[发明专利]卷烟接装纸激光打孔方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光打孔技术领域，特别是涉及一种卷烟接装纸激光打孔方法和设备。

背景技术

吸烟有害健康是公认的事实，降低焦油含量对改善吸烟群体的身体健康具有重要意义。各国的卷烟制造商相继投入了大量的人力、物力和巨额资金，对降低卷烟焦油含量的技术、理论方法以及实践应用等方面进行了广泛而深入的研究，采用了多种降焦技术。

卷烟接装纸作为卷烟过滤嘴专用外包装用纸，因其外观类似松木纹而曾得名水松纸。滤嘴通风稀释技术的原理是通过在水松纸上打孔、使用高透气度滤棒成型纸或在滤棒上制成凹槽等方式，从而在抽吸卷烟时使外部空气进入滤嘴内并对主流烟气进行稀释，使吸入人体的焦油量相对减少。该项技术已成为国际上采用最广泛和最有效的降焦技术。目前美国卷烟市场上有90％左右的卷烟和西欧市场上80％左右的卷烟都采用了通风滤嘴，另外亚洲的日本等国的通风滤嘴卷烟也占有相当大比例。采用通风滤嘴这一简单、成熟且非常可靠的降焦技术，其降焦效果也十分明显，如美国Carlton牌卷烟采用通风滤嘴后可降低卷烟焦油量70％以上降低CO高达80％以上，且通过强化加香、加料措施，也使该卷烟的吸味品质保持了较高水平。

目前我国过滤嘴香烟的比例已达95％。随着人类对于吸烟者健康保护要求的日益提高，能有效降低焦油含量、减少尼古丁且对人们健康无伤害的水松纸打孔工艺得到迅速普及。其中，采用激光打孔工艺因其具有多项优势将成为水松纸行业的发展方向。

目前开发和利用的水松纸打孔方式主要有机械打孔、电火花打孔、激光打孔等工艺，其中激光打孔由于具有稳定性高和准确性高的特点，成为国际上广泛采用的方式。

激光打孔是利用激光辐射的高功率密度特点，将其聚焦加热水松纸，使水松纸局部达到汽化温度，汽化成孔。

目前已经推出水松纸激光打孔机产品，以德国和中国华中科技大学开发的系列水松纸激光打孔机为主要代表，均为直线型打孔，即每一路激光只能固定打一排孔，每排孔均为直线。玉溪金灿科技有限公司(200410036764.2)提出在水松纸上打图形孔的尝试，但专利中没有提供具体的实现方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种卷烟接装纸激光打孔方法，该方法可以进行高速曲线打孔，打孔速度可以达到直线型打孔一样的速度。同时提供一种能够实现所述激光打孔方法的卷烟接装纸激光打孔设备，该设备能够在水松纸上进行高速透气微孔曲线或图形排列型激光打孔，并且结构简单、工作稳定且加工效率高。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供了下述两种卷烟接装纸激光打孔方法及其设备。

1.旋转多棱镜式打孔方法：

具体是：将连续激光器输出的连续激光束，经一组光学半透半反镜和全反镜分光后，通过旋转式多棱镜扫描分光形成多路时序上有先后的脉冲激光束，再分别由多个聚焦头聚焦后，在连续运动的水松纸的表面形成先后出光的多个聚焦光点，这些聚焦光点使水松纸打出单排或多排曲线或重复图形排列分布的小孔。

2.振镜式打孔方法：

具体是：将脉冲激光器输出的脉冲激光束先后经振镜扫描系统扫描和F-θ透镜聚焦后，在连续运动的水松纸表面形成聚焦光点的扫描；计算机根据预先输入的曲线或图形分布控制不同时刻振镜扫描系统中X轴扫描振镜、Y轴扫描振镜的偏转角度，则在时序上实现水松纸表面聚焦光点的曲线或图形分布形式扫描，并且对水松纸打出单排或多排曲线或重复图形排列分布的小孔。

3.实现旋转多棱镜式打孔方法的设备：

该设备由连续激光器、光学变换机构和驱动水松纸连续运动的走纸机构组成，其中：光学变换机构由光学半透半反镜、全反镜、旋转式多棱镜，以及安装在走纸机构上方的、呈非直线形排列的多个具有聚焦功能的聚焦头构成，每个聚焦头的光轴均与水松纸表面垂直；所述激光器输出的连续激光束经过多棱镜扫描进入与之对应的多个聚焦头中，并由其聚焦后在连续运动的水松纸的表面形成先后出光的多个聚焦光点，对水松纸打出单排或多排曲线或重复图形排列分布的小孔。

4.实现振镜式打孔方法的设备：

该设备设有振镜扫描系统、脉冲激光器、F-θ透镜、计算机、走纸机构，其中：走纸机构由收卷辊和放卷辊构成，它们装夹待加工的水松纸；脉冲激光器输出的脉冲激光，先后经振镜扫描系统中的X轴扫描振镜、Y轴扫描振镜反射和F-θ透镜聚焦后在水松纸上形成一个聚焦光点，该聚焦光点在时序上按照计算机中预先设定的曲线或图形分布形式在连续运动的水松纸表面进行扫描，使水松纸打出所述曲线或重复图形排列分布的小孔。

本发明与现有技术相比，主要有以下优点：