способ производства бумаги с многотоновым водяным знаком, бумага с многотоновым водяным знаком, полиграфическое изделие с многотоновым водяным знаком

Формула изобретения

1. Способ производства бумаги с многотоновым водяным знаком, заключающийся в использовании для отлива и формования бумажного полотна на бумагоделательной машине рельефной маски, представляющей собой частично водопроницаемый формующий элемент, формируемый на поверхности формующей сетки цилиндровой или на эггутере плоскосеточной бумагоделательной машины, отличающийся тем, что маска имеет переменную высоту по площади изображения водяного знака, создаваемую рельефной штамповкой сетки, филиграней и/или совместной штамповкой сетки и филиграней, и/или использованием нескольких слоев филиграней, при этом отдельные, последовательно расположенные слои филиграней в маске могут иметь отверстия, отличающиеся по диаметру и плотности расположения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что маска собирается из нескольких слоев перфорированных пластин из металла.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что маска собирается из нескольких слоев полимерных пластин или композиционных материалов.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при формировании маски используется заливка смолой (клеями).

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что маска комбинируется из нескольких слоев перфорированных пластин из металла, полимеров и композиционных материалов.

6. Бумага, защищенная от подделок, отличающаяся тем, что она изготовлена по любому из пп.1-5.

7. Полиграфическое изделие, защищенное от подделок, отличающееся тем, что оно изготовлено на бумаге по п.6.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Изобретение относится к производству бумаги, многослойной бумаге, защищенной от подделки, банкнотной, паспортной, для идентификационных документов, для ценных бумаг, бумаги, использующейся для изготовления других, защищенных от подделок, печатных изделий: чеков, сертификатов, билетов для транспорта, для культурных или спортивных мероприятий. Бумага по данному изобретению может производиться известным способом на цилиндровой или плоскосеточной бумагоделательной машине из водной суспензии, путем обезвоживания бумажной массы на сеточном цилиндре или плоской сетке (Foudriner) с последующим удалением воды из бумажного полотна прессованием и сушкой, с поверхностной обработкой или пропиткой, а также отделкой, для придания требуемых потребительских свойств.

Предшествующий уровень техники

Водяной знак, образующийся в процессе производства бумаги при формировании бумажного полотна в мокрой части бумагоделательной машины, остается важным элементом защиты бумаги от подделки и элементом защиты от подделки печатной полиграфической продукции.

Обычно водяной знак получается в процессе формования бумажного полотна в мокрой части бумагоделательной машины. Такой водяной знак отличается высоким уровнем защитных свойств в отличие от водяных знаков, получаемых тиснением бумаги или способом печати на ней. Отличительной его особенностью является то, что в отраженном свете элементы знака, видимые на просвет как темные, являются светлыми на фоне бумаги, а элементы, светлые на просвет - в отраженном свете темные. При этом при производстве бумаги на цилиндровой бумагоделательной машине используется отлив на отштампованную сетку, в которой предварительно штампуется объемное изображение водяного знака, а при производстве бумаги на плоскосеточной машине применяется способ тиснения влажного бумажного полотна ровнителем (эггутером), на сеточной цилиндрической поверхности которого изображение водяного знака отштамповывается. И в том и в другом случае, помимо штамповки сетки для получения формы, воспроизводящей изображение водяного знака, может использоваться филигрань, представляющая собой неводопроницаемые элементы водяного знака или целый водяной знак, закрепляющийся на сетке. Создаются так называемые маски - элементы, создающие изображение водяного знака при отливе и формовании бумаги в процессе ее производства на бумагоделательной машине. Филигрань может изготавливаться из металла, полимерных пластин или может получаться из полимерных смол, которыми заливают участки формующей сетки. Филигрань позволяет получать светлый водяной знак, который отличается контрастностью по отношению к общему полю бумаги. Физически процесс получения филигранного водяного знака заключается в существенно меньшем отложении волокон на формующей сетке цилиндровой машины в месте нахождения филиграни из-за отсутствия по этому месту фильтрации. При использовании филиграни на эгутере плоскосеточной бумагоделательной машины бумажное полотно теснится водонепроницаемыми участками филиграни с получением светлого водяного знака.

Методом штамповки сетки цилиндровой бумагоделательной машины получают так называемые полутоновые или портретные водяные знаки, в которых может достигаться большой диапазон переходов оптических плотностей изображения от темного к светлому. Этим штампованный водяной знак выгодно отличается от водяного знака, полученного на плоскосеточной бумагоделательной машине с помощью ровнителя. Кроме того, последний водяной знак отличается от водяного знака, полученного с сеточного цилиндра, на котором форма водяного знака получена методом штамповки его на формующей сетке, меньшей четкостью линий, а также меньшей проработкой мелких деталей.

Делаются попытки увеличить защитные свойства водяного знака, чтобы затруднить его подделку и имитацию. Известна заявка ArjoWiggins Security US 6991846, в которой заявляется бумага с водяным знаком, похожим на полутоновый, полученный с помощью водонепроницаемых филиграней, в которых имеются отверстия или сквозные штриховых линии. В отвертиях или сквозных штриховых линиях в процессе отлива бумажного полотна происходит фильтрация суспензии бумажной массы и происходит осаждение компонентов бумажной массы. На водонепрооницаемых сплошных участках филиграни волокна осаждаются в меньшей степени. В результате, при отливе бумаги образуются локальные участки с меньшей, относительно общего поля бумаги, толщиной или плотностью участками и участками с равной полю бумаги толщиной и оптической плотностью. В зависимости от частоты и диаметра отверстий в филигранях изменяется оптическая плотность изображения водяного знака. Чем больше отверстий на единице площади водяного знака и больше их диаметр, тем темнее эти участки при рассмотрении на просвет на фоне светлых участков, образованных филиграными участками.

По данной заявке получаемый водяной знак обладает обычными защитными свойствами полутонового водяного знака. На водяном знаке по этому изобретению светлые участки контрастируют с полем бумаги вокруг них и создается макроскопический визуальный эффект воспроизведения полутоновых градаций обычного полутонового водяного знака, хотя фактически получаемый диапазон оптической плотности от темного к светлому меньше, чем в портретной водяном знаке.

В заявке RU 2407648 в качестве элементов получения водяного знака в процессе отлива бумаги в мокрой части бумагоделательной машины использованы маски в виде перфорированных растрированных филигранных элементов, закрепленных на сеточном цилиндре бумагоделательной машины. По этому способу производства водяной знак отличается возможностью получения контрастного светлого водяного знака на общем фоне бумаги с высоким качеством проработки мелких элементов изображения. При этом оптическая плотность темных элементов ограничивается плотностью общего фона бумаги.

Таким образом, защитные свойства водяного знака по оптическим свойствам характеризуются следующим:

- диапазоном оптических плотностей при рассматривании изображения водяного знака на просвет;

- контрастностью светлых элементов изображения;

- разрешающей способностью воспроизведения мелких элементов изображения (как темных так и светлых).

Водяные знаки, получаемые многоуровневой штамповкой формующей сетки (портретные водяные знаки), не позволяют получить линий изображения по четкости сравнимых с линиями, получаемыеми водонепроницаемыми элементами филигранных водяных знаков.

Филигранные водяные знаки, имея более высокую четкость линий в сравнении с полутоновыми водяными знаками, в свою очередь, могут иметь ограниченную площадь, так как при достижении определенной величины водонепроницаемые площади становятся причинами образования отверстий в бумажном полотне из-за срыва формования на их поверхности.

Сущность изобретения

Технический результат настоящего изобретения - расширение технологических возможностей процесса получения в бумаге водяного знака с увеличением потенциала водяного знака как элемента защиты от подделок.

Технический результат достигается тем, что способ производства бумаги с многотоновым водяным знаком включает использование для отлива и формования бумажного полотна на бумагоделательной машине рельефной маски, представляющей собой частично водопроницаемый формующий элемент, формируемый на поверхности формующей сетки цилиндровой или на эггутере плоскосеточной бумагоделательной машины, и характеризуется тем, что маска имеет переменную высоту по площади изображения водяного знака, создаваемую рельефной штамповкой сетки, филиграней и/или совместной штамповкой сетки и филиграней, и/или использованием нескольких слоев филиграней, при этом, отдельные, последовательно расположенные слои филиграней в маске могут иметь отверстия, отличающиеся по диаметру и плотности расположения.

Дополнительно способ характеризуется тем, что маска собирается из нескольких слоев перфорированных пластин из металла или маска собирается из нескольких слоев полимерных пластин или композиционных материалов, при формировании маски используется заливка смолой (клеями), маска комбинируется из нескольких слоев перфорированных пластин из металла, полимеров и композиционных материалов.

Технический результат обеспечивается использованием заявленной бумагой, защищенной от подделок, изготовленной вышеуказанным способом.

Технический результат обеспечивается полиграфическим изделием, защищенным от подделок, изготовленным на бумаге, описанной выше.

Предлагаемый способ получения водяного знака основывается на совмещении достоинств штампованного и филигранного водяного знаков, и в их развитии. В настоящей заявке создаются условия для увеличения диапазона оптических плотностей водяного знака при его рассматривании в проходящем свете. Это достигается приданием многоуровневости участку формующей сетки, создающей водяной знак, получаемой за счет нескольких совместно действующих технических решиний:

- закреплением на формующей сетке привариванием, припаиванием или приклеиванием водонепроницаемых элементов (филиграней), которые перфорированы отверстиями, различного диаметра и с различной плотностью расположения, при этом филиграни закреплены на сетке в несколько слоев;

- вся поверхность перфорированных филиграней или часть их поверхности подвергается многоуровневой штамповке;

- слои филиграней имеют отверстия, диаметр которых последовательно увеличивается от верхнего слоя к последующим, расположенным ниже слоям;

- многоуровневой штамповкой самой формующей сетки.

Кроме того, в заявке реализуется возможность повышения разрешающей способности изображения водяного знака, которая достигается за счет того, что филигранные элементы могут иметь существенно меньшие детали изображения, чем детали, получаемые при штамповке сетки. Минимальная разрешающая способность изображения на полутоновом водяном знаке, получаемом штамповкой (0,5-0,6) мм, на филигранном она составляет 0,2 мм.

При анализе известного уровня техники не выявлено технических решений с совокупностью признаков, соответствующих настоящему изобретению и обеспечивающих описанный выше результат.

Приведенный анализ известного уровня техники свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критериям изобретения «новизна», «изобретательский уровень».

Настоящее изобретение может быть промышленно реализовано при использовании известных технологических процессов, оборудования и материалов, используемых при производстве бумаги на цилиндровых бумагоделательных машинах, в которых маска водяного знака создается на формующем цилиндре, и на плоскосеточных бумагоделательных машинах, где маска водяного знака создается на сетке эггутера.

Осуществление изобретения

Ключевым моментом в предлагаемом способе производства бумаги является особая маска, образуемая на формующей сетке (цилиндровая бумагоделательная машина) или сетке ровнителя (плоскосеточная бумагоделательная машина), которая в процессе отлива и формования бумажного полотна создает в нем изображение водяного знака. Строение маски поясняется фигурами 1 и 2, на которых показаны варианты, изготовленные в соответствии с технологическим процессом по настоящему изобретению.

На фигуре 1 показано строение маски для формирования многотонового водяного знака.

На фигуре 2 показан вариант строения маски.

Позиции:

1 - наименьшая высота маски, наибольшая площадь отверстий (темный элемент на бумаге); 2 - наибольшая высота маски, наименьшая площадь отверстий (светлый элемент на бумаге); 3 - наибольшая высота маски, отсутствие отверстий (контрастный светлый элемент на бумаге - филигранный водяной знак); 4 - отсутствие маски (фон бумаги); 5 - формующая сетка; 6 - многослойная маска; 7 - маска с многоуровневой штамповкой филиграни; 8 - маска с многоуровневой совместной штамповкой филиграни и формующей сетки.

Слои маски, число которых определяется конкретными условиями производства бумаги и может достигать 4-5 (преимущественно 3).

Для изготовления маски может использоваться широкий диапазон материалов: металл, полимерные или композиционные материалы, возможна заливка полимерными лаками (клеями).

На фигуре 3 показаны трехслойная маска, на фигуре 4 - водяной знак, полученный на бумаге.

На фигуре 3 позициями обозначены:

9 - первый слой: наименьшая высота маски, наибольшая площадь отверстий (темный элемент на бумаге); 10 - второй слой: средний тон; 11 - третий слой; наибольшая высота маски, наименьшая площадь отверстий (светлый элемент на бумаге); 12 - формующая сетка.

На фигуре 5 показана маска с многоуровневой штамповкой филиграни на фигуре 6 - водяной знак, полученный на бумаге.

13 - отсутствие маски (темный элемент на бумаге); 14 - наименьшая высота маски, наибольшая площадь отверстий (темный элемент на бумаге); 15 - наибольшая высота маски, наименьшая площадь отверстий (светлый элемент на бумаге); 16 - формующая сетка.

На фигуре 7 показаны изображения двухслойной маски в увеличенном масштабе (позиции 17), на фигуре 8 - водяной знак, полученный на бумаге (изображение).

На фигурах 9 и 10 показано то же, что и на фигурах 7 и 8 соответственно, но в масштабе 1:1.

Получаемая по предлагаемому способу бумага имеет водяной знак, отличающийся повышенной сложностью, позволяющий достигнуть высокой художественной выразительности, что повышает его роль как элемента защиты от подделок.

Получаемая по настоящей заявке бумага содержит водяной знак, который имеет комплекс особенностей:

- возможность воспроизведения в изображении большого диапазона оптических плотностей от темного, получаемого штамповкой формующей сетки, до светлого, получаемого на самой высокой поверхности маски;

- возможность воспроизведения больших по площади более светлых, чем общее поле бумаги, элементов изображения;

- более высокая разрешающая способность, позволяющая воспроизводить элементы изображения размером до 0,2 мм;

- высокая четкость линий изображения.

Технологический процесс изготовления изделий по настоящему изобретению промышленно апробирован.

Бумага, изготовленная по данной заявке, может быть использована для изготовления банкнот, паспортов и других документов идентификации личности, ценных бумаг, чеков, сертификатов, билетов для транспорта, для культурных и массовых мероприятий.