KR100718957B1 - 러빙 포재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천연 섬유인 면과 합성 섬유인 레이온의 혼합 섬유를 파일사로 한 러빙 포재를 제공하는 것이며, 면과 레이온의 혼합 비율은 혼합 섬유 총중량 중 면의 비율이 10 내지 90 중량%, 바람직하게는 30 내지 70 중량%, 더욱 바람직하게는 45 내지 55중량%, 가장 바람직하게는 각각 50중량%로 하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의한 러빙 포재는 러빙 공정시 마찰대전압, 내마모성과 액정 배향성이 매우 우수하다.

면, 레이온, 러빙 포재, 원면 혼방사, 코어 방적사

Description

러빙 포재{RUBBING CLOTHS}

본 발명은 액정 표시장치 제조시 러빙 공정에서 사용되는 신규의 러빙 포재에 관한 것이다.

러빙 공정이란 LCD 패널 제조 공정에서 액정 분자의 배향을 소정의 방향으로 제어하는 공정을 말하는 것이며, 최근 화상 표시 장치가 대형화의 추세에 있고, 고해상도의 요청에 따라, 종래에는 문제가 되지 않았던 화소의 불량이 제품의 생산성에 큰 영향을 미치고 있다.

종래부터 LCD 패널 제조 공정에서 원통 형상의 러빙 롤러에 러빙 포재를 부착하고, 액정 패널을 구성하는 기판의 표면에 형성된 배향막의 표면을 상기 고속 회전하는 러빙 롤러에 의해 균일하게 문질러서 액정 분자의 분자 배향성을 제공하는 러빙 처리를 행하여 왔다.

이러한 러빙 포재로 일반적인 벨벳 섬유 제조 공법으로 제작된 여러 종류의 섬유가 사용되어 왔다. 그러나 이러한 방법은 LCD 패널의 러빙 공정에서 높은 불량률을 나타내고 있는 실정이다. 현재 러빙 포재로 사용되는 섬유로는 면원사 또는 레이온 원사가 주를 이루고 있다.

1. 면 원사를 이용한 러빙 포재

면은 인간이 개발한 최고의 섬유이며, 가장 친환경적이고 수분 흡수율이 높으며, 가장 많이 사용되는 섬유로써, 식물성이며 정전기가 발생하지 않는 환경 친화적인 섬유이다.

섬유적인 분류로는 인류가 개발한 섬유 중 강도 및 경도가 가장 약한 섬유로 분류된다.

면 원사를 이용한 러빙 포재는 내마모성에 있어서는 레이온 원사를 이용한 러빙 포재보다 약간 우수하지만, 전술한 바와 같이 면 섬유의 약한 강도 및 경도로 인해, 러빙 공정에 투입시 액정 배향성이 현저히 떨어져서 여러 번의 배향 작업을 요구하는 단점이 있으며, 섬유가 너무 약하기 때문에 벨벳 파일 형성이 어렵다. 또한, 면은 천연 단섬유이므로, 섬유 자체의 품질 불균일성이 합성 섬유에 비해 크고, 러빙 공정 중 면 찌꺼기가 기판상에 떨어져서 배향막 표면에 불량을 발생시킬 뿐 아니라, 실의 굵기가 필라멘트로 이루어진 나일론이나 레이온 등의 합성 섬유 또는 반합성 섬유보다 굵기 때문에, 지경사로서 면을 사용할 때 경사 방향의 파일의 밀도를 크게 할 수 없는 등의 단점이 있다.

2. 레이온 원사를 이용한 러빙 포재

레이온 섬유는 무기질 섬유(실질적으로는 식물성 섬유, 즉 펄프를 이용한 섬 유)로 광택이 뛰어나고, 실크 대용으로 많이 이용되는 섬유이다.

섬유적인 특성으로는 물에 약하고, 전반적으로 섬유의 인장 강도 및 내마모성 정도가 타 섬유에 비해 약한 성질을 갖고 있다. 전체적으로는 나일론에 비해 강도가 약하지만, 러빙 작업시 섬유의 강도나 경도는 높은 편이다.

레이온 섬유로 벨벳을 제조하여 LCD 제조 공정 중 러빙 공정에 투입할 시에는 액정 즉, 폴리이미드 배향 작업시에 긁힘 현상이 자주 나타나는 단점이 있다. 또한 레이온은 내마모성이 불충분하기 때문에, 러빙 공정 중 마모되어 이물질이 발생하여 배향막 표면에 부착되어 얼룩 등의 문제가 발생할 뿐 아니라, 이물질이 러빙 포재에 말려들기 쉬워 배향막 표면에 흠집을 남긴다.

현재 상기와 같은 러빙 포재를 사용하는 국내 유수의 LCD 제조 업체에서는 러빙 공정에서 전체 LCD 중 약 30% 정도의 불량률이 발생하고 있다고 알려져 있으며, 대형 LCD 패널을 제조하는 중 발생한 불량품은 글라스를 소형으로 절단하여 소형 LCD 제품으로 사용하고 있는 실정이다. 즉, 19인치의 PC 용 모니터를 제조하다가 불량이 발생하면 손상되지 않은 글라스의 일부분을 자동차용 네비게이션 액정 또는 핸드폰 액정처럼 소형으로 절단하여 사용하여, 부가 가치가 높은 대형 LCD 제품의 생산성이 저하되는 경향이 있다.

따라서, 근본적으로 LCD 패널 제조 공정의 러빙 공정에 사용되는 러빙 포재의 개선이 요구되어 왔으나, 현재까지 근원적인 해결책이 제시되지 않았다.

전술한 바와 같이 면 원사를 이용한 러빙 포재는 내마모성에 있어서는 레이온 원사를 이용한 러빙 포재보다 약간 우수하지만, 면 섬유의 약한 강도 및 경도로 인해, 러빙 공정에 투입시 액정 배향성이 현저히 떨어져서 여러 번의 배향 작업을 요구하는 등의 단점이 있으며, 레이온을 이용한 러빙 포재는 러빙 작업시 섬유의 강도나 경도는 높은 편이나, 내마모성이 불충분하고, 러빙 공정 중 마모되어 이물질이 발생시키는 것과 같은 단점이 지적되어 왔다.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 러빙 포재에 대하여 연구를 거듭한 결과, 면과 레이온을 혼합하여 제조한 러빙 포재가 러빙 공정에 있어서 우수한 특성을 나타냄을 확인하고 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 러빙 공정 중 불량률을 줄일 수 있는 새로운 조성의 러빙 포재 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 경사, 위사 및 파일사로 이루어지는 벨벳직물로 된 러빙 포재에 있어서, 상기 파일사가 면과 레이온의 혼합 섬유로 된 액정 표시장치용 러빙 포재를 제공한다.

이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 면/레이온 혼합 섬유를 파일사로 한 액정 표시장치용 러빙 포재에서 면과 레이온의 혼합 비율은 혼합 섬유 총중량 중 면의 비율이 10 내지 90 중량%, 레이온의 비율이 90 내지 10중량%이다. 바람직하게는 면의 비율이 30 내지 70 중량%, 레이온의 비율이 70 내지 30 중량%이고, 더욱 바람직하게는 면의 비율이 45 내지 55중량%, 레이온의 비율이 55 내지 45 중량%이며, 가장 바람직하게는 면의 비율이 50 중량%, 레이온의 비율이 50중량%를 포함한다. 만일 면의 함량이 10중량% 미만이고 레이온의 함량이 90중량%를 초과하면, 러빙 포재의 내마모성이 떨어져 액정 배향 작업시 긁힘 현상이 많이 나타나며, 면의 함량이 90중량%를 초과하고, 레이온의 함량이 10중량% 미만이면, 액정 배향성이 떨어져 5회 이상의 러빙 공정을 행하여야 한다.

본원의 러빙 포재는 솜을 혼합하고 믹싱하여 실로 제작하는 혼방 작업에 의해 방적사를 만들고, 상기 방적사를 파일사로 하여 벨벳직물로 제조할 수도 있고, 또는 혼방사 대신 코어 방적사를 이용하여 벨벳직물로 제조할 수도 있다.

혼방 작업은 방적 공정 중, 1)혼타면 공정 전에 혼방을 행하는 원면 혼방, 2)소면 공정 전에 혼방을 행하는 랩 혼방, 3)연조 공정 중 혼방을 행하는 슬라이버 혼방 등으로 구분되며, 본 발명에서 혼방사는 어떠한 혼방 공정에 의한 것이라도 무관하다.

혼방사의 장점으로는 1) 어떤 섬유가 단독으로는 사용 목적에 맞는 실을 방 적하기가 곤란한 경우 다른 섬유를 혼방하여 두 섬유가 가지지 못한 새로운 성능을 발휘할 수 있고, 2) 한가지 섬유만으로 방적하기 어려울 때 다른 섬유를 혼합하여 가방성(可紡性)을 좋게 할 수 있다.

코어 방적사는 스판덱스(폴리우레탄 탄성 섬유)의 필라멘트를 정방기의 프런트 로울러에 공급하여 이것을 심사(코어)로 하고, 여기에 단섬유를 둘러싸면서 방출한 실로써 방적사나 필라멘트를 감은 커버드사(covered yarn)와는 다르며, 신축성을 자유롭게 조절할 수 있고, 가는 실이나 벌키성이 있는 실까지 만들 수 있는 특성이 있다. 본원에서 상기 코어 방적사에서는 면을 심사로 할 수도 있고, 레이온을 심사로 할 수도 있다.

하기에 본 발명에 따른 액정 표시장치용 러빙 포재의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.

1-1. 면/레이온 혼방사의 제조

면/레이온 혼방사는 면:레이온의 중량부로 10 : 90 내지 90 : 10 까지 원하는 혼합율을 손쉽게 얻을 수 있는 것이 특징이다. 본원에서는 면과 레이온을 솜상태에서 믹싱하여 혼합된 솜으로 혼방사를 제조하고, 이를 이용하여 러빙 포재를 제조하였다.

솜을 섞는 방법은 방적 공정 중 원면 믹싱공법으로, 원면 공급시 저울 계량에 의하여 원하는 무게를 산정한 다음, 계량된 솜을 투입하고 원면 믹싱 과정에서 적절히 혼합된다. 혼타면 공정 중의 믹싱공정, 크리닝공정을 거치고 소면공정, 코머공정, 연조공정, 조방공정을 거친 솜은 비로소 실로서 만들어지는 정방공정을 거치면서 혼방사로 만들어 진다.

이러한 방법으로 만들어진 면/레이온 혼방사로 러빙 공정에서 최적의 상태로 러빙할 수 있는 실을 얻을 수 있다. 즉 기존의 면의 장점인 부드러움과 레이온의 장점인 인조섬유의 경도를 적절히 조절하여 원하는 러빙 포재를 얻을 수 있다. 특히 LCD 제조사마다 독특한 액정의 경도(각 제조사마다 액정액의 경도, 온습도, 액정 용액의 화학적 혼합비율에 따른 차이 등으로 인하여 러빙포의 거칠기 또는 러빙포 파일의 길이 등을 조절하여 사용한다)를 요구하고 있기에 가령 면이 30%인 러빙포를 제조하여야 하는 경우도 있고 면이 70% 인 러빙포를 제조하여야 하는 경우도 있으며, 혼방사는 솜 상태에서 자유롭게 믹싱할 수 있기 때문에, 어떠한 비율의 면/레이온 혼방사를 이용한 러빙 포재도 비교적 손쉽게 얻을 수 있는 장점이 있다.

1-2. 면/레이온 코어 방적사의 제조

상기 혼방사는 면과 레이온의 두가지 원면을 모수 솜으로 형성된, 즉 단섬유를 방적하여 꼬임을 준 실을 만드는 방법이지만, 코어 방적사는 그 제조방법이 판이하다.

코어 방적사는 면을 코어로 하는 방법과 레이온을 코어로 하는 방법 두가지 모두 가능하다. 면 코어방법은 순면으로 실을 만들고 그 실 표면에 레이온으로 감싸는 방법으로 제조된다. 반대로 레이온 코어 방법은 레이온 표면에 면으로 감싸는 방법으로 제조된다. 레이온은 인조섬유이므로 그 길이를 무한정으로 얻을 수 있다. 따라서 단섬유가 아닌 필라멘트 형식으로 제조된 레이온을 면 방적의 정방공정에서 코어실로 제조된다. 코어사 제조방법은 우선 면사를 제조하는 정방공정, 즉 3 선의 로울러를 통과하면서 적당히 가늘어지고 적당한 꼬임에 의해 실이 형성되는 과정에 본 레이온을 코어로 밀어 넣으면 표면이 면으로 감싸진 필라멘트 레이온 코어사를 제조할 수 있다.

상기와 같이 제조된 레이온 코어사는 레이온의 특성으로 분류되는 수분에 약한 성질을 개선시킬 수 있는 장점이 있다. 즉, 제직 공정에서 실은 호부공정(실에 풀을 입혀 제직 공정시 빳빳한 실로서 제직하고, 완료 후 풀을 제거하는 공정 )과 탈호공정을 거치면서 레이온은 파일로의 경도를 잃게 되는데, 코어사를 제조함으로 인하여 레이온 표면을 면으로 감싸면서 레이온의 경도를 유지할 수 있는 실을 얻을 수 있다. 또한 인조섬유의 취약점인 정전기를 방지할 수 있는 장점도 동시에 얻을 수 있다. 이러한 방법은 100% 레이온의 경도와 부드러운 면으로 표면을 감싸면서 적당한 경도를 유지하며 정전기를 방지한 실을 제조할 수 있다.

2. 면/레이온 혼합 섬유를 이용한 러빙 포재의 제조

상기와 같이 제조된 면/레이온 혼방사나, 면/레이온 코어 방적사를 이용하여 벨벳직물의 제조법에 따라 러빙 포재를 제조할 수 있다.

본 발명에서 벨벳 직물의 경사 및 위사로는 면, 레이온, 폴리에스테르계 합성 섬유, 나일론 및 면/레이온 혼합 섬유 중에서 선택되며, 바람직하게는 면을 사용한다.

LCD 액정 배향시 유리 기판에 직접 접촉되는 파일사로는 면/레이온 혼방사나 면/레이온 코어 방적사를 사용한다.

본 발명의 러빙 포재의 제조 방법은 다음과 같다.

먼저, 상기 경사 및 위사로 된 원단조직에 파일사를 짜넣은 후, 2개의 원단조직의 중간 위치에서 파일사를 절단하여 커트 파일을 짜넣은 직포를 제조한다. 상기 직포를 샤링 공정에서 커트 파일의 선단부를 절단하고, 스팀 공정에서 직포의 주름을 늘린 후 감고, 세척공정으로 불순물을 세정한 후, 150℃에서 2분간 건조하고, 다시 130℃로 2분간 건조한다. 그 후, 필요에 따라, 기모처리공정을 행하고, 파일의 빠짐이나 섬유의 늘어남, 축소 변형 등을 방지하기 위하여 형성된 벨벳 직물의 뒷면에 아크릴수지나 아세테이트로 코팅한다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예

실시예 1 : 면 10중량%/레이온 90 중량%의 파일사를 이용한 러빙 포재의 제조

면 10g와 레이온 90g을 원면 믹싱 공정에서 적절히 혼합하고, 크리닝공정, 소면공정, 코머공정, 연조공정, 조방공정 및 정방공정을 거쳐 원면혼방사를 제조하였다. 상기 면/레이온 혼방사를 파일사로 하고, 경사 및 위사로는 통상의 면사 40/2 카드사(40'S 쌍사)를 사용하여, 상기 면/레이온 혼합 섬유를 이용한 러빙 포재의 제조법에 따라 하기와 같은 규격의 러빙 포재를 제조하였다.

원사규격	경사	면사 40/2 카드사(40'S 쌍사)
	위사	면사 40/2 카드사(40'S 쌍사)
	파일사	면 10중량%/레이온 90 중량% 혼합섬유
조직 및 규격	벨벳조직	V 조직
	경밀도	50본/인치
	횡밀도	82본/인치
	파일	50본/인치
	생지파일길이1)	2.6±0.2mm

* 1) 생지파일길이 : 시그네스 게이지로 측정

실시예 2 ~ 5

하기 표 2에 기재한 조성비로 면과 레이온의 혼합 비율만 변경하여 실시예 1과 동일한 방법으로 러빙 포재를 제조하였다. 한편, 하기표에서 비교예 1은 면 100%인 기존의 러빙포재이며, 비교예 2는 레이온 100%인 기존의 러빙포재의 조성을 나타낸 것이다.

	번호	면	레이온
실시예	1	10	90
	2	30	70
	3	50	50
	4	70	30
	5	90	10
비교예	1	100	0
	2	0	100

실험예 1 : 마찰 대전압 측정

기존의 면 소재의 러빙 포재를 비교예 1, 레이온 소재의 러빙 포재를 비교예2로 하고, 본 발명에 의한 면/레이온 혼합 섬유를 파일사로 사용한 러빙 포재의 마찰대전압을 JIS L 1097-1997 마찰 대전압 측정법에 의해 측정하였다.

마찰포는 면으로 하고, 온도 20℃, 습도 30%의 RH 실험실에서 실험하였으며, 세탁처리는 하지 않고 마찰포에 대해서 시료 파일이 거꾸로 되지 않는 방향에서 시험편을 붙여 실시하였다.

실험 결과는 하기 표 3에 나타내었다.

러빙 포재	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	비교예 1	비교예 2
마찰 대전압(V)	316	328	340	392	470	1100	770

상기 표 3에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 면/레이온 혼합 섬유를 파일사로 한 러빙 포재는 면 소재나 레이온 소재의 러빙 포재에 비해 마찰대전압이 현저히 우수한 것을 확인할 수 있었다.

실험예 2 : 내마모성 실험

기존의 면 소재의 러빙 포재를 비교예 1, 레이온 소재의 러빙 포재를 비교예2로 하고, 본 발명의 러빙 포재의 내마모성에 대한 실험을 행하였다.

직경 100(130Ø) mm의 스테인레스(알미늄)제 롤러에 실험 대상의 러빙 포재를 양면 테이프로 부착하고, 러빙 롤러의 회전수를 2000rpm으로 조절하여, 연속적으로 500회 러빙 공정을 행하였다. 러빙 공정 후의 기판의 표면 중 임의의 동일한 면적을 선정하여 광학 현미경으로 관찰하고 이물질의 부착량을 측정하였다.

상기의 실험 결과를 다음의 표 4에 나타내었으며, 이물질의 부착량은 레이온 소재의 러빙 포재를 이용한 비교예 2의 경우를 100으로 정하고, 이에 대한 상대적인 이물질의 부착량을 판단하여 측정하였다.

러빙 포재	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	비교예 1	비교예 2
이물질의 부착량	53	51	48	46	43	44	100

상기 표 4에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 면/레이온 혼합 섬유를 파일사로 한 러빙 포재는 레이온 소재의 러빙 포재에 비해 현저히 우수하고, 면소재와 거의 동등한 내마모성을 보인 것을 알 수 있다.

실험예 3 : 액정 배향성 실험

기존의 면 소재의 러빙 포재를 비교예 1, 레이온 소재의 러빙 포재를 비교예2로 하고, 본 발명에 의한 면/레이온 혼합 섬유를 파일사로 사용한 러빙 포재의 액정 배향성에 대한 실험을 행하였다.

직경 100(130Ø) mm의 스테인레스(알미늄)제 러빙 롤러에 실험 대상의 러빙 포재를 양면 테이프로 부착하고, 러빙 롤러의 회전수를 2000rpm으로 조절하여, 러빙 처리를 하여 제작된 액정 셀을 편광판 사이에 삽입하고 광을 투과하여 액정의 배향 상태를 관찰하였다.

실험 결과는 하기 표 5에 나타내었다.

러빙 포재	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	비교예 1	비교예 2
액정 배향성	매우우수	매우우수	매우우수	우수	우수	보통	우수

상기 표 5에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 면/레이온 혼합 섬유를 파일사로 한 러빙 포재는 면 소재의 러빙 포재에 비해 현저히 우수하고, 레이온 소재의 러빙 포재와 동등하거나, 더 뛰어난 액정 배향성을 보인 것을 알 수 있다.

상기 실험예들로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 면/레이온 혼합 섬유를 이용한 러빙 포재는 면 섬유를 단독으로 사용한 러빙 포재나, 레이온 섬유를 단독으로 사용한 러빙 포재에서 예측할 수 없었던 현저히 우수한 성능을 발휘하였으며, 기존의 러빙 포재에 비해 마찰대전압, 내마모성 및 액정 배향성이 골고루 우수하다.

본 발명에 의한 러빙 포재는 마찰대전압이 뛰어나고, 러빙 공정시 내마모성 과 액정 배향성이 우수한 효과가 있다.

Claims (10)

1. 경사, 위사 및 파일사로 이루어지는 벨벳직물로 된 러빙 포재에 있어서, 상기 파일사는 면과 레이온의 혼합 섬유이며, 코어 방적사를 만들어서 벨벳으로 제조한 것을 특징으로 하는 러빙 포재.
2. 제 1항에 있어서, 상기 면과 레이온의 혼합 비율은 혼합 섬유 총중량 중 면의 비율이 10 내지 90 중량%, 레이온의 비율이 90 내지 10 중량%인 것을 특징으로 하는 러빙 포재.
3. 제 1항에 있어서, 상기 면과 레이온의 혼합 비율은 혼합 섬유 총중량 중 면의 비율이 30 내지 70 중량%, 레이온의 비율이 70 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는 러빙 포재.
4. 제 1항에 있어서, 상기 면과 레이온의 혼합 비율은 혼합 섬유 총중량 중 면의 비율이 45 내지 55 중량%, 레이온의 비율이 55 내지 45 중량%인 것을 특징으로 하는 러빙 포재.
5. 제 1항에 있어서, 상기 면과 레이온의 혼합 비율은 혼합 섬유 총중량 중 면의 비율이 50 중량%, 레이온의 비율이 50 중량%인 것을 특징으로 하는 러빙 포재.
6. 제 1항에 있어서, 상기 경사 및 위사는 면인 것을 특징으로 하는 러빙 포재.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1항에 있어서, 상기 코어 방적사는 면을 코어로 한 코어 방적사인 것을 특징으로 하는 러빙 포재.
10. 제 1항에 있어서, 상기 코어 방적사는 레이온을 코어로 한 코어 방적사인 것을 특징으로 하는 러빙 포재.