TWI655336B - 擴散最佳化的接裝紙之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種用於製造擴散最佳化的接裝紙(4)的方法，接裝紙用於煙草產品，尤其是過濾嘴香煙，藉由將該接裝紙(4)的捲筒紙電漿打孔以實現最大程度減少一氧化碳之目的，其中該打孔的接裝紙(4)之擴散率和滲透性P係線上即時測量，並且在持續地保持可預先定義的額定滲透性Psoll的同時，藉由調節打孔參數使該擴散率最大化。

Description

擴散最佳化的接裝紙之製造方法
本發明涉及一種用於打孔接裝紙(mouthpiece liningpaper)以實現最大程度減少一氧化碳之調節方法，以及根據這種方法製造的接裝紙。
抽吸香煙過程中，CO濃度的減少，一方面藉由所謂的煙稀釋進行，該稀釋藉由將空氣穿過該煙絲條的末端，對應地在捲煙紙以及成型紙中的氣孔或者附加地藉由已經藉由打孔建立的孔洞引入至該香煙的內部，並且另一方面藉由一氧化碳穿過分別藉由打孔已經建立的氣孔或孔洞從該香煙的內部至外部的擴散進行。因此，一氧化碳的擴散穿過與引入空氣時相同的氣孔和孔洞但是在相反方向上進行。一氧化碳朝向外側的擴散，由於在這個過程中氣體(如氧氣、氮氣等等)被擴散至該香煙的內部，還可以被認為是氣體交換。藉由空氣的引入進行的煙的稀釋還經常被稱為換氣，在過濾嘴換氣與煙絲條換氣之間產生的差別，取決於空氣穿過該香煙的哪一部分進入該香煙內部。
該香煙的吸阻係與該稀釋程度相關。所述吸阻確定了當吸煙時通過該香煙的氣孔和孔洞被吸入的新鮮空氣的體積流量係多高。穿過該香煙的獨立部分之氣孔和孔洞的新鮮空氣的體積流量與穿過該香煙之嘴末端的總體積流量之比例被稱為換氣度，在此在過濾嘴換氣度與煙絲條換氣度之間也存在差別。
由於換氣度可以實質上影響並且改變該香煙之香味，在成品香煙中令人希望的是，它們對應地具有均勻的稀釋、吸阻或均勻的換氣度。
根據該捲煙紙和該接裝紙的滲透性推導出該換氣度。因此，在製造過程中必要的是使該捲煙紙和該接裝紙兩者的滲透性保持恆定。
為了能夠設定恆定的滲透性，向用於該接裝紙的原紙提供附加的、可調節的打孔，該滲透性係獨立於所使用的原紙的特性如孔隙率(空腔體積與總體積的比例)。
除了煙絲條和過濾嘴之外，普通的過濾嘴香煙或者甚至常規的香煙管係由包裝該煙絲條的捲煙紙、高度多孔的過濾嘴成型紙、以及接裝紙組成。當使用離線或預打孔的接裝紙時，需要高度多孔的過濾嘴紙。
經常還被稱為“包邊紙(Tipping paper)”或簡稱“包邊(Tipping)”的接裝紙包裹過濾嘴和過濾嘴成型紙。這係當過濾嘴香煙被抽吸時過濾嘴香煙的被吸煙人的嘴唇接觸的部分。典型地，在過濾嘴香煙的縱向方向上包邊紙還略微伸出到該煙絲條的縱向區域內，在那裡包圍了捲煙紙並且藉由黏性連接到其上。由於所建立的這種黏性連接，過濾嘴部分和煙絲條部分在捲煙製造機中被機械地互相連接。該包邊紙最常是一種紙，但是還可以例如是一薄膜或箔。在該包邊紙被配置為一薄膜或箔的情況下，前者可以由玻璃紙組成。該接裝紙通常具有視覺上吸引人的印刷設計。這種印刷設計經常類似於軟木。
在該煙絲條的末端，該接裝紙通常被配置為部分打孔的，使得在抽吸香煙時，來自環境中的空氣進入至該過濾嘴中並且與來自煙絲條的煙流在那裡混合，減少了煙度值。
典型地，接裝紙在印刷之後進行打孔，為了防止穿孔由於印刷 操作而再次閉合。
由於位於該接裝紙的下面的過濾嘴成型紙被實現為高度多孔 的，藉由該接裝紙的孔隙率限制在該過濾嘴的區域中的香煙之全部或殘餘滲透性。該接裝紙的孔隙率可以藉由對應打孔產生的孔洞尺寸或孔洞數而獲得。
因此，如果剩餘的香煙參數(捲煙紙、過濾嘴成型紙的孔隙率， 煙絲條以及過濾嘴的吸阻等等)以及香煙的換氣度和煙度值的一預先定義的目標值對應地是已知的，接裝紙的滲透性的額定值可以是預先定義的。換氣度和煙度值的目標值通常由香煙製造商來預先定義，使得滲透性的額定值隨後可以由接裝紙製造商建立並且在該接裝紙的產生過程中進行參考。
在先前技術中存在用於藉由打孔將接裝紙的滲透性調節為該預先定義的額定值之方法。
EP 0056223 A2顯示一種用於調節電打孔設施之方法，其中紙幅的滲透性係藉由穿過和被引導至該打孔的紙幅上的被反射(例如，可見光)的電磁波比例確定的。滲透性的實際值與額定值的偏差被用於調節火花能量。
DE 3016622 A1顯示一種用於調節電打孔設施之方法，其中測量了紙幅滲透性。以此方式獲得的測量值被用於藉由放電的頻率和持續時間及/或捲筒紙的速度調節該打孔的孔洞尺寸或孔洞數。
DE 2833527 A1顯示一種用於調節電打孔設施之方法，其中測量了紙幅滲透性。以此方式獲得的測量值被用於藉由放電的頻率調節該打孔的孔洞尺寸。這可以按如下方式進行：在足夠高頻率情況下，進行多次放電以便相互連續的穿過相同的打孔的孔洞以及因此後者隨著每一次放電有所擴大。提供了吹入後者的末端的方向上用於冷卻該等電極的壓縮空氣。
DE 2802315 A1顯示一種用於控制電打孔設施之方法，其中在測 試裝置中測量了紙幅的孔隙率。以此方式獲得的測量值用於藉由放電頻率或者藉由斷開單獨的電極對來控制打孔的孔洞尺寸以便以這種方式控制打孔孔洞數。
在先前技術的打孔設置和調節方法中，打孔對一氧化碳擴散的 影響迄今為止未被考慮過。其原因可能在於迄今為止已經存在主流的觀點，在要獲得恆定滲透性的情況下，一氧化碳的擴散不受打孔影響，或者所述一氧化碳擴散不能夠藉由打孔影響。
由於一氧化碳的減少構成一實質性的健康方面，本申請人一直 關注於研究打孔對一氧化碳擴散的影響並且來開發擴散最佳化的接裝紙。
本發明的根本目的係提供一種用於打孔接裝紙之改進的方法，其中在該接裝紙的恆定滲透性下，在煙中的一氧化碳之減少要被最大化。
為了實現該目的，所提議的是，打孔作為一連續的紙幅或膜幅可用的接裝紙在一受調節的打孔裝置中進行，其中該打孔的接裝紙之擴散率和滲透性係線上即時確定，即，直接地在該打孔機器上確定，並且在持續地符合可預先定義的滲透性的同時，藉由調節打孔參數使該擴散率最大化。
一種可能性在於測量藉由打孔產生的接裝紙的孔洞之孔洞尺寸並且來控制該等打孔參數使得建立用於一氧化碳的最大擴散的孔洞尺寸。將該接裝紙的滲透性保持恆定，其方式為取決於所獲得的孔洞尺寸對應地獲得或控制打孔的孔洞數。
由於這種兩步驟調節的方法，實現的是藉由打孔使一氧化碳的 擴散最大化並且使滲透性保持恆定。
如將還在下面的理論中進行解釋的，本申請人已確定，當該等 單獨的打孔孔洞的孔洞直徑最小時，一氧化碳之擴散處於其最大值。由於技術原因，因為該孔洞直徑不能夠實現為任意小的，根據本發明之方法在於根據應用調節該孔洞直徑到可達到的最小孔洞直徑並且在於將打孔孔洞的數目適配為用以實現所需要的滲透性。與先前技術相比，有利的是在符合滲透性的規格的同時，實現了一氧化碳的最大減少。不希望的一氧化碳的濃度因此盡可能的減少，而沒有影響該香煙的香味和吸阻。
根據本發明之調節方法係使用已經由本申請人發展的電漿打孔 之方法而最好地實現。一方面，首先電漿打孔使得極其小的孔洞直徑成為可能，並且另一方面電漿打孔允許非常專一並且快速地調節打孔參數。
1‧‧‧管
1.1‧‧‧噴嘴
1.2‧‧‧空腔
2‧‧‧電極
3‧‧‧電漿
4‧‧‧接裝紙
5‧‧‧電極
6‧‧‧雷射束
7‧‧‧透鏡
8‧‧‧測量裝置
9‧‧‧資料處理系統
11‧‧‧控制路徑
12‧‧‧測量裝置
13‧‧‧控制器
14‧‧‧致動元件
22‧‧‧測量裝置
23‧‧‧控制器
32‧‧‧測量裝置
d‧‧‧厚度
n‧‧‧孔洞數
P‧‧‧滲透性
Psoll‧‧‧額定滲透性
r‧‧‧孔洞半徑
rmin‧‧‧最小孔洞半徑
u‧‧‧控制係數
u’‧‧‧控制係數
y‧‧‧致動變數
〔圖1〕顯示在該打孔的孔洞半徑r與可用於擴散的面積A之間的理論相關性，取決於在恆定的滲透性P下之孔洞數n。
〔圖2〕以截面視圖顯示一示例性的電漿打孔頭之設計。
〔圖3〕以截面視圖顯示另一個示例性的電漿打孔頭之設計。
〔圖4〕以截面視圖顯示另一個示例性的具有雷射作為能量源的電漿打孔頭之設計。
〔圖5〕顯示根據本發明一第一調整態樣之示意性設計。
〔圖6〕顯示根據本發明一第二調整態樣之示意性設計。
〔圖7〕顯示根據本發明一具有調整的示意性圖解的打孔設施之示意性設計。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：首先，將解釋在理論上的物理方法，而沒有受限於理論的意圖。
一氧化碳的減少藉由稀釋煙流並且藉由擴散進行。藉由稀釋煙流的一氧化碳減少藉由該香煙的滲透性P確定；因此，在一預先定義的恆定的滲透性P情況下，最大化CO減少不得不藉由最大化擴散進行。
在藉由一數學方法顯示出解決方案之前，在恆定的滲透性P下最大化擴散率的可能性將藉由物理相關性描述。在本文件中，滲透性被理解為係考慮到壓力差時接裝紙之滲透性。該壓力差藉由在香煙上的抽吸產生。粗略地說，在此滲透性係穿過該接裝紙的打孔被吸入該香煙的內部的新鮮空氣多少的量度。對應地，在恆定的孔洞密度或數目下打孔的孔洞越小，由此引起的吸阻越大；因此，該等孔洞越小，滲透性越低。孔洞密度被理解為每面積單位的孔洞數。
在本說明書中，擴散率被理解為係考慮到濃度差時接裝紙之滲透性。在此，在吸煙過程中一氧化碳的濃度在香煙中比在環境空氣中的更高。因此，一氧化碳的擴散與新鮮空氣的流入的方向相反，從內部至外部進行。除了濃度差之外，擴散的水平係取決於可用於擴散的面積A。
在此，具有總計與若干大孔相同的滲透性P之很多小孔具有比 該等大孔更大的面積A。因此，在保持該滲透性P恆定的同時，擴散可以藉由打出盡可能多且盡可能小的孔而最大化。
該接裝紙的滲透性P可以藉由孔洞尺寸和孔洞數的打孔參數來改變。在此，滲透性P可以藉由使用下式估計：
在此，η描述了空氣的動態黏度。n係孔洞數。r係孔洞半徑。d係該紙的厚度。Δp係該紙的外側與內側之間的壓力差，並且v係根據打孔方法而憑經驗確定的滲透性指數。
來自香煙的一氧化碳的擴散速率係以一近似的方式作為一氧化碳在空氣中的擴散係數與可用於擴散的面積A的積推導出。目前觀察，它足以表明可用於擴散的面積A越大該擴散速率增加。這個面積A從孔洞的面積r2π乘以孔洞數n推導出：A=nr2π。
在恆定的滲透性P情況下，孔洞數n與孔洞半徑r的比率要被選擇為使得該等孔洞的面積的總數係最大化的。滲透性P、孔洞半徑r、孔洞數n以及擴散面積A的相關性在圖1中顯示。在滲透性P的恆定值的情況下，該等孔洞的半徑r隨著孔洞數n的增加而穩定地減少。相反地，擴散面積A(=r2πn)隨著孔洞數n的增加以及孔洞半徑r的減少而增加。為了使一氧化碳穿過該接裝紙的擴散最大化，因此必要的是對應地使孔洞數最大化或者使孔洞尺寸最小化。
在此背景下，限制的因素係孔洞尺寸，由於後者，取決於打孔方法和所使用的接裝紙的類型，出於技術原因不能夠以任意小的尺寸實現。然 而，有可能的是控制打孔參數使得獲得可達到的最小的孔洞直徑Dmin。
由於這個可達到的最小的孔洞直徑Dmin取決於很多參數(紙厚度d、紙的塗層和類型、空氣濕度、空氣壓力、在能量源的輸出中的偏差等等)，根據本發明提出的是藉由光學裝置線上即時測量孔洞直徑D並且該等測量值被用於調節打孔參數(該能量源的輸出；能量脈衝的持續時間；該能量源與該紙幅的間距；氣體供應的類型、體積、以及壓力；該紙幅的速度等等)。
該打孔孔洞數被適配為可達到的最小孔洞直徑Dmin。這可以藉由計算或者藉由該打孔的紙幅的滲透性P的光學測量進行。
藉由計算，孔洞數n產生自下式：
額定滲透性Psoll可以對應地藉由換氣度或者藉由香煙製造商的煙度值來間接地表明。對應地，η、Δp和v係恆定的，或者取決於所使用的打孔方法。對應地，當測量紙厚度d和孔洞半徑r、或孔洞直徑D(D=2r)時，因此可以計算所需要的孔洞數n。
較佳的是，該打孔的紙的滲透性P在一附加的第二控制回路中測量並且相應地控制孔洞數n以便保持滲透性P至額定值。
如果並且當用於調節孔洞尺寸的打孔參數不影響孔洞數n並且相反地孔洞數n不影響孔洞直徑D時，具有兩個獨立的控制回路的實現方式係可能的。
在很多打孔頭中，可以獲得孔洞數n，例如，其方式為不將能量脈衝施加在單獨的打孔頭上。在單一的打孔頭的情況下，對應地可以依受控的 方式藉由該等能量脈衝的數目或頻率獲得孔洞數n。
在圖2中顯示用於電漿打孔紙幅、具體地接裝紙幅或接裝紙4 的一電漿打孔頭。就面積而言，盡可能小的能量源被安置在該接裝紙4的至少一個平面式側面上。在這個實例中，一針狀之電極2，或更具體地說，在兩個電極2,5之間短暫的施加高電壓(AC電壓或DC電壓)，用作一能量源。打孔可以在一正常氛圍中、或者在一特別的氣體氛圍(如一保護氣體氛圍或一具有可定義的氣體組成的氛圍)中進行。在此，該氛圍可以具有常壓或一相對於環境壓力(空氣壓力)更高或更低的壓力。
較佳的是，該氣體組成可以直接地在該電漿的位置，獨立於環 境氛圍而改變。
為此，較佳的是該電極2被附接在一個管1中。管1用於輸送 一加壓的氣體或氣體混合物。為了更佳的清晰性，在該等圖中的氣體流動使用箭頭來圖示。一噴嘴1.1位於該管1的前端處。這個噴嘴1.1被附接為在電極2的面對接裝紙4的尖端區域中同心圍繞電極2。因此，一加壓的氣體或氣體混合物在透過由管1和噴嘴1.1包圍的空腔1.2往接裝紙4的方向上圍繞電極2以一環形方式被引入。以同樣方式實現的針狀相對之電極5，或如在圖3中顯示的平面相對之電極5，可以位於接裝紙4的另一側上。
藉由穿過空腔1.2引入一惰性氣體或一具有高惰性氣體濃度的 氣體混合物，一具有另一種氣體組成的窄區域保留在這個氣體流的中心，也就是說直接在朝向接裝紙4的電極2的尖端的前方。在這個區域中，惰性氣體的濃度稍微低於來自噴嘴1.1的直接流。鑒於此，在這個區域中可能更容易地使氣體電離，並且因此產生一局部的電漿3，該電漿3藉由昇華最終在接裝紙4中產 生孔洞。因為在電漿3中以及尤其是在電漿3周圍已經存在高濃度的惰性氣體，所以預防了在接裝紙4的表面上的氧化，由此避免了在孔洞的邊緣上的可見的燃燒標記。具有低的惰性氣體濃度之區域、以及因此電漿3的擴展可以藉由噴嘴1.1的緊的或稍微更寬的設計或藉由改變電極2從噴嘴1.1伸出的距離來擴大或減少。
除了在電極2,5之間的電壓脈衝的頻率、持續時間和幅值之外，較佳的是在根據本發明的調節方法中以下參數中的至少一個係可控制的：- 該噴嘴之開口直徑；- 在該噴嘴與該電極頭之間之間距；- 該電極距該紙幅之間距；- 該捲筒紙之速度；- 該氣體壓力；- 該氣體組成；- 該氣體之流動體積。
在多個針狀電極2的通常安排之情況下，較佳的是該噴嘴的開口直徑及/或在該噴嘴與該電極頭之間的間距可以被控制，因為該等改變直接地在該電漿的有效位置處進行並且因此對於打孔具有一在時間上非常即時的效應。
此外，由於每一個單獨的電極2可以被控制至其可達到的最小的孔洞直徑Dmin，可以在獨立於另一個電極2的每一個電極2上單獨地獲得這兩個參數。
圖4顯示根據本發明具有雷射束6作為能量源的一較佳的打孔 頭。打孔可以在一正常氛圍或者在一特別的氣體氛圍(如一保護的氣體氛圍或一具有可定義的氣體組成的氛圍)中進行。在此，該氛圍可以具有常壓或一相對於環境壓力(空氣壓力)更高或更低的壓力。
較佳的是，該氣體組成可以直接地在該電漿的位置，獨立於環境氛圍而改變。
為此，再次，一噴嘴1.1被安置在管1的下端處。處理兩項任務的一透鏡7定位為在這個噴嘴1.1中同心。首先，透鏡7用於將雷射束6聚焦到接裝紙4的表面上。其次，透鏡7用於按所希望的方式影響來自噴嘴1.1的氣體流，確切地按這種方式使得發生氣體流動以便環形地圍繞透鏡7。為了使惰性氣體或氣體混合物能夠在透鏡7周圍球形地流出，後者例如藉由細線被固定在管1中，或位於在管1中垂直運行的一剛性光學波導(像電極2)的末端。在這種情況下，電漿3被限制於雷射束6的能量密度足夠高以使有待電離的氣體混合物具有足夠低的惰性氣體濃度的那個區域中。在透鏡7的焦點中，雷射束6的能量密度係處於其最大值，並且惰性氣體濃度在此係處於其最低，使得可以產生一局部的、小區域的電漿3。
除了該雷射脈衝的輸出、焦距、頻率、持續時間以及幾何形狀之外，較佳的是在根據本發明之調節方法中以下參數之一係可控制的：- 該噴嘴之開口直徑；- 在該噴嘴與該等透鏡、或該導光管尖端之間之間距；- 該捲筒紙之速度；- 該氣體壓力；- 該氣體組成； - 該氣體之流動體積。
氮氣(N2)、氬氣(Ar)、氦氣(He)、氖氣(Ne)、或二氧化碳(CO2)可以作為一惰性氣體使用。還有可能的是將單獨類型的惰性氣體使用特定的混合比與彼此組合或者藉由流過該等噴嘴至該處理空間而組合。因為該惰性氣體或氣體混合物在壓力下離開噴嘴1.1，該氣體或該氣體混合物的密度在球形圍繞電極2或透鏡7的環狀區域中高於直接在電極2或透鏡7前方的區域中。氣體越緻密，用於電離所述氣體所需要的能量越多。附加地，離子和電子藉由該氣體流被沖走。這兩種效果還有助於將電漿3局部化。
在電漿打孔的情況下，如果並且當將壓縮空氣作為該氣體混合物使用時，因此還可發生調節孔洞直徑D。
圖5示意性地顯示根據本發明的第一調節態樣。在此，對應地，孔洞尺寸、或孔洞直徑D以及可以經由其計算出的孔洞半徑r係藉由兩個所展示的控制回路中最內部的控制的，並且孔洞數n係藉由最外部的控制回路控制的。
對應地，孔洞半徑r或孔洞直徑D係藉由測量裝置12測量的。控制器13控制致動元件14的控制係數u，以便減少孔洞半徑r至可達到的最小孔洞半徑rmin。可達到的最小孔洞半徑rmin可以在一調整階段中確定，例如，其方式為孔洞半徑r藉由改變打孔參數而減少直到所產生的電漿對於在該紙中打孔孔洞而言根本太弱。呈可達到的最小孔洞半徑rmin形式的額定值在調整至稍微高於臨界孔洞半徑(低於該臨界孔洞半徑則打孔不再是可靠的)之後獲得。
控制器13供應了一控制係數u，該控制係數u作用於致動元件14。致動變數y，例如像氣體壓力、氣體組成、噴嘴直徑、或該噴嘴距該能量源 的尖端的間距可以藉由致動元件14改變。致動變數y的改變引起在紙幅4上電漿3的改變(控制路徑11)，這導致在孔洞半徑r上的變化。
如在EP 0056223 A2中所顯示的，測量裝置22較佳的是藉由電 磁波測量滲透性P。打孔的孔洞的數目n藉由在所測量的值與預先定義的額定滲透性Psoll之間的差來控制。控制係數u’具有開啟或關閉單獨的打孔頭的作用。
例如，測量裝置12可以是一線性攝像機(例如光學[雷射]微米 的高分辨的CMOS或CCD攝像機)，該線性攝像機被引導至該紙幅上並且以一與該等打孔裝置同步的方式呈現該紙幅的打孔行的圖像，使得一打孔行的孔洞數目以及孔洞直徑D係從分析一資料處理系統中的圖像可測定的。
圖6顯示根據本發明的一第二調節態樣的控制回路。在此，在 一調整階段中，該孔洞尺寸最初藉由改變所選擇的打孔參數而減少一直到如下的點：例如直至能量源(電極2或雷射束6)的所有能量脈衝的僅僅50%至80%實際上引起打孔，產生電漿的能量脈衝與不引起電漿放電的能量脈衝的比率以下被稱為“放電率”。此後，以所需要的額定滲透性Psoll來源於所產生的放電率的這樣一種方式，較佳的是將其他的控制參數用於控制能量密度。
例如，在該調整階段中使孔洞尺寸最小化可以按如下方式進 行：在該能量源的恆定輸出下，增加該氣體壓力或氣體流速、或者改變該氣體組成，直到實現了75%的放電率。此後，該等氣體參數保持恆定，並且控制該能量源的參數(例如，該能量脈衝的持續時間、頻率、幅值)使得藉由增加或減少該放電率，該滲透性P採取預先定義的額定值。
如果遇到所需要的額定滲透性Psoll在最大的放電率下仍然是下 沖的，該孔洞尺寸必須以擴散率為代價稍微擴大，例如藉由減少該氣體壓力 減少惰性氣體在該氣體混合物中的比例、或適當配合該捲筒紙的速度。為了實現這個態樣提供了一個測量裝置32，該測量裝置32在度量學上獲得了孔洞數n(或對應地孔洞密度)、孔洞尺寸(孔洞半徑r)以及滲透性P。該測量裝置的數據在一資料處理系統中分析，並且一致動變數(或多個致動變數)藉由一可以作為軟體實現的控制器13生成。
較佳的是，該資料處理系統可以計算並且存儲藉由將孔洞數n 與平均孔洞尺寸相乘的打孔的總面積，其中打孔的總面積可以代表紙的擴散率的特徵值(擴散面積A)、或可以自其計算紙的擴散率。
除了孔洞數n(或對應地孔洞密度)、孔洞尺寸(孔洞半徑r)、 以及滲透性P之外，有利的是還獲得該捲筒紙的厚度d。較佳的是，使用一用於連續測量紙的厚度d之非接觸方法；此類方法在先前技術中是已知的並且例如，在文件US4107606(A)、EP0995076(A1)、US6281679(B1)中顯示。在此，用於測量該紙的厚度d之測量裝置當在該捲筒紙的方向上看時，可以較佳的是被安置在該打孔裝置之前，或者另外在該打孔裝置之後。
具體地，在具有強烈變化的特性(該原紙的厚度d和滲透性P， 或者一塗層的厚度d)的紙品種情況下，除了測量厚度之外，在打孔裝置之前可能有必要進行滲透性的測量。在這種情況下，對於在每種情況下遵循的打孔所需要的打孔孔洞數目可以從該等紙參數以及可達到的最小的孔洞直徑D近似地計算，並且可隨意地以如下方式控制：該公式藉由被安置在該打孔裝置之後的用於測量實際獲得的滲透性P的測量裝置之測量值進行適配。可替代地，根據該原紙的厚度d和滲透性P還可以控制該放電率。
在圖7中顯示根據本發明的一示例性的電漿打孔裝置，該裝置 具有一帶有八個打孔頭的軌道和一測量裝置8。在此八個打孔頭的數目出於清晰的原因而造成；在一實際實現方式的情況下，打孔頭的數目例如可以是在每個軌道為15個與30個之間，其中多個軌道可以被安置為彼此平行、或者彼此前後及/或彼此並排。接裝紙4可隨意地以可變速率連續地從左至右藉由該裝置移動。對於兩個或更多個有待打孔的紙幅還可能的是彼此貼靠並且因此形成有待同時被引導藉由該打孔裝置的多層。
特別較佳的是，該等測量裝置12,22被配置成一測量裝置8，該 測量裝置的信號在一資料處理系統9中被分析。該資料處理系統9確定了半徑r、孔洞數n、以及滲透性P，並且藉由作為軟體實現的控制器13,23生成了控制係數u,u’。較佳的是，對個每一個打孔頭對應地獲得了孔洞半徑r或孔洞直徑D，為了使參數能夠以一針對性的方式在單獨的打孔頭上被改變，或者為了在多個單獨的打孔頭產生比其他的明顯更大的打孔孔洞(例如由於磨損)的情況下能夠進行反應。
代替額定滲透性Psoll(以CORESTA單位CU計)，還可以使有 待實現的換氣度、吸阻及/或煙度值進入該資料處理系統。反過來，額定滲透性Psoll可以藉由存儲在該資料處理系統中的運算法則計算。
對應地孔洞半徑r或孔洞直徑D，對應地孔洞數n或孔洞密度， 以及滲透性P用作資料處理系統的輸入值。紙厚度d、該原紙的滲透性P、一可隨意的塗層的類型和厚度，以及捲筒紙速度係附加的輸入值。如果並且當對應地該原紙或該塗層的厚度d和滲透性P橫穿整個紙幅係恆定的時，在打孔開始之前將該等值輸入至該資料處理系統中是足夠的。首先，如果並且當該原紙或該塗覆的紙的滲透性P與藉由打孔獲得的滲透性P相比是可忽略不計地較小 時，該原紙的滲透性P的考慮可以省去。孔洞半徑r和孔洞數n係在度量學上藉由在該打孔裝置之後的測量裝置8獲得的，其中較佳的是滲透性P還藉由測量裝置8獲得，或者使用孔洞數n、孔洞半徑r、以及該紙幅的厚度d，該資料處理系統可以根據這個公式(或其他的公式)計算滲透性P：
該捲筒紙速度用作該資料處理系統的一輸入值並且在必須根據 該等輸入值控制捲筒紙速度的情況下還可以用作一輸出值(致動變數)。另外的輸出值(致動變數)可包括：在電極2,5之間的電壓脈衝的頻率、持續時間和幅值；該電極距該紙幅的間距；從該電極頭距該噴嘴的間距；該雷射脈衝的輸出、焦距、頻率、持續時間以及幾何形狀；在該噴嘴與該等透鏡或該導光管的尖端之間的間距；該氣體壓力；該噴嘴的開口直徑；該氣體組成；該氣體的流速。
與先前技術相比，本發明係有利的，因為考慮了打孔對藉由擴 散減少一氧化碳的影響，使得首次進行了一接裝紙的擴散最佳化的打孔並且因此首次製造了一擴散最佳化的打孔的接裝紙。
此外，在此背景下用於電漿打孔之方法係特別有利的，因為除 了打孔裝置的經典的可控參數(該能量源的能量脈衝的輸出、持續時間、頻率，以及捲筒紙速度)之外，藉由針對性引入氣體或氣體混合物提供了另外的可控制參數(氣體壓力、氣體量、氣體組成、噴嘴幾何形狀)，該等參數使孔洞尺寸的針對性減少成為可能，並且該電漿打孔額外地能夠提高該等孔洞之位置準確度還能實現更大孔洞密度。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

Claims (12)

  1. 一種用於製造擴散最佳化的接裝紙(4)之方法，接裝紙係用於煙草產品，尤其是過濾嘴香煙，藉由將該接裝紙(4)之捲筒紙打孔以實現最大程度減少一氧化碳之目的，其特徵在於：該打孔的接裝紙(4)之擴散率和滲透性P係線上即時確定，並且在持續地保持可預先定義的額定滲透性Psoll的同時，藉由調節打孔參數使該擴散率最大化。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該額定滲透性Psoll係藉由預先定義的換氣度、吸阻及/或有待實現的煙度值來預先定義。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，藉由在度量學上對應地獲得的打孔孔洞數、或孔洞密度及/或孔洞直徑D，從而確定擴散率。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該紙厚度d係線上即時測量。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之方法，其中，控制該等打孔參數，使得達到可達到的最小孔洞直徑Dmin，並且藉由調節該孔洞數n使滲透性P保持恆定。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中，所使用的接裝紙(4)之可達到的最小孔洞直徑Dmin係在藉由該等打孔參數的自動或手動變化的調整階段中被確定。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該孔洞直徑D係在度量學上獲得的，並且該所需要的孔洞數n係藉由以下式計算來確定的：
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，打孔係以電漿打孔進行，在電漿打孔中使用至少一個能量源透過電漿製造打孔孔洞，並使該打孔孔洞的孔洞尺寸最小化，其方式為減少該電漿之能量密度，以致該至少一個能量源的能量脈衝的50%至80%引起打孔，並且隨後控制該等打孔參數，使得在該電漿的能量密度上變化，在滲透性P的實際值等於該額定滲透性Psoll下，對應地獲得該打孔孔洞數或該孔洞密度。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中，每個能量源被附接在管(1)中，在該管(1)的面對該接裝紙(4)的末端處安置用於加壓的氣體或氣體混合物之出口開口的噴嘴(1.1)，其中該能量源的尖端被同心地安置在該噴嘴(1.1)中，並且調節該孔洞尺寸係藉由以下措施中的一種或多種來實現：改變氣體壓力；改變氣體流速；改變氣體組成，改變惰性氣體之濃度；改變噴嘴之開口面積；改變該能量源的尖端從該噴嘴突出之距離；改變捲筒紙之速度。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中，每個能量源係藉由電極(2)形成，在該接裝紙(4)的另一側提供至少一個相對的電極(5)，並且調節至少一個導致打孔之能量源的能量脈衝之數目以如下方式進行：改變在該等電極(2)上的電壓脈衝的頻率、持續時間及/或幅值。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中，每個能量源係雷射器，並且調節至少一個導致打孔之能量源的能量脈衝之數目以如下方式進行：改變一個或多個雷射束(6)的光脈衝之輸出、焦距、頻率、持續時間及/或幾何形狀。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，打孔係藉由多個打孔頭同時進行，確定每個所產生的孔洞之孔洞直徑D，在一資料處理系統中，將所產生的孔洞直徑指定給每一個打孔頭。
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