专利名称：送纸辊用橡胶交联物和使用其的送纸辊的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种送纸辊用橡胶交联物、以及使用其的送纸辊，该送纸辊用橡胶交联物具有良好的耐磨损性，并且可以减小从常温环境向低温环境转移时的摩擦系数μ的减少率以及辊外径的收缩量。
背景技术：
在静电式复印机、激光打印机、传真机等OA机器和自动取款机等中使用的送纸辊，要求具有高的耐磨损性和摩擦系数、且该耐磨损性和摩擦系数的保持性优异。此外，由于在静电式复印机、激光打印机、传真机等在形成图像时产生臭氧，因此对送纸辊中所使用的橡胶组合物还要求有耐臭氧劣化性。因此，作为上述送纸辊中所使用的橡胶组合物，一直以来使用耐磨损性和耐臭氧性优异、且成本低的乙烯丙烯-二烯共聚物(EPDM)为主要成分的橡胶组合物。
然而，为了在宽的温度范围内长时间维持稳定的送纸特性，必须进一步提高耐磨损性和摩擦系数。在送纸辊中，存在如下的倾向通常硬度越小，初期的摩擦系数就越大且良好，另一方面，硬度越大且tanδ(损耗角正切)越小，耐磨损性就越良好。因此，高摩擦系数与高耐磨损性是相反的特性，为了兼有这两种特性，进行了各种研究。
具体地说，例如，可以列举增加送纸辊用橡胶组合物中的交联剂的量，提高橡胶组合物的交联密度的方法。然而，在这种方法中，存在交联剂容易起霜的问题。另一方面，还可以列举使用以乙烯丙烯-二烯共聚物为主要成分的橡胶组合物，增加乙烯丙烯-二烯共聚物的乙烯含量、或者增大该乙烯丙烯-二烯共聚物的分子量的方法。然而，在增加乙烯丙烯-二烯共聚物的乙烯含量的情况下，除了存在由于橡胶硬度的上升而导致初期摩擦系数降低的问题以外，还存在由于在低温条件下橡胶硬度上升所导致的摩擦系数的降低、在低温条件下的压缩永久变形的增大、在低温条件下的辊外径的收缩等问题。此外，在增大乙烯丙烯-二烯共聚物分子量的情况下，存在挤出和挤压时的加工操作性降低的问题。
在日本专利特开平11-199725号公报中提出了一种交联性橡胶组合物，其特征在于，该橡胶组合物是相对于100重量份门尼粘度ML1+4(100℃)≥70、乙烯含量≥60重量％的乙烯丙烯-二烯共聚物，混合总量为20～40重量份的混合重量比1∶2～2∶1的氧化锌和甲基丙烯酸，混合增强性的炉黑类碳黑、有机过氧化物而形成的。然而，存在过氧化物交联难以得到足够的耐磨损性的问题。
在日本专利特开2000-248133号公报中提出了一种橡胶组合物，该组合物是以碘价为20或20以上的乙烯丙烯-二烯共聚物为基础的橡胶组合物，其特征在于，该组合物含有25重量％～50重量％的碘吸附量为40mg/g或40mg/g以上、DBP吸油量为100ml/100g或100ml/100g以上的碳黑、和5重量％～20重量％的石蜡类加工油，并且作为交联剂混合了有机过氧化物。在该橡胶组合物中，通过将碘价控制在20或20以上，从而能够提高交联密度的同时降低压缩永久变形，但存在通纸时摩擦系数的保持性降低的倾向。此外，还存在过氧化物交联难以得到足够的耐磨损性的问题。
在日本专利特开平10-114845号公报中提出了一种橡胶组合物，是相对于100重量份乙烯含量为55～95重量％、二烯含量为10～20重量％的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物橡胶，混合5～30重量份硅酸钙而成的，特别是该橡胶组合物的门尼粘度ML1+4(100℃)为50或50以上。在该辊用橡胶组合物中，通过将二烯含量调节到规定的范围，可以降低压缩永久变形，但存在通纸时摩擦系数的保持性降低的倾向。
在日本专利特开平7-242779号公报中提出了一种给纸辊用橡胶组合物，其特征在于，以平均分子量为30万或30万以上、且乙烯含有率为60～80重量％的EP(乙烯丙烯)类橡胶为主要成分，相对于100重量份的该EP类橡胶组合物，在90～190重量份的范围内混合软化剂，且在将单质硫的量抑制在0.2重量％或0.2重量％以下的范围内进行混合。通过将EP类橡胶的平均分子量控制在30万或30万以上，可以提高耐磨损性，但由于所规定的分子量的下限值大，加工性恶化，必须大量混合软化剂。但是，如果软化剂的混合量较大，则耐磨损性恶化，因此在这种方法中，无法获得充分提高耐磨损性的效果。
在日本专利特开2001-171851号公报中提出了一种纸张类搬送部件用橡胶材料，其特征在于，在温度为25℃、振动频率为15Hz、延伸率为15±2％的条件下，动态模量E’为0.9～1.9MPa。该纸张类搬送部件用橡胶材料通过将动态模量设定在规定的范围内，即使在产生因粘附纸粉而引起的橡胶表面的固着力降低的情况下，利用橡胶的变形所带来的回复力来谋求搬送力的保持。然而，由于回复力依赖于回弹性或tanδ(损耗角正切)，因此存在仅靠控制动态模量，在提高摩擦系数的保持性无法获得足够的效果的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述课题，提供一种具有良好的耐磨损性和通纸时摩擦系数的保持性、并且从常温环境向低温环境转移时的摩擦系数μ的减少率和辊外径的收缩量较小的送纸辊。
本发明涉及一种送纸辊用橡胶交联物，其为至少含有聚合物成分的送纸辊用橡胶交联物，该聚合物成分含有乙烯丙烯-二烯共聚物，在该送纸辊用橡胶交联物中，在测定温度为-84℃～52℃、升温速度为2℃/分钟、测定温度间隔为4℃、测定频率f为10Hz、初始应变为4mm、振幅为0.1mm的粘弹性测定条件下测定的动态模量E1[MPa]和损耗角正切tanδ的值满足下述式(1)tanδ(22℃)-(0.0031×E1(22℃)+0.0503)≤0(1)(式(1)中，E1(22℃)和tanδ(22℃)分别是动态模量E1[MPa]和损耗角正切tanδ在22℃下的值)，并且，满足下述式(2)和/或式(3)A(E1)-(-0.0414×E1(22℃)+0.0750)≥0 (2)(式(2)中，A(E1)是近似直线的斜率(单位MPa/℃)，该近似直线是从测定温度10～30℃下的动态模量E1的测定值与测定温度的关系，通过采用最小二乘法的一次近似法求得并且相关系数R2≥0.8的近似直线)，B(E1)-(-0.0066×E1(22℃)+0.0200)≥0 (3)(式(3)中，B(E1)是近似直线的斜率(单位MPa/℃)，该近似直线是从测定温度20～40℃下的动态模量E1的测定值与测定温度的关系，通过采用最小二乘法的一次近似法求得并且相关系数R2≥0.8的近似直线)。
在本发明中，送纸辊用橡胶交联物优选满足下述式(4)Tmax-(-32℃)≤0 (4)(式(4)中，Tmax是在上述粘弹性测定条件下tanδ(损耗角正切)取最大值时的温度(单位℃))。
在本发明的送纸辊用橡胶交联物中，该乙烯丙烯-二烯共聚物中的乙烯单元的含量优选为50重量％～63重量％。
此外，还优选聚合物成分中的乙烯丙烯-二烯共聚物的含量为50重量％或50重量％以上。
此外，还优选聚合物成分中的乙烯丙烯-二烯共聚物的含量为90重量％或90重量％以上，并且，该乙烯丙烯-二烯共聚物中的乙烯单元的含量为50重量％～62重量％。
进一步，还优选聚合物成分中的乙烯丙烯-二烯共聚物的含量为90重量％或90重量％以上，并且，该乙烯丙烯-二烯共聚物中的乙烯单元的含量为50重量％～61重量％。
在本发明中，相对于100重量份聚合物成分，软化剂的混合量优选为15重量份或15重量份以下。
本发明的送纸辊用橡胶交联物优选通过硫进行交联。
本发明还涉及一种送纸辊，该送纸辊在橡胶层中使用上述送纸辊用橡胶交联物。
根据本发明，可以得到具有良好的耐磨损性和通纸时的摩擦系数的保持性、且从常温环境向低温环境转移时的摩擦系数μ的减少率和辊外径的收缩量小的送纸辊用橡胶交联物、以及使用该送纸辊用橡胶交联物的送纸辊。
使用了本发明的送纸辊用橡胶用交联物的送纸辊，由于具有良好的耐磨损性、且从常温环境向低温环境转移时的摩擦系数μ的减少率和辊外径的收缩量小，因此即使在低温条件下使用该送纸辊时，也可以发挥良好且稳定的送纸性能。
本发明的上述和其他目的、特征、形式和优点，通过参考所附上的附图进行理解并通过如下详细说明，而变得显而易见。
图1是表示E1(22℃)与tanδ(22℃)的关系的图。
图2是表示E1(22℃)与A(E1)的关系的图。
图3是表示E1(22℃)与B(E1)的关系的图。
图4是表示E1(22℃)与Tmax的关系的图。
图5是表示送纸辊1的形状的图。
图6是表示送纸辊2的形状的图。
图7是对摩擦系数的评价方法进行说明的图。
图8是表示实施例与比较例的A(E1)-P2与μ(A)/μ(C)的关系的图。
图9是表示实施例与比较例的A(E1)-P2与μ(B)/μ(C)的关系的图。
图10是表示实施例与比较例的B(E1)-P3与μ(A)/μ(C)的关系的图。
图11是表示实施例与比较例的B(E1)-P3与μ(B)/μ(C)关系的图。
具体实施例方式
本发明涉及一种聚合物成分含有乙烯丙烯-二烯共聚物、且具有后述的规定的粘弹性特性的送纸辊用橡胶交联物以及使用其的送纸辊。本发明的送纸辊是将例如金属制、树脂制等的轴部件插入到筒状的橡胶层中形成的，形成该橡胶层的送纸辊用橡胶交联物，在测定温度为-84℃～52℃、升温速度为2℃/分钟、测定温度间隔为4℃、测定频率f为10Hz、初始应变为4mm、振幅为0.1mm、试样尺寸为宽4mm×长40mm×厚2mm的粘弹性测定条件下，满足下述式(1)tanδ(22℃)-(0.0031×E1(22℃)+0.0503)≤0(1)(式(1)中，E1(22℃)和tanδ(22℃)分别是动态模量E1[MPa]和损耗角正切tanδ在22℃下的值)，
并且满足下述式(2)和/或式(3)A(E1)-(-0.0414×E1(22℃)+0.0750)≥0(2)(式(2)中，A(E1)是近似直线的斜率(单位MPa/℃)，该近似直线是从测定温度10～30℃下的动态模量E1的测定值与测定温度的关系，通过采用最小二乘法的一次近似法求得并且相关系数R2≥0.8的近似直线)，B(E1)-(-0.0066×E1(22℃)+0.0200)≥0(3)(式(3)中，B(E1)是近似直线的斜率(单位MPa/℃)，该近似直线是从测定温度20～40℃下的动态模量E1的测定值与测定温度的关系，通过采用最小二乘法的一次近似法求得并且相关系数R2≥0.8的近似直线)。
图1中的直线表示下述的函数tanδ(22℃)＝0.0031×E1(22℃)+0.0503即，本发明中使用的送纸辊用橡胶交联物具有属于图1中的在直线上、或在tanδ(22℃)比该直线小的区域的粘弹性特性。
通常，在送纸辊中，为了充分获得耐磨损性等必需性能，适应于该送纸辊在送纸装置内的使用部位，在适当的范围内适当设定橡胶层中橡胶交联物的动态模量。作为这种情况下动态模量的调整基准，例如可以列举将22℃下的动态模量E1(22℃)调整到被认为是最佳的E1(22℃)的设定值(单位MPa)±2MPa的范围内等。在送纸辊的开发中，在如上所述适当设定的适宜的动态模量(例如E1(22℃))的范围内，如何进一步提高耐磨损性和摩擦系数保持性成为课题。
在本发明中，在与适用于辊的使用部位而被最优化的E1(22℃)的平衡中，将22℃下的送纸辊用橡胶交联物的tanδ(22℃)设定在图1的直线所示的边界或边界以下，从而可以抑制在用作送纸辊时的反复变形所引起的内部发热，且即使在因纸粉附着而导致橡胶表面的固着力下降的情况下，橡胶的变形所带来的反作用力大、且该反作用力对纸的搬送力有贡献。由此，在作为适应于送纸装置内的辊的使用部位的适当的动态模量的E1(22℃)的设定值(单位MPa)±2MPa的范围内，通纸引起的耐磨损性和摩擦系数保持性良好。
本发明的送纸辊用橡胶交联物进一步优选满足下述式(5)tanδ(22℃)-(0.0031×E1(22℃)+0.04)≤0(5)图1中的虚线表示下述函数tanδ(22℃)＝0.0031×E1(22℃)+0.04即，本发明的送纸用橡胶交联物优选具有属于图1中的在虚线上、或在tanδ比该虚线小的区域的粘弹性特性。
图2中的直线表示下述函数A(E1)＝-0.0414×E1(22℃)+0.0750另外，图3中的直线表示下述函数B(E1)＝-0.0066×E1(22℃)+0.0200即，本发明的送纸辊用橡胶交联物，其特征在于，该橡胶交联物具有属于图2中的在直线上或在A(E1)比该直线更大的区域的粘弹性特性，或者具有图3中的在直线上或在B(E1)比该直线更大的区域的粘弹性特性、这两特性中的任意一个粘弹性特性。本发明中，橡胶交联物的A(E1)在与E1(22℃)的平衡中被设定为图2中的直线所示边界或边界以上，或者，橡胶交联物的B(E1)在与E1(22℃)的平衡中被设定为图3中的直线所示边界或边界以上。在这种情况下，由于在送纸辊用橡胶交联物中聚合物主链间的相互作用变得较小，因此在送纸辊中，从常温环境向低温环境转移时的摩擦系数μ的减少率和辊外径的收缩量变小。
本发明的送纸辊用橡胶交联物在测定温度为-84℃～52℃、升温速度为2℃/分钟、测定温度间隔为4℃、测定频率f为10Hz、初始应变为4mm、振幅为0.1mm、试样尺寸为宽4mm×长40mm×厚2mm的粘弹性测定条件下，优选满足下述式(4)Tmax-(-32℃)≤0(4)(式(4)中，Tmax是在上述粘弹性测定条件中tanδ(损耗角正切)取最大值时的温度)。
即，在本发明中，优选将送纸辊用橡胶交联物的Tmax设定为-32℃或-32℃以下。在这种情况下，由于送纸辊用橡胶交联物的聚合物分子、特别是乙烯丙烯-二烯共聚物中的乙烯单元之间的结晶化排列等所引起的相互作用较小，因此尤其是在低温条件下使用时，送纸辊也具有良好的摩擦系数，此外，在与常温条件下使用时相比的情况下，辊外径收缩量也较小。
本发明中的粘弹性特性，具体地说，E1(动态模量)、tanδ(损耗角正切)的测定是通过粘弹性分光计进行的。另外，本说明书中涉及粘弹性特性的值是用岩本制作所制造的粘弹性分光计(VISCOELASTIC SPECTROMETER TYPE VES-F3)测定的。
此外，通过本说明书，动态模量和损耗角正切的值是在频率100、80、40、10Hz下测定的值中，采用频率10Hz下测定的值，对于测定点以外的温度下的粘弹性特性值，采用从接近该温度的2个测定点的测定值、即与作为对象的该温度在高温侧相邻的测定点和在低温侧相邻的测定点的测定值，通过内插法算出的代用值。
此外，本说明书中的Tmax为按如下计算得出的值。即，在tanδ(损耗角正切)的测定中，以tanδ显示最大值的测定点与其前后各2个测定点的总计5个测定点为目标，对于该5个测定点，通过以测定温度(单位℃)的值设为x、tanδ的值设为y的以下2次函数，进行近似。
y＝ax2+bx+c
在所得到的2次近似曲线中，将y(tanδ)取最大值时的x(温度)(相当于-b/2a)作为Tmax(单位℃)进行计算。
本发明的送纸辊用橡胶交联物中所采用的聚合物成分含有乙烯丙烯-二烯共聚物，作为其他的橡胶，还可以适宜混合例如天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、丁基橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、降冰片烯橡胶、丁二烯-腈基橡胶、氯戊二烯橡胶、卤化丁基橡胶、丙烯酸橡胶、表氯醇橡胶等。这些橡胶可以单独使用，也可以将2种或2种以上组合使用。
作为本发明的送纸辊用橡胶交联物中所包含的乙烯丙烯-二烯共聚物，优选具有较长链长的支链结构的共聚物，具有较长链长的支链结构的乙烯丙烯二烯共聚物由于形成主链间的空隙大的三维网络结构，因此可以降低乙烯丙烯-二烯共聚物中的乙烯单元间的结晶化排列等聚合物主链间的相互作用。此外，通过具有长链的支链结构，聚合物分子之间的缠绕点变多，该缠绕点具有类似交联点的作用。因此，从有效地抑制作为送纸辊用橡胶交联物物性降低的最大原因的粘性流动的方面考虑，使用具有较长链长的支链结构的乙烯丙烯-二烯共聚物是有利的。由此，可以可以在维持动态模量E 1的同时，降低损耗角正切tanδ，维持高的耐磨损性。此外，由于聚合物分子主链间的相互作用降低，因此，可以得到从常温环境向低温环境转移时摩擦系数μ的减少率以及辊外径的收缩量小的送纸辊。
作为具有较长链长的支链结构的乙烯丙烯-二烯共聚物，例如，可适宜使用采用动态模量分析装置(Dynamic MechanicalSpectrometry＝DMS)、在0.1rad/s和100rad/s下的相位角之差为35或35以下、尤其为25或25以下的物质。
在本发明的送纸辊用橡胶交联物中所包含的乙烯丙烯-二烯共聚物中，优选乙烯单元和丙烯单元是进行无规共聚的。在这种情况下，在低温环境下的聚合物主链的结晶化排列得到抑制，其结果，具有低温下的摩擦系数的降低以及辊外径的收缩得到抑制的优点。
另外，在本发明中，优选调整乙烯丙烯-二烯共聚物中的乙烯单元的含量为50重量％～63重量％，进一步优选为62重量％或62重量％以下，更优选为61重量％或61重量％以下。在乙烯单元的含量为50重量％或50重量％以上的情况下，由于能充分得到聚合物主链的旋转运动性，与此同时橡胶拉伸时的聚合物主链的结晶化排列达到期望的程度，因此送纸辊用橡胶交联物的机械强度较大，耐磨损性得到提高。另一方面，在乙烯单元的含量为63重量％或63重量％以下的情况下，因乙烯单元而引起的聚合物主链的过度结晶化排列得到抑制，低温下的摩擦系数的降低和辊外径的收缩减少，并且加工性也良好。另外，乙烯丙烯-二烯共聚物中的乙烯单元的含量例如可以通过ASTM D3900测定。
此外，乙烯丙烯-二烯共聚物中的二烯成分的含量优选为1.9重量％～13重量％。在二烯成分的含量不足1.9重量％的情况下，由于交联密度降低，存在送纸辊的橡胶层的压缩永久变形特性和耐磨损性降低的倾向，在二烯成分的含量大于13重量％的情况下，存在该橡胶层的耐气候性降低的倾向、并且存在通纸所引起的摩擦系数的保持性降低的倾向。
在本发明中，尤其可以优选使用乙烯丙烯-二烯共聚物的含量为聚合物成分的90重量％或90重量％以上，且乙烯丙烯-二烯共聚物中的乙烯单元的含量为50重量％～61重量％的聚合物成分。
作为本发明的乙烯丙烯-二烯共聚物的第3成分，可以列举双环戊二烯、亚乙基降冰片烯、1，4-己二烯等，尤其优选亚乙基降冰片烯。在使用亚乙基降冰片烯的情况下，赋予加速硫化速度的优点。
作为本发明中所使用的具有长链支链结构的乙烯丙烯-二烯共聚物，可以列举DSM公司生产的“KELTAN 8340A”、“KELTAN2340A”等非充油橡胶、同样由DSM公司生产的“KELTAN 7341A”(充油量20phr)等充油橡胶等。
本发明中使用的乙烯丙烯-二烯共聚物的门尼粘度在ML(1+4)(100℃)下优选为80～150，特别优选为85～150。或者，在ML(1+4)(125℃)下优选为55～110，特别优选为60～110。门尼粘度在ML(1+4)(100℃)下为80或80以上、或在ML(1+4)(125℃)下为55或55以上的情况下，聚合物分子量足够大，能充分确保耐磨损性。另一方面，门尼粘度在ML(1+4)(100℃)下为150或150以下、或在ML(1+4)(125℃)下为110或110以下的情况下，具有加工性良好的优点。另外，门尼粘度例如可以根据JIS K6300测定。
本发明中所使用的乙烯丙烯-二烯共聚物可以是单独的、也可以是2种或2种以上共聚物的混合物。在使用2种或2种以上共聚物的混合物的情况下，乙烯单元的含量、支链结构、门尼粘度等本发明中规定的特性值采用由各共聚物的含有比例计算出的平均值进行评价。即，在组合使用2种或2种以上乙烯丙烯-二烯共聚物的情况下，还可以将满足上述特性值的物质和不满足上述特性值的物质混合，只要使乙烯丙烯-二烯共聚物整体的平均值满足上述特性值就可以。
此外，在本发明中，在使用例如充油品级等、含软化剂的EPDM的情况下，上述门尼粘度仅指不含该软化剂的基础聚合物的值。
本发明的送纸辊用橡胶交联物的E1(22℃)优选为1.5MPa～45MPa。在E1(22℃)不足1.5MPa的情况下，存在相对于施加到橡胶层的应力该橡胶层发生较大变形、且难以给予高耐磨损性的倾向。在E1(22℃)大于45MPa的情况下，存在送纸辊与纸的接触面积变小、难以确保良好的摩擦系数的倾向。送纸辊用橡胶交联物的E1(22℃)进一步优选为2MPa或2MPa以上，此外，进一步优选为40MPa或40MPa以下，特别优选为35MPa或35MPa以下。
本发明的送纸辊用橡胶交联物可以降低与耐磨损性降低相关的软化剂的混合量，同时抑制低温下的硬度以及E1(动态模量)的上升。由此，该送纸辊用橡胶交联物尤其具有从常温环境向低温环境转移时摩擦系数的减少率以及辊外径的收缩量变小的优点。
相对于100重量份的本发明的送纸辊用橡胶交联物，软化剂的混合量优选为15重量份或15重量份以下，特别优选5重量份或5重量份以下。本发明中的软化剂包含油性成分和增塑剂成分。在软化剂的混合量多于15重量份的情况下，存在送纸辊的耐磨损性容易受损的倾向。在本发明中，特别优选不混合软化剂。另外，即使是例如充油聚合物且含有大量油类作为软化剂的聚合物，也可以通过与软化剂含量少、或完全不含软化剂的其它聚合物混合，而使相对于聚合物成分总体的软化剂的混合量满足上述条件。
此外，在本发明的送纸辊用橡胶交联物中可以适当使用通常用于橡胶制品的制造中的混合剂。具体地说，例如除了碳黑、二氧化硅、氧化钛、碳酸钙、滑石、粘土等填充剂、交联剂以外，还可以混合硫化促进剂、抗老化剂、加工助剂等。
本发明的送纸辊用橡胶交联物的制造中的交联结构可以采用硫交联、过氧化物交联、树脂交联等，优选采用硫交联。作为这种情况下的交联剂，优选使用硫，并且，相对于100重量份聚合物成分，单质硫的量优选为1重量份～5重量份。如果单质硫的量在1重量份或1重量份以上，则由于充分确保交联密度，因此耐磨损性良好，如果在5重量份或5重量份以下，则具有能够防止压缩永久变形的增大、并且难以引起硫的起霜(析出)的优点。
本发明的送纸辊除了纸以外，还可以用于OHP薄片等塑料薄片、布、金属薄片等各种记录材料。
例[实施例]以下，通过列举实施例对本发明进行详细说明，但本发明并不限定于这些实施例。
送纸辊1的制备使用混炼机混炼表1和表2所示的混合成分，将其在规定的模具内，在160℃、30分钟的条件下硫化成形，得到筒状的送纸辊用橡胶交联物。将其作为橡胶层51，如图5所示插入不锈钢制的轴芯52，对该橡胶层的表面进行研磨，制备由橡胶层51和轴芯52组成的实施例和比较例的送纸辊1。橡胶层51的形状为外径16mm、内径8mm、长10mm。
送纸辊2的制备使用混炼机混炼表1和表2所示的混合成分，将其在规定的模具内，在160℃、30分钟的条件下硫化成形，得到筒状的送纸辊用橡胶交联物。将其作为橡胶层61，如图6所示插入不锈钢制的轴芯62，对该橡胶层的表面进行研磨，制备由橡胶层61和轴芯62组成的实施例和比较例的送纸辊2。橡胶层的形状为外径20mm、内径10mm、长30mm。
表1
表2
(注1)8340A是DSM公司生产的乙烯丙烯-二烯共聚物(EPDM)“KELTAN 8340A”。
(注2)EP103AF是JSR公司生产的乙烯丙烯-二烯共聚物(EPDM)。
(注3)EP25是JSR公司生产的乙烯丙烯-二烯共聚物(EPDM)。
(注4)EP57C是JSR公司生产的乙烯丙烯-二烯共聚物(EPDM)。
(注5)5508是DSM公司生产的乙烯丙烯-二烯共聚物(EPDM)“KELTAN 5508”。
(注6)E586是住友化学公司生产的乙烯丙烯-二烯共聚物(EPDM)。
(注7)EP35是JSR公司生产的乙烯丙烯-二烯共聚物(EPDM)。
(注8)EP37F是JSR公司生产的乙烯丙烯-二烯共聚物(EPDM)。
(注9)硬脂酸是花王公司生产的商品名“ルナツクS-30”。
(注10)氧化锌是正同化学公司生产的商品名“锌华1号”。
(注11)碳酸钙是白石工业公司生产的“白艳华CC”。
(注12)GPF碳是旭カ-ボン公司生产的商品名“旭#55”。
(注13)HAF碳是旭カ-ボン公司生产的商品名“旭#70H”。
(注14)硫是鹤见化学公司生产的商品名“粉末硫”。
(注15)DM是大内新兴化学公司生产的商品名“ノクセラ-DM”。
(注16)TET是大内新兴化学公司生产的商品名“ノクセラ-TET”。
(注17)TRA是大内新兴化学公司生产的商品名“ノクセラ-TRA”。
(注18)BZ是大内新兴化学公司生产的商品名“ノクセラ-BZ”。
(注19)TTCU是大内新兴化学公司生产的商品名“ノクセラ-TTCU”。
特性评价<E1(动态模量)>
使用混炼机混炼表1和表2所示的混合成分，使用薄片状的模具，在160℃、30分钟的条件下硫化成形，得到薄片状的橡胶交联物。由该薄片冲切成宽4mm×长40mm×厚2mm的短条状试样。使用岩本制作所制造的粘弹性分光计(VISCOELASTICSPECTROMETER TYPE VES-F3)，在下述的条件，即、测定温度-84℃～52℃升温速度2℃/分钟测定温度间隔4℃测定频率f100、80、40、10Hz初始应变4mm振幅0.1mm的测定条件下，测定上述试样的E1(动态模量)[MPa]，采用测定频率10Hz下的测定值。其中，对于测定点以外的温度下的粘弹性特性值，采用从接近该温度的2个测定点的测定值、即、与作为对象的该温度在高温侧相邻的测定点和在低温侧相邻的测定点的测定值，通过内插法算出的代用值。结果在表3和表4中示出。
<tanδ(损耗角正切)>
对上述制备的试样，在与上述E1(动态模量)同样的条件下测定tanδ(损耗角正切)。结果在表3和表4中示出。
<A(E1)>
在上述E1(动态模量)的测定中，就10℃～30℃范围下的E1(动态模量)的测定值(单位MPa)与测定温度的关系，通过采用最小二乘法的一次近似法求得的近似直线(其中，只有该近似直线的相关系数R2为R2≥0.8的近似直线是有效的)的斜率(单位MPa/℃)的值作为A(E1)而算出。
<B(E1)>
在上述E1(动态模量)的测定中，就20℃～40℃范围下的E1(动态模量)的测定值(单位MPa)与测定温度的关系，通过使用最小二乘法的一次近似法求得的近似直线(其中，只有该近似直线的相关系数R2为R2≥0.8的近似直线是有效的)的斜率(单位MPa/℃)作为B(E1)而算出。
<Tmax>
在上述tanδ(损耗角正切)的测定中，以tanδ显示最大值的测定点与其前后各2个测定点的总计5个测定点为目标，对于该5个测定点，通过以测定温度(单位℃)的值设为x、tanδ的值设为y的以下2次函数，进行近似。
y＝ax2+bx+c将得到的2次近似曲线中，y(tanδ)取最大值时的x(温度)(相当于-b/2a)作为Tmax(单位℃)而算出。结果在表3、表4和图4中示出。
<tanδ(22℃)-P1>
由上述求得的E1和tanδ的值计算出tanδ(22℃)-P1。其中，P1＝0.0031×E1(22℃)+0.0503结果在表3和表4中示出。
<A(E1)-P2>
由上述求得的A(E1)的值计算出A(E1)-P2。其中，P2＝-0.0414×E1(22℃)+0.0750结果在表3和表4中示出。
<B(E1)-P3>
由上述求得的B(E1)的值计算出B(E1)-P3。其中，P3＝-0.0066×E1(22℃)+0.0200结果在表3和表4中示出。
表3
表4
另外，表中的ML(1+4)(100℃)、ML(1+8)(120℃)、ML(1+4)(125℃)的值为根据ISO289(ASTM D 1646)测定的值，乙烯含量是根据ASTM D3900A(IISRP)测定的值。
<从常温环境向低温环境转移时的摩擦系数μ的减少率>
如图7所说明那样，将上述制备的送纸辊1分别在下述的LL条件或NN条件下放置半天或半天以上后，在轴芯71的外周上形成了橡胶层72的送纸辊与特氟纶(注册商标)板73之间，夹置与测压仪75相连的纸74(富士ゼロツクス公司的Green100纸)，通过对送纸辊的旋转轴施加载荷，从而对纸附加垂直载荷W(单位N)。利用测压仪75测定将该送纸辊向箭头a的方向以下述转速、即辊外周面的圆周速度(以下相同)旋转时起作用的搬送力F(单位N)，由下式计算出摩擦系数μ。
摩擦系数μ＝F(单位N)/W(单位N)将下述条件下求得的摩擦系数分别作为μ(A)、μ(B)、μ(C)。
μ(A)放置条件LL条件(温度10℃、相对湿度15％)垂直载荷W1N转速30mm/Sμ(B)放置条件LL条件(温度10℃、相对湿度15％)垂直载荷W2.55N转速300mm/Sμ(C)放置条件NN条件(温度22℃、相对湿度55％)垂直载荷W2.55N转速300mm/S作为μ变化率，以百分比求得μ(A)与μ(C)的比μ(A)/μ(C)、和μ(B)与μ(C)的比μ(B)/μ(C)。μ(A)/μ(C)和μ(B)/μ(C)越大，与在NN条件下放置的情况相比，在LL条件下放置的情况下的摩擦系数μ的减少率变小。结果在表5和表6中示出。
<从常温环境向低温环境转移时的辊外径变化量>
将上述制备的送纸辊1分别在下述的LL条件(温度10℃、相对湿度15％)或NN条件(温度22℃、相对湿度55％)下放置半天或半天以上后，使用激光尺寸测定机(キ一エンス公司生产的“LS-3100”)测定辊的外径，作为从常温环境向低温环境转移时的辊外径变化量的指标，通过下式，对外径变化量进行评价。
外径变化量(mm)＝(LL条件放置后的辊外径(mm))-(NN条件放置后的辊外径(mm))数值越接近于0，与在NN条件下放置的情况相比，在LL条件下放置的情况下的辊外径的收缩量变小。另外，辊外径变化量以4个送纸辊的测定值的平均值计算出。结果在表5和表6示出。
<通纸后μ保持率>
将上述制作的送纸辊2在NN条件下(温度22℃、相对湿度55％)下放置6小时或6小时以上后，按照图7所示的评价方法测定初期μ。即，在轴芯71的外周上形成了橡胶层72的送纸辊与特氟纶(注册商标)板73之间，夹置与测压仪75相连的纸74(富士ゼロツクス公司的Green100纸)，通过在送纸辊的旋转轴上施加载荷，从而以对纸张的垂直载荷W＝2.55N按压橡胶层72。接着，在温度22℃、相对湿度55％的条件下，利用测压仪75测定将该送纸辊以300mm/秒的转速向箭头a的方向旋转时对纸74作用的搬送力F(单位N)，根据下式求得摩擦系数μ(初期μ)。
摩擦系数μ＝F(单位N)/W(单位N)。
接着，将送纸辊2安装在富士ゼロツクス公司的ColorDocutech60的第3托盘上，在室温下，以横向送纸的方式，将富士ゼロツクス公司的Green100纸(A4)通纸340000张。对于通纸后的送纸辊的摩擦系数，按照与上述初期μ相同的方法进行测定，将其作为通纸后残留μ。通纸后μ保持率根据下式进行评价通纸后μ保持率(％)＝(通纸后残留μ)/(初期μ)×100数值越接近100％，通纸后μ保持率越良好。结果在表5和6中示出。
<通纸后外径变化量>
对于上述制备的送纸辊2，使用激光尺寸测定机(キ一エンス公司生产的“LS-3100”)，在NN条件下放置后，在NN条件测定初期和通纸340000张后的辊外径，根据下式对通纸后外径变化量(mm)进行评价通纸后外径变化量(mm)＝(通纸后辊外径(mm))-(初期辊外径(mm))以将比较例9设为100的指数表示。数值越小，辊的耐磨损性越良好。结果在表5和表6中示出。
表5
表6
如表3、表4和图1～图3所示，实施例的送纸辊用橡胶交联物同时满足本发明中的式(1)、和式(2)和/或式(3)，比较例的橡胶交联物无法同时满足式(1)、和式(2)和/或式(3)。
如表5、表6、图8～11所示，在实施例的送纸辊中存在μ(A)/μ(C)的值比比较例大的倾向，而μ(B)/μ(C)相同或在其之上。此外，存在从NN环境向LL环境转移时外径的收缩量比比较例小的倾向。由此可知在实施例中，从NN环境向LL环境转移时的摩擦系数减少率较小，此外，辊外径的收缩量小。此外，在实施例的送纸辊中，通纸后摩擦系数μ的保持率、通纸后外径变化量也良好。由这些结果可知，使用本发明的送纸辊用橡胶交联物的送纸辊维持良好的耐磨损性，且从常温环境向低温环境转移时的摩擦系数μ的减少率以及辊外径的收缩量小。
其中，可以知道乙烯丙烯-二烯共聚物中的乙烯含量在62重量％或62重量％以下、且满足本发明中的式(1)、式(2)和/或式(3)的实施例1～5以及实施例8～14中，与乙烯丙烯-二烯共聚物中的乙烯含量大于62重量％的实施例6、Tmax高于-32℃的实施例7相比，从常温环境向低温环境转移时的辊外径的收缩量更加小。
以上详细说明了本发明，但这些说明仅用于例示，并没有任何限定，本发明的精神和范围应仅通过所要求的权利要求书所限定的内容清楚地理解。
权利要求
1.一种送纸辊用橡胶交联物，其为至少含有聚合物成分的送纸辊用橡胶交联物，所述聚合物成分含有乙烯丙烯-二烯共聚物，在所述送纸辊用橡胶交联物中，在测定温度为-84℃～52℃、升温速度为2℃/分钟、测定温度间隔为4℃、测定频率f为10Hz、初始应变为4mm、振幅为0.1mm的粘弹性测定条件下测定的动态模量E1[MPa]和损耗角正切tanδ的值满足下述式(1)tanδ(22℃)-(0.0031×E1(22℃)+0.0503)≤0(1)(式(1)中，E1(22℃)和tanδ(22℃)分别是动态模量E1[MPa]和损耗角正切tanδ在22℃下的值)并且，满足下述式(2)和/或式(3)A(E1)-(-0.0414×E1(22℃)+0.0750)≥0 (2)(式(2)中，A(E1)是近似直线的斜率(单位MPa/℃)，该近似直线是从测定温度10～30℃下的动态模量E1的测定值与测定温度的关系，通过采用最小二乘法的一次近似法求得并且相关系数R2≥0.8的近似直线)B(E1)-(-0.0066×E1(22℃)+0.0200)≥0 (3)(式(3)中，B(E1)是近似直线的斜率(单位MPa/℃)，该近似直线是从测定温度20～40℃下的动态模量E1的测定值与测定温度的关系，通过采用最小二乘法的一次近似法求得并且相关系数R2≥0.8的近似直线)。
2.根据权利要求1所述的送纸辊用橡胶交联物，其满足下述式(4)Tmax-(-32℃)≤0 (4)(式(4)中，Tmax是在上述粘弹性测定条件下tanδ(损耗角正切)取最大值时的温度(单位℃))。
3.根据权利要求1所述的送纸辊用橡胶交联物，其中上述乙烯丙烯-二烯共聚物中的乙烯单元的含量为50重量％～63重量％。
4.根据权利要求1所述的送纸辊用橡胶交联物，其中上述聚合物成分中的上述乙烯丙烯-二烯共聚物的含量为50重量％或50重量％以上。
5.根据权利要求1所述的送纸辊用橡胶交联物，其中上述聚合物成分中的上述乙烯丙烯-二烯共聚物的含量为90重量％或90重量％以上，并且上述乙烯丙烯-二烯共聚物中的乙烯单元的含量为50重量％～62重量％。
6.根据权利要求1所述的送纸辊用橡胶交联物，其中上述聚合物成分中的上述乙烯丙烯-二烯共聚物的含量为90重量％或90重量％以上，并且上述乙烯丙烯-二烯共聚物中的乙烯单元的含量为50重量％～61重量％。
7.根据权利要求1所述的送纸辊用橡胶交联物，其中相对于100重量份上述聚合物成分，软化剂的混合量为15重量份或15重量份以下。
8.根据权利要求1所述的送纸辊用橡胶交联物，该橡胶交联物通过硫进行交联。
9.一种送纸辊，该送纸辊在橡胶层中使用权利要求1～8中任一项所述的送纸辊用橡胶交联物。
全文摘要
本发明提供一种送纸辊用橡胶交联物和使用其的送纸辊，该送纸辊用橡胶交联物具有良好耐磨损性，且可以减小从常温环境向低温环境转移时的摩擦系数μ的减少率和辊外径的收缩量。本发明涉及一种送纸辊用橡胶交联物，其为至少含有聚合物成分的送纸辊用橡胶交联物，该聚合物成分含有乙烯丙烯－二烯共聚物，且该送纸辊用橡胶交联物在规定的粘弹性测定条件下，满足下述式(1)，并且满足下述式(2)和/或式(3)。tanδ(22℃)－(0.0031×E1(22℃)+0.0503)≤0 (1)；A(E1)－(－0.0414×E1(22℃)+0.0750)≥0 (2)；B(E1)－(－0.0066×E1(22℃)+0.0200)≥0 (3)。
文档编号G03G15/00GK1891749SQ200610082950
公开日2007年1月10日 申请日期2006年6月21日 优先权日2005年6月21日
发明者田原章年 申请人:山内株式会社