辊用橡胶硫化物及其制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供具有亲水性的辊用橡胶硫化物及其制造方法。本发明专利技术的辊用橡胶硫化物包含非极性原料橡胶、改性聚烯烃树脂以及纤维素纳米纤维，纤维素纳米纤维相对于非极性原料橡胶和改性聚烯烃树脂的总量100质量份，以0.5质量份以上且20质量份以下的比例配合。以0.5质量份以上且20质量份以下的比例配合。

【技术实现步骤摘要】
辊用橡胶硫化物及其制造方法


[0001]本专利技术涉及辊用橡胶硫化物及其制造方法。

技术介绍

[0002]在表面具有橡胶层的辊中，该橡胶层的橡胶材料在多数情况下为疏水性。然而，根据辊的用途，会期望其表面为亲水性。具有亲水性的橡胶材料可使用聚氨酯橡胶、丁腈橡胶(NBR)等极性高、即表面能大的橡胶。此外，使用将这些橡胶进行酸改性而得到的橡胶、或混合了亲水性的配合剂而得到的橡胶硫化物。
[0003]还已知有对疏水性的橡胶赋予亲水性的技术。这样的技术例如在日本特开2018－53160号公报中公开。该公报中记载了在羧基改性丁腈橡胶中混合包含聚乙二醇的亲水化用增塑剂而赋予了亲水性的橡胶组合物。
[0004]然而，上述公报的橡胶组合物中所含的所述羧基改性丁腈橡胶是极性高的原料橡胶，因此若与水接触则发生膨润。此外，该改性丁腈橡胶在与水接触而使用的期间，亲水化用增塑剂逐渐溶解析出，亲水性降低。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种具有亲水性、且抑制了由与水接触引起的膨润的辊用橡胶硫化物及其制造方法。
[0006]本专利技术的辊用橡胶硫化物包含非极性原料橡胶、改性聚烯烃树脂以及纤维素纳米纤维。纤维素纳米纤维相对于非极性原料橡胶和改性聚烯烃树脂的总量100质量份，以0.5质量份以上且20质量份以下的比例配合。
附图说明
[0007]图1是用偏光显微镜以50倍的倍率观察实施例1的纤维素纳米纤维的分散状态的照片。
[0008]图2是用偏光显微镜以50倍的倍率观察比较例3的纤维素纳米纤维的分散状态的照片。
具体实施方式
[0009]以下，对本专利技术的实施方式的橡胶硫化物及其制造方法进行说明。
[0010]实施方式的橡胶硫化物包含非极性原料橡胶、改性聚烯烃树脂、纤维素纳米纤维。纤维素纳米纤维相对于非极性原料橡胶和改性聚烯烃树脂的总量100质量份，以0.5质量份以上且20质量份以下的比例配合。
[0011]非极性原料橡胶例如可以选自天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、乙丙橡胶(EPDM)中的一种或两种以上的混合物的橡胶。其中，乙丙橡胶能够进一步提高橡胶硫化物的耐久性，因此优选。
[0012]改性聚烯烃树脂的分子骨架中导入有极性基团。所述极性基团例如可列举出羧基、酸酐基、羟基或环氧基等。其中，从容易获得的方面考虑，优选导入有羧基、酸酐基的聚烯烃树脂。极性基团可以导入多种。这样的极性基团具有如下效果：提高与纤维素纳米纤维的亲和性、抑制纤维素纳米纤维彼此的凝聚而提高纤维素纳米纤维的分散性。
[0013]聚烯烃树脂可列举出：聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯－丙烯共聚物、乙烯－丁烯共聚物等。改性聚烯烃树脂是将这些聚烯烃树脂用马来酸酐、马来酸、衣康酸酐、衣康酸等不饱和羧酸改性而得到的。其中，经改性的聚乙烯、乙烯－丙烯共聚物、以及乙烯－丁烯共聚物的熔点较低，在与非极性原料橡胶的混炼工序中的加工性提高，因此优选。
[0014]改性聚烯烃树脂可以混合两种以上改性聚烯烃树脂。
[0015]通常，非极性原料橡胶和改性高分子聚合物的相容性低。但是，专利技术人等发现：通过使用所述改性聚烯烃从而具有与非极性原料橡胶相容的特征。包含这样的混合物的橡胶硫化物能够通过该非极性原料橡胶的优异的耐水性而除了体现亲水性以外，还体现高耐久性。
[0016]改性聚烯烃树脂的配合比例相对于非极性原料橡胶和改性聚烯烃树脂的总量100质量份，优选为1质量份以上且40质量份以下。改性聚烯烃树脂的配合比例更优选为5质量份以上且30质量份以下，进一步优选为5质量份以上且20质量份以下。若使改性聚烯烃树脂小于1质量份，则有后述的纤维素纳米纤维容易凝聚的顾虑。若改性聚烯烃树脂超过40质量份，则有会损害橡胶硫化物的弹性力的顾虑。此外，由于母炼胶化的制造成本高，因此在经济上也优选尽量减少改性聚烯烃树脂，优选改性聚烯烃树脂设为40质量份以下(非极性原料橡胶为60质量份以上)。
[0017]纤维素纳米纤维由于其轻量性、弹性模量高以及低环境负荷，近年来作为橡胶的加强材料受到关注。但是，专利技术人等着眼于纤维素纳米纤维具有亲水性，发现了通过配合于橡胶硫化物中，能够对该橡胶硫化物赋予亲水性。纤维素纳米纤维优选直径1nm以上且1000nm以下、长度为直径的10倍以上且1000倍以下，进一步优选为直径1nm以上且1000nm以下且长度为直径的50倍以上且1000倍以下。
[0018]纤维素纳米纤维相对于橡胶硫化物中的非极性原料橡胶和改性聚烯烃树脂的总量100质量份，以0.5质量份以上且20质量份以下的范围配合。纤维素纳米纤维优选为1质量份以上且10质量份以下，更优选为2质量份以上且10质量份以下。若使纤维素纳米纤维的配合量小于0.5质量份，则无法对橡胶硫化物充分赋予亲水性，难以得到目标特性的橡胶硫化物。若纤维素纳米纤维的配合量超过20质量份，则有纤维素纳米纤维会彼此容易凝聚而在橡胶硫化物中产生凝聚体的顾虑。若在橡胶硫化物中产生纤维素纳米纤维的凝聚体，则该凝聚体的部分局部地膨润，损害橡胶硫化物的尺寸稳定性、平滑性。此外，纤维素纳米纤维的材料价格与一般的橡胶的配合成分相比价格高，因此添加量的过度增加在经济方面不优选。
[0019]需要说明的是，橡胶硫化物可以根据需要包含抗老化剂、加工促进助剂、填充剂或增塑剂等一般的橡胶的配合成分。
[0020](接触角)
[0021]就实施方式的橡胶硫化物而言，优选含水状态下的与纯水的接触角为100度以下。即，适用于辊的实施方式的橡胶硫化物在平常与水接触的同时使用。因此，橡胶硫化物在使
用时成为含浸有水的状态。因此，实施方式的橡胶硫化物的接触角的测定中，预先将测定试样浸渍于纯水中而制成含水状态，在该含水状态下测定与纯水的接触角。
[0022]通过使含水状态下的与纯水的接触角为100度以下，在将实施方式的橡胶硫化物用作橡胶辊的情况下，水或水性涂料在橡胶辊的表面均匀地湿润扩展，能够形成均匀的薄膜。另一方面，若接触角超过100度，则水或水性涂料有在橡胶辊的表面不均匀地扩展的顾虑。
[0023](橡胶硫化物的质量变化率)
[0024]就实施方式的橡胶硫化物而言，由在纯水中的浸渍试验(依据JIS K6258)得到的质量变化率优选为20％以下，更优选为10％以下，进一步优选为5％以下。若质量变化率超过20％，则由吸水引起的膨润变大，在将实施方式的橡胶硫化物用作橡胶辊的情况下，有损害外径精度的隐患。
[0025]除了纤维素纳米纤维以外的橡胶硫化物由在纯水中的浸渍试验得到的质量变化率优选为3％以下，更优选为1％以下，进一步优选为0.5％以下。若质量变化率超过3％，则橡胶硫化物的耐水性降低，将橡胶硫化物长期用作橡胶辊时，有劣化变快的顾虑。
[0026](橡胶硫化物的硬度变化)
[0027]实施方式的橡胶硫化物优选在纯水中的浸渍试验(依据JIS K6258)的前后的硬度变化为－3以上且+3以下。若硬度变化小于－3或超过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辊用橡胶硫化物，其包含非极性原料橡胶、改性聚烯烃树脂以及纤维素纳米纤维，所述纤维素纳米纤维相对于所述非极性原料橡胶和所述改性聚烯烃树脂的总量100质量份，以0.5质量份以上且20质量份以下的比例配合。2.根据权利要求1所述的辊用橡胶硫化物，其中，所述非极性原料橡胶为乙丙橡胶。3.根据权利要求1或2所述的辊用橡胶硫化物，其中，所述辊用橡胶硫化物在含水状态下的与纯水的接触角为100度以下。4.根据权利要求1或2所述的辊用橡胶硫化物，其中，所述辊用橡胶硫化物在纯水中的浸渍试验中的质量变化率为20％以下，除了所述纤维素纳米纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：高柳佳晃，石仓定行，野口彻，
申请(专利权)人：国立大学法人信州大学，
类型：发明
国别省市：