СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА, СОДЕРЖАЩЕГО ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДИН ВОЛОКНИСТЫЙ СЛОЙ И ЗАЩИТНЫЕ И/ИЛИ ДЕКОРАТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ Российский патент 2011 года по МПК B41M3/14 B44F1/12 

Одним из предметов настоящего изобретения является, в частности, способ изготовления листового материала, содержащего по меньшей мере один волокнистый слой.

Из патента US 6270625 известен способ изготовления защитной бумаги, имеющей цветные полоски, содержащий следующие шаги:

напорный ящик снабжают бумажной массой через несколько линий подачи;

в некоторые линии подачи избирательно вводят одну или несколько окрашивающих добавок;

бумажную массу укладывают на бумагоделательную сетку.

Этот способ позволяет получить несколько цветных полосок в массе бумаги.

Элементы защиты могут быть введены избирательно в одну из линий для распределения бумажной массы.

Один недостаток, обусловленный описанным выше способом, связан с тем фактом, что элементы защиты вводят в массу бумаги, что может препятствовать их наблюдению и детектированию или может затруднять их наблюдение и детектирование.

Из патента US 5989389 известен способ изготовления защитной бумаги, например банкноты, который заключается в том, что на вращающийся сетчатый цилиндр укладывают два типа волокнистых суспензий, одна предназначена для образования непрозрачных участков бумаги, а другая - для по существу прозрачных участков.

Суспензия волокон, образующая прозрачные участки, может содержать наполнитель, связующее вещество или увеличивающую прозрачность добавку, и ее распределяют с использованием форсунки в контакте с бумагоделательной сеткой.

Из патента GB 2309710 известна однослойная защитная бумага, включающая элементы защиты, например металлические или магнитные частицы. Бумага сформирована в контакте с вращающимся сетчатым цилиндром, и частицы введены в волокнистый слой, сформированный с использованием форсунок, разнесенных с интервалом друг от друга и расположенных в том месте, где волокнистый слой начинает формироваться в контакте с бумагоделательной сеткой.

Также из патента GB 696673 известен способ изготовления бумаги, содержащий шаг, включающий напуск материала, например печатной краски, с использованием шприца в массу формирующегося волокнистого слоя.

Из патента EP 490825 известно применение защитной бумаги, например банкноты, содержащей несколько смежных полосок, каждая из которых сформирована посредством покрытия радужным пигментом.

Радужный пигмент наносят посредством покрытия с использованием вращающегося вала:

- либо посредством укладки продукта на вал, который переносит продукт на движущуюся бумагу;

- или посредством непосредственного нанесения продукта на бумагу до прохождения вращающегося вала.

Международная заявка WO 2004/087437 раскрывает защитную бумагу, например банкноту, содержащую две смежные радужные полоски, нанесенные на бумагу, например с использованием способа, описанного в указанной ранее заявке ЕР 498825, или посредством покрытия, печати, фотогравюры, флексографии или офсетной печати.

Бумага также содержит элемент с переменными оптическими свойствами, например голограмму, нанесенную посредством горячего прессования по меньшей мере на одну из радужных полосок.

Изготовление защитной бумаги согласно заявке ЕР 490825 или заявке WO 2004/087437 требует выполнения шагов за пределами поточной линии изготовления бумаги, что может повысить конечную стоимость бумаги.

Как правило, известные защитные или ценные документы содержат элементы защиты, которые позволяют защитить эти документы от подделки или попыток воспроизведения.

Среди элементов защиты некоторые могут быть детектированы невооруженным глазом в видимом свете без использования специальных устройств. Эти элементы защиты содержат, например, окрашенные конфетти или волокна.

Эти элементы защиты считают элементами первого уровня.

Другие типы элементов защиты могут быть детектированы только с использованием относительно простого устройства, например лампы, излучающей в ультрафиолетовом или инфракрасном диапазоне. Эти элементы защиты содержат, например, волокна, конфетти или частицы. Эти элементы защиты могут быть заметными для невооруженного глаза или не заметными, являясь, например, люминесцентными в освещении лампы Вуда, излучающей на длине волны 365 нм. Эти элементы могут также быть, например, термохромного или фотохромного типа.

Эти элементы защиты считают элементами второго уровня.

Однако для детектирования элементов защиты других типов требуется более сложное детектирующее устройство. Эти элементы защиты, например, способны формировать специальный сигнал при воздействии на них, одновременно или по очереди, одного или нескольких источников внешнего возбуждения. Автоматическое детектирование сигнала позволяет, при необходимости, определить подлинность документа.

Эти элементы защиты содержат, например, маркирующие элементы в форме активного материала из частиц или волокон, способные генерировать специальный сигнал, если на эти маркирующие элементы оказывают возбуждающее воздействие оптоэлектронным, электрическим, магнитным или электромагнитным образом.

Эти элементы защиты считают элементами третьего уровня.

Упомянутые выше элементы защиты могут быть внедрены в массу бумаги или располагаться на ее поверхности.

Если с помощью элементов защиты должна быть помечена вся бумага, количество таких используемых элементов может быть относительно большим, что может повысить конечную стоимость бумаги.

Если элементы защиты внедрены в массу бумаги, их наблюдение невооруженным глазом для элементов защиты первого уровня или их детектирование для элементов защиты третьего уровня может быть сложным или даже невозможным благодаря, например, наличию волокон целлюлозы или пигментов, которые могут действовать в качестве фильтра.

Кроме того, в зависимости от способа изготовления бумаги, в частности во время введения общей массой некоторое количество элементов защиты может не удержаться и не оказаться, в конечном итоге, внедренным в бумагу.

Настоящее изобретение предназначено, в частности, для создания нового способа изготовления листового материала, имеющего по меньшей мере один волокнистый слой, содержащий защитные и/или декоративные элементы.

Выражение "листовой материал" в описании и в формуле изобретения может обозначать волокнистый лист на основе целлюлозных и/или синтетических волокон. Листовой материал может иметь, например, относительно небольшую толщину, в частности меньшую или равную 3 мм, например равную приблизительно 100 мкм, и быть по меньшей мере частично или даже полностью гибким. Листовой материал может быть однослойного или многослойного типа, в частности двуслойного. В одном примере реализации изобретения листовой материал может быть упакован в рулон, в частности до разрезания его до необходимого формата.

Предметом изобретения, согласно одному его аспекту, является способ изготовления листового материала, содержащего по меньшей мере один волокнистый слой и несколько защитных и/или декоративных элементов, причем способ содержит по меньшей мере один из следующих шагов:

на одну сторону волокнистого слоя напыляют защитные и/или декоративные элементы, при движении слоя в заданном направлении, в частности, когда волокнистый слой все еще мокрый, так, чтобы сформировать по меньшей мере один непрерывный узор, имеющий по меньшей мере один край, по существу в направлении движения, не полностью параллельный направлению движения, и узор, содержащий последовательность разъединенных участков;

напыляют на одну сторону волокнистого слоя, в частности, когда он все еще мокрый, защитные и/или декоративные элементы по меньшей мере двух различных типов и/или имеющие переменную концентрацию.

Благодаря изобретению количество защитных и/или декоративных элементов, используемых для изготовления листового материала, может быть относительно небольшим.

Например, могут распылять струю защитных и/или декоративных элементов над небольшим участком поверхности волокнистого слоя.

Кроме того, изобретение позволяет ограничить возможные потери материала. Если защитные и/или декоративные элементы напыляют на все еще мокрый волокнистый слой, это позволяет улучшить закрепление таких элементов на волокнистой массе.

Напыление защитных и/или декоративных элементов на волокнистый слой могут осуществлять на поточной линии, после мокрой части бумагоделательной машины, используемой для формирования волокнистого слоя, в частности до прохождения прессовой части или даже до прохождения сушильного устройства бумагоделательной машины.

Нанесение защитных и/или декоративных элементов может быть более удобным, поскольку его осуществляют в самой бумагоделательной машине, что в частности позволяет определить положение узора или узоров защитных и/или декоративных элементов относительно других элементов защиты, расположенных в волокнистом слое, например защитной нити или водяного знака.

Участки волокнистого слоя, покрытые защитными и/или декоративными элементами, могут иметь расплывчатый или отчетливый контур, в зависимости от типа нанесенных защитных и/или декоративных элементов и способа напыления.

Расплывчатый контур может обеспечивать то, что копирование листового материала посредством печати будет более затруднительным.

В одном примере реализации изобретения защитные и/или декоративные элементы предварительно распределяют в жидкости, например воде, опционально с одной или несколькими добавками, например связующим веществом или удерживающим агентом с целью облегчения прикрепления защитных и/или декоративных элементов к волокнистому слою, или диспергирующей добавкой с целью облегчения дисперсии защитных и/или декоративных элементов.

Полученную таким образом смесь могут напылять на волокнистый слой с использованием потока агента под давлением, в частности газа под давлением, например сжатого воздуха.

Способ согласно изобретению может содержать по меньшей мере один из следующих шагов:

распределяют защитные и/или декоративные элементы, распределенные в жидкости, в частности, если размер защитных и/или декоративных элементов по существу мал;

напыляют защитные и/или декоративные элементы на волокнистый слой.

Напыление защитных и/или декоративных элементов могут осуществлять с использованием системы распыления, содержащей одну или несколько распылительных форсунок.

Например, напыление защитных и/или декоративных элементов могут осуществлять с помощью нескольких распылительных форсунок, снабженных защитными и/или декоративными элементами различного типа, для образования смежных или перекрывающихся узоров.

Система распыления содержит, при необходимости, в частности в зависимости от типа защитных и/или декоративных элементов, устройство тонкого распыления жидкой среды с целью создания очень мелких капель.

Система распыления может содержать по меньшей мере одну форсунку, к которой может быть попеременно подведено по меньшей мере две емкости, содержащие защитные и/или декоративные элементы, выполненную с возможностью попеременного распыления защитных и/или декоративных элементов, поступающих из двух емкостей.

При необходимости система распыления может содержать разделитель струи, расположенный с возможностью разделения на выпуске форсунки одной струи в несколько струй, опционально разнесенных друг от друга с целью создания одного или нескольких узоров.

Предпочтительно, защитные и/или декоративные элементы напыляют с формированием по меньшей мере одной струи, причем способ содержит следующие шаги:

в заданном направлении перемещают волокнистый слой;

струю перемещают вдоль направления, которое не является параллельным направлению движения волокнистого слоя, в частности перемещают в виде колебаний.

Изобретение позволяет создавать большое разнообразие узоров с использованием защитных и/или декоративных элементов.

Например, защитные и/или декоративные элементы могут напылять на волокнистый слой непрерывно или, как вариант, прерывисто, в частности периодически с определенной частотой.

Система распыления может, при необходимости, быть скомбинирована с системой управления, предназначенной для управления распылением защитных и/или декоративных элементов, в частности частотой распыления, направлением распыления, силой распыления защитных и/или декоративных элементов, объемом, скоростью потока и формой и/или размером струи защитных и/или декоративных элементов.

Система управления может содержать по меньшей мере одно пневматическое устройство и перистальтическое устройство, или комбинированное пневматическое/перистальтическое устройство, обеспечивающее возможность управления частотой распыления и объема.

В частности может содержать пневматический насос с возможностью регулирования частоты распыления и объема через систему сжатого воздуха, скоростью потока и давлением в которой легко можно управлять.

Частота распыления и объем в перистальтическом насосе зависят, в частности, от конфигурации насоса, например от количества рабочих колес, создающих давление распыления.

Система управления может содержать, при необходимости, центробежный насос или мононасос, в частности в случае формирования непрерывных узоров, обеспечивающий возможность управления скоростью потоков, обеспечивая их регулярность и точность, в частности повторяемость и стабильность.

Защитные и/или декоративные элементы могут напылять с формированием по меньшей мере одной струи, имеющей в поперечном сечении форму, выбранную из следующего перечня: фрагмент прямой линии, угол, например прямой угол, треугольник, прямоугольник или квадрат, непрямолинейная кривая, например дуга окружности, окружность, эллипс, овал или S-образную форму, диск или волнообразную форму.

Струя может быть пустотелой или сплошной.

В одном примере реализации изобретения, защитные и/или декоративные элементы напыляют на волокнистый слой, так что они распределены только на одном участке соответствующей стороны волокнистого слоя, и элементы не полностью покрывают эту сторону.

Способ может содержать, при необходимости, следующий шаг:

на волокнистый слой напыляют, одновременно или последовательно, в частности попеременно, защитные и/или декоративные элементы по меньшей мере двух различных типов, например с целью образования полностью или частично перекрывающихся, совмещенных, смежных или раздельных узоров.

Узор или узоры, выполненные на листовом материале, могут образовывать, при необходимости, идентификационный элемент листового материала.

Узор или узоры могут образовывать, при необходимости, декоративный узор или специфический узор товарного знака.

Защитные и/или декоративные элементы различного типа могут иметь, например, различные цвета, имея при этом идентичную форму.

Этот или эти узоры содержат, например, один из следующих элементов: буквенно-цифровой знак, символ, геометрическую фигуру, логотип, или композицию, но не ограничиваясь ими.

Этот или эти узоры могут или не могут чередоваться опционально с заданным шагом, и/или соприкасаться, или перекрываться.

Способ может содержать следующий шаг:

на волокнистый слой напыляют, например, с совмещением, смежно или раздельно, одновременно или последовательно, в частности попеременно, защитные и/или декоративные элементы при различных скоростях потока с целью, в частности, образования на волокнистом слое участков, имеющих различное количество защитных и/или декоративных элементов на единицу длины или на единицу площади.

На волокнистый слой могут распылять один тип защитных и/или декоративных элементов или смесь нескольких типов защитных и/или декоративных элементов, например, элементы различных уровней защиты.

Одним из преимуществ смеси элементов защиты различных уровней может быть возможность определения положения элементов защиты второго или третьего уровня благодаря наличию видимых при дневном свете элементов защиты первого уровня.

Аутентификация и/или идентификация листового материала может, при необходимости, быть основана на проверке подлинности совокупности участков, образованных элементами защиты, или на проверке подлинности только некоторых из этих участков.

По меньшей мере один из участков, образованных элементами защиты, может образовывать зону проверки, предназначенную для анализа элементов защиты, находящихся в этой зоне проверки, с целью идентификации листового материала, основанной, например, на пространственном распределении элементов защиты в зоне проверки.

Эта зона проверки соответствует, например, пересечению двух участков, образованных элементами защиты различного типа и/или концентрации.

Элементы защиты могут содержать:

элементы, детектируемые невооруженным глазом в отраженном свете и/или в проходящем свете, при дневном свете; и/или

элементы, детектируемые на ощупь, создающие тактильный эффект;

элементы, детектируемые невооруженным глазом, в отраженном свете и/или в проходящем свете, например при специальном освещении, в частности при ультрафиолетовом освещении, причем элементы защиты, в частности не могут быть детектированы невооруженным глазом в видимом свете; и/или

элементы, имеющие возможность испускания специального сигнала при внешнем возбуждающем воздействии на них, в частности оптоэлектронном, электромагнитном, электрическом, магнитном, термическом или акустическом возбуждающем воздействии.

Элементы защиты могут содержать, при необходимости, по меньшей мере один из следующих элементов:

активный материал, например химическое вещество, поглощающее в ультрафиолетовом диапазоне, или элементы, детектируемые посредством флуоресценции в рентгеновском диапазоне;

частицу или пигмент, в частности такие, которые являются люминесцентными, флуоресцентными и/или фосфоресцентными;

биологический, химический или физический маркер;

волокно, например магнитное волокно, в частности, которое слабо намагничено, или волокно, которое является оптически возбуждаемым, в частности при воздействии инфракрасного излучения;

конфетти.

Частицы или пигменты могут иметь, например, размеры от 10 до 20 мкм, даже достигающие 500 мкм.

Волокна могут иметь, например, длину от 3 до 5 мм и диаметр порядка 30 мкм. Декоративные элементы содержат, при необходимости, металлические частицы и/или блестящие или матовые или окрашенные частицы, изготовленные из минерального или пластикового материала (материалов).

Листовой материал может содержать по меньшей мере одну аутентификационную и/или идентификационную структуру, причем защитные и/или декоративные элементы покрывают участок волокнистого слоя, который может перекрываться, по меньшей мере частично или даже полностью, с аутентификационной и/или идентификационной структурой.

Последняя может, при необходимости, покрывать защитные и/или декоративные элементы.

Аутентификационная и/или идентификационная структура может содержать, например, пленку или вставку или голограмму, нанесенную на волокнистый слой, в частности за пределами бумагоделательной машины.

Узор или узоры, образованные защитными и/или декоративными элементами, могут, например, находиться на защитной нити, или участке повышенной прозрачности, или водяном знаке.

Аутентификационная и/или идентификационная структура может быть выбрана по меньшей мере из одного из следующих элементов: водяной знак, элемент с переменными оптическими свойствами, например голограмма, элемент полоски, пленка, вставка, защитная нить или печатное изображение.

Благодаря изобретению обеспечивается возможность модификации формы узора, в частности посредством управления следующими параметрами:

скоростью движения волокнистого слоя во время нанесения защитных и/или декоративных элементов;

скоростью пульсации в случае использования пневматической распыляющей форсунки;

поперечным движением системы распыления, в частности частотой колебаний.

При необходимости существует возможность варьирования скорости потока во времени с целью создания узоров, в частности в виде полоски, с переменными концентрациями защитных и/или декоративных элементов.

Для аутентификации листового материала могут быть использованы отклонения в концентрации.

Другим предметом изобретения, согласно другому его аспекту, является бумагоделательная машина, содержащая:

по меньшей мере одну мокрую часть для образования волокнистого слоя непрерывно;

систему распыления, расположенную с возможностью распыления защитных и/или декоративных элементов над волокнистым слоем, который, в частности, еще является мокрым, выполненную в мокрой части машины.

Система распыления может содержать, при необходимости, по меньшей мере одно распыляющее устройство, расположенное с возможностью распыления защитных и/или декоративных элементов.

Другим предметом изобретения, согласно другому его аспекту, является листовой материал, полученный, в частности, посредством выполнения раскрытого выше способа.

Защитные и/или декоративные элементы могут покрывать один участок только с одной стороны волокнистого слоя и могут, в частности, быть распределены, по меньшей мере частично, в массе волокнистого слоя на участке с меньшей толщиной, чем толщина волокнистого слоя.

Это позволяет, например, видеть защитные и/или декоративные элементы только с одной стороны волокнистого слоя.

Защитные и/или декоративные элементы могут образовывать узор, содержащий последовательность разъединенных участков, в частности идентичных и/или повторяющихся регулярно.

Листовой материал может содержать по меньшей мере два типа, например три типа, защитных и/или декоративных элементов, причем элементы защиты одного определенного типа, в частности, покрывают только один участок со стороны волокнистого слоя.

Листовой материал может содержать по меньшей мере два участка, образованные соответственно защитными и/или декоративными элементами различного типа, имеющими, например, различные цвета, причем эти участки в частности являются смежными или, по меньшей мере, частично совмещенными.

Участок пересечения упомянутых выше двух участков может, при необходимости, иметь цвет, соответствующий суперпозиции двух цветов указанных участков.

Листовой материал может содержать защитные и/или декоративные элементы, образующие по меньшей мере один из следующих элементов:

непрерывный узор, простирающийся, в частности, от первого края листового материала до второго противоположного края; и последовательность разъединенных участков.

Непрерывный участок образует, например, узор в форме волнистой полосы или зигзага.

Как вариант, непрерывный участок является полосой, имеющей параллельные прямолинейные края.

В одном примере реализации изобретения листовой материал содержит по меньшей мере один аутентификационный и/или идентификационный элемент, выбранный из числа по меньшей мере одного из следующих элементов: элемент, указывающий подделку, в частности, который является видимым и/или детектируемым с использованием определенного детектирующего устройства, элемент, проявляющий переменный, интерференционный, в частности радужный, и/или дифракционный оптический эффект, жидкокристаллический элемент, магнитное покрытие, магнитные волокна, маркирующие элементы, детектируемые посредством магнитного резонанса, маркирующие элементы, детектируемые посредством флуоресценции в рентгеновском диапазоне, биомаркирующие элементы, лак или печатную краску, люминесцентные (флуоресцентные или фосфоресцентные) маркирующие элементы, фотохромные, термохромные, электролюминесцентные, трибохромные и, в частности, пьезохромные соединения и/или соединения, изменяющие цвет в контакте с одним или несколькими определенными продуктами (сольватохром, ионохром и т.д.).

Изобретение будет более понятно в результате изучения последующего подробного описания не ограничивающих примеров реализации и прилагаемых чертежей, на которых:

фиг.1 представляет, схематично и частично, бумагоделательную машину согласно изобретению;

фиг.2 иллюстрирует, схематично и частично, две распылительные форсунки системы распыления бумагоделательной машины фиг.1;

фиг.3 представляет, схематично и частично, распыляющую форсунку, подсоединенную к двум емкостям защитных и/или декоративных элементов;

фиг.4 и 5 иллюстрируют, схематично и частично, примеры узоров полученных в результате выполнения способа напыления защитных и/или декоративных элементов; и

фиг.6-17 иллюстрируют, схематично и частично, различные примеры узоров, образованных защитными и/или декоративными элементами.

На чертежах для облегчения понимания относительные пропорции различных представленных элементов не всегда соблюдены, а изображения являются схематичными.

На фиг.1 представлена бумагоделательная машина 1, содержащая мокрую часть 2 для формирования бумаги, контур 3 приемного ремня, в частности изготовленного из сукна, сушильное устройство 4 и клеильный пресс 5.

В проиллюстрированном примере бумагоделательная машина 1 имеет круглую форму.

Как вариант бумагоделательная машина может быть типа плоского стола.

В другом варианте бумагоделательная машина может содержать сетку для вращающегося цилиндра (или "формирующее устройство") и устройство для напуска волокнистого материала на эту поверхность для образования волокнистого слоя.

Мокрая часть 2 включает резервуар 11, содержащий суспензию 12 волокон, например волокон целлюлозы, в частности хлопковый пух и/или синтетические и/или искусственные волокна, в который частично погружен вращающийся сетчатый цилиндр 13, причем указанный сетчатый цилиндр имеет поверхность 14, после контакта с которой непрерывно формируется волокнистый слой 20.

Сушильное устройство 4 содержит несколько вращающихся цилиндров 9, после контакта с которыми вытесняется волокнистый слой 20.

Возможно изготовить листовой материал с одним волокнистым слоем 20, который может, при необходимости, иметь покрытие.

Как вариант листовой материал может содержать по меньшей мере два волокнистых слоя, в частности соединенных на мокром этапе с образованием, например, двуслойной бумаги.

Бумагоделательная машина 1 также содержит систему 21 распыления, содержащую одну или несколько распылительных форсунок 22, расположенных с возможностью напыления защитных и/или декоративных элементов на волокнистый слой 20 при его перемещении в направлении стрелки F, как проиллюстрировано на фиг.2.

Система 21 может содержать одну форсунку или несколько распылительных форсунок.

В рассматриваемом примере система 21 распыления расположена в том месте бумагоделательной машины 1, где волокнистый слой 20 является все еще мокрым.

Например, система 21 распыления расположена между мокрой частью 2 для формирования бумаги и сушильным устройством 4, как проиллюстрировано на фиг.1.

Как вариант система 21 распыления расположена, например, между сушильным устройством 4 и системой 5 клеильного пресса.

Когда защитные и/или декоративные элементы находятся во взвешенном состоянии в водной среде, напыление суспензии на волокнистый слой может быть скомбинировано с тонким распылением суспензии с целью уменьшения размера распыляемых капель.

Для этой цели одна из форсунок может содержать распыляющее устройство 23, содержащее, например, один или несколько вихревых каналов.

Если защитные и/или декоративные элементы содержат частицы, конфетти или волокна, напыление могут осуществлять с использованием текучего носителя, например сжатого воздуха.

К одной из форсунок 22 могут быть подведены по меньшей мере две емкости 25 и 26 защитных и/или декоративных элементов с целью попеременного напыления защитных и/или декоративных элементов, поступающих из двух емкостей 25 и 26, как проиллюстрировано на фиг.3.

Емкости 25 и 26 содержат, например, защитные и/или декоративные элементы различного типа.

В одном примере, который не проиллюстрирован, система 21 может содержать разделитель струи, расположенный с возможностью разделения на выпуске форсунки одной струи в несколько струй.

Система 21 может содержать, при необходимости, две форсунки расположенные для распыления струй, которые, по меньшей мере, частично соприкасаются, например, для образования на волокнистом слое участка, имеющего относительно большую площадь поверхности.

Система 21 распыления может быть скомбинирована с системой 28 управления, предназначенной для управления системой распыления защитных и/или декоративных элементов, причем система 28 управления может управлять, например, частотой распыления (в частности продолжительностью одной операции распыления и/или продолжительностью между двумя последовательными операциями распыления), направлением распыления, силой распыления и формой и/или размером струи 29 защитных и/или декоративных элементов.

Система 28 управления содержит, например, по меньшей мере одно пневматическое устройство и перистальтическое устройство или комбинированное пневматическое/перистальтическое устройство, предназначенное для управления частотой распыления.

Система 28 управления может быть выполнена с возможностью, например, перемещения одной из струй 29 защитных и/или декоративных элементов вдоль направления, которое не является параллельным направлению F движения волокнистого слоя 20.

Система 28 управления может содержать, при необходимости, центробежный насос или мононасос, в частности в случае формирования непрерывных узоров, обеспечивающий возможность управления точностью и регулярностью скорости потока, в частности повторяемостью и стабильностью.

Струю 29 могут, например, перемещать колебательными движениями в направлении, поперечном направлению F.

Каждая из форсунок 22 может быть расположена с возможностью распыления струи 29 защитных и/или декоративных элементов, имеющей в поперечном сечении форму окружности, как проиллюстрировано на фиг.2.

Как вариант каждая из форсунок 22 может быть расположена с возможностью распыления струи 29, имеющей в поперечном сечении форму, выбранную из перечня: фрагмент прямой линии, угол, например прямой угол, прямоугольник или квадрат, непрямолинейная кривая, например дуга окружности, овал или эллипс, или S-образную форму или диск.

Струя 29 может быть, например, плоской или как вариант по существу конической.

Форсунки 22 расположены с возможностью распыления защитных и/или декоративных элементов на волокнистый слой 20 на одном участке только соответствующей стороны этого слоя.

Система 21 распыления может обеспечивать возможность распыления на волокнистый слой 20, одновременно или попеременно, защитных и/или декоративных элементов по меньшей мере двух различных типов.

Для формирования системы 21 распыления могут использовать по меньшей мере одну из форсунок, продаваемых Spraying Systems Co., например, форсунки, продаваемые под названиями FLATJET^® NOZZLE, VEEJET^® NOZZLE, FLATJET^® NOZZLE AIR ATOMIZING NOZZLE или GUNJET^® SPRAY GUNS.

Защитные и/или декоративные элементы могут содержать элементы, детектируемые невооруженным глазом, в отраженном свете и/или на просвет, в видимом свете или детектируемые на ощупь.

Защитные и/или декоративные элементы могут, при необходимости, содержать элементы, детектируемые невооруженным глазом, в отраженном свете и/или на просвет, например при специальном освещении, в частности ультрафиолетовом освещении, причем элементы защиты, в частности, являются недетектируемыми невооруженным глазом в видимом свете.

Элементы защиты могут содержать элементы, испускающие специальный сигнал при внешнем возбуждающем воздействии на них, в частности при оптоэлектронном, электромагнитном, электрическом, магнитном, термическом или акустическом возбуждающем воздействии.

Элемент защиты содержит, например, по меньшей мере один из следующих элементов:

активный материал, например химическое вещество, поглощающее в ультрафиолетовом диапазоне, или элементы, детектируемые посредством флуоресценции в рентгеновском диапазоне;

частицу или пигмент, в частности являющиеся люминесцентными, флуоресцентными и/или фосфоресцентными;

маркер;

волокно, например, магнитное волокно, в частности, которое слабо намагничено, или волокно, которое является оптически возбуждаемым, в частности при воздействии инфракрасного излучения;

конфетти.

Декоративные элементы содержат, при необходимости, металлические частицы, и/или блестящие, или матовые, или окрашенные частицы, изготовленные из минерального или пластикового материала (материалов).

Теперь будут описаны различные примеры узоров, которые могут быть сформированы посредством напыления на волокнистый слой защитных и/или декоративных элементов.

На фиг.4(а) проиллюстрирован волокнистый слой 20, на котором сформированы два типа различных узоров.

Первый непрерывный узор 30 выполнен посредством напыления на волокнистый слой 20 защитных и/или декоративных элементов с использованием первой форсунки 22, работающей непрерывно.

Узор 30 является непрерывной полосой с прямолинейными и параллельными краями.

Узор 31 образован рядом из окружностей, параллельным полосе 30.

Окружности образованы защитными и/или декоративными элементами, распыленными пустотелыми струями на волокнистый слой 20 с использованием, например, пневматической распыляющей форсунки 22.

Посредством увеличения относительной скорости движения распылительных форсунок относительно волокнистого слоя 20 возможно в узоре 31 вместо окружностей получить эллипсы, как проиллюстрировано на фиг.4(b).

В проиллюстрированном примере на фиг.5(а) и 5(b) окружности узора 31 сформированы с использованием пневматической распыляющей форсунки.

Посредством управления скоростью движения волокнистого слоя 20 относительно форсунки и/или частотой операций напыления расстояние между двумя окружностями узора 31 может быть уменьшено или увеличено с целью, например, образования ряда окружностей, расположенных ближе друг к другу, как проиллюстрировано на фиг.5(b).

Когда распыляющую форсунку подвергают поперечным колебаниям заданной частоты, на волокнистом слое 20 формируется полоса 33, имеющая по существу синусоидальную или зигзагообразную форму, как проиллюстрировано на фиг.6.

В примере на фиг.7 волокнистый слой 20 содержит, дополнительно к синусоидальной полосе 33, непрерывный узор 34 в виде полосы, имеющей параллельные прямолинейные края.

Узор 34 образован, в частности, смесью элементов защиты двух различных типов; а именно, например, с одной стороны, конфетти, имеющих красный цвет при дневном свете и красную флуоресценцию при излучении 365 нм и, с другой стороны, волокон, которые являются невидимыми при дневном свете и имеют желтую флуоресценцию при излучении 365 нм.

Узор 33 образован, например, маркирующими элементами, невидимыми при внешнем освещении, например маркирующими элементами TRACELESS™, продаваемыми Creo.

Эти маркирующие элементы могут быть детектированы посредством определенного детектора, содержащего ПЗС (Прибор с Зарядовой Связью) камеру, работающую в инфракрасном диапазоне и предназначенную для отражения пространственного распределения маркирующих элементов.

Сигнал, излучаемый маркирующими элементами, распределенными на определенном участке узора 33, соответствующем, например, участку синусоидальной кривой 33, может быть использован для идентификации волокнистого слоя 20.

Участок синусоидальной кривой может быть, например, ее периодом или ее кратным числом.

Таким образом, узор 34 образован из элементов защиты первого и второго уровня, а узор 33 - из элементов защиты третьего уровня. Узор 34 использован, в частности, для определения положения узора 33.

В проиллюстрированном примере на фиг.8 волокнистый слой 20 содержит узор 35, образованный из ряда идентичных индивидуальных узоров, повторяющихся регулярно, причем каждый из этих индивидуальных узоров образован, например, двумя концентрическими кольцами. Эти индивидуальные узоры выполнены из элементов защиты второго уровня, например частиц HILITE™, которые невидимы при дневном свете и имеют оранжевую флуоресценцию при излучении на 365 нм, описанные, например, в заявке ЕР 226367. Эти частицы представляют собой агломераты, имеющие размеры порядка 200 мкм, состоящие из более мелких флуоресцентных частиц.

В примере на фиг.9, волокнистый слой 20 содержит узор 36, полученный посредством варьирования ширины струи защитных и/или декоративных элементов, так что ширина узора 36 меняется, в частности, периодически.

В проиллюстрированном примере на фиг.10, волокнистый слой 20 содержит узор 38, образованный из чередующихся смежных прерывистых участков 38а-38с, образующих вместе общую фигуру в форме непрерывной полосы с параллельными прямолинейными краями.

Каждый из этих участков 38а-38с получен, в частности, посредством прерывистого напыления защитных и/или декоративных элементов различного типа.

Например, участки 38а могут быть образованы из частиц HILITE™, которые являются невидимыми при дневном свете и имеют голубую флуоресценцию при ультрафиолетовом излучении.

Участки 38b могут быть образованы, например, из частиц HILITE™, имеющих белую флуоресценцию и участки 38 с из частиц HILITE™, имеющих красную флуоресценцию при ультрафиолетовом излучении.

Таким образом, при ультрафиолетовом излучении узор 38 может иметь вид последовательности голубых/белых/красных трехцветных флагов.

Как вариант участки 38а-38с могут быть образованы из маркирующих элементов TRACELESS™ от Creo, концентрация которых варьируется вдоль участков 38а-38с. Эти участки могут образовывать, например, штрихкод.

В проиллюстрированном примере на фиг.11 волокнистый слой 20 содержит два непрерывных узора 40 и 41, каждый из которых имеет форму полосы с параллельными прямолинейными краями, причем эти узоры 40 и 41 являются смежными по всей своей длине.

Узор 40 может, например, быть образован из защитных и/или декоративных элементов, которые являются заметными для невооруженного глаза при соответствующем освещении. Этот узор 40 может обеспечить возможность определения положения узора 41, образованного, например, из элементов защиты, которые не заметны для невооруженного глаза и которые могут быть детектированы только с использованием определенного устройства.

В проиллюстрированном примере на фиг.12 волокнистый слой 20 содержит узор 42, имеющий форму полосы с параллельными прямолинейными краями, образованной, например, из элементов защиты, не заметных для невооруженного глаза.

Этот узор 42 может перекрывать сверху аутентификационные и/или идентификационные структуры 43, заметные для невооруженного глаза, например, содержащие водяные знаки.

Аутентификационная и/или идентификационная структура 43 может, как вариант, содержать по меньшей мере одну защитную нить, элемент с переменными оптическими свойствами, например голографическую пленку или печатное изображение, например печатное изображение из печатной краски.

Структура 43 может быть нанесена на волокнистый слой во время или после изготовления этого слоя, например, во время конверсии или операции печати.

Как проиллюстрировано на фиг.13, волокнистый слой 20 может содержать узор 39, образованный из последовательности прерывистых участков, например из прямоугольников.

Узор 39 перекрывает сверху полосу или защитную нить 44, внедренную, по меньшей мере, частично в массу волокнистого слоя 20.

Узор 39, получен, например, посредством напыления пигмента, имеющего электромагнитные свойства, образующего для листового материала определенный характерный признак. Пигмент может быть SECUSYSTEM®, типа продаваемого Bsecure, смешанным с частицами, являющимися невидимыми при дневном свете и имеющими красную флуоресценцию при излучении на 365 нм.

В проиллюстрированном примере на фиг.14 листовой материал 20 содержит первый и второй узоры 44 и 45, каждый из которых имеет форму полосы с параллельными прямолинейными краями, причем эти узоры являются смежными, и третий узор 46, имеющий форму синусоидальной полосы, перекрывающей узоры 44 и 45.

Первый узор 44 может быть сформирован посредством напыления волокна, имеющего красный цвет при дневном свете и красную флуоресценцию при излучении на 365 нм.

Узор 45 может быть образован из элементов защиты, например частиц HILITE™, имеющих красный цвет при дневном свете и красную флуоресценцию при излучении на 365 нм.

Узор 46 образован, например, из частиц HILITE™, которые являются невидимыми при дневном свете и имеют желтую флуоресценцию при излучении на 365 нм.

В проиллюстрированном примере на фиг.15 волокнистый слой 20 содержит первый узор в форме полосы 47, второй узор в форме полосы 48, сформированный в пределах первого узора 47 и третий прерывистый узор 49, сформированный в пределах узора 48.

Узор 49 образован из прерывистых участков, причем эти участки представляют собой, например, диски или аналогичные фигуры, полученные при помощи сплошных конических струй.

Первый узор 47 может содержать элементы защиты второго уровня, например волокна, невидимые при внешнем освещении и имеющие голубую флуоресценцию при излучении на 365 нм.

Второй узор 48 может быть сформирован, например, из элементов защиты, например частиц HILITE™, имеющих красный цвет при дневном свете и красную флуоресценцию при излучении на 365 нм.

Третий узор 49 может быть сформирован, например, из маркирующих элементов TRACELESS™.

В проиллюстрированном примере на фиг.16 волокнистый слой 20 содержит первый непрерывный узор 50, имеющий форму полосы, и непрерывные второй и третий узоры 51 и 52 также в форме полосы, перекрывающие первый узор 50. Второй и третий узоры 51 и 52 разнесены с интервалом друг от друга.

В проиллюстрированном примере на фиг.17 волокнистый слой 20 содержит два узора 53 и 54, каждый из которых имеет форму непрерывной полосы с параллельными прямолинейными краями и которые частично перекрываются на пересечении участка 55.

Первый узор 53 сформирован посредством напыления пигмента, имеющего желтый цвет при дневном свете и желтую флуоресценцию при излучении на 365 нм.

Второй узор 54 сформирован посредством напыления пигмента, имеющего голубой цвет при дневном свете и голубую флуоресценцию при излучении на 365 нм.

Участок пересечения 55 имеет цвет, соответствующий суперпозиции желтого и голубого цветов узоров 53 и 54, так что узоры 53-54 образовывают, при ультрафиолетовом излучении, три цвета в стиле желтого/зеленого/голубого флага.

Конечно, изобретение не ограничено примерами реализации, которые были описаны.

Одна из форсунок может, например, содержать клапан с целью прерывания напыления струи.

Одна из форсунок может быть выполнена с возможностью перемещения на опоре, например посредством поступательного движения или вращения, в частности следуя колебательным движениям.

Одна из форсунок может быть выполнена с возможностью перемещения, так что варьируется расстояние между этой форсункой и волокнистым слоем.

Выражение "содержащее один" следует понимать как синонимичное выражению "содержащее по меньшей мере один", если не указано иначе.

Изобретение относится к ценным или защитным документам и касается способа изготовления листового материала, содержащего по меньшей мере один волокнистый слой и защитные и/или декоративные элементы. На одну сторону волокнистого слоя напыляют защитные и/или декоративные элементы при движении слоя в заданном направлении, в частности, когда волокнистый слой все еще мокрый, так, что формируют по меньшей мере один непрерывный узор, имеющий по меньшей мере один край, по существу в направлении движения, не полностью параллельный направлению движения, и узор, содержащий последовательность отдельных участков; и напыляют на одну сторону волокнистого слоя, в частности, когда он еще мокрый, защитные и/или декоративные элементы по меньшей мере двух различных типов и/или имеющие переменную концентрацию. Изобретение позволяет создавать большое разнообразие узоров с использованием защитных и/или декоративных элементов. 3 н. и 29 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Способ изготовления листового материала, содержащего по меньшей мере один волокнистый слой (20) и множество защитных и/или декоративных элементов, содержащий по меньшей мере один из следующих шагов:
на одну сторону волокнистого слоя (20) напыляют защитные и/или декоративные элементы при движении слоя в заданном направлении (F), в частности, когда волокнистый слой все еще мокрый, так, что формируют по меньшей мере один непрерывный узор, имеющий по меньшей мере один край, по существу, в направлении движения не полностью параллельный направлению движения, и узор, содержащий последовательность разъединенных участков; и
напыляют на одну сторону волокнистого слоя (20), в частности, когда он еще мокрый, защитные и/или декоративные элементы по меньшей мере двух различных типов и/или имеющие переменную концентрацию.

2. Способ по п.1, в котором защитные и/или декоративные элементы напыляют на волокнистый слой с использованием текучей среды под давлением, в частности газа под давлением.

3. Способ по п.1 или 2, содержащий следующие шаги:
распределяют элементы защиты в жидкости; и
напыляют защитные и/или декоративные элементы на волокнистый слой (20).

4. Способ по п.1, в котором защитные и/или декоративные элементы напыляют с использованием системы (21) распыления, содержащей одну или несколько распылительных форсунок (22).

5. Способ по п.4, в котором система распыления содержит устройство (23) тонкого распыления жидкой среды для создания мелких капель.

6. Способ по любому из пп.4 и 5, в котором система (21) распыления содержит по меньшей мере одну форсунку (22), выполненную с возможностью попеременного питания от по меньшей мере двух емкостей (25, 26) с защитными и/или декоративными элементами, с возможностью попеременного напыления защитных и/или декоративных элементов, поступающих из двух емкостей.

7. Способ по п.4, в котором система распыления содержит по меньшей мере один разделитель струи, разделяющий на выпуске форсунки одну струю в несколько струй.

8. Способ по п.1, в котором защитные и/или декоративные элементы напыляют с формированием по меньшей мере одной струи (29), причем способ содержит следующие шаги:
волокнистый слой (20) перемещают в заданном направлении (F);
струю (29) перемещают в направлении, которое не является параллельным направлению движению волокнистого слоя, в частности, перемещают в виде колебаний.

9. Способ по п.1, в котором защитные и/или декоративные элементы напыляют на волокнистый слой (20) непрерывно.

10. Способ по п.1, в котором защитные и/или декоративные элементы напыляют на волокнистый слой (20) прерывисто, в частности периодически с определенной частотой.

11. Способ по п.4 или 10, в котором система (21) распыления скомбинирована с системой (28) управления, обеспечивающей возможность управления распылением защитных и/или декоративных элементов, в частности частотой распыления, направлением распыления, силой распыления элементов защиты, объемом, скоростью потока и формой и/или размерами струи защитных и/или декоративных элементов.

12. Способ по п.11, в котором система управления содержит по меньшей мере одно пневматическое устройство и перистальтическое устройство, или комбинированное пневматическое/перистальтическое устройство, обеспечивающее управление частотой распыления, или центробежный насос или моно-насос.

13. Способ по п.1, в котором элементы защиты распыляют с формированием по меньшей мере одной струи (29), имеющей в поперечном сечении форму, выбранную из следующего перечня: фрагмент прямой линии, угол, например прямой угол, треугольник, прямоугольник или квадрат, непрямолинейная кривая, например дуга окружности, окружность, эллипс, овал или S-образную форму, диск или волнообразную форму.

14. Способ по п.1, в котором напыление защитных и/или декоративных элементов на волокнистый слой осуществляют на поточной линии после мокрой части (2) бумагоделательной машины (1), применяемой для образования волокнистого слоя, в частности, до прохождения сушильного устройства (4) бумагоделательной машины.

15. Способ по п.1, в котором защитные и/или декоративные элементы напыляют на волокнистый слой (20) так, что они распределены только на одном участке соответствующей стороны волокнистого слоя.

16. Способ по п.1, содержащий следующий шаг:
на волокнистый слой напыляют, одновременно или последовательно, в частности попеременно, защитные и/или декоративные элементы по меньшей мере двух различных типов.

17. Способ по п.1, в котором защитные и/или декоративные элементы содержат элементы, видимые невооруженным глазом в отраженном свете и/или в проходящем свете при дневном свете.

18. Способ по п.1, в котором защитные и/или декоративные элементы содержат элементы, видимые невооруженным глазом в отраженном свете и/или в проходящем свете при специальном освещении, в частности при ультрафиолетовом освещении, причем защитные и/или декоративные элементы, в частности, невидимы невооруженным глазом в видимом свете.

19. Способ по п.1, в котором защитные и/или декоративные элементы содержат элементы, испускающие специальный сигнал при внешнем возбуждающем воздействии на них, в частности оптоэлектронном, электромагнитном, электрическом, магнитном, термическом или акустическом возбуждающем воздействии.

20. Способ по п.1, в котором элементы защиты содержат по меньшей мере один из следующих элементов:
активный материал, например, химическое вещество, поглощающее в ультрафиолетовом диапазоне, или элементы, детектируемые посредством флуоресценции в рентгеновском диапазоне;
частицу или пигмент, в частности такие, которые являются люминесцентными, флуоресцентными и/или фосфоресцентными;
биологический, химический или физический маркер;
волокно, например магнитное волокно, в частности, которое слабо намагничено, или волокно, которое является оптически возбуждаемым, в частности, при воздействии инфракрасного излучения; и конфетти.

21. Способ по п.1, в котором декоративные элементы содержат металлические частицы и/или блестящие, или матовые, или окрашенные частицы, изготовленные из минерального или пластикового материала/материалов.

22. Способ по п.1, в котором листовой материал содержит по меньшей мере одну аутентификационную и/или идентификационную структуру, причем элементы защиты покрывают участок волокнистого слоя, перекрывающийся, по меньшей мере, частично, в частности полностью, с аутентификационной и/или идентификационной структурой.

23. Способ по п.22, в котором аутентификационная структура выбрана по меньшей мере из одного из следующих элементов: водяной знак, элемент с переменными оптическими свойствами, например голограмма, элемент полоски, пленка, вставка, защитная нить или печатное изображение.

24. Бумагоделательная машина (1), обеспечивающая выполнение способа по п.1, содержащая:
по меньшей мере одну мокрую часть (2) для образования волокнистого слоя (20) непрерывно; и
систему (21) распыления, предназначенную для распыления защитных и/или декоративных элементов над еще мокрым волокнистым слоем, расположенную в мокрой части машины.

25. Машина по п.24, в которой система распыления содержит по меньшей мере одно распыляющее устройство (23), предназначенное для распыления защитных и/или декоративных элементов.

26. Листовой материал, полученный посредством выполнения способа по п.1.

27. Материал по п.26, в котором защитные и/или декоративные элементы покрывают один участок только с одной стороны волокнистого слоя, причем элементы защиты, в частности, распределены, по меньшей мере частично, в массе волокнистого слоя на участке с меньшей толщиной, чем толщина волокнистого слоя.

28. Материал по п.26 или 27, в котором защитные и/или декоративные элементы образуют узор, содержащий последовательность разъединенных участков (31; 35; 38; 39; 49), в частности идентичных и/или повторяющихся регулярно.

29. Материал по п.27, содержащий по меньшей мере два типа, например три типа, защитных и/или декоративных элементов, причем элементы защиты одного определенного типа, в частности, покрывают только один участок на поверхности волокнистого слоя.

30. Материал по п.29, содержащий по меньшей мере два участка, образованные соответственно защитными и/или декоративными элементами различного типа, причем эти участки, в частности, являются смежными или, по меньшей мере частично, совмещенными.

31. Материал по п.26, содержащий защитные и/или декоративные элементы, образующие по меньшей мере один из следующих элементов:
непрерывный узор (30; 33, 36; 40; 41; 42; 44-48; 50-55), простирающийся, в частности, от первого края листового материала до второго противоположного края; и последовательность отдельных участков (39).

32. Материал по п.31, в котором непрерывный участок образует узор в форме волнистой полосы или зигзага.