(57)【要約】【課題】  プラスチックフィルム面に、レーザーを用いて正確に効率よく孔を空ける方法を提案する。【解決手段】  プラスチックフィルムにレーザーを照射して穿孔する有孔プラスチックフィルムの製造方法において、前記プラスチックフィルムの厚さが１０〜３００μｍであり、前記プラスチックフィルムが巻き出しロールから巻き取りロールへ走行する途中において少なくとも２本以上のガイドロールがあり、前記ガイドロ−ルはプラスチックフィルムの走行方向に対して直角で平行に配置され、前記ガイドロールの間に、前記プラスチックフィルム面上へレーザーを照射するレーザー照射装置が配置され、前記レーザー照射装置により前記プラスチックフィルムに穿孔する有孔プラスチックフィルムの製造方法である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックフィルムにレーザーを照射して穿孔する有孔プラスチックフィルムの製造方法において、前記プラスチックフィルムの厚さが１０〜３００μｍであり、前記プラスチックフィルムが巻き出しロールから巻き取りロールへ走行する途中において少なくとも２本以上のガイドロールがあり、前記ガイドロ−ルはプラスチックフィルムの走行方向に対して直角で平行に配置され、前記ガイドロールの間に、前記プラスチックフィルム面上へレーザーを照射するレーザー照射装置が配置され、前記レーザー照射装置により前記プラスチックフィルムに穿孔することを特徴とする有孔プラスチックフィルムの製造方法。
【請求項２】
巻き出しロールと巻き出しロールに一番近いガイドロールとの間及び巻き取りロールと巻き取りロールに一番近いガイドロールとの間にそれぞれ浮きロールが配置されている請求項１に記載の有孔プラスチックフィルムの製造方法。
【請求項３】
ガイドロールに接触して押さえロールが配置され、プラスチックフィルムがガイドロールと押さえロールの間を通過する請求項１又は２に記載の有孔プラスチックフィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有孔プラスチックフィルムの製造方法に関する。特に、本発明は、プラスチックフィルムにレーザーを照射して穿孔する際に、制限されることなく自由な位置に穿孔することができる有孔プラスチックフィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックフィルムは、その用途により、一定の通気性を有することが望まれることがある。通常は、所望の通気性を有する材質のプラスチックフィルムが選択されるが、プラスチックフィルム自体の性質では要求される通気性を満たすことができない場合や、強度面から一定の厚みを有することが求められ、その結果十分な通気性を保持することができない場合がある。このような場合、プラスチックフィルムに、機械的・電気的・光学的方法などにより孔を開けることが行われる。
【０００３】
プラスチックフィルムに光学的に孔を開ける方法のひとつに、レーザーを利用する方法がある。レーザーは、非接触方法に加工を行うことができ、小さな点へ正確にエネルギーを集め、しかもその周囲にはほとんど影響を及ぼさないので、剛性の低いプラスチックフィルムにも、正確に孔を開けることができる。しかし、プラスチックフィルムを走行させながらレーザーによる穿孔を行うためには、レーザー照射装置からプラスチックフィルム面上まで常に一定の距離を保つ必要があり、一定に保たれないと孔の周辺が焦げたり、黒化が生ずることがあった。そのためプラスチックフィルムのレーザーにて孔を開ける箇所に、レーザー照射装置とは反対側の位置にロールなどでプラスチックフィルムを支持するための支持材を設置する方法があるが、この方法では、支持材がレーザーにより損傷する、支持材が金属ロールの場合レーザーが反射して危険であるなどの問題があった。
【０００４】
そこで、特許文献１では、パルスレーザーの照射位置に対応する溝を設けた回転支持ロール上で、プラスチックフィルムにパルスレーザーの照射を行う方法が提案されているが、この方法では溝が存在する位置でしかレーザー照射ができず、孔の位置を変更する場合、ロールを取り替える必要があるなどの問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９３１２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の方法により、孔の周辺に焦げや黒化を生ずることがないプラスチックフィルムが可能となった。しかし、照射位置に対応する溝を設けた回転支持ロールを用いることにより、巻き方向に対して垂直方向での孔位置の任意性が低く、孔位置を考慮した、回転支持ロールを作製する必要がある。また、品番が変わるたびに加工位置に適した回転支持ロールに変更する必要があり、作業性が低下するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記の課題に鑑み鋭意研究したところ、プラスチックフィルム面上でプラスチックフィルムの巻き方向に対して垂直方向で孔位置の任意性の高く、作業効率を下げることのない製造方法を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち本発明は、以下に示される。
（１）プラスチックフィルムにレーザーを照射して穿孔する有孔プラスチックフィルムの製造方法において、前記プラスチックフィルムの厚さが１０〜３００μｍであり、前記プラスチックフィルムが巻き出しロールから巻き取りロールへ走行する途中において少なくとも２本以上のガイドロールがあり、前記ガイドロ−ルはプラスチックフィルムの走行方向に対して直角で平行に配置され、前記ガイドロールの間に、前記プラスチックフィルム面上へレーザーを照射するレーザー照射装置が配置され、前記レーザー照射装置により前記プラスチックフィルムに穿孔する有孔プラスチックフィルムの製造方法である。
【０００９】
（２）前記巻き出しロールと巻き出しロールに一番近い前記ガイドロールとの間及び前記巻き取りロールと巻き取りロールに一番近いガイドロールとの間にそれぞれ浮きロールが配置されている上記（１）に記載の有孔プラスチックフィルムの製造方法である。
（３）前記ガイドロールに接触して押さえロールが配置され、プラスチックフィルムがガイドロールと押さえロールの間を通過する上記（１）又は上記（２）に記載の有孔プラスチックフィルムの製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のプラスチックフィルムの製造方法を用いることにより、プラスチックフィルム面上でプラスチックフィルムの巻き方向に対して垂直方向で、孔位置の任意性が高く、孔位置制限を受けることのない有孔のプラスチックフィルムを作製することができる。さらに、生産する孔あきプラスチックフィルムの仕様変更（品番交代）に伴い、孔位置を変更する際に、パルスレーザーの照射位置を変更するだけで孔位置を変更することができ、作業が簡素化され、作業の省力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明のプラスチックフィルム製造方法を説明するための側面図である。
【図２】図２は本発明のプラスチックフィルム製造方法を説明するための側面図である。
【図３】図３は従来のプラスチックフィルム製造方法を説明するための側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１３】
本発明により、製造することができるプラスチックフィルムの材質には特に制限はなく、例えば、再生セルロースフィルム、セルロースジアセテートフィルム、セルローストリアセテートフィルムなどの半合成プラスチックフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリ酢酸ビニルフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、ナイロン６フィルム、ナイロン６６フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、フッ素系樹脂フィルムなどの合成プラスチックフィルム、２種以上のプラスチックフィルムを混合して製膜した混合プラスチックフィルム、２種以上のプラスチック層よりなる積層プラスチックフィルムなどに適用することができる。積層プラスチックフィルムは、単層プラスチックフィルムのラミネートにより、あるいは共押出により、製造することができる。
【００１４】
本発明方法により製造することができるプラスチックフィルムの厚みには特に制限がなく、適当なレーザーのタイプと加工条件を選択することにより、広い範囲の厚みを有するプラスチックフィルムに穿孔することができるが、プラスチックフィルムの厚みが１０〜３００μｍであることが好ましく、２０〜１００μｍであることがより好ましい。
【００１５】
図１は、本発明の有孔プラスチックフィルムの製造方法の一態様を示す説明図である。本図の装置においては、巻き出しロール１より巻き出されたプラスチックフィルム２が、平行に並んだ２本のガイドロール６に供給され、その後巻き取りロールにてプラスチックフィルム２が巻き取られる。２本のガイドロール６は、プラスチックフィルムの走行方向と垂直になるように平行に並んでおり、２本のガイドロールの間を通過するとき、２本のガイドロールの間に配置されたレーザー照射装置３よりパルスレーザーのビームの照射を受け、プラスチックフィルムにおいてビームの形状に等しい孔が開けられる。
ガイドロールは、巻き出しロールから巻き取りロールまで流れるプラスチックフィルム走行工程の途中にあり、レーザー照射装置を用いてプラスチックフィルムに正確に孔を開けるためのものである。プラスチックフィルムはガイドロールの表面に沿って走行し、図１のようにガイドロールは、巻き出しロール、巻き取りロール等の位置より突き出た形になるよう設置されていることが好ましい。ガイドロールの数は、図１では２本であるが、３本以上のガイドロールであっても良い。２本以上のガイドロールを用いることにより、隣合わせのガイドロール間を走行するプラスチックフィルムに適切な張力が発生し、また、プラスチックフィルムが走行することによりプラスチックフィルム面に垂直に発生する細かな振動をより少なくすることができ正確な孔を開けることができる。
【００１６】
ガイドロール間のプラスチックフィルムには、プラスチックフィルムの走行方向に１〜１０ｋｇ／フィルム幅の張力が与えられることが好ましい。この張力は、巻き出しロール及び巻き取りロールの回転トルクを調節することにより発生させることができる。１ｋｇ／フィルム幅未満になると、ガイドロール間でプラスチックフィルムにたるみが生じ、必要とする位置に正確な孔を開けることができなくなり、１０ｋｇ／フィルム幅を超えると、プラスチックフィルムが伸び、孔形状が細長くなり、必要とする開口径が得られなくなる可能性がある。
【００１７】
隣接するガイドロール同士の距離は、特に制限されないが、好ましくは、ガイドロール同士の中心間の距離は１５０〜６００ｍｍである。ガイドロール同士の中心間の距離が１５０ｍｍ未満であれば、ガイドロールの外径が細くなりプラスチックフィルムの速度にバラツキが生じ易くなり、ガイドロール同士の中心間の距離が６００ｍｍを越えるようであれば、ガイドロール間にあるプラスチックフィルムがプラスチックフィルム面に垂直に細かく振動を始め、正確な大きさの孔を開けることが出来なくなる可能性がある。
【００１８】
ロールの表面は、通常のフィルム製作に用いられるロールの表面処理と同じでよい。
孔明け時のプラスチックフィルムの走行速度は、特に制限されないが、好ましくは、４０〜１２０ｍ／分であり、より均一な孔を開けることができる。
開けられる孔の大きさとしては、特に制限されないが、好ましくは、直径５０〜５００μｍであり、より均一な孔を効率良く開けることができる。さらに好ましくは８０〜４００μｍである。
【００１９】
本発明方法において使用するレーザーには特に制限はなく、例えば、ルビーレーザー、ネオジミウムＹＡＧレーザー、ネオジミウムガラスレーザー、炭酸ガスレーザーなどを挙げることができる。これらの中で、炭酸ガスレーザーは、エネルギー効率が高く、高出力で、熱の除去が容易であるため、特に好適に使用することができる。本発明によれば、プラスチックフィルムに高速で、生産性よく孔を開けることができる。孔の形状は、パルスレーザーのビームの形状により決まるので、常に一定の形状の孔を開けることができ、円形や円形に近い楕円形が好ましい。
レーザーの出力時間としては、孔の大きさ、フィルムの厚さにより決定されるが、均一な孔を開けるためには、好ましくは５０〜１，０００μＳ（マイクロセカンド）の範囲である。
【００２０】
レーザー照射装置は、特に制限されず通常のレーザー照射装置を用いることができる。レーザー照射装置は、隣合わせのガイドロールの間で、プラスチックフィルム走行面に対してガイドロールとは反対側の位置に設置される。プラスチックフィルム走行面にレーザーを照射してプラスチックフィルム面に孔を開けた際、開いた孔を透過したレーザーがガイドロールのロール表面に反射しない位置にレーザー照射装置が設置されることが好ましい。より好ましくは、隣合わせのガイドロールを横（ガイドロールの端面）側から見た状態で、隣合わせのガイドロールのプラスチックフィルム走行面を底辺とする二等辺三角形の頂点の位置にレーザー照射装置が設置されることが好ましい。また、例えば３本のガイドロールが使用される場合は、レーザー照射装置は１本目と２本目のガイドロール間、若しくは２本目と３本目のガイドロール間のどちらに設置しても良く、複数個のレーザー照射装置を設置する場合にはそれぞれのガイドロール間に設置しても良く、隣合わせのガイドロール間に設置されるのであれば特に規定されない。また、ガイドロールを水平に配して、プラスチックフィルムを水平方向に走行させ、プラスチックフィルム面に垂直にレーザーを照射することが好ましいが、プラスチックフィルム面を斜めに走行させた状態、或いは垂直に走行させた状態でプラスチックフィルム面にほぼ垂直な方向からレーザーを照射しても良い。
設置するレーザー照射装置の数を選定し、パルスレーザーの周期とプラスチックフィルムの走行速度を調整することにより、孔の存在密度が疎なものから密なものまで、任意の孔密度を有する有孔プラスチックフィルムを製造することができる。本発明方法により製造された、孔径と孔の位置が制御された有孔プラスチックフィルムは、特定の大きさの分子の透過量を制御する膜として使用することができる。なお、レーザー照射装置は、必要な箇所への孔開け、或いは必要な数の孔開けができるようフィルムに対して移動できるように設置されていることが好ましく、例えば、フィルムの走行方向に直角に配置された軸にねじなどにより取り付ける方法等によりフィルムの幅方向において自在に設置されることが好ましい。
【００２１】
図１に示すように、巻き出しロールと巻き出しロールに一番近いガイドロールの間及び巻き取りロールと巻き取りロールに一番近いガイドロールとの間には、それぞれ浮きロール７が設けられていることが好ましい。
図２は、本発明のプラスチックフィルム製造方法の他態様を示す説明図である。本図の装置においては、ガイドロール６に対峙してプラスチックフィルム２を挟み込む位置に押さえロール１０が配置されている。押さえロール１０があることにより、隣合わせのガイドロール間のプラスチックフィルムの張力を精度良くコントロールすることができる。
【実施例】
【００２２】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
＜実施例＞
厚み３０μｍ、幅６００ｍｍの二軸延伸ポリプロピレンフィルムに穿孔加工を行った。孔の大きさとしては直径１８０μｍの大きさを目標とした。
出力６０ワットの炭酸ガスレーザー５基を、それぞれフィルムの加工位置に対応する位置（フィルム端部より５０ｍｍ、１７５ｍｍ、３００ｍｍ、４２５ｍｍ、５５０ｍｍの位置）に設置した。２本ガイドロール（直径：８０ｍｍ、ガイドロールの中心軸間距離：２００ｍｍ）を用い、ガイドロール間でフィルムに５ｋｇ／６００ｍｍの張力をかけ、フィルムの走行速度６０ｍ／分で走行させ、各レーザー照射位置から毎秒１０回パルスレーザーを照射した。上記の条件で２０分間開孔加工を行った。加工後のフィルムは、１メートル当たり５０個の孔を有していた。走査型電子顕微鏡によりフィルムを観察したところ、孔の直径は平均１８０μｍであり、均一なほぼ円形の孔が得られていた。
次いで、上記と同じフィルムを用い炭酸ガスレーザーを４基配置（フィルム端部より、５０ｍｍ、２５０ｍｍ、３５０ｍｍ、５５０ｍｍの位置）して上記の条件で孔あけを行った。フィルム１ｍ長さ当たり４０個の孔を有していた。走査型電子顕微鏡によりフィルムを観察したところ、孔の形状はすべて均一であった。孔の直径は平均１８０μｍであり均一なほぼ円形の孔が得られていた。なお、炭酸ガスレーザーを５基から４基に変更する作業は、約１５分と容易であり、希望する孔位置に容易に孔を開けることができた。仮に５本の溝が形成されているロールを４本の溝が形成されているロールに交換するとなると数時間要すると思われ、短時間に交換可能な装置を設置することも考えられるが、費用、設置場所の点で好ましくない。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明を用いることによりプラスチックフィルムに連続的に容易に細孔を設けることができ、かつ設けられた細孔は均一なものが得られる。本発明を用いて製造された有孔プラスチックフィルムは、例えば、特定の大きさの分子の透過量を制御する膜として使用することができ、食品の包装用などに適用することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１  巻き出しロール
２  プラスチックフィルム
３  レーザー照射装置
４  回転支持ロール
５  巻き取りロール
６  ガイドロール
７  浮きロール
１０  押さえロール
【図１】
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【図２】
2012045573.tif 000004
【図３】
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