專利名稱：防偽紙及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及防偽紙及其制造方法，更確切地講涉及一種稱為“夾絲，帶窗口紙”的防偽紙，夾在構成該種防偽紙的合成層之間的絲暴露于最外層紙層上所開的窗口處，并涉及制造這種防偽紙的一種方法。
背景技術：
稱為“夾絲紙”的防偽紙是眾所周知的，其中紙的厚度方向上夾入一種細長的絲狀物。這種細長絲狀物的一個典型例子是下文所要敘述的一種絲。夾絲紙需要用非常復雜的技術來制造，因而對防偽效果有重要的影響。因此防偽紙在很多國家廣泛用于制造銀行票據(jù)。
夾絲紙可以分為兩大類。第一類夾絲紙中的細長絲狀物夾在其間，并不暴露于紙的表面；第二類夾絲紙稱為“夾絲，帶窗口紙”，該種紙中，夾入其中的細長絲狀物的一部分暴露于紙的表面。
已提出了各種各樣制造第一類紙的方法。其中包括日本專利公開說明書No.51-130309/1976中公開的一種方法，該方法在長網(wǎng)造紙機一薄片部分的紙漿液流中放置了一個噴嘴，一種細長的絲狀物與水流一起從該噴嘴噴出并被嵌入到金屬絲布上沉積出的網(wǎng)中；日本專利公開說明書No.2-169790/1990中公開的一種方法，該法使用一種細長絲狀物加入裝置，將細長絲狀物加入從長網(wǎng)造紙機的一個液流盒中流出的紙漿中，加入工作是通過在向紙漿中加入細長元件的同時還提供一股氣流用以使細長元件和紙漿相互隔開的方式實現(xiàn)的；日本專利出版物No.5-40080/1993中公開的一種方法，該法使用一個具有兩個或更多紙漿槽的圓網(wǎng)造紙機來使兩層或多層紙結合在一起，并且一種細長絲狀物從一內(nèi)壁具有凸起和凹陷的管子中送出以夾入紙層之間。
制造第二類紙-“夾絲，帶窗口紙”的方法有日本專利出版物No.5-85680/1993中公開的一種方法，該法中一種帶凹槽的皮帶裝置被浸沒在金屬絲布上的紙漿懸濁液里，該裝置中一條細長的絲狀物從一個具有凹陷和凸起部分的導向機構的凸起端穿過；美國專利No.4462866中公開的一種方法，其中一個具有凸起部分的金屬絲網(wǎng)被用做圓網(wǎng)造紙機的表面金屬絲網(wǎng)，而且在細長絲狀物被送出與金屬絲網(wǎng)的凸起部分相接觸的過程中，該細長絲狀物就被夾入到紙的厚度方向上，以便將該細長元件夾入紙中并且在窗口處露出； 日本專利公開說明書No.6-272200/1994中公開的一種方法，其中在長網(wǎng)造紙機金屬絲布的一個回轉筒上裝有一個壓縮空氣噴嘴，用于間斷地將沉積在嵌入網(wǎng)中的細長絲狀物上的紙漿吹去，以使細長元件暴露出來。
具有字母或圖案水印的“水印紙”也需要較高的制造技術，并且在防偽領域有較長的使用歷史。由于防偽效果隨防偽紙上所用的防偽手段數(shù)目的增加而增加，所以發(fā)展起來了各種各樣的防偽紙，它們將上述的“夾絲帶窗口紙”技術和“水印”技術相結合。英國使用的英鎊紙鈔就是這樣的一個例子，它在指定的位置上有夾絲窗口而在另一不同的位置上有水印的肖像。
這些傳統(tǒng)紙具有一個共同的缺點，即這種紙不能被卷得過長。因為其中的金屬絲通常具有幾十微米厚，并且是在紙的一個特定位置連續(xù)插入或嵌入的，當紙被卷起時，在夾絲處的紙的厚度逐漸增加直至在該處產(chǎn)生皺紋。調(diào)查表明當厚度約為15μm的絲被連續(xù)地插入100g/m2的紙中時，將這種紙卷大約1000米會導致夾絲處出現(xiàn)皺紋。一旦產(chǎn)生皺紋，其后卷起的紙就不能使用了。紙能否被卷成卷對后面工序的生產(chǎn)率有很大影響，在后序工序中紙將被印上圖案，因為如果紙不能卷成卷，它必須被壓上束狀紋。
在不同位置上使用“夾絲帶窗口紙”技術和“水印”技術制成的防偽紙上，在“夾絲，窗口”位置和“水印”位置上都難以進行印刷。如果該處要印上圖案，只能使用非常淺的顏色。這減少了紙上可以做裝飾印刷的面積，限制了所印圖案的設計。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種新的改進型防偽紙，該紙可以解決上述的傳統(tǒng)問題，并且還提供了制造這種防偽紙的一種方法。
在造紙過程中將夾絲紙向滾子上纏繞時產(chǎn)生皺紋的原因是如上所述的由于夾入或嵌入的絲而引起的紙厚度的局部增加。本發(fā)明的發(fā)明者在如下假設下進行了研究，這一假設是如果在紙厚方向上以某種方式抵消紙厚的局部增長是可以部分地減小紙的厚度的話，那么皺紋就可被消除，發(fā)明者發(fā)現(xiàn)上述問題可以通過在紙表面提供具有紙厚減小的特殊尺寸的窗口部分，并在該處插入絲以使絲在那些窗口部分處露出的方法來解決。然而使用這種方法，當紙被置于光下，窗口整個看上去是白色透明的，給人一種不自然的印象。發(fā)明者繼續(xù)進行進一步的研究并發(fā)現(xiàn)，這一缺點可以由在窗口部分通過水印印上字母或圖案來消除，而且在印刷圖案方面的限制可以通過在紙的同一位置同時作出“夾絲窗口”部分和“水印”部分來解決。在窗口部分印制水印防止整個窗口部分紙厚變小，因而也有效地防止了當紙被卷成卷時皺紋的產(chǎn)生。
本發(fā)明的防仿紙包括具有至少兩層紙的合成紙，包括最外層和另一層；窗口部分，開于最外層上并在最外層的縱向上以一定間隔排列；水印字母或圖案，印于窗口部分；以及絲，夾在最外層和另一層之間，該絲在窗口部分露出來。
此時，紙縱向上窗口部分的長度(X)與同方向上兩窗口間的非窗口部分的長度(Y)之間的比值設置為3∶1至1∶2，以便由此確保當連續(xù)地將紙卷成卷時不會產(chǎn)生皺紋，并且使紙表面圖案設計具有較令人滿意的效果。
本發(fā)明制造上述防偽紙的方法包括如下步驟用多槽圓網(wǎng)造紙機制造合成紙有以下兩種方法，該紙至少具有兩層紙，包括一層最外層和另一層(a)在末槽前面的一個槽中制做另一層，然后在末槽中制做最外層，該層具有在紙層流動方向上以一定間隔排列的窗口部分，并在該窗口部分中印有字母或圖案的水??；(b)在第一槽中制做最外層，該層具有在紙層流動方向上以一定間隔排列的窗口部分，并在該窗口部分中印有字母或圖案的水印，然后在第二槽或后序槽中制做另一層；在將最外層和另一層合成在一起之前，在這兩層間插入一根絲，以使絲穿過最外層的窗口部分；由此制成了合成紙，其中在最外層的窗口部分印有水印，而且在窗口部分有絲露出來。
附圖簡述

圖1是一個實施例的平面圖，該例是使用本發(fā)明防偽紙制成的贈卷；圖2是圖1中窗口部分俯視的放大圖；
圖3是沿圖2中A-A′線剖開的側視圖；圖4是一種多槽式圓網(wǎng)造紙機的示意圖，該機適用于按本發(fā)明的造紙方法制造防偽紙；圖5是一個用于制造窗口部分和水印的模子的局部示意圖，該模子安裝在圖4所示的圓網(wǎng)造紙機中所用圓柱的表面金屬絲網(wǎng)上；圖6是多槽式圓網(wǎng)造紙機另一個實施例的示意圖，該機適用于按本發(fā)明的造紙方法制造防偽紙；圖7是一個用于制造窗口和水印的模子的局部示意圖，該模子安裝在圖6所示的圓網(wǎng)造紙機中所用圓柱的表面金屬絲網(wǎng)上。
實施本發(fā)明的最佳方式本發(fā)明的防偽紙將以一種贈卷為例進行闡述，該贈卷使用一種包含兩層紙層的防偽紙制成，如圖1，2和3所示。所示的防偽紙有兩層最外層3和另一層4，且最外層3上具有窗口部分1，該窗口部分在縱向(即造紙過程中紙層的流動方向)相間排列，并且在窗口部分1中印有字母或圖案的水印2。一根絲5夾在最外層3和與其相鄰的層4之間并且在窗口部分1處露出。
本發(fā)明還提供了一種制造具有上述結構的防偽紙的安全高效的方法。
為了實施本發(fā)明防偽紙的制造方法，必須先制備紙漿。紙漿由如下方法制得將適當比例的木漿和非木漿混合并打漿，木漿如針葉木漂白硫酸鹽漿(NBKP)，闊葉木漂白硫酸鹽漿(LBKP)和針葉木漂白亞硫酸鹽紙漿(NBSP)；非木漿如麻、棉和禾稈，再加入適量填料、紙張干強劑、紙張濕強劑、膠粘劑、固定劑、助留劑、排水輔助劑、防泡劑、染料、顏料、螢光劑等，直至游離度被調(diào)整到通常400～250mlC.S.F范圍內(nèi)。
制造具有兩層或多層紙的合成紙，通常使用多槽式圓網(wǎng)造紙機。本發(fā)明也可使用這種圓網(wǎng)造紙機。圖4示出一個具有兩個槽的圓網(wǎng)造紙機，該機用于制造具有兩層紙3、4的合成紙(圖3)。該機包括第一槽11(在末槽前面)，用于制造紙層4，該層既沒有窗口部分1也沒有水印2；第二槽12(末槽)，用于制造紙層3，該層具有窗口部分1和水印2。
槽12中的圓柱12a具有一層表面金屬絲網(wǎng)12b，該網(wǎng)上通過細金屬絲，焊劑或粘結劑連接有一個模子13，如圖5所示，該模與窗口部分1相對應，由金屬，樹脂或紙制成。盡管在圖中所示的本實施例中，與窗口部分相應的模子13是矩形，但該模子也可以是正方形，圓形，橢圓形或其它形狀。模子13上有空心部分13a，該部由通孔構成用以制出字母或圖案的水印2來。
在為制造最外層3而將圖5中的模子13安裝到浸在槽12中的圓柱的表面金屬絲網(wǎng)12b上的過程中，希望將模13互相間隔以使窗口部分1在沿由箭頭W所示的紙層流動方向(紙的縱向)上的長度X和窗口部分間的非窗口部分6同方向上的長度Y的比值設置在3∶1和1∶2之間。窗口部分1的間隔比設置在此范圍內(nèi)的原因是，在這個范圍內(nèi)的間隔比保證了在把紙卷成卷的過程中上述的防止產(chǎn)生皺紋的效果，同時從紙面上圖案設計的意義上講也是所希望的。
圖4是圓網(wǎng)造紙機的槽11中的圓柱11a裝有一個表面金屬絲網(wǎng)，其上沒有安裝模子。在具有無模表面金屬絲網(wǎng)的圓柱11a上沉積出的紙層4被傳送到疊層14上，然后送到圓柱12a處，該圓柱上裝有模13，并浸在槽12中，在該圓柱上由圓柱12a形成的最外層3被疊在第一層4上形成兩層合成紙。在層4和層3被結合到一起之前，在由箭頭V所指的位置處，絲5插入其中。該絲也可在圓柱12a進入槽12中的紙漿懸濁液之前由箭頭V′所示位置插入。插入絲5的方法中包括一種方法，該法中絲是從一個具有凹凸不平內(nèi)壁的送絲管送進的，如在上述的由本專利申請人提交的日本專利出版物No.5-40080/1993中提出的一樣，還包括一種由上述美國專利No.4462866中提出的方法以及其它方法。
盡管在圖4中安裝在圓柱12a上的模13僅在幾個分散的位置上被簡化地示出，但應當明白它們實際上是以一定間隔裝到圓柱12a的整個圓周上的。
通過使用本發(fā)明的上述方法，可以制造出具有圖1至3所示構造的防偽紙。也就是說，在具有模13的圓柱12a上沉積出一最外層3帶有窗口部分1，該部分在與模13對應的位置上沒有沉積紙漿，而其中字母或圖案的水印2沉積有紙漿。絲5被插入層3和4之間以穿過窗口部分1。這樣，絲5就在窗口1處露出而在無窗部分6處夾在層3和4之間。
在本發(fā)明的制造防偽紙的方法中，可能在造紙過程中要通過使用施膠裝置及類似裝置將淀粉，聚乙烯醇和各種各樣的表面膠粘劑加在紙表面上。進而，可根據(jù)需要對紙進行壓光處理或粉光處理來提高表面平滑度。
本發(fā)明中使用的絲5可以包括通常防偽所用的各種各樣的絲，例如金-銀絲，全息攝影絲，磁性絲，螢光絲等。例如，金-銀絲是通過真空蒸發(fā)并在聚脂膜上沉積金屬鋁，并且在鋁沉積表面上加上一層樹脂保護層，然后用微型切條機將其切成絲制得的。通過將樹脂保護層涂成黃色使得制得的絲呈金色。使用熱敏粘結劑使絲與紙粘結較為理想，該種粘結劑在造紙機的烘缸中由被熱量激活以使絲和紙之間的粘結更加牢固。
就裝在本發(fā)明的圓柱12a上的模13的尺寸而言，圖5中所示的紙層流動方向W上的長度X優(yōu)選設置為5～30mm，而圖1中所示的與流動方向垂直的橫向長度Z優(yōu)選設置為10～50mm。模13的尺寸與圖1所示的紙的窗口部分1的尺寸相一致。當窗口部分1的尺寸比這一范圍內(nèi)的尺寸小時，在窗口部分1水印出的字母和圖案就太小了；而當窗口部分1比這一范圍內(nèi)的尺寸大時，絲5的露出是長度過長，從設計平衡的角度講降低了設計的美觀性。
本發(fā)明的防偽紙的定量通常是70～150g/m2。最外紙層和另一紙層的合成比最好設在20∶80至80∶20之間。例如，定量為100g/m2的兩層合成紙具有20∶80的合成比，這意味著這種紙包括定量為20g/m2的最外層紙層和定量為80g/m2的另一紙層。如果最外層的合成比小于20，字母或圖案的水印很可能不能清楚地確定，當該合成比大于80時，水印會很容易破壞。
在上述本發(fā)明方法實施例中，沒有窗口或水印的平紙層在第一槽11(在末槽前)中制得，然后具有窗口部分和水印的最外層在第二槽12(末槽)中制得，如圖4所示。然而，這種方法可能會被轉化成圖6所示的結構，其中具有窗口部分和水印的最外層在第一槽21中制得，而平紙層在第二槽22(末槽)中制得。在這種情況下，用于制造窗口部分和水印的模23以與上述相同的方式安裝到浸在第一槽21中的圓柱21a表面金屬絲網(wǎng)的整個圓周上。模23中用于水印字母或圖案的空心部分23a如圖7所示與圖5中所示的相反。
實施例1
漿液制備將按重量計20份的NBKP和80份的LBKP混合并打漿，制成具有350ml C.S.F的稀漿，再向該稀漿中加入10份粘土，0.3份紙強度劑(由Arakawa kagaku Kogyo K.K.生產(chǎn)的“Polystron 1991”牌)，1.0份膠粘劑(由Arakawa Kagaku，Kogyo K.K.生產(chǎn)的“Sizepine E”牌)，和適量硫酸鋁以制備紙漿。
金屬絲布的制造準備一定數(shù)量的樹脂盤，10mm寬，25mm長，0.3mm厚。這些盤在13a部分處被打出1.2mm寬的溝槽形成字母“A”和“B”的輪廓，且這些空心部分等間隔排列以形成模13(圖5)。接下來，使用一種粘結劑在圓網(wǎng)造紙機圓柱的表面金屬絲網(wǎng)12b(1300mm寬)上粘上模13的樹脂盤，以使模在紙層流動方向W上以5mm為間隔排列成一條直線。在表面金屬絲網(wǎng)12b的橫向上等間隔地排列著6行這樣的模。
造紙在圖4所示的兩槽圓網(wǎng)造紙機中，浸在第一槽中的圓柱11a上裝有無模表面金屬絲網(wǎng)，而浸在第二槽中的圓柱12a上裝有帶模13的表面金屬絲網(wǎng)12b。上述紙漿以50m/min的速度沉積在這些金屬絲網(wǎng)上，以從第一槽制得第一層紙層4，而從第二槽制得第二層紙層3(最外層)，將第二層疊壓在第一層上面而制成兩層合成紙。在此過程中，一條寬1.0mm厚15μm的金-銀絲在與模13的中心相應的位置上被插在第一層(干重量當量為50g/m2)和第二層(干重量當量為50g/m2)之間，使用的方法是上述日本專利出版物No.5-40080/1993中所提出的方法。接著，濕網(wǎng)以常用方法進行脫水，然后用圓柱干燥機烘干，這樣就制成了由兩層合成紙組成的防偽紙。這樣制成的紙具有沿紙縱向的長度X為10mm的窗口部分1，以及沿同方向的長度Y為5mm的非窗口部分6，在窗口部分1中印有1.2mm寬的字母“A”和“B”的水印，絲5在窗口部分1露出而在非窗口部分6處夾在紙層之間。當紙由造紙機的卷紙器卷成一卷時，甚至在卷過600米之后也不會出現(xiàn)皺紋。
發(fā)明的工業(yè)適用性本發(fā)明的上述制造方法和用此法制得的防偽紙有如下顯著的優(yōu)點
(1)因為水印的字母或圖案2和絲5的露出部分均在窗口部分1內(nèi)，這種防偽紙在設計方面具有好的外觀。當紙進行印刷時，由水印2和絲5的露出部分在不同位置引起的對將要印制的圖案設計方面的限制可以被消除，這樣的限制包括，例如，當希望印制裝飾圖案時會出現(xiàn)印刷面積減小的問題。
(2)在用造紙機的卷紙器將紙連續(xù)地卷成卷的情況下，本發(fā)明可以防止出現(xiàn)皺紋，否則就會由于夾入絲而引起局部紙厚的增加而產(chǎn)生皺紋。這一優(yōu)點使得用旋轉印刷機印制卷紙成為可能，在使用束狀紋紙的印刷效率方面有明顯的提高。
(3)當用這種紙制成的證券等物被大量堆疊時，該疊堆可以很容易的處理并且不易坍塌，因為在夾絲部分沒有局部鼓起。同時，當大量的證券堆疊在一起以便用自動光學文字識別機進行閱讀時，也很容易進行處理，因為在其夾絲部分沒有局部鼓起。
由于具有這些優(yōu)點，本發(fā)明的防偽紙適用于印制銀行票據(jù)、支票、股票、公債、贈券、信用卡、秘密文件、護照、身份證等。
權利要求
1.防偽紙，包括合成紙，至少由兩層紙組成，包括一最外層和另一層；窗口部分，開在最外層上，并沿最外層的縱向上相間排列；字母或圖案的水印，在窗口部分中形成；一根絲，夾在最外層和另一層之間，這根絲在窗口部分中露出。
2.權利要求1的防偽紙，其中窗口部分沿紙縱向的長度(X)與兩窗口部分間的非窗口部分同方向上的長度(Y)的比值在3∶1至1∶2之間。
3.權利要求1的防偽紙，其中窗口部分在紙縱向上的長度(X)為5-30mm，而窗口部分在紙橫向上的長度(Z)為10～50mm。
4.權利要求1的防偽紙，其中最外層和另一層的合成比在20∶80至80∶20之間。
5.一種制造防偽紙的方法，包括如下步驟用多槽式圓網(wǎng)造紙機制造合成紙有以下兩種方法，該紙至少具有兩層紙，包括一層最外層和另一層；(a)在末槽前面的一個槽中制做另一層，然后在末槽中制做最外層，該層具有在紙層流動方向上相間排列的窗口部分，并且在該窗口部分中印有字母或圖案的水印；(b)在第一槽中制做最外層，該層具有在紙層流動方向上相間排列的窗口部分并在該窗口部分中印有字母或圖案的水印，然后在第二槽或后序槽中制做另一層；在將最外層和另一層合在一起之前，將一根絲插入到這兩層之間，以使絲穿過最外層的窗口部分；由此制成了合成紙，其中在最外層的窗口部分印有水印，而且在窗口部分有絲露出。
6.權利要求5的防偽紙的制造方法，其中在圓網(wǎng)造紙機的圓柱表面金屬絲網(wǎng)的圓周方向上以一定間隔安裝了多個模具，該模具的尺寸與窗口部分相對應，并且具有用于水印字母或圖案的空心部分，該圓柱是用于制做最外層紙的。
7.權利要求6的防偽紙的制造方法，其中在圓柱的表面金屬絲網(wǎng)的圓周方向上以一定間隔裝有多個模子，以使窗口部分的長度(X)與兩窗口間的非窗口部分的長度(Y)之比在3∶1至1∶2之間。
8.權利要求6或7的防偽紙的制造方法，其中模的尺寸設置使得其在紙層流動方向上的長度(X)是5～30mm，而在垂直于紙層流動方向的橫向長度(Z)是10～50m。
9.權利要求5的防偽紙的制造方法，其中最外層和另一層被合成一起并且最外層和另一層間的合成比在20∶80至80∶20之間。
全文摘要
防偽紙,其中在紙表面上所開的窗口部分處有絲露出,即使當連續(xù)地將紙卷成卷時也不會產(chǎn)生皺紋,并且從設計圖案的意義上講具有良好的外觀。這種防偽紙是具有至少兩層紙的合成紙,包括一個最外層和另一層。窗口部分在紙縱向上以一定間隔開在最外層上。在窗口部分印有字母或圖案的水印。夾在最外層和另一層之間的絲在這些窗口部分中露出。在紙縱向上窗口部分的長度(X)與同方向上兩窗口間非窗口部分的長度(Y)之比設置在3∶1至1∶2之間,以確保在卷紙過程中不出現(xiàn)皺紋。這一窗口部分與非窗口部分的長度比的設定值也給圖案設計提供了更理想的效果。
文檔編號D21H21/40GK1181796SQ97190180
公開日1998年5月13日 申請日期1997年3月7日 優(yōu)先權日1996年3月12日
發(fā)明者村上徹, 藤本洋一, 巖崎忠弘 申請人:特種制紙株式會社