JP2020163627A - Producing method of optical film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光学フィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an optical film.
光学フィルムの製造方法の一つに、溶融押出成形による製造方法がある。一般的な溶融押出成形の工程は、樹脂を押出機に供給する供給工程、及び供給された樹脂を押出機により押出す押出工程を含む。供給工程において供給される樹脂としては、ペレット等の取り扱いが容易な形状の固体の樹脂が用いられる。押出工程においては、押出機内で樹脂を溶融させ、溶融状態の樹脂を押出機から押し出す。これをさらにダイ等の成形装置に通し、それにより樹脂をフィルムの形状に成形する。 One of the methods for manufacturing an optical film is a manufacturing method by melt extrusion molding. The general melt extrusion molding process includes a supply step of supplying the resin to the extruder and an extrusion step of extruding the supplied resin by the extruder. As the resin supplied in the supply process, a solid resin having a shape such as pellets that is easy to handle is used. In the extrusion process, the resin is melted in the extruder and the molten resin is extruded from the extruder. This is further passed through a molding device such as a die, whereby the resin is molded into the shape of a film.
一般的な押出機の例としては、単軸押出機及び二軸押出機が挙げられる。溶融押出成形による光学フィルムの製造においては特に、樹脂のせん断による変性を抑制することができ、且つ簡便な装置としうるという観点から、単軸押出機が好ましく用いられる。一般的な単軸押出機は、円筒形の内腔を有するバレル、及びバレル内に設けられたスクリューを含み、スクリューの回転により樹脂をバレルの上流側から下流側に押し出す構造を有している。 Examples of general extruders include single-screw extruders and twin-screw extruders. In the production of an optical film by melt extrusion, a single-screw extruder is particularly preferably used from the viewpoint of being able to suppress denaturation due to shearing of the resin and making it a simple device. A general single-screw extruder includes a barrel having a cylindrical cavity and a screw provided in the barrel, and has a structure for pushing resin from the upstream side to the downstream side of the barrel by rotating the screw. ..
光学フィルムの材料となる樹脂としては、様々な樹脂が挙げられ、近年様々な新しい樹脂が提案されている。例えば、高い耐熱性、耐屈曲性等の良好な性質を有する樹脂として、結晶性を有する脂環式構造含有重合体を含む樹脂が提案されている(特許文献1)。 Various resins are mentioned as the resin used as the material of the optical film, and various new resins have been proposed in recent years. For example, as a resin having good properties such as high heat resistance and bending resistance, a resin containing a crystalline alicyclic structure-containing polymer has been proposed (Patent Document 1).
光学フィルムの材料として近年提案されている新しい樹脂の中には、従来に無い特性を有するものがある。例えば、上に述べた、結晶性を有する脂環式構造含有重合体を含む樹脂のペレットを、単軸押出機で押出す場合、バレル内壁とペレットとの間の摩擦係数が小さいことに起因して、スクリューによる押出しが不十分となり、押出工程の実施が困難となり得る。具体的には、樹脂の流速が不安定になる、樹脂のブロッキングによりスクリューへのトルクが過大となり押出の操作が中断されてしまう、といった不具合が生じ得る。 Among the new resins proposed in recent years as materials for optical films, there are some that have unprecedented properties. For example, when the resin pellets containing the crystalline alicyclic structure-containing polymer described above are extruded by a single-screw extruder, the friction coefficient between the inner wall of the barrel and the pellets is small. Therefore, extrusion with a screw becomes insufficient, and it may be difficult to carry out the extrusion process. Specifically, there may be a problem that the flow velocity of the resin becomes unstable, the torque to the screw becomes excessive due to the blocking of the resin, and the extrusion operation is interrupted.
従って、本発明の目的は、摩擦係数が小さい樹脂ペレットであっても円滑な押出を行うことができ、良好な光学フィルムの製造を効率的に行うことができる、光学フィルムの製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing an optical film, which can smoothly extrude even a resin pellet having a small friction coefficient and can efficiently produce a good optical film. There is.
前記課題を解決するため検討した結果、本発明者は、押出工程において使用する押出機及び押出の条件として特定のものを採用することにより、前記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明によれば、以下のものが提供される。
As a result of studies for solving the above-mentioned problems, the present inventor has found that the above-mentioned problems can be solved by adopting a specific extruder and extrusion conditions used in the extrusion process, and complete the present invention. I let you.
That is, according to the present invention, the following are provided.
〔1〕 ペレット状の樹脂を、単軸の押出機に供給する供給工程、及び供給された樹脂を前記押出機により押出す押出工程を含む、光学フィルムの製造方法であって、
前記押出機は、バレル、及び前記バレル内に設けられたスクリューを含み、前記押出工程は、前記スクリューを回転させることにより前記樹脂を前記バレルの上流側から下流側へ押し出すことを含み、
前記バレルは、上流から順に、供給部、圧縮部、及び計量部をこの順に含み、
前記バレルは、前記供給部におけるその内壁に溝を有し、
前記供給部における、前記バレル内壁の温度TFは、下記式(1):
Tg+90℃≦TF≦Tg+180℃ ・・・(1)
を満たし、但しTgは前記樹脂のガラス転移温度であり、
前記温度TFにおける、前記供給部におけるバレル内壁材料であって前記溝を有しない表面形状を有するものと、前記ペレットとの、動摩擦係数μFが、0.50以下である、製造方法。
〔2〕 前記供給部における前記バレル内壁であって前記溝以外の部分の算術平均粗さが0.5μm以上10μm以下である、〔1〕に記載の製造方法。
〔3〕 前記スクリューが、前記供給部におけるそのシャフトの内部に空隙を有し、前記押出工程は、前記空隙に流体を存在させ、前記流体を介して、前記供給部における前記シャフトの表面温度TSを、下記式(2):
Tg−10℃≦TS≦Tg+60℃ ・・・(2)
を満たす範囲に調節することを含む、〔1〕又は〔2〕に記載の製造方法。
〔4〕 前記溝が、前記押出機の軸方向と平行な方向に延長する、〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載の製造方法。
〔5〕 前記樹脂が、脂環式構造含有重合体、セルロース系重合体、ポリエチレンテレフタレート系重合体、アクリル系重合体、及びこれらの混合物からなる群より選択される重合体を含む、〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の製造方法。
[1] A method for producing an optical film, comprising a supply step of supplying pellet-shaped resin to a single-screw extruder and an extrusion step of extruding the supplied resin by the extruder.
The extruder includes a barrel and a screw provided within the barrel, the extrusion step comprising pushing the resin from the upstream side to the downstream side of the barrel by rotating the screw.
The barrel includes a supply part, a compression part, and a measuring part in this order from the upstream.
The barrel has a groove in its inner wall at the supply section.
The temperature TF of the inner wall of the barrel in the supply unit is the following formula (1):
Tg + 90 ° C ≤ T F ≤ Tg + 180 ° C ... (1)
However, Tg is the glass transition temperature of the resin.
Wherein the temperature T F, and having a surface shape not having grooves a barrel inner wall material in the supply unit, with the pellet, the dynamic friction coefficient mu F is 0.50 or less, the production method.
[2] The manufacturing method according to [1], wherein the arithmetic mean roughness of the inner wall of the barrel in the supply section other than the groove is 0.5 μm or more and 10 μm or less.
[3] The screw has a gap inside the shaft in the supply section, and in the extrusion step, a fluid is present in the gap, and the surface temperature T of the shaft in the supply section is passed through the fluid. S is expressed by the following equation (2):
Tg-10 ℃ ≦ T S ≦ Tg + 60 ℃ ··· (2)
The production method according to [1] or [2], which comprises adjusting to a range satisfying.
[4] The manufacturing method according to any one of [1] to [3], wherein the groove extends in a direction parallel to the axial direction of the extruder.
[5] The resin contains a polymer selected from the group consisting of an alicyclic structure-containing polymer, a cellulosic polymer, a polyethylene terephthalate polymer, an acrylic polymer, and a mixture thereof [1]. The production method according to any one of [4].
本発明の光学フィルムの製造方法によれば、摩擦係数が小さい樹脂ペレットであっても円滑な押出を行うことができ、良好な光学フィルムの製造を効率的に行うことができる。 According to the method for producing an optical film of the present invention, smooth extrusion can be performed even with a resin pellet having a small friction coefficient, and a good optical film can be efficiently produced.
以下、本発明について実施形態及び例示物を示して詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施形態及び例示物に限定されるものでは無く、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施しうる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments and examples. However, the present invention is not limited to the embodiments and examples shown below, and can be arbitrarily modified and implemented without departing from the scope of claims of the present invention and the equivalent scope thereof.
〔1.光学フィルムの製造方法の概要〕
本発明の光学フィルムの製造方法は、ペレット状の樹脂を、単軸の押出機に供給する供給工程、及び供給された樹脂を押出機により押出す押出工程を含む。押出機は、バレル、及びバレル内に設けられたスクリューを含む。押出工程は、スクリューを回転させることにより樹脂をバレルの上流側から下流側へ押し出すことを含む。
[1. Outline of manufacturing method of optical film]
The method for producing an optical film of the present invention includes a supply step of supplying pellet-shaped resin to a single-screw extruder and an extrusion step of extruding the supplied resin by an extruder. The extruder includes a barrel and a screw provided within the barrel. The extrusion process involves pushing the resin from the upstream side to the downstream side of the barrel by rotating the screw.
本発明の製造方法に用いる押出機、及びそれを用いた供給工程及び押出工程の例を、図1〜図2を参照して説明する。
図1は、本発明の製造方法に用いる押出機の一例を概略的に示す側面図である。図2は、図1に示す押出機100の、供給部120F内のある位置における、中心軸130AXに垂直な面に沿った断面図である。図1においては、図示の便宜のため、押出機100の構成要素のうち、スクリュー130以外の部材はスクリュー130の中心軸130AXを通る面で切断した縦断面を示す。
An example of an extruder used in the manufacturing method of the present invention, and a supply process and an extrusion process using the extruder will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 is a side view schematically showing an example of an extruder used in the manufacturing method of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the
図1において、押出機100は、バレル120、バレル120の上流部分に設けられたホッパー110、及びバレル120の内部に設けられたスクリュー130を含む。
In FIG. 1, the
ホッパー110は、バレル120の上流部分の樹脂投入口121に嵌合した状態で設けられる。ホッパー110の上部開口111から投入された樹脂のペレット201は、ホッパー110の下部開口112から流出し、樹脂投入口121からバレル120内に流入し、これにより供給工程が達成される。供給されたペレット201は、バレル120及びスクリュー130による押出工程に供される。
The
スクリュー130は、シャフト131と、シャフトの周囲に設けられたブレード132とを備える。スクリュー130が、中心軸130AXを中心に回転することにより、バレル120内のペレット201が、バレル内の上流から下流に押し出される。ブレード132は、らせん状の構造を有し、従ってスクリュー130の回転によりバレル120の内容物を下流に押し出すことができる。図1の例では、スクリュー130のブレード132のらせんのピッチは一定である。
The
押出機のバレル120内には、スクリュー130のシャフト131の太さにより、供給部120F、圧縮部120C、及び計量部120Mが、上流側からこの順に規定される。供給部120Fは、供給工程によりバレル内に供給されたペレット201を、圧縮部に供給する部分であり、圧縮部120Cは、ペレット201を加圧し且つ加熱し、それによりペレット201を均一な溶融樹脂にする部分であり、計量部120Mは、溶融樹脂を、押出機よりさらに下流の工程に一定の流速で押し出す部分である。
In the
圧縮部120Cにおいては、シャフト131は、上流側で細く下流側で太いテーパー形状である。圧縮部120Cでは、スクリュー130がこのようなテーパー形状のシャフト131を備え、且つブレード132のらせんのピッチが一定であることにより、樹脂が下流に押し出されるのに伴い樹脂が圧縮される。供給部120Fから、樹脂を一定の供給速度で安定的に圧縮部に供給し、且つ圧縮部において圧縮とバレル120の外側からの適切な加熱を行うことにより、ペレット状の樹脂を均一に加熱し溶融させることができる。その結果、空気の混入等が少なく且つ未溶融のゲル等の混入が少ない、良好な溶融状態の樹脂の押出を達成することができる。
In the
供給部120F及び計量部120Mにおいては、シャフト131は、一定の太さを有する。かかる一定の太さのシャフトを備える構成は、一定の流速で押出を行うことを意図した構成である。例えば計量部120Mでは、シャフト131の太さが一定であり、且つブレード132のらせんのピッチが一定であることにより、一定の流速で樹脂をバレル吐出口129から押出すことができる。
In the
〔押出工程における製造方法の特徴〕
本発明の光学フィルムの製造方法では、押出工程に用いるバレルとして、供給部におけるその内壁に溝を有するものを用いる。
加えて、押出工程に際して、供給部における、バレル内壁の温度TFは、下記式(1):
Tg+90℃≦TF≦Tg+180℃ ・・・(1)
を満たすよう調整される。式(1)中、Tgは樹脂のガラス転移温度である。
さらに、本発明の製造方法では、温度TFにおける、供給部におけるバレル内壁材料であって溝を有しない表面形状を有するものと、ペレットとの、動摩擦係数μFが、0.5以下である。
[Characteristics of manufacturing method in extrusion process]
In the method for producing an optical film of the present invention, a barrel having a groove on the inner wall of the supply section is used as the barrel used in the extrusion process.
In addition, during the extrusion process, the temperature TF of the inner wall of the barrel in the supply section is calculated by the following formula (1):
Tg + 90 ° C ≤ T F ≤ Tg + 180 ° C ... (1)
Adjusted to meet. In formula (1), Tg is the glass transition temperature of the resin.
Furthermore, in the manufacturing method of the present invention, at a temperature T F, and having a surface shape having no groove a barrel inner wall material in the feed section, the pellets, the dynamic friction coefficient mu F is, it is 0.5 or less ..
供給部では、圧縮部における適切な圧縮及び加熱を達成するため、樹脂のペレットを一定の流速で下流に押出し、圧縮部に安定的に供給することが求められる。温度TFが式(1)を満たすことにより、供給部における樹脂のバレル及びスクリューへの溶着等の不所望な現象を低減することができるので、それにより円滑な押出を達成することが期待される。しかしながら、光学フィルムの材料として近年提案されている新しい樹脂の中には、ペレット状に成形した場合において、式(1)を満たす範囲のTFで、バレル内壁表面を構成する金属材料等の材料との動摩擦係数(動摩擦係数μFに対応)が、従来用いられている樹脂に比べて非常に低い0.5以下といった値となる場合がある。そのようなペレットを押出す場合、バレル内壁とペレットとの間の摩擦係数が小さいことに起因して、圧縮部への円滑な押出しが困難となり得る。本発明者が見出したところによれば、このような場合において、バレル供給部におけるバレル内壁に溝を有することにより、円滑な押出が可能になる。 In the supply section, in order to achieve appropriate compression and heating in the compression section, the resin pellets are required to be extruded downstream at a constant flow velocity and stably supplied to the compression section. When the temperature TF satisfies the equation (1), it is possible to reduce undesired phenomena such as welding of the resin to the barrel and the screw in the supply section, and it is expected that smooth extrusion will be achieved thereby. To. However, in a new resin proposed in recent years as the material of the optical film, when molded into pellets, with T F range satisfying the formula (1), such as a metal material constituting the inner wall of the barrel surface material The dynamic friction coefficient (corresponding to the dynamic friction coefficient μ F ) with and may be a value such as 0.5 or less, which is much lower than that of the conventionally used resin. When extruding such pellets, the low coefficient of friction between the barrel inner wall and the pellets can make it difficult to extrude smoothly into the compression section. According to what the present inventor has found, in such a case, having a groove in the inner wall of the barrel in the barrel supply portion enables smooth extrusion.
式(1)に関し、温度TFは、(Tg+90)℃、好ましくは(Tg+110)℃以上、より好ましくは(Tg+130)℃以上であり、(Tg+180)℃以下、好ましくは(Tg+175)℃以下、より好ましくは(Tg+170)℃以下である。温度TFが前記好ましい範囲内であることにより、供給部における樹脂のバレル及びスクリューへの溶着等の不所望な現象を、さらに良好に低減することができる。 With respect to the formula (1), the temperature TF is (Tg + 90) ° C., preferably (Tg + 110) ° C. or higher, more preferably (Tg + 130) ° C. or higher, (Tg + 180) ° C. or lower, preferably (Tg + 175) ° C. or lower, and more. It is preferably (Tg + 170) ° C. or lower. When the temperature TF is within the above preferable range, undesired phenomena such as welding of the resin to the barrel and the screw in the supply portion can be further satisfactorily reduced.
押出工程に際しての、圧縮部におけるバレル内壁の温度TC、及び計量部におけるバレル内壁の温度TMは、特に限定されず、押出工程の実施に適した温度に適宜調整しうる。具体的には、圧縮部におけるバレル内壁の温度TCは、好ましくは(Tg+120)℃以上、より好ましくは(Tg+140)℃以上であり、好ましくは(Tg+210)℃以下、より好ましくは(Tg+200)℃以下である。計量部におけるバレル内壁の温度TMは、好ましくは(Tg+120)℃以上、より好ましくは(Tg+140)℃以上であり、好ましくは(Tg+210)℃以下、より好ましくは(Tg+200)℃以下である。 The time of the extrusion process, the temperature T C of the inner wall of the barrel in the compression section, and the temperature T M of the inner wall of the barrel in the metering unit is not particularly limited, it can be appropriately adjusted to a temperature suitable for carrying out the extrusion process. Specifically, the temperature T C of the inner wall of the barrel in the compression unit is preferably (Tg + 120) ℃ or higher, more preferably (Tg + 140) ℃ or higher, preferably (Tg + 210) ℃ or less, more preferably (Tg + 200) ℃ It is as follows. Temperature T M of the inner wall of the barrel in the metering section is preferably (Tg + 120) ℃ or higher, more preferably (Tg + 140) ℃ or higher, preferably (Tg + 210) ℃ or less, more preferably (Tg + 200) ℃ or less.
バレル内壁の温度は、バレルの外側からの、加熱装置による加熱により調整しうる。図1の例を参照して具体的に説明すると、バレル120の供給部120F、圧縮部120C、及び計量部120Mのそれぞれにおいて、バレルの外側に、適切な加熱装置(不図示)を配置し、それによりバレルを加熱することにより、バレル内壁の温度を所望の温度に昇温しうる。さらに、熱電対等の温度測定装置をバレル内壁表面又はその近傍に設け、バレル内壁の温度をモニターし、モニターされた温度に基づいて加熱装置の出力を調整することにより、バレル内壁の温度を所望の値に調整することができる。
The temperature of the inner wall of the barrel can be adjusted by heating from the outside of the barrel with a heating device. More specifically with reference to the example of FIG. 1, in each of the
供給部内壁の溝の形状及び向きは、供給部での円滑な押出を達成できる任意の向きとしうる。例えば、溝は直線状でもよく、曲線状でもよい。直線状の溝の場合、その向きは例えばバレルの中心軸と並行な方向としうる。かかる向きの直線状の溝を採用した場合、摩擦係数の低いペレットの円滑な押出を行うことができ、且つ、溝内にペレットが詰まりにくく、さらに、バレルのメンテナンスにおいて、溝内部に詰まった樹脂の除去を容易に行うことができる。 The shape and orientation of the grooves in the inner wall of the supply section can be any orientation that allows smooth extrusion in the supply section. For example, the groove may be straight or curved. In the case of a linear groove, its orientation can be, for example, a direction parallel to the central axis of the barrel. When a linear groove in such a direction is adopted, pellets having a low friction coefficient can be smoothly extruded, pellets are less likely to be clogged in the groove, and a resin clogged inside the groove is used for barrel maintenance. Can be easily removed.
図1〜図2の例では、バレル120は、その供給部120Fの内壁に溝122を有する。溝122は、その長さ方向がスクリュー130の中心軸130AXに平行な方向に延長する。溝122は、図2に示す通りバレル120の内壁の周方向において均等になるよう、8本設けられている。この例において、溝122の長さは、供給部120Fの全長にわたる長さであるが、本発明はこれに限られず、溝の長さは、供給部の一部のみにわたる長さでもよく、供給部から圧縮部にわたる長さであってもよい。溝の効果発現の観点からは、溝の長さは、供給部の全長にわたる長さであることが好ましい。図1〜2の例では、溝の断面形状は、幅122W及び深さ122Dを有する矩形の形状であるが、本発明はこれに限られず、溝の断面形状は、半円形、U字型の任意の形状としうる。溝122の幅122W及び深さ122Dのそれぞれは、ペレットの円滑な押出を行うことができるよう適宜調整しうる。例えば、ペレットの長径の平均値に対して0.5〜1.5倍程度としうる。
In the example of FIGS. 1 and 2, the
バレルを構成する材料は、通常はステンレス鋼等の金属であり、特に、HCrステンレス鋼(表面に硬質クロムめっき処理を施したステンレス鋼)が、耐圧性及び表面における耐擦傷性等の観点から好ましい。また、バレル内部観察のため、バレルの一部が、硬質ガラス、石英ガラス等の透明な材料であってもよい。 The material constituting the barrel is usually a metal such as stainless steel, and in particular, HCr stainless steel (stainless steel having a hard chrome plating treatment on the surface) is preferable from the viewpoint of pressure resistance and scratch resistance on the surface. .. Further, for observing the inside of the barrel, a part of the barrel may be a transparent material such as hard glass or quartz glass.
バレルの内部の寸法は、押出工程に適した寸法を適宜選択しうる。例えば、内径40mmのスクリューを使用する場合のバレルの長さLは、1,120〜1,360mmとしうる。バレルの径Dに対するバレルの長さLの比即ちL/Dは、28〜34としうる。 As for the internal dimensions of the barrel, dimensions suitable for the extrusion process can be appropriately selected. For example, when a screw having an inner diameter of 40 mm is used, the barrel length L may be 1,120 to 1,360 mm. The ratio of the barrel length L to the barrel diameter D, that is, L / D, can be 28 to 34.
本発明の製造方法において、動摩擦係数μFは、0.50以下であり、0.40以下、あるいは0.30以下といった値としうる。μFがこのように小さい値であっても、本発明によれば、円滑な押出が可能であり、従って円滑な光学フィルムの製造を行いうる。動摩擦係数μFの下限は、特に限定されないが例えば0.1以上としうる。 In the production method of the present invention, the coefficient of dynamic friction μ F is 0.50 or less, and can be a value such as 0.40 or less or 0.30 or less. Even if μ F has such a small value, according to the present invention, smooth extrusion is possible, and therefore smooth optical film can be produced. The lower limit of the dynamic friction coefficient μ F is not particularly limited, but may be, for example, 0.1 or more.
動摩擦係数μFは、温度TFにおける動摩擦係数であり、且つ、供給部におけるバレル内壁材料であって溝を有しない表面形状を有するものと、ペレットとの動摩擦係数である。「供給部におけるバレル内壁材料」とは、供給部におけるバレル内壁そのもの、またはペレットとの動摩擦係数の測定において供給部におけるバレル内壁と同等の性質を有する材料である。例えば、バレルの内壁の大部分がHCrステンレス鋼により構成されている場合、HCrステンレス鋼の板材を、「供給部におけるバレル内壁材料」として使用しうる。また、「供給部におけるバレル内壁材料であって溝を有しない表面形状を有するもの」とは、供給部におけるバレル内壁材料であって、溝を有しない他は、供給部におけるバレル内壁の表面と同等の表面粗さを有するものである。表面粗さは、算術平均粗さにより規定しうる。バレルの内壁の表面の算術平均粗さRaは、好ましくは0.8〜1.6μmとしうるので、「供給部におけるバレル内壁材料であって溝を有しない表面形状を有するもの」の算術平均粗さRaも、それと同等のものとしうる。表面粗さは、粗さ測定器(例えば、ミツトヨ製 小型表面粗さ測定器 サーフテストSJ310)にて測定しうる。 The dynamic friction coefficient μ F is a dynamic friction coefficient at a temperature TF , and is a dynamic friction coefficient between the barrel inner wall material in the supply portion having a surface shape having no groove and the pellets. The "barrel inner wall material in the supply section" is a material having the same properties as the barrel inner wall itself in the supply section or the barrel inner wall in the supply section in measuring the coefficient of dynamic friction with the pellets. For example, when most of the inner wall of the barrel is made of HCr stainless steel, a plate of HCr stainless steel can be used as the "barrel inner wall material in the supply section". Further, "a material for the inner wall of the barrel in the supply part having a surface shape having no groove" is a material for the inner wall of the barrel in the supply part, and the other material having no groove is the surface of the inner wall of the barrel in the supply part. It has the same surface roughness. The surface roughness can be defined by the arithmetic mean roughness. Since the arithmetic average roughness Ra of the surface of the inner wall of the barrel can be preferably 0.8 to 1.6 μm, the arithmetic average roughness of the “barrel inner wall material in the supply portion having a surface shape without grooves” The Ra can be equivalent to that. The surface roughness can be measured with a roughness measuring instrument (for example, Mitutoyo's small surface roughness measuring instrument Surftest SJ310).
動摩擦係数μFの測定は、本発明の実施に用いるペレット、及び供給部におけるバレル内壁材料であって溝を有しない表面形状を有するものを用いた測定系において測定しうる。動摩擦係数μFの測定系を、図3を参照して説明する。図3は、動摩擦係数μFの測定装置を概略的に示す縦断面図である。図3において、測定装置300は、円盤状の回転テーブル310、回転テーブル310の上面に載置された円盤状の金属板320、及び金属板320の上側に設置されたプローブ330を備える。回転テーブル310は、ベース311と、金属板320を把持する把持子312とを備え、複数の把持子312は中心軸310AXに向かって付勢された状態で金属板320に圧接され、それにより金属板320は回転テーブル310に固着される。回転テーブル310はさらにシャフト313を備える。適切な回転装置(不図示)により、シャフト313を介して回転テーブル310に回転力を与えると、回転テーブルは中心軸310AXを中心に回転する。測定装置300はさらに温度調整装置(不図示)を含み、それにより、金属板320の温度が一定の所望の温度に保たれる。金属板320は、供給部におけるバレル内壁材料であって溝を有しない表面形状を有するものに相当する。プローブ330は、ペレット201を収容する円筒331、及び円筒331の内部に設置された荷重トランスデューサー332を備え、これらにより、ペレット201を、金属板320に対して一定の圧力で接触させる。金属板320の温度を温度TFに保ち、回転テーブル310を軸310AXを中心に回転させ、トランスデューサー332でペレット201に圧力を加え、圧力とシャフト313へのトルクとを測定し、これらの測定結果から、動摩擦係数μFを求めることができる。
The coefficient of kinetic friction μ F can be measured in a measurement system using pellets used in carrying out the present invention and a barrel inner wall material having a surface shape having no groove in the supply section. A measurement system for the coefficient of dynamic friction μ F will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view schematically showing a measuring device having a coefficient of dynamic friction μ F. In FIG. 3, the measuring
押出工程に用いるスクリューは、供給部におけるそのシャフトの内部に空隙を有するものとしうる。本発明の製造方法において、押出工程は、空隙に流体を存在させ、流体を介してスクリューのシャフトの表面温度TSを、下記式(2):
Tg−10℃≦TS≦Tg+60℃ ・・・(2)
を満たす範囲に調節することを含むことが好ましい。
The screw used in the extrusion process may have voids inside its shaft at the supply section. In the production method of the present invention, an extrusion process, voids in the presence of a fluid, the surface temperature T S of the screw shaft via a fluid, the following equation (2):
Tg-10 ℃ ≦ T S ≦ Tg + 60 ℃ ··· (2)
It is preferable to include adjusting to a range that satisfies.
上に述べたTFの調節に加え、TSの調節を行うと、供給部におけるバレル内壁の温度とは独立して、供給部におけるスクリュー表面の温度も、ペレットの押出に適した温度に調整することができ、それにより、さらに円滑に押出を行うことができる。TSの下限は、好ましくは(Tg−10)℃、より好ましくは(Tg−5)℃としうる。TSの上限は、好ましくは(Tg+60)℃、より好ましくは(Tg+55)℃としうる。 In addition to the regulation of T F mentioned above, when the regulation of T S, independently of the temperature of the inner wall of the barrel in the supply unit, the temperature of the screw surface in the supply unit is also adjusted to a temperature suitable for extrusion of pellets This allows for smoother extrusion. The lower limit of T S is preferably (Tg-10) ℃, more preferably be set to (Tg-5) ℃. The upper limit of T S is preferably (Tg + 60) ℃, more preferably be set to (Tg + 55) ℃.
シャフト内の空隙に存在させる流体の例としては、熱媒体油及び水等の熱媒体が挙げられる。流体として、水等の沸点の低い物質を用いる場合、常圧では所望の加熱温度において気化しうる。その場合、当該流体は、加圧した状態で用いるか、蒸気の状態で用いる。熱媒体油の例としては、シリコーン油、フッ素系不活性液体、合成系有機熱媒体油等が挙げられる。温度TSは、適切な温度測定手段により測定しうる。例えば、シャフト表面に熱電対を接触させることにより測定しうる。より具体的には、装置の操作に先立って又は装置の操作中に、バレルに設けた開閉可能な窓を通してシャフト表面に熱電対を接触させ、温度TSを測定しうる。 Examples of the fluid present in the voids in the shaft include heat medium oils and heat media such as water. When a substance having a low boiling point such as water is used as the fluid, it can be vaporized at a desired heating temperature at normal pressure. In that case, the fluid is used in a pressurized state or in a vapor state. Examples of the heat medium oil include silicone oil, a fluorine-based inert liquid, and a synthetic organic heat medium oil. Temperature T S may be measured by suitable temperature measuring means. For example, it can be measured by bringing a thermocouple into contact with the surface of the shaft. More specifically, during operation of prior to the operation of the apparatus or device, contacting a thermocouple to the shaft surface through open window provided in the barrel, it can measure the temperature T S.
図1〜図2の例では、スクリュー130は、供給部120Fに対応する位置であって、且つ中心軸130AXに沿った位置に、空隙139を有する。空隙139は、スクリュー130の根元に開口し、そこからヒーター等の温度調節装置(不図示)と連通する構成としうる。熱媒体としての流体は、空隙139内に単に充填してもよく、空隙139と温度調節装置とを循環するよう流通させてもよい。温度調節装置において流体の温度を調節することにより、温度TSを所望の温度に調節することができる。空隙139の長さは、供給部120Fの全長にわたる長さであるが、本発明はこれに限られず、空隙の長さは、供給部の一部のみにわたる長さでもよく、供給部から圧縮部にわたる長さであってもよい。空隙の効果発現の観点からは、空隙の長さは、供給部の全長にわたる長さであることが好ましい。
In the example of FIGS. 1 and 2, the
〔押出工程より下流の工程〕
押出工程において溶融され押し出された樹脂を、さらに、バレル吐出口に連結されたダイ等の適切な装置に通し、フィルム状の形状に成形することにより、溶融押出成形による光学フィルムの製造を達成することができる。樹脂を連続的に供給することにより、溶融押出成形による光学フィルムの製造を連続的に行うことができ、その結果、光学フィルムとして長尺状のフィルムを得ることができる。「長尺状」のフィルムとは、フィルムの幅に対して、例えば5倍以上の長さを有するものをいい、好ましくは10倍若しくはそれ以上の長さを有し、具体的にはロール状に巻き取られて保管又は運搬される程度の長さを有するものをいう。フィルムの幅に対する長さの割合の上限は、特に限定されないが、例えば100,000倍以下としうる。
[Process downstream from extrusion process]
The resin melted and extruded in the extrusion process is further passed through an appropriate device such as a die connected to the barrel discharge port to form a film-like shape, thereby achieving the production of an optical film by melt extrusion molding. be able to. By continuously supplying the resin, the optical film can be continuously produced by melt extrusion molding, and as a result, a long film can be obtained as the optical film. The "long" film means a film having, for example, 5 times or more the width of the film, preferably 10 times or more, and specifically in a roll shape. A film that has a length that allows it to be wound up and stored or transported. The upper limit of the ratio of the length to the width of the film is not particularly limited, but may be, for example, 100,000 times or less.
本発明の製造方法では、押出工程が、上記特定の特徴を有することにより、摩擦係数が小さい樹脂ペレットであっても円滑な押出を行うことができ、良好な光学フィルムの製造を効率的に行うことができる。具体的には、樹脂として、高い耐熱性、耐屈曲性等の良好な性質を有する一方、動摩擦係数μFが小さく、供給部における安定した樹脂の搬送が困難である樹脂を材料として採用した場合であっても、かかる樹脂を、供給部から圧縮部へ円滑に押し出し、空気の混入等が少なく且つ未溶融のゲル等の混入が少ない、良好な溶融状態の樹脂の押出を達成することができる。かかる円滑な押出により溶融樹脂をダイに供給し、成形を行うことにより、良好な光学フィルムの製造を効率的に行うことができる。 In the production method of the present invention, since the extrusion process has the above-mentioned specific characteristics, smooth extrusion can be performed even for resin pellets having a small friction coefficient, and a good optical film can be efficiently produced. be able to. Specifically, when a resin having good properties such as high heat resistance and bending resistance, but having a small dynamic friction coefficient μ F , which makes it difficult to stably transport the resin in the supply section, is used as the material. Even so, it is possible to smoothly extrude the resin from the supply section to the compression section, and to achieve good extrusion of the resin in a molten state with less mixing of air and less mixing of unmelted gel and the like. .. By supplying the molten resin to the die by such smooth extrusion and performing molding, it is possible to efficiently produce a good optical film.
〔ペレット状の樹脂〕
本発明の製造方法においては、光学フィルムの材料として、ペレット状の樹脂を使用する。「ペレット状」の樹脂とは、供給工程において固体である、粒状の形状の樹脂である。ペレットの具体的な形状は、ストランドを切断して得られる概略円筒形の形状が一般的であるが、本発明はこれに限られず、任意の形状のペレットを使用しうる。例えば、球形、楕円球形、直方体といった各種の形状、及びこれらの混合物としうる。また例えば、樹脂をこれらの形状に成形する際に生じた破砕物を、ペレットの範疇に含めてもよい。
[Pellet-like resin]
In the production method of the present invention, a pellet-shaped resin is used as the material of the optical film. A "pellet-like" resin is a granular resin that is solid in the feeding process. The specific shape of the pellet is generally a substantially cylindrical shape obtained by cutting the strand, but the present invention is not limited to this, and pellets having any shape can be used. For example, it can be various shapes such as a spherical shape, an elliptical spherical shape, a rectangular parallelepiped, and a mixture thereof. Further, for example, crushed products generated when the resin is formed into these shapes may be included in the category of pellets.
ペレットの寸法は、本発明の製造方法に適した寸法に適宜調整しうる。適切な流動性を得る観点及び取扱いの容易さの観点から、ペレットの寸法は、その長径の数平均で、2mm〜5mmであることが好ましい。 The size of the pellet can be appropriately adjusted to a size suitable for the production method of the present invention. From the viewpoint of obtaining appropriate fluidity and ease of handling, the size of the pellet is preferably 2 mm to 5 mm on average in terms of the number of major axes thereof.
本発明において用いるペレット状の形状を有する樹脂は、重合体と、必要に応じて含みうる任意成分とを含むものとしうる。樹脂を構成する重合体の例としては、脂環式構造含有重合体、セルロース系重合体、ポリエチレンテレフタレート系重合体、アクリル系重合体、及びこれらの混合物からなる群より選択される重合体が挙げられる。 The resin having a pellet-like shape used in the present invention may contain a polymer and an optional component which may be contained if necessary. Examples of the polymer constituting the resin include a polymer selected from the group consisting of an alicyclic structure-containing polymer, a cellulosic polymer, a polyethylene terephthalate polymer, an acrylic polymer, and a mixture thereof. Be done.
脂環式構造含有重合体の例としては、結晶性を有する脂環式構造含有重合体、及び非結晶性の脂環式構造含有重合体が挙げられる。この中でも特に、結晶性を有する脂環式構造含有重合体を、本発明の製造方法において好ましく用いうる。即ち、結晶性を有する脂環式構造含有重合体は、高い耐熱性、耐屈曲性等の良好な性質を有する一方、かかる重合体を含む樹脂のペレットは、金属等の他の材料との摩擦係数が、従来用いられている樹脂に比べて非常に低い場合がある。そのようなペレットを採用した場合、従来の光学フィルムの製造方法においては押出工程の実施が困難であったが、本発明の製造方法を適用することにより、そのような樹脂のペレットでも、容易に押出工程を実施することができる。したがって、結晶性を有する脂環式構造含有重合体を含む樹脂のペレットを材料として本発明の製造方法に適用することにより、結晶性を有する脂環式構造含有重合体の好ましい性質を享受しながら、且つ、良好な光学フィルムの製造を効率的に行うことができる。 Examples of the alicyclic structure-containing polymer include an alicyclic structure-containing polymer having crystallinity and a non-crystalline alicyclic structure-containing polymer. Among these, a crystalline alicyclic structure-containing polymer can be preferably used in the production method of the present invention. That is, the alicyclic structure-containing polymer having crystallinity has good properties such as high heat resistance and bending resistance, while the resin pellets containing such a polymer have friction with other materials such as metal. The coefficient may be very low compared to conventionally used resins. When such pellets are adopted, it is difficult to carry out the extrusion process in the conventional method for producing an optical film, but by applying the production method of the present invention, even pellets of such a resin can be easily carried out. The extrusion process can be carried out. Therefore, by applying the pellets of the resin containing the crystalline alicyclic structure-containing polymer to the production method of the present invention as a material, while enjoying the preferable properties of the crystalline alicyclic structure-containing polymer. Moreover, it is possible to efficiently produce a good optical film.
ここで、結晶性を有する重合体とは、融点Mpを有する重合体をいう。また、融点Mpを有する重合体とは、すなわち、示差走査熱量計(DSC)で融点Mpを観測することができる重合体をいう。 Here, the crystalline polymer means a polymer having a melting point Mp. Further, the polymer having a melting point Mp means a polymer whose melting point Mp can be observed with a differential scanning calorimeter (DSC).
結晶性を有する脂環式構造含有重合体としては、例えば、下記の重合体(α)〜重合体(δ)が挙げられる。これらの中でも、耐熱性に優れる光学フィルムが得られ易いことから、結晶性を有する脂環式構造含有重合体としては、重合体(β)が好ましい。
重合体(α):環状オレフィン単量体の開環重合体であって、結晶性を有するもの。
重合体(β):重合体(α)の水素化物であって、結晶性を有するもの。
重合体(γ):環状オレフィン単量体の付加重合体であって、結晶性を有するもの。
重合体(δ):重合体(γ)の水素化物等であって、結晶性を有するもの。
Examples of the alicyclic structure-containing polymer having crystallinity include the following polymers (α) to (δ). Among these, the polymer (β) is preferable as the alicyclic structure-containing polymer having crystallinity because an optical film having excellent heat resistance can be easily obtained.
Polymer (α): A ring-opening polymer of a cyclic olefin monomer having crystallinity.
Polymer (β): A hydride of the polymer (α) having crystallinity.
Polymer (γ): An addition polymer of a cyclic olefin monomer having crystallinity.
Polymer (δ): A hydride of the polymer (γ) or the like, which has crystallinity.
具体的には、結晶性を有する脂環式構造含有重合体としては、ジシクロペンタジエンの開環重合体であって結晶性を有するもの、及び、ジシクロペンタジエンの開環重合体の水素化物であって結晶性を有するものがより好ましく、ジシクロペンタジエンの開環重合体の水素化物であって結晶性を有するものが特に好ましい。ここで、ジシクロペンタジエンの開環重合体とは、全構造単位に対するジシクロペンタジエン由来の構造単位の割合が、通常50重量%以上、好ましくは70重量%以上、より好ましくは90重量%以上、更に好ましくは100重量%の重合体をいう。 Specifically, the alicyclic structure-containing polymer having crystallinity includes a ring-opening polymer of dicyclopentadiene having crystallinity and a hydride of the ring-opening polymer of dicyclopentadiene. It is more preferable that it has crystallinity, and it is particularly preferable that it is a hydride of a ring-opening polymer of dicyclopentadiene and has crystallinity. Here, in the ring-opening polymer of dicyclopentadiene, the ratio of the structural unit derived from dicyclopentadiene to all the structural units is usually 50% by weight or more, preferably 70% by weight or more, more preferably 90% by weight or more. More preferably, it refers to a polymer of 100% by weight.
ジシクロペンタジエンの開環重合体の水素化物は、ラセモ・ダイアッドの割合が高いことが好ましい。具体的には、ジシクロペンタジエンの開環重合体の水素化物における繰り返し単位のラセモ・ダイアッドの割合は、好ましくは51%以上、より好ましくは70%以上、特に好ましくは85%以上である。ラセモ・ダイアッドの割合が高いことは、シンジオタクチック立体規則性が高いことを表す。よって、ラセモ・ダイアッドの割合が高いほど、ジシクロペンタジエンの開環重合体の水素化物の融点が高い傾向がある。
ラセモ・ダイアッドの割合は、後述する実施例に記載の13C−NMRスペクトル分析に基づいて決定できる。
The hydride of the ring-opening polymer of dicyclopentadiene preferably has a high proportion of racemo-diad. Specifically, the proportion of the repeating unit racemo-diad in the hydride of the ring-opening polymer of dicyclopentadiene is preferably 51% or more, more preferably 70% or more, and particularly preferably 85% or more. A high proportion of racemo diads indicates a high syndiotactic stereoregularity. Therefore, the higher the proportion of racemo diad, the higher the melting point of the hydride of the ring-opening polymer of dicyclopentadiene tends to be.
The proportion of racemo diads can be determined based on the 13 C-NMR spectral analysis described in Examples below.
結晶性を有する脂環式構造含有重合体は、光学フィルムを製造するよりも前においては、結晶化していなくてもよい。しかし、光学フィルムが製造された後においては、当該光学フィルムに含まれる結晶性を有する脂環式構造含有重合体は、通常、結晶化していることにより、高い結晶化度を有することができ、それに基づく耐熱性等の有利な効果を得ることができる。具体的な結晶化度の範囲は所望の性能に応じて適宜選択しうるが、好ましくは10%以上、より好ましくは15%以上である。結晶化度は、X線回折法によって測定しうる。 The crystalline alicyclic structure-containing polymer does not have to be crystallized before the optical film is produced. However, after the optical film is produced, the crystalline alicyclic structure-containing polymer contained in the optical film can usually have a high crystallinity because it is crystallized. Based on this, advantageous effects such as heat resistance can be obtained. The specific range of crystallinity can be appropriately selected according to the desired performance, but is preferably 10% or more, more preferably 15% or more. Crystallinity can be measured by X-ray diffraction.
前記のような結晶性を有する脂環式構造含有重合体は、例えば、国際公開第2016/067893号に記載の方法により、製造しうる。 The alicyclic structure-containing polymer having crystallinity as described above can be produced, for example, by the method described in International Publication No. 2016/067893.
結晶性を有する脂環式構造含有重合体の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは10,000以上、より好ましくは15,000以上、特に好ましくは20,000以上であり、好ましくは100,000以下、より好ましくは80,000以下、特に好ましくは50,000以下である。このような重量平均分子量を有する重合体は、機械的強度、成形加工性及び耐熱性のバランスに優れる。 The weight average molecular weight (Mw) of the crystalline alicyclic structure-containing polymer is preferably 10,000 or more, more preferably 15,000 or more, particularly preferably 20,000 or more, and preferably 100,000 or more. Below, it is more preferably 80,000 or less, and particularly preferably 50,000 or less. A polymer having such a weight average molecular weight is excellent in a balance between mechanical strength, molding processability and heat resistance.
結晶性を有する脂環式構造含有重合体の融点Mpは、好ましくは200℃以上、より好ましくは230℃以上であり、好ましくは290℃以下である。このような融点Mpを有する結晶性を有する重合体を用いることによって、成形性と耐熱性とのバランスに更に優れた光学フィルムを得ることができる。 The melting point Mp of the crystalline alicyclic structure-containing polymer is preferably 200 ° C. or higher, more preferably 230 ° C. or higher, and preferably 290 ° C. or lower. By using a crystalline polymer having such a melting point Mp, an optical film having a better balance between moldability and heat resistance can be obtained.
結晶性を有する脂環式構造含有重合体のガラス転移温度Tgは、好ましくは80℃以上、より好ましくは85℃以上、更に好ましくは90℃以上であり、好ましくは250℃以下、より好ましくは170℃以下である。ガラス転移温度がこのような範囲にある重合体は、高温下での使用における変形及び応力が生じ難く、耐熱性に優れる。 The glass transition temperature Tg of the crystalline alicyclic structure-containing polymer is preferably 80 ° C. or higher, more preferably 85 ° C. or higher, further preferably 90 ° C. or higher, preferably 250 ° C. or lower, more preferably 170 ° C. or higher. It is below ° C. A polymer having a glass transition temperature in such a range is less likely to be deformed and stressed when used at a high temperature, and has excellent heat resistance.
結晶性を有する脂環式構造含有重合体の分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは1.2以上、より好ましくは1.5以上、特に好ましくは1.8以上であり、好ましくは3.5以下、より好ましくは3.4以下、特に好ましくは3.3以下である。分子量分布が前記範囲の下限値以上であることにより、重合体の生産性を高め、製造コストを抑制できる。また、上限値以下であることにより、低分子成分の量が小さくなるので、高温曝露時の緩和を抑制して、光学フィルムの安定性を高めることができる。 The molecular weight distribution (Mw / Mn) of the alicyclic structure-containing polymer having crystallinity is preferably 1.2 or more, more preferably 1.5 or more, particularly preferably 1.8 or more, and preferably 3. It is 5 or less, more preferably 3.4 or less, and particularly preferably 3.3 or less. When the molecular weight distribution is at least the lower limit of the above range, the productivity of the polymer can be increased and the production cost can be suppressed. Further, when it is not more than the upper limit value, the amount of the low molecular weight component becomes small, so that the relaxation at the time of high temperature exposure can be suppressed and the stability of the optical film can be improved.
重合体の重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnは、溶媒としてシクロヘキサン(樹脂が溶解しない場合にはトルエン)を用いたゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(以下、「GPC」と略す。)により、ポリイソプレン換算(溶媒がトルエンのときは、ポリスチレン換算)の値で測定しうる。または、重合体の重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnは、溶媒としてテトラヒドロフランを用いたGPCにより、ポリスチレン換算の値で測定しうる。 The weight average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn of the polymer are poly by gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as "GPC") using cyclohexane (toluene when the resin is not dissolved) as a solvent. It can be measured in terms of isoprene (when the solvent is toluene, it is converted to polystyrene). Alternatively, the weight average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn of the polymer can be measured by GPC using tetrahydrofuran as a solvent in terms of polystyrene.
ペレットを構成する樹脂における、結晶性を有する脂環式構造含有重合体の割合は、耐熱性及び耐屈曲性に特に優れた光学フィルムを得る観点から、所望の割合に調整しうる。かかる割合は、好ましくは80重量%〜100重量%、より好ましくは90重量%〜100重量%、更に好ましくは95重量%〜100重量%、特に好ましくは98重量%〜100重量%である。 The ratio of the alicyclic structure-containing polymer having crystallinity in the resin constituting the pellet can be adjusted to a desired ratio from the viewpoint of obtaining an optical film having particularly excellent heat resistance and bending resistance. Such a ratio is preferably 80% by weight to 100% by weight, more preferably 90% by weight to 100% by weight, still more preferably 95% by weight to 100% by weight, and particularly preferably 98% by weight to 100% by weight.
セルロース系重合体の例としてはトリアセチルセルロース(Tg(ガラス転移温度):160〜180℃)が挙げられる。ポリエチレンテレフタレート系重合体の例としてはポリエチレンテレフタレート(Tg:70℃、Tc:250〜255℃)が挙げられる。アクリル系重合体の例としてはポリメタクリル酸メチル(Tg:90℃)、ポリメタクリル酸エチル(Tg:100℃)が挙げられる。 Examples of cellulosic polymers include triacetyl cellulose (Tg (glass transition temperature): 160 to 180 ° C.). Examples of polyethylene terephthalate-based polymers include polyethylene terephthalate (Tg: 70 ° C., Tc: 250 to 255 ° C.). Examples of the acrylic polymer include polymethylmethacrylate (Tg: 90 ° C.) and ethyl polymethacrylate (Tg: 100 ° C.).
ペレットを構成する樹脂は、前記した重合体に組み合わせて、任意の成分を含んでいてもよい。任意の成分の例としては、無機微粒子;酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤等の安定剤;滑剤、可塑剤等の樹脂改質剤;染料や顔料等の着色剤;及び帯電防止剤が挙げられる。これらの任意の成分としては、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。ただし、本発明の効果を顕著に発揮させる観点からは、任意の成分の含有割合は少ないことが好ましい。例えば、任意の成分の合計の割合は、重合体の100重量部に対して、20重量部以下が好ましく、15重量部以下がより好ましく、10重量部以下が更に好ましく、5重量部以下が特に好ましい。また、樹脂に含まれる任意の成分が少ないことにより、任意の成分のブリードアウトを抑制することができる。 The resin constituting the pellet may contain an arbitrary component in combination with the above-mentioned polymer. Examples of arbitrary components include inorganic fine particles; stabilizers such as antioxidants, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, and near-infrared absorbers; resin modifiers such as lubricants and plasticizers; colorants such as dyes and pigments. ; And antistatic agents. As these arbitrary components, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination at an arbitrary ratio. However, from the viewpoint of remarkably exerting the effect of the present invention, it is preferable that the content ratio of any component is small. For example, the total ratio of any components is preferably 20 parts by weight or less, more preferably 15 parts by weight or less, further preferably 10 parts by weight or less, and particularly preferably 5 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the polymer. preferable. Further, since the amount of any component contained in the resin is small, bleed-out of any component can be suppressed.
〔光学フィルム〕
本発明の製造方法により得られる光学フィルムは、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置等の表示装置、タッチパネル付き表示装置、太陽電池等といった各種の光学的な装置を構成する部材として有用に用いうる。
[Optical film]
The optical film obtained by the manufacturing method of the present invention can be usefully used as a member constituting various optical devices such as a liquid crystal display device, a display device such as an organic electroluminescence display device, a display device with a touch panel, and a solar cell. ..
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施しうる。
以下の説明において、量を表す「%」及び「部」は、別に断らない限り重量基準である。また、以下に説明する操作は、別に断らない限り、常温及び常圧の条件において行った。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples. However, the present invention is not limited to the examples shown below, and can be arbitrarily modified and implemented without departing from the scope of claims of the present invention and the equivalent scope thereof.
In the following description, "%" and "part" representing the amount are based on weight unless otherwise specified. In addition, the operations described below were performed under normal temperature and pressure conditions unless otherwise specified.
〔評価方法〕
(分子量の測定方法)
重合体の重量平均分子量及び数平均分子量を、テトラヒドロフランを溶離液とするゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーによる標準ポリスチレン換算値として38℃(ジシクロペンタジエンの開環重合体及びその水素化物)において測定した。測定装置としては、東ソー社製HLC8320GPCを用いた。
〔Evaluation method〕
(Measurement method of molecular weight)
The weight average molecular weight and number average molecular weight of the polymer were measured at 38 ° C. (ring-opening polymer of dicyclopentadiene and its hydride) as a standard polystyrene equivalent value by gel permeation chromatography using tetrahydrofuran as an eluent. .. As a measuring device, HLC8320GPC manufactured by Tosoh Corporation was used.
(ガラス転移温度及び融点の測定)
示差操作熱量計(DSC)を用いて、10℃/分で昇温して試料のガラス転移温度Tg及び融点Mpをそれぞれ求めた。
(Measurement of glass transition temperature and melting point)
Using a differential operating calorimeter (DSC), the temperature was raised at 10 ° C./min to determine the glass transition temperature Tg and melting point Mp of the sample, respectively.
(重合体のラセモ・ダイアッドの割合の測定方法)
オルトジクロロベンゼン−d4/トリクロロベンゼン−d3(混合比(重量基準)1/2)を溶媒として、200℃で、inverse−gated decoupling法を適用して、重合体の13C−NMR測定を行った。この13C−NMR測定の結果において、オルトジクロロベンゼン−d4の127.5ppmのピークを基準シフトとして、メソ・ダイアッド由来の43.35ppmのシグナルと、ラセモ・ダイアッド由来の43.43ppmのシグナルとを同定した。これらのシグナルの強度比に基づいて、重合体のラセモ・ダイアッドの割合を求めた。
(Measuring method of the ratio of racemo diad of polymer)
Using orthodichlorobenzene-d 4 / trichlorobenzene-d 3 (mixing ratio (weight basis) 1/2) as a solvent, apply the inverse-gated decoupling method at 200 ° C. to perform 13 C-NMR measurement of the polymer. went. In the results of this 13 C-NMR measurement, the signal of 43.35 ppm derived from meso-diad and the signal of 43.43 ppm derived from racemo-diad were used with the peak of 127.5 ppm of orthodichlorobenzene-d 4 as a reference shift. Was identified. Based on the intensity ratios of these signals, the proportion of racemo diads in the polymer was determined.
(重合体の水素化率の測定方法)
重合体の水素化率を、オルトジクロロベンゼン−d4を溶媒として、145℃で、1H−NMR測定により測定した。
(Measuring method of hydrogenation rate of polymer)
The hydrogenation rate of the polymer, o-dichlorobenzene -d 4 as a solvent, at 145 ° C., as measured by 1 H-NMR measurement.
(表面粗さ)
表面粗さは、粗さ測定器(ミツトヨ製 小型表面粗さ測定器 サーフテストSJ310)にて測定した。
(Surface roughness)
The surface roughness was measured with a roughness measuring instrument (Mitutoyo's small surface roughness measuring instrument Surftest SJ310).
〔製造例1:結晶性を有する脂環式構造含有重合体を含む樹脂の製造〕
金属製の耐圧反応器を、充分に乾燥した後、窒素置換した。この耐圧反応器に、シクロヘキサン154.5部、ジシクロペンタジエン(エンド体含有率99%以上)の濃度70%シクロヘキサン溶液42.8部(ジシクロペンタジエンの量として30部)、及び、1−ヘキセン1.9部を加え、53℃に加温した。
[Production Example 1: Production of a resin containing a crystalline alicyclic structure-containing polymer]
The metal pressure resistant reactor was sufficiently dried and then replaced with nitrogen. 154.5 parts of cyclohexane, 42.8 parts of a 70% cyclohexane solution (30 parts of dicyclopentadiene), and 1-hexene containing dicyclopentadiene (endo content of 99% or more) were added to this pressure-resistant reactor. 1.9 parts were added and heated to 53 ° C.
テトラクロロタングステンフェニルイミド(テトラヒドロフラン)錯体0.014部を0.70部のトルエンに溶解し、溶液を調製した。この溶液に、濃度19%のジエチルアルミニウムエトキシド/n−ヘキサン溶液0.061部を加えて10分間攪拌して、触媒溶液を調製した。
この触媒溶液を耐圧反応器に加えて、開環重合反応を開始した。その後、53℃を保ちながら4時間反応させて、ジシクロペンタジエンの開環重合体の溶液を得た。
得られたジシクロペンタジエンの開環重合体の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、それぞれ、8,750及び28,100であり、これらから求められる分子量分布(Mw/Mn)は3.21であった。
0.014 parts of the tetrachlorotungsten phenylimide (tetrahydrofuran) complex was dissolved in 0.70 parts of toluene to prepare a solution. To this solution was added 0.061 part of a diethylaluminum ethoxide / n-hexane solution having a concentration of 19% and stirred for 10 minutes to prepare a catalytic solution.
This catalyst solution was added to a pressure resistant reactor to initiate a ring-opening polymerization reaction. Then, the reaction was carried out for 4 hours while maintaining 53 ° C. to obtain a solution of a ring-opening polymer of dicyclopentadiene.
The number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) of the obtained ring-opening polymer of dicyclopentadiene are 8,750 and 28,100, respectively, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) obtained from these is Was 3.21.
得られたジシクロペンタジエンの開環重合体の溶液200部に、停止剤として1,2−エタンジオール0.037部を加えて、60℃に加温し、1時間攪拌して重合反応を停止させた。ここに、ハイドロタルサイト様化合物(協和化学工業社製「キョーワード(登録商標)2000」)を1部加えて、60℃に加温し、1時間攪拌した。その後、濾過助剤(昭和化学工業社製「ラヂオライト(登録商標)#1500」)を0.4部加え、PPプリーツカートリッジフィルター(ADVANTEC東洋社製「TCP−HX」)を用いて吸着剤と溶液を濾別した。 To 200 parts of the obtained solution of the ring-opening polymer of dicyclopentadiene, 0.037 parts of 1,2-ethanediol was added as a terminator, heated to 60 ° C., and stirred for 1 hour to stop the polymerization reaction. I let you. A part of a hydrotalcite-like compound (“Kyoward (registered trademark) 2000” manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) was added thereto, and the mixture was heated to 60 ° C. and stirred for 1 hour. After that, 0.4 part of a filtration aid ("Radiolite (registered trademark) # 1500" manufactured by Showa Chemical Industry Co., Ltd.) was added, and a PP pleated cartridge filter ("TCP-HX" manufactured by ADVANTEC Toyo Co., Ltd.) was used as an adsorbent. The solution was filtered off.
濾過後のジシクロペンタジエンの開環重合体の溶液200部(重合体量30部)に、シクロヘキサン100部を加え、クロロヒドリドカルボニルトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム0.0043部を添加して、水素圧6MPa、180℃で4時間、水素化反応を行なった。これにより、ジシクロペンタジエンの開環重合体の水素化物を含む反応液が得られた。この反応液は、水素化物が析出してスラリー溶液となっていた。 To 200 parts of a solution of a ring-opening polymer of dicyclopentadiene after filtration (30 parts of polymer amount), 100 parts of cyclohexane is added, 0.0043 parts of chlorohydride carbonyltris (triphenylphosphine) ruthenium is added, and hydrogen is added. The hydrogenation reaction was carried out at a pressure of 6 MPa and 180 ° C. for 4 hours. As a result, a reaction solution containing a hydride of a ring-opening polymer of dicyclopentadiene was obtained. In this reaction solution, hydrides were precipitated to form a slurry solution.
前記の反応液に含まれる水素化物と溶液とを、遠心分離器を用いて分離し、60℃で24時間減圧乾燥して、結晶性を有するジシクロペンタジエンの開環重合体の水素化物28.5部を得た。この水素化物の水素化率は99%以上、ガラス転移温度Tgは93℃、融点Mpは262℃、ラセモ・ダイアッドの割合は89%であった。水素化物の重量平均分子量は、27,000〜32,000の範囲内であった。 The hydride contained in the reaction solution and the solution were separated using a centrifuge and dried under reduced pressure at 60 ° C. for 24 hours to obtain a hydride of a crystallinity ring-opening polymer of dicyclopentadiene 28. I got 5 copies. The hydrogenation rate of this hydride was 99% or more, the glass transition temperature Tg was 93 ° C., the melting point Mp was 262 ° C., and the ratio of racemo diad was 89%. The weight average molecular weight of the hydride was in the range of 27,000 to 32,000.
得られたジシクロペンタジエンの開環重合体の水素化物100部に、酸化防止剤(テトラキス〔メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン;BASFジャパン社製「イルガノックス(登録商標)1010」)1.1部を混合した後、内径3mmΦのダイ穴を4つ備えた二軸押出機(東芝機械社製「TEM−37B」)に投入した。二軸押出機を用いた熱溶融押出し成形により、樹脂をストランド状の成形体にした後、ストランドカッターにて細断して、結晶性の脂環式構造含有重合体を含む樹脂(a1)のペレットを得た。この樹脂(a1)は、結晶性を有する脂環式構造含有重合体としてジシクロペンタジエンの開環重合体の水素化物を含む樹脂である。 Antioxidant (tetrakis [methylene-3- (3', 5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl) propionate] methane was added to 100 parts of the hydride of the obtained ring-opening polymer of dicyclopentadiene. After mixing 1.1 parts of "Irganox (registered trademark) 1010" manufactured by BASF Japan, a twin-screw extruder ("TEM-37B" manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.) equipped with four die holes having an inner diameter of 3 mmΦ. I put it in. A resin (a1) containing a crystalline alicyclic structure-containing polymer is formed into a strand-shaped molded product by hot melt extrusion molding using a twin-screw extruder and then shredded with a strand cutter. Pellets were obtained. This resin (a1) is a resin containing a hydride of a ring-opening polymer of dicyclopentadiene as a crystalline alicyclic structure-containing polymer.
前記の二軸押出機の運転条件は、以下のとおりであった。
・バレル設定温度=270℃〜280℃。
・ダイ設定温度=250℃。
・スクリュー回転数=145rpm。
・フイーダー回転数=50rpm。
The operating conditions of the twin-screw extruder were as follows.
-Barrel set temperature = 270 ° C to 280 ° C.
-Die set temperature = 250 ° C.
-Screw rotation speed = 145 rpm.
-Feeder rotation speed = 50 rpm.
〔実施例1〕
製造例1で得た樹脂(a1)のペレットを、溶融押出成形機に供給した。溶融押出成形機は、図1〜図2に概略的に示す押出機100、及びその下流に接続されたTダイを備えるものであった。
[Example 1]
The pellet of the resin (a1) obtained in Production Example 1 was supplied to a melt extrusion molding machine. The melt extruder was provided with an
押出機100としては、単軸可視化押出機(プラスチック工学研究所製、バレル内径D=40mm、バレル内長L=1200mm(即ちL/D=30))を用いた。
As the
押出機のバレル120内には、そのスクリュー130のシャフト131の太さにより供給部120F、圧縮部120C、及び計量部120Mが規定され、これらの長さは、それぞれ、400mm、400mm及び400mmであった。
In the
押出機100のバレル120としては、その供給部120Fの内壁に溝122を有するものを用いた。溝122は、その長さ方向がスクリュー130の中心軸130AXと平行に延長し、図2に示す通りバレル120の内壁の周方向において均等になるよう、8本設けた。溝122の長さは、供給部120Fの全長にわたる長さであり、溝122の幅122Wは1mmであり、深さ122Dは0.5mmであった。バレル120の内壁は、一部分はバレル内観察のための、硬質ガラス(パイレックス(登録商標))製の観察窓であり、それ以外の大部分(面積80%以上)は、HCrステンレス鋼であった。バレル120の内壁であって溝122及び観察窓部分以外の部分の算術平均粗さRaは、1.2μmであった。
As the
押出機100のホッパー110に、ペレット201を投入した。スクリュー130を30rpmで回転させることにより、ペレット201を、バレル120の上流側から下流側に押し出す、押出工程を実施した。バレル120、及びスクリュー130内の空隙139に充填された熱媒体油(合成系有機熱媒体油、松村石油製、商品名「バーレルサーム300」)を一定の温度に調整することにより、ペレット201を加熱し溶融させた。温度は、供給部120Fにおけるバレル内壁温度TFを230℃、圧縮部120Cにおけるバレル内壁温度TCを270℃、計量部120Mにおけるバレル内壁温度TMを285℃とした。各部におけるバレル内壁温度の調整は、バレル外側に設けた加熱装置によりバレルを加熱し、バレル内壁表面近傍に設けた熱電対によりバレル内壁の温度をモニターし、モニターされた温度に基づいて加熱装置の出力を調整することにより行った。また、空隙139内の熱媒体油の温度を120℃に調整し、それにより供給部120Fにおけるシャフト131の表面温度TSを112℃とした。シャフト131の表面温度TSは、押出機の操作に先立って、バレル120に設けた開閉可能な窓を通してシャフト131表面に熱電対を接触させることにより測定した。溶融された樹脂はバレル吐出口129から吐出された。吐出された樹脂をダイに供給し、ダイからフィルムの形状に押し出すことにより、光学フィルムを連続的に製造した。
押出工程において、押出の状態を、下記の観点から観察し評価した。評価結果を表2に示す。
(A)供給部120Fにおける樹脂の溶着の有無
(B)スクリュー過負荷(トルク60N・m超)による押出機停止の有無
(C)バレル吐出口129から吐出された樹脂中における未溶融ゲルの有無
(D)押し出し量(kg/hr)
(E)押出状況の総合評価:(A)〜(C)の全てが「無し」であれば、「良好」と評価。それ以外は「不良」と評価。
In the extrusion step, the state of extrusion was observed and evaluated from the following viewpoints. The evaluation results are shown in Table 2.
(A) Presence or absence of resin welding in the
(E) Comprehensive evaluation of extrusion status: If all of (A) to (C) are "none", it is evaluated as "good". Other than that, it is evaluated as "bad".
さらに、図3に概略的に示す測定装置を用いて、動摩擦係数μFの測定を行った。図3において、測定装置300は、円盤状の回転テーブル310、回転テーブル310の上面に載置された円盤状の金属板320、及び金属板320の上側に設置されたプローブ330を備える。複数の把持子312を、中心軸310AXに向かって付勢された状態で金属板320に圧接し、それにより金属板320を回転テーブル310に固着した。金属板320としては、ペレット201に対する摩擦係数の発現に関し、押出工程において用いたバレル120の内壁と同等の材質のものを選択した。即ち、回転テーブル320としては、SUS304の上面に硬質クロムめっき処理を施したものを用いた。回転テーブル320の上面の算術平均粗さRaは1.2μmであり、ビッカース硬度は約1,100Hvであった。温度調整装置(不図示)を用い、金属板320の温度をTF(即ち実施例1の場合230℃)に保った。円筒331内に、層をなす程度の量のペレット201を入れ、その上部にトランスデューサー332をセットし、ペレット201の層と金属板320の上面との界面に、2Nの圧力を加えた。この状態で、回転テーブル310を、周速0.03cm/sで回転させた。この状態で、軸部342へのトルクを測定することにより、動摩擦係数μFを測定した。
Further, the dynamic friction coefficient μ F was measured using the measuring device schematically shown in FIG. In FIG. 3, the measuring
〔実施例2〜3、比較例1、及び比較例4〕
下記の変更点の他は、実施例1と同じ操作により、光学フィルムの製造及び評価並びに摩擦係数の測定を行った。結果を表2に示す。
・供給部120Fにおけるバレル内壁温度TF、並びに空隙139内の熱媒体油の温度及び供給部におけるスクリューシャフト表面温度TSを、表1に示す通り変更した。摩擦係数の測定に際しての回転テーブル320の温度は、供給部120Fにおけるバレル内壁温度TFと同じ温度とした。
[Examples 2 and 3, Comparative Example 1 and Comparative Example 4]
Except for the following changes, the optical film was manufactured and evaluated and the friction coefficient was measured by the same operation as in Example 1. The results are shown in Table 2.
Barrel inner wall temperature T F in the supply unit 120F, and the screw shaft surface temperature T S at the temperature and supply of thermal oil in the
〔比較例2〕
下記の変更点の他は、実施例1と同じ操作により、光学フィルムの製造及び評価並びに摩擦係数の測定を行った。結果を表2に示す。
・供給部120Fにおけるバレル内壁温度TF、並びに空隙139内の熱媒体油の温度及び供給部におけるスクリューシャフト表面温度TSを、表1に示す通り変更した。摩擦係数の測定に際しての回転テーブル320の温度は、供給部120Fにおけるバレル内壁温度TFと同じ温度とした。
・バレル120として、その内壁に溝122を有さないものを用いた。
[Comparative Example 2]
Except for the following changes, the optical film was manufactured and evaluated and the friction coefficient was measured by the same operation as in Example 1. The results are shown in Table 2.
Barrel inner wall temperature T F in the supply unit 120F, and the screw shaft surface temperature T S at the temperature and supply of thermal oil in the
A
〔比較例3〕
下記の変更点の他は、実施例1と同じ操作により、光学フィルムの製造及び評価並びに摩擦係数の測定を行った。結果を表2に示す。
・供給部120Fにおけるバレル内壁温度TFを、表1に示す通り変更した。摩擦係数の測定に際しての回転テーブル320の温度は、供給部120Fにおけるバレル内壁温度TFと同じ温度とした。
・空隙139内の熱媒体油の温度の調節を行わなかった。
・バレル120として、その内壁に溝122を有さないものを用いた。
[Comparative Example 3]
Except for the following changes, the optical film was manufactured and evaluated and the friction coefficient was measured by the same operation as in Example 1. The results are shown in Table 2.
-The barrel inner wall temperature TF in the
-The temperature of the heat transfer medium oil in the
A
2)一定の押出量での押出ができなかったので、押出量の測定ができなかった。
2) Since it was not possible to extrude at a constant extrusion amount, the extrusion amount could not be measured.
実施例及び比較例の結果から明らかな通り、バレル内壁とペレットとの摩擦係数が0.5以下と低い場合における押出でも、供給部におけるバレル内壁の温度を特定の範囲に調整し、それによりバレル内壁に接するペレットの温度を特定の範囲に測定し、且つバレルとしてその内壁に溝を有するものを使用することにより、スクリューの回転を押出のための力として良好にペレットに伝達し、良好な押出を達成することができる。 As is clear from the results of Examples and Comparative Examples, even when extrusion is performed when the coefficient of friction between the barrel inner wall and the pellet is as low as 0.5 or less, the temperature of the barrel inner wall in the supply section is adjusted to a specific range, thereby adjusting the barrel. By measuring the temperature of the pellet in contact with the inner wall in a specific range and using a barrel with a groove in the inner wall, the rotation of the screw is well transmitted to the pellet as a force for extrusion, and good extrusion is performed. Can be achieved.
100:押出機
110:ホッパー
111:上部開口
112:下部開口
120:バレル
120C:圧縮部
120F:供給部
120M:計量部
121:樹脂投入口
122:溝
122D:深さ
122W:幅
129:吐出口
130:スクリュー
130AX:中心軸
131:シャフト
132:ブレード
139:空隙
201:ペレット
300:測定装置
310:回転テーブル
310AX:中心軸
311:ベース
312:把持子
313:シャフト
320:金属板
330:プローブ
331:円筒
332:荷重トランスデューサー
100: Extruder 110: Hopper 111: Upper opening 112: Lower opening 120:
Claims (5)
前記押出機は、バレル、及び前記バレル内に設けられたスクリューを含み、前記押出工程は、前記スクリューを回転させることにより前記樹脂を前記バレルの上流側から下流側へ押し出すことを含み、
前記バレルは、上流から順に、供給部、圧縮部、及び計量部をこの順に含み、
前記バレルは、前記供給部におけるその内壁に溝を有し、
前記供給部における、前記バレル内壁の温度TFは、下記式(1):
Tg+90℃≦TF≦Tg+180℃ ・・・(1)
を満たし、但しTgは前記樹脂のガラス転移温度であり、
前記温度TFにおける、前記供給部におけるバレル内壁材料であって前記溝を有しない表面形状を有するものと、前記ペレットとの、動摩擦係数μFが、0.50以下である、製造方法。 A method for producing an optical film, comprising a supply step of supplying a pellet-shaped resin to a single-screw extruder and an extrusion step of extruding the supplied resin by the extruder.
The extruder includes a barrel and a screw provided within the barrel, the extrusion step comprising pushing the resin from the upstream side to the downstream side of the barrel by rotating the screw.
The barrel includes a supply part, a compression part, and a measuring part in this order from the upstream.
The barrel has a groove in its inner wall at the supply section.
The temperature TF of the inner wall of the barrel in the supply unit is the following formula (1):
Tg + 90 ° C ≤ T F ≤ Tg + 180 ° C ... (1)
However, Tg is the glass transition temperature of the resin.
Wherein the temperature T F, and having a surface shape not having grooves a barrel inner wall material in the supply unit, with the pellet, the dynamic friction coefficient mu F is 0.50 or less, the production method.
Tg−10℃≦TS≦Tg+60℃ ・・・(2)
を満たす範囲に調節することを含む、請求項1又は2に記載の製造方法。 The screw has an air gap in the interior of the shaft in the feed section, the extrusion process, the presence of fluid in the gap, through the fluid, the surface temperature T S of the shaft in the feed unit, The following formula (2):
Tg-10 ℃ ≦ T S ≦ Tg + 60 ℃ ··· (2)
The production method according to claim 1 or 2, which comprises adjusting the amount to satisfy the above conditions.
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