СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ВОЛОКНИСТОЙ ОСНОВЫ, ВКЛЮЧАЮЩЕЙ УДЛИНЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ С ПЕРЕМЕННЫМ ПРОФИЛЕМ КРАЯ
METHOD FOR MANUFACTURE OF FIBROUS BASE INCLUDING ELONGATED MEMBER WITH VARIABLE EDGE PROFILE

Это изобретение направлено на усовершенствовани  в производстве основ, таких как бумага, включающа  удлиненный непроницаемый элемент.
Широко известно включение удлиненных элементов в бумагу или другие основы, обычно в качестве защитной характеристики. Такими элементами могут быть нити, полосы или ленты из, например, пластмассовой пленки, металлической фольги, металлизированного пластика, металлической проволоки. Эти удлиненные элементы включены в толщу основы, чтобы затрудн ть подделку документов, произведенных из данного материала. Эти элементы помогают при проверке документов, так как они представл ют вид документов в отраженном свете, отличающемс  от вида в проход щем свете. Дл  повышени  защиты, предусмотренной включением такого удлиненного элемента, также известно обеспечение самого элемента одним или более поддающимис  проверке свойствами в дополнение к его присутствию или отсутствию. Такие дополнительные свойства включают магнитные свойства, электропроводимость, способность поглощать рентгеновские лучи, флюоресценцию, оптически переменные эффекты и термохромное поведение.
Обнаружено, что в качестве дальнейшей защитной характеристики особенно предпочтительно обеспечение окон на одной стороне поверхности основы, открывающих эти удлиненные элементы в разделенных интервалами позици х. Примеры способов производства бумаги, включающей защитные элементы с окнами или без них, описаны ниже. Следует отметить, что ссылка на "бумагу с нитью и окнами" включает бумагу с окнами, включающую любой удлиненный защитный элемент.
ЕР-А-0059056 описывает способ производства бумаги с нитью и окнами в круглосеточной бумагоделательной машине. Методика включает тиснение формующей поверхности цилиндра, чтобы формировать возвышенные области и вводить непроницаемый удлиненный защитный элемент в контакт с возвышенными област ми формующего покрыти  ранее контактной точки входа в бак с вод ной бумажной смесью. Там, где непроницаемый защитный элемент входит в тесный контакт с возвышенными област ми тиснени , никакое отложение волокон не может произойти. После того, как бумага полностью сформирована и извлечена с формующей поверхности цилиндра, вода удал етс  из мокрой волоконной основы и бумага проходит процесс сушки. На готовой бумаге присутствуют контактные точки, как открытые области, которые в конечном счете образуют окна, видимые в отраженном свете на одной стороне бумаги, что чаще всего используетс  как бумага дл  банкнот.
Поскольку открытые области удлиненного элемента могут быть использованы дл  отображени  индексов или открытых защитных характеристик, считаетс , что дл  некоторых приложений будет преимуществом открытие по возможности большей площади поверхности элемента. Такие попытки были сделаны дл  целиком и частично встроенных элементов, которые шире, чем более часто используемые элементы, попадающие в диапазон от 0.5 мм до 2.00 мм.
В то врем , как вышеупом нутый способ оказалс  чрезвычайно успешным коммерчески, были обнаружены трудности включени  более широких защитных элементов, так как непроницаемые защитные элементы блокировали поток жидкости через сетку и точку, где лежит элемент, тем самым создава  помехи отложению волокон. Там, где защитный элемент шире, чем типична  длина используемых бумажных волокон, волокна в состо нии перекрыть защитный элемент, который, следовательно, становитс  открыт в мелких отверсти х или дефектах на стороне бумаги, противоположной окну.
ЕР-А-0070172 предлагает альтернативный способ изготовлени  бумаги, имеющей встроенный в нее удлиненный защитный элемент, предусматривающий элементы, имеющие проницаемые и непроницаемые области. Этот способ дает возможность встраивать в бумагу значительно более широкий элемент. При включении в состав бумаги в круглосеточной бумагоделательной машине проницаемые области встраиваютс  в толщу бумаги, а менее проницаемые области открываютс  на одной поверхности бумаги. Этот метод может быть использован дл  удлиненных элементов, имеющих ширину от 0,5 мм до полной ширины листа, котора  может быть 5000 мм.
ЕР-А-0229545 описывает способ, использующий два формующих цилиндра дл  производства двух отдельных слоев бумаги с защитной нитью, введенной между двум  сло ми. Выбор включени  отверстий в оба сло , посредством, например, включени  ограничивающих дренаж устройств в формующих покрыти х, раскрыт в описании. Результирующие отверсти  могут быть совмещены так, чтобы производить окно на каждой стороне нити. Этот способ имеет основной недостаток, состо щий в том, что два формующих цилиндра должны иметь один и тот же диаметр и быть св занными системой приводки, что делает производство бумаги чрезвычайно дорогим. Этот документ также не раскрывает, как в действительности достичь приводки.
Чтобы отобразить как можно больше информации или индексов в открытых област х, было бы очень предпочтительно открыть удлиненный элемент с обеих сторон бумаги или другой основы, в которую он встроен. ЕР-А-0059056 предлагает, что это могло бы быть достигнуто при использовании достаточно больших непроницаемых выступов на формующем цилиндре. Недостаток способа, описанного в этом документе, состоит в том, что отверсти , произведенные устройствами ограничени  дренажа, должны быть покрыты, что означает необходимость использовани  довольно широкой нити, что увеличивает стоимость бумаги. Другой недостаток этого способа состоит в том, что окна на каждой стороне об зательно совпадают.
Следовательно, объект насто щего изобретени  состоит в том, чтобы обеспечить усовершенствованный способ встраивани  удлиненного элемента в волокнистую основу, так, чтобы элемент был открыт на обеих сторонах основы переменным или совпадающим образом.
Следовательно, изобретение обеспечивает способ изготовлени  волокнистой основы, содержащий этапы введени  удлиненного гибкого непроницаемого элемента в контакт со средствами, формирующими окна, предусмотренными на движущейс  опорной поверхности, отложени  волокон на опорную поверхность, чтобы формировать волокнистую подложку, причем отложение волокон выполн етс  таким образом, что при отложении волокон на опорную поверхность удлиненный элемент встраиваетс  в основу, при этом формируют первый комплект окон на одной поверхности основы в момент контакта элемента со средствами, формирующими окна, причем в указанных окнах элемент по меньшей мере частично открыт, и удлиненный элемент содержит множество широких областей, разделенных узкими област ми, причем широкие области имеют ширину, котора  затрудн ет отложение волокон на указанных широких област х, чтобы формировать второй комплект окон на противоположной поверхности основы, где удлиненный элемент также по меньшей мере частично открыт, причем узкие области  вл ютс  такими, что они допускают отложение волокон на них, чтобы вызывать покрытие узких областей противоположной поверхностью волокнистой основы на удалении от опорной поверхности.
Предпочтительные варианты способа представлены в зависимых п.п.2-17 формулы изобретени .
Также согласно изобретению предложена основа, изготовленна  вышеуказанным способом, и защищенный документ, изготовленный из такой основы.
Основа, изготовленна  способом согласно изобретению, имеет, таким образом, два очень тщательно приготовленных комплекта окон, которые определ ютс  геометрией нити и средствами, формирующими окна. Таким образом, тщательно спроектированные комплекты окон могут быть использованы, чтобы довести до максимума полезность открытой площади удлиненного элемента, совершенно иным способом допуска  произвольным недостаткам развиватьс  на обратной стороне нити.
Изобретение теперь будет описано только посредством примера, со ссылкой на сопутствующие чертежи, на которых:
фиг.1 - схематичный вид сбоку в сечении бака дл  изготовлени  бумаги дл  использовани  в способе изготовлени  бумаги согласно насто щему изобретению;
фиг.2-4 - виды в плане альтернативных удлиненных элементов дл  использовани  в способе согласно насто щему изобретению;
фиг.5 и 6 - виды в плане противоположных сторон листа, включающего удлиненный элемент фиг.2; и
фиг.7 - увеличенный вид одного окна листа по фиг.6, где удлиненный элемент имеет частичное белое покрытие.
Способ изготовлени  волокнистого листа, такого как бумага, согласно насто щему изобретению, проиллюстрирован со ссылкой на фиг.1 и 2. Способ может быть осуществлен в известной машине дл  производства бумаги, такой как круглосеточна  бумагоделательна  машина или машина Fourdrinier. Хот  следующее описание относитс  к формующему покрытию цилиндра, оно может быть заменено перфорированной полосой машины Fourdrinier, как описано в GB-A-2260772.
Пориста  опорна  поверхность, например, в форме покрыти  10 формующего цилиндра изготовлена известным способом. Покрытие 10 формующего цилиндра имеет образованные тиснением возвышенные участки 12, такие как описаны в ЕР-А-0059056. Возвышенные участки 12 рассредоточены по всему формующему покрытию 10, и контакт защитной нити с ними ограничивает дренаж водного содержимого бумажной массы по трафаретному покрытию 10 в точках контакта, тем самым предотвраща  или уменьша  отложение волокон и определ   форму окон 17, образованных на конечной основе. В этом описании термин "окно" включает прозрачную или просвечивающую область на основе, имеющую заданную форму и расположение. Следует отметить, что дл  образовани  окон могут быть использованы другие формирующие окна средства, например гальванопластическое средство, приложенное к трафаретному покрытию 10, которое также непосредственно преп тствует дренажу и поверх которого установлена нить, как показано на фиг.1.
Известным способом покрытие 10 формующего цилиндра вращаетс  в баке с волоконной смесью 11, как показано на фиг.1, и волокна непрерывно отлагаютс  на него известным способом, формиру  непрерывное полотно подложки. Смесь может содержать волокна естественных материалов, таких как хлопок, синтетические волокна или смесь обоих. Поскольку покрытие 10 формующего цилиндра вращаетс , гибкий удлиненный непроницаемый элемент 13 приводитс  в контакт с возвышенными участками 12 покрыти  10 формующего цилиндра выше уровн  смеси, то есть прежде, чем какие-либо волокна отложатс  на формующем покрытии 10. Так как формующее покрытие 10 вращаетс , удлиненный элемент 13 вводитс  в смесь и частично встраиваетс  в основу по мере ее формировани . Волокна отлагаютс  в углублени х между возвышенными участками 12, чтобы формировать мосты 18, под которыми встраиваетс  элемент 13, между окнами 17, сформированными в момент контакта между элементом 13 и возвышенными участками 12. Непрерывна  волокниста  основа (или полотно) посто нно перемещаетс  в продольном направлении по мере своего формировани , причем направление ее движени  известно как «машинное направление».
Удлиненный элемент 13, использованный в насто щем изобретении, тем не менее, отличаетс  от элемента, использованного в ЕР-А-0059056 тем, что его ширина мен етс  по его прот женности, име  узкие области 14, св зывающие более широкие области 15. Узкие области 14 достаточно узки, чтобы не преп тствовать отложению волокон, и, соответственно, они покрываютс  волокнами в течение процесса изготовлени  бумаги. Следовательно, они предпочтительно имеют ширину менее 3 мм, и более предпочтительно менее чем 2.00 мм. Более широкие области 15, с другой стороны, достаточно велики, чтобы преп тствовать отложению волокон, поскольку они слишком широки, чтобы быть перекрытыми волокнами, и они, следовательно, оставлены открытыми во втором комплекте окон 19 на обратной стороне волоконного листа к окнам 17, сформированным выступающими участками 12. Хорошо известно, что выбор длины волокон, следовательно, важен, поскольку волокна не должны быть так длинны, чтобы перекрывать сверху более широкие области удлиненного элемента 13. Предпочтительно длина волокон составл ет приблизительно по меньшей мере половину прот женности ширины узких частей удлиненного элемента. Более широкие области 15 предпочтительно имеют ширину по меньшей мере 3 мм, а узкие области предпочтительно имеют ширину менее чем 2 мм.
2
2
В целом, плотность изготовленной основы предпочтительно менее чем 110 г/м, и более предпочтительно в диапазоне от 80 до 110 г/м.
Длины более широких областей 15 и узких областей 14 могут быть выбраны, чтобы совпадать с длинами пиков возвышенных участков 12 и углублений между возвышенными участками 12 соответственно, чтобы окна 17, 19, сформированные на обеих сторонах основы, совпадали, т.е. они полностью совмещены, формиру  отверстие, в которое с обеих сторон листа может быть виден удлиненный элемент 13.
Кроме того, вышеупом нутые измерени  могут быть выбраны так, чтобы окна 17, 19 на каждой стороне основы были приведены, но полностью противосто ли, так чтобы удлиненный элемент 13 был открыт в разных участках на каждой стороне основы. Как дальнейша  альтернатива, окна 17, 19 на противоположных сторонах основы могут быть разработаны частично совпадающими друг с другом.
Дл  того чтобы удлиненный элемент 13 был точно расположен, необходимо устройство дл  управлени  его введением.
Как дальнейша  альтернатива, окна 17, 19 могут не совпадать и располагатьс  произвольно.
Таким образом, основы, изготовленные согласно насто щему изобретению, выгодны тем, что можно увеличить открытость элемента 14 не только на одной стороне основы, а на двух сторонах, что означает, что он может быть использован по максимуму своей прот женности. Это важно, поскольку обеспечение данными элементами 13 может быть дорого.
Также следует отметить, что многие современные способы изготовлени  бумаги используют современные машины дл  изготовлени  бумаги с короткой формующей частью, котора  создает второй бумажный слой, объединенный с первым бумажным слоем в течение производства бумаги. Данный способ не может использовать такие машины, так как нанесение второго сло  устранит один из наборов окон, пока образуетс  второй слой с отверсти ми, которые перекрывают открытые области элемента 14 в первом слое.
Удлиненные элементы 13 предпочтительно изготавливаютс  из прозрачного полиэтилена и предпочтительно вырубаютс  с формой, котора  обеспечивает минимизацию отходов. Дл  этого профилирование должно быть таким, чтобы элементы были мозаичными. Примеры нескольких пригодных профилей показаны на фиг.2-4, хот  они не  вл ютс  ограничивающими. Более широкие области 15 могут, например, иметь полукруглые профили.
Как альтернатива вырубленным удлиненным элементам 13, может быть использован удлиненный элемент 14 (или нить) стандартной посто нной ширины, к которому приклеено множество накладок большей ширины, чем сам элемент. Накладки могут быть прикреплены к одной или обеим сторонам элемента 14 посредством кле . Они могут быть нанесены печатающей машиной после того, как элемент 14 будет развернут, и непосредственно перед введением в бак. Накладки могут быть из того же самого или другого материала, чем элемент 14. Они могут также иметь одинаковые или разные характеристики, как, например, те, что описаны. Они могут также быть совпадающего или контрастирующего цвета. Это означает, что можно избежать расходов по продольной резке элемента 14 в сложных формах, и что могут быть использованы существующие технологии.
Удлиненные защитные элементы обычно имеют слой кле , который помогает встраиванию в основу. В насто щем изобретении важно, чтобы был использован пригодный клей, который не приводит к приклеиванию волокон в област х окон, но действует в баке.
Удлиненные элементы могут содержать широкий р д известных защитных характеристик, которые могут включать следующее:
- металлический слой, индексы или рисунки, которые выгл д т темными, если основу смотреть в проход щем свете, по сравнению с белее светлой, частично светопровод щей основой. Если смотреть в отраженном свете, блест щие металлические части будут  сно видны в окнах;
- деметаллизованные индексы или рисунки, которые могут содержать области, где металл по существу удален, чтобы использовать преимущество прозрачности основной ленты и обеспечить большую область прозрачного окна;
- голографические рисунки, которые могут содержать полнометаллические области и полутоновые экраны, чтобы обеспечивать частичную прозрачность и/или отсутствие металла. При определенных услови х просмотра, при отсутствии металла, голографический образ все еще видим;
- точна  приводка лицевой и задней печати, где напечатаны характеристики, которые при попытке подделок могли бы  сно демонстрировать муар как спереди, так и сзади. Кроме того, такие образцы могут быть произведены в прозрачной ленте до введени  элемента 13 в бумагу, как самосто тельна  защитна  характеристика. Точное воспроизведение таких образцов очень трудно имитировать;
- люминесцентные, радужные, термохромные, жидкокристаллические или магнитные материалы;
- индексы или рисунки, сделанные печатными красками.
Доступны многие другие опции, а при доступности такой большой открытой области элемента 13 можно комбинировать многие защитные или декоративные характеристики вместе в одном элементе 13.
В одном варианте осуществлени  изобретени  части более широких областей 15, которые выступают за пределы ширины узких областей, то есть секции, заштрихованные в левых концах фиг.2, 3 и 4 и обозначенные цифрой 16, могут быть покрыты с одной стороны тканью покрыти , соответствующей цвету основы. Это означает, что если элемент 13 рассматривать в отраженном свете через окна 19, образованные на обратной стороне основы из-за более широких областей 15, то будет видна посто нна  ширина удлиненного элемента 13, как показано на фиг.7. Более широкие области 16 не будут видны, так как сливаютс  с окружающей основой. Они, тем не менее, будут видны в проход щем свете, так как непрозрачные области элемента 13 будут видны как темные области в пределах более светлой, частично светопровод щей, основы.
Как альтернатива, более широкие области 15 могут быть цветными, что значит, что они видимы.
Основа может, дополнительно к переменному профилю удлиненного элемента 13, описанного выше, содержать второй удлиненный элемент, открытый в окнах на внешней стороне основы (как описано в ЕР-А-0059056).
Основа, описанна  выше, может быть разрезана и напечатана дл  изготовлени  любых форм документов, включа  защищенные документы, например банкноты, чеки, дорожные чеки, идентификационные карты, паспорта, облигации, защитные этикетки, марки, ваучеры и т.п.