JP2010002535A - ラビング用布材 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルムの広幅化、長尺化を行っても、輝点発生頻度の少ない光学補償フィルム製造用のラビング用布材を提供する。
【解決手段】経糸２および緯糸３からなる地布組織と、該地布組織に織り込まれたパイル糸４と、からなり、パイル糸４の断面形状に内接する円形または楕円形の円周長（Ａ）と、パイル糸４断面の円周長（Ｓ）と、が下記式（１）を満足することを特徴とするラビング用布材である。

【選択図】図１

Description

本発明は、ラビング用布材に係り、液晶表示装置の光学補償フィルム、特に、配向膜上に液晶層を積層する光学補償フィルムの配向膜のラビング処理に用いるラビング用布材に関する。

近年、光学フィルムの需要が増加しつつある。光学フィルムとしては、液晶セルに位相差板として使用される光学補償フィルムや、反射防止フィルム、防眩性フィルムなどの各種の機能を有するフィルムが代表的である。

このような光学フィルムの製造方法の代表的なものとして、帯状可撓性の支持体（以下、「ウエブ」ともいう）の表面にラビング処理を施し、次いで、ウエブの表面に各種塗布装置を使用して塗布液を塗布し、これを乾燥させ、その後に硬化させて各種組成の塗布膜（機能性膜）を形成する方法が挙げられる。

このラビング処理とは、液晶分子の配向処理方法の代表的なものであり、ウエブの表面に配向膜を形成し、この配向膜の表面をラビング用布材が付与されたラビングローラを用いて、一方向にラビング処理する方法が一般的である。

ラビング用布材を用いてラビング処理する方法として、各種の方法が提案されており、下記の特許文献１には、セルロース誘導体（エステル、エーテル、ウレタン）をパイル糸とした高耐久性、低帯電性、かつ、配向規制力の高い液晶表示装置用基板のラビング布について開示されている。特許文献２には、セルロース繊維からなるパイル糸表面に脂肪酸アミド成分を含む滑剤をコートし、ラビング布の裏面をアクリル樹脂などの補強剤でバックコートしてほつれを防止する工程について開示されている。特許文献３には、ラビング布パイル糸の先端部を凹凸形状とすることで、配向処理を効果的に行うことが開示されている。特許文献４には、ラビング布パイル糸を樹脂含浸によることなく、経糸と緯糸からなる地組織を、異なる長さの経糸を用いてパイル傾斜をさせる方法について開示されている。また、特許文献５には、静電気の発生、微小ダスト・異物の発生を抑制するため、導電性材料からなる芯および芯を被覆する非導電性材料からなる複合繊維を含むラビング布が記載されている。
特開２００３−１５６７４７号公報 特開２００４−２１２７８３号公報 特開２００４−２５２３４１号公報 特開２００５−３０８８８６号公報 特開２００７−２３２９３８号公報

しかしながら、液晶表示装置は、装置の大型化、高輝度化が進むとともに、製造コストの低減が求められている。これに伴い、液晶表示装置の部材である偏光板も大サイズ化、高機能化、品質向上が求められるとともに、生産性の向上も必要となっている。偏光板用部材である位相差フィルム、保護フィルムなどの光学フィルムも同様である。

光学フィルムの品質向上は輝点などの欠陥の低減化により、生産性向上はフィルムの広幅化、長尺化により達成することができる。特に、配向膜上に液晶層を積層する光学補償フィルムでは、配向膜のラビング処理の安定化は重要であり、フィルムの広幅化、長尺化によりその重要度が増している。

しかしながら、特許文献１〜５に記載されているラビング処理に用いられるラビング布材料については、広幅化に伴う幅方向での均一なラビング処理ができず、光学補償フィルムの光学特性の幅方向バラツキが大きいという問題があった。また、ラビング布寿命が短いため、長尺化に対応できないという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、フィルムの広幅化、長尺化を行っても、幅方向の光学特性のバラツキが少なく、輝点発生頻度の少ない光学補償フィルムを製造することができるラビング用布材を提供することができる。

本発明の請求項１は、前記目的を達成するために、経糸および緯糸からなる地布組織と、該地布組織に織り込まれたパイル糸と、からなり、配向膜をラビング処理するためのラビング用布材であって、前記パイル糸の断面形状に内接する円形または楕円形の円周長（Ａ）と、前記パイル糸断面の円周長（Ｓ）と、が下記式（１）を満足することを特徴とするラビング用布材を提供する。

請求項１によれば、パイル糸の断面形状に内接する円形または楕円形の円周長（Ａ）とパイル糸の断面の円周長（Ｓ）との関係を上記式（１）の関係としたため、パイル糸の周面に皺（凹凸）の少ない表面形状とすることができ、ラビング屑が発生してもパイル糸の表面に入りこみ難くなる。さらに、ラビング布材の幅方向（フィルム幅方向）におけるラビング屑の付着のバラツキも抑制することができる。

これにより、フィルムの広幅化、長尺化を行っても、幅方向の光学特性のバラツキがなく、輝点発生頻度の少ない光学補償フィルムを製造することができる。

なお、パイル糸の断面形状に内接する円形または楕円形の円周長とは、とり得ることが可能な最大の円周長を有する円形または楕円形の円周長のことをいう。

請求項２は請求項１において、前記パイル糸の断面形状が円形または楕円形であることを特徴とする。

請求項２によれば、パイル糸の断面形状を、パイル糸の周面に角の無い円形または楕円形にしたので、配向膜を形成するためのラビング処理によりラビング屑（塵埃）の発生を抑制することができる。パイル糸の断面形状が三角形や四角形等の多角形の場合には、パイル糸の角が磨耗し易くなり、ラビング屑が発生し易くなる。したがって、ラビング処理においてパイル糸の磨耗を長期間抑制することができる。

請求項３は請求項１または２において、前記パイル糸の平均硬さが３〜３０ｇ／ｄであることを特徴とする。

請求項３は、配向膜に良好な配向性を得ることができ、輝点発生頻度の少ないフィルムを得るために好適な、パイル糸の平均硬さを規定したものである。パイル糸の平均硬さが上記範囲より低いと、配向膜の配向性が悪化する。また、上記範囲より高いと、フィルムにすり傷が発生するため好ましくない。

請求項４は請求項１から３いずれかにおいて、前記パイル糸の疲労寿命が、ＪＩＳ Ｌ０８４９に定められた学振式摩擦堅牢度試験で６０回以上であることを特徴とする。

近年、生産性向上の観点から偏光板用途の光学補償フィルムの長尺化と広幅化が要求されており、連続製造をするためにはラビング処理の途中でラビング布を交換することはできず、従来のラビング用布材では、長尺化に対応したラビング処理ができなかった。

請求項４によれば、パイル糸の疲労寿命を上記範囲とすることにより、長時間の使用においても、輝度の発生頻度を少なくして、品質要求の厳しいＴＶ用途の液晶表示装置の光学補償フィルムを連続製造することができる。

請求項５は請求項１から４いずれかにおいて、前記パイル糸の相互摩擦係数（糸／糸）が０．１５〜０．４０であることを特徴とする。

請求項５によれば、パイル糸の相互摩擦係数を上記範囲とすることにより、配向膜に良好な配向性を得ることができ、輝点発生頻度の少ないフィルムを得ることができる。パイル糸の相互摩擦係数が上記範囲より低いと、輝点の数が増加するため好ましくない。また、上記範囲より高いと、配向性が悪くなるため好ましくない。

請求項６は請求項１から５いずれかにおいて、前記ラビング用布材は、３００〜６００Ｎｍ／ｍ^２のラビング仕事量で４０００ｍラビング処理した配向膜上に液晶層を積層した光学補償フィルムの７０μｍを超える輝点数が、０．５個／ｍ^２以下であることを特徴とする。

本発明のラビング用布材は、使用寿命が長いので、ラビング用布材を用いて光学補償フィルムを４０００ｍしたラビング処理した後においても、フィルム面に発生する輝点の数を抑えることができるので、輝点発生頻度の少ないフィルムの製造を行うことができる。

本発明のラビング用布材によれば、配向膜を形成するためのラビング処理により発生した塵埃が、ラビング布材に付着することを防止することができるので、長期にわたり使用しても、品質の高いフィルムを製造することができる。したがって、使用寿命を長くすることができるので、フィルムの長尺化に対応することが可能である。また、塵埃の付着を抑えることにより、使用により幅方向のラビング性能にバラつきが生じにくくなり、フィルムの光学特性バラつきが少なくなる。したがって、輝点発生頻度の少ない光学補償フィルムを製造することができる。

以下、本発明のラビング用布材について説明する。図１は、ラビング用布材１の構成を示す部分拡大斜視図である。このラビング用布材１は、地布組織の経糸２と地布組織の緯糸３とが格子状に織られた基布にパイル糸４が織り込まれて形成されている。このうち図１（Ａ）に示すラビング用布材１のように、パイル糸４が３本の緯糸３に織り込まれたものをＷ組織と称し、図１（Ｂ）に示すラビング用布材６のように、パイル糸７に織り込まれたものをＶ組織と称している。Ｗ組織およびＶ組織は、パイル糸の織り込み方が異なるのみで、用いられる材料は同様の材料を使用することができる。

基布としては、たとえばナイロン６・６（登録商標）などのポリアミド系、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系、ポリエチレンなどのポリオレフィン系、ポリビニルアルコール系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリ塩化ビニル系、ポリアクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミドなどのアクリル系、ポリシアン化ビニリデン系、ポリフルオロエチレン系、ポリウレタン系などの合成繊維、絹、綿、羊毛、セルロース系、セルロースエステル系などの天然繊維、再生繊維（レーヨン、アセテートなど）の中から選ばれる１種又は２種以上を組み合わせた繊維が挙げられる。

これらの繊維素材において、好ましくは、ナイロン６、ナイロン６・６（登録商標）などのポリアミド系、ポリアクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミドなどのアクリル系、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系、再生繊維としてのセルロース系、セルロースエステル系であるレーヨンおよびアセテートが挙げられる。

この基布の経糸２および緯糸３は、たとえば１．４デニールの繊維が７０本より合わされて約１００デニールのフィラメントとなっている状態で使用される。このような経糸２および緯糸３としては、たとえば旭化成社製のキュプラレーヨン（ベンベルグ）フィラメントが好ましく使用できる。

パイル糸４としては、径が１．０〜２．５デニールのものが求められる。特に好ましくは、径が１．５〜２．０デニールである。パイル糸の径が１．０デニール未満の場合、ラビング不足により消光度が低減したり、パイル糸が磨耗しやすく配向性が不足となったりし、不具合が生じやすくなる。一方、パイル糸の径が２．５デニールを超える場合は、ラビング用布材の弾性が高くなり過ぎ、配向膜を強く擦り過ぎて、微粉の発生により面状欠点が生じ易くなるため好ましくない。

パイル糸４の密度は、２５０００〜１５００００本／ｃｍ^２とすることが好ましい。パイル糸の密度が、２５０００本／ｃｍ^２未満の場合、ラビング不足により消光度が低減したり、パイル糸が磨耗しやすく配向性が不足となったりし、不具合が生じやすくなる。一方、パイル糸の密度が１５００００本／ｃｍ^２を超える場合、パイル糸の抜けや脱落となりやすく、微粉の発生により面状欠点を生じやすく、また、コストアップとなるため好ましくない。

また、パイル糸４の材質としては、再生繊維、半合成繊維、合成繊維とすることが好ましい。紡糸ノズルを所定の形状とすることで皺の少ない断面形状のパイル糸を得ることができるからである。このようなパイル糸４としては、たとえば、再生繊維（レーヨン、ポリノジック、キュプラ）、半合成繊維（アセテート、トリアセテート、プロミックス）、合成繊維（ポリエステル、ナイロン、アクリル、ビニロン、ポリウレタン）を好ましく使用することができる。

図２（ａ）に本発明のラビング布材に用いられるパイル糸として断面が円形状であるポリエステル繊維の断面形状、図２（ｂ）にパイル糸の断面が楕円形状であるレーヨン繊維の断面形状、図２（ｃ）に従来のラビング布材に用いられるパイル糸としてトリアセテートの断面形状を示す。図２において、内接する円形または楕円形９は、パイル糸８断面のとり得ることが可能な最大の円周長を有する円形または楕円形である。なお、図２（ａ）は、パイル糸の断面が略円形であり、図２（ｂ）は略楕円形の場合であり、この場合内接する円形または楕円形９は、パイル糸８断面の円周と重なっている。

本発明のラビング用布材に用いられるパイル糸は、パイル糸の断面形状に内接する円形または楕円形の円周長（Ａ）と、パイル糸断面の円周長（Ｓ）は下記式（１）を満足している。

より好ましくは、１．８Ａ≧Ｓ≧Ａであり、さらに好ましくは、１．３Ａ≧Ｓ≧Ａである。

式（１）を上記範囲内とすることにより、ラビング屑または塵埃が皺（凹凸）に入りこんでも、容易に取り除くことができるので、ラビング性能が低下することなくラビング処理を行うことができる。なお、図２（ａ）は、パイル糸の断面が略円形であり、図２（ｂ）は略楕円形の場合であり、Ａ≒Ｓの場合である。このような構成とすることにより、ラビング処理により塵埃が発生しても、容易にラビング布から除去することができ、ラビング布の幅方向における塵埃の付着のバラツキを抑えることができる。また、円形または楕円形とすることにより、パイル糸の磨耗を長期間抑制することができる。したがって、フィルムの広幅化、長尺化を行っても、輝点発生頻度の少ない光学補償フィルムを製造することができる。

一方、図２（ｃ）に示すように、従来のラビング用布材に用いられるパイル糸の断面は、皺（凹凸）が形成されており、この皺の間に塵埃が付着するため、ラビング布材の長期使用が困難であった。また、フィルム幅方向に塵埃の付着のバラつきが生じるため、長尺フィルムの幅方向に光学特性にバラつきが生じていた。

また、ラビング用布材において、パイル糸４が基布（経糸２および緯糸３）から抜け落ちないよう、目止め剤を用いることができる。本発明に用いられる目止め剤としては、たとえば、ポリビニル系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリエステル系、合成ゴム系、エポキシ系、フェノール系、これらに含まれないアクリル系などの合成樹脂エマルジョン、酢酸ビニル樹脂／エマルジョン型、酢酸ビニル樹脂／トルエン溶剤型、から１種または２種以上のブレンド物、またはこれらを組み合わせた共重合体エマルジョンが挙げられる。

表面粗さの測定方法としては、超深度レーザー顕微鏡で測定することができる。

また、本発明のラビング用布材は以下の物性を有することが好ましい。

パイル糸の平均硬さが３〜３０ｇ／ｄであることが好ましく、より好ましくは５〜２５ｇ／ｄであり、さらに好ましくは８〜２０ｇ／ｄである。パイル糸の平均型さが３ｇ／ｄ未満であると、ラビング不足により消光度が低減したり、配向性が不足となったりし、不具合が生じやすくなる。また、３０ｇ／ｄより大きいと、輝点の数が増加し、面状欠点が生じやすくなるので、好ましくない。

パイル糸の平均硬さは繊維の硬さ計で測定することができる。

パイル糸の疲労寿命は、ＪＩＳ Ｌ０８４９に定められた学振式摩擦堅牢度試験で６０回以上が好ましく、より好ましくは８０回以上であり、さらに好ましくは１００回以上である。パイル糸の疲労寿命が６０回未満であると、輝点の数が増加し、面状欠点が悪くなるので、好ましくない。

パイル糸の疲労寿命は、学振式摩擦堅牢度試験機で測定することができる。

パイル糸の相互摩擦係数（糸／糸）は、０．１５〜０．４０であることが好ましく、より好ましくは０．１５〜０．３０であり、さらに好ましくは０．１５〜０．２５である。パイル糸の相互摩擦係数が０．１５未満であると、ラビング不足により消光度が低減したり、配向性が不足となったりし、不具合が生じやすくなる。また、０．４０より大きいと、輝点の数が増加し、面状欠点が生じやすくなるので、好ましくない。

本発明のラビング用布材は使用寿命を長くすることができるので、本発明のラビング用布材を用いて、３００〜６００Ｎｍ／ｍ^２のラビング仕事量で４０００ｍラビング処理した配向膜上に液晶層を積層した光学補償フィルムの７０μｍを超える輝点数が、０．５個／ｍ^２以下とすることができる。

以下に、本発明を実施例および比較例により例証するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。

図３に示す光学フィルムの製造ライン１０を使用して各種の条件で光学補償フィルムの製造を行った。

図３に示す光学フィルムの製造ライン１０において、トリアセチルセルロース（フジタック、富士フイルム（株）製、厚さ：１００μｍ、幅：５００ｍｍ）の長尺状のウエブ１６の一方の側に、長鎖アルキル変性ポパール（ＭＰ−２０３、クラレ（株）製）５重量％の溶液を塗布し、９０℃で４分間乾燥させた後、ラビング処理を行って膜厚２．０μｍの配向膜形成用樹脂層を形成した。ウエブ１６の搬送速度は、２０ｍ／分とした。

ラビング処理装置７０において、ウエブ１６を連続して２０ｍ／分で搬送しながら、樹脂層表面にラビング処理を施した。ラビング処理は、ラビングローラ７２の回転数を３００ｒｐｍにて行った。またラビング仕事量は４００Ｎｍ／ｍ^２であった。

ラビング処理の後、得られた配向膜を有するウエブ１６を、連続して２０ｍ／分で搬送しながら、配向膜上に、ディスコティック化合物ＴＥ−８（３）とＴＥ−８（５）の重量比で４：１の混合物に、光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）を上記混合物に対して１重量％添加した混合物の１０重量％メチルエチルケトン溶液（塗布液）を、バー塗布装置１１Ｂにて、塗布量５ｍｌ／ｍ^２で塗布し、次いで、乾燥ゾーン７６Ｂおよび加熱ゾーン７８Ｂを通過させた。

乾燥ゾーン７６Ｂには０．１ｍ／秒の風を送り、加熱ゾーン７８Ｂは１３０℃に調整した。ウエブ１６は、塗布後３秒後に乾燥ゾーン７６Ｂに入り、更に３秒後に加熱ゾーン７８Ｂに入った。ウエブ１６は加熱ゾーン７８Ｂを約３分間で通過した。

次いで、この配向膜および液晶層が塗布されたウエブ１６を、連続して２０ｍ／分で搬送しながら液晶層の表面に紫外線ランプ８０により紫外線を照射した。すなわち、加熱ゾーン７８Ｂを通過したウエブ１６に、紫外線ランプ８０（出力：１６０Ｗ／ｃｍ、発光長：１．６ｍ）により、照度６００ｍＷの紫外線を４秒間照射し、液晶層を架橋させた。

更に、配向膜および液晶層が形成されたウエブ１６は、検査装置８４により表面の光学特性が測定され、検査され、次いで、液晶層表面に保護フィルム８８Ａがラミネート機８８により積層され、巻き取り機８２により巻き取られ、光学補償フィルムが得られた。

得られた光学補償フィルムの評価を行った。評価は、ラビング用布材を用い、４０００ｍラビング処理した配向膜上に液晶層を積層した光学補償フィルムについて、配向膜配向性、輝点発生頻度について評価を行った。結果を表１に示す。なお、表中の記号は以下の通りである。

≪配向膜配向性≫
配向膜の配向性は、消光度を確認することで評価を行った。ここで、消光度とは、本発明の光学補償フィルムの消光度をいい、クロスニコルに配置した２枚の偏光板間に、透過率が最小となるように本発明の光学補償フィルムを配置した時に測定される透過率をいう。透過率の測定波長は５５０ｎｍであり、パラニコル配置の偏光板の透過率を１００％とする。
◎・・・・・消光度が０．０１０％未満
○・・・・・消光度が０．０１０％以上０．０１５％未満
×・・・・・消光度が０．０１５％以上
≪輝点発生頻度≫
輝点発生頻度は、光源と検出装置（ＣＣＤカメラ）との間にクロスニコルに配置した２枚の偏光板間に、本発明の光学補償フィルムを配置した時に、光源ＣＣＤカメラにより検出された画像のサイズと１０ｍあたりの検出個数から求めた。
◎・・・・・０．３個／ｍ未満
○・・・・・０．３個／ｍ以上〜０．５個／ｍ未満
×・・・・・０．５個／ｍ以上

内接する円形または楕円形の円周長（Ａ）と比較し、実際のパイル糸の断面の円周長（Ｓ）が２倍を越えている比較例１〜３は、輝点発生頻度が不良であった。また、パイル糸間の相互摩擦係数が本発明の数値範囲を超える比較例２、および、パイル糸平均硬さおよびパイル糸疲労寿命の数値が本発明の範囲外である比較例３、においては、配向膜の配向性も不良であった。

内接する円形または楕円形の円周長（Ａ）と、実際のパイル糸の断面の円周長（Ｓ）が、式（１）の関係を満たしている実施例１〜７は良好な光学補償フィルムを得ることができた。また、パイル糸間の相互摩擦係数が本発明の下限値未満である実施例１についても、配向膜の配向性が不良であったが、輝点発生頻度が良好であり、全体として問題ない光学補償フィルムを製造することができた。また、図４に実施例におけるパイル糸８の断面形状およびそれに内接する楕円形９を示す。図４（ａ）が実施例５、（ｂ）が実施例６、（ｃ）が実施例７のパイル糸である。図４に示すように、内接する楕円形９は、パイル糸８の断面形状に内接する最大の円周長を有する楕円形となっている。

ラビング用布材の構成を示す部分拡大斜視図である。 本発明のラビング布材に用いられるパイル糸の断面形状（ａ）、（ｂ）、および、従来のラビング布材に用いられるパイル糸の断面形状（ｃ）である。 本発明のラビング用布材が適用される光学補償フィルムの製造ラインを示す説明図である。 実施例におけるパイル糸の断面形状である。

符号の説明

１、６…ラビング用布材、２…経糸、３…緯糸、４、７…パイル糸、１０…光学フィルムの製造ライン、１１…バー塗布装置、１６…ウエブ、６６…送り出し機、６８…ガイドローラ、７０ラビング…処理装置、７２…ラビングローラ、７６…乾燥ゾーン、７８…加熱ゾーン、８０…紫外線ランプ、８２…巻き取り機、８４…ローラステージ、８６、８８…バックアップローラ

Claims (6)

1. 経糸および緯糸からなる地布組織と、該地布組織に織り込まれたパイル糸と、からなり、配向膜をラビング処理するためのラビング用布材であって、
   前記パイル糸の断面形状に内接する円形または楕円形の円周長（Ａ）と、前記パイル糸断面の円周長（Ｓ）と、が下記式（１）を満足することを特徴とするラビング用布材。
   

   
2. 前記パイル糸の断面形状が円形または楕円形であることを特徴とする請求項１に記載のラビング用布材。
3. 前記パイル糸の平均硬さが３〜３０ｇ／ｄであることを特徴とする請求項１または２に記載のラビング用布材。
4. 前記パイル糸の疲労寿命が、ＪＩＳ Ｌ０８４９に定められた学振式摩擦堅牢度試験で６０回以上であることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載のラビング用布材。
5. 前記パイル糸の相互摩擦係数（糸／糸）が０．１５〜０．４０であることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載のラビング用布材。
6. 前記ラビング用布材は、
   ３００〜６００Ｎｍ／ｍ²のラビング仕事量で４０００ｍラビン処理した配向膜上に液晶層を積層した光学補償フィルムの７０μｍを超える輝点数が、０．５個／ｍ^２以下であることを特徴とする請求項１から５いずれかに記載のラビング用布材。

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