(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ１０〜１５０μｍの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、回転支持ロールが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であって、該回転支持ロール上にてプラスチックフィルムにパルスレーザーの照射を行うとともに、パルスレーザーの照射中に、レーザービームに沿って圧縮気体をプラスチックフィルムに吹き付けることを特徴とするプラスチックフィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックフィルムの製造方法に関する。さらに詳しくは、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、発生する煤により出射光学部（レンズ）を汚染することのないプラスチックフィルムの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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場合がある。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。
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、非接触的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、レーザーによる穿孔の際には、穿孔により除去される部分のプラスチックフィルムの材質が煙となり、レーザー装置の出射光学部（レンズ）に煤が付着して、加工能力が低下するという問題がある。また、プラスチックフィルムに加工される孔の周囲に焦げや黒化が発生するという問題がある。
レーザー加工の際に発生する煙の影響を防止するために、さまざまな試みがなされている。例えば、特開昭６０−１７０５８９号公報には、シート状物にレーザーにより穿孔する際に、送風機あるいは圧縮機の吸込側に接続される透孔を形成したプレート上にシート状物を添い付け、シート状物を透孔を通して吸引することにより、発生した煙を透孔を通して吸引排除する方法が提案されている。しかし、この方法では、孔が貫通するまでは透孔はシート状物に覆われているので、孔が貫通するまでに発生した煙は、シート状物の上面にたち込める。同号公報には、シート状物とレーザー装置の出射光学部（レンズ）との間に遮蔽材を介在させる方法も提案されているが、遮蔽材によりレーザーが弱められたり、屈折したりする上に、遮蔽材そのものがレーザーにより劣化し、また装置が複雑化して作業性が低下するという問題がある。
このため、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、発生する煙による悪影響がなく、孔の周辺に焦げや黒化を生ずることのないプラスチックフィルムの製造方法が求められていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、レーザーを照射して穿孔する際に、発生する煙による出射光学部（レンズ）の汚れがなく、孔の周辺に焦げや黒化を生ずることのないプラスチックフィルムの製造方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、プラスチックフィルムにレーザーを照射するとき、レーザービームに沿って圧縮気体をプラスチックフィルムに吹き付けることにより、煙による出射光学部（レンズ）の汚れと、孔の周辺の焦げや黒化を防止し得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）厚さ１０〜１５０μｍの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、回転支持ロールが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であって、該回転支持ロール上にてプラスチックフィルムにパルスレーザーの照射を行うとともに、パルスレーザーの照射中に、レーザービームに沿って圧縮気体をプラスチックフィルムに吹き付けることを特徴とするプラスチックフィルムの製造方法、
を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
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、フッ素樹脂フィルムなどの合成プラスチックフィルムを挙げることができる。また、本発明方法は、１種のプラスチックのみよりなる単層プラスチックフィルム、２種以上のプラスチック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。
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はなく、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１０〜１５０μｍであることが好ましく、２０〜７０μｍであることがより好ましい。
【０００６】
以下、図面により本発明を説明する。
図１は、本発明の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、レーザー照射装置３と回転支持ロール４の間を通過するとき、レーザー照射装置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部分におけるビームの形状に等しい孔が開けられる。孔が開けられたプラスチックフィルムは、巻き取りロール５により巻き取られる。回転支持ロールの前後には、２本のガイドロール６が設けられ、回転支持ロールの上端は、２本のガイドロールの上端を結ぶ線よりも上側に位置するので、プラスチックフィルムは回転支持ロールに密着するように押し付けられ、位置決めが行われるとともに縦ジワの発生が防止される。巻き出しロールとガイドロールの間及びガイドロールと巻き取りロールの間には、それぞれ浮きロール７が設けられ、浮きロールによりプラスチックフィルムに適当な張力が与えられる。レーザー照射装置には、圧縮気体導入路８が設けられ、レーザーの照射中に、ノズル先端よりレーザービームに沿ってプラスチックフィルムに圧縮気体が吹き付けられる。
【０００７】
図２は、本発明の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、レーザー照射装置３のノズル先端９の下方をプラスチックフィルム２が走行する。パルスレーザー１０が導光路１１を通り、出射光学部（レンズ）１２によって集束され、円錐形ビーム１３となってノズル先端よりプラスチックフィルムに照射される。ノズル先端の内径は、通過するパルスレーザーのビーム径より大きくする。また、出射光学部（レンズ）によって集束されたパルスレーザーの焦点位置は、プラスチックフィルムのレーザー入射面の反対側の面よりわずかにフィルム外に出た位置とすることが好ましい。円錐形ビームに照射されたプラスチックフィルムは、その部分が溶融、分解、揮散して、孔１４が開けられる。プラスチックフィルムに穿孔される孔のピッチは、プラスチックフィルムの走行速度とパルスレーザーのパルス周波数を同期させることにより、調整することができる。１基のレーザー照射装置により、１秒間に通常は２０〜１,０００個の孔を開けることができるので、プラスチックフィルムの走行速度を速め、高い生産性を達成することができる。プラスチックフィルムに穿孔される孔の形状は、プラスチックフィルムを通過する円錐形ビームとほぼ同じ形状である円錐台形となり、常に一定した形状の孔を開けることができる。また、円錐形台状の孔は、出射光学部（レンズ）の焦点距離を長くすることにより、円筒形に近づけることができる。
【０００８】
レーザー照射装置の導光路のノズル先端の近傍に、圧縮気体導入路８が設けられ、圧縮気体が吹き込まれ、レーザーの照射中に、レーザービームに沿ってノズル先端からプラスチックフィルムに吹き付けられる。圧縮気体の流量は、穿孔により発生する分解物が、ノズル先端より侵入して出射光学部（レンズ）を汚染しないよう、ノズル先端の風速を２〜１０ｍ／ｓに設定することが好ましく、３〜６ｍ／ｓに設定することがより好ましい。使用する圧縮気体に特に制限はなく、例えば、圧縮空気のほか、窒素ガス、二酸化炭素ガスなどの不活性ガスを使用することができる。圧縮空気は、取り扱い上の危険がなく、コスト面でも有利である。不活性ガスは、プラスチックフィルムの分解物の酸化を抑え、煤、焦げ、黒化物などを減少することができる。
本発明方法において、プラスチックフィルムは、レーザー入射面の反対側の面を回転支持ロールに接触させ、回転支持ロールによりプラスチックフィルムを支持することが好ましい。また、プラスチックフィルムの分解物がレーザー入射面と反対側からも揮散することができるよう、回転支持ロールのレーザー照射位置に対応する溝を設けることが好ましい。図３は、溝を設けた回転支持ロールの斜視図である。本図の回転支持ロールは、５条の溝１５を有し、このような回転支持ロールと５基のレーザー照射装置を使用することにより、プラスチックフィルムに５列に孔を開けることができる。
【０００９】
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。
本発明方法によれば、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る。レーザーによって穿孔された部分のプラスチックフィルムの材料は、大部分が分解、揮散し、圧縮気体により吹き飛ばされるので、レーザー照射装置の出射光学部（レンズ）が、分解物により汚染されることがなく、また、熱的穿孔の場合のように孔の部分の材料が、孔の周辺に盛り上がりとなって残ることがない。
また、レーザー照射装置の基数を選定し、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、孔径と孔の位置を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。
【００１０】
【実施例】
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１
厚み３０μｍ、幅６００mmの二軸延伸ポリプロピレンフィルムに開孔加工を行った。
直径３１８mm、幅８００mmのロールに、両端より１５０mmの位置から１００mm間隔で、幅５mm、深さ５mmの溝を図３に示す形状に５条有する回転支持ロールを使用した。また、出力６０ワットの炭酸ガスレーザーを５基、それぞれ回転支持ロールの溝に対応する位置に設置した。
図２に示す装置を用い、回転支持ロールを周速６０ｍ／分で回転し、回転支持ロールの上を、フィルムを走行速度６０ｍ／分で走行させ、各レーザー照射装置から毎秒１０回パルスレーザーを照射した。また、圧縮気体導入路に、圧力１.０kg／cm2（ゲージ圧）の窒素ガス圧をかけ、レーザーの照射中、ノズル先端からレーザービームに沿ってフィルムに窒素ガスを吹き付けた。
１０時間連続して開孔加工を施したのちも、レーザー照射装置の出射光学部（レンズ）には、汚染は全く認められなかった。
加工後のフィルムは、１ｍ2当たり１００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り、孔口の周縁にプラスチックの盛り上がりはほとんど認められなかった。
【００１１】
【発明の効果】
本発明のプラスチックフィルムの製造方法によれば、長時間加工を続けてもレーザー照射装置の出射光学部（レンズ）が汚染することがなく、孔の周辺に焦げや黒化が発生することがなく、プラスチックフィルムに制御された孔径を有する孔を、制御された位置に形成することができ、特定の大きさの分子の透過量を制御することができるプラスチックフィルムを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の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。
【図２】図２は、本発明の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。
【図３】図３は、溝を有する回転支持ロールの斜視図である。
【符号の説明】
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
８  圧縮気体導入路
９  ノズル先端
１０  パルスレーザー
１１  導光路
１２  出射光学部（レンズ）
１３  円錐形ビーム
１４  孔
１５  溝
【図１】
0003931250.tif 000002
【図２】
0003931250.tif 000003
【図３】
0003931250.tif 000004