WO2022009780A1 - 熱収縮性ポリエステル系フィルムロール - Google Patents

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WO2022009780A1
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film
roll
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heat shrinkage
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慎太郎 石丸
雅幸 春田
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東洋紡株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a film roll formed by winding a heat-shrinkable polyester-based film, and more particularly, insufficient shrinkage, shrinkage spots, and shrinkage spots in a post-processing process caused by fluctuations in the heat-shrinkage rate in the heat-shrinkable film roll.
  • the present invention relates to a heat-shrinkable polyester film roll having extremely few defects such as wrinkles, distortion, and vertical sink marks.
  • stretched films made of polyvinyl chloride resin, polystyrene resin, polyester resin, etc. have been used for label packaging, cap seals, integrated packaging, etc. that protect glass bottles and PET bottles and display products.
  • Heat-shrinkable films are becoming widely used.
  • polyvinyl chloride-based films have problems such as low heat resistance, generation of hydrogen chloride gas during incineration, and dioxin.
  • polystyrene film is inferior in solvent resistance, it is necessary to use ink with a special composition at the time of printing, and it is necessary to incinerate it at a high temperature, and a large amount of black smoke is generated with an offensive odor at the time of incineration.
  • polyester-based heat-shrinkable films having high heat resistance, easy incineration, and excellent solvent resistance have been widely used as shrinkage labels, and the distribution amount of PET containers has increased. With the increase, the amount used tends to increase.
  • a film that shrinks significantly in the width direction is widely used.
  • the film When used as a label film for bottles or a banding film for binding lunch containers, etc., the film must be annularly attached to the bottle or lunch container and then heat-shrinked in the circumferential direction.
  • an annular body When attaching a sex film as a banding film, an annular body is formed so that the width direction of the film is the circumferential direction, and then the annular body is cut into predetermined lengths and handed to a bottle or a lunch container. Must be worn with a cover or the like.
  • these heat-shrinkable films are once wound into a roll and often used in the form of this film roll. If necessary, this film roll is cut to fit the size of the label used in the final product, and both ends of the film (in the case of shrinkage in the longitudinal direction, in the longitudinal direction) are further cut by means such as solvent bonding or heat sealing. Both ends) are sealed to form an annular body (hereinafter, also referred to as a label). Then, by heating this label, it is brought into close contact with the container.
  • a heating method there are a type in which steam is blown to heat-shrink (steam tunnel) and a type in which hot air is blown to heat-shrink (hot air tunnel).
  • the heat shrinkage step is completed by passing the inside of these heating tunnels on an attached belt conveyor.
  • Patent Document 2 discloses a heat-shrinkable polyester film roll whose main shrinkage direction is the longitudinal direction.
  • Patent Document 2 does not describe the fluctuation of the shrinkage rate in the roll.
  • Patent Document 3 discloses a heat-shrinkable polyester film roll having a heat shrinkage rate of 85 ° C. in the maximum shrinkage direction (main shrinkage direction) over the longitudinal direction of 20% or more over the entire length of the roll. In Patent Document 3, it has succeeded in suppressing the fluctuation of the heat shrinkage rate of the entire length of the film roll by controlling the supply method of the raw material.
  • Patent Document 3 the means for controlling the fluctuation of the shrinkage rate of the film roll whose main contraction direction is the width direction and whose main contraction direction is the longitudinal direction is not mentioned. Since the heat-shrinkable film usually needs to be stretched in the direction in which the heat-shrinkage rate is desired to be developed, it is necessary to stretch the heat-shrinkable film in the longitudinal direction when the main shrinkage direction is the longitudinal direction. In order to reduce the fluctuation of the heat shrinkage rate in the longitudinal direction, it is necessary to control the method of stretching in the longitudinal direction in addition to the above-mentioned raw material supply method. Further, Patent Document 3 is a technique disclosed more than 15 years ago, and now there is a further demand for reduction of heat shrinkage fluctuation. That is, in order to suppress the fluctuation of the heat shrinkage rate in the longitudinal direction to the current required level, it was difficult to achieve it only with the technical contents of Patent Document 3.
  • the present invention is a defect in a heat shrinkage process due to a fluctuation in the heat shrinkage rate in a heat-shrinkable polyester film roll whose main shrinkage direction is the longitudinal direction as described above, particularly an object to be packaged by a wrap-round method. It is an object of the present invention to provide a heat-shrinkable polyester-based film roll capable of reducing defects when the film is heat-shrinked after being attached to the film.
  • the present invention is as follows. 1.
  • a heat-shrinkable polyester-based film roll in which a heat-shrinkable polyester-based film whose main shrinkage direction is the longitudinal direction is wound around a core, and the heat-shrinkable polyester film and the heat-shrinkable polyester-based film roll.
  • a heat-shrinkable polyester film roll characterized by satisfying the following requirements (1) to (3).
  • the polyester constituting the film contains ethylene terephthalate as a main component, and is composed of 1,4-cyclohexanedimethanol, neopentyl glycol, 1,4-butanediol, diethylene glycol, and 1,3-propanediol.
  • the end on the winding start (core) side of the film roll containing at least one selected polyhydric alcohol is defined as the first end, and the end on the winding end (surface layer) side is defined as the second end.
  • the first sample cutting part is placed within 2 m inside the second end, and the final sample cutting part is placed within 2 m inside the first end.
  • a sample cutting section is provided about every 100 m from the first sample cutting section, and a sample cut into a 10 cm ⁇ 10 cm square shape from each sample cut section is immersed in warm water at 90 ° C. for 10 seconds and pulled up. Then, the heat shrinkage in the longitudinal direction when immersed in water at 25 ° C.
  • the heat shrinkage rate in the longitudinal direction of all the samples is ⁇ 3% or less of the above average heat shrinkage rate. Further, the following requirements (4) and (5) are satisfied.
  • the heat-shrinkable polyester film roll according to. (4) When the heat shrinkage in the width direction is measured by the method described in (2) above, the heat shrinkage in the width direction (direction orthogonal to the longitudinal direction) is -20% or more and 20% or less for all samples.
  • the heat shrinkage in the width direction of all the samples is the average heat shrinkage. ⁇ 3% or less 3.
  • the effective winding length of the film is 1000 m or more and 20000 m or less.
  • the heat-shrinkable polyester film roll according to. 4. 1.
  • the film width is 300 mm or more and 2500 mm or less.
  • the film thickness is 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. ⁇ 4.
  • the heat-shrinkable polyester film roll in which the main shrinkage direction of the present invention is the longitudinal direction has little fluctuation in the heat-shrinkage rate in the roll, so that defects in the final product can be reduced.
  • FIG. 1 Schematic diagram for explaining an example of mixing raw materials in the process of manufacturing a heat-shrinkable polyester film roll of the present invention. Partially enlarged view of FIG. Schematic diagram of a plastic bento container for evaluating wrinkles in a film after shrinkage Schematic diagram of a plastic bento container for evaluating sink marks on film after shrinkage
  • the present inventors have found that there are two main causes for this fluctuation. That is, firstly, since two or more kinds of raw materials are used in the raw material supply step (polymer blend), secondly, in the stretching step in the longitudinal direction, the molecular orientation changes due to stretching. Then, it has been found that the heat-shrinkable polyester film roll according to the present invention is less likely to cause the above-mentioned problems because the fluctuation of the heat-shrinkage rate is small.
  • the "longitudinal direction" in the present invention refers to the direction in which the film is wound on the film roll.
  • the heat shrinkage in the longitudinal direction is 30% or more and 80% or less for all the samples (3)
  • the heat shrinkage in the longitudinal direction is measured by the method described in (2) above, and the average of these is calculated.
  • the end (core) on the winding start side of the film is formed.
  • the first sample cut-out part is within 2 m inside from the first end, and from the first end.
  • the samples are selected at substantially equal intervals over the entire length of the stationary region of the film.
  • “every 100 m” means that the sample may be cut out at a distance of about 100 m ⁇ 1 m.
  • the first sample A (10 cm ⁇ 10 cm) is placed in the central portion in the roll width direction within 2 m from the end of the film winding. cut out.
  • the square is cut so as to have a side along the longitudinal direction of the film and a side along the direction perpendicular to the longitudinal direction (width direction) (not cut diagonally).
  • the second sample B is cut at the central portion in the roll width direction at a distance of about 100 m in the longitudinal direction from the cut portion.
  • the third sample C is cut at about 200 m
  • the fourth sample D is cut at about 300 m
  • the fifth sample E is cut at about 400 m.
  • the sixth (final) sample F is cut off at any part within 2 m from the start of film winding.
  • the requirement (2) of the present invention is that the heat shrinkage rate at 90 ° C. in the longitudinal direction of all the samples cut in this way is 30% or more. If the heat shrinkage rate in the longitudinal direction of the film is less than 30%, the heat shrinkage of the film is insufficient, and when the film is coated and shrunk, it does not adhere to the container and causes poor appearance, which is not preferable.
  • the heat shrinkage rate in the longitudinal direction is more preferably 35% or more, still more preferably 40% or more.
  • the higher the heat shrinkage rate in the longitudinal direction the more versatile it is, which is preferable, but the technical level of the present invention is 80% as the upper limit. In practice, an upper limit of 75% is sufficient.
  • the heat shrinkage rate in the longitudinal direction of all the samples is calculated. Is within the range of ⁇ 3% of the average value. This range is preferably within ⁇ 2.8%, more preferably within ⁇ 2.6%. The meaning of this average within ⁇ 3% will be described in more detail.
  • the heat shrinkage rate is measured for each sample cut out, and the average in the longitudinal direction is calculated.
  • the measured temperature of the heat shrinkage rate is 90 ° C.
  • the heat-shrinkable polyester-based film wound around the heat-shrinkable polyester-based film roll of the present invention has the above-mentioned "1.1. Longitudinal direction (main shrinkage). It is preferable that the following requirements (4) and (5) are satisfied for each sample obtained from the sampling method described in (1) in "heat shrinkage rate (direction)”. (4) Each 10 cm ⁇ 10 cm square sample cut out from each sample cutting portion was immersed in warm water at 90 ° C. for 10 seconds and then pulled up, and then immersed in water at 25 ° C. for 10 seconds and pulled up.
  • the heat shrinkage in the width direction is -20% or more and 20% or less for all the samples (5)
  • the heat shrinkage in the width direction is measured by the method described in (1) above, and the average value thereof is calculated.
  • the heat-shrinkable polyester-based film having an average value of ⁇ 3% or less in the width direction in all the samples shrinks as an annular body, and then shrinks as the width-direction heat shrinkage approaches zero. It is desirable because the dimensions in the undesired direction (non-shrinkage direction) do not change. If the heat shrinkage rate in the width direction of the film exceeds 20% ((3) of the above requirement), the length in the non-shrinkage direction after labeling becomes extremely short.
  • the heat shrinkage rate in the width direction is more preferably 19% or less, still more preferably 18% or less.
  • the heat shrinkage rate in the width direction is negative, the non-shrinkage direction is extended. If the heat shrinkage rate in the width direction is less than ⁇ 20%, the dimensions in the non-shrinkage direction change after shrinking as a label.
  • the heat shrinkage rate in the width direction is preferably -19% or more, and more preferably -18% or more.
  • the heat shrinkage in the width direction of all the samples is within ⁇ 3% of the average value. The range is preferable.
  • This range is more preferably within ⁇ 2.8% and further preferably within ⁇ 2.6%.
  • the measured temperature of the heat shrinkage rate is 90 ° C.
  • the heat-shrinkable polyester-based film wound around the heat-shrinkable polyester-based film roll of the present invention is described in (2) in "1.1. Heat-shrinkage rate in the longitudinal direction (main shrinkage direction)".
  • the average of the refractive index Nx in the longitudinal direction is calculated based on all the samples, and it is preferable that the Nx of all the samples is within the range of ⁇ 0.01 of the average value. This range is preferably within ⁇ 0.009, more preferably within ⁇ 0.008.
  • the refractive index indicates the degree of orientation of the polymer chains constituting the film, and is an index of how much the film is stretched.
  • the higher the degree of orientation of the molecular chains generated by stretching the higher the heat-shrinkage rate tends to be. That is, in the present invention, if the variation of Nx in the longitudinal direction of the film roll is small, the fluctuation of the heat shrinkage rate in the film roll is suppressed.
  • the heat-shrinkable polyester-based film wound around the heat-shrinkable polyester-based film roll of the present invention preferably has a thickness of 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. If the thickness exceeds 100 ⁇ m, the weight per area of the film simply increases, which is not economical. On the other hand, if the thickness is less than 5 ⁇ m, the film becomes extremely thin, which makes it difficult to handle (poor handling) in a process such as forming an annular body.
  • the thickness is preferably 7 ⁇ m or more and 98 ⁇ m or less, and more preferably 9 ⁇ m or more and 96 ⁇ m or less.
  • polyester raw materials constituting the film of the present invention have an ethylene terephthalate unit as a main constituent.
  • "to be the main constituent component” means that the content is 50 mol% or more when the total amount of the constituent component is 100 mol%.
  • Ethylene terephthalate is a unit consisting of ethylene glycol and terephthalic acid.
  • the heat-shrinkable polyester-based film wound around the heat-shrinkable polyester-based film roll of the present invention preferably has 55 mol% or more, more preferably 60 mol% or more, based on 100 mol% of the polyester constituent units.
  • the diol component other than ethylene glycol constituting the polyester at least one polypoly selected from 1,4-cyclohexanedimethanol, neopentyl glycol, 1,4-butanediol, diethylene glycol, and 1,3-propanediol.
  • the above diol component is a component that can be amorphous and is required to achieve a heat shrinkage rate of 30% or more at 90 ° C.
  • aromatic diols such as propylene glycol and bisphenol A, aliphatic diols such as hexanediol and the like may be contained.
  • the total amount of these amorphous components is preferably 10 mol% or more, and more preferably 20 mol% or more in 100 mol% of the polyhydric alcohol components in the total polyester resin. If it is less than 10%, the required shrinkage rate cannot be obtained, resulting in insufficient shrinkage in the final product.
  • the upper limit of the amount of the amorphous component is 50 mol% because ethylene terephthalate is the main component (50 mol%). If the amount of the amorphous component is too large, there is a concern that the variation in molecular orientation caused by the later stretching in the longitudinal direction becomes large.
  • the amount of the amorphous component is preferably 45 mol% or less, and more preferably 40 mol% or less.
  • the heat-shrinkable polyester-based film wound around the heat-shrinkable polyester-based film roll of the present invention is described in (2) in the above "1.1. Heat shrinkage rate in the longitudinal direction (main shrinkage direction)".
  • the composition ratio (mol%) is calculated based on all the samples, and it is preferable that the amount of amorphous components in all the samples is within ⁇ 2 mol% on average.
  • the amount of the amorphous component is more preferably within ⁇ 1.5 mol% on average, and further preferably within ⁇ 1 mol% on average.
  • dicarboxylic acid component other than the terephthalic acid constituting the polyester of the present invention examples include aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid and orthophthalic acid, and aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, azelaic acid, sebacic acid and decandicarboxylic acid. Examples thereof include an acid and an alicyclic dicarboxylic acid.
  • an aliphatic dicarboxylic acid for example, adipic acid, sebacic acid, decandicarboxylic acid, etc.
  • the content is preferably less than 3 mol% (in 100 mol% of the dicarboxylic acid component).
  • the heat-shrinkable polyester-based film obtained by using a polyester containing 3 mol% or more of these aliphatic dicarboxylic acids has insufficient film waist when worn at high speed. Further, it is preferable that the polyester does not contain a polyvalent carboxylic acid having a valence of 3 or more (for example, trimellitic acid, pyromellitic acid and their anhydrides).
  • the heat-shrinkable polyester-based film obtained by using the polyester containing these multivalent carboxylic acids makes it difficult to achieve the required shrinkage rate.
  • the inorganic fine particles include silica, alumina, titanium dioxide, calcium carbonate, kaolin, barium sulfate and the like
  • the organic fine particles include, for example, an acrylic resin. Examples thereof include particles, melamine resin particles, silicone resin particles, crosslinked polystyrene particles and the like.
  • the average particle size of the fine particles is in the range of 0.05 to 3.0 ⁇ m (when measured with a Coulter counter), and can be appropriately selected as needed.
  • a method of blending the fine particles for example, it can be added at any stage in which a polyester resin is produced, but ethylene glycol is added at the stage of esterification or at the stage after the completion of the transesterification reaction and before the start of the polycondensation reaction. It is preferable to add it as a slurry dispersed in the like and to proceed with the polycondensation reaction. Further, a method of blending a slurry of particles dispersed in ethylene glycol or water using a kneaded extruder with a vent and a polyester resin raw material, or a method of blending dried particles and a polyester resin raw material using a kneaded extruder. It is also preferable to use a method of blending with and the like. Further, by setting the addition amount of the fine particles in the range of 300 to 1200 ppm in the film, both good slipperiness (friction) and transparency can be achieved.
  • the heat-shrinkable polyester-based film of the present invention is melt-extruded by supplying the polyester raw material described in "2.1. Types and component amounts of polyester raw materials constituting the film roll" to an extruder.
  • the formed unstretched film can be obtained through the predetermined steps shown below.
  • it is an object to suppress fluctuations in the heat shrinkage rate in the film roll, which can be achieved by controlling the raw material supply and the method of stretching in the longitudinal direction.
  • the manufacturing method will be described while showing the technique which is the key point in the present invention.
  • polyester raw materials and amount of components it is necessary for the film to contain a monomer that can be an amorphous component in addition to the ethylene terephthalate unit. There is. In this case, usually two or more kinds of raw materials (polyester resin) are mixed and used. Conventionally, when two or more kinds of raw materials are mixed and put into an extruder, the supply of the raw materials varies (segregation), which causes a problem that the film composition fluctuates. If the composition fluctuates in the film roll, it becomes difficult to keep the fluctuation of the heat shrinkage rate within a predetermined range.
  • the angle of repose of polyester resin, which is the raw material is optimized, (2) the shape of the hopper in the raw material supply line is optimized, and (3) the stirring device is installed directly above the extruder. It is effective to install 4) a camp cap in the lower part of the hopper (powder pressure cut) and (5) install an inner pipe in the final hopper. It is preferable to use at least one of these means because the fluctuation of the heat shrinkage rate in the film roll can be suppressed. More preferably, two or more of these means are combined. These means will be described in detail below.
  • the angle of repose of polyester resin During the production of film rolls, when the resin in the final hopper directly above the extruder is consumed and becomes low, the mixed resin supplied to the extruder depending on the capacity and shape of the hopper. Phenomenon (segregation) with different composition is likely to occur. This problem becomes more pronounced when the angles of repose of various resins are different. As a result, the heat shrinkage rate in the film roll fluctuates.
  • the angle of repose is the angle between the slope of the mountain and the horizontal plane formed when a certain amount of resin is dropped from a certain height. This is determined by the shape and particle size of the resin.
  • the angle of repose also changes depending on the slipperiness of the resin surface, and the more slippery the resin surface is, the lower the angle of repose (the mountain is more likely to collapse).
  • the resin shape becomes an elliptical columnar shape, and this volume is determined by the major axis (mm), minor axis (mm), and height (mm) of the resin cross-sectional ellipse, which affects the angle of repose of the resin.
  • the resin volume can be changed by the viscosity of the molten resin (swell of the strand die discharge port), the discharge speed of the strand, the rotation speed of the strand cutter, and the like.
  • the angle of repose is affected not only by the resin volume but also by the specific gravity.
  • the specific gravity of the resin is also affected by the composition of the polyester component, the cooling rate of the molten resin, and the like.
  • the angle of repose of the resin varies depending on various conditions when producing polyester as described above, but is usually 30 to 45 degrees.
  • the angle of repose is more preferably within ⁇ 3 degrees.
  • the inclination angle of the funnel-shaped hopper (the angle formed by the funnel-shaped hypotenuse and the horizon) is 60 degrees or more because segregation of raw materials can be suppressed. If the tilt angle is less than 60 degrees, the hopper is not tilted, so only the resin with a small angle of repose falls first. It is more preferable that the inclination angle is 62 degrees or more. On the other hand, if the inclination angle exceeds 75 degrees, the hopper capacity is limited (the capacity becomes extremely small), which is not preferable.
  • the inclination angle is preferably 73 degrees or less.
  • a stirrer When using two or more types of resin as raw materials, it is preferable to match the angle of repose as described in (1) above, but depending on the resin used, the angle of repose can be kept within ⁇ 4 degrees. In some cases, it cannot be done. In this case, for the purpose of eliminating the segregation of raw materials caused in the process of supplying the raw materials to the extruder, a stirrer may be installed in the pipe or hopper directly above the extruder to uniformly mix the raw materials.
  • the amount of raw material in the hopper is constantly changing during the production of the film roll.
  • a raw material level meter is installed in the hopper, and when the raw material is consumed and reaches the lowest level, the level meter detects it and fills the raw material. That is, the raw material is repeatedly consumed and filled, and the powder pressure applied to the supply section (lower part of the hopper) directly above the extruder is constantly fluctuating depending on the filling amount of the raw material in the hopper.
  • the powder pressure applied to the supply section lower part of the hopper directly above the extruder is constantly fluctuating depending on the filling amount of the raw material in the hopper.
  • the raw material charge cycle As a means for this, conventionally, measures have been taken to shorten the raw material charge cycle (set the raw material minimum level high). However, when the raw material charge cycle is shortened, the mechanical parts operate frequently, which causes a problem that the frequency of failure increases. Therefore, in order to cut the powder pressure from the upper part of the hopper, it is preferable to provide a cap on the lower part of the hopper.
  • the shape of the camp cap is not particularly limited, but it is preferably a cone or a triangular pyramid. Further, the size of the camp cap is not particularly limited, but it is necessary to have a diameter that does not exceed the pipe diameter of the lower part of the hopper in order to make the raw material supply smooth.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of the relationship between an extruder 2 provided with a hopper 1 and an inner pipe 3, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG.
  • the main raw material is supplied from the upper part of the hopper 1 and the auxiliary raw material is supplied through the inner pipe 3. Since the outlet 4 of the inner pipe 3 is directly above the extruder (to be exact, directly above the resin supply port 5 of the extruder 2), the mixing ratio of the raw materials can be kept constant.
  • the height (H2) of the outlet 4 of the inner pipe 3 preferably satisfies the relationship of the following formula 1, and more preferably satisfies both the relation of the formula 1 and the formula 2.
  • L indicates the inner diameter of the outlet 4 of the inner pipe 3 (see FIG. 2). Further, ⁇ is the angle of repose of another resin chip.
  • the position where the auxiliary raw material is mixed with the main raw material (H3; see FIG. 2) can be located outside the extruder and inside the extruder. It is possible to prevent air from entering and generating bubbles.
  • the height H3 is preferably 0.3 m or more and 1.7 m or less, and more preferably 0.6 m or more and 1.4 m or less.
  • a known instrument such as a table feeder can be adopted.
  • not only one inner pipe but also two or more inner pipes may be used, or a plurality of kinds of raw materials may be added from one inner pipe.
  • a method of supplying one kind of raw materials from one inner pipe is preferable.
  • the polyester can be obtained by polycondensing the above-mentioned suitable dicarboxylic acid component and diol component by a known method. Further, before sending the raw material resin to the final hopper, it is preferable to dry it using a dryer such as a hopper dryer or a paddle dryer, or a vacuum dryer.
  • the raw materials mixed above are extruded into a film at a temperature of 200 to 280 ° C. using an extruder.
  • any existing method such as the T-die method or the tubular method may be adopted. If the temperature at the time of extrusion exceeds 280 ° C., the ultimate viscosity of the polyester resin is lowered, breakage is likely to occur during the film forming process, and it is difficult to obtain a film in a steady state, which is not preferable.
  • a plurality of extruders, feed blocks, and multi-manifolds may be used. Then, the unstretched film can be obtained by quenching the film melted by extrusion.
  • the shear rate when the molten resin is discharged from the mouth of the die is preferably 100 sec-1 or more, and more preferably 150 sec-1 or more. The higher the shear rate, the more the fluctuation of the shrinkage rate in the longitudinal direction of the film can be suppressed. This is because the higher the shear rate, the more stable the resin discharge pressure at the die opening (outlet).
  • the shear rate is less than 100 sec-1, the resin discharge pressure at the die outlet becomes unstable, and pulsation (change in the thickness of the unstretched film in the longitudinal direction) tends to occur.
  • the stretching in the longitudinal direction which will be described later, is not uniform, and the variation in the heat shrinkage rate in the longitudinal direction becomes large.
  • the film may be formed by any method of non-stretching, uniaxial stretching (stretching in the longitudinal direction), and biaxial stretching. From the viewpoint of mechanical strength and productivity, uniaxial stretching is preferable, and biaxial stretching is more preferable. In the following, lateral stretching (sometimes referred to as transverse stretching) and then longitudinal stretching (sometimes referred to as longitudinal stretching) are performed first in the width direction (sometimes referred to as longitudinal stretching). Although the description will be focused on the stretching method, a transverse stretching-longitudinal stretching method in which the order is reversed may be used, or a simultaneous biaxial stretching method may be used in which the vertical direction and the horizontal direction are simultaneously stretched.
  • Stretching in the width direction First, it is stretched in the width (horizontal) direction.
  • the lateral stretching is preferably performed at 65 ° C. to 100 ° C. about 2.5 to 5 times in a state where both ends of the film in the width direction are gripped by clips in the tenter (first tenter). It is preferable to perform preheating before stretching in the lateral direction, and it is preferable to perform preheating until the film surface temperature reaches 60 ° C. to 95 ° C. After transverse stretching, it is preferable to pass the film through an intermediate zone that does not perform an aggressive heating operation.
  • the heat of the intermediate heat treatment zone flows into the transverse stretching process, and the temperature of the transverse heat treatment zone is not stable, so the film quality is stable. It is preferable to carry out the intermediate heat treatment after passing the film after the transverse stretching and before the intermediate heat treatment through the intermediate zone for a predetermined time.
  • the transit time of the intermediate zone is about 1 second to 5 seconds. If it is shorter than 1 second, the length of the intermediate zone becomes insufficient and the heat blocking effect is insufficient. Further, it is preferable that the intermediate zone is long, but if it is too long, the equipment will be large, so about 5 seconds is sufficient.
  • Intermediate heat treatment After passing through the intermediate zone, intermediate heat treatment before longitudinal stretching is performed. This is to adjust the shrinkage rate in the width direction by this intermediate heat treatment.
  • the temperature of the intermediate heat treatment is preferably 60 to 140 ° C.
  • the heat shrinkage in the width direction shows no change with respect to the heat shrinkage after transverse stretching.
  • the temperature is higher than 140 ° C., the heat shrinkage rate in the width direction becomes lower, but it is not preferable because it becomes difficult to carry out the subsequent stretching in the vertical direction after crystallization.
  • the passage time of the intermediate heat treatment zone is preferably 2 seconds to 20 seconds. If it is shorter than 2 seconds, the length of the intermediate heat treatment zone is insufficient, and it becomes difficult to adjust the heat shrinkage rate in the lateral direction. Further, it is preferable that the intermediate heat treatment zone is long, but about 20 seconds is sufficient. As a result, a laterally uniaxially stretched film is obtained.
  • the intermediate heat treatment by reducing the distance between the clips of the first tenter at an arbitrary magnification in the film width direction (relaxation treatment), the molecular chains oriented in the width direction are relaxed without crystallization, and the shrinkage rate in the width direction is relaxed. Can be reduced. Relaxation after lateral stretching is preferably performed by 3% or more. On the other hand, the upper limit of the relaxation rate after lateral stretching is determined by the raw material used, the stretching conditions in the width direction, and the heat treatment temperature. No more relaxation can be done.
  • longitudinal stretching (longitudinal stretching) Subsequently, longitudinal stretching is performed.
  • the film up to the previous step is introduced into a longitudinal stretching machine in which a plurality of roll groups are continuously arranged.
  • a longitudinal stretching machine in which a plurality of roll groups are continuously arranged.
  • the film temperature is lower than 65 ° C., it tends to be difficult to stretch in the vertical direction (that is, breakage is likely to occur).
  • the temperature is higher than 120 ° C., the film tends to adhere to the roll, and there is a possibility that roll stains may occur at an early stage in continuous production.
  • the rolls used for stretching are not only one-step stretching, which is two low speeds and high speeds, but also two-step stretching, which is three low speeds, medium speeds, and high speeds, and four low speeds, medium low speeds, medium high speeds, and high speeds. It is also possible to increase the number of three-stage stretching and the number of stretching stages. It is desirable to control the stretching speed in the range of, for example, 100% / sec or more and 10000% / sec or less. If the stretching speed is too fast, insufficient heating of the film is likely to occur, and if the stretching speed is too slow, the productivity is lowered.
  • the stretching speed is more preferably 200% / sec or more and 9900% / sec or less, and further preferably 300% / sec or more and 9800% / sec or less.
  • the stretching speed can be calculated according to the following formula 4.
  • Stretching speed ⁇ / T (Equation 4) ⁇ ; Stretch strain (%) T; Time required for stretching (sec)
  • the heating roll examples include a heating roll made of a metal material having a hard chrome plating on the surface (hereinafter referred to as a chrome-plated roll), a heating roll made of a ceramic-based material (hereinafter referred to as a ceramic roll), and a fluororesin-based heating roll.
  • a heating roll made of a material hereinafter referred to as a fluororesin roll
  • a heating roll made of a silicon rubber material hereinafter referred to as a silicon rubber roll
  • the chrome-plated roll and the ceramic roll have a relatively smooth surface roughness and have good adhesion to the film, so that they are excellent in transferring heat to the film, and the film can be preheated efficiently.
  • As the surface roughness of the roll average roughness (SRa), maximum protrusion height (SRmax), and ten-point average roughness (SRz) are used.
  • SRa average roughness
  • SRmax maximum protrusion height
  • SRz ten-point average roughness
  • small surface roughness meter Surftest SJ-301 manufactured by Mitutoyo
  • Etc. can be measured.
  • the chrome-plated roll preferably has an SRz of 0.01 or more and 0.05 or less, and more preferably 0.02 or more and 0.04 or less.
  • the ceramic roll preferably has an SRmax of 1 or more and 8 or less, and more preferably 1.5 or more and 7.5 or less.
  • the fluororesin roll and the silicone rubber roll have a rough surface and are excellent in peelability, and can maintain good peelability even if the film is softened by heating and easily adheres.
  • the fluororesin roll preferably has an SRz of 0.1 or more and 2 or less, and more preferably 0.2 or more and 1.9 or less.
  • the silicone rubber roll preferably has an SRz of 2 or more and 12 or less, and more preferably 3 or more and 11 or less.
  • a preheating roll group consisting of a chrome-plated roll and / or a fluororesin roll
  • one or a plurality of main heating rolls composed of a ceramic roll and / or a silicon rubber roll are used. It is preferable to raise the temperature of the film to a predetermined temperature.
  • the preheating roll may be a free rotation type or a drive type.
  • the main heating roll is usually a drive type. The film heated to a predetermined temperature in this way can be vertically stretched by utilizing the speed difference between the main heating roll and the stretching roll installed downstream thereof.
  • the film after longitudinal stretching and cooling is introduced into a second tenter for final heat treatment to perform heat treatment and relaxation treatment.
  • the final heat treatment step is a preferred embodiment because the vertical and horizontal shrinkage ratios can be adjusted.
  • Relaxation in the second tenter does not show much change in the longitudinal contraction rate, but the lateral contraction rate is lower.
  • the relaxation rate is preferably 0% to 50%.
  • the lower limit of the relaxation rate is 0%.
  • the upper limit of the relaxation rate is preferably about 50%.
  • the heat treatment (relaxation treatment) temperature is preferably 65 ° C to 120 ° C.
  • the heat treatment temperature When the heat treatment temperature is lower than 65 ° C., the shrinkage rate of the film does not change. On the other hand, if the heat treatment temperature is higher than 120 ° C., the film crystallizes and becomes a film that does not shrink in both the vertical and horizontal directions, which is not preferable as a heat-shrinkable film.
  • the fluctuation range of the surface temperature of the film measured at an arbitrary point of each step in the preheating / stretching step, the intermediate heat treatment step, the preheating / stretching / cooling step in the longitudinal stretching step, and the final heat treatment step in the above-mentioned transverse stretching step is measured. It is preferable to control the average temperature within ⁇ 1 ° C., more preferably within ⁇ 0.5 ° C.
  • the fluctuation range of the film surface temperature measured at the arbitrary point is the fluctuation range when the film surface temperature at a predetermined position is continuously measured by, for example, an infrared non-contact surface thermometer during film production. Point to.
  • the heat-shrinkable polyester film roll in the present invention preferably has a heat-shrinkable film having a width of 300 mm or more and 2500 mm or less wound around a winding core (core) having a length of 1000 m or more and 20000 m or less.
  • a film roll is made into a wide master roll, and the master roll is slit at an arbitrary width to be wound into a roll having an arbitrary width and a winding length to obtain a film roll product.
  • a roll of a film having a width of less than 300 mm or a length of less than 1000 m is industrially of low utility value.
  • the width of the heat-shrinkable film roll is more preferably 350 mm or more, further preferably 400 mm or more.
  • the width of the heat-shrinkable polyester film roll is more preferably 2450 mm or less, and further preferably 2400 mm or less.
  • the winding length of the heat-shrinkable film wound around the roll is more preferably 400 m or more, and further preferably 500 m or more.
  • the take-up core is not particularly limited, and a known one can be used. Paper tubes such as 3 inches, 6 inches, and 8 inches, plastic cores, and metal cores can be used.
  • sample sampling method In the film rolls having a length of 1000 m obtained in Examples and Comparative Examples described later, the first sample cut-out portion is set as the second end portion (0 m from the surface layer portion) at the center position in the roll width direction. A sample cutting section was provided every 100 m from the sample cutting section. The final sample cutting part was the first end part (0 m from the winding core) of the film, and samples were taken from a total of 11 sample cutting parts. Then, 10 samples were cut out from each sample cutting section, and the average value of the physical properties of the 10 samples in each sample cutting section was taken as the physical property value of the sample in the cutting section.
  • Heat shrinkage rate (hot water heat shrinkage rate)
  • the polyester film is cut into 100 mm ⁇ 100 mm squares, immersed in warm water at 90 ° C ⁇ 0.5 ° C for 10 seconds under no load, heat-shrinked, and then placed in water at 25 ° C ⁇ 0.5 ° C for 10 seconds.
  • the film was soaked for a second, pulled out of water, and the dimensions in the longitudinal direction and the width direction of the film were measured, and the heat shrinkage rate of each was determined according to the following formula 3.
  • the direction in which the heat shrinkage rate was large was defined as the main shrinkage direction (longitudinal direction).
  • the variation (average value, maximum value, minimum value) between samples was investigated for the heat shrinkage rate in the longitudinal direction and the width direction.
  • Heat shrinkage rate (%) ⁇ (L0-L1) / L0 ⁇ x 100 (Equation 5) L0; Film length before heat shrinkage (100 mm) L1; Film length after heat shrinkage
  • the most abundant alcohol component was ethylene glycol.
  • the variation (average value, maximum value, minimum value) between the samples of the content of the most alcohol component (most component) and the second most alcohol component (second component) was investigated. rice field.
  • Synthetic polyester raw material A In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer, thermometer and partial recirculation cooler, 100 mol% dimethyl terephthalate (DMT) as a dicarboxylic acid component and ethylene glycol (EG) 100 as a polyhydric alcohol component. Ethylene glycol was charged in a molar ratio of 2.2 times that of dimethyl terephthalate, and zinc acetate was used as a transesterification catalyst in an amount of 0.05 mol% with respect to the acid component, and antimony trioxide was used as a polycondensation catalyst.
  • DMT dimethyl terephthalate
  • EG ethylene glycol
  • polyester raw material A is polyethylene terephthalate.
  • the composition of the monomer component of the polyester raw material A is shown in Table 1. In Table 1, the content of each monomer component in 100 mol% of the total acid component is in the column of "acid component”, and the content of each monomer component in 100 mol% of the total polyhydric alcohol component is in the column of "polyhydric alcohol component”.
  • polyester A For the resin size of this polyester A, an average value was calculated from 100 resins. Assuming that the resin is columnar, the major axis, minor axis and height (cut length) of the elliptical cross section were measured with a caliper. The polyester A had a major axis of 3.7 mm, a minor axis of 2.6 mm, a height of 3.7 mm, and a volume of 28 mm3.
  • polyester raw materials B to F having different monomer components were obtained by the same method as the polyester raw materials A.
  • the polyester raw material B was produced by adding SiO 2 (Silicia 266 manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd.; average particle size 1.5 ⁇ m) as a lubricant at a ratio of 7,000 ppm to polyester. Each polyester raw material was appropriately formed into chips.
  • the rotation speed of the strand cutter was increased to reduce the resin shape.
  • TPA is terephthalic acid
  • EG is ethylene glycol
  • NPG is neopentyl glycol
  • CHDM is 1,4-cyclohexanedimethanol
  • BD is 1,4-butanediol
  • DEG diethylene glycol as a by-product.
  • the intrinsic viscosities of each polyester raw material are B: 0.70 dl / g, C: 0.75 dl / g, D: 0.74 dl / g, E: 1.20 dl / g, F: 1.20 dl / g, respectively. there were.
  • the characteristics of each polyester raw material are shown in Table 1.
  • Polyesters B, C, and E were mixed at a mass ratio of 10:66:24 and charged into the extruder in the form of being supplied from a hopper installed directly above the extruder. As shown in FIG. 3, the extruder was equipped with a jinkasa and a stirrer. This mixed resin was melted at 280 ° C., extruded from a T-die at a shear rate of 120 sec-1, wound around a rotating metal roll cooled to a surface temperature of 30 ° C., and rapidly cooled to obtain an unstretched film. The obtained unstretched film was guided to a transverse stretching machine (tenter) and preheated at 80 ° C. for 5 seconds.
  • tenter transverse stretching machine
  • the preheated film was continuously led to a transverse stretch zone and transversely stretched at 77 ° C. until 3.8 times.
  • the transversely stretched film was continuously led to an intermediate heat treatment zone and heated at 107 ° C. for 8 seconds.
  • a low-speed roll consisting of a chrome-plated roll and a ceramics roll
  • a roll group composed of a high-speed roll consisting of a fluororesin roll and a silicon rubber roll were continuously arranged in a longitudinal stretching machine, and the film temperature was 95 ° C. on the preheating roll.
  • the stretching speed at this time was 130% / sec.
  • the film after longitudinal stretching was cooled on a cooling roll whose surface temperature was set to 25 ° C. Then, the cooled film is guided to a tenter (second tenter), heat-treated in the second tenter in an atmosphere of 92 ° C. for 10 seconds, and cooled after relaxing in the lateral direction (film width direction) by 2%. By cutting and removing both edges, a heat-shrinkable polyester film having a thickness of about 30 ⁇ m was obtained. Finally, after heat treatment at 50 ° C. for 3 seconds in the heat treatment zone, the film was cooled, both edges were cut and removed, and a film was continuously formed over 4000 m or more. At this time, the fluctuation range of the film surface temperature is the average temperature ⁇ 0.5 ° C.
  • the obtained film was slit into a width of 900 mm and a length of 4000 m, and wound into a roll on a 3-inch paper tube to obtain the film of Example 1.
  • Example 2 to 4 In Examples 2 to 4, various conditions were changed from Example 1 to Table 2 to produce film rolls. In Examples 3 and 4, only longitudinal stretching is performed without undergoing transverse stretching and intermediate heat treatment.
  • polyesters A, B, and C are mixed so as to have a total weight of 20: 8: 53 and supplied to the raw material supply hopper, and an inner pipe as shown in FIG. 1 is further provided in the raw material supply hopper. Only polyester F was provided and directly supplied to the extruder so as to be 19% of the total weight (the composition of polyester A: B: C: F is 20: 8: 53: 19 by mass ratio).
  • Comparative Examples 1 to 4 In Comparative Examples 1 to 4, various conditions were changed from Example 1 to Table 2 to produce film rolls. The characteristics of each film thus obtained were evaluated by the above method. These results are also shown in Table 2.
  • the heat-shrinkable films of Examples 1 to 4 satisfying the requirements of the present invention were good because the fluctuation of the heat-shrinkage rate in the film roll was within the specified range.
  • Comparative Example 1 since the chrome-plated roll was used as the roll material when stretching in the longitudinal direction, the film adhered to the roll, and uniform stretching was difficult. As a result, the fluctuation of the heat shrinkage rate has exceeded the specified range.
  • Comparative Example 2 since none of the stirrer, the jar, and the inner pipe was used in the raw material supply process, the composition fluctuation in the film roll became large, and as a result, the heat shrinkage fluctuation became large.
  • Comparative Example 3 polyester F having an extremely small angle of repose was used, and since the inner pipe was not used in the raw material supply process, the composition fluctuated greatly and the heat shrinkage rate exceeded the specified range as in Comparative Example 2. I have.
  • Comparative Example 4 although the stirrer and the jar were used in the raw material supply process, the shear rate in the extrusion process was low and the stretching speed in the longitudinal direction was also low, so that the fluctuation of the heat shrinkage rate in the film roll became large. rice field.
  • the heat-shrinkable polyester-based film roll of the present invention has high heat-shrinkability in the longitudinal direction of the film as described above, and the fluctuation of shrinkage in the width direction and the longitudinal direction is extremely small.

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Abstract

【課題】 主収縮方向が長手方向である熱収縮性ポリエステル系フィルムロール内での熱収縮率の変動に起因する熱収縮工程での不良、特にラップ・ラウンド方式で包装対象物にフィルムを装着後、熱収縮させたときの不良を低減できる熱収縮性ポリエステル系フィルムロールを提供すること。 【解決手段】 主収縮方向が長手方向である熱収縮性ポリエステル系フィルムがコアに巻き取られてなる熱収縮性ポリエステル系フィルムロールであって、所定のポリエステル組成を満たすと共に、約100m毎に試料を採取したときの90℃の温水中に10秒浸漬後の長手方向の熱収縮率が、全ての試料について30%以上80%以下、かつ平均熱収縮率の±3%以下である。

Description

熱収縮性ポリエステル系フィルムロール
本発明は、熱収縮性ポリエステル系フィルムを巻き取ってなるフィルムロールに関し、さらに詳しくは熱収縮性フィルムロール内での熱収縮率の変動により発生する後加工の工程での収縮不足、収縮斑、シワ、歪み、タテヒケ等の不良の発生が極めて少ない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。
また、通常の熱収縮性ポリエステル系フィルムとしては、幅方向に大きく収縮させるものが広く利用されている。ボトルのラベルフィルムや、弁当容器等を結束するバンディングフィルムとして用いる場合、フィルムを環状にしてボトルや弁当容器に装着した後に周方向に熱収縮させなければならないため、幅方向に熱収縮する熱収縮性フィルムをバンディングフィルムとして装着する際には、フィルムの幅方向が周方向となるように環状体を形成した上で、その環状体を所定の長さ毎に切断してボトルや弁当容器に手かぶせ等で装着しなければならない。したがって、幅方向に熱収縮する熱収縮性フィルムからなるラベルフィルムやバンディングフィルムを高速でボトルや弁当容器に装着するのは困難である。それゆえ、最近では、フィルムロールから直接、ボトルや弁当容器の周囲に巻き付けて装着すること(所謂ラップ・ラウンド方式)が可能な長手方向に熱収縮するフィルムが発明されている(例えば、特許文献1)。フィルム環状体を形成してシールするセンターシール工程や、裁断、手かぶせ等の加工が不要になり、高速で装着することも可能である。
これらの熱収縮性フィルムは、製造後、一旦ロール状に巻き取られ、このフィルムロールの形態で使用されることが多い。このフィルムロールは必要に応じて、最終製品に用いられるラベル等のサイズに合わせてカットされ、さらに溶剤接着やヒートシール等の手段によりフィルムの両端部(長手方向に収縮する場合は、長手方向の両端部)がシールされて環状体(以下、ラベルとも称する)となる。そして、このラベルを加熱することで容器に密着させている。加熱方式としては、スチームを吹きつけて熱収縮させるタイプ(スチームトンネル) や、熱風を吹きつけて熱収縮させるタイプ(熱風トンネル) がある。これらの加熱トンネルの内部を、付設されたベルトコンベヤーに載せて通過させることにより、熱収縮工程が完了する。
 ところで、この熱収縮工程においてはトンネル内の加熱条件は同じなため、前記のラベルごとに熱収縮率の変動が大きいと、適正な熱収縮率を示さないものが発生しやすくなる。これらは収縮不足、収縮斑、シワ、図柄の歪み、ヒケ等による外観不良を起すため、最終製品とすることができなくなる。
 通常は1本のフィルムロールからは同じラベルがつくられるため、1本のフィルムロールに巻かれたフィルムの熱収縮率の変動が大きい場合、熱収縮工程での不良率が増大する問題があった。これらの不良は、前述の塩化ビニル系樹脂やポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂等いずれの素材においても共通の問題であった。例えば、特許文献2には、主収縮方向が長手方向である熱収縮性ポリエステル系フィルムロールが開示されている。ただし、特許文献2には、ロール内における収縮率の変動については記載されていない。
特許文献3には、長手方向にわたって最大収縮方向(主収縮方向)の85℃熱収縮率が、ロール全長にわたって20%以上有することを特徴とする熱収縮性ポリエステル系フィルムロールが開示されている。特許文献3では、原料の供給方法を制御することによってフィルムロール全長の熱収縮率変動を抑制することに成功している。ただし、特許文献3の実施例はすべて主収縮方向が幅方向であり、主収縮方向が長手方向であるフィルムロールの収縮率変動を制御する手段については言及されていない。熱収縮性フィルムは通常、熱収縮率を発現させたい方向に延伸する必要があるため、熱収縮性フィルムの主収縮方向を長手方向とする場合は長手方向へ延伸する必要がある。長手方向への熱収縮率変動を低減するためには、前述の原料供給方法に加えて長手方向へ延伸する方法についても制御する必要がある。さらに、特許文献3は15年以上前に開示された技術であり、現在は熱収縮率変動の低減がより一層求められている。すなわち、長手方向の熱収縮率変動を現在の要求水準まで抑制しようとすると、特許文献3の技術内容のみでは達成困難であった。
特開2019-111824号公報 特開2019-123252号公報 特開2003-170494号公報
本発明は、上記のような主収縮方向が長手方向である熱収縮性ポリエステル系フィルムロール内での熱収縮率の変動に起因する熱収縮工程での不良、特にラップ・ラウンド方式で包装対象物にフィルムを装着後、熱収縮させたときの不良を低減できる熱収縮性ポリエステル系フィルムロールを提供することを課題とするものである。
本発明は以下のとおりである。
1.主収縮方向が長手方向である熱収縮性ポリエステル系フィルムがコアに巻き取られてなる熱収縮性ポリエステル系フィルムロールであって、該熱収縮性ポリエステルフィルム及び該熱収縮性ポリエステル系フィルムロールにおいて、下記要件(1)~(3)を満たすことを特徴とする熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
(1)フィルムを構成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し、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、1,4-ブタンジオール、ジエチレングリコール、及び1,3-プロパンジオールからなる群より選択される少なくとも1種の多価アルコールを含有する
(2)フィルムロールの巻き始め(巻芯)側の端部を第1端部、巻き終わり(表層)側の端部を第2端部とし、ロール幅方向の中央位置にて、前記第2端部の内側2m以内の箇所に1番目の試料切り出し部を、また、前記第1端部の内側2m以内の箇所に最終の試料切り出し部を設けると共に、1番目の試料切り出し部から約100m毎に試料切り出し部を設け、それぞれの試料切り出し部から10cm×10cmの正方形状に切り出した試料を、90℃の温水中に10秒浸漬して引き上げ、次いで25℃の水中に10秒浸漬して引き上げたときの長手方向の熱収縮率が全ての試料について30%以上80%以下である
(3)上記(2)に記載の方法により長手方向の熱収縮率を測定し、これらの平均を算出したときに、全ての試料における長手方向の熱収縮率が上記平均熱収縮率の±3%以下である
2.さらに下記要件(4)及び(5)を満たす、1.に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
(4)上記(2)に記載の方法により幅方向の熱収縮率を測定したときに、全ての試料について幅方向(長手方向と直交する方向)の熱収縮率が-20%以上20%以下である
(5)上記(2)に記載の方法により幅方向の熱収縮率を測定し、これらの平均を算出したときに、全ての試料における幅方向の熱収縮率が上記平均熱収縮率の±3%以下である
3.フィルムの有効巻長が1000m以上20000m以下である、1.または2.に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
4.フィルム幅が300mm以上2500mm以下である、1.~3.のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
5.フィルム厚みが5μm以上100μm以下である、1.~4.のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
 本発明の主収縮方向が長手方向である熱収縮性ポリエステル系フィルムロールは、ロール内での熱収縮率の変動が少ないため、最終製品の不良を低減することができる。
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムロール製造工程中の原料混合例を説明するための模式図 図1の部分拡大図 収縮後フィルムのシワを評価するためのプラスチック製弁当容器の模式図 収縮後フィルムのヒケを評価するためのプラスチック製弁当容器の模式図
本発明者らは、ロール内の熱収縮率変動について検討した結果、この変動には主に2つの原因があることを見出した。すなわち、第一に原料供給工程において、2種以上の原料を用いる(ポリマーブレンド)ため、第二に長手方向への延伸工程において、延伸による分子配向の変動が生じるためである。そして、本発明に係る熱収縮性ポリエステル系フィルムロールであれば、熱収縮率の変動が小さいため、上記の不具合を起し難いことを見出した。以下、本発明について詳しく説明する。
なお、本発明における「長手方向」とは、フィルムロールにおけるフィルムを巻き取る方向をさす。
1.フィルムロールの物性
1.1.長手方向(主収縮方向)の熱収縮率
 本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムロールは、巻き始め側(巻芯)の端部を第1端部、巻き終わり側(表層)の端部を第2端部とし、ロール幅方向の中央位置にて、上記第2端部の内側2m以内のところに1番目の試料切り出し部を、また上記第1端部の内側2m以内に最終の切り出し部を設けると共に、1 番目の試料切り出し部から約100m毎に試料切り出し部を設けたとき、各試料につき、下記要件(2)および(3)するものでなければならない。
(2)前記各試料切り出し部から切り出された10cm×10cmの正方形状の各試料について、それぞれ90℃の温水中に10秒浸漬して引き上げ、次いで25℃ の水中に10秒浸漬して引き上げたとき、全ての試料について長手方向の熱収縮率が30%以上80%以下である
(3)上記(2)に記載の方法により長手方向の熱収縮率を測定し、これらの平均を算出したときに、全ての試料における長手方向の熱収縮率が上記平均熱収縮率の±3%以下である
1本のロールに巻かれていたフィルムについて、フィルムの巻き始め側の端部(巻芯)を第1端部、巻き終わり側(表層)の端部を第2端部としたとき、上記第1端部からその内側2m以内に1番目の試料切り出し部を、また上記の第1端部からその内側2m以内に最終の切り出し部を設けると共に、1番目の試料切り出し部から約100m枚に試料切り出し部を設けることにより、フィルムの定常領域の全長に亘って略等間隔に試料を選択する。なお、「約100m毎」というのは、100m±1m程度のところで試料を切り出しても構わないという意味である。
上記サンプリング方法をより詳細に説明する。例えば、フィルム長さ498mの熱収縮性フィルムがロールに巻回されている場合、フィルムの巻き終わりから2m以内までの間で、ロール幅方向の中央部において最初の試料A(10cm×10cm)を切り取る。なお、正方形の切り取り方向は、便宜上、フィルムの長手方向に沿う辺と、長手方向に直行する方向(幅方向)に沿う辺を有するように切り取る(斜めには切り取らない)こととする。続いて、切り取った部分から長手方向に約100m離れたところで、ロール幅方向の中央部において2番目の試料Bを切り取る。同様にして、約200m目で3番目の試料Cを、約300m目で4番目の試料Dを、約400m目で5番目の試料Eを切り取る。ここで、残りは100mよりも短くなるため、6番目(最終)の試料Fはフィルムの巻き始めから2m以内のいずれかの部分を切り取る。
本発明の前記要件(2) は、このようにして切り取った全ての試料の長手方向における90℃の熱収縮率が30%以上であるというものである。フィルムの長手方向の熱収縮率が30%未満であるとフィルムの熱収縮が不足するため、容器等に被覆収縮させたときに容器に密着せず、外観不良が発生するため好ましくない。より好ましい長手方向の熱収縮率は35%以上、さらに好ましくは40%以上である。一方、長手方向の熱収縮率は高ければ高いほど汎用性が増して好ましいが、本発明の技術水準としては80%が上限であった。実用上は75%が上限であっても十分である。
そして本発明では、前記要件(3)において、上記の切り出し部から得られる全ての試料に基づいて長手方向における熱収縮率の平均値を算出したときに、全ての試料の長手方向における熱収縮率が平均値±3%以内の範囲であることを定めている。この範囲は、±2.8%以内であると好ましく、±2.6%以内であるとより好ましい。この平均±3%以内の意味について、より詳細に説明する。
まず、切り取られた各試料について熱収縮率を測定し、長手方向の平均を算出する。この長手方向における熱収縮率の平均値がX(%)で、上記試料Aの長手方向における熱収縮率をY1(%)とすると、|X-Y1|(X-Y1の絶対値) が3(%) よりも小さく、試料B~Fについての長手方向の熱収縮率Y2~Y6(%)においても同様に、|X-Yn|がいずれも3(%)よりも小さいことが、平均±3%の意味である。換言すれば、Ynの最大値YmaxとXとの差と、最小値YminとXとの差のいずれもが±3%以内であれば、本発明の要件を満足する。熱収縮率の測定温度が90℃であることから明らかなように、本発明によれば、温度90℃ における長手方向の熱収縮率変動を抑制することができるため、前記フィルムロールから環状体を作製し、これを被包装体(容器)に被覆して約90℃ 程度で熱収縮させたときでも収縮不良の発生を防止することができる。
1.2.幅方向(主収縮方向との直交方向)の熱収縮率
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムロールに巻回されている熱収縮性ポリエステル系フィルムは、上記「1.1.長手方向(主収縮方向)の熱収縮率」中の(1)で記載したサンプリング方法から得られる各試料につき、下記要件(4)および(5)を満足することが好ましい。
(4)前記各試料切り出し部から切り出された10cm×10cmの正方形状の各試料について、それぞれ90℃の温水中に10秒浸漬して引き上げ、次いで25℃ の水中に10秒浸漬して引き上げたとき、全ての試料について幅方向の熱収縮率が-20%以上20%以下である
(5)上記(1)に記載の方法により幅方向の熱収縮率を測定し、これらの平均値を算出したときに、全ての試料における幅方向の熱収縮率が平均値±3%以下である
熱収縮性ポリエステル系フィルムは環状体として収縮させた後、幅方向の熱収縮率がゼロに近いほど収縮を望まない方向(非収縮方向)の寸法が変化しないため望ましい。フィルムの幅方向の熱収縮率が20%(上記要件の(3))を超えると、ラベルとした後の非収縮方向の長さが極端に短くなってしまう。より好ましい幅方向の熱収縮率は19%以下、さらに好ましくは18%以下である。一方、幅方向の熱収縮率がマイナスとなる場合、非収縮方向は伸びることになる。幅方向の熱収縮率がー20%を下回ると、やはりラベルとして収縮させた後に非収縮方向の寸法が変化してしまう。幅方向の熱収縮率は-19%以上であると好ましく、-18%以上であるとより好ましい。
そして本発明では、各切り出し部から得られる全ての試料に基づいて幅方向における熱収縮率の平均値を算出したときに、全ての試料の幅方向における熱収縮率が平均値±3%以内の範囲であと好ましい。この範囲は、±2.8%以内であるとより好ましく、±2.6%以内であるとさらに好ましい。
熱収縮率の測定温度が90℃であることから明らかなように、本発明によれば、温度90℃ における幅方向の熱収縮率変動を抑制することができるため、前記フィルムロールから環状体を作製し、これを被包装体(容器)に被覆して約90℃ 程度で熱収縮させたときでも収縮不良の発生を防止することができる。
1.3.屈折率
 本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムロールに巻回されている熱収縮性ポリエステル系フィルムは、上記「1.1.長手方向(主収縮方向)の熱収縮率」中の(2)で記載したサンプリング方法から得られる各試料につき、全ての試料に基づいて長手方向の屈折率Nxの平均を算出し、全ての試料のNxが平均値±0.01以内の範囲であることが好ましい。この範囲は、±0.009以内であると好ましく、±0.008以内であるとより好ましい。屈折率はフィルムを構成する高分子鎖の配向度を示しており、フィルムがどれだけ延伸されたかの指標となる。一般的に、熱収縮性ポリエステル系フィルムは、延伸によって生じる分子鎖の配向度が高いほど熱収縮率も高くなる傾向にある。すなわち本発明において、フィルムロールの長手方向におけるNxのバラツキが小さければ、フィルムロール内の熱収縮率変動が抑制されていることになる。
1.4.厚み
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムロールに巻回されている熱収縮性ポリエステル系フィルムは、厚みが5μm以上100μm以下であると好ましい。厚みが100μmを超えると、単にフィルムの面積あたりの重量が増加するだけで経済的でない。一方、厚みが5μmを下回るとフィルムが極端に薄くなるため、環状体にする等の工程で扱い難く(ハンドリング性が悪く)なってしまう。厚みは7μm以上98μm以下であると好ましく、9μm以上96μm以下であるとより好ましい。
2.フィルムロールを構成するポリエステル原料の種類、成分量
本発明のフィルムを構成するポリエステル原料の種類は、エチレンテレフタレートユニットを主たる構成成分とするものである。ここで、「主たる構成成分とする」とは、全構成成分量を100モル%としたとき、50モル%以上含有することを指す。エチレンテレフタレートは、エチレングリコールとテレフタル酸からなるユニットである。本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムロールに巻回されている熱収縮性ポリエステル系フィルムは、ポリエステルの構成ユニット100モル%中、55モル%以上が好ましく、60モル%以上がより好ましい。
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、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、1,4-ブタンジオール、ジエチレングリコール、及び1,3-プロパンジオールから選択される少なくとも1種の多価アルコールを含有する必要がある。上記のジオール成分は、非晶となりうる成分であり、90℃で30%以上の熱収縮率を達成するために必要となる。これら以外にも、プロピレングリコール、ビスフェノールA等の芳香族系ジオール、ヘキサンジオール等の脂肪族ジオール等が含まれていてもよい。
 これらの非晶成分量は、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%中で合計10モル%以上であると好ましく、20モル%以上であるとより好ましい。10%未満であると必要な収縮率が得られず、最終製品で収縮不足となる。一方、非晶成分量の上限は、エチレンテレフタレートが主たる構成成分(50モル%)であるため、50モル%である。非晶成分量が多すぎると、後述の長手方向への延伸で生じる分子配向の変動が大きくなる懸念がある。非晶成分量は45モル%以下であると好ましく、40モル%以下であるとより好ましい。
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムロールに巻回されている熱収縮性ポリエステル系フィルムは、上記「1.1.長手方向(主収縮方向)の熱収縮率」中の(2)で記載したサンプリング方法から得られる各試料につき、全ての試料に基づいて組成比(モル%)を算出し、すべての試料における非晶成分量が平均±2モル%以内であると好ましい。非晶成分量を平均±2モル%以内とすることで、熱収縮性ポリエステル系フィルムロールの熱収縮率変動を所定の範囲とすることができる。非晶成分量は平均±1.5モル%以内であるとより好ましく、平均±1モル%以内であるとさらに好ましい。
本発明のポリエステルを構成するテレフタル酸以外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充分である。
 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。
 本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムロールを形成するフィルム樹脂の中には、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。
 上記微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。また微粒子の添加量をフィルム中に300~1200ppmの範囲内とすることで、良好な滑り性(摩擦)と透明性を両立することができる。
 3.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は、上記「2.1.フィルムロールを構成するポリエステル原料の種類、成分量」で記載したポリエステル原料を押し出し機へ供給して溶融押し出しし、形成された未延伸フィルムを以下に示す所定の工程を通じて得ることができる。
本発明においては、フィルムロール内の熱収縮率の変動を抑制することが課題であり、これは原料供給と長手方向への延伸の方法を制御することによって達成することができる。以下では、本発明でポイントとなる技術を示しながら、製造方法を記載する。
3.1.原料混合、供給
 本発明のフィルムロールを製造するにあたり、上記「2.ポリエステル原料の種類、成分量」で記載したとおり、フィルムにはエチレンテレフタレートユニット以外にも非晶成分となりうるモノマーを含有させる必要がある。この場合、通常は2種類以上の原料(ポリエステルレジン)を混合して用いる。従来、押し出し機に2種以上の原料を混合して投入すると、原料の供給にバラツキ(偏析)が生じ、それによりフィルム組成が変動する問題が起きていた。フィルムロール内で組成が変動すると、熱収縮率の変動を所定の範囲とするのが困難となる。原料偏析を防止するためには、(1)原料となるポリエステルレジンの安息角適正化、(2)原料供給ラインにおけるホッパーの形状適正化、(3)押し出し機直上への攪拌装置の設置、(4)ホッパー内下部への陣笠設置(粉体圧カット)、(5)最終ホッパー内へのインナーパイプの設置が有効である。これらの手段のうち、少なくとも1つを採用することでフィルムロール内の熱収縮率変動を抑制することができるため好ましい。さらに好ましくは、これらの手段を2つ以上組み合わせることである。これらの手段について、以下で詳細に説明する。
3.1.(1)ポリエステルレジンの安息角
フィルムロールを製造している最中、押し出し機直上にある最終ホッパー内のレジンが消費されて少なくなると、ホッパーの容量や形状によっては押し出し機へ供給される混合レジンの組成が異なる現象(偏析)が発生しやすくなる。この問題は、各種レジンの安息角が異なると顕著に現れる。その結果、フィルムロール内の熱収縮率が変動してしまう。
安息角とは、一定の量のレジンを一定の高さから落下させたときに形成される山の斜面と水平面とのなす角度である。これは、レジンの形状や粒径によって決まるもので、レジンが大きくなるほど安息角が小さくなる傾向があり、レジンの安息角が小さいほどホッパー内にレジンが滞留しにくくなる(流動しやすくなる)傾向がある。また、レジン表面の滑り性によっても安息角が変わり、レジン表面が滑りやすいほど安息角は低くなる(山が崩れやすくなる)。原料となるレジンを製造する際、通常は重合工程後に溶融状態でストランド(ひも)状に吐出され、直ちに水冷された後にストランドカッターでカットする方法が採用されている。そのため、レジン形状は楕円柱状となり、この体積はレジン断面楕円の長径(mm) 、短径(mm)、および高さ(mm)によって決まり、これがレジンの安息角に影響する。レジン体積は、溶融樹脂の粘度(ストランドダイ吐出口のスウェル)、ストランドの吐出速度、ストランドカッターの回転速度等によって変えることができる。また、安息角はレジン体積だけでなく比重にも影響を受ける。レジンの比重は、ポリエステル成分の組成や溶融樹脂の冷却速度等にも影響を受ける。レジンの安息角は、前記のようにポリエステルを製造するときのさまざまな条件によって変わるが、通常は30~45度となることが多い。
2種以上の原料レジンを混合して製造する際、組成変動の少ないフィルムを得るためには、使用する全レジンの安息角を合わせて、最終ホッパー内での原料偏析を抑制することが好ましい。使用量の最も多い原料を主原料とし、それに対して安息角を±4度以内の範囲であるものを用いれば、原料偏析を低減させ得る。安息角は±3度以内であるとより好ましい。
3.1.(2)ホッパーの形状適正化
上記のように、原料となるレジンの安息角を制御する以外に、最終ホッパーの形状を適正化することでも組成が均一な長尺フィルムを得ることができるため、好ましい手段である。すなわち、漏斗状ホッパーの傾斜角(漏斗状の斜辺と水平線とのなす角度)を60度以上とすると原料偏析を抑制できるようになるため好ましい。傾斜角が60度より小さい場合はホッパーの傾斜がついていないため、安息角の小さいレジンのみが先に落下してしまう。傾斜角は62度 以上であるとより好ましい。一方、傾斜角が75度を超えると、ホッパー容量に制限が生じる(容量が極端に小さくなる)ため好ましくない。傾斜角は73度以下であると好ましい。
3.1.(3)攪拌装置の設置
原料として2種以上のレジンを用いる際、安息角を合わせると好ましいことは上記(1)で記載した通りだが、使用するレジンによっては安息角を±4度以内に収めることができないケースもある。この場合、押し出し機へ原料を供給する工程で生じてしまった原料偏析を解消する目的で、押し出し機の直上の配管やホッパーに攪拌機を設置して原料を均一に混合することもできる。
3.1.(4)陣笠設置
 上記(1)で記載したように、フィルムロールを製造している最中は、絶えずホッパー内の原料量は変動している。具体的には、ホッパーには原料レベル計が設置されており、原料が消費されて最低レベルになると、レベル計が感知して原料が充填されるようになっている。つまり、原料は消費と充填を繰り返していることになり、ホッパー内の原料充填量によって押し出し機直上の供給部(ホッパー下部)にかかる粉体圧は絶えず変動していることになる。2種以上の原料レジンを混合してフィルムを製造する場合、粉体圧の変動によっても原料偏析が促進されてしまうため、粉体圧は一定に保つことが好ましい。この手段として従来、原料チャージ周期を短くする(原料最低レベルを高く設定する)対策がとられてきた。しかし、原料チャージ周期を短くすると、それに伴う機械部品の動作も頻繁となるため、故障頻度が増加するといった問題が生じていた。そこで、ホッパー上部からの粉体圧をカットするため、ホッパー下部に陣笠を設けることが好ましい。陣笠の形状は特に限定されないが、円錐または三角錐であると好ましい。また、陣笠の大きさも特に限定されないが、原料供給をスムーズなものとするため、ホッパー下部の配管径を超えない径である必要がある。
3.1.(5)インナーパイプの設置
 2種以上の原料レジンの安息角が極端に異なる場合、上記3.1.(2)~(4)の対策を講じても原料偏析が起きることがある。この場合、最終ホッパー内に混合した原料を用いるのではなく、例えば主原料のみを充填したホッパー内に配管(インナーパイプ)を挿入して、安息角の異なる原料(以下、これを「副原料」と称することがある)を直接添加することもできる。この方法は、ホッパー内で起こる原料偏析を本質的に避けることができるため好ましい。インナーパイプから供給される原料の添加量は、最終ホッパーからに入っている原料の供給量と合わせる必要がある。
具体的な混合手順の一例を図1に示す。図1は、ホッパー1を備えた押出機2と、イン
ナーパイプ3との関係の一例を示す概略図であり、図2は前記図1のA部分の拡大図であ
る。図1,2に示す様に、主原料はホッパー1の上部から供給され、副原料はインナーパイプ3を通じて供給される。そして、インナーパイプ3の出口4が押出機直上(正確には押出機2の樹脂供給口5の直上)になっているため、原料の混合比率を一定に保つことができる。
 前記インナーパイプ3の出口4の高さ(H2)は、以下の式1の関係を満足しているの
が好ましく、式1、式2の両方の関係を満足しているのがより好ましい。
H2<H1 (式1)
 ※式1中、H1はホッパーの内壁が鉛直になっている部分の高さを示す(図2参照)。
0.5×L/tanθ<H2 (式2)
 ※式2中、Lはインナーパイプ3の出口4の内径を示す(図2参照)。
また、θは他の樹脂チップの安息角である。
 H2の高さを0.5×L/tanθよりも大きくすることで、副原料が主原料と混合される位置(H3;図2参照)を押出機の外部にすることができ、押出機内に空気が入って気泡が生じるのを防止できる。
 副原料の混合位置の高さH3(=H2-0.5×L/tanθ)は、0mより高く、2m未満であるのが望ましい。0mより高くすることで、押出機内への空気の侵入を防止できる。また2m未満にすることで、押出機までの距離を短く保つことができ、原料偏析を防止できる。高さH3は、好ましくは0.3m以上1.7m以下であり、更に好ましくは0.6m以上1.4m以下である。
計量器としては、テーブルフィーダー等の公知のものを採用することができる。また、インナーパイプは1本だけでなく2本以上用いてもよく、1つのインナーパイプから複数種の原料を添加してもよい。原料を精度良く供給するためには、1つのインナーパイプから1種類の原料を供給する方法が好ましい。
なお、ポリエステルは、前記した好適なジカルボン酸成分とジオール成分とを公知の方法で重縮合させることで得ることができる。また、原料レジンを最終ホッパーへ送る前には、ホッパドライヤーや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しておくことが好ましい。
3.2.溶融押し出し
上記で混合した原料は、押し出し機を用いて200~280℃の温度でフィルム状に押し出す。押し出しについてはTダイ法、チューブラー法等、既存のどの方法を採用しても構わない。なお、押し出し時の温度が280℃を超えると、ポリエステル樹脂の極限粘度が低下し、製膜工程中で破断が生じやすくなり、定常状態のフィルムを得にくくなるため好ましくない。フィルムを複数層設ける場合は、複数の押し出し機やフィードブロック、マルチマニホールドを用いればよい。
その後、押し出しで溶融されたフィルムを急冷することにより、未延伸の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、溶融樹脂を口金から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、溶融樹脂をダイスの口部から吐出するときのせん断速度は100sec-1以上であると好ましく、150sec-1以上であるとより好ましい。せん断速度が高いほど、フィルムの長手方向の収縮率変動を抑制できる。これは、せん断速度が高いほど、ダイス口部(出口)での樹脂吐出圧力が安定するためである。せん断速度が100sec-1未満であるとダイス出口での樹脂吐出圧力が不安定となり、脈動(長手方向における未延伸フィルムの厚み変動)が発生しやすくなる。このことにより、後述する長手方向への延伸が均一とならないため、長手方向への熱収縮率変動が大きくなってしまう。
一方、せん断速度が600sec-1より大きいと、ポリエステル分子鎖が切断(分解)されて極限粘度が低下するだけでなく、ダイスの吐出部分に樹脂カス等が付着して生産性が悪くなるため好ましくない。
なお、ダイス出口でのせん断速度は、以下の式3より求めた。
       γ=6Q/(W×H2) (式3)
         γ;せん断速度(sec-1)
         Q;押し出し機からの原料吐出量(cm3/sec)
         W;ダイス口部の幅(cm)
         H;ダイス口部の間隔(リップギャップ)(cm)
 フィルムは、無延伸、一軸延伸(長手方向への延伸)、二軸延伸いずれの方式で製膜されてもよい。機械強度や生産性の観点からは、一軸延伸であることが好ましく、二軸延伸であるとより好ましい。以下では、最初に幅方向への延伸(横延伸と記載する場合がある)、次に長手方向への延伸(縦延伸と記載する場合がある)を実施する横延伸-横延伸による逐次二軸延伸法に主眼を置いて説明するが、順番を逆にする横延伸-縦延伸であってもよく、縦方向と横方向を同時に延伸する、同時二軸延伸法でもよい。
3.3.幅方向への延伸(横延伸)
まず、幅(横)方向へ延伸する。横方向の延伸は、テンター(第1テンター)内でフィルムの幅方向の両端際をクリップによって把持した状態で、65℃~100℃で2.5~5倍程度行うことが好ましい。横方向の延伸を行う前には、予備加熱を行っておくことが好ましく、予備加熱はフィルム表面温度が60℃~95℃になるまで行うとよい。横延伸の後は、フィルムを積極的な加熱操作を実行しない中間ゾーンを通過させることが好ましい。第1テンターの横延伸ゾーンと中間熱処理ゾーンで温度差がある場合、中間熱処理ゾーンの熱(熱風そのものや輻射熱)が横延伸工程に流れ込み、横延伸ゾーンの温度が安定しないためにフィルム品質が安定しなくなることがあるので、横延伸後で中間熱処理前のフィルムを、所定時間をかけて中間ゾーンを通過させた後に、中間熱処理を実施するのが好ましい。この中間ゾーンにおいては、フィルムを通過させていない状態で短冊状の紙片を垂らしたときに、その紙片がほぼ完全に鉛直方向に垂れ下がるように、フィルムの走行に伴う随伴流、横延伸ゾーンや中間熱処理ゾーンからの熱風を遮断すると、安定した品質のフィルムが得られる。中間ゾーンの通過時間は、1秒~5秒程度で充分である。1秒より短いと、中間ゾーンの長さが不充分となって、熱の遮断効果が不足する。また、中間ゾーンは長い方が好ましいが、あまりに長いと設備が大きくなってしまうので、5秒程度で充分である。
3.4.中間熱処理
 中間ゾーンの通過後は、縦延伸前の中間熱処理を行う。この中間熱処理で、幅方向の収縮率を調整するためである。横延伸後の中間熱処理の温度を高くすると、幅方向への熱収縮率は小さくなる傾向にある。中間熱処理の温度は、60~140℃であると好ましい。中間熱処理ゾーンの温度が60℃より低い場合、幅方向の熱収縮率は、横延伸後の熱収縮率に対して何らの変化も示さない。また、140℃より高いと幅方向の熱収縮率はより低くなるが、結晶化して続く縦方向への延伸が行いにくくなるため好ましくない。また、中間熱処理ゾーンの通過時間は、2秒~20秒が好ましい。2秒より短いと中間熱処理ゾーンの長さが不充分で、横方向の熱収縮率の調整が難しくなる。また、中間熱処理ゾーンは長い方が好ましいが、20秒程度で充分である。これにより横一軸延伸フィルムが得られる。
 中間熱処理の際、第一テンターのクリップ間距離をフィルム幅方向に任意の倍率で縮めること(リラックス処理)により、幅方向に配向した分子鎖が結晶化することなく緩和され、幅方向の収縮率を低減させることができる。横延伸を行った後のリラックスは3%以上行うことが好ましい。一方、横延伸後のリラックス率の上限は使用する原料や幅方向への延伸条件、熱処理温度によって決まる。これを超えてリラックスを実施することはできない。
3.5.長手方向への延伸(縦延伸)
続いて縦延伸を行う。縦延伸工程では、前工程までのフィルムを複数のロール群を連続的に配置した縦延伸機へと導入する。縦延伸に当たっては、予熱ロールでフィルム温度が65℃~120℃になるまで予備加熱することが好ましい。フィルム温度が65℃より低いと、縦方向に延伸し難くなる傾向がある(すなわち、破断が生じやすくなる)。一方120℃より高いとロールにフィルムが粘着しやすくなり、連続生産においてロール汚れの発生が早期に生じる虞がある。
フィルム温度が前記範囲になったら、縦延伸を行う。縦延伸はロールの速度差によって行う。延伸倍率は1.5倍~5倍とするのが好ましい。またこのとき、延伸に使用するロールが低速・高速の2つである一段延伸だけでなく、低速・中速・高速の3つである二段延伸、低速・中低速・中高速・高速の4つである3段延伸と延伸段数を増加させることもできる。
延伸速度は、例えば100%/秒以上10000%/秒以下の範囲に制御するのが望ましい。延伸速度が速すぎるとフィルムの加熱不足が生じやすく、延伸速度が遅すぎると生産性が低下する。延伸速度は200%/秒以上9900%/秒以下であるとより好ましく、300%/秒以上9800%/秒以下であるとさらに好ましい。なお、延伸速度は、下記式4に従って算出することができる。
延伸速度=λ/T(式4)
  λ;延伸ひずみ(%)
T;延伸に要した時間(sec)
 
加熱ロールとしては、例えば、表面にハードクロムメッキを施した金属素材からなる加熱ロール( 以下、クロムメッキロールと称する) 、セラミックス系素材からなる加熱ロール(以下、セラミックスロールと称する) 、フッ素樹脂系素材からなる加熱ロール( 以下、フッ素樹脂ロールと称する) 、シリコンゴム素材からなる加熱ロール( 以下、シリコンゴムロールと称する) などが選択できる。特にクロムメッキロール、セラミックスロールなどは予備加熱の際に使用するのが望ましく、フッ素樹脂ロール、シリコンゴムロールなどは予備加熱後に所定温度まで加熱する際に使用するのが望ましい。クロムメッキロールやセラミックスロールは表面の粗さが比較的平滑であり、フィルムとの密着性がよいためフィルムに熱を伝達するのに優れており、効率よくフィルムを予備加熱することができる。ロールの表面粗さとしては平均粗さ(SRa)、最大突起高さ(SRmax)、十点平均粗さ(SRz)が用いられ、例えば小型表面粗さ計サーフテストSJ-301(ミツトヨ社製)等で測定することができる。クロムメッキロールはSRzが0.01以上0.05以下であると好ましく、0.02以上0.04以下であるとより好ましい。また、セラミックスロールはSRmaxが1以上8以下であると好ましく、1.5以上7.5以下であるとより好ましい。一方、フッ素樹脂ロールやシリコンゴムロールは、表面が粗く剥離性に優れており、加熱によってフィルムが軟化して粘着しやすくなっても良好な剥離性を維持できる。フッ素樹脂ロールはSRzが0.1以上2以下であると好ましく、0.2以上1.9以下であるとより好ましい。シリコンゴムロールはSRzが2以上12以下であると好ましく、3以上11以下であるとより好ましい。例えば、クロムメッキロールおよび/またはフッ素樹脂ロールからなる予備加熱用のロール群を用いてフィルムを予備加熱した後、セラミックスロールおよび/またはシリコンゴムロールからなる1 本又は複数本の本加熱用ロールを用いてフィルムを所定温度まで昇温するのが好ましい。なお、前記の予備加熱用ロールはフリー回転式であってもよく、駆動式であってもよい。前記本加熱用ロールは、通常、駆動式である。なおこのようにして所定温度まで加熱されたフィルムは、前記本加熱ロールとその下流に設置された延伸ロールとの間の速度差を利用することによって縦延伸することができる。
 3.6.最終熱処理
 次に、縦延伸および冷却後のフィルムを、最終熱処理のための第2テンターへと導入して熱処理やリラックス処理を行う。最終熱処理工程は、縦と横の収縮率を調整することができるため、好ましい実施態様である。第二テンター内でのリラックスでは縦方向の収縮率にはあまり変化は認められないが、横方向の収縮率は低くなる。リラックス率は0%~50%であることが好ましい。リラックス率は0%が下限である。一方、リラックス率が高いと、フィルム製品幅が短くなるというデメリットもあるので好ましくなく、リラックス率の上限は50%程度が好適である。
 熱処理(リラックス処理)温度は、65℃~120℃が好ましい。熱処理温度が65℃より低いとフィルムの収縮率は変化しない。一方、熱処理温度が120℃より高いと、フィルムが結晶化してしまい、縦方向・横方向の両方向に収縮しないフィルムとなるので、熱収縮性フィルムとして好ましくない。
なお、前記の横延伸工程における予熱・延伸工程、中間熱処理工程、縦延伸工程における予熱・延伸・冷却工程、及び最終熱処理工程における各工程の任意ポイントにおいて測定されるフィルムの表面温度の変動幅を、好ましくは平均温度±1℃以内、より好ましくは平均温度±0.5℃以内に制御することが、熱収縮率変動を低減する観点より好ましい。前記任意ポイントにおいて測定されるフィルムの表面温度の変動幅とは、フィルム製造中、所定位置におけるフィルム表面温度を、例えば赤外式の非接触式表面温度計で連続的に測定した場合の変動幅をさす。
 3.7.巻き取り
 本発明における熱収縮性ポリエステル系フィルムロールは、幅300mm以上2500mm以下の熱収縮性フィルムを巻き取りコア( 芯) に長さ1000m以上20000m以下に巻取ったものであることが好ましい。通常、フィルムロールは広幅のマスターロールを作製し、そのマスターロールを任意の幅でスリットしながら任意の幅と巻長のロール状に巻取りフィルムロール製品とする。幅が300mmや長さ1000mに満たないフィルムのロールは、工業的に利用価値の低いものである。熱収縮性フィルムロールの幅は350mm以上がより好ましく、400mm以上がさらに好ましい。一方、熱収縮性フィルムロールの幅が2500mmを超えると、巻き取り中に紙管が撓みやすくなり、フィルムロールにシワ等の巻き不良が起きやすくなるため好ましくない。熱収縮性ポリエステル系フィルムロールの幅は2450mm以下であるとより好ましく、2400mm以下であるとさらに好ましい。また、ロールに巻回される熱収縮性フィルムの巻長は400m以上であるとより好ましく、500m以上であるとさらに好ましい。熱収縮性フィルムロールの巻長は長ければ長いほど、環状体を作製する際にロールの入れ替え回数が減るために生産性が向上して好ましいが、本発明では20000mまでを確認したのでこの数値とした。
また、巻取りコアは特に限定されず、公知のものを使用することができる。3インチ、6インチ、8インチ等の紙管やプラスチックコア、金属製コアを使用することができる。
 次に、実施例および比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例の態様に何ら限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能である。
[試料のサンプリング方法]
後述する実施例および比較例で得られた長さ1000mのフィルムロールにおいて、ロール幅方向の中央位置にて、1番目の試料切り出し部を第2端部(表層部分から0m)として、1番目の試料切り出し部から100m毎に試料切り出し部を設けた。最終の試料切り出し部は、フィルムの第1端部(巻芯から0m)とし、全部で11箇所の試料切り出し部から試料を採取した。そして各試料切り出し部から10個の試料を切り出し、各試料切り出し部における10個の試料の物性の平均値を、その切り出し部における試料の物性値とした。
 [熱収縮率(温湯熱収縮率)]
 ポリエステル系フィルムを100mm×100mmの正方形に裁断し、90℃±0.5℃の温湯中に無荷重状態で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長手方向および幅方向の寸法を測定し、下式3に従ってそれぞれの熱収縮率を求めた。熱収縮率の大きい方向を主収縮方向(長手方向)とした。また、長手方向と幅方向における熱収縮率について、試料間の変動(平均値、最大値、最小値) を調べた。
    熱収縮率(%)={(L0-L1)/L0}×100(式5)
          L0;熱収縮前のフィルム長さ(100mm)
          L1;熱収縮後のフィルム長さ
[成分組成]
各試料を、クロロホルムD ( ユーリソップ社製) とトリフルオロ酢酸D 1 ( ユーリソップ社製) を10:1(体積比) で混合した溶媒に溶解させて、試料溶液を調製し、NMR「GEMINI-200」(Varian社製) を用いて、温度23 ℃ 、積算回数64 回の測定条件で試料溶液のプロトンのNMRを測定した。NMR測定では、所定のプロトンのピーク強度を算出して、多価アルコール成分100モル%中の成分量を測定した。下記の実施例及び比較例において、最も多いアルコール成分はエチレングリコールであった。このエチレングリコール以外の成分のうち、最も多いアルコール成分(最多成分)、および2番目に多いアルコール成分(第二成分)の含有率の試料間の変動(平均値、最大値、最小値) を調べた。
[固有粘度 (IV)]
 ポリエステル0.2gをフェノール/1,2,2―テトラクロロエタン(重量比60/40)の混合溶媒50mL中に溶解し、30℃水槽内でオストワルド粘度計を用いて、単位dL/gで測定した。
 [収縮仕上がり性の評価(ラップ・ラウンド)]
  弁当のプラスチック容器(辺150mm×150mm、高さ100mm)に対して、容器の胴部と蓋部をフィルムが結束するように、幅50mmのフィルムを容器の周方向をフィルムの収縮方向にして巻き付け、インパルスシーラーを用いて220℃で溶断シール後、設定温度90℃のシュリンクトンネルにて弁当のプラスチック容器に加熱収縮させた。収縮仕上り性の評価においては、シワ、ヒケ、収縮不足、タルミを欠点とし、以下のように5段階で評価した。なお、シワに関しては、図3において、弁当容器の辺方向に入る長さ5cm以上のシワをカウントした。ヒケについては、図4(収縮後のバンディングフィルムと弁当容器を上から見た図)中、一辺のフィルムの端からもう一辺のフィルムの端までの長さをLとし、長さLを弁当容器の周方向に5mmで測定したときの最大値Lmaxと最小値Lminの差をRとした。Rが10mmより大きいものをヒケとカウントした。収縮不足については、収縮仕上り後に収縮不足があるかを目視で判定した。タルミについては収縮後のバンディングフィルムが弁当容器に完全に密着しておらず、手で触れた時にタイトさが無く、フィルムに浮きが生じているものをタルミと判定した。
 
5:仕上がり性最良(欠点なし)
4:仕上がり性良(欠点1箇所あり)
3:欠点2箇所あり
2:欠点3~5箇所あり
1:欠点多数あり(6箇所以上)
 
4 以上を合格レベル、3 以下のものを不良とし、下記式6に従って収縮仕上がり不良率( %)を求めた。
 
収縮仕上がり不良率=100×不良サンプル数÷全サンプル数(式6)
<ポリエステル原料の合成>
 ポリエステル原料Aの合成
 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酸成分に対して0.05モル%、重縮合触媒として三酸化アンチモンを酸成分に対して0.225モル%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の減圧下にて重縮合反応を行った。得られたポリエステルを溶融状態で重合装置からストランド状で取り出し、直ちに水冷し、その後、ストランドカッターでカットして、ポリエステル原料Aを得た。なお、ポリエステル原料Aの固有粘度は0.70dL/gであった。固有粘度は、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に溶解し、30℃でオストワルド粘度計を用いて固有粘度(dL/g)を測定した。このポリエステル原料Aはポリエチレンテレフタレートである。ポリエステル原料Aのモノマー成分の組成を表1に示す。表1中、「酸成分」の欄には全酸成分100モル%に占める各モノマー成分の含有量を、「多価アルコール成分」の欄には全多価アルコール成分100モル%中に占める各モノマー成分の含有量を示している。
 このポリエステルAのレジンサイズについて、100個のレジンから平均値を算出した。レジンは円柱状であると仮定し、楕円断面の長径、短径と高さ(カット長)をノギスにより測定した。ポリエステルAは、長径3.7mm、短径は2.6mm、高さは3.7mmであり、体積は28mm3であった。
 ポリエステル原料B~Fの合成
 上記ポリエステル原料Aと同様の方法により、表1に示すように、モノマー成分の異なるポリエステル原料B~Fを得た。なお、ポリエステル原料B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7,000ppmの割合で添加して製造した。各ポリエステル原料は、適宜チップ状にした。ポリエステルFについては、ストランドカッターの回転速度を速くしてレジン形状を小さくした。表1において、TPAはテレフタル酸、EGはエチレングリコール、NPGはネオペンチルグリコール、CHDMは1,4-シクロヘキサンジメタノール、BDは1,4-ブタンジオール、DEGは副生成物のジエチレングリコールである。各ポリエステル原料の固有粘度は、それぞれ、B:0.70dl/g、C:0.75dl/g,D:0.74dl/g,E:1.20dl/g、F:1.20dl/gであった。各ポリエステル原料の特性を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 上記ポリエステル原料A~Fを用いて、表2に記載の各種ポリエステル系フィルムを得た。
 [実施例1]
 ポリエステルB、C、Eを質量比10:66:24で混合し、押し出し機直上に設置したホッパーから供給する形で押し出し機へ投入した。押し出し機には、図3に示すように陣笠と攪拌装置を設置した。この混合樹脂を280℃で溶融させてTダイからせん断速度120sec-1で押出し、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未延伸フィルムを得た。
得られた未延伸フィルムを横延伸機(テンター)に導き、80℃で5秒間の予熱を行った。予熱後のフィルムは連続して横延伸ゾーンに導き、77℃で3.8倍になるまで横延伸した。横延伸語のフィルムは連続して中間熱処理ゾーンに導き、107℃で8秒間加熱した。
その後、クロムメッキロールとセラミックスロールからなる低速ロール、フッ素樹脂ロールとシリコンゴムロールからなる高速ロールによって構成されるロール群を連続的に配置した縦延伸機へ導き、予熱ロール上でフィルム温度が95℃になるまで予備加熱した後に90℃で長手(縦)方向へ2.0倍になるよう延伸した。なお、このときの延伸速度は130%/秒であった。延伸後は、表面温度を25℃に設定した冷却ロール上で縦延伸後のフィルムを冷却した。
 そして、冷却後のフィルムをテンター(第2テンター)へ導き、第2テンター内で92℃の雰囲気下で10秒間に亘って熱処理、かつ2%横方向(フィルム幅方向)にリラックスした後に冷却し、両縁部を裁断除去することによって、厚みが約30μmの熱収縮性ポリエステル系フィルムを得た。最後に熱処理ゾーンにて50℃で3秒間熱処理した後、冷却し、両縁部を裁断除去して4000m以上にわたって連続的に製膜した。
 このときフィルム表面温度の変動幅は、横延伸の予熱工程・延伸工程、中間熱処理工程、縦延伸工程の予熱工程・延伸工程・冷却工程、及び最終熱処理工程においていずれも平均温度±0.5℃の範囲内であった。
得られたフィルムは幅900mm、長さ4000mにスリットし、3 インチ紙管にロール状に巻き取ることによって実施例1のフィルムを得た。
 [実施例2~4]
 実施例2~4は、種々の条件を上記実施例1から表2のように変更してフィルムロールを製造した。
なお、実施例3、4は横延伸と中間熱処理は経ずに縦延伸のみを実施している。
実施例4については、ポリエステルA、B、Cを全重量の20:8:53となるように混合して原料供給ホッパーへ供給し、さらに、原料供給ホッパー内に図1のようなインナーパイプを設け、ポリエステルFのみを全重量の19%となるよう押し出し機へ直接供給した(ポリエステルA:B:C:Fの組成は質量比で20:8:53:19)。
 [比較例1~4]
 比較例1~4は、種々の条件を上記実施例1から表2のように変更してフィルムロールを製造した。  
 このようにして得られた各フィルムの特性を上記の方法で評価した。これらの結果を表2に併記する。
[規則26に基づく補充 09.09.2021] 
Figure WO-DOC-TABLE-2
[規則26に基づく補充 09.09.2021] 
Figure WO-DOC-TABLE-3
 本発明の要件を満足する実施例1~4の熱収縮性フィルムは、フィルムロール中の熱収縮率変動が規定の範囲内に収まっており、良好であった。
 これら実施例に対して比較例1では、長手方向へ延伸するときのロール素材としてクロムメッキロールを用いたため、フィルムがロールに粘着してしまい、均一な延伸が困難だった。その結果として、熱収縮率の変動が規定の範囲を超えてしまった。
 比較例2では、原料供給工程において攪拌装置、陣笠、インナーパイプのいずれも使用しなかったため、フィルムロール中の組成変動が大きくなってしまい、結果として熱収縮率の変動が大きくなってしまった。
 比較例3では、安息角が極端に小さいポリエステルFを用いており、原料供給工程でインナーパイプを使用しなかったため、比較例2と同じく組成が大きく変動して熱収縮率が規定の範囲を超えてしまった。
 比較例4では、原料供給工程で攪拌装置と陣笠を使用したものの、押し出し工程でのせん断速度が低く、長手方向への延伸速度も低かったため、フィルムロール内の熱収縮率変動が大きくなってしまった。
 本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムロールは、上記の如くフィルム長手方向に高い熱収縮性を有し、幅方向および長手方向の収縮性の変動が極めて小さく、特に連続的にラップ・ラウンド方式で包装対象物にフィルムを装着して、収縮仕上げして使用した際にシワや歪みなどの不良の発生率が極めて小さくなる熱収縮性ポリエステル系フィルムロールであり、高い産業上の利用価値を有するものである。
 1:ホッパー
 2:押出機
 3:インナーパイプ
 4:インナーパイプ出口
 5:樹脂供給口
 6:弁当容器
 7:フィルム
 8:シワ
 9:弁当容器
 10:フィルム

Claims (5)

  1.  主収縮方向が長手方向である熱収縮性ポリエステル系フィルムがコアに巻き取られてなる熱収縮性ポリエステル系フィルムロールであって、該熱収縮性ポリエステルフィルム及び該熱収縮性ポリエステル系フィルムロールにおいて、下記要件(1)~(3)を満たすことを特徴とする熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
    (1)フィルムを構成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し、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、1,4-ブタンジオール、ジエチレングリコール、及び1,3-プロパンジオールからなる群より選択される少なくとも1種の多価アルコールを含有する
    (2)フィルムロールの巻き始め(巻芯)側の端部を第1端部、巻き終わり(表層)側の端部を第2端部とし、ロール幅方向の中央位置にて、前記第2端部の内側2m以内の箇所に1番目の試料切り出し部を、また、前記第1端部の内側2m以内の箇所に最終の試料切り出し部を設けると共に、1番目の試料切り出し部から約100m毎に試料切り出し部を設け、それぞれの試料切り出し部から10cm×10cmの正方形状に切り出した試料を、90℃の温水中に10秒浸漬して引き上げ、次いで25℃の水中に10秒浸漬して引き上げたときの長手方向の熱収縮率が全ての試料について30%以上80%以下である
    (3)上記(2)に記載の方法により長手方向の熱収縮率を測定し、これらの平均を算出したときに、全ての試料における長手方向の熱収縮率が上記平均熱収縮率の±3%以下である
  2.  さらに下記要件(4)及び(5)を満たす、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。
    (4)上記(2)に記載の方法により幅方向の熱収縮率を測定したときに、全ての試料について幅方向(長手方向と直交する方向)の熱収縮率が-20%以上20%以下である
    (5)上記(2)に記載の方法により幅方向の熱収縮率を測定し、これらの平均を算出したときに、全ての試料における幅方向の熱収縮率が上記平均熱収縮率の±3%以下である
  3. フィルムの有効巻長が1000m以上20000m以下である、請求項1または2に記載の熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
  4.  フィルム幅が300mm以上2500mm以下である、請求項1~3のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
  5.  フィルム厚みが5μm以上100μm以下である、請求項1~4のいずれかに記載の熱収縮性ポリエステル系フィルムロール。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003170494A (ja) * 2001-04-26 2003-06-17 Toyobo Co Ltd 熱収縮性ポリエステル系フィルムロールおよびその製造方法
JP2005178396A (ja) * 2001-08-01 2005-07-07 Toyobo Co Ltd 熱収縮性ポリエステル系フィルムロールの製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102500312B1 (ko) * 2015-08-05 2023-02-14 도요보 가부시키가이샤 열수축성 폴리에스테르계 필름 및 포장체
JP6721071B2 (ja) 2019-02-22 2020-07-08 東洋紡株式会社 熱収縮性ポリエステル系フィルムおよび包装体
JP6760434B2 (ja) 2019-04-17 2020-09-23 東洋紡株式会社 熱収縮性ポリエステル系フィルムロール

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003170494A (ja) * 2001-04-26 2003-06-17 Toyobo Co Ltd 熱収縮性ポリエステル系フィルムロールおよびその製造方法
JP2005178396A (ja) * 2001-08-01 2005-07-07 Toyobo Co Ltd 熱収縮性ポリエステル系フィルムロールの製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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