JP2009096841A - 熱可塑性エラストマー組成物および該組成物からなる防振・防音部材 - Google Patents

Abstract

【課題】防振・防音性に優れ、かつプリンター等の画像形成装置に用いられるローラー等の部材に要求される柔軟性と耐摩耗性と加工性をあわせもつ熱可塑性エラストマー組成物を提供する。
【解決手段】ブチル系ゴムを３０質量％以上８０質量％以下の割合で含有し、該ゴム成分１００質量部対して１５質量部以上５０質量部以下のオレフィン系熱可塑性樹脂と１０質量部以上１００質量部以下の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを含み、前記ゴム成分が動的架橋により微分散されている。
【選択図】なし

Description

本発明は、動的架橋ゴムが分散された熱可塑性エラストマー組成物および該組成物から形成される防振・防音部材に関し、該防振・防音部材は、例えば、通紙時に発生する振動・騒音を除去することが求められるプリンター機器用部材として好適に用いられるものである。

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、ファクシミリ装置や自動預金支払機（ＡＴＭ）等の画像形成装置の紙送り機構にはゴムローラが使用されている。このゴムローラは紙やフィルム等の搬送物をピックアップし分離しながら紙送りをする必要があることから優れた柔軟性と高い耐摩耗性が要求されてきた。

この種のゴムローラにおいて、近年、ゴムに比べて加工性およびリサイクル性に優れた熱可塑性エラストマーを用いたものが、特許第３５２７４６７号公報（特許文献１）等において提供されている。これらの従来提供されている熱可塑性エラストマー組成物から形成されるゴムローラは柔軟性および耐摩耗性の向上を図っている。

しかしながら、近年、プリンター等における単位時間当たりの印刷枚数等の増加に伴い、紙の搬送速度は高速化しつつある。この搬送の高速化はゴムローラにより強い振動を与え、より大きな騒音発生の原因となる。この騒音は、紙の移動と共に回転していたゴムローラが紙を送り出した後、紙送り機構の他の部材と接触して急に停止するような時に顕著になる。

このような騒音はゴムローラに振動吸収性を付与することで解決できる。ブチル系ゴムが振動吸収性に優れることは公知であり、ブチル系ゴムを主成分として振動吸収性を特徴としたゴム組成物あるいは熱可塑性エラストマー組成物に関して、例えば、特許第３４４３９５８号公報（特許文献２）が提供されている。

しかしながら、プリンター等の画像形成装置に用いられるローラ等の部材には高い精度が必要であり、前記従来の熱可塑性エラストマー組成物では加工性が不十分である。また、上述したように高い耐摩耗性も要求されるが、例えば特許文献２には耐摩耗性に関する記述はなく、実際に耐摩耗性が十分ではない。

特許第３５２７４６７号公報 特許第３４４３９５８号公報

本発明は、前記課題に鑑みて、防振・防音性に優れ、かつ、プリンター等の画像形成装置に用いられるローラー等の部材に要求される柔軟性と耐摩耗性と加工性を併せもつ熱可塑性エラストマー組成物を提供することを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、ブチル系ゴムを３０質量％以上８０質量％以下の割合で含有したゴム成分と、
前記ゴム成分１００質量部に対して、５質量部以上５０質量部以下のオレフィン系熱可塑性樹脂と、
前記ゴム成分１００質量部に対して、１０質量部以上１００質量部以下の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを含み、
前記ゴム成分が動的架橋により微分散されていること特徴とする熱可塑性エラストマー組成物を提供している。

前記ブチル系ゴムとしては公知の化合物を用いてよいが、例えばイソブチレン−イソプレン共重合ゴム、ハロゲン化イソブチレン−イソプレン共重合ゴムまたはその変性物が挙げられる。変性物としてはイソブチレンとｐ−メチルスチレンの共重合体の臭素化物等が挙げられる。
ブチル系ゴムにおける不飽和度（イソブチレン−イソプレン共重合ゴムの場合はイソプレン量）は通常０．６〜２．５ｍｏｌ％である。
ハロゲン化イソブチレン−イソプレン共重合ゴムのハロゲンは塩素または臭素が好適な例として上げられる。ハロゲンの含有量は通常１．１〜２．４質量％である。
ブチル系ゴムとしては１種類を単独で使用しても良いし、２種類以上を組み合わせて用いてよい。なかでも、イソブチレン−イソプレン共重合ゴムを含むことが好ましく、イソブチレン−イソプレン共重合ゴムを単独で含むことがより好ましい。

ブチル系ゴムを他のゴム成分と組み合わせて用いても良いが、前記のように、ブチル系ゴムの含有割合がゴム成分全体に対し３０〜８０質量％として、防振・防音性を維持しつつ高い加工性と耐摩耗性を確保することができる。
前記配合割合としているのは、ゴム成分中においてブチル系ゴムを３０質量％未満しか含んでいないと、ブチル系ゴムが持つ高い防振・防音性能を発揮できないからである。一方、ブチル系ゴムをゴム成分全体の８０質量％より多く含むと高い加工性を発揮できない。これは、ブチル系ゴムはムーニー粘度が高いため動的架橋を行う際に困難が生じたり、粘着性が強いため得られる熱可塑性エラストマー組成物に粘着性が生じ、加工が容易ではなくなることによる。

ブチル系ゴムと組み合わせる「他のゴム成分」は特に限定されないが、例えば、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴムなどのニトリル系ゴム、水素化ニトリル系ゴム、ノルボルネンゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、アクリルゴム、エチレン・アクリレートゴム、フッ素ゴム、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、多硫化ゴム、フォスファンゼンゴムまたは１，２−ポリブタジエン等が挙げられる。
なかでも「他のゴム成分」としては、ブチルゴムと相溶性の良いゴム、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、１，２−ポリブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム等が良い。
前記他のゴム成分は１種類を単独で使用しても良いし、２種類以上を組み合わせて用いてよい。
さらに、「他のゴム成分」としては加工性のよいゴム成分が好ましく、特にエチレン−プロピレン−ジエンゴム（以下、ＥＰＤＭゴムという）が良好な加工性を有するうえにブチル系ゴムとの相溶性に優れていることから好適に用いられる。

ＥＰＤＭゴムにはゴム成分のみからなる非油展タイプのＥＰＤＭゴムとゴム成分とともに伸展油を含む油展タイプのＥＰＤＭゴムとが存在するが、本発明ではいずれのタイプのものも使用可能である。ＥＰＤＭゴムにおけるジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエンまたはシクロオクタジエンなどが挙げられる。

本発明で用いる前記オレフィン系熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンエチルアクリレート樹脂、エチレンビニルアセテート樹脂、エチレン−メタクリル酸樹脂、アイオノマー樹脂または塩素化ポリエチレン等が挙げられ、そのうちポリプロピレンまたはポリエチレンを用いることが好ましい。なかでもポリプロピレンを用いることがより好ましい。ポリプロピレンはポリエチレンに比べて流動性が良く、かつブチル系ゴムとの相溶性も良いからである。

オレフィン系熱可塑性樹脂の含有量は、前記のように、ゴム成分１００質量部に対して１５質量部以上５０質量部以下とし、防振・防音性を維持しつつ高い加工性を確保している。前記配合割合としているのは、オレフィン系熱可塑性樹脂をゴム成分１００質量部に対して５０質量部より多く含むとブチル系ゴムが持つ高い防振・防音性能を発揮できないことによる。一方、オレフィン系熱可塑性樹脂を１５質量部未満しか含んでいないと、好ましい流動性が確保できず動的架橋を行う際に困難が生じたり、本発明の組成物の加工性に問題が生じることによる。

さらに、オレフィン系熱可塑性樹脂の含有量が全組成物中１５質量％以下であることが好ましく、１０〜１５質量％であることがより好ましい。
オレフィン系熱可塑性樹脂の含有量が全組成物中１５質量％を超えると硬度が上昇するため、柔軟性が要求される画像形成装置用部材には応用しにくくなる。一方で、オレフィン系熱可塑性樹脂の含有量が少ないと、動的架橋に困難をきたし加工性が悪くなる場合があることから、オレフィン系熱可塑性樹脂の含有量は全組成物中１０質量％以上であることが好ましい。

本発明で用いる前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系モノマーを主体とする重合体ブロック（Ａ）と共役ジエン化合物を主体とするブロック（Ｂ）のブロック共重合体の共役ジエン重合単位を水素添加したものを例示することができる。前記スチレン系モノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンまたはｔ−ブチルスチレンなどが挙げられる。これらモノマーは１種類のみを使用しても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。スチレン系モノマーとしては、なかでもスチレンが好ましい。また前記共役ジエン化合物としては、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、２，３−ジメチルブタジエンなどが挙げられる。これらは１種類のみを使用しても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。

前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとして、具体的には、スチレン−エチレン−スチレン共重合体（ＳＥＳ）、スチレン−エチレン／プロピレン−スチレン共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン−エチレン−エチレン／プロピレン−スチレン共重合体（ＳＥＥＰＳ）またはスチレン−エチレン／ブチレン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）等が挙げられる。
なかでも、スチレン−エチレン−エチレン／プロピレン−スチレン共重合体（ＳＥＥＰＳ）を用いることが特に好ましい。

前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを配合する理由は、低硬度で、オイル等の可塑剤と親和性が良いからである。このように低硬度の成分を含むことによって、本発明の熱可塑性エラストマー組成物からなるローラー等の部材を好ましい硬さに調整することができる。さらに、より柔軟性が要求される場合においてオイル等の可塑剤を加えて硬さを調整することは良く行われることであるが、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーはオイル等の可塑剤と親和性が良いために可塑剤を加えた場合の加工が容易であり、かつ成形物からの可塑剤のブリードを防ぐことができる。
また、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーは水素添加により二重結合が飽和されているため、ゴム成分の動的架橋を阻害ないことも水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを用いる理由である。

水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの含有割合を、前記のように、ゴム成分１００質量部に対して１０質量部以上１００質量部以下として、防振・防音性を維持しつつ高い加工性と耐摩耗性を確保している。
前記配合割合としているのは、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーをゴム成分１００質量部に対して１００質量部より多く含むとブチル系ゴムが持つ高い防振・防音性能を発揮できず、かつ、プリンター等の画像形成装置に用いられるローラー等の部材に要求される耐摩耗性を維持できないことによる。一方、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを１０質量部未満しか含んでいないと、本発明の熱可塑性エラストマー組成物は高硬度を示し、プリンター等の画像形成装置に用いられるローラー等の部材に応用する際に好ましくない。

水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとオレフィン系熱可塑性樹脂との混合割合は使用するエラストマーおよび樹脂に応じて適切な混合割合を決定できるが、オレフィン系熱可塑性樹脂１００質量部に対して水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーが３０質量部以上３００質量部以下とすることが好ましい。これは、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの混合量が３０質量部未満であると本発明の熱可塑性エラストマー組成物からなる成形物の硬度が高くなりやすいことによる。一方、熱可塑性エラストマーの混合量が３００質量部より多いと相対的に熱可塑性樹脂の割合が低くなり、熱可塑性樹脂を混合した効果、例えば加工性の向上等が見られないからである。

本発明の熱可塑性エラストマー組成物においては、ブチル系ゴムを含むゴム成分が動的架橋されてオレフィン系熱可塑性樹脂と水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの混合物中に分散されている。ゴム成分の動的架橋はせん断力を加えつつ架橋を行えばよく、例えば二軸スクリュー押出機を用いて行うことができる。
このようにせん断力を加えながら架橋を行うと組成物中のゴム粒子径を数μｍ〜数十μｍにすることができ、微分散させることができる。

前記ゴム成分を動的架橋する架橋剤としては、組成物中のゴム成分を架橋できれば特に限定されず、公知の架橋剤を用いることができる。例えば、硫黄、樹脂架橋剤、金属酸化物または有機過酸化物などが挙げられる。このうち、樹脂架橋剤は、硫黄と加硫促進剤とを用いた架橋物によく見られるブルームの問題が起こりにくいため好ましい。

前記樹脂架橋剤は加熱等によってゴム成分に架橋反応を起こさせる合成樹脂であり、本発明においては特に限定されず、公知の樹脂架橋剤を用いることができる。
樹脂架橋剤としては、例えばフェノール樹脂、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂、トリアジン・ホルムアルデヒド縮合物、ヘキサメトキシメチル・メラミン樹脂等が挙げられる。なかでもフェノール樹脂を用いると、給紙機構を構成する部材として用いたときに給紙性能を高めることができるため好ましい。
フェノール樹脂の具体例としては、フェノール、アルキルフェノール、クレゾール、キシレノールもしくはレゾルシン等のフェノール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドもしくはフルフラール等のアルデヒド類との反応により合成される各種フェノール樹脂が挙げられる。フェノール樹脂のアルデヒドユニットに少なくとも一個のハロゲン原子が結合したハロゲン化フェノール樹脂を用いることもできる。
特に、ベンゼンのオルト位またはパラ位にアルキル基が結合したアルキルフェノールと、ホルムアルデヒドとの反応によって得られるアルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂が、ゴム成分との相溶性に優れるとともに反応性に富んでいて架橋反応開始時間を比較的早くできるので好ましい。アルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂のアルキル基は、通常、炭素数が１から１０のアルキル基であり、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基またはブチル基等が挙げられる。また、このアルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂のハロゲン化物も好適に用いられる。
また、硫化−ｐ−第三ブチルフェノールとアルデヒド類とを付加縮合させた変性アルキルフェノール樹脂や、アルキルフェノール・スルフィド樹脂も樹脂架橋剤として使用可能である。

前記樹脂架橋剤の配合量は、前記ゴム成分１００質量部に対して１〜５０質量部であることが好ましい。これは、樹脂架橋剤の配合量が１質量部未満では架橋が不十分となるため耐摩耗性等が劣ることとなる一方、樹脂架橋剤の配合量が５０質量部を越えると本発明の熱可塑性エラストマーからなる成形物の硬度が高くなりすぎる場合があるからである。前記配合量は８〜１５質量部であることがより好ましい。

動的架橋反応を適切に行うために架橋活性剤を用いてもよい。架橋活性剤としては金属酸化物が使用され、特に酸化亜鉛、炭酸亜鉛が好ましい。
架橋活性剤の配合量はゴム成分の物性が十分発揮される量であればよいが、例えば前記ゴム成分１００質量部に対して０．５〜１０質量部であることが好ましく、さらには１〜１０質量部であることがより好ましい。

前記有機過酸化物としては、ゴム成分を架橋できる化合物であれば特に限定されないが、例えばベンゾイルパーオキサイド、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、１，４−ビス［（ｔｅｒｔ−ブチル）パーオキシイソプロピル］ベンゼン、ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ベンゾエート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルクミルパーオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジｔｅｒｔ−ブチルパーオキシドまたは２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３−ヘキセン等が挙げられる。これらは１種類を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

前記有機過酸化物の配合量はゴム成分１００質量部に対し０．２〜３．０質量部であることが好ましい。これは、有機過酸化物の配合量が０．２質量部未満ではゴム成分の架橋が不十分となるため耐摩耗性等が劣ることとなる一方、有機過酸化物の配合量が３．０質量部を超えると分子切断による物性低下が起ってしまううえに分散不良などが発生して加工も困難となることによる。
有機過酸化物の配合量に関し、下限はゴム成分１００質量部に対し０．５質量部以上であることがより好ましく、１．０質量部以上であることが特に好ましい。また、上限はゴム成分１００質量部に対し２．５質量部以下が好ましく、２．０質量部以下が特に好ましい。

前記有機過酸化物とともに共架橋剤を配合してもよい。共架橋剤とはそれ自身も架橋するとともにゴム分子とも反応して架橋し全体を高分子化する働きをするものである。この共架橋剤を用いて共架橋することにより架橋分子の分子量が増大し、耐摩耗性等を向上させることができる。
前記共架橋剤としては、例えば多官能性モノマー、メタクリル酸あるいはアクリル酸の金属塩、メタクリル酸エステル、芳香族ビニル化合物、複素環ビニル化合物、アリル化合物、１，２−ポリブタジエンの官能基を利用した多官能ポリマー類、ジオキシム類等が挙げられる。
有機過酸化物とともに共架橋剤を配合する場合、当該共架橋剤の配合量は共架橋剤の種類または用いる他の成分との関係で適宜選択することができるが、ゴム成分１００質量部に対して好ましくは５質量部以上２０質量部以下、より好ましくは１０質量部以上１５質量部以下とする。

本発明の熱可塑性エラストマー組成物においては、本発明の目的に反しない限り他の成分を配合してもよい。
他の成分としては、例えば、適度な柔軟性と弾性を与えるために、必要に応じて軟化剤を配合することができる。
軟化剤としてはオイルや可塑剤が挙げられる。オイルとしては、例えばパラフィン系、ナフテン系、芳香族系等の鉱物油や炭化水素系オリゴマーからなるそれ自体公知の合成油、またはプロセスオイルを用いることができる。合成油としては、例えばα−オレフィンとのオリゴマー、ブテンのオリゴマー、エチレンとα−オレフィンとの非晶質オリゴマーが好ましい。可塑剤としては、フタレート系、アジペート系、セパケート系、ホスフェート系、ポリエーテル系、ポリエステル系等の可塑剤が挙げられ、より具体的には例えばジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルセパケート（ＤＯＳ）、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）等が挙げられる。
軟化剤の配合量はゴム成分１００質量部に対して６００質量部以下であることが好ましく、４００質量部以下であることがより好ましい。軟化剤を前記範囲より多く配合すると、組成物の表面から軟化剤がブリードしたり、あるいは軟化剤が架橋阻害を起こしてゴム成分が十分に架橋されず物性が低下してしまうことがあるからである。軟化剤の配合量の下限は特に限定されず、軟化剤を添加した効果、すなわち動的架橋時におけるゴム成分の分散性をより良化する効果が得られればよいが、通常は１５質量部以上である。
軟化剤を配合する方法としては、動的架橋前の組成物に加えて混練する方法や、予め組成物中の一部の成分に加えて混練しておいてから全体と混練する方法等が挙げられる。
後者は、例えば、油展ＥＰＤＭゴムを組成物に加える方法や、油展した水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを用いる方法がある。
なお、油展エピクロルヒドリンゴムや油展した水素添加スチレン系熱可塑性エラスマー等を用いた場合は伸展油が軟化剤としての役割も果たす。ゆえに、伸展油の量を軟化剤の配合量に勘案する。

機械的強度を改善するために、必要に応じて充填剤等を配合することができる。
充填剤としては、例えばシリカ、カーボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウム、酸化チタン、二塩基性亜リン酸塩（ＤＬＰ）、塩基性炭酸マグネシウム、アルミナ等の粉体を挙げることができる。
充填剤はゴム成分１００質量部に対して３０質量部以下で配合するのが好ましい。充填剤の比率が前記範囲を超えると、柔軟性が低下してしまうことがあるからである。

また、受酸剤を配合することもできる。ゴム成分としてハロゲン化イソブチレン−イソプレン共重合ゴムなどのハロゲンを含むゴムを用いた場合、受酸剤を配合することにより動的架橋時に発生するハロゲン系ガスの残留を防止することができる。
受酸剤としては酸受容体として作用する種々の物質を用いることができるが、マグネシウムまたはカルシウムの炭酸塩などが好適な例として挙げられる。また、ハイドロタルサイト類または酸化マグネシウムを用いることもできる。
受酸剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対し０．１質量部以上１０質量部以下であることが好ましく、０．５質量部以上５質量部以下であることがより好ましい。

そのほか、本発明の熱可塑性エラストマー組成物においては、滑剤、老化防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、帯電防止剤、難燃剤、中和剤、造核剤または気泡防止剤等の添加剤を適宜配合してもよい。
滑剤としては、例えば高級脂肪酸アミドまたは不飽和脂肪酸アミド等が挙げられる。
老化防止剤としては、例えば２−メルカプトベンゾイミダゾールなどのイミダゾール類；フェニル−α−ナフチルアミン，Ｎ，Ｎ’−ジ−６−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンもしくはＮ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミンなどのアミン類；または２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）もしくは２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルハイドロキノンなどのフェノール類等が挙げられる。

本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、例えば、以下のような方法で製造することができる。
まず、少なくともブチル系ゴムを含むゴム成分、オレフィン系熱可塑性樹脂、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーおよび架橋剤、所望によりその他の添加剤を投入してヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の混練機で混練、もしくはタンブラーを用いて混合する。全ての成分を一度に混練・混合しても良いし、一部の成分を予め混練・混合したのち残りの成分を加えて混練・混合してもよい。
この混練物あるいは混合物を一軸もしくは２軸押出機またはニーダー等に投入し、せん断力を加えつつ１５０〜２５０℃に加熱しながら架橋剤によりゴム成分を動的架橋し、オレフィン系熱可塑性樹脂および水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの混合物中にゴム成分を分散させる。

前記動的架橋は、塩素、臭素、フッ素またはヨウ素等のハロゲンの存在下に行ってもよい。動的架橋時にハロゲンを存在させるには、上述したハロゲン化されたゴム成分を用いるか、ハロゲン供与性物質を配合すればよい。前記ハロゲン供与性物質としては、塩化第二スズ等の塩化スズ、塩化第二鉄、塩化第二銅等が挙げられる。また、例えば塩素化ポリエチレンなどのハロゲン化樹脂を用いてもよい。ハロゲン供与性物質は１種類の物質を単独で用いてもよく、２種以上の物質を併用してもよい。
前記のようにして得られた熱可塑性エラストマー組成物は、後工程のためにペレット状とするのが良い。これにより良好な成形性を得ることができる。

本発明の熱可塑性エラストマー組成物は種々の用途に使用することができる。なかでも、その特性を生かして防振・防音部材として用いられ、特に、通紙時に発生する振動・騒音を除去することが求められるプリンター機器用部材として好適に用いられるものである。
より具体的には、インクジェットプリンターもしくはレーザープリンターなどのプリンター、静電式複写機、ファクシミリ装置や自動預金支払機（ＡＴＭ）等の画像形成装置において紙（紙様薄状体も含む）の搬送に寄与する部材として用いることが好ましい。より具体的には、紙の重送を防止するための分離シートや分離パッド、紙送りローラーに応用することができる。なかでも、給紙機構を構成する給紙ローラー、搬送ローラーまたは排紙ローラー等の紙送りローラーに応用することが特に好ましい。

本発明は、ゴム成分としてブチル系ゴムと他のゴム成分を組み合わせ、ブチル系ゴムの含有割合をゴム成分全体に対して３０〜８０質量％とし、さらに前記ゴム成分を動的架橋して分散させるマトリックスとしてオレフィン系熱可塑性樹脂と水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの混合物を特定の配合割合で用いることにより柔軟性と耐摩耗性と加工性をあわせもつ熱可塑性エラストマー組成物を提供することができる。

以下、本発明の熱可塑性エラストマー組成物の実施形態について説明する。
熱可塑性エラストマー組成物は、ブチル系ゴムを３０質量％以上８０質量％以下の割合で含有したゴム成分と、該ゴム成分１００質量部に対して、５質量部以上５０質量部以下のオレフィン系熱可塑性樹脂と、ゴム成分１００質量部に対して、１０質量部以上１００質量部以下の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを含み、前記オレフィン系熱可塑性樹脂と水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとの混合物からなるマトリクス成分中に前記ゴム成分が動的架橋により微分散されている。

前記ゴム成分としてブチル系ゴムとＥＰＤＭゴムを含む。ブチル系ゴムとしてはイソブチレン−イソプレン共重合ゴムを用いることが好ましい。ブチル系ゴムとＥＰＤＭゴムの比率は、ブチル系ゴムがゴム成分全体に対して３０〜８０質量％、好ましくは５０〜７０質量％となるように、一方、ＥＰＤＭゴムがゴム成分全体に対して２０〜７０質量％、好ましくは３０〜５０質量％となるようにする。

前記オレフィン系熱可塑性樹脂としてはポリプロピレンを用いることが好ましい。オレフィン系熱可塑性樹脂は前記ゴム成分１００質量部に対して１５〜５０質量部配合配合されていることが好ましく、２０〜４０質量部配合配合されていることがより好ましい。さらに、オレフィン系熱可塑性樹脂の含有量が全組成物中の１０〜１５質量％であることが好ましい。
前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとしてはスチレン−エチレン−エチレン／プロピレン−スチレン共重合体を用いることが好ましい。水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーは前記ゴム成分１００質量部に対して１０〜１００質量部配合されていることが好ましく、１０〜８０質量部配合されていることがより好ましく、１５〜６０質量部配合されていることがさらに好ましい。
オレフィン系熱可塑性樹脂と水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの混合割合は、オレフィン系熱可塑性樹脂１００質量部に対して水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーが５０〜２００質量部であることが好ましい。

ゴム成分を架橋するための架橋剤としては樹脂架橋剤が好ましく、特にフェノール系樹脂架橋剤を用いることが好ましい。該フェノール系樹脂架橋剤は、ゴム成分１００質量部に対して１〜２０質量部、好ましくは８〜１５質量部配合している。
さらにまた、架橋反応を適切に行うために架橋活性剤として酸化亜鉛を含む。酸化亜鉛はゴム成分１００質量部に対して１〜１０質量部配合することが好ましい。

さらに、軟化剤としてパラフィン系プロセスオイルを含む。パラフィン系プロセスオイルはゴム成分１００質量部に対して１５〜２５０質量部、好ましくは１５〜１５０質量部、さらに好ましくは２０〜１００質量部配合している。

本発明の前記熱可塑性エラストマー組成物は、以下の方法で製造しているが、該方法に限定されない。
前記成分を所要の配合比にしてタンブラーに投入し、混合する。混合時間は１５分とする。得られた混合物を２軸押出機に投入して、１５０〜２５０℃、好ましくは１８０〜２００℃で動的架橋を行い、ゴム成分を均一に分散させ、熱可塑性エラストマー組成物のペレットを取得している。

前記ペレットを押出機によりチューブ状に押し出し、それをカットすることにより、図１に示すプリンター機器用のゴムローラからなる防振・防音部材を成形している。
具体的には、ペレットを１９０〜２２０℃の条件下で単軸押出機を用いてチューブ状に押し出し、所要長さにカットした後、中空部に芯金を圧入するか、あるいは両者を接着剤で接合して固定している。
なお、ペレットを射出（インジェクション）成形機により射出してチューブ状に成形し、この成形品の表面を研磨した後、所要寸法にカットしてゴムローラとしてもよい。
また、円筒形状に成形したゴム層の中空部に略Ｄ字形状の芯材を圧入することにより略Ｄ字形状のゴムローラとすることもできる。
また、ゴムローラの表面にはローレット状の溝を設けても良い。

前記のように、ゴムローラ１０は、円柱状の芯金１２と、芯金１２の表面側にゴム層１１を備えている。
ゴム層１１は、前記熱可塑性エラストマー組成物からなる層を備えたものであれば、いかなる構造を有するものであってよい。しかし、本発明の熱可塑性エラストマー組成物からなる層のみを有するゴムローラが、構造が簡単で、製造工程管理およびコスト面からみて好ましい。
該芯金１２としてはアルミニウム、アルミニウム合金、ＳＵＳもしくは鉄等の金属製またはセラミック製等の芯金が挙げられる。

前記ゴムローラの厚さは１〜２０ｍｍであることが好ましく、２〜２０ｍｍであることがより好ましい。厚さが１ｍｍ未満では弾性が不足し、例えば紙送り機構に用いたときに給紙性能が低下しやすく、厚さが２０ｍｍを超えるとゴムローラが大きくなりすぎ、複写機やプリンター等に搭載しにくくなるからである。

前記ゴムローラは、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準拠して測定した硬度が２０以上６０以下であることが好ましい。この範囲の硬度を有するゴムローラは良好な柔軟性を示し、所望の機能を十分に発揮することができるからである。本発明のゴムローラの硬度は３０以上５０以下であることがより好ましく、４０以上５０以下であることが特に好ましい。

また、前記ゴムローラは、ＪＩＳ Ｋ ６３９４に準拠して温度２４℃で測定したtanδ（損失正接）が０．１２以上であることが好ましく、０．１２〜０．１６であることがより好ましい。tanδ（損失正接）が０．１２未満であると、防振・防音性能が十分でなく、製品に応用したときに振動や騒音が顕著になり、好ましくない印象を強く与えることとなるからである。

以下、本発明の実施例および比較例について詳述する。
表１に記載の成分を用いて動的架橋された熱可塑性エラストマー組成物を作製し、さらに得られた熱可塑性エラストマー組成物を用いて円筒状ゴムローラを製造した。

使用した材料は下記の通りである。
・ブチル系ゴム；イソブチレン−イソプレン共重合ゴム（エクソンモービル社製「ブチル２６８（商品名）」）
・他のゴム成分；ＥＰＤＭゴム（住友化学（株）製「エスプレン６７０Ｆ（商品名）」）
（当該ＥＰＤＭゴムは油展ゴムであり、５０質量％のプロセスオイルを含む。したがって、加えたＥＰＤＭゴムの質量のうち５０質量％分を表中「他のゴム成分」の欄に記載し、残りの５０質量％分を「軟化剤」として扱った。すなわち、表中「軟化剤」の欄には、下記パラフィン系プロセスオイルの量とＥＰＤＭゴムの伸展油の量との総和を記載している。）
・オレフィン系熱可塑性樹脂（表中では単に「熱可塑性樹脂」と記載）；ポリプロピレン 樹脂（日本ポリケミカル社製「ＢＣ６（商品名）」）
・水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー（表中では単に「熱可塑性エラストマー」と記載）；スチレン−エチレン−エチレン／プロピレン−スチレン共重合体（（株）クラレ製「セプトン４０７７（商品名）」）
・樹脂架橋剤；ハロゲン化アルキルフェノール樹脂架橋剤（田岡化学工業（株）製「タッ キロール２５０−ＩＩＩ（商品名）」）
・軟化剤；パラフィン系プロセスオイル（出光興産（株）製「ダイアナプロセスオイルＰ Ｗ−３８０（商品名）」）
・酸化亜鉛；酸化亜鉛２種（三井鉱山（株）製）

製造方法は下記の通りとした。
表１に記載の成分を表１に示した割合で配合し、タンブラーにて混合した後、２軸押出機（アイベック製「ＨＴＭ３８」）にて１８０〜２００℃に加熱しながら回転数２００ｒｐｍで混練して動的架橋を行い、熱可塑性エラストマー組成物を作製し、ペレット化した。
得られたペレットをφ５０単軸押出機（(株)笠松加工研究所製）を用いて１９０〜２２０℃、２０ｒｐｍにて押出成形し、カットして芯金にはめ込み、円筒状ゴムローラーを製造した。

実施例および比較例の円筒状ゴムローラーについて後述する方法により各種評価を行った。評価結果は表１に示す。
（動的架橋における加工性）
動的架橋を行った際のペレット形状を以下の２段階で評価した。
○：良好。動的架橋されており、均一なペレットが得られた。
×：不可。流動性が悪く、粉末状の組成物しか得られなかった。
（硬さ）
ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準拠して、雰囲気温度２３℃、相対湿度５５％の恒温恒湿条件下にてタイプＡデュロメーター硬さ試験を行った。
（tanδ）
ＪＩＳ Ｋ ６３９４に準拠してtanδ（損失正接）を測定した。測定は２４℃にて行った。

（加工性試験）
円筒状ゴムローラー形状に押出成形を行う際、成形物の表面の平滑さおよび押出機口金に発生する目ヤニの量を評価した。評価は目視にて行い、以下の３段階評価とした。
○：非常に良好。成形物の表面は平滑であり、押出機口金に目ヤニは発生しなかった。
△：可。成形物の表面に所々平滑でない点が見られたか、あるいは、押出機口金にまれに目ヤニが発生した。
×：不可。成形物の表面にしばしば平滑でない点が見られたか、あるいは、押出機口金にしばしば目ヤニが発生する。

（耐摩耗性試験）
外径３０ｍｍ、幅１０ｍｍに成形した円筒状ゴムローラーを、荷重２．０Ｎを加えて紙（ＳＫ紙「キャノン（株）製」））に接触させながら回転数１００ｒｐｍにて２分間強制回転させた。試験前後の質量変化を測定し、減少した質量％に応じて以下の３段階で評価した。
○：良好。試験前後の質量変化が０．０５％以下であった。
△：可。試験前後の質量変化が０．０５％をこえ、０．１％以下であった。
×：不可。試験前後の質量変化が０．１％をこえた。

実施例および比較例の試験結果より、ブチル系ゴムの含有量が少ない比較例１では防振・防音性の指標であるtanδの値が小さく、好ましくない。一方、ブチル系ゴムの含有量が多い比較例２ではtanδの値は大きいものの加工性が悪く、かつ耐摩耗性も不十分であり好ましくない。
オレフィン系熱可塑性樹脂の含有量が少ない比較例３では動的架橋に困難をきたし、成形物が得られなかった。一方、オレフィン系熱可塑性樹脂の含有量が多い比較例４では硬さが高くなり好ましくない。
水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの含有量が少ない比較例５では加工性および耐摩耗性ともに不十分な結果であった。一方、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー含有量が多い比較例６では耐摩耗性に劣り、好ましくない。

これに対し、実施例１〜３の熱可塑性エラストマーは動的架橋時の流動性に優れ成形が容易である上に加工性も優れていた。さらに、当該組成物から得られた円筒状ゴムローラーは適度な硬さを有し、tanδの値が大きく防振・防音性に優れ、耐摩耗性にも優れていた。

本発明の熱可塑性エラストマー組成物を用いて形成される防振・防音部材の一態様であるゴムローラーの模式図である。

符号の説明

１０ ゴムローラー
１１ ゴム層
１２ 芯金

Claims (5)

1. ブチル系ゴムを３０質量％以上８０質量％以下の割合で含有したゴム成分と、
   前記ゴム成分１００質量部に対して、５質量部以上５０質量部以下のオレフィン系熱可塑性樹脂と、
   前記ゴム成分１００質量部に対して、１０質量部以上１００質量部以下の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを含み、
   前記ゴム成分が動的架橋により微分散されていること特徴とする熱可塑性エラストマー組成物。
2. 全組成物における前記オレフィン系熱可塑性樹脂の含有率が１５質量％以下である請求項１に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
3. 前記ゴム成分としてブチル系ゴムとともにエチレン−プロピレン-ジエンゴムを含んでいる請求項１または請求項２に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の熱可塑性エラストマー組成物を用いている防振・防音部材。
5. プリンター機器用部材である請求項４に記載の防振・防音部材。

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