МНОГОСЛОЙНАЯ БУМАГА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦЕННЫХ ДОКУМЕНТОВ, СОДЕРЖАЩАЯ УПРОЧНЯЮЩИЕ ПОЛОСЫ
LAMINATED PAPER FOR FABRICATION OF SECURITY DOCUMENTS, WHICH CONTAINS STRENGTHENING STRIPS

Изобретение относится к производству бумаги для изготовления банкнот или иных защищенных ценных документов и направлено на повышение прочности банкнот или ценных документов.
Известно, что механическое разрушение банкноты или иного документа в процессе его эксплуатации начинается с повреждения его краев. В частности, повреждение краев банкнот может быть вызвано тем, что потребители часто складывают банкноты при их хранении в бумажниках и кошельках. В результате периодического воздействия изгибающих нагрузок на краях банкноты образуются надрывы, являющиеся источником дальнейшего повреждения и разрыва банкнот. Кроме того, банки отмечают существенную проблему, связанную с загибанием углов банкнот в процессе эксплуатации, что приводит к искусственному снижению срока обращения банкнот.
Для решения указанных проблем в патенте RU 2286414 C2, 27.10.2006 предложено формировать упрочняющие водяные знаки в углах и/или в середине каждого из краев банкноты. Упрочняющие водяные знаки представляют собой рисунок, выполненный из темных полос фиксированной ширины, которые могут быть расположены как параллельно одному из краев банкноты, так и под углом к краям банкноты и могут представлять собой прямые или волнистые линии. Упрочняющие водяные знаки могут быть получены как на бумагоделательной машине путем соответствующей штамповки на сетке сеточного цилиндра, так и на печатной машине глубокой печати путем бескрасочного тиснения бумаги. Технический результат выражается в повышении жесткости бумаги в зонах расположения упрочняющих водяных знаков.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является, по мнению авторов, ценный документ с локальным упрочнением и бумага для его изготовления, описанные в RU 2317898 C2, 27.02.2008. Бумага имеет локальное упрочнение, проходящее вдоль одной или нескольких кромок бумажного листа, и выполнено, в соответствии с одним из вариантов, из волокон, в частности, хлопковых или полимерных. Для изготовления такой бумаги упрочняющие элементы заделывают в сформованное бумажное полотно или между слоями бумажных полотен.
Технический результат заключается в том, что в настоящем изобретении предлагается более простое и надежное решение проблемы с загибанием углов и механическим повреждением кромок банкноты или иного документа, а также упрочнение всей структуры бумаги.
Известно, что увеличение прочностных показателей бумаги и в частности ее жесткости при прочих равных условиях может быть достигнуто за счет увеличения плотности и/или удельного веса бумаги, поскольку прочность листа бумаги определяется количеством образующим бумагу волокон, их собственной прочностью и связеобразованием в листе бумаги. Предлагается бумага, устойчивая к механическим повреждениям кромок, характеризующаяся локальным увеличением плотности и удельного веса бумаги по краям банкноты или иного документа.
Технический результат достигается тем, что многослойная бумага для изготовления ценных документов, содержащая упрочняющие полосы в определенных местах по длине и/или ширине бумажного полотна, отличается тем, что упрочняющие полосы созданы путем формирования дополнительного волокнистого слоя на поверхности бумаги, причем удельный вес бумаги в местах формирования дополнительного волокнистого слоя превышает удельный вес основного поля бумаги, причем дополнительный волокнистый слой на поверхности бумаги сформирован за счет дополнительных канавок на поверхности сетки сеточного цилиндра.
При этом удельный вес дополнительного волокнистого слоя изменяется вдоль упрочняющей полосы, а увеличение удельного веса в местах формирования дополнительного волокнистого слоя достигнуто путем бомбировки прессовых и/или каландровых валов.
В частном случае увеличение удельного веса в местах формирования дополнительного волокнистого слоя достигнуто путем тиснения бумаги на тиснильном каландре.
Бумага может быть изготовлена из 100% хлопковых волокон.
Бумага может быть изготовлена из полиамидных и/или полиэфирных волокон длиной 4-7 мм в количестве 5-50% и хлопковых волокон в количестве 50-95%.
2
Удельный вес дополнительного волокнистого слоя может составлять от 5 до 15 г/м, а ширина упрочняющих полос - от 2 до 15 мм.
Сущность изобретения заключается в том, что бумага для изготовления ценных документов содержит упрочняющие полосы в определенных местах по длине и/или ширине бумажного полотна, причем, согласно изобретению, упрочняющие полосы созданы путем формирования дополнительного волокнистого слоя на поверхности бумаги, причем удельный вес бумаги в местах формирования дополнительного волокнистого слоя превышает удельный вес основного поля бумаги.
Дополнительный волокнистый слой на поверхности бумаги может быть сформирован за счет дополнительных канавок на поверхности сетки сеточного цилиндра.
Удельный вес дополнительного волокнистого слоя может изменяться вдоль упрочняющей полосы.
Увеличение удельного веса в местах формирования дополнительного волокнистого слоя может быть достигнуто путем бомбировки прессовых и/или каландровых валов, либо путем тиснения бумаги на тиснильном каландре.
Бумага может быть изготовлена из 100% хлопковых волокон. Предпочтительно, бумага изготовлена из полиамидных и/или полиэфирных волокон длиной 4-7 мм в количестве 5-50% и хлопковых волокон в количестве 50-95%.
2
Предпочтительно, ширина упрочняющих полос составляет от 2 до 15 мм, а удельный вес дополнительного волокнистого слоя составляет от 5 до 15 г/м.
На чертеже показана схема формирования бумажного полотна согласно предлагаемому изобретению.
Формирование дополнительного волокнистого слоя на бумажном полотне, согласно изобретению, может быть достигнуто следующим способом. Способ основан на штамповке в определенных местах сетки сеточного цилиндра дополнительных канавок. Получение дополнительного волокнистого слоя в этом случае осуществляется за счет увеличения массы 1 м и толщины бумаги в зоне расположения канавок.
1
0
2
Бумажная масса 1 находится в ванне сеточного цилиндра. Формирование волокнистого слоя 2 для получения бумажного полотна осуществляют на сетке сеточного цилиндра 3, которая имеет отштампованные в определенных местах канавки 4 шириной от 2 до 15 мм и глубиной от 0,4 до 0,8 мм. При формировании бумажного полотна в отштампованных канавках образуется дополнительный волокнистый слой 5, толщина которого составляет δ-δ. Удельный вес бумаги в местах образования дополнительного волокнистого слоя 5 увеличен на 5-15 г/м.
Упрочняющие полосы расположены в определенной последовательности в направлении отлива бумажного полотна и/или перпендикулярном ему направлении по всей длине и/или ширине бумажного полотна. Расположение полос на бумажном полотне устанавливается так, чтобы резка изделий, отпечатанных на ролевой или листовой бумаге, осуществлялась по середине упрочняющих полос. Дополнительный волокнистый слой может быть выполнен из волокнистых материалов, из которых изготавливается бумага, или дополнительно содержать иные волокнистые материалы как растительной, так и синтетической природы.
Преимуществом указанного способа является возможность формирования дополнительного волокнистого слоя как в направлении отлива бумаги (в машинном направлении бумаги), так и в направлении ему перпендикулярном (в поперечном направлении бумаги).
Предлагаемое изобретение позволяет достичь упрочняющего эффекта за счет изменения удельного веса в зоне упрочняющих полос. Для получения постоянного линейного давления на бумагу по всей ширине бумажного полотна на прессах и каландре бумагоделательной машины может использоваться метод бомбировки валов, сущность которого заключается в том, что рубашка отсасывающего вала пресса или один из валов каландра изготавливается с переменным диаметром по ширине бумагоделательной машины. Изменение диаметра вала позволяет скомпенсировать возникающий прогиб верхнего вала пресса (каландра) под действием собственного веса. При использовании обоих валов с постоянным диаметром по ширине бумагоделательной машины линейное давление на бумагу по ширине бумагоделательной машины будет различным, в частности в середине бумажного полотна оно будет максимальным. Использование в прессе (каландре) вала со специальной рассчитанной бомбировкой в сочетании с увеличенной толщиной бумаги в зонах дополнительного волокнистого слоя позволит добиться равномерной толщины бумаги по всей площади как в зонах с упрочняющей полосой, так и в зонах без упрочняющей полосы. Это дает возможность увеличить плотность бумаги в зонах упрочняющих полос, что ведет к увеличению сопротивления надрыва кромок бумаги, а также одновременно ведет к снижению плотности бумаги в зонах с отсутствием упрочняющих полос, что приводит к увеличению сопротивления раздирания бумаги.
Другим способом, при котором может быть достигнуто локальное увеличение плотности бумаги в местах, содержащих дополнительный волокнистый слой, является, согласно изобретению, обработка бумаги на отдельно стоящем специальном тиснильном каландре. При использовании данного способа может быть достигнуто максимальное увеличение плотности бумаги в зонах, содержащих дополнительный волокнистый слой, и, следовательно, достигнута максимальная плоскостность бумаги, характеризуемая однородностью толщины бумаги. Использование данного способа предполагает наличие дополнительной технологической операции обработки бумаги.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами его осуществления.
2
2
2
Пример 1. На бумагоделательной машине была изготовлена бумага для банкнот из 100% хлопковой целлюлозы, размолотой до 60-65° ШР, плотностью по основному полю бумаги 89 г/м. Длинная сторона банкноты располагалась в поперечном направлении бумаги. На сетке формующего цилиндра помимо локального водяного знака для формирования дополнительного волокнистого слоя дополнительно в машинном и поперечном направлениях были отштампованы канавки шириной 10 мм и глубиной 0,4 мм. В итоге на бумажном полотне были получены упрочняющие полосы, удельный вес которых 93 г/м, визуально видимые на просвет как темные полосы, тогда как удельный вес основного поля бумаги - 89 г/м, видимого как светлое поле.
3
3
Бумага была обработана на каландре бумагоделательной машины, вследствие чего плотность бумаги в местах упрочняющих полос была увеличена на 0,02 г/см, а на светлом поле снижена ≈0,02 г/см. В результате было достигнуто увеличение сопротивления надрыву кромки на 10%, а сопротивление раздеранию на 12% по сравнению со стандартной бумагой (таблица).
2
2
3
3
Пример 2. На бумагоделательной машине была изготовлена бумага для банкнот из 100% хлопковой целлюлозы, размолотой до 55-60° ШР, плотностью по основному полю бумаги 89 г/м. Длинная сторона банкноты располагалась в машинном направлении бумаги. На сетке формующего цилиндра помимо локального водяного знака для формирования дополнительного волокнистого слоя дополнительно в машинном и поперечном направлениях были отштампованы канавки шириной 8 мм и глубиной 0,8 мм. В итоге на бумажном полотне были получены упрочняющие полосы с удельным весом 98 г/м, визуально видимые на просвет как темные полосы. Бумага была обработана на каландре бумагоделательной машины, вследствие чего плотность бумаги в местах упрочняющих полос увеличена на 0,04 г/см, а на светлом поле снижена ≈0,04 г/см.
В результате было достигнуто увеличение сопротивления надрыву кромки на 20%, а сопротивление раздиранию на 32 % по сравнения со стандартной бумагой (таблица).
Наименование показателей, единицы измерения
Значения показателей
Пример 1
Пример 2
Удельный вес, г/м<sup>2</sup>
- основного поля бумаги
89
89
- упрочняющей кромки
93
98
Толщина, мкм
- основного поля бумаги
115
118
- упрочняющей кромки
115
118
Плотность, г/см<sup>3</sup>
- основного поля бумаги
0,77
0,75
- упрочняющей кромки
0,81
0,83
Сопротивление надрыву упрочняющей кромки, согласно изобретению, кгс
5,0
5,5
Сопротивление раздиранию основного поля бумаги, согласно изобретению, мН
840
980
Сопротивление раздиранию стандартной бумаги, мН
740
740
Сопротивление надрыву кромки стандартной бумаги, кгс
4,5
4,5