多層安全紙的製作方法

2023-10-06 20:10:29 2

專利名稱：多層安全紙的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於製造安全或貴重文件，例如鈔票、身份證等的多層安全紙。
背景技術：
出於保護的目的，安全紙或貴重文件通常配備有驗證特徵，例如水印、安全線等， 以允許對要驗證的安全紙或貴重文件確認其身份，並同時用於防止非授權的複製。在本發明的範圍內，術語「安全紙」之通常為準環狀(quasi-endless)形式並在隨後進一步處理的非印製紙。使用該紙張形成的文件被稱為「貴重文件」。貴重文件在本發明中具體指鈔票、股票、債券、證件、憑單、支票、貴重入場券、其它會被偽造的紙(例如護照和其他身份文件)以及產品保護元素(例如標籤、密封、包裝等)。在下文中，簡化的描述"安全紙"或"貴重文件"包括所有的上述文件和產品保護元素。在過去，在製造過程中引入安全紙的驗證特徵被證明是可靠的。第一類的驗證特徵(例如水印和、安全線、化學反應的添加物或斑駁的纖維)被人們用作可視的身份檢測。 儘管這些特徵是可視的，但是它們保證了高的安全性，因為配備有上述驗證特徵的紙張只能由精心製造的機器來製造，所述機器對於偽造者來說是無法接近的，並且為了偽造的目的購買或複製該機器在經濟上是不值得的。除了無需輔助裝置就可以從視覺上識別的特徵外，安全紙長期以來還配備有僅依賴於特殊的檢測設備才可檢測到的第二類驗證特徵。具有該特徵後，給偽造者帶來的麻煩是，其不得不首先識別這種特徵的存在及其屬性。許多安全紙和貴重文件包括上述兩種類型的驗證特徵以實現不同等級的身份檢測。例如，在鈔票或其他貴重文件中存在的安全線可包括在傳輸光中可視的倒置字母，以及僅機器可讀的附加磁性編碼。

發明內容
因此，本發明的目的是提出一種上述類型的具有高的防偽安全性的安全紙。上述目的通過獨立權利要求來實現，其進一步的擴展由從屬權利要求來限定。多層安全紙是由多層組合的安全紙，對於多層紙張的合併操作可以在造紙過程中實現，還可以在造紙結束後實現。在這兩種情況下，可以根據不同的原理使安全紙具有一個或多個驗證特徵。可以將外部的元素施加到安全紙，在組成多層安全紙的各個層上可以執行可視的或機器可讀的測量，並且可以在兩個或多個層中弓I入夾層。多層安全紙包括至少一層由紙構成的層。其他的層也可以由紙構成，或由例如塑料箔的其他材料製成。在造紙結束後，可例如將外部元素(例如條或帶，以及各個標籤形狀的元素)附著到環形的安全紙上。對於層之間的夾層來說，可以使用各自的元素，例如纖維、造幣用金屬板、顏料、印記等，或者是環形的材料，例如安全線、安全帶、網、柵格、紡織材料或箔網。在造紙時，可以在各自的紙層使用大量的測量。例如，各自的紙層在整體或局部可具有不同的厚度或不同組合。可例如在製造各自的層時採用附加的方法或用不同的纖維形成各自的層來使局部具有不同的厚度。此外，各自的層可具有不同的區域結構。這例如在一個或多個各自的層中包括驗證特徵，例如通孔、水印或中斷。還可以利用壓紋輥(dandy roll)在隨後使紙層變形。如果在造紙結束後例如通過層壓的方式將紙層結合在一起，則可以一方面利用上述的測量(特別地通過改變厚度，紙層的區域結構組成)產生驗證特徵。如果將不同的材料，例如紙張和塑料箔，組合在一起，還會形成其他的可能。一種、多種或甚至是多種不同的材料層可以設置驗證特徵，在不同材料的驗證特徵相互建立功能性的夾層時，可以獲得較高的防偽保護。例如，不同層中具有的信息能夠相互補充形成總的信息，或者在一層中的驗證特徵的效果要求其他層中的其他特徵存在。根據本發明的一個方面，在一般的安全紙的第一紙層中引入環形安全元素，該環形安全元素可以在紙層的至少一側自由訪問。在可自由訪問安全元素的一側，第二紙層覆蓋第一紙層，其中第二紙層在安全元素區域具有一個或多個開口。優選地，開口垂直於環形安全元素設置方向的大小小於安全員素的寬度，從而使得其不會超過安全元素。環形安全元素特別地由安全線或寬的安全帶形成。在這裡，安全線具有的寬度為 2mm或更小，通常為1mm。在該說明書的上下文中，較寬的安全元素被稱為安全帶。它們通常具有4mm到20mm的寬度，在一些情況下，可達到30mm。儘管較窄的安全線通常被嵌入到第一紙層中，但是寬的安全帶通常將第一紙層區分為兩部分，從而使得它們在紙層的兩側可見或可訪問。在這裡，在安全帶的較寬區域，有利地形成不可以通過切割或衝壓複製的特有的毛邊。安全元素可以利用粘合劑附著到第一紙層中。此外，環形安全元素還可以配置有可變的效應，S卩，衍射圖案、全息、顏色漂移效應、或其他的幹涉層效應。其還可以配置有印製的圖像，即正的或倒置的字符。可以例如以通過安全元素延伸的條形中斷部分的形式提供第二紙層中的開口。在造紙的過程中可以利用可撕開打開的釋放條來封閉中斷部分，從而建立最初封閉的安全紙，在以後的時間可以將開口引入到安全紙中。開口還可以是其他的孔形狀，例如規則順序的圓形或有角的中斷。在有利的實施方式中，第二紙層中的開口填充有透明材料，具體是聚亞安酯粘合劑。根據本發明優選的實施方式的安全紙，第一紙層包括水印，第二紙層在水印的區域具有中斷，從而使得水印突顯出來。在本發明有利的變體中，所述第一紙層具有的重量為60_80g/m2，特別地為 65-70g/m2，所述第二紙層具有的重量為15-45g/m2，特別地為20-25g/m2。在另一有利的變體中，所述第一紙層具有的重量為15-45g/m2，特別地為20-25g/m2，所述第二紙層具有的重量為 60-80g/m2，特別地為 65-70g/m2。在用於製造上述安全紙的方法中，包括-形成第一紙幅，將環形安全元素引入到所述第一紙幅，並使得能夠從所述紙幅的至少一側自由訪問所述環形安全元素；-形成第二紙幅，當所述第二紙幅還為溼潤狀態時將其合併結合到所述第一紙幅， 從而使得其覆蓋所述安全元素可自由訪問的一側；
-其中在所述第二紙幅引入一個或多個開口，在所述第二紙幅與所述第一紙幅合併後，所述開口位於所述環形安全元素的區域。優選地，所述第一和/或第二紙幅在直流汽缸模型造紙機中產生。作為一種選擇或附加，所述第一和/或第二紙幅在壓力形成裝置中產生，其中紙漿被注入到汽缸模型中。在該方法的特別有利的擴展中，所述第二紙幅在汽缸模中產生，其中所述汽缸模的孔在子區域是封閉的。利用這種方式，紙張組織在這些子區域被壓制，在第二紙幅中形成無纖維的區域(即，開口)。通過施加(具體是通過附著)防蝕鑲片(cover strip)，通過在模中部分印製油漆層或通過將襯圈施加於汽缸模的側表面而從內部將孔封閉。在造紙過程中，還可以使得環形安全元素設置在汽缸模中，從而在設置的位置封閉汽缸模的孔。根據本發明的第二方面，在一般的安全紙中，至少兩層用不同纖維製造的紙層被組合。所述至少兩層紙層由不同顏色、不同長度的纖維形成，或由具有不同特徵添加物的纖維形成。在一個實施方式中，所述用不同纖維製造的至少兩層紙層被形成為具有互補的中斷，並且相互互補以形成厚度不大於所述至少兩層中的各層的組合紙層，因為組合層中的各個層位於其他層中的中斷中。在這種簡單的情況下，紙層包括兩個互補的條圖案，從而使得在組合層時兩個單獨的紙層具有交替順序的條(strip)。在另一個實施方式中，用不同纖維製造的至少兩層紙層具有垂直或水平條形式的、並在所述安全紙上堆疊的中斷，從而使得它們形成棋盤式的圖案。在另一個有利的實施方式中，包括水印的第一紙層由短纖維形成，用於增加強度的第二薄的紙層由長纖維形成。有利地，由短纖維形成的所述第一紙層嵌入在具有長纖維的兩層薄紙層之間。利用這種方式，高強度的長纖維層可以與短纖維層的突顯水印效果組
I=I O在另一個有利的實施方式中，包括水印的第一紙層被第二紙層覆蓋，所述第二紙層在所述水印區域被形成為具有透明的纖維，在所述水印區域之外被形成為具有普通非透明的纖維。水印則被透明的纖維區域保護，然而仍然是清晰可見的。應該理解，被形成為具有不同纖維的所述至少兩層紙層與其他連續的或中斷的紙層組合。被形成為具有不同纖維的所述至少兩層紙層還可以組合有安全元素，所述安全元素通過所述紙層至少在子區域(例如開口)是可視的。本發明的另一個方面涉及用於製造安全紙的方法，其中，-在造紙機的第一溼端形成第一紙幅，如果可用的話，其設置有特殊的特徵，例如開口或水印；-在造紙機的第二溼端形成第二紙幅；-所述第二紙幅通過引紙毯和所述第一紙幅合併與其結合；以及-通過抽吸裝置優選地與所述第一紙幅上存在的個性化特徵對準地，從仍然處於溼狀態的第二紙幅去除紙纖維。抽吸裝置可以是開有孔的抽吸輥或抽吸管。在這裡，抽吸管可以進行脈衝的或可選地為連續模式的抽吸。抽吸輥或抽吸管的開口可以任意形成，從而可以形成更加複雜的孔形狀，例如星形、數字字符等。在本發明的一個變體中，所述第二紙幅的纖維通過抽吸裝置僅被部分去除，以在所述第二紙幅中產生較小厚度的區域。在所述第二紙幅中厚度減少的區域例如與所述第一紙幅的水印區域對準，以使得它們較亮。根據另一變體，所述第二紙幅的纖維完全通過抽吸裝置去除以在所述第二紙幅產生開口。這些開口與所述第一紙幅中的開口對準地產生。利用這種方式，第一和第二紙幅的開口相互補充形成看穿孔。優選地，第一紙幅中的開口通過缸模中的所謂的e印刷字 (e-type)產生，而第二紙幅中的開口用連續的抽吸管被形成為通帶的形式，e印刷字開口和帶形開口相互疊置於對方之上。當然，還附加地設置帶形的安全元素於紙幅之間，或紙幅的其中之一上。在優選的實施方式中，安全元素位於開口區域。在這裡，安全元素的寬度可對應於開口的寬度，但是可以比其大或比其小。在該方法的特別有利的實施方式中，所述抽吸裝置位於第二和第一溼端之間，以在所述第二紙幅去往所述第一紙幅的途中將其紙纖維抽取。然而，還可以在合併第一和第二紙幅後設置抽吸裝置。在這種情況下，第二紙幅的紙纖維優選地通過第一紙幅中的看穿孔去除。為了確保第一紙幅和第二紙幅中的開口的準確對準，所述第一紙幅在汽缸模中形成，所述抽吸裝置(具體是開孔的抽吸輥)被與所述第一紙幅的所述汽缸模對準地驅動。所述第一紙幅和第二紙幅中準確對準的開口有利地與安全元素組合，所述安全元素的特徵可以從所述安全紙的兩側覺察到。所述安全元素具體可以使用雙側的安全元素， 具體為搖擺的安全線，雙全息安全線、或雙水印層安全線。安全元素在紙幅的設置方向還具有與要被製造的文檔對準的元素。以橫向的對準方式將安全元素引入，對於安全線來說，能夠利用直線驅動來實現該引入。特別是對於第一和第二溼端空間狹小的情況下，將抽吸裝置設計為錐形或三角形以獲得與第二紙幅足夠大的接觸表面是有利的。在該方法的另一有利的實施方式中，所述抽吸裝置被形成為抽吸輪，所述抽吸輪包括多段板。該抽吸裝置通常用於在紙張製造中產生薄區域或開口。所述抽吸裝置具有用於從溼紙幅抽取材料/水混合物的抽吸口，所述抽吸裝置形成為抽吸輪並包括多段板，在所述多段板中設置有形成所述抽吸口的至少一個中間板，以及形成邊緣限定的兩個覆蓋板。至少一部分板具有用於抽取所述材料/水混合物的連接通道。為了防止粘附纖維，在所述中間板中鄰近所述抽吸口的區域是凹陷的。此外，可以設置固定的抽吸裝置，其在操作中用於拖拉旋轉的抽吸輪的蓋板的至少之一的表面，並通過至少一個通道與所述抽吸口連接以進行抽取操作，在各種情況下所述抽吸口與所述紙幅接觸。根據本發明的有利的擴展，所述抽吸裝置覆蓋有柔性的塑料蒙片，所述塑料片在所述抽吸口的區域具有圖案、字符或編碼形式的間隙。這些間隙可以例如是非常精確的數字字母形式，或非常精確地雕刻的圖片符號。它們還可以形成連續的圖案、或完美對準放置的圖案。在本發明的另一個方面，本發明包括用於製造安全紙的方法，其中，在造紙機的溼端，在汽缸模中形成紙幅，並通過運載帶將其從所述汽缸模提升，所述紙幅的提升由抽吸裝置支持，所述抽吸裝置設置在所述汽缸模的中間附近並距離所述運載帶很近。在這裡，在所述抽吸裝置中產生的負壓力比所述汽缸模內部的負壓力大至少0. lbar，優選地大於 0. 2bar。在該抽吸裝置的幫助下，可以將形成的紙張從造紙機的汽缸模中完整毫無撕裂地分離。在有利的實施方式中，所述抽吸裝置通過可旋轉的抽吸輥形成，所述抽吸輥優選地以和造紙機的溼端同時對準的方式驅動。在有利的實施方式中，所述抽吸輥具有開孔的輥殼，其通過開孔的橡膠毯子環繞，並且為不滲透的氈。上述的方式特別適於製造這樣的變體，其中在所述汽缸模中將水印引入到所述紙幅。由於不同的紙張厚度，在所述水印的區域，所述抽吸裝置距離所述汽缸模的距離有利地適於局部的紙張厚度。本發明還包括用於在造紙機中製造紙的模，所述的模具有用於產生水印的突起部分和凹陷部分，其中在所述凹陷區域提供圖案以便利從所述模中去除紙張。在本發明的有利變體中，用於產生條形水印的突起部分和凹陷部分類似於條形地相鄰設置。特別有利地，所述圖案由槽形成，尤其是通過加工到所述凹陷部分的槽形成。凹陷部分中的圖案使得紙漿更加均勻地沉積在模中，並提高了去除操作，因此在所產生的紙幅中的水印區域獲得更加一致的亮度。本發明的另一方面包括用於在多層安全紙中製造通孔的方法，包括-形成第一紙幅並在其中形成開口-形成第二連續的紙幅，在其還為溼狀態時與所述第一紙幅合併；-將所述合併的第一和第二紙幅引導在第一和第二紙幅側的載運氈之間；以及-從所述合併的紙幅提升所述第二紙幅側的載運氈，以在所述第一紙幅的開口區域提升所述第二紙幅的子區域，從而以這種方式在所述合併的紙幅中產生看穿孔。在這裡，在所述第二紙幅側的載運氈上作用有抽吸壓力S2,在所述第一紙幅側的載運氈的位於所述開口之外的區域上作用有抽吸壓力S1，其中壓力S1大於&，從而使得不會將第二紙幅從所述區域提升。在該方法的一個實施方式中，在開口區域，不向第一紙幅側的載運氈施加抽吸力，這例如通過脈衝的抽吸實現。有利地，在開口的區域，在所述第一紙幅側的載運氈的開口的區域作用有反向吹力，具體是氣體注射、水注射或雷射束，以支持第二紙幅在這些區域的提升。根據本發明的另一個方面，在一般的安全紙中，(如果可應用的話)至少在所述安全紙的第一紙層均勻地分布發光物質和其他特徵物質，所述第一紙層在子區域具有至少兩個不同的紙張厚度。由於發光物質均勻地分布在紙張中，不同的紙張厚度以不同量的發光物質來體現，或發光輻射來體現，即，在較厚紙張的區域，每單位面積上具有的發光物質比較薄紙張的區域的要多，並且因此與較薄紙張的區域相比，具有較強的發光輻射強度。如果，依賴於在完工的文檔上的傳感器的位置，發光輻射的強度不足，則可以確定紙張在該位置的厚度，並草擬出紙張厚度的輪廓。一個特殊的有益效果在於，在紙張製造中，可以將條形碼形式的元素併入到紙張中，根據本發明的方法可以容易地測量非常特殊的厚度調製。只有在測量的強度曲線對應於併入的厚度調製時，其為驗證的文檔。由於在紙張製造中對於厚度調製的修改是非常容易的，因此可以為安全紙提供多個廣泛不同的編碼。附加地，通過併入其他的特徵物質可以大量地擴大編碼的數量。
在這裡，作為發光物質，所有的螢光和發磷光的物質都可以被使用，以在適當的激勵後發出可見的、而和頂範圍的光。優選地，使用發出可見光範圍之外的發光物質。例如， 使用在EP 0 053 183 B和EP 0 052 624 B中公開的物質作為發光物質。發光物質相對於完整紙的重量的濃度通常為0.05wt. %到5wt. %，優選地從 0. Iwt. %到 Iwt. %。優選地，發光物質在可視光譜範圍內是透明的，從而使得其可以被容易地覺察到。 可使用的發光物質的光譜和它們的光學驗證屬性非常多，從而使得潛在的潛在的欺詐，即便是他知道存在發光物質，也不得不進行詳細的分析以發現正確的發光物質，以及通過適當的位置驗證物質的光學屬性。對於機器驗證來說，優選地，在場外是不可以得到的發光物質是合適的，該物質具有特殊的光學屬性，並且僅使用專用的測量設備才可以檢測到。因此可以使用具有anti-Stokes或準諧振行為的發光物質。優選地，使用激勵光譜和發射光譜都位於可見光範圍之外的發光物質。發光物質被併入到紙張中的方式可以是，它們例如在造紙的過程中被增加到紙漿，並通過攪拌紙漿而均勻地分布到其中。使用的發光物質可以與一種或多種附加的發光物質結合，而且還可以與附加的特徵物質結合。在這裡，所有能夠在造紙時併入到紙漿、並且為機器可覺察的(換言之，具有物理或化學的可測量或可檢測的效應)材料都可以作為特徵物質。在這裡可以使用具有電和/或磁屬性的物質，例如導電的顏料(例如金屬顆粒)，導電的聚合物，可磁化的氧化鐵或鐵顆粒以及永磁顆粒，例如Ni或Mn構成的物質。發光物質相對於完整紙的重量的濃度通常為Iwt. %。在造紙時可以將發光物質作為紙質填料來處理。該方法對於本領域技術人員來說是公知的。第一紙層在至少一個子區域還具有厚度調製，即在安全紙具有不同厚度的區域。 在這裡，各種可以想像到的形式都是可能的。在最簡單的形式中，在紙層中具有兩種不同厚度的區域。通過各種技術可以製造不同的紙張厚度。還可以在紙層中引入窗口，即紙的厚度為零的區域。然而，優選地，厚度調製以水印的形式來實現。在這裡，通過某些處理可以將水印併入到紙層中，或隨後浮雕在其上。厚度調製在這裡可以是任意的形式。在最簡單的形式中，水印構成了條形碼。例如，水印還可以被形成為棋盤形式的兩維的區域碼。此外，根據本發明，可以製造並使用具有不同紙張厚度並可在完工的紙中覺察到的複雜的水印，例如肖像。在製造條形碼形式的條形水印時，可以使用用來製造處理具有開窗安全線的方法，例如如在EP 059056 A中所述的那樣。這種方法在具有缸模的造紙機種使用。相反，在具有環形線的造紙機中，可以在紙張製造之後，通過壓紋輥將條形水印浮雕在紙幅中，從而建立期望的厚度調製。第一紙層具有的重量為65-120g/m2，密度為500_1000g/m3，厚度為50-200 μ m。對於平均厚度為100 μ m的紙張來說，在傳輸光下表現為較亮的區域厚度約為85 μ m,而在在傳輸光下表現為較暗的區域厚度約為115 μ m。優選地，第一紙層的紙具有的重量為70g/m2，平均厚度為100 μ m，密度為700kg/m3。在這裡，在傳輸光中表現為較亮的區域具有的厚度約為70 μ m。在另一個實施方式中，在紙張中的厚度差異在視覺上是不可察覺的。這是因為紙張中的厚度差異非常小。在這裡，水印中的最小或最大紙張厚度為1-10%，優選為1-5%， 低於或高於平均的紙張厚度。在傳輸光中，例如105μπι到115 μ m的紙張厚度調製不再可以用肉眼覺察為水印，但是可以用傳感器檢測到。另一個用於隱藏的可能包括套印不同紙張厚度的區域。優選地，可以使用在激勵和發射特徵物質的光譜範圍是不吸收的(即它們是透明的)列印油墨。在本發明的多層安全紙的實施方式中，第一層包括併入的厚度調製和至少一種在應用中可以和其他發光物質組合的發光物質。所述第二紙層可以不包括發光物質，或包括和第一紙層包括的相同的發光物質，或包括和所述第一紙層的發光物質不同的發光物質。 本發明的附加的紙層與此相似。在第一層和第二層或如果需要的話其他層中的紙張厚度的變化可以相互協調，從而使得它們相互互補，形成厚度一致的多層安全紙。此外，如果需要的話，可以相互獨立地將一個或多個其他的特徵物質併入到各個層中。上述的特徵物質可以是機器可讀的物質，優選地具有電的和/或磁屬性。在這一方面，本發明帶來的有益效果在於，儘管安全紙僅僅設置有發光物質，但是通過簡單地變化紙張的厚度，它能被製造成具有多種條形碼。通過組合發光物質和特徵物質，可以增加不同的變化可能性。編碼的安全紙的製造是特別簡單的，因為在紙張製造的的一個工作步驟種可以引入發光物質、特徵物質(如果需要的話)以及紙張厚度調製，而不需要附加的設備併入到造紙機種。利用這種方式，可以為不同的貨幣、貨幣的表示或印花等經濟地設置機器可讀的編碼。除了製造的簡化外，還可以顯著地提高了防偽的能力，因為編碼被設計為不可見的，即在視覺上是不可覺察到的，但是機器確實可以容易地覺察到的。由於將發光物質和特徵物質集成到了紙的容積中，因此在隨後，在不損壞紙張的情況下是不能改變驗證標記的。此外，提供了用於檢測安全紙的真實性的方法。在真實性檢測中，通過傳感器測量所述安全紙的電和/磁的屬性，具體的信號強度依賴於發光物質或特徵物質的濃度以及紙張的厚度。信號的強度根據以下方式來受到影響發光物質或特徵物質的濃度(每單位體積的物質量)越高，或在某些區域的紙張越厚，測量的信號強度越大。相對於正常的紙張厚度，在水印區，紙張較薄的位置，紙張在穿透光中表現為較亮，而在較厚的區域表現較暗。因此，紙張中的厚度調製導致發光物質或特徵物質的數量的調製。相應地，信號強度發生變化。有利地，通過響應於不同的發光物質或特徵物質的標記傳感器(hand sensor)進行測量。


下面將參照附圖描述本發明的多層安全紙的特殊實施方式，其中為了清楚的目的，在圖中省略了刻度和比例。圖1為用於製造安全紙的雙缸模型造紙機的示意圖；圖2示意性地示出了具有單缸模型造紙機以及壓力形成裝置的造紙機；圖3為根據本發明示意性的實施方式的安全紙的層結構的截面圖；圖4(a)為根據本發明另一示意性實施方式的安全紙的層結構的截面圖，圖4(b)和圖4(c)為該安全紙的正視圖和後視圖；圖5和6為根據本發明的另一安全紙的層結構的截面圖；圖7(a)為附著有防蝕鑲片的壓力形成裝置的缸模，圖7(b)為防蝕鑲片部分；圖8為圖7(a)中所示的在其內部具有蓋襯圈的缸模；圖9和10為根據本發明的另一安全紙的層結構的截面圖；圖11(a)為根據本發明示意性的實施方式的三層安全紙的截面圖，圖11(b)為該安全紙的俯視圖；圖12為根據本發明的另一安全紙的俯視圖；圖13和14為根據本發明的另一安全紙的層結構的截面圖；圖15為用於製造根據本發明的安全紙的、具有穿孔的輥板機的雙缸模型系統的示意圖；圖16為圖15中的單獨的穿孔的輥板機；圖17到20為根據本發明的其他安全紙的層結構的截面圖；圖21和22為用於製造根據本發明的安全紙的造紙機的子區域；圖23為圖22中的真空伏輥的截面圖；圖為用於製造條形水印的模型的示意圖，圖M(b)為在水印區從模型檢測到的通過該紙張的截面圖；圖25為造紙過程中的中間狀態，用於示出在多層安全紙中製造看穿孔的可能性。圖沈為包括根據本發明另一示例性實施方式的安全紙的貴重文件；圖27到四為沿著圖沈中的線A-A獲取的、安全紙的變體；圖30為真實性檢測中的測量信號，即作為測量位置函數的亮度(intensity) I ；圖31為根據本發明的具有抽取設備的造紙機的示意圖；圖32(a)為根據本發明的安全紙的俯視圖，圖32(b)為截面圖；圖33和34為根據本發明另一示例性實施方式的安全紙的俯視圖；圖35為根據本發明另一示例性實施方式的安全紙的截面圖；圖36為可用於圖31中的造紙機中抽取設備的示例性實施方式，其尤其適用於空間狹小的空間條件；圖37為根據本發明示例性實施方式的抽吸輪的側視截面圖；圖38為根據本發明另一示例性實施方式的、具有設計不同(和圖37比較)的抽吸口的抽吸輪的俯視圖；以及圖39(a)和(b)為圖38中的朝線A-A和B-B看去的抽吸輪的中間部分的側視圖。
具體實施例方式圖1示意性地顯示了用於製造安全紙的雙缸模型造紙機10。造紙機10包括通過引紙毯16相互連接的兩個汽缸模型造紙機12和14。在第一造紙機12中，在汽缸模型18形成紙幅20，在紙幅20中嵌入安全元素，在這裡為具有一定寬度的不能滲透液體的安全帶22。為此，在浸入到造紙機的紙漿M中之前，安全帶22設置在汽缸模18的突起沈上。安全帶22的寬度可例如為20mm，厚度例如為 30mm。由於其寬度較寬，在液體不能滲透的安全帶22所位於第一汽缸模18的突起沈的位置，不會產生紙張組織，從而使得安全帶22將第一紙幅20分為兩部分。在這裡，在安全帶 22的邊緣形成特有的製紙毛邊。為了更好地固定安全元素22，在其邊界區域設置不能滲透液體或均勻纖維的區域。在第二造紙機14中，並行地製造第二類似的紙幅30，紙幅30通過引紙毯16從汽缸模；34取出，並引向第一造紙機12。在第一造紙機12，在壓輥36的區域，紙幅30和第一紙幅20結合。在這裡，包括有安全帶22的第一紙幅20被第二紙幅30連續地覆蓋。所結合的紙幅38被傳遞到進一步處理的平臺，以例如進行壓延，確定大小等。如圖2所示，還用壓力形成裝置40形成第二紙幅30，其中利用流漿注入裝置 (headbox jet)42將紙漿被注入到汽缸模44的表面。例如該壓力形成裝置40特別地可以製造具有例如重量為15到25g/m2的薄的紙層。應該理解，利用如圖所示的造紙機12、14和40還可以製造和合併三個或更多的紙幅。圖3所示為利用圖1和2中的造紙機中的一個製造的多層安全紙50的截面圖。安全紙50包括第一紙層52和薄的第二紙層56，其中第一紙層52由寬的安全帶M劃分，並且第二紙層56覆蓋第一紙層52的一側。在有利的變體中，第一紙層52設置有水印，並且安全帶M具有全息或類似於全息的衍射圖案。在這裡，第二紙層56在安全帶M的區域起到了加固的作用。作為一種選擇，在第一紙層縱向地嵌入安全線，並具有比安全線寬的孔。第二紙層覆蓋第一紙層。為了製造圖3中的多層安全紙，還可以製造並合併具有條狀間隙的第一紙層52和第二紙層56，並接著將安全帶M插入到條狀間隙。在圖4所示的示例性實施方式中，在第二紙層56具有中斷58，中斷58的寬度或直徑60小於安全帶M的寬度62。中斷58可以例如被設計成具有寬度60的條狀開口形式， 還可以是任意形狀的各種開口形式。度量60則對應於該開口在垂直於安全帶M設置方向的維度。圖4(a)顯示了中斷58為線性孔陣列的實施例的截面圖，圖4(b)和(c)為該安全紙的前、後面的俯視圖。圖5示出了另一實施方式的安全紙64，其中與圖4所示相反，安全紙64中並未嵌入寬的安全帶，而是嵌入寬度為1. 5mm或更小的窄安全線66。在該安全線中，在第一造紙機 12中並未擠壓後側紙張組織，安全線66也並未將第一紙層52劃分，而是嵌入在其中，並能夠從一側自由接觸。在兩個實施方式的變體中，第一紙層52可包括水印、附加的開口或其他鑑別水印。如圖6所示，如果第一紙層52包括水印68，則在第二紙層56在水印68區域有利地產生中斷，以增加水印的可視性。作為對安全線的替換，當然還可以在圖6中的安全紙中引入寬的安全帶。為了在第二紙層56中產生中斷58，例如在壓力形成裝置40的汽缸模44的第二紙張形成單元的汽缸模的孔在子區域是封閉的。如圖7(a)和(b)所示，這通過附著到汽缸模44的殼體上、並具有覆蓋區域72(其為期望開口的形式)的網狀條帶70實現。為了產生條狀中斷，覆蓋的條帶70還可設計成完全是不滲透的。作為一種選擇，模表面的孔在期望的位置還可以用漆印封閉。絲網印刷術中使用的漆層在操作完成後，還可以被衝洗掉，接著對模具施加新的漆層用於下一次的操作。
根據圖8中示出的另一個變體，在缸模44的內部設置有襯圈74，其位於模具軸46 上，並具有封閉的和穿孔的子區域，以及徑向地向外抵靠模殼向外推，以此在封閉的子區域保護紙張組織。在上述所有描述的方法中，在第二紙層56中產生的中斷58具有無法通過切割或衝孔模仿的毛邊。根據本發明的製造方法的另一個變體，安全線或安全帶設置在第二紙張組織單元中，例如設置在壓力形成裝置40中。這裡，第二紙張組織單元的汽缸模可以在安全線或安全帶的區域被掩蔽，或者引入的安全元素本身可以適當地覆蓋汽缸模。在該變體中，較厚的第一紙幅在安全元素的區域可以形成或不形成通孔。在圖9中示出了根據上述製造方法產生的示例性的安全紙80。第一和第二紙層 82和84被示出為具有不同的陰影(僅僅是出於說明的目的)，它們在完成的安全紙80中表現為一致的紙層。設置在第二紙層84的間隙中的安全元素86由於第一紙層82中具有的中斷88，從安全紙的兩側都是可視的，並且例如在兩側表現為光學可變的元素。如果需要，可以利用粘合劑將安全元素86固定在第二紙層的間隙中。在安全紙乾燥後，帶狀的中斷或其他任意形狀的開口中可以填充聚亞安酯。在圖9中所示的多層安全紙中的中斷可以在製造之後的任意時間暴露，如圖10所示。如圖9所示，安全紙的第二紙層84中，將劃分紙的安全元素86被產生，在第一紙層82 中產生帶狀中斷88。此外，在紙張的製造過程中，附加地在帶狀中斷88中引入釋放帶90， 在釋放帶90的反面上形成薄的紙層92。在完成的安全紙中，釋放帶90可以和類似於開口條的紙張沉積92 —起被除去，以在第一紙層82上留下引入的開口，從而能夠看到安全元素 86。應該理解，還可以將多於兩層的紙層組合起來形成多層安全紙。例如，可以在直流的汽缸模上引入相對厚的紙層，並且在該紙層上引入水印、開口或安全元素。相對厚的紙層可以在其他的紙幅形成單元(具體地為上述的壓力形成裝置)上組合為兩層或更厚的紙層。這些紙層可以利用分離的紙幅形成單元形成，或者還可以使用分離的同一印刷形成器上的流漿注入裝置製造。下面將參照圖11-14描述上述多層安全紙的示例性的實施方式的特殊有益效果。圖11(a)示出了三層安全紙100的截面圖，圖11(b)為安全紙100的俯視圖。以如上所述的方式，在直流汽缸模中在第一厚的紙層102中產生安全條或寬的安全帶104。在兩個壓力發生裝置的幫助下，在第一紙層102中產生兩個包括不同顏色的薄的紙層106和 110。通過屏蔽各個壓力形成裝置的汽缸模，在紙層106和110中引入帶狀的中斷。在這裡，第一壓力形成裝置的汽缸模設置有垂直的粘合條，以在第二紙層106中產生條狀的中斷108。第二壓力形成裝置的汽缸模由水平條屏蔽，以在第三紙層110形成條狀的中斷 112，中斷112垂直於第二紙層106的條108。在這裡，用於粘合條的術語「水平」和「垂直」 指各個壓力形成裝置模的軸線。由於相互垂直的中斷條108和112的原因，在安全紙100中建立類似於棋盤圖案 (當從安全元素104的表面看去時)。在示例性的實施方式中，第二紙層106的顏色是微紅的，第一和第三紙層104和110是白的。
在第二和第三紙層不具有中斷的區域114，微紅的第二紙層106通過薄的第三紙層Iio表現為有點微紅。在第三紙層的水平中斷112，第二紙層106看上去微將重的紅顏色。在第二紙層106中具有中斷的位置，紅顏色消失，從而使得這些位置在微紅的背景下產生垂直的白條。最後，第一紙層102的表面暴露在兩個中斷圖案的中斷區域116中。在僅位於安全帶104上的中斷條108中，從安全帶104的表面看去，能夠在交叉區域118覺察到驗證信息。圖12為示出根據本發明變體的俯視圖。在該變體中，第一壓力形成裝置產生具有條形中斷的紙層122，第二壓力形成裝置產生與紙層122互補的紙層124，紙層124同樣具有條狀中斷，從而使得兩個條狀的紙層122和IM互補，以形成連續的紙層120。為了產生在視覺上可視或通過機器可驗證的對比，紙層122和IM特別地由不同的纖維形成，例如從不同顏色的纖維或不同長度的纖維形成，或從具有不同特徵附加物的纖維形成。紙層120 還可以與第三同類的紙層或其他由紙張或塑料形成的層結合。在圖13中示出了本發明另一個實施方式。為了具有特殊的高強度並具有良好的覺察性和提供清楚的水印，不同厚度和具有不同纖維長度的紙張在安全紙130中使用。在直流汽缸模中，用短纖維產生中間的紙層132。紙層132佔安全紙130總厚度的2/3。在子區域設置由水印134，由於使用了短纖維，因此，水印134明顯突出，並顯示出具有顯著的水印效應。在其上面和下面，中間紙層132與例如使用壓力形成裝置形成的兩個薄的紙層 136結合。在製造中，使用了長的纖維使得多層結構130具有特別高的拉伸強度。圖14示出了本發明的另一個變體。在該變體中，安全紙140的較厚的紙層142 設置有水印144。施加到第一紙層142的表面上的是相互補的兩個壓力形成裝置層146和 148，第一壓力形成裝置層146在水印區域144具有條狀中斷，在中斷上覆蓋有第二壓力形成裝置層148。壓力形成裝置層148用透明的纖維形成，在示例性的實施方式中是用合適的聚合體纖維形成，通過層144可以很好地保護水印區域並使其清楚可見。下面將參照圖15-20描述通過具有高傳輸速度的雙缸汽缸模製造安全紙的一種方法。圖15示意性地顯示了雙缸模系統150，其與圖1相似地配置並具有第一汽缸模152 和第二汽缸模154，用於製造第一和第二紙幅156和158紙幅，156和158被合併，並在壓輥 160的區域中被接合在一起。第一汽缸模152通常被單獨設計用於製造不同安全紙。如果第二紙幅158的重量約為10到45g/m2，則當第二紙幅158被同類地產生時 (即，具有相同的牛皮紙)，其被證明是特殊有效的，因為第二汽缸模巧4可接著被同類地設計。特殊地，在這種情況下，不需要使第二汽缸模1 適應於第一汽缸模152的各個設計。 以這種方式，可以獲得用於穩定和無需保持的精確製造底重量的牛皮紙的最佳技術結構。 然而，利用相當少的費用或完全不用費用就可以設計出獨特的第二汽缸模154。然而，在一些情況中，還需要設計獨特的第二紙幅。例如，如果除了在第一汽缸模側具有的開口外，第二汽缸模側的紙上也具有開口，並且該口在溼端產生，則必須獨特地設計第二汽缸模154。上述已經描述了通過將第二汽缸模的開口封閉能夠獲得上述獨特的結果。在第二汽缸模開口在紙幅運行方向位於不同的位置時，這種可能性尤其是存在的，而無需對所有製造的紙張進行對準。已經描述了通過部分地封閉第二汽缸模中的孔，可以實現這種個性化的可能。這種可能尤其是在第二汽缸模開口在紙幅運行的方向位於不同的位置時(沒有和製造的文檔上的任何特徵對準)可以實現。相反，如果第二汽缸模開口在所製造的文檔上位於某些預定的位置，則在上述的方法中，第二汽缸模的圓周必須適應於第一汽缸模，並適應地操作以對準的方式和旋轉的速度用於第一汽缸模。這就在製造造紙機和模型以及改變模型時需要相當的費用。下面將要描述的製造方法因此基於獲得高效操作模式的第二汽缸模(紙張的重量範圍為10到45g/m2)，以獲得獨特的設計，但是其並不是通過獨特地設計第二汽缸模 154，而是通過獨特設計所產生的牛皮紙幅158。對此，在該示例性的實施方式中，開孔的滾板機170在圖16中單獨地示出。開孔的滾板機170在紙幅的寬度上具有金屬圓筒172，金屬圓筒172具有以期望的方式排列並具有期望的大小的孔174，以及設置有真空抽吸連接176。開孔的滾板機170樞軸地安裝並設置在第二汽缸模巧4和第二汽缸模152之間，與將第二紙幅158引導到壓輥 160的引紙毯接近。金屬圓筒172的圓周對應於印刷板(printing sheet)的長度，並因此與第一汽缸模152對準。此外，開孔的滾板機170被驅動以與第一汽缸模152對準以保持對準的準確性。通過真空抽吸連接176和孔174，，可以從第二紙幅158中吸出紙纖維，從而在與第一紙幅IM對準時實現新的效果。例如，在圖17所示的實施方式中，具有安全紙180具有第一紙層182和施加到第一紙層182的第二紙層186，其中第一紙層182具有水印184。在這裡，利用開孔的滾板機 170，在造紙機150的溼端，從第二紙層186中與水印184對準的紙纖維去除，從而使得可以清楚地覺察到水印184。利用這種方式製造水印184時，無需將水印區域中的所有紙纖維去除，而是部分地從第二紙幅156中去除纖維就可以了，如圖17所示。還可以選擇性地去除第二紙層186的纖維，如圖18中所示的安全紙190所示。在去除區域188，第一紙層182是完全暴露的。首先，和第一紙幅中的開口一起，第二紙幅中將紙纖維部分或完全去除，同時引入不同安全元素，例如搖擺的安全線或兩側的安全線，或將雙側的安全元素引入到側邊。在這裡，在紙幅運行的方向，安全元素可具有與要製造的文檔對準的元素。以縱向對準的方式引入安全元素，所述對準對於安全線來說可以用直線驅動來實現。圖19顯示了具有多個看穿孔202的安全紙200。安全紙200通過在第一和第二紙層204和206中準確對準設置的開口形成。在紙張製造後，可以使用透明或不透明的箔封閉208看穿開口 202。在圖20所述的修改中，在製造第一紙幅時，引入兩個有邊的安全線212，從而使得其完全位於第一毯側。如果開孔的滾板機170適當地操作，通過在第一紙層和第二紙層中準確對準的開口形成的看穿孔214由安全線212從內側封閉。從安全紙210的兩個相對的開口側可以分別覺察到安全線212的上側安全特徵和下側安全特徵。圖19或20中的看穿孔還可以被設計成具有箔線元素，該元素被引入到被製造的文檔的側邊和/或橫向地與該文檔對準。還可以僅在第一和第二紙幅合併後設置開孔的滾板機，通過第一紙幅中的開口， 從第二薄紙幅抽取紙纖維。
特別地，在製造相對較薄的紙幅(例如通常用作多層安全紙中的紙層之一的紙幅)時，很有可能在從缸模中將紙幅去除後，會在完工的紙幅中將孔撕裂。這種風險例如通過設置在載運模上方的真空伏輥來補救。圖21顯示了用於製造多層安全紙的造紙機(例如圖2所述的造紙機)的子區域。 在這裡，除了已經參照圖2描述的元素外，在載運模48的上方設置真空伏輥220以將來自汽缸模44中的形成的紙張提升。為此，真空伏輥220產生負壓力，在該實施方式中，所產生的負壓力為0.2bar，大於汽缸模44內部的負壓力。利用這種方式，真空伏輥220將紙張向上地推到載運模48，從而將紙張從汽缸模44移出來，而不會撕裂。如圖22所示，上述的真空伏輥還可以有利地與直流汽缸模一起使用。圖22顯示了用於製造多層安全紙造紙機的局部區域，其中，真空伏輥230稍微向上漂浮地設置在汽缸模18的上方。由於該漂浮裝置的作用，防止損壞汽缸模18和水印。由於真空伏輥230 並沒有設置在缸模上，其必須附加地通過獨立的驅動機制來驅動，並且同時與汽缸模18準確對準是有利的。對於厚度約為0. 7mm的紙張，真空伏輥230離汽缸模的距離優選小於1mm。伏輥 230因此在紙張的其中厚度可達到1. 2mm的水印區域升起，從而使得在這些區域與汽缸模不接觸。可以例如在製造安全紙的條形水印中有利地使用真空伏輥230。通過紙幅的去除， 獲得具有一致亮度的條形水印。在示例性的實施方式中，如圖23中的截面圖所示，真空伏輥230包括厚度約為2cm 的、開孔的銅殼232。銅殼中的開口 234具有的直徑約為6cm。在其外側，銅殼232環繞有開孔的橡膠表層236和具有限定的滲透性的毯238。多層安全紙中的水印的均勻性還可以用如圖24(a)所示的模240提高。為了產生條形水印，根據本發明的模240具有適當排列順序的突起242和凹陷M4。在模的凹陷244 中，即較厚紙張厚度的區域，是軋有花邊的槽對6，以便利將紙從模240中去除。從圖中還可以看出，槽244還使得紙漿在模中更加均勻地沉積，並改進了吸收，從而在上升的紙幅對8 中產生亮度更為一致的條形水印(圖M(b))。如上所述，在多層安全紙中形成通孔是期望的。為此，可以在紙層產生準確對準的開口，例如在上述的開孔的滾板機的幫助下。下面將參照圖25描述另一種可能性。圖25顯示了造紙過程中的中間階段，其中第一和第二紙幅250和252已經合併在一起。在較厚的第一紙幅250中引入開口 254，同類而無需個性化地形成第二紙幅252。紙幅250和252運行在第一毯256上，毯256在抽吸壓力S1的作用下在開口 2M外側的區域 258作用。在位於第二紙幅252上的第二毯260上施加向上的抽吸壓力&。在這裡，壓力 S1大於壓力&，從而使得在區域258，不能將第二紙幅252從第二毯260提起。在開口 2M的區域，並不會例如通過脈衝的抽吸(pulsed suction)向下施加抽吸壓力Sp因此在該區域主要是抽吸壓力&。第二紙幅252被毯子提升，從而使得在多層安全紙250和252中建立通孔。如果可以應用，在開口 2M的區域，可以向第一毯256注入氣流以提升第二紙幅。還可以提供其他的測量，例如通過雷射束或水柱的反向壓力，或特殊的幾何孔形狀以便利將第二紙幅從開口區域254中去除第二紙幅。如上所述，除了例如發光物質的特徵物質外，還可以將其他的用於確認身份的特徵引入到多層安全紙。提供這樣的實施方式是特別有利的，即，在至少一個紙層的體積中均勻地分布發光物質，並且該紙層在至少子區域中具有不同的厚度，如下所述。為此，圖沈顯示了本發明的貴重文件300 (在這裡為鈔票)，其中以條形碼的形式引入了條形水印302。圖27顯示了沿著線A-A獲得貴重文件300的截面圖，該截面圖給出了所使用的安全紙的層結構。因此，安全紙具有同類的第一紙層304和與其結合併具有階梯輪廓的第二紙層306。第二紙層的突起308，即紙張較厚的區域，在穿透光下較暗，而其凹陷310，即紙張較薄的區域，在穿透光下較亮。作為特徵物質，發光物質312均勻地分布在第二紙層306。可以使用不同的方法製造該安全紙的變體。其中之一為，在第二紙幅上印記條形碼，其中均勻地引入了發光物質；對於另一種方法為，在汽缸模形成紙幅期間將條形碼形式的水印引入到第二紙幅。當然還可以使用發光物質的組合。此外，特徵物質或上述類型的特徵物質的組合還可以被引入到第二紙幅。圖觀顯示了根據本發明另一實施方式的貴重文件的結構的截面圖。從上面看時， 貴重文件320的外形和圖沈顯示的貴重文件的外形相同，但是，第二紙層306具有貫通的開口 322，同樣，第一紙層包括特別地與發光物質312不同的發光物質324。第一和/或第二紙層還可以包括一個或多個其他的如上所述的特徵物質。例如，第一層可包括發光物質， 第二層也包括特徵物質。根據製造具有窗口線的安全紙可以執行本發明的變體的製造。根據這一原理，兩層板(頂板和底板)被形成和合併，在頂板上嵌入窗口，底板被製造成連續的。期望的發光體和特徵物質在製造頂板和底板時被併入到兩層板中。作為一種選擇，頂板中的窗口還可以在製造後通過衝孔、切削等方式形成。圖四顯示了當沿著圖沈中的A-A獲取的兩層結構的貴重文件330。在該示例性的實施方式中，兩層紙都具有條形水印。第二紙層306包括發光物質312，第一紙層304包括與發光物質312不同的發光物質324、以及物質332。此外，可以相互獨立地在第一和/ 或第二層中包括其它的發光物質，以及如果應用的話，一個或多個特徵物質可以被相互獨立地被併入到第一和/或第二層。通常，不同層的條形物質可以重合，或者可以是錯列的。 在另一個實施方式，可以通過窗口實現兩層中的厚度調整。圖30顯示了作為具有條形水印302的本發明的貴重文件300在進行驗證檢測時的測量信號340。測量信號340的強度I作為測量位置x(即，上述貴重文件的傳感器的位置)的函數在縱坐標中示出。在這裡，發光物質312的發光強度被測量。在紙張較厚的區域，信號強度大於紙張較薄的區域，根據紙層的厚度，在傳感器的下面具有較多或較少的發光物質或特徵物質。如果在條形水印302上方橫向地引導傳感器，在紙張較厚的區域測量的發光強度大於紙層較薄的區域，因此通過測量信號340可以測量條形碼的種類。如果要被檢測的貴重文件或其紙層具有窗口而不是發光物質312，則發光物質的測量強度為零。對於具有不同發光物質的貴重文件320或330的驗證檢測可以同樣的方式實現，如果應用的話，可以使用僅能夠傳輸發光物質中其中一種的輻射的過濾器。下面將參照圖31-39描述本發明的另一個變體。首先，在圖31中的示例性實施方式中示出了這樣一種造紙機370，其中利用逆流汽缸模374製造第一紙層，利用壓力形成裝置372製造第二紙層。即便是在下面總是將第一紙層稱為逆流缸模層，也應該理解在其他的實施方式中，還可以在不背離本發明的範圍內使用直流模製造第一紙層。
兩個紙層在拾漿輥376的區域被合併，並被壓在一起。傳回到逆流汽缸模374中的安全線378或安全帶引入在紙層之間。通過位於壓力形成裝置372和逆流汽缸模374之間的第一抽取設備380在第二紙層(壓力形成層)384中形成開口。如果需要的話，還可以在可選的第二抽取設備382在第一紙層(逆流缸模層)中引入開口，其中設備382在兩個紙層合併後設置。圖32顯示了用如圖31所示的造紙機370製造的本發明的兩層安全紙350 —部分的俯視圖。在第一紙幅360中具有圓形的孔354，其優選地用通過應用到汽缸模的e印刷字 (e-types)的造紙技術產生。在優選地通過壓力形成裝置形成的第二紙層358中具有星形的開口 356。在示例性的實施方式中，這些開口通過開有孔的抽吸輥380形成，其中抽吸輥 380在還出於溼狀態中的紙纖維從第二紙幅中去除。在這裡，可以任意地設計開口 3M和 356的形狀。此外，還可以根據需要克制開口相對於彼此的方位和它們的大小。例如，兩個開口中的一個可以位於另一個的頂部，從而建立看穿窗口。當然它們還可以相互鄰近地設置。所述的開口還可以相對於彼此設置成較大或相同的大小。此外，在示例性的實施方式所示，帶狀的安全元素352例如寬的安全線能夠在開口的區域嵌入在紙幅之間。在這裡，第一和第二層隱藏了帶狀的安全元素352，當從上向下看時，幾乎在開口 3M和356處看到安全元素352。圖32(b)顯示了沿著線A-A的、安全紙的的截面圖。帶狀的安全元素352被第一紙層358和第二紙層360覆蓋，並在開口 3M和356可對其進行訪問。在這裡，開口的大小可以是與安全帶的寬度相對應。然而，絕對還有可能使得一個或兩個開口寬於或窄於帶狀的安全元素352。如果兩層紙層為壓力形成層358和逆流缸模層360，其間嵌入有安全線352，則如果考慮壓力形成層358和逆流缸模層360中開口的不同尺寸，安全線352的不同寬度，以及兩個開口和安全線的潛在特徵的相對設置，則可以用圖31中的造紙機370(或其中第一紙層由直流缸模產生的造紙機的其他實施方式)產生多個實施方式。在第一變體中，通過第一抽取設備380在第一壓力形成層產生開口 356，該開口可以形成任意的形狀，例如還可以是字母、字符等。在逆流汽缸模374處引入e印刷字上的線 352。在這裡，e印刷字的高度被選擇為能夠使得纖維在引入的線下方「漂浮(swim)」，因此線暴露於e印刷字的區域。在該變體中，逆流汽缸模開口 3M總是窄於線的寬度。壓力形成層產生開口 356的形狀可以窄於線的寬度，如圖32(a)所示，或寬於線的寬度。開口 356 可以正好位於逆流汽缸模開口 3M的位置，如圖32(a)左側所示，或可以隨即地位於這些開口之間，或與它們重疊。在第一種情況下，該變體顯示出其大小由位於逆流汽缸模層中的開口 354限制的看穿窗，參見圖32(b)。在反射光中，只有從壓力形成層的一側可以覺察到期望的形狀356。在第二中情況下，該變體提供了在其中引入的安全線352部分暴露於開口的兩側的基底。看穿窗僅在相對的開口恰好重疊時形成。在圖33示出的第二變體中，總是在逆流缸模層中形成大於壓力形成層中的開口 356的開口 354，開口 3M可以比線的寬度寬或窄。壓力形成層中的開口 356可以設置在開口 3M的位置，如圖33所示，或隨機地位於開口 3M中或重疊於開口 354。看穿窗僅在兩個開口正好對準時形成。在這種情況下，壓力形成層開口 356的形狀在基底的兩側是可見的。如果所述的兩個開口未相互準確地對準，基底再次使得安全線352部分地位於開口的兩側。
在圖34示出的第三變體中，在壓力形成層引入開口 356，如上所示，而逆流汽缸模機沒有e印刷字也沒有壓紋(embossing)。通過例如在對準標誌362的幫助下的對準控制， 壓力形成層中的開口 356與在逆流汽缸模中提供的安全線352中的某些位置對準。例如， 安全線352的倒置的字母364在壓力形成層中的開口 356中變得可見。圖35示出了本發明的第四變體，在壓力形成層358中引入開口 356，並且在在逆流汽缸模374中提供安全線352。在這裡，逆流汽缸模374設置有壓紋，壓紋的脊優選與壓力形成層中的開口 356對齊，從而使得在逆流汽缸模層360中引入的窗開口 3M和壓力形成層358中引入的開口 356在基底的兩側交替。根據第五變體，首先以如上所述的方式在壓力形成層中引入開口，並且壓力形成層和逆流汽缸層相對於安全線微微前傾。在將整個紙層去除後，通過第二抽取設備382在安全線的區域留出開口。兩個紙層的開口可以相互對準，或隨機地設置。第六變體與第三變體相似，但是在該變體中，逆流汽缸模在安全線設置的區域設置有水印壓紋。利用第一抽取設備380，在壓力形成層中形成任意形狀的開口，從而使得安全線位於抽取位置的側邊。通過將水印和壓力形成層中的開口對準，可以例如逆流汽缸模層中的水印環繞在被抽出的孔周圍。作為對第一或第二紙幅中的抽吸形狀的替換，還可以倒置第一和/或第二設備 380,382的抽吸機制，以及將材料應用於紙層。例如，設備380的任意形狀的開口可以填充材料，例如纖維，塑料顆粒或橡膠。通過正壓力或粘合力，所述的材料被傳遞到溼的壓力形成裝置紙幅。其後，紙幅相對於具有安全線的逆流汽缸模層稍微傾斜。引入的材料在穿透光中則顯示未暗的形狀。如果在材料上施加油墨，則在乾燥的基底上所述的形狀顯現為半透明狀。第一或第二抽取設備380，382的直徑依賴於紙張的長度，並且可以便利地選擇為儘可能的大，以儘可能地使得循環速度小。然而，最大可能的直徑還受到壓力形成裝置372 和逆流汽缸模374之間的空間條件的限制。由於對於較小的直徑來說，與壓力形成層384接觸的表面同樣也較小，因此在狹窄的空間條件下，並不建議將抽取設備380設計成圓形的， 而是錐形或三角形的，如圖36所示。在該實施方式的抽取設備380中，抽取形狀386被固定在柔性的基底材料388上。在該示例性的實施方式中，通過鏈條390進行驅動。下面將參照圖37-39描述根據本發明的特別優選的抽取設備380的實施方式。該示例性的實施方式顯示了由多個部分400-406形成的抽吸輪380。圖37從側面顯示了一部分抽吸輪380，圖38為在開口區域具有不同的抽吸口 408或通道414的相似的抽吸輪380 的俯視圖，圖39(a)和(b)為朝圖38中的線A-A和B-B看出的中間部分402和404的側視圖。在這裡，標記有附圖標號416和418的位置表示圖39(a)和(b)的可見邊緣的截面圖。 圖38中示出的側視圖對應於蓋板406朝C-C看去的側視圖。抽吸輪380具有夾心的結構，包括通過其可設計出抽吸口 408的多段板。在示例性的實施方式中，抽吸輪380包括蓋板400、兩個中間板402和404、以及另一蓋板406。板 400-406可由金屬或能夠抵制衝擊不易破碎的塑料製成，並使用雷射束、水注射或相似的技術製造。這些板用螺絲固定，可以使用噴射密封劑或襯墊進行密封，如果使用的話。抽吸輪 380的周圍對應於要處理的溼狀態的紙層的長度。在用螺絲固定後，將抽吸輪380設置在引導軸(未示出)上並固定。如果需要的話，多個抽吸輪可以滑動到引導軸並固定。引導軸被居中地驅動，並在優選的實施方式中與紙幅的速度同步。在造紙機開始操作時，抽吸輪380啟動，並導致生產速度，抽吸輪380設置在壓力形成紙幅384處，直到由於抽取的作用在壓力形成紙幅中形成開口。在這裡，圖37和39 (a) 中可覺察的提高的位置410刺穿溼的紙幅，並通過抽吸口 408施加的局部真空形成期望形狀的開口。為了防止纖維粘在抽吸輪380的表面上，鄰近抽吸口 408的區域是凹陷的。通過延伸通過中間板404到蓋板406的抽吸口 408和通道414，可以抽取材料/水混合物。為了安全地將抽取的材料去掉，抽吸口 408和通道414必須是乾淨的。為此，可以提供具有過濾的水的盆392(圖31)，抽吸輪380在相對於抽取的區域通過盆392。在蓋示例性的實施方式中，用固定的抽吸裝置394(圖31)施加真空，以拖拉蓋板406的表面。利用這種方式，在各種情況下，抽取操作經由通道414之一僅在與紙幅384接觸的抽吸口 408 處進行。如在圖38可以很好地看出的那樣，包括多段板的夾心結構可以使得無約束地設計抽吸口 408。在這裡，可以任意數目地組裝的中間板產生了抽吸口 408本身的形狀。開口的寬度被設置成通過中間板的厚度。例如，IOmm寬的開口可以通過兩個5mm的中間板來形成，或通過五個2mm的中間板來形成。蓋板400，406用於邊緣限定和應用真空。然而，在圖38中，僅蓋板406具有通道開口，當然還可以在兩個蓋板中都具有這樣的開口。抽吸裝置394被設置在抽吸輪380的兩側。應該理解，上述的實施方式還可以用於第二抽取設備382。抽取設備380和382還可以覆蓋有柔性的塑料蒙片(mask)，其中不僅原始的而且非常精細的圖案(例如文字數字或抽象符號)未被覆蓋。以這種方式，還可以在紙層中產生連續的圖案，例如蜿蜒的形狀或連續的文本以及優選對準的圖案(例如鈔票中的價值指示)。在這裡，所述的圖案可以設置在紙層中一個上，或一致地或偏離地設置在兩個紙層上。
權利要求
1.一種用於製造安全紙的方法，其特徵在於，-在造紙機的第一溼端形成第一紙幅，如果可用的話，其設置有特殊的特徵，例如開口或水印；-在造紙機的第二溼端形成第二紙幅；-所述第二紙幅通過引紙毯和所述第一紙幅合併與其結合；以及-通過抽吸裝置從仍然處於溼狀態的第二紙幅去除紙纖維，所述抽吸裝置優選地與所述第一紙幅上存在的個性化特徵對準。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述第二紙幅的纖維通過抽吸裝置僅被部分去除，以在所述第二紙幅中產生較小厚度的區域。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，在所述第二紙幅中厚度減少的區域與所述第一紙幅的水印區域對準。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述第二紙幅的纖維完全通過抽吸裝置去除以在所述第二紙幅產生開口。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述第二紙幅中的開口與所述第一紙幅中的開口對準地產生。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述第二紙幅中的開口與所述第一紙幅中的開口相互補充形成看穿孔。
7.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述第一紙幅和第二紙幅中準確對準的開口與安全元素組合，所述安全元素的特徵可以從所述安全紙的兩側覺察到。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述安全元素為雙側的安全元素，具體為搖擺的安全線，雙全息安全線、或雙水印層安全線。
9.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述安全元素引入到所述第一和第二紙幅之間。
10.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述抽吸裝置在所述第二紙幅去往所述第一紙幅的途中將其紙纖維抽取。
11.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述抽吸裝置在所述第二紙幅與所述第一紙幅合併後，抽取所述第二紙幅的紙纖維。
12.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述抽吸裝置通過所述第一紙幅的開口抽取所述第二紙幅的紙纖維。
13.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述第一紙幅在汽缸模中形成，所述抽吸裝置被與所述第一紙幅的所述汽缸模對準地驅動。
14.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述抽吸裝置被形成為錐形或三角形。
15.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述抽吸裝置被形成為抽吸輪，所述抽吸輪包括多段板。
16.一種如權利要求1-15中任意一項所述的方法，用於在紙張製造中在溼的紙幅中產生薄區域或開口的抽吸裝置，所述抽吸裝置具有用於從溼紙幅抽取材料/水混合物的抽吸口，其特徵在於，所述抽吸裝置被形成為並包括多段板的抽吸輪，在所述多段板中設置有形成所述抽吸口的至少一個中間板，以及形成邊緣限定的兩個覆蓋板。
17.根據權利要求16所述的抽吸裝置，其特徵在於，具有所述抽吸口的多段板中的至少一部分具有用於抽取所述材料/水混合物的連接通道。
18.根據權利要求16所述的抽吸裝置，其特徵在於，在所述中間板中鄰近所述抽吸口的區域是凹陷的。
19.根據權利要求17所述的抽吸裝置，其特徵在於，設置有固定的抽吸裝置，其在操作中用於拖拉旋轉的抽吸輪的蓋板的至少之一的表面，並通過至少一個通道與所述抽吸口連接以進行抽取操作，在各種情況下所述抽吸口與所述紙幅接觸。
20.根據權利要求16所述的抽吸裝置，其特徵在於，所述抽吸裝置覆蓋有柔性的塑料蒙片，所述塑料蒙片在所述抽吸口的區域具有圖案、字符或編碼形式的間隙。
全文摘要
本發明涉及用於形成例如鈔票或身份證等安全或貴重文件的多層安全紙。在第一紙層(52)引入環形的安全元素(54)，其中在所述第一紙層(52)的至少一側可自由訪問所述安全元素。在所述第一紙層(52)的、能夠自由訪問所述安全元素(54)的一側覆蓋有第二紙層(56)，所述第二紙層(56)在所述安全元素(54)的區域具有一個或多個開口(58)。
文檔編號D21F1/48GK102174782SQ201110035190
公開日2011年9月7日 申請日期2006年3月14日 優先權日2005年3月23日
發明者于爾根·拉克, 弗裡德裡希·克雷奇馬爾, 託馬斯·博登迪克, 拉夫·利布勒, 格雷戈爾·格勞福格爾, 沃爾夫岡·文紹爾, 特奧多爾·布爾夏德, 霍斯特·賴格爾, 馬裡洛·凱勒 申請人:德國捷德有限公司