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 &mgr;m) 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
thermoplastischen 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 Reibungskoeffizienten 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 Dienkatuschuk, 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 &mgr;m,
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 &mgr;m 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 &mgr;m 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 &mgr;m fein verteilt sind, ist wie folgt: Wenn der durchschnittliche
Durchmesser mehr als 1 &mgr;m 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 Kompatibilisierungsmittels.
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 &mgr;m 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 &agr;-Olefin,
Oligomer von Butan und amorphes Oligomer von Ethylen und &agr;-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-&agr;-naphthylamin, N,N'-Di-&bgr;-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 Elastomerzusammensetzung
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 &mgr;m 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 &mgr;m 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 &mgr;m 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 &mgr;m.
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 &mgr; 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
&mgr; = 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.
&Dgr;:
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 &mgr;m 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 &mgr;m 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 &mgr;m nanodispergiert, wies aber einen
durchschnittlichen Partikeldurchmesser von nicht weniger als 1.000 &mgr;m 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 &Dgr; 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 &mgr;m 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 Mechanismus 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.
Anspruch[de]
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 &mgr;m 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.