JP2011100130A - ラビング布剪毛システム及び剪毛方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示装置に使用されるラビング布のパイル厚の均整度を向上する。
【解決手段】ラビング布地のパイル糸を一定の長さに切るために前記パイル糸を剪毛する剪毛ユニット、そして、前記剪毛ユニットの上流に備えられ前記剪毛ユニットに移送されるラビング布地に熱を加えるヒーティングユニットを含んで構成されるラビング布剪毛システムであって、前記ヒーティングユニットは、背面がコーティングされた前記ラビング布地の地組織に熱を加える放熱体を含む構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ラビング布製造装置及びその製造方法に関するものであり、より詳しくは、液晶表示装置等の電子機器の製造に用いられるラビング布の剪毛装置及びラビング布の剪毛方法に関するものである。

一般に、ラビング布（Ｒｕｂｂｉｎｇ ｃｌｏｔｈ）は、液晶分子の配向を制御するためにＬＣＤ（液晶表示装置）基板の表面を擦るラビング工程に用いたり、ＬＣＤ光学フィルム等のような電子機器用の部品等の表面ラビングのために用いられる繊維素材である。そして、前記ラビング布はＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｃａｒｔｒｉｄｇｅ又はＯｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ドラムクリーナー（Ｄｒｕｍ Ｃｌｅａｎｅｒ）用繊維布などの用途として用いることができる。

前記液晶表示装置は、低電圧駆動、低消費電力、フルカラーの具現、軽薄短小等の特徴を有し、時計、計算機、ＰＣ用モニター、ノート型パソコン等から、航空用モニター、個人用携帯電話端末機等まで幅広く適用されている。

このような液晶表示装置は、画像を表示する液晶表示パネルと前記液晶表示パネルを駆動させる回路部に大きく分けられる。

ここで、前記液晶表示パネルは、薄膜トランジスター（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）アレイが形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルターアレイが形成されたカラーフィルター基板（以下、ＣＦ基板と略称する）を相互に並べて微細な間隔を置いて配置し、その間に液晶が注入または滴下される。

前記ＴＦＴ基板の表面には、画素電極としてパターン化されたＩＴＯ電極が形成され、前記ＩＴＯ電極の表面上には配向膜がコーティングされ、前記配向膜には前記液晶が接触することになる。

そして、前記ＣＦ基板の表面には共通電極としてＩＴＯ電極が位置し、前記ＴＦＴ基板と同様にＩＴＯ電極の表面上に配向膜をコーティング処理する。これらＴＦＴ基板とＣＦ基板は、配向膜が向かい合うように配置され、二つの基板の配向膜は共に前記液晶と接触することになる。

また、前記のように構成される液晶表示装置の製造工程は、ガラス基板上に配線パターンや薄膜トランジスター等のスイッチング素子等を形成するアレイ工程、配向処理やスペーサー（ｓｐａｃｅｒ）配置、及び対向し合う基板間に液晶を封入するセル工程、そしてドライバー（Ｄｒｉｖｅｒ）ＩＣの付着やバックライト（Ｂａｃｋ Ｌｉｇｈｔ）装着等を行うモジュール（Ｍｏｄｕｌｅ）工程によって製作される。

ここで、前記セル工程は、液晶配向を誘導するためのラビング工程を含む基板の合着、液晶の注入等のような一連の工程を経てなるが、前記ラビング工程は前記液晶分子の配向を誘導するために前記ＴＦＴ基板とＣＦ基板の配向膜を配向処理する工程である。

前記のような配向膜の配向処理方法としては、ラビング布を利用して前記配向膜表面を擦るラビング法が主に利用されている。

図１を参照すると、前記ラビング布１０は通常円筒形のラビングローラー１の外周面を覆うように前記ラビングローラー１の表面に接着され、前記ラビング布１０が前記配向膜２表面に接触した状態で前記ラビングローラー１が回転すると、前記配向膜２の表面が前記ラビング布１０によって擦られながら前記ラビング工程が行われる。

また、前記ラビング布１０は、一般的に経糸１１と緯糸１２からなる生地組織（地組織）にパイル糸１３を植えたベルベット生地の形態であり起毛工程によって製造される。

前記ラビング布１０は、パイルの太さ及び生地に用いる糸の太さを変えることによりパイル密度が調整でき、生地での切毛方法によってパイルの長さが決められる。

ここで、前記パイル糸１３として用いられる繊維は、レーヨン及びナイロンのような長繊維を用いたものと、綿のような短繊維を用いたものが知られている。

前記ラビング布の製造のために、前記ラビング布用ベルベット織物、すなわち、ラビング布地を脱糊、精練した後、起毛のためのブラシ工程を行って前記パイル糸の方向と起毛角度を合わせることにより、前記パイル糸に直立性と方向性を付与する。そして、前記生地組織から前記パイル糸１３が脱落しないように、前記生地組織の背面（パイル糸の反対面）が樹脂でコーティング処理され、前記コーティング処理が行われた後に前記ラビング布地に剪毛工程を行い前記パイル糸１３の長さを均一に整理することにより、前記ラビング布地のパイル厚が均一になる。

前記ラビング工程に用いられる前記ラビング布のパイル厚と、前記パイル糸１３の起毛程度及び前記パイル糸の方向によって配向品質が異なり、特に前記パイル糸１３間に長さの偏差が生じて一つのラビング布においてパイル厚が全体的に揃っていなかったりラビング布間にパイルの偏差が存在すると、液晶表示装置の品質が低下する。

前記ラビング布地のパイル糸１３は、製織工程で不均一な長さに切断されるため、生地剪毛で1次的にパイル糸間の長さの偏差が少なくなる。そして、前記ラビング布地が水洗い工程、ブラシ工程及びコーティング工程等を経ながら、部分的にパイルが寝たり飛び出す部分が発生する等、パイル厚の偏差が発生するため、前記ラビング布地は前記コーティング工程後に再度剪毛工程を経ることになる。

しかし、背面がコーティング処理された前記ラビング布地は、コーティング生地特有の強張りによって生地組織がしわになったり折れ目が付いた状態、すなわち、平坦でない状態で剪毛装置を経ることになる可能性が高く、これによって前記パイル糸１３がきれいに立っていない状態で前記剪毛工程を経ることになるという問題点がある。

特に、前記生地組織中のしわが発生した部位に位置するパイル糸によってラビング布のパイル厚の偏差が激しくなると、基板のラビング工程で縦線のようなラビング不良現象が起こることになる。よって、ラビング布製造工程での不良率減少と基板のラビング工程での不良率減少のためには、パイル厚の均整度がより精密に管理される必要がある。

本発明は上述の問題点を解決するためのものであり、本発明の目的はラビング布のパイル糸間の長さの偏差を改善してパイル厚の均整度を向上させることができる剪毛装置及び剪毛方法を提供することにある。

上述の目的を解決するために、本発明は：ラビング布地のパイル糸を一定の長さに切るために前記パイル糸を剪毛する剪毛ユニット；そして、前記剪毛ユニットの上流に備えられ前記剪毛ユニットに移送されるラビング布地に熱を加えるヒーティングユニットを含んで構成されるラビング布剪毛システムを提供する。

ここで、前記ヒーティングユニットは、背面がコーティングされた前記ラビング布地の地組織に熱を加える放熱体を含んで構成される。
前記放熱体は、前記ラビング布地の地組織に接触して前記ラビング布地に熱を加え、前記ラビング布地の移送方向に回転可能な円筒形状を有するものが好ましい。

そして、前記剪毛ユニットは；前記パイル糸を剪毛する剪毛ナイフと、前記ラビング布地の背面を均一に支持する剪毛ベッド（ｂｅｄ）を含んで構成できる。

また、前記ヒーティングユニットは、前記ラビング布地の背面にコーティングされるコーティング剤のガラス転移温度以上の熱を前記ラビング布地に加えて前記ラビング布地のしわを改善させる。

他の一形態として、本発明は：背面がコーティング処理されたラビング布地に熱を加えるヒーティング段階；そして前記ヒーティング段階と同時に、又は前記ヒーティング段階以降に前記ラビング布地を剪毛する剪毛段階を含むラビング布剪毛方法を提供する。

より詳しくは、前記ヒーティング段階は前記剪毛段階以前に行われ、連続的に移送される前記ラビング布地の背面に熱を加える。

上述の本発明にかかるラビング布剪毛システム及び剪毛方法によると、次のような効果を奏する。

一つ目、本発明にかかるラビング布剪毛システム及び剪毛方法によると、ラビング布のパイル厚が均一になることで高品質のラビング布が製造でき、不良率の減少によってラビング布の生産収率が著しく向上し得る。

二つ目、本発明にかかるラビング布剪毛システム及び剪毛方法によると、パイル厚の偏差が最小化されるため、本発明にかかるラビング布剪毛システム及びその製造方法によって製造されるラビング布によってラビング処理される基板のラビング不良率が減少し、結果的に液晶表示装置の不良率の減少及び液晶表示装置の品質が向上し得る。

一般的なラビング装置を表す断面図である。 一般的なラビング布の構成を概略的に表した図面である。 本発明にかかるラビング布剪毛システムの構成を概略的に表した断面図である。 本発明にかかるラビング布剪毛システムの剪毛ユニットを概略的に表した正面図である。 本発明で説明する比較例と実施例のしわ形状を概略的に表した比較図面であり、（ａ）は比較例１、（ｂ）は比較例２、そして（ｃ）は実施例１を比較して表したものである。

以下、本発明の目的が具体的に実現され得る本発明の望ましい実施例を、添付の図面を参照して説明する。本実施例を説明するにおいて、同一構成については同一名称及び同一符号を用い、これによる付加的な説明は省略する。

先ず、図３及び図４を参照して本発明にかかるラビング布剪毛システムの望ましい一実施例を説明する。

ここで、図３は本発明にかかるラビング布剪毛システムの一実施例を示したシステム構成図であり、図４は本発明にかかるラビング布剪毛システムの一実施例のための剪毛ユニットの一例を示した正面図である。

図３及び図４を参照すると、本発明にかかるラビング布剪毛システムは、剪毛ユニット１００とヒーティングユニット２００を含んで構成される。

前記剪毛ユニット１００は、前記ラビング布地のパイル糸を一定の長さに切ってパイル厚（地組織からパイル糸末端までの長さ）を均一にさせる構成部分であり、前記ヒーティングユニット２００は、前記ラビング布地１０に熱を加えて前記剪毛ユニット１００においてラビング布地１０、特に前記ラビング布地の地組織に発生するしわを改善するための構成部分である。

前記剪毛ユニット１００は、剪毛ナイフ１１０と剪毛ベッド１２０を含んで構成されるが、前記剪毛ナイフ１１０は前記ラビング布地１０のパイル糸を一定の長さにカットし、前記剪毛ベッド１２０は前記ラビング布地１０の背面を支えて前記ラビング布地１０の前面に形成されている前記パイル糸が前記剪毛ナイフに向かって立つようにする。

前記剪毛ナイフ１１０の一例としては、円筒形の回転本体の外周面において螺旋方向に刃が形成された回転ナイフがあるが、前記剪毛ナイフがこれに限定されるのではない。

そして、前記剪毛ベッド１２０は三角断面形状の支持部材を適用でき、前記ラビング布地１０が前記剪毛ベッド１２０に接触するように前記ラビング布地１０に張力が加えられた状態で剪毛工程が行われる。

より詳しくは、前記剪毛ベッド１２０の先端、すなわち、三角形の一角が前記円筒形の剪毛ナイフ１１０の中心に向くように前記剪毛ベッド１２０が前記剪毛ナイフと向かい合って配置され、前記剪毛ベッド１２０の一角で前記ラビング布地１０が折り曲がるように前記剪毛ベッド１２０の先端が前記ラビング布地１０の背面を加圧する形になると、前記ラビング布地が前記剪毛ベッド１２０を通過する際に前記ラビング布地の前面に備えられるパイル糸が前記剪毛ナイフ１１０に向かって立つようになる。

勿論、前記剪毛ベッド１２０の断面形状が三角形に限定されるのではなく、前記剪毛ナイフ１１０と向かい合う前記剪毛ベッド１２０の表面が盛り上がった曲面の場合もあり、また平面の場合もあるが、平面よりは曲面や角のように突出した表面が好ましい。

前記剪毛ベッド１２０と前記剪毛ナイフ１１０の幅は、前記ラビング布地１０の幅（緯糸方向の長さ）と同様かそれ以上になる。

一方、一般的なパイル織物は、生地の折れ剛性が低いため前記剪毛ベッド１２０を通る際に前記剪毛ベッド１２０の表面に均一に密着し、これによってパイル織物の均一な剪毛が可能だが、ラビング布の場合は、パイル糸の脱落を防ぎ、且つパイル糸の形態安定性を確保するためにラビング布地の背面が全体的にコーティング剤（図示せず）によってコーティングされる。

よって、前記ラビング布地１０は、折れ剛性が大きくなり、ラビング布地１０の前記剪毛ユニットに移送される過程で折れたりしわになり易いため、前記ラビング布地１０が前記剪毛ベッド１２０に均一に密着し難く、パイル糸の均一な剪毛が非常に困難になる。

これにより、本発明にかかるラビング布剪毛システムは、前記ヒーティングユニット２００を含んで構成され、前記ヒーティングユニット２００が前記ラビング布地１０に熱を加えると、前記ラビング布地１０の折れ剛性が減少し、これによって前記ラビング布地１０が柔らかく軟化してしわが緩和され、前記剪毛ベッド１２０に均一に密着できる。

より詳しく説明すると、前記ヒーティングユニット２００によって加熱されると前記ラビング布地が軟化し、前記ラビング布地１０に張力が加えられると前記ラビング布地のしわが緩和されて、前記剪毛ベッド１２０に対する密着性が向上する。

これによって、前記ラビング布地１０の背面が前記剪毛ベッド１２０によって全体的に均等に支えられるようになり、前記パイル糸が前記剪毛ナイフに向かって均一に立つようになって、前記剪毛ナイフ１１０による均一な剪毛が可能になる。

ここで前記ラビング布地１０は、前記コーティング剤のガラス転移温度以上であることが好ましいが、これはラビング布地１０に張力が加えられる際に前記コーティング剤を軟化させてラビング布地のしわが最小化され得るためである。

本実施例において前記ラビング布地１０は、張力が加えられた状態で連続的に移送されながら、前記ヒーティングユニット２００と前記剪毛ユニット１００を順次的に経ることになる。これにより、前記ラビング布地がヒーティング段階と剪毛段階を順次的に経ることになるが、これに限定されるのではなく、前記ヒーティング段階と前記剪毛段階が同時に行われる場合もある。

一例として、前記剪毛ベッド１２０を前記ラビング布地の加熱機能を遂行する前記ヒーターユニットにすることもできる。

一方、前記ヒーティングユニット２００は、前記ラビング布地の地組織に熱を加える放熱体２１０を含んで構成され、前記放熱体２１０は熱伝導性に優れる材質、例えば銅のような金属材質で製造でき、前記放熱体２１０の例としては電気によって発熱するコイルヒーター（図示せず）が備えられた金属材質の部材等がある。

前記放熱体２１０は、前記ラビング布地と平面接触や曲面接触等のように面接触するものが良く、平板形状や三角断面、又は円形断面状等の様々な形状を有することができる。

本実施例において、前記放熱体２１０は前記ラビング布地１０の地組織、より詳しくは前記コーティング剤によるコーティング層を有する前記地組織の背面に接触して前記ラビング布地に熱を加え、前記ラビング布地の移送方向に回転可能な円筒形状を有する。

前記放熱体２１０の温度は、上述のコーティング剤のガラス転移温度に合わせたりそれ以上になるようにできるが、前記放熱体２１０によって加熱されるヒーティング時間が長すぎたり前記放熱体２１０の温度が高すぎると、前記パイル糸の方向性が変わり得るため、コーティング剤に合うように実験的に温度と加熱時間が設定されなければならなく、このような事項は本発明の技術的思想を基にすると当業者が容易に設定できる自明な事項に該当する。

前記放熱体２１０は、一般的に２０℃〜３００℃の範囲で温度調節が可能なものが使用できるが、前記温度の範囲はコーティング剤の種類によって様々に変更できる。

前記ヒーティングユニット２００、より詳しくは前記放熱体２１０は前記剪毛システムに複数個備えることもでき、前記ラビング布地が前記放熱体を順次的に経ながら加熱することもできる。

以下では、本発明にかかる剪毛システムによって剪毛処理されたラビング布の実施例と、これと異なる比較例及びこれらによってラビング処理された液晶表示装置の品質を相互比較した。但し、下記実施例は本発明を例示したものに過ぎなく、本発明が下記の実施例に限定されるものではない。

＜比較例１＞
経糸としてキュプラアンモニウムレーヨンフィラメント１２０ｄ／７５ｆ（Ａｓａｈｉ産、日本）、緯糸としてキュプラアンモニウムレーヨンフィラメント７５ｄ／５０ｆ（Ａｓａｈｉ産、日本）を使用して経糸密度６０本／ｉｎｃｈ、緯糸密度１２０本／ｉｎｃｈで平織りで編んでラビング布の生地組織（地組織）を製作した。パイル糸としてビスコスレーヨンフィラメント１００ｄ／４０ｆ（Ｅｎｋａ産、ドイツ）を使用してパイル密度３２，０００ｅａ／ｃｍ^２になるように公知のパイル織機によってＷ字型に生地を製作した。前記の製造されたパイル織物を公知の工程で精練して樹脂で処理し、ブラシ及びエチルビニルアセテート（Ｅｔｈｙｌｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔｅ）材質のコーティング剤（韓国エアプロダクト社、ＥＰ−７０６又はＥＰ−７２４製品）でコーティング処理した。

コーティングが終わったラビング布地を、外観検査にて生地のしわを評価し、ポータル検査装置に付着させて検査基準であるパイル厚１．８０±０．４ｍｍから外れる不良パイルの個数を測定比較した。

＜比較例２＞
比較例1と同一な生地を使用し公知の工程で精練して樹脂処理し、ブラシ及びコーティング処理した。コーティングが終わったラビング布地をヒーティング処理をせず公知の剪毛ユニット（剪毛装置）を用いてパイルの長さが１．８０ｍｍになるように剪毛工程を行った。

このとき、前記剪毛工程の条件は生地移送速度５ｍ／ｍｉｎ、１１目剪毛ナイフ、ナイフ回転速度は１，０００ＲＰＭにした。そして剪毛工程が終わったラビング布地を比較例１と同様の方法で外観検査によりしわを評価し、ポータル検査にてパイルの長さ１．８０±０．４ｍｍ以上の不良パイルの個数を測定比較した。

＜実施例１＞
比較例１と同一の生地を使用し公知の工程で精練して樹脂処理し、ブラシ及び比較例１のコーティング剤でコーティング処理した。コーティングが終わったラビング布地を、ヒーティングコイルを用いた直径１Ｍの熱処理ローラー（放熱体）により３０℃〜１００℃で加熱しながら比較例１の剪毛ユニットを使用してパイル長さが１．８０ｍｍになるように剪毛工程を行った。

このとき、前記剪毛工程の条件は生地移送速度５ｍ／ｍｉｎ、１１目剪毛ナイフ、ナイフ回転速度は１，０００ＲＰＭにし、前記熱処理ローラーとラビング布地の接触角は図３のように９０°にした。そして剪毛工程が終わったラビング布地を比較例1と同様の方法で外観検査によりしわを評価し、ポータル検査にてパイルの長さが１．８０±０．４ｍｍ以上の不良パイルの個数を測定比較した。

上のような比較例及び実施例で製造されたラビング布を次のような方法で外観及びパイル厚不良を測定し、ＩＰＳ方式の液晶表示装置製造工程で工程不良率を比較評価して表1に提示した。

（１）外観評価：ラビング布地４４ｉｎｃｈ×４０Ｍを生地検査装置に通過させながら、しわ、パイル窪み等のラビング布の外観を検査した。

（２）パイル厚均整度評価：ラビング布地を１Ｍ×１Ｍの大きさに切断してポータル検査装置に付着させた後、ＣＣＤカメラを用いて基準値１．８０ｍｍ、許容誤差０．４ｍｍの測定条件で不良パイル個数を測定した。

（３）工程不良率：ＩＰＳ方式の液晶表示装置を製造して、前記液晶表示装置製造工程でパイル厚均整度不良として発生し得る縦線、横線、スクラッチ等のラビング不良率を比較して表した。

前記のような、本発明にかかるラビング布剪毛システム及び剪毛方法によると、比較例１及び２に比べて実施例１によるラビング布はパイル厚均整度に優れ、工程不良率が改善されたことが分かる。

以上の通り本発明にかかる望ましい実施例を示したが、上で説明した実施例以外にも本発明がその趣旨や範疇から外れない他の特定形態に具体化できるという事実は該当技術に通常の知識を有する者には自明なものである。そのため、上述の実施例は制限的なものではなく、例示的なものと考えられなければならなく、これによって本発明は上述の説明に限定されず、添付の請求項の範疇及びその同等範囲内で変更することもできる。

１００：剪毛ユニット
１１０：剪毛ナイフ
１２０：剪毛ベッド
２００：ヒーティングユニット
２１０：放熱体

Claims (6)

1. ラビング布地のパイル糸を一定の長さに切るために前記パイル糸を剪毛する剪毛ユニット；そして
   前記剪毛ユニットの上流に備えられ前記剪毛ユニットに移送されるラビング布地に熱を加えるヒーティングユニットを含んで構成されるラビング布剪毛システム。
2. 前記ヒーティングユニットは、背面がコーティングされた前記ラビング布地の地組織に熱を加える放熱体を含んで構成される請求項１に記載のラビング布剪毛システム。
3. 前記放熱体は、前記ラビング布地の地組織に接触して前記ラビング布地に熱を加え、前記ラビング布地の移送方向に回転可能な円筒形状を有する請求項２に記載のラビング布剪毛システム。
4. 前記剪毛ユニットは；前記パイル糸を剪毛する剪毛ナイフと、前記ラビング布地の背面を均一に支持する剪毛ベッド（ｂｅｄ）を含んで構成される請求項１〜３のいずれかに記載のラビング布剪毛システム。
5. 前記ヒーティングユニットは、前記ラビング布地の背面にコーティングされるコーティング剤のガラス転移温度以上の熱を前記ラビング布地に加える請求項１〜３のいずれかに記載のラビング布剪毛システム。
6. 背面がコーティング処理されたラビング布地に熱を加えるヒーティング段階；そして
   前記ヒーティング段階と同時に、又は前記ヒーティング段階以降に前記ラビング布地を剪毛する剪毛段階を含むラビング布剪毛方法。