JP5896560B2 - Method for saponifying polymer film and method for producing composite functional film - Google Patents
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Description
本発明は、ポリマーフィルムの鹸化方法及び複合機能フィルムの製造方法に係り、特にポリマーフィルムの幅方向両端部に発生するカールによる鹸化不良を解消する技術に関する。 The present invention relates to a method for saponifying a polymer film and a method for producing a composite functional film, and more particularly to a technique for eliminating saponification failure due to curling occurring at both ends in the width direction of the polymer film.
近年、平面型画像表示装置(FPD)として液晶表示装置が様々な分野で採用されている。液晶表示装置は、液晶セルと偏光板及び光学補償シート(位相差板)等の光学的機能を有するシート材料(光学フィルム)で構成されている。 In recent years, liquid crystal display devices have been adopted in various fields as flat image display devices (FPDs). The liquid crystal display device is composed of a sheet material (optical film) having an optical function such as a liquid crystal cell, a polarizing plate, and an optical compensation sheet (retardation plate).
偏光板は、一般に偏光膜とその両側に設けられた2枚の透明保護膜から構成される。偏光膜は、一般に、ポリビニルアルコールに沃素または二色性染料の水溶液を含浸させて、これを一軸延伸することで得られる。光学補償シートは、画像着色を解消し、視野角を拡大することで液晶表示装置の表示品位を向上する機能を有するため、種々の液晶表示装置で採用されている。 The polarizing plate is generally composed of a polarizing film and two transparent protective films provided on both sides thereof. A polarizing film is generally obtained by impregnating polyvinyl alcohol with an aqueous solution of iodine or a dichroic dye and uniaxially stretching it. The optical compensation sheet has a function of improving the display quality of the liquid crystal display device by eliminating image coloring and widening the viewing angle, and is therefore used in various liquid crystal display devices.
光学補償シートとしては、従来から使用されていた延伸複屈折フィルムに代わり、透明支持体上に液晶性分子(特に、ディスコティック液晶性分子)から形成された光学異方層を有する光学補償シートを使用することが提案されている。この光学異方層は、液晶性分子を配向させ、その配向状態を固定することで形成する。液晶性分子、特にディスコティック液晶性分子を用いることで液晶セルの種々の表示モードに対応する様々な光学特性を有する光学補償シートを作ることができる。 As an optical compensation sheet, an optical compensation sheet having an optically anisotropic layer formed of liquid crystalline molecules (particularly, discotic liquid crystalline molecules) on a transparent support instead of the conventionally used stretched birefringent film is used. It is proposed to use. This optically anisotropic layer is formed by aligning liquid crystalline molecules and fixing the alignment state. By using liquid crystal molecules, particularly discotic liquid crystal molecules, optical compensation sheets having various optical characteristics corresponding to various display modes of the liquid crystal cell can be produced.
上記した偏光板、光学補償シートの透明支持体としては、優れた光透過性、光学的な無配向性、優れた物理的、機械的特性、温湿度変化の少ない特性を有するポリマーフィルムが使用されており、特にセルロースアセテートフィルムに代表されるセルロースエステルフィルムが採用されている。 As the above-mentioned polarizing plate and transparent support for the optical compensation sheet, a polymer film having excellent light transmission properties, optical non-orientation properties, excellent physical and mechanical properties, and low temperature and humidity changes are used. In particular, a cellulose ester film typified by a cellulose acetate film is employed.
そして、透明支持体であるポリマーフィルムに偏光膜や光学異方層を接着層や配向膜(通常ポリビニルアルコール)を介して設けるが、これら接着層や配向膜との密着性を持たせるための手段の一つとして、ポリマーフィルムをアルカリ溶液に浸漬処理してポリマーフィルム面を親水化する方法が提案されている(例えば、特許文献1)。 Then, a polarizing film and an optically anisotropic layer are provided on the polymer film that is a transparent support through an adhesive layer and an alignment film (usually polyvinyl alcohol), and means for providing adhesion to the adhesive layer and the alignment film. As one of the methods, a method of hydrophilizing the polymer film surface by immersing the polymer film in an alkaline solution has been proposed (for example, Patent Document 1).
また、ポリマーフィルムにアルカリ溶液を塗布することにより該フィルムの片側面を選択的に鹸化処理する方法も提案されている(例えば、特許文献2)。 In addition, a method of selectively saponifying one side of the film by applying an alkaline solution to the polymer film has been proposed (for example, Patent Document 2).
さらに、全面均一に鹸化処理することで、生産性、表示欠陥のない光学補償シートを製造する方法も提案されている(特許文献3)。 Furthermore, a method of manufacturing an optical compensation sheet free from productivity and display defects by uniformly saponifying the entire surface has been proposed (Patent Document 3).
しかしながら、ポリマーフィルムの下面に片面鹸化した場合には、ポリマーフィルムは鹸化した下面が膨潤することによって、フィルム幅方向端部が鹸化した面とは反対側の上面方向にカールするという問題がある。 However, when saponification is performed on one side of the lower surface of the polymer film, there is a problem that the saponified lower surface of the polymer film swells and the end in the film width direction curls in the upper surface direction opposite to the saponified surface.
これにより、その後のアルカリ溶液を洗い流す水洗工程において充分な洗浄ができずに鹸化不良が発生するという問題がある。鹸化不良が生じた部分は塗布工程において塗布不良や塗布故障が発生し易くなる。この場合、カールしたポリマーフィルムの幅方向両端部は塗布に使用しないことで対応は可能であるが、大きな製品ロスが発生すると共に、大サイズ製品が製造しにくくなるという問題がある。 As a result, there is a problem that in the subsequent water washing step of washing away the alkaline solution, sufficient washing cannot be performed and saponification failure occurs. The portion where the saponification failure has occurred is liable to cause a coating failure or a coating failure in the coating process. In this case, both ends in the width direction of the curled polymer film can be dealt with by not using it for coating, but there are problems that large product loss occurs and large-size products are difficult to manufacture.
ちなみに、特許文献1のように、ポリマーフィルムをアルカリ溶液に浸漬処理させて両面鹸化する場合には、このようなカールの問題は生じない。 Incidentally, when the polymer film is dipped in an alkaline solution and saponified on both sides as in Patent Document 1, such a curling problem does not occur.
ところで、ポリマーフィルムの一方面に第1機能層を有し、他方面に第2機能層を有する複合機能フィルムの製造において、ポリマーフィルムの一方面に紫外線硬化剤を含む第1機能層(例えばハードコート層)を形成する場合、第1機能層の面を紫外線照射して硬化反応を行う。この硬化反応により第1機能層が収縮するので第1機能層と同じ面側にカールが発生する場合がある。第1機能層がカールするか否か、どちらの方向にカールするか、及びカールする場合のカール量は、第1機能層の塗布液組成、紫外線硬化剤の含有量、紫外線照射条件等により異なる。 By the way, in the manufacture of a composite functional film having a first functional layer on one side of a polymer film and having a second functional layer on the other side, a first functional layer containing an ultraviolet curing agent on one side of the polymer film (for example, a hard film) When the coating layer is formed, the surface of the first functional layer is irradiated with ultraviolet rays to perform a curing reaction. Since the first functional layer contracts due to this curing reaction, curling may occur on the same surface side as the first functional layer. Whether or not the first functional layer is curled, in which direction it is curled, and the curl amount in the case of curling vary depending on the coating solution composition of the first functional layer, the content of the ultraviolet curing agent, the ultraviolet irradiation conditions, etc. .
そして、この第1機能層によるカールが発生した場合には、他方面の片面鹸化工程の際に鹸化不良が生じたり、その後の水洗工程の際にアルカリ溶液を含んだ洗浄水が裏回りしたりするという問題がある。裏回りした部分に汚れが生じ、この汚れが最終的に製造された複合機能フィルムの品質不良の原因になる。 And when curl by this 1st functional layer generate | occur | produces, the saponification defect arises in the one-side saponification process of the other side, or the washing water containing an alkaline solution turns around in the subsequent water-washing process. There is a problem of doing. Dirt is generated in the reverse part, and this dirt causes a quality defect of the finally produced composite functional film.
したがって、片面鹸化する際のカールに起因する水洗不良や裏回りの問題を防止することが重要になる。 Therefore, it is important to prevent water washing defects and backside problems caused by curling during saponification on one side.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、片面鹸化する際のカールに起因する鹸化不良や裏回りの問題を防止することができるポリマーフィルムの鹸化方法を提供すると共に、該鹸化方法を採用することによって、製品ロスを減少し且つ大サイズ製品の製造を可能とする複合材料フィルムの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a saponification method of a polymer film that can prevent a saponification failure and a problem of the backside caused by curling when saponifying on one side. It is an object of the present invention to provide a method for producing a composite material film that reduces product loss and enables production of a large product by adopting a saponification method.
本発明のポリマーフィルムの鹸化方法は前記目的を達成するために、連続搬送されるポリマーフィルムの上面と下面のうち、下面のみをアルカリ溶液で鹸化する片面鹸化工程と、前記鹸化された下面に洗浄水を吹き付けて前記アルカリ溶液を洗い落とす水洗工程と、前記洗浄水で洗浄された下面を乾燥する乾燥工程と、を少なくとも備えたポリマーフィルムの鹸化方法において、前記ポリマーフィルムの搬送方向における前記水洗工程の上流側に、前記ポリマーフィルムが前記水洗工程に搬送されるまでに該ポリマーフィルムの幅方向両端部に形成されたカールのカール方向及びカール量が、前記水洗工程の際に前記カール方向が0〜前記ポリマーフィルムの上面側へのカールであると共に、前記カール量が0mm〜20mmの範囲内になるように調整するカール調整工程を設け、前記カール調整工程は、前記ポリマーフィルムのカールした面に溶剤を塗布する溶剤塗布方式、および、前記ポリマーフィルムのカールした面を外側にして回転軸に巻き回して加熱処理するアニール方式のいずれかにより行われることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the polymer film saponification method of the present invention includes a one-side saponification step in which only the lower surface of the continuously transported polymer film is saponified with an alkaline solution, and the saponified lower surface is washed. In the saponification method of a polymer film, comprising at least a water washing step of spraying water to wash off the alkaline solution and a drying step of drying the bottom surface washed with the washing water, the water washing step in the transport direction of the polymer film On the upstream side, the curl direction and the curl amount of the curl formed at both ends in the width direction of the polymer film before the polymer film is conveyed to the water washing step, the curl direction is 0 to 0 in the water washing step. with a curl to the upper surface side of the polymer film, the curl amount is within the range of 0mm~20mm The curl adjustment process of sea urchin adjustment provided, the curl adjusting step, the solvent coating method of applying a solvent to the curled surface of the polymer film, and, by turning around the axis of rotation curled surface of the polymer film on the outside The heat treatment is performed by any one of annealing methods .
本発明によれば、水洗工程において、鹸化された下面に洗浄水を吹き付けてアルカリ溶液を洗い落とす際に、ポリマーフィルムの幅方向両端部のカール方向とカール量とが所定方向及び所定量になるようにカール調整するためのカール調整工程を設けた。 According to the present invention, in the washing step, when washing the alkaline solution by spraying washing water onto the saponified lower surface, the curl direction and the curl amount at both ends in the width direction of the polymer film are in a predetermined direction and a predetermined amount. A curl adjustment step for adjusting the curl was provided.
これにより、片面鹸化によるカールの問題を解消してアルカリ溶液の充分な水洗を行って鹸化不良を防止できると共に、アルカリ溶液を含んだ洗浄水が裏回りする問題も解決できる。 Thereby, the problem of curling due to saponification on one side can be solved, and the alkaline solution can be sufficiently washed with water to prevent saponification failure, and the problem that the washing water containing the alkaline solution can be reversed can be solved.
ここで、水洗工程の上流側とは、片面鹸化工程と水洗工程との間のみを指すのではなく、片面鹸化工程の前段の工程でポリマーフィルムにカールが生じている場合には片面鹸化工程の前にカール調整工程を設けてもよい。 Here, the upstream side of the water washing step does not mean only between the single-side saponification step and the water-washing step, but when the curl is generated in the polymer film in the previous step of the single-side saponification step, You may provide a curl adjustment process before.
ここで、カール方向が0とは、ポリマーフィルムの幅方向端部にカールが無く平坦であることを意味する。 Here, the curl direction being 0 means that the end of the polymer film in the width direction has no curl and is flat.
このように、水洗工程を行う際のカール方向及びカール量を0mm〜20mmに規定することによって、鹸化してアルカリ溶液が付着しているポリマーフィルムの下面に洗浄水を吹き付けても、アルカリ溶液を含んだ洗浄水が上面側に裏回りすることを防止できる。また、カール量がプラス方向に20mmを越えなければポリマーフィルムの幅方向両端部についても充分な水洗を行うことができる。 Thus, by setting the curl direction and the curl amount at the time of the water washing step to 0 mm to 20 mm, even if the washing water is sprayed on the lower surface of the polymer film to which the alkali solution is saponified, The contained cleaning water can be prevented from turning back to the upper surface side. Further, if the curl amount does not exceed 20 mm in the plus direction, sufficient washing with water can be performed at both ends in the width direction of the polymer film.
本発明の鹸化方法においては、前記水洗工程では、複数のローラを前記ポリマーフィルムの上面側に接触させてローラ搬送することが好ましい。これにより、水洗時のカール方向及びカール量を、確実に0mm〜20mmの範囲に調整できる。 In the saponification method of the present invention, in the water washing step, it is preferable that a plurality of rollers are brought into contact with the upper surface side of the polymer film and conveyed by rollers. Thereby, the curl direction and the curl amount at the time of water washing can be reliably adjusted to the range of 0 mm-20 mm.
この場合、ローラは0mm〜20mmの範囲内のカール量に相当する表面形状を有するクラウンローラであることが更に好ましい。 In this case, the roller is more preferably a crown roller having a surface shape corresponding to a curl amount in the range of 0 mm to 20 mm.
0mm〜20mmの範囲内のカール量に相当する表面形状の複数のクラウンローラを、ポリマーフィルムの上面側に接触させて搬送するようにしたので、水洗時のカール方向及びカール量を0mmを超えて20mm以下にすることができ、裏回りの防止を一層確実に行うことができる。 Since a plurality of crown rollers having a surface shape corresponding to the curl amount in the range of 0 mm to 20 mm are brought into contact with the upper surface side of the polymer film and conveyed, the curl direction and the curl amount at the time of washing exceed 0 mm. The thickness can be made 20 mm or less, and the back side can be prevented more reliably.
本発明の複合機能フィルムの製造方法は前記目的を達成するために、ポリマーフィルムの一方面に第1機能層を形成した後、片面鹸化により前記ポリマーフィルムの他方面を親水化してから該他方面に第2機能層を形成する複合機能フィルムの製造方法であって、前記他方面の親水化として、請求項1〜4の何れか1に記載のポリマーフィルムの鹸化方法を使用することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the method for producing a composite functional film of the present invention forms a first functional layer on one side of a polymer film, then hydrophilizes the other side of the polymer film by saponification on one side and then the other side. A method for producing a composite functional film for forming a second functional layer, wherein the saponification method for a polymer film according to any one of claims 1 to 4 is used as the hydrophilization of the other surface. To do.
このように、ポリマーフィルムの一方面に第1機能層の形成し、他方面の片面鹸化の後に第2機能層を形成する順番で複合機能フィルムを製造する場合であっても、第2機能層の塗布前のポリマーフィルムの親水化として、請求項1〜4の何れか1に記載のポリマーフィルムの鹸化方法を使用するようにしたので、鹸化不良や裏回りの問題がなくなる。これにより、高品質な複合機能フィルムを製造できると共に、製品ロスを減少し且つ大サイズ製品の製造が可能となる。 Thus, even when the composite functional film is produced in the order of forming the first functional layer on one side of the polymer film and forming the second functional layer after saponification of the other side, the second functional layer Since the polymer film saponification method according to any one of claims 1 to 4 is used for hydrophilizing the polymer film before coating, the problem of poor saponification and backside problems are eliminated. Thereby, while being able to manufacture a high-quality composite functional film, it is possible to reduce product loss and manufacture a large-size product.
本発明のポリマーフィルムの鹸化方法によれば、片面鹸化する際のカールに起因する鹸化不良や裏回りの問題を防止することができる。 According to the saponification method of the polymer film of the present invention, it is possible to prevent problems of saponification failure and backside caused by curling when saponifying one side.
また、複合機能フィルムの製造方法によれば、塗布前の親水化として本発明のポリマーフィルムの鹸化方法を用いるようにしたので、高品質な複合機能フィルムを製造できると共に、製品ロスを減少し且つ大サイズ製品の製造が可能となる。 In addition, according to the method for producing a composite functional film, since the saponification method of the polymer film of the present invention is used as a hydrophilization before coating, a high-quality composite functional film can be produced, and product loss is reduced and Large size products can be manufactured.
以下、添付図面を参照しながら、本発明のポリマーフィルムの鹸化方法及びその鹸化方法を用いた複合機能フィルムの製造方法の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a method for saponifying a polymer film and a method for producing a composite functional film using the saponification method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
ここで、図中、同一の記号で示される部分は、同様の機能を有する同様の要素である。また、本明細書中で、数値範囲を“ 〜 ”を用いて表す場合は、“ 〜 ”で示される上限、下限の数値も数値範囲に含むものとする。 Here, in the drawing, portions indicated by the same symbols are similar elements having similar functions. In addition, in the present specification, when a numerical range is expressed using “˜”, upper and lower numerical values indicated by “˜” are also included in the numerical range.
図1は、本発明の実施の形態のポリマーフィルムの鹸化方法を組み込んだ複合機能フィルムの製造ラインであり、ポリマーフィルムの一方面に第1機能層が形成され、他方面に第2機能層が形成される。なお、連続搬送されるポリマーフィルムの一方面に第1機能層を形成してロール状に一旦巻き取ってから、巻き戻してポリマーフィルムの他方面に第2機能層を形成する場合で説明する。 FIG. 1 is a production line for a composite functional film incorporating a saponification method for a polymer film according to an embodiment of the present invention, in which a first functional layer is formed on one side of the polymer film and a second functional layer is formed on the other side. It is formed. A case will be described in which the first functional layer is formed on one side of the continuously conveyed polymer film, wound up into a roll, and then rewound to form the second functional layer on the other side of the polymer film.
[第1の実施の形態]
第1の実施の形態は、ポリマーフィルム14の一方面に紫外線硬化剤を含む第1機能層(例えばハードコート層)を形成する場合であり、第1機能層形成の際の収縮によってポリマーフィルムの幅方向両端部にプラス方向のカールが発生する場合で説明する。
[First Embodiment]
The first embodiment is a case where a first functional layer (for example, a hard coat layer) containing an ultraviolet curing agent is formed on one surface of the
以後、横方向に連続搬送されるポリマーフィルム14の上面側へのカールをプラス方向のカールと称し、下面側へのカールをマイナス方向のカールと称することにする。換言すると、横方向に連続搬送されるポリマーフィルム14の下面に片面鹸化処理するので、片面鹸化処理する面に対して反対側へのカールをプラス方向のカールと称し、鹸化処理面と同じ方向へのカールをマイナス方向のカールと称する。
Hereinafter, the curl to the upper surface side of the
[第1機能層形成]
(第1の片面鹸化工程)
図1(A)の第1機能層を形成する形成ライン10に示すように、送出機12から送り出された透明なポリマーフィルム14は、図1に示すように、除塵機30に送られてゴミ等の異物が除去される。
[First functional layer formation]
(First one-side saponification step)
As shown in the forming
透明なポリマーフィルム14としては、特に限定は無いが、セルロースアシレートフィルム(例えば、セルローストリアセテートフィルム)、セルロースジアセテートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム)、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリアクリル系樹脂フィルム、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム等を使用できる。これらの中では特にセルロースアシレートフィルムが最も好ましい。
The
次に、ポリマーフィルム14は塗布装置32に送られて第1機能層用の塗布液が塗布される。図1では塗布装置32としてグラビア塗布装置を使用したものである。グラビア塗布装置は、グラビアローラ32Aの下方に、液受けパン32Bが設けられており、この液受けパン32Bには塗布液が満たされている。そして、グラビアローラ32Aの約下半分は塗布液に浸漬されている。また、ポリマーフィルム14を挟んだグラビアローラ32Aの反対側にはバックアップローラ32Cが設けられる。この構成により、グラビアローラ表面のセルに塗布液が供給されることとなる。グラビア塗布装置は、クリーンルーム等の清浄な雰囲気に設置するとよい。その際、清浄度はクラス1000以下が好ましく、クラス100以下がより好ましく、クラス10以下が更に好ましい。
Next, the
なお、塗布装置32として、グラビア塗布装置の例で示したが、これに限定されない。例えば、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、マイクログラビア法やエクストルージョンコート法等の方法を適宜使用することができる。
In addition, although shown as the example of the gravure coating device as the
次に、第1機能層A(図2参照)が塗布形成されたポリマーフィルム14は、乾燥装置34により乾燥される。この場合、ポリマーフィルム14が塗布装置32を通過してから3秒以内、又は、ポリマーフィルム14が塗布装置32を通過してから塗布液の塗布時に含有される有機溶媒に対する該有機溶媒の含有率が50%未満(より好ましくは70%未満)となるまでの何れか短い時間以内に乾燥装置34内に導入することが好ましい。
Next, the
そして、乾燥装置34では、第1機能層A中の有機溶媒成分の濃度が塗布時の有機溶媒成分の濃度の50%以下(半分以下)に減少するまで、あるいは塗布膜の粘度が10mPa・s以上になるまでのうちの何れか早い方まで乾燥することが好ましい。
In the
乾燥装置34で乾燥されたポリマーフィルム14は、後段乾燥ゾーン36、加熱ゾーン38を通過した後、紫外線ランプ80により第1機能層Aを硬化する硬化反応が行われる。これにより、ポリマーフィルム14に一方面に第1機能層Aが形成され、巻取機40に巻き取られる。なお、符号44は、ポリマーフィルム14の搬送ラインを形成する搬送ローラである。
The
このように形成された第1機能層Aを有するポリマーフィルム14は、紫外線ランプ80での硬化反応により第1機能層Aが収縮する。その結果、図2に示すように、ポリマーフィルム14の幅方向両端部14A,14Aが、第1機能層Aと同じ側、即ちプラス方向にカールする。
In the
なお、本実施の形態では、第1機能層Aを形成する塗布工程前において、ポリマーフィルム14の一方面を予め片面鹸化処理して親水化する工程を設けない場合で説明したが、片面鹸化処理の工程を設けてもよい。
In the present embodiment, a case has been described where, before the coating step for forming the first functional layer A, one side of the
[第2機能層の形成]
次に、図1(B)及び図4にしたがって、第1機能層Aが形成された側とは反対側のポリマーフィルム14の他方面に第2機能層を形成する方法を説明する。
[Formation of second functional layer]
Next, a method for forming the second functional layer on the other surface of the
送出機12から送り出された透明なポリマーフィルム14は、先ずカール調整工程24に送られて第1機能層Aによるカールの矯正を行う。
The
(カール調整工程)
カール調整工程24では、後段の水洗工程22において、連続搬送されるポリマーフィルム14の鹸化面である下面を洗浄水で水洗する際に、カールのカール方向及びカール量が、水洗工程の際に所定のカール方向及び所定のカール量範囲内になるように調整する。所定のカール方向は0〜ポリマーフィルム14の上面側であるプラス方向のカールであると共に、所定のカール量は0mm〜20mmの範囲内であることが好ましい。ここで、カール方向が0とは、カールが無いことを意味する。
(Curl adjustment process)
In the
即ち、水洗工程22の前にポリマーフィルム14の幅方向両端部14A,14Aに形成されたカールが、水洗工程22の際に、0〜プラス側へのカール方向で且つ0mm〜20mmの範囲内のカール量になっているように調整する。水洗工程22でのカール方向及びカール量は以下のように測定することができる。
That is, the curl formed in the width direction both ends 14A and 14A of the
図3は、水洗工程22におけるポリマーフィルム14の搬送テンション条件下において、ポリマーフィルム14の幅方向両端部14A,14Aのカール量を測定する方法を示した概念図である。なお、図3では、第1機能層Aの形成によってポリマーフィルム14にプラス方向のカールが発生した場合であり、ポリマーフィルム14の幅方向両端部14A,14Aが測定基盤26から離れる方向にカールする場合である。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a method for measuring the curl amount at both ends 14A and 14A in the width direction of the
図3に示すように、測定フィルムとして、所定長さに切断したポリマーフィルム14を作成し、表面が鏡面加工された測定基盤26上にポリマーフィルム14を載置する。そして、ポリマーフィルム14の長手方向(搬送方向)の一方端を図示しない固定装置で固定し、他方端にフィルム幅方向で均一になるように引張力Fを付与する。この引張力Fは、水洗工程22での搬送テンション(例えば35N)に相当する。この状態でポリマーフィルム14の固定されていない部分における幅方向両端部のカール量を測定基盤26表面からの距離Hで測定する。これによって、ポリマーフィルム14に発生しているカール方向及びカール量を把握する。
As shown in FIG. 3, a
そして、カールの調整を必要とする場合には、カール調整工程24においてカール調整を行う。
If curl adjustment is required, curl adjustment is performed in the
カール調整工程24においてポリマーフィルム14のカールを調整する方法としては、過熱蒸気方式(スーパスチーム方式)、溶剤塗布方式、アニール方式等を採用することができる。
As a method for adjusting the curl of the
〈過熱蒸気方式〉
この方式は、水や溶剤の沸点以上に過熱した過熱蒸気をポリマーフィルム14のカール方向とは逆方向からカール調整処理を行う方法であり、カール方向とは逆方向から過熱蒸気を吹き付けて過熱蒸気に曝す。即ち、第1機能層Aがプラス方向にカールしていれば、カールしたプラス方向である上面とは逆方向の面である下面に過熱蒸気を吹き付ける。過熱蒸気を吹き付ける面を以下「カール方向反対面」という。溶剤を使用する場合には、ポリマーフィルム14の素材に対して溶解性を有するかあるいは膨潤性を有する溶剤が効果的で好ましい。溶解性が強すぎると二次的な不都合を生じやすいため、溶解性の小さな溶剤や溶解はしないが膨潤しやすい溶剤を選定することが好ましい。ポリマーフィルム14としてセルロースアシレートフィルムを使用する場合は、水が最も好ましい。炭素数1から8のアルコール類、ケトン類、炭素数4以上のエステル類も好ましい。塩化メチレンやクロロホルムの如き炭素数2以下のハロゲン含有溶剤や炭素数3以下のエステル類は単独で使用してもよいが、水や他の溶剤と混合してセルロースアシレートに対する溶解性を低減することにより、より好ましい溶剤として使用できる。
<Superheated steam method>
In this method, superheated steam superheated to the boiling point of water or solvent is subjected to curling adjustment processing from the direction opposite to the curling direction of the
過熱蒸気をポリマーフィルム14に吹き付ける装置としては、細いノズルの先端又は狭いスリットの隙間からポリマーフィルム14のカール方向反対面に向けて噴射する方式のものが好ましい。カール方向反対面における過熱蒸気濃度は2質量%以上100質量%以下が好ましく、10質量%以上90質量%以下がより好ましく、30質量%以上80質量%以下が更に好ましい。カール方向反対面が過熱蒸気Sに曝される時間は1〜600秒が好ましく、2〜120秒がより好ましく、4から40秒が更に好ましい。
As a device for spraying superheated steam onto the
〈溶剤塗布方式〉
この方式は、ポリマーフィルム14のカールした面に溶剤を塗布した後乾燥する方法である。使用する溶剤は、ポリマーフィルム14の素材に対して溶解性を有するかあるいは膨潤性を有する溶剤が効果的で好ましい。溶解性が強すぎると二次的な不都合を生じやすいため、溶解性の小さな溶剤や溶解はしないが膨潤しやすい溶剤を選定することが好ましい。セルロースアシレートフィルムの場合は、炭素数1から8のアルコール類、ケトン類、炭素数4から8のエステル類などが好ましい。塩化メチレンやクロロホルムの如き炭素数2以下のハロゲン含有溶剤や炭素数3以下のエステル類は単独で使用してもよいが、水や他の溶剤と混合してセルロースアシレートに対する溶解性を低減することにより、より好ましい溶剤として使用できる。また複数の溶剤を混合調整して使用することにより、より精密にカールを制御できる。溶剤の塗布量は1平方メートルあたり0.1gから100gが好ましく、0.5gから50gがより好ましく、2gから20gが更に好ましい。溶剤を塗布する方法は特に制限は無く、グラビアコータ、リバースコーターあるいはワイヤーバーコーターなどのよく知られた一般の方法で塗布できる。塗布後の乾燥条件の好ましい温度範囲は30℃〜100℃であり、より好ましくは40℃〜90℃であり、更に好ましくは50℃〜80℃である。好ましい乾燥時間は15秒〜10分であり、より好ましくは20秒〜7分であり、更に好ましくは30秒から3分である。最も好ましい乾燥条件としては45℃〜80℃の温度で30秒から3分である。
<Solvent application method>
In this method, a solvent is applied to the curled surface of the
〈アニール方式〉
この方式は、ポリマーフィルム14のカールした面を外側にして回転軸にロール状に巻回して巻回ロールを形成し、この巻回ロールを温度調整室(図示せず)内でアニーリング処理(加熱処理)してカールを矯正する方法である。
<Annealing method>
In this method, a curled surface of the
図4は、第1機能層Aの形成によるプラス方向のカール及びカール量をどのように調整するかを示した説明図である。なお、図4において示したカールの図は、ポリマーフィルム14を幅方向に切断した断面図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing how to adjust the curl in the plus direction and the curl amount due to the formation of the first functional layer A. The curl shown in FIG. 4 is a cross-sectional view of the
(カール調整方法)
図4に示すように、第1機能層Aの形成によって形成されたプラス方向のカール量を例えば40mmとする。
(Curl adjustment method)
As shown in FIG. 4, the plus direction curl amount formed by forming the first functional layer A is set to 40 mm, for example.
カール調整工程24では、ポリマーフィルム14の第1機能層Aが形成された面とは反対側面であるカール方向反対面(図4の下面)に、ポリマーフィルム幅と略同等のスリット状の吹出口を有するノズル24Bから過熱蒸気Sを吹き付けて下面を過熱蒸気Sに曝す。これにより、ポリマーフィルム14の幅方向両端部14A,14Aを下面側方向、即ちマイナス方向にカールさせる作用が働く。この結果、第1機能層Aの形成によるプラス方向のカールとカール調整工程24によるマイナス方向のカールとで相殺し合う。この場合、完全に相殺し合うとポリマーフィルム14のカール量は0mmとなる。
In the
しかし、次の片面鹸化工程16におけるポリマーフィルム14の下面へのアルカリ溶液の塗布により下面が膨潤するので、ポリマーフィルム14の幅方向両端部はプラス方向へカールする。したがって、片面鹸化工程16でのプラス方向へのカールを考慮して、カール調整工程24では、0〜マイナス方向のカール状態、例えば0mm〜−20mmのカール状態になるようにカール調整しておくことが好ましい。
However, since the lower surface swells by the application of the alkaline solution to the lower surface of the
この場合、カール調整工程24において、マイナス方向へのカール調整が強すぎても問題があるので、マイナス方向へのカールが強すぎた場合にプラス方向にカールを戻せるように、ポリマーフィルム14の上面側にも過熱蒸気を噴出するノズル24Aを設けておくことが好ましい。
In this case, in the
(片面鹸化工程)
図1(B)及び図4に示すように、カール調整工程24を経たポリマーフィルム14は、片面鹸化工程16において、第2機能層が形成される下面(第1機能層の反対面)に、アルカリ溶液Lが塗布される。これにより、下面が鹸化されて親水化すると共に、アルカリ溶液Lが塗布された下面が膨潤してポリマーフィルム14をプラス方向へカールする。しかし、前段のカール調整工程24において、片面鹸化工程16でのプラス方向へのカールを予め考慮して、ポリマーフィルム14のカール状態を0mm〜−20mmのカール状態にしてある。したがって、片面鹸化工程16後のポリマーフィルム14のカール状態を図4に示すように0mm〜+20mmの範囲にすることができる。
(Single-side saponification process)
As shown in FIGS. 1B and 4, the
片面鹸化する塗布装置20としては、特に限定されないが、アルカリ溶液Lの塗布量は、その後の水洗工程22における廃液発生量を考慮して極力抑制することが好ましい。具体的には、1〜100cc/m2が好ましく、1〜50cc/m2がより好ましい。したがって、少ない塗布量でも安定して精度良く塗布できるスロットダイコータ、ロッドコータ、グラビアコータ、ブレードコータを好適に使用できる。
The
鹸化反応に必要なアルカリ塗布量は、ポリマーフィルム14の単位面積当りの鹸化反応サイト数に第1機能層Aとの密着を発現させるために必要な鹸化深さを乗じた総鹸化サイト数(=理論アルカリ塗布量)が目安となる。鹸化反応の進行に伴ってアルカリ溶液中のアルカリ剤が消費され反応速度が低下するため、実際には上述の理論アルカリ塗布量の数倍を塗布することが好ましい。具体的には、理論アルカリ塗布量の2〜20倍であることが好ましく、2〜5倍であることが更に好ましい。
The amount of alkali coating required for the saponification reaction is the total number of saponification sites obtained by multiplying the number of saponification reaction sites per unit area of the
アルカリ溶液Lの温度は、反応温度(=ポリマーフィルム14の温度)に等しいことが望ましい。使用する有機溶媒の種類によっては、反応温度がアルカリ溶液Lの沸点を越える場合もある。安定にアルカリ溶液Lを塗布するためには、アルカリ溶液Lの沸点よりも低い温度であることが好ましく、沸点よりも5℃低い温度であることが更に好ましく、沸点よりも10℃低い温度であることが最も好ましい。 The temperature of the alkaline solution L is desirably equal to the reaction temperature (= the temperature of the polymer film 14). Depending on the type of organic solvent used, the reaction temperature may exceed the boiling point of the alkaline solution L. In order to apply the alkaline solution L stably, the temperature is preferably lower than the boiling point of the alkaline solution L, more preferably 5 ° C. lower than the boiling point, and 10 ° C. lower than the boiling point. Most preferred.
アルカリ溶液Lを塗布した後、鹸化反応が終了するまで、ポリマーフィルム14の温度を室温以上に保つことが好ましい。ポリマーフィルム14の温度は、アルカリ溶液塗布前に加熱した温度と同じでも異なっていてもよい。また、鹸化反応中に温度を連続的、又は段階的に変更してもよい。フィルム温度は、15〜150℃、好ましくは25〜100℃、更に好ましくは30〜80℃である。
After applying the alkaline solution L, it is preferable to keep the temperature of the
アルカリ溶液Lを塗布して、洗い落とすまでに上記温度範囲に保持する時間は、ポリマーフィルム14の搬送速度にもよるが、1秒〜300秒間に保つことが好ましく、2〜100秒間に保つことがより好ましく、3〜50秒間に保つことが特に好ましい。
(水洗工程)
図1(B)及び図4に示すように、片面鹸化工程16を経たポリマーフィルム14は、片面鹸化工程16においてポリマーフィルムの下面に塗布されたアルカリ溶液Lを洗い落とす水洗工程22が行われる。
The time for which the alkali solution L is applied and kept in the temperature range before washing off depends on the transport speed of the
(Washing process)
As shown in FIGS. 1B and 4, the
水洗工程22での洗浄装置22Aは、洗浄水を塗布する方法、洗浄水を吹き付ける方法で好適に採用できる。洗浄水をポリマーフィルム14の鹸化面である下面に吹き付ける方法は、一般的に、塗布ヘッド(例、ファウンテンコーター、フロッグマウスコーター)を用いる方法、あるいは、空気の加湿や塗装、タンクの自動洗浄に利用されるスプレーノズルを用いる方法を好適に採用できる。
The
また、洗浄装置22Aから吐出する洗浄水の吐出方法は、図4に示すように、ポリマーフィルム14の搬送方向上流側に角度θだけ傾斜させることが好ましい。傾斜角度θとしては、30〜90°、好ましくは50〜80°、特に好ましくは65〜70°にするとよい。
Further, as shown in FIG. 4, the discharge method of the cleaning water discharged from the
しかし、水洗工程22において、ポリマーフィルム14のカール方向及びカール量が所定のカール方向及びカール量になっていないと、上述の通り水洗不良に伴う鹸化不良や裏回りの問題が発生する。
However, if the curl direction and the curl amount of the
図5は、ポリマーフィルム14の幅方向両端部14A,14Aに形成されるカールのカール方向及びカール量と、水洗工程22での水洗状態との関係を示す表図である。
FIG. 5 is a table showing the relationship between the curl direction and the curl amount of the curl formed in the width direction both ends 14A, 14A of the
図5の表の「水洗状態」において、×はアルカリ溶液Lを含む洗浄水が裏回りし裏回りした部分に汚れが発生する場合であり、×の数が多いほど裏回りが大きいことを意味する。△は水洗が不充分になり部分的に鹸化不良が発生する場合であり、△の数が多いほど鹸化不良の程度が大きいことを意味する。○は裏回りも鹸化不良も発生しない良好な水洗状態を示す。 In the “water-washed state” in the table of FIG. 5, “x” is a case where the washing water containing the alkaline solution L turns around and the dirt is generated on the inside. The larger the number of “x”, the larger the back is. To do. Δ is a case where washing with water is insufficient and partial saponification failure occurs. The larger the number of Δ, the greater the degree of saponification failure. A circle indicates a good water washing state in which neither the back side nor the poor saponification occurs.
図5の表から分かるように、カール方向がマイナスの場合には×の評価となった。またカール方向がプラスで且つカール量が30mmを超えると△の評価であった。そして、カール方向が0〜プラスで且つカール量が0〜20mmの範囲内は○の評価であった。 As can be seen from the table of FIG. 5, when the curl direction was negative, the evaluation was x. Further, when the curl direction was positive and the curl amount exceeded 30 mm, the evaluation was Δ. In the range where the curl direction was 0 plus and the curl amount was 0-20 mm, the evaluation was good.
図6(A)はポリマーフィルム14の幅方向両端部14A,14Aがマイナス方向にカールしている場合である。また、図6(B)はポリマーフィルム14の幅方向両端部14A,14Aがプラス方向に0〜20mmの範囲内でカールしている場合である。
FIG. 6A shows a case where both ends 14A and 14A in the width direction of the
図6(A)の場合には、洗浄装置22Aからポリマーフィルム14の下面に吹き付けられた洗浄水は、矢印Xで示すように、ポリマーフィルム14の幅方向両端部14A,14A側に流れ両端部に溜まることによって上面側に裏回りする。
In the case of FIG. 6 (A), the cleaning water sprayed from the
これに対して、図6(B)の場合には、ポリマーフィルム14の下面に吹き付けられた洗浄水は、矢印Yで示すように、ポリマーフィルム14の中央部側に流れるので、裏回りすることはない。また、プラス方向のカール量が20mm以内であれば、ポリマーフィルム14の幅方向両端部14A,14Aの洗浄にも特に支障がない。
On the other hand, in the case of FIG. 6 (B), the washing water sprayed on the lower surface of the
このように、水洗工程22の前までに、カール方向を0〜プラス方向とし、カール量を0mm〜20mmの範囲内とすることによって、水洗工程22においてポリマーフィルム14の下面に付着しているアルカリ溶液Lを洗浄水で充分に洗い落とすことができる。また、アルカリ溶液Lを含む洗浄水がポリマーフィルム14の上面側に裏回りすることも防止できる。
Thus, before the
なお、本発明は、水洗工程22の前でカール方向が0〜プラス方向で、カール量が0mm〜20mmの範囲内であればよい。したがって、図4では、カール調整工程24→片面鹸化工程16→水洗工程22の順番であったが、図7に示すように片面鹸化工程16→カール調整工程24→水洗工程22の順番で行うこともできる。
In the present invention, the curl direction may be 0 to the plus direction and the curl amount may be in the range of 0 mm to 20 mm before the
しかし、片面鹸化工程16→カール調整工程24→水洗工程22の場合、ポリマーフィルム14のカールが大き過ぎると片面鹸化工程16でのアルカリ溶液Lの塗布に支障がでる懸念がある。したがって、その場合には、片面鹸化工程16の前段に更に第1のカール調整工程を設けて、第1のカール調整工程→片面鹸化工程16→第2のカール調整工程24→水洗工程22とすることもできる。
However, in the case of the one-
(水洗工程後の工程)
図1(B)に示すように、水洗工程22においてアルカリ溶液Lが洗い落とされたポリマーフィルム14は、乾燥装置28において洗浄水の膜が形成されたポリマーフィルム14の下面を乾燥する。ここで使用する乾燥装置28は特に限定されないが、エアナイフからのジェットエアをポリマーフィルム14の下面に当てて水切りする方式を好適に使用することができる。
(Process after washing process)
As shown in FIG. 1B, the
そして、片面鹸化処理後の乾燥が終了したポリマーフィルム14は、除塵機30、塗布装置32、乾燥装置34、後段乾燥ゾーン36、及び加熱ゾーン38を経由して第2機能層Bが形成され、巻取機40に巻き取られる。
Then, the second functional layer B is formed through the
これにより、一方面に第1機能層Aを有し、他方面に第2機能層を有する複合機能フィルムを製造することができる。 Thereby, the composite functional film having the first functional layer A on one surface and the second functional layer on the other surface can be produced.
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態は、第1機能層Aの形成によってマイナス方向に40mmのカールが発生しているポリマーフィルム14について第2機能層Bを形成するための片面鹸化を行う場合である。
[Second Embodiment]
In the second embodiment, single-side saponification for forming the second functional layer B is performed on the
図8は、片面鹸化工程16の前に過熱蒸気方式のカール調整工程24を設けて、第1機能層Aのマイナス方向のカール及びカール量をどのように調整するかを示した説明図である。
FIG. 8 is an explanatory view showing how to adjust the curl amount and the curl amount in the negative direction of the first functional layer A by providing a superheated steam type
図8に示すように、カール調整工程24では、ポリマーフィルム14がカール方向であるマイナス方向とは逆方向の面、即ち第1機能層Aが形成されている上面に、ポリマーフィルム幅と略同等のスリット状の吹出口を有するノズル24Bから過熱蒸気Sを吹き付けて上面を過熱蒸気Sに曝す。これにより、ポリマーフィルム14の幅方向両端部14A,14Aを上面側方向、即ちプラス方向にカールする。この結果、第1機能層Aによるマイナス方向のカールとカール調整工程24によるプラス方向のカールとで相殺し合う。
As shown in FIG. 8, in the
この場合、第1の実施の形態と同様に、次の片面鹸化工程16においてポリマーフィルム14の下面を片面鹸化することによりプラス方向のカールが発生する。したがって、このことを考慮して、カール調整工程24でのプラス方向のカールを小さめにしておく。即ち、カール調整工程24と片面鹸化工程16とのプラス方向のカール量の合計が0〜20mmの範囲内に入るようにする。したがって、例えば片面鹸化工程16でのプラス方向のカール量が20mmであった場合には、カール調整工程24でのマイナス方向のカール量は0mm〜−20mmの範囲内に入るようにしておく。
In this case, as in the first embodiment, in the next single-
これにより、水洗工程22において鹸化面である下面のアルカリ溶液Lを洗浄水で洗い流す際に、カール方向を0〜プラスとし、カール量を0mm〜20mmの範囲内とすることができる。したがって、図6で説明したと同様に、ポリマーフィルム14の下面に付着しているアルカリ溶液Lを充分に洗い落とすことができると共に、アルカリ溶液Lを含む洗浄水が上面側に裏回りすることを防止できる。
Accordingly, when the alkaline solution L on the lower surface, which is the saponified surface, is washed away with washing water in the
このように、本発明の実施の形態の複合機能フィルムの製造方法によれば、本発明の実施の形態のポリマーフィルムの鹸化方法を実施するようにしたので、水洗工程22において鹸化不良や裏回りを防止できる。これにより、ポリマーフィルム14の両面に第1機能層Aと第2機能層とを精度良く塗布することができると共に、塗布した第1機能層A及び第2機能層がポリマーフィルム14から剥離してしまうこともない。また、複合機能フィルムを製造する際の製品ロスを減少し且つ大サイズ製品の製造を可能とする。
As described above, according to the method for producing a composite functional film of the embodiment of the present invention, the saponification method of the polymer film of the embodiment of the present invention is performed. Can be prevented. Thereby, while being able to apply | coat the 1st functional layer A and the 2nd functional layer with precision on both surfaces of the
なお、第1の実施の形態及び第2の実施の形態では、第1機能層Aを形成した後、ポリマーフィルム14を一旦巻き取るようにしたが、巻き取らないで第2機能層Bの形成を連続して行うこともできる。
In the first embodiment and the second embodiment, after the first functional layer A is formed, the
また、上記した第1の実施の形態及び第2の実施の形態において、第1機能層Aの形成及び第2機能層の形成における水洗工程22においてはポリマーフィルム14の上面をローラを接触させてローラ搬送することが好ましい。これにより、カール調整工程24と相俟って水洗時のカール方向及びカール量を、確実に0mm〜20mmの範囲に調整できる。
In the first embodiment and the second embodiment described above, in the
この場合、図9に示すように、水洗工程22でポリマーフィルム14を搬送する搬送ローラの形状を次のように形成するとよい。即ち、搬送ローラを、水洗工程22での適切なポリマーフィルム14の幅方向両端部のカール量である0mm〜20mmの範囲内に倣った表面形状(断面湾曲形状)に形成されたクラウンローラ52にすると一層よい。これにより、ポリマーフィルム14の幅方向両端部14A,14Aをプラス方向に少しだけカールさせた状態で水洗を行うので、裏回りを確実に防止できる。
In this case, as shown in FIG. 9, the shape of the conveyance roller which conveys the
10…第1機能層の形成ライン、12…送出機、14…ポリマーフィルム、16…片面鹸化工程、18…ローラ、20…アルカリ溶液の塗布装置、22…水洗工程、22A…洗浄装置、24…カール調整工程、24A…ノズル、26…測定基盤、28…乾燥装置、30…除塵機、32…第1機能層の塗布装置、34…乾燥装置、36…後段乾燥ゾーン、38…加熱ゾーン、40…巻取機、44…パスローラ、50…第2機能層の形成ライン、52…クラウンローラ、A…第1機能層
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記鹸化された下面に洗浄水を吹き付けて前記アルカリ溶液を洗い落とす水洗工程と、
前記洗浄水で洗浄された下面を乾燥する乾燥工程と、を少なくとも備えたポリマーフィルムの鹸化方法において、
前記ポリマーフィルムの搬送方向における前記水洗工程の上流側に、前記ポリマーフィルムが前記水洗工程に搬送されるまでに該ポリマーフィルムの幅方向両端部に形成されたカールのカール方向及びカール量が、前記水洗工程の際に前記カール方向が0〜前記ポリマーフィルムの上面側へのカールであると共に、前記カール量が0mm〜20mmの範囲内になるように調整するカール調整工程を設け、
前記カール調整工程は、前記ポリマーフィルムのカールした面に溶剤を塗布する溶剤塗布方式、および、前記ポリマーフィルムのカールした面を外側にして回転軸に巻き回して加熱処理するアニール方式のいずれかにより行われることを特徴とするポリマーフィルムの鹸化方法。 Of the upper and lower surfaces of the continuously conveyed polymer film, a single-side saponification step in which only the lower surface is saponified with an alkaline solution;
A water washing step of spraying washing water on the saponified lower surface to wash off the alkaline solution;
A drying step of drying the bottom surface washed with the washing water,
On the upstream side of the water washing step in the transport direction of the polymer film, the curl direction and curl amount of the curl formed at both ends in the width direction of the polymer film until the polymer film is transported to the water wash step, In the water washing step, the curl direction is 0 to the top side of the polymer film, and a curl adjustment step for adjusting the curl amount to be in the range of 0 mm to 20 mm is provided .
The curl adjusting step may be performed by any one of a solvent coating method in which a solvent is applied to the curled surface of the polymer film and an annealing method in which the curled surface of the polymer film is wound outward and wound around a rotating shaft. A method for saponifying a polymer film, which is performed .
前記他方面の親水化として、請求項1〜3の何れか1に記載のポリマーフィルムの鹸化方法を使用することを特徴とする複合機能フィルムの製造方法。 A method for producing a composite functional film comprising forming a first functional layer on one side of a polymer film, then hydrophilizing the other side of the polymer film by saponification on one side, and then forming a second functional layer on the other side,
A method for producing a composite functional film, wherein the method for saponifying a polymer film according to any one of claims 1 to 3 is used for hydrophilizing the other surface.
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