KR20180001470A - 미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 장치로서 : 많은 수의 높은 경도의 미세 입자들을 갖는 패턴 롤; 패턴 롤에 대향하는 앤빌 롤; 양쪽의 롤들의 갭을 플라스틱 필름이 통과하기 위한 이송 수단; 양쪽의 롤들 중 하나를 회전 가능하게 지지하는 고정 프레임; 다른 롤을 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 가로로 배열된 이동 가능한 프레임들; 및 각각의 이동 가능한 프레임들이 각각 고정되는 한 쌍의 가로로 배열된 캐리지들을 포함하고, 캐리지들 중 하나 이상이 한 쌍의 이동 가능한 프레임들 사이에 위치 차이를 발생하기 위해 플라스틱 필름의 주행 방향으로 이동하여서, 양쪽의 롤들의 중심 축선들이 서로에 대하여 상대적으로 기울어진다.

Description

미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 장치 {APPARATUS FOR PRODUCING MICROPOROUS PLASTIC FILM}

본 발명은 높은 가스 투과성 및 습기 투과성을 갖는 미소공성 플라스틱 필름(plastic film)을 정밀하게 제조하기 위한 장치에 관한 것이다.

빵들, 쿠키들, 야채들, 발효된 콩들과 같은 발효 식품들 및 김치 등은 종이 또는 비닐 봉지들로 랩핑된(wrapped) 상태로 종래적으로 판매되어왔다. 종이 봉지들이 높은 가스 투과성 및 습기 투과성을 갖지만, 이들은 이들의 내용물들이 보이지 않는 점에서 단점을 갖는다. 다른 한편, 비닐 봉지들은 내용물들이 보여지는 것을 허용하지만, 이들은 충분한 가스 투과성 및 습기 투과성을 갖지 않고, 식품들의 풍미 및 질감을 극도로 열화시키는 점에서 단점을 갖는다.

높은 가스 투과성 및 습기 투과성을 가지면서, 내용물들이 양호하게 보여지는 것을 허용하는 플라스틱 필름을 얻기 위해, 플라스틱 필름에 많은 수의 미세한 구멍들을 형성하기 위한 장치가 공지된다. 예컨대, JP 6-71598 A 가 미소공성 필름을 제조하기 위한 장치를 개시하며, 이 장치는 긴 플라스틱 필름을 공급하기 위한 수단, 제 1 롤(roll)(패턴 롤)로서 날카로운 에지(edge)들을 갖고 그의 롤링 표면에 고정되는 5 또는 그 초과의 모스 경도(Mohs hardness)를 갖는 많은 수의 미세 입자들을 갖는 제 1 롤, 제 2 롤(금속 롤)로서 편평한 롤링 표면을 갖고 제 1 롤의 회전 방향에 대하여 대향하는 방향으로 회전 가능한 제 2 롤, 긴 플라스틱 필름에 대한 푸싱(pushing) 힘을 조절하기 위해 어느 하나의 롤의 양단부들 근처에 배치되는 압력 조절 수단, 및 제 1 롤에 높은 전압을 인가하기 위한 수단을 포함하며, 제 1 및 제 2 롤들 중 어느 하나 또는 양자는 이들의 배열 방향으로 이동 가능하다. 제 1 및 제 2 롤들은 나란하게 배열되고, 이들 사이의 갭(gap)을 통과하는 긴 플라스틱 필름에는 제 1 롤의 많은 수의 미세 입자들에 의해 많은 수의 미세 구멍들이 제공된다.

하지만, 많은 수의 미세 구멍들이 약 8 내지 100 ㎛ 의 두께이고 패턴 롤(1)과 앤빌 롤(anvil roll)(금속 롤)(2) 사이의 갭을 통과하는 플라스틱 필름(도시되지 않음)에 형성될 때, 큰 부하(F)가 패턴 롤(1) 및 금속 롤(2)에 가해져서, 양쪽의 롤들(1, 2)은 구부러지는 경향을 갖고, 이는 도 26에 도시된 바와 같이 중심 부분에서 더 넓은 갭을 초래한다. 패턴 롤(1) 및 금속 롤(2)의 구부러짐을 감소시키기 위해, 패턴 롤(1) 위에 및/또는 금속 롤(2) 아래에 백업 롤(backup roll)들을 배열하는 것이 시도되어 왔다. 하지만, 많은 수의 미세 입자들이 패턴 롤(1)의 롤링 표면에 고정되기 때문에, 연성 표면의 고무 롤들 등이 백업 롤들로서 사용되어야 하며, 이는 패턴 롤(1) 및 금속 롤(2)의 구부러짐을 충분하게 방지하는 것에 실패한다.

따라서, 본 발명의 목적은, 패턴 롤 및 금속 롤의 구부러짐으로 인한 문제들을 방지하면서, 플라스틱 필름에 많은 수의 미세 구멍들을 정밀하고 효율적으로 형성할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적의 관점에서의 집중적인 연구의 결과로서, 발명자는 (a) 플라스틱 필름(도시되지 않음)을 프레스(pressing)함으로써 양자가 구부러지는 패턴 롤(1) 및 앤빌 롤(2)은 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 작은 각도(θ)만큼 서로 기울어져서, 이들의 선형 접촉 압력은 이들의 중심 축선들을 따라 균일하여서, 많은 수의 미세 구멍들이 폭 방향으로 균일하게 넓은 플라스틱 필름에 형성될 수 있고; (b) 패턴 롤(1) 및 앤빌 롤(2) 중 어느 하나는 고정 프레임(stationary frame)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 다른 하나는 한 쌍의 가로로 배열되는 이동 가능한 프레임들에 의해 회전 가능하게 지지되어서, 이동 가능한 프레임들은 고정 프레임에 대하여 이동 가능하고, 패턴 롤(1)의 중심 축선에 대한 앤빌 롤(2)의 중심 축선의 상대 기울기는 정밀하게 제어될 수 있다는 것을 발견하였다. 본 발명은 이러한 발견들을 기본으로 하여 완료되었다.

따라서, 미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 본 발명의 장치는:

롤 본체의 롤링 표면에 날카로운 에지들을 갖는 많은 수의 높은 경도의 미세 입자들을 무작위로 갖는 패턴 롤;

패턴 롤에 대향하여 배열되는 앤빌 롤;

패턴 롤과 앤빌 롤 사이의 갭을 플라스틱 필름이 통과하기 위한 이송 수단;

패턴 롤 및 앤빌 롤 중 어느 하나를 회전 가능하게 지지하는 고정 프레임;

패턴 롤 및 앤빌 롤 중 다른 하나를 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 가로로 배열된 이동 가능한 프레임들; 및

각각의 이동 가능한 프레임들이 각각 고정되는 한 쌍의 가로로 배열된 캐리지(carriage)들을 포함하고,

플라스틱 필름의 주행 방향으로 한 쌍의 가로로 배열된 이동 가능한 프레임들 사이에서 위치적 차이를 발생하기 위해, 캐리지들 중 하나 이상은 플라스틱 필름의 주행 방향으로 이동하여서, 패턴 롤의 중심 축선 및 앤빌 롤의 중심 축선은 서로에 대하여 상대적으로 기울어진다.

미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 본 발명의 장치에서, 캐리지들은 바람직하게는 플라스틱 필름의 주행 방향으로 연장하는 한 쌍의 레일들을 따라 바람직하게는 독립적으로 앞뒤로 이동 가능하다.

패턴 롤이 고정 프레임에 의해 회전 가능하게 지지되고, 앤빌 롤이 한 쌍의 가로로 배열되는 이동 가능한 프레임들에 의해 회전 가능하게 지지될 때, 미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 본 발명의 장치는:

캐리지들을 독립적으로 이동시키기 위한 한 쌍의 제 1 구동 수단;

패턴 롤을 회전시키기 위한 제 2 구동 수단;

앤빌 롤을 회전시키기 위한 제 3 구동 수단; 및

이동 가능한 프레임을 따라 앤빌 롤을 상하로 이동시키기 위해 각각의 캐리지들 각각에 장착되는 한 쌍의 제 4 구동 수단을 포함한다.

미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 본 발명의 장치에서, 제 2 및 제 3 구동 수단은 바람직하게는 동일한 개수의 치형부들을 갖는 기어(gear)들을 통하여 하나의 모터(motor)에 의해 구동되고, 이에 의해 동일한 회전 속도로 패턴 롤 및 앤빌 롤을 회전시킨다.

미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 본 발명의 장치는 바람직하게는:

패턴 롤과 앤빌 롤 사이의 갭의 하류의 위치에, 많은 수의 미세 구멍들이 제공되는 플라스틱 필름(천공된 플라스틱 필름)과 접촉하게 되는 변형 제거 롤, 및 변형 제거 롤의 양단부들을 회전 가능하게 지지하는 베어링(bearing)들의 높이들을 변경하기 위한 한 쌍의 제 5 구동 수단을 더 포함하고,

제 5 구동 수단 중 하나 이상이 변형 제거 롤의 하나 이상의 단부를 이동시키도록 작동되고, 이에 의해, 패턴 롤의 중심 축선에 대한 앤빌 롤의 중심 축선의 기울어짐에 의해 천공된 플라스틱 필름에 발생되는 변형을 흡수하기 위해, 천공된 플라스틱 필름에 대하여 변형 제거 롤이 수직으로 기울어진다.

미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 본 발명의 장치에서, 높은 경도의 미세 입자들은 바람직하게는 5 또는 그 초과의 모스 경도를 갖는다.

미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 본 발명의 장치에서, 패턴 롤의 롤링 표면 상의 높은 경도의 미세 입자들의 면적비는 바람직하게는 10 내지 70% 이다.

미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 본 발명의 장치에서, 앤빌 롤은 바람직하게는 편평한 롤링 표면을 갖는 금속 롤, 또는 높은 경도의 미세 입자들에 대응하는 개구 직경 분포 및 깊이 분포를 갖는 많은 수의 리세스(recess)들을 그의 롤링 표면에 무작위로 갖는 금속 롤이다.

미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 본 발명의 장치에서,

앤빌 롤은 바람직하게는 높은 경도의 미세 입자들에 대응하는 개구 직경 분포 및 깊이 분포를 갖는 많은 수의 리세스들을 그의 롤링 표면에 무작위로 갖는 금속 롤이고; 앤빌 롤의 롤링 표면 상의 리세스들의 면적비는 10 내지 70% 이다.

미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 본 발명의 장치는 바람직하게는 패턴 롤과 앤빌 롤 사이의 갭을 조절하기 위한 수단을 더 포함하여서; 플라스틱 필름에 대한 푸싱 힘은 선형 압력에 의해 0.002 내지 1.47 kN/㎝ (0.2 내지 150 kgf/㎝) 의 범위로 조절된다.

패턴 롤 및 앤빌 롤 중 하나가 고정 프레임에 의해 회전 가능하게 지지되고, 다른 하나는 이동 가능한 프레임들에 의해 회전 가능하게 지지되며, 이동 가능한 프레임은 고정 프레임에 대하여 이동 가능하기 때문에, 본 발명의 장치에서, 패턴 롤의 중심 축선과 앤빌 롤의 중심 축선 사이에 극도로 작은 기울기 각도가 정밀하게 제어될 수 있고, 이에 의해 플라스틱 필름에 다양한 개구 직경들, 깊이들 및 면적비들을 갖는 미세 구멍들을 폭 방향으로 균일하게 형성한다. 본 발명의 장치에 의해 제조되는 미소공성 플라스틱 필름은, 적절한 가스 투과성 및 습기 투과성을 요구하는, 빵들, 쿠키들, 야채들, 발효된 콩들과 같은 발효 식품들 및 김치 등과 같은 식품들을 랩핑하기 위한 필름들에 적합하다.

도 1a는 서로에 대하여 기울어진 패턴 롤 및 앤빌 롤을 도시하는 사시도이다.
도 1b는 서로에 대하여 기울어진 패턴 롤 및 앤빌 롤을 도시하는 평면도이다.
도 2a는 패턴 롤과 앤빌 롤 사이에 감소된 갭을 갖는, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 미소공성 플라스틱 필름의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 2b는 패턴 롤과 앤빌 롤 사이에 확장된 갭을 갖는, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 미소공성 플라스틱 필름의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 3은 도 2a의 라인 A-A 을 따라 취해진 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 미소공성 플라스틱 필름의 제조 장치를 도시하는 부분 생략된 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 미소공성 플라스틱 필름의 제조 장치를 구성하는 베이스(base), 고정 프레임, 및 제 1 구동 수단을 도시하는 부분 횡단 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 미소공성 플라스틱 필름의 제조 장치를 구성하는 베이스, 고정 프레임, 제 1 구동 수단, 제 2 및 제 3 구동 수단에 연결되는 구동 메커니즘(mechanism)들, 및 변형 제거 롤을 도시하는 부분 횡단 정면도이다.
도 7은 도 6의 라인 C-C 을 따라 취해진 횡단면도이다.
도 8a는 도 2a의 라인 B-B 을 따라 취해진 횡단면도이다.
도 8b는 캐리지가 ΔL 만큼 이동된 상태를 도시하는, 도 8a에 대응하는 횡단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 미소공성 플라스틱 필름의 제조 장치를 구성하는 고정 프레임 및 이동 가능한 프레임들을 도시하는 부분 횡단 정면도이다.
도 10은 베이스에 고정된 제 1 구동 수단, 한 쌍의 캐리지들 및 이동 가능한 프레임들에 의해 지지되는 제 4 구동 수단, 및 앤빌 롤을 도시하는 정면도이다.
도 11은 도 10의 라인 D-D 을 따라 취해진 횡단면도이다.
도 12a는 앤빌 롤이 각각의 이동 가능한 프레임의 레일로부터 분리된 상태를 도시하는 도 10의 부분 횡단 측면도이다.
도 12b는 앤빌 롤이 각각의 제 4 구동 수단의 탄성 유닛과 접촉하는 상태를 도시하는 도 10의 부분 횡단 측면도이다.
도 13은 패턴 롤 및 편평한 롤링 표면을 갖는 앤빌 롤의 조합을 도시하는 정면도이다.
도 14는 패턴 롤 및 롤링 표면에 리세스들을 갖는 앤빌 롤의 조합을 도시하는 정면도이다.
도 15는 패턴 롤을 도시하는 개략적인 횡단면도이다.
도 16a는 패턴 롤 및 편평한 롤링 표면을 갖는 앤빌 롤의 조합에 의한 플라스틱 필름의 미세 구멍들의 형성을 도시하는 개략적인 횡단면도이다.
도 16b는 패턴 롤 및 롤링 표면에 리세스들을 갖는 앤빌 롤의 조합에 의한 플라스틱 필름의 미세 구멍들의 형성을 도시하는 개략적인 횡단면도이다.
도 17은 패턴 롤 및 롤링 표면에 리세스들을 갖는 앤빌 롤의 조합에 의한 플라스틱 필름의 미세 구멍들의 형성을 상세하게 도시하는 확대된, 부분 횡단면도이다.
도 18은 도 17의 확대된 부분 횡단면도이다.
도 19는 덴트(dent) 형성 패턴 롤에 의한 금속 롤 상의 리세스들의 형성을 도시하는 개략도이다.
도 20은 패턴 롤과 앤빌 롤 사이에 감소된 갭을 갖는, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 미소공성 플라스틱 필름의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 21은 도 20의 라인 E-E 을 따라 취해진 횡단면도이다.
도 22는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 미소공성 플라스틱 필름의 제조 장치를 구성하는 베이스, 고정 프레임, 제 1 구동 수단, 그리고 제 2 및 제 3 구동 수단에 연결되는 구동 메커니즘을 도시하는 부분 횡단 정면도이다.
도 23은 도 22의 라인 F-F 을 따라 취해진 횡단면도이다.
도 24는 패턴 롤 및 편평한 롤링 표면을 갖는 앤빌 롤의 조합에 의해 제조되는 미소공성 플라스틱 필름을 도시하는 확대된 부분 횡단면도이다.
도 25는 패턴 롤 및 롤링 표면에 리세스들을 갖는 앤빌 롤의 조합에 의해 제조되는 미소공성 플라스틱 필름을 도시하는 확대된 부분 횡단면도이다.
도 26은 미세 구멍들을 플라스틱 필름에 형성할 때 패턴 롤 및 앤빌 롤의 구부러짐을 도시하는 개략도이다.

본 발명의 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 이하에 상세하게 설명될 것이다. 각각의 실시예의 설명들은 달리 언급되지 않는다면 다른 실시예들에 적용 가능하다. 이하의 설명들은 제한적이지 않으며, 오히려 다양한 수정들이 본 발명의 범주 내에서 이루어질 수 있다.

[1] 제 1 실시예

도 2 내지 도 4는, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 미소공성 플라스틱 필름의 제조 장치에서, 패턴 롤이 고정 프레임에 의해 지지되고, 앤빌 롤이 이동 가능한 프레임들에 의해 지지되는 경우를 도시한다. 이 장치는 패턴 롤(1), 앤빌 롤(2), 패턴 롤(1)을 회전 가능하게 지지하는 고정 프레임(11), 앤빌 롤(2)을 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 가로로 배열된 이동 가능한 프레임(21, 21)들, 고정 프레임(11)이 고정되는 베이스(4), 각각의 이동 가능한 프레임(21, 21)이 각각 고정되는 캐리지(22, 22)들, 각각의 캐리지(22, 22)가 각각을 따라서 이동하는 베이스(4)의 표면 상으로 장착되는 레일(12, 12)들, 각각의 캐리지(22, 22)를 이동시키기 위해 베이스(4)의 표면에 고정되는 제 1 구동 수단(15, 15), 패턴 롤(1)을 회전시키기 위한 제 2 구동 수단(13), 앤빌 롤(2)을 회전시키기 위한 제 3 구동 수단(23), 및 앤빌 롤(2)을 상하로 이동시키기 위한 한 쌍의 제 4 구동 수단(24, 24)을 포함한다.

(1) 베이스

도 5에 도시된 바와 같이, 베이스(4)는 캐리지(22, 22)들을 이동시키기 위한 2 쌍의 레일(12, 12)들이 고정되는 영역(레일 영역)(41), 그리고 제 2 및 제 3 구동 수단(13, 23)에 연결되는 구동 메커니즘(5)이 장착되는 영역(구동 영역)(42)을 포함한다. 각각의 레일(12)은 이하에 설명되는 제 1 고정 프레임(11a, 11a)에 의해 회전 가능하게 지지되는 패턴 롤(1)의 중심 축선에 대해 수직인 방향으로(플라스틱 필름(F)의 주행 방향) 연장한다.

(2) 고정 프레임

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 고정 프레임(11)은 제 3 고정 프레임 부분(11a, 11b, 11c)들을 포함한다. 패턴 롤(1)을 회전 가능하게 지지하는 제 1 고정 프레임 부분(11a, 11a)들은 베이스(4)에 고정되는 제 2 고정 프레임 부분(11b, 11b)들에 의해 지지되는 제 3 고정 프레임 부분(11c)으로부터 매달려있고, 제 2 및 제 3 고정 프레임 부분(11b, 11b, 11c)들은 입구(portal) 프레임 구조를 구성한다.

(3) 캐리지 및 이동 가능한 프레임

도 8로부터 자명한 바와 같이, 각각의 캐리지(22)는 그의 바닥 표면에 가이드(guide) 부재(25, 25)들을 포함하고, 각각의 가이드 부재(25)는 베이스(4)에 고정되는 각각의 레일(12)을 따라 슬라이딩 가능하게 이동 가능하다. 따라서, 각각의 캐리지(22)는 패턴 롤(1)의 중심 축선에 대해 수직인 방향으로 한 쌍의 레일(12, 12)들을 따라 이동 가능하다. 캐리지(22, 22)들이 상이한 쌍들의 레일(12, 12)들을 따라 독립적으로 이동 가능하기 때문에, 이하의 3 개의 경우들이 가능하다: (1) 다른 캐리지(22)가 멈춰있는 동안 하나의 캐리지(22)가 전방으로 이동; (2) 다른 캐리지(22)가 멈춰있는 동안 하나의 캐리지(22)가 후방으로 이동; (3) 다른 캐리지(22)가 후방으로 이동하는 동안, 하나의 캐리지(22)가 전방으로 이동. 각각의 캐리지(22)는 앤빌 롤(2)을 상하로 이동시키기 위한 제 4 구동 수단(24)을 수용하는 중심 개구(22a)를 갖는다.

도 3 및 도 8a로부터 자명한 바와 같이, 베이스(4)에 고정되는 각각의 제 1 구동 수단(15)은 레일(12)들을 따라서 각각의 캐리지(22)를 이동시킨다. 각각의 제 1 구동 수단(15)은 모터(151), 모터(151)의 회전 샤프트(shaft)에 연결되는 감속 기어(152), 커플링 유닛(coupling unit)(153)을 통하여 감속 기어(152)의 회전 샤프트에 연결되는 수형 스크류(screw) 부재(154), 및 각각의 캐리지(22)에 고정되고 수형 스크류 부재(154)에 스레드 가능하게(threadably) 맞물리는 암형 스크류 부재(155)를 포함한다. 모터(151)가 작동될 때, 수형 스크류 부재(154)가 회전되어서, 암형 스크류 부재(155)가 고정되는 각각의 캐리지(22)는 레일(12)들을 따라서 이동한다. 캐리지(22, 22)들이 제 1 구동 수단(15, 15)에 의해 독립적으로 이동되기 때문에, 도 8b에 도시된 바와 같이, 각각의 캐리지(22, 22)에 각각 고정되는 이동 가능한 프레임(21, 21)들에 의해 지지되는 앤빌 롤(1)의 베어링(20a, 20a)들은 패턴 롤(1)의 중심 축선에 대해 수직인 방향으로(플라스틱 필름(F)의 주행 방향) ΔL 만큼 패턴 롤(1)의 베어링(10a, 10a)들로부터 변위된다. 그 결과, 도 1b에 도시된 바와 같이, 앤빌 롤(1)의 중심 축선은 패턴 롤(1)의 중심 축선으로부터 각도(θ)만큼 기울어진다.

도 9로부터 자명한 바와 같이, 각각의 캐리지(22)에 고정되는 각각의 이동 가능한 프레임(21)은 그의 상부 부분에 수직 레일(21a)을 갖는다. 도 10 내지 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 레일(21a)을 따라 상하로 앤빌 롤(2)을 이동시키기 위한 제 4 구동 수단(24)은 스크류 잭(screw jack)(26)의 수형 스크류 부재(26a)가 개구(22a)를 관통하도록 캐리지922)에 장착되는 스크류 잭(26), 링크 메커니즘(27)을 통하여 스크류 잭(26)에 연결되는 모터(28), 및 수형 스크류 부재(26a)의 상부 단부에 부착되는 탄성 유닛(29)을 포함한다. 탄성 유닛(29)은 앤빌 롤(2)의 베어링(20a)을 담고 있는 베어링 박스(20b)를 상방으로 푸시한다. 탄성 유닛(29)은 앤빌 롤(2)의 베어링(20a)에 대한 과도한 충격의 인가를 방지하기 위해 코일 스프링(coil spring) 등과 같은 탄성 부재를 포함한다. 도 12a에 도시된 바와 같이, 앤빌 롤(2)의 베어링 박스(20b)에 고정되는 가이드 부재(2b)에 의해, 그리고 탄성 유닛(29)에 고정되는 가이드 부재(29a)에 의해, 앤빌 롤(2)의 베어링 박스(20b) 및 탄성 유닛(29) 양쪽은 이동 가능한 프레임(21)의 레일(21a)을 따라 상하로 이동 가능하다.

(4) 패턴 롤 및 앤빌 롤

도 13은 패턴 롤 및 편평한 롤링 표면을 갖는 앤빌 롤(2)의 조합을 도시하고, 도 14는 패턴 롤(1) 및 롤링 표면에 많은 수의 리세스들을 갖는 앤빌 롤(2)의 조합을 도시한다.

(a) 패턴 롤

패턴 롤(1)은 바람직하게는 니켈 도금 등과 같은 도금 층(1c)에 의해 금속 롤 본체(1a)의 롤링 표면에 무작위로 고정되는 많은 수의 높은 경도의 미세 입자(1b)들을 포함한다. 패턴 롤(1)의 롤링 표면에 고정되는 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 입자 크기 분포는 (ⅰ) 사용되는 플라스틱 필름의 재료 및 두께, (ⅱ) 형성되는 미세 구멍들의 깊이, 개구 직경 및 면적비, 및 (ⅲ) 앤빌 롤이 리세스들을 갖는지 또는 갖지 않는지 여부에 따라서 상이하다. 패턴 롤(1)의 특정 예들이, 예컨대 JP 5-131557 A, JP 9-57860 A, 및 JP 2002-59487 A 에 설명된다.

높은 경도의 미세 입자(1b)들은 모스 결도 5 또는 그 초과를 갖는, 날카로운 에지들(코너들)을 갖는다. 날카로운 에지들을 갖는 높은 경도의 미세 입자(1b)들은 바람직하게는 미세 다이아몬드 입자들, 특히 분쇄된 미세 다이아몬드 입자들이다. 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 종횡비(aspect ratio)들은 바람직하게는 3 또는 그 미만, 더 바람직하게는 2 또는 그 미만, 가장 바람직하게는 1.5 또는 그 미만이다. 더 작은 종횡비들에 의해, 높은 경도의 미세 입자(1b)들은 구(sphere)들에 근접한 다각형 형상들을 갖는다.

형성되는 미세 구멍들의 깊이들 및 개구 직경들에 따라서, 10 내지 500 ㎛ 범위의 입자 크기 분포를 갖는 높은 경도의 미세 입자(1b)들을 사용하는 것이 바람직하다. 높은 경도의 미세 입자(1b)들이 다양한 형상들 및 입자 크기들을 갖기 때문에, 분류 처리는 바람직하게는 이들의 형상들 및 입자 크기들을 더 균일하게 하도록 시행된다.

패턴 롤(1)의 롤링 표면의 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 면적비(높은 경도의 미세 입자(1b)들에 의해 차지되는 패턴 롤 표면의 퍼센티지)는 바람직하게는 10 내지 70% 이다. 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 면적비가 10% 미만일 때, 미세 구멍들은 플라스틱 필름에 충분한 면적비로 형성될 수 없다. 다른 한편, 패턴 롤(1)의 롤링 표면에 높은 경도의 미세 입자(1b)들을 70% 초과의 면적비로 고정시키는 것은 실질적으로 어렵다. 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 면적비는 더 바람직하게는 하한이 20%이고, 상한이 60% 이다.

플라스틱 필름을 천공하는 동안 패턴 롤(1)이 구부러지는 것을 방지하기 위해, 패턴 롤(1)의 롤 본체(1a)는 바람직하게는 경질 금속으로 만들어진다. 경질 금속은 SKD11 과 같은 다이 강(die steel)일 수 있다.

(b) 앤빌 롤

천공 부하에 대해 충분한 변형 저항을 나타내면서, 패턴 롤(1)과 조합될 앤빌 롤(2)이 패턴 롤(1)의 높은 경도의 미세 입자(1b)들을 플라스틱 필름에 충분히 난입되는 것을 가능하게 하기 위해, 앤빌 롤(2)은 바람직하게는 높은 강도의 경질 금속, 특히 높은 강도의 내부식성 스테인리스 강(SUS440C, SUS304, 등)으로 만들어진다. 또한, 앤빌 롤(2)은 다이 강과 같은 경질 금속의 내부 층, 그리고 SUS304 와 같은 높은 강도의 내부식성 스테인리스 강의 외부 층을 포함하는 2-층 구조를 가질 수 있다. 외부 층의 두께는 실질적으로 약 20 내지 60 mm 일 수 있다.

(c) 패턴 롤 및 롤링 표면에 많은 수의 리세스들을 갖는 앤빌 롤의 조합

도 14에 도시된 바와 같이 패턴 롤(1)이 롤링 표면에 많은 수의 리세스(2a)들을 갖는 앤빌 롤(2)과 조합될 때, 도 16b 내지 도 18에 도시된 바와 같이 패턴 롤(1)과 앤빌 롤(2) 사이의 갭을 통과하는 플라스틱 필름(F)이 높은 경도의 미세 입자(1b)들에 의해 소성적으로(plastically) 변형되고, 앤빌 롤(2)의 리세스(2a)들과 맞물린다. 높은 경도의 미세 입자(1b)들과 리세스(2a)들 사이의 좁은 갭들에서 부분적으로 확장되어서, 플라스틱 필름(F)은 부분적으로 파열된다. 플라스틱 필름(F)은 높은 경도의 미세 입자(1b)들이 앤빌 롤(2)의 리세스(2a)들과 접촉하게 되는 영역들로 또한 절단된다. 그 결과, 패턴 롤(1)의 높은 경도의 미세 입자(1b)들에 의해 앤빌 롤(2)의 리세스(2a)들 안으로 푸시되는 플라스틱 필름(F)의 부분들은 덴트(Fa)들의 형상들로 변형되고, 절단된 부분들(파열 개구들)(Fb)이 덴트(Fa)들에 제공된다. 물론 제한적이지는 않지만, 파열 개구(Fb)들은 덴트(Fa)들의 주변 바닥 부분(바닥 부분들과 측면 부분들 사이의 경계 영역들) 주위에 주로 형성된다. 파열 개구(Fb)들은, 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 형상들과 리세스(2a)들의 형상들의 조합들에 따라서, 다른 부분들에 또한 형성될 수 있다.

롤링 표면에 리세스(2a)들을 갖는 앤빌 롤(2)과 조합될 패턴 롤(1)에서, 높은 경도의 미세 입자(1b)들은 바람직하게는 20 내지 500 ㎛ 범위의 입자 크기 분포를 갖는다. 높은 경도의 미세 입자(1b)들이 20 ㎛ 미만의 입자 크기들을 가질 때, 플라스틱 필름(F)에 형성되는 덴트(Fa)들은 불충분한 개구 직경을 갖고, 충분한 파열 개구(Fb)들을 갖는 것에 실패한다. 다른 한편, 높은 경도의 미세 입자(1b)들이 500 ㎛ 초과의 입자 크기들을 가질 때, 너무 큰 개구 직경들을 갖는 플라스틱 덴트(Fa)들이 필름(F)에 형성되고, 너무 큰 파열 개구(Fb)들을 초래한다. 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 입자 크기들의 하한은 바람직하게는 50 ㎛, 더 바람직하게는 100 ㎛ 이다. 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 입자 크기들의 상한은 바람직하게는 400 ㎛, 더 바람직하게는 300 ㎛ 이다.

높은 경도의 미세 입자(1b)들은 바람직하게는 2 또는 그 미만의 종횡비들을 갖는다. 2 또는 그 미만의 종횡비들에 의해, 높은 경도의 미세 입자(1b)들은 구들에 근접한 다각형 형상들을 갖는다. 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 종횡비들은 바람직하게는 1.6 또는 그 미만, 더 바람직하게는 1.4 또는 그 미만이다.

높은 경도의 미세 입자(1b)들의 약 1/2 내지 2/3 이 도금 층(1c)에 매립되기 때문에, 도금 층(1c)의 표면으로부터 돌출하는 높은 경도의 미세 입자(1b)들은 10 내지 250 ㎛ 범위의 높이 분포를 갖는다. 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 높이가 10 ㎛ 미만일 때, 충분히 깊은 덴트(Fa)들이 플라스틱 필름(F)에 형성되지 않고, 충분한 파열 개구(Fb)들을 갖는 것에 실패한다. 다른 한편, 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 높이가 250 ㎛ 초과일 때, 너무 깊은 덴트(Fa)들이 플라스틱 필름(F)에 형성되어서, 너무 큰 파열 개구(Fb)들을 제공한다. 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 높이 분포의 하한은 바람직하게는 20 ㎛, 더 바람직하게는 30 ㎛ 이다. 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 높이 분포의 상한은 바람직하게는 200 ㎛, 더 바람직하게는 150 ㎛ 이다.

높은 경도의 미세 입자(1b)들은 바람직하게는 100 내지 400 ㎛ 의 평균 입자 크기, 그리고 50 내지 200 ㎛ 의 평균 높이를 갖는다. 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 평균 입자 크기의 하한은 더 바람직하게는 150 ㎛, 가장 바람직하게는 200 ㎛ 이다. 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 평균 입자 크기의 상한은 더 바람직하게는 350 ㎛, 가장 바람직하게는 300 ㎛ 이다. 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 평균 높이의 하한은 바람직하게는 60 ㎛ 초과, 가장 바람직하게는 70 ㎛ 이다. 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 평균 높이의 상한은 더 바람직하게는 150 ㎛, 가장 바람직하게는 120 ㎛ 이다.

이하에 설명되는 바와 같이, 패턴 롤(1)의 높은 경도의 미세 입자(1b)들이 플라스틱 필름(F)에 덴트(Fa)들을 형성하기 위해 앤빌 롤(2)의 리세스(2a)들과 맞물리기 때문에, 높은 경도의 미세 입자(1b)들은 가능한 한 리세스(2a)들과 근접한 크기들 및 형상들을 가져야 한다. 이를 위해, 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 입자 크기 분포의 폭은 바람직하게는 가능한 한 좁다. 용어 "입자 크기 분포의 폭" 은 최대 입자 크기와 최소 입자 크기 사이의 차이를 의미한다. 물론, 리세스(2a)들의 개구 직경 분포의 폭(최대 개구 직경과 최소 개구 직경 사이의 차이)은 또한 바람직하게는 가능한 한 좁다. 좁은 개구 직경 분포를 갖는 리세스(2a)들과 좁은 입자 크기 분포를 갖는 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 임의의 조합은 높은 가능성의 충분한 맞물림을 초래하고, 이에 의해 많은 덴트(Fa)들에 파열 개구(Fb)들을 갖는, 플라스틱 필름(F)에 충분히 큰 덴트(Fa)들을 형성한다.

상기 이유들로 인하여, 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 입자 크기 분포의 폭은 바람직하게는 120 ㎛ 또는 그 미만, 더 바람직하게는 100 ㎛ 또는 그 미만이다. 그의 폭이 120 ㎛ 또는 그 미만인 20 내지 500 ㎛ 의 입자 크기 분포는, 예컨대 상한이 500 ㎛ 일 때 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 입자 크기들의 하한이 380 ㎛ 이고, 상한이 400 ㎛ 일 때 하한이 280 ㎛ 인 것을 의미한다. 따라서, 20 내지 500 ㎛ 의 입자 크기 분포 범위에서 비교적 큰 입자 크기들(120 ㎛ 또는 그 미만의 폭)을 갖는 높은 경도의 미세 입자(1b)들은 비교적 큰 덴트(Fa)들이 플라스틱 필름(F)에 형성될 때 사용되는 반면, 20 내지 500 ㎛ 의 입자 크기 분포 범위에서 비교적 작은 입자 크기들(120 ㎛ 또는 그 미만의 폭)을 갖는 높은 경도의 미세 입자(1b)들은 비교적 작은 덴트(Fa)들이 형성될 때 사용된다. 유사하게, 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 높이 분포의 폭(최대 높이와 최소 높이 사이의 차이)은 바람직하게는 50 ㎛ 또는 그 미만, 더 바람직하게는 40 ㎛ 또는 그 미만이다.

앤빌 롤(2)의 리세스(2a)들은 70 내지 400 ㎛ 범위의 개구 직경 분포, 그리고 15 내지 250 ㎛ 범위의 깊이 분포를 갖는다. 리세스(2a)들이 70 ㎛ 미만의 개구 직경들 또는 15 ㎛ 미만의 깊이를 가질 때, 너무 작은 덴트(Fa)들이 플라스틱 필름(F)에 형성되고, 충분한 파열 개구들을 얻는 것에 실패한다. 다른 한편, 리세스(2a)들이 400 ㎛ 초과의 개구 직경들 또는 250 ㎛ 초과의 깊이를 가질 때, 너무 큰 덴트(Fa)들이 플라스틱 필름(F)에 형성되고, 너무 큰 파열 개구들을 초래한다. 리세스(2a)들의 개구 직경들의 하한은 바람직하게는 80 ㎛, 더 바람직하게는 90 ㎛ 이다. 리세스(2a)들의 개구 직경들의 상한은 바람직하게는 350 ㎛, 더 바람직하게는 300 ㎛ 이다. 또한, 리세스(2a)들의 깊이의 하한은 바람직하게는 20 ㎛, 더 바람직하게는 30 ㎛ 이다. 리세스(2a)들의 깊이의 상한은 바람직하게는 200 ㎛, 더 바람직하게는 150 ㎛ 이다.

앤빌 롤(2)의 리세스(2a)들은 바람직하게는 100 내지 400 ㎛ 의 평균 개구 직경 그리고 50 내지 200 ㎛ 의 평균 깊이를 갖는다. 리세스(2a)들이 100 ㎛ 미만의 평균 개구 직경 또는 50 ㎛ 미만의 평균 깊이를 가질 때, 너무 작은 덴트(Fa2)들이 플라스틱 필름(F)에 형성되고, 충분한 파열 개구들을 얻는 것에 실패한다. 다른 한편, 리세스(2a)들이 400 ㎛ 초과의 평균 개구 직경 또는 200 ㎛ 초과의 평균 깊이를 가질 때, 너무 큰 덴트(Fa)들이 플라스틱 필름(F)에 형성되고, 너무 큰 파열 개구들을 초래한다. 리세스(2a)들의 평균 개구 직경의 하한은 더 바람직하게는 120 ㎛, 가장 바람직하게는 140 ㎛ 이다. 리세스(2a)들의 평균 개구 직경의 상한은 더 바람직하게는 300 ㎛, 가장 바람직하게는 250 ㎛ 이다. 또한, 리세스(2a)들의 평균 깊이의 하한은 더 바람직하게는 60 ㎛, 가장 바람직하게는 70 ㎛ 이다. 리세스(2a)들의 평균 깊이의 상한은 더 바람직하게는 150 ㎛, 가장 바람직하게는 100 ㎛ 이다.

앤빌 롤(2)의 리세스(2a)들은 또한 바람직하게는 균일한 형상들 및 크기들을 갖는다. 이를 위해, 리세스(2a)들은 바람직하게는 100 ㎛ 또는 그 미만의 개구 직경 분포 그리고 50 ㎛ 또는 그 미만의 깊이 분포 폭(최대 깊이와 최소 깊이 사이의 차이)을 갖는다. 100 ㎛ 또는 그 미만의 폭을 갖는 70 내지 400 ㎛ 의 개구 직경 분포는, 예컨대 상한이 400 ㎛ 일 때 리세스(2a)의 개구 직경들의 하한이 300 ㎛ 이고, 상한이 250 ㎛ 일 때 하한이 150 ㎛ 인 것을 의미한다. 따라서, 70 내지 400 ㎛ 의 개구 직경 분포 범위에서 비교적 큰 개구 직경들(100 ㎛ 또는 그 미만의 폭)을 갖는 리세스(2a)들은 비교적 큰 덴트(Fa)들이 플라스틱 필름(F)에 형성될 때 사용되는 반면, 70 내지 400 ㎛ 의 개구 직경 분포에서 비교적 작은 개구 직경들(100 ㎛ 또는 그 미만의 폭)을 갖는 리세스(2a)들은 비교적 큰 덴트(Fa)들이 형성될 때 사용된다. 리세스(2a)들의 개구 직경 분포의 폭은 더 바람직하게는 80 ㎛ 또는 그 미만이다. 유사하게, 리세스(2a)들의 개구 직경 분포의 폭은 더 바람직하게는 50 ㎛ 또는 그 미만, 가장 바람직하게는 40 ㎛ 또는 그 미만이다.

앤빌 롤(2)의 롤링 표면의 리세스(2a)들의 면적비(리세스(2a)들에 의해 차지되는 앤빌 롤 표면의 퍼센티지)는 바람직하게는 10 내지 70% 이다. 리세스(2a)들의 면적비가 10% 미만일 때, 덴트들은 충분한 면적비로 플라스틱 필름(F)에 형성될 수 없고, 충분한 습기 투과성을 얻는 것에 실패한다. 다른 한편, 앤빌 롤(2)의 롤링 표면에 리세스(2a)들을 70% 초과의 면적비로 형성하는 것은 실질적으로 어렵다. 리세스(2a)들의 면적비는 더 바람직하게는 하한이 20% 이고, 상한이 60% 이다.

패턴 롤(1)의 높은 경도의 미세 입자(1b)들이 들어가는, 리세스(2a)들을 갖는 앤빌 롤(2)을 위한 금속 롤이 충분한 내부식성을 가져야 한다. 물론, 앤빌 롤(2)은 플라스틱 필름(F)에 구멍들을 형성하는 동안 과도한 구부러짐을 방지하기 위해 충분한 기계적 강도를 가져야 한다. 따라서, 앤빌 롤(2)은 바람직하게는 높은 강도의 내부식성 스테인리스 강(SUS440C, SUS304, 등)으로 만들어진다. 앤빌 롤(2)은 또한 다이 강과 같은 경질 금속의 내부 층, 그리고 SUS304 와 같은 높은 강도의 내부식성 스테인리스 강의 외부 층을 포함하는 2-층 구조를 가질 수 있다. 외부 층은 실질적으로 약 20 내지 60 mm 만큼 두꺼울 수 있다.

도 19에 도시된 바와 같이, 롤링 표면에 많은 수의 리세스(2a)들을 무작위로 갖는 앤빌 롤(2)은 편평한 롤링 표면을 갖는 금속 롤(6)에, 도금 층(7c)에 의해 롤 본체(7a)의 롤링 표면에 무작위로 고정되는 많은 수의 높은 경도의 미세 입자(7b)들을 갖는 덴트 형성 패턴 롤(7)을 프레스함으로써 제조된다. 패턴 롤(1)과 유사하게, 덴트 형성 패턴 롤(7)의 높은 경도의 미세 입자(7b)들은 바람직하게는 날카로운 에지들, 5 또는 그 초과의 모스 경도, 2 또는 그 미만의 종횡비들, 20 내지 500 ㎛ 범위의 입자 크기 분포, 및 10 내지 250 범위의 높이 분포(도금 층(7c)의 표면으로부터)를 갖는다.

또한, 덴트 형성 패턴 롤(7)의 높은 경도의 미세 입자(7b)들은 바람직하게는 100 내지 400 ㎛ 의 평균 입자 크기 그리고 50 내지 200 ㎛ 의 평균 높이를 갖는다. 높은 경도의 미세 입자(7b)들의 평균 입자 크기의 하한은 더 바람직하게는 150 ㎛, 가장 바람직하게는 200 ㎛ 이다. 높은 경도의 미세 입자(7b)들의 평균 입자 크기의 상한은 더 바람직하게는 350 ㎛, 가장 바람직하게는 300 ㎛ 이다. 높은 경도의 미세 입자(7b)들의 평균 높이의 하한은 더 바람직하게는 60 ㎛, 가장 바람직하게는 70 ㎛ 이다. 높은 경도의 미세 입자(7b)들의 평균 높이의 상한은 더 바람직하게는 150 ㎛, 가장 바람직하게는 120 ㎛ 이다.

높은 경도의 미세 입자(7b)들의 종횡비들은 더 바람직하게는 1.6 또는 그 미만, 가장 바람직하게는 1.4 또는 그 미만이다. 높은 경도의 미세 입자(7b)들의 면적비는 바람직하게는 10 내지 70%, 더 바람직하게는 하한이 20% 그리고 상한이 60% 이다.

덴트 형성 패턴 롤(7)의 높은 경도의 미세 입자들이 상기 설명된 바와 같은 패턴 롤(1)에서와 동일한 분포를 가질 수 있기 때문에, 패턴 롤(1)은 덴트 형성 패턴 롤(7)로서 사용될 수 있다.

높은 경도의 미세 입자들(예컨대, 미세 다이아몬드 입자들)(7b)이 금속 롤(6)보다 충분히 더 경질이기 때문에, 덴트 형성 패턴 롤(7)에 의한 프레싱은 금속 롤(6)의 롤링 표면에 높은 경도의 미세 입자(7b)들에 대응하는 리세스(2a)들을 형성한다. 금속 롤(6)의 롤링 표면에 형성되는 리세스(2a)들 주위의 버(burr)들은 그라인딩(grinding) 등에 의해 제거된다. 리세스(2a)들이 제공된 금속 롤(6)은 앤빌 롤(2)로서 작용한다.

금속 롤(6)에 대한 덴트 형성 패턴 롤(7)의 더 큰 푸싱 힘은 더 큰 면적비를 갖는 더 큰 리세스(2a)들을 제공한다. 덴트 형성 패턴 롤(7)의 높은 경도의 미세 입자(7b)들에 의한 금속 롤(6)의 롤링 표면의 70 내지 400 ㎛ 범위의 개구 직경 분포 그리고 15 내지 250 ㎛ 범위의 깊이 분포를 갖는 많은 수의 리세스(2a)들을 형성하기 위해 필요한 푸싱 힘은 바람직하게는 선형 압력에 의한 0.002 내지 1.47 kN/㎝ (0.2 내지 150 kgf/㎝) 범위이다.

패턴 롤(1)의 각각의 높은 경도의 미세 입자(1b)의 입자 크기는 동일한 면적을 갖는 원의 직경(등가의 원 직경)에 의해 표현되고, 앤빌 롤(2)의 각각의 리세스(2a)의 개구 직경은 동일한 면적을 갖는 원의 직경(등가의 원 직경)에 의해 표현된다. 마찬가지로, 미소공성 플라스틱 필름(F)의 각각의 덴트(Fa)의 개구 직경은 등가의 원 직경에 의해 표현된다.

플라스틱 필름(F)에 파열 개구(Fb)들을 갖는 많은 수의 덴트(Fa)들을 형성하기 위해, 앤빌 롤(2)의 리세스(2a)들은 작은 갭(G')들을 갖는 패턴 롤(1)의 높은 경도의 미세 입자(1b)들을 수용하는 정도의 크기여야 한다. 따라서, (a) 패턴 롤(1)의 높은 경도의 미세 입자(1b)들은 바람직하게는 20 내지 500 ㎛ 범위의 입자 크기 분포 그리고 10 내지 250 ㎛ 범위의 높이 분포를 갖고, (b) 앤빌 롤(2)의 리세스(2a)들은 바람직하게는 70 내지 400 ㎛ 범위의 개구 직경 분포 그리고 15 내지 250 ㎛ 범위의 깊이 분포를 갖고, (c) 높은 경도의 미세 입자들은 바람직하게는 120 ㎛ 또는 그 미만의 입자 크기 분포 폭 그리고 50 ㎛ 또는 그 미만의 높이 분포 폭(최대 높이와 최소 높이 사이의 차이)을 갖고, (d) 리세스(2a)들은 바람직하게는 100 ㎛ 또는 그 미만의 개구 직경 분포 폭 그리고 50 ㎛ 또는 그 미만의 깊이 분포 폭을 갖고, (e) 높은 경도의 미세 입자(1b)들은 바람직하게는 100 내지 400 ㎛ 의 평균 입자 크기 및 50 내지 200 ㎛ 의 평균 높이를 갖고, 그리고 (f) 리세스(2a)들은 바람직하게는 100 내지 400 ㎛ 의 평균 개구 직경 그리고 50 내지 200 ㎛ 의 평균 깊이를 갖는다.

리세스(2a)들이 바람직하게는 약간의 갭(G')들을 갖고 높은 경도의 미세 입자(1b)들을 수용하기 때문에, 리세스(2a)들의 평균 개구 직경과 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 평균 입자 크기 사이의 차이는 바람직하게는 100 ㎛ 또는 그 미만, 더 바람직하게는 50 ㎛ 또는 그 미만이다. 또한, 리세스(2a)들의 평균 깊이와 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 평균 높이 사이의 차이는 바람직하게는 50 ㎛ 또는 그 미만, 더 바람직하게는 30 ㎛ 또는 그 미만이다. 제 1 패턴 롤이 제 2 패턴 롤과 동일할 때, 리세스(2a)들의 평균 개구 직경과 높은 경도의 미세 입자(1b)들의 평균 입자 크기 사이의 차이는 가능한 한 작게 될 수 있고, 리세스(2a)들 및 높은 경도의 미세 입자(1b)들은 실질적으로 동일한 종횡비들을 가질 수 있다.

상기 설명된 바와 같이, 롤링 표면에 많은 수의 리세스(2a)들을 갖는 앤빌 롤(2)과 패턴 롤(1)의 조합은 상이한 개구 직경들 및 깊이들을 갖는 많은 수의 덴트(Fa)들을 무작위로 갖는 높은 습기 투과성의 미소공성 플라스틱 필름(F')을 형성할 수 있고, 덴트(Fa)들은 파열 개구(Fb)들을 갖고, 덴트(Fa)들은 60 내지 300 ㎛ 범위의 개구 직경 분포 그리고 8 내지 100 ㎛ 범위의 깊이 분포를 갖고, 파열 개구(Fb)들의 50% 또는 그 초과는 덴트(Fa)들의 바닥 부분들과 측면 부분들 사이의 경계 영역들에 형성되며, 이에 의해 미소공성 플라스틱 필름(F')은 90% RH 및 40℃에서 100 내지 7000 g/㎡ㆍ24시간의 습기 투과성을 갖는다.

(5) 패턴 롤 및 앤빌 롤의 구동 메커니즘

도 2a, 도 2b 및 도 4에 도시된 바와 같이, 패턴 롤(1) 및 앤빌 롤(2)을 이동시키기 위한 제 2 및 제 3 구동 수단(13, 23)은 모터(51), 커플링 유닛(52)을 통하여 모터(51)의 회전 샤프트에 연결되는 감속 기어(53), 커플링 유닛(54)을 통하여 감속 기어(53)의 회전 샤프트에 연결되는 트랜스미션(transmission)(55), 트랜스미션(55)에 연결되는 스프로켓(56), 체인(57)을 통하여 스프로켓(56)에 맞물리는 스프로켓(58), 및 스프로켓(58)에 맞물리는 기어 유닛(59)을 포함하는 구동 메커니즘(5)을 포함한다. 기어 유닛(59)으로부터 연장하는 2 개의 회전 샤프트(61, 62)들이 동일한 개수의 치형부들을 갖고 서로 맞물리는 기어들에 연결되기 때문에, 이들은 동일한 속도(n)로 회전된다. 기어 유닛(59)의 하나의 회전 샤프트(61)는 커플링 유닛(63)을 통하여 제 2 구동 수단(13)에 연결되고, 다른 회전 샤프트(62)는 유니버설 조인트(universal joint)(64)를 통하여 제 3 구동 수단(23)에 연결된다.

회전 속도(n)로 구동 메커니즘(5)에 의해 회전되는 제 2 구동 수단(13)의 회전 샤프트(61)는 한 쌍의 제 1 회전 프레임 부분(11a, 11a)들에 고정되는 베어링(10a, 10a)들에 의해 회전 가능하게 지지되는 패턴 롤(1)의 하나의 샤프트에 연결된다. 동일한 회전 속도(n)로 회전되는 제 3 구동 수단(23)의 회전 샤프트(62)는, 앤빌 롤(2)이 한 쌍의 제 4 구동 수단(24, 24)에 의해 상하로 이동될 수 있도록, 유니버설 조인트(64)를 통하여 앤빌 롤(2)의 하나의 샤프트에 연결된다.

(6) 변형 제거 롤

서로에 대하여 상대적으로 기울어진 패턴 롤(1)과 앤빌 롤(2) 사이의 갭(G)을 통과하는 많은 수의 미세 구멍들이 제공되는 플라스틱 필름(미소공성 플라스틱 필름)(F')에 변형이 발생되기 때문에, 파열 등과 같은 문제들이 미소공성 플라스틱 필름이 현 상황에서 감길 때 미소공성 플라스틱 필름(F')에 발생할 수 있다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 변형 제거 롤(8)이 바람직하게는 패턴 롤(1)과 앤빌 롤(2) 사이의 갭(G)의 바로 하류에 배치된다. 도 6 및 도 9에 도시된 바와 같이, 변형 제거 롤(8)의 양단부들을 회전 가능하게 지지하는 베어링(8a, 8a)은 한 쌍의 제 1 고정 프레임 부분(11a, 11a)들에 고정되는 제 5 구동 수단(예컨대, 모터들, 공기 실린더들 또는 유압 실린더들)(18, 18)에 장착된다. 따라서, 변형 제거 롤(8)의 양단부들의 높이들은 제 5 구동 수단(18, 18)을 독립적으로 작동시킴으로써 변경될 수 있다. 즉, 변형 제거 롤(8)은 수평(패턴 롤(1)의 중심 축선에 대해 평행)에 대하여 바람직한 각도로 기울어질 수 있다.

한 쌍의 닙 롤(nip roll)(9, 9)들이 변형 제거 롤(8)의 하류에 배치되기 때문에, 미소공성 플라스틱 필름(F')은 갭(G)과 닙 롤(9, 9)들 사이에서 기울어진 변형 제거 롤(8)에 의해 가로로 상이한 장력을 받고, 감소된 변형을 초래한다. 예컨대, 미소공성 플라스틱 필름(F')의 좌측이 우측보다 더 전방으로 이동하도록 앤빌 롤(2)이 기울어질 때, 변형 제거 롤(8)의 좌측 단부는, 서로에 대해 상대적으로 기울어진 패턴 롤(1) 및 앤빌 롤(2)에 의해 미세 구멍들이 제공되는 미소공성 플라스틱 필름(F')으로부터 변형을 충분히 제거하기 위해, 한 쌍의 제 5 구동 수단(18, 18)의 스트로크(stroke)들을 조절함으로써 우측 단부보다 더 높게 만들어지고, 감김 단계 동안 파열, 주름 등과 같은 문제들의 더 적은 가능성을 초래한다.

[2] 제 2 실시예

제 2 실시예의 장치는 백업 롤을 제외하면 제 1 실시예의 장치와 기본적으로 동일한 구조를 갖기 때문에, 동일한 참조 번호들이 공통 부재들에 할당되고, 설명은 백업 롤을 제외하고 생략될 것이다.

도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이, 제 2 실시예의 장치는, 미세 구멍들을 형성할 때 패턴 롤(1)의 구부러짐을 감소시키기 위해 패턴 롤(1) 위에 백업 롤(3)을 포함한다. 백업 롤(3)은 위로부터 패턴 롤(1)을 푸시하기 위해 제 3 고정 프레임 부분(11c)에 장착되는 한 쌍의 제 6 구동 수단(31, 31)에 의해 구동된다. 롤링 표면에 높은 경도의 미세 입자들을 갖는 패턴 롤(1)과 접촉하는 백업 롤(3)은 바람직하게는, 고무 롤 등과 같은 비교적 탄력적인 롤링 표면을 갖는 롤이다.

각각의 제 6 구동 수단(31)은 제 3 고정 프레임 부분(11c)에 장착되는 스크류 잭(32), 스크류 잭(32)을 구동하기 위한 모터(33), 및 패턴 롤(1)의 각각의 베어링(10a)을 푸시하기 위해 스크류 잭(32)의 수형 스크류 부재(32a)의 하부 단부에 부착되는 탄성 유닛(34)을 포함한다. 탄성 유닛(34)은 과도한 충격이 패턴 롤(1)의 베어링(10a)에 인가되는 것을 방지하기 위해 코일 스프링 등과 같은 탄성 부재를 포함한다.

도 22 및 도 23에 도시된 바와 같이 수직 레일(12a)이 각각의 제 1 고정 프레임 부분(11a)에 부착되고, 도 21에 도시된 바와 같이 백업 롤(3)의 각각의 베어링(30a)에 고정되는 가이드 부재(30b)는 레일(12a)을 따라 수직으로 이동 가능하다. 스크류 잭(32)의 수형 스크류 부재(32a)가 모터(33)에 의해 하방으로 이동될 때, 백업 롤(3)의 베어링(30a)은 탄성 유닛(34)을 통하여 하방으로 푸시된다. 그 결과, 미세 구멍들을 형성할 때 백업 롤(3)은 패턴 롤(1)의 구부러짐을 감소시키기 위해 패턴 롤(1)을 하방으로 푸시한다. 패턴 롤(1) 및 앤빌 롤(2)의 상대적인 기울기 각도가 패턴 롤(1)의 구부러짐을 감소시킴으로써 더 작게 이루어질 수 있기 때문에, 미소공성 플라스틱 필름(F')에 발생되는 변형은 유리하게는 감소될 수 있다.

[3] 미소공성 플라스틱 필름의 제조

(1) 플라스틱 필름

미세 구멍들이 본 발명의 구멍 형성 장치에 의해 형성되는 플라스틱 필름(F)은 패턴 롤(1)의 높은 경도의 미세 입자(1b)들에 의한 미세 구멍들의 형성을 가능하게 하는 연성, 그리고 서로에 대해 상대적으로 기울어진 패턴 롤(1)과 앤빌 롤(2) 사이의 갭(G)을 통과할 때 파열, 주름 등과 같은 문제들을 회피하기 위한 이러한 강도 및 경도를 가져야 한다. 이러한 입자들은 바람직하게는 가요성 열가소성 폴리머들이고, 이는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부티렌 테레프탈레이트(PBT), 등과 같은 폴리에스테르들; 연신 폴리프로필렌(OPP), 등과 같은 폴리올레핀들; 나일론(Ny)들, 등과 같은 폴리아미드들; 폴리비닐 클로라이드들; 폴리비닐리덴 클로라이드들; 폴리스티렌들; 등을 포함한다.

빵들, 쿠키들, 야채들, 발효된 콩들과 같은 발효 식품들 및 김치 등을 랩핑하기 위한 미소공성 필름들을 위한 플라스틱 필름(F)은 바람직하게는 8 내지 100 ㎛ 범위의 두께를 갖는다. 플라스틱 필름(F)의 두께가 8 ㎛ 미만일 때, 플라스틱 필름은 랩핑 필름으로서 충분한 강도를 갖지 않는다. 다른 한편, 플라스틱 필름(F)의 두께가 100 ㎛ 초과일 때, 플라스틱 필름은 랩핑 필름으로서 너무 단단하다. 플라스틱 필름(F)의 두께는 더 바람직하게는 10 내지 80 ㎛, 가장 바람직하게는 20 내지 60 ㎛ 이다.

플라스틱 필름(F)은 단일층 필름 또는 적층 필름일 수 있다. 특히 가열 밀봉(heat sealing)이 시행될 때, 플라스틱 필름은 바람직하게는 내부 층으로서 LLDPE 및 EVAc 와 같은 저융점 수지의 밀봉제(sealant) 층을 갖는다. 밀봉제 층은 약 20 내지 60 ㎛ 만큼 두꺼울 수 있다.

(2) 플라스틱 필름에 구멍들을 형성

플라스틱 필름(F)이 도 2b에 도시된 상태의 구멍 형성 장치의 패턴 롤(1)과 앤빌 롤(2) 사이의 큰 갭(G)을 통과할 때, 제 4 구동 수단(24, 24)은 도 2a에 도시된 상태로 앤빌 롤(2)을 상방으로 이동시키도록 작동되고, 여기서 미세 구멍들이 플라스틱 필름(F)에 형성된다. 패턴 롤(1) 및 앤빌 롤(2)은 이들이 평행할 때에 플라스틱 필름(F)을 통하여 서로에 대해 프레스되기 때문에, 갭(G)은 롤들의 변형에 의해 측면 부분들에서보다 가로 중심 부분에서 더 크게 된다. 따라서, 이러한 불균일한 갭(G)에 의해 형성되는 미세 구멍들은 가로 중심 부분과 측면 부분들 사이에서 상이한 개구 직경들 및 깊이들을 갖고, 균일한 가스 투과성을 갖는 미소공성 플라스틱 필름(F')을 얻는 것에 실패한다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 양쪽이 약간 굽혀진 패턴 롤(1) 및 앤빌 롤(2)이 서로 헬리컬식으로 선형 접촉하도록, 도 1에 도시된 바와 같이 패턴 롤(1) 및 앤빌 롤(2)은 본 발명에서 서로 상대적으로 기울어진다. 그 결과, 가로로 균일한 미세 구멍들이 플라스틱 필름(F)에 형성될 수 있다.

도 8b에 도시된 바와 같이, 바람직한 각도(θ)만큼 패턴 롤(1)에 대하여 앤빌 롤(2)을 기울어지게 하기 위해, 하나의 제 1 구동 수단(15)이 바람직한 거리(ΔL)만큼 레일(12)을 따라 전방 또는 후방으로 하나의 캐리지(22)를 이동시키기 위해 구동된다. 물론, 바람직한 거리(ΔL)만큼 캐리지(22, 22)들을 서로로부터 분리시키기 위해, 양쪽의 캐리지(22, 22)들은 대향 방향들로 이동될 수 있다.

구동 메커니즘(5)의 모터(51)가 작동될 때, 회전 샤프트(61, 62)들은 감속 기어(53), 트랜스미션(55), 스프로켓(56, 58)들과 맞물리는 체인(57) 및 기어 유닛(59)을 통하여 동일한 속도(n)로 회전되어서, 패턴 롤(1) 및 앤빌 롤(2)은 대향 방향들로 동일한 속도(n)로 회전된다. 패턴 롤(1)과 앤빌 롤(2) 사이의 균일한 헬리컬 갭(G)을 통과하는 플라스틱 필름(F)에는 폭 방향으로 미세 구멍들이 균일하게 제공된다.

패턴 롤(1)과 앤빌 롤(2) 사이의 헬리컬 갭(G)으로부터 빠져나가는 미소공성 플라스틱 필름(F')에 변형이 발생되기 때문에, 변형 제거 롤(8)의 양단부들의 높이들은, 미소공성 플라스틱 필름(F')으로부터 변형을 제거하기 위해 한 쌍의 제 1 고정 프레임 부분(11a, 11a)들에 고정되는 한 쌍의 제 5 구동 수단(18, 18)에 의해 변경된다. 플라스틱 필름(F)이 우측보다는 좌측에서 더 전방으로 이동하도록 앤빌 롤(2)이 기울어질 때, 한 쌍의 제 5 구동 수단(18, 18)이 우측 단부에서보다 좌측 단부에서 변형 제거 롤(8)이 더 높게 기울어지도록 작동된다.

상기 실시예들에서, 앤빌 롤(2)이 이동 가능한 프레임(21)에 장착되고, 패턴 롤(1)이 고정 프레임(11)이 장착되더라도, 이러한 배열은 제한적이지 않고, 오히려 패턴 롤(1)은 반대로 이동 가능한 프레임(21)에 장착되고, 앤빌 롤(2)은 고정 프레임(11)에 장착될 수 있다. 따라서, 기울어진 롤은 앤빌 롤(2)로 제한되지 않으며, 오히려 패턴 롤(1)일 수 있다. 또한, 캐리지(22)는 상기 실시예들에서 베이스(4)에서 이동 가능하고, 캐리지(22)는 고정 프레임(11)의 제 3 고정 프레임 부분을 따라 이동 가능할 수 있다.

[4] 미소공성 플라스틱 필름

(1) 편평한 롤링 표면을 갖는 앤빌 롤

극도로 작은 미세 구멍(F1)들이 플라스틱 필름(F)에 형성되기 때문에, 미소공성 플라스틱 필름(F')은 실질적으로 변형되지 않는다. 본 발명의 장치에 의해 제조되는 미소공성 플라스틱 필름(F')은 폭 방향으로 두드러지는 균일한 가스 투과성을 갖는다.

(2) 롤링 표면에 리세스들을 갖는 앤빌 롤

도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 플라스틱 필름(F)이 패턴 롤(1) 그리고 롤링 표면에 리세스(2a)들을 갖는 앤빌 롤(2) 사이의 바람직하게 설정된 갭(G)을 통과할 때, 플라스틱 필름(F)은 높은 경도의 미세 입자(1b)들에 의해 소성적으로 변형되고 앤빌 롤(2)의 리세스(2a)들 안으로 프레스된다. 높은 경도의 미세 입자(1b)들과 리세스(2a)들 사이의 좁은 갭(G)들에서 부분적으로 확장되어서, 플라스틱 필름(F)은 리세스(2a)들을 따라 변형되고, 결과적인 덴트(Fa)들에는 절단 개구들(파열 개구들)(11b)이 제공된다. 파열 개구(Fb)들은 덴트(Fa)들의 주변 바닥 부분들(바닥 부분들과 측면 부분들 사이의 경계 영역들)에 주로 형성되지만, 제한적이지는 않다. 파열 개구(Fb)들은, 높은 경도의 미세 입자(1b)들 및 리세스(2a)들의 형상들에 따라서, 다른 부분들에 또한 형성될 수 있다.

플라스틱 필름(F)에 형성되는 덴트(Fa)(파열 개구(Fb)들)들의 개수 및 크기는 패턴 롤(1) 및 앤빌 롤(2)에 의해 플라스틱 필름(F)에 가해지는 푸싱 힘이 더 커질수록 증가한다. 플라스틱 필름(F)에 가해지는 푸싱 힘은 바람직하게는 선형 압력에 의해 0.002 내지 1.47 kN/㎝ (0.2 내지 150 kgf/㎝) 이다. 선형 압력이 0.002 kN/㎝ (0.2 kgf/㎝) 미만일 때, 덴트(Fa)들(파열 개구(Fb)들)은 충분한 개수 및 크기로 형성될 수 없고, 바람직한 습기 투과성을 얻는 것에 실패한다. 다른 한편, 푸싱 힘이 1.47 kN/㎝ (150 kgf/㎝) 초과일 때, 너무 큰 덴트(Fa)들(파열 개구(Fb)들)이 형성된다. 푸싱 힘은 더 바람직하게는 0.01 내지 0.98 kN/㎝ (1 내지 100 kgf/㎝) 이다.

도 25에 도시된 바와 같이, 결과적인 미소공성 플라스틱 필름(F')에는 상이한 개구 직경(Do)들 및 깊이(Dd)들을 갖는 많은 수의 덴트(Fa)들이 무작위로 제공되고, 덴트(Fa)들에는 파열 개구(Fb)들이 제공된다. 덴트(Fa)들은 60 내지 300 ㎛ 범위의 개구 직경 분포 그리고 8 내지 100 ㎛ 범위의 깊이 분포를 갖는다. 덴트(Fa)들이 60 ㎛ 그 미만의 개구 직경들 또는 8 ㎛ 미만의 깊이들을 가질 때, 파열 개구(Fb)들은 충분한 개수 및 크기로 형성되지 않는다. 다른 한편, 덴트(Fa)들이 300 ㎛ 초과의 개구 직경들 또는 100 ㎛ 초과의 깊이들을 가질 때, 너무 큰 덴트(Fa)들이 형성되고, 너무 큰 파열 개구(Fb)들이 형성된다. 덴트(Fa)들의 개구 직경들의 하한은 바람직하게는 70 ㎛, 더 바람직하게는 80 ㎛ 이다. 덴트(Fa)들의 개구 직경들의 상한은 바람직하게는 250 ㎛, 더 바람직하게는 200 ㎛ 이다. 덴트(Fa)들의 깊이(Dd)들의 하한은 바람직하게는 10 ㎛, 더 바람직하게는 20 ㎛ 이다. 덴트(Fa)들의 깊이(Dd)들의 상한은 바람직하게는 80 ㎛, 더 바람직하게는 70 ㎛ 이다.

상기와 동일한 이유들로, 미소공성 플라스틱 필름(F')은 바람직하게는 100 내지 240 ㎛ 의 평균 개구 직경(Doav) 그리고 20 내지 80 ㎛ 의 평균 깊이(Dav)를 갖는다. 덴트(Fa)들의 평균 개구 직경(Doav)의 하한은 더 바람직하게는 110 ㎛, 가장 바람직하게는 120 ㎛ 이다. 덴트(Fa)들의 평균 개구 직경(Doav)의 상한은 더 바람직하게는 200 ㎛, 가장 바람직하게는 180 ㎛ 이다. 덴트(Fa)들의 평균 깊이 (Dav)의 하한은 더 바람직하게는 30 ㎛, 가장 바람직하게는 35 ㎛ 이다. 덴트(Fa)들의 평균 깊이(Dav)의 상한은 더 바람직하게는 70 ㎛, 가장 바람직하게는 60 ㎛ 이다.

덴트(Fa)들의 30% 이상에는 바람직하게는 파열 개구(Fb)들이 제공된다. 모든 덴트(Fa)들에 대한 파열 개구(Fb)들을 갖는 덴트(Fa)들의 퍼센티지가 30% 미만일 때, 파열 개구(Fb)들은 덴트(Fa)들에 대하여 너무 적고, 바람직한 습기 투과성을 얻는 것에 실패한다. 파열 개구(Fb)들을 갖는 덴트(Fa)들의 퍼센티지는 바람직하게는 40% 이상, 더 바람직하게는 50% 이상이다.

파열 개구(Fb)들의 대부분(50% 또는 그 초과)은 덴트(Fa)들의 바닥 부분들과 측면 부분들 사이의 경계 영역들에서 형성되는데, 짐작건대 높은 경도의 미세 입자(1b)들에 의해 확장되는 플라스틱 필름(F)이 덴트(Fa)들의 바닥 부분들과 측면 부분들 사이의 경계 영역들에서 주로 파열되기 때문이다. 물론, 플라스틱 필름(F)의 파열된 부분들은 패턴 롤(1)의 높은 경도의 미세 입자(1b)들 및 앤빌 롤(2)의 리세스(2a)들의 형상들 및 크기들의 조합들에 따라 변할 수 있다. 파열 개구(Fb)들은 덴트(Fa)들의 바닥 부분들과 측면 부분들 사이의 경계 영역들 외의 다른 영역들에 또한 형성될 수 있다.

파열 개구(Fb)들의 크기들은 높은 경도의 미세 입자(1b)들과 리세스(2a)들의 형상들 및 크기들의 조합에 따라 또한 변할 수 있다. 또한, 패턴 롤(1) 및 앤빌 롤(2)에 의해 플라스틱 필름(F)에 가해지는 푸싱 힘이 증가할수록, 덴트(Fa)들은 더 많은 수를 갖고 더 커지고, 파열 개구(Fb)들도 또한 더 많은 수를 갖고 더 커진다. 따라서, 파열 개구(Fb)들의 크기 및 개수는 패턴 롤(1) 및 앤빌 롤(2)에 의해 플라스틱 필름(F)에 가해지는 푸싱 힘에 의해 조절될 수 있다.

본 발명의 미소공성 플라스틱 필름(F')은 90% RH 및 40℃에서 100 내지 7000 g/㎡ㆍ24시간의 습기 투과성을 갖는다. 습기 투과성은 JIS Z 0208 의 “습기 방지 포장 재료들의 수증기 투과율의 판정을 위한 시험 방법들(Testing Methods for Determination of Water Vapor Transmission Rate of Moisture-Proof Packaging Materials)” 에 의해 측정된다. 파열 개구(Fb)들의 크기 및 개수는 패턴 롤(1) 및 앤빌 롤(2)에 의해 플라스틱 필름(F)에 가해지는 푸싱 힘을 조절함으로써 제어될 수 있고, 이에 의해 90% RH 및 40℃에서 100 내지 7000 g/㎡ㆍ24시간 범위로 미소공성 플라스틱 필름(F')의 습기 투과성을 적절하게 설정한다. 습기 투과성이 90% RH 및 40℃에서 100 g/㎡ㆍ24시간 미만일 때, 미소공성 플라스틱 필름(F')은 빵들, 야채들 등과 같은 식품들을 위해 필요한 습기 투과성을 갖지 않는다. 다른 한편, 습기 투과성이 90% RH 및 40℃에서 7000 g/㎡ㆍ24시간 초과일 때, 미소공성 플라스틱 필름(F')은 너무 높은 습기 투과성을 갖는다. 미소공성 플라스틱 필름(F')의 습기 투과성은 바람직하게는 90% RH 및 40℃에서 200 내지 6000 g/㎡ㆍ24시간, 더 바람직하게는 90% RH 및 40℃에서 300 내지 6000 g/㎡ㆍ24시간이다. 미소공성 플라스틱 필름(F')의 습기 투과성은 랩핑될 내용물들에 따라서 상기 범위 내에서 적절하게 선택될 수 있다.

물론, 롤링 표면(2)에 리세스들을 갖는 앤빌 롤이 사용되는 경우에, 마찬가지로, 미소공성 플라스틱 필름(F')은 폭 방향으로 극도로 균일한 습기 투과성 및 가스(공기) 투과성을 갖는다.

1: 패턴 롤
1a: 패턴 롤의 롤 본체
1b: 높은 경도의 미세 입자
1c: 도금 층
10a: 패턴 롤의 베어링
11: 고정 프레임
11a: 제 1 고정 프레임 부분
11b: 제 2 고정 프레임 부분
11c: 제 3 고정 프레임 부분
12: 베이스에 고정되는 레일
12a: 제 1 고정 프레임 부분에 고정되는 레일
2: 앤빌 롤
2a: 앤빌 롤의 리세스
2b: 앤빌 롤의 가이드 부재
20a: 베어링
20b: 베어링 박스
21: 이동 가능한 프레임
21a: 이동 가능한 프레임에 고정되는 레일
22: 캐리지
22a: 캐리지의 개구
25: 캐리지의 가이드 부재
3: 백업 롤
30a: 백업 롤의 베어링
30b: 백업 롤의 베어링에 고정되는 가이드 부재
4: 베이스
5: 제 2 및 제 3 구동 수단에 연결되는 구동 메커니즘
51: 모터
52, 54, 63: 커플링 유닛
53: 감속 기어
55: 트랜스미션
56, 58: 스프로켓
57: 체인
59: 기어 유닛
61, 62: 기어 유닛의 회전 샤프트
64: 유니버설 조인트
6: 금속 롤
7: 덴트 형성 패턴 롤
7a: 롤 본체
7b: 높은 경도의 미세 입자
7c: 도금 층
8: 변형 제거 롤
8a: 변형 제거 롤의 베어링
18: 제 5 구동 수단
9: 닙 롤
15: 제 5 구동 수단
151: 모터
152: 감속 기어
153: 커플링 유닛
154: 수형 스크류 부재
155: 암형 스크류 부재
13: 제 2 구동 수단
23: 제 3 구동 수단
24: 제 4 구동 수단
26: 스크류 잭
26a: 수형 스크류 부재
27: 링크 메커니즘
28: 모터
29: 탄성 유닛
29a: 탄성 유닛의 가이드 부재
31: 제 6 구동 수단
32: 스크류 잭
32a: 스크류 잭의 수형 스크류 부재
33: 스크류 잭을 구동시키기 위한 모터
34: 탄성 유닛
F: 플라스틱 필름
F': 미소공성 플라스틱 필름
F1: 미세 구멍
Fa: 덴트
Fb: 파열 개구
G: 패턴 롤과 앤빌 롤 사이의 갭
G': 높은 경도의 미세 입자와 리세스 사이의 갭

Claims (11)

1. 미소공성 플라스틱 필름(microporous plastic film)을 제조하기 위한 장치로서:
   롤(roll) 본체의 롤링 표면(rolling surface)에 날카로운 에지(edge)들을 갖는 많은 수의 높은 경도의 미세 입자들을 무작위로 갖는 패턴 롤(pattern roll);
   상기 패턴 롤에 대향하여 배열되는 앤빌 롤(anvil roll);
   상기 패턴 롤과 상기 앤빌 롤 사이의 갭(gap)을 플라스틱 필름이 통과하기 위한 이송 수단;
   상기 패턴 롤과 상기 앤빌 롤 중 어느 하나를 회전 가능하게 지지하는 고정 프레임(stationary frame);
   상기 패턴 롤과 상기 앤빌 롤 중 다른 하나를 회전 가능하게 지지하기 위한 한 쌍의 가로로 배열된 이동 가능한 프레임들; 및
   상기 각각의 이동 가능한 프레임들이 각각 고정되는 한 쌍의 가로로 배열되는 캐리지(carriage)들을 포함하고;
   상기 플라스틱 필름의 주행 방향으로 한 쌍의 상기 가로로 배열된 이동 가능한 프레임들 사이에 위치적 차이를 발생하기 위해, 상기 캐리지들 중 하나 이상은 플라스틱 필름의 주행 방향으로 이동하여서, 상기 패턴 롤의 중심 축선과 상기 앤빌 롤의 중심 축선은 서로에 대하여 상대적으로 기울어지는 미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 캐리지들은 상기 플라스틱 필름의 주행 방향으로 연장하는 한 쌍의 레일들을 따라 독립적으로 앞뒤로 이동 가능한 미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 패턴 롤은 상기 고정 프레임에 의해 회전 가능하게 지지되고;
   상기 앤빌 롤은 한 쌍의 상기 가로로 배열되는 이동 가능한 프레임들에 의해 회전 가능하게 지지되는 미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 장치는 :
   상기 캐리지들을 독립적으로 이동시키기 위한 한 쌍의 제 1 구동 수단;
   상기 패턴 롤을 회전시키기 위한 제 2 구동 수단;
   상기 앤빌 롤을 회전시키기 위한 제 3 구동 수단; 및
   상기 이동 가능한 프레임을 따라 상기 앤빌 롤을 상하로 이동시키기 위해 상기 캐리지들의 각각에 장착되는 한 쌍의 제 4 구동 수단을 포함하는 미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 2 및 제 3 구동 수단은 동일한 개수의 치형부들을 갖는 기어(gear)들을 통하여 하나의 모터(motor)에 의해 구동되고, 이에 의해 상기 패턴 롤 및 앤빌 롤을 동일한 회전 속도로 회전시키는 미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 장치는 :
   상기 패턴 롤과 상기 앤빌 롤 사이의 갭의 하류의 위치에, 천공된 플라스틱 필름과 접촉하게 되는 변형 제거 롤, 및 상기 변형 제거 롤의 양단부들을 회전 가능하게 지지하는 베어링들의 높이들을 변경시키기 위한 한 쌍의 제 5 구동 수단을 더 포함하고;
   상기 제 5 구동 수단 중 하나 이상은 상기 변형 제거 롤의 하나 이상의 단부를 상하로 이동시키도록 작동되고, 이에 의해, 상기 패턴 롤의 중심 축선에 대한 상기 앤빌 롤의 중심 축선의 기울어짐에 의해 상기 천공된 플라스틱 필름에 발생되는 변형을 흡수하기 위해, 상기 천공된 플라스틱 필름에 대하여 상기 변형 제거 롤이 수직으로 기울어지는 미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 높은 경도의 미세 입자들은 5 또는 그 초과의 모스 경도(Mohs hardness)를 갖는 미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 패턴 롤의 롤링 표면의 상기 높은 경도의 미세 입자들의 면적비는 10 내지 70% 인 미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 앤빌 롤은 편평한 롤링 표면을 갖는 금속 롤, 또는 상기 높은 경도의 미세 입자들에 대응하는 개구 직경 분포 및 깊이 분포를 갖는 많은 수의 리세스들을 그의 롤링 표면에 무작위로 갖는 금속 롤인 미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 앤빌 롤은 상기 높은 경도의 미세 입자들에 대응하는 개구 직경 분포 및 깊이 분포를 갖는 많은 수의 리세스들을 그의 롤링 표면에 무작위로 갖는 금속 롤이고; 상기 앤빌 롤의 롤링 표면 상의 상기 리세스들의 면적비는 10 내지 70% 인 미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 장치.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 패턴 롤과 상기 앤빌 롤 사이의 갭을 조절하기 위한 수단을 더 포함하여서, 상기 플라스틱 필름에 대한 푸싱 힘(pushing force)은 성형 압력에 의해 0.002 내지 1.47 kN/㎝ (0.2 내지 150 kgf/㎝) 범위로 조절되는 미소공성 플라스틱 필름을 제조하기 위한 장치.

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