CN103364997B - 摩擦处理方法及光学膜的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可减少扬尘的摩擦处理方法及光学膜的制造方法。一种摩擦处理方法，其包括利用布材摩擦配向膜形成材料的表面的步骤，所述布材包括包含经线及纬线的底布组织、及织入该底布组织中的绒头纱线，且所述绒头纱线为具有海岛构造的纤维。

Description

摩擦处理方法及光学膜的制造方法
技术领域
本发明涉及一种摩擦(rubbing)处理方法及光学膜的制造方法，尤其涉及一种制造液晶显示装置的光学补偿膜等时所使用的摩擦处理方法及光学膜的制造方法。
背景技术
近年来，液晶显示装置不断得到开发，在全世界液晶显示装置正在普及中。在液晶显示装置中使用有各种光学膜。其中，存在配向膜或光学补偿膜等通过实施摩擦处理而被赋予配向性的膜，这些膜承担重要的作用。
作为这些被赋予配向性的膜的一种的视角提升膜通常通过如下方式来制造：在将配向膜形成材料涂布在透明树脂制的带状可挠性支撑体(以下，也称为“网(web)”)的表面，并进行干燥而形成配向膜形成用树脂层后，对其表面实施摩擦处理来形成配向膜。然后，在配向膜上涂布液晶性涂布液并进行干燥而形成液晶层，其后使液晶层硬化。
摩擦处理是液晶分子的配向处理方法的具有代表性的方法，其通过如下方式来进行：在网表面形成配向膜形成材料的膜(制膜)，然后使卷绕有摩擦用布材的摩擦辊旋转来摩擦该配向膜形成材料的表面。
作为此种摩擦处理方法，在专利文献1中揭示有使用如下的摩擦用布材的摩擦处理方法，所述摩擦用布材包括包含经线及纬线的底布组织、及织入该底布组织中的绒头纱线(pile yarn)，该绒头纱线是在丝的表面包覆树脂制的包覆材而形成。
由此，可制造即便膜长尺寸化，光学特性的偏差也少，且光点(light spot)产生频率少的光学补偿膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2010-204173号公报
但是，专利文献1中所记载的摩擦处理方法仍然存在扬尘多的问题。
发明内容
本发明鉴于所述实际情况，欲提供一种可进行配向性良好的摩擦、且也减少扬尘的摩擦处理方法与光学膜的制造方法。
本发明的课题可通过下述的各发明来解决。
即，本发明的摩擦处理方法是用以对配向膜形成材料赋予配向性的摩擦处理方法，其主要特征在于：包括利用布材摩擦所述配向膜形成材料的表面的步骤，所述布材包括包含经线及纬线的底布组织、以及织入该底布组织中的绒头纱线，且所述绒头纱线具有海岛构造。
由此，由于绒头纱线具有海岛构造，因此可进行配向性良好、且扬尘减少的摩擦处理。
另外，本发明的摩擦处理方法的主要特征在于：绒头纱线的海部为由EVA所形成，岛部为由选自PET、PBT、尼龙的树脂所形成。
由此，可进行配向性良好、且扬尘减少的摩擦处理。
进而，本发明的摩擦处理方法的主要特征在于：在与绒头纱线的长度方向垂直的剖面中，海部的面积所占的比例为50％～67％，岛部的面积所占的比例为50％～33％。
由此，可进行配向性良好、且扬尘减少的摩擦处理。
进而，本发明的摩擦处理方法的主要特征在于：绒头纱线的海岛构造为具有3个以上的岛部的构造。
由此，可进行配向性良好、且扬尘减少的摩擦处理。
另外，本发明的摩擦处理方法的主要特征在于：绒头纱线的拉伸弹性模数为0.1×1011Pa～2.0×1011Pa。
由此，可进行配向性良好、且扬尘减少的摩擦处理。
进而，本发明的光学膜的制造方法的主要特征在于包括：在支撑体上形成配向膜形成材料的膜的步骤；以及利用所述任一种摩擦处理方法对形成在所述支撑体上的所述配向膜形成材料的所述膜的表面进行摩擦处理的步骤。
由此，可配向性良好、且扬尘减少地制造光学膜。
发明的效果
可减少扬尘。
附图说明
图1是表示光学膜的生产线的说明图。
图2(A)及图2(B)是摩擦用布材1的部分扩大立体图。
图3是说明绒头纱线的内部构造的说明图。
图4是表示粒子计数器(particle counter)的设置场所的说明图。
符号的说明
1：摩擦用布材
2：经线
3：纬线
4：绒头纱线
5：衬布
10：生产线
11A、11B：棒涂装置
15A、15B：除尘机
16：网
66：给料机
68：引导辊
70：摩擦处理装置
70A、70B：摩擦处理装置
71A、71B：除尘机
72A、72B：摩擦辊
76A、76B：干燥区域
78A、78B：加热区域
80：紫外线灯
82：卷取机
84：检查装置
84A、84B：辊台
86A、86B、88A、88B：支承辊
88：层压机
88C：保护膜
100：海部
110：岛部
120：辊
A、B：测定部位
具体实施方式
以下，一面参照附图，一面对用以实施本发明的形态进行详细说明。此处，图中由同一符号所表示的部分是具有相同的功能的相同的要素。另外，在本说明书中，当使用“～”表示数值范围时，是指由“～”所表示的上限、下限的数值也包含在数值范围内。
<光学膜的制造方法>
参照图式对本发明的光学膜的制造方法的一实施形态进行说明。图1是表示光学膜的生产线的说明图。
本发明的光学膜制造方法主要包括如下步骤而构成：在作为支撑体的网上形成配向膜形成材料的膜(制膜)的步骤、及对形成在网上的配向膜形成材料的膜的表面进行摩擦处理的步骤。
若参照图1来详细地说明，则从给料机66送出作为透明支撑体的网16。网16由引导辊68引导，并经过除尘机15A，由此将附着在网16的表面的灰尘去除。作为除尘机15A，可采用公知的各种类型的除尘机。例如，可采用如下的构成的除尘机：对网16的表面吹附经静电除尘的压缩空气(氮气)，将附着在网16的表面的灰尘去除。
在除尘机15A的网移动方向下游(以下，简称为下游)设置有棒涂装置11A，而将包含配向膜形成材料的涂布液涂布在网16上。再者，涂布装置并不限于棒涂装置，可采用各种涂布装置，例如凹版涂布机、辊涂布机(转送辊(transfer roll)涂布机、逆转辊(reverse roll)涂布机等)、模涂布机(die coater)、挤压式涂布机(extrusion coater)、喷泉式涂布机(fountain coater)、帘幕式涂布机、浸涂机、喷涂机或滑动漏斗等。
在棒涂装置11A的下游依次设置有干燥区域76A、加热区域78A，而在网16上形成配向膜形成材料层。
在涂布液的涂布、干燥后，网16由引导辊68引导，而被送入至摩擦处理装置70中。摩擦辊72A(摩擦辊72B)是为了对配向膜形成材料层实施摩擦处理而设置。在摩擦辊72A(摩擦辊72B)的上游设置有除尘机71A(除尘机71B)，将附着在网16的表面的灰尘去除。
摩擦处理装置70A(摩擦处理装置70B)是用以对聚合物层实施摩擦处理的装置，在本例中，由摩擦辊72A、摩擦辊72B来形成2段的辊构成。再者，作为摩擦处理装置70，也可以采用1段的辊构成。
摩擦处理装置70A(摩擦处理装置70B)是使外周表面卷绕有后述的摩擦用布材的摩擦辊72A(摩擦辊72B)旋转驱动的装置，关于其旋转速度，例如可将旋转速度控制至1000rpm左右为止。摩擦辊72A(摩擦辊72B)的形状例如可形成为如下的辊状：外径为150mm，即便于设定了摩擦角度的状态下，长度也略长于网16的宽度。另外，摩擦处理装置70A(摩擦处理装置70B)以可调整成任意的摩擦角度的方式，相对于网16的移动方向在水平面上变得旋转自如。
在摩擦辊72A(摩擦辊72B)的上方设置有辊台84A(辊台84B)，支承辊86A(支承辊86B)、支承辊88A(支承辊88B)经由弹簧而旋转自如地安装在该辊台84A(辊台84B)的下表面。在支承辊86A(支承辊86B)、支承辊88A(支承辊88B)中具备检测网16的张力(tension)的机构，而可进行摩擦时的张力的管理。
进而，支承辊86A(支承辊86B)、支承辊88A(支承辊88B)可进行上下的调整，可使辊上下移动来调整网16对于摩擦辊72A(摩擦辊72B)的包角(wrap angle)。
通过以上的构成，一面利用支承辊86A(支承辊86B)、支承辊88A(支承辊88B)从上部按压网16，一面利用从下侧进行按压的摩擦辊72A(摩擦辊72B)摩擦网16表面(下表面)的配向膜形成材料层的表面，而形成被赋予了配向性的配向膜。
在摩擦处理装置70的下游设置有除尘机15B，可将附着在网16的表面的灰尘去除。
在除尘机15B的下游设置有棒涂装置11B，而将包含圆盘状液晶的涂布液涂布在网16上。作为棒涂装置11B，与将包含配向膜形成材料的涂布液涂布在网16上时同样地，可使用各种涂布装置。
在棒涂装置11B的下游依次设置有干燥区域76B、加热区域78B，而在网16上形成液晶层。进而，在该下游设置有紫外线灯80，通过紫外线照射来使液晶进行交联，而形成所期望的聚合物。然后，由检查装置84进行检查，将从层压机88送出的保护膜88C层压在网16上，并利用设置在该下游的卷取机82来卷取形成有聚合物的网16。
在本实施形态中，优选将光学膜的生产线10整体，特别是棒涂装置11A、棒涂装置11B设置在无尘室等清洁的环境(atmosphere)中。此时，清洁度优选1000级(class)以下，更优选100级以下，进而更优选10级以下。
<摩擦用布材>
其次，对作为本发明的特征部分的摩擦用布材1进行说明。图2(A)及图2(B)是摩擦用布材1的部分扩大立体图。
(1)摩擦用布材的概要
该摩擦用布材1通过在将底布组织的经线2与底布组织的纬线3织成格子状而成的衬布5中织入绒头纱线4来形成。其中，将如图2(A)所示的摩擦用布材1般，在3根纬线3中织入绒头纱线4而成的组织称为W组织，将如图2(B)所示的摩擦用布材1般，在1根纬线3中织入绒头纱线4而成的组织称为V组织。W组织及V组织仅绒头纱线4的织入方法不同，所使用的材料可使用相同的材料。
作为衬布5，例如可列举选自如下的纤维中的1种纤维或将2种以上组合而成的纤维：尼龙6·6(注册商标)等聚酰胺系，聚对苯二甲酸乙二酯等聚酯系，聚乙烯等聚烯烃系，聚乙烯醇系，聚偏二氯乙烯系，聚氯乙烯系，聚丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等丙烯酸系，聚偏二氰乙烯系，聚氟乙烯系，聚氨酯系等的合成纤维；丝绸，棉，羊毛，纤维素系、纤维素酯系等的天然纤维；再生纤维(人造丝(rayon)、醋酸酯等)。
在这些纤维原材料中，可优选列举尼龙6、尼龙6·6(注册商标)等聚酰胺系，聚丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等丙烯酸系，聚对苯二甲酸乙二酯等聚酯系，作为再生纤维的纤维素系、纤维素酯系的人造丝及醋酸酯。
该衬布5的经线2及纬线3优选在由70根例如1.4旦尼尔(denier)的纤维合在一起而变成约100旦尼尔的丝(filament)(连续状的长纤维)的状态下使用。作为此种经线2及纬线3，例如可优选使用旭化成(股份)制造的铜氨人造丝(cuprammonium rayon)(该制品的旭化成的注册商标为本伯格(Bemberg))的丝。
(2)关于绒头纱线
其次，参照图式对作为本发明的最具特征的部分的绒头纱线进行说明。图3是说明绒头纱线的内部构造的说明图。
如图3所示，摩擦用布材的绒头纱线4的纤维剖面具有海岛构造，在由乙烯-醋酸乙烯酯(Ethylene VinylAcetate，EVA)形成的海部100中存在由聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(Polybutylene terephthalate，PBT)、尼龙等形成的岛部110。岛部110在绒头纱线4的长度方向上连续存在。
此处所述的海岛构造是指至少有2个以上的岛部的构造，岛部优选有3个以上，更优选7个以上，最优选15个以上。其理由如下。即，其原因在于：因岛部与海部的热膨胀系数的差异而容易产生绒头纱线的卷缩(crispation)，但通过在剖面中均等地配置3个岛部，可防止在绒头纱线的一部分中产生由热膨胀系数的差异的影响所引起的拉伸成为收缩(shrinkage)的原因的情况。
在岛部仅为一个的情况下，只要在剖面的正中间配置岛部，便可消除由热膨胀系数的差异所产生的拉伸应力，但难以横跨绒头纱线的整个长度方向而将岛部配置在完全正中间，由于从正中间起的略微的偏移而产生绒头纱线的收缩。
但是，在岛部为3个以上的情况下，即便岛部的位置在长度方向上无规地略微晃动，不同的岛部彼此的无规的晃动也相互消除由热膨胀系数的差异所产生的拉伸应力，因此可防止绒头纱线收缩。
岛部越多，该效果越显著，根据本发明人的研究，确认岛部优选有3个以上，更优选7个以上，最优选15个以上。
通过使用具备具有此种海岛构造的绒头纱线4的摩擦用布材进行摩擦，可进行扬尘少、且能够赋予良好的配向性的摩擦处理。
<评价>
其次，使用各种摩擦用布材进行摩擦处理，并对配向膜的配向性、扬尘性、印字进行评价。用于评价的摩擦用布材仅绒头纱线不同，底布组织相同。
以下，表示用于评价的绒头纱线。
·比较例1：具备在中心部具有PET的芯部，在中心部的周围具有EVA的鞘部的芯鞘构造，纤维剖面(与长度方向垂直的剖面)中的面积比变成EVA∶PET＝50∶50的绒头纱线。
·比较例2：具备在中心部具有PET的芯部，在中心部的周围具有EVA的鞘部的芯鞘构造，纤维剖面(与长度方向垂直的剖面)中的面积比变成EVA∶PET＝67∶33的绒头纱线。
·比较例3：由PET单独构成的绒头纱线。
·比较例4：由EVA单独构成的绒头纱线。
·比较例5：由人造丝单独构成的绒头纱线。
·实施例1：具备具有EVA的海部与PET的岛部的海岛构造，纤维剖面(与长度方向垂直的剖面)中的面积比变成EVA∶PET＝50∶50的绒头纱线。
·实施例2：具备具有EVA的海部与PET的岛部的海岛构造，纤维剖面(与长度方向垂直的剖面)中的面积比变成EVA∶PET＝67∶33的绒头纱线。
·实施例3：具备具有EVA的海部与PBT的岛部的海岛构造，纤维剖面(与长度方向垂直的剖面)中的面积比变成EVA∶PBT＝50∶50的绒头纱线。
·实施例4：具备具有EVA的海部与尼龙的岛部的海岛构造，纤维剖面(与长度方向垂直的剖面)中的面积比变成EVA∶尼龙＝50∶50的绒头纱线。
《绒头纱线表面的凹凸的评价方法》
将日本电子股份有限公司制造的电子显微镜用于绒头纱线表面的凹凸的评价。在该装置中，将倍率设为2000倍，使焦点落在1根绒头纱线的表面来评价凹凸。
《绒头纱线的收缩的评价方法》
将日本电子股份有限公司制造的电子显微镜用于绒头纱线表面的收缩的评价。在该装置中，将倍率设为100倍，使焦点落在整个绒头纱线上来评价收缩。
《基于消光度的配向性的评价方法》
将大冢电子股份有限公司制造的消光度测定装置用于基于消光度的配向性的评价。在该装置中，将测定波长设为550nm，将平行尼科尔(para-Nicol)的偏光板的透过率设为100％。而且，对配置成正交尼科尔(cross-Nicol)的2片圆盘状液晶的配向性进行评价。此外，平行尼科尔表示偏光片(polarizer)与检偏镜(analyzer)的透过轴所形成的角度为0度，正交尼科尔表示偏光片与检偏镜的透过轴所形成的角度为90度。
关于扬尘性，如图4所示，一面使卷绕在辊120上的摩擦用布材1在箭头方向上旋转，一面摩擦对网16的配向膜形成材料进行制膜之侧，由此进行摩擦处理，在此时的网16的前进方向(箭头方向)上游侧的测定部位A与下游侧的测定部位B处设置莱特浩斯(Lighthouse)公司制造的粒子计数器HANDHELD3016，测定粒径为0.3μm以上的悬浮粒子的个数，并以将比较例1中的个数设为100时的相对的比率来表示。图4是表示粒子计数器的设置场所的说明图。
另外，所谓印字，是指通过使用电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)相机的面状检查装置的光点产生频率来评价摩擦处理后的透明膜的光点缺陷数所得的值，并以将比较例1设为1时的相对的比率来表示。
以下表示将评价条件、评价结果加以汇总的表。
此处，各评价结果的基准如下所述。
·绒头纱线表面的凹凸：优(无凹凸)、不可(有凹凸)
·绒头纱线的收缩：优(无收缩)、不可(有收缩)
·配向性：优(与摩擦处理开始时相比，结束时的配向膜的配向性几乎相同，合格)，可(与摩擦处理开始时相比，结束时的配向膜的配向性略微变差，但为合格线)，不可(与摩擦处理开始时相比，结束时的配向膜的配向性变差，无法长时间维持摩擦处理中的配向均一性，不合格)
·扬尘性：优(0～50)，可(51～250)，不可(251以上)
·印字：优(0～0.50)，可(0.51～2.50)，不可(2.51～)
·综合评价：优(所有评价为优的)，可(无一个不可，包含可的)，不可(即便包含一个不可的)
如评价结果所示般，具有海岛构造的实施例1～实施例4的综合评价均为优。由此可明确，通过绒头纱线具有海岛构造，可配向膜的配向性也良好、扬尘也少、印字也良好地进行摩擦处理。
另外，也确认作为海岛构造，优选海部由EVA形成，岛部由选自PET、PBT、尼龙中的树脂形成。进而，也确认在与绒头纱线的长度方向垂直的剖面中，优选海部的面积所占的比例为50％～67％，岛部的面积所占的比例所50％～33％。
进而，本发明人发现在具有如上所述的海岛构造的绒头纱线中，就配向膜的配向性、扬尘、印字等的观点而言，拉伸弹性模数为0.1×1011Pa～2.0×1011Pa的绒头纱线是优选的绒头纱线。
在本发明中，推测通过摩擦用布材的绒头纱线具有海岛构造，可对配向膜形成材料赋予良好的配向性的机制是源自以下的理由。即，认为其原因在于：本发明的绒头纱线与人造丝或棉花等天然纤维相比，绒头纱线表面的凹凸少，与EVA包覆构造(将EVA作为鞘的芯鞘构造)的线相比，绒头纱线整体的卷曲(收缩)少，因此摩擦处理时所产生的摩擦屑难以蓄积在绒头纱线中，可长时间维持适于摩擦处理的表面状态。

Claims (6)

1.一种摩擦处理方法，其用以对配向膜形成材料赋予配向性，其特征在于：
包括利用布材摩擦所述配向膜形成材料的表面的步骤，
所述布材包括包含经线及纬线的底布组织、以及织入所述底布组织中的绒头纱线，且
所述绒头纱线为具有海岛构造的纤维；
所述绒头纱线的海部为由乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)所形成，岛部为由选自聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、尼龙的树脂所形成。
2.根据权利要求1所述的摩擦处理方法，其特征在于：在与所述绒头纱线的长度方向垂直的剖面中，海部的面积所占的比例为50％～67％，岛部的面积所占的比例为50％～33％。
3.根据权利要求1或2所述的摩擦处理方法，其特征在于：所述绒头纱线的海岛构造为具有3个以上的岛部的构造。
4.根据权利要求1或2所述的摩擦处理方法，其特征在于：所述绒头纱线的拉伸弹性模数为0.1×1011Pa～2.0×1011Pa。
5.根据权利要求3所述的摩擦处理方法，其特征在于：所述绒头纱线的拉伸弹性模数为0.1×1011Pa～2.0×1011Pa。
6.一种光学膜的制造方法，其特征在于包括：
在支撑体上形成配向膜形成材料的膜的步骤；以及
利用根据权利要求1至5中任一项所述的摩擦处理方法，对形成在所述支撑体上的所述配向膜形成材料的所述膜的表面进行摩擦处理的步骤。
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