(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム層としてウレタン系熱可塑性エラストマ（以下、ＴＰＵと言う）、スチレン−ブタジエンゴム（以下、ＳＢＲと言う）、スチレン系熱可塑性エラストマ（以下、ＴＰＳと言う）、ポリフェニレンエーテル（以下、ＰＰＥと言う）、油及び硫黄系架橋剤から成るブレンドゴム組成物を用いたものであって、該ブレンドゴム組成物が重量比でＴＰＵ／ＳＢＲ＝９８／２〜３０／７０のブレンドゴム１００重量部に対して、硫黄系架橋剤が０．０５〜２０重量部から成ることを特徴とするゴムローラ。
【請求項２】
軸芯上にゴム層を被覆して成るゴムローラにおいて、前記ゴム層はＴＰＵ層から成る内層と、該内層上に設けた外層とから成り、該外層はＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ、ＰＰＥ、油及び硫黄系架橋剤から成るブレンドゴム組成物を用いたものであって、該ブレンドゴム組成物が重量比でＴＰＵ／ＳＢＲ＝９８／２〜３０／７０のブレンドゴム１００重量部に対して、硫黄系架橋剤が０．０５〜２０重量部から成ることを特徴とするゴムローラ。
【請求項３】
ブレンドゴム組成物が充填剤を含有することを特徴とする請求項1または請求項２記載のゴムローラ。
【請求項４】
ブレンドゴム組成物が混練時において動的加硫を受けたものであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一に記載のゴムローラ。
【請求項５】
ブレンドゴム組成物の最大トルクの９０％に達する時間が１８０℃で５〜４０分の範囲に入る硫黄系架橋剤を用いたことを特徴とする請求項１〜３の何れか一に記載のゴムローラ。
【請求項６】
充填剤がカーボンブラックであることを特徴とする請求項３記載のゴムローラ。
【請求項７】
充填剤がシリカであることを特徴とする請求項３記載のゴムローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はゴムローラに関するものである。更に詳述すれば本発明は紙葉類搬送用ゴムローラ、プラテン用ゴムローラ等として用いられるゴムローラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＰＵはゴム弾性、耐摩耗性、機械的強度等が優れていることからホース、チューブ、フィルム、シート、電線被覆材、バンパー、靴底等に広く実用されている。
【０００３】
しかしながらＴＰＵはゴムローラには殆ど実用されていない。
【０００４】
これはＴＰＵが摩擦係数と耐摩耗性とのバランスがとりずらく且つ圧縮永久歪が大きいためである。即ち、ＴＰＵは一般に摩擦係数安定性が劣り、逆にその摩擦係数安定性を良くするための変性を行うと耐摩耗性が劣るようになり、その結果紙葉類の取り込み性及び搬送性が劣るのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる点に立って為されたものであって、その目的とするところは前記した従来技術の欠点を解消し、摩擦係数が大きく且つ耐摩耗性が優れしかも圧縮永久歪が小さいゴムローラを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨とするところは、第１にゴム層としてＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ、ＰＰＥ、油及び硫黄系架橋剤から成るブレンドゴム組成物を用いたことを特徴とするゴムローラ、第２にＴＰＵ層から成る内層と、そのＴＰＵ層上に設けたＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ、ＰＰＥ、油及び硫黄系架橋剤から成るブレンドゴム組成物の外層とから成ることを特徴とするゴムローラ、第３にゴム層としてＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ、ＰＰＥ、油、硫黄系架橋剤及び充填剤から成るブレンドゴム組成物を用いたことを特徴とするゴムローラ、第４にＴＰＵ層から成る内層と、そのＴＰＵ層上に設けたＴＰＵ、ＳＢＲ、、ＴＰＳ、ＰＰＥ、油、硫黄系架橋剤及び充填剤から成るブレンドゴム組成物の外層とから成ることを特徴とするゴムローラの４点にある。
【０００７】
本発明においてＴＰＵとしてはエステル系、エーテル系のいずれでもよいが、望ましくはＪＩＳ−Ｋ６３０１で定めるＡ硬度が８０以下の軟質タイプのＴＰＵが摩擦係数を高くする点から適当である。
【０００８】
また、本発明においてＳＢＲとしては溶液重合タイプ、乳化重合タイプのいずれでもよいが、スチレン量はＴＰＵとの相溶性の点から１０〜４０モル％のものが適当である。
【０００９】
本発明においてＴＰＳとしては工業的に実用されている硫黄系架橋剤と反応しないものならよく、例えば水素添加したタイプであるポリスチレン〜ポリエチレン・ブチレン〜ポリスチレン（以下、ＳＥＢＳと言う）やポリスチレン〜ポリエチレン・プロピレン〜ポリスチレン（以下、ＳＥＰＳ）を用いることができる。
なお、充填剤としてカーボンブラックやシリカを配合するときには、これらと化学的反応性が大きい溶液重合タイプＳＢＲを用いることが外観向上及び耐摩耗性向上に望ましい。
【００１０】
更に、本発明において硫黄系架橋剤としてはＳＢＲを動的加硫できるために反応速度が遅いものならよい。
【００１１】
例えば、ＴＰＵ／ＳＢＲ＝９８／２〜３０／７０のブレンドゴム１００重量部に対して、硫黄系架橋剤が０．０５〜２０重量部から成るブレンドゴム組成物の最大トルクの９０％に達する時間が１８０℃で５〜４０分の硫黄系架橋剤が適切である。
【００１２】
ここにおいて加硫時間が５分以下のものでは良好な分散が得られず、逆に４０分以上のものでは混練時間が長く、生産性が劣るので実用できない。
【００１３】
このような硫黄系架橋剤としては、具体的にはＮ，Ｎ′−ｍ−フェニレンビスマレイミド２−ベンゾチアゾイルジスルフィド，テトラメチルチウラムジスルフィド，ジフェニルグアニジン，Ｎ−シクロヘキシル１，２−ベンゾチアゾールスルフェンアミドイオウ，２−メルカプトベンゾチアゾール，ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド，テトラブチルチウラムジスルフィド，テトラメチルチウラムモノスルフィド，ジラウリルチオウレア，エチレンチオウレア，ジブチルチオウレア，ジエチルチオウレア，ジメチルジチオカルバミン酸の亜鉛塩などを単独もしくは２種以上組み合わせて使用される。
【００１４】
ＴＰＵへのＴＰＳ、ＰＰＥ、油の添加は、あらかじめＴＰＳにＰＰＥと油とを混和することが特性上好ましい。
【００１５】
ＰＰＥを添加することにより、ＴＰＳの疑似架橋点であるスチレン部との相溶性がよく且つガラス転移点（Ｔｇ）が高いことから疑似架橋点を高めることができる。また、油を添加することによりゴム弾性が大きくなる。これらにより圧縮歪を低くしたＴＰＳを使用することができる。
【００１６】
本発明においてはＴＰＵ、ＳＢＲ及び硫黄系架橋剤から成るブレンドゴム組成物は、重量比でＴＰＵ／ＳＢＲ＝９８／２〜３０／７０のブレンドゴム１００重量部に対して、硫黄系架橋剤が０．０５〜２０重量部に限定される。
【００１７】
まず、本発明においてベースゴムとしてＴＰＵ／ＳＢＲ＝９８／２〜３０／７０のブレンドゴムとしたのは、ＳＢＲの含有量が２重量％以下では圧縮永久歪が大きくて実用性が乏しく、逆に７０重量％を越えると耐摩耗性及び押出時の外観が損なわれる為である。
【００１８】
また、本発明において重量比でＴＰＵ／ＳＢＲ＝９８／２〜３０／７０のブレンドゴム１００重量部に対して、硫黄系架橋剤を０．０５〜２０重量部としたのは、０．０５重量部以下では圧縮永久歪が大きくて実用性が乏しく、逆に２０重量部を越えるとブルーム現象が発生して外観を悪化するためである。
【００１９】
なお、本発明においては上記成分の外に、必要に応じて他のゴム、他の熱可塑性エラストマ、樹脂、可塑剤、無機充填剤、架橋剤、安定剤、着色剤、酸化防止剤、滑剤等を配合することができる。
【００２０】
本発明のゴムローラの製造方法としては工業的に製造する方法なら特に限定されない。
【００２１】
例えば、一層構造のゴムローラでは押出成形、射出成形、プレスモールド等の方法を用いることができる。
【００２２】
また、二層構造のゴムローラでも押出成形、射出成形、プレスモールド等の方法を用いることができる。
【００２３】
なお、二層構造のゴムローラにおいて、内層には接着性の点からＴＰＵを用いるが、他の熱可塑性エラストマや樹脂を用いることもできる。
【００２４】
この種の熱可塑性エラストマとしてはスチレン系エラストマ、オレフイン系エラストマ、エステル系エラストマ、アミド系熱可塑性エラストマ、塩素系熱可塑性エラストマ、ふっ素系熱可塑性エラストマ等がある。また、この種の樹脂としてはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエーテルサルホン、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、ポリビニリデンフルオライド、エチレン−テトラフルオロエチレン樹脂等がある。
【００２５】
本発明では混練時に動的加硫が可能なため通常の加硫工程を省略でき、それにより生産性を顕著に上げることができる。
【００２６】
即ち、本発明においては一層構造のゴムローラ、二層構造のゴムローラは共に混練時に動的加硫が可能なため、製造時においては特別な加硫工程が不要となり、その結果生産性を顕著に向上することができる。
【００２７】
この混練時における動的加硫は、ＴＰＵにＳＢＲをミクロ的に完全に混和させるためと、押出外観を良くするために行われる。
【００２８】
なお、予め加硫したＳＢＲをＴＰＵに配合すると、その分散性が劣り、その結果コストの上昇と外観悪化を招く難点がある。
【００２９】
逆に、未加硫ＳＢＲを配合すると、押出時にＳＢＲの弾性挙動が発現して外観が悪化する。
【００３０】
ＳＢＲの架橋度はゲル分率で５０％以上が望ましい。ゲル分率の測定はまず試験ゴムローラをジメチルホルムアミド中に浸漬してＴＰＵ及び未架橋ＳＢＲを溶解除去し、残渣である架橋ＳＢＲを元の配合ＳＢＲに対する割合（％）として求めたものである。
【００３１】
本発明の一層構造のゴムローラ、二層構造のゴムローラは、共に前述したような材料を用いているため摩擦係数が高く且つ耐摩耗性が優れしかも紙葉類搬送性が優れている。
【００３２】
【作用】
本発明は、第１にゴム層としてＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ、ＰＰＥ、油及び硫黄系架橋剤から成るブレンドゴム組成物を用いたことにより、摩擦係数が大きく且つ耐摩耗性が優れしかも圧縮永久歪が小さいゴムローラを提供できることにある。
【００３３】
第２にＴＰＵ層から成る内層と、そのＴＰＵ層上に設けたＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ、ＰＰＥ、油及び硫黄系架橋剤から成るブレンドゴム組成物の外層とから成ることにより、これらの特長に加えて優れた耐久性を発揮できるゴムローラを提供できる。
【００３４】
第３にゴム層としてＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ、ＰＰＥ、油、硫黄系架橋剤及び充填剤から成るブレンドゴム組成物を用いたことにより、第１の発明の特長に加えて機械的強度を改善したゴムローラを提供できる。
【００３５】
第４にＴＰＵ層から成る内層と、そのＴＰＵ層上に設けたＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ、ＰＰＥ、油、硫黄系架橋剤及び充填剤から成るブレンドゴム組成物の外層とから成ることにより、第２の発明の特長に加えて機械的強度が優れたゴムローラを提供できる。
【００３６】
即ち、本発明ではＴＰＵにＳＢＲ、ＴＰＳ、ＰＰＥ、油、硫黄系架橋剤を配合することにより、摩擦係数が大きく且つ耐摩耗性が優れしかも圧縮永久歪が小さいゴムローラを提供することができる。
【００３７】
摩擦係数安定性はＴＰＳの配合により通紙時に耐摩耗性を損なわない程度にローラ表面が極めて薄く削れるようになり、それによりローラ表面が常に新しくなって、その結果紙葉類を確実に搬送できるようになる。
【００３８】
更に、本発明においてはＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ、ＰＰＥ、油のブレンドゴムに対して、硫黄系架橋剤を配合することによりロール混練時における動的加硫を可能とし、それにより加硫工程を省略することができる。
【００３９】
そして本発明では更にＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ、ＰＰＥ、油のブレンドゴムに対して、硫黄系架橋剤の外に充填剤を配合する。この充填剤の配合により機械的強度を向上させると共に摩擦係数の増加、圧縮永久歪を小さくすることができる。
【００４０】
ここにおいて充填剤としてはカーボンブラックとシリカが適当である。
【００４１】
その結果これらの構成要素が相乗的に作用して摩擦係数が大きく且つ耐摩耗性が優れしかも圧縮永久歪が小さく、その上接着耐久性が優れたゴムローラを提供することができる。
【００４２】
【実施例】
次に、本発明のゴムローラの実施例及び比較例について説明する。
【００４３】
表１は実施例１〜１１のゴムローラについて、また表２は比較例１〜５のゴムローラについて、それらのゴム成分配合及びゴムローラの特性試験結果を示したものである。
【００４４】
【表１】
0003689921.tif 000002
【００４５】
【表２】
0003689921.tif 000003
【００４６】
これらのゴムローラの製造手順は、あらかじめＴＰＳにＰＰＥと油とを混和しておき、その後表１、２に示す残りの配合物をニーダを用いて混練してそれぞれのブレンドゴム組成物を得る。
【００４７】
次に、かくして得られたブレンドゴム組成物を４０mm押出機に入れ、チューブを作成した。この押出条件は４０mm押出機のＬ／Ｄ＝２２、シリンダー１部の温度が１６０℃、シリンダー２部の温度が１７０℃、シリンダー３部の温度が１８０℃、シリンダー４部の温度が１９０℃、ダイ温度２００℃である。
【００４８】
次に、かくして得た長尺のチューブを所定のゴムローラ長さとなるように切断して円筒部材とし、これらを試験用ゴムローラとした。このようにして実施例１〜１１のゴムローラ及び比較例１〜５のゴムローラを作成した。
【００４９】
まず、耐摩耗性、摩擦係数の測定は、これらの試験ゴムローラを装着したモデル紙葉類搬送装置にてＡ４サイズのＰＰＣ用紙を１０，０００枚〜５０，０００枚を通紙させた。
【００５０】
ゴムローラの耐摩耗性はこのようにしてＰＰＣ用紙を通紙させた後の試験ゴムローラの外径減少量で評価した。
【００５１】
摩擦係数の測定は、駆動軸に固定した試験ゴムローラと一定荷重（Ｗ）を掛けたフリードラムとの間にロードセルを連結したＯＣＲ紙を挟み、それから前記試験ゴムローラを回転させて摩擦力（Ｆ）を測定した。摩擦係数はその摩擦力（Ｆ）と荷重（Ｗ）とを式＝Ｆ／Ｗに入力して算出した。ここにおいてＯＣＲ紙を用いたのは試験精度が向上するためである。
【００５２】
まず、表１の試験結果について説明する。
【００５３】
実施例１〜１１のゴムローラは摩擦係数が大きく且つ耐摩耗性が良好でしかも圧縮永久歪も小さく、その結果優れた紙葉類搬送性を発揮した。
【００５４】
これらに対して表２から分かるようにＴＰＳ単独の比較例１のゴムローラは耐磨耗性が良いが、通紙後の摩擦係数の低下が大きく且つ圧縮永久歪も大きい。
【００５５】
また、ＴＰＳ、ＰＰＥ、油を含まない比較例２のゴムローラは、摩擦係数、耐磨耗性、圧縮永久歪が良好であるが、５０，０００枚通紙後の摩擦係数の低下が大きい。
【００５６】
また、硫黄系架橋剤を含まない比較例３のコムローラは、摩擦係数特性と耐磨耗性が良いが、圧縮永久歪が大きいと言う難点がある。
【００５７】
そしてＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ、ＰＰＥ、油、硫黄系架橋剤から成るものの、硫黄系架橋剤の配合量が本発明の限定範囲を越えている比較例４のゴムローラは、摩擦係数特性、耐磨耗性、圧縮永久歪特性が良好であるが、ゴムローラにブルーム現象が発生すると言う難点がある。
【００５８】
そしてまた、ＴＰＵ、ＳＢＲ、ＴＰＳ、ＰＰＥ、油、硫黄系架橋剤から成るものの、ＳＢＲの配合量が本発明の限定範囲を越えている比較例５のゴムローラは、摩擦係数特性、圧縮永久歪特性が良好であるが、耐磨耗性が劣ると言う難点がある。
【００５９】
なお、表１、２には示さないが内層にＴＰＵ層を設け、更にそのＴＰＵ層上に実施例１〜１１の組成のブレンドゴムをそれぞれ被覆して成るゴムローラは、いずれも摩擦係数が大きく且つ耐摩耗性が優れしかも圧縮永久歪も小さく、その上優れた耐久性、機械的強度を発揮した。
【００６０】
【発明の効果】
本発明のゴムローラは摩擦係数が大きく且つ耐摩耗性が優れしかも圧縮永久歪も小さいと言う優れた特性を発揮できるものであり、工業上有用である。