DE60311770T2

DE60311770T2 - Elastomerzusammensetzung und papiertransportwalze

Info

Publication number: DE60311770T2
Application number: DE60311770T
Authority: DE
Inventors: T. Kobe-shi MABUCHI; T. Kobe-shi HATTORI; T. Kobe-shi MIZOGUCHI
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2023-02-26
Also published as: CN1596283A; EP1477523A1; DE60311770D1; EP1477523A4; WO2003072652A1; CN1296419C; EP1477523B1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elastomerzusammensetzung sowie auf eine aus der Elastomerzusammensetzung zusammengesetzte Papier fördernde Walze. Insbesondere sind die Bestandteile der Elastomerzusammensetzung und die Phasenstruktur hiervon verbessert, um den Reibungskoeffizienten und die Verschleißbeständigkeit hiervon zu erhöhen, so dass die Elastomerzusammensetzung für eine Papier fördernde Walze geeignet ist, von der gefordert wird, dass diese eine hohe Affinität für eine Aufzeichnungsflüssigkeit aufweist, welche in einem Papier fördernden Mechanismus eines Bild erzeugenden Geräts, wie beispielsweise in einem Tintenstrahldrucker, eingesetzt wird.
STAND DER TECHNIK
Auf dem Gebiet einer Polymerlegierung bzw. eines Polymergemischs, welche(s) durch Vermischen unterschiedlicher Arten von Polymeren gebildet worden ist, um neue Eigenschaften herzustellen, ist das Vermischen von Polyolefin mit Nylon eingesetzt worden, um eine hohe Schlagfestigkeit zu erhalten. Damit eine Nylon-Kautschuk-Mischung eine ausreichend hohe Schlagfestigkeit aufweist, ist es insbesondere notwendig, dass der Abstand zwischen den Kautschuk- bzw. Gummipartikeln kleiner als ein kritischer Wert (0,304 μm) ist. Daher ist es, um eine hohe Schlagfestigkeit zu erhalten, wichtig, Kautschukpartikel fein in einer Nylonmatrix zu dispergieren. Für diesen Zweck sind Forschungen vorgenommen worden.
Durch Pfropfen von Maleinsäureanhydrid in einer Menge von so wenig wie ungefähr 1 % auf EPM wird ein Material erhalten, bei dem in der Nylonmatrix sehr fein gepfropftes EPM dispergiert ist. Der Durchmesser eines Partikels des gepfropften EPM beträgt ungefähr 100 nm.
Wie zuvor beschrieben, bildet in den meisten herkömmlichen Zusammensetzungen, welche thermoplastisches Polyamidharz und Kautschuk enthalten, das thermoplastische Polyamidharz die Matrixphase.
Beispielsweise bildet in dem in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2000-129,047 offenbarten thermoplastischen Elastomer das Polyamidelastomer die Matrixphase, wohingegen die Ethylen-Ester-Acrylat-Copolymer-Kautschukkomponente die Dispersionsphase bildet. Ähnliche Zusammensetzungen, in denen ein Polyamid die Matrixphase bildet, sind in der US 2002/0004555, in der EP 0 574 229 A1 , in der DE 42 11 061 A1 , in der EP 0 529 378 A1 und in der US 5,003,003 offenbart. Bei dem in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 8-311251 offenbarten thermoplastischen Elastomer bildet das thermoplastische Harz, wie beispielsweise Polyolefin, die Matrixphase, wohingegen der Kautschuk, wie beispielsweise EPDM, die Domäne bildet.
In der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 10-251,452 wird eine Kautschukzusammensetzung offenbart, welche feine und aus Nylon bestehende Partikel enthält, welche in der hydrierten NBR-Elastomermatrix und in dem funktionelle Gruppen enthaltenden Ethylen-Copolymer dispergiert vorliegen.
In der JP 07-011,059 wird eine Zusammensetzung offenbart, welche aus einem Kautschukbestandteil besteht, welcher eine Stapelfaser und/oder Partikel enthält, wobei der Kautschukbestandteil EPDM sein kann und die Partikel aus Polyamid hergestellt sein können.
Eine Papier fördernde Walze wird als ein Papier fördernder Mechanismus eines Büroautomationsgerätes, wie beispielsweise eines Tintenstrahldruckers, eines Laserdruckers, eines elektrostatischen Kopiergeräts, einer Faxmaschine, einer automatische Einzahlungs- und -auszahlungsmaschine (ATM) und dergleichen, eingesetzt, um ein Objekt, wie beispielsweise Papier oder Filme, getrennt voneinander aufzunehmen. Weil von einer Papier fördernden Walze gefordert wird, dass diese Papierblätter durch Aufnehmen eines nach dem anderen und durch Trennen derselben voneinander zuführt, wird von der Papier fördernden Walze gefordert, dass diese eine exzellente Flexibilität und eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist. Wenn die Papier fördernde Walze einen hohen Reibungskoeffizienten aufweist, nimmt allerdings ihre Verschleißbeständigkeit ab. Es ist für ein Material desselben Systems sehr schwer, der Anforderung an das Erreichen sowohl einer exzellenten Flexibilität als auch einer hohen Verschleißbeständigkeit zu genügen.
Von den Papier fördernden Walzen dieser Art wird von einer in einem Tintenstrahldrucker eingesetzten Papier fördernden Walze gefordert, dass diese eine hohe Affinität (Kompatibilität) für eine Aufzeichnungsflüssigkeit (wässrige Tinte) aufweist. Die Aufzeichnungsflüssigkeit für den Tintenstrahldrucker enthält viele polare Bestandteile, wie beispielsweise Wasser und polyvalenten Alkohol. Wenn die Papier fördernde Walze eine geringe Affinität für die Aufzeichnungsflüssigkeit aufweist, wird die Aufzeichnungsflüssigkeit folglich unvorteilhaft auf ein Teilstück der Papier fördernden Walze, welche die Aufzeichnungsflüssigkeit berührt, wenn die Papier fördernde Walze Papier fördert, aufgebracht und folglich verbleibt auf dem Papier eine Spur der Papier fördernden Walze.
Als das Material für eine Papier fördernde Walze dieser Art wird herkömmlicherweise vulkanisiertes ölverlängertes EPDM eingesetzt und vulkanisiertes ölverlängertes chloriertes Polyethylen wird ebenfalls eingesetzt. Allerdings weisen diese vulkanisierten Kautschuke dahingehende Probleme auf, dass deren anfängliche Reibungskoeffizienten nicht hoch genug sind und deren Reibungskoeffizienten mit der Erhöhung der zu der Papier fördernden Walze geförderten Anzahl an Papierblättern gering werden. Ferner ist der vulkanisierte ölverlängerte EPDM oder eine dynamisch quervernetzte thermoplastische Zusammensetzung, welche das ölverlängerte EPDM sowie ein thermoplastisches Harz mit einer geringen Polarität oder ein thermoplastisches Elastomer enthält, vollständig unpolar. Daher weisen diese Zusammensetzungen nicht eine niedrige Affinität für die polare Aufzeichnungsflüssigkeit, wie beispielsweise die wässrige Tinte, auf.
Im Hinblick auf diese Aspekte hat die Anmelderin, wie in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2002-69264 offenbart, eine Papier fördernde Walze vorgeschlagen, welche aus einem thermoplastischen Elastomer hergestellt wird, in dem der Kautschuk unter Verwendung des dynamischen Vernetzungsverfahrens fein dispergiert ist, so dass das thermoplastische Elastomer so langlebig, elastisch und flexibel wie der vulkanisierte Kautschuk ist und das thermoplastische Elastomer so formbar wie ein thermoplastisches Harz ist.
Die vorliegende Anmelderin hat beispielsweise, wie in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 11-236,465 offenbart, eine aus einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, in der die Kautschukkomponente mit dem Vernetzermittelharz dynamisch quervernetzt ist, um die Kautschukkomponente in der Mischung des hydrierten ther moplastischen Styrolelastomers und des Olefinharzes zu dispergieren, gebildete Gummiwalze vorgeschlagen.
Das zuvor beschriebene Nylon-Kautschuk-Legierungsmaterial weist eine bevorzugte mechanische Eigenschaft auf, d.h. dieses weist eine hohe Schlagfestigkeit auf. Der Partikeldurchmesser des eingesetzten fein gepfropften EPM beträgt ungefähr 100 nm. Allerdings bildet das Nylon der Kautschukzusammensetzung die Matrix und folglich weist die Gummizusammensetzung eine hohe Härte auf, was die Verwendung der Gummizusammensetzung für die Papier fördernde Walze ungeeignet macht.
Die in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2000-12904 offenbarte Zusammensetzung weist eine derartige Morphologie auf, dass das Polyamidelastomer ihre Matrixphase bildet und die Kautschukkomponente die Dispersionsphase bildet. Die in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 8-31125 offenbarte Zusammensetzung weist eine derartige Morphologie auf, dass das thermoplastische Harz ihre Matrixphase bildet und die Kautschukkomponente die Dispersionsphase bildet. Wenn das Polyamidharz, wie beispielsweise Nylon, die Matrix bildet, ist die Härte der Zusammensetzung so hoch, dass die Papier fördernde Walze, welche aus der Zusammensetzung gebildet ist, unfähig ist, eine ausreichende Papier fördernde Leistung zu erreichen, und diese kann daher nicht in praktische Verwendung genommen werden. Weil Polyamid ein thermoplastisches Harz ist, fließt dieses, wenn dieses geschmolzen und gepresst worden ist, und es findet eine Phasentrennung statt.
In der in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 10-251,452 offenbarten Kautschukzusammensetzung liegen feine, aus Nylon bestehende Partikel dispergiert vor. In Abhängigkeit von dem Dispersionszustand der feinen Partikel kann die Kautschukzusammensetzung aber eine niedrige Verschleißbeständigkeit aufweisen. Wenn die Kautschukzusammensetzung für eine Papier fördernde Walze eingesetzt wird, ist die Papier fördernde Walze unfähig, einen ausreichenden Reibungskoeffizienten zu erreichen und folglich ist diese unfähig, eine ausreichende Papier fördernde Leistung zu erreichen. Daher ist die Papier fördernde Walze für die praktische Anwendung nicht geeignet.
Zur Zeit ist die Lebensdauer einer Kopiermaschine und eines Druckers lang geworden und der hierfür benötigte Lebensdauergrad ist hoch geworden. Aufgrund der Verringerung der Anzahl an Komponententeilen der Kopiermaschine und des Druckers werden die Kopiermaschine und der Drucker ferner häufig mit einer hohen hieran aufgebrachten Last eingesetzt. Daher wird eine weitere Verbesserung der Dauerhaftigkeit der Papier fördernden Walze gefordert.
Die Papier fördernde Walze, welche in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2002-69264 offenbart worden ist, hinterlässt keine Spur der Papier fördernden Walze, wenn diese für einen Tintenstrahldrucker oder dergleichen eingesetzt wird. Folglich kann die Papier fördernde Walze hierfür geeigneterweise eingesetzt werden. Allerdings besteht Raum für eine Verbesserung ihres Reibungskoeffizienten, wenn die Papier fördernde Walze für einen langen Zeitraum eingesetzt wird.
Die in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 11-236,465 offenbarte Gummiwalze ist bezüglich deren Reibungskoeffizienten exzellent. Wenn die Gummiwalze für einen Tintenstrahldrucker oder dergleichen eingesetzt wird, besteht allerdings die Möglichkeit, dass eine Spur der Gummiwalze auf dem Papier verbleibt und es besteht ein Raum für eine Verbesserung des Erhaltens eines hohen Reibungskoeffi zienten und für eine Verbesserung der Affinität zwischen der Gummiwalze und der Aufzeichnungsflüssigkeit.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die zuvor beschriebenen Probleme gemacht worden. Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Material mit einer hohen mechanischen Festigkeit bereitzustellen, welches für eine Anwendung geeignet ist, bei der eine Affinität für eine polare Komponente erforderlich ist, und insbesondere eine für eine Papier fördernde Walze oder dergleichen geeignete Zusammensetzung bereitzustellen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Papier fördernde Walze für die Verwendung in einem Papier-Fördermechanismus eines Tintenstrahldruckers oder dergleichen bereitzustellen, welche eine hohe Affinität für Aufzeichnungsflüssigkeit und insbesondere eine höhere Affinität für polare wässrige Tinte aufweist, welche keine Spuren der Papier fördernden Walze auf dem gedruckten Teil des Papiers hinterlässt, wenn eine Aufzeichnungsflüssigkeit auf das Papier aufgebracht wird, welche bezüglich deren Lebensdauer und deren Verschleißbeständigkeitseigenschaft mit einer darauf aufgebrachten Last exzellent ist, welche einen hohen Reibungskoeffizienten aufweist und welche den hohen Reibungskoeffizienten beibehält.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Als ein Ergebnis ihrer energischen Untersuchungen haben die vorliegenden Erfinder herausgefunden, dass es durch das Entwickeln der Technik der Zugabe eines Maleinsäure modifizierten Polymers als ein Kompatibilisierungsmittel zu einer Matrix bestehend aus einer Elastomerkomponente, welche aus einem oder mehreren Kautschuken ausgewählt aus Dienkatu schuk, EPM und EPDM besteht, zum wirksamen Legieren eines Polymers und zum feinen Dispergieren von Partikeln eines thermoplastischen Polyamidharzes mit einem durchschnittlichen Durchmesser von weniger als 1 μm, wobei die Partikel aus kleineren Partikeln mit einem durchschnittlichen Durchmesser zwischen 10 und 100 nm und größeren Partikeln mit einem durchschnittlichen Durchmesser zwischen 100 und 1.000 nm bestehen, möglich ist, eine Elastomerzusammensetzung mit einer hohen mechanischen Festigkeit zu erhalten, welche für die geforderte Anwendung geeignet ist, weil diese eine Affinität für eine polare Komponente aufweist. Die vorliegenden Erfinder haben ebenfalls herausgefunden, dass, wenn diese Zusammensetzung zu einer Papier fördernden Gummiwalze für ein Büroautomationsgerät und für eine automatische Einzahlungs-/Auszahlungsmaschine (ATM) geformt wird, die Gummiwalze einen hohen Reibungskoeffizienten aufweist, diese den hohen Reibungskoeffizienten beibehalten kann und diese eine hohe Affinität für eine wässrige Aufzeichnungsflüssigkeit (polar) aufweist.
Das heißt, die vorliegende Erfindung stellt eine Elastomerzusammensetzung bereit, in der ein Maleinsäure modifiziertes Polymer als ein Kompatibilisierungsmittel zu einer Elastomerzusammensetzung zugefügt ist, welche aus einem Dienkautschuk, aus EPM und/oder aus EPDM besteht, und in welcher Partikel eines thermoplastischen Polyamidharzes mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von weniger als 1 μm in einer aus der Elastomerzusammensetzung bestehenden Matrix fein dispergiert sind, wobei die Partikel aus kleineren Partikeln mit einem durchschnittlichen Durchmesser zwischen 10 und 100 nm und aus größeren Partikeln mit einem durchschnittlichen Durchmesser zwischen 100 und 1.000 nm bestehen.
Wie zuvor beschrieben, sind in der Elastomerzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung Partikel des thermoplastischen Polyamidharzes, welche bezüglich deren mechanischen Festigkeit, wie beispielsweise Reißfestigkeit, exzellent sind und eine hohe Polarität aufweisen, in der aus der Elastomerkomponente bestehenden Matrix mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von weniger als 1 μm fein dispergiert. Das Kompatibilisierungsmittel wird der Elastomerzusammensetzung zugegeben, um die Kompatibilität zwischen der Elastomerkomponente und dem thermoplastischen Polyamidharz zu erhöhen. Folglich ist das thermoplastische Polyamidharz nach der Fixierpresse unter Einbeziehung einer Quervernetzungsreaktion und nach der Formungsendbearbeitung nanodispergiert. Durch Durchführen der Fixierpresse fließt das thermoplastische Polyamidharz und es tritt keine Phasentrennung auf. Folglich ist es möglich, eine Zusammensetzung zu erhalten, welche bezüglich ihrer mechanischen Festigkeit exzellent ist sowie eine hohe Polarität und Affinität aufweist, und diese für eine Papier fördernde Walze und für Produkte, wie beispielsweise einen Reifen, welcher immer einen hohen Reibungskoeffizienten erfordert, selbst wenn dieser verschlissen ist, zu verwenden.
Daher weist die aus der Elastomerzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung zusammengesetzte Papier fördernde Walze eine hohe Lebensdauer und eine exzellente Verschleißbeständigkeitseigenschaft bei einer hohen darauf aufgebrachten Last auf und weist des Weiteren einen hohen Reibungskoeffizienten auf, welcher beibehalten werden kann. Ferner weist die Papier fördernde Walze eine hohe Affinität für eine polare Aufzeichnungsflüssigkeit, wie beispielsweise wässrige Tinte, auf, hinterlässt keine Spuren der Papier fördernden Walze und liefert folglich bevorzugte Bilder.
Der Grund, warum die Partikel des thermoplastischen Polyamidharzes in der Elastomerkomponente mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von weniger als 1 μm fein verteilt sind, ist wie folgt: Wenn der durchschnittliche Durchmesser mehr als 1 μm beträgt, treten, wenn die Elastomerzusammensetzung verschlissen ist, an der Grenzfläche zwischen dem Gummi und dem Harz Risse auf und wird ferner die Druckverformung groß. Es ist besonders bevorzugt, dass die Partikel des thermoplastischen Polyamidharzes mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von nicht weniger als 10 nm und nicht mehr als 500 nm fein dispergiert sind.
Der durchschnittliche Partikeldurchmesser ist der Wert, welcher durch ein Evaluierungsverfahren erhalten wird, welches unter Einsatz eines Raster-Sonden-Mikroskops durchgeführt wird. Das Verfahren wird später beschrieben.
Die Elastomerzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine dahingehende Morphologie auf, dass die Partikel des thermoplastischen Polyamidharzes aus kleineren Partikeln mit einem durchschnittlichen Durchmesser von mehreren Dutzend von Nanometern und aus größeren Partikeln mit einem durchschnittlichen Durchmesser von mehreren Hunderten von Nanometern bestehen, wobei die kleineren Partikel und die größeren Partikeln miteinander vermischt vorliegen. Der Mechanismus, durch welchen die Partikeldurchmesser in die zwei Arten unterteilt werden, ist vermutlich wie folgt: das heißt, auf der Grenzfläche zwischen der Elastomerkomponente und des thermoplastischen Polyamidharzes reagieren das Kompatibilisierungsmittel und das thermoplastische Polyamidharz miteinander, um ein Pfropfpolymer zu bilden. Ein Teil des Pfropfpolymers, welches von der Grenzfläche extrahiert worden ist, bildet die Domäne der kleineren Partikel mit der Größe von mehreren Dutzend von Nanometern, wohingegen eine Domäne des thermoplastischen Polyamidharzes, welche nicht von der Grenzfläche extrahiert worden ist, sondern darauf zurückgelassen worden ist, die Domäne der größeren Partikel mit der Größe von mehreren Hunderten von Nanometern bildet.
Ein Untersuchen des Ergebnisses der Papier fördernden Leistungsfähigkeit der Papier fördernden Walze, welche aus der Elastomerzusammensetzung zusammengesetzt ist, hat gezeigt, dass die Domäne mit der Größe von mehreren Dutzend Nanometern die Verschleißbeständigkeit verbessert, und, dass die Domäne mit der Größe von mehreren Hunderten Nanometern den Reibungskoeffizienten verbessert. Das heißt, es wird erachtet, dass die Verschleißbeständigkeit nicht notwendigerweise durch lediglich die Domäne mit der Größe von mehreren Hunderten von Nanometern vorteilhaft beeinflusst wird und die Verschleißbeständigkeit durch die zwei Arten der Domänen, welche vermischt miteinander vorliegen, verstärkt werden kann und ein hoher Reibungskoeffizient erreicht werden kann. Folglich können die beiden Eigenschaften in einer gut ausgewogenen Weise verbessert werden.
Insbesondere weisen die kleineren Partikel, deren durchschnittlicher Durchmesser mehrere Dutzend Nanometer beträgt, einen Durchmesser zwischen 10 nm und 100 nm auf. Die größeren Partikel, deren durchschnittlicher Durchmesser mehrere Hundert Nanometer beträgt, weisen einen Durchmesser zwischen 100 nm und 1.000 nm auf. Wenn der durchschnittliche Durchmesser in dem zuvor beschriebenen Bereich liegt, können die Partikel zu unterschiedlichen Konfigurationen, wie beispielsweise kugelförmig, faserförmig, säulenartig, elliptisch und dergleichen, geformt sein. Es ist bevorzugt, dass die kleineren Partikel und die größeren Partikel nicht uneinheitlich verteilt sind, sondern einheitlich dispergiert sind.
Es ist bevorzugt, dass das Volumenverhältnis zwischen den kleineren Partikeln und den größeren Partikeln (kleinere Partikel : größere Partikel) auf einen Wert zwischen (30:70) und (70:30) eingestellt ist.
Der Grund, warum das Volumenverhältnis in den vorstehenden Bereich eingestellt wird, ist, dass es schwer ist, die Verschleißbeständigkeit zu verbessern, wenn das Volumenverhältnis der kleineren Partikel kleiner als der zuvor beschriebene Bereich ist. Wenn das Volumenverhältnis der kleineren Partikel größer als der zuvor beschriebene Bereich ist, ist es andererseits schwer, den Reibungskoeffizienten zu verbessern.
Es ist vorteilhaft, dass das Gewicht des Kompatibilisierungsmittels, welches der Elastomerkomponente zugefügt wird, nicht weniger als das 0,1-fache und nicht mehr als das 1-fache des Gewichts des thermoplastischen Polyamidharzes (Menge an durch Ausschließen der Menge an Öl in dem Fall von ölverlängertem Harz erhaltenem Harz) beträgt. Es ist besonders bevorzugt, dass das Gewicht des Kompatibilisierungsmittels nicht weniger als das 0,2-fache und nicht mehr als das 0,7-fache des Gewichts des thermoplastischen Polyamidharzes beträgt.
Der Grund dafür, dass der zuvor beschriebene Bereich eingestellt wird, ist der, dass, wenn das Verhältnis des Kompatibilisierungsmittels weniger als der zuvor genannte Bereich beträgt, die Menge des Kompatibilisierungsmittels, welches an der Grenzfläche des Polyamids eine Reaktion durchmacht, gering ist, was es schwer macht, das thermoplastische Polyamidharz in der Elastomerkomponente fein zu verteilen. Wenn das Verhältnis des Kompatibilisierungsmittels mehr als der zuvor beschriebene Bereich beträgt, wird andererseits die Charakteristik (Eigenschaft) des Materials durch das Kompatibilisierungsmittel negativ beeinträchtigt. Ferner ist das Kompatibilisierungsmittel teuer, was die Kosten für die Elastomerzusammensetzung teuer macht.
Das Volumenverhältnis zwischen der Elastomerkomponente und dem thermoplastischen Polyamidharz (Elastomerkomponente: thermoplastisches Polyamidharz) wird auf (99,9:0,1) bis (70,0:30,0) eingestellt. Das Volumenverhältnis zwischen diesen wird bevorzugt auf (99,9:0,1) bis (86,0:14,0), besonders bevorzugt auf (99,0:1,0) bis (87,5:12,5) und ganz besonders bevorzugt auf (99,0:1,0) bis (92,0:8,0) eingestellt. Dadurch ist es möglich, das thermoplastische Polyamidharz feiner zu machen, und ist es leicht möglich, die Elastomerzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhalten.
Wenn das Volumenverhältnis der Elastomerkomponente weniger als dieser Bereich beträgt, wird die Dispersionsphase des thermoplastischen Polyamidharzes dicht oder wird eine Matrixphase. Wenn das Volumenverhältnis der Elastomerkomponente mehr als dieser Bereich beträgt, wird andererseits die Menge an Elastomerkomponente so groß, dass sich die durch das thermoplastische Polyamidharz herzustellende Eigenschaft verschlechtert.
Das in der vorliegenden Beschreibung beschriebene Volumen der Elastomerkomponente bedeutet in dem Fall eines ölverlängerten Kautschuks die Summe von Kautschuk und von verlängertem Öl. Gleichermaßen bedeutet das Volumen des thermoplastischen Polyamidharzes in dem Fall eines verlängerten thermoplastischen Polyamidharzes die Summe von Harz und von verlängertem Öl. Wenn ein Weichmacher sowie ein Kompatibilisierungsmittel durch Auflösen derselben in dem Kautschuk oder in dem Harz eingesetzt werden, bedeutet das Volumen des Kautschuks oder des Harzes die Summe einschließlich des Weichmachers und des Kompatibili sierungsmittels. Der Partikeldurchmesser wird zunehmend groß, wenn sich die Menge des thermoplastischen Polyamidharzes erhöht, und folglich wird es schwierig, eine einheitliche feine Dispersion zu erreichen.
Durch Einstellen des Volumenverhältnisses (Volumenfraktion) der Elastomerkomponente in den zuvor beschriebenen Bereich ist es einfach, das thermoplastische Polyamidharz mit einem durchschnittlichen Durchmesser der Partikel von weniger als 1 μm fein zu dispergieren. Es ist bevorzugt, das Polymer zu legieren und das thermoplastische Polyamidharz durch Einsatz einer reaktiven Mischtechnik fein zu dispergieren. Die reaktive Mischtechnik ist für die Entwicklung einer Hochleistungspolymerlegierung einsetzbar und erlaubt das Schmelzkneten sowie eine chemische Reaktion, was zu einem gleichzeitigen Fortschreiten der Kompatibilität führt, was folglich zu einer exzellenten mechanischen Eigenschaft sowie zu einer neuen Funktion führt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein oder werden mehrere Kautschuke ausgewählt aus Dienkautschuk, EPM und EPDM als die Elastomerkomponente eingesetzt und es ist bevorzugt, verschiedene Arten von Nylon als das thermoplastische Polyamidharz einzusetzen.
Ferner ist es bevorzugt, als die Elastomerkomponente Ethylen-Propylen-Dien-Copolymerkautschuk (EPDM) einzusetzen, weil die Hauptkette hiervon aus gesättigten Kohlenwasserstoffen besteht und keine Doppelbindungen aufweist. Folglich wird deren Molekülhauptkette kaum geschnitten, selbst wenn das EPDM einer hohen Konzentration an Ozonatmosphäre ausgesetzt wird oder für einen langen Zeitraum mit Lichtstrahlen bestrahlt wird, und folglich weist diese eine exzellente Witterungsbeständigkeit auf.
Es ist möglich, eine geringe Härte zu realisieren und folglich eine Papier fördernde Walze zu erhalten, welche durch den ölverlängerten Dienkautschuk, den EPM oder den EPDM oder durch Verwenden dieser Kautschuke zusammen mit einem Enthärtungsmittel eine hohe Förderungsleistung aufweist.
Als das thermoplastische Polyamidharz kann geeigneterweise Mehrzwecknylonharz, wie beispielsweise Nylon 6, Nylon 66, Nylon 11 und Nylon 12, weil diese Nylonharze vergleichsweise wenig kosten, eingesetzt werden, und dieses kann mit einem maleinsäuremodifizierten Polymer durch Pfropfen dieser Nylonharze auf das maleinsäuremodifizierte Polymer durch Verwenden terminaler Aminogruppen des thermoplastischen Polyamidharzes wirksam kompatibilisiert werden. Um die Papier fördernde Leistung zu verbessern, kann das thermoplastische Polyamidharz innerhalb des Bereiches, in dem kein Bluten auftritt, ölverlängert sein. Die Zugabemenge des ölverlängerten Weichmachers beträgt vorzugsweise nicht weniger als 5 Gewichtsteile und nicht mehr als 150 Gewichtsteile und besonders bevorzugt nicht weniger als 10 Gewichtsteile und nicht mehr als 100 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein maleinsäuremodifiziertes Polymer als das Kompatibilisierungsmittel zum Kompatibilisieren des thermoplastischen Polyamidharzes mit einem oder mehreren Kautschuken ausgewählt aus dem Dienkautschuk, dem EPM und dem EPDM eingesetzt. Durch Verwenden des zuvor beschriebenen Kompatibilisierungsmittels ist es möglich, eine geringe Menge des thermoplastischen Polyamidharzes mit dem Dienkautschuk, dem EPM oder dem EPDM mit einem geringen Grad an Kompatibilität wirksam zu legieren.
Durch Verwenden des maleinsäuremodifizierten Polymers reagiert in dem Molekül des maleinsäuremodifizierten Polymers enthaltendes Maleinsäureanhydrid mit der terminalen Aminogruppe des thermoplastischen Polyamidharzes, um ein gepfropftes Kompatibilisierungsmittel zu bilden. Folglich können das thermoplastische Polyamidharz und der Dienkautschuk, der EPM oder der EPDM sehr wirksam miteinander kompatibilisiert werden.
Als das zuvor beschriebene maleinsäuremodifizierte Polymer kann maleinsäuremodifiziertes Ethylenethylacrylat (EEA), maleinsäuremodifizierter Ethylen-Propylen-Kautschuk, maleinsäuremodifizierter Ethylen-Propylen-Dienkautschuk sowie maleinsäuremodifiziertes thermoplastisches Styrolelastomer eingesetzt werden. Durch Verwenden des maleinsäuremodifizierten Ethylen-Propylen-Kautschuks oder des maleinsäuremodifizierten thermoplastischen Styrolelastomers besteht eine geringe Verschlechterung der Eigenschaften. Folglich ist es möglich, eine bevorzugte Papier fördernde Walze bereitzustellen. Von diesen maleinsäuremodifizierten Polymeren wird am meisten bevorzugt maleinsäuremodifizierter Ethylen-Propylen-Kautschuk eingesetzt.
Es ist bevorzugt, dass der Kautschuk ölverlängert ist, und, dass dessen Molekulargewicht so groß wie möglich ist. Beispielsweise ist es möglich, Esprene 670F und 601F hergestellt von Sumitomo Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha und Keltan 509X100 hergestellt von Idemitsu DMS Inc. einzusetzen.
Im Hinblick auf die Härte und die Papier fördernde Leistungsfähigkeit des daraus hergestellten Gummis beträgt die Menge des zu verlängernden Öls in dem ölverlängerten Kautschuk nicht weniger als 15 Gewichtsteile und nicht mehr als 600 Gewichtsteile und vorzugsweise nicht weniger als 25 Gewichtsteile und nicht mehr als 400 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Kautschuks.
Als Enthärtungsmittel können das Öl und der Weichmacher eingesetzt werden und geeigneterweise können solche mit einer niedrigen Polarität eingesetzt werden. Es ist möglich, als das Öl Mineralöl, wie beispielsweise Paraffinöl, naphthenisches Öl, aromatische Reihen, sowie bekanntes synthetisches Öl, welches aus Oligomer der Kohlenwasserstoffreihen besteht, sowie Prozessöl einzusetzen. Es ist möglich, als das synthetische Öl Oligomer von α-Olefin, Oligomer von Butan und amorphes Oligomer von Ethylen und α-Olefin einzusetzen. Das Paraffinöl ist am meisten bevorzugt, weil es wenig flüchtig ist und folglich leicht gehandhabt werden kann und es kann eine quantifizierte Menge sicher zugegeben werden.
Es ist möglich, als Weichmacher Dioctylphthalat (DOP), Dibutylphthalat (DBP), Dioctylsebacat (DOS), Dioctyladipat (DOA) und Tricresylphosphat einzeln oder als eine Mischung einzusetzen, und zwar in dem Bereich, in dem sich das Ausmaß der Kompatibilität zwischen dem Kautschuk und dem Weichmacher nicht verschlechtert und keine Spuren an Papier fördernder Walze zurückgelassen werden.
Wenn das Öl als das Enthärtungsmittel eingesetzt wird, beträgt die Zugabemenge des Enthärtungsmittels nicht weniger als 15 und nicht mehr als 600 Gewichtsteile und vorzugsweise nicht weniger als 25 und nicht mehr als 400 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Kautschuks.
Wenn die Menge des Öls weniger als 15 Gewichtsteile beträgt, besteht die Möglichkeit, dass die Härte der Papier fördernden Walze so hoch ist, dass es schwer ist, eine Papier fördernde Walze mit einem geeigneten Grad an Härte zu erhalten. Wenn die Menge des Öls mehr als 600 Gewichtsteile beträgt, kann das Öl andererseits von der Oberfläche der dynamisch quervernetzten Kautschukkomponente ausbluten oder das Vernetzen inhibieren. Folglich kann die Kautschukkomponente nicht ausreichend quervernetzt werden und ihre Eigenschaften verschlechtern sich.
Wenn als Enthärtungsmittel Weichmacher eingesetzt wird, werden nicht weniger als 10 und nicht mehr als 500 Gewichtsteile des Weichmachers eingesetzt und bevorzugt nicht weniger als 15 und nicht mehr als 400 Gewichtsteile zu 100 Gewichtsteilen des Kautschuks zugefügt.
Im Hinblick auf das Vernetzungsmittel sind Peroxidvernetzer und Harzvernetzer deshalb bevorzugt, weil Peroxidvernetzer und Harzvernetzer kaum ein Ausbluten verursachen und die Druckverformung niedrig eingestellt wird.
Es ist bevorzugt, dass die Elastomerzusammensetzung mit Peroxiden quervernetzt wird. Als zum Vernetzen der Elastomerzusammensetzung einzusetzende Peroxide ist es möglich, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexyn-3, Dicumylperoxid, 1,1,-Bist-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan, Benzoylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)hexan, Di-t-butylperoxy-m-diisopropylbenzol, t-Butylperoxybenzoat, t-Butylperoxycumol sowie Di-t-butylperoxid einzusetzen. Diese Peroxide können selektiv gemäß dem Schmelzpunkt und dem Erweichungspunkt des thermoplastischen Polyamidharzes sowie der Standzeitspanne in dem Kneter eingesetzt werden.
Die Zugabemenge des Peroxids beträgt normalerweise nicht weniger als 0,1 und nicht mehr als 30 Gewichtsteile und bevorzugt nicht weniger als 0,5 und nicht mehr als 10 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der Elastomerkomponente (Menge der in dem Fall eines ölverlängerten Kautschuks durch Ausschließen der Menge an Öl erhaltenen Kautschukkomponente).
Um die mechanischen Eigenschaften, wie beispielsweise die Ermüdungseigenschaft, zu verbessern und einzustellen, und um die Vernetzungskonzentration zu verbessern, können bei dem Durchführen der Quervernetzung durch Einsatz von Peroxid Vernetzerhilfsmittel eingesetzt werden, wie beispielsweise die nachfolgenden polyfunktionellen Monomere: Triallylisocyanurat (TAIC), Triallylcyanurat (TAC), Trimethylolpropanmethacrylat (TMPT), Ethylglykoldimethacrylat (EDMA) sowie N,N'-m-Phenylenbismaleimid. Sofern nötig, können Vernetzerharz und Schwefelvernetzer in Mischung mit dem Peroxidvernetzer eingesetzt werden.
In dem Harzvernetzer wird ein Harzvernetzungsmittel eingesetzt. Das Harzvernetzungsmittel ist ein synthetisches Harz, welches bewirkt, dass der Kautschuk durch Erhitzen oder dergleichen eine Vernetzungsreaktion durchmacht. Ein Harzvernetzungsmittel ist bevorzugt, weil mit diesem kein Ausbluten auftritt, obwohl ein Ausbluten in dem Fall auftritt, in dem Schwefel sowie ein Vulkanisationsbeschleuniger in Mischung miteinander eingesetzt werden. Die Papier fördernde Leistungsfähigkeit kann durch den Einsatz von Phenolharz als Harzvernetzermittel verstärkt werden. Als andere Harzvernetzermittel können Melamin-Formaldehyd-Harz, Triazin-Formaldehyd-Kondensat sowie Hexametoxymethylmelaminharz eingesetzt werden. Phenolharz ist besonders bevorzugt. Es ist möglich, als Phenolharz Phenolharze einzusetzen, welche durch Reaktion von Phenolen, wie beispielsweise Phenol, Alkylphenol, Cresol, Xylenol und Resorcin, mit Aldehyden, wie beispielsweise Formaldehyd, Essigaldehyd und Furfural, synthetisiert worden sind. Es ist bevorzugt Alkylphenol-Formaldehyd-Harz resultierend aus der Reaktion von Formaldehyd mit Alkylphenol mit einer Alkylgruppe verbunden zu der ortho-Position oder der para-Position von Benzol einzusetzen, weil das Alkylphenol-Formaldehyd-Harz mit dem Kautschuk kompatibel ist und reaktiv ist, was folglich die Startzeit der Quervernetzungsreaktion vergleichsweise früh macht. Die Alkylgruppe des Alkylphenol-Formaldehyd-Harzes weist 1 bis 10 Kohlenstoffatome auf. Beispielhaft werden Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe und Butylgruppe genannt. Es ist möglich, als das harzartige Vernetzungsmittel modifiziertes Alkylphenolharz, welches durch Additionskondensation von sulfoniertem para-tertiärem Butylphenolsulfid mit Aldehyden gebildet worden ist, sowie Alkylphenolsulfidharz einzusetzen.
Die Zugabemenge des Harzquervernetzungsmittels beträgt vorzugsweise nicht weniger als 1 und nicht mehr als 50 Gewichtsteile und besonders bevorzugt nicht weniger als 6 und nicht mehr als 15 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der Elastomerkomponente (Menge des in dem Fall eines ölverlängerten Kautschuks durch Ausschluss der Menge an Öl erhaltenen Kautschuks).
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Vernetzung oder die partielle Vernetzung (dynamisches Vernetzen) in der Gegenwart von Halogen (Chlorid, Bromid, Fluorid und Iod) erreicht werden. Um es zu ermöglichen, dass das Halogen bei der dynamischen Quervernetzung anwesend ist, wird ein halogeniertes harzartiges Vernetzungsmittel eingesetzt oder es wird der Elastomerzusammensetzung ein Halogendonor zugefügt. Als das halogenierte harzartige Vernetzungsmittel können halogenierte Harze des zuvor beschriebenen Additionskondensationstyps eingesetzt werden. Vor allem ist halogeniertes Phenolharz mit wenigstens einem mit der Aldehydeinheit des Phenolharzes verbundenen Halogenatom bevorzugt. Halogeniertes Alkylphenol-Formaldehyd-Harz ist am meisten bevorzugt, weil es mit dem Kautschuk kompatibel und reaktiv ist und es eine vergleichsweise frühe Startzeit der Quevernetzungsreaktion ermöglicht.
Ein Vernetzungshilfsmittel (Aktivator) kann eingesetzt werden, um eine saubere Vernetzungsreaktion zu erreichen. Als das Vernetzungshilfsmittel wird ein Metalloxid eingesetzt. Als Metalloxid sind Zinkoxid und Zinkcarbonat bevorzugt.
Zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Additiven kann die Elastomerzusammensetzung, sofern erforderlich, ein Alterungsschutzmittel, ein Wachs und dergleichen enthalten. Es ist möglich, als das Alterungsschutzmittel Imidazole einzusetzen, wie beispielsweise 2-Mercaptobenzimidazol, Amine, wie beispielsweise Phenyl-α-naphthylamin, N,N'-Di-β-naphthyl-p-phenylendiamin sowie N-Phenyl-N'-isopropyl-p-phenylendiamin, sowie Phenole, wie beispielsweise Di-t-butyl-p-cresol sowie styrolisiertes Phenol. Es ist bevorzugt, eine Vielzahl von Alterungsschutzmitteln einzusetzen.
Die Zugabemenge des Alterungsschutzmittels beträgt vorzugsweise nicht weniger als 0,5 und nicht mehr als 10 Gewichtsteile und besonders bevorzugt nicht weniger als 1 und nicht mehr als 3 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der Elastomerkomponente (Menge des in dem Fall eines ölverlängerten Kautschuks durch Ausschließen der Menge an Öl erhaltenen Kautschuks).
In der Elastomerzusammensetzung können nach Bedarf Füllstoffe enthalten sein, um deren mechanische Festigkeit zu erhöhen. Es ist möglich, als Füllstoffe Pulver von Silika, Ruß, Ton, Talk, Calciumcarbonat, dibasischem Bleiphosphit (DLP), basischem Magnesiumcarbonat und Aluminiumoxid einzusetzen. Es ist bevorzugt, dass die Zugabemenge des Füllstoffes nicht mehr als 30 Gew.-% bezogen auf die Gesamtelastomerzusammensetzung beträgt. Dies, weil die Zugabe des Füllstoffes die Dehnbarkeit des Gummis und dessen Reißfestigkeit wirksam verbessert, aber die Flexibilität des Gummis stark abnimmt, wenn die Zugabemenge des Füllstoffes zu groß wird.
Als ein Ergebnis ihrer energischen Forschungen haben die vorliegenden Erfinder herausgefunden, dass durch Dispergieren einer geringen Menge an thermoplastischem Polyamidharz in den Kautschuk und/oder das thermoplastische Elastomer die aus der Elastomerzusammensetzung gebildete Papier fördernde Walze einen hohen Reibungskoeffizienten aufweist, und dass, nachdem zu dieser Papier zugeführt worden ist, die Papier fördernde Walze den hohen Reibungskoeffizienten beibehält und diese des weiteren eine hohe Affinität für eine wässrige (polare) Aufzeichnungsflüssigkeit aufweist.
Des Weiteren stellt die vorliegende Erfindung eine Papier fördernde Walze bereit, welche aus einer Elastomerzusammensetzung, welche als ihr Hauptbestandteil dient, gebildet ist. Das Volumenverhältnis zwischen der Elastomerkomponente und dem thermoplastischen Polyamidharz (Elastomerkomponente : thermoplastisches Polyamidharz) wird auf (99,9:0,1) bis (87,5:12,5) eingestellt.
Durch Einstellen des Volumenverhältnisses zwischen der Elastomerkomponente und dem thermoplastischen Polyamidharz (Elastomerkomponente : thermoplastisches Polyamidharz) auf (99,9:0,1) bis (87,5:12,5) ist es möglich, einen hohen Reibungskoeffizienten sowie eine niedrige Härte zu realisieren und des Weiteren eine Papier fördernde Walze zu erhalten, welche bezüglich deren Verschleißfestigkeit exzellent ist und eine höhere Papier fördernde Leistungsfähigkeit sowie eine geringe Druckverformung aufweist. Das Volumenverhältnis zwischen diesen wird vorzugsweise auf (99,5:0,5) bis (87,5:12,5) und besonders bevorzug auf (98,5:1,5) und (92,0:8,0) eingestellt.
Der Grund, warum das Volumenverhältnis in den zuvor genannten Bereich eingestellt wird, ist, dass, wenn die Volumenfraktion der Elastomerkomponente weniger als 87,5 beträgt, die Härte der Elastomerzusammensetzung so hoch wird, dass die Elastomerzusammensetzung keine ausreichende Papier fördernde Leistungsfähigkeit aufweist und für die praktische Verwendung ungeeignet ist. Wenn die Volumenfraktion der Elastomerkomponente größer als 99,9 ist, verschlechtert sich andererseits die durch das thermoplastische Polyamidharz herzustellende Eigenschaft der guten Papier fördernden Leistungsfähigkeit und verschlechtert sich ferner der Effekt des Verbesserns der Affinität der Elastomerzusammensetzung für eine polare Aufzeichnungsflüssigkeit, wie beispielsweise eine wässrige Tinte.
Die mit einem Härtemessgerät vom A-Typ gemäß JIS6301 gemessene Härte der Papier fördernden Walze beträgt 15 bis 60 Grad, vorzugsweise 20 bis 55 Grad und besonders bevorzugt 20 bis 50 Grad. Wenn die Papier fördernde Walze mit einer vergleichsweise geringen Kraft gegen Papier oder gegen einen Film gepresst wird, verformt sich die Papier fördernde Walze ausreichend und es ist möglich, eine große Berührungsfläche zwischen der Papier fördernden Walze und dem Papier oder dem Film zu erhalten.
Die Dicke der Papier fördernden Walze, welche in zylindrischer Form aus der Elastomerzusammensetzung gebildet worden ist, wird auf 0,5 mm bis 20 mm und bevorzugt auf 1 mm bis 5 mm eingestellt. Obwohl es notwendig ist, die Dicke der Papier fördernden Walze in Abhängigkeit von der Balance zwischen der Papier fördernden Walze und dem Papier einzustellen, kann eine große Kontaktfläche zwischen der Papier fördernden Walze und dem Papier durch die Verformung der Papier fördernden Walze kaum erreicht werden, wenn die Dicke der Papier fördernden Walze zu gering ist.
Wenn die Dicke der Papier fördernden Walze zu groß ist, ist es andererseits notwendig, die Papier fördernde Walze mit einem großen Druck in Kontakt mit dem Papier zu bringen, um die Papier fördernde Walze zu verformen. Folglich ist ein Mechanismus zum in Kontakt bringen der Papier fördernden Walze mit dem Papier unter Druck notwendigerweise groß. Ein Kern wird in ein hohles Teilstück der Papier fördernden Walze eingesetzt oder kann durch Verbinden des Kerns mit dem hohlen Teilstück mit einem Klebstoff an das hohle Teilstück fixiert werden.
Es ist bevorzugt, den Weichmacher, das Kompatibilisierungsmittel, das Alterungsschutzmittel und dergleichen, sofern notwendig, mit dem Kautschuk zu vermischen und diesen in einem Kneter zu kneten, um eine Kautschukmastercharge zu bilden. Dadurch ist es möglich, die Verarbeitbarkeit und die Dispergierbarkeit zu verbessern. Es ist ebenfalls bevorzugt, eine thermoplastische Polyamidharz-Mastercharge zu bilden.
Die Elastomerzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung und die hieraus gebildete Papier fördernde Walze kann durch das nachfolgende Verfahren hergestellt werden:
Die Herstellung der Harzmastercharge wird nachfolgend beschrieben. Das Kompatibilisierungsmittel wird in einem biaxialen Extruder, in einem Kneter oder in einem Banbury-Mischer oder dergleichen in das thermoplastische Polyamidharz eingeknetet. Das Kneten wird für 1 bis 20 Minuten bei 160 °C bis 280 °C durchgeführt. Daran anschließend sollte die thermoplastische harzartige Zusammensetzung durch ein herkömmliches Verfahren pelletiert werden, um ein Pellet der Harz-Mastercharge herzustellen.
Die Herstellung der Kautschuk-Mastercharge wird nachfolgend beschrieben. Der Weichmacher, wie beispielsweise Paraffinöl, das Kompatibilisierungsmittel, das Alterungsschutzmittel und der Füllstoff werden in dem biaxialen Extruder, in dem Kneter oder in dem Banbury-Mischer in die Kautschukkomponente, wie beispielsweise den Dienkautschuk, den EPM oder den EPDM, eingeknetet. Das Kneten wird für 1 bis 20 Minuten bei 20 °C bis 250 °C durchgeführt. Daran anschließend sollte die Zusammensetzung durch ein herkömmliches Verfahren pelletiert werden, um ein Pellet der Kautschuk-Mastercharge herzustellen. Das Kompatibilisierungsmittel wird bei einer hohen Temperatur in die Harz-Mastercharge eingeknetet. Wenn das maleinsäuremodifizierte Polymer als Kompatibilisierungsmittel eingesetzt wird, kann das Polymermischen durchgeführt werden, nachdem das maleinsäuremodifizierte Polymer mit der terminalen Aminogruppe des thermoplastischen Polyamidharzes reagiert worden ist. Alternativ dazu kann das Kompatibilisierungsmittel zu der Kautschuk-Mastercharge oder zu der Harz-Mastercharge durch Trockenmischen zugefügt werden, wenn das Polymermischen durchgeführt wird.
Das Formverfahren wird nachfolgend beschrieben.
Das Pellet der Kautschuk-Mastercharge, das Pellet der Harz-Mastercharge und notwendige Additive einschließlich weißem Zink, das Alterungsschutzmittel und dem Füllstoff werden in den biaxialen Extruder eingeführt. Nachdem diese für 1 bis 20 Minuten geknetet worden sind, während diese auf 160 bis 280 °C erhitzt worden sind, werden die vermischte Elastomerkomponente und das Harz extrudiert. Nachdem das Vernetzungsmittel in die Elastomerzusammensetzung, welche aus dem extrudierten gekneteten Kautschuk besteht, eingeknetet worden ist, werden diese in einer offenen Walze geknetet. Dann wird die Mischung bei 170 °C bis 230 °C pressverformt. Es ist bevorzugt, die erhaltene Elastomerzu sammensetzung bis auf eine vorbestimmte Größe zu schneiden, um die Papier fördernde Walze zu formen. Die Oberfläche der Papier fördernden Walze kann, sofern erforderlich, poliert werden.
Die Papier fördernde Walze wird in drei Arten eingeteilt: eine in eine Papier fördernde Richtung zu dem zugeführten Papier rotierte Walze ("Aufnahme" (eine Walze wird eingesetzt) und "Zuführung" (eingesetzt in Kombination mit einer nachfolgend beschriebenen "Rückhalte"-Walze)) und die "Rückhalte"-Walze, welche durch Anbringen eines Drehmoments in einer zu der Papier fördernden Richtung entgegengesetzten Richtung eingesetzt wird, um zu verhindern, dass Papierblätter jeweils eines über dem anderen eingezogen werden. Die Papier fördernde Walze gemäß der vorliegenden Erfindung kann als eine Walze gemäß einer dieser drei Arten eingesetzt werden. Die Papier fördernde Walze kann zu verschiedenen Konfigurationen geformt werden, beispielsweise zu einer zylindrischen und zu einer speziellen Konfiguration, wie beispielsweise zu einer D-Form.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht, welche eine Papier fördernde Walze gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 zeigt Photographien, welche mit einem Raster-Sonden-Mikroskop (SPM) aufgenommen worden sind und die Elastomerzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
3 ist eine schematische Ansicht, welche ein Gerät zum Messen des Reibungskoeffizienten für die Papier fördernde Walze zeigt.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM ZUM DURCHFÜHREN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Die 1 zeigt eine zylindrische Papier fördernde Walze 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein säulenförmiger Kern (Schaft) 2 ist durch Presssitz in ein hohles Teilstück der Papier fördernden Walze eingefügt.
Ölverlängertes EPDM wird als der Kautschuk für die Papier fördernde Walze 1 eingesetzt. Partikel von ölverlängertem Nylonharz, welches ein thermoplastisches Polyamidharz ist, werden in dem ölverlängerten EPDM mit einem durchschnittlichen Durchmesser von weniger als 1 μm nanodispergiert. Die aus der als Hauptmaterial für die Papier fördernde Walze 1 eingesetzten Elastomerzusammensetzung gebildete Papier fördernde Walze weist eine dahingehende Morphologie auf, dass das thermoplastische Polyamidharz aus kleineren Partikeln mit einer Größe von mehreren Dutzend Nanometern und aus größeren Partikeln mit einer Größe von mehreren Hundert Nanometern besteht, wobei die kleineren Partikel und die größeren Partikel miteinander vermischt vorliegen. Die kleineren Partikel und die größeren Partikel sind nicht ungleichmäßig verteilt, sondern sind einheitlich dispergiert. Das Volumenverhältnis zwischen dem EPDM und dem thermoplastischen Polyamidharz wird auf 98,0:2,0 eingestellt. Als Kompatibilisierungsmittel wird ein maleinsäuremodifiziertes Polymer eingesetzt. Das Kompatibilisierungsmittel wird in einem 0,25-fach größerem Gewicht als dem des thermoplastischen Polyamidharzes eingesetzt. Das Kompatibilisierungsmittel wird durch die reaktive Vermischtechnik legiert (bzw. vermischt) und fein dispergiert.
Bei dieser Ausführungsform beträgt der Durchmesser der kleineren Partikel mit dem durchschnittlichen Durchmesser von mehreren Dutzend Nanometern insbesondere 10 nm bis 100 nm und beträgt der Durchmesser der größeren Partikel mit dem durchschnittlichen Durchmesser von mehreren Hunderten Nanometern 100 nm bis 1.000 nm. Die kleineren und größeren Partikel sind ungefähr kugelförmig und sind einheitlich in einer die Matrix zusammensetzenden Elastomerkomponente dispergiert. Das Volumenverhältnis zwischen den kleineren und den größeren Partikeln weist eine sehr geringe partielle Fluktuation auf und ist in der Zusammensetzung nahezu gleichmäßig. Das Volumenverhältnis zwischen den kleineren und den größeren Partikeln wird in einen Bereich zwischen (30:70) und (70:30) eingestellt.
Die Papier fördernde Walze 1 wird wie nachfolgend beschrieben gebildet.
Durch Einsatz eines Kneters werden ein Weichmacher, ein Alterungsschutzmittel und dergleichen in ölverlängertes EPDM eingeknetet und das Kneten wird für 1 bis 20 Minuten bei 20 °C bis 250 °C durchgeführt. Daran anschließend wird die Kautschukzusammensetzung durch ein herkömmliches Verfahren pelletiert, um das Pellet der Kautschuk-Mastercharge herzustellen. Das Gewichtsverhältnis zwischen dem in dem ölverlängerten EPDM enthaltenden Öl und der Kautschukkomponente wird auf 1:1 eingestellt.
Daran anschließend wird das Kompatibilisierungsmittel durch Verwenden eines Kneters in ein ölverlängertes Nylonharz eingeknetet. Diese werden für 1 bis 20 Minuten geknetet, während diese auf 160 °C bis 280 °C erhitzt werden. Daran anschließend wird die thermoplastische Harzzusammensetzung durch ein herkömmliches Verfahren pelletiert, um das Pellet der Harz-Mastercharge herzustellen.
Daran anschließend werden das Pellet der Kautschuk-Mastercharge, das Pellet der Harz-Mastercharge, weißes Zink, ein Alterungsschutzmittel und ein Füllstoff in einen biaxialen Extruder HTM38 (hergestellt von Ibeck Inc.) eingeführt. Nachdem diese für 1 bis 20 Minuten geknetet worden sind, während diese auf 160 °C bis 280 °C erhitzt worden sind, werden der vermischte Kautschuk und das Harz extrudiert. Nachdem das aus einem Peroxid bestehende Vernetzungsmittel mit einer offenen Walze in den extrudierten gekneteten Kautschuk eingeknetet worden ist, wird die Mischung bei 170 °C bis 230 °C pressverformt. Dann wird die erhaltene Elastomerzusammensetzung auf eine vorbestimmte Größe geschnitten, um die Papier fördernde Walze 1 zu formen.
Die Papier fördernde Walze 1 wird aus dem Elastomer geformt, in dem eine geringe Menge des thermoplastische Polyamidharzes mit einer hohen mechanischen Festigkeit und mit einer hohen Polarität in dem ölverlängerten EPDM mit einer niedrigen Polarität fein dispergiert ist. Daher weist die Papier fördernde Walze 1 eine hohe Reibungskraft auf und ist bezüglich der Leistungsfähigkeit des Beibehaltens der hohen Reibungskraft exzellent. Ferner weist die Papier fördernde Walze 1 eine niedrige Härte und eine hohe Papier fördernde Leistungsfähigkeit auf. Ferner ist es möglich, zu verhindern, dass die Papier fördernde Walze 1 ein Ausbluten erzeugt, und es ist möglich, eine Papier fördernde Walze 1 mit einer hohen Affinität für wässrige Tinte (polar) bereitzustellen. Folglich hinterlässt die Papier fördernde Walze 1 auf dem Papier keine Spuren der Papier fördernden Walze und liefert ein bevorzugtes Bild. Ferner ist die Papier fördernde Walze 1 bezüglich deren Verschleißbeständigkeit exzellent und für Tintenstrahldrucker optimal.
Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird EPDM als Elastomerkomponente eingesetzt. Des Weiteren kann EPM, Dienkautschuk, ein thermoplastisches Styrolelastomer sowie ein thermoplastisches Olefinelastomer eingesetzt werden. Es ist möglich, die Art des thermoplastischen Polyamidharzes und des Kompatibilisierungsmittels und die Menge hiervon geeignet einzustellen. Ferner kann die Elastomerzusammensetzung mit Harz oder mit Schwefel vernetzt sein.
Nachfolgend werden die Beispiele 1 bis 3 der Zusammensetzung und der Papier fördernden Walze gemäß der vorliegenden Erfindung sowie das Beispiel 4 der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung und die Vergleichsbeispiele 1 bis 3 beschrieben.
Die Papier fördernde Walze gemäß der vorliegenden Erfindung wurde aus der die in den Tabellen 1 und 2 dargestellten Bestandteile enthaltenden Elastomerzusammensetzung gebildet. Nachdem die Bestandteile durch Wärmepressen und ein zu dem der zuvor beschriebenen Ausführungsform ähnliches Verfahren gebildet worden sind, wird die erhaltene Elastomerzusammensetzung geschnitten, um die zylindrische Papier fördernde Walze der Beispiele 1 bis 3 mit einem Außendurchmesser von 19,7 mm, mit einem Innendurchmesser von 10 mm und mit einer Breite von 10 mm zu formen.
Die Elastomerzusammensetzung des Beispiels 4 wurde durch Kneten und durch thermisches Pressformen der Bestandteile des in der Tabelle 1 gezeigten Beispiels 4 durch Durchführen eines zu dem der zuvor beschriebenen Ausführungsform ähnlichen Verfahrens hergestellt. Durch Verwenden der Zusammensetzung des Beispiels 4 wurde durch ein zu dem der zuvor beschriebenen Ausführungsform ähnliches Verfahren eine Papier fördernde Walze hergestellt.
Die Zahlenwerte der Mischungsmengen der in den Tabellen 1 und 2 genannten Bestandteile sind Gewichtsteile. Als in der Tabelle 1 gezeigter Kautschuk 1 wird EPDM (um 100 % ölverlängert) eingesetzt, und zwar werden 200 Gewichtsteile (100 Gewichtsteile Kautschuk, 100 Gewichtsteile Öl) des EPDM-Kautschuks eingesetzt. Als Polyamidharz wird, wie in der Tabelle gezeigt, ölverlängertes Nylon 11 eingesetzt.
• Beispiele 1 bis 4
Wie in der Tabelle 1 dargestellt, wird in den Beispielen 1 bis 4 um 100 % ölverlängertes EPDM als Elastomerkomponente eingesetzt. Als Kompatibilisierungsmittel wird ein Maleinsäure zugefügtes Ethylen-Propylen-Copolymer, d.h. ein maleinsäuremodifiziertes Polymer, eingesetzt. Als thermoplastisches Polyamidharz wird ölverlängertes Nylon 11 eingesetzt. Das Volumenverhältnis zwischen dem Kautschuk (EPDM + verlängertes Öl + Kompatibilisierungsmittel) und dem Harz (Nylon + verlängertes Öl) wurde auf 98,8:1,2 bis 86,0:14,0 eingestellt. Das Nylonharz war in einer durchschnittlichen Partikelgröße von weniger als 1 μm nanodispergiert. Es wurde eine dahingehende Morphologie ausgebildet, dass das Nylonharz aus kleineren Partikeln mit einer Größe von mehreren Dutzend Nanometern und aus größeren Partikeln mit einer Größe von mehreren Hundert Nanometern bestand, wobei die kleineren Partikel und die größeren Partikel miteinander vermischt vorlagen. Die Elastomerzusammensetzung wurde mit einem Peroxid vernetzt. Die Verteilung der Partikeldurchmesser ist nachfolgend gezeigt. Jede der Elastomerzusammensetzungen wurde durch die reaktive Mischtechnik gebildet.

Beispiel 1: Verhältnis zwischen kleinerem Partikel (10 bis 100 nm): größerem Partikel (100 bis 1.000 nm) = 40:60.
Beispiel 2: Verhältnis zwischen kleinerem Partikel (10 bis 100 nm): größerem Partikel (100 bis 1.000 nm) = 50:50.
Beispiel 3: Verhältnis zwischen kleinerem Partikel (10 bis 100 nm): größerem Partikel (100 bis 1.000 nm) = 60:40.
Beispiel 4: Verhältnis zwischen kleinerem Partikel (10 bis 100 nm): größerem Partikel (100 bis 1.000 nm) = 20:80

• Vergleichsbeispiele 1 bis 3
In dem Vergleichsbeispiel 1 wurde das thermoplastische Polyamidharz nicht eingesetzt, aber es wurde gleichermaßen wie in den Beispielen 1 bis 4 das um 100 % ölverlängerte EPDM eingesetzt. Die Elastomerzusammensetzung wurde mit dem Peroxid vernetzt. Die Elastomerzusammensetzung wurde durch die reaktive Mischungstechnik gebildet.
In dem Vergleichsbeispiel 2 wurde Nylonharz mit einem durchschnittlichen Durchmesser von nicht weniger als 1 μm dispergiert. Das Vergleichsbeispiel 2 unterschied sich von dem Beispiel 4 dadurch, dass in dem Vergleichsbeispiel 2 das Kompatibilisierungsmittel nicht eingesetzt worden ist. Das heißt, die reaktive Mischtechnik wurde nicht eingesetzt.
In dem Vergleichsbeispiel 3 wurde das thermoplastisches Polyamidharz nicht eingesetzt, sondern es wurde anders als in den Beispielen 1 bis 4 unverlängertes EPDM eingesetzt. Der Elastomerkomponente wurde ein Weichmacher zugefügt.
Die Papier fördernde Walze jedes der Beispiele 1 bis 3 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 wurde vermessen und durch das Verfahren, welches später beschrieben wird, bezüglich des Partikeldurchmessers des thermoplastischen Polyamidharzes, bezüglich des anfänglichen Reibungskoeffizienten, bezüglich des Reibungskoeffizienten und bezüglich der Verschleißmenge, nachdem 30.000 Papierblätter zu jeder Papier fördernden Walze zugeführt worden sind, bezüglich der Spuren der Papier fördernden Walze, bezüglich der Härte und bezüglich der Druckverformung evaluiert. Die Tabellen 1 und 2 zeigen die Ergebnisse.
• Partikeldurchmesser des thermoplastischen Polyamidharzes
Durch Verwenden eines Raster-Sonden-Mikroskops (SPM) wurde die Zusammensetzung jedes der Beispiele 1 bis 4 untersucht, um die Morphologie des Materials zu bestimmen und um die Partikeldurchmesser des thermoplastischen Polyamidharzes zu bestimmen. Die 2 zeigt Photographien jeder Zusammensetzung, wie diese durch das Mikroskop beobachtet worden sind. In jeder der Photographien wurde die Morphologie einer See-Insel-Struktur beobachtet: inselförmige Partikel des thermoplastischen Polyamidharzes sind in der aus dem seeförmigen EPDM bestehenden Matrix fein dispergiert. In den Photographien betragen die Durchmesser der großen dispergierten Partikel ungefähr mehrere Hunderte Nanometer und diejenigen der kleinen dispergierten Partikel betragen ungefähr mehrere Dutzend Nanometer. Die Länge einer Seite beträgt 10 μm.
In den Photographien gezeigtes PA11-1,2 % ist die Volumenfraktion (das Volumenverhältnis) des thermoplastischen Polyamidharzes zu dem EPDM.
• Evaluierung des Reibungskoeffizienten und des Abrasionsverlustes
Der Reibungskoeffizient wurde durch das in der 3 dargestellte Verfahren, welches nachfolgend beschreiben wird, gemessen. Das heißt, eine Papier fördernde Walze 21 wurde durch Aufbringen einer vertikalen Last W (W = 250 gf) auf einen Rotationsschaft 22 der Papier fördernden Walze 21, wie durch den schwarzen Pfeil in der 3 gezeigt, gegen eine Platte 23 gepresst, wobei ein mit einer Belastungszelle 25 verbundenes PPC-Papier (hergestellt von Fuji Xerox Office Supply Kabushiki Kaisha) der Größe A4 zwischen der Papier fördernden Walze 21 und der Platte 23 angeordnet war. Die Papier fördernde Walze 21 wurde in der durch den Pfeil (a) einer durchgezogenen Linie in der 3 gezeigten Richtung bei einer Temperatur von 22 °C und einer Feuchtigkeit von 55 % mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 300/Sekunden rotiert. Eine Kraft F(gf), welche in der mit dem weißen Pfeil in der 3 gezeigten Richtung erzeugt worden ist, wurde vor und nach der Zuführung des Papiers zu der Papier fördernden Walze 21 gemessen. Der Reibungskoeffizient μ wurde aus der gemessenen Kraft F (gf) und der Last W (250gf) unter Verwendung der unten dargestellten Gleichung berechnet. Der Reibungskoeffizient wurde zu der Zeit gemessen, als die Papierzuführung begann (anfänglicher Reibungskoeffizient) und nachdem die Zufuhr von 30.000 Papierblättern beendet war.
Die Verschleißmenge (mg) wurde durch Messen des Gewichts jeder der Papier fördernden Walzen, bevor und nachdem dieser 30.000 Papierblätter zugeführt worden sind, errechnet.
Der Reibungskoeffizient, welcher gemessen wurde, nachdem die Zufuhr von 30.000 Papierblättern beendet war, war exzellent, wenn dieser nicht weniger als 1,7 betrug, war gut, wenn dieser nicht weniger als 1,5 betrug, und war schlecht, wenn dieser weniger als 1,5 betrug.
Gleichung 1

μ = F(gf)/W(gf)

• Evaluierung von Spuren der Papier fördernden Walze
Nachdem die Papier fördernden Walzen jedes der Beispiele und der Vergleichsbeispiele gereinigt worden sind und für zwei Stunden bei 60 °C belassen worden sind, wurden diese in einen von Seiko Epson hergestellten PM-770C-Drucker eingesetzt. Als Druckpapier wurde von Seiko Epson für den exklusiven Gebrauch eines superfeinen Drucks hergestelltes Glanzpapier MJA4SP3 eingesetzt. Nachdem die Papier fördernde Walze, das Druckpapier und die Tinte eingesetzt worden sind, wurde eine Druckeranweisung aus festem Blau mit einem superfeinen Bildqualitätsmodus ausgegeben. Die ausgedruckten Bilder wurden gemäß den nachfolgenden drei Stufen evaluiert:

O:: Es wurde keine Spur an Papier fördernder Walze gebildet.
Δ:: Eine Spur an Papier fördernder Walze ist zu einem geringen Ausmaß gegeben, aber es entsteht kein Problem, wenn die Papier fördernde Walze nicht in einem hochqualitative Bilder erzeugenden Drucker eingesetzt wird.
×:: Die Spur an Papier fördernder Walze ist erheblich und folglich kann diese nicht in praktische Verwendung genommen werden.

Die als die Aufzeichnungsflüssigkeit eingesetzte Tinte war eine polare wässrige Tinte (hergestellt von Seiko Epson Inc., color ink cartridge IC5CL02W).
• Messung der Härte
Die Härte der Papier fördernden Walze wurde durch ein wie in der JIS6253 spezifiziertes Messgerät vom Typ A gemessen.
• Messung der Druckverformung
Die Druckverformung der Papier fördernden Walze wurde gemäß der Beschreibung der JIS-K6301 gemessen. Die Einheit der Zahlenwerte betrug %. Es ist bevorzugt, dass die Druckverformung 0 bis 30 beträgt.
Wie in der 2 dargestellt, war das thermoplastische Polyamidharz in der Papier fördernden Walze jedes der Beispiele 1 bis 3 in der Kautschukmatrix mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von weniger als 1 μm nanodispergiert. Die aus der Elastomerzusammensetzung gebildete Papier fördernde Walze weist eine dahingehende Morphologie auf, dass die Partikel des thermoplastischen Polyamidharzes aus einer Art von Partikeln mit einem Durchmesser von mehreren Dutzend Nanometern und einer anderen Art von Partikeln mit einem durchschnittlichen Durchmesser von mehreren Hundert Nanometern, wobei diese zwei Arten miteinander vermischt vorliegen, bestehen. Wie in der Tabelle 1 für die Elastomerzusammensetzung gezeigt, wies die Papier fördernde Walze jedes der Beispiele 1 bis 3 eine geringere Härte als die Papier fördernde Walze des Beispiels 4 auf, weil das EPDM und das thermoplastische Polyamidharz miteinander bei einem spezifizierten Volumenverhältnis vermischt waren. Daher hatte die Papier fördernde Walze jedes der Beispiele 1 bis 3 einen sehr großen anfänglichen Reibungskoeffizienten, hielt einen großen Reibungskoeffizienten bei, nachdem die Papierzufuhr beendet war, und war bezüglich deren Verschleißfestigkeit exzellent. Ferner wurde es bestätigt, dass die Papier fördernde Walze eine hohe Leistungsfähigkeit aufwies, d.h. diese bezüglich ihrer Druckverformung und ihrer Härte exzellent war und keine Spur an Papier fördernder Walze aufwies.
Wie in der 2 dargestellt, war das thermoplastische Polyamidharz in der Elastomerzusammensetzung des Beispiels 4 in der Kautschukmatrix mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von weniger als 1 μm nanodispergiert. Die Elastomerzusammensetzung weist eine dahingehende Morphologie auf, dass die Partikel des thermoplastischen Polyamidharzes aus einer Art von Partikeln mit einem Durchmesser von mehreren Dutzend Nanometern und einer anderen Art von Partikeln mit einem durchschnittlichen Durchmesser von mehreren Hundert Nanometern, wobei die beiden Arten miteinander vermischt vorliegen, bestehen. Folglich weist die Elastomerzusammensetzung des Beispiels 4 eine hohe mechanische Festigkeit auf und ist diese für eine Anwendung, von der gefordert wird, eine Affinität für eine polare Verbindung aufzuweisen, geeignet. Es wurde bestätigt, dass die Elastomerzusammensetzung des Beispiels 4 wirksamer als die Elastomerzusammensetzung des Vergleichsbeispiels 3 war.
Insbesondere war die Papier fördernde Walze jedes der Beispiele 1 bis 3 bezüglich der Verschleißfestigkeit und der Druckverformung zu der des Vergleichsbeispiels 1 ähnlich; allerdings war diese bezüglich des anfänglichen Reibungskoeffizienten besser als die des Vergleichsbeispiels 1 und hielt einen hohen Reibungskoeffizienten bei, nachdem die Papierzufuhr beendet war.
Weil die Elastomerzusammensetzungen der Vergleichsbeispiele 1 und 3 kein thermoplastisches Polyamidharz enthielten, wies jede Elastomerzusammensetzung, wie in der Tabelle 2 gezeigt, andererseits einen niedrigen Reibungskoeffizienten jeweils vor und nach der Papierzufuhr zu der aus der Elastomerzusammensetzung geformten Papier fördernden Walze auf. Ferner waren Spuren der Papier fördernden Walze auf dem Papier verblieben und folglich wurde bestätigt, dass jede Papier fördernde Walze als Papier fördernde Walze ungeeignet war.
Bei der Elastomerzusammensetzung des Vergleichsbeispiels 2 war das thermoplastische Polyamidharz in der Kautschukmatrix mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von weniger als 1 μm nanodispergiert, wies aber einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von nicht weniger als 1.000 μm auf. Ferner wies die Elastomerzusammensetzung des Vergleichsbeispiels 2 nicht die Morphologie auf, dass die Partikel des thermoplastischen Polyamidharzes aus einer Art von Partikeln mit einem Durchmesser von mehreren Dutzend Nanometern und einer anderen Art von Partikeln mit einem durchschnittlichen Durchmesser von mehreren Hundert Nanometern bestehen, wobei die beiden Arten miteinander vermischt vorliegen. Folglich wies die Papier fördernde Walze, welche aus der Elastomerzusammensetzung des Vergleichsbeispiels 2 gebildet worden ist, einen niedrigen Reibungskoeffizienten vor und nach der Zuführung des Papiers hierzu auf. Ferner war die Papier fördernde Walze bezüglich deren Verschleißbeständigkeit und deren Druckverformung nachteilig und bei der Evaluierung der Spur der Papier fördernden Walze auf Papier wurde die Note Δ vergeben. Folglich wurde bestätigt, dass die Papier fördernde Walze als Papier fördernde Walze ungeeignet war.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie aus der vorstehenden Beschreibung offensichtlich, war das thermoplastische Polyamidharz gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von weniger als 1 μm in der Elastomerzusammensetzung, welche die Kautschukmatrix bildet, dispergiert. Folglich weist die Elastomerzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung eine hohe mechanische Festigkeit auf und ist für eine Anwendung, bei der gefordert wird, dass diese eine hohe Affinität für eine polare Komponente aufweist, geeignet. Folglich ist es möglich, eine für eine Papier fördernde Walze, Reifen und dergleichen nützliche Zusammensetzung zu erhalten.
Durch Dispergieren einer geringen Menge an thermoplastischem Polyamidharz weist die aus der Polymerzusammensetzung gebildete Papier fördernde Walze einen hohen Reibungskoeffizienten auf und die Papier fördernde Walze hält, nachdem zu dieser Papier zugeführt worden ist, den hohen Reibungskoeffizienten bei und weist ferner eine hohe Affinität für die wässrige (polare) Aufzeichnungsflüssigkeit auf. Ferner weist die Papier fördernde Walze eine geringe Härte auf, ist flexibel, ist dauerhaft und weist eine verbesserte Verschleißbeständigkeitseigenschaft auf, wenn hierauf eine hohe Last aufgebracht wird.
Wie zuvor beschrieben, weist die Papier fördernde Walze gemäß der vorliegenden Erfindung gute Eigenschaften auf, wie einen hohen Reibungskoeffizienten und eine lange Lebensdauer sowie eine hohe Affinität für eine polare Aufzeichnungsflüssigkeit. Folglich kann die Papier fördernde Walze auf einem weiten Gebiet eingesetzt werden. Die Papier fördernde Walze kann geeigneterweise als eine Walze des Papier zuführenden Mechanis mus eines Tintenstrahldruckers, eines Laserdruckers, einer elektrostatischen Kopiermaschine, einer Faxmaschine und einer ATM, welche zum Zuführen von Objekten, wie beispielsweise dünnem Papier oder Filmen, durch getrenntes Aufnehmen derselben benötigt wird, eingesetzt werden. Weil die Papier fördernde Walze eine hohe Affinität für die Aufzeichnungsflüssigkeit und insbesondere für die polare Aufzeichnungsflüssigkeit aufweist, kann diese vorzugsweise für einen hochqualitative Bilder erzeugenden Drucker eingesetzt werden.

Claims

Elastomerzusammensetzung, in der einer Elastomerkomponente, welche aus einem oder mehreren, aus Dienkautschuk, EPM und EPDM ausgewählten Kautschuken besteht, ein Maleinsäure modifiziertes Polymer als Kompatibilisierungsmittel zugefügt ist, und in der Partikel eines thermoplastischen Polyamidharzes in einer Matrix bestehend aus der Elastomerkomponente mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von weniger als 1 μm fein dispergiert sind, wobei die Partikel aus kleineren Partikeln mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 10 bis 100 Nanometern und größeren Partikeln mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 100 bis 1.000 Nanometern bestehen.
Elastomerzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Volumenverhältnis zwischen den kleineren Partikeln und den größeren Partikeln (kleinere Partikel : größere Partikel) (30 : 70) bis (70 : 30) beträgt.
Elastomerzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gewicht des der Elastomerkomponente zuzufügenden Kompatibilisierungsmittels nicht weniger als das 0,1-fache und nicht mehr als das einfache des Gewichts des thermoplastischen Polyamidharzes beträgt.
Elastomerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Volumenverhältnis zwischen der Elastomerkomponente und dem thermoplastischen Polyamidharz (die Elastomerkomponente : das thermoplastische Polyamidharz) auf (99,9 : 0,1) bis (70,0 : 30,0) eingestellt ist.
Elastomerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei verschiedene Arten von Nylon als das thermoplastische Polyamidharz eingesetzt werden.
Elastomerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 quervernetzt mit einem Peroxid.
Papier fördernde Walze gebildet aus einer Elastomerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welche als Hauptkomponente hiervon fungiert, bei der das Volumenverhältnis zwischen der Elastomerkomponente und dem thermoplastischen Polyamidharz (die Elastomerkomponente : das thermoplastische Polyamidharz) auf (99,9 : 0,1) bis (87,5 : 12,5) eingestellt ist.