(57)【要約】  低収縮ポリエステルフィルムの製造方法であって、フィルムが積層体で配置され、一斉に幅調整されて熱処理されかつ緩和される、製造方法。また、このような方法によって作製されるポリエステルフィルム。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
寸法的に安定なポリエステルフィルムの製造方法であって、
（ａ）複数の層パケットを含む処理アセンブリを用意するステップであって、各層パケットが、Ｔｇ及びＴｍを有する１つ以上の半結晶性ポリエステルを含みかつ第１及び第２の主面を有するポリエステルフィルムと、第１及び第２の主面を有する剥離層とを含み、前記剥離層の前記第１の主面が、前記ポリエステルフィルムの前記第２の主面に取り付けられ、前記層パケットは、上側層パケットの前記剥離層の前記第２の主面が下側層パケットの前記ポリエステルフィルムの前記第１の主面に分離可能に取り付けられるように積層体で配置される、ステップと、
（ｂ）前記ポリエステルフィルムが少なくともＴＯｒｉｅｎｔの温度に達するように前記処理アセンブリを加熱し、前記層パケットが少なくともＴＯｒｉｅｎｔの温度にある間に前記処理アセンブリを二軸延伸させることによって前記ポリエステルフィルムを二軸配向させて、配向アセンブリを得るステップであって、ＴＯｒｉｅｎｔが前記ポリエステルフィルムの前記Ｔｇよりも高い、ステップと、
（ｃ）ポリエステル成分の結晶化度を上昇させるように配向構成及び寸法を維持しながら、前記配向処理アセンブリを温度ＴＳｅｔに加熱することによって、前記ポリエステルフィルムをヒートセットして、ヒートセットアセンブリを得るステップであって、ＴＳｅｔがＴＯｒｉｅｎｔより高くかつＴｍより低い、ステップと、次いで、
（ｄ）ｘ及びｙ軸方向寸法において実質的に拘束されない状態で、温度ＴＲｅｌａｘに加熱することによって、ヒートセット処理アセンブリを熱緩和して、熱緩和アセンブリを得るステップであって、ＴＲｅｌａｘがＴＳｅｔより低くかつＴＯｒｉｅｎｔより高い、ステップとを含む、製造方法。
【請求項２】
前記処理アセンブリが、２〜２０個の層パケットを含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記処理アセンブリが、担体を含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記熱緩和アセンブリの各層パケットにおける各ポリエステルフィルムの平均厚さが、約１２７ミクロン（５ミル）以下である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
前記熱緩和アセンブリの各層パケットにおける各ポリエステルフィルムの平均厚さが、約７６ミクロン（３ミル）以下である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項６】
前記熱緩和アセンブリの各層パケットにおける各ポリエステルフィルムの平均厚さが、約５１ミクロン（２ミル）以下である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項７】
前記熱緩和アセンブリの各層パケットにおける各ポリエステルフィルムの平均厚さが、約２５ミクロン（１ミル）以下である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項８】
前記熱緩和アセンブリの各層パケットにおける各ポリエステルフィルムの平均厚さが、約１３ミクロン（０．５ミル）以下である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項９】
前記熱緩和アセンブリの各層パケットにおける前記ポリエステルフィルムの平均厚さが約５〜約７５ミクロン（０．２〜３．０ミル）である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記熱緩和アセンブリの各層パケットにおける前記ポリエステルフィルムの平均厚さが約７．５〜約５０ミクロン（０．３〜２．０ミル）である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記ポリエステルフィルムが、ジオールとジカルボン酸との縮合重合によって得られるポリマー材料を含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記ポリエステルフィルムが、以下の材料：ポリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリエチレン−ｐ−オキシベンゾエート、ポリ−１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート、及びポリエチレン−２，６−ナフタレートのうち１つ以上を含む、請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記ジオールが、エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記ジカルボン酸が、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記ポリエステルフィルムが、ポリエチレンナフタレート又はポリエチレンテレフタレートを含む、請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記剥離層の平均厚さが、約５〜約２５ミクロン（０．２〜１．０ミル）、好ましくは約７．５〜約１８ミクロン（０．３〜０．７ミル）である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記剥離層が、約２〜約４０ｇ／ｃｍ幅（５〜１００ｇ／ｉｎ幅）の前記ポリエステルフィルムへの結合強度をもたらす、請求項１に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記剥離層が、ポリオレフィン、スチレン／ゴムブロックコポリマー、エチレンαオレフィンコポリマー、オレフィンブロックコポリマー、及び１つ以上のそのような材料のブレンドからなる群から選択されるポリマー材料を含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項１９】
少なくともいくつかの剥離層が二重層である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項２０】
少なくともいくつかの層パケットは、前記剥離層が下側ポリエステルフィルムに対して呈するよりも、前記層パケット内の前記ポリエステルフィルムに対して強い接着を呈する剥離層を含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項２１】
前記ポリエステルフィルムを二軸配向させることが、同時二軸配向によって行われる、請求項１に記載の製造方法。
【請求項２２】
前記ポリエステルフィルムを二軸配向させることが、逐次的な配向ステップ：
（ｂ１）前記ポリエステルフィルムが少なくともＴＯｒｉｅｎｔ１の温度に達するように前記処理アセンブリを加熱し、次いで前記層パケットが少なくともＴＯｒｉｅｎｔ１の温度にある間に前記処理アセンブリを第１の軸方向に延伸させることによって、前記ポリエステルフィルムを前記第１の軸方向に配向させるステップであって、ＴＯｒｉｅｎｔ１が前記ポリエステルフィルムの前記Ｔｇよりも高い、ステップと、次いで
（ｂ２）前記ポリエステルフィルムが少なくともＴＯｒｉｅｎｔ２の温度に達するように前記処理アセンブリを加熱し、前記層パケットが少なくともＴＯｒｉｅｎｔ２の温度にある間に前記処理アセンブリを第２の軸方向に延伸させることによって、前記ポリエステルフィルムを前記第２の軸方向に配向させるステップであって、ＴＯｒｉｅｎｔ２が前記ポリエステルフィルムの前記Ｔｇよりも高い、ステップとを含み、
ＴＯｒｉｅｎｔ１及びＴＯｒｉｅｎｔ２が、同一であっても、又は異なってもよい、請求項１８に記載の製造方法。
【請求項２３】
前記ポリエステルフィルムを前記第１の軸方向に配向させることが、前記第１の軸方向に約３〜約５：１以上の比で、前記処理アセンブリを延伸させることを含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項２４】
前記ポリエステルフィルムを前記第２の軸方向に配向させることが、前記第２の軸方向に約３〜約５：１以上の比で、前記処理アセンブリを延伸させることを含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項２５】
前記第１の軸方向及び前記第２の軸方向が、実質的に垂直である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項２６】
前記熱緩和が、空気浮上型オーブン又は空気衝突を備えた熱缶内で行われる、請求項１に記載の製造方法。
【請求項２７】
ステップ（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）が、インラインで行われる、請求項１に記載の製造方法。
【請求項２８】
最大で約７６ミクロン（３．０ミル）の厚さを有するポリエステルフィルムであって、実質的に拘束されていない状態で、約１５０℃の温度に加熱されると、軸方向において１％未満の収縮率を呈する、ポリエステルフィルム。
【請求項２９】
最大で約５０ミクロン（２．０ミル）の厚さを有する、請求項２８に記載のポリエステルフィルム。
【請求項３０】
最大で約２５ミクロン（１ミル）以下の厚さを有する、請求項２８に記載のポリエステルフィルム。
【請求項３１】
最大で約１３ミクロン（０．５ミル）以下の厚さを有する、請求項２８に記載のポリエステルフィルム。
【請求項３２】
実質的に拘束されていない状態で、約１５０℃の温度に加熱されると、軸方向において０．５％未満の収縮率を呈する、請求項２８〜３１のいずれか一項に記載のポリエステルフィルム。
【請求項３３】
実質的に拘束されていない状態で、約１５０℃の温度に加熱されると、軸方向において０．２％未満の収縮率を呈する、請求項２８〜３１のいずれか一項に記載のポリエステルフィルム。
【請求項３４】
複数の分離可能な層パケットを含む熱緩和アセンブリであって、各層パケットが、Ｔｇ及びＴｍを有する１つ以上の半結晶性ポリエステルを含みかつ第１及び第２の主面を有するポリエステルフィルムと、第１及び第２の主面を有する剥離層とを含み、前記剥離層の前記第１の主面が、前記ポリエステルフィルムの前記第２の主面に取り付けられており、前記層パケットは、上側層パケットの前記剥離層の前記第２の主面が下側層パケットの前記ポリエステルフィルムの前記第１の主面に取り付けられるように積層体で配置されており、前記ポリエステルフィルムの平均厚さが、約１２７ミクロン（５ミル）以下であり、前記ポリエステルフィルムが軸方向において１５０℃で１％未満の収縮率を呈する、熱緩和アセンブリ。
【請求項３５】
前記ポリエステルフィルムの平均厚さが、約７６ミクロン（３ミル）以下である、請求項３４に記載の熱緩和アセンブリ。
【請求項３６】
前記ポリエステルフィルムの平均厚さが、約５１ミクロン（２ミル）以下である、請求項３４に記載の熱緩和アセンブリ。
【請求項３７】
前記ポリエステルフィルムの平均厚さが、約２５ミクロン（１ミル）以下である、請求項３４に記載の熱緩和アセンブリ。
【請求項３８】
前記ポリエステルフィルムの平均厚さが、約１３ミクロン（０．５ミル）以下である、請求項３４に記載の熱緩和アセンブリ。
【請求項３９】
前記ポリエステルフィルムの平均厚さが、約５〜約７５ミクロン（０．２〜３．０ミル）である、請求項３４に記載の熱緩和アセンブリ。
【請求項４０】
前記ポリエステルフィルムの平均厚さが、約７．５〜約５０ミクロン（０．３〜２．０ミル）である、請求項３４に記載の熱緩和アセンブリ。
【請求項４１】
実質的に拘束されていない状態で、約１５０℃の温度に加熱されると、前記ポリエステルフィルムが軸方向において０．５％未満の収縮率を呈する、請求項３４〜４０のいずれか一項に記載の熱緩和アセンブリ。
【請求項４２】
実質的に拘束されていない状態で、約１５０℃の温度に加熱されると、前記ポリエステルフィルムが軸方向において０．２％未満の収縮率を呈する、請求項３４〜４０のいずれか一項に記載の熱緩和アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寸法的に安定である配向ポリエステルフィルム（すなわち、高温に曝されるとこれらは低収縮性を呈する）、及びそのようなフィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステルフィルムは、典型的には、フィルムに所望の特性（例えば、熱誘起収縮を受け、引張強度を増加させ、衝撃強度を増加させるなどの傾向）を付与するように配向されている。配向は、典型的には、加熱及び延伸レジームを通して行われる。フィルムは、横方向若しくは縦方向のいずれかなどの単一の軸方向寸法に配向（すなわち、一軸配向）されても、又は横方向及び縦方向の両方などの、２つの典型的には垂直な軸方向寸法に配向（すなわち、二軸配向）されてもよい。
【０００３】
配向フィルムは、典型的には、実質的な加温を受けると収縮する傾向を呈する。熱緩和（すなわち、意図する使用温度を超える温度への加熱）で配向フィルムを処理して、熱誘起収縮を受ける傾向が望まれない用途のために残存する潜在的収縮傾向を低減させることが知られている。例示例が、ウェブが熱緩和中に空気衝突によって支持されながら、フィルムのウェブがそれを選択的に収縮させるように加熱される、寸法的に安定で、平坦なプラスチックフィルムを製造するための装置及びプロセスを開示する、米国特許第３，６３２，７２６号（Ｋｎｏｘら）、同第４，１６０，７９９号（Ｌｏｃｙら）、及び同第４，２７５，１０７号（Ｂａｒｔｋｕｓら）に開示されている。
【０００４】
多くの用途においては、比較的薄いポリエステルフィルムが望ましい。しかしながら、そのようなフィルムを熱緩和させることは、ウェブ横断方向のフィルムの座屈をもたらし、フィルムの所望の平坦な特性を損なうことが一般的に知られている。
【０００５】
高度に平坦かつ寸法的に安定である（例えば、高温に曝されると低収縮性を呈する）薄いキャリパ（例えば、約１２７ミクロン（５ミル）以下、好ましくは３ミル以下）のポリエステルフィルム、及びそのようなフィルムの製造方法の必要性がある。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、寸法的に安定であるポリエステルフィルム（すなわち、高温でこれらは低収縮性を呈する）を提供する。本発明はまた、そのようなフィルムの製造方法を提供する。本発明の新規方法は、薄い厚さ、高温での寸法安定性、及び高度な平坦性の、今までにない驚くべき組み合わせを呈するポリエステルフィルムを製造するために使用することができる。
【０００７】
本発明のポリエステルフィルムは、高温に曝されたときに、非常に低い収縮性と高い平坦性とを伴って、比較的薄い厚さを呈することができる。例えば、本発明のフィルムは、高温（例えば、１５０℃）で縦方向（すなわち、ウェブの長手方向軸に平行）と横又は横断方向（すなわち、ウェブの長手方向軸に垂直）の両方に１％未満の収縮率を呈しながら、約１２７ミクロン（５ミル）又は更にそれよりも薄いものであってもよい。本発明は、そのようなポリエステルフィルムを単一フィルムとして、及びそれから単一のフィルムが分離され得る複数のそのようなフィルムを含むアセンブリで提供する。
【０００８】
簡単に要約すると、本発明の方法は、本明細書では処理アセンブリと称される多層積層体にポリエステルフィルムを組み立て、次いでフィルムの二軸配向、ヒートセット、及び熱緩和を一斉に行うことを含む。熱緩和の後、個々のフィルム（これまでに達成できなかった薄い厚さ、高温寸法安定性、及び高い平坦性の組み合わせを提示する）を処理アセンブリから分離し、所望の用途で使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明について、図面を参照して更に説明する。
【図１】本発明の例示的な方法のブロック図である。
【図２】本発明の処理アセンブリの例示的な実施形態の一部分の斜視図である。
【図３】本発明の処理アセンブリの別の例示的な実施形態の断面図である。
【図４】横断方向の張力に曝されている装置の一部に係合した処理アセンブリの別の例示的な実施形態の断面概略図である。
【００１０】
これらの図は正確な縮尺では描かれておらず、単に例示となることを意図しており、限定することは意図していない。以下の参照番号が、図面で使用される。
【表１】
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【００１１】
要点及び用語解説
以下に定義する用語については、異なる定義が特許請求の範囲又は本明細書中の他の箇所で与えられない限り、これらの定義が適用されるものとする。
【００１２】
用語「ポリマー」は、ポリマー、コポリマー（例えば、２つ以上の異なるモノマーを使用して形成されるポリマー）、オリゴマー及びこれらの組み合わせ、並びに、例えば、共押出又はエステル交換などの反応によって混和性ブレンド中に形成され得るポリマー、オリゴマー、又はコポリマーを含むと理解される。特に断わらない限り、ブロックコポリマー及びランダムコポリマーの両方が含まれる。
【００１３】
別段の指示がない限り、本明細書及び特許請求の範囲において先に使用した分子量や反応条件などの成分の量や特性を表す全ての数値は、いかなる場合においても「約」という語で修飾されているものと解されるべきである。したがって、別段の指示がない限り、上記の本明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、本発明の教示を利用して当業者が得ようとする所望の特性に応じて変動し得る近似値である。最低限でも、各数値パラメータは、少なくとも、報告される有効桁の数を踏まえて、通常の四捨五入法を適用することによって、解釈されるべきであるが、このことは特許請求の範囲への均等論の適用を制限するものではない。本発明の広い範囲を記載する数値範囲及びパラメータは近似値であるが、具体例に記載されている数値は、可能な限り正確に報告されている。しかしながら、どの数値も、それぞれの試験測定値に見られる標準偏差から必然的に生じる一定の誤差を本質的に含んでいる。
【００１４】
端点による数値範囲の列挙には、その範囲内に包括される全ての数が含まれる（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５を含む）。本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用する場合、単数形の「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、その内容がそうでないことを明確に示さない限りは、複数の指示対象を含む。本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用する場合、用語「又は」は、内容から別の判断が明らかでない限り、「及び／又は」を含む意味で概して用いられる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の方法の例示的な実施形態の概略図であり、本方法は、
（ａ）２つ以上のポリエステルフィルムを含む処理アセンブリを用意するステップ１００と、
（ｂ）処理アセンブリを二軸配向させるステップ２００と、次いで、
（ｃ）処理アセンブリをヒートセットさせるステップ３００と、次いで、
（ｄ）処置アセンブリを熱緩和させるステップ４００と、
（ｅ）任意に、個々のポリエステル層を処理アセンブリから分離するステップ５００とを含む。
【００１６】
本発明の方法は、多数の異なる温度及び寸法張力、又は応力条件で、ポリエステルフィルムを逐次的に処理することを必然的に伴う。温度条件は、本明細書において以下のように称される。
【表２】
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【００１７】
図１に示されるものなどの本発明の方法の対象温度は、互いに対して以下の通りの関係にある。
Ｔｇ＜ＴＯｒｉｅｎｔ＜ＴＵｓｅ＜ＴＳｔａｂｌｅ＜ＴＲｅｌａｘ＜ＴＳｅｔ＜Ｔｍ
本明細書に言及されるこれらの温度は、対象処理操作中にポリエステル層がもたらされる温度であり、示された関係を有する特定の温度又は温度の範囲であり得ることが理解されよう。これらの温度間の適切かつ好ましい関係を決定する原理は、ポリエステルフィルムの単一層のウェブの従来の配向及び寸法安定化のための動作温度の選択を通知することと同じである。
【００１８】
理解されるように、本発明の方法において使用される対象温度は、一部には、使用されるポリエステルフィルムの性質、ポリエステルフィルムが使用される意図する用途の最高温度（すなわち、ＴＵｓｅ）、及びポリエステルフィルムが熱誘起収縮性を呈し始めるにつれて寸法安定性（すなわち、低収縮性）が失われる最小温度（すなわち、ＴＳｔａｂｌｅ）によって決定される。典型的には、意図する用途及び使用の温度（ＴＵｓｅ）は、約８５℃〜約２００℃の範囲となるであろう。寸法安定性が望ましい場合、ポリエステルフィルムは、少なくとも使用温度に等しい温度で（すなわち、ＴＳｔａｂｌｅ＝ＴＵｓｅを有する）、寸法的に安定であるべきである。多くの場合、ポリエステルフィルムが、使用温度より幾分高い温度で寸法的に安定である（すなわち、ＴＳｔａｂｌｅ＞ＴＵｓｅを有する）ことが好ましい。典型的な実施形態では、ＴＯｒｉｅｎｔはＴＵｓｅよりも１℃〜１００℃低い。
【００１９】
好ましくは、本方法は、熱緩和中のポリエステルフィルムの温度（すなわち、ＴＲｅｌａｘ）が、意図する使用温度（ＴＵｓｅ）よりも約２５〜約３５℃高くなるように行われる。理解されるように、熱緩和の間に使用される温度が、得られたフィルムが使用される実際の温度に近すぎると、フィルムは、使用中に所望の寸法安定性を示さない場合がある。好ましくは、緩和中のポリエステルフィルムの温度（ＴＲｅｌａｘ）は、ヒートセット（ＴＳｅｔ）中のポリエステルフィルムの温度よりも約４０℃〜約１００℃低い。
【００２０】
本発明の処理アセンブリの例示的な実施形態の一部が図２に示されており、ここでは、処理アセンブリ１０は、分離可能な層パケット１２ａ〜１２ｄの積層体１１を含む。各層パケットは、第１及び第２の主面１６、１８を有するポリエステルフィルム１４と、第１及び第２の主面２２、２４を有する剥離層２０とを含み、剥離層２０の第１の主面２２が、ポリエステルフィルム１４の第２の主表面１８に剥離可能に取り付けられている。
【００２１】
この説明において、本発明は、３つの互いに垂直なｘ、ｙ、及びｚの次元軸を参照して本明細書で記述されており、これらの軸は、配向を提供するために、各図面で示されている。図２に示すように、ｘ軸は、処理アセンブリの左右の軸を指す。本寸法は、当該技術分野において、幅、横断方向（すなわち、ＣＤ）、又は横方向（すなわち、ＴＤ）と称されることがある。ｙ軸は、処理アセンブリの長手方向軸（例えば、長さ又は縦方向（すなわち、ＭＤ）と称されることもある）を指す。ｚ軸は、複数の層パケットを通る処理アセンブリの寸法（積層体の高さと称されることもある）を指す。ロール形態に巻かれると、ウェブはそのｙ軸で湾曲する。
【００２２】
図２に示す実施形態では、処理アセンブリ１０は、任意の担体２６も含む。いくつかの実施形態では、担体は使用されず、処理アセンブリは、本質的に複数の層パケットの積層体からなる。
【００２３】
図３は、本発明の処理アセンブリの別の実施形態の斜視図であり、ここで、処理アセンブリ３０は、層パケット３６ａ、３６ｂの第１の積層体３４を備えた、互いに反対側にある側面３１、３３を有する任意の担体３２を含み、各層パケットは、剥離可能に取り付けられた、第１及び第２の主面を有するポリエステルフィルムと、第１及び第２の主面を有する剥離層とを含み、剥離層の第１の主面は、ポリエステルフィルムの第２の主面に側面３１上で剥離可能に取り付けられている。加えて、処理アセンブリ３０は、担体３２の第２の側面３３上に第２の積層体３８を含む。
【００２４】
処理アセンブリの用意
本発明の方法において、ポリエステルフィルムは、そこから単一のポリエステルフィルムを分離することができる処理アセンブリとして本明細書で称されるバンドルで取り扱われ、かつ処理される（すなわち、配向され、ヒートセットされ、及び熱緩和される）。このような方法で薄いポリエステルフィルムを操作することが、これまで可能であったよりも薄い厚さの、配向され、寸法的に安定なフィルムの製造が可能になることが判明した。本明細書で使用される処理アセンブリは、典型的には、連続ウェブ形式による方法で達成可能な処理効率及び能力のための連続ウェブ形式において製造される。「ウェブ」という用語は、連続した可撓ストリップ形態で製造又は加工される薄い材料を説明するために本明細書で使用される。
【００２５】
処理アセンブリは、互いに積層された複数の層パケットを含む。各層パケットは、第１及び第２の主面を有するポリエステルフィルムと、第１及び第２の主面を有する剥離層とを含み、剥離層の第１の主面がポリエステルフィルムの第２の主面に剥離可能に接合されている。層パケットは、上側層パケットの剥離層の第２の主面が、下側層パケットのポリエステルフィルムの第１の主面に分離可能に接合されるように、積層体で分離可能に結合されている。
【００２６】
典型的には、処理アセンブリ内で、積層体内の対応の層パケットのポリエステルフィルムは、同様の幅及び長さのサイズ（すなわち、これらがｘ軸及びｙ軸において同じ寸法を有する）であり、かつ互いに均一に積層されている（すなわち、ｚ軸で整列している）ことが好ましい。単一の処理アセンブリ内のポリエステルフィルムは、実質的に同様の厚さのものであっても、又は異なる厚さのものであってもよい。
【００２７】
処理アセンブリ内のポリエステルフィルムは、同じ組成であっても、又は異なる組成であってもよい。典型的には、処理アセンブリ内の様々なポリエステルフィルムが同様のＴｇを有することが好ましい。理解されるように、より高いＴｇを有するポリエステル層に対して、十分に高い温度範囲で、二軸配向、ヒートセット、及び熱緩和を行う必要がある。
【００２８】
ポリエステルフィルム
各層パケットは、配向され、ヒートセットされ、及び熱緩和されることが可能である半結晶性ポリエステルフィルムを含む。ポリエステルは、例えば、キャスト法、押出成形法などの既知の技術によって、第１及び第２の主面を有するフィルム形態に構成されている。
【００２９】
ポリエステルの選択は、一部には、意図する最終用途、及びそのために望まれる特性に応じる。ポリエステルフィルムを構成するポリエステルは、ジオールとジカルボン酸の縮合重合により得られるポリマーである。ジオールは、エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、それらの組み合わせに代表される。ジカルボン酸は、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、及びそれらの組み合わせに代表される。具体的には、ポリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリエチレン−ｐ−オキシベンゾエート、ポリ−１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート、及びポリエチレン−２，６−ナフタレートが、そのようなポリエステルとして例として挙げられる。これらのポリエステルは、ホモポリマー又はコポリマーのいずれであってもよい。コポリマー構造単位は、例えば、ジエチレングリコール、ネオペンタールグリコール、及びポリアルキレングリコールなどのジオール単位、又はアジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、及び２，６−ナフタレンジカルボン酸などのジカルボン酸単位を含むことができる。
【００３０】
機械的強度、耐熱性、耐薬品性、及び耐久性などの考慮から、ポリエチレンテレフタレート（「ＰＥＴ」と呼ばれることもある）及びポリエチレン−２，６−ナフタレート（「ＰＥＮ」と呼ばれることもある）が、しばしば多くの用途に好ましい。これら２つの中では、ポリエチレンテレフタレートは、その低コストのために、多くの場合より好ましい。
【００３１】
ポリエステルは単独でポリエステル層に用いてもよいし、又は別のポリエステルとのコポリマーとして用いてもよいし、若しくは２種類以上のポリエステルの混合物で用いてもよい。典型的には、機械的特性及び耐熱性の観点から、これは、単独で使用することが好ましい。存在する場合、コポリマー又は混合物中の他の成分（複数可）は、繰り返し構造単位のモル数に基づいて、好ましくは１０モル％以下、より好ましくは５モル％以下である。共重合成分としては、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、及びポリアルキレングリコールなどのジオール成分、及び／又は、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、及び５−ナトリウムスルホイソフタル酸などのジカルボン酸成分が含まれ得る。
【００３２】
典型的には、ポリエステルフィルムは、Ｔｇ及びＴｍを有する１つ以上のポリエステルを含み、ここで、Ｔｇは、所望のＴＵｓｅ未満であり、Ｔｍは、本明細書に記載されているようなＴＯｒｉｅｎｔでの軸配向、ＴＳｅｔでのヒートセット、及びＴＲｅｌａｘでの熱緩和を行うことができるように十分に高く、ここでは、
ＴＯｒｉｅｎｔ＜ＴＲｅｌａｘ＜ＴＳｅｔ＜Ｔｍである。
【００３３】
図２に示した実施形態では、処理アセンブリは、４つの分離可能な層パケット１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを含む。典型的な実施形態では、処理アセンブリは、２〜２０個の分離可能な層パケットを含む。より多くの層パケットを含む処理アセンブリは、本発明に従って使用することができ、理解されるように、処理アセンブリ内の層パケットの数を増加させることは、処理アセンブリを配向させ、搬送し、かつ取り扱うために必要な機械力を増加させ、並びにそれに相応して、本発明の方法の漸進的ステップを通して処理アセンブリの温度を上昇させるために必要な時間及び加熱強度の要求に影響を及ぼす傾向がある。
【００３４】
典型的には、各フィルムは平坦であり、かつ実質的に均一な厚さ（すなわち、その全体の幅、すなわち左右に（すなわち、ｘ軸）に、及び長さ、すなわち端から端まで（すなわち、ｙ軸）にわたって、そのｚ軸が実質的に均一な寸法）であることが好ましい。
【００３５】
当該技術分野において既知のように、ポリエステルフィルムは、実質的には、二軸配向中に適用される延伸比に従って薄くなるであろう。したがって、処理アセンブリが形成されるときのポリエステルフィルムの初期の厚さは、もっぱら、得られた二軸配向され、ヒートセットされ、熱緩和されたポリエステルフィルムの所望の厚さに応じて選択される。使用される延伸比に応じて、初期厚さは、多くの場合、最終的な厚さの約１０〜約２０倍である。
【００３６】
本発明の利点は、本明細書に記載される処理アセンブリ内でポリエステルフィルムを加工することにより、高温で驚くべき寸法安定性を呈する、得られたポリエステルフィルムが、これまで不可能であった驚くほど薄い厚さで製造され得ることを含む。
【００３７】
剥離層
剥離層は、本発明の方法のステップ全体を通して、処理アセンブリ内の隣接するポリエステル層への所望の接着性を提供すべきである。いくつかの実施形態では、剥離層は、約２〜約４０ｇ／ｃｍ幅（５〜１００ｇ／ｉｎ幅）のポリエステルフィルムへの結合強度を提供する。
【００３８】
剥離層は、プロセス条件（すなわち、高温、延伸、巻き取りなど）全体を通して、ポリエステルと適合性があるべきである（すなわち、ポリエステルと望ましくない方法で反応しない、ポリエステルを着色しない、又は劣化させない）。剥離層は、ヒートセット及び熱緩和中に弾性的に回復する傾向が実質的に無く、延伸すること、好ましくは軸配向中に滑らかに降伏することができるべきである。
【００３９】
剥離層は、本発明の方法で使用した後に、特に配向（剥離層の厚さのいくらかの薄化又は局部絞りを与えると思われる）、ヒートセット、及び熱緩和の後に、剥離層は、それをポリエステル層から効果的に分離させてポリエステル層を所望通りに使用できるようにするために十分な本体を呈するようになるべきである。好ましくは、剥離層及びポリエステルフィルムは、ポリエステルフィルムの表面からの剥離層の除去の際に、ポリエステルフィルム上に残渣が残らず、ポリエステルフィルムの表面に望ましくない劣化が付与されないように適合される。
【００４０】
典型的には、ポリエステルフィルムの配向後の剥離層の所望の平均厚さは、約２〜約２５ミクロン（０．１〜１．０ミル）、好ましくは約７．５〜約１８ミクロン（０．３〜０．７ミル）である。使用される延伸比に応じて、初期厚さは、多くの場合、最終的な厚さの約１０〜約２０倍である。典型的には、各剥離層は、左右の（すなわち、ｘ軸）及び端から端まで（すなわち、ｙ軸）の実質的に均一な厚さを有する。
【００４１】
当業者は、好適な剥離層を容易に選択することができる。例示的な例には、ポリオレフィン（例えば、ポリメチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンとのコポリマーなど）、スチレン／ゴムブロックコポリマー（例えば、スチレン及びポリスチレンと、ポリブタジエン、ポリイソプレン、又は水素化された等価物とのブロックコポリマー）、エチレンアルファオレフィンコポリマー、オレフィンブロックコポリマー、及び１つ以上のそのような材料のブレンドからなる群から選択されるポリマー材料が挙げられる。米国特許出願公開第２０１４／００６５３９７号（Ｊｏｈｎｓｏｎら）に「中間層（Ｃ）」として記載されている層が、本発明の処理アセンブリにおける剥離層としての使用に適している。
【００４２】
剥離層は、単層であっても、又は多層であってもよい。例えば、剥離層は、所望の特性を改善するように、異なる組成を有する二重層形態で作製されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、多層剥離層内の層のうちの１つは、ポリエステル層からの分離がより容易に達成されるように、剥離層に増大した本体及び強度を付与するように組み立てられる。いくつかの実施形態では、二重層剥離層内の層のうちの１つは、二重層剥離層内の他の層によってもたらされる接着レベルよりも、処理アセンブリ内の隣接するポリエステルフィルムに比較的高い接着性を付与するように組み立てられる。例えば、図２を参照すると、剥離層２０は、上側ポリエステル層１４の第２の主面１８に剥離可能に接合された上層１９と、下側ポリエステル層１４の第１の主面１６に剥離可能に接合された下層２１とを含む二重層構成である。
【００４３】
アセンブリ
交互に選択されたポリエステルフィルム及び剥離層が配置され、積層体に構成されて処理アセンブリを形成する。構成フィルム及び層を形成し、それらを所望の多層積層体に配置かつ構成するための適切な方法及び技術は、当業者に周知であろう。例示的な例には、共押出、予め形成されたフィルム及び層（例えば、キャスト、押出し層など）のラミネート加工が挙げられる。共押出法が典型的には好ましく、特に、比較的薄いポリエステルフィルム及び剥離層を利用する本発明の実施形態には好ましいであろう。
【００４４】
処理アセンブリ内のポリエステルフィルムは、同じ組成であっても、又は異なる組成であってもよい。処理アセンブリ内のポリエステルフィルムは、同じ厚さを有しても、又は異なる厚さを有してもよい（すなわち、ｚ軸寸法）。
【００４５】
処理アセンブリ内の剥離層は、同じ組成であっても、又は異なる組成であってもよい。処理アセンブリ内の剥離層は、同じ厚さを有しても、又は異なる厚さを有してもよい（すなわち、ｚ軸寸法）。
【００４６】
積層体は少なくとも約５０ミクロン（２ミル）の厚さ（すなわち、ｚ軸寸法）であることが典型的には好ましい。より薄い寸法では、熱緩和中にポリエステル層が波形を形成する傾向が高くなる。より厚い処理アセンブリは、本発明に従って使用することができるが、理解されるように、より厚い処理アセンブリの使用は、処理アセンブリを配向し、搬送し、かつ取り扱うために必要な機械力を増加させ、並びにそれに相応して、本発明の方法の漸進的ステップを通して処理アセンブリの温度を上昇させるために必要な時間及び加熱強度の要求に影響を及ぼす傾向がある。したがって、処理アセンブリを製造することができる層パケットの数、又はその中のポリエステル層の厚さに対する技術上の上限は本質的にないが、本発明の方法に従って処理アセンブリを配向し、搬送し、取り扱うために必要な加工の要求によって実際的な制限が課されることがある。
【００４７】
いくつかの実施形態では、図２に示すように、処理アセンブリ１０は、積層体１１がその上に支持される任意の担体２６を更に含む。担体は、本発明の方法が行われる際の処理アセンブリの取り扱いを容易にする。
【００４８】
軸配向
図１に示すように、処理アセンブリ（その構成ポリエステルフィルムを含む）は、ステーション２００内で二軸配向される。
【００４９】
ポリエステルフィルムを二軸配向させるための周知の方法及び装置が、本発明の方法に使用されてもよい。典型的には、二軸配向は、同時に（すなわち、同時にｘ軸とｙ軸の両方に延伸する）又は逐次的に（すなわち、最初にｘ軸又はｙ軸のうちの一方に延伸し、次にもう一方の軸に延伸する）のいずれかで行われる。構成ポリエステル層の所望の配向、ヒートセット、及び熱緩和を行うために、本発明の処理アセンブリを処理するために使用することができる装置の例示的な例は、米国特許第２，７７９，６８４号（Ａｌｌｅｓ）、同第２，８２３，４２１号（Ｓｃａｒｌｅｔｔ）、同第４，２６１，９４４号（Ｈｕｆｎａｇｅｌら）及び同第５，８８５，５０１号に開示されており、これらの各々は、参照によりその全体が組み込まれる。本発明では、単一のポリエステルフィルムは、従来の方式で配向され、ヒートセットされ、かつ熱緩和されるが、使用される装置は、２つ以上のポリエステル層、並びに剥離層及び使用される場合は任意の担体を含む、本明細書に記載される処理アセンブリを取り扱うことができなければならない。
【００５０】
例示的な構成が図４に示されており、ここで、処理アセンブリ４０は、担体４２と、クリップ４８、５０によって保持された剥離層４４ａとポリエステル４４ｂとの第１の層パケットと、剥離層４６ａとポリエステル４６ｂとの第２の層パケットとを含む。同時配向を使用する方法の間には、アセンブリ４０は、一連のクリップ４８、５０に係合され、横方向及び縦方向の張力及び延伸の両方を付与するであろう。逐次的な配向を使用する方法の間には、アセンブリ４０は、横方向の配向段階中に一連のクリップ４８、５０に係合され、一方、縦方向の配向段階中には、典型的には、クリップ４８、５０が剥離され、縦方向の張力、及び延伸がローラによって付与されるであろう。
【００５１】
ポリエステルフィルムの二軸配向は、ポリエステルフィルムがＴＯｒｉｅｎｔの温度に達するように処理アセンブリを加熱し（ここで、ＴＯｒｉｅｎｔはポリエステルフィルムのＴｇよりも高い）、ポリエステル層が少なくともＴＯｒｉｅｎｔの温度にある間に処理アセンブリを二軸延伸することによって行われる。ウェブの破損を回避し、ポリエステル層全体を通してより滑らかでより均一な延伸を得るためには、典型的には、ＴＯｒｉｅｎｔはＴｇよりも少なくとも５℃以上高い。典型的には、ＴＯｒｉｅｎｔはＴｇよりも１０℃以上高くはない。
【００５２】
ポリエステル層を延伸するために必要な力は比較的高い温度で低下する傾向があるが、典型的には、できるだけ低い温度の下で軸配向を行うことが好ましい。そのような条件下での配向はより多くの力を必要とするとはいえ、ポリエステルフィルムは配向中により高い結晶性及び応力硬化を達成する。
【００５３】
逐次的に二軸配向が行われる場合、第１の軸方向（例えば、横方向又は縦方向のうちの一方）の配向中に第１の配向温度（すなわち、ＴＯｒｉｅｎｔ１）になるように、かつ第２の軸配向（例えば、横方向又は縦方向のうちの他方）の配向中に第２の配向温度（すなわち、ＴＯｒｉｅｎｔ２）になるようにフィルムを加熱することができ、ここでは、ＴＯｒｉｅｎｔ１及びＴＯｒｉｅｎｔ２は、同一であっても、又は異なってもよく、それぞれフィルムのＴｇより高く、かつ使用されるＴＳｅｔよりも低い。
【００５４】
延伸比は、一部には、ポリエステルフィルムの意図する最終用途及び所望の特性によって決定されるであろう。典型的には、延伸比は、横方向（すなわち、ｘ軸）及び長手方向（すなわち、ｙ軸）のそれぞれにおいて約３：１〜５：１であるが、所望であればより高い比が使用されてもよい。
【００５５】
軸配向を行うために必要な時間の長さは、一部には、配向装置内の温度、配向装置の遂行能力、及び処理アセンブリのサイズ及び容積に応じるであろう。より多くの層パケットを含む処理アセンブリ、又はより厚いポリエステルフィルム若しくはより厚い剥離層を含む層パケットは、比較的少ない数の層パケット又はより薄いポリエステルフィルム並びにより薄い剥離層を含む層パケットを含む処理アセンブリよりも、所望の配向温度に温めるためにより長い、又はより強烈な加熱を必要とする傾向が高いであろう。
【００５６】
二軸配向の後であるがヒートセット前のその形態にある処理アセンブリは、本明細書では「配向アセンブリ」と称される。二軸配向の後に、ポリエステルフィルムが二軸配向され（そして、剥離層がここで延伸される）複数の層パケットを含む配向アセンブリは、次いでヒートセットのステップに渡される。
【００５７】
ヒートセット
ヒートセットは、典型的には、二軸配向の後に直接行われ、好ましくはインラインで行われる。
【００５８】
配向されたポリエステルフィルムのヒートセットは、ｘ軸及びｙ軸の寸法の変化を阻止しながらポリエステル成分の結晶化度を上昇させるように、所望の寸法を維持する（すなわち、配向アセンブリは、ｘ軸及びｙ軸の寸法を維持するように、図４に示されるように、縦に、横断ウェブ張力が保持される）間に、ポリエステルフィルムが温度ＴＳｅｔに達するように、配向されたアセンブリを加熱する（例えばオーブン内で）ことにより行われ、ここで、ＴＳｅｔは、（１）同時二軸配向の場合にはＴＯｒｉｅｎｔより高いか、又は逐次的二軸配向の場合にはＴＯｒｉｅｎｔ１及びＴＯｒｉｅｎｔ２の両方よりも高く、また（２）Ｔｍより低い（例えば、典型的には、約２０℃〜約６０℃低いことが好ましい）。
【００５９】
ヒートセットを行うために必要な時間の長さは、一部には、オーブンの温度、処理アセンブリのサイズ及び容積に応じるであろう。より多くの層パケットを含む処理アセンブリ、又はより厚いポリエステルフィルム若しくはより厚い剥離層を含む層パケットは、比較的少ない数の層パケット又はより薄いポリエステルフィルム若しくはより薄い剥離層を含む層パケットを含む処理アセンブリよりも、所望の温度（すなわち、ＴＳｅｔ）に温めるためにより長い又はより強烈な加熱を必要とする傾向が高いであろう。典型的には、対象ポリエステルフィルムは、所望の温度（ＴＳｅｔ）に達した後に少なくとも５秒以上の滞留時間を有することが好ましい。
【００６０】
ヒートセットの後であるが熱緩和前のその形態にある処理アセンブリは、本明細書では「ヒートセットアセンブリ」と称されることがある。ヒートセット後、ここで複数の二軸配向されたヒートセットポリエステルフィルムを含むヒートセットアセンブリは、次いで、熱緩和のステップに渡される。
【００６１】
熱緩和
熱緩和は、ヒートセット後に直接（例えば、インライン方式で）行われてもよく、又はヒートセットアセンブリを保管し、その後、必要に応じて、別の時間、別の場所、若しくはその両方で熱緩和されてもよい。
【００６２】
処理アセンブリの加熱緩和は、ｘ軸及びｙ軸方向の寸法において実質的に非拘束である状態で、ポリエステルフィルムが温度ＴＲｅｌａｘに達するようにヒートセットアセンブリを加熱することによって行われ、ここで、ＴＲｅｌａｘはＴＳｅｔよりも低く、かつＴＯｒｉｅｎｔよりも高い。熱緩和中に、処理アセンブリは、典型的には、約１．４メガパスカル（２００ｐｓｉ）以下、好ましくは約０．７メガパスカル（１００ｐｓｉ）以下、より好ましくは約０．３メガパスカル（５０ｐｓｉ）以下の縦方向張力を受ける。典型的には、処理アセンブリは、配向及びヒートセット中に横方向の張力を加えるために使用されたクリップ又は他の手段が解放された状態で、熱緩和中に横方向に拘束されない。
【００６３】
ＴＲｅｌａｘは、典型的には、意図する使用温度（Ｔｕ）より約２５〜約３５℃高い。
【００６４】
熱緩和ステップを行うために必要な時間の長さは、一部には、オーブンの温度、処理アセンブリのサイズ及び容積に応じるであろう。より多くの層パケットを含む処理アセンブリ、又はより厚いポリエステルフィルム若しくはより厚い剥離層を含む層パケットは、比較的少ない数の層パケット又はより薄いポリエステルフィルム若しくはより薄い剥離層を含む層パケットを含む処理アセンブリよりも、所望の温度（すなわち、ＴＲｅｌａｘ）に温めるためにより長い又はより強烈な加熱を必要とする傾向が高いであろう。
【００６５】
当業者であれば、処理アセンブリ内のポリエステル層の熱緩和を行うために好適な装置を選択することができるであろう。例示的な例には、空気浮上型オーブン、空気クッション装置を備えた熱缶などが挙げられる。必要に応じて、熱緩和は、処理アセンブリが加熱デバイスと直接接触する従来の熱缶で実施されてもよいが、そのような方法は、少なくとも直接接触している処理アセンブリの部材の擦傷又は変形をもたらす可能性が高いであろう。
【００６６】
緩和が起こった後（例えば、アセンブリをＴＲｅｌａｘにある時間保持することによって（例えば、実質的に拘束されていない状態で））、処理アセンブリは冷却され、典型的には、更なる加工及び使用の前にロール形態に巻かれる。
【００６７】
熱緩和の後であるが、個々のポリエステル層がそこから分離される前のその形態にある処理アセンブリは、本明細書では「熱緩和アセンブリ」と称されることがある。緩和ステップの後、ここで複数の二軸配向され、ヒートセットされ、熱緩和されたポリエステルフィルム及び交互配置された延伸剥離層を含む熱緩和アセンブリは、次いで、所望の用途、別の場所への出荷、使用のための他の当事者への移動などにおいて、個々の寸法的に安定なポリエステル層の分離及び使用などの更なる使用のために先に渡される。
【００６８】
分離
個々のポリエステル層は、冷却後に直接熱緩和されたアセンブリから分離されてもよく、又は別の時間、別の場所、若しくはその両方で分離が行われてもよい。
【００６９】
層パケットの構成剥離層及びポリエステルフィルムは、配向、ヒートセット、及び熱緩和の後に、それらが分離可能であるように選択され、すなわち、それらは連続シート形態で連続的に剥離され、単一のポリエステルフィルムを得ることができる。
【００７０】
必要に応じて、（１）複数のポリエステルフィルム及び剥離層を含む１つ以上のより狭いウェブを形成するためにｙ軸で細分又は切り込むか、あるいは２）ｘ軸で切断して複数のポリエステルフィルム及び剥離層を含むより短い１つ以上のより短いウェブ又は積層体を形成するか、あるいは（３）そのような方法で細分及び切断することの両方によってなど、個々のポリエステル層の分離の前に、熱緩和アセンブリを変換することができる。
【００７１】
得られた製品の使用
本発明のフィルムは、特にこれまで達成できなかった低キャリパで、驚くべき寸法安定性を呈する。例えば、本発明の方法は、１５０℃で、横方向及び縦方向の両方で、約１％未満、好ましくは約０．５％未満、及び場合によっては約０．２％未満の収縮率を呈するポリエステルフィルムを製造するために使用することができる。本発明は、いくつかの実施形態では、約１２７ミクロン（５ミル）以下の平均厚さ、他の実施形態では、約７６ミクロン（３ミル）以下の平均厚さ、他の実施形態では、約５１ミクロン（２ミル）以下の平均厚さ、他の実施形態では、約２５ミクロン（１ミル）以下の平均厚さ、及びいくつかの実施形態では約１３ミクロン（０．５ミル）以下の平均厚さを有する、そのような高い寸法安定性を呈するポリエステルフィルムを提供する。
【００７２】
以上、添付図面を参照して本発明をその好ましい実施形態と関連付けて充分に説明したが、様々な変更及び改変が当業者に明らかである点に留意されたい。かかる変更及び改変は、添付された特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲から逸脱しない限り、本発明の範囲に含まれるものと理解すべきである。本明細書に引用される全ての特許、特許書類、及び刊行物の全ての開示内容が、参照により組み込まれる。上記の詳細な説明及び実施例は、理解しやすいように示したものにすぎない。したがってこれらによって不要な限定がなされることはないことは理解されたい。本発明は図示及び記載された細部そのものに限定されず、当業者に明白な変形形態は、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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