CN107538728B - 微多孔塑料膜的制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微多孔塑料膜的制造装置，该制造装置具备：图案辊，其具有多个高硬度微粒；砧辊，其与图案辊对置；搬运单元，其使塑料膜在两辊的间隙中通过；固定框架，其将两辊中的一方支承为旋转自如；左右一对可动框架，其将另一方支承为旋转自如；以及左右一对台车，其分别供左右一对可动框架固定，通过台车的至少一方沿塑料膜的行进方向移动而使一对可动框架的位置产生差异，从而两辊的中心轴线相对倾斜。

Description

微多孔塑料膜的制造装置

技术领域

本发明涉及高精度地制造具有高通气性以及透湿性的微多孔塑料膜的装置。

背景技术

一直以来，面包类、点心类、蔬菜类、纳豆、泡菜等发酵食品等装入纸制或者塑料膜制的袋中进行销售。纸制的袋具有高通气性以及透湿性，但存在无法观察到内容物的问题。另外，塑料膜制的袋能够观察到内容物，但不具有足够的通气性以及透湿性，因此存在显著损害食品的风味以及口感的问题。

为了得到能够清楚地观察到内容物并且具有高通气性以及透湿性的塑料膜，已知在塑料膜形成多个微小孔的装置。例如，日本特开平6-71598号公开了如下的微多孔膜的制造装置，该微多孔膜的制造装置具备：用于供给长条塑料膜的供给单元、在辊面上固着有具有尖锐的角部且莫氏硬度为5以上的多个微粒的第一辊(图案辊)、能够相对于所述第一辊向相反方向旋转且具有平坦的辊面的第二辊(金属辊)、为了调节按压长条塑料膜的按压力而设置于任一方的辊的两端部附近的压力调节单元、以及向所述第一辊供给高电压的单元，所述第一以及第二辊中的任一方或者两者沿排列方向移动自如。第一以及第二辊平行地配置，利用第一辊的多个微粒而在通过上述第一辊与第二辊之间的长条塑料膜形成多个微小孔。

但是，如图26所示，在通过图案辊1以及砧辊(金属辊)2的间隙的厚度为8～100μm左右的塑料膜(未图示)形成多个微小孔时，向图案辊1以及金属辊2施加较大的负载F，因此两辊1、2挠曲，存在中央部的间隙扩大的趋势。因此，还在图案辊1的上部以及/或者金属辊2的下部配置支承辊，从而减少图案辊1以及金属辊2的挠曲。但是，在图案辊1的辊面固着有多个微粒，因此作为支承辊不得不使用表面不坚硬的橡胶辊等，无法充分地防止图案辊1以及金属辊2的挠曲。

发明内容

发明所要解决的课题

因此，本发明的目的在于提供能够防止因图案辊以及金属辊的挠曲产生的不良情况、并且在塑料膜精确且高效地形成多个微小孔的装置。

用于解决课题的方案

本发明人鉴于上述目的而深入研究，结果发现：(a)如图1所示，若使因按压塑料膜(未图示)而挠曲的图案辊1以及砧辊2倾斜微小的角度θ，则两者的线接触压力沿着中心轴线变得均衡，能够针对宽度大的塑料膜在宽度方向上均匀地形成多个微小孔，并且(b)若将图案辊1以及砧辊2中的任一方由固定框架支承为旋转自如，将另一方由左右一对可动框架支承为旋转自如，使可动框架相对于固定框架移动，则能够精密地控制砧辊2的中心轴线相对于图案辊1的中心轴线的相对的倾斜，从而想到本发明。

即，本发明的微多孔塑料膜的制造装置的特征在于，具备：图案辊，其在辊主体的辊面随机地具备具有尖锐的角部的多个高硬度微粒；砧辊，其配置为与所述图案辊对置；搬运单元，其使塑料膜在所述图案辊与所述砧辊之间的间隙中通过；固定框架，其将所述图案辊以及所述砧辊中的任一方支承为旋转自如；左右一对可动框架，其将所述图案辊以及所述砧辊中的任另一方支承为旋转自如；以及左右一对台车，其分别供所述可动框架固定，通过所述台车中的至少一方沿塑料膜的行进方向移动，使得所述塑料膜的行进方向上的所述左右一对可动框架的位置产生差异，从而所述图案辊的中心轴线与所述砧辊的中心轴线相对倾斜。

在本发明的微多孔塑料膜的制造装置中，优选所述台车沿着在所述塑料膜的行进方向上延伸的一对导轨而独立地前后移动自如。

在本发明的微多孔塑料膜的制造装置中，在所述图案辊被所述固定框架支承为旋转自如，所述砧辊被所述左右一对可动框架支承为旋转自如的情况下，优选所述微多孔塑料膜的制造装置具备：一对第一驱动单元，其用于使所述台车独立地移动；第二驱动单元，其用于使所述图案辊旋转；第三驱动单元，其用于使所述砧辊旋转；以及一对第四驱动单元，其为了使所述砧辊沿着所述可动框架升降而分别安装于所述台车。

在本发明的微多孔塑料膜的制造装置中，优选所述第二驱动单元以及第三驱动单元被一个电动机经由具有相同的齿数的齿轮驱动，从而所述图案辊以及所述砧辊以相同的转速旋转。

在本发明的微多孔塑料膜的制造装置中，还优选在比所述图案辊与所述砧辊之间的间隙靠下游的位置还设置有与塑料膜(穿孔塑料膜)接触的形变去除辊、以及改变将所述形变去除辊的两端支承为旋转自如的轴承的高度的一对第五驱动单元，通过使所述第五驱动单元中的至少一方运行而使所述形变去除辊的至少一端部升降，从而使所述形变去除辊相对于所述穿孔塑料膜在上下方向上倾斜，利用所述砧辊的中心轴线与所述图案辊的中心轴线的倾斜来吸收所述穿孔塑料膜中产生的形变。

在本发明的微多孔塑料膜的制造装置中，优选所述高硬度微粒具有5以上的莫氏硬度。

在本发明的微多孔塑料膜的制造装置中，优选所述图案辊的辊面的所述高硬度微粒的面积率为10～70％。

在本发明的微多孔塑料膜的制造装置中，优选所述砧辊是具有平坦的辊面的金属辊、或者在辊面随机地形成有多个凹部的金属辊，该凹部具有与所述高硬度微粒对应的开口直径分布以及深度分布。

在本发明的微多孔塑料膜的制造装置中，优选所述砧辊是在辊面随机地形成有多个凹部的金属辊，该凹部具有与所述高硬度微粒对应的开口直径分布以及深度分布，所述砧辊的辊面的所述凹部的面积率为10～70％。

在本发明的微多孔塑料膜的制造装置中，优选所述微多孔塑料膜的制造装置还具备调节所述图案辊与所述砧辊之间的间隙的间隙调节单元，通过所述间隙调节单元而在0.002～1.47kN/cm(0.2～150kgf/cm)的线压的范围内调节对于所述塑料膜的按压力。

附图说明

图1(a)是示出相对倾斜的图案辊以及砧辊的立体图。

图1(b)是示出相对倾斜的图案辊以及砧辊的俯视图。

图2(a)是示出在本发明的第一实施方式的微多孔塑料膜的制造装置中图案辊与砧辊之间的间隙缩小后的状态的主视图。

图2(b)是示出在本发明的第一实施方式的微多孔塑料膜的制造装置中图案辊与砧辊之间的间隙扩大后的状态的主视图。

图3是图2(a)的A-A剖视图。

图4是示出本发明的第一实施方式的微多孔塑料膜的制造装置的局部省略俯视图。

图5是示出构成本发明的第一实施方式的微多孔塑料膜的制造装置的基座、固定框架、以及第一驱动单元的局部剖视俯视图。

图6是示出构成本发明的第一实施方式的微多孔塑料膜的制造装置的基座、固定框架、第一驱动单元、与第二驱动单元以及第三驱动单元连结的驱动机构、以及形变去除辊的局部剖视主视图。

图7是图6的C-C剖视图。

图8(a)是图2(a)的B-B剖视图。

图8(b)是示出一方的台车移动ΔL后的状态的与图8(a)相当的剖视图。

图9是示出构成本发明的第一实施方式的微多孔塑料膜的制造装置的固定框架以及可动框架的局部剖视主视图。

图10是示出固定于基座的第一驱动单元、由一对台车以及可动框架支承的第四驱动单元、以及砧辊的主视图。

图11是图10的D-D剖视图。

图12(a)是图10的局部剖视侧视图，并且是示出砧辊从可动框架的导轨脱离后的状态的局部剖视侧视图。

图12(b)是图10的局部剖视侧视图，并且是示出砧辊与第四驱动单元的弹性单元接触的状态的局部剖视侧视图。

图13是示出图案辊与具有平坦的辊面的砧辊的组合的主视图。

图14是示出图案辊与在辊面具有凹部的砧辊的组合的主视图。

图15是示出图案辊的概要剖视图。

图16(a)是示出通过图案辊与具有平坦的辊面的砧辊的组合而在塑料膜形成微小孔的情形的概要剖视图。

图16(b)是示出通过图案辊与在辊面具有凹部的砧辊的组合而在塑料膜形成微小孔的情形的概要剖视图。

图17是详细地示出通过图案辊与在辊面具有凹部的砧辊的组合而在塑料膜形成微小孔的情形的局部放大剖视图。

图18是图17的局部放大剖视图。

图19是示出通过凹部形成用图案辊在金属辊形成凹部的情形的概要图。

图20是示出在本发明的第二实施方式的微多孔塑料膜的制造装置中图案辊与砧辊之间的间隙缩小后的状态的主视图。

图21是图20的E-E剖视图。

图22是示出构成本发明的第二实施方式的微多孔塑料膜的制造装置的基座、固定框架、第一驱动单元、以及与第二驱动单元以及第三驱动单元连结的驱动机构的局部剖视主视图。

图23是图22的F-F剖视图。

图24是示出通过图案辊与具有平坦的辊面的砧辊的组合制造出的微多孔塑料膜的局部放大剖视图。

图25是示出通过图案辊与在辊面具有凹部的砧辊的组合制造出的微多孔塑料膜的局部放大剖视图。

图26是示出在塑料膜形成微小孔时图案辊与砧辊挠曲的情形的概要图。

附图标记说明

1…图案辊

1a…图案辊的辊主体

1b…高硬度微粒

1c…镀层

10a…图案辊的轴承

11…固定框架

11a…第一固定框架部

11b…第二固定框架部

11c…第三固定框架部

12…固定于基座的导轨

12a…固定于第一固定框架部的导轨

2…砧辊

2a…砧辊的凹部

2b…砧辊的引导构件

20a…轴承

20b…轴承箱

21…可动框架

21a…固定于可动框架的导轨

22…台车

22a…台车的开口部

25…台车的引导构件

3…支承辊

30a…支承辊的轴承

30b…固定于支承辊的轴承的引导构件

4…基座

5…与第二驱动单元以及第三驱动单元连结的驱动机构

51…电动机

52、54、63…联轴器装置

53…减速器

55…变速器

56…链轮

57…链

59…齿轮装置

61、62…齿轮装置的旋转轴

64…万向联轴器

6…金属辊

7…凹部形成用图案辊

7a…辊主体

7b…高硬度微粒

7c…镀层

8…形变去除辊

8a…形变去除辊的轴承

18…第五驱动单元

9、24…夹持辊

15…第一驱动单元

151…电动机

152…减速器

153…联轴器装置

154…外螺纹构件

155…内螺纹构件

13…第二驱动单元

23…第三驱动单元

24…第四驱动单元

26…螺旋起重器

26a…外螺纹构件

27…连杆机构

28…电动机

29…弹性单元

29a…弹性单元的引导构件

31…第六驱动单元

32…螺旋起重器

32a…螺旋起重器的外螺纹构件

33…驱动螺旋起重器的电动机

34…弹性单元

F…塑料膜

F’…微多孔塑料膜

F₁…微小孔

Fa…凹部

Fb…裂口

G…图案辊与砧辊之间的间隙

G’…高硬度微粒与凹部之间的间隙

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，但在未特别说明的情况下，与一个实施方式相关的说明也能够应用于其他实施方式。另外，下述说明不进行限定，可以在本发明的技术思想的范围内进行各种变更。

[1]第一实施方式

图2～图4示出在本发明的第一实施方式的微多孔塑料膜的制造装置中，图案辊由固定框架支承，砧辊由可动框架支承的情况。该装置具备：图案辊1、砧辊2、将图案辊1支承为旋转自如的固定框架11、将砧辊2支承为旋转自如的左右一对可动框架21、21、供固定框架11固定的基座4、供各可动框架21、21固定的台车22、22、为了使各台车22、22移动而设置于基座4的表面的导轨12、12、为了使各台车22、22移动而固定于基座4的表面的第一驱动单元15、15、用于使图案辊1旋转的第二驱动单元13、用于使砧辊2旋转的第三驱动单元23、以及用于使砧辊2升降的一对第四驱动单元24、24。

(1)基座

如图5所示，基座4包括：固定有用于使台车22、22移动的二对导轨12、12的区域(导轨区域)41、以及具有与第二驱动单元以及第三驱动单元13、23连结的驱动机构5的区域(驱动区域)42。各导轨12沿与图案辊1的中心轴线正交的方向(塑料膜F的行进方向)延伸，该图案辊1被后述的第一固定框架部11a、11a支承为旋转自如。

(2)固定框架

如图6以及图7所示，固定框架11包括第一至第三固定框架部11a、11b、11c。将图案辊1支承为旋转自如的第一固定框架部11a、11a从被固定于基座4的第二固定框架部11b、11b支承的第三固定框架部11c垂下，第二固定框架部以及第三固定框架部11b、11b、11c具有门形状的框架构造。

(3)台车以及可动框架

由图8可知，在各台车22的底面固定有引导构件25、25，各引导构件25沿着固定于基座4的各导轨12滑动自如。因此，各台车22沿着一对导轨12、12在与图案辊1的中心轴线正交的方向上移动自如。各个台车22、22沿着各自的成对的导轨12、12而独立地移动自如，因此可能出现如下情况中的任一方：(1)一方的台车22停止，另一方的台车22向前方移动的情况；(2)一方的台车22停止，另一方的台车22向后方移动的情况；以及(3)一方的台车22向前方移动，另一方的台车22向后方移动的情况。各台车22在中央部具有收容用于使砧辊2升降的第四驱动单元24的开口部22a。

由图3以及图8(a)可知，通过固定于基座4的各第一驱动单元15，各台车22沿着导轨12移动。各第一驱动单元15具备：电动机151、与电动机151的旋转轴连结的减速器152、经由联轴器装置153与减速器152的旋转轴连结的外螺纹构件154、固定于台车22且与外螺纹构件154螺合的内螺纹构件155。当电动机151被驱动时，外螺纹构件154旋转，固定有内螺纹构件155的各台车22与之相应地沿着导轨12移动。台车22、22通过第一驱动单元15、15而独立地移动，因此如图8(b)所示，被固定于台车22、22的可动框架21、21支承的砧辊1的轴承20a、20a的位置相对于图案辊1的轴承10a、10a的位置，向与图案辊1的中心轴线正交的方向(塑料膜F的行进方向)偏移ΔL。其结果是，如图1(b)所示，砧辊1的中心轴线相对于图案辊1的中心轴线倾斜角度θ。

由图9可知，固定于各台车22的各可动框架21在上端部具有垂直的导轨21a。如图10～图12所示，使砧辊2沿着导轨21a升降的第四驱动单元24具有：螺旋起重器26，其以外螺纹构件26a贯通开口部22a的方式安装于台车22；电动机28，其经由连杆机构27与螺旋起重器26连结；以及弹性单元29，其设置于外螺纹构件26a的上端。弹性单元29将收容砧辊2的轴承20a的轴承箱20b向上方按压。弹性单元29具备螺旋弹簧等弹性构件，防止向砧辊2的轴承20a施加过大的冲击。如图12(a)所示，在砧辊2的轴承箱20b设置有引导构件2b，在弹性单元29设置有引导构件29a，因此砧辊2的轴承箱20b以及弹性单元29均能够沿着可动框架21的导轨21a升降自如。

(4)图案辊以及砧辊

图13示出图案辊1与具有平坦的辊面的砧辊2的组合，图14示出图案辊1与在辊面具有多个凹部的砧辊2的组合。

(a)图案辊

图案辊1优选为通过镀镍层等镀层1c而在金属制辊主体1a的辊面上随机地固着有多个高硬度微粒1b而成的辊。根据(i)所使用的塑料膜的材质以及厚度、(ii)所形成的微小孔的深度、开口直径以及面积率、以及(iii)是否在砧辊设置有凹部，固着于图案辊1的辊面的高硬度微粒1b的粒径分布不同。例如在日本特开平5-131557号、日本特开平9-57860号以及日本特开2002-59487号中记载了图案辊1的具体例。

高硬度微粒1b具有尖锐的角部，并且具有5以上的莫氏硬度。具有尖锐的角部的高硬度微粒1b优选为金刚石微粒，特别优选为金刚石的粉碎微粒。高硬度微粒1b的纵横比优选为3以下，更优选为2以下，最优选为1.5以下。当纵横比变小时，高硬度微粒1b成为接近球体的多边体形状。

根据所形成的微小孔的深度以及开口直径，优选使用具有10～500μm的范围内的粒径分布的高硬度微粒1b。高硬度微粒1b具有各种各样的形状以及粒径，因此为了形成均匀的形状以及粒径，优选实施分级处理。

图案辊1的辊面的高硬度微粒1b的面积率(高硬度微粒1b占据图案辊表面的比例)优选为10～70％。若高硬度微粒1b的面积率小于10％，则无法在塑料膜以足够的面积率形成微小孔。另一方面，实际上难以在图案辊1的辊面以超过70％的面积率固着高硬度微粒1b。高硬度微粒1b的面积率的下限更优选为20％，上限更优选为60％。

为了防止图案辊1在塑料膜的穿孔过程中挠曲，优选图案辊1的辊主体1a由硬质金属形成。作为硬质金属，可以列举SKD11这种模具钢。

(b)砧辊

为了使图案辊1的高硬度微粒1b能够充分地进入塑料膜，并且针对穿孔工序中的负载而发挥足够的耐变形性，与图案辊1组合的砧辊2优选由高强度且硬质的金属形成，特别优选由高强度的耐腐蚀性不锈钢(SUS440C、SUS304等)形成。另外，也可以将砧辊2设为模具钢这样的硬质金属的内层与由SUS304这样的高强度的耐腐蚀性不锈钢构成的外层的双层构造。外层的厚度在实际使用方面优选为20～60mm左右。

(c)图案辊与在辊面具有多个凹部的砧辊的组合

如图14所示，在将图案辊1与在辊面具有多个凹部2a的砧辊2组合的情况下，如图16(b)～图18所示，在图案辊1与砧辊2之间通过的塑料膜F被高硬度微粒1b按压而塑性变形，进入砧辊2的凹部2a。这样，当在高硬度微粒1b与凹部2a之间的狭窄的间隙中塑料膜F局部拉伸时，塑料膜F局部断裂。另外，塑料膜F在高硬度微粒1b与砧辊2的凹部2a接触的区域被切断。其结果是，被图案辊1的高硬度微粒1b按压而进入砧辊2的凹部2a的塑料膜F的部分变形为凹部Fa的形状，并在凹部Fa形成切断部(裂口)Fb。裂口Fb主要形成于凹部Fa的底面周边部(侧面部与底面部的边界区域)，当然不限于此，根据高硬度微粒1b的形状以及凹部2a的形状的组合，有时也在其他位置形成有裂口Fb。

对于与在辊面具有凹部2a的砧辊2组合的图案辊1，高硬度微粒1b的粒径分布优选处于20～500μm的范围内。若高硬度微粒1b的粒径小于20μm，则形成于塑料膜F的凹部Fa的开口直径不足，无法形成足够的裂口Fb。另一方面，若高硬度微粒1b的粒径超过500μm，则形成于塑料膜F的凹部Fa的开口直径过大，形成过大的裂口Fb。高硬度微粒1b的粒径的下限优选为50μm，更优选为100μm。另外，高硬度微粒1b的粒径的上限优选为400μm，更优选为300μm。

高硬度微粒1b优选具有2以下的纵横比。由于纵横比为2以下，从而高硬度微粒1b具有近似球体的多边体形状。高硬度微粒1b的纵横比优选为1.6以下，更优选为1.4以下。

高硬度微粒1b的约1/2～2/3埋设于镀层1c，因此从镀层1c的表面突出的高硬度微粒1b的高度分布处于10～250μm的范围内。若高硬度微粒1b的高度小于10μm，则形成于塑料膜F的凹部Fa的深度不足，无法形成足够的裂口Fb。另一方面，若高硬度微粒1b的高度超过250μm，则形成于塑料膜F的凹部Fa过深，形成过大的裂口Fb。高硬度微粒1b的高度分布的下限优选为20μm，更优选为30μm。另外，高硬度微粒1b的高度分布的上限优选为200μm，更优选为150μm。

高硬度微粒1b的平均粒径优选为100～400μm，平均高度优选为50～200μm。高硬度微粒1b的平均粒径的下限更优选为150μm，最优选为200μm。另外，高硬度微粒1b的平均粒径的上限更优选为350μm，最优选为300μm。高硬度微粒1b的平均高度的下限更优选为60μm，最优选为70μm。另外，高硬度微粒1b的平均高度的上限更优选为150μm，最优选为120μm。

如后述那样，通过图案辊1的高硬度微粒1b与砧辊2的凹部2a嵌合，从而在塑料膜F形成凹部Fa，因此高硬度微粒1b与凹部2a的尺寸以及形状需要尽量接近。因此，高硬度微粒1b的粒径分布的宽度优选尽量窄。在此，“粒径分布的宽度”是指最大粒径与最小粒径之差。当然，凹部2a的开口直径分布的宽度(最大开口直径与最小开口直径之差)也优选尽量窄。较窄的粒径分布的高硬度微粒1b与较窄的开口直径分布的凹部2a即便任意组合，充分嵌合的概率仍高，从而不仅在塑料膜F形成足够大小的凹部Fa，还在大部分凹部Fa形成裂口Fb。

基于上述理由，高硬度微粒1b的粒径分布的宽度优选为120μm以下，更优选为100μm以下。粒径分布为20～500μm且其宽度为120μm以下是指，例如，当高硬度微粒1b的粒径的上限为500μm时，下限为380μm，当粒径的上限为400μm时，下限为280μm。因此，在塑料膜F中形成较大的凹部Fa的情况下，在20～500μm的粒径分布范围内使用较大的粒径(120μm以下的宽度)的高硬度微粒1b，在形成较小的凹部Fa的情况下，在20～500μm的粒径分布范围内使用较小的粒径(120μm以下的宽度)的高硬度微粒1b。同样，高硬度微粒1b的高度分布的宽度(最大高度与最小高度之差)优选为50μm以下，更优选为40μm以下。

砧辊2的凹部2a优选具有70～400μm的范围内的开口直径分布以及15～250μm的范围内的深度分布。若凹部2a的开口直径小于70μm或深度小于15μm，则形成于塑料膜F的凹部Fa过小，无法形成足够的裂口。另一方面，若凹部2a的开口直径超过400μm或深度超过250μm，则形成于塑料膜F的凹部Fa过大，形成过大的裂口。凹部2a的开口直径的下限更优选为80μm，最优选为90μm。凹部2a的开口直径的上限更优选为350μm，最优选为300μm。并且，凹部2a的深度的下限更优选为20μm，最优选为30μm。凹部2a的深度的上限更优选为200μm，最优选为150μm。

砧辊2的凹部2a优选具有100～400μm的平均开口直径以及50～200μm的平均深度。若凹部2a的平均开口直径小于100μm或平均深度小于50μm，则形成于塑料膜F的凹部Fa过小，无法形成足够的裂口。另一方面，若凹部2a的平均开口直径超过400μm或平均深度超过200μm，则形成于塑料膜F的凹部Fa过大，形成过大的裂口。凹部2a的平均开口直径的下限更优选为120μm，最优选为140μm。凹部2a的平均开口直径的上限更优选为300μm，最优选为250μm。并且，凹部2a的平均深度的下限更优选为60μm，最优选为70μm。凹部2a的平均深度的上限更优选为150μm，最优选为100μm。

砧辊2的凹部2a也优选具有均匀的形状以及尺寸。因此，凹部2a的开口直径分布的宽度优选为100μm以下，深度分布的宽度(最大深度与最小深度之差)优选为50μm以下。开口直径分布为70～400μm且其宽度为100μm以下是指，例如，当凹部2a的开口直径的上限为400μm时，下限为300μm，当开口直径的上限为250μm时，下限为150μm。因此，在塑料膜F中形成较大的凹部Fa的情况下，在70～400μm的开口直径分布范围内使用较大的开口直径(100μm以下的宽度)的凹部2a，在形成较小的凹部Fa的情况下，在70～400μm的开口直径分布范围内使用较小的开口直径(100μm以下的宽度)的凹部2a。凹部2a的开口直径分布的宽度更优选为80μm以下。同样，凹部2a的开口直径分布的宽度更优选为50μm以下，最优选为40μm以下。

砧辊2的辊面的凹部2a的面积率(凹部2a占据砧辊表面的比例)优选为10～70％。若凹部2a的面积率小于10％，则无法在塑料膜F以足够的面积率形成凹部，无法得到足够的透湿度。另一方面，实际上难以在砧辊2的辊面以超过70％的面积率形成凹部2a。凹部2a的面积率的下限更优选为20％，上限更优选为60％。

形成供图案辊1的高硬度微粒1b进入的凹部2a的砧辊2用的金属辊需要具有足够的耐腐蚀性。当然，为了防止在塑料膜F的穿孔过程中的过大的挠曲，砧辊2需要具有足够的机械强度。因此，优选由高强度的耐腐蚀性不锈钢(SUS440C、SUS304等)形成砧辊2。另外，也可以将砧辊2设为模具钢这样的硬质金属的内层与由SUS304这样的高强度的耐腐蚀性不锈钢构成的外层的双层构造。外层的厚度在实际使用方面优选为20～60mm左右。

如图19所示，在辊面上随机地形成有多个凹部2a的砧辊2通过向具有平坦的辊面的金属辊6按压凹部形成用图案辊7而制成，该凹部形成用图案辊7通过镀层7c在辊主体7a的辊面上随机地固着有多个高硬度微粒7b。与图案辊1同样，凹部形成用图案辊7的高硬度微粒7b优选具有尖锐的角部，并且具有5以上的莫氏硬度、2以下的纵横比、20～500μm的范围内的粒径分布、以及10～250μm的范围内的高度分布(距镀层7c的表面的高度)。

凹部形成用图案辊7的高硬度微粒7b还优选具有100～400μm的平均粒径以及50～200μm的平均高度。高硬度微粒7b的平均粒径的下限更优选为150μm，最优选为200μm。另外，高硬度微粒7b的平均粒径的上限更优选为350μm，最优选为300μm。高硬度微粒7b的平均高度的下限更优选为60μn，最优选为70μm。另外，高硬度微粒7b的平均高度的上限更优选为150μm，最优选为120μm。

高硬度微粒7b的纵横比更优选为1.6以下，最优选为1.4以下。另外，高硬度微粒7b的面积率优选为10～70％，其下限更优选为20％，其上限更优选为60％。

如上所述，凹部形成用图案辊7可以具有与图案辊1相同的高硬度微粒分布，因此也可以将图案辊1用作凹部形成用图案辊7。

高硬度微粒(例如，金刚石微粒)7b与金属辊6相比非常硬，因此通过凹部形成用图案辊7的按压而在金属辊6的辊面形成与高硬度微粒7b对应的凹部2a。形成于金属辊6的辊面的凹部2a的周围形成的毛刺通过研磨等去除。形成有凹部2a的金属辊6作为砧辊2而发挥功能。

凹部形成用图案辊7对金属辊6的按压力变大时，凹部2a及其面积率也增大。通过凹部形成用图案辊7的高硬度微粒7b而在金属辊6的辊面形成具有70～400μm的范围内的开口直径分布以及15～250μm的范围内的深度分布的多个凹部2a所需的按压力优选按照线压处于0.002～1.47kN/cm(0.2～150kgf/cm)的范围内。

图案辊1的各高硬度微粒1b的粒径通过具有与其相同的面积的圆的直径(当量圆直径)来表示，砧辊2的各凹部2a的开口直径通过具有与其相同的面积的圆的直径(当量圆直径)来表示。同样，微多孔塑料膜F的凹部Fa的开口直径也通过当量圆直径来表示。

为了在塑料膜F形成具有裂口Fb的多个凹部Fa，砧辊2的凹部2a需要具有以微小的间隙G’承受图案辊1的高硬度微粒1b的程度的大小。因此，(a)图案辊1的高硬度微粒1b优选具有20～500μm的范围内的粒径分布以及10～250μm的范围内的高度分布，(b)砧辊2的凹部2a优选具有70～400μm的范围内的开口直径分布以及15～250μm的范围内的深度分布，(c)高硬度微粒的粒径分布的宽度优选为120μm以下且高度分布的宽度(最大高度与最小高度之差)优选为50μm以下，(d)凹部2a的开口直径分布的宽度优选为100μm以下且深度分布的宽度优选为50μm以下，(e)高硬度微粒1b优选具有100～400μm的平均粒径以及50～200μm的平均高度，(f)凹部2a优选具有100～400μm的平均开口直径以及50～200μm的平均深度。

凹部2a优选以微小的间隙G’承受高硬度微粒1b，因此凹部2a的平均开口直径与高硬度微粒1b的平均粒径之差优选为100μm以下，更优选为50μm以下。另外，凹部2a的平均深度与高硬度微粒1b的平均高度之差优选为50μm以下，更优选为30μm以下。需要说明的是，若将第一以及第二图案辊设为相同，则能够尽量缩小凹部2a的平均开口直径与高硬度微粒1b的平均粒径之差，并且能够使凹部2a的纵横比以及高硬度微粒1b的纵横比也大致相同。

如上述那样通过将图案辊1与在辊面具有多个凹部2a的砧辊2组合，从而能够形成如下的高透湿性微多孔塑料膜F’，该高透湿性微多孔塑料膜F’随机地形成有具有不同的开口直径以及深度的多个凹部Fa，且在凹部Fa形成有裂口Fb，其中，凹部Fa具有60～300μm的范围内的开口直径分布以及8～100μm的范围内的深度分布，裂口Fb的50％以上形成在凹部Fa的底部与侧部的边界区域，从而具有100～7000g/m²·24hr·40℃90％RH的透湿度。

(5)图案辊以及砧辊的驱动机构

如图2以及图4所示，驱动图案辊1以及砧辊2的第二驱动单元以及第三驱动单元13、23具备驱动机构5，该驱动机构5具备：电动机51、经由联轴器装置52与电动机51的旋转轴连结的减速器53、经由联轴器装置54与减速器53的旋转轴连结的变速器55、与变速器55连结的链轮56、经由链57与链轮56连结的链轮58、以及与链轮58连结的齿轮装置59。从齿轮装置59延伸的两个旋转轴61、62与啮合的具有相同的齿数的齿轮连结，因此以相同的转速n旋转。齿轮装置59的一方的旋转轴61经由联轴器装置63与第二驱动单元13连结，另一方的旋转轴62经由万向联轴器64与第三驱动单元23连结。

通过驱动机构5以转速n旋转的第二驱动单元13的旋转轴61与图案辊1的一方的轴部连结，该图案辊1被固定于一对第一固定框架部11a、11a的轴承10a、10a支承为旋转自如。另一方面，为了能够通过一对第四驱动单元24、24而使砧辊2升降，以相同的转速n旋转的第三驱动单元23的旋转轴62经由万向联轴器64而与砧辊2的一方的轴部连结。

(6)形变去除辊

在通过相对倾斜的图案辊1与砧辊2之间的间隙G而形成有多个微小孔的塑料膜(微多孔塑料膜)F’中产生形变，因此若直接卷绕则存在产生断裂等不良情况的可能性。因此，如图3所示，优选在紧邻图案辊1与砧辊2之间的间隙G的下游的位置设置有形变去除辊8。如图6以及图9所示，将形变去除辊8的两端支承为旋转自如的轴承8a、8a分别安装于固定在一对第一固定框架部11a、11a上的第五驱动单元(例如，电动机、气缸或者液压缸)18、18，因此通过独立地驱动第五驱动单元18、18，能够变更形变去除辊8的两端的高度。即，形变去除辊8能够相对于水平(与图案辊1的中心轴线平行)以希望的角度倾斜。

在形变去除辊8的下游具有一对夹持辊9、9，因此微多孔塑料膜F’在间隙G与夹持辊9、9之间，通过倾斜的形变去除辊8而在左右承受不同的张力，从而形变减少。例如，在以微多孔塑料膜F’的行进方向左侧与右侧相比向前方伸出的方式使砧辊2倾斜的情况下，若调整一对第五驱动单元18、18的行程使得形变去除辊8的左侧端部比右侧端部高，则通过相对倾斜的图案辊1以及砧辊2而从形成有微小孔的微多孔塑料膜F’充分地去除形变，从而在卷绕工序中产生断裂、褶皱等不良情况的可能性变小。

[2]第二实施方式

第二实施方式的装置除支承辊以外基本上与第一实施方式的装置相同，因此对两者共用的构件标注相同的附图标记，并省略支承辊以外的说明。

如图20以及图21所示，为了减少穿孔工序中的图案辊1的变形量，第二实施方式的装置在图案辊1的上方具备支承辊3。支承辊3由安装于第三固定框架部11c的一对第六驱动单元31、31驱动，从上方按压图案辊1。支承辊3与在辊面具有高硬度微粒的图案辊1接触，因此优选如橡胶辊等那样为辊面比较柔软的辊。

各第六驱动单元31具有：安装于第三固定框架部11c的螺旋起重器32、驱动螺旋起重器32的电动机33、为了按压图案辊1的轴承10a而在螺旋起重器32的外螺纹构件32a的下端设置的弹性单元34。弹性单元34具备螺旋弹簧等弹性构件，防止向图案辊1的轴承10a施加过大的冲击。

如图22以及图23所示，在第一固定框架部11a设置有垂直的导轨12a，如图21所示，固定于支承辊3的轴承30a的引导构件30b能够沿着导轨12a在上下方向上移动。当通过电动机33的驱动而使螺旋起重器32的外螺纹构件32a下降时，经由弹性单元34而使支承辊3的轴承30a向下方被按压。其结果是，支承辊3按压图案辊1，从而减少穿孔工序中的图案辊1的变形量。若图案辊1的变形量减少，则能够减小图案辊1与砧辊2的相对的倾斜角，因此具有能够减小微多孔塑料膜F’中产生的形变的优点。

[3]微多孔塑料膜的制造

(1)塑料膜

通过本发明的穿孔装置而形成有微小孔的塑料膜F需要具有：能够利用图案辊1的高硬度微粒1b形成微小孔的柔软性、在通过相对倾斜的图案辊1与砧辊2之间的间隙G时不会产生断裂、褶皱等不良情况的程度的高强度以及硬度。作为这种塑料，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯类、拉伸聚丙烯(OPP)等聚烯烃类、尼龙(Ny)等聚酰胺类、聚氯乙烯类、聚偏二氯乙烯类，聚苯乙烯类等热塑性挠性聚合物。

形成面包类、点心类、蔬菜类、纳豆、泡菜等发酵食品等的微多孔包装膜的塑料膜F的厚度优选处于8～100μm的范围内。若塑料膜F的厚度小于8μm，则作为包装用膜的强度不足。另一方面，若塑料膜F的厚度超过100μm，则作为包装用膜过硬。塑料层F的厚度更优选为10～80μm，最优选为20～60μm。

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，优选在内层设置有由LLDPE、EVAc这样的低熔点树脂构成的密封层。密封层的厚度优选为20～60μm左右。

(2)塑料膜的穿孔

在图2(b)所示的状态下的穿孔装置中，在使塑料膜F通过图案辊1与砧辊2之间的较大的间隙G，并使第四驱动单元24、24动作而使砧辊2上升后，在图2(a)所示的状态下在塑料膜F形成微小孔。此时，若使图案辊1与砧辊2保持平行而隔着塑料膜F压接，则因辊的变形而使间隙G的宽度方向中央部比周边部大，因此由于不均匀的间隙G而使所形成的微小孔的开口直径以及深度在宽度方向中央部与周边部不同，无法得到通气度均匀的微多孔塑料膜F’。

为了解决该问题，如图1所示，在本发明中使图案辊1与砧辊2相对倾斜，因此略微弯曲的图案辊1以及砧辊2呈螺旋状线接触。其结果是，能够在塑料膜F沿宽度方向形成均匀的微小孔。

为了使砧辊2相对于图案辊1而相对倾斜希望的角度θ，如图8(b)所示，驱动一方的第一驱动单元15，使一方的台车22沿着导轨12向前方或者后方移动希望的距离ΔL。当然，也可以使两方的台车22、22向相反方向移动，从而分离希望的距离ΔL。

当驱动驱动机构5的电动机51时，经由减速器53、变速器55、卷绕于链轮56、58的链57以及齿轮装置59，旋转轴61、62以相同的转速n旋转，图案辊1以及砧辊2以相同的转速n向相反方向旋转。因此，在通过了图案辊1与砧辊2之间的均匀的螺旋状间隙G的塑料膜F上沿宽度方向形成有均匀的微小孔。

在从图案辊1与砧辊2之间的螺旋状间隙G出来的微多孔塑料膜F’中产生形变，因此利用固定于一对第一固定框架部11a、11a的一对第五驱动单元18、18改变形变去除辊8的两端的高度，从微多孔塑料膜F’中去除形变。在以塑料膜F的行进方向左侧与右侧相比向前方伸出的方式使砧辊2倾斜的情况下，驱动一对第五驱动单元18、18使得形变去除辊8的左侧端部比右侧端部高。

在上述实施方式中，图案辊1安装于固定框架11，砧辊2安装于可动框架21，但不限于该配置，也可以反之将图案辊1安装于可动框架21，将砧辊2安装于固定框架11。因此，倾斜的辊不限于砧辊2，也可以是图案辊1。另外，在上述实施方式中，台车22在基座4上移动自如，但也可以使台车22沿着固定框架11的第三固定框架部移动自如。

[4]微多孔塑料膜

(1)砧辊具有平坦的辊面的情况

塑料膜F上形成的微小孔F₁非常小，因此微多孔塑料膜F’基本不变形。通过本发明的装置制造的微多孔塑料膜F’在宽度方向上具有非常均匀的通气度。

(2)砧辊在辊面具有凹部的情况

如图16以及图17所示，当塑料膜F通过以希望的间隙G设定的图案辊1与在辊面具有凹部2a的砧辊2之间的间隙G时，塑料膜F被高硬度微粒1b按压而塑性变形，进入砧辊2的凹部2a。这样，当塑料膜F在高硬度微粒1b与凹部2a之间的狭窄的间隙G中局部拉伸时，塑料膜F沿着凹部2a变形而形成凹部Fa，并且在凹部Fa形成有切断部(裂口)11b。裂口Fb主要形成于凹部Fa的底面周边部(侧面部与底面部的边界区域)，但不限于此，根据高硬度微粒1b的形状以及凹部2a的形状的组合，有时也在其他位置形成有裂口Fb。

形成于塑料膜F的凹部Fa(裂口Fb)的数量以及尺寸随着图案辊1以及砧辊2向塑料膜F施加的按压力增高而增大。向塑料膜F施加的按压力优选按照线压为0.002～1.47kN/cm(0.2～150kgf/cm)。若线压小于0.002kN/cm(0.2kgf/cm)，则无法形成足够的数量以及尺寸的凹部Fa(裂口Fb)，无法得到希望的透湿度。另一方面，若按压力超过1.47kN/cm(150kgf/cm)，则凹部Fa(裂口Fb)过大。更优选的按压力为0.01～0.98kN/cm(1～100kgf/cm)。

如图25所示，在所得到的微多孔塑料膜F’中随机地形成有具有不同的开口直径Do以及深度Dd的多个凹部Fa，且在凹部Fa形成有裂口Fb。凹部Fa具有60～300μm的范围内的开口直径分布以及8～100μm的范围内的深度分布。若凹部Fa的开口直径小于60μm或深度小于8μm，则无法形成足够的数量以及尺寸的裂口Fb。另一方面，若凹部Fa的开口直径超过300μm或深度超过100μm，则凹部Fa过大，形成于凹部Fa的裂口Fb也过大。凹部Fa的开口直径Dod的下限优选为70μm，更优选为80μm。凹部Fa的开口直径Dod的上限优选为250μm，更优选为200μm。另外，凹部Fa的深度Dd的下限优选为10μm，更优选为20μm。凹部Fa的深度Dd的上限优选为80μm，更优选为70μm。

基于与上述相同的理由，微多孔塑料膜F’优选还具有100～240μm的平均开口直径Doav以及20～80μm的平均深度Dav。凹部Fa的平均开口直径Doav的下限更优选为110μm，最优选为120μm。另外，凹部Fa的平均开口直径Doav的上限更优选为200μm，最优选为180μm。凹部Fa的平均深度Dav的下限更优选为30μm，最优选为35μm。另外，凹部Fa的平均深度Dav的上限更优选为70μm，最优选为60μm。

裂口Fb优选形成于至少30％的凹部Fa。若形成有裂口Fb的凹部Fa相对于全部凹部Fa的比例小于30％，则裂口Fb相对于凹部Fa的比例过少，无法得到希望的透湿度。裂口Fb优选形成于至少40％的凹部Fa，更优选形成于至少50％的凹部Fa。

裂口Fb大部分(50％以上)形成在凹部Fa的底部与侧部的边界区域。认为其原因在于，因高硬度微粒1b而拉伸的塑料膜F主要在凹部Fa的底部与侧部的边界区域断裂。当然，根据图案辊1的高硬度微粒1与砧辊2的凹部2a的形状以及尺寸的组合，塑料膜F断裂的位置不同，存在裂口Fb还形成在凹部Fa的底部与侧部的边界区域以外的区域的可能性。

裂口Fb的大小也根据高硬度微粒1b与凹部2a的形状以及尺寸的组合而不同。并且，随着由图案辊1与砧辊2向塑料膜F施加的按压力增大，凹部Fa也增大并且数量增多，与此同时裂口Fb也增大并且数量增多。因此，裂口Fb的大小以及数量能够通过由图案辊1与砧辊2向塑料膜F施加的按压力来调整。

本发明的微多孔塑料膜F’具有100～7000g/m²·24hr·40℃90％RH的透湿度。透湿度根据JIS Z 0208的“防湿包装材料的透过湿度试验方法”而测定。通过调整由图案辊1与砧辊2向塑料膜F施加的按压力，能够控制裂口Fb的大小以及数量，从而在100～7000g/m²·24hr·40℃90％RH的范围内适当设定微多孔塑料膜F’的透湿度。若透湿度小于100g/m²·24hr·40℃90％RH，则微多孔塑料膜F’不具有面包、蔬菜等食品等所需的透湿性。另一方面，若透湿度超过7000g/m²·24hr·40℃90％RH，则微多孔塑料膜F’的透湿性过高。微多孔塑料膜F’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。微多孔塑料膜F’的透湿度能够根据要包装的内容物而在上述范围内适当设定。

当然，在使用在辊面具有凹部的砧辊2的情况下，微多孔塑料膜F’也在宽度方向上具有非常均匀的透湿度以及通气度。

发明效果

在本发明的装置中，图案辊以及砧辊中的一方被固定框架支承为旋转自如，另一方被可动框架支承为旋转自如，可动框架能够相对于固定框架移动，因此能够精密地控制砧辊的中心轴线相对于图案辊的中心轴线的微小的倾斜角，从而能够在塑料膜的宽度方向上均匀地形成各种各样的开口直径、深度以及面积率的微小孔。通过本发明的装置形成的微多孔塑料膜适用于包装要求适当的通气性以及透湿性的面包类、点心类、蔬菜类、纳豆、泡菜等发酵食品等食品的膜。

Claims (10)

1.一种微多孔塑料膜的制造装置，其特征在于，具备：

水平的图案辊，其在辊主体的辊面随机地具备具有尖锐的角部的多个高硬度微粒；

水平的砧辊，其配置为与所述图案辊对置；

搬运单元，其使塑料膜在所述图案辊与所述砧辊之间的水平的间隙中通过；

固定框架，其将所述图案辊以及所述砧辊中的任一方支承为旋转自如；

左右一对可动框架，其将所述图案辊以及所述砧辊中的任另一方支承为旋转自如；以及

左右一对台车，其分别供所述可动框架固定，

为了在所述塑料膜上沿宽度方向形成均匀的微小孔，通过所述台车中的至少一方沿塑料膜的行进方向移动，使得所述塑料膜的行进方向上的所述左右一对可动框架的位置产生差异，从而所述图案辊的中心轴线与所述砧辊的中心轴线在水平面内相对倾斜，

进一步在比所述图案辊与所述砧辊之间的间隙靠下游的位置设置有与穿孔塑料膜接触的形变去除辊、以及改变将所述形变去除辊的两端支承为旋转自如的轴承的高度的一对驱动单元，通过使所述驱动单元中的至少一方运行而使所述形变去除辊的至少一端部升降，从而使所述形变去除辊相对于从水平的所述间隙出来的水平的所述穿孔塑料膜在上下方向上倾斜，利用所述砧辊的中心轴线与所述图案辊的中心轴线的倾斜来吸收所述穿孔塑料膜中产生的形变。

2.根据权利要求1所述的微多孔塑料膜的制造装置，其特征在于，

所述台车沿着在所述塑料膜的行进方向上延伸的一对导轨而独立地前后移动自如。

3.根据权利要求1所述的微多孔塑料膜的制造装置，其特征在于，

所述图案辊被所述固定框架支承为旋转自如，

所述砧辊被所述左右一对可动框架支承为旋转自如。

4.根据权利要求3所述的微多孔塑料膜的制造装置，其特征在于，

所述微多孔塑料膜的制造装置具备：

一对第一驱动单元，其用于使所述台车独立地移动；

第二驱动单元，其用于使所述图案辊旋转；

第三驱动单元，其用于使所述砧辊旋转；以及

一对第四驱动单元，其为了使所述砧辊沿着所述可动框架升降而分别安装于所述台车。

5.根据权利要求4所述的微多孔塑料膜的制造装置，其特征在于，

所述第二驱动单元以及第三驱动单元被一个电动机经由具有相同的齿数的齿轮驱动，从而所述图案辊以及所述砧辊以相同的转速旋转。

6.根据权利要求1所述的微多孔塑料膜的制造装置，其特征在于，

所述高硬度微粒具有5以上的莫氏硬度。

7.根据权利要求1所述的微多孔塑料膜的制造装置，其特征在于，

所述图案辊的辊面的所述高硬度微粒的面积率为10～70％。

8.根据权利要求1所述的微多孔塑料膜的制造装置，其特征在于，

所述砧辊是具有平坦的辊面的金属辊、或者在辊面随机地形成有多个凹部的金属辊，该凹部具有与所述高硬度微粒对应的开口直径分布以及深度分布。

9.根据权利要求8所述的微多孔塑料膜的制造装置，其特征在于，

所述砧辊是在辊面随机地形成有多个凹部的金属辊，该凹部具有与所述高硬度微粒对应的开口直径分布以及深度分布，

所述砧辊的辊面的所述凹部的面积率为10～70％。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的微多孔塑料膜的制造装置，其特征在于，

所述微多孔塑料膜的制造装置还具备调节所述图案辊与所述砧辊之间的间隙的间隙调节单元，通过所述间隙调节单元而在0.002～1.47kN/cm即0.2～150kgf/cm的线压的范围内调节对于所述塑料膜的按压力。

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