JP7180114B2 - 熱収縮性ポリエステル系フィルムロール - Google Patents

Description

本発明は、熱収縮性ポリエステル系フィルムロールに関するものであり、詳しくはフィルム製膜後に長期保管した後も、シワなどが発生せず、印刷や製袋などの加工工程において不具合が生じず、飲料ボトル用のラベルや、弁当のバンディング包装用途などに好適に使用される熱収縮性ポリエステル系フィルロールに関するものである。

近年、ガラス瓶やＰＥＴボトル等の保護と商品の表示を兼ねたラベル包装、キャップシール、集積包装等の用途に、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂等からなる延伸フィルム（所謂、熱収縮性フィルム）が広範に使用されるようになってきている。そのような熱収縮性フィルムの内、ポリ塩化ビニル系フィルムは、耐熱性が低い上に、焼却時に塩化水素ガスを発生したり、ダイオキシンの原因となる等の問題がある。また、ポリスチレン系フィルムは、耐溶剤性に劣り、印刷の際に特殊な組成のインキを使用しなければならない上、高温で焼却する必要があり、焼却時に異臭を伴って多量の黒煙が発生するという問題がある。それゆえ、耐熱性が高く、焼却が容易であり、耐溶剤性に優れたポリエステル系の熱収縮性フィルムが、収縮ラベルとして広汎に利用されるようになってきており、ＰＥＴ容器の流通量の増大に伴って、使用量が増加している傾向にある。

通常の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、幅方向に大きく収縮するものが広く利用されている。前記フィルムはテンター延伸法等によって延伸され、延伸されたフィルムを巻取り広幅のマスターロールを作製し、その後マスターロールを任意の幅でスリットしながら任意の巻長のロール状に巻取りフィルムロール製品とする。そのフィルムに意匠性を持たせたり、商品の表示の目的で、ロール形態で印刷工程に掛けられる。印刷後は、必要な幅に再度スリットしロール状に巻き取られた後、溶剤接着によるセンターシール工程を経てチューブ状に製袋され、ロール状に巻き取られる（すなわちラベルのロールになる）。

チューブ状に製袋され巻き取られたラベルは、ロールから巻き出しながら必要な長さにカットされ、環状のラベルになる。環状ラベルは手かぶせ等の方法で、被包装物に装着され、スチームトンネルもしくは熱風トンネル等を通過して収縮させて被包装物に被覆されたラベルとなる。

上記のフィルムは、製膜してロール状に巻き取られた後、すぐさま印刷工程に掛けられるわけではなく、通常常温で保管や運搬の取扱いをされるが、場合によっては半年以上の長期間を経て印刷工程に掛けられることもある。この保管期間中や運搬中に、ロール表層と巻芯にシワが発生したり、フィルムの巻ズレが発生したりするなど、ロールの形状が変化することがある。フィルムロールにシワが発生した場合、印刷の工程において印刷抜けや、ピッチズレ、印刷後の巻取り時にもシワ発生して外観不良なり、製品として使用できなくなる。熱収縮性ポリエステル系フィルムは、常温下で自然収縮を発生するので上記の悪さが他のフィルムよりも特に顕著となる。

例えば、特許文献1においては、熱収縮性ポリエステル系フィルムロールが保管中に、自然収縮した場合においてもフィルムの湾曲やフィルムロールの巻きズレを起こしにくく、印刷時のピッチズレが発生しにくいフィルロールが記載されている。しかし、本発明者らが文献１の方法で実施すると、巻芯から表層にかけて硬さを低下させていくために、ロール表層ではフィルムとフィルムの間に空気層が形成されやすくなり、長期間保管すると、その空気が抜けることによりロール表層にシワが発生しやすくなり、またロール端面においてはスポーキングシワ（花模様や車輪のスポーク状のシワ）が発生しやすくなった。この現象はフィルムロール巻長が大きくなるほど顕著となった。

特許第５８７２５９５号公報

本発明の目的は、フィルムを製膜後ロール状に巻き取ったフィルムロールを長期にわたって保管しても、経時によるフィルムロールの表層のシワ、巻芯のシワ、及び端面のシワが発生しにくく、印刷加工時に不良を起こしにくい熱収縮性ポリエステル系フィルロールを提供することである。

本発明者らが鋭意検討した結果、熱収縮性ポリエステル系フィルムを、マスターロールから任意の幅にスリットして製品ロールとするスリット工程において、スリット後の巻取り張力と、コンタクトロールの接圧を制御することにより、ロールの硬さを上記した範囲内にすることができ、そのフィルムロールは長期間保管後のシワが発生しにくくなることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は以下の構成によりなる。
１．熱収縮性ポリエステル系フィルムをコアに巻き取ってなるフィルムロールであって、下記要件（１） ～ （４）を満たす熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
（１）有効巻長が３０００ｍ以上３００００ｍ以下であること
（２）前記フィルムロールの最表層の硬度をフィルム幅方向５０ｍｍの間隔で測定した際の平均硬さが５００以上７００以下の範囲であること
（３）前記フィルムロールの最表層の硬度をフィルム幅方向５０ｍｍの間隔で測定した際の硬さのばらつきが１０％以上２０％以下であること
（４）前記フィルムロールを最表層から５００ｍ単位で巻き出した後の前記平均硬さの増加率 Ｒ（％）が最表層～最表層からの巻長１０００ｍの範囲で式１を満たし、
最表層からの巻長１０００ｍ～巻芯からの巻長１０００ｍの範囲で式２を満たし、
巻芯～巻芯からの巻長１０００ｍの範囲で式３を満たすこと
－６．０（％）≦ Ｒ（％）＜０（％） ・・・式１
－２．０（％）≦ Ｒ（％）≦２．０（％） ・・・式２
０（％）＜ Ｒ（％）≦ ６．０（％） ・・・ 式３
２．前記熱収縮性ポリエステル系フィルムを９０℃の温水中に１０秒間浸漬処理後の主収縮方向の収縮率が３０％以上である１.に記載の熱収縮性ポリエステルフィルムロール。
３．前記熱収縮性ポリエステル系フィルムの厚みが８μｍ以上６０μｍ以下であることを特徴とする１．又は２.に記載の熱収縮性ポリエステルフィルムロール。
４．前記熱収縮性ポリエステル系フィルムロールの幅が４００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下であることを特徴とする１．～３.のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステルフィルムロール。

本発明により、フィルムを製膜後ロール状に巻き取ったフィルムロールを長期にわたって保管しても、経時によるフィルムロールの表層のシワ、巻芯のシワ、及び端面のシワが発生しにくく、印刷加工時に不良を起こしにくい熱収縮性ポリエステル系フィルロールを提供することができた。

フィルムロール端面からみた表層、中間層、巻芯層の関係を示す図

以下、本発明に係る熱収縮性ポリエステル系フィルムロールの構成について詳しく説明する。

〔熱収縮性ポリエステル系フィルムロールを構成する熱収縮性ポリエステル系フィルム〕
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムロールを構成する熱収縮性ポリエステル系フィルムにおいて使用するポリエステルは、エチレンテレフタレートを主たる構成成分とするものである。すなわち、ポリエステルの全構成成分１００モル％に対してエチレンテレフタレートを５０モル％以上、好ましくは６０モル％以上含有するものである。

本発明のポリエステルを構成するテレフタル酸以外の他のジカルボン酸成分としては、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、オルトフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、および脂環式ジカルボン酸等を挙げることができる。

脂肪族ジカルボン酸（例えば、アジピン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸等）をポリエステルに含有させる場合、含有率は３モル％未満（ジカルボン酸成分１００モル％中）であることが好ましい。これらの脂肪族ジカルボン酸を３モル％以上含有するポリエステルを使用して得た熱収縮性ポリエステル系フィルムでは、高速装着時のフィルム腰が不十分である。

また、３価以上の多価カルボン酸（例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸およびこれらの無水物等）をポリエステルに含有させないことが好ましい。これらの多価カルボン酸を含有するポリエステルを使用して得た熱収縮性ポリエステル系フィルムでは、必要な収縮率を達成しにくくなる。

ポリエステルを構成するエチレングリコール以外のジオール成分としては、１，３－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール等の脂肪族ジオール、１，４－シクロヘキサンジメタノール等の脂環式ジオール、ビスフェノールＡ等の芳香族系ジオール等を挙げることができる。

本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムに用いるポリエステルは、１，４－シクロヘキサンジメタノール等の環状ジオールや、炭素数３～６個を有するジオール（たとえば、１－３プロパンジオール、１－４ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール等）のうちの１種以上を含有させて、ガラス転移点（Ｔｇ）を６０～８０℃に調整したポリエステルが好ましい。

また、ポリエステルは、全ポリエステル樹脂中における多価アルコール成分１００モル％中あるいは多価カルボン酸成分１００モル％中の非晶質成分となり得る１種以上のモノマー成分の合計１０モル％以上であることが高い収縮性を持たせる点で好ましい。１０モル%未満であると必要な収縮率が得られず、収縮仕上げ時に収縮不足となる。非晶モノマー成分は１０モル%以上、好ましくは１１モル%以上、より好ましくは１２モル%以上、特に好ましくは１３モル%以上である。

非晶質成分となり得るモノマーとしては、例えば、ネオペンチルグリコール、１，４－シクロヘキサンジメタノール、イソフタル酸、１，４－シクロヘキサンジカルボン酸、２，６－ナフタレンジカルボン酸、２，２－ジエチル１，３－プロパンジオール、２－ｎ－ブチル－２－エチル－１，３－プロパンジオール、２，２－イソプロピル－１，３－プロパンジオール、２，２－ジ－ｎ－ブチル－１，３－プロパンジオール、ヘキサンジオールを挙げることができる。これらの中でも、ネオペンチルグリコール、１，４－シクロヘキサンジメタノールまたはイソフタル酸を用いるのが好ましい。また、ε－カプロラクトンを用いることも好ましい。

本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムを形成する樹脂の中には、必要に応じて各種の添加剤、例えば、ワックス類、酸化防止剤、帯電防止剤、結晶核剤、減粘剤、熱安定剤、着色用顔料、着色防止剤、紫外線吸収剤等を添加することができる。

本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムを形成する樹脂の中には、フィルムの作業性（滑り性）を良好にする滑剤としての微粒子を添加することが好ましい。微粒子としては、任意のものを選択することができるが、例えば、無機系微粒子としては、シリカ、アルミナ、二酸化チタン、炭酸カルシウム、カオリン、硫酸バリウム等、有機系微粒子としては、例えば、アクリル系樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、架橋ポリスチレン粒子等を挙げることができる。微粒子の平均粒径は、０．０５～３．０μｍの範囲内（コールターカウンタで測定した場合）で、必要に応じて適宜選択することができる。また微粒子の添加量はフィルムに対して３００～１２００ｐｐｍの範囲内で、良好な滑り性（摩擦）と透明性を両立することができる。

熱収縮性ポリエステル系フィルムを形成する樹脂の中に上記粒子を配合する方法としては、例えば、ポリエステル系樹脂を製造する任意の段階において添加することができるが、エステル化の段階、もしくはエステル交換反応終了後、重縮合反応開始前の段階でエチレングリコール等に分散させたスラリーとして添加し、重縮合反応を進めるのが好ましい。また、ベント付き混練押出し機を用いてエチレングリコールまたは水等に分散させた粒子のスラリーとポリエステル系樹脂原料とをブレンドする方法、または混練押出し機を用いて、乾燥させた粒子とポリエステル系樹脂原料とをブレンドする方法等によって行うのも好ましい。

本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムロールのフィルムは、９０℃の温水中で無荷重状態で１０秒間に亘って処理したときに、収縮前後の長さから、下式５により算出したフィルムの主収縮方向の熱収縮率（すなわち、９０℃の温湯熱収縮率）が、３０％以上である。
熱収縮率＝｛（収縮前の長さ－収縮後の長さ）／収縮前の長さ｝×100（％）・・式５

９０℃における主収縮方向の温湯熱収縮率が３０％未満であると、飲料ボトル用のラベルや、弁当のバンディング包装用として使用する場合に、収縮量が小さいために、熱収縮した後のラベルにシワやタルミが生じてしまうので好ましくない。温湯収縮率の上限は特に規定しないが、８０％が上限であると考えられる。なお、９０℃における主収縮方向の温湯熱収縮率は３５％以上であるとより好ましく、４０％以上であると特に好ましい。

本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムロールのフィルム厚みは、ラベル用途やバンディング用途の熱収縮性フィルムとして８μｍ以上６０μｍ以下が好ましい。フィルム厚みが８μｍ未満であるとフィルムのコシ感が著しく低下するためフィルムロールにシワが入りやすくなり好ましくない。一方、フィルム厚みは厚くてもフィルムロールとして問題はないが、コストの観点から薄肉化することが好ましい。フィルムの厚みは１０μｍ以上５８μｍ以下がより好ましく、１２μm以上５６μm以下が特に好ましい。

〔熱収縮性ポリエステル系フィルムロールの特性〕
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムロールの有効巻長は３０００ｍ以上３００００ｍ以下であることが好ましい。ここで、有効巻長とは、フィルムロールからフィルムを巻きだして、長手方向端部から５ｍ除去した箇所（最表層）から、巻芯コアから長手方向に少なくとも１００ｍの箇所（巻芯）までのフィルムの長手方向の長さをさすものとする。なお、後述するようにフィルムロール最表層より５００ｍ毎の地点で平均硬さの測定を行うので、具体的には巻芯の地点は巻芯コアから長手方向に１００ｍ以上６００ｍ未満の地点となる。有効巻長が３０００ｍ未満であると、印刷工程において頻繁にフィルムロールを交換する手間が発生し、コストの面で好ましくない。また、３００００ｍを超えるとフィルムロール径が大きくなりすぎてハンドリング性が低下し好ましくない。

本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムロールの最表層の硬さをフィルム幅方向５０ｍｍの間隔で測定した際の平均硬さが５００以上７００以下の範囲であることが好ましい。フィルムロールの「最表層」とはフィルムロールからフィルムを巻きだして、長手方向端部から５ｍ除去した後のフィルムロール表面部をさすものとする。また、硬さはスイスプロセオ社製の硬さ試験機パロテスター２を使用して測定するものとする。幅方向の平均硬さが５００未満であると、フィルムロールの巻が崩れる（所謂、巻ズレ）が発生していまい好ましくない。また、平均硬さが７００を超えるとフィルムロール内のフィルムが癒着するブロッキングが発生していまい、巻出し時に異音（癒着したフィルムが剥離する音）や剥離跡が発生したり、フィルムが破断したりするため好ましくない。平均硬さはより好ましくは、５５０以上６５０以下である。

本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムの最表層の硬さをフィルム幅方向５０ｍｍの間隔で測定した際の硬さのばらつきは、１０％以上２０％以下である。硬さのばらつきは下記の式４において算出されるものとする。
硬さのばらつき＝（硬さの最大値 ― 硬さの最小値）÷平均硬さ×１００・・・式４
硬さのばらつきが２０%を超えると、フィルムに部分的なたるみが生じる原因となり、印刷時に印刷抜けやシワが発生しやすくなり好ましくない。ばらつきは０％が理想ではあるが、実質的に達成は困難であり、せいぜい１０％が下限と考えられる。

本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムロールを最表層から５００ｍ単位で巻き出した後の前記平均硬さの増加率Rが最表層～最表層からの巻長１０００ｍの範囲で式１を満たし、表層からの巻長１０００ｍ～巻芯からの巻長１０００ｍの範囲で式２を満たし、巻芯～巻芯からの巻長１０００ｍの範囲で式３を満たすことが好ましい。
－６．０（％）≦ R （％）＜ ０（％） ・・・式１
－２．０（％）≦ R（％）≦ ２．０（％）・・・式２
０（％）＜ R（％）≦ ６．０（％）・・・式３

ここで、平均硬さの増加率の測定および算出方法について以下にのべる。
〈平均硬さの増加率〉
フィルムロールをフィルム巻き出し機にセットし、まず最表層のロールの硬さを幅方向に測定し平均硬さを求める。その後、巻出し機を用いてフィルムをロールから巻き出し、５００ｍごとに巻き出し機を停止させて、その時のロールの硬さを幅方向に測定して平均硬さを求める。平均硬さの増加率は、ある巻長で測定した平均硬さX_nから、その直前に測定した平均硬さX_n-1（つまり５００ｍ表層側の巻長での平均硬さ）を引いて、さらに直前に測定した平均硬さX_n-1で除して、１００を乗じた値とする。例えば、最表層からの巻長５００ｍでの平均硬さが６８０であり、最表層からの巻長１０００ｍでの平均硬さが６６０である場合、最表層からの巻長５００ｍ地点～巻長１０００ｍ地点での増加率R（％）は （６５０―６８０）÷６８０×１００＝ ―４．４％となる。

以上のように、最表層～最表層からの巻長１０００ｍの範囲（以下、表層という）と、最表層からの巻長１０００ｍ～巻芯からの巻長１０００ｍの範囲（以下、中間層という）と、巻芯～巻芯からの巻長１０００ｍの範囲（以下、巻芯層という）で、それぞれ異なる範囲内の平均硬さの増加率Ｒを有することが好ましい。表層、中間層、巻芯層それぞれでの平均硬さの増加率R（％）の詳細について下記する。

〈表層〉
表層の平均硬さの増加率R（％）は式１を満たすことが好ましい。すなわち、最表層からフィルムを５００ｍ単位で巻き出した後の平均硬さが、測定毎に式１の範囲で減少することが好ましく、言い換えれば、マスターロールから製品ロールにスリットして巻き換える工程において製品ロールの巻長が増加するとともに、平均硬さが増加することが好ましい。なお表層は最表層～最表層からの巻長１０００ｍの範囲であるため、平均硬さの測定は３箇所（最表層、最表層から巻長５００ｍ地点、最表層から巻長１０００ｍ地点）となり、増加率R（％）を求めるのは２区間である。表層の平均硬さの増加率R（％）が前記２区間の両方において式１を満たすことにより、フィルムロールを経時させた後に表層のシワが発生しにくくなる。最表層からフィルムを５００ｍ単位で巻き出した後の平均硬さが式１の範囲で減少することが好ましいので、増加率R（％）が０（％）未満であることが好ましく、０（％）は好ましくない。また、R（％）は－６．０（％）を下回ると、巻長当りの平均硬さの変化が大きすぎるために、かえって巻取り時にシワが入りやすくなり好ましくない。増加率R（％）の範囲は、より好ましくは －５．５（％）≦R（％）＜０．５（％）であり、特に好ましくは－５.０（％）≦R（％）＜１.０（％）である。

〈中間層〉
中間層の平均硬さの増加率R（％）は、５００ｍ毎の全区間において式２を満たすことが好ましい。すなわち、中間層は平均硬さが巻長に対して増加、減少、あるいは一定のいずれでもかまわないが、巻長当りの平均硬さの変化が小さいことが好ましい。中間層での増加率R（％）が－２．０（％）未満あるいは２．０（％）を超える場合、フィルムロール内に部分的に硬さの低い部分や、高い部分が生じてしまうため、フィルムロール端面にシワが入りやすくなり好ましくない。平均硬さの増加率R（％）のより好ましい範囲は－１．５（％）≦R（％）≦１．５（％）であり、特に好ましくは－１．０（％）≦R（％）≦１．０（％）である。

〈巻芯層〉
巻芯層の平均硬さの増加率R（％）は式３を満たすことが好ましい。すなわち、巻芯層ではフィルムを５００ｍ単位で巻き出した後の平均硬さが測定毎に式３の範囲で増加することが好ましい。なお、巻芯層は巻芯～巻芯からの巻長１０００ｍの範囲であるため、平均硬さの測定は３箇所（巻芯、巻芯からの巻長５００ｍ地点、巻芯からの巻長１０００ｍ地点）、増加率R（％）を求めるのは２区間となる。巻芯層の平均硬さの増加率R（％）が前記２区間の両方において式３を満たすことにより、巻芯でのフィルムロール表面及び端面のシワの発生が抑えられる。巻芯層においてはフィルムを５００ｍ単位で巻き出した後の平均硬さが式３の範囲で増加することが好ましいので、増加率R（％）が０（％）より大きいことが好ましく、０（％）は好ましくない。また、増加率R（％）が６．０（％）を超えると、硬さの変化が急すぎるために、かえって巻取り時にシワが入りやすくなり好ましくない。平均硬さ増加率R（％）のより好ましい範囲は、０．５（％）＜R（％）≦５．５（％）であり、特に好ましくは１．０（％）＜R（％）≦５．０（％）である。

表層において、フィルムを巻き出した時の平均硬さが最表層から巻き芯側にかけて減少する（言い換えれば巻き芯側から、最表層にかけて増加する）ことにより経時後のフィルムロールのシワ発生が抑制される効果について推定されるメカニズムを下記する。
製膜したフィルムをマスターロールとして巻取り、その後、任意の幅にスリットして製品フィルムロールとして巻き取るが、マスターロールから製品フィルムロールまでのフィルムの走行や、巻取り時の回転するコアや巻き取ったフィルムロールの回転により、空気の随伴流が発生する。随伴流によりコアとフィルムの間、巻き取ったフィルムとフィルムの間に微細な空気の層が形成される。この空気の層は製品の巻取り直後は安定した状態にあるが、製品フィルムロールの長期的保管中に、巻取り時に発生した応力の残留によって、フィルムロールの端面や、あるいはフィルム表面から空気が抜けていき、フィルムロールが巻き締まることでシワが発生する。表層においてフィルムを巻き出した時の平均硬さが最表層から巻き芯側にかけて減少する（言い換えれば巻き芯側から、最表層にかけて増加する）ように巻き取ることで、随伴流による空気の層を形成させにくくすることが可能となる。表層における空気層が極めて少ないために、経時による空気抜けも発生しにくくなり、結果、経時でのシワの発生が抑制されるものと考えられる。

巻心層についても同様に空気の層の形成の観点から推測できる。巻心層は、つまるところ巻取り開始をしてその後巻取り速度を徐々に上げていく領域に相当するが、コアのわずかな歪みや、加速による膜揺れなどにより空気の層が形成されやすい層でもある。この巻芯層において、フィルムを５００ｍ単位で巻き出した後の平均硬さが測定毎に増加するように巻取りをすることにより空気の層が形成されにくくなり、シワの発生が抑制されるものと考えられる。

中間層は、表層と巻芯層の間に位置する層であり、表層及び巻芯層の影響を受けると考えられる。前記のように表層及び／又は巻芯層に空気層が形成された場合には、経時による空気抜けに伴い巻き締まりが起きるために中間層も影響を受けて端面のシワが発生すると考えられる。したがって、表層及び巻芯層を前記の平均硬さ増加率R（％）の範囲内としておけば中間層でのシワの発生は低減されるので、中間層においては平均硬さの変化を小さくして安定化させるのがよいと考えられる。

本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムロールの幅は４００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下が好ましい。ロールの幅が４００ｍｍ未満であると、その後の印刷加工においてフィルム面積あたりのコストが高くなり好ましくない。また、ロールの幅が２０００ｍｍを超えると、ハンドリング性の観点から好ましくない。ロールの幅はより好ましくは、５００ｍｍ以上１９００ｍｍ以下であり、特に好ましくは、６００ｍｍ以上１８００ｍｍ以下である。

［熱収縮性ポリエステル系フィルムロールの製造方法］
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムロールを構成する熱収縮性ポリエステル系フィルムは、その製造方法について何ら制限される物ではないが、例えば、上記したポリエステル原料を押出機により溶融押し出しして未延伸フィルムを形成し、その未延伸フィルムを以下に示す方法により製造することによって得ることができる。

原料樹脂を溶融押し出しする際には、ポリエステル原料をホッパードライヤー、パドルドライヤー等の乾燥機、または真空乾燥機を用いて乾燥するのが好ましい。そのようにポリエステル原料を乾燥させた後に、押出機を利用して、２００～３００℃の温度で溶融しフィルム状に押し出す。かかる押し出しに際しては、Ｔダイ法、チューブラー法等、既存の任意の方法を採用することができる。

そして、押し出し後のシート状の溶融樹脂を急冷することによって未延伸フィルムを得ることができる。なお、溶融樹脂を急冷する方法としては、溶融樹脂を口金より回転ドラム上にキャストして急冷固化することにより実質的に未配向の樹脂シートを得る方法を好適に採用することができる。

さらに、得られた未延伸フィルムを、後述するように、所定の条件で幅方向もしくは長手方向に延伸し、本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムを得ることが可能となる。

通常の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、収縮させたい方向（主収縮方向となる方向）に未延伸フィルムを延伸することによって製造される。

幅方向に延伸する場合、未延伸フィルムをフィルムの両端をクリップで把持して加熱することができるテンター装置に導き、熱風によりフィルムを所定の温度まで加熱した後、長手方向に搬送しながらクリップ間の距離を広げることでフィルムを幅方向に延伸する。
この際、幅方向の延伸温度がＴｇ＋５℃未満であると、延伸時に破断が生じやすくなり、好ましくない。またＴｇ＋４０℃より高いと、均一な幅方向の延伸ができなくなり、幅方向の厚み斑が大きくなるため、フィルムロールの硬さのばらつきが大きくなり好ましくない。延伸温度はより好ましくはＴｇ＋８℃以上Ｔｇ＋３７℃以下であり、更に好ましくはＴｇ＋１１℃以上Ｔｇ＋３４℃以下である。
この時の延伸倍率は特に制限されないが、２倍以上６倍以下が好ましい。延伸倍率が２倍未満であると、物質収支的に高い収縮率が得られにくい上に厚み精度が悪くなる。また延伸倍率が６倍を上回ると、延伸製膜時に破断しやすくなり好ましくない。

上記の方法で延伸製膜されたフィルムは、ワインダー装置により巻き取られ、マスターロールが作製される。そのマスターロールは、その後のスリット工程において、任意の幅にスリットされ、製品フィルムロールとしてコアに巻き取られる。

以下、本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムロールのスリット工程における巻取り方法について述べる。フィルムの巻取りにおいては、フィルム長手方向にテンションを掛けながら、さらに、フィルムロールの上からコンタクトロールによる圧力（以下、面圧と称する）を掛けながら、巻き取る方法が好ましい。このフィルムに対するテンションおよび面圧がフィルムロールの硬さの調整に重要であり、下記にテンションと面圧のコントロールによるフィルム硬さの調整方法について、表層、中間層、巻芯層それぞれについて述べるが、スリット工程の進行順に巻芯層、中間層、表層の順番で記載する。

〈巻芯層〉
巻芯層においては、式３で規定の範囲に入るよう、巻取り開始時のフィルムにかかる張力（初期張力）を、９０Ｎ／ｍ以上１３０Ｎ／ｍ以下にすることが好ましい。初期張力が８０Ｎ／ｍ未満であると、巻芯の巻き硬さが低くなり、巻取り開始のフィルム増速時にシワが入りやすくなり好ましくない。また、１３０Ｎ／ｍを超えると、硬さが高くなりすぎて、ロールのコアとなる紙管が変形したりするため好ましくない。より好ましくは、９５Ｎ／ｍ以上１２５Ｎ／ｍ以下であり、特に好ましくは、１００Ｎ／ｍ以上１２０Ｎ／ｍ以下である。
巻取り開始時のコンタクトロールの面圧（初期面圧）は、２９０Ｎ／ｍ以上４３０Ｎ／ｍ以下にすることが好ましい。初期面圧が２９０Ｎ／ｍ未満であると、巻取り開始のフィルム増速時にフィルムを押さえる効果が小さくなりシワが入りやすくなり好ましくない。また、４３０Ｎ／ｍを超えると、張力の場合と同様にロールの硬さが高くなりすぎて、ロールのコアとなる紙管が変形したりするため好ましくない。より好ましくは、３００Ｎ／ｍ以上４２０Ｎ／ｍ以下であり、特に好ましくは３１０Ｎ／ｍ以上４１０Ｎ／ｍ以下である。
フィルムロールの平均硬さの増加率R（％）を式３で規定の範囲にするために、張力と面圧は、初期条件から一定にするのではなく、巻取りの進行に従い変化させる（所謂、テーパ）ことが好ましい。巻取り張力については、巻取りの進行に従い減少させることが好ましく、その変化率は、巻取り長さが１００ｍ増加するにしたがい、初期張力に対して４％／１００ｍ以上７％／１００ｍ以下で減少（減少率 ％／１００ｍ）させることが好ましい。この減少率が４％／１００ｍ未満もしくは７％／１００ｍを超えると、式３で規定の平均硬さの増加率R（％）が得られず、期待される効果が得られないため好ましくない。一方で、張力の減少に伴い、フィルムが弛んだり、ロールから浮きがちになるために、シワが入りやすくなるため、面圧は巻取りの進行に伴い増加させることが好ましく、その変化率は、巻取り長さが１００ｍ増加するに従い、初期面圧に対して、７％／１００ｍ以上１１％／１００ｍ以下で増加（増加率 ％／１００ｍ）させることが好ましい。７％／１００ｍ未満では、張力の減少に伴いフィルムにシワが入りやすくなるため好ましくない。また、１１％／１００ｍを超えると、規定の巻き硬さの増加率にならず、期待される効果が得られないため好ましくない。

〈中間層〉
中間層は、式２で規定のように平均硬さの変化が小さいことが好ましく、巻取り張力とコンタクトロールの面圧は一定であることが好ましい。つまり、張力の増加率および面圧の増加率は０％／１００ｍであることが好ましい。中間層は、巻取り開始から増速後の巻取り速度一定で巻く領域であり、張力と面圧が一定であれば、フィルムロールの平均硬さは大きく変化せず、規定の式２の範囲内になる。

〈表層〉
表層において、フィルムロールの平均硬さが式１で規定の範囲になるように、巻取り張力とコンタクトロールの面圧は一定であることが好ましい。フィルムロール表層はスリット工程において巻き上がりのために減速する領域であり、張力と面圧を一定に設定しておくことで、巻取るフィルムがロールに対して押さえられる効果（すなわち空気の巻き込み量の減少）が速度の低下とともに増加し、巻き硬さは表層になるにつれて増加する（つまり平均硬さの増加率Ｒ（％）は式１で規定の範囲でマイナスになる）。張力と面圧は一定であるため、張力の減少率および面圧の増加率は０％／１００ｍであることが好ましい。

以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例の態様に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更することが可能である。

また、フィルムの評価方法は下記の通りである。

［Tg（ガラス転移点）］
示差走査熱量分析装置（セイコー電子工業株式会社製、ＤＳＣ２２０）を用いて、未延伸フィルム５ｍｇをサンプルパンに入れ、パンのふたをし、窒素ガス雰囲気下で－４０℃から１２０℃に１０℃／分の昇温速度で昇温して測定した。Ｔｇ(℃)はＪＩＳ－Ｋ７１２１－１９８７に基づいて求めた。

[固有粘度 (IV)]
ポリエステル0.2gをフェノール／1,1,2,2-テトラクロルエタン（60/40（重量比））の混合溶媒50ml中に溶解し、30℃でオストワルド粘度計を用いて測定した。単位はdl/g。

［熱収縮率（温湯熱収縮率）］
フィルムを１０ｃｍ×１０ｃｍの正方形に裁断し、所定温度±０．５℃の温水中に無荷重状態で１０秒間浸漬して熱収縮させた後、２５℃±０．５℃の水中に１０秒間浸漬し、水中から引き出してフィルムの縦および横方向の寸法を測定し、下記式５にしたがって、それぞれ熱収縮率を求めた。熱収縮率の大きい方向を主収縮方向とした。
熱収縮率＝｛（収縮前の長さ－収縮後の長さ）／収縮前の長さ｝×１００（％） 式５

［フィルムロールの硬さ測定］
スイス プロセオ社製の硬さ試験機パロテスター２を用いて、フィルムロールの硬さを測定した。具体的には、スリッターで巻取り作製した本発明のフィルムロールを、フィルム巻き出し機を用いて、ロールの巻き解きと硬さ測定を繰り返しながら評価していく。最表層のロール硬さは、ロールから５ｍフィルムを除去した後、ロール幅方向に５０ｍｍの間隔で硬さを測定し、平均硬さおよび硬さのばらつきを求める。硬さのばらつきは下記の式４において算出されるものとする。
硬さのばらつき＝（硬さの最大値 ― 硬さの最小値）÷平均硬さ×１００・・・式４
上記のスリッターで、フィルムロールを５００ｍ単位に巻き解き、その時のロールの平均硬さを同様に求める。５００ｍ単位で巻き解いて測定した時の平均硬さを、その直前に測定した平均硬さ（つまり５００ｍ表層側で測定した平均硬さ）で割り、１００を掛けることで、平均硬さの増加率R（％）を求める。なお、最初の５００ｍ地点での平均硬さの増加率R（％）は、最表層の平均硬さで割り、１００を掛けることにより増加率R（％）を求めることとする。

［フィルムロールのたるみ評価］
フィルムロール最表層において、幅方向に５０ｍｍピッチで該スリットロールの端から画鋲等の針でフィルムが数枚貫通される程度に穴を開け、該スリットロールの最表層から長手方向に針穴間隔が３ｍ以上得られる様にフィルム全幅をシワが無いようにサンプリングする。その後、得られたサンプルの長手方向の針穴間隔を平面台上にてサンプルが平面になるようにすること以外は不必要となる張力をかけることなく、それぞれメジャーにて測定した。長手方向の針穴間隔は３ｍ以上で測定され、メジャーの目盛りの読取りは０．１ｍｍの位までとし、その最大値と最小値と平均値から次式によりたるみ率を求め、少数点以下第４位を四捨五入して表記した。
たるみ率＝（最大値－最小値）÷平均値×１００ ・・・式６
弛みの評価は、弛み率が０．１％未満のフィルムロールは弛みなし（○）とし、弛み率が０．１％以上のフィルムロールは弛みあり（×）と判断した

［フィルムロールの巻ズレ］
フィルムロールの端面における、凹凸の有無およびその高さを測定した。ロールの端面に凹凸が存在しない場合もしくは、凹凸があるがその高さが3mm未満の場合を巻ズレなし（○）とし、3mm以上の凹凸がある場合は巻ズレあり（×）とした。

［フィルムロールのシワ評価］
フィルムをロールから1枚巻き出し、蛍光灯下で観察した時に、シワの跡が見える場合をシワあり（×）と判定し、見えない場合をシワなし（○）と判定した。シワの評価は、製造直後のフィルムロールの最表層と、フィルムロールを巻き出して巻長１００ｍ残した箇所（巻芯）の２箇所および製造から雰囲気温度３０℃湿度８５ＲH％で６ヶ月間保管した後のフィルムロールの最表層と、フィルムロールを巻き出して巻長１００ｍ残した箇所の２箇所の合計４点で評価を行った。

［フィルムロール端面のスポーキングシワ評価］
スリット工程において、フィルムを巻き取った後、フィルムロール端面のスポーキングシワ（花模様や車輪のスポーク状のシワ）の長さを測定し、シワの長さが３０ｍｍ以上のシワをNG（×）とし、シワがない場合もしくは、シワの長さが３０ｍｍ未満の場合はOK（○）とした。

＜ポリエステル原料の調製＞
［合成例１］
撹拌機、温度計および部分環流式冷却器を備えたステンレススチール製オートクレーブに、ジカルボン酸成分としてジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）１００モル％と、多価アルコール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）１００モル％とを、エチレングリコールがモル比でジメチルテレフタレートの２．２倍になるように仕込み、エステル交換触媒として酢酸亜鉛を０．０５モル％（酸成分に対して）、重縮合触媒として三酸化アンチモン０．２２５モル％（酸成分に対して）を添加し、生成するメタノールを系外へ留去しながらエステル交換反応を行った。その後、２８０℃で２６．７Ｐａの減圧条件のもとで重縮合反応を行い、固有粘度０．７５ｄｌ／ｇのポリエステル１を得た。組成を表１に示す。
［合成例２～４］
合成例１と同様の方法により、表１に示すポリエステル２～４を得た。ポリエステル２の製造の際には、滑剤としてＳｉＯ2（富士シリシア社製サイリシア２６６；平均粒径１．５μｍ）をポリエステルに対して７２００ｐｐｍの割合で添加した。なお、表中、ＮＰＧはネオペンチルグリコール、ＢＤは１，４－ブタンジオールである。なおポリエステルの固有粘度は、それぞれ、２：０．７５ｄｌ／ｇ，３：０．７５ｄｌ／ｇ，４：１．２０ｄｌ／ｇであった。
なお、各ポリエステルは、適宜チップ状にした。各ポリエステルの組成は表1に示す。

［実施例1］
上記したポリエステル１、ポリエステル２、ポリエステル３およびポリエステル４を質量比 ９：６：７５：１０で混合して押出機に投入した。しかる後、その混合樹脂を２８０℃で溶融させてＴダイから押出し、表面温度３０℃に冷却された回転する金属ロールに巻き付けて急冷することにより、厚さが８０μｍの未延伸フィルムを得た。未延伸フィルムのＴｇは６５℃であった。当該未延伸フィルムをテンターに導き、フィルム両端部をクリップで把持した状態で、フィルム温度が９０℃（Ｔｇ＋２５℃）になるまで予熱し、その後、フィルム温度が８５℃（Ｔｇ＋１５℃）で横方向に４．０倍延伸した。次いで該当延伸後のフィルムの両縁部を裁断除去後、ワインダーでロール状に巻き取り、厚み２０μｍのフィルムマスターロールを作製した。該当マスターロールを、スリッター工程にて、スリットし、９００ｍｍ幅で有効巻長１００００ｍのロールを得た。この時、スリット張力の初期張力を１１０Ｎ／ｍとし、張力減少率を巻芯層で５．７％／１００ｍ、中間層では０％／１００ｍ、表層では０％／１００ｍとした。また、コンタクトロールの初期面圧は３６０Ｎ／ｍとし、面圧増加率を表層で８．９％／１００ｍ、中間層では０％／１００ｍ、表層では０％／１００ｍとした。得られたフィルムの特性を上記の方法により評価した。製造条件を表２に、評価結果を表３に示す。
［実施例２］
スリット張力の巻芯層の張力減少率を４．５％／１００ｍにし、コンタクトロール面圧の、巻芯層の面圧増加率を７．５％／１００ｍに変更した以外は、実施例１と同様とした。製造条件を表２に、評価結果を表３に示す。
［実施例３］
スリット張力の巻芯層の張力減少率を６．５％／１００ｍにし、コンタクトロール面圧の巻芯層の面圧増加率を１０．５％／１００ｍに変更した以外は、実施例１と同様とした。製造条件を表２に、評価結果を表３に示す。
［実施例４］
スリット張力の初期張力を１２５Ｎ／ｍにし、コンタクトロール面圧の初期面圧を３９０Ｎ／ｍに変更した以外は、実施例１と同様とした。製造条件を表２に、評価結果を表３に示す。
［実施例５］
スリット張力の初期張力を９５Ｎ／ｍにし、コンタクトロール面圧の初期面圧を３３０Ｎ／ｍに変更した以外は、実施例１と同様とした。製造条件を表２に、評価結果を表３に示す。
［実施例６］
フィルムロールの有効巻長を３０００ｍに変更した以外は、実施例１と同様にした。製造条件を表２に、評価結果を表３に示す。
［実施例７］
フィルムロールの有効巻長を２５０００ｍに変更した以外は、実施例１と同様にした。製造条件を表２に、評価結果を表３に示す。
［比較例１］
スリット張力の初期張力を８５Ｎ／ｍにし、コンタクトロール面圧の初期面圧を２７０Ｎ／ｍにした以外は、実施例１と同様にした。製造条件を表２に、評価結果を表３に示す。
［比較例２］
延伸条件の予熱温度を１１０℃（Ｔｇ＋４５℃）にし、延伸温度を１０５℃（Ｔｇ＋４０℃）にした以外は、実施例１と同様にした。製造条件を表２に、評価結果を表３に示す。
［比較例３］
スリット張力減少率を巻芯層で０．４％／１００ｍ、中間層で０.４％／１００ｍ、表層では０．４％／１００ｍとし、コンタクトロールの面圧増加率を表層で２．５％／１００ｍ、中間層では２．５％／１００ｍ、表層では２．５％／１００ｍとした以外は実施例１と同様にした。得られたフィルムの特性を上記の方法により評価した。製造条件を表２に、評価結果を表３に示す。
［比較例４］
スリット張力の初期張力を９０Ｎ／ｍにし、張力減少率を巻芯層で０．１％／１００ｍ、中間層で０.１％／１００ｍ、表層では０．１％／１００ｍとして、また、コンタクトロールの初期面圧を１５０Ｎ／ｍとし、面圧増加率を表層で１．８％／１００ｍ、中間層では１．８％／１００ｍ、表層では１．８％／１００ｍとしたいがいは実施例１と同様にした。得られたフィルムの特性を上記の方法により評価した。製造条件を表２に、評価結果を表３に示す。
［比較例５］
スリット張力減少率を巻芯層で－０．３％／１００ｍ、中間層で－０．３％／１００ｍ、表層では－０．３％／１００ｍとし、コンタクトロールの面圧増加率を表層で－２．５％／１００ｍ、中間層では－２．５％／１００ｍ、表層では－２．５％／１００ｍとした以外は実施例１と同様にした。得られたフィルムの特性を上記の方法により評価した。製造条件を表２に、評価結果を表３に示す。

評価の結果、実施例1～７のフィルムは十分な収縮性を有し、フィルムロールの平均硬さ、硬さのばらつき、増加率Ｒ（％）が式１～式３で規定の範囲内となるため、スリットで巻き上がり直後のロールでの最表層、巻芯でのシワ、端面のスポーキングシワが発生せず、さらに６ヶ月保管後のフィルムロールにおいても最表層、巻芯でシワ、端面のスポーキングシワが発生しておらず、長期間保管後も印刷加工性に優れたフィルムロールであった。

比較例１のフィルムは十分な収縮性を有するものの、フィルムロールの平均硬さが低いために、巻きずれが生じていまい、さらに、６ヶ月保管後のフィルムロールにおいても最表層、巻芯でシワ、端面のスポーキングシワが発生し、印刷加工性に劣るフィルムロールであった。

比較例２は、製膜時の予熱／延伸温度が高いために、幅方向の厚み精度がわるく、フィルムロールの硬さのばらつきが大きいために、フィルムロールにたるみが生じてしまい、印刷加工性に劣るフィルムロールであった。

比較例３のフィルムは十分な収縮性を有し、フィルムロールの平均硬さ、硬さのばらつきは規定の範囲内であるものの、ロールの平均硬さが表層から巻芯に向かって増加し続ける硬さのパターンを取り、本発明で規定する式１の範囲外であるため、スリットで巻き上がり直後のロールでは、最表層、巻芯でシワが発生しないが、６ヶ月保管後のフィルムロールでは、最表層にシワが発生してしまい、印刷加工性に劣るフィルムロールであった。

比較例４のフィルムは、十分な収縮性を有するものの、フィルムロールの平均硬さが低いために、巻きずれが生じてしまい、さらに、ロールの平均硬さが表層から巻芯に向かって増加し続ける硬さのパターンを取り、本発明で規定する式１の範囲外であるため、６ヶ月保管後のフィルムロールでは、最表層にシワが発生してしまい、印刷加工性に劣るフィルムロールであった。

また、比較例５のフィルムは十分な収縮性を有し、フィルムロールの硬さの平均値、ばらつきは規定の範囲内であるものの、ロールの硬さが表層から巻芯に向かって減少し続ける硬さのパターンを取り、本発明で規定する式３の範囲外であるため、スリットで巻き上がり直後のロールにおいて巻芯にシワが発生し、６ヶ月保管後のフィルムロールでは、表層および巻芯にシワが発生し、端面にはスポーキングシワが発生してしまい、印刷加工性に劣るフィルムロールであった。

本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムロールは、上記の如くたるみや巻ズレがなく、製造直後および長期間保管後もフィルムロールにシワが発生せず、印刷加工性に優れており、飲料ボトル用のラベルや、弁当のバンディング包装用途などに好適に使用することができる。

Claims (4)

1. 熱収縮性ポリエステル系フィルムをコアに巻き取ってなるフィルムロールであって、下記要件（１）～（４）を満たす熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
   （１）有効巻長が３０００ｍ以上３００００ｍ以下であること
   （２）前記フィルムロールの最表層の硬度をフィルム幅方向５０ｍｍの間隔で、硬さ試験機パロテスター２で測定した際の平均硬さが５００以上７００以下の範囲であること
   （３）前記フィルムロールの最表層の硬度をフィルム幅方向５０ｍｍの間隔で測定した際の硬さのばらつきが１０％以上２０％以下であること
   （４）前記フィルムロールを最表層から５００ｍ単位で巻き出した後の前記平均硬さの増加率 Ｒ（％）が最表層～最表層からの巻長１０００ｍの範囲で式１を満たし、
   最表層からの巻長１０００ｍ～巻芯からの巻長１０００ｍの範囲で式２を満たし、
   巻芯～巻芯からの巻長１０００ｍの範囲で式３を満たすこと
   －６．０（％）≦ Ｒ（％） ＜０（％） ・・・式１
   －２．０（％） ≦ Ｒ（％） ≦２．０（％） ・・・式２
   ０（％）＜ Ｒ（％） ≦ ６．０（％） ・・・ 式３
2. 前記熱収縮性ポリエステル系フィルムを９０℃の温水中に１０秒間浸漬処理後のフィルム主収縮方向の収縮率が３０％以上であることを特徴とする請求項1に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
3. 前記熱収縮性ポリエステル系フィルムの厚みが８μｍ以上６０μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
4. 前記熱収縮性ポリエステル系フィルムロールの幅が４００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステルフィルムロール。

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