KR101839650B1 - 고무 조성물 및 상기 고무 조성물을 이용한 롤 성형품 - Google Patents

Abstract

본 발명의 고무 조성물은, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무에 가황제, 카본 블랙, 노화 방지제가 배합되어 이루어지며, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무의 무니 점도가 80 이상이고, 카본 블랙의 산술 평균 입자 직경이 25 ㎚ 이하이며, 노화 방지제가 벤즈이미다졸계 화합물이다.

Description

고무 조성물 및 상기 고무 조성물을 이용한 롤 성형품{RUBBER COMPOSITION AND ROLL-SHAPED MOLDING USING SAID RUBBER COMPOSITION}

본 발명은, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무를 주성분으로 하는 고무 조성물, 및 상기 고무 조성물을 이용한 롤 성형품에 관한 것이다.

편광 필름으로서는, 종래부터, 폴리비닐알코올계 필름에 이색성 색소를 흡착 배향시킨 것이 이용되고 있다. 즉, 요오드를 이색성 색소로 하는 요오드계 편광 필름이나, 이색성 염료를 이색성 색소로 하는 염료계 편광 필름 등이 알려져 있다. 이들 편광 필름은, 통상, 그 일면 또는 양면에 폴리비닐알코올계 수지의 수용액으로 이루어지는 접착제를 통해 트리아세틸셀룰로오스 등의 보호 필름을 접합하여, 편광판으로 된다.

편광 필름의 제조 방법으로서, 닙롤(nip roll), 가이드롤을 사용하여, 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지시켜 팽윤시킨 후, 이색성 색소로 염색하고, 이것을 연신하며, 이어서 요오드를 필름에 정착시키기 위해서 폴리비닐알코올계 필름을 붕산 처리하고, 수세(水洗)한 후, 건조시키는 방법이 알려져 있다. 이때, 처리욕(處理浴) 전후의 닙롤에 주속(周速)차를 부여하여 필름의 연신을 행하고, 가이드롤에 의해 필름의 반송 방향을 변경하여, 처리액에의 필름의 도입, 취출을 행하고 있다[예컨대, 일본 특허 공개 평성 제10-170721호 공보(특허문헌 1) 참조].

상기와 같은 폴리비닐알코올계 필름의 습식 연신에 있어서는, 필름이 절단되기 쉽다고 하는 문제가 있었다. 필름 절단의 원인의 하나로서, 사용하는 닙롤의 열화를 들 수 있다. 닙롤의 고무 조성물로 이루어지는 표면층은, 필름에 부착된 요오드, 붕산, 요오드화칼륨 등의 영향을 받으면 열화하기 쉬워진다(특히 롤 표면이 딱딱해진다).

일본 특허 공개 제2011-110819호 공보(특허문헌 2)에는, 내구성이 우수한 편광 필름 제조용의 닙롤이 개시되어 있다. 이러한 닙롤은, 적어도 표면이 카본 블랙을 함유하고 또한 과산화물로 가황한 EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 고무)을 주성분으로 하는 고무층으로 이루어진다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 평성 제10-170721호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2011-110819호 공보

닙롤의 고무 조성물로 이루어지는 표면층은, 장기간에 걸쳐 사용을 계속하면 마모된다. 본 발명은, 편광 필름의 제조 공정에서 사용하는 약품에 대한 내약액성(耐藥液性)이 우수하고, 또한 내마모성이 우수하며, 수명이 긴 롤 성형품을 형성할 수 있는 EPDM을 주성분으로 하는 고무 조성물, 및 그것을 이용한 롤 성형품, 또한 상기 롤 성형품을 사용한 편광 필름의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무에 가황제, 카본 블랙, 노화 방지제가 배합되어 이루어지는 고무 조성물로서, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무의 무니 점도가 80 이상이고, 카본 블랙의 산술 평균 입자 직경이 25 ㎚ 이하이며, 노화 방지제가 벤즈이미다졸계 화합물인 고무 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무에 가황제, 카본 블랙, 노화 방지제가 배합되어 이루어지는 고무 조성물로서, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무의 무니 점도가 80 이상이고, 카본 블랙의 평균 입자 직경이 25 ㎚ 이하이며, 노화 방지제가 반응성 노화 방지제인 고무 조성물을 제공한다.

상기 본 발명의 고무 조성물에 있어서, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무 100 중량부에 대하여, 가황제를 1 중량부~10 중량부, 카본 블랙을 30 중량부~90 중량부, 노화 방지제를 0.5 중량부~3.0 중량부 포함하는 조성이 바람직하다.

또한, 본 발명은, 상기 고무 조성물로 형성된 고무층을 표면에 갖는 편광 필름의 제조 공정에서 이용되는 롤 성형품이다.

또한, 본 발명은, 폴리비닐알코올계 필름에, 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리 및 세정 처리를 이 순서로 행하여, 편광 필름을 제조하는 제조 방법으로서, 이들 처리 중 적어도 어느 하나의 처리와 병행하여, 또는 이들 처리와는 별도로, 2개의 닙롤의 주속차를 이용해서 일축 연신 처리를 행하며, 닙롤을 구성하는 롤 성형품 중 적어도 하나는, 상기 본 발명의 롤 성형품이다.

본 발명의 고무 조성물은, 편광 필름의 제조 공정에서 사용하는 약품에 대한 내약액성이 우수하고, 또한 내마모성이 우수한 것이며, 편광 필름의 제조에 이용되는 롤 성형품의 표면층에 유용하다.

도 1은 팽윤 처리, 염색 처리 또는 붕산 처리와 병행하여 일축 연신 처리가 행해지는 경우의 일축 연신 처리 방법의 일 실시형태를 도시한 설명도이다.

[고무 조성물]

본 발명은, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무에 가황제, 카본 블랙, 노화 방지제가 배합되어 이루어지는 고무 조성물이다. 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무(EPDM)는, 잘 알려져 있는 바와 같이, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체인 에틸렌-프로필렌 고무(EPM)에, 소량의 제3 성분(디엔 성분)을 도입하여, 주쇄(主鎖) 중에 이중 결합을 갖게 한 것이다. 제3 성분으로서는, 예컨대 에틸리덴노보넨(ENB), 1,4-헥사디엔(1,4-HD), 디시클로펜타디엔(DCP) 등을 들 수 있다. EPDM은, 무니 점도가 80 이상인 것을 이용한다. EPDM의 무니 점도가 80 이상임으로써, 내마모성이 향상된다. EPDM의 요오드가는 5~24인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서의 고무 조성물은, EPDM을 주성분으로 하고, 이것에 다른 고무 성분을 포함하는 것이어도 좋다. 이러한 다른 고무 성분으로서는, 예컨대 EPM, 부틸 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 클로로프렌 고무 등을 들 수 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 이 경우, 본 발명에 있어서의 고무 조성물은, EPDM을 70 중량%~100 중량%의 비율로 함유하고 있는 것이 좋고, EPDM의 배합량이 70 중량% 미만이면, 내마모성이나 내약액성이 저하될 우려가 있다.

본 발명의 고무 조성물은, EPDM을 가황(가교)시키기 위한 가황제를 포함한다. 가황제로서는, 예컨대 벤조일퍼옥사이드, 디쿠밀퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 1,1'-디-t-부틸퍼옥시-3,3,5-트리메틸렌시클로헥산, 1,3-디-(t-부틸퍼옥시)-디이소프로필벤젠 등의 과산화물이 바람직하다. 가황제의 첨가량은, EPDM 100 중량부에 대하여, 1 중량부~10 중량부인 것이 바람직하고, 5 중량부~10 중량부인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 고무 조성물은, 산술 평균 입자 직경이 25 ㎚ 이하인 카본 블랙을 보강제로서 포함한다. 카본 블랙의 산술 평균 입자 직경이 25 ㎚를 초과하면, 내마모성이 저하된다. 본 발명에서 이용되는 카본 블랙으로서는, 도카이 카본 가부시키가이샤 제조의 시스트 3이 예시된다. 카본 블랙의 첨가량은, EPDM 100 중량부에 대하여, 30 중량부~90 중량부인 것이 바람직하고, 40 중량부~70 중량부인 것이 더욱 바람직하다. 카본 블랙의 첨가량이 30 중량부 미만인 경우에는, 내마모성이 오르지 않고, 또한 성형성도 뒤떨어지며, 카본 블랙의 첨가량이 90 중량부를 초과하면 성형하기 어려워지기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명의 고무 조성물은, 노화 방지제를 포함한다. 본 발명에 있어서는, 노화 방지제로서, 벤즈이미다졸계 화합물 및/또는 반응성 노화 방지제를 이용한다. 벤즈이미다졸계 화합물로서는, 2-메르캅토메틸벤즈이미다졸, 2-메르캅토벤즈이미다졸이 예시된다. 또한, 반응성 노화 방지제는, N-페닐-N'-(3-메타크릴로일옥시-2-히드록시프로필)-p-페닐렌디아민, N-(4-아닐리노페닐)메타크릴아미드가 예시된다. 노화 방지제의 첨가량은, EPDM 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부~3.0 중량부인 것이 바람직하고, 0.8 중량부~2.0 중량부인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명의 고무 조성물에 있어서는, 상기한 가황제, 카본 블랙, 노화 방지제 이외에, 여러 가지 첨가제를 배합할 수 있다. 이러한 첨가제로서는, 예컨대, 카본 블랙 이외의 보강제, 충전제, 파라핀계, 나프텐계, 방향족계 등의 프로세스 오일, 또한 스테아르산, 아연화 등의 가황 촉진제 등을 들 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다. 한편, 보강제, 충전제로서는, 실리카, 클레이 등의 내산성을 갖는 첨가제가 예시된다.

본 발명의 고무 조성물은, 예컨대 롤 성형품 등 여러 가지 성형품의 제조에 이용할 수 있다. 본 발명의 고무 조성물은, 편광 필름의 제조에 이용되는 약품에 대한 내약액성, 내마모성이 우수하기 때문에, 본 발명의 고무 조성물을 이용하여 표면층을 형성한 롤 성형품은, 편광 필름의 제조에 이용되는 롤로서 적합하다.

[롤 성형품]

본 발명의 롤 성형품의 제조 방법의 일례를 설명한다. 전술한 본 발명의 고무 조성물을 혼합하여 충분히 혼련한 후, 소정의 압출 성형 등에 의해 롤의 심금(芯金)의 외주면 상에 고무층을 피복하고, 이어서 가압하에서 가황하며, 연마함으로써 롤 성형품이 얻어진다. 가황 온도는, 사용하는 가황제의 분해 온도 이상이다. 심금과 고무층 사이에는 접착층을 개재시켜도 좋다. 이 접착층의 경도는, 특별히 한정되지 않으나, 표면 고무층의 고무 경도 이상인 것이, 롤 사용시의 내압성이나 약품에 의한 접착층의 박리 방지에 있어서 바람직하다. 접착층은, 에폭시화 고무 등의, 심금과의 접착성이 우수한 고무종을 들 수 있으나, 특별히 한정되는 것은 아니다.

얻어지는 롤 성형품은, 편광 필름의 제조 공정에서 이용되는 닙롤용으로서 적합하다. 편광 필름의 제조 공정에서 이용되는 닙롤용의 롤 성형품으로서는, 고무층 표면의 경도(JIS Type A)가 고무 경도계로 60~85인 것이 바람직하다. 표면의 고무 경도가 60 미만이면, 롤의 수명이나 내마모성이 나빠진다. 한편, 표면의 고무 경도가 85를 초과하면, 쿠션성이 나빠져, 피처리 필름에 악영향을 미칠 우려가 있다. 표면의 고무 경도(JIS Type A)는 65~80인 것이 보다 바람직하다.

[편광 필름의 제조 방법]

본 발명의 편광 필름의 제조 방법은, 폴리비닐알코올계 필름에, 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리 및 세정 처리를 이 순서로 행하여, 편광 필름을 제조하는 제조 방법이다. 또한, 전술 중 적어도 어느 하나의 처리와 병행하여, 또는 이들 처리와는 별도로, 일축 연신 처리를 행한다. 전술한 처리와는 별도로 일축 연신을 행하는 경우, 전술한 처리 사이에 일축 연신을 행하기 위한 습식 연신 처리의 공정을 더한다. 일축 연신 처리는, 하나의 공정에서 행해도 좋지만, 복수의 공정에서 행해도 좋다. 또한, 팽윤 처리 전에 미리 폴리비닐알코올계 필름을 공기 또는 불활성 가스 등의 기체 중에서 일축 연신 처리를 행해도 좋다. 최종적인 적산(積算) 연신 배율은, 4.5배~7.0배, 바람직하게는 5.0배~6.5배이다.

본 발명의 제조 방법에 있어서, 일축 연신 처리의 적어도 하나의 공정은, 상류측에 배치한 닙롤과, 하류측에 배치한 닙롤의 주속차를 이용하여 일축 연신을 행하는 공정이다. 그리고, 상류측 및 하류측에 이용되는 닙롤을 구성하는 롤 성형품 중 적어도 하나는, 본 발명의 고무 조성물에 의해 그 표면의 고무층이 형성된 것이며, 보다 바람직하게는 닙롤을 구성하는 모든 롤 성형품이 본 발명의 고무 조성물에 의해 그 표면의 고무층이 형성된 것이다. 본 발명의 고무 조성물에 의해 그 표면의 고무층이 형성된 롤 성형품의 상세에 대해서는, 상기에서 설명한 바와 같다. 본 발명의 고무 조성물에 의해 그 표면의 고무층이 형성된 롤 성형품은, 내약액성 및 내마모성이 우수한 것이며, 붕소 처리용의 약품, 또는 염색용의 약품이 부착되는 환경하에 있어서 장기 사용을 계속해도 열화가 적고 편광 필름을 양호하게 협지(挾持)할 수 있다.

본 발명에 있어서의 폴리비닐알코올계 필름을 형성하는 폴리비닐알코올계 수지는, 통상, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화한 것이 예시된다. 비누화도로서는, 통상 85 몰% 이상, 바람직하게는 90 몰% 이상, 보다 바람직하게는 99 몰%~100 몰%이다. 폴리아세트산비닐계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체, 예컨대, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 등을 들 수 있다. 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예컨대 불포화카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화술폰산류 등을 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 중합도로서는, 통상 1000~10000, 바람직하게는 1500~5000 정도이다.

이들 폴리비닐알코올계 수지는 변성되어 있어도 좋으며, 예컨대, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈, 폴리비닐부티랄 등도 사용할 수 있다. 통상, 편광 필름 제조의 개시 재료로서는, 두께가 20 ㎛~100 ㎛, 바람직하게는 30 ㎛~80 ㎛인 폴리비닐알코올계 필름의 미연신 필름을 이용한다. 공업적으로는, 필름의 폭은 1500 ㎜~6000 ㎜가 실용적이다.

이 미연신 필름을, 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리(가교 처리), 세정 처리의 순으로 처리하고, 마지막으로 건조시켜 얻어지는 폴리비닐알코올계 편광 필름의 두께는, 예컨대 5 ㎛~50 ㎛ 정도이다.

팽윤 처리는, 필름 표면의 이물 제거, 필름 중의 가소제 제거, 다음 공정에서의 염색 용이성의 부여, 필름의 가소화 등의 목적으로 행해진다. 처리 조건은 이들 목적을 달성할 수 있는 범위에서, 또한 기재 필름의 극단적인 용해, 실투(失透) 등의 문제가 발생하지 않는 범위에서 결정된다. 미리 기체 중에서 연신한 필름을 팽윤시키는 경우에는, 예컨대 20℃~70℃, 바람직하게는 30℃~60℃의 수용액에 필름을 침지하여 행해진다. 필름의 침지 시간은, 바람직하게는 30초~300초, 더욱 바람직하게는 60초~240초 정도이다. 처음부터 미연신의 원반(原反) 필름을 팽윤시키는 경우에는, 예컨대 10℃~50℃, 바람직하게는 20℃~40℃의 수용액에 필름을 침지하여 행해진다. 필름의 침지 시간은, 바람직하게는 30초~300초, 더욱 바람직하게는 60초~240초 정도이다. 팽윤 처리와 병행하여 일축 연신을 행해도 좋고, 그 경우의 연신 배율로서는, 통상 1.2배~3.0배, 바람직하게는 1.3배~2.5배이다.

팽윤 처리에서는, 필름이 폭 방향으로 팽윤하여 필름에 주름이 생기는 등의 문제가 발생하기 쉽기 때문에, 확폭(擴幅)롤(익스팬더롤), 스파이럴롤, 크라운롤, 클로스 가이더, 벤드바, 텐터 클립 등 공지의 확폭 장치로 필름의 주름을 제거하면서 필름을 반송하는 것이 바람직하다. 처리욕 중의 필름 반송을 안정화시킬 목적으로, 팽윤욕 중에서의 수류(水流)를 수중 샤워로 제어하거나, EPC 장치(Edge Position Control 장치: 필름의 단부를 검출하여, 필름의 사행(蛇行)을 방지하는 장치) 등을 병용하거나 하는 것도 유용하다. 본 처리에서는, 필름의 주행 방향으로도 필름이 팽윤 확대되기 때문에, 필름에 적극적인 연신을 행하지 않는 경우에는, 반송 방향의 필름의 늘어짐을 없애기 위해서, 예컨대 처리조 전후의 반송롤의 속도를 컨트롤하는 등의 수단을 강구하는 것이 바람직하다. 또한, 사용하는 팽윤 처리욕에는, 순수(純水) 외에, 붕산, 염화물, 무기산, 무기염, 수용성 유기 용매, 알코올류 등을 0.01 중량%~10 중량%의 범위에서 첨가한 수용액을 사용하는 것도 가능하다.

이색성 색소에 의한 염색 공정은, 필름에 이색성 색소를 흡착, 배향시키는 등의 목적으로 행해진다. 처리 조건은 이들 목적을 달성할 수 있는 범위에서, 또한 기재 필름의 극단적인 용해, 실투 등의 문제가 발생하지 않는 범위에서 결정된다. 이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우, 예컨대, 10℃~45℃, 바람직하게는 20℃~35℃의 온도이고, 또한 중량비로 요오드/KI/물=0.003~0.2/0.1~10/100의 농도에서 30초~600초, 바람직하게는 60초~300초 침지 처리를 행한다. 요오드화칼륨을 대신하여, 다른 요오드화물, 예컨대 요오드화아연 등을 이용해도 좋다. 또한, 다른 요오드화물을 요오드화칼륨과 병용해도 좋다. 또한, 요오드화물 이외의 화합물, 예컨대 붕산, 염화아연, 염화코발트 등을 공존시켜도 좋다. 붕산을 첨가하는 경우, 요오드를 포함하는 점에서 하기의 붕산 처리와 구별된다. 물 100 중량부에 대하여, 요오드를 0.003 중량부 이상 포함하고 있는 것이면 염색조(染色槽)라고 볼 수 있다.

이색성 색소로서 수용성 이색성 염료를 이용하는 경우, 예컨대 20℃~80℃, 바람직하게는 30℃~70℃의 온도이고, 또한 중량비로 이색성 염료/물=0.001~0.1/100의 농도에서 30초~600초, 바람직하게는 60초~300초 침지 처리를 행한다. 사용하는 이색성 염료의 수용액은, 염색 조제 등을 갖고 있어도 좋고, 예컨대 황산나트륨 등의 무기염, 계면 활성제 등을 함유하고 있어도 좋다. 이색성 염료는 단독이어도 좋고, 2종류 이상의 이색성 염료를 동시에 이용할 수도 있다.

폴리비닐알코올계 필름을 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리의 순으로 처리하는 경우에는, 통상, 염색조에서 필름의 연신을 행한다. 염색 처리까지의 적산의 연신 배율(이 처리까지 연신 처리가 없는 경우에는 이 처리에서의 연신 배율)은, 통상 1.6배~4.5배, 바람직하게는 1.8배~4.0배이다. 또한, 염색 처리까지의 적산의 연신 배율이 1.6배 미만인 경우, 필름의 파단의 빈도가 많아져, 수율을 악화시키는 경향이 있다.

붕산 처리는, 물 100 중량부에 대하여 붕산을 예컨대 1 중량부~10 중량부 함유하는 수용액에, 이색성 색소로 염색한 폴리비닐알코올계 필름을 침지함으로써 행해진다. 이색성 색소가 요오드인 경우, 요오드화물을 1 중량부~30 중량부 함유시키는 것이 바람직하다. 요오드화물로서는 요오드화칼륨, 요오드화아연 등을 들 수 있다. 또한, 요오드화물 이외의 화합물, 예컨대 염화아연, 염화코발트, 염화지르코늄, 티오황산나트륨, 아황산칼륨, 황산나트륨 등을 공존시켜도 좋다.

이 붕산 처리는, 가교에 의한 내수화(耐水化)나 색상 조정(푸른 빛을 띠는 것을 방지하는 등) 등을 위해서 실시된다. 가교에 의한 내수화를 위한 경우에는, 필요에 따라, 붕산 이외에, 또는 붕산과 함께, 글리옥살, 글루타르알데히드 등의 가교제도 사용할 수 있다. 한편, 내수화를 위한 붕산 처리를, 내수화 처리, 가교 처리, 고정화 처리 등의 명칭으로 호칭하는 경우도 있다. 또한, 색상 조정을 위한 붕산 처리를, 보색 처리, 재염색 처리 등의 명칭으로 호칭하는 경우도 있다.

이 붕산 처리는, 그 목적에 따라, 붕산 및 요오드화물의 농도, 처리욕의 온도를 적절하게 변경하여 행해진다. 내수화를 위한 붕산 처리, 색상 조정을 위한 붕산 처리는 특별히 구별되는 것은 아니지만, 하기의 조건으로 실시된다. 원반 필름을 팽윤, 염색, 붕산 처리를 하는 경우이며, 붕산 처리가 가교에 의한 내수화를 목적으로 하고 있을 때에는, 물 100 중량부에 대하여 붕산을 3 중량부~10 중량부, 요오드화물을 1 중량부~20 중량부 함유하는 붕산 처리욕을 사용하여, 통상, 50℃~70℃, 바람직하게는 53℃~65℃의 온도에서 행해진다. 침지 시간은, 통상, 10초~600초 정도, 바람직하게는 20초~300초, 보다 바람직하게는 20초~200초이다. 한편, 미리 연신한 필름을 염색, 붕산 처리를 행하는 경우, 붕산 처리욕의 온도는, 통상, 50℃~85℃, 바람직하게는 55℃~80℃이다.

내수화를 위한 붕산 처리 후, 색상 조정을 위한 붕산 처리를 행해도 좋다. 예컨대 이색성 염료가 요오드인 경우, 이 목적을 위해서는, 물 100 중량부에 대하여 붕산을 1 중량부~5 중량부, 요오드화물을 3 중량부~30 중량부 함유하는 붕산 처리욕을 사용하여, 통상, 10℃~45℃의 온도에서 행해진다. 침지 시간은, 통상, 1초~300초 정도, 바람직하게는 2초~100초이다.

이들 붕산 처리는 복수 회 행해도 좋고, 통상, 2회~5회 행해지는 경우가 많다. 이 경우, 사용하는 각 붕산 처리조의 수용액 조성, 온도는 상기한 범위 내에서 동일해도 좋고, 상이해도 좋다. 상기 내수화를 위한 붕산 처리, 색상 조정을 위한 붕산 처리를 각각 복수의 공정에서 행해도 좋다.

붕산 처리 후, 세정된다. 세정 처리는, 예컨대, 내수화 및/또는 색조 조정을 위해서 붕산 처리한 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지, 물을 샤워로서 분무, 또는 침지와 분무를 병용함으로써 행해진다. 세정 처리에 있어서의 물의 온도는, 통상, 2℃~40℃ 정도이며, 침지 시간은 2초~120초 정도인 것이 좋다. 그 후, 폴리비닐알코올계 필름을 건조로 속에서 약 40℃~100℃의 온도에서 약 60초~600초 건조시킴으로써, 편광 필름을 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서의 편광 필름의 연신의 최종적인 적산 연신 배율은, 통상 4.5배~7배, 바람직하게는 5배~6.5배이다.

도 1은, 팽윤 처리, 염색 처리 또는 붕산 처리와 병행하여 일축 연신 처리가 행해지는 경우의 일축 연신 처리 방법의 일 실시형태를 도시한 설명도이다. 도 1에 있어서, 처리조(10)의 상류측과 하류측에 각각 닙롤(2, 2')이 설치되고, 하류측의 닙롤(2')의 주속이 상류측의 닙롤(2)의 주속보다도 빨라지도록 제어되어, 폴리비닐알코올계 필름(1)이 일축 연신된다. 처리조(10)는, 팽윤 처리용의 처리조, 염색 처리용의 처리조, 붕산 처리용의 처리조 중 어느 하나이며, 처리조(10) 내에는 침지용의 처리 용액(4)으로 채워져 있다. 도 1에 있어서, 닙롤(2, 2')을 구성하는 롤 성형품 모두가, 본 발명의 고무 조성물에 의해 그 표면의 고무층이 형성된 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 고무 조성물은, 내약액성, 내마모성이 우수하기 때문에, 이것을 이용하여 형성한 롤 성형품으로 이루어지는 닙롤(2, 2')은, 염색 용액, 붕산 처리 용액이 부착되는 환경하에서 사용을 계속해도 장기 사용에 견딜 수 있는 것이다.

폴리비닐알코올계 필름(1)은 복수의 가이드롤(5)에 의해, 처리 용액(4) 내로 유도된다. 본 발명에 있어서는, 가이드롤(5)에 대해서도, 그 표면에 본 발명에 따른 고무 조성물로 이루어지는 고무층이 형성된 것이어도 좋다. 본 발명에 따른 고무 조성물은, 내약액성, 내마모성이 우수하기 때문에, 이것을 이용하여 형성한 가이드롤(5)은, 예컨대 처리 용액(4) 내에 침지되어 사용되는 것이어도, 장기 사용에 견딜 수 있는 것이다.

도 1에 있어서는, 상류, 하류의 닙롤(2, 2') 모두 기체 중에 설치되어 있는 실시형태를 나타내었으나, 이들 닙롤(2, 2') 중 한쪽 또는 양방이 처리 용액(4) 내에 설치되어 있어도 좋다.

이렇게 해서 제조된 편광 필름의 적어도 일면에 보호 필름을 접착제로 접합하여 편광판이 얻어진다. 보호 필름으로서는, 예컨대, 트리아세틸셀룰로오스나 디아세틸셀룰로오스와 같은 아세틸셀룰로오스계 수지로 이루어지는 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르계 수지로 이루어지는 필름, 폴리카보네이트계 수지로 이루어지는 필름, 시클로올레핀계 수지로 이루어지는 필름을 들 수 있다. 시판의 열가소성 시클로올레핀계 수지로서는, 예컨대 독일의 티코나(Ticona)사에서 판매되고 있는 「토파스」(Topas)(상표 등록), 제이에스알(주)에서 판매되고 있는 「아톤」(상표 등록), 닛폰 제온(주)에서 판매되고 있는 「제오노아」나 「제오넥스」(모두 상표 등록), 미쯔이 가가쿠(주)에서 판매되고 있는 「아펠」(상표 등록) 등이 있다. 이러한 시클로올레핀계 수지를 제막(製膜)한 것을 보호 필름으로 하게 되는데, 제막에는, 용제 캐스트법, 용융 압출법 등, 공지의 방법이 적절하게 이용된다. 제막된 시클로올레핀계 수지 필름도 시판되어 있으며, 예컨대, 세키스이 가가쿠 고교(주)에서 판매되고 있는 「에스시나」나 「SCA40」 등이 있다.

본 발명에 있어서는, 보호 필름에, 위상차 필름으로서의 기능, 휘도 향상 필름으로서의 기능, 반사 필름으로서의 기능, 반투과 반사 필름으로서의 기능, 확산 필름으로서의 기능, 광학 보상 필름으로서의 기능 등, 광학적 기능을 갖게 할 수도 있다. 이 경우, 예컨대 보호 필름의 표면에, 위상차 필름, 휘도 향상 필름, 반사 필름, 반투과 반사 필름, 확산 필름, 광학 보상 필름 등의 광학 기능성 필름을 적층함으로써, 이러한 기능을 갖게 할 수 있는 것 외에, 보호 필름 자체에 이러한 기능을 부여할 수도 있다. 또한, 휘도 향상 필름의 기능을 가진 확산 필름 등과 같이 복수의 기능을 보호 필름 자체에 갖게 해도 좋다.

실시예

이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무)으로서 미쯔이 가가쿠 가부시키가이샤 제조의 「3090EM」(디엔종: 에틸리덴노보넨, 무니 점도: 87), 카본 블랙으로서 도카이 카본 가부시키가이샤 제조의 「시스트 6」(산술 평균 입자 직경: 22 ㎚, DBP 흡수량: 114 ㎤/100 g), 노화 방지제로서 벤즈이미다졸계 화합물인 LANXESS사 제조의 「Vulkanox MB2」(2-메르캅토메틸벤즈이미다졸), 가황제로서 유기 과산화물인 니혼 유시 가부시키가이샤 제조의 「퍼헥사 25B40」(2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산)을 사용하고, 또한 이데미쯔 고산 가부시키가이샤 제조의 「PW380」(파라핀 오일)을 가소제로서, 닛폰 세이카 가부시키가이샤 제조의 스테아르산을 가황 촉진제로서, 하쿠스이텍 가부시키가이샤 제조의 산화아연을 무기 충전제로서, 산신 가가쿠 가부시키가이샤 제조의 「산에스테르 TMP」(트리메틸올프로판트리메타크릴레이트)를 가교 조제로서 사용하였다.

이하의 처방:

EPDM 100 중량부

카본 블랙 50 중량부

노화 방지제 1 중량부

가황제 7 중량부

가소제(파라핀 오일) 10 중량부

가황 촉진제(스테아르산) 1 중량부

무기 충전제(산화아연) 5 중량부

가교 조제(트리메틸올프로판트리메타크릴레이트) 3.4 중량부

로 실시예 1의 고무 조성물을 배합하였다.

상기한 각 성분을 첨가한 고무 조성물을 고무 혼련기로 충분히 혼련한 후, 캘린더기에 걸어, 1.5 ㎜의 두께의 미가황의 고무 시트를 작성하여 준비하였다. 미리 표면에 블라스트 처리를 실시하고, 접착제를 도포한 심금에, 상기 고무 시트를 수회 적층하여 고무를 피복하였다. 이에 의해, 표면에 두께 35 ㎜의 고무층을 갖는 고무롤을 성형하였다. 이어서 압력 0.5 ㎫, 온도 160℃에서 480분 가황하고, 냉각 후 연마를 실시함으로써, 롤 표면에 두께 25 ㎜의 고무층을 갖는 실시예 1의 고무롤을 얻었다.

[실시예 2]

노화 방지제로서 반응성의 노화 방지제인 세이코 가가쿠사 제조 「APMA」(N-(4-아닐리노페닐)메타크릴아미드)를 이용한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 재료를 사용하였다.

이하의 처방:

EPDM 100 중량부

카본 블랙 50 중량부

노화 방지제 2 중량부

가황제 7 중량부

가소제(파라핀 오일) 10 중량부

가황 촉진제(스테아르산) 1 중량부

무기 충전제(산화아연) 5 중량부

가교 조제(트리메틸올프로판트리메타크릴레이트) 3.4 중량부

로 실시예 2의 고무 조성물을 배합하였다.

상기한 각 성분을 첨가한 고무 조성물을 이용해서, 실시예 1과 동일하게 하여 실시예 2의 고무롤을 얻었다.

[비교예 1]

EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무)으로서 JSR 가부시키가이샤 제조의 「EP65」(디엔종: 에틸리덴노보넨, 무니 점도: 74), 카본 블랙으로서 도카이 카본 가부시키가이샤 제조의 「시스트 3」(산술 평균 입자 직경: 28 ㎚, DBP 흡수량: 101 ㎤/100 g), 노화 방지제로서 오우치 신코 가가쿠 가부시키가이샤 제조의 「TMDQ」(2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로퀴놀린 중합물)를 이용한 점 이외에는, 실시예 1과 동일한 재료를 사용하였다.

이하의 처방:

EPDM 100 중량부

카본 블랙 55 중량부

노화 방지제 1 중량부

가황제 7 중량부

가소제(파라핀 오일) 10 중량부

가황 촉진제(스테아르산) 1 중량부

무기 충전제(산화아연) 5 중량부

가교 조제(트리메틸올프로판트리메타크릴레이트) 3.4 중량부

로 비교예 1의 고무 조성물을 배합하였다.

상기한 각 성분을 첨가한 고무 조성물을 이용해서, 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 1의 고무롤을 얻었다.

[비교예 2]

카본 블랙으로서 도카이 카본 가부시키가이샤 제조의 「시스트 3」(산술 평균 입자 직경: 28 ㎚, DBP 흡수량: 101 ㎤/100 g), 노화 방지제로서 오우치 신코 가가쿠 가부시키가이샤 제조의 「TMDQ」(2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로퀴놀린 중합물)를 이용한 점 이외에는, 실시예 1과 동일한 재료를 사용하였다.

이하의 처방:

EPDM 100 중량부

카본 블랙 55 중량부

노화 방지제 1 중량부

가황제 7 중량부

가소제(파라핀 오일) 10 중량부

가황 촉진제(스테아르산) 1 중량부

무기 충전제(산화아연) 5 중량부

가교 조제(트리메틸올프로판트리메타크릴레이트) 3.4 중량부

로 비교예 2의 고무 조성물을 배합하였다.

상기한 각 성분을 첨가한 고무 조성물을 이용해서, 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 2의 고무롤을 얻었다.

[비교예 3]

EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무)으로서 JSR 가부시키가이샤 제조의 「EP65」(디엔종: 에틸리덴노보넨, 무니 점도: 74)를 이용한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 재료를 사용하였다.

이하의 처방:

EPDM 100 중량부

카본 블랙 50 중량부

노화 방지제 1 중량부

가황제 7 중량부

가소제(파라핀 오일) 10 중량부

가황 촉진제(스테아르산) 1 중량부

무기 충전제(산화아연) 5 중량부

가교 조제(트리메틸올프로판트리메타크릴레이트) 3.4 중량부

로 비교예 3의 고무 조성물을 배합하였다.

상기한 각 성분을 첨가한 고무 조성물을 이용해서, 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 3의 고무롤을 얻었다.

[비교예 4]

카본 블랙으로서 도카이 카본 가부시키가이샤 제조의 「시스트 3」(산술 평균 입자 직경: 28 ㎚, DBP 흡수량: 101 ㎤/100 g)을 이용한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 재료를 사용하였다.

이하의 처방:

EPDM 100 중량부

카본 블랙 55 중량부

노화 방지제 1 중량부

가황제 7 중량부

가소제(파라핀 오일) 10 중량부

가황 촉진제(스테아르산) 1 중량부

무기 충전제(산화아연) 5 중량부

가교 조제(트리메틸올프로판트리메타크릴레이트) 3.4 중량부

로 비교예 4의 고무 조성물을 배합하였다.

상기한 각 성분을 첨가한 고무 조성물을 이용해서, 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 4의 고무롤을 얻었다.

[비교예 5]

EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무)으로서 JSR 가부시키가이샤 제조의 「EP65」(디엔종: 에틸리덴노보넨, 무니 점도: 74), 노화 방지제로서 오우치 신코 가가쿠 가부시키가이샤 제조의 「TMDQ」(2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로퀴놀린 중합물)를 이용한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 재료를 사용하였다.

이하의 처방:

EPDM 100 중량부

카본 블랙 50 중량부

노화 방지제 1 중량부

가황제 7 중량부

가소제(파라핀 오일) 10 중량부

가황 촉진제(스테아르산) 1 중량부

무기 충전제(산화아연) 5 중량부

가교 조제(트리메틸올프로판트리메타크릴레이트) 3.4 중량부

로 비교예 5의 고무 조성물을 배합하였다.

상기한 각 성분을 첨가한 고무 조성물을 이용해서, 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 5의 고무롤을 얻었다.

[비교예 6]

EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무)으로서 JSR 가부시키가이샤 제조의 「EP65」(디엔종: 에틸리덴노보넨, 무니 점도: 74), 카본 블랙으로서 도카이 카본 가부시키가이샤 제조의 「시스트 3」(산술 평균 입자 직경: 28 ㎚, DBP 흡수량: 101 ㎤/100 g)을 이용한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 재료를 사용하였다.

이하의 처방:

EPDM 100 중량부

카본 블랙 55 중량부

노화 방지제 1 중량부

가황제 7 중량부

가소제(파라핀 오일) 10 중량부

가황 촉진제(스테아르산) 1 중량부

무기 충전제(산화아연) 5 중량부

가교 조제(트리메틸올프로판트리메타크릴레이트) 3.4 중량부

로 비교예 6의 고무 조성물을 배합하였다.

상기한 각 성분을 첨가한 고무 조성물을 이용해서, 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 6의 고무롤을 얻었다.

<EPDM의 무니 점도 측정>

EPDM의 무니 점도는, JIS K 6300에 준거하여, 시마즈 세이사쿠쇼 가부시키가이샤 제조의 무니 비스코미터 「SMV-300」의 L로터를 사용해서, 예열 1분, 측정 온도 100℃, 측정 시간 4분으로 측정한 값이다.

<내마모성 시험>

상기 실시예 1, 비교예 1~6의 고무 조성물을 고무 혼련기로 충분히 혼련한 후, 캘린더기에 걸어, 2.2 ㎜의 두께의 미가황의 고무 시트를 제작하고, JIS K 6299 「고무-시험용 시료의 제작 방법」에 준해서, 가황 온도 170℃에서 가황하여, 2 ㎜ 두께의 고무 시트를 얻었다. 상기 고무 시트에 대해서, JIS K 6264에 준거하여, 연마포(硏磨布) AA-240을 이용해서, 프레스 하중 3.62 ㎏으로 6분간 연마하고, 연마 전후의 질량을 측정하며, 연마 질량을 고무의 밀도로 나누어, 마모 용적을 구하였다.

<내약액성 시험>

상기 실시예 1, 2, 비교예 2~6의 조성물로 이루어지는 고무 시트로부터 20 ㎜×50 ㎜ 및 덤벨형 3호형의 시험편을 제작하였다. 이어서, 붕산 4 중량부, 요오드화칼륨 12 중량부를 포함하는 95±1℃의 수용액에 시험편을 28일간 침지하고, 도요 세이키 세이사쿠쇼 가부시키가이샤 제조의 테스트 튜브식 노화 시험기를 이용하여 마모 용적을 구하였다.

한편, 특별히 지장이 없는 한, 각 시험편은 각각 대응하는 고무롤과 동일한 실시예 1, 2, 비교예 1~6으로 한다. 표 1에 실시예 1, 2 및 비교예 1~6의 고무 조성물의 조성 및 시험 결과를 나타낸다.

이상으로부터, 실시예 1, 2는 내마모성에 있어서, 비교예 1~6보다도 우수한 것을 알 수 있었다.

[실시예 3]

(편광 필름의 제조)

두께 75 ㎛의 폴리비닐알코올 필름(쿠라레 비닐론 VF-PS#7500, 중합도 2,400, 비누화도 99.9 몰% 이상)을 30℃의 순수에, 필름이 늘어지지 않도록 긴장 상태를 유지한 채 약 130초간 침지하여 필름을 충분히 팽윤시켰다. 다음으로 요오드/요오드화칼륨/물이 중량비로 0.02/1.5/100인 수용액에 침지하여 염색 처리를 하면서 일축 연신을 행하였다.

그 후, 필름을 붕산 4.0 중량부, 요오드화칼륨 12 중량부, 물 100 중량부의 조성을 가지며 온도가 54℃인 붕산 가교 처리액에 약 39초간 침지하여 가교 처리를 하면서 원반으로부터의 적산 연신 배율이 5.9배가 될 때까지 일축 연신을 행하였다. 그때, 붕산 가교 처리조의 전후에 실시예 1에서 얻은 고무롤로 구성한 닙롤을 각각 설치하여 일축 연신을 행하였다. 이어서, 15℃의 순수 중에서 9초간 세정 처리를 행하였다. 다음으로 온도 60℃에서 2분 건조시켜, 편광 필름을 얻었다.

이 실시예 3의 제조 공정을 이용하여 편광 필름의 제조를 12주간 연속해서 행하였으나, 필름 끊어짐 등의 트러블은 발생하지 않았다. 이에 비하여, 비교예 1의 닙롤을 이용한 경우에는, 동일한 기간의 조업에서 필름 끊어짐이 종종 발생하였다.

[산업상의 이용가능성]

본 발명의 고무 조성물은, 편광 필름의 제조에 이용되는 고무롤의 형성에 유용하다.

1: 폴리비닐알코올계 필름 2, 2': 닙롤
4: 처리 용액 10: 처리조

Claims (6)

1. 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무에 가황제, 카본 블랙, 노화 방지제가 배합되어 이루어지는 고무 조성물로서,
   상기 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무의 무니 점도가 80 이상이고,
   상기 카본 블랙의 산술 평균 입자 직경이 25 ㎚ 이하이며,
   상기 노화 방지제가 벤즈이미다졸계 화합물인 고무 조성물.
2. 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무에 가황제, 카본 블랙, 노화 방지제가 배합되어 이루어지는 고무 조성물로서,
   상기 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무의 무니 점도가 80 이상이고,
   상기 카본 블랙의 평균 입자 직경이 25 ㎚ 이하이며,
   상기 노화 방지제가 반응성 노화 방지제인 고무 조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무 100 중량부에 대하여, 상기 가황제를 1 중량부~10 중량부, 상기 카본 블랙을 30 중량부~90 중량부, 상기 노화 방지제를 0.5 중량부~3.0 중량부 포함하는 고무 조성물.
4. 제2항에 있어서, 상기 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무 100 중량부에 대하여, 상기 가황제를 1 중량부~10 중량부, 상기 카본 블랙을 30 중량부~90 중량부, 상기 노화 방지제를 0.5 중량부~3.0 중량부 포함하는 고무 조성물.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 고무 조성물로 형성된 고무층을 표면에 갖는, 편광 필름의 제조 공정에서 이용되는 롤 성형품.
6. 폴리비닐알코올계 필름에, 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리 및 세정 처리를 이 순서로 행하여, 편광 필름을 제조하는 제조 방법으로서,
   이들 처리 중 적어도 어느 하나의 처리와 병행하여, 또는 이들 처리와는 별도로, 2개의 닙롤의 주속(周速)차를 이용해서 일축 연신 처리를 행하며,
   상기 닙롤을 구성하는 롤 성형품 중 적어도 하나는, 제5항에 기재된 롤 성형품인 편광 필름의 제조 방법.
   
   

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