JP2008088194A - 熱可塑性エラストマー組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐摩耗性および摩擦特性のいずれにも優れる紙送りローラを得ることができる熱可塑性エラストマー組成物および該熱可塑性エラストマー組成物を用いて得られる紙送りローラの提供。
【解決手段】イミノ基、含窒素複素環および共有結合性架橋部位からなる群より選択される少なくとも1つと、カルボニル含有基とを含有する側鎖を有する熱可塑性エラストマー(A)を10〜99質量%含有し、
アミド、エステル、ウレタンおよびエーテルからなる群から選択される少なくとも1つの結合を分子内に有する熱可塑性高分子(B)を1〜20質量%含有する、熱可塑性エラストマー組成物。
【選択図】なし
【解決手段】イミノ基、含窒素複素環および共有結合性架橋部位からなる群より選択される少なくとも1つと、カルボニル含有基とを含有する側鎖を有する熱可塑性エラストマー(A)を10〜99質量%含有し、
アミド、エステル、ウレタンおよびエーテルからなる群から選択される少なくとも1つの結合を分子内に有する熱可塑性高分子(B)を1〜20質量%含有する、熱可塑性エラストマー組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、熱可塑性エラストマー組成物および紙送りローラに関する。
インクジェットプリンター、レーザープリンター、静電式複写機、ファクシミリ装置等のOA機器や、自動預金支払機(ATM)等において、紙・フィルム等を搬送する紙送り機構には、ゴム組成物やエラストマー組成物などからなる紙送りローラが使用されている。
また、近年では、OA機器の種類が増加し、多様な用紙が用いられるようになっており、紙送りローラには、多様な用紙に対しても安定した搬送性を得るべく、高い耐摩耗性と高い摩擦係数(摩擦特性)の確保が要求されている。
例えば、特許文献1には、「ゴムあるいは/及び熱可塑性エラストマーからなるエラストマー成分に、ポリアミド系熱可塑性樹脂を分散させたエラストマー組成物を主原料として成形され、上記エラストマー成分と、上記ポリアミド系熱可塑性樹脂との体積比が、(上記エラストマー成分:上記ポリアミド系熱可塑性樹脂)=(99.5:0.5)〜(87.5:12.5)であることを特徴とするゴムローラ。」が記載されている。
また、特許文献2には、「ゴム100重量部に対して、微細な短繊維及び/または微粒子を0.3〜3重量部、純度97%以上のシリカ粒子を0.1重量部以上含有してなることを特徴とするゴム組成物。」が記載されている。
更に、非特許文献1には、耐摩耗性を劣化させず、摩擦特性を向上させる手法として、ポリアミド樹脂、エチレン−プロピレン−ジエンゴムおよび無水マレイン酸変性エチレン−プロピレン共重合体のリアクティブブレンドが紹介されている。
しかしながら、上記特許文献1に記載するゴムローラを成形するエラストマー成分や特許文献2に記載するゴム組成物、上記非特許文献1に記載するリアクティブブレンドであっても、耐摩耗性および摩擦特性がいずれも十分となる紙送りローラを得ることができないことが分かった。
そこで、本発明は、耐摩耗性および摩擦特性のいずれにも優れる紙送りローラを得ることができる熱可塑性エラストマー組成物および該熱可塑性エラストマー組成物を用いて得られる紙送りローラを提供することを課題とする。
そこで、本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、所定の構造を含有する側鎖を有する熱可塑性エラストマーと、特定の結合を分子内に有する熱可塑性高分子とを含有する熱可塑性エラストマー組成物からなる成形物が、耐摩耗性および摩擦特性のいずれにも優れることを見出し、本発明を達成するに至った。
すなわち、本発明は、下記(i)〜(xv)に記載の熱可塑性エラストマー組成物を提供する。
すなわち、本発明は、下記(i)〜(xv)に記載の熱可塑性エラストマー組成物を提供する。
(i)イミノ基、含窒素複素環および共有結合性架橋部位からなる群より選択される少なくとも1つと、カルボニル含有基とを含有する側鎖を有する熱可塑性エラストマー(A)を10〜99質量%含有し、
アミド、エステル、ウレタンおよびエーテルからなる群から選択される少なくとも1つの結合を分子内に有する熱可塑性高分子(B)を1〜20質量%含有する、熱可塑性エラストマー組成物。
アミド、エステル、ウレタンおよびエーテルからなる群から選択される少なくとも1つの結合を分子内に有する熱可塑性高分子(B)を1〜20質量%含有する、熱可塑性エラストマー組成物。
(ii)上記熱可塑性高分子(B)が、ポリアミドである上記(i)に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
(iii)上記熱可塑性エラストマー(A)の側鎖が、下記式(1)で表される構造を含有する上記(i)または(ii)に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
式中、Aは炭素数1〜30のアルキル基、炭素数7〜20のアラルキル基または炭素数6〜20のアリール基であり、Bは単結合;酸素原子、アミノ基NR′(R′は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基である。
(iv)上記式(1)で表される構造を含有する側鎖が、α位またはβ位で主鎖に結合する下記式(2)または(3)で表される構造を含有する上記(iii)に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
式中、Aは炭素数1〜30のアルキル基、炭素数7〜20のアラルキル基または炭素数6〜20のアリール基であり、BおよびDはそれぞれ独立に単結合;酸素原子、アミノ基NR′(R′は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基である。
(v)上記熱可塑性エラストマー(A)の側鎖が、下記式(4)で表される構造を含有する上記(i)または(ii)に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
式中、Eは含窒素複素環であり、Bは単結合;酸素原子、アミノ基NR′(R′は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基である。
(vi)上記式(4)で表される構造を含有する側鎖が、α位またはβ位で主鎖に結合する下記式(5)または(6)で表される構造を含有する上記(v)に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
式中、Eは含窒素複素環であり、BおよびDはそれぞれ独立に単結合;酸素原子、アミノ基NR′(R′は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基である。
上記含窒素複素環が、5または6員環であるのが好ましい。
上記含窒素複素環が、トリアゾール環、チアジアゾール環、ピリジン環、チアゾール環、イミダゾール環またはヒダントイン環であるのが好ましい。
(vii)上記共有結合性架橋部位において、アミド、エステル、ラクトン、ウレタン、エーテル、チオウレタンおよびチオエーテルからなる群より選択される少なくとも1つの結合により架橋することができる上記(i)〜(vi)のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
(viii)上記共有結合性架橋部位において、アミド、エステル、ラクトン、ウレタン、エーテル、チオウレタンおよびチオエーテルからなる群より選択される少なくとも1つの結合により架橋してなる上記(i)〜(vi)のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
上記共有結合性架橋部位における架橋が、第三級アミノ基を含有するのが好ましい。
(ix)上記共有結合性架橋部位における架橋が、下記式(7)〜(9)のいずれかで表される構造を少なくとも1つ含有する上記(viii)に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
式中、K、L、QおよびRはそれぞれ独立に単結合;酸素原子、アミノ基NR′(R′は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基であり、Tは酸素原子、イオウ原子または窒素原子を含んでいてもよく、分岐していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基である。
(x)上記共有結合性架橋部位における架橋が、α位またはβ位で主鎖に結合する下記式(10)〜(12)のいずれかで表される構造を少なくとも1つ含有する上記(ix)に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
式中、K、L、QおよびRはそれぞれ独立に単結合;酸素原子、アミノ基NR′(R′は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基であり、Tは酸素原子、イオウ原子または窒素原子を含んでいてもよく、分岐していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基である。
上記式(7)〜(12)中のいずれかのTが、第3級アミノ基を含有するのが好ましい。
上記共有結合性架橋部位における架橋が、環状酸無水物基と、水酸基あるいはアミノ基および/またはイミノ基との反応により形成されるのが好ましい。
上記式(4)で表される構造を含有する側鎖が、下記式(13)、下記式(14)もしくは(15)、または下記式(16)で表される構造を含有するのが好ましい。
式中、Bは単結合;酸素原子、アミノ基NR′(R′は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基であり、GおよびJはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数7〜20のアラルキル基または炭素数6〜20のアリール基である。
上記式(4)で表される構造を含有する側鎖が、α位またはβ位で主鎖に結合する下記式(17)もしくは(18)、下記式(19)〜(22)のいずれか、または下記式(23)もしくは(24)で表される構造を含有するのが好ましい。
式中、BおよびDはそれぞれ独立に単結合;酸素原子、アミノ基NR′(R′は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基であり、GおよびJはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数7〜20のアラルキル基または炭素数6〜20のアリール基である。
(xi)上記熱可塑性エラストマー(A)の主鎖となるエラストマー性ポリマーがオレフィン系ゴムである、上記(i)〜(x)のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
(xii)更に、充填剤を含有する上記(i)〜(xi)のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
(xiii)ピコ摩耗試験による摩耗体積が100mm3以下であり、摩擦試験による摩擦係数が1.5以上となる、上記(i)〜(xii)のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
(xiv)紙送りローラ用途に用いる上記(xiii)に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
(xv)上記(xiv)に記載の熱可塑性エラストマー組成物を用いて得られる紙送りローラ。
以下に説明するように、本発明によれば、耐摩耗性および摩擦特性のいずれにも優れる紙送りローラを得ることができる熱可塑性エラストマー組成物および該熱可塑性エラストマー組成物を用いて得られる紙送りローラを提供することができるため有用である。
以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明の第1の態様に係る熱可塑性エラストマー組成物(以下、単に「本発明の組成物」という場合がある。)は、イミノ基、含窒素複素環および共有結合性架橋部位からなる群より選択される少なくとも1つと、カルボニル含有基とを含有する側鎖を有する熱可塑性エラストマー(A)を10〜99質量%含有し、
アミド、エステル、ウレタンおよびエーテルからなる群から選択される少なくとも1つの結合を分子内に有する熱可塑性高分子(B)を1〜20質量%含有する、熱可塑性エラストマー組成物である。
本発明の組成物は、更に、補強性と加工性を良好にする観点から充填剤を含有するのが好ましい。
以下に、本発明の組成物に含有する熱可塑性エラストマー(A)および熱可塑性高分子(B)ならびに所望により含有してもよい充填剤について詳述する。
本発明の第1の態様に係る熱可塑性エラストマー組成物(以下、単に「本発明の組成物」という場合がある。)は、イミノ基、含窒素複素環および共有結合性架橋部位からなる群より選択される少なくとも1つと、カルボニル含有基とを含有する側鎖を有する熱可塑性エラストマー(A)を10〜99質量%含有し、
アミド、エステル、ウレタンおよびエーテルからなる群から選択される少なくとも1つの結合を分子内に有する熱可塑性高分子(B)を1〜20質量%含有する、熱可塑性エラストマー組成物である。
本発明の組成物は、更に、補強性と加工性を良好にする観点から充填剤を含有するのが好ましい。
以下に、本発明の組成物に含有する熱可塑性エラストマー(A)および熱可塑性高分子(B)ならびに所望により含有してもよい充填剤について詳述する。
<熱可塑性エラストマー(A)>
本発明の組成物に用いられる熱可塑性エラストマー(A)は、天然高分子または合成高分子のエラストマー性ポリマーに、イミノ基、含窒素複素環および共有結合性架橋部位からなる群より選択される少なくとも1つと、カルボニル含有基とを含有する側鎖を有する。
本発明において、「側鎖」とは、エラストマー性ポリマーの側鎖および末端をいう。また、「イミノ基、含窒素複素環および共有結合性架橋部位からなる群より選択される少なくとも1つと、カルボニル含有基とを含有する側鎖を有する」とは、エラストマー性ポリマーの主鎖を形成する原子(通常、炭素原子)に、イミノ基、含窒素複素環および共有結合性架橋部位からなる群より選択される少なくとも1つと、カルボニル含有基とが化学的に安定な結合(例えば、共有結合、イオン結合等)をしていることを意味する。
本発明の組成物に用いられる熱可塑性エラストマー(A)は、天然高分子または合成高分子のエラストマー性ポリマーに、イミノ基、含窒素複素環および共有結合性架橋部位からなる群より選択される少なくとも1つと、カルボニル含有基とを含有する側鎖を有する。
本発明において、「側鎖」とは、エラストマー性ポリマーの側鎖および末端をいう。また、「イミノ基、含窒素複素環および共有結合性架橋部位からなる群より選択される少なくとも1つと、カルボニル含有基とを含有する側鎖を有する」とは、エラストマー性ポリマーの主鎖を形成する原子(通常、炭素原子)に、イミノ基、含窒素複素環および共有結合性架橋部位からなる群より選択される少なくとも1つと、カルボニル含有基とが化学的に安定な結合(例えば、共有結合、イオン結合等)をしていることを意味する。
上記熱可塑性エラストマー(A)の主鎖となるエラストマー性ポリマーは、一般的に公知の天然高分子または合成高分子であって、そのガラス転移点が室温(25℃)以下のポリマー、すなわちエラストマーであれば特に限定されない。
このようなエラストマー性ポリマーとしては、具体的には、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、1,2−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)などのジエン系ゴムおよびこれらの水素添加物;エチレン−プロピレンゴム、エチレン−アクリルゴム(AEM)、エチレン−ブテンゴム(EBM)、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、フッ素ゴム、ポリエチレンゴム、ポリプロピレンゴムなどのオレフィン系ゴム;エピクロロヒドリンゴム;多硫化ゴム;シリコーンゴム;ウレタンゴム;等が挙げられる。
このようなエラストマー性ポリマーとしては、具体的には、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、1,2−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)などのジエン系ゴムおよびこれらの水素添加物;エチレン−プロピレンゴム、エチレン−アクリルゴム(AEM)、エチレン−ブテンゴム(EBM)、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、フッ素ゴム、ポリエチレンゴム、ポリプロピレンゴムなどのオレフィン系ゴム;エピクロロヒドリンゴム;多硫化ゴム;シリコーンゴム;ウレタンゴム;等が挙げられる。
また、上記エラストマー性ポリマーは、樹脂成分を含むエラストマー性ポリマーであってもよく、その具体例としては、水添されていてもよいポリスチレン系エラストマー性ポリマー(例えば、SBS、SIS、SEBS等)、ポリオレフィン系エラストマー性ポリマー、ポリ塩化ビニル系エラストマー性ポリマー、ポリウレタン系エラストマー性ポリマー、ポリエステル系エラストマー性ポリマー、ポリアミド系エラストマー性ポリマー等が挙げられる。
更に、上記エラストマー性ポリマーは、液状または固体状であってもよく、その分子量は特に限定されず、本発明の組成物が用いられる用途、本発明の組成物に要求される物性等に応じて適宜選択することができる。特に、本発明の組成物を紙送りローラ用途に用いる場合には、上記エラストマー性ポリマーの重量分子量は100000以上であるのが好ましい。
本発明の組成物を加熱(脱架橋)した時の流動性を重視する場合は、上記エラストマー性ポリマーは液状であることが好ましく、例えば、イソプレンゴム、ブタジエンゴム等のジエン系ゴムでは、重量平均分子量が1,000〜100,000であることが好ましく、1,000〜50,000程度であることが特に好ましい。
一方、本発明の組成物の強度を重視する場合は、上記エラストマー性ポリマーは固体状であることが好ましく、例えば、イソプレンゴム、ブタジエンゴム等のジエン系ゴムでは、重量平均分子量が100,000以上であることが好ましく、500,000〜1,500,000程度であることが特に好ましい。
本発明において、重量平均分子量は、ゲルパーミエションクロマトグラフィー(Gel permeation chromatography(GPC))により測定した重量平均分子量(ポリスチレン換算)である。測定にはテトラヒドロフラン(THF)を溶媒として用いるのが好ましい。
本発明の組成物を加熱(脱架橋)した時の流動性を重視する場合は、上記エラストマー性ポリマーは液状であることが好ましく、例えば、イソプレンゴム、ブタジエンゴム等のジエン系ゴムでは、重量平均分子量が1,000〜100,000であることが好ましく、1,000〜50,000程度であることが特に好ましい。
一方、本発明の組成物の強度を重視する場合は、上記エラストマー性ポリマーは固体状であることが好ましく、例えば、イソプレンゴム、ブタジエンゴム等のジエン系ゴムでは、重量平均分子量が100,000以上であることが好ましく、500,000〜1,500,000程度であることが特に好ましい。
本発明において、重量平均分子量は、ゲルパーミエションクロマトグラフィー(Gel permeation chromatography(GPC))により測定した重量平均分子量(ポリスチレン換算)である。測定にはテトラヒドロフラン(THF)を溶媒として用いるのが好ましい。
本発明においては、上記エラストマー性ポリマーを2種以上混合して用いることができる。この場合の各エラストマー性ポリマー同士の混合比は、本発明の組成物が用いられる用途、本発明の組成物に要求される物性等に応じて任意の比率とすることができる。
また、上記エラストマー性ポリマーのガラス転移点は、上述したように25℃以下であることが好ましく、該エラストマー性ポリマーが2以上のガラス転移点を有する場合または2種以上の該エラストマー性ポリマーを混合して用いる場合は、ガラス転移点の少なくとも1つは25℃以下であることが好ましい。上記エラストマー性ポリマーのガラス転移点がこの範囲であると、本発明の組成物からなる成形物が室温でゴム状弾性を示すため好ましく、特に、本発明の組成物を紙送りローラ用途に用いた場合には、成形物である紙送りローラの耐摩耗性および摩擦特性がより良好となる。
本発明において、ガラス転移点は、示差走査熱量測定(DSC−Differential Scanning Calorimetry)により測定したガラス転移点である。昇温速度は10℃/minにするのが好ましい。
また、上記エラストマー性ポリマーのガラス転移点は、上述したように25℃以下であることが好ましく、該エラストマー性ポリマーが2以上のガラス転移点を有する場合または2種以上の該エラストマー性ポリマーを混合して用いる場合は、ガラス転移点の少なくとも1つは25℃以下であることが好ましい。上記エラストマー性ポリマーのガラス転移点がこの範囲であると、本発明の組成物からなる成形物が室温でゴム状弾性を示すため好ましく、特に、本発明の組成物を紙送りローラ用途に用いた場合には、成形物である紙送りローラの耐摩耗性および摩擦特性がより良好となる。
本発明において、ガラス転移点は、示差走査熱量測定(DSC−Differential Scanning Calorimetry)により測定したガラス転移点である。昇温速度は10℃/minにするのが好ましい。
このようなエラストマー性ポリマーは、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、1,2−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、ブチルゴム(IIR)などのジエン系ゴム;エチレン−プロピレンゴム(EPM)、エチレン−アクリルゴム(AEM)、エチレン−ブテンゴム(EBM)などのオレフィン系ゴム;であることが、ガラス転移点が25℃以下であり、得られる本発明の組成物からなる成形物が室温でゴム状弾性を示すため好ましい。特に、本発明の組成物を紙送りローラ用途に用いた場合には、成形物である紙送りローラの耐摩耗性および摩擦特性がより良好となる。また、オレフィン系ゴムを用いると、二重結合が存在しないため組成物の劣化が抑制される。
本発明においては、上記スチレン−ブタジエンゴム(SBR)の結合スチレン量、水添エラストマー性ポリマー等の水添率等は、特に限定されず、本発明の組成物が用いられる用途、本発明の組成物に要求される物性等に応じて任意の比率に調整することができる。特に、本発明の組成物を紙送りローラ用途に用いる場合、例えば、スチレンとSBRとの比率は、10:90〜40:60であるのが好ましい。
また、上記エラストマー性ポリマーの主鎖として、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、エチレン−アクリルゴム(AEM)、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、エチレン−ブテンゴム(EBM)を用いる場合、そのエチレン含有量は、好ましくは10〜90モル%であり、より好ましくは40〜90モル%である。エチレン含有量がこの範囲であると、本発明の組成物の耐圧縮永久歪、機械的強度に優れるため好ましい。
また、上記エラストマー性ポリマーの主鎖として、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、エチレン−アクリルゴム(AEM)、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、エチレン−ブテンゴム(EBM)を用いる場合、そのエチレン含有量は、好ましくは10〜90モル%であり、より好ましくは40〜90モル%である。エチレン含有量がこの範囲であると、本発明の組成物の耐圧縮永久歪、機械的強度に優れるため好ましい。
本発明の組成物に用いられる熱可塑性エラストマー(A)は、上記エラストマー性ポリマーに、イミノ基、含窒素複素環および共有結合性架橋部位からなる群より選択される少なくとも1つと、カルボニル含有基とを含有する側鎖を有するものであり、該側鎖が含窒素複素環または共有結合性架橋部位とカルボニル含有基とを含有しているのが好ましく、イミノ基と含窒素複素環と共有結合性架橋部位とカルボニル含有基とを含有しているのがより好ましい。
本発明においては、上記側鎖がイミノ基とカルボニル含有基とを含有する場合、該側鎖は下記式(1)で表される構造を含有しているのが好ましい。
式中、Aは炭素数1〜30のアルキル基、炭素数7〜20のアラルキル基または炭素数6〜20のアリール基であり、Bは単結合;酸素原子、アミノ基NR′(R′は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基である。
置換基Aは、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数7〜20アラルキル基または炭素数6〜20のアリール基であれば特に限定されない。
このような置換基Aとしては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、オクチル基、ドデシル基、ステアリル基などの直鎖状のアルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t−ペンチル基、1−メチルブチル基、1−メチルヘプチル基、2−エチルヘキシル基などの分岐状のアルキル基;ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基;フェニル基、トリル基(o−、m−、p−)、ジメチルフェニル基、メシチル基などのアリール基;等が挙げられる。
これらのうち、アルキル基、特に、ブチル基、オクチル基、ドデシル基、イソプロピル基、2−エチルヘキシル基であることが、得られる本発明の組成物の高温での流動性が良好となるため好ましい。
このような置換基Aとしては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、オクチル基、ドデシル基、ステアリル基などの直鎖状のアルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t−ペンチル基、1−メチルブチル基、1−メチルヘプチル基、2−エチルヘキシル基などの分岐状のアルキル基;ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基;フェニル基、トリル基(o−、m−、p−)、ジメチルフェニル基、メシチル基などのアリール基;等が挙げられる。
これらのうち、アルキル基、特に、ブチル基、オクチル基、ドデシル基、イソプロピル基、2−エチルヘキシル基であることが、得られる本発明の組成物の高温での流動性が良好となるため好ましい。
置換基Bは、単結合;酸素原子、アミノ基NR′(R′は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基であれば特に限定されない。
このような置換基Bとしては、具体的には、例えば、単結合;酸素原子、イオウ原子またはアミノ基NR′(R′は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基);これらの原子または基を含んでもよい炭素数1〜20のアルキレン基またはアラルキレン基;これらの原子または基を末端に有する、炭素数1〜20のアルキレンエーテル基(アルキレンオキシ基、例えば、−O−CH2CH2−基)、アルキレンアミノ基(例えば、−NH−CH2CH2−基等)またはアルキレンチオエーテル基(アルキレンチオ基、例えば、−S−CH2CH2−基);これらを末端に有する、炭素数1〜20のアラルキレンエーテル基(アラルキレンオキシ基)、アラルキレンアミノ基またはアラルキレンチオエーテル基;等が挙げられる。
このような置換基Bとしては、具体的には、例えば、単結合;酸素原子、イオウ原子またはアミノ基NR′(R′は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基);これらの原子または基を含んでもよい炭素数1〜20のアルキレン基またはアラルキレン基;これらの原子または基を末端に有する、炭素数1〜20のアルキレンエーテル基(アルキレンオキシ基、例えば、−O−CH2CH2−基)、アルキレンアミノ基(例えば、−NH−CH2CH2−基等)またはアルキレンチオエーテル基(アルキレンチオ基、例えば、−S−CH2CH2−基);これらを末端に有する、炭素数1〜20のアラルキレンエーテル基(アラルキレンオキシ基)、アラルキレンアミノ基またはアラルキレンチオエーテル基;等が挙げられる。
ここで、上記アミノ基NR′の炭素数1〜10のアルキル基としては、異性体を含む、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。
上記置換基Bの酸素原子、イオウ原子およびアミノ基NR′;ならびに;これらの原子または基を末端に有する炭素数1〜20の、アルキレンエーテル基、アルキレンアミノ基、アルキレンチオエーテル基、または、アラルキレンエーテル基、アラルキレンアミノ基、アラルキレンチオエーテル基等の酸素原子、アミノ基NR′およびイオウ原子は、隣接するカルボニル基と組み合わされ共役系のエステル基、アミド基、イミド基、チオエステル基等を形成することが好ましい。
これらのうち、置換基Bは、共役系を形成する、酸素原子、イオウ原子またはアミノ基;これらの原子または基を末端に有する、炭素数1〜20のアルキレンエーテル基、アルキレンアミノ基またはアルキレンチオエーテル基であることが好ましく、アミノ基(NH)、アルキレンアミノ基(−NH−CH2−基、−NH−CH2CH2−基、−NH−CH2CH2CH2−基)、アルキレンエーテル基(−O−CH2−基、−O−CH2CH2−基、−O−CH2CH2CH2−基)であることが特に好ましい。
上記置換基Bの酸素原子、イオウ原子およびアミノ基NR′;ならびに;これらの原子または基を末端に有する炭素数1〜20の、アルキレンエーテル基、アルキレンアミノ基、アルキレンチオエーテル基、または、アラルキレンエーテル基、アラルキレンアミノ基、アラルキレンチオエーテル基等の酸素原子、アミノ基NR′およびイオウ原子は、隣接するカルボニル基と組み合わされ共役系のエステル基、アミド基、イミド基、チオエステル基等を形成することが好ましい。
これらのうち、置換基Bは、共役系を形成する、酸素原子、イオウ原子またはアミノ基;これらの原子または基を末端に有する、炭素数1〜20のアルキレンエーテル基、アルキレンアミノ基またはアルキレンチオエーテル基であることが好ましく、アミノ基(NH)、アルキレンアミノ基(−NH−CH2−基、−NH−CH2CH2−基、−NH−CH2CH2CH2−基)、アルキレンエーテル基(−O−CH2−基、−O−CH2CH2−基、−O−CH2CH2CH2−基)であることが特に好ましい。
本発明の組成物に用いられる熱可塑性エラストマー(A)は、上記式(1)で表される構造を含有する側鎖を、α位またはβ位で主鎖に結合する下記式(2)または(3)で表される構造を含有する側鎖として有していることが好ましい。
式中、Aは炭素数1〜30のアルキル基、炭素数7〜20のアラルキル基または炭素数6〜20のアリール基であり、BおよびDはそれぞれ独立に単結合;酸素原子、アミノ基NR′(R′は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基である。
ここで、置換基Aは上記式(1)の置換基Aと基本的に同様であり、置換基BおよびDはそれぞれ独立に、上記式(1)の置換基Bと基本的に同様である。
ただし、上記式(3)における置換基Dは、上記式(1)の置換基Bで例示した中でも、単結合;酸素原子、アミノ基NR′またはイオウ原子を含んでもよい炭素数1〜20のアルキレン基またはアラルキレン基のイミド窒素と共役系を形成するものであることが好ましく、アルキレン基であることが特に好ましい。すなわち、上記式(3)のイミド窒素とともに、酸素原子、アミノ基NR′またはイオウ原子を含んでもよい炭素数1〜20のアルキレンアミノ基またはアラルキレンアミノ基を形成することが好ましく、アルキレンアミノ基を形成することが特に好ましい。
このような置換基Dとしては、具体的には、例えば、単結合;上記した酸素原子、イオウ原子またはアミノ基を末端に有する炭素数1〜20の、アルキレンエーテル基、アルキレンアミノ基、アルキレンチオエーテル基またはアラルキレンエーテル基、アラルキレンアミノ基、アラルキレンチオエーテル基等;異性体を含む、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、フェニレン基、キシリレン基等が挙げられる。
ただし、上記式(3)における置換基Dは、上記式(1)の置換基Bで例示した中でも、単結合;酸素原子、アミノ基NR′またはイオウ原子を含んでもよい炭素数1〜20のアルキレン基またはアラルキレン基のイミド窒素と共役系を形成するものであることが好ましく、アルキレン基であることが特に好ましい。すなわち、上記式(3)のイミド窒素とともに、酸素原子、アミノ基NR′またはイオウ原子を含んでもよい炭素数1〜20のアルキレンアミノ基またはアラルキレンアミノ基を形成することが好ましく、アルキレンアミノ基を形成することが特に好ましい。
このような置換基Dとしては、具体的には、例えば、単結合;上記した酸素原子、イオウ原子またはアミノ基を末端に有する炭素数1〜20の、アルキレンエーテル基、アルキレンアミノ基、アルキレンチオエーテル基またはアラルキレンエーテル基、アラルキレンアミノ基、アラルキレンチオエーテル基等;異性体を含む、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、フェニレン基、キシリレン基等が挙げられる。
本発明において、イミノ基とカルボニル含有基とを含有する側鎖(具体的には、上記式(1)あるいは上記式(2)または(3)で表される構造等を含有する側鎖)は、上記エラストマー性ポリマーを構成する単量体100モル%に対して0.1〜50モル%の割合(導入率)で導入されていることが好ましい。0.1モル%未満では架橋時の強度が十分でない場合があり、50モル%を超えると架橋密度が高くなりゴム弾性が失われる場合がある。導入率がこの範囲であると、エラストマー性ポリマーの側鎖同士の相互作用が分子間または分子内で起こり、これらがバランス良く形成されるため、得られる本発明の組成物の架橋時の引張強度が高く、リサイクル性にも優れ、更に、耐圧縮永久歪が良好となる。これらの特性がより優れる点で、0.1〜30モル%の割合で側鎖が導入されているのがより好ましく、0.5〜20モル%の割合で側鎖が導入されているのが更に好ましい。
本発明においては、上記側鎖が含窒素複素環とカルボニル含有基とを含有する場合、該側鎖は下記式(4)で表される構造を含有しているのが好ましい。
式中、Eは含窒素複素環であり、BおよびDはそれぞれ独立に単結合;酸素原子、アミノ基NR′(R′は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基である。
ここで、含窒素複素環Eは、具体的には、以下に例示する含窒素複素環が挙げられる。
また、置換基BおよびDはそれぞれ独立に、上記式(1)の置換基Bと基本的に同様である。
また、置換基BおよびDはそれぞれ独立に、上記式(1)の置換基Bと基本的に同様である。
上記含窒素複素環は、複素環内に窒素原子を含むものであれば複素環内に窒素原子以外のヘテロ原子、例えば、イオウ原子、酸素原子、リン原子等を有するものでも用いることができる。ここで、複素環化合物を用いるのは、複素環構造を有すると架橋を形成する水素結合が強くなり、得られる本発明の組成物の引張強度が向上するためである。
また、上記含窒素複素環は置換基を有していてもよく、該置換基としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、(イソ)プロピル基、ヘキシル基などのアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、(イソ)プロポキシ基などのアルコキシ基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子からなる基;シアノ基;アミノ基;芳香族炭化水素基;エステル基;エーテル基;アシル基;チオエーテル基;等が挙げられ、これらを組み合わせて用いることもできる。これらの置換基の置換位置は特に限定されず、置換基数も限定されない。
更に、上記含窒素複素環は、芳香族性を有していても、有していなくてもよいが、芳香族性を有していると得られる本発明の組成物の架橋時の引張強度がより高くなり、機械的強度がより向上するため好ましい。
また、上記含窒素複素環は置換基を有していてもよく、該置換基としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、(イソ)プロピル基、ヘキシル基などのアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、(イソ)プロポキシ基などのアルコキシ基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子からなる基;シアノ基;アミノ基;芳香族炭化水素基;エステル基;エーテル基;アシル基;チオエーテル基;等が挙げられ、これらを組み合わせて用いることもできる。これらの置換基の置換位置は特に限定されず、置換基数も限定されない。
更に、上記含窒素複素環は、芳香族性を有していても、有していなくてもよいが、芳香族性を有していると得られる本発明の組成物の架橋時の引張強度がより高くなり、機械的強度がより向上するため好ましい。
上記含窒素複素環は、5員環または6員環であることが好ましい。
このような含窒素複素環としては、具体的には、例えば、ピロロリン、ピロリドン、オキシインドール(2−オキシインドール)、インドキシル(3−オキシインドール)、ジオキシインドール、イサチン、インドリル、フタルイミジン、β−イソインジゴ、モノポルフィリン、ジポルフィリン、トリポルフィリン、アザポルフィリン、フタロシアニン、ヘモグロビン、ウロポルフィリン、クロロフィル、フィロエリトリン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、テトラゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾピラゾール、ベンゾトリアゾール、イミダゾリン、イミダゾロン、イミダゾリドン、ヒダントイン、ピラゾリン、ピラゾロン、ピラゾリドン、インダゾール、ピリドインドール、プリン、シンノリン、ピロール、ピロリン、インドール、インドリン、オキシルインドール、カルバゾール、フェノチアジン、インドレニン、イソインドール、オキサゾール、チアゾール、イソオキサゾール、イソチアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、オキサトリアゾール、チアトリアゾール、フェナントロリン、オキサジン、ベンゾオキサジン、フタラジン、プテリジン、ピラジン、フェナジン、テトラジン、ベンゾオキサゾール、ベンゾイソオキサゾール、アントラニル、ベンゾチアゾール、ベンゾフラザン、ピリジン、キノリン、イソキノリン、アクリジン、フェナントリジン、アントラゾリン、ナフチリジン、チアジン、ピリダジン、ピリミジン、キナゾリン、キノキサリン、トリアジン、ヒスチジン、トリアゾリジン、メラミン、アデニン、グアニン、チミン、シトシンおよびこれらの誘導体等が挙げられる。これらのうち、特に含窒素5員環については、下記の化合物、下記式(25)で表されるトリアゾール誘導体および下記式(26)で表されるイミダゾール誘導体が好ましく例示される。また、これらは上記した種々の置換基を有していてもよいし、水素付加または脱離されたものであってもよい。
このような含窒素複素環としては、具体的には、例えば、ピロロリン、ピロリドン、オキシインドール(2−オキシインドール)、インドキシル(3−オキシインドール)、ジオキシインドール、イサチン、インドリル、フタルイミジン、β−イソインジゴ、モノポルフィリン、ジポルフィリン、トリポルフィリン、アザポルフィリン、フタロシアニン、ヘモグロビン、ウロポルフィリン、クロロフィル、フィロエリトリン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、テトラゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾピラゾール、ベンゾトリアゾール、イミダゾリン、イミダゾロン、イミダゾリドン、ヒダントイン、ピラゾリン、ピラゾロン、ピラゾリドン、インダゾール、ピリドインドール、プリン、シンノリン、ピロール、ピロリン、インドール、インドリン、オキシルインドール、カルバゾール、フェノチアジン、インドレニン、イソインドール、オキサゾール、チアゾール、イソオキサゾール、イソチアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、オキサトリアゾール、チアトリアゾール、フェナントロリン、オキサジン、ベンゾオキサジン、フタラジン、プテリジン、ピラジン、フェナジン、テトラジン、ベンゾオキサゾール、ベンゾイソオキサゾール、アントラニル、ベンゾチアゾール、ベンゾフラザン、ピリジン、キノリン、イソキノリン、アクリジン、フェナントリジン、アントラゾリン、ナフチリジン、チアジン、ピリダジン、ピリミジン、キナゾリン、キノキサリン、トリアジン、ヒスチジン、トリアゾリジン、メラミン、アデニン、グアニン、チミン、シトシンおよびこれらの誘導体等が挙げられる。これらのうち、特に含窒素5員環については、下記の化合物、下記式(25)で表されるトリアゾール誘導体および下記式(26)で表されるイミダゾール誘導体が好ましく例示される。また、これらは上記した種々の置換基を有していてもよいし、水素付加または脱離されたものであってもよい。
式中、置換基Xは、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数7〜20のアラルキル基または炭素数6〜20のアリール基であり、上記式(1)の置換基Aと基本的に同様である。
また、含窒素6員環については、下記の化合物が好ましく例示される。これらについても上記した種々の置換基を有していてもよいし、水素付加または脱離されたものであってもよい。
また、上記含窒素複素環とベンゼン環または含窒素複素環同士が縮合したものも用いることができ、具体的には、下記の縮合環が好適に例示される。これらの縮合環についても上記した種々の置換基を有していてもよいし、水素原子が付加または脱離されたものであってもよい。
このような含窒素複素環のうち、トリアゾール環、チアジアゾール環、ピリジン環、チアゾール環、イミダゾール環およびヒダントイン環であることが、得られる本発明の組成物のリサイクル性、耐圧縮永久歪、機械的強度および硬度に優れるため好ましい。
本発明の組成物に用いられる熱可塑性エラストマー(A)は、上記式(4)で表される構造を含有する側鎖を、α位またはβ位で主鎖に結合する下記式(5)または(6)で表される構造を含有する側鎖として有していることがより好ましい。
式中、Eは含窒素複素環であり、BおよびDはそれぞれ独立に単結合;酸素原子、アミノ基NR′(R′は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基である。
ここで、含窒素複素環Eは、具体的には、上記で例示した含窒素複素環が挙げられる。
また、置換基BおよびDはそれぞれ独立に、上記式(1)の置換基Bと基本的に同様である。
ただし、上記式(6)における置換基Dは、単結合;酸素原子、アミノ基NR′またはイオウ原子を含んでもよい炭素数1〜20のアルキレン基またはアラルキレン基のイミド窒素と共役系を形成するものであることが好ましく、単結合であることが特に好ましい。すなわち、上記式(6)のイミド窒素とともに、酸素原子、アミノ基NR′またはイオウ原子を含んでもよい炭素数1〜20のアルキレンアミノ基またはアラルキレンアミノ基を形成するのが好ましく、上記式(6)のイミド窒素に含窒素複素環が直接結合する(単結合)のが特に好ましい。
また、置換基BおよびDはそれぞれ独立に、上記式(1)の置換基Bと基本的に同様である。
ただし、上記式(6)における置換基Dは、単結合;酸素原子、アミノ基NR′またはイオウ原子を含んでもよい炭素数1〜20のアルキレン基またはアラルキレン基のイミド窒素と共役系を形成するものであることが好ましく、単結合であることが特に好ましい。すなわち、上記式(6)のイミド窒素とともに、酸素原子、アミノ基NR′またはイオウ原子を含んでもよい炭素数1〜20のアルキレンアミノ基またはアラルキレンアミノ基を形成するのが好ましく、上記式(6)のイミド窒素に含窒素複素環が直接結合する(単結合)のが特に好ましい。
また、本発明の組成物に用いられる熱可塑性エラストマー(A)は、上記含窒素複素環を含有する側鎖としてトリアゾール環、イミダゾール環またはチアゾール環を含有する側鎖を有する場合、上記式(4)で表される構造を含有する側鎖を、下記式(13)、下記式(14)もしくは(15)、または下記式(16)で表される構造を含有する側鎖として有していることが好ましく、α位またはβ位で主鎖に結合する下記式(17)もしくは(18)、下記式(19)〜(22)のいずれか、または下記式(23)もしくは(24)で表される構造を含有する側鎖として有していることがより好ましい。
式中、BおよびDはそれぞれ独立に単結合;酸素原子、アミノ基NR′(R′は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基であり、GおよびJはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数7〜20のアラルキル基または炭素数6〜20のアリール基である。
ここで、置換基BおよびDはそれぞれ独立に、上記式(4)〜(6)の置換基BおよびDと基本的に同様である。
また、置換基GおよびJとしては、具体的には、例えば、水素原子;上記式(1)の置換基Aとして例示したメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、オクチル基、ドデシル基、ステアリル基などの直鎖状のアルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t−ペンチル基、1−メチルブチル基、1−メチルヘプチル基、2−エチルヘキシル基などの分岐状のアルキル基;ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基;フェニル基、トリル基(o−、m−、p−)、ジメチルフェニル基、メシチル基などのアリール基;等が挙げられ、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
また、置換基GおよびJとしては、具体的には、例えば、水素原子;上記式(1)の置換基Aとして例示したメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、オクチル基、ドデシル基、ステアリル基などの直鎖状のアルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t−ペンチル基、1−メチルブチル基、1−メチルヘプチル基、2−エチルヘキシル基などの分岐状のアルキル基;ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基;フェニル基、トリル基(o−、m−、p−)、ジメチルフェニル基、メシチル基などのアリール基;等が挙げられ、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
本発明において、含窒素複素環とカルボニル含有基とを含有する側鎖(具体的には、上記式(4)あるいは上記式(5)または(6)で表される構造等を含有する側鎖)は、上記エラストマー性ポリマーを構成する単量体100モル%に対して0.1〜50モル%の割合(導入率)で導入されていることが好ましい。0.1モル%未満では架橋時の強度が十分でない場合があり、50モル%を超えると架橋密度が高くなりゴム弾性が失われたり、リサイクル性が損なわれる場合がある。導入率がこの範囲であると、エラストマー性ポリマーの側鎖同士の相互作用が分子間または分子内で起こり、これらがバランス良く形成されるため、得られる本発明の組成物の架橋時の引張強度が高く、リサイクル性にも優れ、更に、耐圧縮永久歪が良好となる。これらの特性がより優れる点で、0.1〜30モル%の割合で側鎖が導入されているのがより好ましく、0.5〜20モル%の割合で側鎖が導入されているのが更に好ましい。
また、本発明において、イミノ基とカルボニル含有基とを含有する側鎖と共に、含窒素複素環とカルボニル含有基を含有する側鎖を有する場合は、これらの側鎖を合計して、上記エラストマー性ポリマーを構成する単量体100モル%に対して0.1〜50モル%の割合(導入率)で導入されていることが好ましく、側鎖へのこれらの導入比(含窒素複素環とカルボニル含有基を含有する側鎖/イミノ基とカルボニル含有基を含有する側鎖)が、1/99〜99/1であることがより好ましく、10/90〜90/10であることが更に好ましい。
導入率および導入比がこの範囲であると、架橋時の引張強度が高く、リサイクル性にも優れ、更に、耐圧縮永久歪が良好となる特性を保持しつつ、引張強度等の機械的強度を更に向上させ、また導入される含窒素複素環に由来する組成物の着色も抑制することができるため好ましい。
導入率および導入比がこの範囲であると、架橋時の引張強度が高く、リサイクル性にも優れ、更に、耐圧縮永久歪が良好となる特性を保持しつつ、引張強度等の機械的強度を更に向上させ、また導入される含窒素複素環に由来する組成物の着色も抑制することができるため好ましい。
次に、本発明の組成物に用いられる熱可塑性エラストマー(A)が含窒素複素環を含有する側鎖を有する場合の含窒素複素環の結合位置について説明する。なお、含窒素複素環を便宜上「含窒素n員環化合物(n≧3)」とする。
以下に説明する結合位置(「1〜n位」)は、IUPAC命名法に基づくものである。例えば、非共有電子対を有する窒素原子を3個有する化合物の場合、IUPAC命名法に基づく順位によって結合位置を決定する。具体的には、上記で例示した5員環、6員環および縮合環の含窒素複素環に結合位置を記した。
上記熱可塑性エラストマー(A)では、直接または有機基を介して共重合体と結合する含窒素n員環化合物の結合位置は特に限定されず、いずれの結合位置(1位〜n位)でもよい。好ましくは、その1位または3位〜n位である。
以下に説明する結合位置(「1〜n位」)は、IUPAC命名法に基づくものである。例えば、非共有電子対を有する窒素原子を3個有する化合物の場合、IUPAC命名法に基づく順位によって結合位置を決定する。具体的には、上記で例示した5員環、6員環および縮合環の含窒素複素環に結合位置を記した。
上記熱可塑性エラストマー(A)では、直接または有機基を介して共重合体と結合する含窒素n員環化合物の結合位置は特に限定されず、いずれの結合位置(1位〜n位)でもよい。好ましくは、その1位または3位〜n位である。
含窒素n員環化合物に含まれる窒素原子が1個(例えば、ピリジン環等)の場合は、分子内でキレートが形成されやすく組成物としたときの引張強度等の物性に優れるため、3位〜(n−1)位が好ましい。
含窒素n員環化合物の結合位置を選択することにより、熱可塑性エラストマーは、該熱可塑性エラストマー同士の分子間で、水素結合、イオン結合、配位結合等による架橋が形成されやすく、リサイクル性に優れ、機械的特性に優れる。
含窒素n員環化合物の結合位置を選択することにより、熱可塑性エラストマーは、該熱可塑性エラストマー同士の分子間で、水素結合、イオン結合、配位結合等による架橋が形成されやすく、リサイクル性に優れ、機械的特性に優れる。
本発明においては、上記側鎖が共有結合性架橋部位とカルボニル含有基とを含有する場合、該共有結合性架橋部位において、アミド、エステル、ラクトン、ウレタン、エーテル、チオウレタンおよびチオエーテルからなる群より選択される少なくとも1つの結合により架橋できるのがより好ましい。また、本発明の組成物に用いられる熱可塑性エラストマー(A)は、このような結合により架橋が形成されたものであってもよい。
共有結合性架橋部位とカルボニル含有基とを含有する側鎖は、カルボニル含有基以外に、「共有結合を生成する化合物」と反応することで、アミド、エステル、ラクトン、ウレタン、エーテル、チオウレタンおよびチオエーテルからなる群より選択される少なくとも1つの結合を生起しうる官能基を共有結合性架橋部位として有する側鎖であれば特に限定されない。
本発明において、「共有結合を生成する化合物」としては、例えば、1分子中にアミノ基および/またはイミノ基を2個以上(アミノ基およびイミノ基をともに有する場合はこれらの基を合計して2個以上)有するポリアミン化合物;1分子中に水酸基を2個以上有するポリオール化合物;1分子中にイソシアネート(NCO)基を2個以上有するポリイソシアネート化合物;1分子中にチオール基(メルカプト基)を2個以上有するポリチオール化合物;等が挙げられる。
本発明において、「共有結合を生成する化合物」としては、例えば、1分子中にアミノ基および/またはイミノ基を2個以上(アミノ基およびイミノ基をともに有する場合はこれらの基を合計して2個以上)有するポリアミン化合物;1分子中に水酸基を2個以上有するポリオール化合物;1分子中にイソシアネート(NCO)基を2個以上有するポリイソシアネート化合物;1分子中にチオール基(メルカプト基)を2個以上有するポリチオール化合物;等が挙げられる。
ポリアミン化合物としては、例えば、以下に示す脂環族アミン、脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミン、含窒素複素環アミン等が挙げられる。
脂環族アミンとしては、具体的には、例えば、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、ビス−(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ジアミノシクロヘキサン、ジ−(アミノメチル)シクロヘキサン等が挙げられる。
脂肪族ポリアミンとしては、具体的には、例えば、メチレンジアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、1,2−ジアミノプロパン、1,3−ジアミノペンタン、ヘキサメチレンジアミン、ジアミノヘプタン、ジアミノドデカン、ジエチレントリアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、N−アミノエチルピペラジン、トリエチレンテトラミン、N,N′−ジメチルエチレンジアミン、N,N′−ジエチルエチレンジアミン、N,N′−ジイソプロピルエチレンジアミン、N,N′−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N′−ジエチル−1,3−プロパンジアミン、N,N′−ジイソプロピル−1,3−プロパンジアミン、N,N′−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン、N,N′−ジエチル−1,6−ヘキサンジアミン、N,N′,N′′−トリメチルビス(ヘキサメチレン)トリアミン等が挙げられる。
芳香族ポリアミンおよび含窒素複素環アミンとしては、具体的には、例えば、ジアミノトルエン、ジアミノキシレン、テトラメチルキシリレンジアミン、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール等が挙げられる。
上記ポリアミン化合物は、その水素原子の一つ以上を、アルキル基、アルキレン基、アラルキレン基、オキシ基、アシル基、ハロゲン原子等で置換してもよく、また、その骨格に、酸素原子、イオウ原子等のヘテロ原子を含んでいてもよい。
また、上記ポリアミン化合物は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。2種以上を併用する場合の混合比は、本発明の組成物が用いられる用途、本発明の組成物に要求される物性等に応じて任意の比率に調整することができる。
上記で例示したポリアミン化合物のうち、ヘキサメチレンジアミン、N,N′−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン、ジアミノジフェニルスルホン等が、耐圧縮永久歪、機械的強度、特に引張強度の改善効果が高く好ましい。一方、本発明の組成物を紙送りローラ用途に用いる場合には、含窒素複素環アミンであるのが好ましい。
ポリオール化合物は、水酸基を2個以上有する化合物であれば、その分子量および骨格などは特に限定されず、例えば、以下に示すポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、その他のポリオール、およびこれらの混合ポリオール等が挙げられる。
ポリエーテルポリオールとしては、具体的には、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、1,1,1−トリメチロールプロパン、1,2,5−ヘキサントリオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、4,4′−ジヒドロキシフェニルプロパン、4,4′−ジヒドロキシフェニルメタン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールから選ばれる少なくとも1種に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド等から選ばれる少なくとも1種を付加させて得られるポリオール;ポリオキシテトラメチレンオキサイド;等が挙げられ、これらを1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
ポリエステルポリオールとしては、具体的には、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオールペンタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、1,1,1−トリメチロールプロパンその他の低分子ポリオールの1種または2種以上と、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ダイマー酸その他の低分子カルボン酸やオリゴマー酸の1種または2種以上との縮合重合体;プロピオンラクトン、バレロラクトンなどの開環重合体;等が挙げられ、これらを1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
その他のポリオールとしては、具体的には、例えば、ポリマーポリオール、ポリカーボネートポリオール;ポリブタジエンポリオール;水素添加されたポリブタジエンポリオール;アクリルポリオール;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ポリエチレングリコールラウリルアミン(例えば、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)ラウリルアミン)、ポリプロピレングリコールラウリルアミン(例えば、N,N−ビス(2−メチル−2−ヒドロキシエチル)ラウリルアミン)、ポリエチレングリコールオクチルアミン(例えば、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)オクチルアミン)、ポリプロピレングリコールオクチルアミン(例えば、N,N−ビス(2−メチル−2−ヒドロキシエチル)オクチルアミン)、ポリエチレングリコールステアリルアミン(例えば、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)ステアリルアミン)、ポリプロピレングリコールステアリルアミン(例えば、N,N−ビス(2−メチル−2−ヒドロキシエチル)ステアリルアミン)などの低分子ポリオール;等が挙げられ、これらを1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
ポリイソシアネート化合物としては、2,4−トリレンジイソシアネート(2,4−TDI)、2,6−トリレンジイソシアネート(2,6−TDI)、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4′−MDI)、2,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4′−MDI)、1,4−フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)等の芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアナートメチル(NBDI)等の脂肪族ポリイソシアネート、トランスシクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、H6XDI(水添XDI)、H12MDI(水添MDI)、H6TDI(水添TDI)等の脂環式ポリイソシアネートなどのジイソシアネート化合物;ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネートなどのポリイソシアネート化合物;これらのイソシアネート化合物のカルボジイミド変性ポリイソシアネート;これらのイソシアネート化合物のイソシアヌレート変性ポリイソシアネート;これらのイソシアネート化合物と上記で例示したポリオール化合物とを反応させて得られるウレタンプレポリマー;等が挙げられ、これらを1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
ポリチオール化合物は、チオール基を2個以上有する化合物であれば、その分子量および骨格などは特に限定されず、その具体例としては、メタンジチオール、1,3−ブタンジチオール、1,4−ブタンジチオール、2,3−ブタンジチオール、1,2−ベンゼンジチオール、1,3−ベンゼンジチオール、1,4−ベンゼンジチオール、1,10−デカンジチオール、1,2−エタンジチオール、1,6−ヘキサンジチオール、1,9−ノナンジチオール、1,8−オクタンジチオール、1,5−ペンタンジチオール、1,2−プロパンジチオール、1,3−プロパジチオール、トルエン−3,4−ジチオール、3,6−ジクロロ−1,2−ベンゼンジチオール、1,5−ナフタレンジチオール、1,2−ベンゼンジメタンチオール、1,3−ベンゼンジメタンチオール、1,4−ベンゼンジメタンチオール、4,4’−チオビスベンゼンチオール、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール、1,8−ジメルカプト−3,6−ジオキサオクタン、1,5−ジメルカプト−3−チアペンタン、1,3,5−トリアジン−2,4,6−トリチオール(トリメルカプト−トリアジン)、2−ジ−n−ブチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン、トリメチロールプロパントリス(β−チオプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(チオグリコレート)、ポリチオール(チオコールまたはチオール変性高分子(樹脂、ゴム等))等が挙げられ、これらを1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
このような「共有結合を生成する化合物」と反応することで、アミド、エステル、ラクトン、ウレタン、エーテル、チオウレタンおよびチオエーテルからなる群より選択される少なくとも1つの結合を生起しうる官能基としては、環状酸無水物基、水酸基、アミノ基、カルボキシ基、イソシアネート基、チオール基等が好適に例示される。
共有結合性架橋部位とカルボニル含有基とを含有する側鎖は、このような官能基とカルボニル含有基とを有する側鎖であれば特に限定されない。
本発明の組成物に用いられる熱可塑性エラストマー(A)においては、この共有結合性架橋部位における架橋、すなわち、該官能基と上述した「共有結合を生成する化合物」との共有結合による架橋を1分子中に少なくとも1個有していることが好ましく、特に、ラクトン、ウレタン、エーテル、チオウレタンおよびチオエーテルからなる群より選択される少なくとも1つの結合により架橋が形成される場合は、2個以上有しているのが好ましく、2〜20個有しているのがより好ましく、2〜10個有しているのが更に好ましい。
本発明においては、この共有結合性架橋部位における架橋が、第三級アミノ基(−N=)を含有しているのが、得られる本発明の組成物の耐圧縮永久歪および機械的強度(破断伸び、破断強度)がより改善される理由から好ましい。これは、第三級アミノ基が、カルボニル含有基および含窒素複素環と水素結合(相互作用)することで、架橋密度をより向上させることによるものと考えられる。したがって、「共有結合を生成する化合物」としては、上記で例示したもののうち、ポリエチレングリコールラウリルアミン(例えば、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)ラウリルアミン)、ポリプロピレングリコールラウリルアミン(例えば、N,N−ビス(2−メチル−2−ヒドロキシエチル)ラウリルアミン)、ポリエチレングリコールオクチルアミン(例えば、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)オクチルアミン)、ポリプロピレングリコールオクチルアミン(例えば、N,N−ビス(2−メチル−2−ヒドロキシエチル)オクチルアミン)、ポリエチレングリコールステアリルアミン(例えば、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)ステアリルアミン)、ポリプロピレングリコールステアリルアミン(例えば、N,N−ビス(2−メチル−2−ヒドロキシエチル)ステアリルアミン)であるのが好ましい。
本発明の組成物に用いられる熱可塑性エラストマー(A)においては、この共有結合性架橋部位における架橋、すなわち、該官能基と上述した「共有結合を生成する化合物」との共有結合による架橋を1分子中に少なくとも1個有していることが好ましく、特に、ラクトン、ウレタン、エーテル、チオウレタンおよびチオエーテルからなる群より選択される少なくとも1つの結合により架橋が形成される場合は、2個以上有しているのが好ましく、2〜20個有しているのがより好ましく、2〜10個有しているのが更に好ましい。
本発明においては、この共有結合性架橋部位における架橋が、第三級アミノ基(−N=)を含有しているのが、得られる本発明の組成物の耐圧縮永久歪および機械的強度(破断伸び、破断強度)がより改善される理由から好ましい。これは、第三級アミノ基が、カルボニル含有基および含窒素複素環と水素結合(相互作用)することで、架橋密度をより向上させることによるものと考えられる。したがって、「共有結合を生成する化合物」としては、上記で例示したもののうち、ポリエチレングリコールラウリルアミン(例えば、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)ラウリルアミン)、ポリプロピレングリコールラウリルアミン(例えば、N,N−ビス(2−メチル−2−ヒドロキシエチル)ラウリルアミン)、ポリエチレングリコールオクチルアミン(例えば、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)オクチルアミン)、ポリプロピレングリコールオクチルアミン(例えば、N,N−ビス(2−メチル−2−ヒドロキシエチル)オクチルアミン)、ポリエチレングリコールステアリルアミン(例えば、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)ステアリルアミン)、ポリプロピレングリコールステアリルアミン(例えば、N,N−ビス(2−メチル−2−ヒドロキシエチル)ステアリルアミン)であるのが好ましい。
また、本発明においては、上記共有結合性架橋部位における架橋が、下記式(7)〜(9)のいずれかで表される構造を少なくとも1つ含有しているのが好ましく、式中のTが第三級アミノ基を含有しているのがより好ましい。
式中、K、L、QおよびRはそれぞれ独立に単結合;酸素原子、アミノ基NR′(R′は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基であり、Tは酸素原子、イオウ原子または窒素原子を含んでいてもよく、分岐していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基である。
ここで、置換基K、L、QおよびRはそれぞれ独立に、上記式(1)の置換基Bと基本的に同様である。
また、置換基Tとしては、具体的には、例えば、メチレン基、エチレン基、1,3−プロピレン基、1,4−ブチレン基、1,5−ペンチレン基、1,6−ヘキシレン基、1,7−ヘプチレン基、1,8−オクチレン基、1,9−ノニレン基、1,10−デシレン基、1,11−ウンデシレン基、1,12−ドデシレン基などのアルキレン基;N,N−ジエチルドデシルアミン−2,2′−ジイル、N,N−ジプロピルドデシルアミン−2,2′−ジイル、N,N−ジエチルオクチルアミン−2,2′−ジイル、N,N−ジプロピルオクチルアミン−2,2′−ジイル、N,N−ジエチルステアリルアミン−2,2′−ジイル、N,N−ジプロピルステアリルアミン−2,2′−ジイル、;ビニレン基;1,4−シクロへキシレン基等の2価の脂環式炭化水素基;1,4−フェニレン基、1,2−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,3−フェニレンビス(メチレン)基などの2価の芳香族炭化水素基;プロパン−1,2,3−トリイル、ブタン−1,3,4−トリイル、トリメチルアミン−1,1′,1′′−トリイル、トリエチルアミン−2,2′,2′′−トリイル等の3価の炭化水素基;下記式(27)および(28)で表される4価の炭化水素基;およびこれらを組み合わせて形成される置換基;等が挙げられる。
また、置換基Tとしては、具体的には、例えば、メチレン基、エチレン基、1,3−プロピレン基、1,4−ブチレン基、1,5−ペンチレン基、1,6−ヘキシレン基、1,7−ヘプチレン基、1,8−オクチレン基、1,9−ノニレン基、1,10−デシレン基、1,11−ウンデシレン基、1,12−ドデシレン基などのアルキレン基;N,N−ジエチルドデシルアミン−2,2′−ジイル、N,N−ジプロピルドデシルアミン−2,2′−ジイル、N,N−ジエチルオクチルアミン−2,2′−ジイル、N,N−ジプロピルオクチルアミン−2,2′−ジイル、N,N−ジエチルステアリルアミン−2,2′−ジイル、N,N−ジプロピルステアリルアミン−2,2′−ジイル、;ビニレン基;1,4−シクロへキシレン基等の2価の脂環式炭化水素基;1,4−フェニレン基、1,2−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,3−フェニレンビス(メチレン)基などの2価の芳香族炭化水素基;プロパン−1,2,3−トリイル、ブタン−1,3,4−トリイル、トリメチルアミン−1,1′,1′′−トリイル、トリエチルアミン−2,2′,2′′−トリイル等の3価の炭化水素基;下記式(27)および(28)で表される4価の炭化水素基;およびこれらを組み合わせて形成される置換基;等が挙げられる。
更に、本発明においては、上記共有結合性架橋部位における架橋が、上述した上記エラストマー性ポリマーの主鎖にα位またはβ位で結合する下記式(10)〜(12)のいずれかで表される構造を少なくとも1つ含有するのが好ましく、式中のTが第三級アミノ基を含有しているのがより好ましい。下記式(10)〜(12)のいずれかで表される構造としては、具体的には、下記式(29)〜(40)で表される化合物が好適に例示される。
ここで、置換基K、L、QおよびRはそれぞれ独立に、上記式(7)〜(9)の置換基K、L、QおよびRと基本的に同様であり、置換基Tは、上記式(7)の置換基Tと基本的に同様である。
本発明においては、上記共有結合性架橋部位における架橋が、環状酸無水物基と、水酸基あるいはアミノ基および/またはイミノ基との反応により形成されるのが好ましい。
また、本発明の組成物に用いられる熱可塑性エラストマー(A)は、そのガラス転移点が25℃以下であるのが好ましく、該熱可塑性エラストマーが2以上のガラス転移点を有する場合または2種以上の熱可塑性エラストマーを併用する場合はガラス転移点の少なくとも1つは25℃以下であるのが好ましい。ガラス転移点が25℃以下であると、成形物が室温でゴム状弾性を示す。
本発明の組成物は、このような熱可塑性エラストマー(A)を1種以上含有する。2種以上含有する場合の混合比は、本発明の組成物が用いられる用途、組成物に要求される物性等に応じて、任意の比率とすることができる。
本発明の組成物に用いられる熱可塑性エラストマー(A)の製造方法は特に限定されず、通常の方法を選択することができる。
具体的には、イミノ基とカルボニル含有基とを含有する側鎖を有する熱可塑性エラストマー(A)を製造する方法としては、環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーにイミノ基を導入しうる化合物を反応させる反応工程(以下、「反応工程A」という。)を具備する製造方法が好適に例示され、含窒素複素環とカルボニル含有基とを含有する側鎖を有する熱可塑性エラストマー(A)を製造する方法としては、環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーに含窒素複素環を導入しうる化合物を反応させる反応工程(以下、「反応工程B」という。)を具備する製造方法が好適に例示される。なお、イミノ基と含窒素複素環とカルボニル含有基とを含有する側鎖を有する熱可塑性エラストマー(A)を製造する方法としては、上記反応工程Aおよび上記反応工程Bをいずれも具備する方法が好適に例示される。この方法において、上記反応工程Bは、反応工程Aと同時に行う工程として具備するものであっても、反応工程Aの前工程もしくは後工程として具備するものであってもよいが、反応工程Aの後工程として具備していることが好ましい。
一方、共有結合性架橋部位とカルボニル含有基とを含有する側鎖を有する熱可塑性エラストマー(A)を製造する方法としては、具体的には、上記エラストマー性ポリマーと後述する環状酸無水物基を導入しうる化合物とを反応させる反応工程(以下、「反応工程C」という。)を具備する製造方法や、この製造方法により得られる環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーに、更に上述した共有結合を生成する化合物を反応させる反応工程(以下、「反応工程D」という。)を具備する製造方法;等が挙げられる。
以下に、環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマー、イミノ基を導入しうる化合物および含窒素複素環を導入しうる化合物ならびに反応工程A〜Dについて詳述する。
具体的には、イミノ基とカルボニル含有基とを含有する側鎖を有する熱可塑性エラストマー(A)を製造する方法としては、環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーにイミノ基を導入しうる化合物を反応させる反応工程(以下、「反応工程A」という。)を具備する製造方法が好適に例示され、含窒素複素環とカルボニル含有基とを含有する側鎖を有する熱可塑性エラストマー(A)を製造する方法としては、環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーに含窒素複素環を導入しうる化合物を反応させる反応工程(以下、「反応工程B」という。)を具備する製造方法が好適に例示される。なお、イミノ基と含窒素複素環とカルボニル含有基とを含有する側鎖を有する熱可塑性エラストマー(A)を製造する方法としては、上記反応工程Aおよび上記反応工程Bをいずれも具備する方法が好適に例示される。この方法において、上記反応工程Bは、反応工程Aと同時に行う工程として具備するものであっても、反応工程Aの前工程もしくは後工程として具備するものであってもよいが、反応工程Aの後工程として具備していることが好ましい。
一方、共有結合性架橋部位とカルボニル含有基とを含有する側鎖を有する熱可塑性エラストマー(A)を製造する方法としては、具体的には、上記エラストマー性ポリマーと後述する環状酸無水物基を導入しうる化合物とを反応させる反応工程(以下、「反応工程C」という。)を具備する製造方法や、この製造方法により得られる環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーに、更に上述した共有結合を生成する化合物を反応させる反応工程(以下、「反応工程D」という。)を具備する製造方法;等が挙げられる。
以下に、環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマー、イミノ基を導入しうる化合物および含窒素複素環を導入しうる化合物ならびに反応工程A〜Dについて詳述する。
(環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマー)
環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーとは、主鎖を形成する原子に環状酸無水物基が化学的に安定な結合(共有結合)をしているエラストマー性ポリマーのことをいい、上記エラストマー性ポリマーと環状酸無水物基を導入しうる化合物とを反応させることにより得られるものである。
環状酸無水物基を導入しうる化合物としては、具体的には、例えば、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、無水フタル酸等の環状酸無水物が挙げられる。
環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーとは、主鎖を形成する原子に環状酸無水物基が化学的に安定な結合(共有結合)をしているエラストマー性ポリマーのことをいい、上記エラストマー性ポリマーと環状酸無水物基を導入しうる化合物とを反応させることにより得られるものである。
環状酸無水物基を導入しうる化合物としては、具体的には、例えば、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、無水フタル酸等の環状酸無水物が挙げられる。
本発明においては、環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーは、通常行われる方法、例えば、上記エラストマー性ポリマーに、通常行われる条件、例えば、加熱下での攪拌等により環状酸無水物をグラフト重合させる方法で製造してもよく、また市販品を用いてもよい。
市販品としては、例えば、LIR−403(クラレ社製)、LIR−410A(クラレ社試作品)などの無水マレイン酸変性イソプレンゴム;LIR−410(クラレ社製)などの変性イソプレンゴム;クライナック110、221、231(ポリサー社製)などのカルボキシ変性ニトリルゴム;CPIB(日石化学社製)、HRPIB(日石化学社ラボ試作品)などのカルボキシ変性ポリブテン;ニュクレル(三井デュポンポリケミカル社製)、ユカロン(三菱化学社製)、タフマーM(例えば、MA8510(三井化学社製))などの無水マレイン酸変性エチレン−プロピレンゴム;タフマーM(例えば、MH7020(三井化学社製))などの無水マレイン酸変性エチレン−ブテンゴム;アドテックスシリーズ(無水マレイン酸変性EVA、無水マレイン酸変性EMA(日本ポリオレフィン社製))、HPRシリーズ(無水マレイン酸変性EEA、無水マレイン酸変性EVA(三井・ジュポンポリオレフィン社製))、ボンドファストシリーズ(無水マレイン酸変性EMA(住友化学社製))、デュミランシリーズ(無水マレイン酸変性EVOH(武田薬品工業社製))、ボンダイン(無水マレイン酸変性EEA(アトフィナ社製))、タフテック(無水マレイン酸変性SEBS、M1943(旭化成社製))、クレイトン(無水マレイン酸変性SEBS、FG1901X(クレイトンポリマー社製))、タフプレン(無水マレイン酸変性SBS、912(旭化成社製))、セプトン(無水マレイン酸変性SEPS(クラレ社製))、レクスパール(無水マレイン酸変性EEA、ET−182G、224M、234M(日本ポリオレフィン社製))、アウローレン(無水マレイン酸変性EEA、200S、250S(日本製紙ケミカル社製))などの無水マレイン酸変性ポリエチレン;アドマー(例えば、QB550、LF128(三井化学社製))などの無水マレイン酸変性ポリプロピレン;等が挙げられる。
市販品としては、例えば、LIR−403(クラレ社製)、LIR−410A(クラレ社試作品)などの無水マレイン酸変性イソプレンゴム;LIR−410(クラレ社製)などの変性イソプレンゴム;クライナック110、221、231(ポリサー社製)などのカルボキシ変性ニトリルゴム;CPIB(日石化学社製)、HRPIB(日石化学社ラボ試作品)などのカルボキシ変性ポリブテン;ニュクレル(三井デュポンポリケミカル社製)、ユカロン(三菱化学社製)、タフマーM(例えば、MA8510(三井化学社製))などの無水マレイン酸変性エチレン−プロピレンゴム;タフマーM(例えば、MH7020(三井化学社製))などの無水マレイン酸変性エチレン−ブテンゴム;アドテックスシリーズ(無水マレイン酸変性EVA、無水マレイン酸変性EMA(日本ポリオレフィン社製))、HPRシリーズ(無水マレイン酸変性EEA、無水マレイン酸変性EVA(三井・ジュポンポリオレフィン社製))、ボンドファストシリーズ(無水マレイン酸変性EMA(住友化学社製))、デュミランシリーズ(無水マレイン酸変性EVOH(武田薬品工業社製))、ボンダイン(無水マレイン酸変性EEA(アトフィナ社製))、タフテック(無水マレイン酸変性SEBS、M1943(旭化成社製))、クレイトン(無水マレイン酸変性SEBS、FG1901X(クレイトンポリマー社製))、タフプレン(無水マレイン酸変性SBS、912(旭化成社製))、セプトン(無水マレイン酸変性SEPS(クラレ社製))、レクスパール(無水マレイン酸変性EEA、ET−182G、224M、234M(日本ポリオレフィン社製))、アウローレン(無水マレイン酸変性EEA、200S、250S(日本製紙ケミカル社製))などの無水マレイン酸変性ポリエチレン;アドマー(例えば、QB550、LF128(三井化学社製))などの無水マレイン酸変性ポリプロピレン;等が挙げられる。
(イミノ基を導入しうる化合物)
イミノ基を導入しうる化合物は、複素環等の環状化合物の一部を構成しないイミノ基と、その他の活性水素基(例えば、水酸基、チオール基、アミノ基等)とを分子内に有する化合物であれば特に限定されず、その具体例としては、N−メチルアミノエタノール、N−エチルアミノエタノール、N−n−プロピルアミノエタノール、N−n−ブチルアミノエタノール、N−n−ペンチルアミノエタノール、N−n−ヘキシルアミノエタノール、N−n−ヘプチルアミノエタノール、N−n−オクチルアミノエタノール、N−n−ノニルアミノエタノール、N−n−デシルアミノエタノール、N−n−ウンデシルアミノエタノール、N−n−ドデシルアミノエタノール、N−(2−エチルヘキシル)アミノエタノール、N−メチルアミノプロパノール、N−メチルアミノブタノールなどのアルキルアミノアルコール類;N−フェニルアミノエタノール、N−トルイルアミノエタノール、N−フェニルアミノプロパノール、N−フェニルアミノブタノールなどの芳香族アミノアルコール類;N−メチルアミノエタンチオール、N−エチルアミノエタンチオール、N−n−プロピルアミノエタンチオール、N−n−ブチルアミノエタンチオール、N−メチルアミノプロパンチオール、N−メチルアミノブタンチオールなどのアルキルアミノチオール類;N−フェニルアミノエタンチオール、N−トルイルアミノエタンチオール、N−フェニルアミノプロパンチオール、N−フェニルアミノブタンチオールなどの芳香族アミノチオール類;N−メチルエチレンジアミン、N−エチルエチレンジアミン、N−n−プロピルエチレンジアミン、N−メチルプロパンジアミン、N−エチルプロパンジアミン、N−メチルブタンジアミン、N,N′−ジメチルエチレンジアミン、N,N′−ジエチルエチレンジアミンなどのアルキルジアミン類;N−フェニルエチレンジアミン、N−フェニルプロパンジアミン、N−フェニルブタンジアミン、N,N′−ジフェニルエチレンジアミンなどの芳香族ジアミン類;等が挙げられる。
これらのうち、N−n−ブチルアミノエタノール、N−n−オクチルアミノエタノール、N−n−ドデシルアミノエタノールであることが好ましい。
イミノ基を導入しうる化合物は、複素環等の環状化合物の一部を構成しないイミノ基と、その他の活性水素基(例えば、水酸基、チオール基、アミノ基等)とを分子内に有する化合物であれば特に限定されず、その具体例としては、N−メチルアミノエタノール、N−エチルアミノエタノール、N−n−プロピルアミノエタノール、N−n−ブチルアミノエタノール、N−n−ペンチルアミノエタノール、N−n−ヘキシルアミノエタノール、N−n−ヘプチルアミノエタノール、N−n−オクチルアミノエタノール、N−n−ノニルアミノエタノール、N−n−デシルアミノエタノール、N−n−ウンデシルアミノエタノール、N−n−ドデシルアミノエタノール、N−(2−エチルヘキシル)アミノエタノール、N−メチルアミノプロパノール、N−メチルアミノブタノールなどのアルキルアミノアルコール類;N−フェニルアミノエタノール、N−トルイルアミノエタノール、N−フェニルアミノプロパノール、N−フェニルアミノブタノールなどの芳香族アミノアルコール類;N−メチルアミノエタンチオール、N−エチルアミノエタンチオール、N−n−プロピルアミノエタンチオール、N−n−ブチルアミノエタンチオール、N−メチルアミノプロパンチオール、N−メチルアミノブタンチオールなどのアルキルアミノチオール類;N−フェニルアミノエタンチオール、N−トルイルアミノエタンチオール、N−フェニルアミノプロパンチオール、N−フェニルアミノブタンチオールなどの芳香族アミノチオール類;N−メチルエチレンジアミン、N−エチルエチレンジアミン、N−n−プロピルエチレンジアミン、N−メチルプロパンジアミン、N−エチルプロパンジアミン、N−メチルブタンジアミン、N,N′−ジメチルエチレンジアミン、N,N′−ジエチルエチレンジアミンなどのアルキルジアミン類;N−フェニルエチレンジアミン、N−フェニルプロパンジアミン、N−フェニルブタンジアミン、N,N′−ジフェニルエチレンジアミンなどの芳香族ジアミン類;等が挙げられる。
これらのうち、N−n−ブチルアミノエタノール、N−n−オクチルアミノエタノール、N−n−ドデシルアミノエタノールであることが好ましい。
(含窒素複素環を導入しうる化合物)
含窒素複素環を導入しうる化合物としては、上記で例示した含窒素複素環そのものであってもよく、無水マレイン酸等の環状酸無水物基と反応する置換基(例えば、水酸基、チオール基、アミノ基等)を有する含窒素複素環であってもよい。
含窒素複素環を導入しうる化合物としては、上記で例示した含窒素複素環そのものであってもよく、無水マレイン酸等の環状酸無水物基と反応する置換基(例えば、水酸基、チオール基、アミノ基等)を有する含窒素複素環であってもよい。
(反応工程A)
上記反応工程Aは、イミノ基を導入しうる化合物と、環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーとを混合し、該化合物と該環状酸無水物基とが化学結合しうる温度(例えば、60〜250℃)で反応(環状酸無水物基を開環)させる工程である。この反応により、得られる熱可塑性エラストマーの側鎖に上記式(2)または(3)で表される構造を含有することになる。
また、イミノ基を導入しうる化合物は、上記エラストマー性ポリマーの側鎖に含有する環状酸無水物基の一部または全量と反応させればよい。一部とは、環状酸無水物基100モル%に対して1モル%以上が好ましく、10モル%以上であるのがより好ましく、30モル%以上であるのが特に好ましい。この範囲であると、高物性(例えば、破断特性)が十分に発現し、耐圧縮永久歪がより向上する。
上記反応工程Aは、イミノ基を導入しうる化合物と、環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーとを混合し、該化合物と該環状酸無水物基とが化学結合しうる温度(例えば、60〜250℃)で反応(環状酸無水物基を開環)させる工程である。この反応により、得られる熱可塑性エラストマーの側鎖に上記式(2)または(3)で表される構造を含有することになる。
また、イミノ基を導入しうる化合物は、上記エラストマー性ポリマーの側鎖に含有する環状酸無水物基の一部または全量と反応させればよい。一部とは、環状酸無水物基100モル%に対して1モル%以上が好ましく、10モル%以上であるのがより好ましく、30モル%以上であるのが特に好ましい。この範囲であると、高物性(例えば、破断特性)が十分に発現し、耐圧縮永久歪がより向上する。
(反応工程B)
上記反応工程Bは、含窒素複素環を導入しうる化合物と、環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーとを混合し、該化合物と該環状酸無水物基とが化学結合しうる温度(例えば、60〜250℃)で反応(環状酸無水物基を開環)させる工程である。この反応により、得られる熱可塑性エラストマーの側鎖に上記式(5)または(6)で表される構造を含有することになる。
また、含窒素複素環を導入しうる化合物は、上記エラストマー性ポリマーの側鎖に含有する環状酸無水物基の一部または全量と反応させればよい。一部とは、環状酸無水物基100モル%に対して1モル%以上が好ましく、50モル%以上であるのがより好ましく、80モル%以上であるのが特に好ましい。この範囲であると、含窒素複素環を導入した効果が発現し、架橋時の引張強度等の機械的強度がより向上する。
上記反応工程Bは、含窒素複素環を導入しうる化合物と、環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーとを混合し、該化合物と該環状酸無水物基とが化学結合しうる温度(例えば、60〜250℃)で反応(環状酸無水物基を開環)させる工程である。この反応により、得られる熱可塑性エラストマーの側鎖に上記式(5)または(6)で表される構造を含有することになる。
また、含窒素複素環を導入しうる化合物は、上記エラストマー性ポリマーの側鎖に含有する環状酸無水物基の一部または全量と反応させればよい。一部とは、環状酸無水物基100モル%に対して1モル%以上が好ましく、50モル%以上であるのがより好ましく、80モル%以上であるのが特に好ましい。この範囲であると、含窒素複素環を導入した効果が発現し、架橋時の引張強度等の機械的強度がより向上する。
また、上記イミノ基を導入しうる化合物および上記含窒素複素環を導入しうる化合物を共に用いた場合は、上記反応工程Aおよび上記反応工程Bを共に具備することになる。この場合においては、イミノ基を導入しうる化合物および含窒素複素環を導入しうる化合物は、上記エラストマー性ポリマーの側鎖に含有する環状酸無水物基の一部または全量と反応させればよい。環状酸無水物基に対するそれぞれの化合物の反応割合は特に限定されないが、合計して、環状酸無水物基100モル%に対して1モル%以上が好ましく、50モル%以上であるのがより好ましく、80モル%以上であるのが特に好ましい。この範囲であると、リサイクル性を保持しつつ、引張特性、耐圧縮永久歪および架橋時の引張強度がより向上する。
なお、環状酸無水物基に対するそれぞれの化合物の反応割合の比(イミノ基を導入しうる化合物:含窒素複素環を導入しうる化合物)は、1:99〜99:1であるのが好ましく、10:90〜99:1であるのがより好ましく、20:80〜90:10であるのが特に好ましい。
なお、環状酸無水物基に対するそれぞれの化合物の反応割合の比(イミノ基を導入しうる化合物:含窒素複素環を導入しうる化合物)は、1:99〜99:1であるのが好ましく、10:90〜99:1であるのがより好ましく、20:80〜90:10であるのが特に好ましい。
(反応工程C)
上記反応工程Cは、エラストマー性ポリマーと、環状酸無水物基を導入しうる化合物とを反応させて環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーを製造する工程である。
上記反応工程Cは、エラストマー性ポリマーと、環状酸無水物基を導入しうる化合物とを反応させて環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーを製造する工程である。
(反応工程D)
上記反応工程Dは、環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーと、共有結合を生成する化合物とを混合し、該環状酸無水物基と該化合物とが化学結合しうる温度(例えば、60〜250℃)で反応(環状酸無水物基を開環)させる工程である。この反応により、得られる熱可塑性エラストマーの側鎖に上記式(10)〜(12)で表される構造を含有することになる。
また、共有結合を生成する化合物は、上記エラストマー性ポリマーの側鎖に含有する環状酸無水物基の一部または全量と反応させればよい。一部とは、環状酸無水物基100モル%に対して1モル%以上が好ましく、10モル%以上であるのがより好ましく、30モル%以上であるのが特に好ましい。この範囲であると、高物性(例えば、破断特性)が十分に発現し、耐圧縮永久歪がより向上する。
上記反応工程Dは、環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーと、共有結合を生成する化合物とを混合し、該環状酸無水物基と該化合物とが化学結合しうる温度(例えば、60〜250℃)で反応(環状酸無水物基を開環)させる工程である。この反応により、得られる熱可塑性エラストマーの側鎖に上記式(10)〜(12)で表される構造を含有することになる。
また、共有結合を生成する化合物は、上記エラストマー性ポリマーの側鎖に含有する環状酸無水物基の一部または全量と反応させればよい。一部とは、環状酸無水物基100モル%に対して1モル%以上が好ましく、10モル%以上であるのがより好ましく、30モル%以上であるのが特に好ましい。この範囲であると、高物性(例えば、破断特性)が十分に発現し、耐圧縮永久歪がより向上する。
このような製造方法は、例えば、環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーと、イミノ基を導入しうる化合物および/または含窒素複素環を導入しうる化合物とを、60〜250℃下で、ロール、ニーダー、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、単軸押出し機、二軸押出し機、万能攪拌機等を用いて混合する方法であってもよい。
また、このような製造方法においては、熱可塑性エラストマーの側鎖の各基(構造)、すなわち、未反応の環状酸無水物基、上記式(2)、(3)、(5)、(6)等で表される構造は、NMR、IRスペクトル等の通常用いられる分析手段により確認することができる。
また、このような製造方法においては、熱可塑性エラストマーの側鎖の各基(構造)、すなわち、未反応の環状酸無水物基、上記式(2)、(3)、(5)、(6)等で表される構造は、NMR、IRスペクトル等の通常用いられる分析手段により確認することができる。
このような熱可塑性エラストマー(A)の含有量は、上記熱可塑性エラストマー(A)および後述する熱可塑性高分子(B)ならびに所望により含有してもよい充填剤等を含有する本発明の組成物の総重量の10〜99質量%であり、20〜80質量%であるのが好ましく、30〜70質量%であるのがより好ましい。
熱可塑性エラストマー(A)の含有量がこの範囲であると、本発明の組成物からなる成形物が耐摩耗性および摩擦特性のいずれにも優れるため、本発明の組成物を用いて得られる紙送りローラの耐摩耗性および摩擦特性のいずれにも優れる。
これは、上記熱可塑性エラストマー(A)におけるイミノ基、含窒素複素環および共有結合性架橋部位のいずれか1つ以上ならびにカルボニル含有基と、上記熱可塑性高分子(B)における極性の高い結合(アミド結合等)との相互作用により、熱可塑性エラストマー(A)と熱可塑性高分子(B)との分散が可能となるためであると考えられる。
熱可塑性エラストマー(A)の含有量がこの範囲であると、本発明の組成物からなる成形物が耐摩耗性および摩擦特性のいずれにも優れるため、本発明の組成物を用いて得られる紙送りローラの耐摩耗性および摩擦特性のいずれにも優れる。
これは、上記熱可塑性エラストマー(A)におけるイミノ基、含窒素複素環および共有結合性架橋部位のいずれか1つ以上ならびにカルボニル含有基と、上記熱可塑性高分子(B)における極性の高い結合(アミド結合等)との相互作用により、熱可塑性エラストマー(A)と熱可塑性高分子(B)との分散が可能となるためであると考えられる。
<熱可塑性高分子(B)>
本発明の組成物に用いられる熱可塑性高分子(B)は、アミド、エステル、ウレタンおよびエーテルからなる群から選択される少なくとも1つの結合を分子内に有する熱可塑性高分子である。
本発明の組成物に用いられる熱可塑性高分子(B)は、アミド、エステル、ウレタンおよびエーテルからなる群から選択される少なくとも1つの結合を分子内に有する熱可塑性高分子である。
上記熱可塑性高分子(B)としては、具体的には、例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテル等が好適に挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、上記熱可塑性高分子(B)は、共重合体(例えば、ポリエステルとポリエーテルの共重合体等)であってもよく、エラストマーであってもよい。
また、上記熱可塑性高分子(B)は、共重合体(例えば、ポリエステルとポリエーテルの共重合体等)であってもよく、エラストマーであってもよい。
ポリアミドとしては、具体的には、例えば、ナイロン6(N6)、ナイロン6,6(N6,6)、ナイロン4,6(N4,6)、ナイロン11(N11)、ナイロン12(N12)、ナイロン6,10(N6,10)、ナイロン6,12(N6,12)、ナイロン6/6,6共重合体(N6/6,6)、ナイロン6/6,6/6,10共重合体(N6/6,6/6,10)、ナイロンMXD6(MXD6)、ナイロン6T、ナイロン6/6T共重合体、ナイロン6,6/PP共重合体、ナイロン6,6/PPS共重合体等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ポリエステルとしては、具体的には、例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ポリウレタンとしては、具体的には、例えば、ポリオール化合物(例えば、ポリプロピレングリコール等)とポリイソシアネート化合物(例えば、トリレンジイソシアネート等)とを、水酸(OH)基に対するイソシアネート(NCO)基の当量比が過剰となるように反応させて得られる反応生成物等が挙げられる。
また、ポリウレタン系エラストマーとしては、具体的には、例えば、ポリエステル系ウレタンエラストマー、ポリエーテル系ウレタンエラストマー等が挙げられる。
また、ポリウレタン系エラストマーとしては、具体的には、例えば、ポリエステル系ウレタンエラストマー、ポリエーテル系ウレタンエラストマー等が挙げられる。
ポリエーテルとしては、具体的には、例えば、ポリフェニレンオキシド(PPO)、変性ポリフェニレンオキシド(変性PPO)、ポリサルフォン(PSF)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、ポリアミドであるのが、得られる本発明の組成物の分散性が良好となるため好ましく、また、本発明の組成物からなる成形物、特に、本発明の組成物を紙送りローラ用途に用いた場合には、成形物である紙送りローラの耐摩耗性および摩擦特性がより良好となるため好ましい。
また、ポリエステルとポリエーテルの共重合体(以下、「ポリエステル/ポリエーテル」という。)であるのが、得られる本発明の組成物の分散性が良好となり、また、本発明の組成物からなる成形物が良好な柔軟性を示すため好ましく、特に、本発明の組成物を紙送りローラ用途に用いた場合には、成形物である紙送りローラの摩擦特性が更に良好となるため好ましい。
更に、ポリウレタン系エラストマーであるのが、得られる本発明の組成物からなる成形物が高い摩耗特性を示すため好ましく、特に、本発明の組成物を紙送りローラ用途に用いた場合には、成形物である紙送りローラの耐摩耗性が更に良好となるため好ましい。
また、ポリエステルとポリエーテルの共重合体(以下、「ポリエステル/ポリエーテル」という。)であるのが、得られる本発明の組成物の分散性が良好となり、また、本発明の組成物からなる成形物が良好な柔軟性を示すため好ましく、特に、本発明の組成物を紙送りローラ用途に用いた場合には、成形物である紙送りローラの摩擦特性が更に良好となるため好ましい。
更に、ポリウレタン系エラストマーであるのが、得られる本発明の組成物からなる成形物が高い摩耗特性を示すため好ましく、特に、本発明の組成物を紙送りローラ用途に用いた場合には、成形物である紙送りローラの耐摩耗性が更に良好となるため好ましい。
上記熱可塑性高分子(B)の分子量は特に限定されず、本発明の組成物が用いられる用途、本発明の組成物に要求される物性等に応じて適宜選択することができる。特に、本発明の組成物を紙送りローラ用途に用いる場合には、上記熱可塑性高分子(B)の重量分子量は10000〜200000であるのが好ましい。
このような熱可塑性高分子(B)の含有量は、上記熱可塑性エラストマー(A)および上記熱可塑性高分子(B)ならびに所望により含有してもよい充填剤等を含有する本発明の組成物の総重量の1〜20質量%であり、3〜15質量%であるのが好ましく、5〜10質量%であるのがより好ましい。
熱可塑性高分子(B)の含有量がこの範囲であると、本発明の組成物からなる成形物が耐摩耗性および摩擦特性のいずれにも優れるため、本発明の組成物を用いて得られる紙送りローラの耐摩耗性および摩擦特性のいずれにも優れる。
これは、極性の高い結合(アミド結合等)を有する熱可塑性高分子(B)よりなる部分が高い摩擦力を示すこと、また、この熱可塑性高分子(B)と上記熱可塑性エラストマー(A)との上述した相互作用により、上記熱可塑性エラストマー(A)の柔軟性を損なわない高強度の弾性体が得られるためであると考えられる。
熱可塑性高分子(B)の含有量がこの範囲であると、本発明の組成物からなる成形物が耐摩耗性および摩擦特性のいずれにも優れるため、本発明の組成物を用いて得られる紙送りローラの耐摩耗性および摩擦特性のいずれにも優れる。
これは、極性の高い結合(アミド結合等)を有する熱可塑性高分子(B)よりなる部分が高い摩擦力を示すこと、また、この熱可塑性高分子(B)と上記熱可塑性エラストマー(A)との上述した相互作用により、上記熱可塑性エラストマー(A)の柔軟性を損なわない高強度の弾性体が得られるためであると考えられる。
本発明の組成物は、上記熱可塑性エラストマー(A)および上記熱可塑性高分子(B)を特定量含有することにより、ピコ摩耗試験による摩耗体積が100mm3以下であり、摩擦試験による摩擦係数が1.5以上となる。
本発明においては、摩耗体積は、JIS K6264-2:2005(加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−耐摩耗性の求め方−)で規定するピコ摩擦試験を行った際の摩耗容積である。
また、摩擦係数は、本発明の組成物からなるゴムシート(縦65mm×横65mm×厚み2mm)を用いた摩擦試験により求めた値である。具体的には、ゴムシートを平面に置き、その上を200gの分銅で押さえた後に、先端にOA紙(64g/m2、低白色再生紙)を付けた振り子をゴムシートに接触させならがら500mm/minの速度で通過させる際の摩擦力(トルク)を測定し、下記式(I)により摩擦係数を求めた。
摩擦係数=摩擦力/荷重200g (I)
本発明においては、摩耗体積は、JIS K6264-2:2005(加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−耐摩耗性の求め方−)で規定するピコ摩擦試験を行った際の摩耗容積である。
また、摩擦係数は、本発明の組成物からなるゴムシート(縦65mm×横65mm×厚み2mm)を用いた摩擦試験により求めた値である。具体的には、ゴムシートを平面に置き、その上を200gの分銅で押さえた後に、先端にOA紙(64g/m2、低白色再生紙)を付けた振り子をゴムシートに接触させならがら500mm/minの速度で通過させる際の摩擦力(トルク)を測定し、下記式(I)により摩擦係数を求めた。
摩擦係数=摩擦力/荷重200g (I)
本発明の組成物は、摩耗体積および摩擦係数が上述した範囲にあるため、紙送りローラ用途に用いることにより、耐摩耗性および摩擦特性のいずれにも優れる紙送りローラを得ることができる。
<充填剤>
本発明の組成物に所望により含有してもよい充填剤は、一般的な樹脂組成物およびゴム組成物に用いられる公知の充填剤を用いることができ、その具体例としては、カーボンブラック、シリカ、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化バリウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、ろう石クレー、カオリンクレー、焼成クレー、アミノ基を導入してなる充填剤(以下、単に「アミノ基導入充填剤」という。)等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
このような充填剤を含有することにより、得られる熱可塑性エラストマー組成物は、補強性と加工性が良好なものとなる。
本発明の組成物に所望により含有してもよい充填剤は、一般的な樹脂組成物およびゴム組成物に用いられる公知の充填剤を用いることができ、その具体例としては、カーボンブラック、シリカ、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化バリウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、ろう石クレー、カオリンクレー、焼成クレー、アミノ基を導入してなる充填剤(以下、単に「アミノ基導入充填剤」という。)等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
このような充填剤を含有することにより、得られる熱可塑性エラストマー組成物は、補強性と加工性が良好なものとなる。
本発明においては、カーボンブラック、シリカおよび炭酸カルシウムからなる群より選択される少なくとも1種を充填剤として含有していることが好ましい。
カーボンブラックの種類は、用途に応じて適宜選択される。一般に、カーボンブラックは粒子径に基づいて、ハードカーボンとソフトカーボンとに分類される。ソフトカーボンはゴムに対する補強性が低く、ハードカーボンはゴムに対する補強性が強い。
カーボンブラックの含有量(カーボンブラック単独で用いる場合)は、上記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、1〜200質量部であり、10〜100質量部であることが好ましく、20〜80質量部であることがより好ましい。
カーボンブラックの含有量(カーボンブラック単独で用いる場合)は、上記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、1〜200質量部であり、10〜100質量部であることが好ましく、20〜80質量部であることがより好ましい。
また、シリカとしては、具体的には、例えば、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ、けいそう土等が挙げられる。中でも、沈降シリカが好ましい。
シリカの含有量(シリカ単独で用いる場合)は、上記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、1〜200質量部であり、10〜100質量部であることが好ましく、20〜80質量部であることがより好ましい。
充填剤としてシリカを用いる場合には、シランカップリング剤を併用できる。シランカップリング剤としては、具体的には、例えば、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド(Si69)、ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド(Si75)、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等が挙げられる。また、後述するアミノシラン化合物も用いることができる。
シリカの含有量(シリカ単独で用いる場合)は、上記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、1〜200質量部であり、10〜100質量部であることが好ましく、20〜80質量部であることがより好ましい。
充填剤としてシリカを用いる場合には、シランカップリング剤を併用できる。シランカップリング剤としては、具体的には、例えば、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド(Si69)、ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド(Si75)、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等が挙げられる。また、後述するアミノシラン化合物も用いることができる。
また、炭酸カルシウムとしては、具体的には、例えば、重質炭酸カルシウム、沈降性炭酸カルシウム(軽質炭酸カルシウム)、コロイダル炭酸カルシウム等が挙げられる。また、脂肪酸、樹脂酸、脂肪酸エステル、高級アルコール付加イソシアネート化合物等により表面処理された表面処理炭酸カルシウムも用いることができる。
炭酸カルシウムの含有量(炭酸カルシウム単独で用いる場合)は、上記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、1〜200質量部であり、10〜100質量部であることが好ましく、20〜80質量部であることがより好ましい。
炭酸カルシウムの含有量(炭酸カルシウム単独で用いる場合)は、上記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、1〜200質量部であり、10〜100質量部であることが好ましく、20〜80質量部であることがより好ましい。
カーボンブラック、シリカおよび炭酸カルシウムのうち、いずれか2つ以上を併用する場合のそれらの合計の含有量は、上記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、1〜200質量部であり、10〜100質量部であることが好ましく、20〜80質量部であることがより好ましい。
また、本発明においては、アミノ基導入充填剤を充填剤として含有していることが好ましい上記アミノ基導入充填剤の基体となる充填剤(以下、単に「基体となる充填剤」という場合がある。)としては、例えば、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ、けいそう土などのシリカ類;カーボンブラック、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化バリウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、ろう石クレー、カオリンクレー、焼成クレー等が挙げられ、アミノ基の導入のしやすさ、導入割合(導入率)の調整等が容易である観点から、シリカ、カーボンブラック、炭酸カルシウムであることが好ましく、シリカであることがより好ましい。
上記基体となる充填剤に導入されるアミノ基(以下、単に「アミノ基」という場合がある。)は、特に限定されず、その具体例としては、脂肪族アミノ基、芳香族アミノ基、複素環を構成するアミノ基、これらアミノ基の複数の混合アミノ基等が挙げられる。
ここで、本発明において、脂肪族アミン化合物に有するアミノ基を脂肪族アミノ基、芳香族アミン化合物に有する芳香族基に結合したアミノ基を芳香族アミノ基、複素環アミン化合物に有するアミノ基を複素環アミノ基という。
これらのうち、上記熱可塑性エラストマー(A)との相互作用を適度に形成し、該熱可塑性エラストマー中に効果的に分散可能であるという観点から、複素環アミノ基、複素環アミノ基を含む混合アミノ基または脂肪族アミノ基であることが好ましく、複素環アミノ基または脂肪族アミノ基であることが好ましい。
ここで、本発明において、脂肪族アミン化合物に有するアミノ基を脂肪族アミノ基、芳香族アミン化合物に有する芳香族基に結合したアミノ基を芳香族アミノ基、複素環アミン化合物に有するアミノ基を複素環アミノ基という。
これらのうち、上記熱可塑性エラストマー(A)との相互作用を適度に形成し、該熱可塑性エラストマー中に効果的に分散可能であるという観点から、複素環アミノ基、複素環アミノ基を含む混合アミノ基または脂肪族アミノ基であることが好ましく、複素環アミノ基または脂肪族アミノ基であることが好ましい。
上記アミノ基の級数は、特に限定されず、1級(−NH2)、2級(イミノ基、>NH)、3級(>N−)または4級(>N+<)のいずれであってもよい。
上記アミノ基が1級であると、上記熱可塑性エラストマー(A)との相互作用が強くなる傾向があり、組成物を調製する際の条件等によってはゲル化する場合がある。一方、上記アミノ基が3級であると、上記熱可塑性エラストマー(A)との相互作用が弱くなる傾向があり、組成物としたときの耐圧縮永久歪等の改善効果が小さい場合がある。
このような観点から、上記アミノ基の級数は、1級または2級であることが好ましく、2級であることがより好ましい。
上記アミノ基が1級であると、上記熱可塑性エラストマー(A)との相互作用が強くなる傾向があり、組成物を調製する際の条件等によってはゲル化する場合がある。一方、上記アミノ基が3級であると、上記熱可塑性エラストマー(A)との相互作用が弱くなる傾向があり、組成物としたときの耐圧縮永久歪等の改善効果が小さい場合がある。
このような観点から、上記アミノ基の級数は、1級または2級であることが好ましく、2級であることがより好ましい。
すなわち、上記アミノ基としては、複素環アミノ基、複素環アミノ基を含む混合アミノ基または1級もしくは2級の脂肪族アミノ基であることが好ましく、複素環アミノ基または1級もしくは2級の脂肪族アミノ基であることが特に好ましい。
上記アミノ基は、上記基体となる充填剤の表面に少なくとも1つ有すればよいが、組成物としたときの耐圧縮永久歪等の改善効果に優れる観点から、複数有することが好ましい。
上記アミノ基を複数有する場合は、複数のアミノ基のうち少なくとも1つは複素環アミノ基であることが好ましく、更に1級または2級のアミノ基(脂肪族アミノ基、芳香族アミノ基、複素環アミノ基)を有することがより好ましい。
また、上記アミノ基は、組成物に要求される物性に応じてアミノ基の種類および級数を任意に調整できる。
また、上記アミノ基は、組成物に要求される物性に応じてアミノ基の種類および級数を任意に調整できる。
上記アミノ基導入充填剤は、上記基体となる充填剤に、上記アミノ基を導入して得られる。
上記アミノ基を導入する方法は、特に限定されず、その具体例としては、一般的に各種充填剤、補強剤等に用いられる表面処理法(例えば、表面改質法、表面被覆法等)が挙げられる。好ましい方法としては、上記基体となる充填剤と反応可能な官能基およびアミノ基を有する化合物を該充填剤に反応させる方法(表面改質法)、アミノ基を有するポリマーで上記基体となる充填剤の表面をコーティングする方法(表面被覆法)、または、充填剤の合成過程においてアミノ基を有する化合物等を反応させる方法等が挙げられる。
上記アミノ基を導入する方法は、特に限定されず、その具体例としては、一般的に各種充填剤、補強剤等に用いられる表面処理法(例えば、表面改質法、表面被覆法等)が挙げられる。好ましい方法としては、上記基体となる充填剤と反応可能な官能基およびアミノ基を有する化合物を該充填剤に反応させる方法(表面改質法)、アミノ基を有するポリマーで上記基体となる充填剤の表面をコーティングする方法(表面被覆法)、または、充填剤の合成過程においてアミノ基を有する化合物等を反応させる方法等が挙げられる。
上記アミノ基導入充填剤は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。2種以上を併用する場合の混合比は、本発明の組成物が用いられる用途、本発明の組成物に要求される物性等に応じて任意の比率とすることができる。
上記アミノ基導入充填剤の含有量(アミノ基導入充填剤単独で用いる場合)は、上記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、1〜200質量部であることが好ましく、10質量部以上であることがより好ましく、30質量部以上であることが特に好ましい。
上記アミノ基導入充填剤の含有量(アミノ基導入充填剤単独で用いる場合)は、上記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、1〜200質量部であることが好ましく、10質量部以上であることがより好ましく、30質量部以上であることが特に好ましい。
カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウムおよびアミノ基導入充填剤以外の充填剤の含有量は、上記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、1〜200質量部であることが好ましく、20〜80質量部であることがより好ましい。
本発明の組成物は、必要に応じて、本発明の目的を損わない範囲で、上記熱可塑性エラストマー(A)および上記熱可塑性高分子(B)以外のポリマー、上記アミノ基導入充填剤以外のアミノ基含有化合物、金属元素を含む化合物(以下、単に「金属塩」という。)、無水マレイン酸変性ポリマー、可塑剤、老化防止剤、酸化防止剤、顔料(染料)、揺変性付与剤、紫外線吸収剤、難燃剤、溶剤、界面活性剤(レベリング剤を含む)、分散剤、脱水剤、防錆剤、接着付与剤、帯電防止剤、フィラーなどの各種添加剤等を含有することができる。
上記添加剤等は、一般に用いられるものを使用することができ、以下に具体的に、その一部を例示するが、これら例示したものに限られない。
上記熱可塑性エラストマー(A)および上記熱可塑性高分子(B)以外のポリマーとしては、上記した理由と同様にガラス転移温度が25℃以下のポリマーが好ましい。具体的には、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ブタジエンゴム(BR)、1,2−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、エチレン−アクリルゴム(AEM)、エチレン−ブテンゴム(EBM)等が挙げられ、特にIIR、EPM、EBMの不飽和結合を有さないポリマーまたは不飽和結合の少ないポリマー(例えば、EPDM)が好ましい。
また、本発明の組成物において、上記熱可塑性エラストマー(A)および上記熱可塑性高分子(B)以外のポリマーは、1種または2種以上を含有させてもよく、該ポリマーの含有量は、上記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、0.1〜100質量部であることが好ましく、1〜50質量部であることがより好ましい。
上記熱可塑性エラストマー(A)および上記熱可塑性高分子(B)以外のポリマーとしては、上記した理由と同様にガラス転移温度が25℃以下のポリマーが好ましい。具体的には、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ブタジエンゴム(BR)、1,2−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、エチレン−アクリルゴム(AEM)、エチレン−ブテンゴム(EBM)等が挙げられ、特にIIR、EPM、EBMの不飽和結合を有さないポリマーまたは不飽和結合の少ないポリマー(例えば、EPDM)が好ましい。
また、本発明の組成物において、上記熱可塑性エラストマー(A)および上記熱可塑性高分子(B)以外のポリマーは、1種または2種以上を含有させてもよく、該ポリマーの含有量は、上記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、0.1〜100質量部であることが好ましく、1〜50質量部であることがより好ましい。
上記アミノ基導入充填剤以外のアミノ基含有化合物について説明する。
上記アミノ基含有化合物中のアミノ基は、上記アミノ基導入充填剤において説明したものと基本的に同様であり、また、該アミノ基の含有数は1個以上であれば特に限定されず、2個以上であることが上記熱可塑性エラストマー(A)と2以上の架橋結合を形成することができ、物性の改善効果に優れるため好ましい。
上記アミノ基含有化合物中のアミノ基は、上記アミノ基導入充填剤において説明したものと基本的に同様であり、また、該アミノ基の含有数は1個以上であれば特に限定されず、2個以上であることが上記熱可塑性エラストマー(A)と2以上の架橋結合を形成することができ、物性の改善効果に優れるため好ましい。
上記アミノ基含有化合物中のアミノ基の級数は特に制限されず、上記アミノ基導入充填剤におけるアミノ基と同様、1級(−NH2)、2級(イミノ基、>NH)、3級(>N−)または4級(>N+<)のいずれであってもよく、本発明の組成物に要求されるリサイクル性、耐圧縮永久歪、機械的強度および硬度等の物性に応じて任意に選択できる。2級アミノ基を選択すると機械的強度に優れる傾向があり、3級アミノ基を選択するとリサイクル性に優れる傾向がある。特に、2級アミノ基を2つ有すると、得られる本発明の組成物のリサイクル性と耐圧縮永久歪に優れ、かつ両物性のバランスにも優れるため好ましい。
また、上記アミノ基含有化合物が、2個以上のアミノ基を含有する場合においては、該アミノ基含有化合物中における1級アミノ基数が2個以下となるようにすることが好ましく、1個以下とすることがより好ましい。1級アミノ基を3個以上有すると、該アミノ基および上記熱可塑性エラストマー(A)中の官能基(特に、カルボニル含有基であるカルボキシ基)によって形成される(架橋)結合が強固になり、優れたリサイクル性を損なう場合がある。
また、上記アミノ基含有化合物が、2個以上のアミノ基を含有する場合においては、該アミノ基含有化合物中における1級アミノ基数が2個以下となるようにすることが好ましく、1個以下とすることがより好ましい。1級アミノ基を3個以上有すると、該アミノ基および上記熱可塑性エラストマー(A)中の官能基(特に、カルボニル含有基であるカルボキシ基)によって形成される(架橋)結合が強固になり、優れたリサイクル性を損なう場合がある。
つまり、上記熱可塑性エラストマー(A)中の官能基と上記アミノ基含有化合物中のアミノ基との結合力等を勘案してアミノ基の級数、数およびアミノ基含有化合物の構造を適宜調整、選択することができる。
このようなアミノ基含有化合物としては、具体的には、N,N′−ジメチルエチレンジアミン、N,N′−ジエチルエチレンジアミン、N,N′−ジイソプロピルエチレンジアミン、N,N′−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N′−ジエチル−1,3−プロパンジアミン、N,N′−ジイソプロピル−1,3−プロパンジアミン、N,N′−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン、N,N′−ジエチル−1,6−ヘキサンジアミン、N,N′,N′′−トリメチルビス(ヘキサメチレン)トリアミンなどの2級の脂肪族ジアミン;テトラメチル−1,6−ヘキサンジアミンなどの3級の脂肪族ジアミン;アミノトリアゾール、アミノピリジンなどの芳香族1級アミンと複素環状アミンとを含むポリアミン;ドデシルアミンなどの直鎖アルキルモノアミン;ジピリジルなどの3級複素環状ジアミン;等が、耐圧縮永久歪、機械的強度等の改善効果が高い理由から好適に例示される。
これらのうち、2級の脂肪族ジアミン、芳香族1級アミンと複素環状アミンを含むポリアミンまたは3級複素環状ジアミンがより好ましい。
これらのうち、2級の脂肪族ジアミン、芳香族1級アミンと複素環状アミンを含むポリアミンまたは3級複素環状ジアミンがより好ましい。
これらの例示以外にも、上記アミノ基含有化合物としては、アミノ基を有する高分子化合物を用いることができる。
アミノ基を有する高分子化合物は、特に限定されず、その具体例としては、ポリアミド、ポリウレタン、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリアミノスチレン、アミノ基含有ポリシロキサン等のポリマー、または、各種ポリマーをアミノ基を持つ化合物で変性したポリマー等が挙げられる。
これらのポリマーの平均分子量、分子量分布、粘度等の物性は、特に限定されず、本発明の組成物が用いられる用途、本発明の組成物に要求される物性等に応じて任意の物性とすることができる。特に、本発明の組成物を紙送りローラ用途に用いる場合には、ポリアミド、ポリウレタン、ユリア樹脂等を好適に用いることができる。
これらのポリマーの平均分子量、分子量分布、粘度等の物性は、特に限定されず、本発明の組成物が用いられる用途、本発明の組成物に要求される物性等に応じて任意の物性とすることができる。特に、本発明の組成物を紙送りローラ用途に用いる場合には、ポリアミド、ポリウレタン、ユリア樹脂等を好適に用いることができる。
また、アミノ基を有する高分子化合物は、アミノ基を有する縮合性または重合性の化合物(モノマー)を重合(重付加、重縮合)させたポリマーであることが好ましく、加水分解性置換基とアミノ基とを有するシリル化合物の単独縮合体または該シリル化合物とアミノ基を有さないシリル化合物との共縮合体であるアミノ基を有するポリシロキサンであることが、入手が容易で製造しやすく、分子量の調整、アミノ基の導入率の調整等が容易であるためより好ましい。
加水分解性置換基とアミノ基とを有するシリル化合物は、特に限定されず、例えば、アミノシラン化合物が挙げられ、具体的には、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、4−アミノ−3,3−ジメチルブチルトリメトキシシラン(以上、日本ユニカー社製)などの脂肪族1級アミノ基を有するアミノシラン化合物;N,N−ビス[(3−トリメトキシシリル)プロピル]アミン、N,N−ビス[(3−トリエトキシシリル)プロピル]アミン、N,N−ビス[(3−トリプロポキシシリル)プロピル]アミン(以上、日本ユニカー社製)、3−(n−ブチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン(Dynasilane1189(デグサヒュルス社製))、N−エチル−アミノイソブチルトリメトキシシラン(Silquest A−Link 15 silane、OSiスペシャリティーズ社製)などの脂肪族2級アミノ基を有するアミノシラン化合物;N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(日本ユニカー社製)などの脂肪族1級および2級アミノ基を有するアミノシラン化合物;N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(日本ユニカー社製)などの芳香族2級アミノ基を有するアミノシラン化合物;イミダゾールトリメトキシシラン(ジャパンエナジー社製)、アミノトリアゾールとエポキシシラン化合物またはイソシアネートシラン化合物等とを触媒の存在下または非存在下、室温以上の温度で反応させて得られるトリアゾールシランなどの複素環アミノ基を有するアミノシラン化合物;等が挙げられる。
これらのうち、耐圧縮永久歪等の物性の改善効果が高い観点から、上記した、脂肪族1級アミノ基を有するアミノシラン化合物、脂肪族2級アミノ基を有するアミノシラン化合物および脂肪族1級および2級アミノ基を有するアミノシラン化合物のアミノアルキルシラン化合物であることが好ましい。
これらのうち、耐圧縮永久歪等の物性の改善効果が高い観点から、上記した、脂肪族1級アミノ基を有するアミノシラン化合物、脂肪族2級アミノ基を有するアミノシラン化合物および脂肪族1級および2級アミノ基を有するアミノシラン化合物のアミノアルキルシラン化合物であることが好ましい。
アミノ基を有さないシリル化合物は、加水分解性置換基とアミノ基とを有するシリル化合物と異なる化合物であってアミノ基を含まない化合物であれば、特に限定されず、その具体例としては、アルコキシシラン化合物、ハロゲン化シラン化合物等が挙げられる。これらのうち、入手が容易で取り扱いやすく、得られる共縮合体の物性に優れる観点から、アルコキシシラン化合物が好ましい。
アルコキシシラン化合物としては、具体的には、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリブトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン等が挙げられる。
ハロゲン化シラン化合物としては、具体的には、例えば、テトラクロロシラン、ビニルトリフルオロシラン等が挙げられる。
これらのうち、安価で取扱い等が安全である観点から、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシランが好ましい。
アルコキシシラン化合物としては、具体的には、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリブトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン等が挙げられる。
ハロゲン化シラン化合物としては、具体的には、例えば、テトラクロロシラン、ビニルトリフルオロシラン等が挙げられる。
これらのうち、安価で取扱い等が安全である観点から、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシランが好ましい。
加水分解性置換基とアミノ基とを有するシリル化合物およびアミノ基を有さないシリル化合物は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
このようなアミノ基を有する高分子化合物は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。2種以上を併用する場合の混合比は、本発明の組成物が用いられる用途、本発明の組成物に要求される物性等に応じて任意の比率とすることができる。
また、アミノ基を有する高分子化合物の含有量は、上記アミノ基含有化合物と同様、本上記熱可塑性エラストマー(A)の側鎖に対する該化合物中の窒素原子数(当量)で規定することもできるが、該高分子化合物の構造、分子量等により該熱可塑性エラストマーとの相互作用を有効に形成できないアミノ基が存在する場合がある。
そのため、アミノ基を有する高分子化合物の含有量は、上記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、1〜200質量部であることが好ましく、5質量部以上であることがより好ましく、10質量部以上であることが特に好ましい。
そのため、アミノ基を有する高分子化合物の含有量は、上記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、1〜200質量部であることが好ましく、5質量部以上であることがより好ましく、10質量部以上であることが特に好ましい。
上記金属塩は、金属元素を少なくとも1つ含む化合物であれば特に限定されず、Li、Na、K、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、GaおよびAlからなる群から選択される1種以上の金属元素を含む化合物であることが好ましい。
上記金属塩としては、具体的には、例えば、これらの1種以上の金属元素を含むギ酸塩、酢酸塩、ステアリン酸塩等の炭素数1〜20の飽和脂肪酸塩、(メタ)アクリル酸塩等の不飽和脂肪酸塩、金属アルコキシド(炭素数1〜12のアルコールとの反応物)、硝酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、塩化物、酸化物、水酸化物、ジケトンとの錯体等が挙げられる。
ここで、「ジケトンとの錯体」とは、例えば、1,3−ジケトン(例えば、アセチルアセトン)等が金属原子に配位した錯体をいう。
上記金属塩としては、具体的には、例えば、これらの1種以上の金属元素を含むギ酸塩、酢酸塩、ステアリン酸塩等の炭素数1〜20の飽和脂肪酸塩、(メタ)アクリル酸塩等の不飽和脂肪酸塩、金属アルコキシド(炭素数1〜12のアルコールとの反応物)、硝酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、塩化物、酸化物、水酸化物、ジケトンとの錯体等が挙げられる。
ここで、「ジケトンとの錯体」とは、例えば、1,3−ジケトン(例えば、アセチルアセトン)等が金属原子に配位した錯体をいう。
これらのうち、得られる本発明の組成物の耐圧縮永久歪がより改善される観点から、金属元素としてはTi、Al、Znが好ましく、金属塩としてはこれらの酢酸塩、ステアリン酸塩等の炭素数1〜20の飽和脂肪酸塩、金属アルコキシド(炭素数1〜12のアルコールとの反応物)、酸化物、水酸化物、ジケトンとの錯体が好ましく、ステアリン酸塩等の炭素数1〜20の飽和脂肪酸塩、金属アルコキシド(炭素数1〜12のアルコールとの反応物)、ジケトンとの錯体が特に好ましい。
上記金属塩は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。2種以上を併用する場合の混合比は、本発明の組成物が用いられる用途、本発明の組成物に要求される物性等に応じて任意の比率とすることができる。
上記金属塩の含有量は、上記熱可塑性エラストマー(A)に含有するカルボニル基に対して、0.05〜3.0当量であることが好ましく、0.1〜2.0当量であることがより好ましく、0.2〜1.0当量であることが特に好ましい。上記金属塩の含有量がこの範囲であると、得られる本発明の組成物の耐圧縮永久歪、機械的強度および硬度等の物性が改善されるため好ましい。
また、上記金属塩は、その金属のとりうるすべての水酸化物、金属アルコキシド、または、カルボン酸塩等を用いることができる。例えば、水酸化物を例にとると、金属が鉄の場合は、Fe(OH)2、Fe(OH)3をそれぞれ単独で用いても、混合して用いてもよい。
更に、上記金属塩は、上述したように、Li、Na、K、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、GaおよびAlからなる群から選択される1種以上の金属元素を含む化合物であることが好ましいが、本発明の効果を損なわない範囲でこれら以外の金属元素を含有してもよい。これら以外の金属元素の含有率は、特に限定されないが、例えば、上記金属塩中の全金属元素に対して、1〜50モル%であることが好ましい。
更に、上記金属塩は、上述したように、Li、Na、K、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、GaおよびAlからなる群から選択される1種以上の金属元素を含む化合物であることが好ましいが、本発明の効果を損なわない範囲でこれら以外の金属元素を含有してもよい。これら以外の金属元素の含有率は、特に限定されないが、例えば、上記金属塩中の全金属元素に対して、1〜50モル%であることが好ましい。
上記無水マレイン酸変性ポリマーは、上記エラストマー性ポリマーを無水マレイン酸で変性して得られるポリマーのことであり、該無水マレイン酸変性ポリマーの側鎖は、無水マレイン酸残基および含窒素複素環以外の官能基を有していてもよいが、無水マレイン酸残基のみを有していることが好ましい。
上記無水マレイン酸残基は、上記エラストマー性ポリマーの側鎖または末端に導入(変性)され、該エラストマー性ポリマーの主鎖に導入されることはない。また、上記無水マレイン酸残基は、環状酸無水物基であり、環状酸無水物基(部分)が開環することもない。
したがって、上記無水マレイン酸変性熱可塑性ポリマーとしては、例えば、下記式(41)のように、無水マレイン酸のエチレン性不飽和結合部分がエラストマー性ポリマーと反応して得られる、側鎖に環状酸無水物基を有し含窒素複素環を有しない熱可塑性のエラストマーが挙げられ、その具体例としては、上記した環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーで例示したものが挙げられる。
したがって、上記無水マレイン酸変性熱可塑性ポリマーとしては、例えば、下記式(41)のように、無水マレイン酸のエチレン性不飽和結合部分がエラストマー性ポリマーと反応して得られる、側鎖に環状酸無水物基を有し含窒素複素環を有しない熱可塑性のエラストマーが挙げられ、その具体例としては、上記した環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーで例示したものが挙げられる。
無水マレイン酸変性量は、優れたリサイクル性を損なわず、耐圧縮永久歪を改善できる観点から、上記エラストマー性ポリマーの主鎖部分100モル%に対して、好ましくは0.1〜50モル%であり、より好ましくは0.3〜30モル%であり、特に好ましくは0.5〜10モル%である。
上記無水マレイン酸変性ポリマーは、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。2種以上を併用する場合の混合比は、本発明の組成物が用いられる用途、本発明の組成物に要求される物性等に応じて任意の比率とすることができる。特に、本発明の組成物を紙送りローラ用途に用いる場合には、主鎖がポリオレフィンやポリノルボルネンであるのが好ましい。
上記無水マレイン酸変性ポリマーの含有量は、上記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、1〜100質量部であることが好ましく、5〜50質量部であることがより好ましい。上記無水マレイン酸変性ポリマーの含有量がこの範囲であると、得られる本発明の組成物の高温での流動性および機械的強度が改善されるため好ましい。
なお、本発明の熱可塑性エラストマーの製造時、具体的には、上記反応工程AまたはBにおいて、未反応物として環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーが残存する場合は、残存するカルボニル含有基変性エラストマーを除去せずに、そのまま本発明の組成物に含有させることもできる。
なお、本発明の熱可塑性エラストマーの製造時、具体的には、上記反応工程AまたはBにおいて、未反応物として環状酸無水物基を側鎖に含有するエラストマー性ポリマーが残存する場合は、残存するカルボニル含有基変性エラストマーを除去せずに、そのまま本発明の組成物に含有させることもできる。
可塑剤としては、具体的には、例えば、パラフィンオイル、プロセスオイル、アロマオイルなどのオイル;液状ポリイソプレン(LIR)、液状ポリブタジエン(LBR)、液状エチレン−プロピレンゴム(LEPM)などの液状ゴム;テトラヒドロフタル酸、アゼライン酸、安息香酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、クエン酸およびこれらの誘導体;ジオクチルフタレート(DOP)、ジブチルフタレート(DBP);ポリブテン;アジピン酸ジオクチル、コハク酸イソデシル;ジエチレングリコールジベンゾエート、ペンタエリスリトールエステル;オレイン酸ブチル、アセチルリシノール酸メチル;リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル;アジピン酸プロピレングリコールポリエステル、アジピン酸ブチレングリコールポリエステル;等が挙げられる。
これらのうち、オイル、ポリブテンを用いるのがオイルブリード性、高温での流動性の観点から好ましい。特に、本発明の組成物を紙送りローラ用途に用いる場合には、オイルを用いるのが柔軟性や摩擦特性が更に良好になるため好ましい。
これらのうち、オイル、ポリブテンを用いるのがオイルブリード性、高温での流動性の観点から好ましい。特に、本発明の組成物を紙送りローラ用途に用いる場合には、オイルを用いるのが柔軟性や摩擦特性が更に良好になるため好ましい。
上記可塑剤は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。2種以上を併用する場合の混合比は、本発明の組成物が用いられる用途、本発明の組成物に要求される物性等に応じて任意の比率とすることができる。
上記可塑剤の含有量は、上記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、1〜500質量部であるのが好ましく、5〜300質量部であるのがより好ましく、10〜200質量部であるのが更に好ましい。可塑剤の含有量がこの範囲であると、得られる本発明の組成物の柔軟性および高温での流動性がより向上する。
老化防止剤としては、具体的には、例えば、ヒンダードフェノール系、脂肪族および芳香族のヒンダードアミン系等の化合物が挙げられる。
酸化防止剤としては、具体的には、例えば、ブチルヒドロキシトルエン(BHT)、ブチルヒドロキシアニソール(BHA)等が挙げられる。
顔料としては、具体的には、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、群青、ベンガラ、リトポン、鉛、カドミウム、鉄、コバルト、アルミニウム、塩酸塩、硫酸塩等の無機顔料、アゾ顔料、銅フタロシアニン顔料等の有機顔料等が挙げられる。
酸化防止剤としては、具体的には、例えば、ブチルヒドロキシトルエン(BHT)、ブチルヒドロキシアニソール(BHA)等が挙げられる。
顔料としては、具体的には、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、群青、ベンガラ、リトポン、鉛、カドミウム、鉄、コバルト、アルミニウム、塩酸塩、硫酸塩等の無機顔料、アゾ顔料、銅フタロシアニン顔料等の有機顔料等が挙げられる。
揺変性付与剤としては、具体的には、例えば、ベントン、無水ケイ酸、ケイ酸誘導体、尿素誘導体等が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、具体的には、例えば、2−ヒドロキシベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリチル酸エステル系等が挙げられる。
難燃剤としては、具体的には、例えば、TCP等のリン系、塩素化パラフィン、パークロルペンタシクロデカン等のハロゲン系、酸化アンチモン等のアンチモン系、水酸化アルミニウム等が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、具体的には、例えば、2−ヒドロキシベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリチル酸エステル系等が挙げられる。
難燃剤としては、具体的には、例えば、TCP等のリン系、塩素化パラフィン、パークロルペンタシクロデカン等のハロゲン系、酸化アンチモン等のアンチモン系、水酸化アルミニウム等が挙げられる。
溶剤としては、具体的には、例えば、ヘキサン、トルエンなどの炭化水素系;テトラクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素系;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系;ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系;酢酸エチルなどのエステル系;等が挙げられる。
界面活性剤(レベリング剤)としては、具体的には、例えば、ポリブチルアクリレート、ポリジメチルシロキサン、変性シリコーン化合物、フッ素系界面活性剤等が挙げられる。
脱水剤としては、具体的には、例えば、ビニルシラン等が挙げられる。
界面活性剤(レベリング剤)としては、具体的には、例えば、ポリブチルアクリレート、ポリジメチルシロキサン、変性シリコーン化合物、フッ素系界面活性剤等が挙げられる。
脱水剤としては、具体的には、例えば、ビニルシラン等が挙げられる。
防錆剤としては、具体的には、例えば、ジンクホスフェート、タンニン酸誘導体、リン酸エステル、塩基性スルホン酸塩、各種防錆顔料等が挙げられる。
接着付与剤としては、具体的には、例えば、公知のシランカップリング剤、アルコキシシリル基を有するシラン化合物、チタンカップリング剤、ジルコニウムカップリング剤等が挙げられる。より具体的には、トリメトキシビニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
帯電防止剤としては、一般的に、第4級アンモニウム塩、あるいはポリグリコールやエチレンオキサイド誘導体等の親水性化合物が挙げられる。
接着付与剤としては、具体的には、例えば、公知のシランカップリング剤、アルコキシシリル基を有するシラン化合物、チタンカップリング剤、ジルコニウムカップリング剤等が挙げられる。より具体的には、トリメトキシビニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
帯電防止剤としては、一般的に、第4級アンモニウム塩、あるいはポリグリコールやエチレンオキサイド誘導体等の親水性化合物が挙げられる。
上記で含有量を特筆した添加剤以外の各種添加剤の含有量は、上記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、0.1〜10質量部であることが好ましく、1〜5質量部であることがより好ましい。
上記熱可塑性エラストマー(A)は自己架橋できるものもあるが、本発明の目的を損わない範囲で加硫剤、加硫助剤、加硫促進剤、加硫遅延剤等を併用することもできる。
加硫剤としては、イオウ系、有機過酸化物系、金属酸化物系、フェノール樹脂、キノンジオキシム等の加硫剤が挙げられる。
イオウ系加硫剤としては、具体的には、例えば、粉末イオウ、沈降性イオウ、高分散性イオウ、表面処理イオウ、不溶性イオウ、ジモルフォリンジサルファイド、アルキルフェノールジサルファイド等が挙げられる。
有機過酸化物系の加硫剤としては、具体的には、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジ(パーオキシルベンゾエート)等が挙げられる。
その他として、酸化マグネシウム、リサージ(酸化鉛)、p−キノンジオキシム、テトラクロロ−p−ベンゾキノン、p−ジベンゾイルキノンジオキシム、ポリ−p−ジニトロソベンゼン、メチレンジアニリン等が挙げられる。
加硫剤としては、イオウ系、有機過酸化物系、金属酸化物系、フェノール樹脂、キノンジオキシム等の加硫剤が挙げられる。
イオウ系加硫剤としては、具体的には、例えば、粉末イオウ、沈降性イオウ、高分散性イオウ、表面処理イオウ、不溶性イオウ、ジモルフォリンジサルファイド、アルキルフェノールジサルファイド等が挙げられる。
有機過酸化物系の加硫剤としては、具体的には、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジ(パーオキシルベンゾエート)等が挙げられる。
その他として、酸化マグネシウム、リサージ(酸化鉛)、p−キノンジオキシム、テトラクロロ−p−ベンゾキノン、p−ジベンゾイルキノンジオキシム、ポリ−p−ジニトロソベンゼン、メチレンジアニリン等が挙げられる。
加硫助剤としては、具体的には、例えば、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、アミン類;アセチル酸、プロピオン酸、ブタン酸、ステアリン酸、アクリル酸、マレイン酸などの脂肪酸;アセチル酸亜鉛、プロピオン酸亜鉛、ブタン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、アクリル酸亜鉛、マレイン酸亜鉛などの脂肪酸亜鉛;等が挙げられる。
加硫促進剤としては、具体的には、例えば、テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラエチルチウラムジスルフィド(TETD)等のチウラム系;ヘキサメチレンテトラミンなどのアルデヒド・アンモニア系;ジフェニルグアニジン等のグアニジン系;2−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジサルファイド(DM)などのチアゾール系;N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド、N−t−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミドなどのスルフェンアミド系;等が挙げられる。更にアルキルフェノール樹脂やそのハロゲン化物等を用いることもできる。
加硫遅延剤としては、具体的には、例えば、無水フタル酸、安息香酸、サリチル酸、アセチルサリチル酸などの有機酸;N−ニトロソージフェニルアミン、N−ニトロソーフェニル−β−ナフチルアミン、N−ニトロソ−トリメチル−ジヒドロキノリンの重合体などのニトロソ化合物;トリクロルメラニンなどのハロゲン化物;2−メルカプトベンツイミダゾール;N−(シクロヘキシルチオ)フタルイミド(サントガードPVI);等が挙げられる。
これら加硫剤等の含有量は、上記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、0.1〜20質量部であることが好ましく、1〜10質量部であることがより好ましい。
加硫促進剤としては、具体的には、例えば、テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラエチルチウラムジスルフィド(TETD)等のチウラム系;ヘキサメチレンテトラミンなどのアルデヒド・アンモニア系;ジフェニルグアニジン等のグアニジン系;2−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジサルファイド(DM)などのチアゾール系;N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド、N−t−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミドなどのスルフェンアミド系;等が挙げられる。更にアルキルフェノール樹脂やそのハロゲン化物等を用いることもできる。
加硫遅延剤としては、具体的には、例えば、無水フタル酸、安息香酸、サリチル酸、アセチルサリチル酸などの有機酸;N−ニトロソージフェニルアミン、N−ニトロソーフェニル−β−ナフチルアミン、N−ニトロソ−トリメチル−ジヒドロキノリンの重合体などのニトロソ化合物;トリクロルメラニンなどのハロゲン化物;2−メルカプトベンツイミダゾール;N−(シクロヘキシルチオ)フタルイミド(サントガードPVI);等が挙げられる。
これら加硫剤等の含有量は、上記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、0.1〜20質量部であることが好ましく、1〜10質量部であることがより好ましい。
本発明の組成物を(加硫剤により)永久架橋させる場合の硬化条件は、配合する各種成分等に応じて適宜選択することができ、特に制限されない。例えば、130〜200℃の温度で、5〜60分で硬化させる硬化条件が好ましい。
本発明の組成物は、約80〜200℃に加熱することにより三次元の架橋結合(架橋構造)が解離して軟化し、流動性が付与される。分子間または分子内で形成されている側鎖同士の相互作用が弱まるためであると考えられる。
軟化し、流動性が付与された本発明の組成物を約80℃以下に放置にすると、解離した三次元の架橋結合(架橋構造)が再び結合して硬化する。この繰り返しにより、本発明の組成物はリサイクル性が発現する。
軟化し、流動性が付与された本発明の組成物を約80℃以下に放置にすると、解離した三次元の架橋結合(架橋構造)が再び結合して硬化する。この繰り返しにより、本発明の組成物はリサイクル性が発現する。
本発明の組成物の製造方法は特に限定されず、例えば、上記熱可塑性エラストマー(A)および上記熱可塑性高分子(B)ならびに必要に応じて含有してもよい上記スチレン系熱可塑性エラストマー、上記充填剤および各種添加剤等を、ロール、ニーダー、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、単軸押出し機、二軸押出し機、万能かくはん機等を用いて混合することにより製造する方法等が挙げられる。
本発明の組成物は、ゴム弾性を活用して種々のゴム用途に使用することができるが、上述したように、紙送りローラに好適に用いることができる。
紙送りローラとしては、具体的には、例えば、インクジェットプリンター、レーザープリンター、静電式複写機、ファクシミリ装置等の紙送り機構が挙げられる。
紙送りローラとしては、具体的には、例えば、インクジェットプリンター、レーザープリンター、静電式複写機、ファクシミリ装置等の紙送り機構が挙げられる。
本発明の紙送りローラは、ピコ摩耗試験による摩耗体積が100mm3以下であり、摩擦試験による摩擦係数が1.5以上となる熱可塑性エラストマー組成物を用いて得られる紙送りローラである。
具体的には、金属製の棒(円錐体)の曲面に本発明の組成物を塗布、射出等により成型し、上記で例示したインクジェットプリンター等の紙送り機構としたもの等が好適に例示される。
具体的には、金属製の棒(円錐体)の曲面に本発明の組成物を塗布、射出等により成型し、上記で例示したインクジェットプリンター等の紙送り機構としたもの等が好適に例示される。
次に、実施例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例1〜5、比較例1〜4)
まず、220℃に設定した加圧ニーダーに、無水マレイン酸変性エチレン−プロピレン共重合体(MP−0620、三井化学社製、以下「マレイン化EPM」と略す。)および老化防止剤(Irganox1010、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)を下記表1に示す質量部投入し、更に、パラフィンオイル(PW−90、出光興産社製)を下記表1に示す質量部投入して、7分間混練した。
その後、4H−3−アミノ−1,2,4−トリアゾール(ATA、日本カーバイト社製)またはトリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート(タナック、日産化学社製)を下記表1に示す質量部投入して更に5分間混練することで熱可塑性エラストマー組成物を調製した。IR分析を行うことにより、含窒素複素環の導入された熱可塑性エラストマー(A)に該当するものを含有していることを確認した。
次に、熱可塑性高分子(B)に該当するナイロン11(BESNO TL、ARKEMA社製)、ポリエステル/ポリエーテル(ペルプレンP70B、東洋紡社製)およびポリウレタン系エラストマー(エラストランC90A、BASFジャパン社製)のいずれか、または、熱可塑性高分子(B)に該当しないPVC系コンパウンド(T2156、昭和化成工業社製)を下記表1に示す質量部投入して10分間混練した。なお、比較例1および4では、これらを投入しなかった。
次に、充填剤としてGPF級カーボンブラック(HTC#G、新日化カーボン社製)を下記表1に示す質量部投入して3分間混練し、熱可塑性エラストマー組成物を調製した。
(実施例1〜5、比較例1〜4)
まず、220℃に設定した加圧ニーダーに、無水マレイン酸変性エチレン−プロピレン共重合体(MP−0620、三井化学社製、以下「マレイン化EPM」と略す。)および老化防止剤(Irganox1010、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)を下記表1に示す質量部投入し、更に、パラフィンオイル(PW−90、出光興産社製)を下記表1に示す質量部投入して、7分間混練した。
その後、4H−3−アミノ−1,2,4−トリアゾール(ATA、日本カーバイト社製)またはトリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート(タナック、日産化学社製)を下記表1に示す質量部投入して更に5分間混練することで熱可塑性エラストマー組成物を調製した。IR分析を行うことにより、含窒素複素環の導入された熱可塑性エラストマー(A)に該当するものを含有していることを確認した。
次に、熱可塑性高分子(B)に該当するナイロン11(BESNO TL、ARKEMA社製)、ポリエステル/ポリエーテル(ペルプレンP70B、東洋紡社製)およびポリウレタン系エラストマー(エラストランC90A、BASFジャパン社製)のいずれか、または、熱可塑性高分子(B)に該当しないPVC系コンパウンド(T2156、昭和化成工業社製)を下記表1に示す質量部投入して10分間混練した。なお、比較例1および4では、これらを投入しなかった。
次に、充填剤としてGPF級カーボンブラック(HTC#G、新日化カーボン社製)を下記表1に示す質量部投入して3分間混練し、熱可塑性エラストマー組成物を調製した。
(比較例5〜7)
EPDM100質量部に対してオイル100質量部を配合した油展EPDM(エスプレン670F、住友化学工業社製)、ナイロン11(BESNO TL、ARKEMA社製)、および、老化防止剤、カーボンブラックを下記表2に示す質量部投入し、更に、相溶化剤としてマレイン化EPMを下記表2に示す質量部投入して、10分間混練することでEPDMを分散した。
次に、過酸化物架橋剤(パークミルD、日本油脂社製)を下記表2に示す質量部投入して、5分間混練することでEPDMを架橋させたゴム組成物を調整した。
EPDM100質量部に対してオイル100質量部を配合した油展EPDM(エスプレン670F、住友化学工業社製)、ナイロン11(BESNO TL、ARKEMA社製)、および、老化防止剤、カーボンブラックを下記表2に示す質量部投入し、更に、相溶化剤としてマレイン化EPMを下記表2に示す質量部投入して、10分間混練することでEPDMを分散した。
次に、過酸化物架橋剤(パークミルD、日本油脂社製)を下記表2に示す質量部投入して、5分間混練することでEPDMを架橋させたゴム組成物を調整した。
得られた各組成物について、摩耗体積および耐摩耗指数(摩耗抵抗指数)ならびに摩擦係数を以下に示す方法により測定した。その結果を下記表1および表2に示す。
<摩耗体積>
得られた各組成物を200℃で10分間熱プレス成形することにより、JIS K6264-2:2005(加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−耐摩耗性の求め方−)のピコ摩耗試験に用いる試験片(同JISの10.3.1)を作製した。
作製した各試験片について、同JISで規定するピコ摩擦試験を行い、摩耗体積を測定した。
得られた各組成物を200℃で10分間熱プレス成形することにより、JIS K6264-2:2005(加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−耐摩耗性の求め方−)のピコ摩耗試験に用いる試験片(同JISの10.3.1)を作製した。
作製した各試験片について、同JISで規定するピコ摩擦試験を行い、摩耗体積を測定した。
<耐摩耗指数(摩耗抵抗指数)>
摩耗体積の測定に用いた各試験片について、JIS K6264-2:2005(加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−耐摩耗性の求め方−)で規定するピコ摩擦試験を行い、比較例1で作製した平板サンプルでの摩耗体積(112mm3)を基準とし、下記式により耐摩耗指数を算出した。
耐摩耗指数=〔112(mm3)/試験片の摩耗体積(mm3)〕×100
摩耗体積の測定に用いた各試験片について、JIS K6264-2:2005(加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−耐摩耗性の求め方−)で規定するピコ摩擦試験を行い、比較例1で作製した平板サンプルでの摩耗体積(112mm3)を基準とし、下記式により耐摩耗指数を算出した。
耐摩耗指数=〔112(mm3)/試験片の摩耗体積(mm3)〕×100
<摩擦係数>
得られた各組成物からなるゴムシート(縦65mm×横65mm×厚み2mm)を平面に置き、その上を200gの分銅で押さえた後に、先端にOA紙(64g/m2、低白色再生紙)を付けた振り子をゴムシートに接触させならがら500mm/minの速度で通過させる際の摩擦力(トルク)を測定し、下記式(I)により摩擦係数を求めた。
摩擦係数=摩擦力/荷重200g (I)
得られた各組成物からなるゴムシート(縦65mm×横65mm×厚み2mm)を平面に置き、その上を200gの分銅で押さえた後に、先端にOA紙(64g/m2、低白色再生紙)を付けた振り子をゴムシートに接触させならがら500mm/minの速度で通過させる際の摩擦力(トルク)を測定し、下記式(I)により摩擦係数を求めた。
摩擦係数=摩擦力/荷重200g (I)
上記表1から明らかなように、熱可塑性高分子(B)を所定量含有しない比較例1〜び4で調製した熱可塑性エラストマー組成物に比べて、熱可塑性高分子(B)を所定量含有する実施例1〜5で調製した熱可塑性エラストマー組成物は、耐摩耗指数および摩擦係数がいずれも向上し、耐摩耗性および摩擦特性のいずれにも優れる成形物を得ることができることが分かった。
また、上記表2から明らかなように、従来例に相当する比較例5〜7で調製したゴム組成物は、ポリアミドおよび相溶化剤の配合により摩擦係数が改善することがあっても、耐摩耗指数および摩擦係数がいずれも向上することはなかった。
また、上記表2から明らかなように、従来例に相当する比較例5〜7で調製したゴム組成物は、ポリアミドおよび相溶化剤の配合により摩擦係数が改善することがあっても、耐摩耗指数および摩擦係数がいずれも向上することはなかった。
Claims (15)
- イミノ基、含窒素複素環および共有結合性架橋部位からなる群より選択される少なくとも1つと、カルボニル含有基とを含有する側鎖を有する熱可塑性エラストマー(A)を10〜99質量%含有し、
アミド、エステル、ウレタンおよびエーテルからなる群から選択される少なくとも1つの結合を分子内に有する熱可塑性高分子(B)を1〜20質量%含有する、熱可塑性エラストマー組成物。 - 前記熱可塑性高分子(B)が、ポリアミドである請求項1に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 前記共有結合性架橋部位において、アミド、エステル、ラクトン、ウレタン、エーテル、チオウレタンおよびチオエーテルからなる群より選択される少なくとも1つの結合により架橋することができる請求項1〜6のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 前記共有結合性架橋部位において、アミド、エステル、ラクトン、ウレタン、エーテル、チオウレタンおよびチオエーテルからなる群より選択される少なくとも1つの結合により架橋してなる請求項1〜6のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 前記熱可塑性エラストマー(A)の主鎖となるエラストマー性ポリマーがオレフィン系ゴムである、請求項1〜10のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 更に、充填剤を含有する請求項1〜11のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- ピコ摩耗試験による摩耗体積が100mm3以下であり、摩擦試験による摩擦係数が1.5以上となる、請求項1〜12のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 紙送りローラ用途に用いる請求項13に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 請求項14に記載の熱可塑性エラストマー組成物を用いて得られる紙送りローラ。
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