Устройство для создания водяных знаков, лист и документ с водяными знаками, а также способы их изготовления

Группа изобретений относится к листу для создания водяных знаков, к способу изготовления такого листа, к узлу для создания водяных знаков, содержащему такой лист, к способу изготовления узла для создания водяных знаков, к бумаге с водяными знаками, созданной при помощи листа для создания водяных знаков, а также к защищенному документу, который содержит бумагу с водяными знаками. При этом лист для создания водяных знаков содержит основу, имеющую (i) поверхность для работы с водой, и (ii) поверхность для работы с волокном, противоположную поверхности для работы с водой, при этом основа способна подвергаться деформированию или абляции для создания по меньшей мере части водяного знака; узор, состоящий из по меньшей мере двух отличительных признаков – водяных знаков; и группу сужающихся отверстий, проходящих от поверхности для работы с водой к поверхности для работы с волокном, при этом узор, состоящий из по меньшей мере двух отличительных признаков – водяных знаков, распределен по непрерывной области поверхности для работы с волокном. Изобретенный лист для создания водяных знаков позволяет получить водяные знаки более высокого качества. 6 н. и 21 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Описание

Родственная заявка

[0001] Эта заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США № 62/556,734, поданной 11 сентября 2017, содержание которой этим упоминанием включено сюда во всей полноте.

Область техники

[0002] Настоящее изобретение относится к изделию, подходящему для использования при создании водяного знака. Это изделие, называемое здесь "листом для создания водяных знаков", также используется для получения устройства (т.е. узла для создания водяных знаков), применяемого при изготовлении бумаги с водяными знаками, которая, в свою очередь, применяется для изготовления документа с водяными знаками. Кроме того, настоящее изобретение также относится к способам изготовления листа для создания водяных знаков, изготовления устройства для создания водяных знаков и изготовления бумаги с водяными знаками и документа с водяными знаками.

Уровень техники

[0003] В документах, имеющих высокую степень защиты, например, банкнотах, чеках, паспортах и т.п., применяются различные средства подтверждения подлинности, назначением которых является уменьшение количества подделок. Одним из множества таких средств, имеющихся в распоряжении производителей документов, имеющих высокую степень защиты, и людей, использующих такие документы, является водяной знак. Водяные знаки работают как средства, предотвращающие подделку, отчасти из–за того, что они создают препятствие для потенциальных фальсификаторов, часто применяющих современные и продвинутые технологии печати и фотокопирования для имитации/создания копий подлинных банкнот.

[0004] При определении подлинности документов, имеющих высокую степень защиты, например, банкнот, использующие их люди полагаются на наличие определенных водяных знаков, которые являются отличительными признаками и могут представлять собой изображения людей, чисел, букв, символов и/или ландшафтов. Такие отличительные признаки – водяные знаки обычно включают в документ, имеющий высокую степень защиты, во время изготовления бумаги, используемой для создания этого документа. Чтобы он эффективным образом работал в качестве средства подтверждения подлинности, отличительный признак – водяной знак наделяют определенной изменяемостью, в результате чего легкие или более отчетливые изменения положения наблюдателя приводят к видимому изменению внешнего вида этого отличительного признака. Например, при разглядывании отличительного признака – водяного знака в отраженном свете наблюдатель увидит, что этот отличительный признак имеет первый внешний вид, а при его разглядывании в проходящем свете (т.е. в свете, прошедшем через бумагу, когда бумага находится между наблюдателем и источником света) будет возникать второй внешний вид. Фальсификаторам, применяющим современные и продвинутые технологии печати и фотокопирования для подделывания подлинных документов, имеющих высокую степень защиты, трудно обеспечить эту изменяемость. Это особенно трудно, если подлинные документы, имеющие высокую степень защиты, имеют очень отчетливые отличительные признаки – водяные знаки. Как правило, под отчетливым отличительным признаком – водяным знаком понимается водяной знак, имеющий по меньшей мере, одно из следующих свойств: высокое разрешение, высокую четкость или высокую контрастность, и предпочтительно – их комбинацию. Поэтому очень важно, чтобы отличительные признаки – водяные знаки, включенные в документ, имеющий высокую степень защиты, были в этом документе как можно более отчетливыми, чтобы пользователь мог легко отличить отдельный водяной знак, который наносится во время изготовления бумаги, от отдельного водяного знака, который наносится после изготовления, например, при помощи фотокопирования. В результате распознавание таких отличий позволяет конечному пользователю легко отличить подделку от подлинного документа, имеющего высокую степень защиты.

[0005] Хотя специалисту в данной области техники (далее называемому PHOSITA) известны различные типы водяных знаков, в общем понятно, что одним из наиболее подходящих является многотоновый водяной знак, в котором для обеспечения высокого разрешения используется изменение плотности волокон бумаги. Например, водяные знаки обычно вводят в документ, имеющий высокую степень защиты, выполняя процесс, в котором используется формующий цилиндр. В этом случае формующий цилиндр покрыт проволочной сеткой, в которой создана группа негативных изображений отличительных признаков – водяных знаков (NWI) или узор из этих изображений. Каждое из этих негативных изображений отличительных признаков - водяных знаков в общем включает приподнятые участки, утопленные участки и плоские участки. В процессе изготовления бумаги проволочная сетка с NWI приводится в контакт с суспензией волокон бумаги и в результате создает позитивные изображения отличительных признаков - водяных знаков (PWI) в соответствующих зонах для водяных знаков в получаемой бумаге. При этом в этих соответствующих зонах для водяных знаков: в их областях, контактирующих с утопленными участками, будет иметься высокая плотность волокон (HFD), в их областях, контактирующих с приподнятыми участками, будет иметься низкая плотность волокон (LFD), и в их областях, контактирующих с плоскими участками, будут иметься переходные уровни плотности волокон (GFD) по сравнению с областями, созданными утопленными участками, и областями, созданными приподнятыми участками. Области с высокой плотностью волокон создают темные области в PWI, а области с низкой плотностью волокон создают светлые области в PWI. От плоских участков возникают различные оттенки между темным и светлым тонами. Отчетливость водяного знака часто зависит от контраста между темными и светлыми областями и часто зависит от близости темных и светлых областей.

[0006] Хотя описанный выше процесс позволяет получить водяные знаки приемлемого качества, он имеет определенные недостатки. Например, процесс создания PWI включает процесс двойного переноса изображения. В этом случае изображение водяного знака сначала создается на матрице, а затем на этапе выдавливания эта матрица используется для переноса изображения водяного знака на проволочную сетку, в результате чего возникает NWI; на последующем этапе создания водяного знака NWI используется для перераспределения волокон, содержащихся в суспензии, для создания PWI в бумаге. Из–за наличия отверстий в проволочной сетке на этапе выдавливания некоторая информация, содержащаяся в водяном знаке, которая имеется в матрице, не будет переноситься в проволочную сетку и, таким образом, не будет переноситься в бумагу. Это снижает отчетливость водяного знака. Кроме того, так как сильные вариации плотности волокон позволяют получить водяные знаки с более высоким разрешением, часто требуется сильно деформировать проволочную сетку в области водяного знака, чтобы приподнятые участки и утопленные участки достаточно часто перемежались, создавая значительный контраст. Для создания таких значительных контрастов проволочную сетку сильно деформируют и создают в ней сильные механические напряжения, что может привести к снижению прочности, увеличению механических напряжений, уменьшению срока службы, снижению повторяемости, увеличению затрат и повреждению покрытия формующего устройства. Это также ограничивает использование сложных водяных знаков. Помимо этого, проволочная сетка достаточно часто оставляет следы на всей бумаге в целом, а не только в зонах для водяных знаков, что часто снижает разрешение отдельного водяного знака. Эти следы от проволочной сетки невозможно контролировать, и поэтому возникает случайный узор, негативно влияющий на возможность конечного пользователя определить подлинность документа.

[0007] Кроме того, очень трудно использовать проволочную сетку для получения очень светлых областей в зонах для водяных знаков без повреждения бумаги или создания в ней нежелательных отверстий. Одним из решений является использование процесса, в котором применяется электротип. В этом случае к проволочной сетке путем пришивания или приваривания прикрепляют тонкий металлический элемент, чтобы создать приподнятые участки, обычно в виде буквы, числа или символа. Металлический электротип не дает жидкости из суспензии проходить через приподнятые участки, что позволяет уменьшить плотность волокон в этих областях. Процесс с использованием электротипов будет очевиден PHOSITA и дополнительно разъяснен Национальным банком Венгрии в документе US 1,901,049. Однако даже этот подход к созданию светлых областей имеет свои недостатки и проблемы. Например, очень трудно закрепить электротип на проволочной сетке в общем, и еще более трудно прикрепить электротип в утопленном участке, в частности, если есть желание создать очень светлую область внутри темной области. Кроме того, установка электротипа на проволочной сетке требует довольно много времени. Помимо этого, с использованием электротипов очень трудно создать сложный отличительный признак, например, слова на арабском языке.

[0008] Кроме того, довольно часто оказывается, что для получения водяных знаков, имеющих высокое разрешение, необходимо управлять степенью слива жидкости, образующей суспензию. При использовании проволочной сетки это часто обеспечивается за счет увеличения степени слива на утопленном участке путем создания вакуума на этих участках, в результате чего степень слива жидкости можно увеличить локально относительно окружающих зон проволочной сетки. И, наоборот, чтобы уменьшить степень слива, под проволочной сеткой устанавливают элемент, обеспечивающий такое уменьшение (например, непроницаемую металлическую пластину, элемент из пластика и т.д.). Однако ни один из этих приемов хорошо не работает, так как вакуум довольно часто влияет одновременно как на утопленные, так и на приподнятые участки, а элемент для уменьшения степени слива не предотвращает слив в его окрестностях.

[0009] Альтернативой проволочной сетке является установка вставки на проволочную сетку. В этом случае во вставке делают отверстия и часто изготавливают ее методом инжекционного формования, чтобы получить негативное изображение водяного знака. Это также имеет существенные недостатки. Например, вставку трудно прикрепить, и часто оказывается, что крепление вставки ослабляется, или она отделяется от проволочной сетки во время изготовления бумаги. В патенте США 8,349,132 описана вставка, при изготовлении которой путем литья в ней требуется создать углубление шарообразной формы для ее прикрепления к проволочной сетке. Однако при помощи таких углублений шарообразной формы часто не удается сохранить соединение между проволочной сеткой и вставкой. Помимо этого, такие шарообразные углубления трудно изготовить точным образом и еще более трудно закрепить на проволочной сетке, имеющей другие выпуклости. Каждая из таких вставок используется для создания одного водяного знака, и при этом по–прежнему требуется проволочная сетка, которая часто оставляет нежелательный узор на бумаге. Аналогичная вставка описана в документе US 8,840,756, согласно которому во вставке создают отверстия путем инжекционного формования, в ходе которого одновременно создают рельеф одного водяного знака и отверстия. По существу, это объясняется тем, что характеристики отверстий напрямую связаны с глубиной рельефа. Такая вставка имеет те же недостатки, что и ранее описанная вставка, то есть, ее трудно прикрепить к проволочной сетке, трудно сохранить ее присоединение, и невозможно установить вставку в выпуклой части проволочной сетки. Что более важно – в каждой вставке можно создать только один водяной знак.

[0010] Из сказанного выше становится очевидным, что подтверждение подлинности документов, имеющих высокую степень защиты, все еще является важной задачей, решение которой связано с определенными проблемами. Остается потребность в усовершенствованных средствах подтверждения подлинности таких документов и, в частности, остается потребность в усовершенствованных технологиях создания водяных знаков и изделиях, которые позволяют внедрить такие технологии. Авторы настоящего изобретения разработали способы и изделия, которые неожиданно оказались эффективными в плане получения водяных знаков повышенного качества.

[0011] Сущность изобретения указана в пунктах приложенной Формулы изобретения. Однако для улучшения понимания, чтобы PHOSITA имели возможность воплотить заявляемое изобретение на практике и использовать его без выполнения дополнительной экспериментальной работы, далее приведено описание примерных вариантов его реализации с использованием чертежей. Необходимо понимать, что элементы или компоненты любого представленного здесь варианта могут быть применены в другом представленном здесь варианте, в результате чего можно получить еще один вариант.

Сущность изобретения

[0012] С учетом указанных выше проблем, задача настоящего изобретения – предложить изделие, устройство, способы изготовления и использованиях этих изделия и устройства, а также использование этих способов, изделий и устройства для получения водяных знаков в бумаге и документах, с устранением по меньшей мере некоторых из указанных выше проблем. Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что оно решает эту задачу.

[0013] Здесь это изобретение представлено с нескольких точек зрения. Согласно первому аспекту, изобретение относится к изделию в виде листа для создания водяных знаков. Согласно второму аспекту, изобретение относится к устройству в виде узла для создания водяных знаков. Согласно третьему аспекту, изобретение относится к способу изготовления листа для создания водяных знаков. Согласно четвертому аспекту, изобретение относится к способу изготовления узла для создания водяных знаков. Согласно пятому аспекту, изобретение относится к способу изготовления бумаги с водяными знаками. Согласно шестому аспекту, изобретение относится к способу изготовления документов, имеющих высокую степень защиты, и согласно седьмому аспекту – к документу, имеющему высокую степень защиты.

[0014] Согласно дополнительным аспектам, изобретение относится к продукту, полученному при помощи процесса, который имеет вид любого изделия или устройства, изготавливаемых при помощи соответствующего процесса, указанного выше в общих чертах и дополнительно рассмотренного далее. Здесь также предполагается, что в определенных его аспектах изобретение также относится к использованию изделий или устройств, указанных выше в общих чертах и дополнительно рассмотренных далее, которые предназначены для нанесения водяных знаков, используются в процессе изготовления бумаги с высокой степенью защиты или документов, имеющих высокую степень защиты, либо используются как средства, обеспечивающие подтверждение подлинности документов, имеющих высокую степень защиты.

[0015] В одном варианте лист для создания водяных знаков содержит основу, имеющую поверхность для работы с водой и поверхность для работы с волокном, противоположную поверхности для работы с водой; узор, состоящий из по меньшей мере двух отличительных признаков – водяных знаков; и группу отверстий, проходящих от поверхности для работы с водой к поверхности для работы с волокном, причем упомянутый узор распределен в непрерывной области поверхности для работы с волокном.

[0016] В одном варианте узел для создания водяных знаков содержит формующий цилиндр, имеющий внешнюю окружную поверхность; и описанный здесь лист для создания водяных знаков, например, указанный в п.1 Формулы изобретения, причем лист для создания водяных знаков обернут вокруг или установлен по окружности внешней окружной поверхности формующего цилиндра и прикреплен к этой поверхности непосредственно или опосредованно. Необходимо понимать, что в более общем случае лист для создания водяных знаков прикрепляют к формующему цилиндру таким образом, чтобы при прохождении суспензии волокон бумаги по поверхности узла для создания водяных знаков в бумагу (PWI – позитивные изображения отличительных признаков – водяных знаков) переносилась информация, заложенная в отличительные признаки – водяные знаки, которая имеется в листе для создания водяных знаков (NWI – негативные изображения отличительных признаков – водяных знаков).

[0017] В одном варианте способ изготовления листа для создания водяных знаков содержит следующие этапы: изготавливают основу, имеющую поверхность для работы с водой и поверхность для работы с волокном, противоположную поверхности для работы с водой; создают в основе отверстия; и создают зоны с водяными знаками на поверхности для работы с волокном путем абляции зон этой поверхности с целью получения узора из множества отличительных признаков – водяных знаков в непрерывной области этой поверхности.

[0018] В одном варианте способ изготовления узла для создания водяных знаков содержит следующие этапы: изготавливают описанный здесь лист для создания водяных знаков, более конкретно – указанный в п.15 Формулы изобретения; обеспечивают формующий цилиндр; и прикрепляют лист для создания водяных знаков к внешней окружной поверхности формующего цилиндра. Необходимо понимать, что в более общем случае лист для создания водяных знаков прикрепляют к формующему цилиндру таким образом, чтобы при прохождении суспензии волокон бумаги по поверхности узла для создания водяных знаков в бумагу/на бумагу переносилась информация, заложенная в отличительные признаки – водяные знаки, которая имеется на листе для создания водяных знаков.

[0019] В одном варианте бумага с водяными знаками содержит основу, имеющую зоны для водяных знаков и зоны для фона; отличительные признаки – водяные знаки, введенные в основу в зонах для водяных знаков; и отличительный признак – фон или фоновый узор, введенные в зоны для фона. В более конкретных вариантах зоны для водяных знаков совмещены с зонами для отличительного признака - фона или фонового узора. В предпочтительных вариантах отличительный признак - фон или фоновый узор неразличимы невооруженным глазом, но видимы при использовании оптического устройства.

[0020] В одном варианте документ, имеющий высокую степень защиты, содержит описанную здесь бумагу с водяными знаками, более конкретно – указанную в п.22 Формулы изобретения; и печатное изображение, нанесенное на поверхность.

[0021] В одном варианте способ изготовления бумаги с водяными знаками содержит следующие этапы: обеспечивают описанный здесь узел для создания водяных знаков; обеспечивают перемещение суспензии волокон бумаги по поверхности узла для создания водяных знаков таким образом, чтобы информация, заложенная в отличительные признаки – водяные знаки, которая имеется в узле для создания водяных знаков, переносилась на бумагу/в бумагу.

[0022] В одном варианте способ изготовления документа, имеющего высокую степень защиты, содержит следующие этапы: обеспечивают описанную здесь бумагу с водяными знаками; и выполняют дополнительную обработку поверхности бумаги (например, печатную), чтобы получить этот документ.

[0023] Аспекты и варианты, которые выше рассмотрены в общей форме, в приведенном ниже тексте и на сопутствующих чертежах будут рассмотрены более подробно.

Определения

[0024] Здесь под "формующим цилиндром" будет пониматься любой компонент бумагоделательной машины, на который может быть установлен лист для создания водяных знаков с целью получения в бумаге отличительных признаков – водяных знаков и/или отличительного признака – фона или фонового узора.

[0025] Здесь подразумевается, что "осветляющий элемент" получен из любого материала, используемого для изготовления электротипа, например, металла, но также может быть получен из комбинированных материалов/с добавлением материалов, которые можно подвергать абляции для получения осветляющего элемента или зоны с электротипом.

[0026] Здесь "электротип" – это любой осветляющий элемент, подходящий для создания отверстий или зон с очень низкой плотностью волокон в бумаге.

[0027] Здесь "основа" не включает обычную проволочную сетку и представляет собой любую однослойную или многослойную конструкцию, которая является податливой, и которую можно подвергнуть абляции или деформировать для создания отдельного водяного знака.

[0028] Здесь под "зоной с водяным знаком" будет пониматься зона основы, внутри которой имеется обособленный целостный рельеф, и границы которой совпадают с границами отдельного водяного знака.

[0029] Здесь под "отдельным водяном знаком" будут пониматься обособленные узор, композиция, изображение, текст, число или любой другой отличительный признак, которые имеют рельеф и находятся в пределах зоны с водяным знаком.

Краткое описание чертежей

[0030] На Фиг.1 приведен вид сверху листа для создания водяных знаков, имеющего отличительные признаки – водяные знаки, окруженные фоновым узором из отверстий специальной формы.

[0031] На Фиг.2 приведен вид сверху листа для создания водяных знаков, имеющего отличительные признаки – водяные знаки, окруженные фоновым узором из отверстий, имеющих неравномерное распределение для возникновения отличительного признака – фона.

[0032] На Фиг.3 приведен вид сверху листа для создания водяных знаков, имеющего комбинированный отличительный признак, полученный из фонового узора в сочетании с отличительным признаком - водяным знаком.

[0033] На Фиг.4 приведен вид сверху рельефной структуры, находящейся в зоне с водяным знаком на листе для создания водяных знаков, здесь отличительный признак – водяной знак включает осветляющий элемент.

[0034] На Фиг.5 приведен вид сверху документа, имеющего высокую степень защиты, который содержит лист с водяными знаками, имеющий отличительные признаки - водяные знаки, фоновый узор и обработанную поверхность.

[0035] На Фиг.6 показан узел для создания водяных знаков с листом для создания водяных знаков, установленным на формующем цилиндре в виде цилиндрического валика.

[0036] На Фиг.7 в разрезе показан лист для создания водяных знаков, имеющий многослойную конструкцию.

[0037] На Фиг.8 в разрезе показан лист для создания водяных знаков, имеющий сужающиеся отверстия.

Подробное описание

[0038] Авторы изобретения неожиданно обнаружили, что некоторые его задачи решаются. В частности, было обнаружено, что при использовании для изготовления листа, предназначенного для создания водяных знаков, более податливого листового материала, например, полимера, пластичного материала, каучука или каучукоподобного материала, вместо использования обычных покрытий формующего устройства из проволочной сетки, повышается долговечность узла для создания водяных знаков. Кроме того, неожиданно было обнаружено, что возможно получение водяных знаков с высоким разрешением, которые имеют очень темные и очень светлые области. Помимо этого, отсутствует необходимость в прикреплении отдельных осветляющих элементов (например, электротипов), так как осветляющие элементы могут быть созданы с использованием того же непрерывного материала, что снижает вероятность открепления и снижает трудность прикрепления. Важно отметить: также было обнаружено, что можно создавать водяные знаки на всей площади поверхности бумаги/документа путем сочетания зон с водяными знаками и зон с фоном в узле/на листе для создания водяных знаков. При введении фоновых узоров в бумагу такие отличительный признак – фон или фоновые узоры можно использовать как элементы защиты уровня 1 и уровня 2 или идентифицирующие элементы. Эти фоновые узоры могут быть объединены с отличительными признаками – водяными знаками путем их совмещения или наложения одного на другое с получением нового отличительного признака или акцентирования одного из них или другого. Помимо этого, было неожиданно обнаружено, что облегчается управление степенью слива, и что степень этого управления можно варьировать на всей площади поверхности узла для создания водяных знаков, это означает, что узоры, предназначенные для введения в бумагу, можно наносить на всей ее площади. Достаточно неожиданно также было обнаружено, что можно изменять распределение отверстий в листе, узле или покрытии формующего устройства при создании отличительного признака - фона, а также локально изменять степень слива в зонах, в которых находятся отличительные признаки - водяные знаки. В качестве одного из преимуществ было также обнаружено, что при использовании настоящего изобретения бумагу и документы, имеющие высокую степень защиты, можно заполнять линиями, имеющими высокую частоту расположения, которые повышают износостойкость этих бумаги и документов, особенно по краям и в углах. Дополнительные преимущества станут очевидны PHOSITA после прочтения описания.

[0039] Согласно одному аспекту, изобретение относится к листу для создания водяных знаков. В одном варианте лист для создания водяных знаков содержит основу, помимо прочих элементов. Авторы изобретения обнаружили, что наиболее подходящими для основы материалами являются те, которые не имеют открытой проволочной сетки и, более конкретно, те, которые являются достаточно гибкими для того, чтобы их можно было обернуть вокруг формующего цилиндра, и достаточно износостойкими для того, чтобы выдерживать жесткие условия процесса изготовления бумаги без дальнейшей значительной деформации отличительных признаков – водяных знаков, и которые в то же время без труда можно подвергать абляции, чтобы создавать отличительные признаки - водяные знаки непосредственно на листе, без необходимости выполнять двойной перенос изображения. И авторы изобретения нашли различные подходящие для этого материалы, в то же время, после прочтения настоящего описания PHOSITA смогут легко найти несколько других подходящих материалов.

[0040] Необходимо отметить и необходимо понимать, что основа может иметь однослойную или многослойную конструкцию. В некоторых вариантах единственный слой состоит из множества материалов – в первой области этот слой содержит один податливый материал, и во второй области он содержит другой податливый материал или менее податливый материал. В тех вариантах, где основа имеет многослойную конструкцию, любой из множества слоев может иметь описанную выше структуру однослойной основы.

[0041] В одном конкретном варианте слой (слои) основы или по меньшей мере их часть состоит из по меньшей мере одного из следующих податливых материалов: полимера, пластичного материала, эластичного материала, каучука, каучукоподобного, эластомерного, термопластичного, термоотверждаемого пластичного материала или из неподатливого материала, покрытого по меньшей мере одним из этих податливых материалов.

[0042] Основа имеет поверхность для работы с волокном и поверхность для работы с водой, противоположную поверхности для работы с волокном. При изготовлении бумаги поверхность для работы с волокном воздействует на волокна бумаги и/или контактирует с ними, а поверхность для работы с водой расположена на удалении от поверхности для работы с волокном и находится с той стороны основы, с которой жидкость, образующая суспензию, содержащую волокна, сливается.

[0043] В некоторых вариантах, хотя такие варианты не являются предпочтительными, между слоями многослойной основы может быть расположена проволочная сетка. В случае однослойной основы также предпочтительно, чтобы проволочная сетка не применялась, но в одном варианте однослойная основа имеет области, состоящие из проволочной сетки, если они окружены податливыми материалами, либо эта сетка находится только на краях. Особенно предпочтительно, но не в исключительном смысле, использовать проволочную сетку на краях основы для соединения этой основы с формующим цилиндром, так как было обнаружено, что это является преимуществом, но это не является обязательным.

[0044] В одном варианте основа содержит тканый материал, состоящий из нитей с покрытием, расположенных таким образом, чтобы получить эту основу. В предпочтительном варианте покрытие содержит описанный здесь податливый материал. Также допускается, что основа может в качестве альтернативы состоять из нетканого материала. В одном таком конкретном варианте нити упорядочены с получением нетканой матрицы и после этого покрыты податливым материалом.

[0045] Также допускается, что основа создана в виде многослойной системы, в которой между слоями податливых материалов расположен гибкий металлический материал (например, алюминий и т.д.).

[0046] Основа формующего узла должна быть податливой в такой степени, чтобы ее можно было изгибать для установки на формующий цилиндр. Здесь формующий цилиндр представляет собой, например, цилиндрический валик или ровнитель, либо любой компонент бумагоделательной машины, который может использоваться вместе с прикрепленным листом для создания водяных знаков для введения водяного знака в бумагу во время ее изготовления. Если формующий цилиндр представляет собой цилиндрический валик, основа листа для создания водяных знаков состоит из материала, который можно изгибать в соответствии с окружной поверхности этого валика. Так как вместе с настоящим изобретением допускается использовать любую бумагоделательную машину, подходящим формующим цилиндром также является ровнитель, установленный в бумагоделательной машине Фурдринье. В качестве примера других формующих цилиндров можно привести формовочную проволоку в машине Фурдринье, короткий формер или верхний формер. В качестве альтернативы, формующий цилиндр может представлять собой цилиндрический валик, обычно встречающийся в процессе, в котором используется ванна. В других бумагоделательных машинах также может иметься вращающееся устройство, например, двухсеточные формеры или формеры для получения многослойной бумаги.

[0047] Основа имеет непрерывные области, в которых распределено множество отличительных признаков – водяных знаков. Это не относится к проволочной сетке, имеющей вставку, так как такие вставки являются отдельными элементами. Авторы изобретения обнаружили, что основа, имеющая непрерывную область, которая покрывает значительную часть формующего цилиндра, позволяет создавать конкретные узоры на всей поверхности бумаги в целом. Помимо этого, всю поверхность узла для создания водяных знаков можно снабдить узором, состоящим из отличительных признаков - водяных знаков и/или отличительного признака – фона, не снижая при этом срок службы этого узла. Соответственно, в предпочтительном варианте лист для создания водяных знаков покрывает более 10% поверхности формующего цилиндра. В предпочтительном варианте лист для создания водяных знаков покрывает от 20% до 100% формующего цилиндра, более предпочтительно – от приблизительно 80% до приблизительно 100%. Более предпочтительно, чтобы ширина листа для создания водяных знаков составляла более 50 мм, предпочтительно находилась в диапазоне от 50 мм до 5 м и более предпочтительно – в диапазоне от приблизительно 70 мм до приблизительно 100 мм. В предпочтительном варианте зоны с водяными знаками на листе для создания водяных знаков или в узле для создания водяных знаков распределены в непрерывной области этих листа/узла, в частности, непрерывность этой области не нарушается проволочной сеткой. Здесь термин "непрерывная область" в общем относится к той области основы с множеством отличительных признаков – водяных знаков или узором из этого множества, в которой материал в зонах с водяными знаками и материал в зонах с фоном – это один и тот же материал. По сути, традиционные вставки, прикрепленные к проволочной сетке, выходят за пределы настоящего изобретения. В данном случае непрерывность непрерывной области нарушается только рельефной структурой отличительных признаков – водяных знаков, находящихся в зонах с водяными знаками. Предпочтительно, чтобы ширина непрерывной области позволяла этой области покрывать значительную часть формующего цилиндра, например, всю открытую область поверхности формующего цилиндра, более предпочтительно – более 80% ширины формующего цилиндра, либо, в качестве альтернативы, чтобы эта область имела ширину от 60 мм до приблизительно 150 мм.

[0048] Как здесь описано, основа может иметь однослойную или многослойную конструкцию, но в любом случае она будет иметь поверхность для работы с водой и поверхность для работы с волокном, которые находятся с ее противоположных сторон. С поверхности для работы с водой сливается вода из суспензии волокон, а поверхность для работы с волокном будет воздействовать на волокна бумаги и обеспечивать ввод водяного знака в бумагу. Поверхность для работы с волокном имеет непрерывную область с узором, состоящим из множества отличительных признаков – водяных знаков, по меньшей мере – из двух. В одном варианте поверхность для работы с водой, в некоторых ее зонах, связана с поверхностью для работы с волокном посредством группы отверстий, проходящих по всей толщине основы от первой из этих поверхностей до второй.

[0049] В одном варианте лист для создания водяных знаков содержит узор, состоящий из по меньшей мере двух отличительных признаков – водяных знаков, помимо прочих элементов. Этот узор представляет собой набор отличительных признаков - водяных знаков, которые распределены в непрерывной области поверхности для работы с волокном. Каждый отличительный признак - водяной знак имеет рельеф, несущий негативное изображение отличительного признака – водяного знака (NWI) или позитивное изображение отличительного признака - водяного знака (PWI). Рельеф имеет утопленные участки, приподнятые участки и плоские участки. Утопленные участки используются для создания темных областей в зонах для водяных знаков на бумаге за счет увеличения плотности волокон в этой бумаге. В отличие от этого, приподнятые участки используются для создания светлых областей в зонах для водяных знаков на бумаге за счет уменьшения плотности волокон в этой бумаге. Плоские участки используются для создания переходов от темного тона к светлому, включая места, где плотность волокон соответствует зонам для фона на бумаге (т.е. с номинальной плотностью бумаги, NFD).

[0050] В одном варианте отличительный признак – водяной знак выбирают из букв, портретов, ландшафтов, текста, чисел или символов. Отличительный признак получают, используя взаимодействие светлых и темных областей, созданных в бумаге. При приведении суспензии волокон бумаги в контакт с узлом для создания водяных знаков, отличительный признак - водяной знак, находящийся на листе для создания водяных знаков, заставляет волокна изменять свое положение, в результате чего высокая плотность волокон (HFD) возникает там, где суспензия контактирует с утопленными участками, и низкая плотность волокон (LFD) возникает там, где суспензия контактирует с приподнятыми участками рельефа отличительного признака – водяного знака. Зоны с водяными знаками, находящиеся на основе, окружены зонами с фоном, обеспечивающими номинальную плотность волокон (NFD).

[0051] В одном варианте отличительный признак – водяной знак окружен отличительным признаком – фоном или фоновым узором. Предпочтительно, чтобы фоновый узор или отличительный признак – фон находились в непосредственной близости от отличительного признака – водяного знака или были совмещены с ним. Неожиданно было обнаружено, что за счет сочетания отличительных признаков – водяных знаков и отличительного признака – фона/фонового узора в получаемой в результате бумаге можно обеспечить повышенную контрастность водяных знаков.

[0052] В одном варианте отличительный признак - водяной знак окружает отличительный признак – фон/фоновый узор.

[0053] Также предполагается, что в некоторых вариантах фоновый узор неразличим невооруженным глазом. Помимо этого, в одном варианте отверстия, создающие отличительный признак – фон или фоновый узор, могут иметь любую форму, включая овальную, круглую, треугольную или квадратную. За пределы объема настоящего изобретения также не выходит вариант, в котором отдельные отверстия созданы в форме текста, чисел или символов, то есть являются отверстиями специальной формы. Помимо этого, в еще одном варианте предполагается, что отверстия специальной формы расположены таким образом, чтобы они создавали отличительный признак, идентичный им по форме или отличающийся от них по форме. Например, в одном варианте отверстия специальной формы имеют форму буквы Р, и отличительный признак – фон содержит узор из букв Р, расположенных таким образом, чтобы возникала буква Х. В одном варианте отличительный признак – фон или фоновый узор различимы невооруженным глазом, а для отверстий специальной формы требуется вспомогательное оптическое или тактильное устройство.

[0054] Отличительный признак – фон/фоновый узор созданы отверстиями, проходящими от поверхности для работы с водой к поверхности для работы с волокном и в предпочтительном случае – проходящими по всей толщине основы. В качестве преимущества было обнаружено, что изменение распределения отверстий или изменение размера отверстий в основе позволяет создавать в бумаге различные фоновые узоры. Например, меняя размер или распределение отверстий, можно создавать отличительный признак - фон. В одном варианте характеристики отверстий изменяют на поверхности для работы с водой и на поверхности для работы с волокном для создания букв, микробукв, символов, микросимволов, текста, микротекста, портретов или микропортретов, имеющих постоянную или переменную тональность.

[0055] После осмысления данного описания PHOSITA станут понятны различные методы создания отверстий. В предпочтительном варианте отверстия создают при помощи сверления. Подходящие технологии сверления включают лазерное травление и механическое перфорирование, включая инжекционное формование и механическое или ручное сверление. Например, за пределы объема настоящего изобретения не выходит вариант, в котором для изготовления основы используется литейная форма для инжекционного формования, и одновременно в основе создаются отверстия при помощи элементов этой литейной формы, которые перфорируют области этой основы. В одном варианте способ представляет собой лазерное травление, при котором для создания отверстий на основу воздействуют излучением лазера. PHOSITA будут очевидны различные типы лазеров. Предпочтительно для сверления отверстий применять лазер на диоксиде углерода (CO₂). В предпочтительном варианте отверстия имеют коническую форму, с бóльшим размером ближе к источнику лазерного излучения и меньшим размером на удалении от него. По сути, при помощи лазера предпочтительно создавать отверстия в направлении от задней стороны (поверхности для работы с водой) к передней стороне (поверхности для работы с волокном). Неожиданно было обнаружено, что меньший размер отверстий на поверхности для работы с волокном позволяет снизить до минимума их засорение.

[0056] Один из описанных здесь вариантов листа для создания водяных знаков содержит, помимо прочих элементов, группу отверстий. Отверстия из этой группы проходят от поверхности для работы с водой к поверхности для работы с волокном. В некоторых вариантах отверстия проходят не по всей толщине основы. В некоторых вариантах зоны с водяными знаками, помимо того, что они имеют рельеф, включают группу отверстий, проходящих от поверхности для работы с водой к поверхности для работы с волокном, предпочтительно – по всей толщине основы в этих зонах. При помощи этих отверстий управляют степенью слива жидкости из суспензии волокон, и, кроме того, в зонах с водяными знаками этой степенью управляют при помощи рельефа, так как размер отверстий может быть разным в разных местах рельефа. Например, в одном варианте отверстия в основе выполнены сужающимися. Соответственно, в зонах с водяными знаками можно увеличивать или уменьшать степень слива суспензии в разных местах рельефа, так как размер отверстий в этих зонах будет обязательно меняться. В качестве альтернативы, размер отверстий может оставаться постоянным на всей протяженности от поверхности для работы с водой до поверхности для работы с волокном, в результате чего рельеф меньше влияет на степень слива.

[0057] В одном варианте отверстия создают путем сверления в направлении от поверхности для работы с водой к поверхности для работы с волокном таким образом, чтобы они сужались по мере приближения к поверхности для работы с волокном (т.е. были коническими). Было обнаружено, что в случае, если размер податливого материала является таким, как используется в настоящем изобретении, сверление от поверхности для работы с водой, в особенности, лазерное травление, позволяет лучше управлять сужением в зонах с водяными знаками, что обеспечивает неизменность размера отверстий на всей площади узора, состоящего из множества отличительных признаков – водяных знаков. Соответственно, отверстия, образующие группу отверстий, и слив во всех зонах с водяными знаками могут быть, по существу, одинаковыми или могут меняться от зоны к зоне, в зависимости от того, что требуется.

[0058] В одном варианте отверстия создают путем сверления со стороны поверхности для работы с волокном. Например, при помощи лазерного сверления, в результате которого отверстия сужаются в направлении к поверхности для работы с водой, или при помощи механического сверления, которое позволяет сохранить неизменной ширину отверстий на всей их протяженности от поверхности для работы с волокном до поверхности для работы с водой.

[0059] В одном варианте лист для создания водяных знаков, помимо прочих элементов, содержит зону с электротипом. Здесь электротип – это элемент в листе для создания водяных знаков, который позволяет получить двухтоновый или светлый водяной знак. В некоторых вариантах электротип, соответствующий настоящему изобретению, является составной частью основы. Его не прикрепляют в ходе выполнения отдельного процесса, а создают путем абляции, аналогичной абляции, используемой для создания рельефа отличительных признаков – водяных знаков, иногда даже выполняя эти процессы абляции одновременно. При этом зоны с электротипами характеризуются уменьшенным сливом либо из–за того, что отверстия не выходят на поверхность для работы с волокном, либо из–за уменьшения количества отверстий или уменьшения размера отверстий на поверхности по сравнению с другими областями основы. При уменьшенном сливе и из–за того, что зоны с электротипами приподняты относительно их окрестностей, в бумаге возникают очень светлые области. Зоны с электротипами можно создавать на утопленных участках отличительных признаков – водяных знаков, их приподнятых участках, их плоских участках или на любых комбинациях таких участков. Также допускается, чтобы зоны с электротипами создавали отверстия в бумаге, если они приподняты в достаточной для этого степени.

[0060] В альтернативном варианте осветляющий элемент может быть дополнением, аналогичным прикрепленным электротипам. Однако в этом случае электротип добавляют, обеспечивая падение расплавленного материала основы на эту основу для увеличения ее толщины в контролируемой области и отверждение добавленного материала и выполняя последующую абляцию отвержденного добавленного материала для создания осветляющего элемента, который приподнят над зоной с фоном, имеющейся в листе для создания водяных знаков. Также допускается, чтобы процесс добавления представлял собой наклеивание или иное выращивание осветляющего элемента на основе. Предполагается, что в пределах объема настоящего изобретения находятся трехмерная печать и химическое осаждение из паровой фазы.

[0061] В одном варианте зона с электротипом создана на приподнятом участке отличительного признака - водяного знака и, таким образом, создает очень светлую область в бумаге, наложенную на зону для водяного знака. Авторы изобретения обнаружили, что путем введения зоны с электротипом в основу можно создавать сложные буквенные, символьные и числовые отличительные признаки в качестве электротипа. Соответственно, в одном варианте зона с электротипом создает сложный отличительный признак из символов, например, текст на арабском, корейском, китайском или японском языке.

[0062] Также допускается, чтобы зоны с электротипами были помещены на утопленный участок, что позволяет обеспечить высокую контрастность из–за расположения бок о бок темных и светлых областей. В одном варианте в зоне с водяным знаком создают отверстие, окруженное очень темными областями. В другом варианте зону с электротипом совмещают по меньшей мере с одной зоной с водяным знаком таким образом, что первая находится на утопленном участке, на приподнятом участке или на обоих. Здесь под утопленными участками понимаются области рельефа, находящиеся ниже плоскости фона, и под приподнятыми участками понимаются области рельефа, находящиеся выше плоскости фона. Плоскость фона – это области основы, не имеющие зон с водяными знаками.

[0063] В одном варианте зоны с водяными знаками созданы путем абляции, которая создает рельеф, несущий отличительный признак. После прочтения данного описания PHOSITA станут очевидны различные технологии абляции. Но в предпочтительном варианте для абляции применяется лазер, которым воздействуют на основу под углом абляции относительно поверхности этой основы, предпочтительно, чтобы угол абляции не был перпендикулярным к нормали. Абляция может предшествовать созданию отверстий, следовать за ним, либо эти процессы могут выполняться одновременно. Однако применительно к предпочтительному варианту, в котором необходимо избежать возникновения заусенцев, было обнаружено, что выполнение абляции после создания отверстий приводит к наличию меньших заусенцев в рельефе, так как абляция в общем случае будет уменьшать заусенцы, возникшие при сверлении отверстий. Тем не менее, предполагается, что за пределы настоящего изобретения также не выходит вариант, в котором отверстия создают после создания рельефа, это особенно подходит в том случае, если сверление выполняют в направлении от поверхности для работы с волокном к поверхности для работы с водой. Другим неожиданным преимуществом создания отверстий перед абляцией является то, что в зонах с водяными знаками отверстия можно создать проходящими на расстояние чуть меньше толщины основы, чтобы последующая абляция привела к открыванию этих отверстий на поверхности для работы с волокном. Это уменьшает количество энергии, необходимое для создания отверстий, а также снижает количество дефектов в виде заусенцев.

[0064] Согласно другому аспекту, настоящее изобретение относится к способу изготовления листа для создания водяных знаков. В одном таком варианте способ изготовления листа для создания водяных знаков содержит следующие этапы: изготавливают описанную здесь основу, которая имеет поверхность для работы с водой и противоположную ей поверхность для работы с волокном; создают в основе группу отверстий, проходящих от поверхности для работы с водой к поверхности для работы с волокном, предпочтительно – проходящих по всей толщине основы; и создают зоны с водяными знаками на поверхности для работы с волокном путем абляции зон этой поверхности с целью получения узора из множества отличительных признаков в непрерывной области этой поверхности.

[0065] Как здесь описано, в пределах объема настоящего изобретения допускается различный порядок следования процессов создания отверстий и создания зон с водяными знаками. В пределах объема настоящего изобретения находится как порядок следования, при котором этапы создания отверстий и абляции выполняют одновременно, так и такой порядок следования, при котором эти процессы выполняют один после другого. В одном варианте, в частности, в том, где необходимо избежать возникновения заусенцев, предпочтительно, чтобы создание отверстий в основе выполнялось от поверхности для работы с водой, и чтобы этап создания отверстий предшествовал этапу абляции.

[0066] Для изготовления основы допускается использовать различные способы, включая инжекционное формование, трехмерную печать и вакуумное осаждение, но не ограничиваясь указанным.

[0067] В одном варианте способ изготовления листа для создания водяных знаков содержит, помимо прочих элементов, создание отличительных признаков – водяных знаков путем выполнения абляции в зонах с водяными знаками для создания рельефов с утопленными участками, плоскими участками и/или приподнятыми участками. Как здесь отмечено, для зон с водяными знаками абляцию также можно выполнять с целью создания осветляющих элементов, либо на основу можно добавлять другие податливые материалы, абляцию которых можно выполнять для создания осветляющих элементов. После прочтения данного описания PHOSITA станут очевидны различные способы абляции. Предпочтительные способы абляции включают лазерное сверление с использованием лазера на CO₂.

[0068] В предпочтительных вариантах множество отличительных признаков - водяных знаков распределено по поверхности для работы с волокном с получением из них узора. Хотя предполагается, что в непрерывной области поверхности для работы с волокном такое распределение выполняется с использованием по меньшей мере двух отличительных признаков – водяных знаков, предпочтительно, чтобы в одной непрерывной области поверхности для работы с волокном был распределен весь узор из отличительных признаков – водяных знаков. Помимо изменений в зонах с водяными знаками, основу также изменяют таким образом, чтобы она включала отверстия, и предпочтительно, чтобы отверстия были распределены с созданием узора или созданием отличительного признака, оба из них могут использоваться как элементы защиты уровня 1 или уровня 2 для документов, имеющих высокую степень защиты. В конкретном варианте по меньшей мере части отличительного признака – фона или фонового узора неразличимы невооруженным глазом, но видимы при использовании вспомогательного оптического инструмента, например, микроскопа или другого увеличивающего или тактильного устройства.

[0069] В одном варианте отверстия создают по такой схеме, чтобы они были неравномерно распределены в зоне с фоном. Например, выбирают частоту расположения отверстий или групп отверстий в направлении по одной или более осей. В качестве альтернативы или в сочетании с указанным, отверстия создают таким образом, чтобы диаметры отверстий или групп отверстий менялись в направлении по одной или более осей, в результате чего соответствующим образом меняется степень слива. Аналогичным образом, в одном варианте отличительный признак создают в бумаге, изменяя частоту расположения и/или размер отверстий таким образом, чтобы утопленные участки и приподнятые участки взаимодействовали с созданием областей с HFD и областей с LFD, которые, в свою очередь, взаимодействуют друг с другом с возникновением в бумаге отличительного признака – водяного знака.

[0070] Согласно еще одному аспекту, настоящее изобретение относится к устройству в виде узла для создания водяных знаков. В одном варианте узел для создания водяных знаков содержит формующий цилиндр, имеющий внешнюю окружную поверхность; и описанный здесь лист для создания водяных знаков, в частности, указанный в пункте 1 Формулы изобретения. Лист для создания водяных знаков обернут вокруг внешней окружной поверхности формующего цилиндра и прикреплен к этой поверхности.

[0071] В одном варианте указанный здесь узел для создания водяных знаков содержит, помимо прочих элементов, описанный здесь формующий цилиндр. Здесь формующий цилиндр включает, например, формовочную проволоку, ровнитель, цилиндрический валик, короткий формер, верхний формер или любой компонент бумагоделательной машины/любой компонент, который может быть применен в бумагоделательной машине, обеспечивающие приведение прикрепленного к ним листа для создания водяных знаков в контакт с суспензией волокон для получения отличительных признаков - водяных знаков в бумаге, изготавливаемой в этой машине.

[0072] В одном варианте указанный здесь узел для создания водяных знаков содержит, помимо прочих элементов, описанный здесь лист для создания водяных знаков. В одном конкретном варианте лист для создания водяных знаков прикреплен к формующему цилиндру таким образом, что этот лист открыт для воздействия суспензии волокон во время изготовления бумаги. После прочтения данного описания PHOSITA станут очевидны различные способы прикрепления. Предполагается, что все такие способы находятся в пределах объема настоящего изобретения. В предпочтительных вариантах лист для создания водяных знаков приклеивают к формующему цилиндру или закрепляют на нем при помощи крепежных средств.

[0073] В одном варианте указанный здесь узел для создания водяных знаков содержит узор из отверстий, подходящий для создания островков в водяных знаках. Здесь островок – это область в водяном знаке, которая окружена однородным фоном, имеющим отличающуюся тональность. Например, в одном варианте зона с фоном содержит отверстия, расположенные по схеме приблизительно 50 – приблизительно 90 отверстий на 1 см. Внутри зоны с фоном находится первый островок, отверстия в котором расположены по схеме 90–100 отверстий на 1 см. Внутри первого островка находится второй островок, отверстия в котором расположены по схеме 150 – приблизительно 250 отверстий на 1 см. Также допускаются похожие по схеме островки, когда фон содержит отверстия, расположенные по схеме 150 – приблизительно 250 отверстий на 1 см, первый островок со схемой расположения 90 – приблизительно 100 отверстий на 1 см и второй островок с отверстиями, расположенными по схеме приблизительно 50 – приблизительно 90 отверстий на 1 см. В одном конкретном варианте фон содержит отверстия, расположенные по схеме приблизительно 65 отверстий на 1 см, первый островок со схемой расположения приблизительно 100 отверстий на 1 см и второй островок со схемой расположения приблизительно 195 отверстий на 1 см. Неожиданно было обнаружено, что наиболее подходящей является ситуация, когда размер отверстий на поверхности для работы с волокном меньше их размера на поверхности для работы с водой.

[0074] Лист для создания водяных знаков прикрепляют к поверхности формующего цилиндра, которая открыта для воздействия суспензии волокон. Эта поверхность здесь в основном называется окружной поверхностью. Например, если формующий цилиндр представляет собой формовочную проволоку, окружная поверхность – это верхняя поверхность, на которую перемещают суспензию волокон, в то время как при работе с использованием ванны или работе по принципу Фурдринье окружная поверхность, например, может представлять собой поверхность цилиндрического валика, находящуюся наиболее близко к суспензии волокон. При создании настоящего изобретения было неожиданно обнаружено, что в отличие от проволочной сетки податливый материал, применяемый в этом изобретении, не требует отдельного опорного слоя или опорных участков. Тем не менее, здесь также допускается, чтобы лист для создания водяных знаков прикреплялся к формующему цилиндру либо непосредственно, либо опосредованно. Например, для изменения степени слива на поверхность основы, предназначенную для работы с водой, также могут быть добавлены дополнительные компоненты.

[0075] Согласно дополнительному аспекту, настоящее изобретение относится к способу изготовления узла для создания водяных знаков. В одном варианте этот способ содержит следующие этапы: изготавливают описанный здесь лист для создания водяных знаков; обеспечивают формующий цилиндр; и прикрепляют лист для создания водяных знаков к внешней или открытой для воздействия окружной поверхности формующего цилиндра.

[0076] Согласно следующему аспекту, настоящее изобретение относится к бумаге с водяными знаками. В одном варианте бумага с водяными знаками содержит основу, имеющую зоны для водяных знаков и зоны для фона; отличительные признаки – водяные знаки, введенные в основу в зонах для водяных знаков; и отличительный признак - фон или фоновый узор, введенные в основу в зонах для фона.

[0077] После прочтения данного описания PHOSITA будут очевидны различные основы бумаги. Однако в предпочтительных вариантах основу бумаги создают из целлюлозы или смеси целлюлозы и других материалов, например, таких как полимерные материалы. Предполагается, что основа бумаги является однослойной или многослойной по структуре.

[0078] Как здесь описано, отличительные признаки – водяные знаки создают в зонах основы бумаги, предназначенных для водяных знаков, как рельефные участки с высокой плотностью волокон (HFD), низкой плотностью волокон (LFD) и номинальной плотностью волокон (NFD). HFD, LFD и NFD взаимодействуют с созданием в бумаге отличительных признаков.

[0079] В одном варианте отличительный признак – фон или фоновый узор создают путем неравномерного распределения отверстий в зоне с фоном. По сути, частоту расположения отверстий, размер отверстий или их сочетание задают таким образом, чтобы области с HFD и области с LFD взаимодействовали с созданием отличительного признака - фона или фонового узора.

[0080] Согласно еще одному аспекту, настоящее изобретение относится к способу изготовления бумаги с водяными знаками. В одном варианте способ изготовления бумаги с водяными знаками содержит следующие этапы: обеспечивают бумагоделательную машину с описанным здесь узлом для создания водяных знаков; направляют суспензию волокон на поверхность для работы с волокном, имеющуюся в узле для создания водяных знаков, таким образом, чтобы в изготавливаемую или получаемую в результате бумагу вводились отличительный признак – водяной знак и/или отличительный признак – фон или фоновый узор. PHOSITA будут очевидны различные бумагоделательные машины, использование которых допускается в настоящем изобретении. В предпочтительном варианте бумагоделательную машину выбирают из машины с ванной и машины Фурдринье. В машине с ванной формующий цилиндр представляет собой цилиндрический валик, и, согласно настоящему изобретению, к нему прикрепляют лист для создания водяных знаков с целью получения узла для создания водяных знаков. После этого его помещают в ванну, содержащую суспензию волокон. При вращении узла для создания водяных знаков, на его поверхности накапливаются волокна, плотность расположения которых является разной и зависит от глубины рельефных участков и наличия отверстий в зонах с водяными знаками, а также от равномерности распределения отверстий в зонах с фоном. В некоторых вариантах отличительный признак – фон или фоновые узоры создают совмещенными с отличительными признаками – водяными знаками.

[0081] В некоторых вариантах бумага имеет светлые области или отверстия, созданные осветляющим элементом (например, электротипом), которые можно совмещать с зонами для фона, зонами для водяных знаков, либо и тем, и другим. Например, в одном варианте отличительный признак представляет собой комбинированный отличительный признак, одни участки которого образованы отличительным признаком – водяным знаком, и другие участки которого образованы фоновым узором или отличительным признаком – фоном.

[0082] Согласно следующему аспекту, настоящее изобретение относится к документу, имеющему высокую степень защиты. В одном варианте документ, имеющий высокую степень защиты, содержит описанную здесь бумагу с водяными знаками и имеет обработанную поверхность.

[0083] Предполагается, что настоящее изобретение охватывает различные документы, имеющие высокую степень защиты, которые будут очевидны PHOSITA после ознакомления с этим изобретением. В предпочтительном варианте документ, имеющий высокую степень защиты, представляет собой банкноту или другие денежные документы/ документы, выпущенные правительством.

[0084] Предполагается, что настоящее изобретение также охватывает различные типы обработки поверхности, которые будут очевидны PHOSITA после ознакомления с этим изобретением. Например, подходящими типами обработки поверхности являются обработка, препятствующая загрязнению, обработка с получением требуемого дизайна или обработка с созданием средств защиты. В одном варианте в качестве обработки поверхности, препятствующей загрязнению, выполняют импрегнирование поверхности бумаги и/или бумаги в массе. В качестве альтернативы или в дополнение, в другом варианте выполняют обработку бумаги с получением требуемого дизайна, например, используя глубокую печать для создания текста или другой метод, обеспечивающий высокую степень защиты, например, печать микротекста. Другой альтернативной или дополнительной обработкой поверхности является создание таких средств защиты, как голограммы, нити (например, ныряющие, полностью находящиеся на поверхности или полностью внедренные) с элементами, читаемыми машиной (например, магнитными, инфракрасными и т.д.). Здесь также допускается, что в бумагу может быть добавлена микрооптическая защитная нить. Таким образом, указанная здесь обработка поверхности включает любую обработку поверхности бумаги и/или бумаги в массе.

[0085] В одном варианте обработка поверхности представляет собой введение нити в область, где находится отличительный признак – водяной знак или отличительный признак – фон, в результате чего улучшаются визуальные характеристики нити и/или отличительного признака – водяного знака/отличительного признака – фона/фонового узора, либо возникают комбинированный отличительный признак или узор.

[0086] Согласно еще одному аспекту, настоящим изобретением предлагается способ изготовления документа, имеющего высокую степень защиты. В одном варианте этот способ содержит следующие этапы: обеспечивают описанную здесь бумагу с водяными знаками; и выполняют обработку поверхности этой бумаги.

[0087] Далее изобретение будет рассмотрено более подробно с обращением к некоторым конкретным вариантам его реализации, которые изображены на чертежах.

Примеры

[0088] Первым примером является лист 100 для создания водяных знаков, изображенный на Фиг.1. В этом варианте лист 100 для создания водяных знаков имеет зону 102' с водяным знаком, содержащую отличительный признак – водяной знак 102 в виде рельефа. Этот лист для создания водяных знаков также содержит фоновый узор, который создан из отличительных признаков 103 специальной формы и имеет вид группы букв (а именно, букв Р). Отличительный признак – водяной знак 102 окружен зоной 101 с фоном, имеющейся в непрерывном листе 100 для создания водяных знаков, которая улучшает визуальное восприятие этого отличительного признака.

[0089] Другим примером является лист 200 для создания водяных знаков, изображенный на Фиг.2. В этом варианте лист 200 для создания водяных знаков имеет зону 202' с водяным знаком, содержащую отличительный признак - водяной знак 202 в виде рельефа. Лист 200 для создания водяных знаков также содержит фоновый узор, созданный в зоне 201 с фоном. Фоновый узор создан путем неравномерного распределения отверстий 203. В данном случае фоновые отверстия 203 неразличимы невооруженным глазом, но их легко можно распознать при использовании вспомогательного оптического инструмента, например, микроскопа или увеличительного стекла. В одной области отверстия расположены таким образом, чтобы получился отличительный признак 204 в виде буквы R. Эту букву R 204 можно увидеть невооруженным глазом в проходящем свете. Однако в отраженном свете она также является неразличимой невооруженным глазом.

[0090] Еще одним примером является лист 300 для создания водяных знаков, изображенный на Фиг.3. В этом варианте отличительный признак – водяной знак 302 представляет собой комбинированный отличительный признак - водяной знак, образованный отчасти отличительным признаком - водяным знаком 302, который находится в зоне 302' с водяным знаком, и отчасти фоновым узором 304, созданным из отверстий 303, имеющих неравномерное распределение в зоне с фоном. В результате взаимодействия этих частей появляется буква Е, окруженная отверстиями 303, находящимися в зоне 301 с фоном.

[0091] Следующим примером является лист 400 для создания водяных знаков, изображенный на Фиг.4, который имеет зону 405 с водяным знаком, содержащую отличительный признак – водяной знак, имеющий вид рельефа с утопленными участками 407 и приподнятыми участками 408, которые взаимодействуют с возникновением в листе 400 негативного изображения водяного знака (NWI) или отличительного признака 402. Этот отличительный признак – водяной знак 402 также включает осветляющий элемент 406, находящийся вверху колокола, который будет уменьшать плотность волокон в этой зоне. Этот осветляющий элемент препятствует сливу или уменьшает степень слива, таким образом уменьшая плотность волокон, в результате чего в соответствующем месте бумаги возникают отверстие или очень светлая область.

[0092] Другой пример – это изображенный на Фиг.5 документ 500 с высокой степенью защиты, в данном случае – банкнота. Здесь банкнота 500 содержит лист с водяными знаками, имеющий отличительный признак – водяной знак 502 со светлым элементом 506 и узор 504 из отверстий, расположенных таким образом, что в зоне 501 для фона возникает микротекст 504 уровня 2, который используется для идентификации банкноты 500. Лист с водяными знаками подвергнут обработке поверхности в зоне 509 с созданием печатного элемента.

[0093] В еще одном примере, изображенном на Фиг.6, предлагается узел 600 для создания водяных знаков. Узел 600 для создания водяных знаков содержит формующий цилиндр, представляющий собой цилиндрический валик 611 машины с ванной. Лист 610 для создания водяных знаков обернут вокруг окружной поверхности и прикреплен к ней при помощи крепежных средств и/или клея. На окружной поверхности узла находятся отличительные признаки – водяные знаки 602 и фоновый узор 601, окружающий колокола. Отверстия 603, проходящие от поверхности для работы с водой, выходят на поверхность для работы с волокном (т.е. на окружную поверхность устройства). Во время изготовления бумаги узел 600 для создания водяных знаков приводят в контакт с суспензией волокон, предназначенных для изготовления бумаги. Несущие изображение отличительные признаки – водяные знаки 602 и фоновый узор воздействуют на волокна бумаги, создавая на бумаге в зоне для водяного знака рельеф, соответствующий отличительным признакам - водяным знакам, расположенным на листе 610 для создания водяных знаков.

[0094] В следующем примере, изображенном на Фиг.7, лист 700 для создания водяных знаков имеет многослойную структуру, в этом листе между 2 податливыми слоями 712, 714 расположен менее податливый слой 713, например, промежуточный металлический слой. На изображенном здесь листе для создания водяных знаков имеются отличительные признаки – водяные знаки 702 и отверстия 703, находящиеся в зоне 701 с фоном.

[0095] В качестве другого примера, изображенного на Фиг.8, приведен вид листа 800 для создания водяных знаков в разрезе, на этом виде показаны отличительные признаки – водяные знаки 802 и отверстия 803, находящиеся в зоне 801 с фоном, здесь также показаны конические отверстия 815, расширяющиеся в направлении от верхней стороны 819 (т.е. поверхности 816 для работы с волокном) к нижней стороне 818 (т.е. поверхности 816 для работы с водой). В данном случае сверление отверстий может выполняться с использованием различных процедур, в том числе, лазерного сверления.

[0096] Хотя выше описаны различные варианты реализации настоящего изобретения, необходимо понимать, что они приведены только в качестве примера и не накладывают ограничений. Таким образом, объем настоящего изобретения не должен ограничиваться ни одним из этих примерных вариантов.

1. Лист для создания водяных знаков, содержащий:

– основу, имеющую (i) поверхность для работы с водой и (ii) поверхность для работы с волокном, противоположную поверхности для работы с водой, при этом основа способна подвергаться деформированию или абляции для создания по меньшей мере части водяного знака;

– узор, состоящий из по меньшей мере двух отличительных признаков – водяных знаков; и

– группу сужающихся отверстий, проходящих от поверхности для работы с водой к поверхности для работы с волокном, при этом узор, состоящий из по меньшей мере двух отличительных признаков – водяных знаков, распределен по непрерывной области поверхности для работы с волокном.

2. Лист для создания водяных знаков по п.1, в котором поверхность для работы с волокном имеет непрерывную область, состоящую из по меньшей мере одного из следующего: пластичного, эластичного, термопластичного или термоотверждаемого материала.

3. Лист для создания водяных знаков по п.1, имеющий ширину от 50 мм до 5 м.

4. Лист для создания водяных знаков по п.1, в котором основа включает зоны с водяными знаками и зоны с фоном, причем отличительные признаки – водяные знаки созданы в зонах с водяными знаками, окруженных зонами с фоном.

5. Лист для создания водяных знаков по п.4, в котором отверстия, находящиеся в зоне с фоном, проходят по всей толщине этой зоны.

6. Лист для создания водяных знаков по п.4, в котором отличительный признак имеет рельефную структуру, имеющую утопленные участки и приподнятые участки.

7. Лист для создания водяных знаков по п.6, в котором зона с водяным знаком имеет отверстия, проходящие по всей толщине зоны с водяным знаком.

8. Лист для создания водяных знаков по п.1, в котором поверхность для работы с волокном включает первые зоны, введенные в по меньшей мере одно из зоны с водяными знаками и зоны с фоном и содержащие осветляющие элементы, подходящие для создания отверстий или зон с низкой плотностью волокон в листе для создания водяных знаков.

9. Лист для создания водяных знаков по п.1, в котором отверстия созданы путем сверления в направлении от поверхности для работы с водой к поверхности для работы с волокном.

10. Лист для создания водяных знаков по п.1, в котором отверстия сужаются в направлении от поверхности для работы с водой к поверхности для работы с волокном.

11. Лист для создания водяных знаков по п.1, в котором упомянутый узор из по меньшей мере двух отличительных признаков – водяных знаков создают путем абляции зон с водяными знаками.

12. Лист для создания водяных знаков по п.4, в котором зоны с фоном включают отличительный признак – фон, созданный путем неравномерного распределения отверстий в зоне с фоном.

13. Лист для создания водяных знаков по п.8, в котором одна или более из первых зон совмещены с по меньшей мере одной зоной с водяным знаком таким образом, чтобы она находилась на утопленном участке, на приподнятом участке или на обоих.

14. Лист для создания водяных знаков по п.13, в котором одна или более из первых зон созданы при помощи процесса абляции.

15. Способ изготовления листа для создания водяных знаков, содержащий следующие этапы:

– изготавливают основу, имеющую поверхность для работы с водой и поверхность для работы с волокном, противоположную поверхности для работы с водой, при этом основа способна подвергаться деформированию или абляции для создания по меньшей мере части водяного знака;

– создают отверстия в основе для создания сужающихся отверстий; и

– создают зоны с водяными знаками на поверхности для работы с волокном путем абляции зон поверхности для работы с волокном с целью получения узора из множества отличительных признаков – водяных знаков по непрерывной области поверхности для работы с волокном.

16. Способ по п.15, в котором поверхность для работы с волокном состоит из по меньшей мере одного из следующего: пластичного, эластичного, термопластичного или термоотверждаемого материала.

17. Способ по п.15, в котором ширина основы составляет от 50 мм до 5 м.

18. Способ по п.15, в котором этап создания отверстий выполняют до или после этапа создания зон с водяными знаками.

19. Способ по п.15, в котором основу изготавливают с использованием вакуумного осаждения или инжекционного формования.

20. Узел для создания водяных знаков, содержащий:

– формующий цилиндр, имеющий внешнюю окружную поверхность; и

– лист для создания водяных знаков по п.1,

причем лист для создания водяных знаков обернут вокруг внешней окружной поверхности формующего цилиндра и прикреплен к ней.

21. Способ изготовления узла для создания водяных знаков, содержащий этапы, на которых:

– изготавливают лист для создания водяных знаков при помощи способа по п.15;

– обеспечивают формующий цилиндр; и

– прикрепляют лист для создания водяных знаков к внешней окружной поверхности формующего цилиндра.

22. Бумага с водяными знаками, содержащая:

– основу бумаги, имеющую зоны для водяных знаков и зоны для фона;

– отличительные признаки – водяные знаки, введенные в основу бумаги, при этом отличительные признаки – водяные знаки создают с использованием листа для создания водяных знаков по п.1; и

– отличительный признак – фон или фоновый узор, введенный в зону для фона.

23. Бумага с водяными знаками по п.22, в которой отличительные признаки – водяные знаки совмещены с отличительным признаком – фоном.

24. Защищенный документ, который содержит:

– бумагу с водяными знаками по п.23; и

– обработанную поверхность.

25. Защищенный документ по п.24, причем защищенный документ представляет собой банкноту.

26. Защищенный документ по п.25, в котором отличительный признак – фон неразличим невооруженным глазом, но видим при использовании оптического устройства.

27. Лист для создания водяных знаков по п.1, причем лист для создания водяных знаков выполнен с возможностью обертывания вокруг внешней окружной поверхности формующего цилиндра и прикрепления на площади этой поверхности, составляющей от 80% до 100%.