[发明专利]产生平行辐射线以固化光敏树脂的装置

说明书

本发明涉及一种制造包括结合到树脂型框架上的加强结构的造纸带的工艺，特别是，本发明涉及一种固化光敏树脂而生产造纸带树脂型框架的装置，该装置能产生大致平行的反射辐射线。

纸制品有着各种不同的用途。纸巾、面巾纸、卫生纸等在现代工业社会中被频繁地使用。对于这些纸制品的大量需求引发了对于改进形式的纸制品的需求。

造纸工艺通常包括几个步骤。造纸纤维的含水分散体在有孔件(如改良造纸长网)或双网造纸机上形成初期纸幅，最初的脱水和纤维重整都发生在其上。

在最初脱水后的穿透式空气干燥过程中，初期纸幅传送到包括透气偏转件的穿透式空气干燥带。偏转件包括具有多个偏转导管的压花树脂型框架，在一定的压差下空气通过导管。树脂型框架结合到纺织加强结构上并由此向外延伸。初期纸幅中的造纸纤维变形进入偏转导管，水从偏转导管中除去而形成中间纸幅。生成的中间纸幅随后在最终阶段被干燥，纸幅与树脂型框架对准的部分受到压印而形成多区域的结构。

包括加强结构和树脂型框架的穿透式空气干燥造纸带在下列专利中进行了描述：1985年4月30日授予Johnson等人的与本发明共同转让的美国专利4,514,345；1985年7月9日授予Trokhan的美国专利4,528,239；1985年7月16日授予Trokhan的美国专利4,529,480；1987年1月20日授予Trokhan的美国专利4,637,859；1994年8月2日授予Trokhan等人的美国专利5,334,289。前述专利在此处引用以说明穿透式空气干燥造纸带的优选结构。这种造纸带已经用于生产一些在商业上取得成功的产品，诸如Bounty牌纸巾、Charmin Ultra牌卫生纸，上述两种制品都是由直接受让人生产和出售的。

穿透式干燥造纸带的树脂型结构由包括按照所需的图案用紫外线辐射固化光敏树脂的工艺制造。在此处引用作为参考的共同转让的1996年5月7日授予Trokhan等人的美国专利5,514,523公开了一种采用差动光传输技术(differential light transmission techniques)制造造纸带的方法。为生产这种造纸带，液态光敏树脂的涂层施加到加强结构上。随后，其中不透明区域和透明区域形成预定图案的掩模(mask)位于涂层和辐射源(诸如紫外线光)之间。通过将液态光敏树脂涂层暴露在来自辐射源透过掩模的紫外线辐射之下而完成固化。穿透掩模透明区域的固化紫外线辐射使暴露区域的树脂凝固(即硬化)而形成从加强结构伸出的关节(knuckles)。未暴露区域(即对应掩模不透明区域的部分)保持液态，即未固化，并随后被除去。

辐射线的入射角度对于造纸带导管壁上的锥角的存在与否有非常重要的影响。具有较大的平行度的辐射线产生较小锥度(或近似垂直的)导管壁。由于导管更垂直，相对于具有锥度较大的壁的造纸带来说，这种造纸带在给定的关节区具有更高的空气渗透率。

目前用来固化树脂以生产包括加强结构和树脂型框架的造纸带的装置包括辐射源(即灯泡)和椭圆形反射器。目前使用的装置的灯泡需要微波能量来工作。选择椭圆形反射器的原因在于椭圆形状和其附带的体积有助于使灯泡所需的微波能量的耦合最大化而更有效地工作。尽管现有技术中的反射器的椭圆形状相对于微波耦合来说很有效，但反射器的椭圆形状产生了非平行、高度偏轴的或散射的辐射线。因此，椭圆形状对于固化包括框架的光敏树脂来说不是非常有效的。迄今为止，设备制造商还没有设计出一种能够使微波能量最大化并且同时产生平行辐射线而用于最有效地固化树脂的反射器。在某些情况下，空间的限制也会影响反射器的形状。因此，需要一种独立于反射器几何形状而控制固化辐射线的入射角的装置。

控制辐射线入射角的一种装置是相减准直仪。相减准直仪实际上是一种在所需方向之外阻挡紫外线的角度分布过滤器。通用的相减准直仪包括黑色的金属装置，其形状为多个槽，通过这些槽光线在所需方向从中穿过。上面引用并作为参考的美国专利5,514,523公开了一种采用相减准直仪制造造纸带的方法。

尽管上述相减准直仪有助于在所需方向上调整入射光线，但由于在相减准直仪中的辐射能量损耗，到达光敏树脂的总辐射能量减少。

因此，本发明的目的在于提供一种用于固化制造具有树脂型框架的造纸带的光敏树脂的改进装置，该装置明显地降低了固化能量的损耗。

本发明的另一目的在于提供一种固化光敏树脂的装置，该装置产生大致平行的固化辐射线。

本发明的又一目的在于消除反射器形状和产生平行反射辐射线的光学条件之间的相互影响或相互依赖，即使反射器的形状与其光学效果脱离关系。