JPH11227043A - 押出熱可塑性フィルム用仕上ロールスリーブ - Google Patents
押出熱可塑性フィルム用仕上ロールスリーブInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 押出熱可塑性基材の表面粗さ及び複屈折の低
減。 【解決手段】 熱可塑性シート又はフィルムの押出プロ
セスに使用される仕上ロールスタックの一方を剛性コア
と熱可塑性外層で構成する。剛性コア吐熱可塑性外層の
間に弾性中間層を設けてもよい。好ましくは熱可塑性外
層はポリテトラフルオロエチレンからなり、弾性中間層
はシリコーンゴム等の耐熱性エラストマーからなる。か
かる仕上ロールはＣＤ−ＲＯＭ等の光学媒体用の熱可塑
性シート又はフィルムの製造に有用である。
減。 【解決手段】 熱可塑性シート又はフィルムの押出プロ
セスに使用される仕上ロールスタックの一方を剛性コア
と熱可塑性外層で構成する。剛性コア吐熱可塑性外層の
間に弾性中間層を設けてもよい。好ましくは熱可塑性外
層はポリテトラフルオロエチレンからなり、弾性中間層
はシリコーンゴム等の耐熱性エラストマーからなる。か
かる仕上ロールはＣＤ−ＲＯＭ等の光学媒体用の熱可塑
性シート又はフィルムの製造に有用である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は概括的には押出プロ
セス（特に熱可塑性シート又はフィルムの押出）に使用
するための改良ロールに関する。より具体的には、本発
明は調整されたテクスチャーをもつ熱可塑性製品の押出
に使用し得る改良仕上ロールに関する。さらに具体的に
は、本発明は、インナーロールをエラストマー中間層及
び熱可塑性外側スリーブで被覆した仕上ロールであっ
て、光学媒体用途を始めとする幾多の用途に好適な低い
表面粗さと低い光学的複屈折の押出熱可塑性シート又は
フィルムの製造に使用し得る仕上ロールに関する。
セス（特に熱可塑性シート又はフィルムの押出）に使用
するための改良ロールに関する。より具体的には、本発
明は調整されたテクスチャーをもつ熱可塑性製品の押出
に使用し得る改良仕上ロールに関する。さらに具体的に
は、本発明は、インナーロールをエラストマー中間層及
び熱可塑性外側スリーブで被覆した仕上ロールであっ
て、光学媒体用途を始めとする幾多の用途に好適な低い
表面粗さと低い光学的複屈折の押出熱可塑性シート又は
フィルムの製造に使用し得る仕上ロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】射出成形ポリカーボネートはＣＤ−ＲＯ
Ｍのような光学媒体用途に広く使用されている。押出ポ
リカーボネートフィルムをある種の光学媒体用途に使用
することは、例えば米国特許第４７９０８９３号、同第
４８３６８７４号、同第４９６８３７０号、同第５４６
６３１９号及び同第５５７９２９６号に示唆されてい
る。これらの各米国特許には、概してポリカーボネート
の連続又は半連続シート又はフィルムを用いてＣＤ−Ｒ
ＯＭ等の積層光学媒体を製造する装置及び／又はプロセ
スが示唆されている。これらの米国特許にはポリカーボ
ネートの光学特性が臨界的意義を有することが示されて
いる。具体的には、フィルムの表面粗さ及び光学的複屈
折が射出成形光学媒体の光学特性と近似しているべきで
あることが示されている。
Ｍのような光学媒体用途に広く使用されている。押出ポ
リカーボネートフィルムをある種の光学媒体用途に使用
することは、例えば米国特許第４７９０８９３号、同第
４８３６８７４号、同第４９６８３７０号、同第５４６
６３１９号及び同第５５７９２９６号に示唆されてい
る。これらの各米国特許には、概してポリカーボネート
の連続又は半連続シート又はフィルムを用いてＣＤ−Ｒ
ＯＭ等の積層光学媒体を製造する装置及び／又はプロセ
スが示唆されている。これらの米国特許にはポリカーボ
ネートの光学特性が臨界的意義を有することが示されて
いる。具体的には、フィルムの表面粗さ及び光学的複屈
折が射出成形光学媒体の光学特性と近似しているべきで
あることが示されている。
【０００３】押出ポリカーボネートフィルムは一般に光
学用途の条件に適うレベルの透明性と強さを有してはい
るが、妥当な複屈折特性、耐摩耗性、耐薬品性及び表面
粗さに欠ける。光学的複屈折は熱可塑性材料内の光路長
の差の尺度である。ポリカーボネートでは、光学的複屈
折は材料内の固有応力に直接関連していることが知られ
ている。幾つかの光学媒体の用途では、両面共に艶出面
（すなわち、低い表面粗さ）を有していて、複屈折が２
５ｎｍ未満（好ましくは１０ｎｍ未満）の基板が必要と
される。光学媒体用途についての他の条件としては、耐
摩耗性、耐薬品性及び紫外線（ＵＶ）耐性がある。ま
た、光学媒体用途には、基板の厚さが一定していること
並びに積層直後に硬化製品を打抜くことができることが
必要とされる。さらに、基板は水蒸気バリヤーであるべ
きである。
学用途の条件に適うレベルの透明性と強さを有してはい
るが、妥当な複屈折特性、耐摩耗性、耐薬品性及び表面
粗さに欠ける。光学的複屈折は熱可塑性材料内の光路長
の差の尺度である。ポリカーボネートでは、光学的複屈
折は材料内の固有応力に直接関連していることが知られ
ている。幾つかの光学媒体の用途では、両面共に艶出面
（すなわち、低い表面粗さ）を有していて、複屈折が２
５ｎｍ未満（好ましくは１０ｎｍ未満）の基板が必要と
される。光学媒体用途についての他の条件としては、耐
摩耗性、耐薬品性及び紫外線（ＵＶ）耐性がある。ま
た、光学媒体用途には、基板の厚さが一定していること
並びに積層直後に硬化製品を打抜くことができることが
必要とされる。さらに、基板は水蒸気バリヤーであるべ
きである。
【０００４】慣用の押出装置は典型的には押出機とスロ
ットダイと押出フィルムの最終厚さを調節するためのク
ロムめっき仕上ロールの２ロールスタック（すなわち、
対向する上ロールと下ロール）とを含んでなる。かかる
装置は、光学媒体用途には適さない高レベルの光学的複
屈折をもつポリカーボネートを生じることが知られてい
る。
ットダイと押出フィルムの最終厚さを調節するためのク
ロムめっき仕上ロールの２ロールスタック（すなわち、
対向する上ロールと下ロール）とを含んでなる。かかる
装置は、光学媒体用途には適さない高レベルの光学的複
屈折をもつポリカーボネートを生じることが知られてい
る。
【０００５】米国特許第５２４２７４２号には、光学的
複屈折の低下した押出熱可塑性フィルムを製造するため
の従来法が幾つか記載されており、光学的複屈折の光路
差が５０ｎｍを超えない熱可塑性シート又はフィルムの
製造方法が提案されている。この米国特許第５２４２７
４２号には、その明細書に記載された方法を用いて一方
の表面の表面粗さ（もしくは平滑性）を３００ｎｍ未満
に調節することができるとも示唆されている。しかし、
幾つかの光学媒体用途では、光学的複屈折及び表面粗さ
のいずれに関しても、米国特許第５２４２７４２号に記
載された条件よりも厳しい条件が要求される。さらに、
米国特許第５２４２７４２号に記載の熱可塑性フィルム
の押出法は、２ロールスタックの下ロールの周りを通っ
て平面冷却プレート及びデフレクティングロール上へと
案内される平滑仕上エンドレスベルトを使用するので、
あまり実用的ではない。
複屈折の低下した押出熱可塑性フィルムを製造するため
の従来法が幾つか記載されており、光学的複屈折の光路
差が５０ｎｍを超えない熱可塑性シート又はフィルムの
製造方法が提案されている。この米国特許第５２４２７
４２号には、その明細書に記載された方法を用いて一方
の表面の表面粗さ（もしくは平滑性）を３００ｎｍ未満
に調節することができるとも示唆されている。しかし、
幾つかの光学媒体用途では、光学的複屈折及び表面粗さ
のいずれに関しても、米国特許第５２４２７４２号に記
載された条件よりも厳しい条件が要求される。さらに、
米国特許第５２４２７４２号に記載の熱可塑性フィルム
の押出法は、２ロールスタックの下ロールの周りを通っ
て平面冷却プレート及びデフレクティングロール上へと
案内される平滑仕上エンドレスベルトを使用するので、
あまり実用的ではない。
【０００６】押出物の厚さの調節に使用される仕上ロー
ルを改良しようとする試みはこれまでにもあった。例え
ば、米国特許第３７５６７６０号には、鋼製コアと、エ
ラストマー（ゴム）層と、クロムめっきニッケルの薄い
可撓性外層とを有する艶出ロールが開示されている。操
作中最初のニップにおいて押出品の一様な厚さからずれ
が生じると、この可撓性ロールは、肉厚部を平らにした
り隣接低部を飛び越したりする傾向をもつ代わりに、連
続的な接触を与えると報告されている。この構成の主な
問題は外側金属層が耐久性でないことであり、割れを起
こすことが知られている。
ルを改良しようとする試みはこれまでにもあった。例え
ば、米国特許第３７５６７６０号には、鋼製コアと、エ
ラストマー（ゴム）層と、クロムめっきニッケルの薄い
可撓性外層とを有する艶出ロールが開示されている。操
作中最初のニップにおいて押出品の一様な厚さからずれ
が生じると、この可撓性ロールは、肉厚部を平らにした
り隣接低部を飛び越したりする傾向をもつ代わりに、連
続的な接触を与えると報告されている。この構成の主な
問題は外側金属層が耐久性でないことであり、割れを起
こすことが知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、押出熱可塑性
材料において従来報告されている値よりも低い表面粗さ
及び光学的複屈折を達成することが望ましい。また、従
来の押出技術（例えば標準的な２ロールスタック）を用
いてかかる改善された性質を得ることも望まれる。
材料において従来報告されている値よりも低い表面粗さ
及び光学的複屈折を達成することが望ましい。また、従
来の押出技術（例えば標準的な２ロールスタック）を用
いてかかる改善された性質を得ることも望まれる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、剛性コ
ア、剛性コアに取り付けられたエラストマー性カバー、
及びそのエラストマー性カバーを覆うように設けられた
熱可塑性スリーブを含んでなる改良仕上ロールが提供さ
れる。エラストマー性カバーは好ましくはシリコーンそ
の他の耐熱性エラストマーを含んでなる。熱可塑性スリ
ーブは好ましくはポリテトラフルオロエチレン（以下
「ＰＴＦＥ」）を含んでなる。
ア、剛性コアに取り付けられたエラストマー性カバー、
及びそのエラストマー性カバーを覆うように設けられた
熱可塑性スリーブを含んでなる改良仕上ロールが提供さ
れる。エラストマー性カバーは好ましくはシリコーンそ
の他の耐熱性エラストマーを含んでなる。熱可塑性スリ
ーブは好ましくはポリテトラフルオロエチレン（以下
「ＰＴＦＥ」）を含んでなる。
【０００９】本発明を慣用の熱可塑性押出プロセスに使
用すれば、調整されたテクスチャー又は表面粗さ及び低
い光学的複屈折を呈する熱可塑性フィルムを製造し得
る。本明細書で開示するロールを用いて製造したテクス
チャー付フィルムは、硬化性コーティングでコートして
表面粗さが低く複屈折の低い熱可塑性フィルムを製造す
ることもできる。
用すれば、調整されたテクスチャー又は表面粗さ及び低
い光学的複屈折を呈する熱可塑性フィルムを製造し得
る。本明細書で開示するロールを用いて製造したテクス
チャー付フィルムは、硬化性コーティングでコートして
表面粗さが低く複屈折の低い熱可塑性フィルムを製造す
ることもできる。
【００１０】以下で詳細に説明する通り、本発明の上ロ
ールを含んでなる２ロール仕上スタックを有する慣用ス
ロットダイ押出機をテクスチャー付フィルムの押出に使
用した。この上ロールは平均表面粗さ（Ｒａ）が０．３
〜０．８μｍのＰＴＦＥ外層を有していた。下ロールは
標準的なクロムめっき鋼ロールであった。この装置を用
いて製造した幾つかの未被覆テクスチャー付フィルムは
次のような特性を有していた。ＡＳＴＭ Ｄ５２３に準
じて測定した８５°光沢、ヘーズ９０〜１００％、Ｒａ
（平均表面粗さ）２０〜４０ｎｍ、及び光学的複屈折光
路長差１０ｎｍ未満。この装置を用いて製造した未被覆
テクスチャー付フィルムは該テクスチャー面に硬化性コ
ーティングを塗布することで平滑化して３〜１０ｎｍの
Ｒａのフィルムを製造し得る。
ールを含んでなる２ロール仕上スタックを有する慣用ス
ロットダイ押出機をテクスチャー付フィルムの押出に使
用した。この上ロールは平均表面粗さ（Ｒａ）が０．３
〜０．８μｍのＰＴＦＥ外層を有していた。下ロールは
標準的なクロムめっき鋼ロールであった。この装置を用
いて製造した幾つかの未被覆テクスチャー付フィルムは
次のような特性を有していた。ＡＳＴＭ Ｄ５２３に準
じて測定した８５°光沢、ヘーズ９０〜１００％、Ｒａ
（平均表面粗さ）２０〜４０ｎｍ、及び光学的複屈折光
路長差１０ｎｍ未満。この装置を用いて製造した未被覆
テクスチャー付フィルムは該テクスチャー面に硬化性コ
ーティングを塗布することで平滑化して３〜１０ｎｍの
Ｒａのフィルムを製造し得る。
【００１１】
【発明の実施の形態】まず、図面について簡単に説明し
ておく。図１は熱可塑性材料の押出のための慣用装置の
概略図であり、具体的には押出機、ダイ、仕上スタック
（第一ニップ）及び第二ニップが図示されている。図２
は図１に示す仕上スタックの拡大概略断面図である。
ておく。図１は熱可塑性材料の押出のための慣用装置の
概略図であり、具体的には押出機、ダイ、仕上スタック
（第一ニップ）及び第二ニップが図示されている。図２
は図１に示す仕上スタックの拡大概略断面図である。
【００１２】図３は図１及び図２に示す上ロールの概略
断面図である。図４は図１及び図２に示す上ロールの第
二の実施形態の概略断面図である。図１及び図２を参照
すると、熱可塑性材料（特に限定されないがポリカーボ
ネート、ポリカーボネートブレンド及びポリカーボネー
トコポリマー等）の押出シート及びフィルムは熱可塑性
樹脂２を樹脂ホッパー３から押出機４に供給し、そこで
樹脂をそのガラス転移温度（Ｔｇ）よりも高い温度に加
熱して、熱可塑性材料の粘稠な溶融体を生じるという方
法によって慣用的に製造されている。シート又はフィル
ムという用語は本明細書では互換的に用いられ、約０．
００５〜０．０３０インチの最終厚さを有する熱可塑性
材料をいう。粘稠溶融体は、押出機４によって与えられ
る圧力下でダイの開口６を通るが、この開口６は通例細
長い矩形又はスロット形状を有している。粘稠溶融体は
ダイスロットの形状を取り、溶融押出物８の連続シート
又はフィルムを形成する。溶融押出物８のシート又はフ
ィルムは次いで仕上装置を通過してシート又はフィルム
完成品を形成する。
断面図である。図４は図１及び図２に示す上ロールの第
二の実施形態の概略断面図である。図１及び図２を参照
すると、熱可塑性材料（特に限定されないがポリカーボ
ネート、ポリカーボネートブレンド及びポリカーボネー
トコポリマー等）の押出シート及びフィルムは熱可塑性
樹脂２を樹脂ホッパー３から押出機４に供給し、そこで
樹脂をそのガラス転移温度（Ｔｇ）よりも高い温度に加
熱して、熱可塑性材料の粘稠な溶融体を生じるという方
法によって慣用的に製造されている。シート又はフィル
ムという用語は本明細書では互換的に用いられ、約０．
００５〜０．０３０インチの最終厚さを有する熱可塑性
材料をいう。粘稠溶融体は、押出機４によって与えられ
る圧力下でダイの開口６を通るが、この開口６は通例細
長い矩形又はスロット形状を有している。粘稠溶融体は
ダイスロットの形状を取り、溶融押出物８の連続シート
又はフィルムを形成する。溶融押出物８のシート又はフ
ィルムは次いで仕上装置を通過してシート又はフィルム
完成品を形成する。
【００１３】従来の仕上装置は、熱可塑性シート又はフ
ィルム完成品１５の所望の厚さに概略対応する距離だけ
離隔した一対の上ロール１２と下ロール１４を含んでな
る２ロール仕上（又は艶出）スタック１０である。かか
るロールはカレンダーロールとも呼ばれ、それらの間隙
は仕上スタックのニップ１１と呼ばれる。典型的な仕上
スタックは一対の鋼製の上ロール１２と下ロール１４か
らなり、これらのロールは直径約１２〜２０インチで、
表面粗さ約０．０５μｍのクロムめっき表面を有する。
これらのロールは概して、公知の冷却装置及び方法を用
いてロール内部に流体を流すことにより、内部冷却され
る。ロール表面の温度はこの方法で調節できる。仕上ス
タック１０のニップ１１から出てきた完成シート又はフ
ィルムは、通例アイドラーロール１９の第二ニップ２１
に入り、任意要素としてのマスキングステーション２
３、引張ロール１７を通り、巻取機２５に巻き取られ
る。
ィルム完成品１５の所望の厚さに概略対応する距離だけ
離隔した一対の上ロール１２と下ロール１４を含んでな
る２ロール仕上（又は艶出）スタック１０である。かか
るロールはカレンダーロールとも呼ばれ、それらの間隙
は仕上スタックのニップ１１と呼ばれる。典型的な仕上
スタックは一対の鋼製の上ロール１２と下ロール１４か
らなり、これらのロールは直径約１２〜２０インチで、
表面粗さ約０．０５μｍのクロムめっき表面を有する。
これらのロールは概して、公知の冷却装置及び方法を用
いてロール内部に流体を流すことにより、内部冷却され
る。ロール表面の温度はこの方法で調節できる。仕上ス
タック１０のニップ１１から出てきた完成シート又はフ
ィルムは、通例アイドラーロール１９の第二ニップ２１
に入り、任意要素としてのマスキングステーション２
３、引張ロール１７を通り、巻取機２５に巻き取られ
る。
【００１４】ロールの温度は加工処理すべき熱可塑性材
料のＴｇ未満の温度に制御される。ロールの間隙におい
てシート又はフィルムの表面はカレンダーロールとの接
触により急激にガラス化する。従って、ロールとの接触
の際に熱可塑性状態又は溶融状態のまま留まるのはフィ
ルムの内部だけである。図３を参照すると、本発明の改
良ロール１６は従来の仕上スタック１０の上ロール１２
又は下ロール１４の代わりに使用し得る。改良ロール１
６は剛性コア１８、剛性コア１８の外面に取り付けられ
たエラストマー性カバー２０、及びエラストマー性カバ
ー２０に脱着自在に取り付けられた熱可塑性スリーブ２
２を含んでなる。剛性コア１８は、溶融熱可塑性材料の
圧縮及びサイジングに使用することのできるロールを形
成するのに十分な剛性及びその他の機械的性質を有する
材料であればどんなものでもよい。剛性コア１８は好ま
しくは熱可塑性材料の仕上に慣用されている鋼で作られ
る。エラストマー性カバー２０は好ましくはシリコーン
ゴムその他の耐熱性エラストマーから作られる。エラス
トマー性カバー２０の厚さは約０．３〜１．０インチが
好適であると思料され、０．３〜０．５インチの厚さが
好ましい。エスラトマー性カバー２０は、どのような好
適な取付け手段で剛性コア１８に取付けてもよい。熱可
塑性スリーブ２２は好適な熱可塑性材料であればよく、
例えばポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ
クロロ‐トリフルオロエチレン及びポリテトラフルオロ
エチレン（ＰＴＦＥ）等がある。最も好ましくは熱可塑
性スリーブはＰＴＦＥであり、例えばＴＥＦＬＯＮ（登
録商標）（３４０グレード）ＰＴＦＥ等である。熱可塑
性スリーブ２２の厚さは約０．０２０〜０．２００イン
チの範囲内とし得る。０．０６０インチの厚さが好まし
い。熱可塑性スリーブ２２はＲａ０．３〜０．８μｍの
平滑な外面を有しているべきである。本発明の目的とす
るところでは、Ｒａ値はスリーブ外面の中心線の上下の
表面凹凸の平均高さである。スリーブ２２の表面が平滑
であるほど、ロール１６を用いて加工処理した熱可塑性
材料の表面は平滑になる。逆に、スリーブ２２の表面が
粗いほど熱可塑性材料の仕上面は粗くなる。従って、５
μｍ未満のＲａが好ましく、２．５μｍ未満のＲａが特
に好ましい。ＰＴＦＥは摩擦係数（ＣＯＦ）が低く圧縮
強さが低いので、スリーブ２２にはＰＴＦＥを用いるの
が有益である。ＣＯＦは材料、表面仕上及び温度のよう
な幾つかの因子に依存する。さらに、ＰＴＦＥの場合、
スリーブの熱伝導率は０．０１〜０．１Ｂｔｕ／ｆｔ・
ｈ・°Ｆの範囲内にある。スリーブ２２の熱伝導率は
０．２Ｂｔｕ／ｆｔ・ｈ・°Ｆ未満であるのが好ましい
と思料される。
料のＴｇ未満の温度に制御される。ロールの間隙におい
てシート又はフィルムの表面はカレンダーロールとの接
触により急激にガラス化する。従って、ロールとの接触
の際に熱可塑性状態又は溶融状態のまま留まるのはフィ
ルムの内部だけである。図３を参照すると、本発明の改
良ロール１６は従来の仕上スタック１０の上ロール１２
又は下ロール１４の代わりに使用し得る。改良ロール１
６は剛性コア１８、剛性コア１８の外面に取り付けられ
たエラストマー性カバー２０、及びエラストマー性カバ
ー２０に脱着自在に取り付けられた熱可塑性スリーブ２
２を含んでなる。剛性コア１８は、溶融熱可塑性材料の
圧縮及びサイジングに使用することのできるロールを形
成するのに十分な剛性及びその他の機械的性質を有する
材料であればどんなものでもよい。剛性コア１８は好ま
しくは熱可塑性材料の仕上に慣用されている鋼で作られ
る。エラストマー性カバー２０は好ましくはシリコーン
ゴムその他の耐熱性エラストマーから作られる。エラス
トマー性カバー２０の厚さは約０．３〜１．０インチが
好適であると思料され、０．３〜０．５インチの厚さが
好ましい。エスラトマー性カバー２０は、どのような好
適な取付け手段で剛性コア１８に取付けてもよい。熱可
塑性スリーブ２２は好適な熱可塑性材料であればよく、
例えばポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ
クロロ‐トリフルオロエチレン及びポリテトラフルオロ
エチレン（ＰＴＦＥ）等がある。最も好ましくは熱可塑
性スリーブはＰＴＦＥであり、例えばＴＥＦＬＯＮ（登
録商標）（３４０グレード）ＰＴＦＥ等である。熱可塑
性スリーブ２２の厚さは約０．０２０〜０．２００イン
チの範囲内とし得る。０．０６０インチの厚さが好まし
い。熱可塑性スリーブ２２はＲａ０．３〜０．８μｍの
平滑な外面を有しているべきである。本発明の目的とす
るところでは、Ｒａ値はスリーブ外面の中心線の上下の
表面凹凸の平均高さである。スリーブ２２の表面が平滑
であるほど、ロール１６を用いて加工処理した熱可塑性
材料の表面は平滑になる。逆に、スリーブ２２の表面が
粗いほど熱可塑性材料の仕上面は粗くなる。従って、５
μｍ未満のＲａが好ましく、２．５μｍ未満のＲａが特
に好ましい。ＰＴＦＥは摩擦係数（ＣＯＦ）が低く圧縮
強さが低いので、スリーブ２２にはＰＴＦＥを用いるの
が有益である。ＣＯＦは材料、表面仕上及び温度のよう
な幾つかの因子に依存する。さらに、ＰＴＦＥの場合、
スリーブの熱伝導率は０．０１〜０．１Ｂｔｕ／ｆｔ・
ｈ・°Ｆの範囲内にある。スリーブ２２の熱伝導率は
０．２Ｂｔｕ／ｆｔ・ｈ・°Ｆ未満であるのが好ましい
と思料される。
【００１５】図４を参照すると、本発明の別の実施形態
は剛性コア２８と該剛性コア２８上に直接設けられたス
リーブ３０とを含んでなるロール２６である。剛性コア
２８は上述した通りであるが、スリーブ３０は図３に示
すエラストマー性カバー２０と熱可塑性スリーブ２２の
機能を兼ね備えている。スリーブ３０はエラストマー／
熱可塑性樹脂ブレンド、コポリマー、或いはエラストマ
ー材料と熱可塑性材料の複合材又は積層材からなる。
は剛性コア２８と該剛性コア２８上に直接設けられたス
リーブ３０とを含んでなるロール２６である。剛性コア
２８は上述した通りであるが、スリーブ３０は図３に示
すエラストマー性カバー２０と熱可塑性スリーブ２２の
機能を兼ね備えている。スリーブ３０はエラストマー／
熱可塑性樹脂ブレンド、コポリマー、或いはエラストマ
ー材料と熱可塑性材料の複合材又は積層材からなる。
【００１６】図３を参照すると、エラストマー性カバー
２０は従来技術のロールと比較してロール１６全体のコ
ンプライアンスを変化させ、一方、熱可塑性スリーブ２
２は同じく表面粗さの低いエラストマー性材料に対して
屈従的（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）かつ耐久性のカバーを提
供する。これらの改良ロールの材料は一致協力してロー
ル間のニップ１１を通過する際の押出物に加わる剪断応
力に影響を与える。さらに、改良ロール１６は押出物か
ら急速に熱を奪う能力が弱く、その結果ニップ１１から
出るフィルムの温度が高くなる。これら２つの因子は完
成フィルムの固有応力／複屈折を低減させると思料され
る。仕上作業に続いて応力から回復する機会が多くなる
からである。
２０は従来技術のロールと比較してロール１６全体のコ
ンプライアンスを変化させ、一方、熱可塑性スリーブ２
２は同じく表面粗さの低いエラストマー性材料に対して
屈従的（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）かつ耐久性のカバーを提
供する。これらの改良ロールの材料は一致協力してロー
ル間のニップ１１を通過する際の押出物に加わる剪断応
力に影響を与える。さらに、改良ロール１６は押出物か
ら急速に熱を奪う能力が弱く、その結果ニップ１１から
出るフィルムの温度が高くなる。これら２つの因子は完
成フィルムの固有応力／複屈折を低減させると思料され
る。仕上作業に続いて応力から回復する機会が多くなる
からである。
【００１７】本発明のロールは上記のようにして加工処
理したポリカーボネートに約１５０〜３５０ｐｓｉの範
囲内の剪断応力を与える。押出品の複屈折はこの圧縮剪
断応力と直接関連していて、本発明のロールを用いると
光学的複屈折を１０ｎｍ未満に制御し低下させることが
できることが観察されている。ポリカーボネート等の無
定形熱可塑性フィルムの押出及びアニールに関する当業
者には自明であろうが、押出物は冷えると収縮する。ど
んな応力（圧縮応力又は引張応力）が加わっても収縮が
阻害されるであろう。収縮の程度は材料の溶融温度、ガ
ラス転移温度及びロール温度に依存する。熱可塑性材料
がＴｇ（ポリカーボネートの場合約２８０°Ｆ）未満に
冷却されるとそれ以上の収縮は起こらなくなり、導入さ
れた応力はすべてガラス化した材料内部に閉じ込められ
ると考えられる。フィルムはガラス化時の変形力に極め
て鋭敏である。たとえ小さな変形力でも既にガラス化し
た領域と依然として溶融している領域の間の剪断を招
く。これらの領域の境界で、剪断応力はガラス化材料内
に固有応力として蓄えられる分子配向を生じると考えら
れる。かかる配向領域を通過する光ビームは不適格な光
学的複屈折を呈する。
理したポリカーボネートに約１５０〜３５０ｐｓｉの範
囲内の剪断応力を与える。押出品の複屈折はこの圧縮剪
断応力と直接関連していて、本発明のロールを用いると
光学的複屈折を１０ｎｍ未満に制御し低下させることが
できることが観察されている。ポリカーボネート等の無
定形熱可塑性フィルムの押出及びアニールに関する当業
者には自明であろうが、押出物は冷えると収縮する。ど
んな応力（圧縮応力又は引張応力）が加わっても収縮が
阻害されるであろう。収縮の程度は材料の溶融温度、ガ
ラス転移温度及びロール温度に依存する。熱可塑性材料
がＴｇ（ポリカーボネートの場合約２８０°Ｆ）未満に
冷却されるとそれ以上の収縮は起こらなくなり、導入さ
れた応力はすべてガラス化した材料内部に閉じ込められ
ると考えられる。フィルムはガラス化時の変形力に極め
て鋭敏である。たとえ小さな変形力でも既にガラス化し
た領域と依然として溶融している領域の間の剪断を招
く。これらの領域の境界で、剪断応力はガラス化材料内
に固有応力として蓄えられる分子配向を生じると考えら
れる。かかる配向領域を通過する光ビームは不適格な光
学的複屈折を呈する。
【００１８】
【実施例】本発明に従って、慣用押出プロセスを用いて
複屈折性の低い片面テクスチャー付・片面艶出ポリカー
ボネートフィルムを製造した。押出装置の全体を図１に
示す。この慣用プロセスでは２ロール仕上スタック１０
を使用し、従来の標準的クロムめっき鋼の上ロール１２
の代わりに図３に示す本発明のロールを使用した。具体
的には、本発明のロールは、直径約１２インチの剛性鋼
製コア、厚さ０．３７５インチのシリコーンゴムカバー
及び厚さ０．０６０インチでＲａ０．３〜０．８μｍの
ＰＴＦＥ仕上スリーブからなっていた。
複屈折性の低い片面テクスチャー付・片面艶出ポリカー
ボネートフィルムを製造した。押出装置の全体を図１に
示す。この慣用プロセスでは２ロール仕上スタック１０
を使用し、従来の標準的クロムめっき鋼の上ロール１２
の代わりに図３に示す本発明のロールを使用した。具体
的には、本発明のロールは、直径約１２インチの剛性鋼
製コア、厚さ０．３７５インチのシリコーンゴムカバー
及び厚さ０．０６０インチでＲａ０．３〜０．８μｍの
ＰＴＦＥ仕上スリーブからなっていた。
【００１９】典型例では、上記の装置を用いて片面艶出
・片面テクスチャー付ポリカーボネートフィルム（厚さ
０．００５〜０．０３０インチ）を形成した。押出ポリ
カーボネート樹脂は、３００℃で１０分間のメルトフロ
ーレートが６〜９ｇで平均分子量２５０００の押出グレ
ードの樹脂（Ｌｅｘａｎ（登録商標）ＭＬ９７３５）で
あった。ただし、本発明はその他の無定形熱可塑性材料
の押出にも使用することができ、ポリカーボネートの押
出には限定されない。
・片面テクスチャー付ポリカーボネートフィルム（厚さ
０．００５〜０．０３０インチ）を形成した。押出ポリ
カーボネート樹脂は、３００℃で１０分間のメルトフロ
ーレートが６〜９ｇで平均分子量２５０００の押出グレ
ードの樹脂（Ｌｅｘａｎ（登録商標）ＭＬ９７３５）で
あった。ただし、本発明はその他の無定形熱可塑性材料
の押出にも使用することができ、ポリカーボネートの押
出には限定されない。
【００２０】溶融体を２つのロール間のニップに通し
た。ロール間の間隙がフィルムの厚さを決定した。厚さ
の精度は０．０１０インチフィルムで約±５％であっ
た。テクスチャー付フィルムには、表面粗さを低減し、
フィルムの耐摩耗性、耐薬品性及び耐ヘーズ性を改善す
るため、コーティングも施した。コーテッドフィルムで
は最終ヘーズ（ＡＳＴＭ Ｄ１００３）が０．１〜０．
５％及び表面光沢が９２％に達した。このような低いヘ
ーズで光分解能を高めることができる。コーティングを
テクスチャー面に塗布し、硬化して３〜１０ｎｍのＲａ
を得た。コーティング硬化時にフィルムが熱によりさら
にアニールされて応力レベルが低減する。
た。ロール間の間隙がフィルムの厚さを決定した。厚さ
の精度は０．０１０インチフィルムで約±５％であっ
た。テクスチャー付フィルムには、表面粗さを低減し、
フィルムの耐摩耗性、耐薬品性及び耐ヘーズ性を改善す
るため、コーティングも施した。コーテッドフィルムで
は最終ヘーズ（ＡＳＴＭ Ｄ１００３）が０．１〜０．
５％及び表面光沢が９２％に達した。このような低いヘ
ーズで光分解能を高めることができる。コーティングを
テクスチャー面に塗布し、硬化して３〜１０ｎｍのＲａ
を得た。コーティング硬化時にフィルムが熱によりさら
にアニールされて応力レベルが低減する。
【００２１】間隙（すなわちニップ）において、上ロー
ルの領域での押出物に対する剪断応力（ＳＳ）は上ロー
ルの圧縮強さ（ＣＳ）及び摩擦係数（ＣＯＦ）から計算
し得る。ＳＳ＝ＣＳ×ＣＯＦ。圧縮強さは０．００１″
のオフセットで測定される。表１に示す通り、ＰＴＦＥ
のＳＳは約１５０〜３５０ｐｓｉであり、シリコーンゴ
ムロールのＳＳは約６００〜１６００ｐｓｉである。一
方、クロムめっきロールのＳＳは６００００ｐｓｉ以上
である。
ルの領域での押出物に対する剪断応力（ＳＳ）は上ロー
ルの圧縮強さ（ＣＳ）及び摩擦係数（ＣＯＦ）から計算
し得る。ＳＳ＝ＣＳ×ＣＯＦ。圧縮強さは０．００１″
のオフセットで測定される。表１に示す通り、ＰＴＦＥ
のＳＳは約１５０〜３５０ｐｓｉであり、シリコーンゴ
ムロールのＳＳは約６００〜１６００ｐｓｉである。一
方、クロムめっきロールのＳＳは６００００ｐｓｉ以上
である。
【００２２】
【表１】
【００２３】剪断応力は残留応力としてフィルム内に蓄
えられ複屈折を生じるので、ＰＴＦＥスリーブで得られ
る低減した剪断応力は熱可塑性フィルムの複屈折の低下
を招くので格段に有益である。従って、一般に外スリー
ブに使われる材料は低いＣＯＦを有しているのが望まし
い。光学媒体（コーテッドフィルム）では低い複屈折
（２５ｎｍ未満）、高い光沢（低い表面粗さ）並びに％
ヘーズとして測定される高い透明性の組合せが必要とさ
れる。光学媒体基板に対しては、％ヘーズはレーザーの
散乱を避けるために０．１（最大値）でなければならな
い。コーテッドフィルムにおける低いヘーズは、８５〜
１００％の光沢を有する未被覆フィルムを用いて得るの
がベストである。未被覆フィルムの光沢はフィルムの表
面粗さと反比例する。光沢はロール材料の剪断応力（Ｓ
Ｓ＝ＣＳ×ＣＯＦ）による影響を強く受ける。表２に明
示されている通り、ＰＴＦＥだけがこれらの条件を満足
した。
えられ複屈折を生じるので、ＰＴＦＥスリーブで得られ
る低減した剪断応力は熱可塑性フィルムの複屈折の低下
を招くので格段に有益である。従って、一般に外スリー
ブに使われる材料は低いＣＯＦを有しているのが望まし
い。光学媒体（コーテッドフィルム）では低い複屈折
（２５ｎｍ未満）、高い光沢（低い表面粗さ）並びに％
ヘーズとして測定される高い透明性の組合せが必要とさ
れる。光学媒体基板に対しては、％ヘーズはレーザーの
散乱を避けるために０．１（最大値）でなければならな
い。コーテッドフィルムにおける低いヘーズは、８５〜
１００％の光沢を有する未被覆フィルムを用いて得るの
がベストである。未被覆フィルムの光沢はフィルムの表
面粗さと反比例する。光沢はロール材料の剪断応力（Ｓ
Ｓ＝ＣＳ×ＣＯＦ）による影響を強く受ける。表２に明
示されている通り、ＰＴＦＥだけがこれらの条件を満足
した。
【００２４】再び図１を参照して、表２の比較データに
は、上記の２ロール仕上スタックにおいて３種類の異な
る上ロール１２を用いて製造した厚さ０．０１０インチ
の典型的ポリカーボネートフィルムの加工処理条件及び
得られたフィルム特性が含まれている。表２に記載のシ
リコーンゴム及びクロムめっき製のロール１２は従来技
術に属する。ＰＴＦＥロールは本発明のロールであり、
直径約１２インチの剛性鋼製コア、厚さ０．３７５イン
チのシリコーンゴムカバー及び厚さ０．０６０インチで
Ｒａ０．３〜０．８μｍのＰＴＦＥ仕上スリーブからな
っていた。すべての実験で下ロール１４は標準的なクロ
ムめっきロールであった。引張ロール１７は熱可塑性フ
ィルムの引取り機構である。引張ロール１７はモーター
の駆動に使用した電力で特徴付けられ、電力はロールの
設定アンペア数と直接関連する。アンペア数が増すとフ
ィルムにかかる引張力も増大する。下記の表２に記載の
データは幾つかの実地試験の結果をまとめたもので、こ
れらの実地試験では押出機から吐出される材料の溶融温
度は約５３６〜５９７°Ｆであり、押出機のスクリュー
は約２０〜６３ｒｐｍで作動させ、ライン速度は毎分１
９．５〜２９フィートであり、アイドラーロール１９の
温度は２６０〜３００°Ｆであった。
は、上記の２ロール仕上スタックにおいて３種類の異な
る上ロール１２を用いて製造した厚さ０．０１０インチ
の典型的ポリカーボネートフィルムの加工処理条件及び
得られたフィルム特性が含まれている。表２に記載のシ
リコーンゴム及びクロムめっき製のロール１２は従来技
術に属する。ＰＴＦＥロールは本発明のロールであり、
直径約１２インチの剛性鋼製コア、厚さ０．３７５イン
チのシリコーンゴムカバー及び厚さ０．０６０インチで
Ｒａ０．３〜０．８μｍのＰＴＦＥ仕上スリーブからな
っていた。すべての実験で下ロール１４は標準的なクロ
ムめっきロールであった。引張ロール１７は熱可塑性フ
ィルムの引取り機構である。引張ロール１７はモーター
の駆動に使用した電力で特徴付けられ、電力はロールの
設定アンペア数と直接関連する。アンペア数が増すとフ
ィルムにかかる引張力も増大する。下記の表２に記載の
データは幾つかの実地試験の結果をまとめたもので、こ
れらの実地試験では押出機から吐出される材料の溶融温
度は約５３６〜５９７°Ｆであり、押出機のスクリュー
は約２０〜６３ｒｐｍで作動させ、ライン速度は毎分１
９．５〜２９フィートであり、アイドラーロール１９の
温度は２６０〜３００°Ｆであった。
【００２５】
【表２】
【００２６】表２に示すデータは、本発明のロールが低
い複屈折及び低い表面粗さを有する熱可塑性フィルムの
製造に使用し得ることを示している。さらに、鋼製下ロ
ール１４の温度及び引張ロール１７で加えられる力（ロ
ールの駆動に用いたモーターのアンペア数と直接関連）
も得られたフィルムの複屈折に影響することが分かる。
出願人は、この影響が主にフィルムがニップ１１を出る
前に既にＴｇ未満に冷却されているか否かに依存すると
の結論を得た。標準的な鋼製ロールと接触するフィルム
表面が既にＴｇ未満に冷却されていることが特に重要で
ある。さもなければ、フィルムはなおも分子配向が引き
続いておこり、引張ロール１７又はアイドラーロール１
９によって加えられる力から内部応力を蓄えることにな
る。
い複屈折及び低い表面粗さを有する熱可塑性フィルムの
製造に使用し得ることを示している。さらに、鋼製下ロ
ール１４の温度及び引張ロール１７で加えられる力（ロ
ールの駆動に用いたモーターのアンペア数と直接関連）
も得られたフィルムの複屈折に影響することが分かる。
出願人は、この影響が主にフィルムがニップ１１を出る
前に既にＴｇ未満に冷却されているか否かに依存すると
の結論を得た。標準的な鋼製ロールと接触するフィルム
表面が既にＴｇ未満に冷却されていることが特に重要で
ある。さもなければ、フィルムはなおも分子配向が引き
続いておこり、引張ロール１７又はアイドラーロール１
９によって加えられる力から内部応力を蓄えることにな
る。
【００２７】本発明の実施において、フィルムの下面
（下ロールと接触する表面）はＴｇ未満に冷却され、上
面（上ロールと接触する面）及びフィルムの内部領域の
主要部は熱可塑性状態に保たれる。小さな変形力でも、
このような既にガラス化した領域と依然として溶融状態
にある領域との間の剪断をもたらす。これらの領域の境
界で剪断は分子配向を引き起こす。このような配向領域
を光ビームが通過すると複屈折が起こる。従って、低複
屈折フィルムを製造するには剪断を避けなければならな
い。本発明のロールは剪断の回避に役立つ。
（下ロールと接触する表面）はＴｇ未満に冷却され、上
面（上ロールと接触する面）及びフィルムの内部領域の
主要部は熱可塑性状態に保たれる。小さな変形力でも、
このような既にガラス化した領域と依然として溶融状態
にある領域との間の剪断をもたらす。これらの領域の境
界で剪断は分子配向を引き起こす。このような配向領域
を光ビームが通過すると複屈折が起こる。従って、低複
屈折フィルムを製造するには剪断を避けなければならな
い。本発明のロールは剪断の回避に役立つ。
【００２８】本明細書に記載の方法で製造される光学媒
体用のコーテッドフィルムは、打抜きとの適性が向上し
ている点でも有利である。この性質は、構造体の冷却・
収縮を待たずに、即座に効率よくＣＤ−ＲＯＭを打抜く
ことを望む顧客に高く評価される（米国特許第４８３６
８７４号参照）。このフィルムの改善された打抜き特性
はその低い複屈折によるもので、低い複屈折は熱安定性
を付与するとともにレーザーピックアップビームの焦点
調整に役立つ。
体用のコーテッドフィルムは、打抜きとの適性が向上し
ている点でも有利である。この性質は、構造体の冷却・
収縮を待たずに、即座に効率よくＣＤ−ＲＯＭを打抜く
ことを望む顧客に高く評価される（米国特許第４８３６
８７４号参照）。このフィルムの改善された打抜き特性
はその低い複屈折によるもので、低い複屈折は熱安定性
を付与するとともにレーザーピックアップビームの焦点
調整に役立つ。
【００２９】従来のＣＤプレーヤーではＣＤ−ＲＯＭデ
ィスクから毎秒４百万ビットの速さでデータを読み取る
ためレーザーピックアップビームを使用している。かか
る困難な任務を負ったピックアップを補助するため、電
気機械回路を用いてビームを集束しトラック上に保つ。
基材は集束ビームを維持するため優れた熱安定性を呈さ
なければならない。
ィスクから毎秒４百万ビットの速さでデータを読み取る
ためレーザーピックアップビームを使用している。かか
る困難な任務を負ったピックアップを補助するため、電
気機械回路を用いてビームを集束しトラック上に保つ。
基材は集束ビームを維持するため優れた熱安定性を呈さ
なければならない。
【００３０】さらに、本発明のフィルムは低収縮率（２
８０°Ｆで０．１％未満）の要求される最終用途に特に
適している。収縮率の高いフィルムは熱サイクル（例え
ば、プリント、打抜き、射出成形等の操作）後に許容し
難い結果を生じるおそれがある。本発明に従って製造し
たフィルムは、２５ｎｍ未満の複屈折を有しており、従
来の高収縮フィルムで通例みられる上記のような問題を
回避することができる。表２に示す通り、本発明のロー
ルを用いて製造した未被覆フィルムは低い複屈折を呈し
た。
８０°Ｆで０．１％未満）の要求される最終用途に特に
適している。収縮率の高いフィルムは熱サイクル（例え
ば、プリント、打抜き、射出成形等の操作）後に許容し
難い結果を生じるおそれがある。本発明に従って製造し
たフィルムは、２５ｎｍ未満の複屈折を有しており、従
来の高収縮フィルムで通例みられる上記のような問題を
回避することができる。表２に示す通り、本発明のロー
ルを用いて製造した未被覆フィルムは低い複屈折を呈し
た。
【００３１】本発明を詳細に説明してきたが、特許請求
の範囲に規定する技術的範囲を逸脱することなく様々な
修正、置換又は変更を加えることができると理解された
い。
の範囲に規定する技術的範囲を逸脱することなく様々な
修正、置換又は変更を加えることができると理解された
い。
【図１】 熱可塑性材料を押出すための従来の装置の概
略図。
略図。
【図２】 図１に示す仕上スタックの概略拡大断面図。
【図３】 図１及び図２に示した上ロールの概略断面
図。
図。
【図４】 図１及び図２に示した上ロールの第二の実施
形態の概略断面図。
形態の概略断面図。
４ 押出機 ６ スロットダイ開口 ８ 溶融押出物 １１ ニップ １２ 上ロール １４ 下ロール １５ 仕上げられた熱可塑性シート又はフィルム １６ 本発明の改良ロール １８ 剛性コア ２０ エラストマー性カバー ２２ 熱可塑性スリーブ ２６ ロール ２８ 剛性コア ３０ スリーブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 7:00 (72)発明者 ジェラルド・ディー・ブレイロック アメリカ合衆国、インディアナ州、ニュ ー・ハーモニー、826・サウス・メイン、 ポスト・オフィス・ボックス、518 (72)発明者 ロバート・ジェイムズ・モーロウ，ジュニ ア アメリカ合衆国、インディアナ州、マウン ト・ヴァーノン、サイバート・レーン、 1631番
Claims (14)
- 【請求項１】 平滑面を有するとともに内部応力の低減
した熱可塑性シート又はフィルムを提供するための改良
仕上ロールであって、 ａ）剛性コア、及び ｂ）熱可塑性外層 を含んでなる仕上ロール。 - 【請求項２】 前記剛性コアが金属製である、請求項１
記載の仕上ロール。 - 【請求項３】 前記熱可塑性外層がポリテトラフルオロ
エチレンである、請求項１記載の仕上ロール。 - 【請求項４】 前記熱可塑性層が約０．０２０〜０．２
００インチの範囲内の厚さを有する、請求項１記載の仕
上ロール。 - 【請求項５】 前記熱可塑性層が０．８ミクロン未満の
平均表面粗さを有する、請求項１記載の仕上ロール。 - 【請求項６】 前記熱可塑性層が、熱可塑性シート又は
フィルムの押出時に約１５０〜３５０ｐｓｉの範囲内の
圧縮剪断応力を与えるのに適合している、請求項１記載
の仕上ロール。 - 【請求項７】 前記熱可塑性層が約０．１〜０．２Ｂｔ
ｕ／ｆｔ・ｈ・°Ｆの範囲内の熱伝導率を有する、請求
項１記載の仕上ロール。 - 【請求項８】 前記コアと前記外層の間に介在する弾性
中間層をさらに含んでなる、請求項１記載の仕上ロー
ル。 - 【請求項９】 前記弾性中間層がエラストマーである、
請求項８記載の仕上ロール。 - 【請求項１０】 ０．８ミクロン未満の平均表面粗さを
有する熱可塑性層からなることを特徴とする改良仕上ロ
ールスリーブ。 - 【請求項１１】 熱可塑性シートに平滑な上面及び下面
を与えることのできる改良仕上装置であって、 ａ）上記シートの下面を艶出するための下ロール、及び ｂ）上記シートの上面をテクスチャー加工するための上
ロールを含んでなる装置。 - 【請求項１２】 下ロールがクロムめっき鋼である、請
求項１１記載の装置。 - 【請求項１３】 前記上ロールが ａ）剛性コア、 ｂ）弾性中間層、及び ｃ）平滑な熱可塑性外層 を含んでなる、請求項１１記載の装置。
- 【請求項１４】 前記熱可塑性外層が約０．１〜０．２
Ｂｔｕ／ｆｔ・ｈ・°Ｆの範囲内の熱伝導率を有するＰ
ＴＦＥ層である、請求項１３記載の装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US6569797P | 1997-11-14 | 1997-11-14 | |
| US4489098A | 1998-03-20 | 1998-03-20 | |
| US09/044890 | 1998-03-20 | ||
| US60/065697 | 1998-03-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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