CN100428024C

CN100428024C - 摩擦方法

Info

Publication number: CN100428024C
Application number: CNB2003101149744A
Authority: CN
Inventors: 清原稔和; 平井知生; 福田靖
Original assignee: Nippon Petrochemicals Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2023-11-14
Also published as: JP2004170454A; CN1501145A; JP3982392B2

Abstract

本发明提供可长时间稳定地对如取向基板薄膜的带状薄膜实施摩擦，并且不会产生不均匀现象的方法。其解决方式是在具有镜面加工过金属表面的输送带上输送薄膜，在该输送带上实施摩擦处理。

Description

摩擦方法

技术领域

本发明涉及在光学元件等制造用的带状膜表面上连续实施摩擦处理的方法。

背景技术

在制造液晶显示装置等时，采用在一个方向上对薄膜表面实施了摩擦处理的基板薄膜。基板薄膜被广泛用于液晶元件中液晶分子的取向处理(例如参照特开平6-110059号公报)。另外，已知通过直接在基板薄膜上形成液晶性高分子层，或者将该液晶性高分子层转印到透光性基板薄膜上而实施的改良视角的板、位相差板、色补偿板等的光学元件制造方法(例如参照特开平7-113993号公报)。在对基板薄膜实施摩擦处理时，一般是在输送带状膜的同时，由摩擦辊以及与其相对配置的支承辊实施。

最终制品中的液晶分子或液晶性高分子的取向方向，大多数是相对于薄膜基板长度方向倾斜的方向上。在该情况下，为了提高制品的产率并使生产性良好，为使摩擦方向相对于薄膜的长度方向倾斜，使摩擦辊的旋转轴角度相对于薄膜输送方向倾斜，由此实施摩擦处理(例如参照特开平6-242316号公报)。图1示出了一例。在图1中在输送带状膜12的平台11上，以相对于该输送方向倾斜的任意角度倾斜地配置摩擦辊10，在输送该带状膜12的同时，使该摩擦辊10旋转，对该薄膜12的表面进行摩擦处理。

在如此斜向摩擦时存在如下问题：输送着的薄膜在与摩擦辊旋转轴呈直角的方向上受力，在薄膜的宽度方向上发生错位，使得摩擦方向不均一，产生皱纹。为解决该问题，提出了采用薄膜输送带支撑摩擦辊，在输送薄膜的同时实施摩擦处理的方法(例如参照特开平8-160429号公报)。在该方法中使用橡胶制成的输送带，但是由于橡胶带不能获得表面面精度，因此存在着薄膜与带表面不能均匀接触、不能避免薄膜错位、不能完全降低摩擦不均现象的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可长时间稳定维持如取向基板薄膜那样的带状膜的输送、摩擦方向，可在薄膜表面上形成一定方向取向的摩擦处理方法。

本发明第1方面为一种摩擦方法，其特征为在具有经过镜面加工的金属表面的输送带上输送带状膜，同时采用配置在该输送带上的摩擦辊对该薄膜表面实施摩擦处理。

本发明第2方面为一种摩擦方法，其特征为在本发明的第1方面中，输送带为连续驱动的环状带。

本发明第3方面为一种摩擦方法，其特征为在本发明的第1或第2方面中，输送带为0.4S的表面粗糙度以上的镜面加工过的带子。

本发明第4方面为一种摩擦方法，其特征为在本发明的第1～第3的任一方面中，输送带以2～20kgf/mm²(每一断面积)的固定张力拉紧。

本发明第5方面为一种摩擦方法，其特征为在本发明的第1或第2方面中，在摩擦辊的上游具有使薄膜和输送带贴紧的辊组合。

本发明第6方面为一种摩擦方法，其特征为在本发明的第1～第3的任一方面中，使摩擦辊的旋转轴相对于薄膜的输送方法呈倾斜角度地实施摩擦处理。

附图说明

图1为背景技术中摩擦装置的简略平面图。

图2为在本发明摩擦方法中所用装置的简略斜视图。

具体实施方式

本发明的带状膜只要是通过对其表面实施摩擦处理或者对其表面上形成的取向膜实施摩擦处理，可赋予该薄膜液晶取向性能的材料，对其没有特别限制。取向基板用带状膜由高分子材料形成，也可以任意使用由高分子材料和其它材料(例如铜、不锈钢、钢等的金属箔等)构成的多层结构。取向基板用薄膜本身也可以为铜、不锈钢、钢等的金属箔。

作为该材料优选为高分子材料，可以使用热固化树脂或热塑性树脂中的任何一种。例如可举出聚酰亚胺、环氧树脂、酚醛树脂等的热固化树脂；尼龙等的聚酰胺；聚醚酰亚胺；聚醚酮；聚醚醚酮(PEEK)；聚酮；聚醚砜；聚苯撑硫醚；聚苯撑氧化物；聚对苯二甲酸乙烯酯、聚萘乙烯酯、聚对苯二甲酸丁烯酯等的聚酯；聚缩醛；聚碳酸酯；聚(甲基)丙烯酸酯；纤维素三醋酸酯等的纤维素类树脂；聚乙烯醇等的热塑性树脂等。在取向基板上形成取向膜或液晶性高分子膜需要加热的情况下，如果考虑耐热性，更优选的是由聚对苯二甲酸乙烯酯、聚苯撑硫醚、PEEK、聚乙烯醇等的热塑性树脂形成的。这些材料为加热下也不会消除或降低摩擦处理效果的材料。

可使用各种材料作为构成薄膜表面上取向膜的材料，优选使用高分子化合物。例如聚酰亚胺薄膜、烷基链改性类的聚乙烯醇、聚乙烯丁缩醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯等。另外作为无机物，为SiO斜向蒸镀膜等的无机物斜向蒸镀膜。为聚酰亚胺的情况下，在涂布聚酰胺酸后，以100℃到300℃的温度加热使其固化。

可采用现有技术中公知的合适方法制造取向基板带状膜或其基膜。由热塑性树脂形成的带状膜可采用通常的T型模挤出法等的成形方法容易得到。带状膜的厚度可适宜地进行选择，例如可采用10μm～10mm的范围。合适的宽度通常在1～500cm的范围内进行选择。

另外为热塑性树脂膜时，可以是在不妨碍摩擦处理效果的范围内，由公知方法在单轴方向(优选在MD方向)或双轴方向适宜延伸形成的薄膜。

以下根据附图进行说明。图2表示实施本发明装置的一种形式。从带状膜辊(图中未示出)送出的薄膜1经过一对输送辊(图中未示出)供给输送带2。输送带具有经过镜面加工的金属表面。只要该带子有金属表面，则无需全部由金属制成，但是为提高镜面精度和考虑到强度，其全部由金属制成时优选该带子为环状。作为金属，可使用铜、不锈钢、钢等的各种材料。也可以实施镀硬铬等的表面处理。从强度·硬度·耐久性观点出发，优选不锈钢。为确保与薄膜的紧密性，镜面加工程度优选为0.4S(JIS B0031_-1982)的表面粗糙度的表面以上，更优选为0.1S的表面粗糙度的表面。

另外，根据本发明，为防止薄膜表面松弛，必须使输送带不松弛。因此优选输送带的张力为2～20kgf/mm²。更优选为2～12kgf/mm²。张力大小在该范围以外时难以输送，即使可以暂时输送，也会产生取向不均等的质量下降问题，因此不优选。

输送带2由支撑驱动辊3和4驱动，向薄膜1的前进方向转动。在将薄膜1提供给输送带2的位置处，由夹辊5和支撑驱动辊3挤压输送带2和薄膜1，将输送带和薄膜之间的空气排除，使二者紧密接触。夹辊材料没有特别限制，但是为使薄膜与输送带贴紧，且在摩擦面上不产生擦伤，优选该材料为如丁腈橡胶那样的具有弹性的材料。输送带2的表面实施了镜面加工，而且张力非常高，因此薄膜1是以与输送带表面贴紧的方式输送的。

在摩擦辊6的外围面上卷绕着摩擦材料。摩擦布的材料和纤维的种类·形状可根据实施摩擦处理的薄膜表面的材料进行适当地选择。一般可使用尼龙、棉等的摩擦布。使摩擦辊的旋转轴在相对于薄膜输送方向呈直角～倾斜的角度之间可旋转。倾斜的角度优选为例如从0°到45°。摩擦辊6在与薄膜输送方向相反的方向旋转，对薄膜表面连续实施摩擦处理。可根据薄膜表面材料，合适地设定摩擦处理的条件范围，通常是以0.5～100m/分，优选以1～30m/分的输送速度移动薄膜，摩擦辊的旋转数，以线速度比计在1～1000、优选在5～200的范围内进行选择。摩擦压力为使摩擦材料与薄膜略微相接的程度即可。将摩擦布的毛尖挤入100μm～5000μm，更优选挤入100μm～2000μm左右。在摩擦处理前后可适当地设置除静电装置、除尘装置等。

由此获得的摩擦处理过的取向基板薄膜，对于获得液晶性显示器、等离子显示器、EL显示器等的各种显示器中备有的各种光学薄膜和基板薄膜等时是有用的。更具体而言，是在获得通过涂布液晶性高分子等可获得的胆甾醇型薄膜、全息薄膜、偏光板、彩色偏光板、位相差板、色补偿薄膜、改善视角的薄膜、提高辉度的薄膜、防反射薄膜、旋光薄膜等时是非常有用的。另外，在本发明中，例如在薄膜的摩擦面上涂布液晶性高分子并使其呈液晶状态时，根据摩擦方向对该液晶性高分子的液晶相分子构造实施取向。使其硬化或固化固定，可获得如上所述的各种光学薄膜。在为液晶性显示温度高的热致液晶性高分子时，通过对耐热性高的基板薄膜实施摩擦处理，在该薄膜上形成取向液晶层，从该基板将其剥离，转印到另一透光性基板上，可制作成光学元件。作为这种热致液晶性高分子，可为蝶状液晶、向列液晶、扭摆向列液晶(胆甾醇型液晶)、园盘状液晶等的任一种液晶。如果将这些液晶性高分子以熔融状态或溶解在适当的溶剂中涂布在基板薄膜上，并将温度降低到玻璃化温度以下，则可保持液晶相的分子构型状态。

作为这种液晶性高分子，可例举出由具有羧基、醇基、苯酚基、氨基、硫基等的化合物缩合而成的缩合类液晶性高分子、以具有丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、烯丙基等的双键的液晶性化合物等为原料得到的液晶性乙烯聚合物、由具有烷氧基硅烷基的液晶化合物等合成的液晶性聚硅氧烷、由具有环氧基的液晶性化合物等合成的液晶性环氧树脂和上述液晶性高分子的化合物等。在以上各种液晶性高分子中，从所得液晶性高分子薄膜的光学特性等的观点出发，最优选缩合类液晶高分子。

作为缩合类液晶高分子，可采用适当方法使通常的二官能性单体缩合得到。作为该二官能性单体，优选为具有芳香族或环己烷的二官能性单体，具体地可例举出亚苯基二胺等的二胺类、氢醌、2-甲基氢醌、间苯二酚、邻苯二酚、4-甲基邻苯二酚、4-叔丁基邻苯二酚、2，3-二羟基萘等的二醇类、1，4-亚苯基二硫醇、1，2-亚苯基二硫醇等的二硫醇类，水杨酸、3-羟基安息香酸、4-羟基安息香酸、3-羟基-2-萘甲酸、6-羟基-2-萘甲酸、7-羟基-2-萘甲酸等的羟基羧酸类，2-氨基安息香酸、3-氨基安息香酸、4-氨基安息香酸等的氨基酸类，邻苯二酸、间苯二酸、对苯二酸、1，4-萘二羧酸、2，6-萘二羧酸、2，7-萘二羧酸、4，4’-联苯二羧酸、4，4’-均二苯代乙烯二羧酸、1，4-环己烷二羧酸等的二羧酸类。其中最优选的是含有作为含羟基成分的、以邻苯二酚单元为必须结构单元的缩合类液晶性高分子。

在配制缩合类液晶性高分子时，在不损害液晶性的程度内可向所用原料单体中添加例如草酸、富马酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等的脂肪族二羧酸类，乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇等的脂肪族二醇类，二氨基乙烷、二氨基丙烷、二氨基丁烷、二氨基戊烷、二氨基己烷、二氨基庚烷、二氨基辛烷、二氨基壬烷、二氨基癸烷等的脂肪族二胺类，羟基乙酸、羟基丙酸、羟基丁酸、羟基戊酸、羟基己酸、羟基庚酸、羟基辛酸、羟基壬酸、羟基癸酸等的脂肪族羟基羧酸类等。

另外，为了根据需要对液晶性高分子主链的末端进行改性，可向原料单体中添加单官能性单体或三官能性单体。作为单官能性单体可举出分子内具有一个羧基、氨基、醇基、苯酚基、硫醇基等的单体，例如为芳香族羧酸类、脂肪族羧酸类、芳香族胺类、脂肪族胺类、苯酚类、脂肪族苯酚类。另外，作为三官能性单体可举出例如偏苯三酸、二羟基安息香酸、羟基苯甲酸、苯三酸、均苯四酸等。

使这些单体缩合得到缩合类液晶性高分子，具体地为获得液晶性聚酯的方法没有特别限制，可合适地采用该领域公知的任何方法。例如可任意采用通过使羧酸成为酸卤化物或者在二环己基碳二酰亚胺等的存在下将羧酸活化后，使其与醇、胺等发生反应的方法、通过将苯酚乙酸酯化后，使其与羧酸反应的脱乙酸反应的合成方法、使羧酸成为如甲酯的酯化物后，在所需要的适当催化剂的存在下，使其与醇反应的脱醇反应的合成方法等。

在本发明的液晶性高分子中，如上所述的缩合类液晶性高分子可单独使用，也可以使用2种或3种或以上的缩合类液晶性高分子的混合物。另外，在不损害本发明效果的范围内，可适宜地混合使用光学活性液晶性高分子、液晶性乙烯聚合物、液晶性聚硅氧烷、液晶性环氧树脂等的各种液晶性高分子或非液晶高分子等。

实施例

以下采用实施例对本发明进行具体说明，但是本发明不受这些实施例的限制。

参考例和实施例中所用的各种分析方法如下。

(1)液晶性高分子对数粘度的测定

采用乌伯洛德型粘度计，在苯酚/四氯乙烷(60/40重量比)混合溶剂中，在30下进行测定。

(2)取向不均和缺陷的观测

采用奥林巴斯光学(株)制的BH2偏光显微镜进行取向不均的观测。

(3)液晶性高分子组成的确定

将液晶性聚酯溶解在重氢化氯仿中，采用400MHz的¹H-NMR(日本电子制造的JNM-GX400)进行测定，确定其组成。

(参考例1)

合成出式(1)的液晶性高分子物质(对数粘度＝0.22dl/g、Tg＝61℃)和包含式(2)的(R)-3-甲基己烷-1，6-二醇单元的光学活性液晶性高分子物质(对数粘度＝0.17dl/g)。

这些高分子材料的合成是在邻二氯苯溶剂中，在三乙胺共存下，使与二羧酸单元对应的酸氯化物与二醇化合物发生反应实施的。

将所得的18.1g式(1)的液晶性高分子和1.9g式(2)的液晶性高分子混合物溶解在80g N-甲基吡咯烷酮中，配制液晶性高分子溶液-1。

式(1)

式(2)

^＊表示光学活性碳

[实施例]

对60μm厚聚醚醚酮(PEEK)取向基板薄膜实施图2所示的摩擦处理方法。输送带2为表面粗度为0.2S的镜面加工过的不锈钢制环状带，夹辊5具有丁腈橡胶外表皮，外径为120mm，夹辊的挤压力为1N/cm薄膜宽度，带子支撑辊(3，4)的外径为800mm，薄膜的输送速度为30m/分，摩擦辊6用尼龙制摩擦布卷绕着，其外径为150mm，使摩擦辊的旋转轴相对于薄膜输送方向呈45°倾斜，旋转的线速度为500m/分，使尼龙布毛尖的压入量为500μm，实施摩擦处理。

将如此处理过的400mm宽、厚度为60μm的带状聚醚醚酮(PEEK)作为取向基板薄膜，在该薄膜的摩擦处理面上，使用辊涂布机涂布300mm宽的液晶性高分子溶液-1。干燥后，在200℃下加热处理15分钟，使液晶性高分子取向，然后冷却至室温，使液晶结构(扭摆向列液晶)固定。

对所得带状液晶性高分子层进行是否取向不均和缺陷数目的观察，均可确定完全没有。

[比较例]

采用图1现有技术中的装置代替本发明的装置，不使用夹辊，使用橡胶制成的带子，而且带子支撑辊(3，4)的外径、薄膜的输送速度、摩擦辊的外径、摩擦布、摩擦辊旋转轴的倾斜角度、旋转的线速度、尼龙布的毛尖压入量等的条件与实施例1一样，由此实施摩擦处理。对所得的叠层薄膜进行与实施例1一样的评价。可确定在整个薄膜上产生取向不均。

根据本发明，由于使取向基板薄膜紧贴着具有镜面加工的金属表面的输送带以连续地实施摩擦处理，即使摩擦辊相对于薄膜输送方向倾斜地实施斜向摩擦，也不会向薄膜宽度方向发生错位和产生皱纹，并且可均匀、稳定地长时间连续进行摩擦处理。在该薄膜的摩擦处理面上形成液晶分子或液晶性高分子的取向层，将由此所得的光学元件根据用途制成预定尺寸的制品时，可改善有效利用率，提高生产效率。

Claims

1.一种摩擦方法，其特征为在以每一断面积为2～20kgf/mm2的固定张力拉紧、并具有镜面加工过的金属表面的输送带上输送带状膜，同时采用配置在该输送带上的摩擦辊对该带状膜表面上实施摩擦处理。

2.如权利要求1记载的摩擦方法，其特征为输送带为连续驱动的环状带。

3.如权利要求1或2记载的摩擦方法，其特征为输送带是以0.4S表面粗糙度以上的经镜面加工过的带子。

4.如权利要求1或2记载的摩擦方法，其特征为在摩擦辊的上游具有使带状膜和输送带贴紧的辊组合。

5.如权利要求1或2记载的摩擦方法，其特征为使摩擦辊的旋转轴相对于带状膜的输送方法呈倾斜角度地实施摩擦处理。