УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУМАГИ С ЗАЩИТНОЙ НИТЬЮ, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУМАГИ И БУМАГА, ЗАЩИЩЕННАЯ ОТ ПОДДЕЛКИ (ВАРИАНТЫ)
DEVICE TO MAKE PAPER WITH PROTECTIVE THREAD, METHOD TO MAKE PAPER AND COUNTERFEIT-PROTECTED PAPER (VERSIONS)

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к производству защищенной от подделки бумаги, содержащей встроенный защитный элемент - нить, на части поверхности которой отсутствует бумажная масса.
Известно, что для уменьшения вероятности подделки специальные виды бумаги вырабатывают с водяным знаком, а в структуру бумажного листа вводят различные элементы, такие как защитные волокна, ленточные защитные элементы (нити), а также другие специальные элементы.
В последнее время производство специальных видов защищенной от подделки бумаги со встроенной защитной нитью получило широкое распространение. В основном разработки ведутся по двум направлениям: получение на поверхности нити частично открытых участков различной формы и регулярности (первое направление) и получение на плоскосеточной бумагоделательной машине (БДМ) бумаги с защитной нитью, имеющей частично открытые участки (второе направление).
Первое направление позволяет увеличить защищенность бумаги за счет повышения сложности имитации защитного признака вне оригинального технологического процесса. Второе направление позволяет повысить производительность, а следовательно, эффективность производства бумаги с встроенной защитной нитью, имеющей частично открытые участки, за счет большей скорости работы плоскосеточных бумагоделательных машин (БДМ) по сравнению с круглосеточными. Заявляемое изобретение относится ко второму направлению.
Известно, что первоначально все способы и оборудование для производства бумаги с защитным элементом в виде встроенной защитной нити были разработаны для БДМ с круглосеточной формующей частью. Поэтому именно для БДМ этого типа были впервые разработаны модификации данного защитного признака, заключающиеся в создании на поверхности защитной нити открытых участков. Известен способ изготовления защищенной от подделки бумаги с защитной нитью, которая встроена в бумагу с возможностью свободного или, по меньшей мере, частичного доступа на круглосеточной БДМ (RU 2125938 С1, 10.02.1999).
Получение бумаги с встроенной защитной нитью, имеющей частично открытые участки, на плоскосеточной БДМ гораздо более сложный по исполнению процесс, чем получение аналогичной бумаги на круглосеточной БДМ. Это объясняется, главным образом, невозможностью подачи защитной нити на формующую сетку перед началом процесса формирования бумажного полотна, а также невозможностью создания рельефа на формующей сетке плоскосеточной БДМ. Вследствие этого, защитную нить приходится встраивать в уже частично сформированное бумажное полотно и использовать для этого специальное оборудование. Примером решения данной задачи может служить способ производства бумаги с встроенной защитной нитью, имеющей частично открытые участки на плоскосеточной БДМ, описанный в документе WO 2005/105472 А2, 10.11.2005. К недостаткам известного способа следует отнести сложность аппаратурного исполнения, необходимость изменения конструкции сеточного стола БДМ, низкую степень регулируемости процесса.
В качестве примера технического решения, позволяющего упростить получение встроенной в бумагу защитной нити, имеющей частично открытые участки, на плоскосеточной БДМ, можно привести устройство, описанное в документе JP2001/303493A, 31.10.2001. Установка располагается над формующей сеткой плоскосеточной бумагоделательной машины и представляет собой систему форсунок, подсоединенных к линии подачи воды. Напор и время подачи воды к форсункам контролируется специальным управляющим модулем. Устройство позволяет осуществлять периодическую подачу струи воды на формирующееся на сетке БДМ бумажное полотно в место расположения защитной нити, что приводит к частичному открытию поверхности нити.
Техническое решение, описанное в JP 2001/303493A, позволяет осуществлять выпуск нового класса защищенных бумаг на плоскосеточной бумагоделательной машине. Однако использование известного устройства имеет важный недостаток, заключающийся в нестабильности получения открытых участков на защитной нити, представляющей собой заплывание нити влажной бумажной массой.
Задача, решаемая изобретением, - улучшение качества продукции за счет повышения стабильности процесса получения открытых участков на защитной нити при изготовлении бумаги. Задача решается с помощью объектов, представленных в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в соответствующих зависимых пунктах формулы.
Предложено устройство, включающее плоскосеточное формующее устройство, аппарат для напуска бумажной массы на формующую сетку, нитеподающее устройство и средство для создания на защитной нити открытых участков в виде системы форсунок, соединенной с линией подачи воды и с электронным устройством для регулирования напора и времени подачи воды к форсункам. Согласно изобретению средство для создания на защитной нити открытых участков представляет собой систему из двух параллельных рядов форсунок, размещенных таким образом, что первый по ходу движения бумажного полотна ряд форсунок обеспечивает подачу воды под углом 85-110° к бумажному полотну, а второй ряд форсунок обеспечивает подачу воды под углом 100-130° к бумажному полотну.
Предпочтительное расстояние между рядами форсунок составляет 0,15-0,65 м.
Предложен способ изготовления бумаги с защитной нитью, включающий приготовление бумажной массы, формирование бумажного полотна на плоскосеточном формующем устройстве, введение в бумажное полотно защитной нити, создание на поверхности защитной нити открытых участков с помощью регулируемой подачи воды из форсунок, согласно изобретению подачу воды осуществляют последовательно по ходу движения бумажного полотна из форсунок, расположенных двумя параллельными рядами, причем подачу воды из первого ряда форсунок осуществляют под углом 85-110° к бумажному полотну для создания открытых участков определенной формы и периодичности, а подачу воды из второго ряда форсунок осуществляют под углом 100-130° к бумажному полотну на созданные с помощью первого ряда форсунок открытые участки. Преимущественно для осуществления заявленного способа используют заявленное устройство.
Предложена защищенная от подделки бумага со встроенной в структуру бумажного полотна защитной нитью, изготовленная заявленным способом, причем открытые участки на поверхности защитной нити выполнены в виде непрерывных полос, проходящих вдоль нитей.
Второй вариант защищенной от подделки бумаги отличается от первого варианта бумаги тем, что открытые участки на поверхности защитной нити выполнены протяженностью 0,5-3,5 см и отделены друг от друга участками, закрытыми слоем бумажной массы.
Заявленные технические решения осуществляют следующим образом.
Конструкция заявляемого устройства представлена на чертеже. Устройство включает плоскосеточное формующее устройство 9, аппарат 10 для напуска бумажной массы на формующую сетку, нитеподающее устройство 8, средство для создания на защитной нити открытых участков, включающее станину 1, трубопровод для подачи воды 2, фильтр для очистки поступающей воды 3, распределительный коллектор 4, форсунки первичные 5 и вторичные 6, соединенные с коллектором 4 и с электронным устройством 7 для регулирования напора и времени подачи воды к форсункам 5, 6.
Изготовление бумаги с защитной нитью, согласно заявляемому способу с использованием заявляемого устройства, осуществляют следующим образом.
Пример 1. Бумажную массу для формирования бумаги приготавливают следующим образом. После обезвоживания бумажной массы на плоскосеточном формующем устройстве до сухости 4% в полотно бумаги с помощью нитеподающего устройства 8 встраивают защитную нить. При прохождении бумажного полотна под устройством для создания на поверхности защитной нити открытых участков сначала на нить подают струю воды из первого ряда форсунок 5 с углом наклона по отношению к бумажному полотну 85°, за счет чего образуются открытые участки нити. Затем бумажное полотно проходит к месту расположения второго ряда форсунок 6, подачу воды из которых производят под углом 100° на созданные с помощью первого ряда форсунок открытые участки. Таким образом, происходит окончательное формирование и закрепление формы открытого участка на защитной нити. Расстояние между рядами форсунок составляет 0,15 м.
Далее готовое полотно проходит отжим и сушку в одном из устройств, обычно используемых для этой цели в бумажной промышленности.
Пример 2. Бумажную массу для формирования бумаги приготавливают одним из общеизвестных способов, применяемых в бумажной промышленности, и подают в аппарат 10 для напуска бумажной массы на формующую сетку плоскосеточного формующего устройства 9. После обезвоживания бумажной массы на плоскосеточном формующем устройстве до сухости 8% в полотно бумаги с помощью нитеподающего устройства 8 встраивают защитную нить. За нитеподающим устройством установлено средство для создания на поверхности нити открытых участков, состоящее из станины 1, трубопровода 2 для подачи воды в устройство, фильтра 3 для очистки поступающей воды, распределительного коллектора 4, двух рядов форсунок: первичных 5 и вторичных 6, соединенных с коллектором 4 и с электронным устройством 7, которое управляет импульсами подачи воды на форсунки. Расстояние между рядами форсунок составляет 0,65 м.
При прохождении бумажного полотна под устройством для создания на поверхности защитной нити открытых участков сначала на нить подают струю воды из первого ряда форсунок 5 с углом наклона по отношению к бумажному полотну 110°, за счет чего образуются открытые участки нити. Затем бумажное полотно проходит к месту расположения второго ряда форсунок 6, подачу воды из которых производят под углом 130° на созданные с помощью первого ряда форсунок открытые участки. Таким образом, происходит окончательное формирование и закрепление формы открытого участка на защитной нити.
Далее готовое полотно проходит отжим и сушку в одном из устройств обычно используемых для этой цели в бумажной промышленности.
Пример 3. Изготовление бумаги, защищенной от подделки, осуществляют аналогично примеру 1, с тем отличием, что открытые участки на защитной нити представляют собой непрерывные полосы, проходящие вдоль нитей. Непрерывные открытые участки на защитной нити образуются при удалении слоя бумажной массы с поверхности нитей под воздействием непрерывной струи воды, подаваемой форсунками.
Пример 4. Изготовление бумаги, защищенной от подделки, осуществляют аналогично примеру 1, с тем отличием, что открытые участки на защитной нити представляют собой участки протяженностью 0,5 см (в другом примере - 3,5 см), отделенные друг от друга участками, закрытыми слоем бумажной массы. Открытые участки на защитной нити определенной протяженности образуются при удалении слоя бумажной массы с поверхности нитей под воздействием импульсной (дискретной) струи воды, подаваемой форсунками. Длительность импульсов и интервал между ними регулируются с помощью электронного устройства 7.
В результате использования данного устройства удается значительно повысить стабильность и качество процесса получения открытых участков на защитной нити. Необходимый эффект достигается за счет того, что наличие второго ряда форсунок, а также величина угла подачи струи и место расположения второго ряда форсунок позволяют устранить наплывы бумажной массы на защитной нити, неизбежно возникающие в процессе обезвоживания на сеточном столе БДМ. Кроме того, имеющееся в составе средства для создания на защитной нити открытых участков электронное управляющее устройство в сочетании с двухрядным расположением форсунок позволяет одновременно получать на защитной нити открытые участки различной протяженности и периодичности.