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CN118852749A - 片材输送辊用橡胶组合物以及片材输送辊 - Google Patents

片材输送辊用橡胶组合物以及片材输送辊 Download PDF

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Publication number
CN118852749A
CN118852749A CN202311795225.6A CN202311795225A CN118852749A CN 118852749 A CN118852749 A CN 118852749A CN 202311795225 A CN202311795225 A CN 202311795225A CN 118852749 A CN118852749 A CN 118852749A
Authority
CN
China
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rubber
sheet conveying
conveying roller
mass
rubber composition
Prior art date
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Pending
Application number
CN202311795225.6A
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English (en)
Inventor
滨洼真司
藤井良辅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Rubber Industries Ltd filed Critical Sumitomo Rubber Industries Ltd
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    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
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Abstract

本申请提供一种在含有相同的基材橡胶和交联剂的橡胶组合物中,可以制作摩擦系数优异的片材输送辊的橡胶组合物。一种片材输送辊用橡胶组合物,其特征在于,含有基材橡胶和石油树脂,所述基材橡胶含有二烯系橡胶,所述基材橡胶100质量%中,所述二烯系橡胶的含有率为50质量%以上。

Description

片材输送辊用橡胶组合物以及片材输送辊
技术领域
本发明涉及用于形成片材输送辊的橡胶组合物。
背景技术
在静电式复印机、激光打印机、普通纸传真装置以及它们的复合装置、喷墨打印机等图像形成装置以及进行票据类的扫描或分类的文件处理装置等机器类中的片材输送机构中,组装有各种片材输送辊。所述片材输送辊一边与纸、塑料膜等片材接触一边旋转,通过摩擦输送片材。
作为片材输送辊的材料,从摩擦系数、耐环境性能(例如耐臭氧性)、成本的观点考虑,多数情况使用乙烯-丙烯-二烯烃单体共聚物(EPDM)。这里,近年来,在图像形成装置等中使用的片材的种类多种多样,存在对片材输送辊要求高摩擦系数的情况。
因此,提出有提高使用EPDM的辊的摩擦系数的技术。例如,专利文献1中记载了一种送纸辊,所述送纸辊包括辊主体,所述辊主体由橡胶组合物形成,所述橡胶组合物是用于形成送纸辊的辊主体的橡胶组合物,其中,作为橡胶成分,含有乙烯含量为55%以上、72%以下的非充油乙烯-丙烯-二烯烃橡胶与充油乙烯-丙烯-二烯烃橡胶,所述非充油乙烯-丙烯-二烯烃橡胶的比例在所述橡胶的总量100质量份中为20质量份以上、80质量份以下(参见专利文献1(权利要求5、表1))。
另外,提出有通过将基材橡胶的主体变更为异戊二烯橡胶、天然橡胶来提高辊的摩擦系数的技术。例如,专利文献2中记载了一种送纸辊,所述送纸辊包括辊主体,所述辊主体由橡胶组合物的交联物形成,所述橡胶组合物在橡胶的总量100质量份中以55质量份以上的比例包含选自由异戊二烯橡胶和天然橡胶组成的群组中的至少一种异戊二烯系橡胶(其中不包括环氧化天然橡胶)(参见专利文献2(权利要求1、表1))。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]JP特开2020-2271号公报
[专利文献2]JP特开2021-91549号公报
发明内容
[本发明所要解决的问题]
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种在含有相同的基材橡胶和交联剂的橡胶组合物中,可以制作摩擦系数优异的片材输送辊的橡胶组合物。
[用于解决问题的手段]
可以解决上述问题的本发明的片材输送辊用橡胶组合物,其特征在于,含有基材橡胶和石油树脂,所述基材橡胶含有二烯系橡胶,所述基材橡胶100质量%中,所述二烯系橡胶的含有率为50质量%以上。
[发明效果]
根据本发明,可以得到一种在含有相同的基材橡胶和交联剂的橡胶组合物中,可以制作摩擦系数优异的片材输送辊的橡胶组合物。
附图说明
图1是表示本发明的片材输送辊的一例的立体图。
图2是说明摩擦系数测定方法的示意图。
[附图标记]
1:片材输送辊、2:辊主体、3:通孔、4:轴(shaft)、10:板、11:纸、12:负荷传感器(load cell)
具体实施方式
本发明的片材输送辊用橡胶组合物(以下,有时仅称为“橡胶组合物”)的特征在于:含有基材橡胶和石油树脂,所述基材橡胶含有二烯系橡胶,所述基材橡胶100质量%中,所述二烯系橡胶的含有率为50质量%以上。
本发明的片材输送辊用橡胶组合物中,通过使用二烯系橡胶作为基材橡胶的主要成分,可以提高所得到的片材输送辊的摩擦系数。另外,通过在片材输送辊用橡胶组合物中添加石油树脂,可以进一步提高所得到的片材输送辊的摩擦系数。
(基材橡胶)
所述橡胶组合物中,作为基材橡胶,含有二烯系橡胶。所述二烯系橡胶可单独使用1种,也可并用2种以上。
作为所述二烯系橡胶,可以列举异戊二烯橡胶、天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、氯丁橡胶等。
(异戊二烯橡胶(IR))
作为所述异戊二烯橡胶,可以使用人工再现天然橡胶的结构的、具有聚异戊二烯结构的各种聚合物中的任意种。特别是,考虑到提高配制橡胶组合物、成形为辊主体的形状后使其交联而形成辊主体时的作业性等时,优选在交联前在常温(5~35℃)下为半固体形状或固体形状的异戊二烯橡胶。
(天然橡胶(NR))
作为天然橡胶,例如,可以列举根据产地分类的SMR(标准马来西亚橡胶)、SVR(标准越南橡胶)、SIR(标准印度尼西亚橡胶)、STR(标准泰国橡胶)、SSR(标准新加坡橡胶)、SCR(标准锡兰橡胶)等具有任意门尼粘度的各种天然橡胶、根据绿皮书分类的品种等级中的棱纹烟胶片(Ribbed Smoked Sheet)、白绉片(white crepe)、苍铍胶(pale crepe)、胶园褐绉片(estate brown crepe)、杂胶绉片(compo crepe)、薄褐绉片(thin brown crepe)、厚褐绉片(thick brown crepe)等各种等级的片状橡胶等。
另外,作为天然橡胶,也可以使用例如脱蛋白天然橡胶、氢化天然橡胶、接枝化天然橡胶等改质天然橡胶。
(苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR))
所述苯乙烯-丁二烯橡胶是苯乙烯与1,3-丁二烯的共聚物,可以使用具有交联性的各种苯乙烯-丁二烯橡胶中的任意种。所述苯乙烯-丁二烯橡胶可以列举通过乳液聚合法得到的苯乙烯-丁二烯橡胶、通过溶液聚合法得到的苯乙烯-丁二烯橡胶等,优选通过乳液聚合法得到的苯乙烯-丁二烯橡胶。
作为所述苯乙烯-丁二烯橡胶,可以使用根据苯乙烯含量分类的高苯乙烯型、中苯乙烯型和低苯乙烯型的苯乙烯-丁二烯橡胶中的任意种。所述苯乙烯-丁二烯橡胶的苯乙烯含有率优选为15质量%以上,更优选为20质量%以上,另外,优选为45质量%以下,更优选为35质量%以下。
所述基材橡胶100质量%中,二烯系橡胶的含有率为50质量%以上,优选为55质量%以上,进一步优选为60质量%以上,基材橡胶可仅含有二烯系橡胶。若在基材橡胶中的二烯系橡胶的含有率为50质量%以上,则可以提高所得到的片材输送辊的摩擦系数。
所述橡胶组合物中,作为二烯系橡胶,优选含有异戊二烯橡胶和/或天然橡胶。在这种情况时,所述基材橡胶100质量%中,异戊二烯橡胶和天然橡胶的合计含有率优选为30质量%以上,更优选为40质量%以上,也可仅含有异戊二烯橡胶和/或天然橡胶作为基材橡胶。
(其它橡胶成分)
所述基材橡胶可在不损害本发明的效果的程度内含有除二烯系橡胶以外的其它橡胶成分作为基材橡胶。
作为所述其它橡胶成分,可以列举乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、环氧氯丙烷系橡胶、丙烯酸系橡胶、丁基橡胶、硅橡胶等非二烯系橡胶。这些其它橡胶成分可单独使用,也可并用2种以上。
所述基材橡胶可进一步含有乙烯-α-烯烃共聚物和/或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。所述基材橡胶通过进一步含有乙烯-α-烯烃共聚物和/或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,所得到的片材输送辊的耐臭氧性提高。
在所述橡胶组合物含有乙烯-α-烯烃共聚物和/或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物作为基材橡胶时,基材橡胶100质量%中,乙烯-α-烯烃共聚物和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的合计含有率优选为25质量%以上,更优选为30质量%以上,优选小于50质量%,更优选为40质量%以下。
(乙烯-α-烯烃共聚物)
所述乙烯-α-烯烃共聚物是至少含有乙烯和α-烯烃作为构成成分的共聚物。此外,所述乙烯-α-烯烃共聚物中还包括:通过在乙烯和α-烯烃中添加少量的二烯成分从而在主链中引入双键的乙烯-α-烯烃-二烯烃共聚物。
作为所述α-烯烃,可以列举丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等。
作为所述二烯成分,可以列举亚乙基降冰片烯(ENB)、1,4-己二烯(1,4-HD)、双环戊二烯(DCP)等,优选亚乙基降冰片烯。
作为所述乙烯-α-烯烃共聚物,可以列举乙烯-丙烯共聚物(EPM)、乙烯-丁烯共聚物(EBR)、乙烯-辛烯共聚物(EOR)等。另外,作为所述乙烯-α-烯烃-二烯烃共聚物,可以列举乙烯-丙烯-二烯烃共聚物(EPDM)、乙烯-丁烯-二烯烃共聚物(EBDM)、乙烯-丙烯-丁烯-二烯烃共聚物(EPBDM)等。
(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)
所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物是乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物。所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的乙酸乙烯酯含有率为10质量%以上,优选为14质量%以上,另外,为50质量%以下,优选为46质量%以下。
(石油树脂)
所述橡胶组合物含有石油树脂。通过含有石油树脂,可以进一步提高片材输送辊的摩擦系数。所述石油树脂可单独使用1种,也可并用2种以上。
所述石油树脂是通过将石油馏分聚合或共聚而得到的树脂,所述石油馏分是在将石脑油等石油类热分解而制造乙烯等烯烃时作为副产物而得到的。此外,石油树脂的原料不需要全部为石油馏分,也可含有化学合成的不饱和化合物。
作为所述石油馏分,例如,可以列举碳原子数为4~10的脂肪族烯烃类、碳原子数为4~10的脂肪族二烯烃类、具有烯属不饱和键的碳原子数为8以上的芳香族化合物。
作为所述碳原子数为4~10的脂肪族烯烃类,可以列举丁烯、戊烯、己烯、庚烯等。作为所述碳原子数为4~10的脂肪族二烯烃类,可以列举丁二烯、戊二烯、异戊二烯、环戊二烯、双环戊二烯、甲基戊二烯等。作为所述具有烯属不饱和键的碳原子数为8以上的芳香族化合物,可以列举苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯、茚、甲基茚、乙基茚等。
作为所述化学合成的不饱和化合物,例如,可以列举环戊二烯、双环戊二烯(DCPD)。
作为所述石油树脂,可以列举:通过将脂肪族烯烃类和/或脂肪族二烯烃类聚合而得到的脂肪族系石油树脂;通过将具有烯属不饱和键的芳香族化合物聚合而得到的芳香族系石油树脂;通过将脂肪族烯烃类和/或脂肪族二烯烃类、与具有烯属不饱和键的芳香族化合物共聚而得到的脂肪族-芳香族共聚物系石油树脂;通过将环戊二烯或二环戊二烯聚合而得到的双环戊二烯系石油树脂;通过将脂肪族烯烃类和/或脂肪族二烯烃类、与环戊二烯、二环戊二烯聚合而得到的脂肪族-双环戊二烯共聚物系石油树脂;通过将具有烯属不饱和键的芳香族化合物与环戊二烯、双环戊二烯共聚而得到的芳香族-双环戊二烯共聚物系石油树脂、通过将脂肪族烯烃类和/或脂肪族二烯烃类、与具有烯属不饱和键的芳香族化合物、与环戊二烯、双环戊二烯聚合而得到的脂肪族-芳香族-双环戊二烯共聚物系石油树脂;通过将苯乙烯系化合物(苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯)聚合而得到的苯乙烯系树脂等。
此外,石油树脂也可以使用对通过将所述石油馏分、化学合成的不饱和化合物聚合而得到的聚合物加氢而得到的氢化石油树脂。通过加氢,分子中的双键被氢化。氢化物可以使用分子中的双键全部被氢化的完全氢化石油树脂、分子中的双键的一部分被氢化的部分氢化石油树脂中的任意种。
作为氢化石油树脂,可以列举:通过将脂肪族系石油树脂加氢而得到的氢化脂肪族石油树脂;通过将芳香族系石油树脂加氢而得到的氢化芳香族系石油树脂;通过将脂肪族-芳香族共聚物系石油树脂加氢而得到的氢化脂肪族-芳香族共聚物系石油树脂;通过将双环戊二烯系石油树脂加氢而得到的氢化双环戊二烯系石油树脂;通过将脂肪族-双环戊二烯共聚物系石油树脂加氢而得到的氢化脂肪族-双环戊二烯共聚物系石油树脂;通过将芳香族-双环戊二烯共聚物系石油树脂加氢而得到的氢化芳香族-双环戊二烯共聚物系石油树脂;通过将脂肪族-芳香族-双环戊二烯共聚物系石油树脂加氢而得到的氢化脂肪族-芳香族-双环戊二烯共聚物系石油树脂等。
作为所述石油树脂,优选为选自由脂肪族系石油树脂、芳香族系石油树脂、脂肪族-芳香族共聚物系石油树脂、双环戊二烯系石油树脂、脂肪族-双环戊二烯共聚物系石油树脂、芳香族-双环戊二烯共聚物系石油树脂、脂肪族-芳香族-双环戊二烯共聚物系石油树脂、氢化脂肪族系石油树脂、氢化芳香族系石油树脂、氢化脂肪族-芳香族共聚物系石油树脂、氢化双环戊二烯系石油树脂、氢化脂肪族-双环戊二烯共聚物系石油树脂、氢化芳香族-双环戊二烯共聚物系石油树脂、氢化脂肪族-芳香族-双环戊二烯共聚物系石油树脂、以及苯乙烯系树脂中的组成的群组中的1种以上的石油树脂。
所述石油树脂的软化点优选为50℃以上,更优选为60℃以上,进一步优选为70℃以上,另外,优选为150℃以下,更优选为140℃以下,进一步优选为130℃以下。若所述软化点为50℃以上,则保存、计量时的处理容易,若所述软化点为150℃以下,则混炼时树脂容易软化,容易捏炼。此外,石油树脂的软化点根据JIS K6220-1(2015)的7.7软化点测定。
相对于所述基材橡胶100质量份,所述橡胶组合物中的石油树脂的含量优选为1.0质量份以上,更优选为1.5质量份以上,进一步优选为2.0质量份以上,另外,优选为15质量份以下,更优选为13质量份以下,进一步优选为12质量份以下。若石油树脂的含量为1.0质量份以上,则片材输送辊的摩擦系数进一步提高,若石油树脂的含量为15质量份以下,则在混炼时能够抑制粘附于装置内壁这一情况,加工性变良好。
(交联剂)
所述橡胶组合物优选含有交联剂。通过含有交联剂,所得到的片材输送辊的耐磨耗性进一步提高。
作为所述交联剂,可以使用硫系交联剂、有机过氧化物、树脂交联剂中的任意种。此外,在由于硫系交联剂的喷霜而担心辊的摩擦系数降低的情况时,作为交联剂,优选使用有机过氧化物。
作为所述硫系交联剂,可以列举单质硫、硫载体(sulfur-donor)型化合物。作为所述单质硫,可以列举粉末硫、沉淀硫、胶体状硫、不溶性硫。作为所述硫载体型化合物,可以列举4,4’-二硫代双吗啉等。所述硫系交联剂可单独使用,也可并用2种以上。
在配混所述硫系交联剂时,相对于所述基材橡胶100质量份,所述橡胶组合物中的所述硫系交联剂的含量优选为0.1质量份以上,更优选为0.2质量份以上,进一步优选为0.5质量份以上,优选为10质量份以下,更优选为8质量份以下,进一步优选为5质量份以下。
作为所述有机过氧化物,可以列举过氧化二异丙苯、α,α’-双(叔丁基过氧-间二异丙基)苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷、1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷等。所述有机过氧化物可单独使用,也可并用2种以上。
在配混所述有机过氧化物时,相对于所述基材橡胶100质量份,所述橡胶组合物中的所述有机过氧化物的含量优选为0.1质量份以上,更优选为0.5质量份以上,进一步优选为1.0质量份以上,优选为15质量份以下,更优选为10质量份以下,进一步优选为8质量份以下。
作为所述树脂交联剂,可以列举烷基酚醛树脂、热反应性酚树脂、酚-二醇系树脂、双酚树脂、热反应性溴甲基烷基化酚树脂等烷基酚醛树脂类。
(交联促进剂)
在使用硫系交联剂作为所述交联剂时,所述橡胶组合物可进一步含有交联促进剂。作为所述交联促进剂,可以使用无机促进剂、有机促进剂中的任意种。作为所述无机促进剂,可以列举消石灰、氧化镁(magnesia)(MgO)、密陀僧(litharge)(PbO)等。作为所述有机促进剂,例如可以列举噻唑系促进剂、秋兰姆系促进剂、次磺酰胺系促进剂、二硫代氨基甲酸盐系促进剂等。交联促进剂可单独使用,也可并用2种以上。作为与所述硫系交联剂组合的交联促进剂,优选并用噻唑系促进剂和秋兰姆系促进剂。
作为所述噻唑系促进剂,可以列举2-巯基苯并噻唑、2,2’-二苯并噻唑基二硫化物、2-巯基苯并噻唑的锌盐、2-巯基苯并噻唑的环己胺盐、2-(N,N-二乙基硫代氨基甲酰基硫代)苯并噻唑、2-(4’-吗啉基二硫代)苯并噻唑等,优选二-2-苯并噻唑基二硫化物。
作为所述秋兰姆系促进剂,可以列举四甲基秋兰姆单硫化物、四甲基秋兰姆二硫化物、四乙基秋兰姆二硫化物、四丁基秋兰姆二硫化物、四(2-乙基己基)秋兰姆二硫化物、二戊亚甲基秋兰姆四硫化物等,优选四甲基秋兰姆单硫化物。
相对于所述基材橡胶100质量份,所述噻唑系促进剂的使用量优选为0.1质量份以上、10质量份以下。
相对于所述基材橡胶100质量份,所述秋兰姆系促进剂的使用量优选为0.1质量份以上、10质量份以下。
(交联促进助剂)
所述橡胶组合物可含有交联促进助剂。作为所述交联促进助剂,可以列举氧化锌、硬脂酸等。相对于所述基材橡胶100质量份,所述交联促进助剂的使用量优选为1质量份以上、10质量份以下。
(其它成分)
在不损害本发明的主旨的范围内,所述橡胶组合物可以使用填充材料、加工助剂、防老剂、塑解剂、颜料等作为橡胶配合剂而通常使用的配合剂。
作为所述填充材料,可以使用作为橡胶配合剂而通常使用的填充材料,例如,可以列举炭黑、二氧化硅、碳酸钙、滑石、黏土、碳酸镁、氧化铝等,优选炭黑、碳酸钙。
相对于基材橡胶100质量份,所述填充材料的含量优选为5质量份以上,更优选为10质量份以上,进一步优选为15质量份以上,特别优选为20质量份以上,优选为100质量份以下,更优选为70质量份以下,进一步优选为50质量份以下。
作为所述加工助剂,可以列举碳原子数为12~30的脂肪酸(硬脂酸等)、脂肪酸酯、脂肪酸金属盐、脂肪酸酰胺、烃(链烷烃)、操作油等。
作为所述防老剂,可以列举二乙基二硫代氨基甲酸镍、二丁基二硫代氨基甲酸镍等。
所述橡胶组合物优选不含有增量油、操作油等油成分。相对于基材橡胶100质量份,所述橡胶组合物中的油成分的含量优选为4质量份以下,更优选为3质量份以下,进一步优选为1质量份以下。
所述橡胶组合物的固化物的硬度(硬度计法,A型硬度)优选为10以上,更优选为15以上,进一步优选为20以上,优选为90以下,更优选为85以下,进一步优选为80以下。若固化物的硬度为10以上,则成为适合于片材输送的硬度,输送力进一步提高,若固化物的硬度为90以下,则辊轴的压入更容易。
<片材输送辊用橡胶组合物的制造>
所述片材输送辊用橡胶组合物可以通过配混基材橡胶、以及根据需要的其它原料,用捏合机、班伯里密炼机(Banbury mixer)、开炼机(open roll)等混炼,从而配制。混炼的方法和条件根据生产规模适当选择。
作为所述片材输送辊用橡胶组合物的制造方法,优选在所述石油树脂的软化点以上的温度下,混炼基材橡胶和所述石油树脂,所述基材橡胶含有50质量%以上的二烯系橡胶。也就是说,所述片材输送辊用橡胶组合物优选通过在石油树脂的软化点以上的温度下混炼含有50质量%以上的二烯系橡胶的基材橡胶和石油树脂而得到。
混合所述基材橡胶和石油树脂时的混合温度(材料温度)优选为石油树脂的软化点以上。通过在石油树脂的软化点以上的温度下混合,可以均匀地混合在橡胶中。此外,在含有多种石油树脂时,在软化点最高的石油树脂的软化点以上的温度下混合。在将石油树脂的软化点设定为T℃时,所述混合温度更优选为T+3℃以上,进一步优选为T+5℃以上。此外,在含有多种石油树脂时,将软化点最高的石油树脂的软化点设定为T℃。所述混合温度的上限没有特别限定,通常小于200℃。
在所述橡胶组合物含有交联剂时,作为橡胶组合物的制造方法,优选具有下述工序:第1工序:在石油树脂的软化点以上的温度下,混炼含有50质量%以上的二烯系橡胶的基材橡胶和石油树脂,得到混炼物;以及第2工序:在所述混炼物中混合交联剂。通过具有第1工序和第2工序,可以使石油树脂均匀地分散在橡胶成分中,可以抑制由交联剂引起的焦烧。
在所述第1工序中,混合基材橡胶和石油树脂来配制混合物。混合所述基材橡胶和石油树脂时的混合温度(材料温度)优选为石油树脂的软化点以上。通过在石油树脂的软化点以上的温度下混合,可以均匀地混合在橡胶中。此外,在含有多种石油树脂时,在软化点最高的石油树脂的软化点以上的温度下混合。在将石油树脂的软化点设定为T℃时,所述第1工序的混合温度更优选为T+3℃以上,进一步优选为T+5℃以上。所述第1工序的混合温度的上限没有特别限定,但通常小于200℃。此外,在含有多种石油树脂时,将软化点最高的石油树脂的软化点设定为T℃。
所述第1工序的混合可以用捏合机、班伯里密炼机、开炼机等进行,但优选用捏合机进行。
在所述第1工序中,可仅混合基材橡胶和石油树脂,也可混合除交联剂以外的其它成分(交联促进助剂、填充剂、加工助剂、防老剂)。此外,在所述第1工序中,优选不混合交联剂和交联促进剂。
在所述第2工序中,混合所述混炼物和交联剂来配制橡胶组合物。混合所述混炼物和交联剂时的混合温度(材料温度)优选为30℃以上,更优选为40℃以上,进一步优选为50℃以上,优选为150℃以下,更优选为120℃以下,进一步优选为100℃以下。若所述混合温度为30℃以上,则通过橡胶的增塑化容易混合交联剂,若所述混合温度为150℃以下,则可以抑制焦烧。
所述第2工序的混合可以用捏合机、班伯里密炼机、开炼机等进行,优选用开炼机进行。
在所述橡胶组合物含有硫化促进助剂时,交联促进助剂优选在第2工序中添加。在所述橡胶组合物含有填充剂、加工助剂、或者防老剂时,这些成分优选在第1工序中添加。
<片材输送辊>
本发明的片材输送辊由所述片材输送辊用橡胶组合物成型而得到。
作为片材输送辊的形状,可以列举圆筒状、圆柱状、多边筒状、多边柱状。在片材输送辊为圆筒状、多边筒状时,片材输送辊优选具有轴。所述轴的材质没有特别限定,可以列举金属、陶瓷、树脂等。
图1中显示片材输送辊的一例。图1中所示的片材输送辊1具备:通过将上述的本发明的片材输送辊用橡胶组合物形成为筒状而得到的辊主体2。在所述辊主体2的中心设置有截面为圆形的通孔3,在所述通孔3中,穿插固定有与未图示的驱动系统连接等而成的圆柱状的轴4。辊主体2的外周面形成为与通孔3以及轴4同心的筒状。
辊主体2与轴4例如通过将外径大于该通孔3的内径的轴4压入到辊主体2的通孔3中等而互相固定,以使得不产生空转。也就是说,通过基于两者之间的直径差的过盈量,在所述两者之间确保了一定的空转转矩(不产生空转的极限转矩)。
轴4由例如金属、陶瓷、硬质树脂等形成。根据需要,可将多个辊主体2固定于1根轴4的多个部位。
制造辊主体2的方法可以列举:在通过挤出成形法等将橡胶组合物成形为筒状后,通过加压交联法等进行交联的方法;通过传递成形法(transfer molding method)等成形为筒状并且进行交联的方法等。
辊主体2可在上述制造工序的任意时间点,根据需要,对外周面进行研磨以使得成为规定的表面粗糙度,或者可进行滚花加工、纹理加工等。另外,可对辊主体2的两端进行切割,以使得外周面成为规定宽度。辊主体2的外周面可用任意的涂层被覆。
另外,辊主体2可形成为外周面侧的外层与通孔3侧的内层的双层结构。在这种情况时,优选由上述本发明的橡胶组合物至少形成外层。其中,考虑到简化结构、提高生产率并且降低制造成本等时,优选辊主体2如图1所示地形成为单层结构。
另外,辊主体2可形成为多孔结构。但是,为了提高耐磨耗性,或减小压缩永久变形(compression set),以使得即使当在1处接触的状态持续比较长一段时间时也不易产生因变形而引起的凹陷,优选辊主体2实质上为非多孔结构。
所述通孔3可根据片材输送辊1的用途而设置在从辊主体2的中心偏心的位置。另外,辊主体2的外周面可为异形形状,例如筒状的外周面的一部分被切成平面状的形状等,而不是筒状。要制造具备这些异形形状的辊主体2的片材输送辊1,可通过先前所述的制造方法直接成形异形形状的辊主体2后使其交联,也可通过后加工将成形为筒状的辊主体2形成为异形形状。
另外,可将形成为与所述辊主体2的异形形状对应的变形形状的轴4压入到成形为筒状的辊主体2的通孔3中,使辊主体2变形为异形形状。
在这种情况时,可以对变形前的筒状的外周面5实施外周面5的研磨、滚花加工、纹理加工等,因此可以提高加工性。
<图像形成装置>
本发明的片材输送辊可以组装在例如激光打印机、静电式复印机、普通纸传真装置、或者利用了这些的复合装置等的电子照相法的各种图像形成装置、进行票据类的扫描或分类的文件处理装置等中。另外,本发明的片材输送辊也可以组装在例如喷墨打印机或ATM等中。特别是,本发明的片材输送辊由于通过含有石油树脂从而摩擦系数优异,因此适合于需要高输送能力的文件处理装置用的辊。
本发明的片材输送辊在与片材接触的同时旋转,通过摩擦来输送片材。作为所述片材,可以列举单张纸等单张片材、连续纸等连续片材。所述片材搬送辊可以用作例如送纸辊、输送辊、压印辊(platen roller)、排纸辊(paper discharge roller)等。
[实施例]
以下,通过实施例对本发明进行详细说明,但本发明并不限于下述实施例,不脱离本发明主旨的范围的变更、实施方式均包括在本发明的范围内。
[评价方法]
(1)硬度
橡胶组合物的固化物的硬度根据JIS K6253-3(2012),使用硬度计(高分子计器株式会社制造)测定。具体地,使用橡胶组合物,在170℃下加压20分钟,制作厚度2mm的片材。在重叠3张片材以使得不受到测定基板等的影响的状态下,使该片材与A型硬度计的加压板接触,从接触起计3秒后读取数值。
(2)拉伸强度、断裂伸长率
橡胶组合物的固化物的拉伸强度、断裂伸长率(切断时伸长率)根据JIS K6251(2017)测定。具体地,使用橡胶组合物,在170℃下加压20分钟,制作厚度2mm的片材,将该片材冲裁成哑铃形状(哑铃状3号形、平行部分的厚度2mm、初始的标线间距离20mm),制作试验片。使用拉伸试验测定装置测定物性(测定温度23℃,拉伸速度500mm/分钟)。然后,通过将在拉伸直至试验片切断时记录的最大拉伸力除以试验片的试验前的截面积,算出拉伸强度。
(3)摩擦系数测定
如图2所示,将普通纸11(富士胶片商业创新(FUJIFILM Business Innovation)公司制造,P纸(宽度60mm,长度210mm))放置在水平设置的聚四氟乙烯(PTFE)制成的板10上。在该纸11上放置片材输送辊1的辊主体2,并且对轴4施加垂直载荷W1(=300gf),使辊主体2压接至板10。
接着,在温度23℃、相对湿度55%的环境下,使辊主体2在由单点划线的箭头R1表示的方向上以200rpm旋转,此时测定施加至与纸11的一端连接的负荷传感器12的输送力F(gf)。
根据所测定的输送力F与垂直载荷W1(=300gf),通过式(1)求出初始的摩擦系数μ。
μ=F(gf)/W1(gf) (1)
(4)强制磨耗试验
如图2所示,将普通纸11(富士胶片商业创新公司制造,P纸)放置在水平设置的聚四氟乙烯(PTFE)制成的板10上。在该纸11上,放置片材输送辊1的辊主体2,对轴4施加垂直载荷W1(=500gf),使辊主体2压接至板10。
接着,在温度23℃、相对湿度55%的环境下,使辊主体2在由单点划线的箭头R1表示的方向上以200rpm连续旋转10分钟。然后,根据旋转前的辊主体2的质量W0(g)与旋转后的辊主体2的质量W1(g),通过下述式(2)求出磨耗减量率(%)。
磨耗减量率(%)=100×(W0-W1)/W0(式2)
[橡胶组合物的配制]
混合各原料,配制橡胶组合物,以使得成为表1~3中所示的配方。具体地,首先,使用捏合机,混合基材橡胶、石油树脂以及填充材料,配制混合物。此时,在捏合机槽内的温度(材料温度)达到规定温度后,混合1分钟。接着,将所得到的混合物进行冷却,使用将表面温度控制为30℃~50℃的开炼机,将所述混合物与交联剂、根据需要的交联促进剂以及交联促进助剂混合,配制橡胶组合物。所得到的橡胶组合物的固化物的测定结果如表1~3所示。
[表1]
[表2]
[表3]
表1~3中使用的原料如下所示。
IR:日本瑞翁株式会社制造,“Nipol(注册商标)IR2200”(异戊二烯橡胶)
NR:越南制造,天然橡胶(CV-60)
SBR:日本瑞翁株式会社制造,“Nipol(注册商标)1502”(非充油苯乙烯-丁二烯橡胶,结合苯乙烯量:23.5质量%,门尼粘度ML1+4(100℃):52.0)
EPDM:住友化学株式会社制造,“Esprene(注册商标)505A”(非充油EPDM)(乙烯-丙烯-亚乙基降冰片烯共聚物,乙烯含有率:50质量%,二烯成分含有率:9.5质量%)
石油树脂1:ENEOS株式会社制造,“T-REZ(注册商标)HA085”(氢化双环戊二烯系石油树脂,软化点:88.0℃)
石油树脂2:ENEOS株式会社制造,“T-REZ PR801”(氢化芳香族-双环戊二烯共聚物系石油树脂,软化点:90.0℃)
石油树脂3:ENEOS株式会社制造,“T-REZ RB093”(脂肪族系石油树脂,软化点:93.0℃)
石油树脂4:ENEOS株式会社制造,“T-REZ RD104”(脂肪族-芳香族共聚物系石油树脂,软化点:103.0℃)
石油树脂5:东曹株式会社制造,“Petrotack(注册商标)100V”(脂肪族-芳香族共聚物系石油树脂,软化点:96℃)
石油树脂6:东曹株式会社制造,“Petcol(注册商标)LX”(芳香族系石油树脂,软化点:98℃)
石油树脂7:荒川化学工业株式会社制造,“ARKON(注册商标)M-100”(部分氢化芳香族系石油树脂,软化点:100℃)
石油树脂8:荒川化学工业株式会社制造,“ARKON P-100”(完全氢化芳香族系石油树脂,软化点:100℃)
石油树脂9:安原化学株式会社制造,“YS Resin SX100”(苯乙烯系树脂,软化点:100℃)
炭黑:东海碳素株式会社(Tokai Carbon Co.,Ltd.)制造,SEAST(注册商标)3
碳酸钙:備北粉化工业株式会社(Bihoku Funka Kogyo Co.,Ltd.)制造,BF-300
氧化锌:三井金属矿业株式会社制造,氧化锌2号
硬脂酸:日油株式会社制造,硬脂酸“椿(Tsubaki)”
硫:鹤见化学株式会社制造,含有5%油的硫
交联促进剂1:大内新兴化学工业株式会社制造,“Nocceler(注册商标)TOT-N”(四(2-乙基己基)秋兰姆二硫化物)
交联促进剂2:大内新兴化学工业株式会社制造,“Nocceler DM”(2,2’-二苯并噻唑基二硫化物)
有机过氧化物:日油株式会社制造,“PERCUMYL(注册商标)D”(过氧化二异丙苯)
[片材输送辊的制造]
使用上述得到的橡胶组合物,通过传递成形,在170℃、30分钟的成形条件下,成形为圆筒状。将轴(外径12mm)压入到圆筒状的成形体中,使用圆筒磨床进行研磨,以使得橡胶辊的外径成为22mm,将橡胶辊部分的宽度切割成25mm,制作片材输送辊。所得到的片材输送辊的评价结果如表1~3所示。
橡胶组合物No.1~9为含有作为基材橡胶的异戊二烯橡胶(二烯系橡胶)、石油树脂和作为交联剂的硫的情况。橡胶组合物No.10为含有异戊二烯橡胶(二烯系橡胶)和硫、但不含有石油树脂的情况。与由不含有石油树脂的橡胶组合物No.10形成的片材输送辊相比,由橡胶组合物No.1~9形成的片材输送辊的摩擦系数得到提高。
橡胶组合物No.11~19为含有作为基材橡胶的异戊二烯橡胶(二烯系橡胶)、石油树脂和作为交联剂的有机过氧化物的情况。橡胶组合物No.20为含有异戊二烯橡胶(二烯系橡胶)和有机过氧化物、但不含有石油树脂的情况。与由不含有石油树脂的橡胶组合物No.20形成的片材输送辊相比,由橡胶组合物No.11~19形成的片材输送辊的摩擦系数得到提高。
橡胶组合物No.21~23为含有作为基材橡胶的天然橡胶(二烯系橡胶)、石油树脂和作为交联剂的硫的情况。橡胶组合物No.24为含有天然橡胶(二烯系橡胶)和作为交联剂的硫、但不含有石油树脂的情况。与由不含有石油树脂的橡胶组合物No.24形成的片材输送辊相比,由橡胶组合物No.21~23形成的片材输送辊的摩擦系数得到提高。
橡胶组合物No.25~28为含有作为基材橡胶的异戊二烯橡胶(二烯系橡胶)以及EPDM、石油树脂和作为交联剂的有机过氧化物、基材橡胶中的二烯系橡胶的含有率为50质量%以上的情况。橡胶组合物No.29为含有作为基材橡胶的异戊二烯橡胶(二烯系橡胶)以及EPDM、和作为交联剂的有机过氧化物、但不含有石油树脂的情况。与由不含有石油树脂的橡胶组合物No.29形成的片材输送辊相比,由橡胶组合物No.25~28形成的片材输送辊的摩擦系数得到提高。
橡胶组合物No.30和31为含有作为基材橡胶的异戊二烯橡胶(二烯系橡胶)、苯乙烯-丁二烯橡胶(二烯系橡胶)以及EPDM、石油树脂和作为交联剂的有机过氧化物、基材橡胶中的二烯系橡胶的含有率为50质量%以上的情况。橡胶组合物No.32为含有异戊二烯橡胶(二烯系橡胶)、苯乙烯-丁二烯橡胶(二烯系橡胶)以及EPDM、和有机过氧化物、但不含有石油树脂的情况。与由不含有石油树脂的橡胶组合物No.32形成的片材输送辊相比,由橡胶组合物No.30和31形成的片材输送辊的摩擦系数得到提高。
本发明(1)是一种片材输送辊用橡胶组合物,其特征在于,
所述片材输送辊用橡胶组合物含有基材橡胶和石油树脂,
所述基材橡胶含有二烯系橡胶,
所述基材橡胶100质量%中,所述二烯系橡胶的含有率为50质量%以上。
本发明(2)是根据本发明(1)所述的片材输送辊用橡胶组合物,其中,所述石油树脂为选自由脂肪族系石油树脂、芳香族系石油树脂、脂肪族-芳香族共聚物系石油树脂、双环戊二烯系石油树脂、脂肪族-双环戊二烯共聚物系石油树脂、芳香族-双环戊二烯共聚物系石油树脂、脂肪族-芳香族-双环戊二烯共聚物系石油树脂、氢化脂肪族系石油树脂、氢化芳香族系石油树脂、氢化脂肪族-芳香族共聚物系石油树脂、氢化双环戊二烯系石油树脂、氢化脂肪族-双环戊二烯共聚物系石油树脂、氢化芳香族-双环戊二烯共聚物系石油树脂、氢化脂肪族-芳香族-双环戊二烯共聚物系石油树脂以及苯乙烯系树脂组成的群组中的1种以上的石油树脂。
本发明(3)是根据本发明(1)或(2)所述的片材输送辊用橡胶组合物,其中,所述二烯系橡胶含有异戊二烯橡胶和/或天然橡胶。
本发明(4)是根据本发明(1)~(3)中任一项所述的片材输送辊用橡胶组合物,其中,相对于所述基材橡胶100质量份,所述石油树脂的含量为1质量份~15质量份。
本发明(5)是根据本发明(1)~(4)中任一项所述的片材输送辊用橡胶组合物,其中,所述基材橡胶进一步含有乙烯-α-烯烃共聚物和/或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
本发明(6)是根据本发明(1)~(5)中任一项所述的片材输送辊用橡胶组合物,其中,所述片材为单张纸。
本发明(7)是一种片材输送辊,其特征在于,所述片材输送辊由本发明(1)~(6)中任一项所述的片材输送辊用橡胶组合物成型而得到。
本发明(8)是一种片材输送辊用橡胶组合物的制造方法,是含有基材橡胶和石油树脂的片材输送辊用橡胶组合物的制造方法,其特征在于,在所述石油树脂的软化点以上的温度下,混炼含有50质量%以上的二烯系橡胶的基材橡胶和所述石油树脂。
本发明(9)是一种片材输送辊用橡胶组合物的制造方法,是含有基材橡胶、石油树脂和交联剂的片材输送辊用橡胶组合物的制造方法,其特征在于,具有以下工序:
第1工序:在所述石油树脂的软化点以上的温度下,混炼含有50质量%以上的二烯系橡胶的基材橡胶和所述石油树脂,得到混炼物;以及
第2工序:在所述混炼物中混合交联剂。

Claims (9)

1.一种片材输送辊用橡胶组合物,其特征在于,含有基材橡胶和石油树脂,
所述基材橡胶含有二烯系橡胶,
所述基材橡胶100质量%中,所述二烯系橡胶的含有率为50质量%以上。
2.根据权利要求1所述的片材输送辊用橡胶组合物,其中,所述石油树脂为选自由脂肪族系石油树脂、芳香族系石油树脂、脂肪族-芳香族共聚物系石油树脂、双环戊二烯系石油树脂、脂肪族-双环戊二烯共聚物系石油树脂、芳香族-双环戊二烯共聚物系石油树脂、脂肪族-芳香族-双环戊二烯共聚物系石油树脂、氢化脂肪族系石油树脂、氢化芳香族系石油树脂、氢化脂肪族-芳香族共聚物系石油树脂、氢化双环戊二烯系石油树脂、氢化脂肪族-双环戊二烯共聚物系石油树脂、氢化芳香族-双环戊二烯共聚物系石油树脂、氢化脂肪族-芳香族-双环戊二烯共聚物系石油树脂以及苯乙烯系树脂组成的群组中的1种以上的石油树脂。
3.根据权利要求1或2所述的片材输送辊用橡胶组合物,其中,所述二烯系橡胶含有异戊二烯橡胶和/或天然橡胶。
4.根据权利要求1或2所述的片材输送辊用橡胶组合物,其中,相对于所述基材橡胶100质量份,所述石油树脂的含量为1质量份~15质量份。
5.根据权利要求1或2所述的片材输送辊用橡胶组合物,其中,所述基材橡胶进一步含有乙烯-α-烯烃共聚物和/或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
6.根据权利要求1或2所述的片材输送辊用橡胶组合物,其中,所述片材为单张纸。
7.一种片材输送辊,其特征在于,所述片材输送辊由权利要求1或2所述的片材输送辊用橡胶组合物成型而得到。
8.一种片材输送辊用橡胶组合物的制造方法,是含有基材橡胶和石油树脂的片材输送辊用橡胶组合物的制造方法,其特征在于,在所述石油树脂的软化点以上的温度下,混炼含有50质量%以上的二烯系橡胶的基材橡胶和所述石油树脂。
9.一种片材输送辊用橡胶组合物的制造方法,是含有基材橡胶、石油树脂和交联剂的片材输送辊用橡胶组合物的制造方法,其特征在于,所述片材输送辊用橡胶组合物的制造方法具有以下工序:
第1工序:在所述石油树脂的软化点以上的温度下,混炼含有50质量%以上的二烯系橡胶的基材橡胶和所述石油树脂,得到混炼物;以及
第2工序:在所述混炼物中混合交联剂。
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