[发明专利]用于生成受控辐射以便固化光敏树脂的装置

说明书

发明领域

本发明涉及制作造纸带的方法，该造纸带包括与树脂框架接合的加强结构。更为具体地说，本发明涉及一种用于固化光敏树脂以生产造纸带树脂框架的装置，这种装置可控制固化辐射的入射方向和角度。

背景技术

纸作产品用于多种目的。纸巾、揩面纸、手纸等在近代工业社会中不断使用。对于这种纸作产品的巨大需求已经形成了对于改进型产品的需求。

造纸过程一半包括几步。造纸纤维的水分散体在多孔构件上形成初期纸幅，诸如改良型长网或双长网造纸机，在其上进行初步脱水和纤维重整。

在一种穿透式空气干燥过程中，在初步脱水之后，初期纸幅被送往一包括透气的弯沉构件的穿透式空气干燥带。弯沉构件可以包括形成图案的树脂框架，该框架具有多个弯沉导管，空气可以在一定压差下穿过这些导管流动。树脂框架接合于一编织的加强结构并向外伸出。初期纸幅中的造纸纤维弯沉到弯沉导管里去，而水分通过弯沉导管予以排除以构成一种中间纸幅。产生的中间纸幅然后在最终的干燥阶段加以干燥，在此阶段，与树脂框架对齐的纸幅部分收到压印而形成一种多区间结构。

包括加强结构和树脂框架的穿透式空气干燥造纸带在以下各项共同转让的专利中有所说明，即1985年4月30日授权给Johnson等人的美国专利4514345；1985年7月9日授权给Trokhan的美国专利4528239；1985年7月16日授权给Trokhan的美国专利4529480；1987年1月20日授权给Trokhan的美国专利4637859；以及1994年8月2日授权给Trokhan等人的美国专利5334289。上述各项专利在此引入作为参考，旨在说明穿透式空气干燥造纸带的最佳构造。这种造纸带一直用来生产商业上成功的产品，诸如Bounty纸巾和Charmin Ulfra手纸，二者都由直接受让人生产和销售。

目前，穿透式空气干燥带的树脂框架的制作工艺方法包括按照所需的图案用紫外线(UV)辐射固化光敏树脂。1996年5月1日授权给Trokhan等人的共同转让的美国专利5514523披露了一种利用差动光传输技术制作造纸带的方法，该专利在此引入作为参考。为了制作包括光敏树脂的造纸带，液态光敏树脂 的涂层施加于加强结构。然后，其中各不透明区域和各透明区域形成一预先选定的图案的掩膜设置在涂层与诸如UV光的辐射源之间。固化是通过把液态光敏树脂的涂层暴露于通过掩膜来自辐射源的UV辐射而实现的。固化UV辐射，通过掩膜的各透明区域，可固化(即凝固)各暴露区域中的树脂而构成从加强结构伸出的多个关节。各非暴露区域(即对应于掩膜不透明区域的那些区域)仍然是流态的，即未固化的，并被陆续清除。

辐射的入射角对于造纸带导管壁部是否有锥度具有重要的影响。具有较大平行度的辐射可形成锥度不大(或者更加接近垂直)的导管壁部。随着导管壁部变得较为垂直，造纸带相对于具有锥度较大的导管壁部在给定的关节区域内具有较高的透气性。

同时，在某些情况下，可能希望使光敏树脂在多种辐射角度下承受固化。比如，可能希望生产一种具有带稍许锥度的关节的树脂框架，因为这种关节在压力下比较耐久。在其他一些情况下，一种特定的树脂框架三维设计可以通过采用多种辐射角而予以实现。

目前用于固化树脂以生产包括加强结构和树脂框架的造纸带的装置，包括辐射源(亦即灯泡)和具有椭圆外形的反射器。目前使用的装置的灯泡需要微波能量来从事工作。选择反射器的外形为椭圆形的原因是椭圆外形及其体积有助于使灯泡所必需的微波能量的耦合最大化以便最为有效地工作。虽然现有技术中反射器的椭圆外形在微波耦合方面是有效的，但反射器椭圆外形会生成非平行的、非常离轴的、或“分散的”辐射射线。椭圆外形因而对于固化构成框架的光敏树脂来说是无效的。迄今，我们可以断定，装置制造厂商一直没能设计出一种反射器，即能使微波能量最大化，并且同时产生平行的辐射，此种辐射会被指向某一预定方向上，以便最为有效地固化树脂，同时，产生一种合乎要求的纵向辐射均匀性。在某些情况下，空间限制也可能影响反射器的外形。因此，需要一种不依赖反射器几何形状而控制固化辐射入射角度的装置。

控制反射器入射角度的装置之一是一种相减准直器。相减准直器事实上是一种角度分布过滤器，可阻挡不同于那些所需方向上的UV辐射射线。普通的相减准直器包括一深色金属装置，制成为一系列槽道的形状，光线可以在所需方向上通过这些槽道。上面引用并在此引入作为参考的美国专利第5514523号阐述了一种利用相减准直器制作造纸带的方法。