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Genaue Beschreibung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Folienrolle einer thermoplastischen Harzfolie. Insbesondere
betrifft sie eine Folienrolle bei der der Abstand von der Längsmittenlinie
der Folienrolle zur Kante der Folie, die sich in die Folienwicklungsrichtung
der Folie erstreckt, sich leicht in Richtung der Folienbreite ändert.
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Eine thermoplastische Harzfolie,
die durch eine Polyesterfolie veranschaulicht werden kann, wurde schon
verkauft und in Form einer Rolle gelagert, was in Bezug auf die
Handhabbarkeit verglichen mit der Form einer Plane extrem effizient
ist.
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Außerdem wird die thermoplastische
Harzfolie mit einer Rasierklinge, Reißklinge oder dergleichen aufgeschnitten
und aufgerollt, um die Bedürfnisse
der Benutzer zu erfüllen.
Damit verhindert wird, dass die Folie als Produkt in einer ungünstigen
Form aufgrund der Uneinheitlichkeit der Filmdicke aufgerollt wird,
das heißt zur
Verhinderung, dass die Rolle der Folie teilweise aufgrund der aufeinanderfolgenden Überlappung
von dicken Teilen sich aufbläht
oder sich aufgrund der aufeinanderfolgenden Überlappung von dünnen Teilen
der Folie eindrückt,
wird eine Technologie zum Aufschneiden der Folie in einer Webrichtung,
beispielsweise mit einer Schlitzweite von 10 cm und einem Zyklus
von 1 km ohne Änderung
der Schlitzweite der Folie in den meisten Fällen zur Verminderung der Uneinheitlichkeit
in Bezug auf die Dicke verwendet.
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Selbst in einem derartigen Fall ist
es jedoch so, dass die Folienkanten extrem genau gleichmäßig ausgearbeitet
sein müssen,
damit sich die Folie in eine gute Form rollen lässt.
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Wenn die Folienkanten zur Verhinderung,
dass die Kantenoberfläche
der Folienrolle wie vorstehend beschrieben unregelmäßig wird
extrem genau gleich gemacht werden, ist die Form der so entstehenden
Rolle wirklich gut. Es wurde jedoch gefunden, dass das folgende
Problem auftritt, wenn die Folie wirklich verwendet wird.
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Dieses Problem besteht darin, dass
die Folie von einem Benutzer nicht sofort nach der Herstellung verwendet
wird, sondern in den meisten Fällen
erst nach einer Weile von der Produktion an. Außerdem wird der Schnitt der
Folie (Harz) beim Schneiden der Folie durch das Schneiden aufgerollt
und das Schnittteil wird lokal dicker als andere Teile. Es wird
daher örtlich
ein hoher Druck auf diese Kantenflächenteile ausgeübt, die sich
lokal verdickt haben (im folgenden als Hochkantenteil bezeichnet),
indem Druck durch direkten Kontakt oder Spannung ausgeübt wird,
wenn die Folie aufgewunden wird und es entsteht eine Blockade zwischen
den Hochkantenteilen der Folie, wenn sie nach der Herstellung gelagert
wird, was Verfahrensprobleme hervorruft wie beispielsweise den Riss
der Folie.
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Das JP-B-50031585 wird als nächster Stand
der Technik gegenüber
der vorliegenden Erfindung betrachtet und offenbart eine Folienrolle,
die die Merkmale des allgemeinen Teils des Anspruchs 1 offenbart.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Folienrolle einer schlitzthermoplastischen Harzfolie
zur Verfügung
zu stellen, bei der die Hochkantenteile nicht miteinander überlappen
und an den Kantenseiten der Folie keine Blockade auftritt.
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Weitere Aufgaben und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung
ersichtlich.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung,
können
die vorstehenden Aufgaben und Vorteile dieser vorliegenden Erfindung
durch eine Folienrolle einer thermoplastischen Harzfolie erzielt
werden, bei der sich (1) der Abstand zwischen mindestens einer der
zwei sich in einer Folienwicklungsrichtung der Folienrolle erstreckenden Kantenflächen und
der Längsmittenlinie
der Folienrolle in der Folienwicklungsrichtung der Folienrolle ändert, (2)
wobei die diametrale Mittenlinie-Durchschnittsoberflächenrauhheit
RaE von jeder der zwei Kantenflächen der
Folienrolle im Bereich von 3 bis 200 um liegt, (3) und die Kantenflächen der
Folienrolle konkave und konvexe Abschnitte definieren, (4) die Höchsttiefe
des konkaven Abschnitts der Kantenflächen der Folienrolle im Bereich
von 50 bis 5.000 um liegt und (5) der Abstand zwischen den Apices
zweier benachbarter konvexer Abschnitte in einer diametralen Richtung
der Kantenfläche
der Folienrolle im Bereich von 200 bis 1.000 um liegt.
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Die Folienrolle der vorliegenden
Erfindung ist eine Rolle einer thermoplastischen Harzfolie. Der
Abstand zwischen mindestens einer der zwei sich in einer Folienwicklungsrichtung
der Folienrolle erstreckenden Kantenflächen und der Längsmittenlinie
der Folienrolle in der Folienwicklungsrichtung ändert sich wie vorstehend in
(1) beschrieben. Der Abstand kann sich zwischen nur einem Folienende
und der Längsmittenlinie
oder zwischen beiden Folienenden und der Längsmittenlinie wie vorstehend
beschrieben ändern.
Die Längsmittenlinie
der Folienrolle ist als gerade Linie definiert, die parallel zur
Folienwicklungsrichtung am Mittelpunkt des Abstands zwischen den
zwei Enden der Folie ist, wo der Abstand von einer willkürlichen
geraden Linie parallel zur Folienwicklungsrichtung maximal wird.
Der Abstand zwischen den zwei Enden der Folie wird definiert als der
Abstand zwischen einer geraden Linie, die parallel zu der willkürlichen
geraden Linie ist und von einem Ende der Folie, bei dem der Abstand
zwischen der willkürlichen
geraden Linie maximal gezogen ist, und einer geraden Linie, die
parallel zur willkürlichen
geraden Linie ist und zu am anderen Ende der Folie gezogen wird, wo
der Abstand von der willkürlichen
geraden Linie maximal ist.
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Die Änderung des Abstands unter
vorstehendem Punkt (1) ist derart, dass wenigstens eine der zwei sich
in einer Folienwicklungsrichtung der Folienrolle erstreckenden Folienenden
den folgenden Gleichungen (1) bis (4) genügt: wenn 0 ≤ × ≤ k1 und 12,5 ≤ k1 ≤ 2,5 × 106, y = ax (1),wobei
y ein Unterschied (in mm) zwischen dem Abstand von der Mittenlinie
der Folienrolle zu irgendeiner Position des Folienendes in Richtung
der Folienbreite und dem Abstand von der Mittenlinie der Folienrolle
zu einer Position des Folienendes ist, an welcher der Abstand von
der Mittenlinie der Folienrolle in Richtung der Folienbreite minimal
ist, x ein Abstand (in mm) in einer Folienwicklungsrichtung von
der Position des Folienendes ist, an welcher der Abstand von der
Mittenlinie der Folienrolle in Richtung der Folienbreite minimal
ist, zu irgendeiner Position des Folienendes ist, und 5 × 10–6 ≤ a ≤ 4 × 10–3 ist, wenn k1 ≤ × ≤ k2, 12,5 ≤ k1 ≤ 2,5 × 106 und 12,5 ≤ k2 ≤ 3,5 × 106, y = b (2),
wobei
x und y die gleichen sind, wie in der obigen Gleichung (1) definiert,
und 0,05 ≤ b ≤ 10, wenn k2 ≤ × ≤ k3, 12,5 ≤ k2 ≤ 3,5 × 106 und 25 ≤ k3 ≤ 6 × 106, y = –cx
+ d (3), wobei
x und y die gleichen sind, wie in der obigen Gleichung (1) definiert
und 4 × 10–6 ≤ c ≤ 4 × 103 und 1 ≤ d ≤ 24, und wenn k3 ≤ × ≤ k4, 25 ≤ k3 ≤ 6 × 106 und 25 ≤ k4 ≤ 7 × 107, y = e (4),wobei
x und y die gleichen sind, wie in der obigen Gleichung (1) definiert,
und 0 ≤ e ≤ 5 ist (mit
der Maßgabe, dass
k1 ≤ k2 < k3 ≤ k4 ist). Alternativ dazu ist die Änderung
derart, dass wenigstens einer der beiden Folienenden, die sich in
einer Folienwicklungsrichtung erstrecken, der folgenden Gleichung
(5) genügt; wenn 0 ≤ × k und 0 ≤ k ≤ 7 × 106,
y = A{sin (ax + 3/2 × π) + 1} (5),wobei π/(7 × 106) ≤ a ≤ π/(1 × 103) und 0,05 ≤ A ≤ 10, und x und y die gleichen
sind wie in der obigen Gleichung (1) definiert.
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Die Änderung, die der Gleichung
(5) der vorstehenden Gleichungen genügt, ist für die praktische Anwendung
bevorzugt.
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Die Änderung der Filmenden kann
einfach mittels eines programmierten Computers kontrolliert werden,
wenn der Film geschnitten ist.
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Wie vorstehend in (2) beschrieben,
ist die Folienrolle der vorliegenden Erfindung dadurch charakterisiert,
dass die diametrale Mittenlinie-Durchschnittsrauhigkeit RaE der Kantenfläche im Bereich von 3 bis 200 um
liegt. Wenn RaE weniger als 3 um ist, wird
hoher Druck an das Hochkantenteil angelegt und es tritt eine Blockade
zwischen den Hochkantenteilen der Folie auf, was zu einem Verfahrensproblem
führt,
wie der Riss der Folie. Andererseits, wenn RaE mehr
als 200 um ist, rollt sich der Film unvorteilhafterweise in einer
schlechten Form auf.
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RaE liegt
vorzugsweise im Bereich von 5 bis 200 um, mehr bevorzugt von 5 bis
100 um und insbesondere bevorzugt von 10 bis 100 um.
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Wie in (3) vorstehend beschrieben,
ist die Folienrolle der vorliegenden Erfindung weiter dadurch gekennzeichnet,
dass die Höchsttiefe
des konkaven Abschnitts der Kantenfläche der Folienrolle im Bereich
von 50 bis 5.000 um liegt. Diese Höchsttiefe liegt bevorzugt im
Bereich von 50 bis 3.000 um, bevorzugter im Bereich von 100 bis
2.000 um.
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Wie in (4) vorstehend beschrieben,
ist die Folienrolle der vorliegenden Erfindung noch weiter dadurch charakterisiert,
dass der Abstand zwischen den Apices zweier benachbarter konvexer
Abschnitte in einer diametralen Richtung der Kantenfläche der
Folienrolle im Bereich von 200 bis 1.000 um liegt. Dieser Abstand
ist vorzugsweise im Bereich von 200 bis 800 um, bevorzugter im Bereich
von 300 bis 800 um.
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Beliebige thermoplastische Harzfolien
sind als thermoplastische Harzfolie der vorliegenden Erfindung akzeptierbar.
Die thermoplastische Harzfolie, die die vorliegende Erfindung betrifft,
ist vorzugsweise eine aromatische Polyesterfolie, besonders bevorzugt
eine biaxial orientierte Polyethylenterephthalat (PET)-Folie oder eine
biaxial orientierte Polyethylen-2,6-naphtholdicarboxylat (PEN)-Folie.
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Die in der vorliegenden Erfindung
verwendete thermoplastische Harzfolie kann Additive wie einen Stabilisator
enthalten, einen Farbstoff und einen antistatischen Wirkstoff. Es
ist besonders bevorzugt, verschiedene inerte feste Feinteilchen
zu haben, die im Polymer enthalten sind, um die Folienoberfläche aufzurauhen, um
so die Rutschigkeit zu verbessern.
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Eine biaxial orientierte aromatische
Polyesterfolie, die eine der thermoplastischen Harzfolien ist, wie sie
in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, kann durch Schmelzextrudieren
eines zur Gänze
getrockneten aromatischen Polyesters bei einer Temperatur zwischen
seinem Schmelzpunkt und (Schmelzpunkt + 70)°C erhalten werden mit nachfolgendem
Quenchen auf einer Formtrommel, um eine ungereckte Folie zu erhalten,
anschließend
biaxiales Recken der ungereckten Folie, das sowohl sequenziell oder
gleichzeitig erfolgen kann und Hitzefixieren der biaxial orientierten
Folie. Die biaxiale Recken ist bevorzugt ein sequenzielles biaxiales
Recken. Der ungereckte Film ist vorzugsweise 2,3- bis 6,5-mal in
longitudinaler Richtung bei 70 bis 170°C gereckt und bis zu 2,3- zu
6,5-mal in transversaler Richtung durch einen Spannrahmen bei 70
bis 150°C und
anschließend
hitzefixiert bei 150 bis 250°C
unter Spannung oder begrenzter Schrumpfung. Die Zeit der Hitzefixierungt
beträgt
vorzugsweise 10 bis 30 Sekunden. Die Reckbedingungen der Folie in
longitudinaler und transversaler Richtung sind vorzugsweise derartige
Bedingungen, dass die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen
biaixal orientierten Polyesterfolie den erforderlichen Eigenschaften
genügen,
beispielsweise dass die physikalischen Eigenschaften der in einer
Richtung gereckten Folie wenigstens gleich denjenigen in der anderen
Richtung sind. Im Falle von gleichzeitigem biaxialen Recken können die
vorstehenden Recktemperaturen, Reckverhältnisse, Temperatur der Hitzefixierung
und dergleichen verwendet werden.
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Ebenso kann sofern erforderlich die
sogenannte Dreistufen- oder Vierstufenreckung, so dass die biaxial
orientierte Polyesterfolie weiter in longitudinaler und/oder transversaler
Richtung gereckt wird angewandt werden. Beim Vierstufenrecken wird
die nicht gereckte Folie auf 1,8 bis 2,8-mal in longitudinaler Richtung
bei 70 bis 150°C
gereckt und bis zu 3,5- zu 5-mal in transversaler Richtung durch
einen Spannrahmen, Hitzefixieren (intermediäres Hitzefixieren) bei 100
bis 170°C
für 10
bis 30 Sekunden, Recken auf 1,5- bis 3,0-mal in longitudinaler Richtung
bei 110 bis 180°C
und auf 1,2- bis 2,4-mal in transversaler Richtung durch den Spannrahmen
bei 110 bis 190°C
und weiterem Hitzefixieren bei 150 bis 250°C während 10 bis 30 Sekunden unter
Anlegen von Spannung.
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Die derart hergestellten biaxial
orientierten aromatischen Polyesterfolien, die im Rahmen der vorliegenden
Erfindung verwendet werden, haben bevorzugt eine Dicke von 1 bis
500 um, mehr bevorzugt von 3 bis 350 um, insbesondere bevorzugt
von 3 bis 25 um.
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Die in der vorliegenden Erfindung
verwendete Folie hat bevorzugt eine Mittenlinie-Durchschnittsrauhigkeit RaE von
wenigstens einer Kantenflächen
im Bereich von 10 nm oder weniger. Die Folie kann eine Mehrschichtlaminatfolie
sein, die aus zwei oder mehreren Lagen besteht.
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In der aufgeschnittenen Folie, die
für die
Folienrolle der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist, wenn
die Änderung
von der vorstehenden Gleichung (1) den vor stehenden Gleichungen
(1) bis (4) genügt,
es eine periodische Änderung,
dass ein Zyklus durch Änderung
von x von 0 bis k4 gebildet wird, wobei,
wenn die Änderung
von Gleichung (1) der vorstehenden Gleichung (5) genügt, es eine
periodische Änderung
ist, dass ein Zyklus durch Ändern
von x von 0 bis k gebildet wird.
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Die Breite der Folienrolle der vorliegenden
Erfindung kann im Bereich von 100 mm bis 5 m liegen, bevorzugt 100
mm bis 1.500 mm. Der Durchmesser der Folienrolle kann im Bereich
von 100 bis 1 m liegen, bevorzugt von 200 mm bis 800 mm. Die Länge der
gerollten Folie ist vorzugsweise im Bereich von 1.000 bis 50.000
m, bevorzugt im Bereich von 3.000 bis 30.000 m.
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Die thermoplastische Harzrolle, insbesondere
die biaxial orientierte aromatische Polyesterfolie, die die Folienrolle
der vorliegenden Erfindung bildet, wird vorzugsweise als Basisfilm
für ein
magnetisches Aufzeichnungsmedium verwendet.
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Die nachstehenden Beispiele sollen
die vorliegende Erfindung weiter veranschaulichen.
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Die Werte der Eigenschaften der vorliegenden
Erfindung wurden gemessen und wie folgt definiert:
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(a) Mittenliniedurchschnittsrauhigkeit
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Es wurden Abdrücke von 5 willkürlichen
Stellen der Kantenflächenbereiche
der Rolle mit einer Mischung von DE-SI-CON von Toyo Kagaku Kenkyusho
und einem speziellen Härtungsmittel
hergestellt. Die Abdrücke
werden in der Richtung des Durchmessers der Rolle geschnitten und
die Schnittbereiche werden mittels eines Mikroskops beobachtet.
Es wird von jedem der Schnitte eine Mikrophotographie so genommen,
dass die Länge
(Lx) in der Richtung des Durchmessers der Rolle im Bereich von 1
bis 5 mm ist.
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Die Bilder der Mikrophotographien
werden mit einem LEX-FS Bildverarbeitungsanalysator von Nifleco Co.,
Ltd. verarbeitet und ein Wert, der mittels der nachstehenden Gleichung
erhalten wird, wird als die Folienoberflächenrauhigkeit definiert, wenn
die erhaltene Mittenlinienrauhigkeit ausgedrückt wird über z = f(x).
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(2) Die Tiefe des konkaven
Abschnitts und des Intervalls zwischen den Apices der zwei konvexen
Abschnitte der Kantenfläche
der Folienrolle
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Um die Tiefe des konkaven Abschnitts
und den Abstand zwischen den Apices zweier benachbarter konvexer
Abschnitte der Kantenfläche
einer Folienrolle zu messen, wurden Abdrücke von fünf Stellen in der gleichen
Weise wie in der vorstehenden Messung der "Oberflächenrauhigkeit" hergestellt und
parallel zur Durchmesserrichtung der Rolle geschnitten, eine Mikrophotographie
von jedem einzelnen Schnitt wird derart aufgenommen, dass die Länge (Lx)
in Richtung des Durchmessers der Folienrolle 5 mm ist, und der Durchschnittswert
der 5 Maximallängen
der Lx definiert ist als die Tiefe des konkaven Abschnitts der Kantenfläche.
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Der Durchschnittswert von fünf Minimumabständen zwischen
den Apices von benachbarten konvexen Abschnitten, die jede voneinander
0,1 mm oder mehr entfernt sind, wird als der Abstand zwischen den
Apices definiert.
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Beispiel 1
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Dimethylterephthalat und Ethylenglykol
wurden entsprechend einer üblicherweise
verwendeten Methode polymerisiert, indem Manganacetat als Esteraustauschkatalysator
zugegeben wird, Antimontrioxid als Polymerisationskatalysator und
Phosphorsäure
als Stabilisator um Polyethylenterephthalat A zu erhalten, das im
Wesentlichen keine inerten Partikel enthielt.
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Polyethylenterephthalat B, das Silikatteilchen
enthält,
die einen Durchschnittsteilchendurchmesser von 0,5 um aufweisen,
wurde genauso wie vorstehend beschrieben erhalten.
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Diese Polyethylenterephthalate A
und B wurden bei 170°C über 3 Stunden
getrocknet und getrennt voneinander zwei Extrudern zugeführt bei
einer Schmelztemperatur von 290°C,
um unter Verwendung einer Mehrventilkoextrusionsdüse schmelzextrudiert
zu werden. Eine Folie die aus der Düse extrudiert wurde, wurde gequencht,
um eine 82 um dicke nichtgereckte Folie zu ergeben.
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Die so erhaltene nichtgereckte Folie
wurde vorgeheizt, 3,2-mal in longitudinaler Richtung gereckt zwischen
Niedriggeschwindigkeit und Hochgeschwindigkeitsrollen bei einer
Folientemperatur von 95°C
und gequencht. Anschließend
wurde eine wasserlösliche
Beschichtungslösung,
die ein wasserlösliches
acrylmodifiziertes Polyesterharz und Acrylteilchen mit einem durchschnittlichen
Teilchendurchmesser von 30 nm enthielt auf die Polyethylenterephthalat
A-Seite der longitudinal gereckten Folie mit einer Dicke von 0,005
um (0,015 um nach Recken und Trocknen) aufgetragen. Die beschichtete
Folie wurde anschließend
einem Spannrahmen zugeführt,
um 4,1-mal in transversaler Richtung bei 110°C gereckt zu werden. Die erhaltene
biaxial orientierte Folie wurde mit heißer Luft bei 220°C für 4 Sekunden
hitzefixiert, um eine 5,9 um dicke biaxial orientierte Laminatpolyesterfolie
zu erhalten.
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Diese Laminatfolie wurde aufgeschnitten,
um sicherzustellen, dass ein Ende des Films in Folienwicklungsrichtung
den folgenden Gleichungen (1)' bis
(4)' genügt, und
dass das andere Ende der Folie ebenfalls den gleichen Gleichungen
genügt,
und 5,000 m dieses aufgeschnittenen Laminatfilms wurden um eine
Plastikrolle mit einer Asker-Härte
von 50° mit
einer Breite von 500 mm und einem Kontaktdruck von 50 kg/m aufgewickelt. y = 4 × 10–5 × (0 ≤ × ≤ 25.000) (1)'
y = 1,0 (x = 25.000 bis 28.000) (2)'
y = –4 × 105 × + 2,12
(28.000 ≤ × ≤ 53.000) (3)'
y = 0 (x = 53.000 bis 56.000) (4)'
y
und x sind die gleichen wie in den vorstehenden Gleichungen definiert
wurde. Das Ende der Folie wechselt periodisch derart, dass ein Zyklus
gebildet wurde, indem sich x der vorstehenden Gleichungen (1)' bis (4)' änderte.
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Andere charakteristische Eigenschaften
der erhaltenen Rolle sind in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt.
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Nachdem die Rolle bei einer relativen
Feuchte von 80% und einer Temperatur von 60°C für 3 Tage stehen gelassen wurde,
wurde die Folie mit einer Geschwindigkeit von 100 m/min. abgewickelt.
An der Kantenfläche
trat keine Blockade auf. Deshalb war die Folienrolle extrem gut.
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Vergleichsbeispiel 1
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Eine biaxial orientierte Polyesterfolie
wurde genauso wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, außer dass
die Enden der Folie nicht verarbeitet wurden.
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Die charakteristischen Eigenschaften
der erhaltenen Rolle sind in Tabelle gezeigt. Die Rolle wurde abgewickelt,
nachdem sie genauso wie im Beispiel 1 stehen gelassen wurde. Es
trat an der Kantenfläche
eine Blockade auf und der Film brach beim Abwickeln.
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Beispiel 2
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Das gleiche Verfahren wie in Beispiel
1 wurde wiederholt, mit Ausnahme, dass der Film aufgeschnitten wurde,
um sicherzustellen, dass ein Ende des Films der nachstehenden Gleichung
(5)' genügt und das
andere Ende ebenfalls der Gleichung genügt.
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Die charakteristischen Eigenschaften
der erhaltenen Rolle sind in Tabelle 1 gezeigt. Diese Rolle wurde genauso
wie in Beispiel 1 stehen gelassen und die Folie wurde abgewickelt
und beobachtet. Es trat an den Kantenflächen keine Blockade auf und
die Filmrolle hatte eine gute Form.
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Wie vorstehend beschrieben, wird
im Stand der Technik an einen Hochkantenabschnitt Hochdruck angelegt,
der dann entsteht, wenn der Film aufgeschnitten wird, indem Druck
durch Kontakt oder Spannung angelegt wird, wenn die Folie aufgewickelt
ist und es tritt zwischen den Hochkantenabschnitten der Folie eine Blockade
auf, was Verfahrensprobleme, wie das Reißen der Folie hervorruft.
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Im Gegensatz dazu kann die vorliegende
Erfindung eine Folienrolle einer thermoplastischen Harzfolie zur
Verfügung
stellen, bei der die Hochkantenflächen nicht miteinander überlappen
und eine Blockade an den Kantenflächen der Folie nicht auftritt.
