УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОДЛОЖЕК
IMPROVEMENT OF METHODS FOR MANUFACTURING OF PROTECTIVE SUBSTRATES

Настоящее изобретение относится к усовершенствованию способов изготовления защитных подложек, обладающих защитными свойствами. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу введения защитного средства в волокнистую подложку, например бумагу, посредством изготовления бумажной ленты, снабженной защитным средством, и введения бумажной ленты во время процесса формования основной подложки.
Общеизвестен способ введения продолговатых элементов в бумагу или другие подложки, обычно в качестве защитного средства. Такими элементами могут быть нити, полосы или ленты, например, из пластиковой пленки, металлической фольги, металлизированного пластика, металлической проволоки. Эти продолговатые элементы вводят в толщу подложки для того, чтобы еще более осложнить подделку документов, изготовленных с использованием этих элементов. Применение этих элементов способствует подтверждению достоверности документов, так как они представляют вид документов в отраженном свете, отличающийся от их вида в проходящем свете. Для увеличения степени защищенности, обеспечиваемой посредством введения такого продолговатого элемента, известен также способ придания самому элементу одного или большего числа свойств, поддающихся проверке, в дополнение к его присутствию или отсутствию. К таким дополнительным свойствам относятся: магнитные свойства, электрическая проводимость, способность к поглощению рентгеновского излучения, флуоресценция, оптически переменные эффекты и термохроматический характер изменения.
Обнаружено, что особенно предпочтительным является создание в качестве дополнительного защитного средства окон с одной стороны поверхности подложки на расстоянии друг от друга, в которых оставляют видимыми такие удлиненные элементы. Примеры способов изготовления бумаги, содержащей защитные элементы, с использованием или без использования окон описаны ниже. Следует отметить, что под словосочетанием «бумага с нитью в окнах» здесь понимают бумагу с окнами, в которую введен любой удлиненный защитный элемент.
В EP-А-0059056 описан способ изготовления бумаги с нитью в окошках на круглосеточной бумагоделательной машине. Технология включает процессы тиснения формующего покрытия цилиндра для образования возвышенных участков и введения непроницаемого удлиненного защитного элемента в контакт с возвышенными участками формующего покрытия до момента ввода места контакта в ванну с водной суспензией бумажной массы. В местах, где непроницаемый защитный элемент находится в плотном контакте с возвышенными участками тиснения, осаждение волокна не может происходить и в поверхности бумаги образуются окна. После завершения формования бумаги и отвода от формующего покрытия цилиндра воду экстрагируют из мокрого волокнистого мата, а бумагу пропускают через процесс сушки. В готовой бумаге участки защитного элемента, оставленные видимыми в окнах, видны в отраженном свете с одной стороны бумаги, которую обычно используют в основном для изготовления банкнот.
В EP-А-0229645 описан способ использования двух круглосеточных цилиндров для изготовления двух отдельных слоев бумаги, где защитную нить вводят между двумя слоями. В описании раскрыта возможность формирования отверстий в обоих слоях, например, путем установки на формующих покрытиях устройств для ограничения дренажа. Получающиеся в результате отверстия могут быть совмещены для образования окон с каждой стороны нити. Этот способ обладает главным недостатком, заключающимся в том, что два круглосеточных цилиндра должны иметь точно одинаковый диаметр и должны быть связаны совмещающей системой, что может привести к очень дорогому процессу изготовления бумаги. Недостатком этого документа также является то, что в нем не сказано, как реально обеспечивать совмещение.
Основываясь на желании иметь возможность размещения как можно большего объема информации или индикаций на оставляемых видимыми участках, было обнаружено также, что было бы очень хорошо иметь возможность оставлять видимым удлиненный элемент с обеих сторон бумаги или другой подложки, в которой он был бы вмонтирован. В EP-А-0059056 сказано, что это может быть достигнуто путем использования достаточно больших непроницаемых выступов на круглосеточном цилиндре. Недостатком способа, описанного в этом документе, является то, что отверстия, изготовленные с помощью устройств для ограничения дренажа, должны быть перекрыты, а это означает, что используемые нити должны быть достаточно широкими, что ведет к увеличению стоимости бумаги. Другой недостаток этого способа заключается в том, что окна с каждой стороны неизбежно совпадают.
В EP-А-1630285 описан альтернативный способ изготовления бумажной подложки, в которую введен удлиненный непроницаемый элемент, оставляемый видимым в окнах с обеих сторон подложки. Этот способ включает модификацию круглосеточного цилиндра бумагоделательной машины с требованием дополнительной транспортерной ленты под обычным круглосеточным цилиндром. Такая модификация не идеальна и ведет к увеличению стоимости и сложности процесса.
В GB-А-2397582 описан еще один альтернативный способ изготовления бумажной подложки, включающий введение удлиненного непроницаемого элемента, оставляемого видимым в окнах с обеих сторон подложки. В этом способе защитный элемент содержит множество широких участков, отделенных узкими участками, при этом ширина широких участков такая, при которой ограничено осаждение волокна. Удлиненный элемент вводят в контакт с формующим покрытием цилиндра, содержащим такие средства для формирования окон, при которых на узких участках формируются окна обычным способом, как это описано в EP-А-0059056, а на широких участках посредством ограничения осаждения формируются окна с противоположной стороны. Основное ограничение этого способа заключается в том, что профиль удлиненного элемента должен быть мозаичным. Из-за необходимости использования мозаичного профиля повышается стоимость изготовления удлиненного элемента, так как требуется изготавливать единичные элементы с использованием штамповки или резания лазером вместо простого разрезания в продольном направлении широкого полотна.
Использование водяных знаков также является общеизвестным при изготовлении многих защищенных документов. Многотоновый водяной знак обычно создают, используя процесс формования на круглосеточном цилиндре и формируя путем варьирования плотности бумажного волокна таким образом, что в некоторых областях волокно плотнее, а в других - с меньшей плотностью, чем в основном бумажном слое, которым отделяются более плотные и менее плотные области. При рассмотрении в проходящем свете менее плотные области выглядят более светлыми, а более плотные области - более темными, чем основная бумага, и контрасты могут быть видны очень четко.
Многотоновый водяной знак часто выполняют в виде иллюстративного изображения, например портрета, и он может быть очень детализированным и сложным, что значительно уменьшает риск возможности подделки.
Круглосеточные бумагоделательные машины использовали в течение многих лет для изготовления защитных подложек, содержавших не только упомянутые выше защитные элементы и водяные знаки, но также ряд других защитных средств. Хотя использование круглосеточных бумагоделательных машин было успешным в изготовлении защитных подложек достаточно высокого качества, процесс изготовления требовал очень четкого регулирования, и бумагоделательная машина должна была работать на пониженных скоростях в сравнении с обычным режимом работы при изготовлении однородной подложки без защитных средств. Например, при изготовлении водяных знаков с использованием круглосеточного цилиндра относительно низкая скорость машины важна для воспроизведения водяного знака, обладающего полным диапазоном тонов, с очень высокой степенью четкости.
Установлено также, что при изготовлении бумаги с широкими удлиненными защитными элементами шириной до 6 мм, но более типично - от 1 до 4 мм, скорость бумагоделательной машины может быть ограничена. Это может быть вызвано требованием обеспечения возможности адекватного обезвоживания вокруг защитного элемента, чем предотвращают отслаивание защитных элементов от бумаги вдоль краев любых окон в поверхности бумаги, в которых оставляют видимой нить, и обеспечения возможности адекватного покрытия волокном обратной стороны защитного элемента.
Таким образом, одной целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного способа изготовления волокнистых защитных подложек, содержащих защитные средства, формируемые во время процесса изготовления, например, водяных знаков и защитных элементов в окнах, в котором преодолены упомянутые выше недостатки.
Второй целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного способа изготовления волокнистых защитных подложек, посредством которого обеспечивают возможность образования новых защитных средств, которые были недосигаемы при применении известных процессов на бумагоделательных машинах.
Третьей целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного способа изготовления волокнистых защитных подложек, посредством которого обеспечивают возможность введения удлиненного непроницаемого элемента, который оставляют видимым в окнах с обеих сторон волокнистой защитной подложки.
Изобретение, таким образом, включает способ изготовления волокнистых защитных подложек, содержащий этапы изготовления удлиненной волокнистой ленты и изготовление по меньшей мере одного защитного средства в ленте или на ленте; формования основной подложки посредством осаждения волокон на несущей поверхности, при этом ленту вводят внутрь основной подложки для формирования защитной подложки во время формования основной подложки.
Изготовление защитного средства происходит во время изготовления ленты предпочтительно в виде интегрированной части процесса изготовления ленты.
По меньшей мере одно защитное средство содержит водяной знак, удлиненный защитный элемент, по меньшей мере частично заделанный в волокнистую ленту, и/или перфорации, выполненные в ленте во время процесса формования, при котором создают рисунок, идентифицирующую индикацию и т.п.
Изобретение дополнительно заключается в создании защитной подложки, формуемой упомянутым выше способом, и создании защищенных документов, изготовленных из упомянутой защитной подложки.
Изобретение ниже описано только в качестве примера со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
на Фиг. 1 - блок-схема производственного процесса, где представлены этапы способа согласно настоящему изобретению;
на Фиг. 2 - вид в плане первого волокнистого полотна, предназначенного для использования в способе согласно настоящему изобретению;
на Фиг. 3a и 3b - схематические сечения круглосеточных бумагоделательных машин, используемых в способе согласно настоящему изобретению;
на Фиг. 4 - вид в плане одной стороны защитной подложки, изготовленной по способу согласно настоящему изобретению;
на Фиг. 5 - поперечное сечение защитной подложки, представленной на Фиг. 4, по линии IV-IV;
на Фиг. 6-8 и 10-13 - виды в плане альтернативных вариантов исполнения защитных подложек с различными защитными средствами;
на Фиг. 7a - вид в плане защитной подложки, представленной на Фиг. 7, рассматриваемой в проходящем свете;
на Фиг. 9 - поперечное сечение еще одного альтернативного варианта исполнения защитной подложки;
на Фиг. 14 - схематическое сечение круглосеточной бумагоделательной машины, используемой в дополнительном варианте исполнения способа согласно настоящему изобретению;
на Фиг. 15 - поперечное сечение части формующего покрытия цилиндра машины, представленного на Фиг. 14, по линии XV-XV;
на Фиг. 16 - поперечное сечение части подложки, изготовленной на машине, представленной на Фиг. 14, по линии XVI-XVI согласно Фиг. 17 и 18;
на Фиг. 17 и 18 - виды в плане передней и обратной сторон защитной подложки, представленной на Фиг. 16;
на Фиг. 19 и 20 - виды в плане передней и обратной сторон варианта исполнения подложки, альтернативного представленному на Фиг. 16;
на Фиг. 21 и 22 - передняя и обратная стороны части ленты, используемой в способе согласно настоящему изобретению;
на Фиг. 23 - поперечное сечение формующего покрытия цилиндра бумагоделательной машины, используемого для изготовления ленты, представленной на Фиг. 21 и 22; и
на Фиг. 24 и 25 - виды в плане передней и обратной сторон другого альтернативного представленному на Фиг. 16, варианта исполнения защитной подложки.
Способ согласно настоящему изобретению используют для изготовления защитной подложки 16, содержащей основную волокнистую подложку 15, предпочтительно бумажную, и волокнистую, предпочтительно - бумажную, ленту 14, содержащую одно или большее число защитных средств 11, выполненных в ленте 14.
Как показано на фиг. 1 и 2, в первой части способа согласно настоящему изобретению изготавливают первое бумажное полотно 10, из которого формируют множество бумажных лент 14, каждая из которых содержит одно или большее число защитных средств 11. По меньшей мере одно из защитных средств 11 является таким, которое создают в ленте 14 во время ее изготовления. Это защитное средство 11 может ограничить скорость производственного процесса в сравнении со скоростью производственного процесса при изготовлении однородной подложки без защитного средства 11. К примерам таких защитных средств относятся: многотоновые водяные знаки, однотоновые водяные знаки, обычно известные как гальваностереотипы, рисунчатые участки, свободные от волокна, в виде отверстий или перфораций и полимерные удлиненные элементы (включая заделанные и частично заделанные нити). Одно или большее число дополнительных защитных средств может быть выполнено в ленте 14 после ее изготовления.
Защитное средство 11 может быть также таким, в котором бумажными волокнами полностью или частично определено защитное средство 11. В случае создания водяных знаков волокнами полностью определяют защитное средство, тогда как в случае применения полимерного удлиненного защитного элемента бумажные волокна 21 только частично определяют защитное средство, например, путем формирования окон и мостиков в оконных элементах или посредством скрытия заделанного элемента при рассмотрении в отраженном свете.
Ряд защитных средств 11 предпочтительно располагают в линию в параллельных полосах 12 в полотне 10. На Фиг. 2 изображены последовательности выровненных по линии оконных полимерных защитных элементов (нитей), располагаемых по ширине полотна 10.
При необходимости адгезивное покрытие может быть нанесено на первое бумажное полотно 10 путем использования обычного размера ванны, содержащей адгезивный полимер, в которую погружают бумажное полотно 10. Обычно можно также использовать обычного размера пресс, содержащий пару валов, в зазор между которыми подают адгезив, через который пропускают сухое или частично сухое полотно 10. В альтернативном варианте исполнения адгезив можно наносить на первое бумажное полотно 10, используя обычные способы нанесения покрытия, например с помощью гравировального цилиндра. Альтернативой применению адгезивного покрытия является добавление в композицию, используемую для изготовления бумажного полотна 10, размягчающегося при нагреве волокна, чтобы при нагреве во время сушки защитной подложки 16 волокно, находящееся в лентах 14 (изготовленных из бумажного полотна 10), приваривалось к основной подложке 15.
Первое бумажное полотно 10 затем разрезают вдоль линий 13 с каждой стороны защитного средства 11 для изготовления последовательности лент 14. Неважно то, являются ли края лент 14 прямолинейными; края лент 14 могут быть криволинейными или могут иметь геометрический рисунок. Один способ получения криволинейной формы или геометрического рисунка заключается в отрезании лент 14 лазером.
Бумажное полотно 10 предпочтительно изготавливают из волокнистой массы на основе хлопка, но в альтернативном варианте исполнения можно использовать волокнистую массу на основе древесины или синтетические волокна. Бумажные ленты 14 варьируемой проницаемости можно использовать согласно настоящему изобретению при единственном требовании, касающемся прочности, чтобы готовая бумажная лента 14 обладала достаточной прочностью для переработки при ее заделывании в основную подложку.
Ленту 14 предпочтительно изготавливают, используя круглосеточную бумагоделательную машину (подобную представленной на Фиг. 3a и 3b), хотя можно использовать и другие процессы изготовления бумаги, например процесс Фурдринье. Круглосеточная бумагоделательная машина содержит ванну 20, заполняемую суспензией 21 из бумажного волокна, в которую погружена главная часть цилиндра 22, ось которого расположена горизонтально. Поверхность цилиндра 22 содержит формующее покрытие 23 цилиндра, выполненное из проволочной сетки. Жидкость просасывается сквозь сетку при вращении цилиндра 22, вынуждая бумажное волокно осаждаться на сетке и формовать полотно, которое снимают с цилиндра 22 гауч-валом 24 и отводят. Проницаемость бумаги можно регулировать варьированием размеров ячейки сетки формующего покрытия 23 цилиндра. Подложку, содержащую защитные средства, например водяной знак и частично заделанную полимерную нить, предпочтительно формуют на сетке с мелкой ячейкой обычно с плотностью по основе 70 нитей/дюйм и плотностью по утку 48 нитей/дюйм (70/48). При использовании сетки с мелкой ячейкой получают равномерное хорошо уплотненное полотно с низкой степенью проницаемости, пригодное для противостояния механическим воздействиям, испытываемым банкнотой в обычном обращении. Обычно волокнистая бумажная лента 14 с низкой степенью проницаемости, пригодная к использованию согласно настоящему изобретению, обладает пористостью по Бендстену в диапазоне от 0 до 100 мл/мин.
В альтернативном варианте исполнения бумажное полотно с высокой проницаемостью можно изготавливать, используя грубую сетку, обычно, например, с плотностью по основе 20 нитей/дюйм и плотностью по утку 20 нитей/дюйм (20/20). Бумага, изготовленная при использовании грубой сетки, содержит множество дискретных областей, обладающих меньшей плотностью волокна, чем остальная часть полотна. Вода может легче проходить сквозь области с меньшей плотностью волокна, получающейся в результате высокой проницаемости подложки.
Могут быть использованы и другие способы изготовления бумаги с высокой степенью проницаемости, включая использование гальваностереотипов для формирования небольших участков с уменьшенной поверхностной плотностью бумаги. В другом способе на сформированный, но все еще мокрый бумажный мат воздействуют струями воды, проходящими сквозь вращаемый цилиндр. Цилиндр частично заглушают рисунчатым трафаретом. В местах, где рисунок открыт, вода проходит сквозь цилиндр и перемещает бумажные волокна, образуя участки с низкой поверхностной плотностью или даже с нулевой поверхностной плотностью, которые обладают большей пористостью, чем смежные участки. При применении таких способов можно получать в результате отдельные участки ленты, обладающие высокой степенью проницаемости в сравнении с другими частями ленты 14.
Затем изготавливают основную подложку 15, предпочтительно также используя процесс формования на цилиндре, и одну или большее число лент 14 подают в ванну 20, заполняемую композицией 21, используемой для формования основной подложки 15, в которой вращают основную часть цилиндра 22, ось которого расположена горизонтально. Поверхность цилиндра 22 содержит формующее покрытие 23 цилиндра, выполненное из проволочной сетки. Жидкость просасывается сквозь сетку при вращении цилиндра 22, вынуждая бумажное волокно 21 осаждаться на сетке и формовать непрерывное полотно, которое снимают с цилиндра 22 гауч-валом 24 и отводят. Ленту 14 можно вводить в контакт с формующим покрытием 23 цилиндра либо до введения круглосеточного цилиндра 22 в ванну, как показано на Фиг. 3b, либо после введения круглосеточного цилиндра в ванну, как показано на Фиг. 3a, что более предпочтительно. В случае применения бумажной ленты с низкой степенью проницаемости, как только лента 14 входит в контакт с формующим покрытием 23 цилиндра, волокно больше не осаждается на ленте 14, в результате чего лента остается видимой на обратной поверхности 18 готовой защитной подложки 16. Обратная поверхность 18 подложки 16 является поверхностью подложки 16, которая обращена в направлении от формующего покрытия 23 цилиндра во время ее формования. Передняя поверхность 17 является поверхностью, которая обращена к формующему покрытию 23 цилиндра во время формования подложки 16.
В альтернативном варианте исполнения лента 14 может быть выполнена из бумажного полотна, достаточно проницаемого для того, чтобы волокно продолжало осаждаться на ленте 14 с момента контакта ленты с формующим цилиндром, в результате чего обеспечивается возможность полного заделывания ленты 14.
Основную подложку 15 можно изготавливать с производственной скоростью, более высокой, чем скорости, используемые при формировании защитного средства 11 непосредственно в подложке 15, так как при этом не требуются сложные процессы. Введение ленты 14 в подложку 15 не оказывает пагубного воздействия на скорость работы машины благодаря высокой совместимости волокнистой ленты 14 и волокнистой основной подложки 15.
Защитные средства 11 вводят в бумажное полотно 10, используя те же способы, что и при производстве обычной подложки банкноты. Например, многотоновые водяные знаки создают путем тиснения лицевой поверхности проволочной сетки, прикрепленной к круглосеточному цилиндру. Если в проволочной ткани создан оттиск детализированного изображения, то волокна осаждаются слоем меньшей или большей толщины на возвышенных и углубленных элементах тиснения, соответственно при формовании полностью трехмерного водяного знака в бумаге. В альтернативном варианте исполнения защитное средство является однотоновым световым элементом, обычно известным как гальваностереотип. Его создают путем прикрепления металлического гальваностереотипного элемента или путем прикрепления полимерного герметизирующего состава к формующему покрытию цилиндра, в результате чего в значительной степени уменьшают дренаж сквозь покрытие и уменьшают осаждение волокна, формируя световую метку в бумаге.
Дополнительное защитное средство 11, пригодное для использования согласно настоящему изобретению, представляет собой массив рисунчатых проемов в форме отверстий и перфораций. В WO-А-0039391 описан способ изготовления однослойной бумаги с участками, свободными от волокна, путем заглушивания одной или большего числа выбранных областей формующего покрытия цилиндра и последующего осаждения слоя бумажного волокна на формующем покрытии цилиндра вокруг заглушенных областей. Заглушенные области являются непроницаемыми, благодаря чему по существу предотвращают осаждение волокна. Подобный же способ описан в WO-А-03054297. Заглушенные области могут быть образованы путем прикрепления соответствующим образом сформированных металлических или полимерных элементов к формующему покрытию цилиндра.
Благодаря наличию отверстий в ленте 14 обеспечивают возможность введения нового защитного средства в готовую защитную подложку 16, что невозможно сделать в настоящее время, используя известные процессы изготовления бумаги. Волокном из подложки 15 заполняют по меньшей мере одно отверстие в ленте 14 и формуют волокнистый слой на поверхности ленты 14 по периметру отверстий таким образом, что отверстия становятся не очень четко определимыми и плохо различимыми в отраженном свете, но четко видимыми в проходящем свете.
В дополнительном варианте исполнения удлиненный защитный элемент, или нить, может быть введен в ленту 14. Такие защитные элементы могут быть полностью или частично заделаны в ленте 14. Обычно частично заделанные защитные элементы называют видимыми в окнах, так как защитный элемент является видимым через регулярные интервалы на поверхности подложки, в которой он заделан, подобно ряду окон. Описан ряд способов изготовления защищенных бумаг с так называемыми защитными элементами с окнами; один из этих способов описан в EP-А-0059056. Группа компаний De La Rue Group все так же регулярно изготавливает бумагу, используя способ, описанный в EP-А-0059056, и коммерчески продает под торговой маркой Stardust.
В дополнительном варианте исполнения согласно настоящему изобретению волокнистая лента 14 содержит удлиненный элемент, частично заделанный в ней, и по меньшей мере одно дискретное отверстие, проходящее сквозь волокнистую ленту 14, в котором оставлена видимой по меньшей мере часть удлиненного элемента, где по меньшей мере один край удлиненного элемента оставлен видимым в отверстии (отверстиях). Способ изготовления бумажного полотна с удлиненным элементом, оставляемым видимым в отверстии, раскрыт в WO-А-4001130.
Поскольку первая часть способа согласно настоящему изобретению направлена только на создание полотен 10, из которых нарезают ленты 14, а не на создание готовой защитной подложки 16, то полимерные защитные элементы (или другие защитные средства 11) могут быть расположены очень близко друг к другу на бумажном полотне 10. Такое высокоэффективное расположение защитных средств 11 дополнительно позволяет компенсировать потери, имеющие место из-за работы бумагоделательной машины на пониженной скорости для успешного введения защитных средств 11. Этим исключают обычный компромисс, который имеет место при введении защитных средств 11 во время изготовления готовой подложки, т.е. между работой с высокими скоростями для повышения производительности и низкими скоростями для обеспечения качества защитных средств 11.
Экспериментальная работа показала, что если край ленты 14 содержит более тонкий волокнистый слой, чем основное тело ленты 14, то наблюдают более высокий уровень адгезии к основной подложке 15, чем при использовании ленты 14 равномерной толщины. Это объясняется тем, что, когда ленту 14 повторно смачивают на входе в ванну во время изготовления основной подложки 15, волокно в тонком волокнистом слое ленты 14 обладает повышенной степенью свободы движения в сравнении с более толстым слоем и может сплетаться и скрепляться более эффективно с основной подложкой 15.
Предпочтительный способ изготовления бумажной ленты 14 с тонким волокнистым краем заключается в прикреплении непрерывных тонких проволок по периферии вокруг формующего покрытия цилиндра для пометки края каждой бумажной ленты 14. Посредством проволоки значительно уменьшают дренаж и осаждение волокна, формируя световую линию 13 в бумажном полотне 10, определяющую край каждой ленты 14. Бумага получается значительно более тонкой вдоль этих линий 13 и ее можно разрывать с помощью соответствующего ролика и перемоточного устройства. При разрывании, в противоположность отрезанию, происходит распушивание волокнистого края, что дополнительно улучшает скрепляемость края ленты с основной подложкой 15.
Дополнительное преимущество настоящего изобретения заключается в том, что изготовление бумажного полотна 10 для получения лент 14 направлено только на создание защитных средств 11. Этим обеспечивают возможность использования бумажного волокна специального типа или волокна, обладающего особыми характеристиками, для оптимизации защитного средства 11. Это особенно пригодно для образования водяных знаков, где использование коротких волокон ведет к повышенной определенности водяного знака. Однако, хотя использование короткого волокна обычно ведет к снижению прочности и долговечности бумаги, изготовленной традиционным способом, использование предложенного способа позволяет оптимизировать состав волокна в основной подложке 15 для обеспечения прочности и долговечности, несмотря на использование короткого волокна в ленте 14. Хорошо известно в бумагоделательном производстве, что прочность при двойном загибе и прочность на растяжение обычно повышаются при добавлении более длинного волокна или синтетического волокна и, таким образом, например, прочность основной подложки 15 может быть оптимизирована путем использования синтетического волокна из поливинилового спирта, как это описано в EP-А-0073448.
Получаемая в результате готовая защитная подложка 16 содержит более качественное защитное средство 11 и обладает большими прочностью и долговечностью в сравнении с тем случаем, когда защитное средство 11 вводят непосредственно в бумагу во время изготовления готовой подложки.
В дополнительном варианте исполнения посредством бумажной ленты 14 могут быть приданы различные эстетические свойства основной подложке 15. Например, лента 14 может быть сформована из окрашенного в красный цвет волокна, в результате чего может быть получена бумажная лента 14 красного цвета, содержащая защитное средство 11, как это определено ранее. В дополнительных примерах лента 14 может быть полностью или частично сформована из фосфорисцирующих или флуоресцентных волокон.
Лента 14 может быть подвергнута ряду дополнительных стадий обработки до введения в основную подложку 15. Для обеспечения дополнительной защиты на ленте 14 могут быть напечатаны изображения с использованием обычных технологий печатания защитных элементов, например способом гравирования, трафаретной печати, офсетной печати, глубокой печати и т.д. Поверхность ленты 14 может быть модифицирована путем тиснения или нанесения осязаемых печатных красок, чтобы в готовой подложке 16 ленту 14 можно было идентифицировать на ощупь. Ленту 14 можно также перфорировать для обеспечения лучшего скрепления с основной подложкой 15 или для придания декоративного эффекта.
Для обеспечения того, чтобы лента 14 была полностью прикреплена к основной подложке 15, может быть нанесен термоплавкий или водорастворимый адгезив на одну или обе стороны ленты 14 путем использования стандартных способов нанесения покрытий или способов печатания. В предпочтительных вариантах исполнения, где ленту 14 надлежит ввести в основную подложку 15 таким образом, чтобы она покрывала обратную поверхность 18 готовой защитной подложки 16, адгезив может быть нанесен только на край ленты 14 со стороны, к которой требуется приклеить волокно из основной подложки 15, которым накрывают край ленты 14.
Ширина или толщина ленты 14 согласно настоящему изобретению не ограничены, но предпочтительно ширина ленты 14 должна находиться в диапазоне 5-50 мм и больше предпочтительно в диапазоне 10-30 мм.
Толщина ленты 14 предпочтительно составляет 20-70% толщины основной подложки 15, более предпочтительно 40-70% толщины основной подложки 15.
В предпочтительном варианте исполнения хорошо уплотненную с низкой степенью проницаемости бумажную ленту 14 располагают так, чтобы ее можно было вводить в жидкость в ванне 20 до контакта с формующим покрытием 23 цилиндра таким образом, чтобы поверхность формующего покрытия 23 цилиндра уже была обеспечена существенным покрытием из бумажного волокна 21 до того, как ленту 14 вводят в контакт, как это показано на Фиг. 3a. Предпочтительно, чтобы 20-70%, а более предпочтительно - 20-50% желаемой толщины бумажного волокна 21 основной подложки 15 было осаждено на формующем покрытии 23 цилиндра до контакта ленты 14 с формующим покрытием 23 цилиндра. Так как цилиндр 22 продолжают вращать, то осаждается очень малое количество волокна 21 или волокно вообще не осаждается на обратной поверхности ленты 14, хотя волокно 21 продолжает скапливаться около ленты 14, в результате чего лента 14 остается видимой на обратной поверхности 18 готовой защитной подложки 16.
Введение ленты 14 таким образом, как это показано на Фиг. 3a, чтобы образовалось существенное покрытие из волокна на передней поверхности ленты 14, приводит к увеличению долговечности готовой защитной подложки 16.
В альтернативном варианте исполнения, как это показано на Фиг. 3b, волокнистую ленту 14 располагают так, чтобы она входила в контакт с формующим покрытием 23 цилиндра до погружения круглосеточного цилиндра 22 в жидкость в ванне, в результате чего лента 14 остается видимой на передней поверхности 17 готовой защитной подложки 16. В случае использования хорошо уплотненной ленты 14 с низкой степенью проницаемости из-за ограниченного дренажа получается в результате, что осаждается малое количество волокна 21 или волокно вовсе не осаждается на обратной поверхности ленты 14, хотя волокно 21 продолжает скапливаться рядом с лентой 14, в результате чего лента 14 также по существу остается видимой на обратной поверхности 18 готовой защитной подложки 16. В этом случае дополнительный слой бумаги может быть наложен на обратную поверхность 18 защитной подложки 16 для покрывания оставленной видимой обратной поверхности ленты 14. Дополнительный слой может быть нанесен в отдельном процессе ламинирования или его можно изготавливать параллельно изготовлению основной подложки на короткосеточной бумагоделательной машине и вводить в соприкосновение друг с другом в мокрой части бумагоделательной машины. В случае, когда волокнистую ленту 14 с высокой степенью проницаемости вводят в контакт с формующим покрытием до введения в ванну 20, дренаж не ограничен и волокно 21 может осаждаться на обратной поверхности ленты 14.
В еще одном альтернативном варианте исполнения хорошо уплотненную волокнистую ленту 14 с низкой степенью проницаемости вводят в основную подложку 15 тем же способом, который используют для введения удлиненных элементов и который описан в EP-А-00059056. Эта технология включает тиснение формующего покрытия 23 цилиндра для образования возвышенных участков и введение ленты 14 в контакт с возвышенными участками формующего покрытия 23 до введения места контакта в ванну с водной суспензией бумажной массы 21. При введении ленты 14 с низкой степенью проницаемости в плотный контакт с возвышенными участками тиснения может не происходить осаждения волокна и образования окон в передней поверхности основной подложки 15. После полного формования и снятия готовой подложки 16 с формующего покрытия 23 цилиндра воду экстрагируют из мокрого волокнистого мата и готовую подложку 16 пропускают через процесс сушки. В готовой подложке 16 участки ленты 14, оставленные видимыми в окнах, видны в отраженном свете при рассмотрении с передней стороны 17 подложки 16.
На Фиг. 4-13 показан ряд вариантов исполнения различных защищенных документов, выполненных из защитной подложки 16, изготовленной по способу согласно настоящему изобретению.
На Фиг. 4 и 5 изображен документ, изготовленный из готовой защитной подложки 16, в которой лента 14 заделана внутрь основной подложки 15 таким образом, что одна поверхность ленты 14 оставлена видимой с обратной стороны 18 готовой защитной подложки 16. В этом примере лента 14 содержит защитное средство 11 в форме многотонового изобразительного водяного знака 11a. Лента 14 изготовлена из той же композиции, что и основная подложка 15, и, таким образом, готовая защитная подложка 16 обладает однородным внешним видом.
На Фиг. 6 изображен альтернативный вариант исполнения, в котором лента 14, оставленная видимой с обратной стороны 18 готовой защитной подложки 16, изготовлена из другой окрашенной композиции, отличающейся от состава основной подложки 15 и таким образом четко различима внутри готовой защитной подложки 16. В примере, проиллюстрированном на Фиг. 6, лента 14 также содержит множество защитных средств 11 в форме многотонового водяного знака 11a и однотонового светового гальваностереотипного водяного знака 11b.
В вариантах исполнения, изображенных на Фиг. 4 и 6, лента 14 предпочтительно изготовлена из хорошо уплотненной бумаги с низкой степенью проницаемости, из-за чего имеет место ограниченный дренаж во время процесса формования бумаги и впоследствии она остается видимой с обратной стороны готовой защитной подложки 16. В альтернативном варианте исполнения, если лента 14 изготовлена из бумаги с высокой степенью проницаемости, то она незначительно ограничивает дренаж, в результате чего она оказывается полностью заделанной внутри подложки. Использование заделанной бумажной ленты 14 обеспечивает возможность расположения одного или обоих водяных знаков 11a, 11b в середине документа и таким образом обеспечивает меньшую восприимчивость документа к повреждению в обращении.
На Фиг. 7 показана готовая защитная подложка 16, содержащая хорошо уплотненную бумажную ленту 14 с низкой степенью проницаемости, которая содержит защитное средство 11 в форме частично заделанной защитной нити 11d, которая является видимой в окнах 30. Лента 14 введена в основную подложку так, как это описано со ссылкой на Фиг. 3a, где окна 30 обращены в направлении от формующего покрытия 23 таким образом, что лента покрывает обратную поверхность 18 готовой защитной подложки 16, которая является поверхностью, изображенной на Фиг. 7. Так как лента 14 оказывается на обратной поверхности готовой защитной подложки 16, окна 30 не покрываются волокном основной подложки 15 и оптические характеристики традиционной видимой в окнах нити 11d сохраняются. Между окнами 30 имеются мостики 31, которыми покрыта защитная нить 11d. Мостики 31 из бумаги обладают увеличенной поверхностной плотностью в сравнении с основным телом ленты 14, и, наоборот, бумага с каждой стороны окон 30 содержит область 32 с уменьшенной поверхностной плотностью в сравнении с основным телом бумажного полотна, изготовленного из основной подложки 15. При рассмотрении в проходящем свете, как это изображено на Фиг. 7a, нить 11d может быть видна как темная вертикальная полоса, проходящая через последовательность чередующихся горизонтальных темных и светлых дорожек с мостиками 31, выглядящими более темными, чем основное тело документа, выполненное именно из основной подложки 15. Области 32, расположенные рядом с окнами 30, с уменьшенной поверхностной плотностью выглядят более светлыми. Чередующиеся темные и светлые участки известны как дорожные нити.
Видимая в окнах защитная нить 11d может обладать рядом функциональных свойств для улучшения защитных параметров, связанных с традиционной видимой в окнах защитной нитью и хорошо известных специалистам в данной области. Нити в защищенных документах могут содержать деметаллизированные рисунки, тонкопленочные интерференционные структуры, слои жидких кристаллов, термохромные слои, фотохромные слои, радужные слои, множество различно окрашенных металлических слоев, голографические и дифракционные структуры и печатные слои. Использование защитных нитей со скрытыми свойствами также применимы в настоящем изобретении, и примеры таких нитей включают нити с магнитными свойствами, люминисцентными свойствами, проводимостью или другими машиночитаемыми характеристиками.
Лента 14, представленная на Фиг. 7, может быть изготовлена из той же композиции, что и основная подложка 15, так что готовая защитная подложка 16 может выглядеть по существу равномерной за исключением оставляемой видимой в окнах нити 11d. В альтернативном варианте исполнения композиция ленты 14 имеет цвет, отличающийся от цвета основной подложки 15, как это показано на Фиг. 8. При рассматривании документа в отраженном свете с той же стороны, где находится лента 14, наблюдают окрашенную полосу, в середине которой находится в окне полимерная нить. Цветом ленты обеспечивают дополнительную защиту, а также привлекают внимание широкой публики к защитной нити 11d. В альтернативном варианте исполнения лента 14 может быть окрашена с использованием обычного процесса печатания до ввода в основную подложку 15. Обычным процессом печатания обеспечивают возможность нанесения рисунка на ленту 14 вместо сплошного окрашивания.
Небольшие перфорации могут быть дополнительно выполнены в ленте 14 с любой стороны полимерной нити для обеспечения возможности дренажа во время формования бумаги и, таким образом, обеспечения возможности формирования волокон на нижней поверхности ленты 14 на участках вне окон.
В дополнительном варианте исполнения на ленту 14 можно наносить цветную печатную краску или покрытие, содержащее компонент, который становится подвижным при смачивании. Ленту 14 повторно смачивают при введении в ванну 20 во время изготовления основной подложки 15. При повторном смачивании ленты 14 подвижный компонент печатной краски мигрирует сквозь ленту 14. Степень миграции подвижного компонента зависит от толщины бумаги ленты 14, и, таким образом, участки с различной толщиной бумаги выглядят отличающимися по цвету или оттенку цвета.
На Фиг. 9 изображено поперечное сечение ленты 14, содержащей полимерную защитную нить 11d, оставленную видимой в окнах 30 с одной стороны. Слой 33 цветной печатной краски, содержащей подвижный и неподвижный компоненты, нанесен на противоположную поверхность ленты 14. В одном примере лента 14 может быть отпечатана с использованием печатной краски оранжевого цвета, содержащей неподвижный компонент зеленого цвета и подвижный компонент красного цвета. При повторном смачивании ленты 14 компонент красного цвета мигрирует сквозь ленту 14 и становится видимым в местах более высокой концентрации на светлых участках дорожки нити с низкой поверхностной плотностью в сравнении с мостиками 31 на нити с высокой поверхностной плотностью. Готовый документ содержит дорожки нити с двумя чередующимися цветами вдоль дорожки.
На Фиг. 10 показан пример защищенного документа, содержащего хорошо уплотненную ленту 14 с низкой степенью проницаемости, в котором лента 14 содержит первое защитное средство 11 в форме рисунчатых отверстий 11с, посредством которых создают идентифицирующую информацию, и второе защитное средство в форме традиционного многотонового водяного знака 11a. Отверстия 11с в ленте 14 могут быть созданы во время исходного процесса изготовления бумаги посредством заглушивания, или запечатывания, формующего покрытия 23 цилиндра. В альтернативном варианте исполнения отверстия 11с могут быть созданы перфорированием ленты 14 после ее изготовления до введения ее в основную подложку 15. Примеры способов перфорирования ленты включают штамповку, штанцевание и вырезание лазером.
В другом предпочтительном варианте исполнения защитное средство 11 ленты 14 содержит идентифицирующую информацию в форме рисунчатых отверстий 11с, например звезд, а лента 14 изготовлена из бумаги с низкой степенью проницаемости из композиции, отличающейся по цвету от композиции основной подложки 15. Отверстия 11с выполняют во время процесса формования бумаги для ленты 14 посредством заглушивания формующего покрытия 23 цилиндра, на котором осаждается бумажное волокно 21. Если основная подложка 15 является по существу белой, а лента 14 имеет оттенок синего цвета, то при рассмотрении основной подложки 15 в отраженном свете со стороны, где оставлена видимой лента 14, то на синей полосе видны белые звезды. Однако, так как белым волокном из основной подложки 15 заполнены отверстия 11с ленты 14 и образован волокнистый слой на ленте по периметру отверстий 11с, то края отверстий 11с выглядят смазанными и плохо определяемыми при рассмотрении в отраженном свете. Факт наличия белого волокна вокруг каждого отверстия 11с можно определить невооруженным глазом в сравнении с синим цветом фона ленты 14, и это является дополнительным защитным преимуществом. Фальшивомонетчик, просто печатающий белые звезды на синем фоне, не может воспроизвести эти смазанные волокнистые края. В противоположность этому при рассмотрении документа в проходящем свете, как изображено на Фиг. 11, резкое изображение звезд отчетливо видно на фоне окрашенной ленты. Тем что лента 14 отличается по цвету от основной подложки 15, создают дополнительную защиту и существенно увеличивают контраст между рисунчатыми отверстиями/перфорацией 11с при рассмотрении в проходящем свете.
В альтернативном варианте исполнения лента 14 может быть изготовлена из композиции того же цвета, что и основная подложка 15, но может отличаться другой характеристикой, например пористостью, непрозрачностью или плотностью. В этом случае идентифицирующая информация, воспринимаемая в виде контуров отверстий 11, оказывается практически невидимой в отраженном свете, но легко различимой на проходящем свете.
В еще одном дополнительном варианте исполнения бумажная лента 14 содержит массив небольших круглых перфораций 11с, расположенных таким образом, что из них образована цифра 5, как это изображено на Фиг. 12. В этом примере ленту 14 из бумаги с низкой степенью проницаемости изготавливают из композиции с меньшей непрозрачностью, чем композиция основной подложки 15. Перфорации 11с выполняют во время процесса формования бумаги для ленты 14 посредством заглушивания формующего покрытия 23 цилиндра, на котором осаждают бумажное волокно 21. Рисунчатую ленту 14 впоследствии вводят в основную подложку 15, как это описано со ссылкой на Фиг. 3a. Некоторые волокна из основной подложки 15 попадают в перфорированные участки 11с ленты 14 и слегка накрывают края перфораций таким образом, что при рассмотрении в отраженном свете перфорированные участки 11с нечетко определяются и присутствует практически незаметное «смазанное» изображение цифры «5», как это изображено на Фиг. 12. Однако при рассмотрении в проходящем свете наличие ленты 14 сразу же становится заметным благодаря различию в непрозрачности в сравнении с основной подложкой 15, и перфорированные участки 11с в ленте 15 четко определяются как резко очерченные кружки, определяющие цифру «5», как это изображено на Фиг. 13.
Дополнительное преимущество перфораций 11с в ленте 14 с низкой степенью проницаемости заключается в том, что посредством их повышают адгезию ленты 14 к основной подложке 15 благодаря тому, что волокно подложки присутствует с обеих сторон ленты 14. При отсутствии перфораций 11с волокно из основной подложки 15 прикреплялось бы только к одной поверхности ленты 14, т.е. к поверхности, которая не оставлена видимой с обратной стороны 18 защитной подложки 16. Однако при наличии перфораций 11с волокно из основной подложки 15 заполняет перфорации 11с и прикрепляется к ленте 14 с противоположной стороны ленты 14. Предпочтительный вариант исполнения для улучшения адгезии между лентой 14 с низкой степенью проницаемости и волокнистой основной подложкой 15 содержит последовательность перфораций вдоль одного или обоих длинных краев ленты 14. В альтернативном варианте исполнения может быть выполнена последовательность перфораций вдоль середины ленты или может быть выполнен массив перфораций по всей поверхности ленты 14. Экспериментальная работа показала, что адгезию ленты 14 к основной подложке 15 можно оптимизировать, если перфорации имеют размеры 0,5-2,0 мм в ширину и 0,5-4,0 мм в длину, а расстояние между перфорациями составляет 1-3 мм.
Дополнительное преимущество вариантов исполнения, в которых используют перфорированную ленту 14, заключается в том, что посредством перфораций 11с способствуют обезвоживанию защитной подложки 16 на бумагоделательных машинах без использования сложных прессов с двумя сукнами.
В дополнительном варианте исполнения настоящего изобретения лента 14, изготовленная из бумаги с низкой степенью проницаемости, содержит первое защитное средство 11 в форме одного или большего числа отверстий 11с. Отверстия 11с в ленте 14 могут быть созданы во время исходного процесса изготовления бумаги посредством заглушивания, или запечатывания, формующего покрытия 23 цилиндра. Ленту 14 затем вводят в основную подложку 15 в сочетании с обычным удлиненным непроницаемым элементом 40 таким образом, чтобы удлиненный непроницаемый элемент 40 контактировал с формующим покрытием 23 цилиндра через отверстия 11с в ленте 14, и посредством этого участки 41 удлиненного непроницаемого элемента 40, совпадающие с отверстиями 11с в ленте 14, выводят на поверхность с передней стороны 17 готовой подложки 16, образуя окна. Участки 42 удлиненного полимерного элемента 40, не совпадающие с отверстиями 11с в ленте 14 и расположенные на поверхности ленты 14, отдаленной от формующего покрытия 23, выводят на поверхность с обратной стороны 18 основной подложки 15, так как волокно не осаждается на бумажной ленте 14 с низкой степенью проницаемости. При этом удлиненный непроницаемый элемент 40 оставляют видимым в одном или большем числе окон с обеих (передней и обратной) сторон 17, 18 готовой подложки 16.
На Фиг. 14-18 проиллюстрирован вариант исполнения согласно настоящему изобретению, в котором обеспечивают возможность введения удлиненного непроницаемого элемента 40 таким образом, чтобы его оставлять видимым в окнах с обеих сторон 17, 18 готовой подложки 16. Волокнистая лента 14, изготовленная из бумаги с низкой степенью проницаемости, содержит первое защитное средство 11 в форме последовательности отверстий 11с, расположенных вдоль ленты 14. Отверстия 11с выполняют во время процесса формования бумаги для ленты 14 посредством заглушивания формующего покрытия 23 цилиндра, на котором осаждают бумажное волокно.
Ленту 14 вводят в основную подложку 15, как это изображено на Фиг. 14. В этом примере ленту 14 и основную подложку 15 изготавливают из той же композиции 21. Ленту 14 объединяют с удлиненным непроницаемым элементом 40 непосредственно перед введением ленты 14 в контакт с формующим цилиндром 22. Удлиненный непроницаемый элемент 40 и ленту 14 сводят вместе таким образом, чтобы удлиненный элемент 40 контактировал с лентой 14 со стороны ленты 14, обращенной от формующего покрытия 23 цилиндра. Удлиненный непроницаемый элемент 40 располагают таким образом, чтобы он лежал поперек одного или большего числа отверстий 11с в ленте 14. Объединенную структуру затем вводят в контакт с формующим покрытием 23 цилиндра (см. Фиг. 15) до момента ввода круглосеточного цилиндра 22 в жидкость в ванне 20, в результате чего ленту 14 оставляют видимой с передней стороны 17 готовой защитной подложки 16 (см. Фиг. 16). Кроме того, участки 41 удлиненного непроницаемого элемента 40, лежащие поперек отверстий 11с в ленте 14, также контактируют с формующим покрытием 23 цилиндра и аналогичным образом их оставляют видимыми с передней стороны 17 готовой защитной подложки 16. В случае использования хорошо уплотненной ленты 14 с низкой степенью проницаемости из-за ограниченного дренажа в результате малое количество волокна 21 осаждается или волокно вовсе не осаждается на обратной поверхности ленты 14, хотя волокно 21 продолжает скапливаться рядом с лентой 14, в результате чего лента 14 также по существу остается видимой на обратной поверхности 18 готовой защитной подложки 16. Волокно, из которого формуют основную подложку 15, продолжает осаждаться в отверстиях 11с в ленте 14.
Если удлиненный непроницаемый элемент 40 является достаточно узким и не оказывает влияния на осаждение волокна, то волокно 21 будет также поступать с участков 41 непроницаемого удлиненного элемента 40 таким образом, что он будет оставаться видимым только с передней стороны 17 готовой подложки 16 (см. Фиг. 16). В результате этого удлиненный непроницаемый элемент 40 остается видимым в чередующихся окнах с передней и обратной сторон готовой подложки 16, как это изображено на Фиг. 17 (передняя сторона) и на Фиг. 18 (обратная сторона). Для обеспечения возможности осаждения волокна непроницаемый удлиненный элемент 40 должен предпочтительно иметь ширину менее 3 мм, а более предпочтительно менее 2 мм.
В альтернативном варианте исполнения, если удлиненный элемент 40 достаточно большой и может оказывать влияние на осаждение волокна из-за того, что они слишком широкие, чтобы их можно было перекрыть мостиками из волокна 21, участки 41 непроницаемого элемента 40 оставляют видимыми с обеих (передней и обратной) сторон 17, 18 готовой подложки 16 (см. Фиг. 19 и 20). В этом случае непроницаемый удлиненный элемент 40 предпочтительно имеет ширину, большую 3 мм, и даже более предпочтительно большую 6 мм.
В вариантах исполнения, описанных со ссылками на Фиг. 14-20, ленту 14 и удлиненный непроницаемый элемент 40 можно подавать в бумагоделательную машину рядом способов. В одном способе ленту 14 и удлиненный непроницаемый элемент 40 подают в виде отдельных рулонов с направляющими устройствами, используемыми для обеспечения ввода их в контакт в точно определенном месте. В альтернативном варианте исполнения ленту 14 и удлиненный непроницаемый элемент 40 можно вводить в контакт в отдельной стадии до процесса формования бумаги и подавать в бумагоделательную машину с того же рулона. Хотя это не очень важно, слой адгезива можно использовать для скрепления ленты 14 с удлиненным непроницаем элементом 40; причем такое скрепление адгезивом можно выполнять до ввода в бумагоделательную машину, например, используя процесс ламинирования с применением адгезива; или во время процесса изготовления бумаги с использованием адгезива, активизируемого увлажнением или нагревом.
В предпочтительном варианте исполнения удлиненный непроницаемый элемент 40 вводят в волокнистую ленту 14 во время ее изготовления. Это может быть достигнуто путем использования способа изготовления волокнистых подложек, описанного в WO-А-04001130. Лента 14, изображенная на Фиг. 21 и 22, рассматриваемая с передней стороны 45 и с обратной стороны 46, содержит частично заделанный удлиненный непроницаемый элемент 40 и одно или большее число отверстий 11с, в которых оставлены видимыми обе поверхности участков 43 удлиненного непроницаемого элемента 40. Лента 14 также содержит традиционные окна 30, как это описано в EP-А-0059056, в которых только одна поверхность участков 44 защитного элемента 40 оставлена видимой.
Способ изготовления ленты 14 с низкой степенью проницаемости, представленной на Фиг. 21 и 22, проиллюстрирован на Фиг. 23. Пористую несущую поверхность, например, в форме покрытия 23 формующего цилиндра изготавливают известным способом. Формующее покрытие 23 содержит множество участков 47, где ограничен дренаж. Это можно выполнить, например, посредством закрепления заглушающего материала на формующем покрытии 23. Заглушающим материалом обычно является металл, привариваемый к формующему покрытию 23. Другими пригодными заглушающими материалами являются воск, полимер или любой другой материал, который может быть надежно прикреплен к формующему покрытию 23 цилиндра для предотвращения дренажа воды из волокнистой бумажной массы 21 и, следовательно, осаждения волокна. Этими участками ограничения дренажа определяют форму отверстий 11c, формируемых в ленте 14.
Формующее покрытие 23 цилиндра также содержит тисненые возвышенные участки 48, которые используют для создания обычных окон 30. Удлиненный непроницаемый элемент 40 вводят в контакт с возвышенными участками 48 и участками 47 ограничения дренажа на формующем покрытии 23 до введения места контакта в ванну 20 с водной суспензией бумажной массы. В местах плотного контакта удлиненного непроницаемого элемента 40 с возвышенными участками 48 тиснения не может происходить осаждения волокна и формируются окна 30 в передней поверхности 47 бумажной ленты 14, которая находилась в контакте с формующим покрытием 23. Принимая, что непроницаемый удлиненный элемент 40 недостаточно широк для предотвращения осаждения волокна, волокно 21 осаждается на непроницаемом элементе 40, находящемся в контакте с возвышенными участками 48 таким образом, что элемент 40 становится невидимым с обратной стороны 48 бумажной ленты 14. На участках 47 ограничения дренажа мало или нет совсем покрытия из волокна 21. Однако на плоских участках со свободным дренированием достигают полного застила волокном. Таким образом, при отделении подложки, используемой для формирования бумажной ленты 14, от круглосеточного цилиндра 23 удлиненный непроницаемый элемент 40 остается видимым с обеих сторон ленты 14 в отверстиях 11с, соответствующих участкам ограничения дренажа, и остается видимым с одной стороны бумажной ленты 14 в окнах 30, соответствующих тисненым возвышенным участкам 48. На участках между окнами 30 и отверстиями 11с удлиненный элемент 40 полностью заделан внутри ленты 14.
Ленту 14 с низкой степенью проницаемости, представленную на Фиг. 21 и 22, затем вводят в основную подложку 15, как это описано со ссылкой на Фиг. 3b, до введения круглосеточного цилиндра 22 в жидкость в ванне 20, где обычные окна 30 обращены в направлении от формующего покрытия 23. Лента 14 остается видимой на передней поверхности 17 готовой защитной подложки 16. Кроме того, участки 43 удлиненного элемента 40, расположенные поперек отверстий 11с в ленте 14, также контактируют с формующим цилиндром 23 и аналогичным образом остаются видимыми с передней стороны 17 готовой защитной подложки 16 (см. Фиг. 24). Если удлиненный непроницаемый элемент 40 является достаточно узким и не оказывает влияния на осаждение волокна, то волокно 21 будет также поступать с участков 43 непроницаемого удлиненного элемента 40 таким образом, что он будет оставаться видимым только с передней стороны 17 готовой подложки 16. Волокно, из которого формуется основная подложка 15, продолжает осаждаться в отверстиях 11с в ленте 14. Так как лента 14 обладает низкой степенью проницаемости, она также остается видимой с обратной стороны 18 готовой защитной подложки 16, и, таким образом, обычные окна 30 не покрываются волокном из основной подложки 15 и, таким образом, участки 44 защитного элемента 40 оставляют видимыми с обратной стороны 18 (см. Фиг. 25).
Способ согласно изобретению введения удлиненного непроницаемого элемента 40 в основную подложку 15 таким образом, чтобы его окна с обеих сторон, описанные в различных вариантах исполнения со ссылками на Фиг. 14-25, обеспечивали возможность полного управления степенью и положением мест, где оставляют видимым удлиненный непроницаемый элемент 40 внутри защитной подложки 16. Например, удлиненный непроницаемый элемент 40 может быть оставлен видимым с обеих сторон готовой подложки 16 в чередующемся порядке (см. Фиг. 15-18) или в совмещаемом порядке (см. Фиг. 19 и 20), или таким образом, чтобы удлиненный непроницаемый элемент 40 можно было оставлять видимым во множестве окон 30 с одной стороны и только в одном окне 30 со второй стороны (см. Фиг. 24 и 25).
Таким образом, подложки 16, изготовленные согласно настоящему изобретению, обладают преимуществом, заключающимся в том, что можно увеличить величину оставляемого видимым удлиненного элемента 40 не только с одной стороны подложки 16, но с двух сторон, что означает, что его можно использовать наилучшим образом. Это важно, так как удлиненные непроницаемые элементы 40 могут быть дорогими в изготовлении.
Удлиненные непроницаемые элементы 40 предпочтительно изготавливают из чистого сложного полиэфира, хотя можно использовать и другие материалы, например полиэтилен или полипропилен, и он может иметь постоянную или варьируемую ширину. Удлиненные непроницаемые элементы 40 обычно содержат слой адгезива, которым содействуют заделке внутри ленты и/или готовой подложки 16.
Продолговатые элементы 40 могут содержать широкий ряд известных защитных средств, который может включать следующие средства:
- металлический слой, знаки или рисунки, которые выглядят темными при рассматривании подложки в проходящем свете в сравнении с более светлой частично светопроницаемой подложкой; при рассматривании в отраженном свете блестящие металлические части четко видны в окнах;
- деметаллизированные знаки или рисунки, которые могут содержать области, где по существу удален металл, для получения преимущества прозрачности основной пленки и обеспечения большой области прозрачного окна;
- голографические или дифракционные рисунки, которые могут содержать полностью металлические области и растры для создания частичной прозрачности и/или отсутствия металла;
- совмещение печатных знаков от передней стороны к обратной стороне, при этом печатают отличительные признаки, в которых четко проявляются муаровые рисунки как с передней, так и с обратной стороны при попытке подделки; в альтернативном варианте исполнения такие рисунки могут быть выполнены на прозрачной пленке до введения элемента в бумагу в качестве защитного средства; точное репродуцирование таких рисунков очень сложно подделать;
- люминисцентные, радужные, термохромные материалы, жидкие кристаллы или магнитные материалы;
- рисунки или знаки, создаваемые печатными красками;
- дихроичные материалы, которые могут иметь различные цвета при рассмотрении в проходящем свете и в отраженном свете, например, как это описано в GB-А-1552853; эти материалы особенно пригодны в тех случаях, где окошки с передней и обратной сторон подложки совпадают и образуют отверстие (как показано на Фиг. 16);
- интерференционные устройства на тонких пленках, как это описано в EP-А-227423, или жидкокристаллические полимерные пленки, или жидкокристаллические пигментированные печатные краски, например, описанные в EP-А-863815.
Удлиненные непроницаемые элементы 40 могут быть ориентированными, что означает, что каждая сторона элемента 40 может нести различную информацию, материалы или оптические эффекты. Примеры этого включают:
- голографические или дифракционные материалы на первой стороне элемента и интерференционное устройство на тонкой пленке - на второй стороне;
- жидкокристаллическая пленка на черном или темном фоне на первой стороне и гладкий металл на второй стороне;
- металлы различных цветов на каждой стороне, например алюминий на первой стороне и другой металл - на второй стороне; в альтернативном варианте исполнения, один или большее число цветных прозрачных лаков на металлическом слое могут быть использованы для создания эффекта многообразия цветов;
- магнитная микрометаллизированная нить, например, описанная в GB-А-2375078;
- повторяющиеся знаки или защитные средства, расположенные в любом окне или мостике на одной или обеих сторонах подложки.
Возможны и многие другие дополнительные решения при такой большой доступной оставляемой видимой области элемента; можно комбинировать друг с другом много защитных или декоративных средств на одном элементе 40.
Во всех описанных вариантах исполнения, если готовую защитную подложку 16 подвергают обработке в дополнительных стандартных процессах печатания защитных средств, то цвет и/или рисунок ленты 14 можно коррелировать с рисунком готового напечатанного документа. Стандартные процессы печатания защитных средств включают один или все процессы из следующего перечня: мокрый или сухой процесс офсетной печати, глубокую печать, высокую печать, флексографию, трафаретную печать. Печатаемые рисунки предпочтительно печатают как на подложке 15, так и на оставляемых видимыми участках бумажной ленты 14. Рисунки на защитной ленте 14 и документе могут быть совмещены друг с другом, что значительно осложнит возможность подделки.