抽吸香煙過程中CO濃度的減少一方面通過所謂的煙的稀釋進(jìn)行，該稀釋通過將空氣穿過該煙絲條的末端、對應(yīng)地在卷煙紙以及成型紙中的氣孔或者附加地通過已經(jīng)通過打孔建立的孔洞引入至該香煙的內(nèi)部，并且另一方面通過一氧化碳穿過分別通過打孔已經(jīng)建立的氣孔或孔洞從該香煙的內(nèi)部至外部的擴(kuò)散進(jìn)行。因此，一氧化碳的擴(kuò)散穿過與引入空氣時(shí)相同的氣孔和孔洞但是在相反方向上進(jìn)行。一氧化碳朝向外側(cè)的擴(kuò)散，由于在這個(gè)過程中氣體(如氧氣、氮?dú)獾鹊?被擴(kuò)散至該香煙的內(nèi)部，還可以被認(rèn)為是一種氣體交換。通過空氣的引入進(jìn)行的煙的稀釋還經(jīng)常被稱為換氣，在過濾嘴換氣與煙絲條換氣之間產(chǎn)生的差別，取決于空氣穿過該香煙的哪一部分進(jìn)入該香煙內(nèi)部。

該香煙的吸阻是與該稀釋的程度相關(guān)。所述吸阻確定了當(dāng)吸煙時(shí)通過該香煙的氣孔和孔洞被吸入的新鮮空氣的體積流量是多高。穿過該香煙的獨(dú)立的部分的氣孔和孔洞的新鮮空氣的體積流量與穿過該香煙的嘴末端的總體積流量的比例被稱為換氣度，在此在過濾嘴換氣度與煙絲條換氣度之間也存在的一個(gè)差別。

由于換氣度可以實(shí)質(zhì)上影響并且改變該香煙的香味，在成品香煙中令人希望的是它們對應(yīng)地具有均勻的稀釋或吸阻或均勻的換氣度。

根據(jù)該卷煙紙和該接裝紙的滲透性推導(dǎo)出該換氣度。因此，在制造的過程中必要的是使該卷煙紙和該接裝紙兩者的滲透性保持恒定。

為了能夠設(shè)定恒定的滲透性，該滲透性是獨(dú)立于所使用的原紙的特性如孔隙率(空腔體積與總體積的比例)，向用于該接裝紙的該原紙?zhí)峁└郊拥?、可調(diào)節(jié)的打孔。

除了煙絲條和過濾嘴之外，一種普通的過濾嘴香煙或者甚至一種常規(guī)的香煙管是由包裝該煙絲條的卷煙紙、高度多孔的過濾嘴成型紙、以及接裝紙組成。當(dāng)使用脫機(jī)或預(yù)打孔的接裝紙時(shí)，需要一種高度多孔的過濾嘴紙。

經(jīng)常還被稱為“包邊紙(Tippingpapier)”或簡稱“包邊(Tipping)”的接裝紙包裹過濾嘴和過濾嘴成型紙。這是當(dāng)過濾嘴香煙被抽吸時(shí)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(qū)域內(nèi)，在那里包圍了卷煙紙并且通過粘性連接連接到其上。由于所建立的這種粘性連接，過濾嘴部分和煙絲條部分在卷煙制造機(jī)中被機(jī)械地互連。該包邊紙最經(jīng)常確實(shí)是一種紙，但是還可以例如是一種薄膜或箔。在該包邊紙被配置為一種薄膜或箔的情況下，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(shè)計(jì)。這種印刷設(shè)計(jì)經(jīng)常類似于軟木。

在該煙絲條的末端，該接裝紙通常被配置以便是部分打孔的，使得在抽吸香煙時(shí)，來自環(huán)境中的空氣進(jìn)入至該過濾嘴中并且與來自煙絲條的煙流在那里混合，減少了煙度值。

典型地，接裝紙?jiān)谟∷⒅筮M(jìn)行打孔，為了防止穿孔由于印刷操作而再次閉合。

由于位于該接裝紙的下面的過濾嘴成型紙被實(shí)現(xiàn)為高度多孔的，通過該接裝紙的孔隙率限制在該過濾嘴的區(qū)域中的香煙的總或殘余的滲透性。該接裝紙的孔隙率可以通過對應(yīng)地通過打孔產(chǎn)生的孔洞尺寸或孔洞數(shù)獲得。

因此，如果剩余的香煙參數(shù)(卷煙紙、過濾嘴成型紙的孔隙率，煙絲條以及過濾嘴的吸阻等等)以及香煙的換氣度或煙度值的一個(gè)預(yù)定義的目標(biāo)值對應(yīng)地是已知的，接裝紙的滲透性的額定值可以是預(yù)定義的。換氣度和煙度值的目標(biāo)值通常由香煙制造商來預(yù)定義，使得滲透性的額定值隨后可以由接裝紙制造商建立并且在該接裝紙的產(chǎn)生過程中進(jìn)行參考。

在現(xiàn)有技術(shù)中存在用于通過打孔將接裝紙的滲透性調(diào)節(jié)為該預(yù)定義的額定值的方法。

EP 0056223 A2示出了一種用于調(diào)節(jié)電打孔設(shè)施的方法，其中紙幅的滲透性是通過穿過和被引導(dǎo)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(shí)際值與額定值的偏差被用于調(diào)節(jié)火花能量。

DE 3016622 A1示出了一種用于調(diào)節(jié)電打孔設(shè)施的方法，其中測量了紙幅的滲透性。以此方式獲得的測量值被用于通過放電的頻率和持續(xù)時(shí)間和/或卷筒紙的速度調(diào)節(jié)該打孔的孔洞尺寸或孔洞數(shù)。

DE 2833527 A1示出了一種用于調(diào)節(jié)電打孔設(shè)施的方法，其中測量了紙幅的滲透性。以此方式獲得的測量值被用于通過放電的頻率調(diào)節(jié)該打孔的孔洞尺寸。這可以按如下方式進(jìn)行：在足夠高的頻率情況下，進(jìn)行多次放電以便相互連續(xù)的穿過相同的打孔的孔洞以及因此后者隨著每一次放電有所擴(kuò)大。提供了吹入后者的末端的方向上用于冷卻這些電極的壓縮空氣。

DE 2802315 A1示出了一種用于控制電打孔設(shè)施的方法，其中在一個(gè)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于通過放電的頻率或者通過斷開單獨(dú)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(shù)。

在現(xiàn)有技術(shù)的打孔設(shè)施和調(diào)節(jié)方法中，打孔對一氧化碳擴(kuò)散的影響迄今為止未被考慮過。其原因可能在于迄今為止已經(jīng)存在一個(gè)主流的觀點(diǎn)，在要獲得恒定的滲透性的情況下，一氧化碳的擴(kuò)散不受打孔的影響，或者所述一氧化碳的擴(kuò)散不能夠通過打孔影響。

由于一氧化碳的減少構(gòu)成一個(gè)實(shí)質(zhì)性的健康方面，本申請人一直關(guān)注于研究打孔對一氧化碳擴(kuò)散的影響并且來開發(fā)一種擴(kuò)散優(yōu)化的接裝紙。

本發(fā)明的根本目的是提供一種用于打孔接裝紙的改進(jìn)的方法，其中在該接裝紙的恒定的滲透性下在煙中的一氧化碳的減少要被最大化。

為了實(shí)現(xiàn)該目的，所提議的是，打孔作為一種連續(xù)的紙幅或膜幅可用的接裝紙?jiān)谝粋€(gè)受調(diào)節(jié)的打孔裝置中進(jìn)行，其中該打孔的接裝紙的擴(kuò)散率和滲透性是聯(lián)機(jī)確定的，即，直接地在該打孔機(jī)器上確定，并且在持續(xù)地符合可預(yù)定義的滲透性的同時(shí)，通過調(diào)節(jié)打孔參數(shù)使該擴(kuò)散率最大化。

一種可能性在于測量通過打孔產(chǎn)生的該接裝紙的孔洞的孔洞尺寸并且來控制這些打孔參數(shù)使得建立用于一氧化碳的最大擴(kuò)散的孔洞尺寸。將該接裝紙的滲透性保持恒定，其方式為取決于所獲得的孔洞尺寸對應(yīng)地獲得或控制打孔的孔洞數(shù)。

由于這種兩步調(diào)節(jié)的方法，實(shí)現(xiàn)的是通過打孔使一氧化碳的擴(kuò)散最大化并且使?jié)B透性保持恒定。

如將還在下面的理論中進(jìn)行解釋的，本申請人已確定，當(dāng)這些單獨(dú)的打孔孔洞的孔洞直徑最小時(shí)一氧化碳的擴(kuò)散處于其最大值。由于技術(shù)原因，因?yàn)樵摽锥粗睆讲荒軌驅(qū)崿F(xiàn)為任意小的，根據(jù)本發(fā)明的方法在于根據(jù)應(yīng)用調(diào)節(jié)該孔洞直徑到可達(dá)到的最小孔洞直徑并且在于將打孔孔洞的數(shù)目適配為用以實(shí)現(xiàn)所需要的滲透性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，有利的是在符合滲透性的規(guī)格的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)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(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)方法是使用已經(jīng)由本申請人發(fā)展的等離子體打孔的方法而最好地實(shí)現(xiàn)。一方面，首先等離子體打孔使得極其小的孔洞直徑成為可能，并且另一方面等離子體打孔允許非常專一并且快速地調(diào)節(jié)打孔參數(shù)。

本發(fā)明通過附圖來圖示，其中：

圖1示出了在該打孔的孔洞半徑r與可用于擴(kuò)散的面積A之間的理論相關(guān)性，取決于在恒定滲透性P下的孔洞數(shù)N；

圖2以截面視圖示出了一個(gè)示例性的等離子體打孔頭的設(shè)計(jì)；

圖3以截面視圖示出了另一個(gè)示例性的等離子體打孔頭的設(shè)計(jì)；

圖4以截面視圖示出了另一個(gè)示例性的具有激光作為能量源的等離子體打孔頭的設(shè)計(jì)；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)第一調(diào)整變體的示意性設(shè)計(jì)；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)第二調(diào)整變體的示意性設(shè)計(jì)；

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具有調(diào)整的示意性圖解的打孔設(shè)施的示意性設(shè)計(jì)。

首先，將解釋在理論上的物理方法，而沒有受限于理論的意圖。

一氧化碳的減少通過稀釋煙流并且通過擴(kuò)散進(jìn)行。通過稀釋煙流的一氧化碳減少通過該香煙的滲透性P確定；因此，在一種預(yù)定義的恒定的滲透性P的情況下，最大化CO減少不得不通過最大化擴(kuò)散進(jìn)行。

在通過一種數(shù)學(xué)方法示出解決方案之前，在恒定的滲透性P下最大化擴(kuò)散率的可能性將通過物理相關(guān)性描述。在本文件中，滲透性被理解為是考慮到壓力差時(shí)接裝紙的滲透性。該壓力差通過在香煙上的抽吸產(chǎn)生。粗略地說，在此滲透性是穿過該接裝紙的打孔被吸入該香煙的內(nèi)部的新鮮空氣多少的一個(gè)量度。對應(yīng)地，在恒定的孔洞密度或數(shù)目下打孔的孔洞越小，由此引起的吸阻越大；因此，這些孔洞越小，滲透性越低?？锥疵芏缺焕斫鉃槊棵娣e單位的孔洞數(shù)。

在本文件中，擴(kuò)散率被理解為是考慮到濃度差時(shí)接裝紙的滲透性。在此，在吸煙過程中一氧化碳的濃度在香煙中比在環(huán)境空氣中的更高。因此，一氧化碳的擴(kuò)散與新鮮空氣的流入的方向相反，從內(nèi)部至外部進(jìn)行。除了濃度差之外，擴(kuò)散的水平是取決于可用于擴(kuò)散的面積A。

在此，具有總計(jì)與若干大孔相同的滲透性P的很多小孔具有比這些大孔更大的面積A。因此，在保持該滲透性P恒定的同時(shí)，擴(kuò)散可以通過打孔盡可能多的盡可能小的孔而最大化。

該接裝紙的滲透性P可以通過孔洞尺寸和孔洞數(shù)的打孔參數(shù)來改變。在此，滲透性P可以通過使用下式估計(jì)：

$P=\frac{\mathrm{\π}}{8\mathrm{\η}}\frac{{\mathrm{nr}}^4}{{\mathrm{d\Δp}}^{v-1}}$

在此，η描述了空氣的動態(tài)粘度。n是孔洞數(shù)。r是孔洞半徑。d是該紙的厚度。Δp是該紙的外側(cè)與內(nèi)側(cè)之間的壓力差，并且v是根據(jù)打孔方法而憑經(jīng)驗(yàn)確定的滲透性指數(shù)。

來自香煙的一氧化碳的擴(kuò)散速率是以一種近似的方式作為一氧化碳在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)與可用于擴(kuò)散的面積A的積推導(dǎo)出。目前觀察，它足以表明可用于擴(kuò)散的面積A越大該擴(kuò)散速率增加。這個(gè)面積A從孔洞的面積r²π乘以孔洞數(shù)n推導(dǎo)出

A＝nr²π

在恒定的滲透性P的情況下，孔洞數(shù)n與孔洞半徑r的比率要被選擇為使得這些孔洞的面積的總數(shù)是最大化的。滲透性P、孔洞半徑r、孔洞數(shù)n以及擴(kuò)散面積A的相關(guān)性在圖1中示出。在滲透性P的恒定值的情況下，這些孔洞的半徑r隨著孔洞數(shù)n的增加而穩(wěn)定地減少。相反地，擴(kuò)散面積A(＝r²πn)隨著孔洞數(shù)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(kuò)散最大化，因此必要的是對應(yīng)地使孔洞數(shù)最大化或者使孔洞尺寸最小化。

在此背景下，限制的因素是孔洞尺寸，由于后者，取決于打孔方法和所使用的接裝紙的類型，出于技術(shù)原因不能夠以任意小的尺寸實(shí)現(xiàn)。然而，有可能的是控制打孔參數(shù)使得獲得可達(dá)到的最小的孔洞直徑D_最小。

由于這個(gè)可達(dá)到的最小的孔洞直徑D_最小取決于很多參數(shù)(紙厚度d、紙的涂層和類型、空氣濕度、空氣壓力、在能量源的輸出中的偏差等等)，根據(jù)本發(fā)明提出的是通過光學(xué)裝置聯(lián)機(jī)測量孔洞直徑D并且這些測量值被用于調(diào)節(jié)打孔參數(shù)(該能量源的輸出；能量脈沖的持續(xù)時(shí)間；該能量源與該紙幅的間距；氣體供應(yīng)的類型、體積、以及壓力；該紙幅的速度等等)。

該打孔孔洞數(shù)被適配為可達(dá)到的最小孔洞直徑D_最小。這可以通過計(jì)算或者通過該打孔的紙幅的滲透性P的光學(xué)測量進(jìn)行。

通過計(jì)算，孔洞數(shù)n產(chǎn)生自下式：

額定滲透性P_額定可以對應(yīng)地通過換氣度或者通過香煙制造商的煙度值來間接地表明。對應(yīng)地，η、Δp和v是恒定的，或者取決于所使用的打孔的方法。對應(yīng)地，當(dāng)測量紙厚度d和孔洞半徑r、或孔洞直徑D(D＝2r)時(shí)，因此可以計(jì)算所需要的孔洞數(shù)n。

優(yōu)選地，該打孔的紙的滲透性P在一種附加的第二控制回路中測量并且相應(yīng)地控制孔洞數(shù)n以便保持滲透性P至額定值。

如果并且當(dāng)用于調(diào)節(jié)孔洞尺寸的打孔參數(shù)不影響孔洞數(shù)n并且相反地孔洞數(shù)n不影響孔洞直徑D時(shí)，具有兩個(gè)獨(dú)立的控制回路的實(shí)現(xiàn)方式是可能的。

在很多打孔頭中，可以獲得孔洞數(shù)n，例如，其方式為不將能量脈沖施加在單獨(dú)的打孔頭上。在一個(gè)單一的打孔頭的情況下，對應(yīng)地可以按一種受控的方式通過這些能量脈沖的數(shù)目或頻率獲得孔洞數(shù)n。

在圖2中展示了用于等離子體打孔紙幅、具體地接裝紙幅或接裝紙4的一種等離子體打孔頭。就面積而言盡可能小的一個(gè)能量源被安置在該接裝紙4的至少一個(gè)平面式側(cè)面上。在這個(gè)實(shí)例中，一個(gè)針狀電極2，或更具體地說，在兩個(gè)電極2、5之間短暫的施加高電壓(AC電壓或DC電壓)，用作一個(gè)能量源。打孔可以在一種正常氛圍中、或者在一種特別的氣體氛圍(如一種保護(hù)氣體氛圍或一種具有可定義的氣體組成的氛圍)中進(jìn)行。在此，該氛圍可以具有常壓或一個(gè)相對于環(huán)境壓力(空氣壓力)更高或更低的壓力。

優(yōu)選地，該氣體組成可以直接地在該等離子體的位置，獨(dú)立于環(huán)境氛圍而改變。

為此，優(yōu)選地該電極2被附接在一個(gè)管1中。管1用于輸送一種加壓的氣體或氣體混合物。為了更佳的清晰性，在這些圖中的氣體流動使用箭頭來圖示。一個(gè)噴嘴1.1位于該管1的前端處。這個(gè)噴嘴1.1被附接為在電極2的面對接裝紙4的尖端區(qū)域中同心圍繞電極2。因此，一種加壓的氣體或氣體混合物在通過由管1和噴嘴1.1包圍的空腔1.2在接裝紙4的方向上圍繞電極2以一種環(huán)形方式被引入。以一種同樣方式實(shí)現(xiàn)的一個(gè)針狀對電極5，或如在圖3中示出的一個(gè)平面對電極5，可以位于包邊紙4的另一側(cè)上。

通過穿過空腔1.2引入一種惰性氣體或一種具有高惰性氣體濃度的氣體混合物，一個(gè)具有另一種氣體組成的窄區(qū)域保留在這個(gè)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(gè)區(qū)域中，惰性氣體的濃度稍微低于來自噴嘴1.1的直接流。鑒于此，在這個(gè)區(qū)域中可能更容易地使氣體電離，并且因此產(chǎn)生一種局部的等離子體3，該等離子體3通過升華最終在接封紙4中產(chǎn)生孔洞。因?yàn)樵诘入x子體3中以及尤其是在等離子體3周圍已經(jīng)存在高濃度的惰性氣體，所以預(yù)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(biāo)記。具有低的惰性氣體濃度的區(qū)域、以及因此等離子體3的擴(kuò)展可以通過噴嘴1.1的緊的或稍微更寬的設(shè)計(jì)或通過改變電極2從噴嘴1.1伸出的距離來擴(kuò)大或減少。

除了在電極2、5之間的電壓脈沖的頻率、持續(xù)時(shí)間和幅值之外，優(yōu)選地在根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)方法中以下參數(shù)中的至少一個(gè)是可控制的：

-該噴嘴的開口直徑；

-在該噴嘴與該電極頭之間的間距；

-該電極距該紙幅的間距；

-該卷筒紙的速度；

-該氣體壓力；

-該氣體組成；

-該氣體的流動體積。

在多個(gè)針狀電極2的通常安排的情況下，優(yōu)選地該噴嘴的開口直徑和/或在該噴嘴與該電極頭之間的間距可以被控制，因?yàn)檫@些改變直接地在該等離子體的有效位置處進(jìn)行并且因此對于打孔具有一個(gè)在時(shí)間上非常即時(shí)的效應(yīng)。

此外，由于每一個(gè)單獨(dú)的電極2可以被控制至其可達(dá)到的最小的孔洞直徑D_最小，可以在獨(dú)立于另一個(gè)電極2的每一個(gè)電極2上單獨(dú)地獲得這兩個(gè)參數(shù)。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明具有激光束6作為能量源的一個(gè)優(yōu)選的打孔頭。打孔可以在一種正常氛圍如一種特別的氣體氛圍如一種保護(hù)的氣體氛圍或一種具有可定義的氣體組成的氛圍中進(jìn)行。在此，該氛圍可以具有常壓或一個(gè)相對于環(huán)境壓力(空氣壓力)更高或更低的壓力。

優(yōu)選地，該氣體組成可以直接地在該等離子體的位置，獨(dú)立于環(huán)境氛圍而改變。

為此，再次，一個(gè)噴嘴1.1被安置在管1的下端處。處理兩項(xiàng)任務(wù)的一個(gè)透鏡7定位為在這個(gè)噴嘴1.1中同心。首先，透鏡7用于將激光束6聚焦到接裝紙4的表面上。其次，透鏡7用于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(fā)生氣體流動以便環(huán)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，后者例如通過細(xì)線被固定在管1中，或位于在管1中垂直運(yùn)行的一個(gè)剛性光學(xué)波導(dǎo)(像電極2)的末端。在這種情況下，等離子體3被限制于激光束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(gè)區(qū)域中。在透鏡7的焦點(diǎn)中，激光束6的能量密度是處于其最大值，并且惰性氣體濃度在此是處于其最低，使得可以產(chǎn)生一種局部的、小區(qū)域的等離子體3。

除了該激光脈沖的輸出、焦距、頻率、持續(xù)時(shí)間以及幾何形狀之外，優(yōu)選地在根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)方法中以下參數(shù)之一是可控制的：

-該噴嘴的開口直徑；

-在該噴嘴與這些透鏡、或該導(dǎo)光管尖端之間的間距；

-該卷筒紙的速度；

-該氣體壓力；

-該氣體組成；

-該氣體的流動體積。

氮?dú)?N₂)、氬氣(Ar)、氦氣(He)、氖氣(Ne)、或二氧化碳(CO₂)可以作為一種惰性氣體使用。還有可能的是將單獨(dú)類型的惰性氣體使用特定的混合比與彼此組合或者通過流過這些噴嘴至該處理空間而組合。因?yàn)樵摱栊詺怏w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(huán)狀區(qū)域中高于直接在電極2或透鏡7前方的區(qū)域中。氣體越致密，用于電離所述氣體所需要的能量越多。附加地，離子和電子通過該氣體流被沖走。這兩種效果還有助于將等離子體3局部化。

在等離子體打孔的情況下，如果并且當(dāng)將壓縮空氣作為該氣體混合物使用時(shí)，因此還可發(fā)生調(diào)節(jié)孔洞直徑D。

圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第一調(diào)節(jié)變體。在此，對應(yīng)地，孔洞尺寸、或孔洞直徑D以及可以經(jīng)由其計(jì)算出的孔洞半徑r是通過兩個(gè)所展示的控制回路中最內(nèi)部的控制的，并且孔洞數(shù)n是通過最外部的控制回路控制的。

對應(yīng)地，孔洞半徑r或孔洞直徑D是通過測量裝置12測量的?？刂破?3控制致動元件14的控制系數(shù)u，以便減少孔洞半徑r至可達(dá)到的最小孔洞半徑r_最小?？蛇_(dá)到的最小孔洞半徑r_最小可以在一個(gè)調(diào)整階段中確定，例如，其方式為孔洞半徑r通過改變打孔參數(shù)而減少直到所產(chǎn)生的等離子體對于在該紙中打孔孔洞而言根本太弱。呈可達(dá)到的最小孔洞半徑r_最小形式的額定值在調(diào)整至稍微高于臨界孔洞半徑(低于該臨界孔洞半徑則打孔不再是可靠的)之后獲得。

控制器13供應(yīng)了一個(gè)控制系數(shù)u，該控制系數(shù)u作用于致動設(shè)施14。致動變量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通過致動設(shè)施14改變。致動變量y的改變引起在紙幅4上等離子體3的改變(控制路徑11)，這導(dǎo)致在孔洞半徑r上的變化。

如在EP 0056223 A2中示出的，測量裝置22優(yōu)選地通過電磁波測量滲透性P。打孔的孔洞的數(shù)目n通過在所測量的值與預(yù)定義的額定值P_額定之間的差來控制?？刂葡禂?shù)u’具有開啟或關(guān)閉單獨(dú)的打孔頭的作用。

例如，測量裝置12可以是一個(gè)線性攝像機(jī)(例如光學(xué)[激光]微米的高分辨的CMOS或CCD攝像機(jī))，該線性攝像機(jī)被引導(dǎo)至該紙幅上并且以一種與這些打孔裝置同步的方式呈現(xiàn)該紙幅的打孔行的圖像，使得一個(gè)打孔行的打孔的孔洞的數(shù)目以及孔洞直徑D是從分析一個(gè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的圖像可測定的。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第二調(diào)節(jié)變體的控制回路。在此，在一個(gè)調(diào)整階段中，該孔洞尺寸最初通過改變所選擇的打孔參數(shù)而減少一直到如下的點(diǎn)：例如直至能量源(電極2或激光束6)的所有能量脈沖的僅僅50％至80％實(shí)際上引起打孔，產(chǎn)生等離子體的能量脈沖與不引起等離子體放電的能量脈沖的比率以下被稱為“放電率”。此后，以所需要的滲透性P_額定來源于所產(chǎn)生的放電率的這樣一種方式，優(yōu)選地將其他的控制參數(shù)用于控制能量密度。

例如，在該調(diào)整階段中使孔洞尺寸最小化可以按如下方式進(jìn)行：在該能量源的恒定輸出下，增加該氣體壓力或氣體流速、或者改變該氣體組成，直到實(shí)現(xiàn)了75％的放電率。此后，這些氣體參數(shù)保持恒定，并且控制該能量源的參數(shù)(例如，該能量脈沖的持續(xù)時(shí)間、頻率、幅值)使得通過增加或減少該放電率，該滲透性P采取預(yù)定義的額定值。

如果遇到所需要的滲透性P_額定在最大的放電率下仍然是下沖的，該孔洞尺寸必須以擴(kuò)散率為代價(jià)稍微擴(kuò)大，例如通過減少該氣體壓力、減少惰性氣體在該氣體混合物中的比例、或適配該卷筒紙的速度。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)變體提供了一個(gè)測量裝置32，該測量裝置32在度量學(xué)上獲得了孔洞數(shù)n(或?qū)?yīng)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(shù)據(jù)在一個(gè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中分析，并且一個(gè)致動變量(或多個(gè)致動變量)通過一個(gè)可以作為軟件實(shí)現(xiàn)的控制器13生成。

優(yōu)選地，該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以計(jì)算并且存儲通過將孔洞數(shù)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(kuò)散率的特征值(擴(kuò)散面積A)、或可以自其計(jì)算紙的擴(kuò)散率。

除了孔洞數(shù)n(或?qū)?yīng)地孔洞密度)、孔洞尺寸(孔洞半徑r)、以及滲透性P之外，有利的是還獲得該卷筒紙的厚度d。優(yōu)選地，使用一種用于連續(xù)測量紙厚度d的非接觸的方法；此類方法在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的并且例如，在文件US4107606(A)、EP0995076(A1)、US6281679(B1)中示出。在此，用于測量該紙厚度d的測量裝置當(dāng)在該卷筒紙的方向上看時(shí)，可以優(yōu)選地被安置在該打孔裝置之前，或者另外在該打孔裝置之后。

具體地，在具有強(qiáng)烈變化的特性(該原紙的厚度d和滲透性P，或者一個(gè)涂層的厚度d)的紙品種的情況下，除了測量厚度之外，在打孔裝置之前可能有必要進(jìn)行滲透性的測量。在這種情況下，對于在每種情況下遵循的打孔所需要的打孔孔洞數(shù)目可以從這些紙參數(shù)以及可達(dá)到的最小的孔洞直徑D近似地計(jì)算，并且可任選地以如下方式控制：該公式通過被安置在該打孔裝置之后的用于測量實(shí)際獲得的滲透性P的測量裝置的測量值進(jìn)行適配?？商娲?，根據(jù)該原紙的厚度d和滲透性P還可以控制該放電率。

在圖7中示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性的等離子體打孔裝置，該裝置具有一個(gè)帶有八個(gè)打孔頭的軌道和一個(gè)測量裝置8。在此八個(gè)打孔頭的數(shù)目出于清晰的原因而造成；在一個(gè)實(shí)際實(shí)現(xiàn)方式的情況下，打孔頭的數(shù)目例如可以是在每個(gè)軌道15個(gè)與30個(gè)之間，其中多個(gè)軌道可以被安置為彼此平行-或者彼此前后和/或彼此并排。紙幅4任選地以可變速率連續(xù)地從左至右通過該裝置移動。對于兩個(gè)或更多個(gè)有待打孔的紙幅還可能的是彼此貼靠并且因此形成有待同時(shí)被引導(dǎo)通過該打孔裝置的多層。

特別優(yōu)選地，這些測量裝置12、22被配置成一個(gè)測量裝置8，該測量裝置的信號在一個(gè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)9中被分析。該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)9確定了半徑r、孔洞數(shù)n、以及滲透性P，并且通過作為軟件實(shí)現(xiàn)的控制器13、23生成了控制系數(shù)u、u’。優(yōu)選地，對個(gè)每一個(gè)打孔頭對應(yīng)地獲得了孔洞半徑r或孔洞直徑D，為了使參數(shù)能夠以一種針對性的方式在單獨(dú)的打孔頭上被改變，或者為了在多個(gè)單獨(dú)的打孔頭產(chǎn)生比其他的明顯更大的打孔孔洞(例如由于磨損)的情況下能夠進(jìn)行反應(yīng)。

代替額定滲透性P_額定(以CORESTA單位CU計(jì))，還可以使有待實(shí)現(xiàn)的換氣度、吸阻和/或煙度值進(jìn)入該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。反過來，額定滲透性P_額定可以通過存儲在該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的運(yùn)算法則計(jì)算。

對應(yīng)地孔洞半徑r或孔洞直徑D，對應(yīng)地孔洞數(shù)n或孔洞密度，以及滲透性P用作數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的輸入值。紙厚度d、該原紙的滲透性P、一種任選的涂層的類型和厚度，以及卷筒紙速度是附加的輸入值。如果并且當(dāng)對應(yīng)地該原紙或該涂層的厚度d和滲透性P橫穿整個(gè)紙幅是恒定的時(shí)，在打孔開始之前將這些值輸入至該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中是足夠的。首先，如果并且當(dāng)該原紙或該涂覆的紙的滲透性P與通過打孔獲得的滲透性P相比是可忽略不計(jì)地較小時(shí)，該原紙的滲透性P的考慮可以省去?？锥窗霃絩和孔洞數(shù)n是在度量學(xué)上通過在該打孔裝置之后的測量裝置8獲得的，其中優(yōu)選地滲透性P還通過測量裝置8獲得，或者使用孔洞數(shù)n、孔洞半徑r、以及該紙幅的厚度d，該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以根據(jù)這個(gè)公式(或其他的公式)計(jì)算滲透性P：

$P=\frac{\mathrm{\π}}{8\mathrm{\η}}\frac{{\mathrm{nr}}^4}{{\mathrm{d\Δp}}^{v-1}}$

該卷筒紙速度用作該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的一個(gè)輸入值并且在必須根據(jù)這些輸入值控制卷筒紙速度的情況下還可以用作一個(gè)輸出值(致動變量)。另外的輸出值(致動變量)可包括：在電極2、5之間的電壓脈沖的頻率、持續(xù)時(shí)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；該激光脈沖的輸出、焦距、頻率、持續(xù)時(shí)間以及幾何形狀；在該噴嘴與這些透鏡或該導(dǎo)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。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明是有利的，因?yàn)榭紤]了打孔對通過擴(kuò)散減少一氧化碳的影響，使得首次進(jìn)行了一種接裝紙的擴(kuò)散優(yōu)化的打孔并且因此首次制造了一種擴(kuò)散優(yōu)化的打孔的接裝紙。

此外，在此背景下用于等離子體打孔的方法是特別有利的，因?yàn)槌舜蚩籽b置的經(jīng)典的可控的參數(shù)(該能量源的能量脈沖的輸出、持續(xù)時(shí)間、頻率，以及卷筒紙速度)之外，通過針對性引入氣體或氣體混合物提供了另外的可控制的參數(shù)(氣體壓力、氣體量、氣體組成、噴嘴幾何形狀)，這些參數(shù)使孔洞尺寸的針對性減少成為可能，并且該等離子體打孔額外地能夠提高這些孔洞的位置準(zhǔn)確度還能實(shí)現(xiàn)更大的孔洞密度。