Способ изготовления защищенной от подделки бумаги

 

Способ касается изготовления защищенной от подделки бумаги, которая содержит охранные признаки. Бумагу формуют в мокром состоянии, при этом бумага включает один или более охранных признаков. На бумагу наносят клеящий агент для проклейки. Затем на одну или обе стороны проклеенной бумаги наносят покрытие, содержащее неокрашенный пигментом полиуретан. Покрытие может содержать функциональную добавку с условием, что присутствие функциональной добавки не приведет к увеличению непрозрачности бумаги более чем на 1%. После нанесения полиуретана бумагу сушат. Состав покрытия обеспечивает получение пленки, имеющей, после того как она отлита на стеклянную пластину, твердость по Кенигу 15 - 130 с, а также прохождение теста на водостойкость, определяемого следующими этапами: а) используют состав для покрытия, который при литье на стеклянную пластину обеспечивает получение пленки с сухим весом 80 г/м²; b) пленку сначала сушат при температуре 23^oС. Когда пленка становится нелипкой, ее сушат в течение дополнительного часа при температуре 80^oС; с) пленку взвешивают до и после смачивания и проведения испытаний на прочность на разрыв в мокром состоянии и на модуль Юнга и визуально проверяют на любое изменение ее прозрачности; d) образец пленки кипятят в воде, содержащей 10 г/л Na₂CO₃ в течение 30 мин; е) пленку промывают холодной водой и этапы от b) до с) затем повторяют; после того как пленка высушена и повторно взвешена, она удовлетворяет следующим критериям: предел прочности на разрыв в мокром состоянии и модуль Юнга кипяченой пленки составляет не менее 90% от прочности на разрыв в мокром состоянии и от модуля Юнга исходной пленки; пленка не обнаруживает ощутимой потери ее прозрачности; вес пленки в сухом состоянии составляет не менее чем 98% от ее исходного веса. Способ позволяет изготовить защищенную от подделки бумагу с охранными признаками с повышенной продолжительностью пользования и устойчивостью против загрязнения. 17 з.п. ф-лы.

Настоящее изобретение относится к бумаге, используемой для изготовления ценных бумаг и документов, в частности, тех документов, которые находятся в длительном обращении, как, например, банкноты и водительские права. При этом важно то, что эти защищенные от подделки ценные бумаги и документы должны быть документами длительного пользования; другими словами, они должны быть стойкими на разрыв, на повреждение при сгибании и складывании и не загрязняться. Влага и химикалии, абсорбируемые такими защищенными от подделки ценными бумагами и документами в процессе обращения, могут привести к физическому разрушению или деградации. Желательно, чтобы подложка таких защищенных от подделки ценных бумаг и документов была устойчива к абсорбированию. Главным требованием к таким защищенным от подделки ценным бумагам и документам является то, чтобы оттиск, наносимый на подложку, хорошо, сцеплялся с последней, особенно, в жестких условиях эксплуатации, включая механическое истирание или случайную стирку.

Защищенные от подделки ценные документы того типа, к которому относится настоящее изобретение, включают один или более видимых охранных признаков для предотвращения подделки документов. В качестве таких охранных признаков могут использоваться водяные знаки и охранные нити, присутствующие в бумаге. Охранные нити могут быть расположены внутри по всей бумаге или могут проявляться в так называемых окнах, расположенных между зонами, в которых нити расположены между поверхностями бумаги, как например, они присутствуют в банкнотах серии E Банка Англии. Обычно в защищенных от подделки ценных документах подложка должна быть хорошего качества для обеспечения возможности получения удовлетворительного тисненого выпуклого рисунка, такого как тисненый выпуклый рисунок, полученный посредством известной глубокой печати (Интальо), и для гарантирования хорошей износостойкости.

Известные предложения, касающиеся получения бумаги для ценных документов с хорошей стойкостью к загрязнению и пригодных для длительного пользования, включали использование покрывающих составов, которые включали пигмент вместе со связующим, таким как эластомерное связующее. Также широко известно, что для получения покрытий, имеющих защитный эффект того или иного типа, могут быть использованы различные полиуретановые составы на разнообразных подложках; среди таких составов полиуретаны могут применяться в качестве лакового покрытия на деревянных или других подложках. Кроме того, из Европейского патента EP-B-189945 известно использование полиуретановых композиций в качестве проклеивающих слоев для бумаги.

В случае, когда для получения защищенной охранными признаками "безопасной" бумаги используется покрывающий состав, включающий пигмент, как например, в заявке PCT N WO 91/12372, такой пигмент обычно полезен для получения микропористости или шероховатости, достаточной для удовлетворительного закрепления чернил. Однако имеется серьезный недостаток, являющийся результатом присутствия пигмента, а именно, заключающийся в том, что охранные признаки, такие как водяные знаки или выполненные в окнах нити, присутствующие в подложке, до некоторой степени затемнены.

Окрашенные пигментом покрытия являются слабыми от природы вследствие присутствия пигмента, который обуславливает менее прочное закрепление связующего на подложке в определенных местах.

Обычно при использовании окрашенных пигментом покрывающих составов этап нанесения покрытия осуществляется после изготовления бумаги, и это обуславливает тот недостаток, который заключается в необходимости сушки бумаги перед нанесением покрывающего состава.

Наиболее близким аналогом является способ изготовления защищенной от подделки бумаги, имеющей охранные признаки, включающий подачу волокон для изготовления бумаги в бумагоделательную машину, введение в бумагу в процессе ее изготовления по меньшей мере одного охранного признака, формование бумаги и последующую сушку. (GB 2180564, кл. D 21 H 5/10, 1987 г.) Однако, изготовленные из такой бумаги документы мало устойчивы к загрязнению и достаточно быстро становятся непригодными к употреблению.

Изобретение относится к использованию полиуретановой композиции, нанесенной на защищенную охранными признаками бумагу после проклеивания бумаги природным или синтетическим клеем. Более того, существенным признаком покрывающего состава, согласно настоящему изобретению, является то, что в нем не присутствуют никакие пигменты, способные приводить к затемнению любых охранных признаков. Однако, как будет описано далее, в полиуретановом покрытии могут присутствовать различные функциональные добавки для того, чтобы непрозрачность бумаги не возрастала более чем на 1%.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создать способ изготовления защищенной от подделки бумаги, с помощью которого можно было бы изготавливать ценные документы, имеющие повышенную продолжительность пользования и устойчивость против загрязнения.

Поставленная задача решается тем, что способ изготовления защищенной от подделки бумаги, имеющей охранные признаки, включающий подачу волокон для изготовления бумаги в бумагоделательную машину, введение в бумагу в процессе ее изготовления по меньшей мере одного охранного признака, формование бумаги и последующую сушку, согласно изобретению, дополнительно включает нанесение на бумагу с введенным в бумагу охранным признаком, перед сушкой, клеящего агента и проклеивание бумаги, выбор состава по существу прозрачного покрытия, нанесение состава покрытия на одну или обе стороны проклеянной бумаги, причем названный состав включает неокрашенный пигментом полиуретан, который предпочтительно содержит функциональные добавки при условии, что наличие последних не приводит к увеличению непрозрачности бумаги более чем на 1%, и состав обеспечивает получение пленки, имеющей при литье на стеклянную поверхность твердость по Кенигу от 15 до 130 секунд, а также удовлетворяет тесту на водостойкость, который включает следующие этапы: (a) состав покрытия наносят литьем на стеклянную пластину так, чтобы получить пленку с сухим весом 80 г/м²; (b) пленку сначала сушат при температуре 23^oC и, когда она перестает быть липкой, ее сушат дополнительно в течение часа при температуре 80^oC; (c) пленку взвешивают перед смачиванием и проведением испытаний на прочность на разрыв и на модуль Юнга и визуально проверяют на изменение ее прозрачности; (d) образец пленки кипятят в воде, содержащей 10 г/л Na₂CO₃ в течение 30 минут; (e) пленку промывают в холодной воде и этапы от b) до c) повторяют; при этом пленка после высушивания и повторного взвешивания должна удовлетворять следующим критериям: (i) прочность на разрыв в мокром состоянии и модуль Юнга прокипяченной пленки составляют не менее 90% от прочности на разрыв в мокром состоянии и от модуля Юнга исходной пленки; (ii) пленка не обнаруживает заметной потери прозрачности; (iii) вес высушенной пленки составляет не менее 98% от исходного веса пленки.

Исследование показало, что вышеописанное испытание обеспечивает возможность идентификации удовлетворительного полиуретанового покрытия для целей настоящего изобретения.

Водный раствор полиуретана может иметь вид водной дисперсии. Покрытие может включать наполнитель, такой как, например, полиакрилат, и, следовательно, находиться в виде уретано-акриловой смеси; такая смесь должна обеспечить получение хороших водо- и химически стойких покрытий.

Покрытие может быть полиуретановой дисперсией с одним компонентом полиуретана с предварительно образованными поперечными связями или с одним компонентом защищенного (блокированного) полиуретана, который имеет изоцианатные группы, химически связанные с цепями полимера, но в котором изоцианатные группы регенерируются при таких повышенных температурах, которые обычно используются в конечных стадиях процесса изготовления бумаги. Более того, покрытие может быть полиуретановой дисперсией двухкомпонентного продукта, в котором могут быть образованы поперечные связи путем использования многофункциональных реагентов, таких как меламин/формальдегидный преконденсат (precondensate). В качестве реагентов, вызывающих образование поперечных связей, могут быть использованы полиазиридины. Реагенты, вызывающие образование поперечных связей, повышают водостойкость, включая стойкость при стирке, не окрашенного пигментом полиуретанового покрытия и обеспечивают получение улучшенной защищенной охранными признаками бумаги и изготавливаемых из нее документов.

Полиуретановая композиция, используемая в способе настоящего изобретения, может включать ингредиенты, известные специалистам в области катализаторов, совместных растворителей и эмульгирующих реагентов или поверхностно-активных веществ. Следует, однако, принять во внимание, что эмульгирующий реагент или эмульгатор может ухудшить характеристики покрытия в условиях влажности или мокром состоянии. Кроме того, могут быть использованы и другие известные добавки, включая пеноуничтожающие реагенты, добавки для растекания, сгустители, или модификаторы вязкости. Обычно добавки, включенные в состав покрытия, должны поддерживаться на минимальном уровне, поскольку они могут неблагоприятно воздействовать на такие важные свойства, как сцепление с подложкой.

Хотя главным аспектом настоящего изобретения является получение выгодных не окрашенных пигментом покрытий, для того, чтобы обеспечить получение вышеописанных достоинств и преимуществ, в одном из аспектов настоящего изобретения могут использоваться различные функциональные добавки для достижения специальных эффектов, которые усиливают защищенность документа, изготавливаемого из бумаги настоящего изобретения, не препятствуя в значительной степени основным выгодам, обеспечиваемым посредством не окрашенного пигментом полиуретанового покрытия. Специалистам должно быть понятно, что пигменты добавляют в покрытия, особенно в бумажные покрытия, для окрашивания или для обеспечения непрозрачности. В отличие от них функциональные охранные добавки, которые могут быть использованы в соответствии с настоящим изобретением, не являются пигментами, а являются материалами в виде (макро)частиц, которые удовлетворяют следующим критериям:
a) добавка не увеличивает непрозрачность бумаги с нанесенным на нее покрытием более чем на 1%. Это гарантирует, что добавка не оказывает ощутимого воздействия на прозрачность покрытия и, следовательно, основные преимущества не окрашенных пигментом покрытий сохраняются;
b) присутствие добавки в полиуретановом покрытии не вызывает отказов, повреждений и разрывов при испытаниях, в которых идентифицируются полиуретановые покрытия для настоящего изобретения, а именно, при испытаниях на твердость по Кенигу и при испытаниях на водостойкость.

Функциональная добавка в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительнее, является флуоресцентным или иридесцентным радужным пигментом.

Защищающая функциональная добавка будет обеспечивать специфический эффект для усиления защищенности или узнаваемости документа, изготовленного из бумаги в соответствии с настоящим изобретением, и, следовательно, служить дополнительным охранным средством и элементом, когда такая добавка присутствует в полиуретановом покрытии. Как правило, защищающие функциональные добавки подразделяются на три класса:
(a) открыто узнаваемые охранные признаки, такие как иридесцентные или переливчатые пигменты;
(b) охранные признаки, которые обеспечивают более высокий уровень защищенности и которые обнаруживаются посредством охранного снаряжения, такого как флуоресцентный пигмент или магнитные частицы; и
(c) явные охранные признаки, обнаруживаемые посредством использования усложненного детектирующего оборудования, такого, которое может использоваться центральными банками, например, фосфоресцирующие пигменты, которые обладают уникальными периодами распада.

Как правило, вес полиуретанового покрытия составляет от 0,05 до 20, предпочтительнее, от 0,5 до 5 г/м².

Предпочтительнее, полиуретановое покрытие наносится на бумагу сразу же после отжимного барабана клеевой ванны и перед вторичной сушкой, когда бумага еще увлажнена клеем. Однако альтернативно полиуретан может быть нанесен на сухую бумагу после завершения этапов обычного процесса изготовления бумаги.

Предпочтительнее наносить полиуретановое покрытие на обе стороны бумаги.

Волокна, которые присутствуют в бумаге, являются натуральными или синтетическими волокнами или смесью натуральных и синтетических волокон.

Полиуретан, предпочтительнее, является алифатическим полиэфирным полиуретаном и используется в дисперсии, имеющей содержание полиуретана в диапазоне от 2% до 70% по весу, хотя альтернативно в способе настоящего изобретения может использоваться полиуретан типа алифатического полимера простого эфира. Также полиуретан может быть алифатическим поликарбонатным полиуретаном.

Предпочтительнее, использовать в способе настоящего изобретения бумагу, имеющую как видимые охранные признаки, а именно, водяные знаки или нити, внедренные или выполненные в окнах, так и тайные охранные элементы.

Для удовлетворения основных требований настоящего изобретения покрытие, содержащее полиуретан, должно быть, по существу, прозрачным, как пояснялось выше в настоящем описании и, предпочтительнее, иметь 100% модуль выше, чем 4,0 мПа. Желательно, чтобы полиуретановое покрытие имело предел прочности на разрыв выше, чем 40 мПа, например, от 40 до 80 мПа, а также имело твердость по Кенигу более чем 20 секунд, например, от 20 до 40 секунд.

Совершенно новым является предложение использовать в производстве защищенной охранными признаками бумаги, такой как бумага для изготовления банкнот, не окрашенное пигментом полиуретановое покрытие, описанное в настоящем описании.

Способ, согласно настоящему изобретению, предусматривает создание защищенной от подделки бумаги с несколькими неожиданными и полезными свойствами:
a. Полиуретановое покрытие, не содержащее наполнителей, является прозрачным; поэтому оно не подвергает риску видимые охранные признаки, присутствующие в бумаге,
b. За счет снижения поверхностной пористости и шероховатости покрытие намного увеличивает сопротивление загрязнению бумаги. Это важно для увеличения срока циркулирования банкноты,
c. В отличие от b), покрытие заметно улучшает сцепление оттиска с поверхностью бумаги, о чем свидетельствуют испытания на сгибание в мокром и сухом состоянии, на истирание в мокром состоянии и испытания на стирку. Это является наиболее удивительным, так как специалисты могли ожидать, что использование полиуретанового покрытия настоящего изобретения приведет к слабому сцеплению оттиска,
d. В отличие от окрашенных пигментом покрытий описанные в настоящем изобретении полиуретановые покрытия заметно не изменяют ощущения или внешнего вида бумаги. Это важно, поскольку необычные визуальные и тактильные свойства бумаги для банкнот способствуют общедоступности в различении подделок,
e. Более того, покрытие усиливает четкость и выпуклость оттиска глубокой печати,
f. Покрытие также предотвращает поглощение придающих оптический блеск агентов во время случайной стирки. Свойство, когда нефлюоресцентная природа бумаги для банкнот также способствует обнаружению подделки, является чрезвычайно полезным и неожиданным. Оно также предотвращает затемнение любого намеренно флюоресцирующего охранного признака, присутствующего в банкноте, из-за флюоресценции придающих оптический блеск агентов,
g. Покрытие не влияет на эффективность процессов бумажного производства, конвертирования и печати.

Эти свойства, полученные посредством способа настоящего изобретения, являются следствием механической и химической стойкости и химии полиуретанового покрытия в соответствии с характеристиками испытания на водостойкость и испытания на твердость по Кенигу, как было определено выше. Материалы, удовлетворяющие требованиям этих двух испытаний, обычно удовлетворяют требованиям, предъявляемым спецификацией технических условий на бумагу для банкнот.

В еще одном аспекте настоящего изобретения предусмотрен способ изготовления ценного документа, в котором защищенную от подделки бумагу изготавливают посредством описанного выше способа и на полученную защищенную от подделки бумагу затем наносят оттиск для получения ценного документа. Термин ценный документ включает банкноту, идентификационный документ, водительские права и листы для паспорта.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами. В примерах сделаны ссылки на некоторые стандартные испытания, описанные ниже. При указании частей имеют в виду части по весу.

a) Испытание на сгибание или складывание в сухом состоянии
Образец отпечатанной бумаги с размером банкноты вручную складывали и разглаживали 10 раз согласно стандартной методике. Затем печатный образец проверяли и оценивали потери в окрашивании.

b) Испытание на сгибание в мокром состоянии
Испытания проводили, как и в сухом состоянии, но бумагу перед каждым сгибанием смачивали.

c) Испытание на трение в мокром состоянии Sheen Wet Rub
Образец отпечатанной бумаги с размером банкноты подвергали воздействию до 300 натираний посредством щетки весом 800 г, приводимой в движение Sheen rub tester. Величину потерь в окрашивании в процессе испытания оценивали визуально.

d) Испытания на жесткую стирку
Образец отпечатанной бумаги с размером банкноты кипятили в растворе, содержащем 5 частей домашнего стирального порошка и 10 частей, карбоната натрия в течение 30 минут. Затем образцы промывали холодной водой, величину потерь в окрашивании оценивали визуально.

e) Испытания на загрязнение FIRA
Образец отпечатанной бумаги помещали на один конец цилиндра вместе с эталонным образцом, помещенным на противоположном конце, и 20 войлочными кубиками, пропитанными синтетическим потом и коллоидальным графитом. Цилиндр вращали в изменяющихся направлениях в течение 30 минут. Измеряли изменение коэффициента отражения отпечатанных образцов и рассчитывали относительную чувствительность к загрязнению путем сравнения результатов испытания.

Пример 1
Лист бумаги изготавливали на бумагоделательной машине из водной суспензии целлюлозных волокон, необязательно, смешивали с синтетическими волокнами или минеральными наполнителями или другими добавками, используемыми в бумажной промышленности. Затем бумагу высушивали, проклеивали, сушили второй раз и наматывали на барабан.

Формула или состав покрытия включает:
15 частей: алифатический полиэфирный полиуретан (Witocobond 785^TM), поставляемый фирмой Baxeden Applied Chemicals Limited.

85 частей: вода
Намотанную на барабан проклеенную бумагу разматывали и наносили покрытие на обе стороны бумаги, используя ножевую машину для нанесения покрытия Meyer bar coater, и высушивали, в результате чего бумага с обеих сторон имела покрытие 2 г/м².

Бумагу с покрытием затем обрабатывали начисто обычным путем подвергали, каландрованию и разрезали.

Затем на бумагу с покрытием наносили оттиски и способом глубокой печати, и способом офсетной печати.

Образец покрытия испытывали, используя описанные выше испытания на водостойкость и на твердость по Кенигу (Koniq Hardness). Установлено, что покрытие имеет твердость по Кенигу 100 секунд. Также установлено, что покрытие имеет хорошую водостойкость.

И покрытую, и непокрытую отпечатанную бумагу испытывали, используя испытания на сгибание в мокром состоянии, в сухом состоянии, испытание на жесткую стирку, испытание на FIRA загрязнение и испытание на трение в мокром состоянии Sheen wet rub. При сравнении с непокрытой бумагой из той же самой ванны бумажного производства образцы с покрытием дали следующие результаты в каждом испытании:
Испытание на сгиб в мокром состоянии - заметно более низкие потери краски
Испытание на сгиб в сухом состоянии - приметно более низкие потери краски
Испытание на жесткую стирку - почти не наблюдаемые потери краски в сравнении с более чем 80% потерями для бумаги без покрытия
Испытание на трение в мокром состоянии Sheen Wet Rub - в бумаге без покрытия более 50% отпечатанной площади утеряно; в бумаге с полиуретановым покрытием утеряно менее 10% отпечатанной площади
Испытание на FIRA загрязнение - загрязнение на 30% меньше
Проверка выстиранных образцов под УФ-светом показала, что образцы с покрытием поглощают незначительное количество придающего оптический блеск агента в отличие от образцов без покрытия, которые стали заметно флюоресцирующими после процесса стирки.

Проверяли качество глубокой печати на образцах с покрытием и без покрытия. Бумага без покрытия обнаружила характерное расплывание, ожидаемое для бумаги банкнот. Бумага с покрытием обнаружила значительно меньшее расплывание.

Пример 2
Лист бумаги изготавливали на бумагоделательной машине из водной суспензии целлюлозных волокон, необязательно, смешивали с синтетическими волокнами или минеральными наполнителями или другими добавками, используемыми в бумажной промышленности. Затем бумагу сушили, проклеивали, сушили второй раз и наматывали на барабан.

Состав покрытия включает:
7,5 частей: Алифатический полиэфирный полиуретан (Witocobond 785^TM) от фирмы Baxenden Applied Chemicals Limited.

7,5 частей: Винил ацетат-VeoVa сополимер (Vinamul 6975^TM) от фирмы Vinamul Limited.

0,5 частей: Полиазиридин (CX100^TM) от фирмы Zeneca Resins BV.

84,5 частей: вода
Намотанную на барабан проклеенную бумагу разматывали и наносили покрытие на обе стороны бумаги, используя ножевую машину для нанесения покрытия Meyer bar coater, и высушивали, таким образом придавая бумаге покрытие 2 г/м² с обеих сторон.

Бумагу с покрытием затем каландровали и разрезали обычным способом.

Затем на бумагу с покрытием наносили оттиск посредством способов глубокой печати и оффсетной печати.

Образцы покрытия испытывали, используя испытания на водостойкость и на твердость по Кенигу (Koniq Hardness), описанные выше. Покрытие имело твердость по Кенигу (Koniq Hardness) 120 секунд. Установлено, что полиуретановое покрытие имело хорошую водостойкость.

И покрытую, и непокрытую отпечатанную бумагу испытывали, используя испытания на сгибание в мокром состоянии, в сухом состоянии, на жесткую стирку, на FIRA загрязнение и на трение в мокром состоянии. Полученная бумага обладала, по существу, теми же самыми свойствами, которыми обладала бумага, полученная способом примера 1, о которых сообщалось в связи с испытанием на сгибание в мокром виде и т.д.

Проверка выстиранных образцов под УФ-светом показала, что образцы с покрытием поглощают незначительное количество придающего оптический блеск агента в отличие от образцов без покрытия, которые становятся заметно флюоресцирующими после процесса стирки.

Также проверяли печать интальо на образцах с покрытием и без покрытия. Бумага без покрытия обнаружила характерное расплывание, ожидаемое для бумаги для банкнот. Бумага с покрытием обнаружила заметно меньшее расплывание.

Пример 3
Лист бумаги изготавливали на бумагоделательной машине из водной суспензии целлюлозных волокон, необязательно, смешивали с синтетическими волокнами или минеральными наполнителями или другими добавками, используемыми в бумажном производстве. Затем бумагу сушили, проклеивали и высушивали второй раз и наматывали на барабан.

Состав покрытия включал:
10,5 частей: Алифатический полиэфирный полиуретан (Witocobond 799^TM) от фирмы Baxenden Applied Chemicals Limited.

4,5 части: Анионный сополимер стирол-акрилата (Vinamul 7172^TM) от фирмы Vinamul Limited.

0,5 частей: Полиазиридин (CX 100^TM) от фирмы Zeneca Resin BV.

84,5 частей: вода
Намотанную на барабан проклеенную бумагу разматывали и наносили покрытие на обе стороны бумаги, используя ножевую машину для нанесения покрытий Meyer bar coater, и высушивали, вследствие чего бумаге с обеих сторон придавалось покрытие 2 г/м². Затем бумагу с покрытием каландровали и разрезали обычным способом.

На бумагу с покрытием затем наносили оттиск способами глубокой печати и офсетной печати.

Образцы покрытия испытывали, используя испытание на водостойкость и на твердость по Кенигу (Koniq Hardness). Покрытие имело твердость по Кенигу 80 секунд. Установлено также, что покрытие имеет хорошую водостойкость.

Отпечатанную бумагу с покрытием и без покрытия испытывали, используя испытания на сгибание в мокром состоянии, в сухом состоянии, на жесткую стирку, на FIRA загрязнение и на трение в мокром состоянии Sheen wet rub. Полученная бумага обладала теми же самыми свойствами, что и бумага, изготовленная способом примера 1, в связи с испытанием на сгибание в мокром виде и т.д.

Проверка выстиранных образцов под УФ-светом показала, что образцы с покрытием поглощают незначительные количества агентов, придающих оптический блеск, в отличие от образцов без покрытия, которые становятся флюоресцирующими после процесса стирки.

Также проверяли качество глубокой печати на образцах с покрытием и без покрытия. Образцы без покрытия обнаружили характерное расплывание, ожидаемое для бумаги банкнот. Бумага с покрытием обнаружила менее заметное расплывание.

Пример 4
Лист бумаги изготавливали на бумагоделательной машине из водной суспензии целлюлозных волокон, необязательно, смешивали с синтетическими волокнами или минеральными наполнителями или другими добавками, используемыми в бумажном производстве. Затем бумагу сушили, проклеивали и высушивали второй раз и затем наматывали на барабан.

Состав покрытия включал:
15 частей: Алифатический полиэфир-поликарбонатный полиуретан (IR 140^TM) от фирмы Industrial Copolimers Limited.

0,5 частей: Полиазиридин (CX 100^TM) от фирмы Zeneca Resins BV).

84,5 части: вода.

Намотанную на барабан проклеенную бумагу разматывали и наносили покрытие на обе стороны бумаги, используя ножевую машину для нанесения покрытий Meyer bar coater, и высушивали, вследствие чего бумаге с обеих сторон придавалось покрытие 2 г/м². Затем бумагу с покрытием каландровали и разрезали обычным способом. Затем на бумагу наносили оттиск посредством способов глубокой печати и офсетной печати.

Образцы покрытия испытывали, используя испытания на водостойкость и твердость по Кенигу (Koniq Hardness), описанные выше. Покрытие имело твердость по Кенигу (Koniq Hardness) 120 секунд. Также установлено, что покрытие имело хорошую водостойкость.

И покрытую, и непокрытую отпечатанную бумагу испытывали, используя испытания на сгибание в мокром состоянии, в сухом состоянии, на жесткую стирку, на FIRA загрязнение и испытания на трение в мокром состоянии Sheen rub test. Полученная бумага обладала теми же самыми свойствами, что и бумага, изготовленная способом примера 1 с учетом испытания на сгибание в мокром состоянии и т.п.

Проверка выстиранных образцов под УФ-светом показала, что образцы с покрытием поглощают незначительное количество придающего оптический блеск агента в отличие от образцов без покрытия, которые становились заметно флюоресцирующими после процесса стирки.

Также проверяли качество глубокой печати и на образцах с покрытием, и на образцах без покрытия. Бумага без покрытия обнаружила характерное расплывание, ожидаемое для бумаги для банкнот. Бумага с покрытием обнаружила заметно меньшее расплывание.

Пример 5
Лист бумаги изготавливали на бумагоделательной машине из водной суспензии целлюлозных волокон, необязательно, смешивали с синтетическими волокнами или минеральными наполнителями или другими добавками, используемыми в бумажном производстве. Затем бумагу сушили и наносили клеевой раствор.

Состав покрытия включал:
15 частей Алифатический полиэфир-поликарбонатный полиуретан (IR 140^TM) от фирмы Industrial Copolimers Limited.

0,5 частей Полиазиридин (CX100^TM) от фирмы Zeneca resins BV.

84,5 частей: вода
Покрытие наносили на обе стороны влажной проклеенной бумаги после отжимного барабана клеевой ванны, используя ножевую машину для нанесения покрытий Meyer bar coater, и высушивали, вследствие чего бумаге с двух сторон придавалось покрытие 2 г/м². Этот прием обеспечивает получение экономической выгоды в том, что исключается этап сушки. Затем бумагу с покрытием сушили и наматывали на барабан. Затем бумагу каландровали и разрезали обычным способом. Затем на бумагу с покрытием наносили оттиск или печать посредством способов глубокой печати и офсетной печати.

Образцы покрытия испытывали, используя испытания на водостойкость и на твердость по Кенигу (Keniq Hardness), описанные выше. Покрытие имело твердость по Кенигу (Keniq Hardness) 120 секунд и также имело хорошую водостойкость.

Отпечатанную бумагу с покрытием и без покрытия испытывали, используя испытание на сгибание в мокром состоянии, в сухом состоянии, на стирку в жестких условиях, на FIRA загрязнение и испытания на трение в мокром состоянии Sheen rub test. Полученная бумага обладала теми же самыми свойствами, что и бумага, изготовленная способом примера 1 с учетом испытания на сгибание в мокром состоянии и т.п.

Проверка выстиранных образцов под УФ-светом показала, что образцы с покрытием поглощают незначительное количество придающего оптический блеск агента в отличие от образцов без покрытия, которые становятся заметно флюоресцирующими после процесса стирки.

Проверяли качество глубокой печати и на образцах с покрытием, и на образцах без покрытия. Бумага без покрытия обнаружила характерное расплывание, ожидаемое для бумаги для банкнот. Бумага с покрытием обнаружила значительно меньшее расплывание при печати с чернилами с получением такого защищенного ценного документа, как банкнота.

Вся бумага, изготовленная посредством примеров от 1 до 5, имела хорошее водостойкое покрытие, как определено посредством критериев (i), (ii), и (iii), указанных выше. Конкретно, (i) прочность на разрыв в мокром состоянии и Модуль Юнга показали отсутствие потерь; (ii) не было видимых потерь прозрачности и (iii) не было изменений в весе пленки.

Для сравнения далее приведен пример, который показывает типичную прочность покрытия с неадекватными водостойкостью и механической прочностью.

Пример A
Лист бумаги изготавливали на бумагоделательной машине из водной суспензии целлюлозных волокон, необязательно, смешивали с синтетическими волокнами или минеральными наполнителями или другими добавками, используемыми в бумажном производстве. Бумагу сушили, проклеивали, форматировали, сушили повторно и наматывали на барабан.

Состав покрытия включал:
15 частей: Алифатический полиэфирный полиуретан (Witocobond 290H^TM) от фирмы Baxenden Applied Chemicals Limited.

84,5 части: вода
Намотанную проклеенную бумагу разматывали и наносили покрытие на обе стороны бумаги, используя Meyer bar coater, и высушивали, посредством чего бумаге с обеих сторон придавалось покрытие 2 г/м². Затем бумагу каландровали и разрезали обычным способом. После этого на бумагу наносили оттиск посредством способов глубокой печати и офсетной печати.

Образец покрытия испытывали, используя испытание на водостойкость и на твердость по Кенигу (Koniq Hardness).описанные выше. Покрытие имело твердость по Кенигу (Koniq Hardness) 15 секунд. Также установлено, что покрытие не имело хорошей водостойкости.

Отпечатанную бумагу с покрытием и без покрытия испытывали на FIRA загрязнение. Результаты испытания показали, что сопротивление загрязнению бумаги с покрытием значительно лучше, чем у бумаги без покрытия.

Отпечатанную бумагу с покрытием и без покрытия также подвергали испытаниям на сгибание в мокром состоянии, в сухом состоянии, на стирку в жестких условиях и на трение в мокром состоянии Sheen wet rub test. При сравнении с образцами бумаги без покрытия из той же самой бумагоделательной ванны образцы бумаги с покрытием были заметно хуже.

Также проверяли качество глубокой печати на образцах с покрытием и без покрытия. Бумага без покрытия показала характерное расплывание, ожидаемое для бумаги для банкнот. Бумага с покрытием, имела заметно меньшее расплывание.

Как видно из описанных выше в примерах от 1 до 5 испытаний, бумага, изготовленная в соответствии со способом настоящего изобретения, имеет значительно улучшенные свойства в сравнении со стандартной бумагой для банкнот.

Хорошее сцепление печати является очевидным из испытаний на сгибание в мокром состоянии, в сухом состоянии, испытаний на стирку в жестких условиях и на трение в мокром состоянии. Также четкость оттиска на бумаге согласно настоящему изобретению значительно лучше, чем четкость оттиска, достигаемая на традиционно используемой для банкнот бумаге. Более того, глубокая печать является особенно четкой и ясной, и также значительно улучшен выпуклый рисунок глубокой печати. Кроме того, превосходное сопротивление загрязнению означает, что бумага с покрытием, изготовленная посредством способа настоящего изобретения, притягивает в два-три раза меньше загрязняющей среды в сравнении с бумагой без покрытия.

Как было указано выше, в формуле состава покрытия могут использоваться наполнители или материалы, добавляемые к основному материалу для его удешевления. Они также могут придавать полезные свойства, такие как повышенная адгезия или сцепление поверхности нанесенных охранных признаков или микрообъектов, например, голограмм.

Наполнители, которые могут быть использованы в соответствии с настоящим изобретением, обычно являются дисперсиями водонерастворимых связующих, таких как стирол/акриловые сополимеры, акрилированный винилацетат, винил хлорид/этиленовые сополимеры или сополимеры винил ацетата. Обычно они не способны выдержать оба испытания на водостойкость и на твердость.

Альтернативным наполнителем является VA/VEOVA сополимер, продаваемый, например, под торговой маркой Vinamul 6975^TM.

Однако в сочетании с соответствующим подходящим полиуретаном они функционируют удовлетворительно с точки зрения критериев, указанных выше, предусматривающих, что состав или композиция, содержащая полиуретан и наполнитель или материал, добавляемый к основному материалу для его удешевления, обладает соответствующей техническим условиям твердостью по Кенигу и проходит испытание на водостойкость.

Наполнители могут добавляться до 70, предпочтительнее, от 15 до 50 частей в 100 частях состава или формулы покрытия. На этом уровне могут быть добавлены самые прочные и наиболее водостойкие наполнители. Менее прочные и менее водостойкие наполнители, естественно, не могут добавляться с такими высокими уровнями, имея в виду свойства, соответствующие техническим условиям на состав покрытия.

Реагенты, вызывающие образование поперечных связей, могут использоваться для увеличения водостойкости и твердости полиуретанового покрытия. Они могут использоваться для получения необходимых свойств в тех полиуретанах, которые в противном случае были бы непригодными. Они также могут улучшать свойства компонента полиуретана, обеспечивая в результате этого возможность использования большего количества наполнителя. Пригодными реагентами, вызывающими образование поперечных связей, являются полиазиридин, карбодиимид, изоцианат и соли циркония. Также могут использоваться и другие реагенты, вызывающие образование поперечных связей, например, эпоксидная смола, но они имеют меньшее практическое применение вследствие их высоких температур отверждения и продолжительного времени отверждения.

Более того, дальнейшие исследования показали, что полиуретановые покрытия в соответствии с настоящим изобретением обеспечивают значительную дополнительную выгоду. Установлено, что использование определенных полиуретановых покрытий увеличивает долговечность и оптические эффекты пленок, голограмм, кинограмм и им подобных. Это происходит вследствие того, что полиуретановое покрытие значительно снижает степень абсорбирования поверхностью бумаги адгезива, используемого для закрепления пленок, содержащих голограммы. Было установлено, что адгезив может использоваться более результативно, что приводит к лучшему сцеплению и более блестящей глянцевитой поверхности. Полученная более блестящая, глянцевитая поверхность особенно выгодна и полезна для голограмм, поскольку видимые подробности, присутствующие в голограмме, становятся значительно более явными для наблюдателя. Как хорошо известно, голограммы обычно являются дорогостоящими, и несомненной коммерческой выгодой является то, что они остаются на месте в течение более длительного периода, когда защищенный документ, такой как банкнота, находится в обращении, что является следствием повышенной долговечности, обеспечиваемой полиуретановым покрытием согласно настоящему изобретению.

Формула изобретения

1. Способ изготовления защищенной от подделки бумаги, имеющей охранные признаки, включающий подачу волокон для изготовления бумаги в бумагоделательную машину, введение в бумагу в процессе ее изготовления по меньшей мере одного охранного признака, формование бумаги и последующую сушку, отличающийся тем, что он дополнительно включает нанесение на бумагу с введенным в бумагу охранным признаком перед сушкой клеящего агента и проклеивание бумаги, выбор состава по существу прозрачного покрытия, нанесение состава покрытия на одну или обе стороны проклеянной бумаги, причем названный состав включает неокрашенный пигментом полиуретан, который предпочтительно содержит функциональные добавки при условии, что наличие последних не приводит к увеличению непрозрачности бумаги более, чем на 1%, и состав обеспечивает получение пленки, имеющей при литье на стеклянную поверхность по Кенигу 15 - 130 с, а также удовлетворяет тесту на водостойкость, который включает следующие этапы: (a) состав покрытия наносят литьем на стеклянную пластину так, чтобы получить пленку с сухим весом 80 г/м²; (b) пленку сначала сушат при температуре 23^oC и, когда она перестает быть липкой, ее сушат дополнительно в течение часа при температуре 80^oC; (c) пленку взвешивают перед смачиванием и проведением испытаний на прочность на разрыв и на модуль Юнга и визуально проверяют на изменение ее прозрачности; (d) образец пленки кипятят в воде, содержащей 10 г/л Na₂CO₃, в течение 30 мин; (e) пленку промывают в холодной воде и этапы от b) до c) повторяют; при этом пленка после высушивания и повторного взвешивания должна удовлетворять следующим критериям: (i) прочность на разрыв в мокром состоянии и модуль Юнга прокипяченной пленки составляют не менее 90% от прочности на разрыв в мокром состоянии и от модуля Юнга исходной пленки; (ii) пленка не обнаруживает заметной потери прозрачности; (iii) вес высушенной пленки составляет не менее 98% от исходного веса пленки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полиуретан находится в виде водной дисперсии.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что покрытие также содержит наполнитель.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что наполнителем является полиакрилат.

5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что вес покрытия, содержащего полиуретан, соствляет 0,05 - 20 г на 1 м².

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что вес покрытия составляет 0,5 - 5 г на 1 м².

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что покрытие, содержащее полиуретан, наносят на бумагу сразу же после проклеивания бумаги, пока бумага еще находится в мокром состоянии.

8. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что покрытие, содержащее полиуретан, наносят на сухую бумагу после осуществления этапов обычного бумажного производства.

9. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что волокна, присутствующие в бумаге, являются натуральными или синтетическими волокнами или смесью натуральных и синтетических волокон.

10. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что полиуретан является соединением типа алифатического полиэфира и используется в дисперсии, в которой содержание полиуретана находится в пределах 2 - 70% по весу.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что дисперсия имеет содержание полиуретана в пределах 5 - 30% по весу.

12. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в полиуретане могут образовываться поперечные связи, при этом поперечные связи в полиуретане образуются в процессе сушки бумаги.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что образование поперечных связей осуществляют, используя азиридин в качестве реагента, вызывающего образование поперечных связей.

14. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что охранными признаками являются водяные знаки или внедренные нити, при этом нити могут включать видимые и тайные охранные элементы.

15. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что используют не окрашенный пигментом полиуретан.

16. Способ по любому из пп.1 - 14, отличающийся тем, что композиция полиуретана содержит функциональную добавку, являющуюся флюоресцентной или иридесцентной переливчатой добавкой.

17. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что пленку, включающую простую пленку, голограмму или кинограмму, закрепляют на защищенной от подделки бумаге перед или после нанесения оттиска или печати.

18. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что на защищенную от подделки бумагу наносят оттиск ценного документа, такого, как банкнот.

Приоритет по пунктам:
13.03.95 по пп.1 - 15;
22.11.95 по пп.16 и 17.