KR101494018B1

KR101494018B1 - 러빙 천

Info

Publication number: KR101494018B1
Application number: KR1020097008404A
Authority: KR
Inventors: 쇼난 하타; 마사시 아다치
Original assignee: 구라레 트레이딩 가부시키가이샤
Priority date: 2006-11-07
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2015-02-16
Also published as: TWI393811B; JPWO2008056584A1; KR20090079210A; JP5009300B2; CN101611344A; WO2008056584A1; TW200827503A

Abstract

액정 표시 장치의 배향막을 배향 처리하기 위해 사용하는 러빙 천으로서, 그 러빙 천은 그라운드지와 파일사로 이루어지고, 그 그라운드지의 경사 및 위사의 적어도 일부에 열융착성 복합 섬유가 사용되고, 또한 그 파일사가 다층 적층형 복합 섬유를 분할하여 얻어지는 1.1dtex 이하의 편평 극세 섬유이고, 그 편평률 (장경/단경의 비) 이 4 이상인 극세 섬유로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 러빙 천으로, 액정 표시 장치용 배향막에 균일한 미세홈을 생성시킬 수 있는 취급하기 쉬운 러빙 천을 제공하는 것이다.

Description

러빙 천{RUBBING CLOTH}

본 발명은 액정 표시 장치의 제조 공정에서 액정 분자의 배향을 제어하는 러빙 처리에 사용되는 러빙 천에 관한 것이다.

액정 표시 장치에서는 배향막에 미세한 홈을 생성시키고, 액정 분자를 이 미세홈을 따라 배향시킴으로써 액정 분자의 배향을 규제하고 있다. 이 배향막에 미세한 홈을 형성하는 공정은, 회전하는 롤에 부착된 파일 천으로 배향막을 문지르기 (Rubbing) 때문에 러빙 처리 공정이라고 한다. 여기에서 사용되는 파일 천은 러빙 천이라고 하며, 소재로는 현재 레이온, 코튼 등이 사용된다.

레이온제 러빙 천은 그라운드사(絲)에 큐프라 레이온을 사용하고, 파일사(絲)에 통상적으로 레이온을 사용한 벨벳 직물이다. 제직 후 셔링을 실시하고, 호발(糊拔), 정련을 실시한 후, 파일의 안정성을 확보하기 위해 섬유소 반응형 수지를 사용하여 수지 가공되며, 또한 파일이 빠지는 것을 방지하기 위해 아세트산비닐계 수지 또는 아크릴계 수지로 이면에 코팅 가공이 실시되고 있다.

한편, 코튼 천의 경우에는, 제직 후 코튼 자체에 함유된 왁스 성분이나 협잡물을 제거하기 위해 정련, 표백이 이루어지고, 또한 모할(毛割) 셔링이 이루어진다. 코튼의 경우에는 단섬유에 콘볼루션이라고 하는 꼬임이 있어 직모상은 아 니기 때문에, 파일을 안정화시키기 위한 섬유소 반응형 수지에 의한 수지 가공은 행해지지 않는다. 일반적으로는 레이온제를 W 파일이라고 하며, 위사 3 개 사이에 파일을 끼우도록 누르고 있는데 대해, 코튼제에서는 V 파일이라고 하며, 위사 1 개로 파일을 누르고 있기 때문에 파일이 탈락되기 쉬운 구조로 되어 있어, 충분한 백코팅이 필요해진다.

일반적으로, 통상의 레이온제나 코튼제 러빙 천을 사용하는 러빙 처리에서는, 러빙 천의 파일의 길이, 경사 각도나 밀도가 균일하지 않으면 배향막에 대한 마찰력이 고르지 않게 되기 때문에, 배향막의 배향력에 편차를 발생시켜, 액정 패널의 표시 품질을 저하시키는 원인이 된다. 일반적인 극세 섬유로 형성된 파일의 경우에는 반발 탄성력이 저하되고, 마찰력이 부족하여 배향되기 어려워진다.

또, 러빙 처리는 고속 회전하는 러빙 롤러로 배향막을 문지르기 때문에, 마찰, 접촉, 박리가 반복되어 정전기가 발생된다.

이 정전기는 유리 기판 상의 회로에 손상을 주어 액정 표시의 불량품 발생으로 이어진다. 또한, 러빙 천은 금속성 롤에 양면 테이프를 통하여 부착되는데, 파일 직물의 그라운드가 셀룰로오스계 섬유인 경우, 습도에 따라 신축된다. 즉, 고습도에서는 신장되고, 저습도에서는 수축된다. 이 때문에, 러빙 천의 정밀 재단, 보관, 러빙 롤에 부착시킬 때에는 엄밀한 습도 관리가 이루어져야 한다는 문제가 있다.

한편, 액정 표시 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 하여 1.1dtex 이하의 극세 섬유로 이루어지는 기모부를 갖는 러빙 크로스를 사용하는 것이 제안되어 있 다 (특허 문헌 1 참조). 그러나, 특허 문헌 1 에 구체적으로 기재되어 있는 극세 섬유는, 중공 방사형 단면을 갖는 복합 방사 섬유를 분할 처리하여 선형(扇型) 단면을 갖는 극세 섬유로서, 본 발명자들이 동 극세 섬유를 사용하여 러빙 처리에 사용한 결과, 배향성 불량이 다수 발생된다는 것을 알아냈다. 그 원인으로서, 특허 문헌 1 에서 기재되어 있는 극세 섬유에서는, 파일을 구성하는 극세 섬유의 탄성이 없어 넘어지고 쉽고, 그 결과, 극세 섬유임에도 불구하고 극세 섬유를 사용하는 우위성이 충분히 발휘되고 있지 않은 것으로 생각할 수 있다.

또, 러빙 처리에서는 고속 회전하는 러빙 천과 배향막 사이에서 마찰, 접촉, 박리가 반복되기 때문에 정전기가 발생하여, 유리 기판 상의 회로에 손상을 주어 액정 표시의 불량품의 발생으로 이어진다. 이것을 방지하기 위해, 특허 문헌 1 에는 러빙 처리시의 대전을 방지하기 위해, 기모천의 적어도 기모층에 도전성을 부여하는 것이 개시되어 있다. 그리고, 제전성을 부여하는 구체적인 방법으로서, 극세 섬유를 방사할 때에 카본 블랙, 금속의 미분말 등의 제전제를 혼련하는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 이와 같이 파일에 제전제를 혼련한 도전성 섬유를 사용하는 경우에는, 벨벳 직물이나 모켓 직물에서는 파일사의 표면이나 단면에 카본 블랙이나 금속 분말 등의 제전제가 노출되게 된다. 제전제가 노출된 파일사로 배향막을 러빙하는 것은 오염의 원인이 되어, 액정 표시 장치의 불량 발생으로 이어진다.

한편, 상기의 도전 재료의 찰과 등에서 기인하는 미소 더스트ㆍ이물질의 발생을 피하기 위해, 중심(中芯)이 도전성 재료로 이루어지고, 그 중심을 피복하는 비도전성 재료로 이루어지는 초ㆍ심(sheathㆍcore) 구조의 복합 섬유를 포함하며, 러빙면에서는 실질적으로 도전성 재료가 노출되어 있지 않은 러빙 천이 제안되어 있다 (특허 문헌 2 참조).

그리고, 구체적인 양태로서, 파일사가 상기의 초ㆍ심 구조의 복합 섬유로 이루어지고, 그 파일이 절단되어 있지 않은 고리 파일을 형성하고 있는 러빙 천이 제안되어 있다.

그러나, 특허 문헌 2 에 기재된 러빙 천에서는, 파일사에 초ㆍ심 구조의 도전성 복합 섬유를 사용하기 때문에, 파일사의 극세화를 도모할 수 없어, 배향막에 미세한 배향을 실시하기 곤란하다. 즉, 초ㆍ심 구조의 도전성 복합 섬유는 중심의 도전성 재료로는 금속 섬유, 표면 금속화 섬유, 카본 파이버, 도전성 세라믹 섬유 등의 섬유 그 자체나, 또는 카본 분말, 금속 분말 등의 도전성 분말을 수지에 혼련하고, 방사하여 이루어지는 섬유 등으로 성형하고, 외층으로서 예를 들어 폴리에스테르, 아크릴, 폴리아미드 등의 수지로 이루어지는 피복재로 전체를 피복한 것으로서, 얻어지는 도전성 복합 섬유의 단섬유 섬도는 5 ∼ 20dtex 정도로 세섬도인 것을 얻기 어렵고, 통상의 러빙 천의 파일 섬도 (1.1 ∼ 3.3dtex) 에 비하여 현저히 굵은 파일이 되어, 부분 사용에서는 러빙 얼룩, 줄무늬로 이어지고, 전면 사용에서는 불평등 전계가 형성되지 않아 코로나 방전이 얻어지지 않는다.

또, 파일사의 선단이 예각이 아니며 고리 파일이기 때문에, 러빙 효과도 감쇠된다. 또한, 도전성 재료가 흑색인 경우, 흑색을 은폐하여 백색 내지 회백색으로 하는 은폐층을 형성하는 것에 대한 제안은 되어 있지 않다.

또한, 특허 문헌 1 에서는 러빙 천의 파일 부분의 탈락을 방지하기 위해, 아세트산비닐계 또는 아크릴산계 수지를 이면에 코팅 가공하는 것이 기재되어 있는데, 코팅 가공이라는 새로운 공정이 추가되면, 러빙 천 전체의 제조 공정이 길어져 그만큼 비용이 상승하게 되고, 또한 공정 중에서의 오염 등의 가공 결점도 증가된다.

이와 같이, 종래에는 액정 표시 정밀도를 향상시킬 수 있는 러빙 효과가 높은 극세 섬도의 파일의 구성이나, 도전제에 의한 오염, 비용 상승 등의 문제를 해결할 수 있는 러빙 천은 제안되어 있지 않다.

[특허 문헌 1] : 일본 공개특허공보 2005-91899호

[특허 문헌 2] : 일본 공개특허공보 2007-232938호

발명의 개시

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 파일사의 길이, 경사 각도, 밀도의 균일성이 그다지 문제가 되지 않으며, 게다가 특수 단면을 갖는 극세 섬유로 구성되어 있는 파일사에 의해 미세하고 균일한 배향을 실현시키고, 또 도전성 섬유에 의한 정전기 대책이 이루어져 있음에도 불구하고 오염이 적으며, 또한 코팅 공정을 생략할 수 있는 우수한 러빙 천을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 한 결과, 특수 단면의 극세 섬유를 러빙 천의 파일에 사용함으로써 배향성 불량이 매우 적은 표시 소자를 얻을 수 있으며, 게다가 열융착성 복합 섬유를 사용함으로써 그라운드의 백킹 공정을 생략할 수 있게 되어, 도전층이 노출되어 있지 않은 도전성 복합 섬유를 사용함으로써 수율이 개선된 러빙 천이 얻어진다는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은, (1) 액정 표시 장치의 배향막을 배향 처리하기 위해 사용하는 러빙 천으로서, 그 러빙 천은 그라운드지와 파일사로 이루어지고, 그 그라운드지의 경사 및 위사의 적어도 일부에 열융착성 복합 섬유가 사용되고, 또한 그 파일사가 다층 적층형 복합 섬유를 분할하여 얻어지는 1.1dtex 이하의 편평 극세 섬유이고, 그 편평률 (장경/단경의 비) 이 4 이상인 극세 섬유로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 러빙 천, (2) 그라운드지에는 도전성 복합 섬유가 포함되어 있으며, 그 도전성 복합 섬유가 섬유 표면에 도전층이 노출되어 있지 않고, 도전 성능이 1 필라멘트당 10⁵ ∼ 10⁹Ω/㎝ 인 상기 1 에 기재된 러빙 천, 및 (3) 도전성 복합 섬유의 도전층의 외주에 은폐 폴리머층을 실시하여 이루어지는 도전성 복합 섬유가 사용되고 있는 상기 (2) 에 기재된 러빙 천을 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 러빙 천의 파일사의 편평 극세 섬유 형성 성분으로서 사용되는 다층 적층형 복합 섬유의 일례의 횡단면도이다.

도 2 는 본 발명의 러빙 천 구성의 일례를 나타내는 모식 단면도이다.

도 3 은 본 발명에 사용되는 도전성 복합 섬유의 일례를 나타내는 모식 단면 도이다.

도 4 는 본 발명의 비교예에 사용된 도전성 복합 섬유를 나타내는 모식 단면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

A : 섬유 형성성 폴리머 A

B : 폴리머 A 와는 비상용성인 섬유 형성성 폴리머 B

1 : 다층 적층형 복합 섬유 10 : 러빙 천

21 : 파일층 22 : 그라운드지

23 : 도전성 복합 섬유 30, 40 : 도전성 복합 섬유

31 : 도전층 32 : 은폐 폴리머층

33 : 보호 폴리머층 41 : 보호 폴리머층

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 러빙 천은, 러빙 천의 파일에 사용하는 극세 섬유가, 도 1 에 나타내는 바와 같이 섬유 형성성 (形成性) 폴리머 (본 발명에서 「폴리머」는 「중합체」와 동일한 의미이다) A 와, 폴리머 A 와는 비상용성인 섬유 형성성 폴리머 B 로 이루어지는 편평 극세 섬유 형성 성분의 집합체인 다층 적층형의 특수 단면 형상을 갖는 분할형 복합 섬유를 분할하여 얻어지는 편평 극세 섬유로서, 분할 후에는 각각 폴리머 A 또는 폴리머 B 에 의한 편평한 극세 섬유가 된다. 그 편평 극세 섬유의 단섬유 섬도는 1.1dtex 이하인 것이 줄무늬가 없는 균일한 표시 소자 가 얻어진다는 점에서 바람직하고, 0.1 ∼ 1.1dtex 가 바람직하며, 0.2 ∼ 0.5dtex 의 범위가 보다 바람직하다. 또한, 편평 극세 섬유의 횡단면에서의 장경/단경의 비인 편평도가 4 이상인 것이 정세(精細)한 홈을 얻는다는 점에서 필요하고, 바람직하게는 5 이상이고 15 이하의 편평도인 것이다. 특히 편평도가 4 이상이고 또한 편평면이 접하는 상태에서 파일을 구성하고 있는 경우에는, 파일사가 넘어지기 어려워, 배향성이 우수한 배향막이 얻어진다. 편평 극세 섬유로 형성된 파일사를 넘어지기 어렵게 하려면, 편평 극세 섬유의 편평면의 장경측이 러빙 방향에 평행해지도록 파일사를 배치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 분할형 복합 섬유로서 도 1 에 나타내는 다층 적층형 복합 섬유를 사용하고, 또한 동 섬유로 이루어지는 파일 형성사 (이하, 「파일용 실」이라고도 한다) 로서, 꼬임수가 0 ∼ 500T/M 인 저(低)연사를 사용하여, 이러한 파일용 실을 경사와 평행하게 직물에 박아 넣으면 위사에 눌려 파일용 실이 편평화되어, 분할성 다층 적층형 복합 섬유의 편평면 (장경측) 이 위사와 평행해지기 쉽다. 이러한 실을 분할 처리하여, 러빙 천으로서 러빙 롤의 원주 방향이 경사 방향이 되도록 감으면 편평 극세 섬유의 편평면이 러빙 방향에 평행해지기 쉽다. 물론, 편평 극세 섬유의 편평면이 러빙 방향에 평행해지는 특별한 배려를 하지 않는 경우에도, 편평 극세 섬유의 어느 정도는 스스로 편평면이 러빙 방향과 평행해지고, 이러한 방향을 향하고 있는 편평 극세 섬유가 유효하게 작용하여 균일한 미세홈을 형성하게 된다.

또한, 본 발명에 있어서, 분할 전의 다층 적층형 복합 섬유는 편평면이 접하도록 5 ∼ 20 층, 특히 7 ∼ 15 층의 편평 극세 섬유 형성 성분이 적층되어 있는 단면 형상이 바람직하고, 그리고 분할 전의 다층 적층형 복합 섬유의 단섬유 섬도로는 1 ∼ 10dtex 가 바람직하다. 분할 전의 다층 적층형 복합 섬유로는, 상기한 편평 단면 섬유 형성 성분이 다수 편평면에서 접해 있는 단면 형상이 바람직하고, 특히 각 편평 극세 섬유 형성 성분의 단면이 대략 직사각형인 것이 정세한 홈을 생성한다는 점에서 바람직하다.

또, 파일로는 토탈 섬도로 40 ∼ 500dtex 가 바람직하고, 파일 높이로는 1.0 ∼ 3.0㎜, 특히 1.5 ∼ 2.6㎜ 이면 파일이 넘어지기 어려워, 배향성이 우수한 배향막이 얻어진다는 점에서 바람직하다. 또한, 파일 밀도로는 그라운드 생지 (生地) 1㎠ 당 10 만 ∼ 40 만개의 파일이 존재하고 있는 상태가 바람직하다.

이러한 편평 극세 섬유는 비상용성의 2 종류 이상의 중합체를 섬유의 횡단면에서 보아 다층 적층 상태가 되도록 방사 구금 구멍으로 유도하여 복합 방사함으로써 얻어지는 다층 적층형 복합 섬유를 섬유 상태에서, 또는 그 섬유를 사용한 파일 직물로 한 후, 문지름 처리, 수류 제트 처리, 공기 제트 처리, 니들 처리, 셔링 처리, 알칼리 감량 처리, 벤조산이나 벤질알코올 등의 용제 처리에 의해 분할 처리 함으로써 얻어진다.

분할형 복합 섬유를 구성하는 비상용성 중합체란, 용해 파라미터가 2MJ/m^-3이상 상이한 중합체이다. 구체적으로는 폴리머 A 로서 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 또는 이들을 주체로 하는 공중합 폴리에스테르, 폴리락트산 등의 폴리에스테르, 폴리머 B 로서 나일론-6, 나일론-66, 나일론-610, 반 방향족 폴리아미드 등의 폴리아미드, 또는 폴리머 A 로서 에틸렌 함량 20 ∼ 50 몰% 인 에틸렌-비닐알코올계 공중합체, 폴리머 B 로서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀에서 선택되는 것 중의 2 종류 또는 3 종류 이상을 조합하여 형성되어 있는 것이 분할이 용이하다는 점에서 바람직하다.

폴리머 A 와 폴리머 B 의 중량비는 4 : 1 ∼ 1 : 4 의 범위가 바람직하고, 3 : 1 ∼ 1 : 3 의 범위가 보다 바람직하다.

다층 적층형 복합 섬유를 형성하는 중합체의 보다 바람직한 구체적인 조합예로는, 폴리아미드/폴리에스테르, 폴리에스테르/에틸렌-비닐알코올 공중합체, 폴리에스테르/폴리올레핀, 폴리아미드/폴리올레핀 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리아미드/폴리에스테르의 조합이 가장 바람직하다. 여기에서 말하는 복합 섬유를 구성하는 중합체의 용해 파라미터란, 공업 조사회에서 발행한 「플라스틱 데이터북」(1999년 12월 1일 발행) 의 90 페이지에 기재되어 있는 중합체의 파라미터표 (SP 값표) 에 나타낸 값을 의미한다. 그 SP 값표에 나타나 있지 않은 중합체에 대해서는, 응집 에너지 밀도의 계산값으로부터 그 용해 파라미터를 구할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 러빙 천의 그라운드지에 사용되는 열융착성 복합 섬유 에 대하여 설명한다. 본 발명에서 사용되는 열융착성 복합 섬유란 융점이 160℃ 이하 80℃ 이상인 중합체를 함유하는 저융점 성분과, 당해 저융점 성분보다 고융점인 중합체로서, 융점 200℃ 이상, 바람직하게는 융점 240℃ 이상인 고융점 성분의 상이한 2 종류의 중합체로 구성하고, 사이드 바이 사이드형, 심초형 (동심 심 초형, 편심 심초형), 해도형, 다층 적층형 등의 복합 단면 구조를 갖는 복합 섬유로 할 수 있는데, 그 중에서도 심초형이 바람직하다.

이들 열융착성 복합 섬유에 사용할 수 있는 중합체로는, 예를 들어 나일론 등으로 대표되는 폴리아미드, 폴리에스테르, 및 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등으로 대표되는 폴리올레핀계 중합체를 들 수 있다. 이들 중 저융점 성분과 고융점 성분의 조합으로는, 예를 들어 저융점 폴리에스테르/고융점 폴리에스테르, 폴리에틸렌/폴리프로필렌, 폴리에틸렌/고융점 폴리에스테르, 폴리프로필렌/폴리에스테르 등을 들 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 열융착성 복합 섬유가 열융착성과, 융착 후에도 강도, 신도, 열수축성 등의 섬유 물성을 겸비하고 있는 것이 중요하다. 열융착성 복합 섬유의 사용 목적이 파일의 탈락 방지에 있고, 파일사가 폴리에스테르/나일론의 복합 섬유인 것이 바람직하다는 것을 고려하면, 파일사와 그라운드사의 상용성의 관점에서 저융점 폴리에스테르/고융점 폴리에스테르가 바람직하다. 그리고, 저융점의 폴리에스테르 성분으로서 폴리헥사메틸렌테레프탈레이트, 고융점 성분으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용한 것은, 융착 후에 감촉이 딱딱해지는 경우가 적어 특히 바람직하다. 열융착성 복합 섬유에서 차지하는 상기 저융점 폴리머의 비율로는 20 ∼ 80 중량% 가 바람직하다.

저융점 폴리머가 20 중량% 미만인 경우에는 양호한 열융착성이 얻어지기 어렵고, 또 80 중량% 를 초과하면 방사성, 연신성 등의 섬유화 공정성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다.

열융착성 복합 섬유의 단섬유 굵기로는 1 ∼ 10dtex 가 바람직하다. 본 발명에 있어서, 그라운드지를 구성하는 섬유 전부가 열융착성 복합 섬유이어도 되고, 또 그라운드지를 구성하는 섬유의 일부로서 열융착성 복합 섬유가 사용되고 있어도 된다. 그라운드지를 구성하는 섬유의 일부로서 사용하는 경우에는, 경사 및 위사에 소정 간격으로 배치되어 그라운드지를 구성하는 전체 섬유의 40 중량% 이상이 열융착성 복합 섬유인 것이 파일사의 누락을 방지하는 데에 있어서 바람직하다.

물론 본 발명에서 한층 더 파일사의 탈락 방지를 달성하고자 하는 경우에는, 그라운드지에 아크릴계 에멀션이나 폴리우레탄계 에멀션, 고무계 에멀션이나 라텍스 등을 백코팅해도 된다.

본 발명에서는 그라운드지에 도전성 복합 섬유를 사용할 수 있다. 일반적으로 러빙 처리에서는, 고속 회전하는 러빙 롤러에 부착된 러빙 천에 의해 배향막을 문지름으로써 이루어지기 때문에, 배향막과 러빙 천 사이에서 마찰, 접촉, 박리가 반복되어 정전기가 발생하여, 유리 기판 상의 회로에 손상을 끼침과 함께 러빙시에 발생되는 여러 가지 먼지를 흡착한다.

이 때문에 정전기 대책은 매우 중요하여, 상기 특허 문헌 1 에서는, 정전기 대책으로서 기모층 (즉, 파일부) 에 도전성이 부여되어 있는 러빙 크로스를 사용하는 것이 기재되어 있으며, 그 구체적인 대책으로서, 기모층에 도전성 섬유를 첨가하거나, 또는 극세 섬유를 방사할 때에 제전제 (카본 블랙이나 금속 분말) 를 혼련하여 방사하는 것이 기재되어 있다. 그러나, 기모층에 포함되는 도전성 섬유가 극세 섬유가 아닌 경우에는, 기모층 즉 파일면은 그 도전성 섬유와 극세 섬유가 혼재하게 되어, 당연히 배향막과의 사이의 마찰력에 차이가 생겨 러빙 얼룩이 된다. 한편, 제전제가 혼련된 극세 섬유에서는, 분할 후의 극세 섬유를 예를 들어 심초형의 복합 섬유로 하는 것은 제조 공정상 불가능하기 때문에, 특허 문헌 1 에 있어서의 도전성 극세 섬유란, 제전제가 균일하게 혼련된 극세 섬유를 의미하는 것으로 해석된다. 따라서, 이 경우에는 카본 블랙이나 금속 미분말이 극세 섬유 표면에 노출되게 된다. 또, 만일 분할 후의 극세 섬유가 복합화된 것으로 가정해도, 파일사는 제직 후에 절단되기 때문에, 파일사 단면에는 제전제가 노출되어 있게 되고, 제전제가 노출된 극세 섬유로 배향막을 러빙 처리하면, 오염의 원인이 되어, 액정 표시 품질을 저하시키게 된다.

본 발명자들은 축적된 정전기의 제전은 도통에 상관없이 코로나 방전에 의해서도 가능하기 때문에, 도전성 섬유를 파일에 사용할 필요는 없으며, 그라운드 즉 지(地)조직의 일부에 사용하면 된다는 것을 알아냈다. 그 도전성 복합 섬유로는, 예를 들어 섬유에 사용되는 도전제로서 일반적인 도전성 탄소 (카본 블랙) 를 함유하는 수지로 이루어지는 도전층이 섬유의 길이 방향으로 연속되어 있는 복합 섬유를 이용할 수 있다. 코로나 방전에 의한 제전이기 때문에, 도전성 복합 섬유의 전기 저항은 10⁵Ω/㎝ 이상 10⁹Ω/㎝ 이하의 범위인 것이 바람직하다. 이러한 전기 저항을 갖는 도전성 복합 섬유의 도전층 중에 함유되는 도전성 카본 블랙은 10^-2 ∼ 10^-3Ωㆍ㎝ 의 고유 저항을 갖는 것이 바람직하다. 여기에서 말하 는 전기 저항이란, 섬유를 10㎝ 로 절단하고, 절단면에 도전성 도료 (도타이트) 를 도포하여 섬유 단부를 고정시킨 후, 그 단부를 전극으로 하여 인가 전압 1KV 에 있어서의 전기 저항을 산출한 1 필라멘트당 전기 저항이다.

또한, 도전제로는 상기의 도전성 탄소 (카본 블랙) 로서 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, PAN 계 카본, 피치계 카본 등의 카본 가루, 알루미늄, 팔라듐, 철, 구리, 은 등의 금속계 분체나 섬유, 산화아연, 산화주석, 산화티탄, 황화구리, 황화아연 등의 금속 화합물 분말 등이 있으며, 이들을 단독 또는 2 종류 이상 조합해서 사용할 수 있다.

도전제로서 카본 블랙을 사용하는 경우, 도전성 카본 블랙을 함유하는 수지의 전기 전도 메커니즘은 카본 블랙의 연쇄 접촉에 의한 것과, 터널 효과 등에 의한 것 등을 생각해 볼 수 있는데, 일반적으로 전자(前者)가 주라고 생각할 수 있다. 따라서, 카본 연쇄는 긴 쪽이, 또 고밀도로 수지 중에 존재하는 쪽이 접촉 확률이 커져 높은 도전성이 부여된다. 본 발명자들의 검토 결과로는, 도전성 카본 블랙의 함유량이 15 중량% 미만에서는 거의 도전 효과가 없고, 20 중량% 가 되면 급격하게 도전성이 향상되며, 30 중량% 를 초과하면 도전 효과는 거의 포화에 이른다.

도전성 복합 섬유의 도전층은 도전성 카본 블랙 등의 도전 재료와 섬유 형성성 폴리머로 구성된다.

도전층을 포함하는 도전성 복합 섬유의 단면의 일례를 도 3 에 나타냈다. 동 도면에 나타내는 본 발명의 러빙 천에 사용하는 도전성 복합 섬유 (30) 는, 도 전층 (31) 이 섬유 표면 (섬유 측면) 에 노출되어 있지 않은, 즉 도전층 (31) 이 복층의 비도전성 폴리머층으로서 은폐 폴리머층 (32) 및 보호 폴리머층 (33) 에 의해 덮여, 섬유 측면에는 도전층이 노출되어 있지 않은 초심형 도전성 복합 섬유로서, 배향막에 대한 오염의 문제를 회피할 수 있는 비노출 타입이다.

본 발명의 러빙 천에 사용하는 도전성 복합 섬유의 굵기로는, 단섬유 섬도가 5 ∼ 20dtex, 특히 7 ∼ 18dtex 의 범위가 바람직하다.

본 발명의 러빙 천에서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 심미성 면에서 카본 블랙 등의 도전층의 흑색을 은폐시키기 위해, 도전층을 피복하는 백색 (회백색) 의 은폐 폴리머층으로 하는 것이 도전성 복합 섬유의 외관상 바람직하다. 은폐 폴리머층은 섬유 형성성 폴리머 중에 무기 미립자를 함유하는 것으로, 그 무기 미립자로는 이산화티탄, 산화아연, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 이산화규소, 황산바륨, 탄산칼슘, 탄산나트륨, 탤크, 카올린 등의 은폐 효과를 갖는 백색계 안료 또는 백색계 충전재를 들 수 있으며, 이들은 1 종 또는 2 종 이상 병용할 수 있다. 은폐 효과, 포백(布帛)으로서의 백도(白度), 제사(製絲)성, 가공 특성을 고려하면, 이산화티탄 및/또는 산화아연이 바람직하다. 은폐 폴리머층을 형성하는 섬유 형성성 폴리머 중에 상기 무기 미립자를 대략 10 ∼ 50 중량% 함유시키고, 은폐 폴리머층의 두께를 조정하면, 은폐 효과를 얻을 수 있다. 섬유 형성성 폴리머로는, 이후에 초층을 형성하는 폴리머로서 예시하는 것을 사용할 수 있다.

또, 본 발명의 러빙 천의 도전성 복합 섬유는, 상기 은폐 폴리머층을 추가로 섬유 형성성 폴리머 (중합체) 로 피복하여 보호 폴리머층을 형성하는 것이 바람직하다. 그 보호 폴리머층을 형성하는 폴리머로는, 예를 들어 나일론 등으로 대표되는 폴리아미드, 폴리에스테르, 및 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등으로 대표되는 폴리올레핀계 폴리머를 들 수 있다. 특히 상기의 열융착성 복합 섬유의 저융점 성분과 상용성을 갖는 폴리머를 선택하여, 그라운드의 열융착을 견고하게 할 수 있도록 하면, 파일사의 빠짐 방지를 한층 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다.

보호 폴리머층의 기능으로는, 도전층 및 은폐층을 더욱 보호하고, 도전성 복합 섬유로서 벨벳 직물 등으로 제직하기 위해 및 러빙 천의 그라운드사로서의 섬유 강도의 발현, 도전층의 흑색 등을 더욱 은폐시키는 것 등이다. 또, 보호 폴리머층은 섬유의 최외 표면이 되기 때문에, 형성 폴리머에 통상의 합성 섬유에 사용되는 이산화티탄 등을 첨가하여 섬유의 질감을 높이는 것이 바람직하다. 또한, 은폐 폴리머층 및 보호 폴리머층에는 필요에 따라 통상적으로 섬유의 첨가로서 사용되는 열안정제, 광안정제, 대전 방지제 등의 각종 첨가제나 착색 안료 등을 적절히 첨가할 수 있다.

도전성 복합 섬유를 도 3 에 나타내는 바와 같이 3 층으로 형성하는 경우, 섬유 단면에 있어서의 복합비를 도전층 (31) 의 최대장경, 은폐 폴리머층 (32), 보호 폴리머층 (33) 각각의 최대 두께의 상대비가, 도전층 (31) 의 최대 길이를 1 로 하여 1 : 0.1 ∼ 1 : 0.5 ∼ 2 의 비율인 것이 도전성, 은폐성, 표면 보호성 및 섬유 성능의 밸런스 등에서 바람직하다.

참고적으로, 노출 타입의 도전성 복합 섬유를 도 4 에 나타낸다. 동 도면에 나타내는 도전성 복합 섬유 (40) 는, 도전층 (31) 과 보호 폴리머층 (41) 으로 이루어지며, 도전층 (31) 이 섬유 측면의 일부에 노출되어 있다. 이러한 노출 타입의 도전성 복합 섬유를 사용하면, 고속 회전하는 러빙 롤에 의한 마찰로 인하여 도전제의 오염이 우려된다.

본 발명에서는, 도전성 복합 섬유는 파일사에 사용하지 않고 그라운드사의 일부에 사용되는데, 고속 회전하는 러빙 롤에 의한 마찰을 고려하여 오염 방지면에서 도 3 에 나타내는 비노출 타입의 초심형의 도전성 복합 섬유를 채용하는 것이다.

또한, 도전성 섬유는 2 ∼ 6 개를 묶은 상태에서 사용하는 것이 도전성 복합 섬유의 절단에 의한 도전성의 소실을 방지하는 데에 있어서 바람직하다. 또, 도전성 복합 섬유를 비도전성 실의 둘레에 감은 커버링실로서, 도전성 복합 섬유에 최대한 장력이 가해지지 않도록 하는 것도 바람직하다.

상기 도전성 복합 섬유는 지조직의 적어도 경(經) 방향 또는 위(緯) 방향에 사용된다. 그 도전성 복합 섬유를 포함하는 실은, 상기와 같이 복수 개 모아 다발로 한 상태 (이하, 「도전성 실」이라고 하는 경우가 있다) 에서 그라운드지의 1㎝ 이상 5㎝ 이하의 간격, 보다 바람직하게는 1㎝ 이상이고 4㎝ 이하로 1 개 정도로 사용된다. 지조직에 짜 넣는 것은 도전성 복합 섬유만으로 이루어지는 도전성 실 단독으로 사용해도 되고, 인터레이스 등의 수단을 사용하여 다른 보강 섬유와 일체화한 것으로 해도 되며, 또 상기한 바와 같이 커버링실로 해도 된다. 1㎝ 이상 5㎝ 이하로 도전성 실 1 개의 비율로 경 방향 또는 위 방향으로 짜 넣는 것이 적합하다. 도전성 실을 짜 넣는 간격이 1㎝ 미만인 경우에는, 도전성 복 합 섬유가 고가이기 때문에 비용이 상승되고, 또 특별히 제전 성능이 향상되는 경우도 없다. 한편, 짜 넣는 간격이 5㎝ 이상인 경우에는 충분한 제전 효과가 얻어지지 않는다.

본 발명의 러빙 천에 있어서, 그라운드지는 직밀도가 경사 15 ∼ 40 개/㎝, 위사 20 ∼ 50 개/㎝ 가 바람직하다. 경사 및 위사의 굵기로는 50 ∼ 300dtex 의 범위가 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 러빙 천의 최선의 형태에 대하여 설명한다. 도 2 는 본 발명의 일 실시 형태인 러빙 천 (10) 의 확대 단면 모식도를 나타내고 있다.

그 러빙 천 (10) 은 파일 (21) 과 그라운드지 (22) 로 이루어지는 파일 지포재(地布材)로, 그라운드지 (22) 의 일부가 도전성 복합 섬유 (23), 또 그라운드지의 경사 및 위사의 적어도 어느 일방에 열융착성 복합 섬유가 짜 넣어져 있다. 또, 파일사가 1.1dtex 이하의 극세 섬유로 분할 후의 편평도가 4 이상, 바람직하게는 5 이상인 다층 적층형 분할 섬유에 의한 편평 극세 섬유이다. 1.1dtex 를 초과하는 굵기인 것은 러빙 처리시에 파일 1 개 1 개가 액정 표시 소자의 배향막에 주는 영향이 커서 파일 길이나 경사 각도가 문제가 되어, 균일한 배향 효과를 얻기 어렵다.

상기 파일 지포재로는 벨벳, 모켓 등이 바람직하다. 그 파일 지포재의 그라운드에는 적어도 경 방향 또는 위 방향의 일부에 도전성 복합 섬유를 배치하고, 적어도 경사 또는 위사에 열융착성 복합 섬유를 사용하는 것 외에는 그라운드사에 대한 제한은 없어, 통상적으로 사용되는 소재를 이용할 수 있다. 그러나, 그라운드사가 큐프라인 경우에는 습도 변화에 의한 치수 변화가 있기 때문에, 보관, 정밀 재단, 러빙 롤에 부착시킬 때에 엄밀한 습도 관리가 필요해진다. 요구되는 온습도 관리가 용이하기 때문에, 온습도에 대한 치수 안정성이 양호한 폴리에스테르 섬유가 특히 바람직하다.

본 발명의 러빙 천은 파일사가 편평 극세 섬유에 의한 특수 단면이기 때문에, 균일하고 안정된 러빙 처리를 실시할 수 있다. 그리고, 이 러빙 천에 의하면, 종래와 같이 파일 길이나 경사 각도를 엄밀하게 관리할 필요가 없어, 취급이 간단하고 배향막에 균일하고 미세한 홈을 생성할 수 있다.

또한, 본 발명의 러빙 천에는 지조직의 일부에 도전성 복합 섬유가 배치되어 있기 때문에, 러빙시에 발생되는 배향막과 러빙 천 사이의 마찰, 접촉, 박리의 반복에 의한 정전기를 코로나 방전에 의해 제전하여, 배향막에 형성된 회로의 손상을 경감시키고, 러빙에 의해 발생되는 먼지의 흡착을 저감시킬 수 있다.

또, 본 발명의 러빙 천의 적어도 경사 또는 위사에 열융착성 복합 섬유를 사용하면, 파일사의 탈락을 방지하기 위한 백코팅을 생략할 수 있게 되어, 공정이 단축됨으로써 비용이 적게 들고, 또 수율도 향상된다.

이하에, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다.

또한, 본 발명에서 말하는 편평도란, 섬유 단면의 현미경 사진을 찍고, 그것을 확대하여 임의로 선택한 섬유 50 개 각각에 대하여 장변과 단변의 비를 구한 그 평균값을 말한다.

실시예

다음으로, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들 예에 의해 전혀 한정되지 않는다.

실시예 1

이하에 기재하는 파일사, 경사 및 위사를 사용하여, 그라운드지의 치밀도가 경, 위 각각 70 개/인치 (28 개/㎝), 69 개/인치 (27 개/㎝) 인 벨벳 직물을 센터 커팅하면서 감았다.

파일사

폴리에스테르 (용해 파라미터 = 22MJ/㎥) 와 나일론 (용해 파라미터 = 27MJ/㎥)」 을 2 : 1 의 중량비로 사용하여 복합 방사하여 얻어진, 도 1 에 나타내는 폴리머 A 층의 폴리에스테르와 폴리머 B 층의 나일론이 교대로 횡 방향으로 11 층의 다층 적층형으로 접착된, 도 1 에 나타내는 편평 단면의 다층 적층형 복합 섬유 (1) 로 이루어지는 꼬임수 250T/M 인 멀티필라멘트 (84dtex/24 필라멘트) 를 편평 극세 섬유 형성성 파일사로 하고, 경사와 평행하게 박아 넣었다.

그라운드 경사

(1) 레귤러 폴리에스테르 (84dtex/72 필라멘트, 꼬임수 S800T/M)

(2) 도전성 복합 섬유

도 3 에 나타내는 도전성 복합 섬유로서, 도전층 (31) 으로서 도전성 카본 블랙을 35 중량% 함유한 나일론 6 을 사용하고, 은폐 폴리머층 (32) 으로서 이산화티탄 미립자 (평균 입경 0.2㎛) 를 50 중량% 함유한 나일론 6 을 사용하고, 보호 폴리머층 (33) 으로서 이산화티탄을 0.5 중량% 함유한 폴리에스테르를 사용하고, 섬유 단면에 있어서의 복합비를 도전층의 최대장경, 은폐 폴리머층, 보호 폴리머층 각각의 최대 두께의 상대비가 1 : 0.27 : 1.03 의 비율로, 도전층, 은폐 폴리머층 및 보호 폴리머층으로 이루어지는 3 층 심초형 복합 단면으로 복합 방사, 연신을 하여 얻어진 28dtex/2 필라멘트의 도전성 복합 섬유사 (전기 저항 3 × 10⁷Ω/㎝ㆍf) 를 1.27㎝ 에 1 개의 비율로 직기의 후방으로부터 경사로 정렬시켜 짜 넣었다.

그라운드 위사

위사로서 융점이 135℃ 인 폴리헥사메틸렌테레프탈레이트를 저융점 초 성분으로 하고, 통상적으로 폴리에스테르를 고융점 심 성분으로 하여 얻어진 심초 비율 80 : 20 인 열융착성 복합 섬유 (220dtex/48 필라멘트, 꼬임수 S500T/M) 를 짜 넣었다.

이어서, 셔링을 실시하고, 호발, 정련, 편평 극세 섬유 형성성 파일사의 분할은 수산화나트륨 수용액에 의한 알칼리 감량 가공으로 감량률 7% 를 목표로 실시하였다. 또한, 브러싱, 건조 후, 180℃ 의 열처리에 의해 위사의 열융착성 복합 섬유가 파일을 강고하게 고착시켜, 지정 사이즈로 재단한 절단면으로부터 편평한 극세 섬유에 의한 파일사는 용이하게 탈락되지 않아 베이킹 공정을 생략할 수 있었다. 얻어진 러빙 천의 파일은 섬도 0.3dtex 이고 편평도가 6 인 극세 섬유로 구성되어 있으며, 파일 길이는 2㎜ 이고, 또한 이 편평한 극세 섬유는 분할면을 접하는 상태에서 존재하였다. 그리고, 그라운드 생지 1㎠ 당 25 만개의 편평한 극세 파일 섬유가 존재하는 상태였다.

이 러빙 천을 사용하여, 압입 길이 0.2㎜, 회전 속도 1500rpm 으로 러빙을 실시하고, 원자간력 현미경 화상을 사용하여 표면 상태를 관찰한 결과, 불균일이 없는 균일하고 평행한 홈이 형성되었다. 또, 정전기에 의한 회로의 손상이 경감된 흠집이 적은 고정세한 액정 표시 장치가 얻어졌다.

《비교예 1》

극세 분할 섬유로서, 분할 전의 단면이 중공 방사상이고 폴리에스테르/나일론이 교대로 총 12 층 접착된 복합 섬유로 이루어지는 멀티필라멘트사 (84dtex/24 필라멘트) 를 파일사에 사용하였다. 이 비교예에서는, 도전성 복합 섬유를 그라운드지에 짜 넣지 않고, 또 열융착성 복합 섬유를 사용하지 않고, 그 대신에 레귤러 폴리에스테르 섬유 (84dtex/72 필라멘트, 꼬임수 S800T/M) 를 경사 및 위사에 사용하여 제직하고, 이어서 셔링을 실시하고, 호발, 정련을 하고, 파일사의 분할은 수산화나트륨 수용액에 의한 알칼리 감량 가공으로 감량률 7% 를 목표로 실시하였다. 또한, 브러싱, 건조 후, 아크릴계 에멀션을 사용하여 백코팅하여 러빙 천을 얻었다.

실시예 1 과 동일한 조건에서 러빙을 실시한 결과, 충분한 배향 효과가 얻어지지 않았다. 또, 백킹 가공에서는 러빙 천 전용 기계가 아니어서 여러 가지 생지, 여러 가지 색이 가공되기 때문에, 약간의 오염이 관찰되어 수율이 떨어지는 결과가 되었다.

이 러빙 천에서는 파일을 구성하는 섬유는 0.27dtex 의 극세 섬유인데, 평균 편평도가 1.8 이었다.

《비교예 2》

도전성 복합 섬유로서, 도 4 에 나타내는 바와 같이 도전성 카본 블랙을 함유하는 나일론 6 을 도전층 (31) 으로 하고, 마찬가지로 나일론 6 을 보호 폴리머층 (41) 으로 하고, 도전층 (31) 이 섬유 표면에 일부 노출되어 있는, 이른바 노출 타입의 28dtex/2 필라멘트의 도전성 복합 섬유 (40) (전기 저항 2 × 10⁷Ω/㎝ㆍf) 와, 비교예 1 과 동일한 방사상 단면의 극세 분할 섬유를 혼합하여, 1.27㎝ 에 1 지점의 비율로 파일사에 사용한 것 이외에는, 비교예 1 과 동일하게 하여 러빙 천을 제조하였다.

실시예 1 과 마찬가지로 러빙 처리를 실시한 결과, 파일에 사용한 도전성 복합 섬유가 28dtex/2 필라멘트로 두꺼웠기 때문에 흠집이 발생하고, 또 고속 회전으로 인하여 도전성 복합 섬유의 표면에 노출된 도전층으로부터 도전성 카본 블랙이 탈락되어, 오염이 발생하였다. 이것을 제거하기 위한 세정 공정의 영향으로 배향 성능이 저하되어, 액정 표시 장치의 품질이 저하되었다.

본 발명의 러빙 천은 배향막에 균일하고 미세한 홈을 형성하기 위한 균일하고 안정된 러빙 처리에 이용할 수 있다.

또, 본 발명의 러빙 천은 적어도 경사 또는 위사에 열융착성 복합 섬유를 사 용하고 있기 때문에, 파일사의 탈락 방지를 위한 백코팅을 생략할 수 있어, 비용이 적게 들고, 수율도 향상시킬 수 있는 러빙 처리에 이용할 수 있다.

또한, 지조직의 일부에 도전성 복합 섬유를 배치한 본 발명의 러빙 천은, 러빙시에 발생되는 배향막과 러빙 천 사이의 마찰, 접촉, 박리의 반복에 의한 정전기를 코로나 방전에 의해 제전하여, 배향막에 형성된 회로의 손상을 경감시키고, 또한 러빙에 의해 발생되는 먼지의 흡착을 저감시킬 수 있는 러빙 처리에 이용할 수 있다.

Claims

액정 표시 장치의 배향막을 배향 처리하기 위해 사용하는 러빙 천으로서, 그 러빙 천은 그라운드지(地)와 파일사(絲)로 이루어지고, 그 그라운드지의 경사(經絲) 및 위사(緯絲)의 적어도 일부에 열융착성 복합 섬유가 사용되고, 또한 그 파일사가 다층 적층형 복합 섬유를 분할하여 얻어지는 0.1 ~ 1.1dtex 의 편평 극세 섬유이고, 그 편평률 (장경/단경의 비) 이 5 이상 15 이하인 극세 섬유로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 러빙 천.
제 1 항에 있어서,

그라운드지에는 도전성 복합 섬유가 포함되어 있으며, 그 도전성 복합 섬유가 섬유 표면에 도전층이 노출되어 있지 않고, 도전 성능이 1 필라멘트당 10⁵ ∼ 10⁹Ω/㎝ 인 러빙 천.
제 2 항에 있어서,

도전성 복합 섬유의 도전층의 외주에 은폐 폴리머층을 실시하여 이루어지는 도전성 복합 섬유가 사용되고 있는 러빙 천.