专利名称：用于送纸用滚轮的热塑性弹性体材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于例如复印机、传真机等办公机器上运送原稿纸的送纸用滚轮的热塑性弹性体材料。
背景技术：
现在办公机器上运送原稿纸的送纸用滚轮一般均采用橡胶制的滚轮，这种橡胶制滚轮是在金属芯的外周包覆上有弹性的橡胶成分，这种橡胶成分多采用乙稀-丙烯-二烯共聚物(EPDM)或热塑性弹性体(以下称“TPE”)。
EPDM由乙烯、丙烯、二烯三种成分组成，其特点是耐气候性好、摩擦系数比较高。
TPE分子中具有两种成分，即有弹性的橡胶成分＝软段(软质相)和可防止塑性变形的分子拘束成分＝硬段(硬质相)，常温下有和加硫橡胶同样的性质、具有弹性，高温下与普通的热塑性树脂相同，是可直接用于现有的成型机的高分子材料。可以说是由于具有橡胶和塑料中间的性质，故而有多方面的用途。作为具有代表性的TPE，有苯乙烯类、烯烃类、氯乙烯类、氨基甲酸乙酯类、聚酯类、聚酰胺类、氟类等。其特点是氯乙烯类TPE耐气候性特别好，氨基甲酸乙酯类TPE及聚脂类TPE机械强度特别好，聚酰胺类TPE强韧性特别好，氟类TPE耐药品性特别好。
而送纸用滚轮则要求其有摩擦系数高，运送力大，耐磨损性好，易于被研磨加工以提高滚轮的外圆精度，重量轻等特点。但氯乙烯类TPE，氨基甲酸乙酯类TPE、聚酯类TPE、聚酰胺类TPE、氟类TPE不一定都能满足这些特性要求。在这点，烯径类TPE是在硬质相上用了聚丙烯和聚乙烯等的聚烯烃，在软质相上用了乙烯-丙烯共聚物(EPR)及乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)的TPE，故而与其它TPE相比较具有比重最轻、使用温度范围广(-60--140℃左右)，耐热性优良的特点。而且苯乙烯类TPE是在硬质相上用了聚苯乙烯，在软质相上用了聚丁二烯、聚异戊二烯或聚烯烃(乙烯-丁烯共聚物或乙烯-丙烯共聚物)的TPE，由于柔软且易拉伸，与加硫橡胶的性质最为接近，是均衡的TPE。
这里烯烃类TPE，A型硬度计硬度从A35开始，A90的材料作为送纸用滚轮的橡胶成分在使用，苯乙烯类TPE，A型硬度计硬度到A90的材料作为送纸用滚轮的橡胶成分在使用。但烯烃类TPE有摩擦系数低，运送力量小的缺点，苯乙烯类TPE有研磨加工性及耐磨损性差的缺点，故而单独的烯烃类TPE或单独的苯乙烯类TPE作为送纸用滚轮的材料不是最合适。
还有，EPDM在合成橡胶中比重最小，虽具有耐气候性、耐臭氧性、耐热性、耐化学药品性的优良特性，但耐磨损性不充分。
还有，特公平8-32808号公报中登载有“(1)60-80重量％的加硫乙烯-丙烯-二烯橡胶、15-30重量％的聚丙烯及至少3-10重量％的嵌段A、B成分组合而得到嵌段共聚物，嵌段A是聚苯乙烯，嵌段B是聚丁二烯或聚异戊二烯，且嵌段B的聚合物至少有一部分被氢化。(2)以成分(1)全量为基准，加入10-40重量％的可塑化用油组成本质上是含聚合体混合物的热塑性弹性体。”该专利公报上记载的热塑性弹性体材料其目的在于解决下列课题。即烯烃类TPE由于硬度较高，多是通过混合入软化性的油，使其变柔软的成分调整，因此一般地，添加属于环烷类或链烷烃类油的增塑剂，但这种增塑剂有易从烯烃类TPE的表面渗出的缺点。由于表面有油渗出，就出现表面发粘的不好情况，为防止油的渗出，在90-97重量％的烯烃类TPE中混入3-10重量％的苯乙烯类TPE。这就是前述专利公报中登载的以防止渗出油为目的的热塑性弹性体，但以运送纸为目的之事一点也未登载。
发明内容
本发明是鉴于现有技术中存在的这些问题点而开发的，其目的在于提供一种用于送纸用滚轮的热塑性弹性体材料，其完全具有作为送纸用滚轮所必须的特性，即高摩擦系数及高运送力、研磨加工性、耐磨损性。
为达到上述目的，本发明材料中作为必须成分含有混合稀烃类TPE和苯乙烯类TPE得到的热塑性弹性体混合物，这些热塑性弹性体相互弥补缺点改善特性，能提供适合用作前述送纸用滚轮使用的滚轮。
图1是送纸用滚轮的立体图。
图2是表示对射出成形滚轮做研磨加工状态的图，图2(a)所示为有本发明成分的滚轮和有烯烃类TPE成分的滚轮，图2(b)所示为含有苯乙烯类TPE成分的滚轮，图2(c)所示为含有EPDM成分的滚轮。
图3是测定滚轮的运送力及磨损量的试验机的斜视图。
图4是图3试验机上，用加压辊1运送纸3部分的放大图。
图5所示是本发明成分的试料和EPDM成分的试料在紫外线照射下摩擦系数变化的图。
具体实施例方式
即本发明的用于送纸用滚轮的热塑性弹性体材料，其特征在于，作为必须成分含有由烯烃类热塑性弹性体和苯乙烯类热塑性弹性体组成的热塑性弹性体混合物，该乙烯烃类热塑性弹性体中作为硬质相使用了聚乙烯或聚丙烯，作为软质相使用了乙烯-丙烯共聚物或乙烯-丙烯-二烯共聚物；苯乙烯类热塑性弹性体硬质相使用聚苯乙烯，作为软质相使用了聚丁二烯、聚异戊二烯或聚烯烃(乙烯-丁烯共聚物或乙烯-丙烯共聚物)。
烯烃类热塑性弹性体的硬质相和软质相的比率优选以硬质相占10-50的重量份，软质相占50-90的重量份，合计为100重量份。还有，苯乙烯类热塑性弹性体中的硬质相与软质相的比率优选以硬质相占10-50的重量份，软质相占50-90的重量份，合计为100重量份。
乙烯-丙烯-二烯共聚物的第三成分二烯，考虑重合反应性优选二环戊二烯、5-亚乙基-2-降冰片烷。
还有，为了充分具备送纸用滚轮所必需的特性，烯烃类热塑性弹性体与苯乙烯类热塑性弹性体的配合比优选以烯烃类热塑性弹性体占20-80的重量份，苯乙烯类热塑性弹性体占80-20的重量份，这两种热塑性弹性体合计为100重量份。
烯烃类热塑性弹性体不足20重量份(苯乙烯类热塑性弹性体超过80重量份)时，会有材料硬度低时无法研磨加工，材料硬度高时无法做与具有良好研磨加工性的热硬化性橡胶同程度的研磨这样的缺点，另一方面，烯烃类热塑性弹性体其超过80重量份(苯乙烯类热塑性弹性体不足20重量份时，会有摩擦系数低下，不能确保高的运送力，耐磨损性不好的缺点。
且，借助各种配合剂的混入、分散，为使成型作业容易些，优选适当含有矿物油类增塑剂、植物油类增塑剂，酞酸脂类或己二酸酯类合成增塑剂等。
且，根据需要可含有碳酸钙、碱性碳酸镁、天然硅酸、硅酸盐等填充剂、补强剂。
且，根据需要可含有为防止氧化劣化和臭氧劣化的劣化防止剂。
且，根据需要可含有氧化钛等白颜料、炭黑等黑颜料等颜料。
且，根据需要可含有为改良耐久性、耐热性等特性的有机改质剂。
再者，为改善外观，根据需要可含有上光剂和涂料。
作为混练以上各种配合剂的装置，可使用辊轴混练机或代表封闭式混练机的密闭式混练机。
而且，制成滚轮形状的成形法可采用压缩成形，射出成形、挤出成形、注塑成形、转移成形等成形法。
下面说明一下本发明的实施例，但本发明不仅限于以下的实施例。
将具有表1所示配合比率的与本实施例1-3有关的烯烃类和苯乙烯类的混合TPE及作为比较例的EPDM、苯乙烯类TPE或烯烃类TPE放入已事先加热至80℃的密闭式混练机中，以120rpm混合约2分钟。这期间密闭式混练机中混合物的温度约上升至了170℃。在此温度下再混练2分钟后，加入表中所记的增塑剂，将此混合物再混合约3分钟。其结果是该混合物的温度约上升到约200℃。然后将密封式混练机内的混合物取出，用辊子压延成5mm厚的片状。将该片冷却后用切断机切成细粒状。然后将此细粒状物填充在螺旋式射出成型机(图中未示出)的料斗中，利用射出成形得到如图1所示的内径d为8mm，外径D为22mm，长度L为28mm的滚轮，表1中的配料表示重量％，实施例1-3材料的A型硬度计硬度为A40。
表1
(研磨加工性)为使如上制得的射出成形品滚轮能在实际中作为送纸滚轮使用，需对其表面做研磨加工，提高外圆精度，将具有实施例1-3成分的滚轮，具有EPDM成分的滚轮，具有苯乙烯类TPE成分的滚轮、具有烯烃类TPE成分的滚轮经干式及湿式研磨机研磨加工后，具有实施例1-3成分的滚轮和具有烯烃类TPE成分的滚轮如图2(a)所示，可以得到光滑的研磨面，但具有苯乙烯类TPE成分的滚轮如图2(b)所示，表面形成很多卷球状突起18，而具有EPDM成分的滚轮如图2(c)所示，表面形成很多龟裂(用很多细斜线表示的部分)。这样，具有实施例1-3成分的滚轮有优良的研磨加工性之事就很清楚了。
(运送力)然后，将研磨加工后的各滚轮装在如图3所示的试验机上测定运送力。现在对图3所示的试验机作一说明，1是可转动但无驱动功能的加压辊，2是驱动电机，用以驱动位于加压辊1的正下方并装有多个运送滚轮的转动轴(后述号为17的)，3是被运送的纸，4是咬合住纸3的端部以支持、固定纸3的支持体。图3中虽看不到，但从支持体4伸出有细线，该细线与运送力测定器5连接。6是调节运送力测定器5增益的放大器。
7是100g的载重，100g的载重7装在框体8上，由框体8延伸出去的部件9上装有自重补偿机构，可使给运送纸3加负荷的加压辊1和框体8的自重为零。即通过调节有自重补偿机构的部件9的端部调节螺钉10，来发挥自重补偿作用，以使对纸3所加负荷仅为载重7的100g的重量。11、12是可使立杆14、15沿垂直方向伸缩的控制柄，用以调整试验机设置台13的水平度。
图4所示为用加压辊1运送纸3部分的放大图，装有多个运送滚轮16的转动轴17位于加压辊1的正下方，中间有纸3。
使用具有以上构造的试验机，用运送力测定器5测定将纸3向图3的右方运送时所发生的力(拉力；N)的最大值、最小值和平均值，纸3为厚0.06mm*宽210mm*长296mm(优质复印纸，尺寸A4)，调节调节螺钉10，使所加负荷为载运重100g，电机2的转速为60rpm，使运送滚轮16在60秒内连续转动。将该运送力(N)的测定试验，反复做5次，5次试验最大值的平均值、5次试验最小值的平均值、5次试验平均值的平均值分别表示为最大值、最小值、平均值，列在表2。
表2
从表2可知，具有实施例1-3成分滚轮的运送力比有其它成分滚轮的大。
(磨损量)使用上面的同一试验机，如下进行运送滚轮磨损量的测定。即使用纸3厚0.06mm*宽210mm*长296mm(1000号耐水纸)，调节调节螺钉10，使所加于纸3上的负荷为载重100g，电机2的转速为60rpm，使运送滚轮16连续转动1小时后，测定运送滚轮16的重量。将此运送试验反复做5次，1个运送滚轮的初期重量平均值、1个运送滚轮的连续运转1小时的重量平均值、从初期重量中减去连续运转1小时后的重量所得的磨损量，分别表示为初期重量、运转后重量、磨损量列在表3(单位g)。且由于各成分的比重不同，为消除由于比重差而产生的测定误差，把比重均归齐为1，将附加比重后的磨损量(附加比重磨损量)也一起列在表3。比较附加比重后的磨损量是可以对磨损量进行公平评价的。
表3
如表3所示，有实施例1-3成分滚轮的磨损量少。烯烃类TPE的磨损量虽然也少，但这是由于从烯烃类TPE中有增塑剂渗出，抑制了磨损。
而有EPDM成分的滚轮及有苯乙烯类TPE成分的滚轮的磨损量比实施例1-3的要多。
(摩擦系数)表4为用上面同样的方法混练，比较A型硬度计硬度为A40的，各成分组成试料(内径d为8mm，外径D为22mm，长度L为28mm的滚轮)的静摩擦系数和动摩擦系数的表。如表4所示，有实施例1-3成分的材料其静摩擦系数和动磨擦系数都高。
表4
进而，将用紫外线照射下的静摩擦系数的变化情况表示在图5。图5中记号“○”表示为实施例2配料成分的试件(内径d为8mm，外径D为22mm，长度L为28mm的滚轮)，记号“●”表示为EPDM成分的试件(内径d为8mm，外径D为22mm，长度L为28mm的滚轮)。
如图5所示，可知本实施例的材料，由于紫外线照射而出现的摩擦系数降低少，耐气候性优良。
根据本发明，可以提供作为送纸用滚轮所必需的高摩擦系数及高运送力、有研磨加工性、有耐磨损性，这些特征都具备的用于送纸用滚轮的热塑性弹性体材料。
权利要求
1.一种用于送纸用滚轮的热塑性弹性体材料，其特征在于，作为必须成分含有由烯烃类热塑性弹性体和苯乙烯类热塑性弹性体组成的热塑性弹性体混合物，该烯烃类热塑性弹性体作为硬质相使用了聚乙烯或聚丙烯，作为软质相使用了乙烯-丙烯共聚物或乙烯-丙烯-二烯共聚物，该苯乙烯类热塑性弹性体硬质相使用聚苯乙烯，软质相使用聚丁二烯、聚异戊二烯或聚烯烃。
2.如权利要求1所述的热塑性弹性体材料，其中，烯烃类热塑性弹性体占20-80重量份，苯乙烯类热塑性弹性体占80-20重量份，这两种热塑性弹性体总计100重量份。
全文摘要
一种用于送纸用滚轮的热塑性弹性体材料,该材料具有作为送纸用滚轮所必需的高摩擦系数及高运送力、有研磨加工性、有耐磨损性的所有特性。烯烃类热塑性弹性体占20－80重量份,苯乙烯类热塑性弹性体占80－20重量份,这两种热塑性弹性体合计为100重量份。
文档编号C08L53/00GK1388168SQ02121648
公开日2003年1月1日 申请日期2002年5月30日 优先权日2001年5月30日
发明者新田晴彦, 新田真也, 久保田芳树, 柳田隆 申请人:新田工业株式会社, 日本缆绳系统株式会社