微多孔塑料膜的制造装置的制作方法

本发明涉及一种能够通过使微细孔的宽度方向分布快速均匀化而高效地制造微多孔塑料膜的小型装置。

背景技术：

一直以来，通过将面包类、点心类、蔬菜类、纳豆或泡菜等的发酵食品等装入到纸制或塑料膜制的袋中而进行销售。纸制袋虽然具有较高的通气性及透湿性，但具有无法看到内含物的问题。另外，塑料膜制袋虽然能看到内含物，但由于不具有充分的通气性及透湿性，因此具有显著损害食品味道及口感的问题。

为了获得能看清内含物且具有较高的通气性及透湿性的塑料膜，已知有对塑料膜形成多个微细孔的装置。例如，日本专利公开平6-71598号公开了如下的微多孔膜的制造装置：即，该微多孔膜的制造装置具备：供给机构，用于供给长条塑料膜；图案辊，在辊面上固定有具有尖锐角部且莫氏硬度为5以上的多个高硬度微粒子；砧辊(金属辊)，能够相对于图案辊沿相反方向旋转且具有平坦的辊面；压力调节机构，为了调节对长条塑料膜的按压力而设置于任一辊的两端部附近；和用于向图案辊供应高电压的机构，图案辊及砧辊中的任一个或两个沿排列方向移动自如。图案辊及砧辊平行配置，在长条塑料膜经过该图案辊及砧辊之间的期间，通过图案辊的多个高硬度微粒子来形成多个微细孔。

然而，如图13所示，由于在对经过图案辊10及砧辊20之间的间隙且厚度为8～100μm左右的塑料膜(未图示)形成多个微细孔时，对图案辊10及砧辊20施加较大的负荷，因此有可能两个辊10、20发生弯曲，并且宽度方向中央部的间隙g比两侧边缘部的间隙更宽。由不均匀的间隙g形成的微细孔的性状(开口直径、深度或表面密度等)在膜的宽度方向中央部和两侧边缘部不同，无法获得通气率在宽度方向上均匀的微多孔塑料膜。

为了防止图案辊10及砧辊20的弯曲，可以考虑在图案辊10的上部和/或砧辊20的下部配置支撑辊。然而，已知这种支撑辊无法充分防止图案辊10及砧辊20的弯曲。并且，由于在图案辊10的辊面上固定有多个高硬度微粒子，因此设置于图案辊10的上部的支撑辊必须为表面不硬的橡胶辊等，无法充分防止图案辊10的弯曲。

日本专利公开平6-328483号公开了压延加工装置，该压延加工装置为利用大致平行配置的六个辊来对橡胶或热塑性聚合物膜进行压延加工的装置，在第一至第五辊的正下方配置有第六辊，该压延加工装置具备用于使第五辊倾斜微小角度的十字机构。然而，由十字机构产生的第五辊的倾斜角恒定，压延加工装置不具备能够获得期望的倾斜角的驱动机构。因此，即使为了对塑料膜形成微细孔而使用该压延加工装置，也无法在宽度方向上均匀地形成具有各种尺寸及分布的微细孔。

技术实现要素：

为了消除上述问题，本发明人先前根据日本专利第6125707号提出了如下的微多孔塑料膜的制造装置：即，一种微多孔塑料膜的制造装置，具备：图案辊，旋转自如地支撑在左右一对的固定框架上；砧辊，以隔着塑料膜与所述图案辊接触的方式，沿左右一对的可动框架升降自如；运送机构，用于使所述塑料膜经过所述图案辊与所述砧辊之间的间隙；第一驱动机构，用于使一对所述可动框架转动；第二驱动机构，为了使所述砧辊升降而安装在各个所述可动框架上；第三驱动机构，用于使所述图案辊旋转；和第四驱动机构，用于使所述砧辊旋转，在利用所述第一驱动机构的操作来使所述砧辊在水平面内相对于所述图案辊倾斜的状态下，所述塑料膜经过所述图案辊与所述砧辊之间的间隙，并且通过所述高硬度微粒子对所述塑料膜形成多个微细孔。

虽然能够利用上述装置来在宽度方向上均匀地形成具有各种尺寸及分布的微细孔，但已知在实际制造工艺中存在如下的问题：由于通过反复进行砧辊的倾斜角的微小变更及微细孔在宽度方向上的分布测量来求出砧辊相对于图案辊的最佳倾斜角，因此直至砧辊的倾斜角的最佳化为止，不可避免地制造微细孔的宽度方向均匀性不够充分的较长的微多孔塑料膜。因此，期望能够使微细孔的宽度方向分布快速均匀化的装置。

如图14所示，在钢铁片材s的轧制过程中，一对工作辊210、220倾斜，并且对两个工作辊210、220设置支撑辊211、221，但并非在各工作辊210、220与各支撑辊211、221之间设置倾斜角。因此，在如图14所示的结构中，对钢铁片材s施加斜向力。钢铁片材s由于具有足够的强度，因此耐受斜向力，但在低强度的塑料膜的情况下有可能发生皱纹聚集或破断的问题。因此，仍然无法快速进行工作辊210、220的倾斜。如此，仅通过在倾斜的图案辊和砧辊的外侧设置支撑辊，无法快速进行一个工作辊的倾斜角的最佳化，因此无法高效地制造微多孔塑料膜。

另外，将速溶咖啡、奶粉或茶叶等干燥食品装入到密封性优异的镀铝塑料膜等的袋中，以防受到氧或湿气。镀铝塑料膜例如由高强度的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜、印刷层、镀铝层和热封层构造。通常在镀铝塑料膜袋上形成有用于开始撕开的槽口。

然而，由于在pet膜上设置的镀铝层、热封层及印刷层，即使具有槽口也往往不容易撕开镀铝塑料膜。特别是，由于镀铝塑料膜袋中的热封部的厚度为两倍，因此从槽口开始的撕开往往在热封部停止。

鉴于如上所述的情况，作为即使在没有槽口的情况下也能够从任一处容易撕开的膜，本发明人先前根据日本公开平7-165256号提出了易裂性塑料层叠膜，该易裂性塑料层叠膜在由聚酯、尼龙或取向性聚丙烯形成的多孔膜的单面上层叠有热熔接性高分子膜，在该多孔膜的整个面上以1000个/cm²以上的密度形成有平均开口直径为0.5～100μm的贯通孔或未贯通孔。然而，该易裂性塑料膜由于具有贯通孔，因此具有无法用于如必须完全阻断氧或湿气透过的用途的问题。

作为只形成有微细的未贯通孔的塑料膜，日本专利公开平10-193454号公开了管状膜，该管状膜由配合无机填料而成的聚烯烃类树脂组合物形成且厚度为5～150μm，对该管状膜的内表面及外表面中的任一面或两个面实施电晕放电处理，并且对该管状膜的至少一部分实施压花加工。压花深度(以jisb0601为基准测量压花深度)为膜厚的1/2～1/10，压花的纹理大小通常为0.5～300mm。然而，由于该压花过大，因此不仅管状膜无法成为易裂性膜，还损伤管状膜的外观。如果为了易裂性而欲形成微细的压花，则必须使用具有多个微细突起的价格非常高的压花辊，因此所形成的压花膜的价格只能较为昂贵。

另外，在塑料膜上只形成微细的未贯通孔的情况下也具有未贯通孔的不均匀化的问题。为了解决该问题，需要使图案辊及砧辊施加于塑料膜的按压力在宽度方向上均匀化，但在日本专利第6125707号所示的结构中，无法快速进行按压力的宽度方向均匀化。

美国专利第5,839,313号公开了轧机，如图15所示，该轧机具备一对工作辊301、302、用于按压各工作辊301、302的支撑辊303、304和设置于上方的工作辊301与上方的支撑辊303之间的中间辊305，虽然一对工作辊301、302及一对支撑辊303、304完全平行，但只有中间辊305相对于迹线(pathline)倾斜。虽然美国专利第5,839,313号的轧机防止金属薄板的横向偏移(stripwalking)，但由于是通过左右框架来支撑所有辊的结构，因此不容易实现装置的小型化。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够通过使多个微细孔的宽度方向分布快速均匀化而高效地制造微多孔塑料膜的小型装置。

在鉴于上述目的进行深入研究的结果，本发明人发现了如下的情况：如图1所示，如果在用于对塑料膜形成微细孔的图案辊10及砧辊20中组合下方支撑辊30，并且平行地维持图案辊10及砧辊20的状态下使下方支撑辊30在水平面内相对于砧辊20倾斜微小的角度θ，则不会在塑料膜中发生皱纹或破断等的问题，能够快速消除因形成微细孔时的应力而稍微弯曲的图案辊10及砧辊20的弯曲，即便是宽度更宽的塑料膜，也能够使多个(复数个)微细孔的宽度方向分布快速均匀化，并且得到本发明。

即，本发明的微多孔塑料膜的制造装置包括：

左右一对的垂直支柱；

左右一对的固定框架，以位于所述垂直支柱的内侧的方式固定在各垂直支柱上；

第一垂直导轨，设置于所述固定框架的一侧面上；

左右一对的可动框架，位于所述固定框架的下方且转动自如；

图案辊，在辊面上随机地具有多个(复数个)高硬度微粒子，并且转动自如地支撑在所述固定框架的规定位置上；

砧辊，在所述图案辊的下方沿所述第一垂直导轨升降自如；

第二垂直导轨，设置于所述可动框架的一侧面上；

下方支撑辊，以从下方按压所述砧辊的方式沿所述第二垂直导轨升降自如；

运送机构，用于使所述塑料膜经过所述图案辊与所述砧辊之间的间隙；

第一驱动机构，用于使一对所述可动框架转动；和

第二驱动机构，为了使所述下方支撑辊升降而安装在各个所述可动框架上，

所述图案辊和所述砧辊平行，

为了所述可动框架及所述下方支撑辊在转动时不与所述垂直支柱接触，所述第一垂直导轨及所述第二垂直导轨向一侧远离所述垂直支柱，

在利用所述下方支撑辊的按压来使所述砧辊上升且利用所述第一驱动机构的操作来使所述下方支撑辊在水平面内相对于所述砧辊倾斜的状态下，使所述塑料膜经过所述图案辊与所述砧辊之间的间隙，并且通过所述高硬度微粒子对所述塑料膜形成多个(复数个)微细孔。

优选通过所述第一驱动机构使一对的所述可动框架沿左右一对的水平的圆弧状导轨转动。

优选固定有所述可动框架的可动板被固定在连结到第一驱动机构的水平板的两端，所述可动板的各个底面的导向槽与各个所述圆弧状导轨卡合。

优选本发明的微多孔塑料膜的制造装置进一步包括：

第三驱动机构，用于使所述图案辊及所述砧辊同时旋转；和

第四驱动机构，用于使所述下方支撑辊旋转。

优选本发明的微多孔塑料膜的制造装置进一步在比所述图案辊与所述砧辊之间的间隙更靠下游处，具备用于观察制造出的微多孔塑料膜上的微细孔的性状(开口直径、深度或面密度等)的传感器，

并且具备如下的机构：该机构接受所述传感器的输出信号并为了获得期望的微细孔的性状而生成用于调节所述下方支撑辊相对于所述砧辊的水平方向倾斜角的信号。

优选在所述下方支撑辊相对于所述砧辊的水平方向倾斜角为0°的状态下，开始所述塑料膜的穿孔之后，根据所述传感器的输出信号来操作所述第一驱动机构。

优选所述图案辊的高硬度微粒子具有尖锐角部，并且具有5以上的莫氏硬度，所述高硬度微粒子在所述图案辊的辊面中的面积率为10～70％。

优选本发明的微多孔塑料膜的制造装置进一步包括向下方按压所述图案辊的上方支撑辊。

附图说明

图1是表示相对于图案辊及砧辊倾斜的下方支撑辊的俯视图。

图2(a)是表示本发明的微多孔塑料膜的制造装置(辊开放的状态)的主视图。

图2(b)是表示本发明的微多孔塑料膜的制造装置(辊闭合的状态)的主视图。

图3是表示本发明的微多孔塑料膜的制造装置的框架结构的主视图。

图4是表示本发明的微多孔塑料膜的制造装置的框架结构的后视图。

图5(a)是表示本发明的微多孔塑料膜的制造装置的框架结构的局部省略俯视图。

图5(b)是表示本发明的微多孔塑料膜的制造装置的框架结构的局部省略分解俯视图。

图5(c)是表示砧辊在本发明的微多孔塑料膜的制造装置中的配置的俯视图。

图6是本发明的微多孔塑料膜的制造装置的右视图。

图7是固定于基座的圆弧状导轨的俯视图。

图8是表示圆弧状导轨与左右一对的可动框架之间的关系的局部省略俯视图。

图9是表示沿圆弧状导轨移动自如的可动框架的结构的分解侧视图。

图10是表示利用图案辊和砧辊对塑料膜形成微细孔的状况的剖视图。

图11(a)是表示第三驱动机构中的齿轮关系的放大主视图。

图11(b)是表示第三驱动机构中的齿轮关系的放大侧视图。

图12(a)是表示下方支撑辊与砧辊平行时的左右一对的可动框架和一对圆弧状导轨之间关系的俯视图。

图12(b)是表示下方支撑辊在水平面内沿逆时针方向相对于砧辊倾斜时的左右一对的可动框架和一对圆弧状导轨之间关系的俯视图。

图12(c)是表示下方支撑辊在水平面内沿顺时针方向相对于砧辊倾斜时的左右一对的可动框架和一对圆弧状导轨之间关系的俯视图。

图13是夸大表示在对塑料膜形成微细孔时平行配置的图案辊和砧辊弯曲的状况的示意图。

图14是表示为了轧制钢铁片材而对彼此倾斜的图案辊及砧辊分别设置支撑辊的状况的立体图。

图15是表示美国专利第5,839,313号所记载的轧机的示意图。

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式进行详细说明，但在没有特别讲明的情况下一实施方式所涉及的说明也可以应用到其他实施方式中。另外，下述说明并不是限定性的，在本发明的技术思想的范围内也可以进行各种变更。

[1]微多孔塑料膜的制造装置结构

如图2(a)、图2(b)及图3～图6所示，本发明的一优选实施方式的微多孔塑料膜的制造装置包括：

固定于基座60的左右一对的垂直支柱111、111；

左右一对的固定框架40、40，以位于垂直支柱111、111的内侧的方式固定在各垂直支柱111、111的上方部；

第一垂直导轨45、45，设置于固定框架40、40的一侧面上；

左右一对的可动框架50、50，位于固定框架40、40的下方且转动自如；

图案辊10，为了对塑料膜f形成微细孔，在该图案辊10的辊面上随机地具有多个(复数个)高硬度微粒子，并且该图案辊10转动自如地支撑在固定框架40、40的规定位置上；

砧辊20，在图案辊10的下方沿第一垂直导轨45、45升降自如；

第二垂直导轨54、54，设置于可动框架50、50的一侧面上；

下方支撑辊30，以从下方按压砧辊20的方式沿第二垂直导轨54、54升降自如；

运送机构(导向辊)140a、140b，用于使塑料膜f经过图案辊10与砧辊20之间的间隙；

第一驱动机构70，为了使一对可动框架50、50转动而固定在基座60的上表面上；

第二驱动机构80、80，为了使下方支撑辊30升降而安装在各可动框架50、50上；

第三驱动机构90，用于使图案辊10及砧辊20同时旋转；和

第四驱动机构100，用于使下方支撑辊30旋转，

图案辊10和砧辊20平行，

为了可动框架50、50、下方支撑辊30及第四驱动机构100在转动时不与垂直支柱111、111接触，第一垂直导轨45，45及第二垂直导轨54、54向一侧远离垂直支柱111、111，

在利用下方支撑辊30的按压来使砧辊20上升，并且利用第一驱动机构70的操作来使下方支撑辊30在水平面内相对于砧辊20倾斜的状态下，使塑料膜f经过图案辊10与砧辊20之间的间隙，并且通过图案辊10的高硬度微粒子对塑料膜f形成多个(复数个)微细孔。

本发明的微多孔塑料膜的制造装置进一步包括：卷绕有塑料膜f的第一卷轴151；用于卷绕制造出的微多孔塑料膜fa的第二卷轴152；和用于引导塑料膜f及微多孔塑料膜fa的多个导向辊及夹持辊。

(垂直支柱)

如图5(a)～图5(c)所示，一对垂直支柱111、111固定在基座60上，在各垂直支柱111的一侧面[图示的例中为前面(塑料膜f的上游侧的面)]设置有至少一个板状突起112。在垂直支柱111、111的内侧面(相对面)和板状突起112、112上固定有板状托架113、113。在以下的说明中，关于经过图案辊10与砧辊20之间的间隙的塑料膜f，为简便起见，将[一侧]设为上游侧，将上游侧的面设为[前面]，将下游侧的面设为[后面]，但这并不是限定性的。因此，可以说板状托架113比各垂直支柱111的上游侧的面更向前方突出。

(2)固定框架

如图3～图5所示，在固定于垂直支柱111、111各自内侧面111a的板状托架113上，通过螺栓等固定有各固定框架40的固定板41。由于板状托架113、113比垂直支柱111、111的上游侧的面更向前方突出，因此固定于板状托架113、113的固定框架40、40的上游侧的面(前面)与垂直支柱111、111的上游侧的面(前面)相比以足够的距离位于前方。

在一对固定框架40、40的上端部固定有水平梁120，固定框架40、40得到加强，它们的间隔保持恒定。如图3所示，在各固定框架40的规定位置上支撑有图案辊10的各轴承11，图案辊10不会相对于固定框架40、40升降，而是在规定的位置进行旋转。

在各固定框架40的前面固定有在垂直方向上与图案辊10的上下整合的上方垂直导轨44及下方垂直导轨(第一垂直导轨)45。由于各固定框架40的前面位于比各垂直支柱111的前面更靠前方，因此两个垂直导轨44、45也位于比两个垂直支柱111、111的前面更靠前方。

(3)可动框架

如图3所示，固定于各可动板55的上表面上的各可动框架50位于各固定框架40的下方。在各可动框架50的前面固定有在垂直方向上与第一垂直导轨45整合的第二垂直导轨54。

如图2～图4及图9所示，在各可动板55的底面由螺栓固定有导向块57，该导向块57具有供圆弧状导轨62滑动自如地卡合的导向槽57a。虽然在图示的例中，在可动板55上设置有一对导向块57、57，但并不限定导向块57的数量。在各可动框架50上固定有各可动板55，两个可动板55、55固定在连结到第一驱动机构70的水平板56的两端。

如图2(a)、图5(a)及图8所示，在基座60的上表面上固定有左右一对的平板61、61，在各平板61上固定有圆弧状导轨62。当一对可动板55的导向块57、57沿圆弧状导轨62运动时，可动板55、55以第一驱动机构70为中心o左右转动。

(4)图案辊

如图10所示，图案辊10优选为在金属制辊主体10a的表面上经由镀镍等的镀层10c随机地固定有多个(复数个)高硬度微粒子10b的辊。这种图案辊10的具体例例如记载在日本专利公开平5-131557号、日本专利公开平9-57860及日本专利公开第2002-59487号中。

高硬度微粒子10b优选具有尖锐角部(角部)，并且具有5以上的莫氏硬度。高硬度微粒子10b优选为金刚石微粒子，特别优选金刚石粉碎微粒子。

根据所形成的微细孔的性状(开口直径、深度或表面密度等)，高硬度微粒子10b优选具有10～500μm范围内的粒径分布。如果高硬度微粒子10b的粒径小于10μm，则无法对塑料膜f形成充分的微细孔。另一方面，如果高硬度微粒子10b的粒径大于500μm，则形成于塑料膜f的微细孔过大。高硬度微粒子10b的粒径下限更优选为20μm，最优选为30μm。另外，高硬度微粒子10b的粒径上限更优选为400μm，最优选为300μm。

由于根据(i)所使用的塑料膜f的材质及厚度以及(ii)所形成的微细孔的开口直径、深度或表面密度等，固定于图案辊10的辊面上的高硬度微粒子10b的粒径分布不同，因此优选在上述范围内适当选择高硬度微粒子10b的粒径分布。

高硬度微粒子10b优选具有3以下的高宽比。由于高宽比为3以下，因此高硬度微粒子10b具有接近球体的多边体形状。高硬度微粒子10b的高宽比更优选为2以下，最优选为1.5以下。

高硬度微粒子10b的约1/2～2/3埋设于镀层10c中，从镀层10c的表面突出的高硬度微粒子10b的高度分布优选在10～400μm的范围内。如果高硬度微粒子10b的突出高度小于10μm，则无法形成充分的微细孔。另一方面，如果高硬度微粒子10b的突出高度大于400μm，则形成于塑料膜f的微细孔过大。高硬度微粒子10b的突出高度分布的下限更优选为20μm，最优选为30μm。另外，高硬度微粒子10b的突出高度分布的上限更优选为300μm，最优选为200μm。

高硬度微粒子10b在图案辊10的辊面中的面积率(高硬度微粒子10b在图案辊10的表面中所占的比率)优选为10～70％。如果高硬度微粒子10b的面积率小于10％，则无法以充分的密度对塑料膜f形成微细孔。另一方面，事实上难以在图案辊10的辊面上以大于70％的面积率固定高硬度微粒子10b。高硬度微粒子10b的面积率的下限更优选为20％，上限更优选为60％。

为了防止在塑料膜f的穿孔过程中图案辊10弯曲，图案辊10的辊主体10a优选由硬质金属形成。作为硬质金属，可列举如skd11的模具钢。

可对塑料膜f形成微细的贯通孔和/或未贯通孔。在对塑料膜f只形成未贯通孔的情况下，从镀层10c的表面(辊面)突出的高硬度微粒子10b需要具有能够将相当于塑料膜f的厚度的30～80％的平均深度dav及相当于塑料膜f的厚度的90％以下的最大深度dmax的微细的未贯通孔形成于塑料膜f的平均高度及最大高度。从辊面突出的高硬度微粒子10b的平均高度优选为塑料膜f的厚度的30～80％，更优选为35～70％，最优选为40～60％。另外，从辊面突出的高硬度微粒子10b的最大高度优选为塑料膜f的厚度的90％以下，更优选为85％以下，最优选为80％以下。图案辊10的辊面中的高硬度微粒子10b的平均粒径优选为20～100μm，更优选为25～80μm，最优选为30～60μm。

(5)砧辊

为了图案辊10的高硬度微粒子10b能够充分进入到塑料膜f，并且对穿孔工艺中的负荷发挥充分的耐变形性，与图案辊10组合的砧辊20优选由高强度的硬质金属形成，特别优选由高强度的耐蚀性不锈钢(sus440c或sus304等)形成。另外，也可以将砧辊20设为如模具钢的硬质金属的内层和由如sus304的高强度的耐蚀性不锈钢形成的外层这双层结构。从实用方面来看，外层的厚度可为20～60mm左右。

如图5(c)及图6所示，在砧辊20的各轴承21的背面固定有导向部件22，该导向部件22卡合到各固定框架40的第一(下方)垂直导轨45。通过如后述那样下方支撑辊30的上下运动，砧辊20能够沿第一垂直导轨45、45上下运动。

(6)下方支撑辊

如图2(a)、图3及图5(c)所示，由于固定在下方支撑辊30的一对轴承31、31的背面的导向部件32、32与固定在可动框架50、50的前面的第二垂直导轨54、54卡合，因此下方支撑辊30沿可动框架50、50的第二垂直导轨54、54升降自如。由于下方支撑辊30位于砧辊20的正下方，因此如果下方支撑辊30上升，则砧辊20从下方按压图案辊10。

(7)第一驱动机构

连结到水平板56的第一驱动机构70具备电动机71、连结到电动机71的轴72上的减速器73、用于支撑减速器73的框架74和固定于轴72的连接板75。框架74固定在基座60上的平板77上。另外，连接板75通过螺栓76被固定在水平板56上。如图7所示，在基座60的中央部的平板77上固定有用于支撑第一驱动机构70的框架74。

(第二驱动机构)

在各可动框架50的托架51上固定有各第二驱动机构80。各第二驱动机构80具有：支撑在固定于可动框架50的托架51上的齿轮装置81；通过减速器82连结到齿轮装置81的电动机83；安装在齿轮装置81上的螺旋千斤顶84；以及从螺旋千斤顶84突出的外螺纹部件85。下方支撑辊30的各轴承31通过缓冲装置86被支撑在螺旋千斤顶84的外螺纹部件85上。缓冲装置86具备螺旋弹簧等弹性部件及测力传感器，防止下方支撑辊30的轴承31受到过大的冲击。如图6所示，由于导向部件32、32与可动框架50、50的第二垂直导轨54、54滑动自如地卡合，因此通过第二驱动机构80的操作，下方支撑辊30的轴承31、31沿可动框架50、50的第二垂直导轨54、54升降。

(9)第三驱动机构

如图2(a)及图2(b)所示，用于使图案辊10及砧辊20同时旋转的第三驱动机构90具备电动机91、连结到电动机91的减速器92和连结到减速器92的第一旋转轴93a上的联轴装置94。在第一旋转轴93a上连结有图案辊10的一侧轴承11。

如图11(a)所示，固定于第一旋转轴93a的第一齿轮95a通过链96与固定于第二旋转轴93b的第二齿轮95b卡合，固定于第二旋转轴93b的第三齿轮95c与固定于第三旋转轴93c的第四齿轮95d卡合，其中，该第三旋转轴93c连结到砧辊20的一侧轴承21。因此，第一齿轮95a和第四齿轮95d沿相反方向旋转。如图11(b)所示，链96还与第五齿轮95e卡合，并且第五齿轮95e通过弹簧(未图示)被偏压为总是拉拽链96，因此即使第一旋转轴93a与第二旋转轴93b之间的距离因图案辊10与砧辊20之间的间隔变化而发生变化，链96也不会松弛，能够将电动机91的动力传递给图案辊10及砧辊20这两个辊。

另外，由于第一齿轮95a的齿数和第四齿轮95d的齿数相同，并且第二齿轮95b的齿数和第三齿轮95c的齿数也相同，因此连结到第一齿轮95a的图案辊10和连结到第四齿轮95d的砧辊20沿相反方向以相同的转数旋转。

(10)第四驱动机构

如图2(a)及图2(b)所示，用于使下方支撑辊30旋转的第四驱动机构100具备电动机101及减速器102，该第四驱动机构100的旋转轴连结到下方支撑辊30的一侧轴承31。由于如此与图案辊10及砧辊20独立地驱动下方支撑辊30，因此容易进行升降自如地支撑下方支撑辊30的可动框架50、50的水平转动。

(11)传感器

优选在比图案辊10与砧辊20之间的间隙g更靠下游的位置上设置传感器145，该传感器145用于观察从间隙g出来的微多孔塑料膜fa上的微细孔的性状(开口直径、深度或表面密度等)。本发明的装置还具备接收传感器145的输出信号的控制装置(未图示)。控制装置根据传感器145的输出信号且为了获得期望的微细孔的性状而生成用于调节图案辊10与砧辊20之间的间隙g的信号以及调节下方支撑辊30相对于砧辊20的水平方向倾斜角θ的信号。

(12)上方支撑辊

为了降低穿孔工序中的图案辊10的变形量，本发明的装置也可以如图2(a)及图2(b)所示那样在图案辊10上设置上方支撑辊160。由于支撑辊160与图案辊10接触，因此支撑辊160优选为如橡胶辊等那样辊面比较柔软的辊。如图6所示，在支撑辊160的各轴承161的背面固定有导向部件162，由于各导向部件162与各固定框架40的上方垂直导轨44卡合，因此支撑辊160能够沿上方垂直导轨44、44升降自如。

通过固定于一对固定框架40、40的托架46、46上的一对第五驱动机构170、170来驱动支撑辊160的两个轴承161、161。各第五驱动机构170具有电动机171、连结到电动机171的减速器172、连结到减速器172且安装在固定框架40的托架46上的螺旋千斤顶173、从螺旋千斤顶173突出的外螺纹部件174和设置于外螺纹部件174的下端的缓冲装置175。缓冲装置175具备螺旋弹簧等弹性部件及测力传感器，防止支撑辊160的轴承161受到过大的冲击。

如图2(a)及图2(b)所示，当通过电动机171、171的驱动来使螺旋千斤顶173、173的外螺纹部件174、174下降时，经由缓冲装置175、175向下方按压支撑辊160的轴承161、161。其结果，支撑辊160向下方按压图案辊10，降低穿孔工序中的图案辊10的变形量。如果降低图案辊10的变形量，则由于能够减小砧辊20与下方支撑辊30之间的相对倾斜角，因此具有能缩短倾斜角θ的调整时间的优点。

[2]微多孔塑料膜的制造

(1)(塑料膜)

由本发明的装置形成微细孔的塑料膜f需要具有能够由图案辊10的高硬度微粒子10b形成微细孔的柔软性、形成微细孔时不会产生破断等不良情况的高强度及硬度。这种塑料优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)等的聚酯类、拉伸聚丙烯(opp)等的聚烯烃类、尼龙(ny)等的聚酰胺类、聚氯乙烯类、聚偏二氯乙烯类或聚苯乙烯类等的热塑性可挠性聚合物。

形成贯通孔或未贯通孔的微细孔的塑料膜f的厚度优选在8～100μm的范围内。如果塑料膜f的厚度小于8μm，则形成微细孔时强度不够充分。另一方面，如果塑料膜f的厚度大于100μm，则作为包装用膜过硬。塑料膜f的厚度更优选为10～80μm，最优选为12～60μm。

塑料膜f不限于单层膜，也可以是层叠膜。特别是，在进行热封的情况下，优选使用在内层上设置有密封层的层叠膜，该密封层由如lldpe(线性低密度聚乙烯)或evac(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)的低熔点树脂形成。密封层的厚度为20～60μm即可。在只形成未贯通孔时，也可以在对塑料膜形成未贯通孔之后层叠密封层。

(2)塑料膜的穿孔

当下方支撑辊30处于在下降位置上与砧辊20平行的状态(下方支撑辊30相对于砧辊20的水平方向倾斜角θ为0°)时，操作用于使图案辊10及砧辊20旋转的第三驱动机构90的同时，使由第一卷轴151卷绕的塑料膜f经过图案辊10与砧辊20之间的较大的间隙g，并且使之经由导向辊140及多个导向辊和夹持辊卷取到第二卷轴152上。

当第二驱动机构80、80操作时，下方支撑辊30上升并推压砧辊20。塑料膜f在间隙g依次与图案辊10及砧辊20接触并被按压。

如果第一驱动机构70以中心轴o为中心运转(旋转)，则连结到水平板56的一对可动板55、55沿圆弧状导轨62、62左右旋转，下方支撑辊30在水平面内从与砧辊20平行的状态[图12(a)]向逆时针方向[图12(b)]或顺时针方向[图12(c)]倾斜，其中，该下方支撑辊30的两个轴承31、31升降自如地支撑在受到可动板55、55支撑的可动框架50、50上。如果下方支撑辊30相对于砧辊20的水平面内的顺时针方向或逆时针方向的倾斜角θ增加，则下方支撑辊30对砧辊20的中央部的按压力越来越变大。因此，能够纠正砧辊20的弯曲，并且施加到经过图案辊10与砧辊20之间的间隙g的塑料膜f的应力在横向上得到均匀化。

如果可动框架50、50进行水平转动。则下方支撑辊30及连结到该下方支撑辊30的第四驱动机构100也进行水平转动，但由于如图5(a)～图5(c)那样第一垂直导轨45、45及第二垂直导轨54、54向上游侧(前方)远离垂直支柱111、111的前面，因此可动框架50、50、下方支撑辊30及第四驱动机构100的水平转动不会受到垂直支柱111、111的阻碍。即，垂直支柱111、111根本不会与进行水平转动的可动框架50、50、下方支撑辊30及第四驱动机构100接触。因此，能够将本发明的装置设为只靠左右一对的垂直支柱111、111支撑固定框架40、40的小型化结构。这是因为，利用如美国专利第5,839,313号那样为了对塑料膜f形成多个(复数个)微细孔而施加到图案辊10及砧辊20的力明显小于轧制金属薄板时所需的力的特性，并且设为分别由固定框架40、40的前面的第一垂直导轨45、45及可动框架50、50的前面的第二垂直导轨54、54来支撑砧辊20及下方支撑辊30的所谓的“悬臂式”支撑结构。

如图6及图10所示，利用传感器145来观察从间隙g出来的微多孔塑料膜fa上的微细孔f1的性状(开口直径、深度或表面密度等)，并且将传感器145的输出信号输入到控制装置(未图示)，为了获得期望的微细孔的性状，在控制装置中生成用于调节(最佳化)图案辊10与砧辊20之间的间隙的第一信号以及用于调节(最佳化)下方支撑辊30相对于砧辊20的水平方向倾斜角θ的第二信号。在该状态下，通过对塑料膜f进行穿孔而形成期望的微多孔塑料膜fa，最终将该微多孔塑料膜fa卷取到第二卷轴152上。

[3]微多孔塑料膜

(1)具有贯通孔的微多孔塑料膜

对于由本发明的装置制造的具有贯通孔的微多孔塑料膜而言，可通过调整图案辊10与砧辊20之间的按压力及倾斜角θ，使该微多孔塑料膜具有100～7000g/m²·24hr·40℃90％rh(相对湿度)的透湿度。基于jisz0208的“防湿包装材料的透过湿度试验方法”来测量透湿度。如果透湿度小于100g/m²·24hr·40℃90％rh，则微多孔塑料膜不具有面包或蔬菜等食品所需要的透湿性。另一方面，如果透湿度大于7000g/m²·24hr·40℃90％rh，则透湿性过高。微多孔塑料膜的透湿度优选为200～6000g/m²·24hr·40℃90％rh，更优选为300～6000g/m²·24hr·40℃90％rh。可根据应包装内含物而在上述范围内适当设定微多孔塑料膜的透湿度。

(2)只具有未贯通孔的微多孔塑料膜

在由本发明的装置制造的只具有未贯通孔的微多孔塑料膜中，未贯通孔优选具有相当于塑料膜f的厚度的30～80％的平均深度dav及相当于塑料膜f的厚度的90％以下的最大深度dmax。另外，微细的未贯通孔的平均孔径pav优选为20～100μm，分布密度ds优选为500～40,000个/cm²。

如后所述，由于通过随机地附着在图案辊表面上且具有各种大小及高度的多个(复数个)高硬度微粒子来形成微细的未贯通孔，因此该未贯通孔具有各种大小及深度。然而，为了完全阻断氧或湿气等的透过，并且能够从任意部位容易撕开，微细的未贯通孔的平均深度dav必须为塑料膜f的厚度的30～80％，最大深度dmax必须为塑料膜f的厚度的90％以下。

在微细的未贯通孔的平均深度dav小于塑料膜f的厚度的30％时，微多孔塑料膜不具有充分的易裂性。另一方面，在微细的未贯通孔的平均深度dav大于80％时，无法将所形成的所有微细孔设为微细的未贯通孔。微细的未贯通孔的平均深度dav优选为塑料膜f的厚度的35～70％，更优选为40～60％。

在微细的未贯通孔的最大深度dmax大于90％时，无法将所形成的所有微细孔设为微细的未贯通孔。微细的未贯通孔的最大深度dmax优选为塑料膜f的厚度的85％，更优选为80％以下。

如果微细的未贯通孔的平均孔径pav小于20μm，则微多孔塑料膜不具有充分的易裂性。另一方面，如果微细的未贯通孔的平均孔径pav大于100μm，则不仅微多孔塑料膜的强度不够充分，而且表面美观下降。微细的未贯通孔的平均孔径pav优选为25～80μm，更优选为30～60μm。

具有上述平均深度dav、最大深度dmax及平均孔径pav的微细的未贯通孔的深度分布及孔径分布优选尽可能为狭窄的深度分布及孔径分布。为此，优选尽可能使图案辊10的高硬度微粒子10b的粒径分布狭窄。

如果微细的未贯通孔的分度密度ds小于500个/cm²，则微多孔塑料膜不具有充分的易裂性。另一方面，如果分布密度ds大于40,000个/cm²，则微多孔塑料膜的强度不够充分。微细的未贯通孔的分布密度ds优选为1000～20,000个/cm²，更优选为2000～10,000个/cm²。

在将只具有未贯通孔的微多孔塑料膜作为包装干燥食品等的易裂性塑料膜使用的情况下，优选在微多孔塑料膜的背面(未形成未贯通孔的一侧)形成印刷层、阻气层及热封层。阻气层可以是铝箔、镀铝层或透明无机氧化物蒸镀层。作为透明无机氧化物蒸镀层，可列举氧化硅或铝的蒸镀层。在不要求高度的阻气性的情况下，也可以省略阻气层。在密封由微多孔塑料膜形成的袋时需要热封层，可通过低密度聚乙烯(ldpe)、未拉伸聚丙烯(cpp)或乙烯醋酸乙烯共聚物(eva)等来形成热封层。热封层的厚度可以是20～60μm左右。

本发明的装置具备旋转自如地支撑在固定框架上的图案辊及砧辊和沿可动框架升降自如的下方支撑辊，通过下方支撑辊从下方按压砧辊，从而对经过图案辊与砧辊之间的间隙的塑料膜形成多个(复数个)微细孔，本发明的装置能够通过可动框架的转动来快速变更下方支撑辊相对于砧辊的水平方向倾斜角。因此，能够根据微细孔的性状(开口直径、深度或表面密度等)而快速设定下方支撑辊的最佳的水平方向倾斜角。由于在下方支撑辊沿水平方向转动的期间平行地维持图案辊及砧辊，因此不会对塑料膜施加斜向力，即使快速进行下方支撑辊的水平方向转动，也不会在塑料膜上产生歪斜或破断。

本发明的装置不仅能够使用于对塑料膜形成贯通孔的情况，而且也能够使用于只形成未贯通孔的情况。形成有贯通孔的微多孔塑料膜适合于要求适当的通气性及透湿性的面包类、点心类、蔬菜类、纳豆或泡菜等发酵食品等的包装用膜。另外，只形成有未贯通孔的微多孔塑料膜作为完全阻断氧或湿气等的透过且能够从任意部位容易撕开的易裂性塑料膜，适合于速溶咖啡、奶粉或茶叶等干燥食品的包装用膜。

附图标记说明

10图案辊

10a辊主体

10b高硬度微粒子

10c镀层

11轴承

20砧辊

20a辊主体

21轴承

22导向部件

30下方支撑辊

31轴承

32导向部件

40固定框架

41固定板

46托架

44上方垂直导轨

45下方垂直导轨(第一垂直导轨)

50可动框架

51托架

54第二垂直导轨

55可动板

56水平板

57导向块

57a导向槽

60基座

61平板

62圆弧状导轨

70第一驱动机构

71电动机

72电动机的轴

73减速器

74框架

75连接板

76螺栓

77平板

80第二驱动机构

81齿轮装置

82减速器

83电动机

84螺旋千斤顶

85外螺纹部件

86缓冲装置

90第三驱动机构

91电动机

92减速器

93a第一旋转轴

93b第二旋转轴

93c第三旋转轴(减速器的轴)

94联轴装置

95a第一齿轮

95b第二齿轮

95c第三齿轮

95d第四齿轮

95e第五齿轮

96链

100第四驱动机构

101电动机

102减速器

111垂直支柱

111a垂直支柱的内侧面

113固定在垂直支柱的内侧面上的板状托架

120水平梁

140导向辊

145传感器

151卷绕塑料膜的卷轴

152卷绕微多孔塑料膜的卷轴

160上方支撑辊

161轴承

162导向部件

170第五驱动机构

171电动机

172减速器

173螺旋千斤顶

174外螺纹部件

175缓冲装置

f塑料膜

fa微多孔塑料膜

f1微细孔

g图案辊与砧辊之间的间隙

θ下方支撑辊相对于砧辊的水平方向倾斜角