JP5986332B1 - 微多孔プラスチックフィルム - Google Patents

Abstract

【課題】 包装した内容物が見えるとともに、その水分が素早く蒸発できるように十分な透湿性を有し、かつ安価に製造することができる微多孔プラスチックフィルムを提供する。【解決手段】 異なる開口径及び深さを有する多数の凹部11aがランダムに形成され、凹部11aに裂け目11bが形成されている微多孔プラスチックフィルムであって、プラスチックフィルムが20〜100μmの範囲内の厚さを有し、凹部11aがほぼ多角体形状を有するとともに、60〜300μmの範囲内の開口径分布及び10〜100μmの範囲内の深さ分布を有し、裂け目11bの50％以上が前記凹部の底部と側部との境界域に形成されており、もって100〜7000 g/m2・24hr・40℃90%RHの透湿度を有する微多孔プラスチックフィルム。【選択図】 図4

Description

本発明は、高い通気性及び透湿性を有する食品包装用の微多孔プラスチックフィルム、特にパンのように多量の水蒸気の蒸発がある食品を包装するのに好適な高透湿性を有する微多孔プラスチックフィルムに関する。

従来からパン、野菜等の食品は、紙製又はポリオレフィン類等のプラスチックフィルム製の袋に入れて販売されている。紙製の袋は高透湿性であるが、内容物が見えないという問題がある。またプラスチックフィルム製の袋は、内容物が見えるが、十分な透湿性を有さないので、パンの風味及び食感を著しく損ねることが問題である。特にフランスパンのように固い食感を必要とする場合、焼き上がり直後の水分活性が0.95と、適切な食感を与えるレベル（0.9〜0.85）より高いので、このレベルまで水分活性が低下するまでフランスパンを乾燥した後に包装しなければ、硬い食感が損なわれる。水分活性が十分下がる前にプラスチックフィルム袋にパンを包装すると、パンは急激に柔らかくなり、食感を損ねる。

内容物がよく見えるとともに高い透湿性を有するプラスチックフィルムを得るために、直径0.5〜3 mm程度の穴を多数開けることが従来から行われている。例えば、特開2006-158254号（特許文献1）は、10〜200μmの厚さを有し、一袋あたり１個以上の微孔を有する単層又は多層の高分子フィルムからなる柑橘類貯蔵用袋を開示している。微孔の開孔面積は0.1 mm²以下（例えば、平均孔径約50μｍ）であり、微孔の数は例えば24個／袋である。特許文献1は、針で機械的に穿孔する方法、熱針、レーザ、放電等を用いる穿孔方法、微細で鋭利な突起のあるロールでフィルムをはさみこんで傷つける穿孔方法等を開示している。しかし、この袋の微孔は平均孔径が約50μｍと比較的大きく、かつ袋当たりの数が少ない。また、微細で鋭利な突起のあるロールを用いた穿孔方法を示唆しているが、その具体的な構成を記載していない。

特開2011-225234号（特許文献2）は、透過性基材の少なくとも片面に、ポリウレタン及びスチレン・ブタジエン・スチレン（SBS）ゴムからなるフィルムを熱接着してなる食品包装用積層フィルムを開示している。ポリウレタン及びSBSゴムからなるフィルムの透湿度は500〜1000 g・30μｍ/（m²・日、40℃・90％RH）である。また、透過性基材は、不織布、レーヨン紙、セロファン、穴開きフィルム、ポリ乳酸フィルム、厚さ30μｍ以下のスチレンフィルム等である。ポリウレタン／SBSゴムフィルムは、透過性基材上に押出ラミネーションすることにより積層できる。しかし、(a) ポリウレタン／SBSゴムフィルムが高価であるだけでなく、(b) 透過性基材への押出ラミネーション工程も必要とするので、この食品包装用積層フィルムには、パン、野菜等の食品の包装用フィルムとして高価すぎるという問題がある。

以上の事情に鑑み、パン、野菜等の食品を包装したときに中が見えるとともに、その水分が素早く蒸発できるように十分な透湿性を有し、かつ安価に製造することができる微多孔プラスチックフィルムが望まれている。

特開2006-158254号公報 特開2011-225234号公報

従って本発明の目的は、包装した内容物が見えるとともに、その水分が素早く蒸発できるように十分な透湿性を有し、かつ安価に製造することができる微多孔プラスチックフィルムを提供することである。

上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、異なる大きさの多数の高硬度微粒子をランダムに有する第一のパターンロールをアンビルロールに押圧することにより異なる大きさの多数の凹部を形成したアンビルロールと、異なる大きさの多数の高硬度微粒子をランダムに有する第二のパターンロールとの隙間に、プラスチックフィルムを押圧しながら通すと、プラスチックフィルムに異なる開口径及び深さを有する多数の凹部がランダムに形成されるだけでなく、凹部に裂け目が形成され、もって所望の高い透湿度を有する微多孔プラスチックフィルムが効率良く製造できることを発見し、本発明に想到した。

すなわち、本発明の微多孔プラスチックフィルムは、異なる開口径及び深さを有する多数の凹部がランダムに形成され、前記凹部に裂け目が形成されており、
前記プラスチックフィルムが20〜100μmの範囲内の厚さを有し、
前記凹部がほぼ多角体形状を有し、
前記凹部が60〜300μmの範囲内の開口径分布及び10〜100μmの範囲内の深さ分布を有し、
前記裂け目の50％以上が前記凹部の底部と側部との境界域に形成されており、もって100〜7000 g/m²・24hr・40℃90%RHの透湿度を有することを特徴とする。

前記凹部の少なくとも30％に前記裂け目が形成されているのが好ましい。

前記凹部の開口径分布の幅は100μm以下であるのが好ましく、深さ分布の幅は50μm以下であるのが好ましい。

前記凹部の平均開口径は100〜240μmであるのが好ましく、平均深さは20〜80μmであるのが好ましい。

前記微多孔プラスチックフィルム表面における前記凹部の面積率は10〜70％であるのが好ましい。

本発明の微多孔プラスチックフィルムは、異なる大きさの多数の高硬度微粒子をランダムに有するパターンロールと異なる大きさの多数の凹部を有するアンビルロールとの隙間に、プラスチックフィルムを押圧しながら通すことにより製造されるので、異なる開口径及び深さを有する多数の凹部がランダムに形成され、かつ凹部に透湿性に寄与する裂け目が形成されている。裂け目の大きさ及び数はプラスチックフィルムの押圧力（線圧）により調整できるので、本発明の微多孔プラスチックフィルムに所望の透湿度を付与することができる。また、パターンロールとアンビルロールとの押圧により透湿性に寄与する裂け目を形成するので、所望の透湿度を有する微多孔プラスチックフィルムを効率良く製造できる。本発明の微多孔プラスチックフィルムは、パンや野菜のような水分の蒸発のある内容物の包装用フィルムに好適であるだけでなく、適度の透気性及び透湿性が要求されるその他の用途（例えば、建築資材）にも使用可能である。

本発明の微多孔プラスチックフィルムを製造する装置を示す概略図である。 図1の装置における穿孔装置を示す正面図である。 第一のパターンロールを用いて金属ロールに凹部を形成する様子を示す概略図である。 パターンロールとアンビルロールとの隙間に進入したプラスチックフィルムを穿孔する様子を示す拡大図である。 パターンロールとアンビルロールとの隙間に進入したプラスチックフィルムを穿孔する様子を詳細に示す部分拡大断面図である。 パターンロールとアンビルロールとの隙間に進入したプラスチックフィルムを穿孔する様子をさらに詳細に示す部分拡大断面図である。 本発明の微多孔プラスチックフィルムを示す部分拡大断面図である。 サンプル1の微多孔OPPフィルムを示す光学顕微鏡写真（25倍）である。 サンプル1の微多孔OPPフィルムを示す光学顕微鏡写真（100倍）である。 サンプル2の微多孔OPPフィルムを示す光学顕微鏡写真（25倍）である。 サンプル2の微多孔OPPフィルムを示す光学顕微鏡写真（100倍）である。 サンプル3の微多孔OPPフィルムを示す光学顕微鏡写真（25倍）である。 サンプル3の微多孔OPPフィルムを示す光学顕微鏡写真（100倍）である。 サンプル3の微多孔OPPフィルムを示すレーザ顕微鏡写真（1000倍）である。 図11における線分ABに沿った微多孔OPPフィルムのプロファイルを示すグラフである。

本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明するが、特に断りがなければ一つの実施形態に関する説明は他の実施形態にも適用される。また下記説明は限定的ではなく、本発明の技術的思想の範囲内で種々の変更を施しても良い。

[1] 製造方法及び装置
図1及び図2に示す装置を用いて、微多孔プラスチックフィルムを製造する方法の一例を説明する。この装置は、穿孔装置を構成するパターンロール1及びアンビルロール2と、第一及び第二のリール3，4と、パターンロール1及びアンビルロール2のバックアップロール5，6と、第一及び第二のガイドロール7，8とを具備する。第一のリール3又は第一のガイドロール7にプラスチックフィルム11の張力を調整するための手段（図示せず）を設けても良く、第二のリール4又は第二のガイドロール8に微多孔プラスチックフィルム11’の張力を調整するための手段（図示せず）を設けても良い。

(1) 穿孔装置
図2に示す穿孔装置では、上から順にバックアップロール5、パターンロール1、アンビルロール2及びバックアップロール6がそれぞれ一対の軸受け25，25，21，21，22，22，26，26を介して一対のフレーム30，30に回転自在に支持されている。バックアップロール5，6は金属製でもゴム製でも良い。図示の例では、パターンロール1及びアンビルロール2の両方とも駆動ロールである。パターンロール1の軸受け21，21はフレーム30，30に固定されており、上下のバックアップロール5，6の軸受け25，25，26，26及びアンビルロール2の軸受け22，22は一対のフレーム30，30に沿って上下動自在である。上方のバックアップロール5の両軸受け25，25に駆動手段35，35が取り付けられており、下方のバックアップロール6の両軸受け26，26に駆動手段36，36が取り付けられている。上方のバックアップロール5はパターンロール1を下方に押圧し、下方のバックアップロール6はアンビルロール2を上方に押圧する。バックアップロール6の押圧によりアンビルロール2はプラスチックフィルム11を介してパターンロール1に押圧される。パターンロール1及びアンビルロール2はそれぞれバックアップロール5，6に押圧されるので、穿孔中の弾性変形が防止される。

(2) パターンロール
パターンロール1は、図4に詳細に示すように、金属製ロール本体1aの表面に多数の高硬度微粒子1bをニッケルめっき等のめっき層1cによりランダムに固着したロールが好ましい。このようなパターンロール1の具体例は、例えば特開平5-131557号、特開平9-57860号及び特開2002-59487号に記載されている。

高硬度微粒子1bは鋭い角部を有するとともに、5以上のモース硬度及び2以下のアスペクト比を有する。鋭い角部を有する高硬度微粒子1bはダイヤモンド微粒子であるのが好ましく、特にダイヤモンドの粉砕微粒子が好ましい。アスペクト比が2以下であることにより、高硬度微粒子1bは球体に近い多角体形状を有する。高硬度微粒子1bのアスペクト比は1.6以下が好ましく、1.4以下がより好ましい。

高硬度微粒子1bは80〜500μmの範囲内の粒径分布を有する。高硬度微粒子1bの粒径が80μm未満であると、プラスチックフィルム11に形成される凹部11aの開口径が不十分であり、十分な裂け目ができない。一方、高硬度微粒子1bの粒径が500μm超であると、プラスチックフィルム11に形成される凹部11aの開口径が大きすぎ、過大な裂け目が形成される。高硬度微粒子1bの粒径の下限は100μmが好ましく、120μmがより好ましい。また、高硬度微粒子1bの粒径の上限は450μmが好ましく、400μmがより好ましい。

高硬度微粒子1bの約1/2〜2/3はめっき層1cに埋設されているので、めっき層1cの表面から突出する高硬度微粒子1bの高さ分布は20〜200μmである。高硬度微粒子1bの高さが20μm未満であると、プラスチックフィルム11に形成される凹部11aの深さが不十分であり、十分な裂け目ができない。一方、高硬度微粒子1bの高さが200μm超であると、プラスチックフィルム11に形成される凹部11aが深かすぎ、過大な裂け目が形成される。高硬度微粒子1bの高さ分布の下限は30μmが好ましく、40μmがより好ましい。また、高硬度微粒子1bの高さ分布の上限は170μmが好ましく、150μmがより好ましい。

高硬度微粒子1bの平均粒径は150〜400μmが好ましく、平均高さは50〜150μmが好ましい。高硬度微粒子1bの平均粒径の下限は180μmがより好ましく、200μmが最も好ましい。また、高硬度微粒子1bの平均粒径の上限は370μmがより好ましく、330μmが最も好ましい。高硬度微粒子1bの平均高さの下限は60μmがより好ましく、70μmが最も好ましい。また、高硬度微粒子1bの平均高さの上限は130μmがより好ましく、110μmが最も好ましい。

後述するように、パターンロール1の高硬度微粒子1bはアンビルロール2の凹部2aに嵌合することにより、プラスチックフィルム11に凹部11aを形成するので、高硬度微粒子1bと凹部2aとはサイズ及び形状ができるだけ近い必要がある。そのためには、高硬度微粒子1bの粒径分布の幅はできるだけ狭いのが好ましい。勿論、凹部2aの開口径分布の幅もできるだけ狭いのが好ましい。狭い粒径分布の高硬度微粒子1b及び狭い開口径分布の凹部2aは任意に組わあされても、十分に嵌合する確率が高く、もってプラスチックフィルム11に十分な大きさの凹部11aが形成されるだけでなく、凹部11aの多くに裂け目11bが形成される。

上記理由により、高硬度微粒子1bの粒径分布の幅は120μm以下であるのが好ましく、100μm以下であるのがより好ましい。粒径分布が80〜500μmでその幅が120μm以下とは、例えば、高硬度微粒子1bの粒径の上限が500μmであると、下限は380μm以上であり、粒径の上限が400μmであると、下限は280μm以上であることを意味する。従って、プラスチックフィルム11に比較的大きな凹部11aを形成する場合には、80〜500μmの粒径分布範囲内で、大粒径範囲（120μm以下の幅）の高硬度微粒子1bを使用し、比較的大きな凹部11aを形成する場合には、小粒径範囲（120μm以下の幅）の高硬度微粒子1bを使用する。同様に、高硬度微粒子1bの高さ分布の幅は50μm以下であるのが好ましく、40μm以下であるのがより好ましい。

高硬度微粒子（例えば、ダイヤモンド微粒子）1bは種々の形状及び粒径を有するので、均一な形状及び粒径とするために、分級処理を施すのが好ましい。

パターンロール1の表面における高硬度微粒子1bの面積率（高硬度微粒子1bがロール表面を占める割合）は10〜70％が好ましい。高硬度微粒子1bの面積率が10％未満であると、プラスチックフィルム11に凹部を十分な密度で形成することができず、十分な透湿度が得られない。一方、高硬度微粒子1bの面積率を70％超にすることは事実上困難である。高硬度微粒子1bの面積率の下限は20％がより好ましく、上限は60％がより好ましい。

プラスチックフィルム11の穿孔中にパターンロール1が撓むのを防止するために、パターンロール1のロール本体1aは硬質金属により形成するのが好ましい。硬質金属としては、SKD11のようなダイス鋼が挙げられる。

(3) アンビルロール
パターンロール1と対向して配置されるアンビルロール2のロール面は凹部2aを有することを特徴とする。アンビルロール2の凹部2aは70〜350μmの範囲内の開口径分布及び15〜150μmの範囲内の深さ分布を有する。凹部2aの開口径が70μm未満であるか深さ分布が15μm未満であると、プラスチックフィルム11に形成される凹部11aが小さすぎ、十分な裂け目ができない。一方、凹部2aの開口径が350μm超であるか深さ分布が150μm超であると、プラスチックフィルム11に形成される凹部11aが大きすぎ、過大な裂け目が形成される。凹部2aの開口径の下限は80μmが好ましく、90μmがより好ましい。また、凹部2aの開口径の上限は300μmが好ましく、250μmがより好ましい。さらに、凹部2aの深さの下限は20μmが好ましく、30μmがより好ましい。また、凹部2aの深さの上限は120μmが好ましく、100μmがより好ましい。

アンビルロール2の凹部2aは110〜300μmの平均開口径及び25〜120μmの平均深さを有する。凹部2aの平均開口径が110μm未満であるか平均深さが25μm未満であると、プラスチックフィルム11に形成される凹部11aが小さすぎ、十分な裂け目ができない。一方、凹部2aの平均開口径が300μm超であるか平均深さが120μm超であると、プラスチックフィルム11に形成される凹部11aが大きすぎ、過大な裂け目が形成される。凹部2aの平均開口径の下限は120μmが好ましく、140μmがより好ましい。また、凹部2aの平均開口径の上限は280μmが好ましく、230μmがより好ましい。さらに、凹部2aの平均深さの下限は35μmが好ましく、40μmがより好ましい。また、凹部2aの平均深さの上限は100μmが好ましく、80μmがより好ましい。

アンビルロール2の凹部2aも均一な形状及びサイズを有するのが好ましい。そのため、凹部2aの開口径分布の幅は100μm以下であり、深さ分布の幅は50μm以下であるのが好ましい。凹部2aの開口径分布が70〜350μmでその幅が100μm以下とは、例えば、凹部2aの開口径の上限が350μmであると、下限は250μm以上であり、開口径の上限が250μmであると、下限は150μm以上であることを意味する。従って、プラスチックフィルム11に比較的大きな凹部11aを形成する場合には、70〜350μmの開口径分布範囲内で、大開口径範囲（100μm以下の幅）の凹部2aを使用し、比較的大きな凹部11aを形成する場合には、小開口径範囲（100μm以下の幅）の凹部2aを使用する。凹部2aの開口径分布の幅は80μm以下であるのがより好ましい。同様に、凹部2aの開口径の幅は50μm以下であるのが好ましく、40μm以下であるのがより好ましい。

アンビルロール2の表面における凹部2aの面積率（凹部2aがロール表面を占める割合）は10〜70％が好ましい。凹部2aの面積率が10％未満であると、プラスチックフィルム11に凹部を十分な密度で形成することができず、十分な透湿度が得られない。一方、凹部2aの面積率を70％超にするのは事実上困難である。凹部2aの面積率の下限は20％がより好ましく、上限は60％がより好ましい。

アンビルロール2には凹部2aを形成し、かつ凹部2aにパターンロール1の高硬度微粒子1bが進入するので、アンビルロール2は十分な耐食性を有する必要がある。勿論、プラスチックフィルム11の穿孔中の撓みを防止するために、アンビルロール2は十分な機械的強度を有する必要がある。そのため、アンビルロール2を高強度の耐食性ステンレススチール（SUS440C，SUS304等）により形成するのが好ましい。また、アンビルロール2を、ダイス鋼のような硬質金属の内層と、SUS304のような高強度の耐食性ステンレススチールからなる外層との二層構造にしても良い。外層の厚さは実用的には20〜60 mm程度で良い。

パターンロール1の各高硬度微粒子1の粒径はそれと同じ面積を有する円の直径（円相当径）により表し、アンビルロール2の各凹部2aの開口径はそれと同じ面積を有する円の直径（円相当径）により表す。同様に、微多孔プラスチックフィルム11の凹部11aの開口径も円相当径により表す。

[2] 製造方法
(1) アンビルロールの作製
表面に70〜350μmの範囲内の開口径分布及び15〜150μmの範囲内の深さ分布を有する多数の凹部2aがランダムに形成されているアンビルロール2は、図3に示すように、平坦な表面を有する金属ロール42に、ロール本体51aの表面に多数の高硬度微粒子52がめっき層53によりランダムに固着された第一のパターンロール51を押圧することにより作製する。パターンロール（第二のパターンロール）1と同様に、第一のパターンロール51における高硬度微粒子52は鋭い角部を有するとともに、5以上のモース硬度、2以下のアスペクト比、80〜500μmの範囲内の粒径分布、及び20〜200μmの範囲内の高さ分布（めっき層53の表面から）を有する。

第一のパターンロール51の高硬度微粒子52はさらに、150〜400μmの平均粒径及び50〜150μmの平均高さを有するのが好ましい。高硬度微粒子52の平均粒径の下限は180μmがより好ましく、200μmが最も好ましい。また、高硬度微粒子52の平均粒径の上限は370μmがより好ましく、330μmが最も好ましい。高硬度微粒子52の平均高さの下限は60μmがより好ましく、70μmが最も好ましい。

高硬度微粒子52のアスペクト比は1.6以下がより好ましく、1.4以下が最も好ましい。また、高硬度微粒子52の面積率は10〜70％であり、その下限は20％がより好ましく、その上限は60％がより好ましい。

上記の通り、第一のパターンロール51は第二のパターンロール1と同じ高硬度微粒子分布を有しても良いので、一つのパターンロールを第一及び第二のパターンロール51、1として用いても良い。

高硬度微粒子（例えば、ダイヤモンド微粒子）52は金属ロール42より十分に硬いので、第一のパターンロール51の押圧により金属ロール42の表面に高硬度微粒子52が転写され、凹部2aが形成される。金属ロール42の表面に形成された凹部2aの周囲にはバリが形成されるので、研摩等によりバリを除去する。

金属ロール42に対する第一のパターンロール51の押圧力が大きくなると、凹部2a及びその面積率も大きくなる。第一のパターンロール51の高硬度微粒子52により金属ロール42の表面に70〜350μmの範囲内の開口径分布及び15〜150μmの範囲内の深さ分布を有する多数の凹部2aを形成するのに要する押圧力は、線圧で0.2〜150 kgf/cmの範囲内であるのが好ましい。

(2) パターンロールの高硬度微粒子及びアンビルロールの凹部の大きさ
プラスチックフィルム11に裂け目を有する多数の凹部を形成するために、アンビルロール2の凹部2aはパターンロール1の高硬度微粒子1bを僅かな隙間で受承する程度の大きさを有する必要がある。そのため、(a) パターンロール1の高硬度微粒子1bが80〜500μmの範囲内の粒径分布及び20〜200μmの範囲内の高さ分布を有し、アンビルロール2の凹部2aが70〜350μmの範囲内の開口径分布及び15〜150μmの範囲内の深さ分布を有する必要があり、(b) 高硬度微粒子の粒径分布の幅が120μm以下で高さ分布の幅が50μm以下であり、かつ凹部2aの開口径分布の幅が100μm以下で深さ分布の幅が50μm以下であるのが好ましく、さらに(c) 高硬度微粒子1bが150〜400μmの平均粒径及び50〜150μmの平均高さを有し、凹部2aが110〜300μmの平均開口径及び25〜120μmの平均深さを有するのが好ましい。

さらに、凹部2aは高硬度微粒子1bを僅かな隙間で受承するのが好ましいので、凹部2aの平均開口径と高硬度微粒子1bの平均粒径との差は100μm以下が好ましく、50μm以下がより好ましい。また、凹部2aの平均深さと高硬度微粒子1bの平均高さとの差は50μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましい。なお、第一及び第二のパターンロールを同じにすれば、凹部2aの平均開口径と高硬度微粒子1bの平均粒径との差をできるだけ小さくすることができる。凹部2aのアスペクト比及び高硬度微粒子1bのアスペクト比についても、第一及び第二のパターンロールを同じにすれば、ほぼ同じにすることができる。

(3) プラスチックフィルム
プラスチックフィルム11は、パターンロール1の高硬度微粒子1bによりアンビルロール2の凹部2aに押し込まれたときに、塑性変形するとともに適度な裂け目ができる材質であるのが好ましい。このようなプラスチックとして、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリブチレンテレフタレート（PBT）等のポリエステル類、延伸ポリプロピレン（OPP）、無延伸ポリプロピレン（CPP）等、ポリエチレン等のポリオレフィン類、エチレン-酢酸ビニル共重合体類（EVAc）、ナイロン（Ny）等のポリアミド類、ポリ塩化ビニル類、ポリ塩化ビニリデン類、ポリスチレン類等の熱可塑性可撓性ポリマーが好ましい。

パン、野菜等の食品の包装用の高透湿性フィルムとして、プラスチックフィルム11の厚さは20〜100μmである。プラスチックフィルム11の厚さが20μm未満であると、包装用フィルムとしての強度が不十分である。一方、プラスチックフィルム11の厚さが100μm超であると、包装用フィルムとして硬すぎるだけでなく、穿孔が困難である。プラスチックフィルム11の厚さは好ましくは30〜80μmである。

プラスチックフィルム11は、単層フィルムに限らず、積層フィルムでも良い。特にヒートシールを行う場合、内層にLLDPEやEVAcのような低融点樹脂からなるシーラント層を設けるのが好ましい。シーラント層の厚さは20〜60μm程度で良い。

(4) プラスチックフィルムの穿孔
図2に示す穿孔装置に、パターンロール1及びアンビルロール2を設置し、それらの隙間にプラスチックフィルム11を通過させながら、アンビルロール2の駆動手段32，32を作動させてパターンロール1及びアンビルロール2との隙間を所定の間隔まで狭くするとともに、バックアップロール5，6の駆動手段35，35，36，36を作動させて、パターンロール1及びアンビルロール2にかかる押圧力を調整する。所望の隙間に設定したパターンロール1とアンビルロール2との間にプラスチックフィルム11を通すと、図4〜図6に示すように、プラスチックフィルム11は高硬度微粒子1bに押されて塑性変形し、アンビルロール2の凹部2aに進入する。このように、高硬度微粒子1bと凹部2aとの狭い隙間でプラスチックフィルム11が延ばされると、プラスチックフィルム11は部分的に破断する。また、高硬度微粒子1bがアンビルロール2の凹部2aに接触すると、その間のプラスチックフィルム11は切断される。その結果、パターンロール1の高硬度微粒子1bに押されてアンビルロール2の凹部2aに進入したプラスチックフィルム11は凹部11aの形状に変形するとともに、凹部11aに切断部（裂け目）11bが形成される。裂け目11bは主に凹部11aの底面周辺部（側面部と底面部との境界域）に形成されるが、勿論限定的でなく、高硬度微粒子1bの形状及び凹部2aの形状の組合せに応じて別の箇所にも裂け目11bが形成されることがある。

プラスチックフィルム11に形成する凹部11a（裂け目11b）の数及びサイズは、パターンロール1及びアンビルロール2がプラスチックフィルム11にかける押圧力が高くなるに連れて増大する。プラスチックフィルム11にかける押圧力は線圧で0.2〜150 kgf/cmであるのが好ましい。線圧が0.2 kgf/cm未満であると、十分な数及びサイズの凹部11a（裂け目11b）が形成されず、所望の透湿度が得られない。一方、パターンロール1の押圧力が150 kgf/cm超であると、パターンロール1及びアンビルロール2は破損するおそれがある。より好ましい押圧力は1〜100 kgf/cmである。

[3] 微多孔プラスチックフィルム
上記方法により得られる微多孔プラスチックフィルム11’は、図7に示すように、異なる開口径Do及び深さDdを有する多数の凹部11aがランダムに形成され、凹部11aに裂け目11bが形成されている。凹部11aは60〜300μmの範囲内の開口径分布及び10〜100μmの範囲内の深さ分布を有する。凹部11aの開口径分布が60μm未満であるか深さ分布が10μm未満であると、十分な数及びサイズの裂け目11bが形成されない。一方、凹部11aの開口径分布が300μm超であるか深さ分布が100μm超であると、凹部11aが大きすぎ、凹部11aに形成される裂け目11bも大きくなりすぎる。凹部11aの開口径Dodの下限は70μmが好ましく、80μmがより好ましい。また、凹部11aの深さDdの下限は20μmが好ましく、30μmがより好ましい。凹部11aの深さDdの上限は80μmが好ましく、70μmがより好ましい。

上記と同じ理由により、微多孔プラスチックフィルム11’はさらに100〜240μmの平均開口径Doav及び20〜80μmの平均深さDavを有するのが好ましい。凹部11aの平均開口径Doavの下限は110μmが好ましく、120μmが最も好ましい。また、凹部11aの平均開口径Doavの上限は200μmがより好ましく、180μmが最も好ましい。凹部11aの平均深さDavの下限は30μmがより好ましく、35μmが最も好ましい。また、凹部11aの平均深さDavの上限は70μmがより好ましく、60μmが最も好ましい。

上記のような開口径分布、平均開口径、深さ分布及び平均深さを有する凹部11aは、比較的サイズが揃っている。これは、本発明の微多孔プラスチックフィルム11’を粒径分布の狭い高硬度微粒子を有するパターンロール1と開口径分布の狭い凹部を有するアンビルロール2により形成するからである。

裂け目11bは凹部11aの少なくとも30％に形成されているのが好ましい。凹部11aにおける裂け目11bが形成されている凹部11aの全凹部11aに対する割合が30％未満であると、凹部11aの割に裂け目11bが少なすぎ、所望の透湿度が得られない。裂け目11bは凹部11aの少なくとも40％に形成されているのが好ましく、少なくとも50％に形成されているのがより好ましい。

裂け目11bは大半（50％以上）が凹部11aの底部と側部との境界域に形成されている。これは高硬度微粒子1bにより延伸されたプラスチックフィルム11が主に凹部11aの底部と側部との境界域で破断するためであると考えられる。勿論、嵌合するパターンロール1の高硬度微粒子1bとアンビルロール2の凹部2aとの形状及びサイズの組合せに応じて、プラスチックフィルム11が破断する位置は異なり、裂け目11bは凹部11aの底部と側部との境界域以外の領域にも形成される。

裂け目11bの大きさも組み合わされる高硬度微粒子1bと凹部2aとの形状及びサイズの組合せに応じて異なる。さらに、パターンロール1とアンビルロール2との押圧力が大きくなるに連れて、凹部11aも大きくなるとともに数が増え、それとともに裂け目11bも大きくなるとともに数が増える。従って、裂け目11bの大きさ及び数はパターンロール1とアンビルロール2との押圧力により調整できる。

本発明の微多孔プラスチックフィルムは100〜7000 g/m²・24hr・40℃90%RHの透湿度を有する。透湿度はJIS Z 0208の「防湿包装材料の透過湿度試験方法」に基づき測定する。パターンロール1とアンビルロール2との押圧力を調整することにより、裂け目11bの大きさ及び数を制御し、もって微多孔プラスチックフィルムの透湿度を100〜7000 g/m²・24hr・40℃90%RHの範囲内で適宜設定できる。透湿度が100 g/m²・24hr・40℃90%RH未満であると、微多孔プラスチックフィルムはパン、野菜等の食品等に必要な透湿性を有さない。一方、透湿度が7000 g/m²・24hr・40℃90%RH超であると、透湿性が高すぎる。微多孔プラスチックフィルムの透湿度は好ましくは200〜6000 g/m²・24hr・40℃90%RHであり、より好ましくは300〜6000 g/m²・24hr・40℃90%RHである。微多孔プラスチックフィルムの透湿度は、包装すべき内容物に応じて微多孔プラスチックフィルムの透湿度を上記範囲内で適宜設定することができる。

本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。

実施例1
(1) アンビルロールの作製
図2に示す穿孔装置に、外径200 mmのSKD11製ロールに、鋭い角部を有する多角体状のダイヤモンド微粒子53を約60％の面積率でニッケルめっき52により付着させた第一のパターンロール51、及び外径200 mmの金属ロール42を取り付けた。ダイヤモンド微粒子53は平均1.3のアスペクト比を有するとともに、250〜350μmの範囲内の粒径分布、300μmの平均粒径、100〜140μmの高さ分布、及び100μmの平均高さを有していた。金属ロール42は、SKD11製の本体部に、耐食性ステンレススチール（SUS440C）からなる厚さ50 mmの外層を設けたクラッド構造を有していた。

図3に示すように、金属ロール42に対して第一のパターンロール51を100 kgf/cmの線圧で押圧することにより、金属ロール42の表面に、平均1.3のアスペクト比、150〜250μmの範囲内の開口径分布、180μmの平均開口径、30〜100μmの深さ分布、及び平均深さ：60μmを有する凹部2aを約60％の面積率で形成し、アンビルロール2を作製した。

(2) プラスチックフィルムの穿孔
図2に示す穿孔装置に、第一のパターンロール51と同じ第二のパターンロール1、及び上記アンビルロール2を取り付け、図1に示すように両ロールの隙間にそれぞれ6 kgf/cm、10 kgf/cm及び100 kgf/cmの線圧で厚さ40μmの延伸ポリプロピレン（OPP）フィルム11を通し、サンプル1〜3の微多孔OPPフィルム11’を作製した。

サンプル1〜3の微多孔OPPフィルム11’の光学顕微鏡写真（50倍）をそれぞれ図8〜図10に示す。図8〜図10から明らかなように、線圧が増大するにつれて凹部11aが大きくなるとともに、数も増えることが分った。図8〜図10から測定したサンプル1〜3の凹部11aの開口径分布、平均開口径、深さ分布、平均深さ、及び面積率を表1に示す。

(3) 裂け目の観察
図11はサンプル3のレーザ顕微鏡写真（1000倍）であり、図12は図11における線分ABに沿った微多孔OPPフィルム11’のプロファイル（高さ）を示す。図11及び図12から明らかなように、凹部11aはほぼ多角体状で、側面部と底面部との境界領域に裂け目11bが形成されていた。サンプル1及び2も同様に多角体状で、側面部と底面部との境界領域に裂け目11bが形成されていた。

サンプル1〜3について、裂け目11bが形成された凹部11aの割合を顕微鏡写真上で測定し、透湿度をJIS Z 0208に従って測定した。結果を表1に示す。

注：(1) 単位はg/m²・24hr・40℃90%RH。

1・・・パターンロール
1a・・・パターンロール本体
1b・・・高硬度微粒子
1c・・・めっき層
2・・・アンビルロール
2a・・・アンビルロールの凹部
3，4・・・第一及び第二のリール
5，6・・・バックアップロール
7，8・・・ガイドロール
11・・・プラスチックフィルム
11’・・・微多孔プラスチックフィルム
11a・・・微多孔プラスチックフィルムの凹部
11b・・・微多孔プラスチックフィルムの凹部の裂け目
21，22，25，26・・・軸受け
30・・・穿孔装置のフレーム
32，35，36・・・駆動手段

Claims (5)

1. 異なる開口径及び深さを有する多数の凹部がランダムに形成され、前記凹部に裂け目が形成されている微多孔プラスチックフィルムであって、
   前記プラスチックフィルムが20〜100μmの範囲内の厚さを有し、
   前記凹部がほぼ多角体形状を有し、
   前記凹部が60〜300μmの範囲内の開口径分布及び10〜100μmの範囲内の深さ分布を有し、
   前記裂け目の50％以上が前記凹部の底部と側部との境界域に形成されており、もって100〜7000 g/m²・24hr・40℃90%RHの透湿度を有することを特徴とする微多孔プラスチックフィルム。
2. 請求項1に記載の微多孔プラスチックフィルムにおいて、前記凹部の少なくとも30％に前記裂け目が形成されていることを特徴とする微多孔プラスチックフィルム。
3. 請求項1又は2に記載の微多孔プラスチックフィルムにおいて、前記凹部の開口径分布の幅が100μm以下であり、深さ分布の幅が50μm以下であることを特徴とする微多孔プラスチックフィルム。
4. 請求項1〜3のいずれかに記載の微多孔プラスチックフィルムにおいて、前記凹部が100〜240μmの平均開口径及び20〜80μmの平均深さを有することを特徴とする微多孔プラスチックフィルム。
5. 請求項1〜4のいずれかに記載の微多孔プラスチックフィルムにおいて、前記微多孔プラスチックフィルム表面における前記凹部の面積率が10〜70％であることを特徴とする微多孔プラスチックフィルム。