(57)【要約】【課題】食品、薬品、植物、雑貨、その他の化学製品等でガスを発生する物品をパッケージングないし容器詰する容器の蓋材のトップフィルムやイージーピールフィルム等に利用可能なガス透過性フィルムを提供する。【解決手段】ガス透過性を有する熱可塑性樹脂製フィルム１１に表面近傍の極薄膜部１４を除き厚み方向に穿孔することで、前記の極薄膜部によって一端が閉塞されてなる無数の微細孔１５が適宜間隔をおいて散在してなるガス透過性フィルム１。前記のガス透過性フィルムと有孔フィルムを被着したものでもよく、また、前記の熱可塑性樹脂製フィルムを複数枚重ねて微細孔の周囲を接合したものでもよい。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス透過性を有する熱可塑性樹脂製フィルムに表面近傍の極薄膜部を除き厚み方向に穿孔することで、前記の極薄膜部によって一端が閉塞されてなる無数の微細孔が適宜間隔をおいて散在してなることを特徴とするガス透過性フィルム。
【請求項２】
ガス透過性を有する熱可塑性樹脂製フィルムに表面近傍の極薄膜部を除き厚み方向に穿孔することで、前記の極薄膜部によって一端が閉塞されてなる無数の微細孔が適宜間隔をおいて散在してなることを特徴とするガス透過性フィルムからなる外フィルムと、フィルムを貫通する無数の微細孔を穿設した熱可塑性樹脂製の内フィルムを、外フィルムの微細孔が開口する面に内フィルムの何れかの面を対向させ、且つ前記の各フィルムに穿設された対向する微細孔の全部乃至一部が連通するようにして両フィルムを被着してなることを特徴とするガス透過性フィルム。
【請求項３】
熱可塑性樹脂製の内フィルムとガス透過性を有する熱可塑性樹脂製の外フィルムとを重ね合わせ、外フィルムの表面近傍の極薄膜部を除く外フィルムと内フィルムを厚み方向に貫通穿孔することで、前記の極薄膜部によって一端が閉塞されてなる無数の微細孔が適宜間隔をおいて散在し、前記微細孔の周縁部近傍において外フィルムと内フィルムが接合してなることを特徴とするガス透過性フィルム。
【請求項４】
請求項１〜３記載の熱可塑性樹脂製フィルムが二層乃至多層フィルムからなることを特徴とするガス透過性フィルム。
【請求項５】
前記の極薄膜部は、厚さが１〜２０μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のガス透過性フィルム。
【請求項６】
前記のガス透過性フィルムを構成する内フィルムが透水可能に微細孔が設けられるとともに、内フィルムと外フィルムが手で容易に剥離できるように構成され、内フィルムと外フィルムが積層された複合フィルムとしては水密且つガス透過性フィルムとして機能し、外フィルムを剥離した残余の内フイルムが水透過性フィルムとして機能することを特徴とする請求項２又は３記載のガス透過性フィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として熱可塑性樹脂製フィルムを使って製造され、食品、薬品、植物、雑貨、その他の化学製品等でガスを発生する物品をパッケージングないし容器詰する容器の蓋材のトップフィルムやイージーピールフィルム等に利用可能なガス透過性フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、前記パッケージング等の包装資材、副資材の分野では熱可塑性樹脂製のガス透過性フィルムが用いられるが、一般的にフィルムの厚みとガス透過度の関係は直線関係ではなく、指数関数で示されることが知られており、本発明の目的とするガス透過性を満足するためには、厚みを数１０μｍ以内に抑えなければならない。これ以上の厚いフィルムではガス透過性能が極端に低下して用を成さないからである。
【０００３】
一方、包装材や蓋材として使用するには内容物を保護するという包装資材本来の保護機能が要求され、所定の強度、引裂き強度、破裂強度があり、破れにくいことが必要である。しかし、これらの強度を保つためには一般的に、２０〜４００μｍ程度、場合によってはそれ以上の総厚が必要とされ、この厚みではガス透過性を満足することは困難である。
【０００４】
そこで、ガス透過性の薄膜を製造する方法として、　乾湿式法による表面に緻密なスキン層とそれを支えるポーラス構造からなる非対称膜の製法が公知であるが、この方法は特定のポリマーに限定される欠点を有する。また、本願発明者は先の出願（特開平８−２４４８４７号）、（特開平１１−３０１７４８号）（実登２５７４００６号）にて、微孔を透設した有孔フィルムの片面に透過性樹脂膜を被着した気体透過性フィルムを提供した。しかし、前記の透過性樹脂膜はガス透過性の点においては充分であるが、原料が製造上ポリエチレンに限定される点において問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記の問題点を解消するために、本発明は、フィルムに微細孔を穿孔する工程で部分的に極薄膜部を形成して、この極薄膜部を通してガス透過を効率よく行うことができ、しかも極薄膜部以外のフィルムベース部で包装資材としての強度を保持することができ、更にポリマーの種類に何ら限定されずに異なる種類の複合フィルムを使用することもできて、経済的に優れたガス透過性フィルムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明は、ガス透過性を有する熱可塑性樹脂製フィルムに表面近傍の極薄膜部を除き厚み方向に穿孔することで、前記の極薄膜部によって一端が閉塞されてなる無数の微細孔が適宜間隔をおいて散在してなることを特徴とするガス透過性フィルムとする（請求項１）。また、「フィルム」なる用語は「シート」との対比において、形態や厚みによって区別して用いられることがあるが、本願明細書においては、一般的な「シート」の概念も含む膜状のものを広く含む概念で用いるものとする。
【０００７】
また、前記の課題を解決するために、本発明は、ガス透過性を有する熱可塑性樹脂製フィルムに表面近傍の極薄膜部を除き厚み方向に穿孔することで、前記の極薄膜部によって一端が閉塞されてなる無数の微細孔が適宜間隔をおいて散在してなることを特徴とするガス透過性フィルムからなる外フィルムと、フィルムを貫通する無数の微細孔を穿設した熱可塑性樹脂製の内フィルムを、外フィルムの微細孔が開口する面に内フィルムの何れかの面を対向させ、且つ前記の各フィルムに穿設された対向する微細孔の全部乃至一部が連通するようにして両フィルムを被着してなることを特徴とするガス透過性フィルムとする（請求項２）。
【０００８】
また、前記の課題を解決するために、本発明は、熱可塑性樹脂製の内フィルムとガス透過性を有する熱可塑性樹脂製の外フィルムとを重ね合わせ、外フィルムの表面近傍の極薄膜部を除く外フィルムと内フィルムを厚み方向に貫通穿孔することで、前記の極薄膜部によって一端が閉塞されてなる無数の微細孔が適宜間隔をおいて散在し、前記微細孔の周縁部近傍において外フィルムと内フィルムが接合してなることを特徴とするガス透過性フィルムとする（請求項３）。
【０００９】
また、前記の課題を解決するために、本発明は、前記の熱可塑性樹脂製フィルムが二層乃至多層フィルムからなることを特徴とするガス透過性フィルムとすることが好ましい（請求項４）。
【００１０】
また、前記の課題を解決するために、本発明は、前記の極薄膜部は、厚さが１〜２０μｍの範囲内にあることを特徴とする前記のガス透過性フィルムとすることが好ましい（請求項５）。
【００１１】
また、前記の課題を解決するために、本発明は、前記のガス透過性フィルムを構成する内フィルムが透水可能に微細孔が設けられるとともに、内フィルムと外フィルムが手で容易に剥離できるように構成され、内フィルムと外フィルムが積層された複合フィルムとしては水密且つガス透過性フィルムとして機能し、外フィルムを剥離した残余の内フイルムが水透過性フィルムとして機能することを特徴とする前記のガス透過性フィルムとすることが好ましい（請求項６）。
【００１２】
【作用】
請求項１記載の発明に係るガス透過性フィルムは、極薄膜部によって閉塞された無数の微細孔によって塵や異物の侵入を有効に阻止するとともに、極薄膜に存在する分子構造による空隙や穿孔加工時に発生する小孔（ボイド）を通してガス透過性を示すものであり、パッケージングの内容物から発生するガスを抜き取り、或いは、炭酸ガス、窒素ガス、エチレンガス、酸素、水蒸気等を透過・置換する作用をなす。前記の極薄膜部は、有孔フィルムに極薄フィルムを貼り合わせるのではなく、熱溶融穿孔するときにフィルムの一部が極薄膜化したものであり、サーマルラミネートのように薄膜を加熱下テンションをかけて貼り合わせたフィルムに比較して内部歪が生じ難く、寸法安定性と汎用性に優れた特性を有する。
【００１３】
請求項２記載の発明に係るガス透過性フィルムは、請求項１記載の発明に係るガス透過性フィルムに有孔フィルムをサーマルラミネート乃至接着剤によって接着したものである。極薄フィルムをラミネートするのに比較すればラミネートは容易であり、内フィルムにヒートシール性フィルム乃至低融点ホットメルト系積層フィルムを使用すれば、袋の形成や容器用蓋材のシーリングにおけるヒートシール性を向上することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明に係るガス透過性フィルムは、請求項１のガス透過性フィルムと同様の作用に加え、内フィルムと外フィルムとを重ね合わせておいて、内フィルム側から例えば熱針等で微細孔を穿設することによって、内フィルムと外フィルムは微細孔の周縁部近傍において熱融着により接合して両フィルムは密着する。また、内フィルムと外フィルムをサーマルラミネートした場合に比較して加工時のテンションによる内部歪の発生もなく、寸法安定性に優れた特性を有する。
【００１５】
請求項４記載の発明に係るガス透過性フィルムに使用する内フィルムに融点の異なる熱可塑性樹脂からなる二層乃至多層フィルム（共押し出しフィルム）を使用することによって、例えば、外フィルムと相溶性の良い高融点フィルムとヒートシール性乃至低融点ホットメルト系フィルムの二層ないし三層フィルム（共押出しフィルム）を使用すれば、前記のようにヒートシール性が向上する。また、外フィルムを透過させたいガスの種類に応じて、ガス透過性の異なる素材からなる積層フィルム（共押出しフィルム）等を用いることもできる。
【００１６】
請求項５記載の発明に係るガス透過性フィルムの極薄膜部は１〜２０μｍ、好ましくは３〜１０μｍ程度の極薄膜からなるので、前記の空隙や小孔（ボイド）を通してガスを透過することができる。極薄膜部の厚みは１μｍより薄くなると強度が弱く、且つ厚みのコントロールが困難であり、２０μｍより厚くなるとガス透過度が低下する。そしてフィルム全体に無数に穿設された微細孔の数ないし極薄膜部の面積を増減してフィルム全体のガス透過量を調整することができる。
【００１７】
請求項６記載の発明に係るガス透過性フィルム、特に請求項３記載のガス透過性フィルムは、微細孔の周縁部近傍における外フィルムと内フィルムが熱融着して水密可能に接合しているので、共押し出しフィルム等全面が接着している積層フィルムに比較して手で容易に剥離し易い。また、内フィルムの微細孔を透水可能な大きさに設定することによって、複合フィルムとしては水密且つガス透過性フィルムとして機能するが、外フィルムを剥離した残余の内フイルム単独では水透過性フィルムとして機能するように構成することが可能である。
【００１８】
【実施例】
以下に本発明の代表的な実施例について図に基づいて説明する。しかしながら、本願発明はかかる実施例によって限定されるものではなく、本願発明の趣旨に合致する限りにおいて、あらゆるガス透過性フィルムに適用可能であることは言うまでもない。
実施例１
図１に示す実施例１において、１１はガス透過性を備えた熱可塑性樹脂製フィルムであり、１４は極薄膜部であり、１５は微細孔である。熱可塑性樹脂製フィルム１１はガス透過性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリエチレン（ＰＥ）フィルム、一般用ポリスチレン（ＧＰ−ＰＳ）フィルム、耐衝撃性ポリエチレン（ＨＩ−ＰＳ）フィルム、二軸延伸ポリスチレン（ＯＰＳ）フィルム、ポリエステル（ＰＥＴ）フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルム、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）フィルム、アイオノマーフィルム、セルロース系プラスチックフィルム、熱可塑性エラストマーフィルム等から使用目的に応じて選択することができる。更に、前記のような単一フィルムの他に共押出しフィルムや接着用樹脂層を介したドライラミネーション又はサンドラミネーションで貼り合わせた多層フィルムであってもよい。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
各種プラスチックフィルムのガス透過性については公知の資料によって明らかであって、例えば、前記の表１は各種プラスチックフィルムのガス非透過性を示したものである（高橋儀作著「プラスチックフィルム」より）。この表に示すように、ポリスチレンは水蒸気、酸素、香気の何れも透過性が大きいが、ポリエチレンとポリエステルはポリスチレンに比較して透過性が小さい。そこで、例えば、ガス透過性の比較的大きなポリスチレンを外側にして、ポリエチレンとポリエステルを内側にして多層フィルムを構成し、内側から溶融穿孔することによって、外側表面近傍にポリスチレンの極薄膜部１４と、ポリエチレンとポリエステル層を貫通し極薄膜部１４に連通する微細孔１５が形成されるので、内側のガスは微細孔１５を通過してポリスチレンの極薄膜部１４を透過することができるのである。このように熱可塑性樹脂製フィルム１１が多層フィルムの場合には、少なくとも最外側の層がガス透過性を備えていることが好ましい。
【００２１】
本実施例においては、熱可塑性樹脂製フィルム１１にガス透過性の比較的大きなポリスチレン層１１ａを外側にして、ポリエチレン層１１ｂ、ヒートシール性ポリエステル層１１ｃの順に接着用樹脂層１８ａ、１８ｂを介したドライラミネーション乃至ＰＥでのサンドラミネーションによる積層フィルム（各層１１ａ、１１ｂ、１１ｃの厚みが順に５０、２５、２５μｍ）を用いた。この積層フィルムを表面に熱針を植えた駆動ロールとバックアップロールの間（所定のギャップに設定されている）に、フィルムの内側（ポリエステル層）面を熱針に向けて挟持し、ライン速度で同調させつつフィルムの外側（ポリスチレン層）表面近傍に約５μｍの極薄膜部を残して無数の微細孔を溶融穿孔する。
【００２２】
熱針の温度はフィルムの融点（約２００℃）以上に設定されるが、ラインスピードとの関係で適宜温度にコントロールすることが好ましい。前記のいわゆる熱針ロールはロールの全面に針を植えてヒーターで熱したものであるが、この他にロールの表面に無数の突起を形成したいわゆる突起絞ロールを用いることもできる。このようにして、外側フィルム表面近傍の約５μｍの極薄膜部１４によって閉塞された直径約０．４ｍｍで約０．７ｍｍ間隔で穿孔された無数の微細孔１５が散在する透明なガス透過性フィルム１を得た。極薄膜部１４の膜厚はロール間のギャップ、フィルムの加工速度、フィルムの融点乃至加工温度の相関関係によって決まり、実際にはフィルムの加工速度を変えて微調整することができる。
【００２３】
実施例２
前記の実施例１において、ポリスチレン、ポリエチレン、ヒートシール性ポリエステルからなる熱可塑性樹脂製フィルム１１に代えて５０μｍ厚のポリスチレン（ＯＰＳ）フィルムを使用して、実施例１と同様にして得られたガス透過性フィルムを外フィルム１２として、この外フィルム１２の微細孔１５が開口する面に有孔フィルムからなる内フィルム１３をヒートシール等で被着して図２に示すような透明なガス透過性フィルム２を得た。内フィルム１３は単一フィルムでもよいが、ヒートシール性の良好な多層フィルムを使用することが好ましい。
【００２４】
本実施例においては内フィルムにポリエチレン（ＰＥ）層１１ｂ、接着用樹脂層１８ｂ、ヒートシール性ポリエステル（ＨＳＰＥＴ）層１１ｃの順に積層したフィルムのポリエチレン層１１ｂ側に低融点の接着用樹脂層１８ａを形成したフィルムを用い、接着用樹脂層１８ａ面を外フィルム１２側に向けて被着した。本実施例では内フィルムに前記構成のものを使用したが、ＨＳＰＥＴ層対Ａ−ＰＥＴ容器のシーラント層との融着性並びにＰＥ層対ＯＰＳフィルムとの融着性を考慮して汎用積層フィルム等から任意に選択することができる。外フィルム１２と内フィルム１３の各微細孔１５ａと１５ｂは連通するので、これらの微細孔１５ａ、１５ｂと極薄膜１４の空隙乃至ボイドを通してガスが透過できるのである。
【００２５】
実施例３
実施例２において、微細孔１５を形成した外フィルム１２と内フィルム１３に代えて微細孔１５を形成していない同様の外フィルム１２と内フィルム１３を重ね合わせ、実施例１と同様にして内フィルム１３側から熱針等によって表面近傍に約５μｍの極薄膜部１４を残して片面が閉塞する無数の微細孔１５を溶融穿孔して、図３に示すような透明なガス透過性フィルム３を得た。図３に示すようにガス透過性フィルム３は微細孔１５周縁部近傍の接合部１７において外フィルムと内フィルムが熱融着によって接合された複合フィルムを構成している。
【００２６】
前記の熱針ロール乃至熱突起絞ロールは表面全体が加熱されており、この熱で針ないし突起の周囲が熱融着されるばかりでなく、平面部においても外フィルムと内フィルムが密着し軽度に融着することによって両フィルム間の水密性が維持されると考えられる。また、実施例２乃至３においては外フィルム１２と内フィルム１３が１枚の単一乃至積層フィルムの場合を示したが、本発明はこれに限定されず、外フィルム１２と内フィルム１３の何れか乃至は何れもが複数枚の単一フィルム乃至積層フィルムであってもよい。
【００２７】
実施例４
実施例３における熱針の太さを変えて溶融穿孔することによって、ガス透過性フィルム３に穿孔された直径が約０．４ｍｍからなる微細孔１５に代えて、直径が約１〜２ｍｍからなる通水性孔１６が散在する透明なガス透過性フィルム４を得た。図４は前記の外フィルム１２の一部を剥離した状態のガス透過性フィルム４を示したものである。細い矢印はガスの透過状態を示し、太い矢印は水分の通過状態を示すものである。
【００２８】
使用例１
実施例１〜３のガス透過性フィルム１〜３を用いて１０ｃｍ×１４ｃｍの袋をそれぞれ作成した。各ガス透過性フィルムを微細孔１５の開口面が内側になるように折り曲げて周囲をヒートシールして一方向に開口する袋を作成し、この各袋にコーヒー粉をそれぞれ２０ｇずつ投入してヒートシールした。比較例として前記のガス透過性フィルム１〜３に代えて厚み５０μｍの無孔の２軸延伸ポリスチレン（ＯＰＳ）フィルムによって同様の袋を作成し比較した。前記のコーヒー粉を封入して２４時間後に観察した結果、ガス透過性フィルム１〜３を使用したものは何れもコーヒー粉を封入した直後と状態の変化がほとんどなく、コーヒーの香りが外部に漏れていることからガス透過性が確認された。これに対し、比較例は内部に充満したガスで袋が膨張し、手で圧縮しても元に戻らないことからガス透過性が殆どないことが確認された。
【００２９】
使用例２
実施例４のガス透過性フィルム４によって抽出用バック（ティーバック）を作成し、それぞれの抽出用バック中に緑茶と漢方薬を入れて封じ、外フィルムを剥離してそのまま湯に浸漬したところ市販のティーバックと同様にそれぞれのエキスを抽出した抽出液を得ることができた。また、微細孔の大きさや数を変えて抽出度を調整することもできる。次ぎに、同様の袋にナフタレン系防虫剤を封入し、外フィルムを剥離することによって、芳香や臭いのガス放出を高めることができ、好みに応じて何れかを選択して使用できる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係るガス透過性フィルムは、前記のように構成したことによって、フィルムに微細孔を穿孔する工程で部分的に形成された極薄膜部を通して高度なガス透過性と強度を備え、包装資材として、食品、薬品、植物、雑貨、その他の化学製品等でガスを発生する物品をパッケージングしたときに、発生したガスを外部に透過乃至置換し、また、従来の納豆やキノコ類等の菌類の呼吸に必要な空気を導入して日保ちを良くし、新鮮さを維持し賞味期限の長期化を図る効果に加えて、お茶や漢方薬等の抽出用バック（ティーバック等）に利用すれば外部からの埃、異物、水分等の侵入を防ぐだけでなく、外フィルムを剥離してそのまま湯に浸漬させて内容物のエキスを抽出できて便利である。しかも、貼り合わせに溶剤系の接着剤を使用する必要がないので衛生的で安全であり、食品の包装資材として好適である。また、芳香剤や防虫剤の気化調整用の包装資材としても新規な用途であり将来性が大きい。更に、薬品劣化も一切なく、ヒートシール性の良い多層フィルムと複合してパッケージング作業性の向上に役立ち、経済的で汎用性に優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１に係るガス透過性フィルムの拡大縦断面図である。
【図２】実施例２に係るガス透過性フィルムの拡大縦断面図である。
【図３】実施例３に係るガス透過性フィルムの拡大縦断面図である。
【図４】実施例４に係るガス透過性フィルムの外フィルムの一部を剥離した状態を示す拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１：実施例１に係るガス透過性フィルム、２：実施例２に係るガス透過性フィルム、３：実施例３に係るガス透過性フィルム、４：実施例４に係るガス透過性フィルム、
１１：熱可塑性樹脂製フィルム、１１ａ：ポリスチレン層、１１ｂ：ポリエチレン層、１１ｃ：ヒートシール性ポリエステル層、１２：外フィルム、１３：内フィルム、１４：極薄膜部、１５：微細孔、１５ａ：外フィルム微細孔、１５ｂ：内フィルム微細孔、１６：通水性孔、１７：接合部、１８ａ，１８ｂ：接着用樹脂層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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