JP3578525B2

JP3578525B2 - 多孔質フィルムの製造装置

Info

Publication number: JP3578525B2
Application number: JP21214595A
Authority: JP
Inventors: 清二加川
Original assignee: 清二加川
Priority date: 1995-08-21
Filing date: 1995-08-21
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2015-08-21
Also published as: JPH0957860A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、多孔質フィルムの製造装置に関し、特に衛生材料、医療材料、衣料材料、包装材料等の素材として好適な多孔質フィルムを製造するための装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術および課題】
従来、この種のフィルムの製造方法としては汎用のオレフィン樹脂（例えばポリエチレン）に微細な無機物粉末を大量（通常、樹脂に対して５０体積％以上）に充填した後、フィルム化し、更に一軸又は二軸方向に高倍率で延伸することにより、前記無機物粉末との境界面に破壊孔を形成して迷路的に連通した微細な孔を開口する方法である。
【０００３】
しかしながら、前述した従来の製造方法は次のような問題があった。
【０００４】
（１）無機物粉末を大量に添加するため、フィルムを構成する樹脂本来の特性（例えば強度、ソフト感、透明性等）が著しく低下し、実質的にプラスチックライクのフィルムを得ることができない。
【０００５】
（２）無機物粉末を大量に添加し、一軸又は二軸方向に高倍率で延伸する手法を採用するため、エラストマーフィルムのような伸縮性を有するフィルムに適用することができない。
【０００６】
（３）得られたフィルムには、迷路的に連通したサブミクロンオーダの微細な孔が開口されるため、透湿性を有するものの、通気性は調節が困難であり、用途上の制限を受ける。
【０００７】
このようなことから、本出願人は長尺有機系フィルムを供給するための供給手段；鋭い角部を有する多数のモース硬度５以上の粒子（例えばダイヤモンド粒子）が表面に付着された回転可能な第１ロールと、前記ロールに対して逆方向に回転可能な第２ロールとを備え、前記第１、第２のロールを互いに対向して配置してそれらの間に前記長尺フィルムを通過させるようにすると共に、前記各ロールの一方を固定し、他方を前記一方のロールに対してその対向方向に移動自在に配置した穿孔用ユニット；前記ユニットの前記移動自在なロールの両端部付近に設けられ、前記各ロールによる前記フィルムへの押圧力を調節するための圧力調節手段；前記ユニットの後段にに配置され、前記ユニットから搬送されたフィルムにアークを照射するためのアーク照射手段；を具備したことを特徴とする多孔質フィルムの製造装置（特開平５−１３１５５７号公報）を既に出願した。前記アーク照射手段は、前記穿孔用ユニットから搬送された長尺有機系フィルムにギャップをあけて配置され、表面に多数の微細な凹凸（例えば表面に被覆されたミクロンオーダの目開きを有する誘電体材料製クロス）が形成された回転可能な誘電体ロールと、前記誘電体ロールに対向して配置され、前記誘電体ロールと間でアーク放電を起こさせて前記フィルムの幅方向に亘ってアークを照射するための電極とから構成され、前記凹凸（クロスの目開き）に対応する長尺有機系フィルムの未貫通孔にアークを照射できる。
【０００８】
このような製造装置によれば、前記穿孔用ユニットの第１、第２のロール間に高分子材料を始めとする各種の長尺有機系フィルムを通過させ、前記圧力調節手段により前記第１、第２のロール間のフィルムへの押圧力を調節することによって、前記長尺有機系フィルムに対してそのフィルム材料本来の特性（例えば透明性、強度、ソフト感等）を殆ど損なうことなくサブμｍ〜数百μｍの範囲で任意に選択された微細な開口幅を有する多数（例えば１ｃｍ^２当り５００〜２００，０００個）の微細な未貫通孔を形成することができる。前記穿孔用ユニットを通過した後の長尺有機系フィルムを前記アーク照射手段の誘電体ロールと前記電極間に供給し、前記誘電体ロールと前記電極の間で高圧放電を発生させて前記フィルムの幅方向に亘ってアークを照射することにより、未貫通孔底部の薄膜部分がアークで穿孔され、結果的に貫通孔が形成される。
【０００９】
しかしながら、前記誘電体ロールと前記電極の間でアーク放電を起こさせ、それらの間に供給された長尺有機系フィルムの幅方向に亘ってアークを照射すると、前記穿孔用ユニットにより予め穿孔された長尺有機系フィルムの多数の未貫通孔のうち、電気抵抗の小さい未貫通孔、つまり底部の薄膜部分が別の未貫通孔に比べて薄い未貫通孔にアークが集中する。このようなアークが集中的に照射されることにより穿孔された未貫通孔底部の孔の径は大きくなるため、均一な孔径を有する多数の貫通孔を形成することが困難になる。
【００１０】
また、本出願人は長尺有機系フィルムを供給するための供給手段；鋭い角部を有するモース硬度５以上の多数の誘電体粒子（例えば合成ダイヤモンド粒子）が表面に付着された回転可能な第１ロールと、前記第１ロールに対して逆方向に回転可能な表面に例えばジルコニア層のような誘電体層が被覆された第２ロールとを有し、前記第１、第２のロール間に前記長尺有機系フィルムが通過され、かつ前記各ロールのいずれか一方または両者をそれらの配列方向に移動自在に配置した穿孔用ユニット；前記穿孔用ユニットの前記各ロールのうちのいずれか一方のロールの両端部付近に設けられ、前記各ロールによる前記長尺有機系フィルムへの押圧力を調節するための圧力調節手段；前記第１ロールに高電圧を供給するための高電圧供給手段を具備した多孔質フィルムの製造装置（特願平４−２１７６２２号）を既に出願した。
【００１１】
上述した多孔質フィルムの製造装置において、圧力調節手段により圧力調節された穿孔用ユニットにおける前記第１、２のロールを回転し、前記第１、第２のロール間に前記長尺有機系フィルムを通過させると共に、前記多数の合成ダイヤモンド粒子が表面に付着された第１ロールに高電圧供給手段から高電圧を供給する。この際、前記第１、第２のロールは互いに長さ方向全体に亘って均一に押圧されているため、これらロール間に前記長尺有機系フィルムが通過すると、前記第１ロールに付着された多数の合成ダイヤモンド粒子の鋭い角部が前記フィルムに一様に食い込んで機械的な穿孔がなされ、前記フィルム本来の特性（例えば透明性、強度、ソフト感等）を損なうことなく、微細な開口幅を有する例えば逆円錐形状の凹部が多数形成される。同時に、高電圧が供給された前記第１ロールは前記長尺有機系フィルムを挟んで表面に前記誘電体層が被覆された第２ロールと対向されているため、前記第１ロール表面の誘電体である多数の合成ダイヤモンド粒子と前記第２ロールの誘電体層の間でコロナ放電が発生する。このようなコロナ放電において、前記合成ダイヤモンド粒子表面に沿う沿面電流および前記ダイヤモンド粒子の鋭い角部におけるエッジ効果により前記長尺有機系フィルムの前記凹部の底部に位置する残存薄膜部が穿孔される。このため、前記残存薄膜部に前記凹部の開口幅より小さい径の例えば円柱形状の貫通孔が形成される。
【００１２】
しかしながら、前記第２ロール表面に被覆された誘電体層であるセラミック層は機械的強度や耐衝撃性が劣るため、前記第２ロールを前記表面に合成ダイヤモンド粒子が付着された第１ロールに対して高い圧力で押圧することができない。その結果、長尺有機系フィルムとして比較的厚いものを用いた場合、前記フィルムへの機械的な穿孔およびこれに引き続くコロナ放電による穿孔を行うことが困難になる。また、前記セラミック層は表面が粗面であるため、前記合成ダイヤモンド粒子の鋭い角部と前記セラミック層表面との間のギャップにばらつきを生じる。その結果、前記合成ダイヤモンド粒子と前記セラミック層との間で発生するコロナ放電は、前記ギャップの小さい箇所に集中し、前記凹部底部の孔の径が大きくなるため、均一な孔径を有する多数の貫通孔を形成することが困難になる。
【００１３】
本発明は、長尺有機系フィルムに対してそのフィルム材料本来の特性（例えば透明性、強度、ソフト感等）を殆ど損なうことなくサブμｍ〜数十μｍの範囲で任意に選択された微細な開口幅を有する凹部を一様かつ多数（例えば５００〜２００，０００個／ｃｍ^２）形成できると共に、全ての凹部の底部に対応する前記フィルムの残存薄膜部に前記開口幅より小さくかつ均一な径を有する貫通孔を形成することが可能な多孔質フィルムの製造装置を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる多孔質フィルムの製造装置は、鋭い角部を有するモース硬度５以上の多数の誘電体粒子が表面に付着された回転可能な第１ロールと、
前記第１ロールと同一水平面に互いに軸心が平行するように配置され、前記第１ロールに対して逆方向に回転可能で配列方向に移動自在な第２ロールと、
前記第１ロールの下方に互いに軸心が平行するように配置され、表面にセラミック層およびゴム層がこの順序で被覆された上下方向に移動自在な第３ロールと、
前記第１ロールの周面に沿って前記第１、第２のロール間および前記第１、第３のロール間に長尺有機系フィルムを供給するための供給手段と、
少なくとも前記第２ロールの両端部付近を前記第１ロールに向けて押圧し、前記第１、第２のロール間に供給された前記長尺有機系フィルムへの押圧力を調節するための圧力調節手段と、
前記第３ロールを上下動させ、前記第１、第２のロール間を通過した後の前記第１ロールの周面の長尺有機系フィルムに前記第３ロールを所望の圧力で当接させるためのロール移動手段と、
前記第１ロールに高電圧を供給するための高電圧供給手段と
を具備したことを特徴とするものである。
【００１５】
前記第１ロールは、例えば５００〜２０００ｍｍの長さを有する金属製ロール本体と、前記ロールの本体表面に電着、または有機系もしくは無機系の結合剤により付着され、表面に鋭い角部を有する多数のモース硬度５以上の誘電体粒子と、前記ロール本体の中心を貫通して挿着された軸とを備えた構造を有する。
【００１６】
前記金属製ロール本体は、例えば銅および銅合金、または鉄および鉄合金、あるいはこれらの金属表面にニッケルめっき層、クロムめっき層を被覆したもの等から形成される。
【００１７】
前記モース硬度５以上の誘電体粒子は、その誘電率が１０以下のものが望ましく、例えば炭化ケイ素粒子（誘電率；９．７）、天然もしくは合成のダイヤモンド粒子（誘電率；５．７）等を挙げることができる。これら誘電体粒子の中で、天然もしくは合成のダイヤモンド粒子は硬度、強度等が著しく大きく、絶縁耐圧が高いために好適である。特に、前記合成のダイヤモンド粒子は粒径の揃ったものが入手できるためにより好適である。
【００１８】
前記モース硬度５以上の多数の誘電体粒子としてダイヤモンド粒子を用いる場合には、前記ダイヤモンド粒子を前記ロール本体表面に電着により付着させることが好ましい。前記電着によるダイヤモンド粒子の前記ロール本体への付着は、前記ロール本体を脱脂する工程と、前記ロール本体の表面の端部や軸をマスキングする工程と、脱脂、水洗する工程と、前記ロール本体を酸洗、水洗する工程と、前記ロール本体の露出面に例えばニッケルを主成分とする硬質メッキ層を形成すると共に前記硬質メッキ層に多数のダイヤモンド粒子を仮付けする工程と、前記ダイヤモンド粒子間の前記硬質メッキ層部分に前記ダイヤモンド粒子の鋭い角部が十分に突出するように硬質メッキ処理を施して前記ダイヤモンド粒子を前記ロール本体に固定する工程と、前記マスキング材を除去する工程とを備えた方法によりなされる。前記電着において、前記ロール本体の表面には予めめっき技術等によりＮｉ層、Ｃｒ層を形成することが望ましい。このような電着の採用により、前記ダイヤモンド粒子を前記ロール本体表面に極めて強固に付着させることが可能になる。
【００１９】
前記誘電体粒子は、粒径が１０〜３５０μｍで粒径のばらつきが５％以下のものを用いることが望ましい。前記誘電体粒子は、前記長尺有機系フィルムに例えば５００〜２００，０００個／ｃｍ^２の多数の凹部を形成すると共に前記長尺有機系フィルムに一様なコロナ放電を行う観点から、前記ロール本体の表面に７０％以上付着させることが望ましい。
【００２０】
前記第２ロールは、例えば鉄および鉄合金、または銅および銅合金からなる例えば５００〜２０００ｍｍの長さを有するロール本体と、前記ロール本体の中心を貫通して挿着された軸とを備えた構造を有する。前記ロール本体は、表面にニッケルめっき層、クロムめっき層を被覆した金属から形成してもよい。
【００２１】
前記第１、第２のロールには、前記各軸の両端付近を軸支する軸受を内蔵した絶縁材料からなるボックスが取り付けられる。前記絶縁材料としては、例えばアクリル樹脂等を挙げることができる。
【００２２】
前記第１ロールは、例えば次のような回転手段により回転される。すなわち、前記回転手段は前記ボックスを貫通して突出した前記第１ロールの軸の一端に嵌着された第１プーリと、回転軸を有するモータと、この回転軸に嵌着された第２プーリと、前記第１、第２のプーリ間に枢支された回転ベルトとから構成される。
【００２３】
前記第２ロールは、例えば次のような回転手段により回転される。すなわち、前記回転手段は前記ボックスを貫通して突出した前記第２ロールの軸の一端に嵌着された第１プーリと、前記第１ロールの回転軸に対して反対方向に回転する回転軸を有するモータと、このモータの回転軸に嵌着された第２プーリと、前記第１、第２のプーリ間に枢支された回転ベルトとから構成される。
【００２４】
前記長尺有機系フィルムとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、エラストマー、ポリウレタン等からなる各種高分子樹脂フィルム；発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレンなどの各種の発泡高分子樹脂フィルム；発泡紙；熱融着性樹脂フィルム；高分子材料にシリカ粉末、カーボン粉末、アルミナ粉末等の無機質粉末を混合させた複合フィルム；ポリエチレンテレフタレートフィルムとポリエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルムとポリプロピレンフィルムとを積層したような材質の異なる高分子樹脂フィルムを２層または３層積層した積層フィルム、高分子樹脂フィルムに織布または不織布を積層した積層フィルム、高分子樹脂フィルムに紙を積層した積層フィルムなどの各種の積層フィルム等を用いることができる。
【００２５】
前記長尺有機系フィルムは、例えば厚さ１μｍ〜１０ｍｍのものが用いられる。
【００２６】
前記長尺有機系フィルムを供給するための供給手段としては、例えば前記長尺有機系フィルムを巻装したロールを用いることができる。また、前記長尺有機系フィルムが単一の高分子樹脂からなる場合には、前記供給手段としてインフレーション法によるフィルム製造機、またはキャスティング法によるフィルム製造機を用いることができる。
【００２７】
前記圧力調節手段は、例えば前記第１ロールの軸の両端付近に取り付けられたボックスが固定される架台と、前記第２ロールの軸の両端付近に取り付けられたボックスが係合され、前記第１、第２の配列方向に延びる一対のレールと、前記第２ロールを前記第１ロールに向けて押圧する進退自在なロッドを有する油圧、空気圧またはサーボモータからなる押圧部材とを備える。
【００２８】
前記第１ロール側および前記第２ロール側には、ゴムのような弾性材料層で表面を覆ったバックアップロールがそれぞれ配置されることを許容する。前記各バックアップロールは、表面が弾性材料層で覆われた金属製のロール本体と、このロール本体の中心を貫通して挿着された軸とから構成されている。前記各バックアップロールには、前記軸の両端付近を軸支する軸受を内蔵した絶縁材料からなるボックスが取り付けられる。このようなバックアップロールを付設した場合には、前記圧力調節手段は例えば次のような構造を有する。すなわち、この圧力調節手段は前記第１ロール側に配置された第１バックアップロールの軸の両端付近に取り付けられたボックスが係合され、前記第１、第２の配列方向に延びる一対のレールと、前記第１バックアップロールの両端付近に配置された前記ボックスに連結され、前記ボックスを前記第１ロール側にに向けて押圧する進退自在なロッドを有する油圧、空気圧またはサーボモータからなる第１押圧部材と、前記第２ロール側に配置された第２バックアップロールの軸の両端付近に取り付けられたボックスが係合され、前記第１、第２の配列方向に延びる一対のレールと、前記第２バックアップロールの両端付近に配置された前記ボックスに連結され、前記ボックスを前記第２ロール側にに向けて押圧する進退自在なロッドを有する油圧、空気圧またはサーボモータからなる第２押圧部材とから構成される。
【００２９】
前記第３ロールは、例えば鉄および鉄合金、または銅および銅合金からなる例えば５００〜２０００ｍｍの長さを有する金属製のロール本体と、前記ロール本体の表面に被覆されたセラミック層と、前記セラミック層の表面に被覆されたゴム層と、前記ロール本体の中心を貫通して挿着された軸とを備えた構造を有する。前記ロール本体は、前記表面にニッケルめっき層、クロムめっき層を被覆した金属材料から形成してもよい。このような第３ロールには、前記軸の両端付近を軸支する軸受を内蔵した軸受ボックスが取り付けられる。
【００３０】
前記第３ロール表面に被覆された前記セラミック層は、例えばアルミナ、ジルコニア、ムライト、窒化ケイ素等から形成される。前記セラミック層は、例えば溶射により前記ロール本体に被覆することができる。このような溶射によりセラミック層を前記ロール本体に被覆した後は、前記セラミック層表面を研摩処理して平滑にすることが望ましい。前記セラミック層は、１．５〜３．０ｍｍの厚さを有することが好ましい。
【００３１】
前記第３ロールのセラミック層表面に被覆されるゴム層は、例えばシリコーンゴム、スチレン・ブタジエン・ゴム、ネオプレンゴム等から形成される。前記ゴム層は、前記セラミック層の厚さより薄い１．０〜２．５ｍｍの厚さを有することが好ましい。
【００３２】
前記ロール移動手段は、例えば前記第３ロールの軸の両端付近に取り付けられた前記ボックスが固定される支持台と、前記支持台の底部に取り付けられ、前記第３ロールを前記第１ロールに対して離接する進退自在なロッドを有する油圧、空気圧またはサーボモータからなる駆動部材と、前記第３ロールの軸の両端付近に取り付けられたボックスが係合される上下方向に延びる一対のレールとを備える。
【００３３】
前記高電圧供給手段は、例えば前記第１ロールの軸を軸支する軸受の周囲に被覆された絶縁材料層と、前記ボックスの表面から前記ボックスおよび前記絶縁材料層を貫通して、先端が前記軸受に接触するように挿着された高電圧供給端子と、前記供給端子に接続された高電圧供給源（例えば交流電源または直流電源）とを備えた構成を有する。特に、前記高電圧供給端子と前記高電圧供給源との接続経路にさらに前記第１ロールに供給する高電圧を制御するための制御部材を設けることが好ましい。前記絶縁材料層は、例えば高分子材料、セラミック等を用いることができる。中でも、耐高電圧特性、強度の優れたポリカーボネート樹脂等のエンジニアリングプラスチックが好適である。
【００３４】
前記第１ロールの後段には、静電除去手段が配置されることを許容する。この静電除去手段としては、例えばアースされた金属繊維を有する帯体、または純水を収容した容器と前記純水に超音波を付与する超音波発生部材とからなるものを用いることができる。
【００３５】
以上説明した本発明に係わる多孔質フィルムの製造装置によれば、鋭い角部を有するモース硬度５以上の多数の誘電体粒子が表面に付着された回転可能な第１ロールと、前記第１ロールと同一水平面に互いに軸心が平行するように配置され、前記第１ロールに対して逆方向に回転可能で配列方向に移動自在なな第２ロールと、前記第１ロールの下方に互いに軸心が平行するように配置され、表面にセラミック層およびゴム層がこの順序で被覆された上下方向に移動自在な第３ロールと、前記第１ロールの周面に沿って前記第１、第２のロール間および前記第１、第３のロール間に長尺有機系フィルムを供給するための供給手段と、前記第２ロールの両端部付近を押圧し、前記第１、第２のロール間に供給された前記長尺有機系フィルムへの押圧力を調節するための圧力調節手段と、前記第３ロールを上下動させ、前記第１、第２のロール間を通過した後の前記第１ロールの周面の長尺有機系フィルムに前記第３ロールを所望の圧力で当接させるためのロール移動手段と、前記第１ロールに高電圧を供給するための高電圧供給手段とを具備することによって、高分子樹脂を始めとする各種の長尺有機系フィルムに対してそのフィルム材料本来の特性（例えば透明性、強度、ソフト感等）を殆ど損なうことなくサブμｍ〜数十μｍの範囲で任意に選択された微細な開口幅を有する多数（例えば５００〜２００，０００個／ｃｍ^２）の凹部を一様かつ連続的に形成することができると共に、全ての凹部の底部に対応する前記フィルムの残存薄膜部に前記開口幅より小さい径の貫通孔を形成することができる。
【００３６】
すなわち、前記第１、第２のロール間に前記長尺有機系フィルムを供給し、前記圧力調節手段により前記第１、第２のロール間の前記フィルムへの押圧力を調節し、かつロール移動手段により前記第３ロールを上昇させ、前記フィルムを介して前記第１ロールに当接させる。こうした状態で前記第１、第２のロールを互いに反対方向に回転させると共に、高電圧供給手段から前記第１ロールに高電圧を印加することによって、前記第１、第２のロールによるフィルムの挟持部において、前記第１ロール表面の多数の誘電体粒子が前記フィルムに圧入して多数の凹部を形成する。さらに、前記長尺有機系フィルムが前記第１ロール周面に沿って移動して前記第３ロールの当接領域に移動されると、前記第３ロールの表面にはセラミック層およびゴム層がこの順序で被覆されているため、前記高電圧供給手段から高電圧が供給された前記第１ロールの前記誘電体粒子と前記第３ロールの間でコロナ放電が起こる。その結果、前記コロナ放電において前記第１、第２のロール間での誘電体粒子による穿孔時とほぼ同様な状態で前記フィルムに圧入された前記誘電体粒子表面に沿う沿面電流および前記誘電体粒子の角部のエッジ効果により前記凹部底部の薄いフィルム部分（残存薄膜部）が強力な放電破壊により穿孔される。
【００３７】
このような本発明に係わる多孔質フィルムの製造装置は、次のような特徴および作用を有する。
【００３８】
（１）第１、第２のロール間においては、前記第１ロール表面の多数の誘電体粒子による前記長尺有機系フィルムへの機械的穿孔のみを担わせているため、第１、第２のロール間を通過する前記長尺有機系フィルムへの押圧力を十分に高めることができる。その結果、比較的厚い長尺有機系フィルムでも一様な深さを有する凹部を形成することができる。
【００３９】
（２）第１、第３のロール間においては、前記第１ロール表面の多数の誘電体粒子による機械的な穿孔がなされた前記長尺有機系フィルムにコロナ放電を施して穿孔を行っている。このコロナ放電電流は、前記ゴム層に殆ど依存せず、高誘電率の前記セラミック層に依存するため、大きな放電電流が得られる。つまり、ゴム層が存在しない単独のセラミック層が被覆されたロールと同様な挙動によりコロナ放電が起こる。
【００４０】
また、前記第３ロールの表面はクッション作用を有するゴム層で覆われているため、前記第３ロールを前記長尺有機系フィルムを介して前記第１ロールに十分に強い力で当接できる。その結果、前記第１、第２のロール間での前記誘電体粒子の前記フィルムへの圧入状態に近い状態を第１、第３のロール間でも実現できる。
【００４１】
さらに、前記ゴム層の表面はセラミック層の表面に比べて平滑であるため、前記誘電体粒子の鋭い角部と前記ゴム層表面との間のギャップを均一化できる。
【００４２】
このような第３ロールの構造的特徴および第１ロールに対する配置形態により、既述したようにコロナ放電において前記第１、第２のロール間での誘電体粒子による穿孔時とほぼ同様な状態で前記フィルムに圧入された前記誘電体粒子表面に沿う沿面電流および前記誘電体粒子の角部のエッジ効果により前記凹部底部の薄いフィルム部分（残存薄膜部）が強力な放電破壊により穿孔される。
【００４３】
したがって、本発明に係わる多孔質フィルムの製造装置によれば高分子樹脂を始めとする各種の長尺有機系フィルムに対してそのフィルム材料本来の特性（例えば透明性、強度、ソフト感等）を殆ど損なうことなくサブμｍ〜数十μｍの範囲で任意に選択された微細な開口幅を有する多数（例えば５００〜２００，０００個／ｃｍ^２）の凹部を一様かつ連続的に形成することができると共に、全ての凹部の底部に対応する前記フィルムの残存薄膜部に前記開口幅に比べて極めて径の小さい貫通孔を形成することができる。このような多数の凹部およびその底部に繋がる極めて微細な径の貫通孔を有する多孔質フィルムは、次のような用途に有効に利用することができる。
【００４４】
（１）凹部の底部に対応する長尺有機系フィルムの残存薄膜部にコロナ放電により穿孔された貫通孔は、ピンホールのような大きな径ではなく、非常に微細であるため、耐水圧が非常に高く、使い捨ておむつに代表される通気性、透湿性の機能を有する機能性フィルムを得ることができる。
【００４５】
（２）長尺エラストマーフィルムに多数の凹部およびその底部に繋がる極めて微細な径の貫通孔を形成することによって、はっぷ剤の伸縮性ベースフィルムに利用できる。
【００４６】
すなわち、はっぷ剤は皮膚に貼り付けて消炎または分泌物吸収の目的で用いられる。前記はっぷ剤としては、従来より粉末薬品を含むペースト状外用剤を布に塗布した構造のものが知られている。しかしながら、このような構造のはっぷ剤は前記布が水蒸気を十分に透過しない。このため、前記はっぷ剤を寝眠時に皮膚に貼り付けて使用すると、皮膚から発生した汗が前記はっぷ剤を透過せずにそのまま滞留して不快感を与える。
【００４７】
前記多孔質フィルムに外用剤を塗布したはっぷ剤は、前記多孔質フィルムが高い水蒸気透過性を有する。このため、前記はっぷ剤は皮膚から発生した汗を透過して良好に揮散でき、寝眠時でも良好に使用することができる。
【００４８】
（３）前記（２）で説明したエラストマーフィルムに多数の凹部およびその底部に繋がる極めて微細な径の貫通孔を形成した多孔質フィルムは、水、細菌、雑菌を透過せず、水蒸気の透過量を増大でき、さらに高い伸縮性を有する。このため、手術用の手袋として利用することができる。
【００４９】
（４）多数の凹部およびその底部に繋がる極めて微細な径の貫通孔が形成された多孔質フィルムは、前記貫通孔により透湿性および酸素等のガスの透過量を例えば１０^３〜１０^７ｃｃ／ｍ^２・２４ｈｒ・２５℃の範囲で制御できるため、使い捨てかいろ、脱酸素剤または乾燥剤の包装材として利用することができる。
【００５０】
（５）例えばポリエチレンフィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム等からなる有機系フィルムに多数の凹部およびその底部に繋がる極めて微細な径の貫通孔を形成することによって、青果物鮮度保持用包装材に利用できる。
【００５１】
すなわち、青果物を密封包装した場合、青果物自身の呼吸作用により包装材内の酸素濃度が減少して炭酸ガス濃度が増加する。このため、酸素量の低下と二酸化炭素の高濃度化によつて前記青果物の呼吸が抑制され、前記青果物の鮮度保持がなされる。この場合、前記包装材の素材であるフィルムは個々の青果物が正常に呼吸して生命体を維持できる最低限度の酸素を透過すること、呼吸によって生成した炭酸ガス濃度も過剰にならないように制御されること、細菌繁殖の原因となる結露を招く水蒸気を透過すること、等が要求される。
【００５２】
例えばポリプロピレンフィルムに多数の凹部およびその底部に繋がる極めて微細な径の貫通孔を形成して多孔質フィルムを作製すると、前述したように酸素ガスおよび炭酸ガスの透過量が大幅に増大されると共に、水蒸気の透過量が増大され、かつ水、雑菌の透過が防止される。したがって、前記多孔質フィルムから形成された包装材は、酸素ガスを透過でき、かつ前記青果物の呼吸によって生成した炭酸ガスを透過して炭酸ガス濃度が過剰になるのを抑制でき、さらに結露の原因となる水蒸気を透過することができる。その結果、前記多孔質フィルムからなる包装材は優れた青果物鮮度保持作用を有する。
【００５３】
また、本発明に係わる多孔質フィルムの製造装置において前記供給手段としてインフレーション法によるフィルム製造機、またはキャスティング法によるフィルム製造機を用いることによって、高分子材料の原料から多孔質フィルムを一貫して、つまりインラインで製造することが可能となる。
【００５４】
さらに、本発明に係わる多孔質フィルムの製造装置において前記第１ロールをロール本体と、前記ロール本体に電着により多数の天然もしくは合成のダイヤモンド粒子を付着させた構造にすれば、天然もしくは合成のダイヤモンド粒子は硬度、強度が著しく大きく、かつ絶縁耐圧が３．５×１０^６Ｖ／ｃｍと高いため、予め機械的な穿孔がなされた長尺有機系フィルムへのコロナ放電処理を長期間に亘って安定的に行うことができる。しかも、前記多数の天然もしくは合成のダイヤモンド粒子は電着により前記ロール本体に強固に密着力できるため、耐久性の優れた第１ロールを実現できる。特に、前記ロール本体を表面にＮｉめっき層が被覆された良電気導電性の銅または銅合金から形成すれば、前記多数の天然もしくは合成のダイヤモンド粒子を前記ロール本体により一層強固に電着でき、著しく耐久性の優れた第１ロールを実現できる。
【００５５】
本発明に係わる多孔質フィルムの製造装置においては、前記摩擦を主体とした第１、第２のロール間での機械的な穿孔および帯電を誘起するコロナ放電処理により各種の長尺有機系フィルムに凹部およびその底部に繋がる微細な貫通孔を形成するものである。このため、穿孔およびコロナ放電処理後の前記フィルム表面には大量の静電気が発生し、周囲のダストを付着させる。このようなことから、前記ユニットの後段に静電除去手段を設けることによって、前記穿孔処理後の長尺有機系フィルム表面に生じる大量の静電気を除去でき、前記フィルム表面にダストが付着して容易に除去できる。
【００５６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【００５７】
図１は、本実施例の多孔質フィルムの製造装置を示す断面図、図２は図１の製造装置の上面図、図３は図２のＩＩＩ −ＩＩＩ線に沿う断面図、図４は図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、図５は図１の第１ロールの要部断面図である。
【００５８】
図中の１は、後述する第１、第２のロールおよび２つのバックアップロールのロール本体が配置される開口部２を有する上板３を持つ架台である。第１ロール４は、前記上板３上に前記開口部２を左右に横切るように配置されている。前記第１ロール４は、図５に示すように鋭い角部を有する多数のモース硬度５以上の誘電体粒子５（例えば合成ダイヤモンド粒子；誘電率５．７）が表面に７０％以上の面積率でニッケル製の電着層６を介して付着された鉄製のロール本体７と、前記本体７の中心を貫通して前記本体７の両端面から突出された軸８とから構成されている。前記ロール本体７は、前記上板３の開口部２内に位置されている。前記軸８の突出した両端部は、アクリル樹脂からなる一対の第１ボックス９内の軸受１０にそれぞれ軸支されている。前記各第１ボックス９は、前記上板３の左右の帯状部分にそれぞれ固定されている。前記軸８は右側の前記第１ボックス９から所望長さ突出し、その突出した軸８部分には、第１プーリ１１が嵌着されている。回転軸１２を有するモータ１３は、前記プーリ１１の下方に配置されている。ゴム製の無端ベルト１４は、前記第１プーリ１１と前記回転軸１２に嵌着された第２プーリ１５に枢支されている。したがって、前記モータ１３を回転することにより前記回転軸１２、第２プーリ１５、無端ベルト１４、第１プーリ１１からなる回転伝達部材により前記軸８が回転され、これにより前記第１ロール４が例えば半時計回り方向に回転される。前記各第１ボックス９内の軸受１０周囲には、図４に示すように絶縁環体１６がそれぞれ嵌着されている。鍔部１７を有する高電圧供給端子１８は、その先端が前記各第１ボックス９の上面を貫通し、さらに前記絶縁環体１６を貫通して前記軸受１０外周面に達するようにそれぞれ挿着されている。前記各高電圧供給端子１８は、ケーブル１９ａ、１９ｂを通して高電圧制御部材としての高圧トランス２０に接続されている。高圧トランス２０は、ケーブル２１を通して例えば交流電源２２に接続されている。このような前記絶縁環体１６、前記高電圧供給端子１８、前記高圧トランス２０および前記交流電源２２等の部材により、高電圧供給手段としての高電圧供給機構を構成している。前記高電圧供給機構における前記交流電源２２から交流電圧を前記高圧トランス２０に供給し、ここで所望の高電圧に制御し、前記高電圧をケーブル１８ａ、１８ｂを通して前記各端子１８に供給すると、前記各端子１８に接触された前記軸受１０を通して前記第１ロール４に高電圧が供給される。
【００５９】
第２ロール２３は、図２に示すように前記上板３上に前記開口部２を左右に横切るように前記第１ロール４と平行にかつ前記１ロール４の奥側に配置されている。前記第２ロール２３は、図４に示すように鉄製のロール本体２４と、前記本体２４の中心を貫通して前記本体２４の両端面から突出された軸２５とから構成されている。前記ロール本体２４は、前記上板３の開口部２内に位置されている。前記軸２５の突出した両端部は、アクリル樹脂からなる一対の第２ボックス２６内の軸受２７にそれぞれ軸支されている。前記各第２ボックス２６は、前記上板３の左右の帯状部分に取り付けられた第１レール２８にスライダー２９を介してそれぞれ移動自在に配置されている。前記軸２７は、右側の前記第２ボックス２６から所望長さ突出し、その突出した軸２７部分には、第３プーリ３０が嵌着されている。回転軸を有するモータ（図示せず）は、前記第３プーリ３０の下方に配置されている。ゴム製の無端ベルト３１は、前記第３プーリ３０と前記回転軸に嵌着された第４プーリ（図示せず）に枢支されている。したがって、前記モータを回転することにより前記回転軸、第４プーリ、無端ベルト３１、第３プーリ３０からなる回転伝達部材により前記軸２７が回転され、これにより前記第２ロール２３が例えば時計回り方向に回転される。
【００６０】
第１バックアップロール３２は、前記上板３上に前記開口部２を左右に横切るように前記第１ロール４と平行にかつ前記第１ロール４の手前側に配置されている。前記第１バックアップロール３２は、図４に示すように鉄製のロール本体３３と、前記ロール本体３３の外周面に被覆された弾性材料層であるゴム層３４と、前記本体３３の中心を貫通して前記本体３３の両端面から突出された軸３５とから構成されている。前記ロール本体３３は、前記上板３の開口部２内に位置されている。前記軸３５の突出した両端部は、アクリル樹脂からなる一対の第３ボックス３６内の軸受３７にそれぞれ軸支されている。前記各第３ボックス３６は、前記上板３の左右の帯状部分に取り付けられた第２レール３８にスライダー３９を介してそれぞれ移動自在に配置されている。
【００６１】
第２バックアップロール４０は、前記上板３上に前記開口部２を左右に横切るように前記第２ロール２３と平行にかつ前記第２ロール２３の奥側に配置されている。前記第２バックアップロール４０は、図４に示すように鉄製のロール本体４１と、前記ロール本体４１の外周面に被覆された弾性材料層であるゴム層４２と、前記本体４１の中心を貫通して前記本体４１の両端面から突出された軸４３とから構成されている。前記ロール本体４１は、前記上板３の開口部２内に位置されている。前記軸４３の突出した両端部は、アクリル樹脂からなる一対の第４ボックス４４内の軸受４５にそれぞれ軸支されている。前記各第４ボックス４４は、前記上板３の左右の帯状部分に取り付けられた前記第１レール２８にスライダー４６を介してそれぞれ移動自在に配置されている。
【００６２】
ピストンロッド４７を有する一対の第１油圧シリンダ４８は、前記上板３の左右の帯状部分に固定され、かつ前記各ピストンロッド４７の先端はフランジ４９を介して前記第１バックアップロール３２の第３ボックス３６側面にそれぞれ連結されている。前記各第１油圧シリンダ４８を駆動して前記ピストンロッド４７を前進させることにより、前記各ピストンロッド４７の先端にフランジ４９を介して連結された各第３ボックス３６が前記第２レール３８上を前記スライダー３９を介して移動するため、前記各第３ボックス３６内の軸受３７に軸支された前記第１バックアップロール３２が前記第１ロール４に向けて移動される。ピストンロッド５０を有する一対の第２油圧シリンダ５１は、前記上板３の左右の帯状部分に固定され、かつ前記各ピストンロッド５０の先端はフランジ５２を介して前記第２バックアップロール４０の第４ボックス４４側面にそれぞれ連結されている。前記各第２油圧シリンダ５１を駆動して前記ピストンロッド５０を前進させることにより、前記各ピストンロッド５０の先端にフランジ５２を介して連結された各第４ボックス４４が前記第１レール２８上を前記スライダー４６を介して移動するため、前記各第４ボックス４４内の軸受４５に軸支された前記第２バックアップロール４０が前記第２ロール２３に向けて移動される。このような第１、第２の油圧シリンダ４８、５１および第１、第２のレール２８、３８等の部材により圧力調節手段５３が構成される。
【００６３】
第３ロール５４は、前記第１ロール４の下方にその軸心が前記第１ロール４の軸心と平行になるように配置されている。前記第３ロール５４は、図４に示すように鉄製のロール本体５５と、前記ロール本体５５の外周面に被覆された例えばアルミナからなる厚さ２ｍｍのセラミック層５６と、前記セラミック層５６表面に被覆された例えばシリコーンゴムからなる厚さ１．５ｍｍのゴム層５７と、前記本体５５の中心を貫通して前記本体５５の両端面から突出された軸５８とから構成されている。前記ロール本体５５は、前記上板３の開口部２内を横切って上下動される。なお、前記セラミック層５６は前記ロール本体５５表面にアルミナを溶射した後、溶射アルミナ層の表面を研摩することにより形成される。前記軸５８の突出した両端部は、一対の第５ボックス５９内の軸受（図示せず）にそれぞれ軸支されている。
【００６４】
上下動自在なピストンロッド６０を有する一対の第３油圧シリンダ６１は、前記各第５ボックス５９の下方に配置され、かつ前記各ピストンロッド６０の先端には支持板６２が取付けられている。前記第３ロール５４両端付近の前記第５ボックス５９は、前記支持板６２上にそれぞれ固定されている。前記各第５ボックス５９の側面には、図１に示すように上下方向に延びる第３レール６３に係合されたスライダー６４がそれぞれ取付けられている。このような第３油圧シリンダ６１、第３レール６３等の部材によりロール移動手段６５を構成している。
【００６５】
長尺有機系フィルムの巻回ロール（図示せず）は、前記架台１の前段に配置されている。前記巻回ロールの長尺有機系フィルム６６は、図１に示すように例えば４つの送りロール６７〜７０を経由して前記第１、第２のロール４、２３間および第１、第３のロール４、５４間に供給され、さらに２つの送りロール７１、７２を経て図示しない静電除去手段に供給され、巻取ロール（図示せず）に巻取られる。
【００６６】
次に、前述した構成の多孔質フィルムの製造装置により例えば二軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）からなる長尺有機系フィルム６９から多孔質長尺有機系フィルムを製造する操作を前述した図１〜図５および図６〜図９を参照して詳細に説明する。
【００６７】
まず、巻回ロール（図示せず）からＯＰＰからなる長尺有機系フィルム６６を４つの送りロール６７〜７０により前記第１、第２のロール４、２３間、第１、第３のロール４、５３間を通過させた後、２つの送りロール７１、７２により静電除去手段（図示せず）を通過させ、巻取ロール（図示せず）に前記長尺有機系フィルム６６の先端を巻く。
【００６８】
前記長尺有機系フィルム６６の先端を巻取ロールに巻き取った後、圧力調節手段５３の対をなす第１油圧シリンダ４８を駆動させてピストンロッド４７を前進させることにより、前記各ピストンロッド４７の先端にフランジ４９を介して連結された２つの第３ボックス３６が第２レール３８上をスライダー３９を介して移動する。前記各第３ボックス３６の移動により、前記各第３ボックス３６内の軸受３７に軸支された第１バックアップロール３２が前記第１ロール４に向けて移動される。これにより、図６に示すように前記第１バックアップロール３２のロール本体３３表面のゴム層３４が前記第１ロール４のロール本体７に当接して前記第１ロール４をバックアップする。また、前記圧力調節手段５３の対をなす第２油圧シリンダ５１を駆動して前記ピストンロッド５０を前進させることにより、前記各ピストンロッド５０の先端にフランジ５２を介して連結された２つの第４ボックス４４が第１レール２８上をスライダー４６を介して移動する。前記各第４ボックス４４の移動により、前記各第４ボックス４４内の軸受４５に軸支された第２バックアップロール４０が前記第２ロール２３に向けて移動される。これにより、図６に示すように前記第２バックアップロール４０のロール本体４１表面のゴム層４２が前記第２ロール２３のロール本体２４に当接して押圧する。この押圧により、前記第２ロール２３両端付近の第２ボックス２６が第１レール２８上をスライダー２９を介して移動する。前記各第２ボックス２６の移動により前記第２ロール２３が前記第１ロール４に向けて移動され、そのロール本体２４が前記第１ロール４のロール本体７に前記長尺有機系フィルム６６を挟んで押圧されると共に、前記第２ロール２３がバックアップされる。
【００６９】
さらに、ロール駆動手段６５の対をなす第３油圧シリンダ６１を駆動してそれらのピストンロッド６０を上昇させると、前記各ピストンロッド６０先端の支持板６２上にそれぞれ固定された第５ボックス５９が上下方向に延びる第３レール６３に係合されたスライダー６４を介して上昇する。このような前記各第５ボックス５９の上昇により、前記ボックス５９に内蔵された軸受（図示せず）に軸支された軸５８を有する第３ロール５４のロール本体５６が図６に示すように前記第１ロール４のロール本体７に所望の押圧力で当接される。
【００７０】
以上のような圧力調節手段５３による前記第１、第２のバックアップロール３２、４０への押圧調節により、前記第１、第２のロール４、２３間に位置する前記長尺有機系フィルム６６はその幅方向全体に亘って均一な押圧力が付与される。また、前記ロール駆動手段６５による前記第３ロール５４の上昇により前記第３ロール５４は前記長尺有機系フィルム６６を挟んで前記第１ロール４に所望の圧力が付与される。このような圧力調節手段５３およびロール駆動手段６５の操作により穿孔の準備が完了する。
【００７１】
穿孔操作の準備が完了した後、モータ１３を回転することにより回転軸１２、第２プーリ１５、無端ベルト１４、第１プーリ１１からなる回転伝達部材により第１ロール４の軸８が回転され、これにより前記第１ロール４が例えば半時計回り方向に回転される。また、図示しないモータを回転することにより回転軸、第４プーリ、無端ベルト３１、第３プーリ３０からなる回転伝達部材により前記第２ロール２３の軸２７が回転され、これにより前記第２ロール２３が例えば時計回り方向に回転される。同時に、交流電源２２から交流電圧をケーブル２１を通して高圧トランス２０に供給し、ここで電圧制御を行って所望の電圧、電流を有する高電圧をケーブル１９ａ、１９ｂを通して前記各第１ボックス９上面の高電圧供給端子１８の鍔部１７に供給し、前記供給端子１８、前記各第１ボックス９に内蔵された各軸受１０を経由して前記第１ロール４に高電圧を供給する。この時、前記第１ロール４に直接隣接する前記第２ロール２３、第１バックアップロール３２および前記第２ロール２３を介して隣接する第２バックアップロール４０は前記第１ロール４と同電位になる。このため、図６に示すような第１ロール４を挟んでその両側に第２ロール２３および第１バックアップロール３２が接触して配列される際、前記第１ロール４と前記第２ロール２３の間、および前記第１ロール４と前記第１バックアップロール３２の間でのコロナ放電の発生が防止される。
【００７２】
このように前記第１、第２のロール４、２３を回転させると共に、前記第１ロール４に高電圧を印加することにより、前記第１、第２のロール４、２３間を通過する前記ＯＰＰからなる長尺有機系フィルム６６に多数の凹部７３が穿孔され、さらに前記第１、第３のロール間を通過することにより前記凹部７３底部の薄いフィルム部分７４がコロナ放電により穿孔されて貫通孔７５が形成される。
【００７３】
すなわち、前記第１ロール４は図５に示すように鋭い角部を有する誘電体粒子である多数の合成ダイヤモンド粒子５が表面に例えば７０％以上の面積率で電着層６を介して付着された鉄製のロール本体７を備えた構造になっている。また、前記第２ロール２３は図４に示すように鉄製のロール本体２４を備えた構造になっている。さらに、前記第３ロール５４は図４に示すように表面にセラミック層５６およびゴム層５７がこの順序で被覆された鉄製のロール本体５５を備えた構造になっている。このため、前記長尺有機系フィルム６６が図６のＡに示す前記第１、第２のロール４、２３間を通過すると、図７に示すように前記第１ロール５表面の多数の合成ダイヤモンド粒子５の鋭い角部が前記長尺有機系フィルム６６に一様に食い込んで機械的な穿孔がなされ、多数の逆円錐形状の凹部７３が形成される。さらに、前記長尺有機系フィルム６６が前記第１ロール４周面に沿って移動して図６のＢの示す前記第３ロール５４の当接領域に移動されると、図８に示すように前記第３ロール５４の表面にはセラミック層５６およびゴム層５７がこの順序で被覆されているため、高電圧が供給された前記第１ロール４の前記合成ダイヤモンド粒子５と前記第３ロール５４の間でコロナ放電が起こる。このコロナ放電電流は、前記ゴム層５７に殆ど依存せず、高誘電率の前記セラミック層５６に依存するため、大きな放電電流が得られる。また、前記第３ロール５４の表面はゴム層５７で覆われているため、前記第３ロール５４を前記長尺有機系フィルム６６を介して前記第１ロール４に当接した時に前記ゴム層５７のクッション作用により前記第１、第２のロール４、２３間での前記ダイヤモンド粒子５の前記フィルム６６への食い込み状態（圧入状態）に近い状態を維持することができる。さらに、前記ゴム層５７の表面はセラミック層の表面に比べて平滑であるため、前記合成ダイヤモンド粒子５の鋭い角部と前記ゴム層５７表面との間のギャップを均一化できる。その結果、図９に示すように前記第１、第２のロール４、２３間での合成ダイヤモンド粒子５による穿孔時とほぼ同様な状態で前記長尺有機系フィルム６６に圧入された前記合成ダイヤモンド粒子５表面に沿う沿面電流７４および前記合成ダイヤモンド粒子５の角部のエッジ効果により前記凹部７３底部の薄いフィルム部分（残存薄膜部）７５が強力な放電破壊により穿孔される。このような機械的な穿孔およびコロナ放電による穿孔により、図１０に示すように長尺有機系フィルム６６に微細な開口幅を有する逆円錐形の凹部７３が多数形成され、かつ全ての凹部７３の底部に対応する残存薄膜部７５に前記凹部７３の開口径に比べて極めて微細な径を有する貫通孔７６が形成された構造の長尺多孔質有機系フィルム７７が得られる。
【００７４】
前記第１、第２のロール４、２３間および第１、第３のロール４、５４間を通過することにより機械的な穿孔およびコロナ放電による微細な穿孔がなされた前記長尺多孔質有機系フィルム７７は、２つの送りロール７１、７２により静電除去手段（図示せず）に搬送される。前記長尺有機系フィルム６６への穿孔は、前記第１、第２のロール４、２３間での機械的な摩擦および第１、第３のロール４、５４間のコロナ放電によりなされるため、穿孔処理により得られた長尺多孔質有機系フィルム７７表面に大量の静電気が発生し、周囲のダストが付着される。穿孔処理後の前記長尺多孔質有機系フィルムを前記静電除去手段を通過させることにより、前記長尺多孔質有機系フィルムへのダストの付着を防止できると共に、この後の巻取ロールによる巻取操作を円滑に行うことができる。
【００７５】
したがって、前述した多孔質フィルムの製造装置によれば第１、第２のロール４、２３間において前記第１ロール４表面の多数の合成ダイヤモンド粒子５によるＯＰＰからなる前記長尺有機系フィルム６６への機械的穿孔のみを担わせ、第１、第３のロール４、５４間において前記多数の合成ダイヤモンド粒子５による機械的穿孔を維持した状態でコロナ放電による穿孔を担わせることによって、特願平４−２１７６２２号の製造装置のように表面に多数の合成ダイヤモンド粒子が付着された第１ロールと表面に誘電体層を有する第２ロール間で機械的穿孔とコロナ放電よる穿孔とを同時に行う場合に比べて機械的な穿孔時のフィルムへの挟持力（押圧力）を高めることができる。その結果、比較的厚い長尺有機系フィルムの穿孔が可能になると共に、穿孔される凹部の深さ制御が容易になる。また、長尺有機系フィルム６６に圧入された第１ロール４表面の多数の合成ダイヤモンド粒子５と第３ロール５４表面の平滑なゴム層５７との間でコロナ放電を起こさせるため、機械的な穿孔により形成された凹部７３のある箇所にコロナ放電が集中することなく、全ての凹部７３の底部の残存薄膜部７５にコロナ放電がなされる。その結果、第１、第２のロール４、２３間で機械的な穿孔により形成された全ての凹部７３の底部の残存薄膜部７５に前記凹部７３の開口幅に比べて極めて微細な貫通孔７６を形成することがてきる。
【００７６】
このように本発明に製造装置によれば、高分子樹脂を始めとする各種の長尺有機系フィルムに対してそのフィルム材料本来の特性（例えば透明性、強度、ソフト感等）を殆ど損なうことなく、図１０に示すようにサブμｍ〜数十μｍの範囲で任意に選択された微細な開口幅を有する多数（例えば５００〜２００，０００個／ｃｍ^２）の凹部７３を一様かつ連続的に形成することができると共に、全ての凹部７３の底部に対応する前記フィルムの残存薄膜部７５に前記凹部７３の開口幅に比べて極めて径の小さい貫通孔７６が形成された長尺多孔質有機系フィルム７７を製造することができる。このような長尺多孔質有機系フィルムは、水、雑菌を透過せず、酸素ガス、炭酸ガスなどのガスの透過量、水蒸気透過量の制御性を有するため、青果物鮮度保持用包装材、脱酸素剤用包装材などの各種包装材、はっぷ剤の伸縮性ベースフィルム、手術用の手袋、ガス選択透過フィルタ等に有効に利用できる。
【００７７】
また、前記第１ロール４側および第２ロール２３側に第１、第２のバックアップロール３２、４０を配置し、圧力調節手段５３の対をなす第１油圧シリンダ４８、対をなす第２油圧シリンダ５１による前記第１、第２のロール４、２３同士の押圧を前記第１、第２のバックアップロール３２、４０を間に挟んで行うことによって、前記第１、第２のロール４、２３の長さ方向への撓み発生を防止することができる。その結果、長時間の運転においても前記第１ロール４表面に付着された多数の合成ダイヤモンド粒子５の鋭い角部による機械的な穿孔、並びに合成ダイヤモンド粒子５と前記第３ロール５４との間のコロナ放電を安定かつ良好に維持することができ、前述した図１０に示す凹部７３および貫通孔７６の形状が安定した長尺多孔質有機系フィルム７７を再現性よく製造することが可能になる。
【００７８】
さらに、図５に示すように第１ロール４表面に付着される誘電体粒子として天然または合成のダイヤモンド粒子５を用い、前記ダイヤモンド粒子５を第１ロール４のロール本体７に電着層６を介して付着することによって、長期間の多孔質有機系フィルムの製造において前記粒子５の前記ロール本体７からの脱落を防止できると共に、安定した機械的な穿孔を行うことが可能な多孔質フィルムの製造装置を実現できる。
【００７９】
【発明の効果】
以上詳述しように、本発明によれば長尺有機系フィルムへの機械的な穿孔およびコロナ放電よる穿孔を極めて安定的に行うことができ、微細な開口幅を有する多数の凹部を一様に形成されると共に、全ての凹部の底部に対応する残存薄膜部に前記凹部の開口幅に比べて極めて径の小さい貫通孔が形成された各種のガスフィルタ、医療素材、青果物鮮度保持用包装材などの機能性フィルム等の素材として好適な多孔質フィルムを量産的に製造することが可能で、かつ長期信頼性の優れた多孔質フィルムの製造装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における多孔質フィルムの製造装置を示す断面図。
【図２】図１の製造装置の上面図。
【図３】図２のＩＩＩ− ＩＩＩ線に沿う断面図。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う拡大断面図。
【図５】図１の第１ロールの要部断面図。
【図６】図１の製造装置による長尺有機系フィルムへの機械的名穿孔およびコロナ放電による穿孔を行うための第１〜第３のロールおよび第１、第２のバックアップロールの配置状態を示す斜視図。
【図７】図６のＡ部の拡大断面図。
【図８】図６のＢ部の拡大断面図。
【図９】予め機械的に穿孔された凹部を有する長尺有機系フィルムへのコロナ放電を説明するための要部拡大断面図。
【図１０】機械的な穿孔およびコロナ放電による穿孔により得られた長尺多孔質有機系フィルムを示す拡大断面図。
【符号の説明】
１…架台、３…上板、４…第１ロール、５…合成ダイヤモンド粒子、９…第１ボックス、１３…モータ、１１、１５、３０…プーリ、１４、３１…無端ベルト、１８…高電圧供給端子、２２…交流電源、２３…第２ロール、２６…第２ボックス、３２…第１バックアップロール、３６…第３ボックス、４０…第２バックアップロール、４４…第４ボックス、４８、５１…油圧シリンダ、５３…圧力調節手段、５４…第３ロール、５６…セラミック層、５７…ゴム層、５９…第５ボックス、６１…油圧シリンダ、６５…ロール駆動手段、６６…長尺有機系フィルム、７３…凹部、７４…コロナ放電電流、７５…残存薄膜部、７６…貫通孔、７７…長尺多孔質有機系フィルム。

Claims

鋭い角部を有するモース硬度５以上の多数の誘電体粒子が表面に付着された回転可能な第１ロールと、
前記第１ロールと同一水平面に互いに軸心が平行するように配置され、前記第１ロールに対して逆方向に回転可能で配列方向に移動自在な第２ロールと、
前記第１ロールの下方に互いに軸心が平行するように配置され、表面にセラミック層およびゴム層がこの順序で被覆された上下方向に移動自在な第３ロールと、
前記第１ロールの周面に沿って前記第１、第２のロール間および前記第１、第３のロール間に長尺有機系フィルムを供給するための供給手段と、
少なくとも前記第２ロールの両端部付近を前記第１ロールに向けて押圧し、前記第１、第２のロール間に供給された前記長尺有機系フィルムへの押圧力を調節するための圧力調節手段と、
前記第３ロールを上下動させ、前記第１、第２のロール間を通過した後の前記第１ロールの周面の長尺有機系フィルムに前記第３ロールを所望の圧力で当接させるためのロール移動手段と、
前記第１ロールに高電圧を供給するための高電圧供給手段と
を具備したことを特徴とする多孔質フィルムの製造装置。
前記誘電体粒子は、合成ダイヤモンド粒子であることを特徴とする請求項１記載の多孔質フィルムの製造装置。
前記第１、第２のロールは、それらの中心を貫通して挿着された軸により回転されると共に、前記各軸の両端付近は絶縁材料からなるボックスに内蔵された軸受にそれぞれ軸支されていることを特徴とする請求項１記載の多孔質フィルムの製造装置。
前記高電圧供給手段は、前記ボックスの表面から前記ボックスを貫通し前記軸受に接触するように挿着された高電圧供給端子と、前記供給端子に接続された高電圧供給源とを備えることを特徴とする請求項３記載の多孔質フィルムの製造装置。
表面が弾性材料層で覆われたバックアップロールを前記第１ロール側および前記第２ロール側にそれぞれ軸心が前記第１、第２のロールの軸心と平行になるように同一平面内に配置したことを特徴とする請求項１記載の多孔質フィルムの製造装置。
前記バックアップロールは、金属製のロール本体と、このロール本体表面に被覆された弾性材料層と、前記ロール本体の中心を貫通して挿着された軸とからなり、かつ前記軸の両端付近は絶縁材料からなるボックスに内蔵された軸受にそれぞれ軸支されていることを特徴とする請求項５記載の多孔質フィルムの製造装置。
前記圧力調節手段は、前記第１ロール側に位置するバックアップロールの両端付近に配置された前記ボックスを前記第１ロールに向けて押圧するための第１押圧部材と、前記第２ロール側に位置するバックアップロールの両端付近に配置された前記ボックスを前記第２ロール側に向けて押圧するための第２押圧部材とを備えることを特徴とする請求項６記載の多孔質フィルムの製造装置。