專利名稱：具有透明或半透明涂層的安全紙頁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可用于制造安全文檔的安全紙頁，該紙頁可印刷且具有較高的印刷質(zhì)量，以及較高的耐流通性，特別是在印刷之后。
本發(fā)明尤其涉及用于銀行票券或其它有價(jià)憑證的紙頁，該紙頁尤其可以通過膠版印刷和/或凹版印刷進(jìn)行印制。
背景技術(shù)：
眾所周知，安全單據(jù)，例如用于鈔票或支票或任何其它有價(jià)憑證的紙張，包括化學(xué)或物理的鑒別手段和/或偽造標(biāo)志。
通常，作為化學(xué)手段，已知使用與偽造者通常使用的偽造劑起反應(yīng)的化合物。這些偽造指示劑可以，例如，與酸(鹽酸、檸檬酸、醋酸、硫酸等)或堿(尤其是氫氧化鈉)、與氧化劑(尤其是漂白劑)、與還原劑以及溶劑起反應(yīng)。
還已知使用物理鑒別手段，最常用的是以下方法—當(dāng)它們暴露在紫外光下時(shí)缺乏熒光增白劑呈蘭紫色，這些通常用于普通紙張，以提高其光澤度；—可以顯示變化的光學(xué)效果的安全元件的分散存在(例如，線、纖維、幣用金屬片等)，可以是彩色的或包括銘文，或可以具有不同的物理特性，例如磁性、導(dǎo)電性、熱磁性等，且可以至少部分在所述紙頁中；
—水印的存在，即在其厚度上對(duì)紙張纖維密度的受控調(diào)整，這種水印再現(xiàn)了給定圖案，該圖案只有在透射光下才能夠非常好地看見，即當(dāng)朝光線舉起紙張時(shí)；—全息圖、莫爾圖或其它利用沉積在紙頁表面上的光學(xué)可變油墨實(shí)現(xiàn)的光學(xué)效果；—紙張的嘎嘎聲，即當(dāng)紙張快速運(yùn)動(dòng)時(shí)所發(fā)出的特征聲音；—在紙張的表面上，以難以再現(xiàn)的圖案或復(fù)雜顏色的銘文或形狀的形式的印刷；—由凹版印刷工藝獲得的印刷起伏，這種工藝包括蝕刻印版，在印版上涂敷墨水，然后將紙張壓到印版上。
歐洲專利申請(qǐng)EP-A-514455描述了一種安全紙頁，具有很高的耐流通性和很好的印刷性，這種紙頁包含礦物填料和彈性體粘結(jié)劑制成的涂層，尤其是聚氨酯。這種紙頁的缺點(diǎn)之一是它所包含的具有可變光學(xué)效果的安全元件，比如水印、安全線、薄片或其它元件，不太可見。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種紙頁，用于制造安全單據(jù)，尤其是鈔票，該紙頁同時(shí)具有下述的性能—所述紙頁包含的安全元件的非常好的可見性；—高印刷質(zhì)量；—高耐流通性，尤其是在印刷之后，即使用這種紙頁制造的安全單據(jù)非常耐久。
本申請(qǐng)人在試驗(yàn)了許多含有至少一種粘結(jié)劑和至少一種填料的復(fù)合物后，通過使用包含至少一種硅膠和至少一種透明或半透明的具有彈性體特性的粘結(jié)劑的復(fù)合物，已經(jīng)驚人地成功解決了引起的問題。
這樣，本發(fā)明提供了一種安全紙制成的涂層紙頁，該紙頁包括安全元件，且具有較高的印刷質(zhì)量和較高的耐流通性，這種紙頁的特征在于至少其一側(cè)涂有透明或半透明的涂層，該涂層包含至少一種硅膠和至少一種透明或半透明的彈性體粘結(jié)劑。
然而，所述彈性體粘結(jié)劑可以與造紙中通常使用的其它粘結(jié)劑一起混合使用，同時(shí)考慮確保維持涂層的透明度，而不削弱其耐久性。
優(yōu)選的是，所述彈性體粘結(jié)劑是從聚氨酯形成的組中選取的，它可以以在水介質(zhì)中穩(wěn)定的分散體的形式(乳液)使用。
優(yōu)選的是，所述聚氨酯是從高硬度的聚氨酯中選取，這似乎改善了搬運(yùn)處理過的紙頁時(shí)涂層的防粘連性。
優(yōu)選的是，所述硅膠是一種煅制的硅石。
優(yōu)選的是，所述硅石具有按照BET方法(DIN 66 131標(biāo)準(zhǔn))測量的介于300和400m2/g之間的比表面積，所述BET方法測量了總比表面積。
尤其是，根據(jù)本發(fā)明所述涂層其特征在于包含—按干重計(jì)算，1到95份的所述硅石；—按干重計(jì)算，5到99份的所述彈性體粘結(jié)劑；這些組分的份數(shù)總和為100份。
優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的所述涂層其特征在于包含—按干重計(jì)算，30到50份的所述硅石；—按干重計(jì)算，50到70份的所述彈性體粘結(jié)劑；這些組分的份數(shù)總和為100份。
在此范圍內(nèi)，所述涂層賦予所述紙頁以及獲得安全單據(jù)具有極高的耐流通性，同時(shí)具有很好的印刷質(zhì)量。尤其是，所述涂層特征在于包括按干重計(jì)算約40份的所述硅石和約60份的所述粘結(jié)劑，這些組分的份數(shù)總和為100份，所獲得的結(jié)果似乎是這中復(fù)合物的最佳值。
優(yōu)選的是，本發(fā)明的所述紙頁特征在于所述粘結(jié)劑與交聯(lián)劑特別是聚氮丙啶(polyaziridine)組合。
本發(fā)明的所述紙頁特征在于所述涂層的重量介于1到15g/m2，優(yōu)選的是按干重計(jì)算每側(cè)1至10g/m2，更優(yōu)選的是按干重計(jì)算每側(cè)2至7g/m2。
所述涂層可以包含其它分散添加劑、粘度調(diào)節(jié)劑、增塑劑和抑菌劑，例如，殺菌劑。不排除所述涂層含有其它鑒別和防偽劑。
本發(fā)明所述的待處理紙頁可以是基于纖維素纖維和/或棉纖維和/或合成纖維制成的復(fù)合物的紙頁。所述紙頁還可以是合成材料制成的紙頁，尤其是比如用于制造塑料鈔票的紙頁。這種紙可以含有一層或多層。
優(yōu)選的是，所述紙頁是一種基于棉纖維的鈔票用紙，包括濕強(qiáng)劑，特別是三聚氰胺-甲醛樹脂(melamine-formaldehyde)或聚(氨基酰胺—表氯醇)poly(aminoamide-epichlorohydrin)樹脂。
本發(fā)明還提供了一種用于制造所述紙頁的工藝。
所述紙頁使用所述的工藝制成，該工藝特征在于包含以下步驟—在造紙機(jī)上制成基于纖維素和/或棉纖維成分、濕強(qiáng)劑和可選的幣用金屬片的紙頁，該紙頁可包括水?。弧谒黾堩撝泻?或上可選地包括安全元件，例如安全線和/或具有光學(xué)可變效果的元件；—可選的，所述紙頁在施膠機(jī)或浸漬機(jī)中用施膠劑處理；—然后這種紙頁上涂有水介質(zhì)形式的復(fù)合物，它包含
—所述硅膠，以水分散體的形式使用；—所述彈性體粘結(jié)劑，以水分散體的形式使用；—適當(dāng)情況下的交聯(lián)劑；—可選的用于造紙的其它添加劑；以及—所述紙頁在約100℃下干燥。
為了沉積所述復(fù)合物，可以使用造紙過程中的任何標(biāo)準(zhǔn)涂敷方式，例如，凹版印刷、逆轉(zhuǎn)輥涂布、Champion涂布、Billblade涂布、拖刀涂布或氣刀型涂布的涂布器，或雙HSM類型的薄膜轉(zhuǎn)移系統(tǒng)或浸漬機(jī)。
本發(fā)明還涉及使用上述紙頁或根據(jù)上述工藝獲得的鈔票。
下述非限制性示例將更清晰地解釋所述發(fā)明怎樣付諸實(shí)施及其優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
示例1(比較例)所述紙頁是在帶有金屬網(wǎng)的被稱為圓網(wǎng)的造紙機(jī)上制成的，包括可以制成水印的圖案，這種紙頁可適于作為造幣紙，以下述方式制造—將棉纖維漿放入水懸浮液中，然后將這種懸浮物精制到60Schoepper-Riegler；—添加濕強(qiáng)劑，對(duì)于所述的棉纖維而言，也就是按干重計(jì)算約2.5％的聚(酰胺—表氯醇)；—虹彩色的幣用金屬片放入到所述懸浮物中；—在紙張的成形過程中，利用現(xiàn)有的公知技術(shù)將微型印刷的安全線，稱作“窗口線”插入，使得這種線在所述紙頁表面的特定窗口可見。例如，在歐洲專利EP59 056中描述了一種插入這種線的方法；
—所述紙頁成形后，在施膠機(jī)中用施膠劑進(jìn)行表面處理；—所述紙頁在約100℃下干燥。
這種紙頁的特點(diǎn)和測試結(jié)果在表1到3中給出。
示例2(本發(fā)明)根據(jù)示例1獲得了基體，然后使用氣刀涂布機(jī)涂敷水介質(zhì)形式的復(fù)合物，其中包含—按干重計(jì)算，39份的聚氨酯彈性體粘結(jié)劑，以“CROMELASTICSE871”的名稱出售；—按干重計(jì)算，61份的煅制硅石，卡伯特公司以“Cab-O-SpersePG002”的名稱出售；—在上述每100份復(fù)合物中加入3份聚氮丙啶交聯(lián)劑。
通過加入在印刷/書寫領(lǐng)域常用的流變能力調(diào)節(jié)劑來調(diào)整粘度。
沉積的涂層重量按干重計(jì)算為4g/m2。
這種紙頁使用凹版印刷，并進(jìn)行多種測試。
所述特點(diǎn)和測試結(jié)果在表1到3中給出。
示例3(本發(fā)明)如示例2一樣生產(chǎn)另一試樣，但是沉積涂層的重量按干重計(jì)算為6g/m2。
所述特點(diǎn)和測試結(jié)果在表1和2中給出。
示例4(本發(fā)明)如示例2一樣獲得基體，但是粘結(jié)劑和硅石的含量如下—按干重計(jì)算，51份的聚氨酯彈性體粘結(jié)劑，以“CROMELASTICSE871”的名稱出售；
—按干重計(jì)算，49份的煅制硅石，卡伯特公司以“Cab-O-SpersePG002”的名稱出售。
這種紙頁的特點(diǎn)和測試結(jié)果在表2到3中給出。
示例5(本發(fā)明)如示例2一樣獲得基體，但是粘結(jié)劑和硅石的含量如下—按干重計(jì)算，61份的聚氨酯彈性體粘結(jié)劑，以“CROMELASTICSE871”的名稱出售；—按干重計(jì)算，39份的煅制硅石，卡伯特公司以“Cab-O-SpersePG002”的名稱出售。
這種紙頁的特點(diǎn)和測試結(jié)果在表2到3中給出。
示例6(本發(fā)明)如示例2一樣獲得基體，但是粘結(jié)劑和硅石的含量如下—按干重計(jì)算，76份的聚氨酯彈性體粘結(jié)劑，以“CROMELASTICSE871”的名稱出售；—按干重計(jì)算，24份的煅制硅石，卡伯特公司以“Cab-O-SpersePG002”的名稱出售。
這種紙頁的特點(diǎn)和測試結(jié)果在表2到3中給出。
測試和結(jié)果通過凹版印刷和膠版印刷驗(yàn)證了根據(jù)本發(fā)明制造的紙頁的良好印刷性。通過掃描電鏡驗(yàn)證良好的凹版印刷性。
凹版印刷后的耐流通性根據(jù)下述指標(biāo)進(jìn)行了測試-濕態(tài)的耐碎裂性；-濕態(tài)的耐磨損性；
-濕態(tài)的耐污性。
而且，透過涂層的所述安全元件的可見性(幣用金屬片，線)也經(jīng)過了驗(yàn)證。
關(guān)于耐碎裂性和耐磨損性的耐流通性的測試在1946年3月的國家標(biāo)準(zhǔn)局研究期刊，第36卷，249-268頁，題為“通貨型紙張的耐磨損性能試驗(yàn)”一文中有描述。
所述結(jié)果在表2中給出。
為了模擬通過洗衣機(jī)情況，測試了所述凹版印刷紙樣的耐洗性。所述耐洗性測試是對(duì)經(jīng)過印刷的紙頁按照以下方式下進(jìn)行的將紙樣放置在含有水和清洗劑的燒瓶中，然后放置在TURBULA設(shè)備中旋轉(zhuǎn)1小時(shí)。根據(jù)視覺和1(最小)到5(最大)的內(nèi)部等級(jí)量表評(píng)估損壞情況。結(jié)果在表2中給出。
所述結(jié)果通過視覺[裸眼或放大設(shè)備(放大鏡，顯微鏡)]比較進(jìn)行評(píng)估。
所述濕態(tài)耐污性測試是對(duì)經(jīng)過印刷的紙頁以以下方式下進(jìn)行的將示例中的每張紙都分成幾個(gè)紙樣，每個(gè)紙樣都經(jīng)過在IGT折邊機(jī)上進(jìn)行弄皺。然后手工展平，放在密封的燒瓶中，與直徑20毫米的陶瓷珠和含有黃色和棕色的顏料、碳黑、蛭石、人工汗液成分和脂汗混在一起。
燒瓶放置在TURBULA設(shè)備中旋轉(zhuǎn)總時(shí)間為15分鐘。為了模擬紙樣老化的情況，對(duì)于給定的紙頁，通過根據(jù)ISO 2471標(biāo)準(zhǔn)(457納米時(shí)的反射率)確定光澤度以及污損前和經(jīng)過了一段給定時(shí)間后的黃化程度測量了污損率。這些測定是在紙頁的一個(gè)紙樣經(jīng)過5分鐘的磨損，同一張紙的另一個(gè)試樣經(jīng)過10分鐘磨損，同一張紙的另一個(gè)試樣經(jīng)過15分鐘磨損上作出的。
在D65光源(日光且無紫外光)、觀察角10度條件下，使用CIE系統(tǒng)的ELREPHO 2000分光比色計(jì)確定黃化程度。
為了評(píng)估結(jié)果，比較經(jīng)過給定時(shí)間后磨損前、后的光澤度或黃化程度的差異。差異越小，耐抗性越好。因此，為了測量平均耐磨損性，計(jì)算了所述光澤度和黃化程度差異的平均值。結(jié)果在表3中給出。
可以看出根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的紙頁的印刷質(zhì)量明顯提高了。
可以看出所述紙頁的總體耐流通性明顯比對(duì)照的要好。與根據(jù)本發(fā)明的其它示例進(jìn)行比較，看來最佳的耐流通性出現(xiàn)在示例4中。
對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的所有示例，透過涂層可以清晰地看出水印，薄片的虹閃效果和所述安全線上的銘文。
表1

表2

表3

權(quán)利要求
1.安全紙制成的有涂層紙頁，該紙頁包括安全元件，且具有較高的印刷質(zhì)量和耐流通性，其特征在于，至少其一側(cè)涂有透明或半透明的涂層，所述涂層包含至少一種硅膠和至少一種透明或半透明的彈性體粘結(jié)劑。
2.如權(quán)利要求1所述的紙頁，其特征在于，所述彈性體粘結(jié)劑是從聚氨酯形成的組中選擇的，它可以穩(wěn)定的水分散體的形式使用。
3.如權(quán)利要求1和2任一所述的紙頁，其特征在于，所述聚氨酯是從高硬度聚氨酯中選擇的。
4.如前述任一權(quán)利要求所述的紙頁，其特征在于，所述硅石是煅制硅石。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的紙頁，其特征在于，所述硅石具有按照BET方法(DIN 66 131標(biāo)準(zhǔn))測量在300至400m2/g之間的比表面積。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的紙頁，其特征在于，所述涂層包含按干重計(jì)算，1至95份的所述硅石；按干重計(jì)算，5至99份的所述彈性體粘結(jié)劑；這些組分的份數(shù)總和為100份。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的紙頁，其特征在于，所述涂層包含按干重計(jì)算，30至50份的所述硅石；按干重計(jì)算，50至70份的所述彈性體粘結(jié)劑；這些成分的份數(shù)總和為100份。
8.如前述任一權(quán)利要求所述的紙頁，其特征在于，所述涂層包含按干重計(jì)算約為40份的所述硅石和按干重計(jì)算約為60份的所述粘結(jié)劑，這些組分的份數(shù)總和為100份。
9.如前述任一權(quán)利要求所述的紙頁，其特征在于，所述組分包括交聯(lián)劑，尤其是聚氮丙啶。
10.如前述任一權(quán)利要求所述的紙頁，其特征在于，沉積的涂層重量按干重計(jì)算每側(cè)在1至15g/m2之間，優(yōu)選的是每側(cè)在1和10g/m2之間，更優(yōu)選的是每側(cè)在1和7g/m2之間。
11.用于制造如前述任一權(quán)利要求所述紙頁的方法，其特征在于，它包含下述步驟—在造紙機(jī)上制成基于纖維素和/或棉纖維成分、濕強(qiáng)劑和可選的幣用金屬片的紙頁，該紙頁可包括水印；—在所述紙頁中和/或上可選地包括安全元件，例如安全線和/或具有光學(xué)可變效果的元件；—可選的，所述紙頁在施膠機(jī)或浸漬機(jī)中用施膠劑處理；—然后這種紙頁上涂有水介質(zhì)形式的復(fù)合物，包含—所述硅膠，以水分散體的形式使用；—所述彈性體粘結(jié)劑，以水分散體的形式使用；—適當(dāng)情況下的交聯(lián)劑；—可選的用于造紙的其它添加劑；以及—所述紙頁在約100℃下干燥。
12.由如權(quán)利要求1至10任一所述的紙頁制成的或如權(quán)利要求11所述制成的鈔票。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種安全紙制成的涂層紙頁，該紙頁包括安全元件，且具有較高的印刷再現(xiàn)性和較高的耐流通性，該紙頁的特征在于至少其一側(cè)涂有透明或半透明的涂層，所述涂層包含至少一種硅膠和至少一種透明或半透明的彈性體粘結(jié)劑。尤其是，所述粘結(jié)劑是聚氨酯。本發(fā)明還涉及用于制造所述紙頁的方法以及由這種紙頁制成的鈔票。
文檔編號(hào)D21H21/40GK1455833SQ01815459
公開日2003年11月12日 申請(qǐng)日期2001年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月11日
發(fā)明者亨利·羅塞特 申請(qǐng)人:阿爾若威金斯安全公司