかった比較例1、2−エチルヘキサン酸アルミニウムの添加量がわずかであった比較例6、および脂肪酸の添加量がわずかであった比較例8では、パラフィン系オイルが十分にゲル化せずブリードしたため色抜けが生じた。一方、2−エチルヘキサン酸アルミニウムの添加量が多い比較例7では、パラフィン系オイルのゲル化が進みすぎたため、硬度が大きくかつ摩擦係数が低かった。
熱可塑性エラストマーおよび熱可塑性樹脂の混合物の配合量が少ない比較例2では、ゴムローラの硬度が極端に低くなり、耐摩耗性も低下した。一方、前記混合物の配合量が多い比較例3では、ゴムローラの硬度が高くなってしまったためゴムローラの耐摩耗性および摩擦係数がともに低かった。
パラフィン系オイルの配合量が少ない比較例4では、硬度が大きく、かつ摩擦係数が低いため、給紙ローラとして使用したときに紙の不送りが発生するおそれがある。一方、パラフィン系オイルの配合量が多い比較例5では耐摩耗性が低下した。
【0055】
これに対し、実施例のゴムローラは、硬度が40〜50と適度な硬さを有し、摩擦係数が高く、かつ耐摩耗性においても優れている。さらに、2−エチルヘキサン酸アルミニウムおよび脂肪酸により軟化剤であるパラフィン系オイルの移行が抑えられており、結果としてパラフィン系オイルがブリードすることなく色抜けの発生を防ぐことができた。
【図面の簡単な説明】
【0056】
【図1】実施例において摩擦係数を測定するための装置の模式図である。
【符号の説明】
【0057】
1 ゴムローラ
2 芯金
3 プレート
4 PPC用紙
5 ロードセル

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ジエン系ゴムまたはエチレン−プロピレン−ジエンゴムの少なくとも1種を含むゴム成分100質量部に対し、熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂の混合物を2〜150質量部、パラフィン系オイルを50〜250質量部、パラフィン系オイルに対して0.1〜50質量%の2−エチルヘキサン酸アルミニウムと0.1質量%以上の脂肪酸、および架橋剤を含み、
ゴム成分が動的架橋により熱可塑性エラストマーおよび熱可塑性樹脂の混合物中に分散されていることを特徴とするエラストマー組成物。
【請求項2】
架橋剤がフェノール系樹脂架橋剤である請求項1に記載のエラストマー組成物。
【請求項3】
請求項1または請求項2に記載のエラストマー組成物を用いることを特徴とするゴムローラ。
【請求項4】
JIS K6253に準拠して測定した硬度が30以上50以下である請求項3に記載のゴムローラ。
【請求項5】
画像形成装置の紙送りローラとして用いられる請求項3または請求項4に記載のゴムローラ。

【図1】
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【公開番号】特開2007−31572(P2007−31572A)
【公開日】平成19年2月8日(2007.2.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−217213(P2005−217213)
【出願日】平成17年7月27日(2005.7.27)
【出願人】(000183233)住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Fターム(参考)】