(57)【要約】【解決手段】液状ゴムに架橋剤とその他の配合剤を配合して混練し、脱泡した後、所望の形状に成形して架橋硬化させるゴム架橋物の製造方法において、遊星式混合装置を用いて上記混練操作を行うことを特徴とするゴム架橋物の製造方法。【効果】低硬度で圧縮永久歪みが小さく、加工性に優れるゴム架橋物を効率よく確実に製造し得る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状ゴムに配合剤を配合して混練し、脱泡した後、所望の形状に成形して架橋硬化させるゴム架橋物の製造方法において、遊星式混合装置を用いて上記混練操作を行うことを特徴とするゴム架橋物の製造方法。
【請求項２】
ゴム成分が液状ゴムのみである請求項１記載のゴム架橋物の製造方法。
【請求項３】
上記配合剤の一として架橋剤を配合して架橋硬化させる請求項１又は２記載のゴム架橋物の製造方法。
【請求項４】
上記遊星式混合装置が、対象物を収容した容器が自転しながら公転して対象物を混練しながら脱泡する遊星式混合・脱泡装置である請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム架橋物の製造方法。
【請求項５】
上記液状ゴムが、液状ブタジエンゴム、液状イソプレンゴム、液状ブタジエン／イソプレン共重合ゴム、又はこれらから選ばれた２種以上の混合ゴムである請求項１〜４のいずれか１項に記載のゴム架橋物の製造方法。
【請求項６】
上記液状ゴムが数平均分子量２０００〜５００００のものである請求項１〜５のいずれか１項に記載のゴム架橋物の製造方法。
【請求項７】
上記配合剤の一としてカーボンブラックを配合した請求項１〜６のいずれか１項に記載のゴム架橋物の製造方法。
【請求項８】
上記架橋剤としてパーオキサイドを用い熱架橋させる請求項３〜７のいずれか１項に記載のゴム架橋物の製造方法。
【請求項９】
上記架橋剤が、１，１−ジ（ｔ−ヘキシルペルオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ジ（ｔ−アミルペルオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｎ−ブチル４，４−ジ（ｔ−ペルオキシ）バレレート、ジ（２−ｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼンから選ばれた１種又は２種以上のパーオキサイドである請求項８記載のゴム架橋物の製造方法。
【請求項１０】
混練・脱泡した後、の未架橋ゴム組成物を、ＬＩＭ成形機を用いて射出成形すると同時に架橋を行う請求項１〜９のいずれか１項に記載のゴム架橋物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低硬度で圧縮永久歪みの小さいゴム架橋物を効率よく確実に得ることができるゴム架橋物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ゴム製品を製造する場合、まず、原料ゴムに補強剤、充填剤、軟化剤、老化防止剤などの配合剤を配合して混練することによりゴム組成物を調製し、次にこのゴム組成物に架橋（加硫）剤、架橋（加硫）促進剤などを添加して未架橋ゴム組成物を調製し、これを所望の形状に成形した後、架橋硬化を行うか、又は成形と同時に架橋硬化を行ってゴム架橋物を得る方法が採られている。
【０００３】
この場合、上記補強剤や充填剤などは粉末状であることが多く、原料ゴムとの混練時に飛散しやすい。そのため、短時間で混練を完了するにはこれら配合剤の飛散を防止するため密閉式混練機を使用する必要があり、バンバリーやニーダーなどの密閉式混練機を用いて混練作業が行われている（例えば、下記特許文献１，２参照）。
【０００４】
一方、得られるゴム製品の硬度を低減化（低硬度化）したり、製造時の加工性を改善する目的で原料ゴムに多量の液状ゴムを配合することも行われている（例えば、下記特許文献２参照）。このとき、原料ゴムに液状ゴムと他の配合剤を混練するため、これらの各材料を上記密閉式混練機に投入して混練することになるが、その場合には液状ゴムが密閉式混練機のローター表面に付着して他の配合剤が液状ゴム中に分散し難くなり、混練効率が低下するという問題がある。
【０００５】
そこで、この問題に対処するため、液状ゴムを少量ずつ密閉式混練機に投入して液状ゴム中へ分散させることにより、ローター表面への液状ゴムの付着を抑制する方法が採られているが、この方法は、混練に時間がかかりすぎて生産性を低下させることになり、その上、この方法でもローター表面への液状ゴムの付着量が徐々に増加して、混練操作を繰り返すうちに他の配合剤の分散が不十分になる場合が多々発生する。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１２９０３７公報
【特許文献２】特開２００５−１５４５４５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、生産性の低下や製品の品質を低下させることなく、低硬度で圧縮永久歪みの小さい良好な性能を有するゴム架橋物を効率よく確実に得ることができるゴム架橋物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、ゴムに架橋剤やその他の必要に応じた所望の配合剤を配合して混練し、所望の形状に成形して架橋硬化させることにより、ゴム架橋物を製造する場合に、上記混練操作を、遊星式混合装置、特に対象物を収容した容器が自転しながら公転して対象物を混練しながら脱泡する遊星式混合・脱泡装置を用いて行うことにより、ゴム原料として低分子量のブタジエンゴムやイソプレンゴムなどの液状ゴムを用いても、これら液状ゴムに架橋剤やその他の配合剤が十分かつ良好に分散し、気泡も非常に少ない良好な未架橋ゴム組成物を、液状ゴムの付着などによる不都合を生じることなく効率よく調製することができ、この未架橋ゴム組成物を成形し架橋硬化させることにより、低硬度で加工性に優れ、しかも低圧縮永久歪みの優れた性能を有するゴム架橋物を、性能のバラツキなく効率的に製造し得ることを見出し、本発明を完成したものである。
【０００９】
従って、本発明は、液状ゴムに配合剤を配合して混練し、脱泡した後、所望の形状に成形して架橋硬化させるゴム架橋物の製造方法において、遊星式混合装置を用いて上記混練操作を行うことを特徴とするゴム架橋物の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のゴム架橋物の製造方法によれば、低硬度で圧縮永久歪みが小さく、加工性に優れるゴム架橋物を効率よく確実に製造し得るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明につき、更に詳しく説明する。
本発明は、上記のように、液状ゴムに配合剤を配合して混練し、脱泡した後、所望の形状に成形して架橋硬化させることにより、ゴム架橋物を製造するものである。
【００１２】
ゴム架橋物の主体となる上記液状ゴムとしては、常温で液状を示し、架橋することによって弾性を示すものであれば特に制限はなく、架橋物の用途等に応じて適宜選択し得、例えば液状ブタジエンゴム、液状イソプレンゴム、液状クロロプレンゴム、液状アクリロニトリルブタジエンゴム、液状エチレンプロピレンジエンゴム、液状エピクロルヒドリン系ゴムなどが例示される。これらの中でも本発明には液状ブタジエンゴム、液状イソプレンゴムが好ましく用いられる。また、これら液状ゴムは、特に数平均分子量２０００〜５００００であることが好ましい。
【００１３】
ここで、場合によっては２種以上の液状ゴムを混合して用いてもよい。また、必要に応じて液状ゴム１００質量部に対して５〜２０質量部程度の固形ゴムを配合することもできるが、本発明では、固形ゴムを一切配合することなく、原料ゴム成分としては液状ゴムのみを用いることが好ましく、これにより低硬度で圧縮永久歪みの小さいゴム架橋物をより確実に得ることができる。なお、固形ゴムを配合する場合の固形ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、エピクロルヒドリンゴムなどが挙げられる。
【００１４】
本発明では、上記液状ゴムに必要に応じて適宜な配合剤を配合することができる。例えば、上記液状ゴムを熱架橋により良好に架橋硬化させるために架橋剤を配合することができる。この場合、架橋剤としては、液状ゴムの種類や得られる架橋物の用途などに応じて、有機過酸化物、イオウ、有機イオウ化合物、金属酸化物などの公知の架橋剤を用いることができるが、特に有機過酸化物が好適に用いられる。具体的には、１，１−ジ（ｔ−ヘキシルペルオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ジ（ｔ−アミルペルオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１,１−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）シクロヘキサン、１,１−ジ（ｔ−ヘキシルペルオキシ）シクロヘキサン，２，２−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）シクロヘキサン、ｎ−ブチル４，４−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）バレレート、ジ（２−ｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼンなどのパーオキサイドが好適に用いられる。
【００１５】
なお、架橋方法は、上記架橋剤を用いた熱架橋に限定されるものではなく、例えば上記液状ゴムに光重合開始剤を配合して、紫外線照射などにより架橋硬化させる方法を採用することもできる。この場合、光重合開始剤としては、特に制限はなく公知のものを使用することができる。例えば、４−ジメチルアミノ安息香酸、４−ジメチルアミノ安息香酸エステル、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、アセトフェノンジエチルケタール、アルコキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノンおよび３，３−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、４，４−ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン誘導体、ベンゾイル安息香酸アルキル、ビス（４−ジアルキルアミノフェニル）ケトン、ベンジルおよびベンジルメチルケタール等のベンジル誘導体、ベンゾイン及びベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン誘導体、ベンゾインイソプロピルエーテル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、キサントン、チオキサントンおよびチオキサントン誘導体、フルオレン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシド、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（モルホリノフェニル）−ブタノン−１等が例示され、これらの１種を単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。
【００１６】
上記液状ゴムに上記架橋剤や光重合開始剤を添加し、混練して未架橋ゴム組成物を調製するが、この未架橋ゴム組成物には、必要に応じて充填剤、導電剤、架橋促進剤、補強剤、軟化剤、老化防止剤など、公知の配合剤を添加配合することができる。
【００１７】
上記充填剤としては、カーボンブラック、炭酸カルシウム、シリカ、クレー、炭酸マグネシウム、珪酸マグネシウムなどが例示される。
【００１８】
導電剤としては、ケッチェンブラック，アセチレンブラックなどのガスブラック，インクブラックを含むオイルファーネスブラック，サーマルブラック，チャンネルブラック，ランプブラックなどカーボンブラックが好ましく用いられる。また、場合によってはイオン導電剤を用いることもでき、例えばテトラエチルアンモニウム，テトラブチルアンモニウム，ラウリルトリメチルアンモニウムなどのドデシルトリメチルアンモニウム，ステアリルトリメチルアンモニウムなどのオクタデシルトリメチルアンモニウム，ヘキサデシルトリメチルアンモニウム，ベンジルトリメチルアンモニウム，変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムなどの過塩素酸塩，塩素酸塩，塩酸塩，臭素酸塩，ヨウ素酸塩，ホウフッ化水素酸塩，硫酸塩，アルキル硫酸塩，カルボン酸塩，スルホン酸塩などのアンモニウム塩；リチウム，ナトリウム，カルシウム，マグネシウムなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属の過塩素酸塩，塩素酸塩，塩酸塩，臭素酸塩，ヨウ素酸塩，ホウフッ化水素酸塩，トリフルオロメチル硫酸塩，スルホン酸塩などを配合することも可能である。
【００１９】
また、架橋促進剤としては、エチレンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレートなどが例示され、軟化剤としては、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、芳香族系オイル、アジピン酸エステル、セバシン酸エステルなどが例示され、老化防止剤としては、フェノール系老化防止剤、イミダゾール系老化防止剤、アミン系老化防止剤などが例示される。
【００２０】
本発明の製造方法は、まず、上記液状ゴムに上記架橋剤、配合剤を配合して混練し、脱泡して未架橋のゴム組成物を調製する。この場合、本発明では、上記混練操作をバンバリーミキサーやニーダーなどではなく、遊星式混合装置を用いて行うものである。用いる遊星式混合装置としては、パドル、撹拌アーム、撹拌羽根などが自転しながら公転（遊星運動）する所謂プラネタリーミキサーなどの一般的な遊星式混合装置を用いることもできるが、本発明では、対象物を収容した容器が自転しながら公転して対象物を混練しながら脱泡する遊星式混合・脱泡装置が特に好ましく用いられる。このような遊星式混合・脱泡装置を用いることにより、液状ゴムの付着に関する不都合を生じることなく、上記配合剤を均一かつ効率的に液状ゴム中に分散することができ、かつ混練，混合操作と同時に脱泡を行うことにより気泡のほとんどない非常に高品質な未架橋ゴム組成物を効率的に得ることができる。なお、このような遊星式混合・脱泡装置としては、株式会社シンキー社製のＡＲ−１００，ＡＲＶ−２００，ＡＲ−２５０，ＡＲ−５００，ＡＲＶ−１０００，ＡＲＶ−３００や倉敷紡績株式会社のマゼルスターＫＫ−５０Ｓ，ＫＫ−１００，ＫＫ−３００，ＫＫ−１００００などの市販の装置を用いることができる。
【００２１】
なお、混合，混練の条件（撹拌速度、撹拌温度、撹拌時間など）については特に制限はなく、液状ゴム、配合剤の種類や配合剤の配合量などに応じて適宜設定すればよい。
【００２２】
上記混練操作により調製された未架橋のゴム組成物は、所望の形状に成形され架橋反応により硬化して目的のゴム架橋物とされる。この場合、このゴム組成物の成形には、特に制限されるものではないが、ＬＩＭ成形機が好ましく用いられ、この場合射出成形と同時に架橋を行うこともできる。
【００２３】
本発明の製造方法により得られたゴム架橋物の用途は、特に制限はなく、上記成形操作によってその用途に応じた所望の形状に成形され、必要に応じて研磨や切削等の加工を施して、種々の用途に用いられる。この場合、本発明の製造方法によれば、分散配合された充填剤や導電剤などの配合剤の均一性が高く、かつ低硬度で圧縮永久歪みの小さいゴム架橋物が得られる。このような本発明の製造方法により得られたゴム架橋物の特性，性能が有効に発揮される用途としては、プリンターや複写機などの電子写真装置や静電記録装置に用いられるトナー搬送ローラ、現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラ、紙送りローラなどのローラ類、現像ブレード（トナー成層ブレード）、クリーニングブレードなどのブレード類などが挙げられる。これらのローラ類やブレード類には、低硬度で十分な耐久性、更に均一な導電性などが求められ、本発明によればこのような特性、性能を有するゴム架橋物からなるローラやブレードを効率よく製造することができる。
【実施例】
【００２４】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
［実施例，比較例］
下記表１に示した割合で液状ゴムに配合剤を配合し、遊星式混合・脱泡装置（倉敷紡績（株）マゼルスターＫＫ−１００）又は通常の４枚羽根混合機を用いて混練し、脱泡して、未架橋の液状ゴム組成物を調製した。下記表１中の配合は重量部である。
【００２５】
なお、上記遊星式混合・脱泡装置を用いた場合（実施例１，２）には、同装置により混練操作と同時に脱泡を行い、一方４枚羽根混合機を用いた場合（比較例１，２）には混練操作終了後に５０℃の真空オーブン中で一昼夜静置して脱泡操作を行った。また、混練条件は、次の通りとした。
実施例１，２
機器：遊星式混合・脱泡装置
自転速度：４００rpm
公転速度：８００rpm
混練時間：５分
比較例１，２
機    器：４枚羽根混合機
羽根の撹拌速度：５７０ rpm
混練時間：１０分
【００２６】
次いで、得られた未架橋の液状ゴム組成物を、予めシャフトを配置した金型内にＬＩＭ成形機を使用して射出した後、１７０℃に加熱したオーブン中で３０分加熱して架橋を行い、シャフトの周囲にゴム架橋物層が形成されたローラを成形した。次いで、このローラを金型から取り出し、冷却した後、水口製作所製の研磨機を用いて、所定の外径まで研磨し、導電性ローラを得た。
【００２７】
上記未架橋液状ゴム組成物、該未架橋液状ゴム組成物から得られたゴム架橋物、及び上記導電性ローラにつき、以下の項目を評価した。結果を表１に示す。
［未架橋液状ゴム組成物の状態］
上記混練・脱泡操作により調製された未架橋の液状ゴム組成物を、目視により観察し、気泡の発生状態、配合剤の分散状態を確認した。
［圧縮永久歪み］
ＪＩＳ  Ｋ６２６２に規定された加硫ゴム圧縮永久ひずみ試験方法に準拠して測定を行った。
［アスカーＣ硬度］
得られた導電性ローラつき、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に規定された加硫ゴム硬さ試験法に準拠して測定を行った。
［ローラ抵抗］
被試験体ローラの両端にそれぞれ５００ｇの荷重をかけて銅板に押し付け、抵抗率計Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト社製）を用い、１０Ｖの電圧を印加して抵抗値を測定した。なお、測定は室温（２３℃）で行った。
［ローラ抵抗のバラツキ］
回転式ローラ抵抗測定機を用いて、被試験体ローラに円筒形の金属電極を１０００ｇの荷重で押し付け、ローラ外周の７２点を抵抗率計Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト社製）で測定し、最大値と最小値の差を抵抗バラツキとした。なお、測定は室温（２３℃）で行った。
【００２８】
【表１】
2007131664.tif 000002
ＬＩＲ−３０：クラレ社製液状イソプレンゴム
ＬＩＲ−３００：クラレ社製液状ブタジエンゴム
パーヘキサＴＭＨ：１，１−ジ（ｔ−ヘキシルペルオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン
ケッチェンブラックＥＣ：ケッチェンブラックインターナショナル社製
ケッチェンブラックＥＣ−６００ＪＤ：ケッチェンブラックインターナショナル社製
【００２９】
表１の通り、本発明の製造方法によれば、低硬度で圧縮永久歪みの小さいゴム架橋物が得られ、しかもこのゴム架橋物は、気泡が少なく配合した導電剤も均一に分散しているため、低抵抗で硬度や抵抗値のバラツキが非常に小さく、高品質な導電性ゴムローラが得られる。