Способ получения видимых непрерывных полос и/или разграниченных полей в бумаге, способ получения прозрачных участков в бумаге и ценный документ

 

Изобретение относится к способу получения видимых, предпочтительно прозрачных или полупрозрачных непрерывных полос и/или разграниченных полей в бумаге в сочетании с формованием бумажного полотна на бумагоделательной машине. Способ заключается в том, что предотвращают обезвоживание бумажной массы/бумажных волокон или удаляют бумажные волокна с одного или нескольких участков поверхности проволочной сетки формующего устройства бумагодельной машины одновременно с формованием на ней бумажного полотна и подают массу, которая содержит волокна, отличающиеся от другого волокнистого материала осаждающегося на проволочной сетке, а также может содержать выбранные наполнитель и/или связующий агент. Изобретение позволяет относительно просто и дешево изготавливать из такой бумаги ценные документы, в частности банкноты, которые сложны для подделывания и которые можно печатать на обычных печатных станках, обычными типографскими красками, предназначенными для ценных бумаг. 3 с. и 14 з.п.ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу получения видимых, предпочтительно прозрачных или полупрозрачных непрерывных полос и/или разграниченных полей в бумаге в процессе формования бумажного полотна на бумагоделательной машине. Изобретение также относится к ценным документам, в особенности к банкнотам, изготовленным из такой бумаги. Более конкретно, изобретение относится к изготовлению непрерывного бумажного полотна, содержащего разграниченные поля и/или полосы, имеющие различный размер и различное положение, а также к ценным документам, изготовленным из такого полотна. Поля и/или полосы отличаются от окружающих участков остальной бумаги материалом, цветом, непрозрачностью и/или прозрачностью или другими, легко идентифицируемыми, предпочтительно оптическими свойствами. Включенные поля и/или полосы предпочтительно являются прозрачными или полупрозрачными.

Быстрое развитие способов репродуцирования и в особенности четырехцветного копирования выдвигает все более высокие требования к изготовлению ценных документов, чеков и банкнотов. Эти требования привели к разработке новых способов, материалов и изделий, целью которых является предотвращение или по меньшей мере затруднение успешного подделывания. Однако многие из предлагавшихся до сих пор способов оказываются на практике сложными и дорогостоящими, а изделия, получаемые с помощью этих способов, имеют такие недостатки, как, например, неудовлетворительная прочность.

Поэтому существует потребность в способах, позволяющих относительно просто и дешево изготавливать ценные документы, которые сложны для подделывания репродуцированием с помощью цветного копирования и которые можно печатать на обычных печатных станках обычными типографскими красками, предназначенными для ценных бумаг.

Для предотвращения репродуцирования какого-либо изображения или текста на основном материале, в частности на бумаге, с помощью простого четырехцветного копирования на копировальном устройстве желательно, чтобы участки экспонируемой поверхности излучали и/или отражали свет, падающий на датчики или другие аналогичные элементы в копировальном устройстве, иначе, чем остальная поверхность основного материала, и тем самым могли различаться наблюдателем без каких-либо технических вспомогательных средств, т. е. невооруженным глазом. В виде альтернативы поверхность основного материала может быть обработана так, чтобы обеспечить очень низкую отражательную способность, что может быть достигнуто за счет либо высокого поглощения падающего света, либо его пропускания.

Эти известные явления использовались ранее для усложнения подделывания способом цветного копирования, в частности, предлагались всевозможные способы получения различимого отражения или интерференции. В случае отличительного или "необычного" отражения свет отражается параллельно от зеркального изображения, при этом на датчик фотокопировального устройства поступает нулевой сигнал из-за того, что отраженный свет лежит за пределами диапазона его измерений, т. е. измеряемой поверхности или зоны, или из-за того, что яркость оказывается слишком малой для измерения. Наиболее известным примером использования такого отражения является "частично вставленная защитная нить или полоса", предложенные фирмой Portals Ltd.[1] и Банком Англии [2]. Согласно этим известным способам в бумагу частично вставляется нить/полоса, которая содержит слой или покрытие, создающее отражение, в частности полоса, содержащая металлическое покрытие с зеркальной отражающей способностью. Нить/полосу располагают таким образом, чтобы с двух сторон от нее имелось свободное пространство. При фотокопировании ценной бумаги, в которую частично вставлена такая нить из светоотражающего материала, отражающие поверхности проявляются на фотокопиях в виде темных полей.

В другом ранее предложенном способе используется интерференция отраженных световых волн различной длины. Если смотреть на поверхность, снабженную интерференционным материалом, то свет будет меняться в зависимости от угла, под которым рассматривается поверхность. Это явление невозможно воспроизвести на скопированном изображении. Эффект интерференции можно получить, например, с помощью наложения дихроматического слоя, дифракционной решетки и/или голограммы. Однако все они являются недостаточно прочными при пользовании, поскольку могут растрескиваться и легко загрязняются, а кроме того, и дорогостоящими в изготовлении.

Использовался также прозрачный материал, такой как прозрачная пластмасса. Пластмассовая пленка, в частности, использовалась в австралийском банкноте, выпущенном в честь двухсотлетия колонизации. Весь банкнот изготовлен из прозрачной пластмассовой пленки с печатью белой и цветными красками, при этом часть поверхности банкнота свободна от печати и остается прозрачной. Воспроизведение пластмассового банкнота на цветокопировальном устройстве является весьма сложным, если вообще возможным. Однако печать, наносимая на банкнот, имеет неудовлетворительное качество и требует применения специального дорогостоящего оборудования, вследствие чего австралийский банкнот не имел последователей. Кроме этого имели место возражения против того, что банкнот производит впечатление "пластмассы", а также против его общего вида.

Наиболее близким к изобретению является техническое решение [3], включающее способ получения видимых непрерывных полос и/или разграниченных полей в бумаге, способ получения прозрачных участков в бумаге и ценный документ, например банкнот, изготовленный из бумаги, которая содержит по меньшей мере одну полосу или по меньшей мере одно поле из прозрачного материала.

Изобретение предусматривает способ получения видимых непрерывных полос и/или разграниченных полей в бумаге, в котором предотвращают обезвоживание бумажной массы/бумажных волокон на одном или нескольких участках поверхности проволочной сетки формующего устройства бумагоделательной машины одновременно с формованием на ней бумажного полотна и подают на указанный участок или участки массу, которая содержит волокна, отличающиеся от другого волокнистого материала, осаждающегося на проволочной сетке.

В соответствии с наиболее предпочтительным аспектом изобретение предусматривает способ получения прозрачных полос и/или прозрачных участков в бумаге, в котором предотвращают обезвоживание бумажных волокон или удаляют бумажные волокна с одного или нескольких участков поверхности проволочной сетки формующего устройства одновременно с формованием бумажного полотна на бумагоделательной машине, когда полотно находится во влажном состоянии, и на этот участок или эти участки в виде одной или нескольких полос подают прозрачную массу, которая содержит прозрачные волокна, одновременно с обезвоживанием бумажных волокон. Бумага, изготовленная согласно изобретению, отличается тем, что имеет волокнистую структуру. Это означает, что полосы/поля, содержащиеся в бумаге в виде включений, также имеют волокнистую структуру. В соответствии с одним наиболее предпочтительным аспектом изобретения предусмотрен способ получения в бумаге прозрачных полос и/или полей, причем прозрачные и/или частично прозрачные участки бумаги также имеют волокнистую структуру и на них может быть нанесена печать с помощью обычных печатных станков и обычных типографских красок, предпочтительно предназначенных для печатания ценных бумаг. Таким образом, прозрачные и/или частично прозрачные участки бумаги имеют физические свойства, аналогичные свойствам остальной части бумаги, за исключением отличающихся оптических свойств. В данном контексте под прозрачной бумагой понимается, что бумага практически проницаема для света того диапазона длин волн, который используется в обычных осветительных устройствах. Высокая светопропускающая способность означает, что свет проходит через материал с рассеиванием или без рассеивания. Однако определенная степень рассеивания всегда существует в отношении как проходящего, так и отраженного света. Рассматриваемый материал приобретает более четко выраженный характер "окна", если свет проходит через этот материал без рассеивания или отражения, что является предпочтительным. С другой стороны, если преобладает рассеяние проходящего света, то бумага при просмотре на просвет выглядит светлой, но имеет молочный оттенок. Высокая светопропускающая способность всегда означает низкую непрозрачность, независимо от того, будет ли свет, прошедший через материал, рассеянным. Таким образом, согласно изобретению низкая непрозрачность полей/полос, включенных в бумагу, обеспечивает самые лучшие условия для предотвращения подделки путем копирования. Для того чтобы получить резкое и сплошное изображение при просмотре бумаги на просвет, падающий свет не должен рассеиваться за счет беспорядочного отражения, иными словами, рассеяние и поглощение света должны быть низкими.

Если полученная бумага имеет волокнистую структуру, то эта бумага будет иметь стабильные размеры и прочность, т.е. полосы/поля, отличающиеся в некотором отношении, и окружающие их участки при последующей соответствующей обработке бумаги ведут себя одинаково. Для этого волокнистый материал полос/полей предпочтительно должен иметь стабильные размеры и хорошую совместимость с бумажными волокнами окружающих участков, чтобы избежать деформации бумаги при последующей обработке и печати.

Способ согласно изобретению отличается тем, что предотвращают осаждение бумажной массы/бумажных волокон на один или несколько участков проволоки формующего устройства одновременно с формованием бумажного полотна на бумагоделательной машине и подают к этому участку или к этим участкам специальную массу, которая содержит волокна, отличающиеся от остального волокнистого целлюлозного материала, осаждающегося на формующей проволочной сетке. Специальная масса, осаждающаяся на одной или нескольких полосах или разграниченных полях, может содержать соответствующий наполнитель и связующий агент, также могут использоваться и другие бумажные массы. Волокнистый материал специальной массы, а также факультативно применяемые наполнитель и связующий агент предпочтительно должны отличаться по своим оптическим свойствам от остального волокнистого материала, осаждающегося на проволочной сетке. В соответствии с особенно предпочтительным вариантом реализации изобретения специальная масса является прозрачной, однако следует понимать, что изобретение не ограничивается получением прозрачных полос и/или полей и что могут быть использованы также волокна, обладающие специальными свойствами, такими как глянец и цвет, а также другими свойствами - флюоресцентными, фотохроматическими, термохроматическими, электрическими или светопроводящими. Так, некоторые прозрачные волокна можно предварительно обработать и сформовать таким образом, чтобы придать им высокую степень глянца. Этого можно достичь, например, придав поперечному сечению некоторых волокон прямоугольную форму, т.е. путем сплющивания волокон.

Образование одного или нескольких "обнаженных" (непокрытых) участков поверхности проволочной сетки и подача к ним специальной массы осуществляется в сочетании с обезвоживанием остальной бумажной массы в формующем устройстве, например в формующем цилиндре. При обезвоживании с помощью формующего цилиндра происходит вращение формующего устройства, при этом одна поверхность проволочной сетки находится в контакте с бумажной массой. Внутри цилиндра создается давление, более низкое, чем давление окружающей среды, и жидкость, отсасываемая из массы, проходит сквозь проволочную сетку цилиндра, а бумажные волокна осаждаются на цилиндре в процессе его вращения. Совместное снятие с сетки и скрепление предпочтительно прозрачных полос/полей, которые отличаются от остальной части бумаги, и участков, окружающих указанные полосы/поля, осуществляются во влажном состоянии одновременно с формированием бумажного полотна на бумагоделательной машине. Согласно особенно предпочтительному варианту изобретения волокнистые структуры включенных полей или полос переплетаются с волокнистыми структурами окружающих участков.

Для получения видимых различий полос/полей, на которых проходит обезвоживание специальной массы, необходимо, чтобы поверхность сетки на этих участках оставалась свободной от другой массы. Этого можно достичь различными способами. Так, например, можно использовать механическое устройство, которое плотно прилегает к проволочной сетке формующего устройства с образованием уплотнения, чтобы поддерживать ее практически свободной от контакта с бумажной массой до тех пор, пока на сетке не будет осаждена специальная масса.

Контакт поверхности проволочной сетки с другой бумажной массой также может быть практически исключен путем введения элементов, препятствующих обезвоживанию, предпочтительно прозрачных элементов, препятствующих обезвоживанию, которые в проекции на плоскость проволочной сетки имеют размеры, обеспечивающие предотвращение осаждения основной части стандартных бумажных волокон на данном участке сетки, и тем самым создают отличительный вид структуры полос/полей. Такие препятствующие обезвоживанию элементы, подаваемые на проволочную сетку, могут быть в виде полос или слоев другой формы однородного и/или волокнистого материала. Они могут иметь правильную или неправильную форму, быть в виде хлопьев и/или в каком- либо ином виде. Они могут быть сформированы из слоев, создающих оптическую интерференцию. Предпочтительно получать элементы, препятствующие обезвоживанию, из материала, обладающего низкой общей отражательной способностью в диапазоне видимого света, в частности из прозрачного материала, хотя и непрозрачные материалы, имеющие отличительные свойства, также могут быть использованы, например материалы, которые обладают термохроматическими и/или фотохроматическими свойствами. В последнем случае элементы, препятствующие обезвоживанию, предпочтительно должны иметь правильную геометрическую форму для того, чтобы их можно было легко идентифицировать в полосах/полях. Предпочтительными являются формы звезды, квадрата или шестиугольника, хотя могут использоваться и другие формы, пригодные в данном контексте. Элементы, препятствующие обезвоживанию, могут образовывать структуру из непереплетающихся волокон с поперечными связями и использоваться в виде предварительно сформованного волокнистого полотна и/или ленты из прозрачного или фотохроматического материала, который имеет низкий коэффициент общего отражения в диапазоне видимого света, а также из термохроматического или пигментированного материала, например из материала, полученного на основе волокнистого вещества, модифицированного соответствующим образом, в частности целлюлозы, регенерированной целлюлозы, акрилового или поливинилового спирта. Некоторые термохроматические и фотохроматические пластические материалы, пригодные для указанной цели, имеются в продаже.

В случае прозрачных элементов, препятствующих обезвоживанию, можно сформовать частично прозрачные полосы/поля благодаря тому, что указанные элементы по существу предотвращают непрерывное обезвоживание стандартной бумажной массы на проволочной сетке и тем самым формируют прозрачную полосу/поле, которая скрепляется несколькими волокнами, предпочтительно прозрачными волокнами. Для повышения прочности частично прозрачных полос/полей можно либо подавать на них прозрачную целлюлозу и/или связующий агент, либо подвергать сформованное бумажное полотно последующей обработке прозрачным материалом, например проклейке, нанесению покрытия, лакировке и т. д. Бумажный лист, сформованный на проволочной сетке, можно также снимать с нее вместе с одним или несколькими другими листами, как описано ниже.

Практически свободный участок проволочной сетки может быть получен также механическим, гидравлическим или пневматическим способами путем срезания, смывки, продувки или отсасывания волокнистого слоя, который уже сформовался на проволочной сетке. Срезание может быть выполнено с помощью скребка. Смывка или продувка может быть выполнена воздухом и/или водой с помощью сопла, сконструированного соответствующим образом. Удаление сформованного волокнистого слоя путем отсасывания также может быть выполнено с помощью вакуумного устройства. Таким образом, с помощью одного из указанных выше способов непрерывный волокнистый слой, проходящий по всей ширине проволочной сетки, может быть частично нарушен или полностью удален, после чего на свободный ("обнаженный") участок проволочной сетки подают массу, содержащую специальные волокна, предпочтительно прозрачные волокна, которая обезвоживается на этом "обнаженном" участке.

Способ согласно изобретению может быть реализован путем установки в непосредственной близости от того места, где начинается обезвоживание, сопла, снабженного закрытой насадкой/губой, которая образует экран и препятствует осаждению бумажной массы на одном или нескольких участках поверхности проволочной сетки формующего устройства и в то же время не мешает осаждению на указанном одном или нескольких участках специальной массы, содержащей волокна, которые отличаются от целлюлозного волокнистого материала. Сопло предпочтительно должно быть сужающимся или коническим, а в случае применения для обезвоживания сетчатого цилиндра должно иметь радиус кривизны, равный радиусу цилиндра.

Отверстие губы сопла может иметь такую конфигурацию, чтобы обеспечить создание полосы, содержащей специальную массу, хотя оно может быть также разделено на секции, как описано ниже, для того чтобы несколько полос, содержащих одинаковую или различные массы, могли подаваться одновременно. В последнем случае отверстие губы содержит несколько каналов или трубок, герметичных относительно остальных частей сопла и открытых в конце сопла. Каналы или трубки предпочтительно являются подвижными вдоль всей ширины отверстия сопла. В последнем случае формующее сопло практически перекрывает всю ширину бумажного полотна или по меньшей мере его основную часть.

Если сопло предназначено для получения узкой полосы, то выходная часть сопла (губа) должна иметь удлиненную зону с шириной около 1 - 100 мм, предпочтительно от 3 до 50 мм, и в особенности предпочтительно от 5 до 25 мм, а также включать зону подачи с длиной около 30 - 500 мм, предпочтительно 50 - 300 мм. Длина и ширина зоны подачи должны быть согласованы с размером применяемой бумагоделательной машины и в особенности с шириной бумажного полотна (составляющей около 0,5 - 5,0 м), а также с размером зон обезвоживания. Вышеприведенную информацию следует рассматривать только в качестве примера, а не как ограничение изобретения. Ширину (размер) включенной полосы/поля которую можно реально получить, также регулируют, например, путем изменения длины специальных волокон, содержащихся в массе, а также свойств смеси наполнителя и связующего агента при их добавлении, т.е. прочности полосы. Потоки и плотность массы подбирают таким образом, чтобы волокна одной или нескольких полос, включенных в бумажное полотно, соединялись или даже переплетались с волокнами остальных участков бумаги, образуя гладкое полотно. Волокна разных типов на различных участках бумаги прилипают друг к другу, образуя межволоконную компактную структуру, обладающую высокой прочностью. Соединения между различными участками бумажного полотна четко выражены и практически не имеют "шва". Специалисты могут легко подобрать величины потоков и плотности массы опытным путем. При этом плотность как специальной, так и стандартной массы должна лежать в пределах от 1 до 10 г/л.

Если в бумажном полотне необходимо выполнить несколько полей/полос, то сопло формующей части удобно разделить на секции несколькими каналами, распределенными по всей ширине полотна формующего устройства или по большей части ширины и имеющими выходные отверстия в непосредственной близости от того места, где начинается обезвоживание стандартной бумажной массы. Различные типы массы можно подавать по разным каналам сопла формующего устройства, чтобы обеспечить осаждение на его проволочной сетке совместно со стандартной массой одной или нескольких полос прозрачной массы/целлюлозы и, по желанию, одной или нескольких полос окрашенной массы/целлюлозы или массы/целлюлозы, которая отличается каким-либо иным образом.

Для получения нескольких полей/полос напорный ящик формующего устройства также может быть разделен на секции посредством перегородок. Эти секции соединены с системами подачи массы различного типа и по меньшей мере одна секция соединена с системой подачи массы/целлюлозы, волокна которой отличаются от обычной бумажной массы.

Согласно следующему аспекту изобретения, может быть получена двух-, трех- и многослойная бумага с составом, имеющим различия в направлении толщины бумаги. Волокнистая полоса уменьшенной толщины может быть получена одним из указанных выше способов при формовании бумаги, предпочтительно с высоким содержанием прозрачного материала на участках с уменьшенной толщиной, в частности прозрачных элементов, препятствующих обезвоживанию. Сформованное бумажное полотно, содержащее участки с уменьшенной толщиной, снимают с сетки вместе с прозрачным листом, который предпочтительно изготавливают с переменным базисным весом, т.е. базисный вес листа изменяется по ширине полотна таким образом, чтобы "дополнить" участки с уменьшенной толщиной в первом полотне бумаги. Таким образом, формуют слоистую структуру, которая по толщине полотна содержит несколько разграниченных слоев материала. В случае такого варианта входная часть бумагоделательной машины может быть выполнена в виде комбинации двух описанных выше вариантов, т.е. комбинации формования из сопла и формования из напорного ящика. Сопло и напорный ящик формующего устройства могут находиться под давлением и иметь независимое друг от друга управление с целью получения желаемого распределения двух потоков, т.е. волокнистых смесей.

Когда специальная масса/целлюлоза подается на формующую сетку для придания прозрачности изготавливаемой бумаге, указанная специальная масса содержит прозрачные волокна, а также, в случае необходимости, и прозрачный наполнитель и/или связующий агент. Волокна могут быть синтетическими или натуральными или быть смешанными, как волокна регенерированной целлюлозы, поливинилового спирта, акриловые волокна и т. д. Целлюлозные и нецеллюлозные волокна могут быть смешаны. Масса предпочтительно должна иметь высокое содержание длинных волокон, которые могут вплетаться в окружающую влажную бумажную массу при одновременном обезвоживании этой массы на проволочной сетке. Прозрачные волокна предпочтительно должны иметь длину от 0,1 до 10 мм, а содержание длинных волокон, т.е. волокон с длиной от 3 до 10 мм, должно составлять около 10 - 90%, предпочтительно около 50 - 80%.

Используемые наполнители предпочтительно должны обеспечивать высокую плотность упаковки, высокую физическую плотность и низкий объем пор в листе, а также смачиваемость, которая позволяет прозрачному связующему агенту эффективно заполнять поры, т.е. наполнители должны быть совместимы с прозрачными волокнами. Связующие агенты и наполнители предпочтительно должны иметь структуру, которая обеспечивает равномерное распределение связующего агента во влажном листе с целью предотвращения появления воздушных включений. Для того чтобы избежать ненужного отражения, поглощения и рассеивания света в прозрачном поле/полосе бумаги, т.е. получения "высококогерентного" светопропускания, используемые связующие агенты и наполнители предпочтительно должны быть практически проницаемыми для света тех длин волн, которые обычно используются в осветительных устройствах, т.е. для видимого света. Коэффициент отражения наполнителей и связующих агентов в максимальной степени должен соответствовать используемым материалам прозрачных волокон. Специалисты в данной области могут легко выбрать удовлетворяющие предлагаемому способу неорганические или органические наполнители и связующие агенты из тех, которые поставляются на рынок.

Бумажная масса, окружающая одну или несколько прозрачных полос, относится к тому типу, который пригоден для изготовления бумаги, в частности ценной бумаги, в особенности бумаги для чеков. Это может быть масса обычного материала из целлюлозных волокон, предпочтительно масса из хлопковых волокон. Могут также использоваться различные смеси из синтетических и целлюлозных волокон, например, с добавками армирующих синтетических волокон. Добавляемые волокна должны иметь набухание и усадку, аналогичные обычным волокнам целлюлозы.

Если в полотне требуется сформировать прозрачные полосы/поля, особенно важно, чтобы получаемая бумага была плоской и имела гладкую поверхность с целью избежать ненужного рассеивания света в листе бумаги. Неровности в готовой бумаге при просмотре на просвет создают расплывчатое нечеткое изображение, что должно быть исключено. "Высококогерентного" светопропускания в прозрачных полях/полосах можно также достичь, подвергая бумагу обычной последующей обработке, в частности, мокрому прессованию, сушке, проклейке и каландрированию, а также за счет набухания, стеклования, плавления и химического растворения или разрушения поверхности.

Полосы/поля, включенные в бумагу, предпочтительно должны легко обнаруживаться и идентифицироваться, предпочтительно без применения дорогостоящего оборудования, сконструированного для этих целей. Способ согласно изобретению обеспечивает также защиту ценного документа путем включения нескольких известных защитных элементов, как первичных, так и вторичных. В данном контексте под первичными защитными элементами понимаются такие элементы, которые могут быть видны и легко идентифицированы без помощи специального оборудования, в то время как вторичные защитные элементы обычно невидимы и часто могут быть идентифицированы только с помощью специального измерительного оборудования. С целью дальнейшего улучшения защиты поля/полосы, сформированные в бумаге, могут быть дополнены разными первичными и/или вторичными защитными элементами, например элементами, содержащими магнитный, флуоресцентный, металлический, светоотражающий, электропроводящий, светопропускающий или светорассеивающий материал. Кроме того, в бумагу могут быть включены различные типы водяных знаков, а также защитная печать. Все эти меры, дополнительно повышающие степень защиты, могут быть реализованы в процессе формования бумажного полотна на цилиндре из проволочной сетки. Таким образом, ценный документ, содержащий включения из различных защитных элементов, может быть изготовлен на одной стадии производственного процесса.

На фиг. 1 показана круглосеточная (цилиндровая) бумагоделательная машина, на которой изготавливается бумага согласно настоящему изобретению и в формующем устройстве которой установлено сопло, прижатое с образованием механического уплотнения к поверхности вращающегося цилиндра из проволочной сетки и обеспечивающее подачу специальной массы к этой поверхности в процессе вращения цилиндра; на фиг. 2 - круглосеточная бумагоделательная машина, которая содержит напорный ящик открытого типа, разделенный на секции и позволяющий обеспечить одновременную подачу нескольких составов массы; на фиг. 3 - круглосеточная бумагоделательная машина, формующее устройство которой снабжено соплом для подачи специальной массы и препятствующих обезвоживанию элементов в виде волокнистых лент на поверхность проволочной сетки; на фиг. 4 - круглосеточная бумагоделательная машина, формующее устройство которой снабжено средствами, обеспечивающими срезание, смывку или продувку волокнистого слоя, уже сформованного на поверхности проволочной сетки; на фиг. 5 - часть проволочной сетки с продольной полосой из прозрачной массы, включенной в зону формования, вид сверху; на фиг. 6,a - d показана часть проволочной сетки с препятствующими обезвоживанию элементами различной формы, лежащими в плоскости полотна, вид сверху.

На фиг. 1 показана бумагоделательная цилиндровая машина, в частности круглосеточная бумагоделательная машина, содержащая напорный ящик 1 с волокнистой бумажной массой 2, бумажные волокна которой осаждаются в формующем устройстве машины для получения бумажного полотна. Формующее устройство содержит цилиндр 3 из проволочной сетки, который вращается, находясь в контакте с бумажной массой в напорном ящике 1. Давление внутри цилиндра ниже, чем давление окружающей массы, вследствие чего жидкость, отсасываемая из массы, будет проходить через проволочную сетку цилиндра, в то время как волокна бумаги будут осаждаться на поверхности цилиндра в процессе его вращения. Бумага, сформованная таким образом, удаляется с поверхности цилиндра 3 с помощью гауч-вала 4 и образует полотно 5 из бумажных волокон, поддерживаемое лентой. Бумажное полотно подается на последующую обработку, в частности на прессование, сушку, проклейку, каландрирование и т.д., в том числе и с целью повышения светопропускающей способности прозрачных полей/полос, содержащихся в бумаге.

Для реализации способа согласно изобретению формующее устройство бумагоделательной машины снабжено соплом 6 для подачи массы, которая содержит специальные волокна, а также может содержать какой-либо наполнитель и связующий агент, предпочтительно прозрачный связующий агент. Масса, содержащая специальные волокна, подается на формующий цилиндр в непосредственной близости от того места формующего устройства, где начинается обезвоживание другой или стандартной массы 2. Обезвоживание может начинаться непосредственно за покрывающим сукном, размещенным в формующем устройстве. В конструкции, изображенной на фиг. 1, сопло 6 содержит губу, которая плотно прижата к вращающейся проволочной сетке 3, создавая уплотнение, и препятствует осаждению бумажных волокон на определенном ее участке, а также сопловую часть, по которой специальная масса подается на практически "обнаженный" (не находящийся в контакте с массой 2) участок проволочной сетки цилиндра. Формующее сопло 6, имеющее создающую уплотнение губу, искривляется со стороны цилиндра из проволочной сетки, предпочтительно с радиусом кривизны, равным радиусу цилиндра 3. Отверстие губы в поперечном направлении проходит по всей ширине бумажного полотна или по части его ширины и может быть разделено на секции и снабжено подвижными каналами, выходные отверстия которых находятся в сопле в непосредственной близости от того места, где масса вытекает из сопла на проволочную сетку формующего цилиндра 3. Каналы сопла соединены с резервуарами, содержащими массы различного типа, посредством трубопроводов (не показаны).

Потоки бумажной массы могут быть также разделены с помощью напорного ящика 1, который имеет перегородки 7, как показано на фиг. 2. Напорный ящик соединен с резервуарами, содержащими различные массы, посредством трубопроводов (не показаны).

Подача в формующую зону элементов, препятствующих обезвоживанию, может быть реализована путем ввода предварительно сформованной волокнистой ленты 8, как показано на фиг. 3. Это обеспечивает получение в бумаге защитного элемента в виде непрерывной нити или полосы одновременно с формованием бумажного полотна.

Как показано на фиг. 4, волокнистый слой, сформованный на проволочной сетке, может быть удален с нее с помощью сопла 9 путем срезания, смывки, продувки или отсасывания. Затем через другое сопло 10 может быть подана специальная масса. В альтернативном варианте два сопла 9, 10 могут быть объединены в один узел.

На фиг. 5 показан вид сверху части проволочной сетки с практически "обнаженным" участком 11 поверхности и включенной полосой 12 из специальной массы. Элементы, препятствующие обезвоживанию, которые могут быть включены в бумагу согласно одному из альтернативных вариантов реализации изобретения, могут быть в виде хлопьев правильной или неправильной формы (фиг. 6,a), либо в виде структуры непрерывной сетки (фиг. 6,b, с), либо в виде комбинации того и другого (фиг. 6,d). Элементы, препятствующие обезвоживанию, могут быть прозрачными, светонепроницаемыми или иметь некоторые другие специальные физические свойства.

Пример. Хлопковую массу и различные составы специальной массы с плотностью 1,5 - 8,0 г/л обезвоживали в круглосеточной машине. Плотность массы указана в таблице. Полученная полоса имела ширину в пределах 10-25 мм, а базисный вес бумаги составлял около 80 г/м². Результаты проверки прочности полосы представлены в таблице. Полученные результаты, видимо, могут быть улучшены, например, путем введения химикатов, обычно применяемых для изготовления бумаги, а также путем последующей обработки бумаги различными способами. Для сравнения в таблице приведены данные для обычной банкнотной бумаги. Банкнотная бумага имеет более высокие значения параметров, чем бумага с включенной полосой, изготовленная из массы для банкнотной бумаги, которая содержит в основном хлопковые волокна. Эти более высокие значения параметров можно объяснить тем, что банкнотная бумага была изготовлена на налаженном оборудовании по хорошо проверенной рецептуре, а также тем, что бумага подвергалась соответствующей последующей обработке, которая, среди прочего, повышает прочность бумаги.

Результаты показывают, что способ согласно изобретению обеспечивает изготовление непрерывного бумажного полотна с разграниченными полями и/или полосами различных размеров, причем полученные полосы имеют прочность того же порядка, что и бумага, полученная из целлюлозы. Бумага, полученная способом согласно изобретению, может быть использована для изготовления документов с защитными знаками, в особенности банкнотов.

Формула изобретения

1. Способ получения видимых непрерывных полос и/или разграниченных полей в бумаге, отличающийся тем, что по существу предотвращают обезвоживание бумажной массы/бумажных волокон на одном или нескольких участках поверхности проволочной сетки формующего устройства бумагоделательной машины одновременно с формованием на ней бумажного полотна и подают на указанный участок или участки массу, которая содержит волокна, отличающиеся от другого волокнистого материала, осаждающегося на проволочной сетке.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что масса, которая содержит волокна, отличающиеся от другого волокнистого материала, осаждающегося на проволочной сетке, дополнительно содержит выбранные наполнитель и/или связующий агент.

3. Способ по пп 1 или 2, отличающийся тем, что масса, подаваемая в процессе формования бумажного полотна, содержит волокна, которые по своим оптическим свойствам отличаются от волокнистого материала, осаждающегося на проволочной сетке, при этом волокна подаваемой массы являются прозрачными.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что масса, подаваемая в процессе формования бумажного полотна, дополнительно содержит наполнитель и связующий агент, которые являются прозрачными.

5. Способ по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что бумажную массу подают с помощью напорного ящика формующего устройства, разделенного посредством перегородок на секции для одновременной подачи и обезвоживания бумажной массы и по меньшей мере одной массы, которая содержит волокна, отличающиеся от волокон другого волокнистого материала, осаждающегося на проволочной сетке.

6. Способ по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что массу, содержащую волокна, которые отличаются от другого волокнистого материала, осаждающегося на проволочной сетке формующего устройства, подают с помощью сопла в непосредственно близости от того места, где обезвоживается другой волокнистый материал, осаждающийся на проволочной сетке.

7. Способ по пп. 1 - 6, отличающийся тем, что по существу предотвращают осаждение бумажных волокон при одновременной подаче массы, которая содержит волокна, отличающиеся от другого волокнистого материала, осаждающегося на проволочной сетке, с помощью одного или нескольких сопл, которые прижаты с образованием уплотнения к проволочной сетке формующего устройства.

8. Способ по пп. 1 - 7, отличающийся тем, что одновременно с обезвоживанием бумажной массы в формующем устройстве на один или несколько участков проволочной сетки с помощью сопла подают элементы, препятствующие обезвоживанию, для предотвращения обезвоживания бумажной массы/бумажных волокон на проволочной сетке формующего устройства.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что элементы препятствующие обезвоживанию, подают в виде однородных хлопьев или других аналогичных частиц правильной или неправильной формы, или в виде непрерывной сетчатой структуры, например, в виде волокнистой ленты.

10. Способ по п. 8 или 9, отличающийся тем, что препятствующие обезвоживанию элементы, подаваемые на проволочную сетчатку, имеют низкую общую отражательную способность или являются прозрачными, фотохроматическими в видимом свете, или сформованы из слоев, создающих оптическую интерференцию, или являются термохроматическими, и/или обладают некоторыми другими физическими свойствами.

11. Способ получения прозрачных участков в бумаге, отличающийся тем, что предотвращают обезвоживание бумажных волокон или удаляют бумажные волокна с одного или нескольких участков поверхности проволочной сетки формующего устройства одновременно с формованием бумажного полотна на бумагоделательной машине, когда полотно находится во влажном состоянии, и на этот участок или эти участки в виде одной или нескольких полос подают прозрачную массу, которая содержит прозрачные волокна, одновременно с обезвоживанием бумажных волокон.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что прозрачная масса, которая содержит бумажные волокна, дополнительно содержит прозрачные наполнитель и/или связующий агент.

13. Способ по пп. 12 и 13, отличающийся тем, что с проволочной сетки формующего устройства удаляют уже обезвоженную бумажную массу путем среза, например, с помощью скребка, путем смывки или продувки, например, с помощью воды или воздуха, или путем отсасывания указанной массы с помощью вакуумного сопла.

14. Способ по пп. 1 - 13, отличающийся тем, что прозрачная масса содержит волокна, изготовленные из регенерированной целлюлозы, поливинилового спирта и/или акриловых волокон.

15. Способ по пп. 1 - 14, отличающийся тем, что бумажное полотно, полученное указанным способом, снимают с сетки вместе с одним или несколькими бумажными полотнами, изготовленными из по существу прозрачной массы, причем указанные полотна имеют переменные базисные веса.

16. Ценный документ, например банкнот, изготовленный из бумаги, которая содержит по меньшей мере одну полосу или по меньшей мере одно поле из по существу прозрачного материала, отличающийся тем, что указанный документ изготовлен в соответствии с одним из способов по пп. 1 - 15.

17. Документ по п. 16, отличающийся тем, что он содержит дополнительные защитные элементы, такие как водяной знак или какой-либо другой защитный элемент и/или защитную печать, заключенные в указанной бумаге.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7