專利名稱：用于制造兩級水印的造紙絲網及其生產方法
技術領域：
本發明主要涉及用于生產帶有水印的造紙用絲網的方法，特別是，用于生產有價證券(例如鈔票、支票、身份證和其他證券)的方法。另外，本發明還涉及在上述方法中使用的一種掩模、由所述方法生產的造紙絲網和利用該造紙絲網生產的有價證券。
背景技術：
造紙是在所謂的圓筒造紙機或長網造紙機上以連續方式進行的，這時紙漿沉積在運動的絲網上，并固結成可作為濕的紙幅從絲網上取下以作進一步處理(例如干燥等)的程度。
在有水印的紙張的生產中，應區別帶有強烈的亮-暗效應的兩級水印和帶有在亮和暗之間有許多模糊(soft)過渡的多級水印。為了生產兩級水印，將金屬絲或金屬模制件(所謂電鑄版)釬焊在絲網結構上，以便在這些地方將絲網完全封閉。這樣，在絲網的這些部分區域上，紙的沉積受阻，并在紙上形成薄的地方，該薄的地方用透射光看時顯得非常光亮。然而，在生產多級水印時，絲網上的孔不封閉。相反，在絲網中壓花形成三維的凸紋，使加工完畢的紙的厚度根據凸紋改變，并用透射光可看出在亮和暗的區域之間有模糊的過渡。
與兩級水印不同，由于圓筒造紙機的絲網為剛性形式，多級水印只能在圓筒造紙機上生產。然而，在長網造紙機上，絲網作成一個運動的環帶，并且用于生產多級水印的壓花凸紋會被重復偏轉破壞。但在圓筒造紙機上造紙是費時間和成本昂貴的，因此，壓花的多級水印只在生產與證券有關的紙(例如鈔票或其他有價證券)時使用。
生產兩級的水印雖然最初看來更通用，但在許多方面也有問題。例如，將金屬絲或電鑄版釬焊在絲網上需要高度熟練的專家精心的手工勞動，因此很費時間且價格昂貴。另外，牢固地釬焊的部件在長網造紙機上受到大的機械應力作用，并且經常從絲網上取下，這對生產的可靠性和產品質量有負面影響，因為松的部件會聚集在絲網上并破壞紙張。
同樣的問題在圓筒造紙機中也會發生，特別是如果為了要用多級水印中的特殊亮度強調某些細節、書法和臂的涂布(coats of arms)等，而將該雙層水印與壓花的多級水印組合時，更會產生那樣的問題。
在上述所有問題中，將電鑄版粘接在壓花凸紋的絲網區域中是關鍵的。另外，使電鑄版在絲網的壓花凸紋區域中精確定位很困難。因此，重新將拆下的部件精確地固定在同一位置也是問題。
發明內容
在這些前提下，本發明的目的是提供一種絲網和生產帶水印的造紙絲網的方法，其中，負責形成水印的裝置容易制造，并且可在壓花的絲網區域中精確定位和承受強大的負荷。
根據本發明，該目的可利用具有獨立權利要求所述特征的絲網及其生產方法達到。另外，為了可在所述方法中使用，提出了一種專門設計的掩模。在從屬權利要求中說明了優選實施例和本發明的改進。
本發明基于這樣的考慮，即，不需要利用金屬絲或電鑄版在絲網上制造隆起部分，以封閉絲網下面的區域。該絲網在所述區域內可用任何方法封閉，即，根據本發明，可用部分地加在絲網上并且在這些地方完全封閉絲網的密封油膏封閉。利用本發明的措施，同樣可達到用阻止在這些區域中的紙沉積的傳統電鑄版因而也是在紙上制造出非常光亮的地方所能實現的目的。
施加在絲網上的密封油膏與絲網形成牢固粘接，使該密封油膏最好完全包圍絲網布。因此，該密封油膏不會容易地脫離絲網，因此，可避免釬焊電鑄版的上述缺點。可用于密封油膏的物質為可在粘性狀態下施加在絲網上并在另外處理或獨立固化后牢固地與絲網粘接的物質。例如，可以使用粘性粘接劑(例如基于環氧樹脂的粘接劑)或焊錫膏，該焊錫膏只有在加熱后才能牢固地與絲網的網眼粘接。還可以使用輻射固化的粘接劑，例如紫外線固化的粘接劑混合物。
本發明既可以用在長網造紙機中又可以用在圓筒造紙機中。在圓筒造紙機情況下，由于機械負荷較小，因此密封油膏的材料選擇相對來說不是關鍵的，可以使用較脆的材料。在長網造紙機中使用時，密封油膏的彈性必需滿足較高的要求，使得絲網的封閉區域不會由于重復偏轉而被破壞打開。在這種情況下，可以使用諸如橡膠或其他彈性體一類的材料。
本發明不是僅限于兩級水印的生產。將該密封油膏制成相應的網板也可用于生產多級水印。如果密封油膏的一定的覆蓋面被賦予圖像信息的不同的黑白亮度等級，則紙漿相應地或多或少沉積在個別區域上。
多種局部施加密封油膏的方法都是可想象的。因此，可以使用絲網印刷、上墨輥印刷、噴霧工藝或刀涂層來進行施加密封油膏。根據本發明方法一個特殊的實施例，由掩模來控制具體的施加密封油膏。該掩模可以用于部分地施加密封油膏，或使涂在大表面上的密封油膏部分固化。
根據第一實施例，掩模放在絲網上，然后，將密封油膏施加在掩模上。該掩模具有間隙，該間隙的輪廓為要封閉的部分區域，因此，密封油膏只能流入絲網布中，并在所述部分區域中封閉絲網布。
根據第二實施例，首先將密封油膏施加在絲網的一個大表面上，然后如第一實施例那樣，將同一個掩模放在上面。然后，密封油膏在掩模的間隙中固化，使絲網只能在這些區域被永久封閉。可以激活的密封油膏的適當材料為紫外線輻射固化的粘接劑。在下一個步驟中，從絲網上洗去沒有固化的密封油膏。
在第三實施例中，密封油膏首先施加在絲網的一個大表面上，然后用掩模覆蓋，如同在第二實施例中一樣，但在這種情況下，掩模的形狀為要封閉的絲網的部分區域的形狀。絲網上未被掩模覆蓋的區域沒有密封油膏，因為密封油膏被(例如)吹掉或噴射掉。剩余的密封油膏再可以用加能量方式或不加能量方式固化。
使用掩模的優點是，掩模容易在計算機上設計和用機器生產。利用計算機上產生的數據，根據早先生產的薄膜底版(film master)，可以利用銑削，激光切割或激光銑削或刻蝕方法生產該掩模。另外，施加密封油膏可以自動化，因此本發明可以更有效地生產制造水印用的絲網。由于掩模的定位簡單而且精確，因此本發明對絲網和用它生產的紙的質量有幫肋。當生產新的同樣的絲網時，質量任何時候都可以再現。
利用本發明生產在多級水印內的一個特別光亮的水印區域(所謂“高光亮度的水印”)是特別方便的。在這種情況下，在壓花的絲網內，特別是在凸紋的頂點區域中，所述區域帶有密封油膏。可以使用表面結構與絲網的壓花凸紋適應的掩模，使得當將掩模鋪放在絲網上時，掩模鎖緊在絲網的壓花凸紋中。這樣，密封油膏相對于多級水印的定位很精確，并完全可以重復。
為了進一步穩定，密封油膏中最好加入纖維增強填料(例如，如果密封油膏為基于粘接劑的則為玻璃纖維或碳纖維)或細銅絲(如果密封油膏由釬料膏構成的話)。
下面，將參考附圖利用例子來說明本發明，其中圖1表示帶有兩級水印1和多級水印2的鈔票；圖2示意性地表示在使用掩模施加密封油膏層之后絲網的橫截面；圖3示意性地表示在使用掩模在絲網的壓花凸紋區域中施加密封油膏層之后絲網的橫截面；圖4示意性地表示使用掩模在對施加在一個大表面上的密封油膏進行有能量的部分固化過程中絲網的橫截面。
圖5示意性地表示使用掩模在將密封油膏施加在大表面上之后和在除去多余的密封油膏之前絲網的橫截面。
具體實施例方式
圖1表示具有面額為“100”形式的幾個兩級水印1和肖像形式的多級水印2的鈔票。單個的兩級水印1部分地或完全地覆蓋多級水印2。由于該多級水印的關系，這種鈔票用的紙在帶有用于生產肖像2的壓花凸紋的絲網的圓筒造紙機上生產。
參見圖2，下面將說明生產根據第一實施例的絲網20的本發明的方法，以便利用該絲網生產嚴格的兩級水印。相應地，將掩模30放置在絲網20上，所述掩模具有形成絲網20的部分區域11的間隙31；在間隙31中，絲網20用密封油膏10封閉。將密封油膏10施加在掩模30上，只在間隙31處密封油膏10才穿過掩模30進入絲網20中并完全將絲網20的布封閉。本發明的方法的這個狀態表示在圖2中。
在下一個步驟中，除去掩模30，并且不加能量地使密封油膏固化；或根據密封油膏的不同，通過供給溫度或紫外線照射而加能量地控制固化過程。另一種方法是，首先使密封油膏10固化，或留待固化，并只除去掩模30，從而使兩級水印的輪廓具有特別精確和鮮明的邊界。
應當考慮到，圖2中的尺寸比例與實際不相符。與絲網20的厚度比較，掩模30的厚度尺寸過大。
在密封油膏已經與絲網20的結構粘接并完全將其封閉于這些區域后，該絲網部分地是水不能透過的，因此在造紙過程中，可以阻止紙沉積在這些地方。與用這種絲網生產的紙的周圍的紙材料比較，在透射光下，這些區域成為非常光亮的區域。
雖然結合圖2所述的方法適合于用長網造紙機和圓筒造紙機生產絲網，下面將參照圖3，特別是使用圓筒造紙機來說明該同一個方法。這時，帶有壓花凸紋的絲網20的部分區域11上帶有密封油膏。如圖3所示，與絲網20相鄰的掩模30的表面的表面結構32可以反向凸紋的方式與絲網20的壓花凸紋結構相適應，并同時與該結構的弧度相適應，該弧度是由于在圓筒造紙機中使用絲網20造成的。其他方面，利用密封油膏10來封閉部分區域11的方法與結合圖2所述的方法沒有什么不同。即，掩模30鋪放在絲網20上，使其表面結構32鎖緊在絲網20的壓花凸紋結構中。然后，將密封油膏10施加在掩模30上，使密封油膏10通過掩模30的間隙滲透入絲網中，并只在絲網20的部分區域11中封閉絲網布。然后，將多余的密封材料從掩模30上除去(圖3的狀態)，并從絲網20上取下掩模30。最后，密封油膏10固化或相反，密封油膏10首先固化然后除去掩模30。
下面，將參照圖4來說明本發明方法的第二實施例。在本方法的第一個步驟中，將密封油膏10施加在絲網20的一個大表面上，使密封油膏完全流向四周，并封閉絲網布，所謂“一個大表面上”是指比最后被密封油膏永久封閉和在造紙過程中用于后來生產水印的絲網20的部分區域11大的表面。在絲網20用密封油膏10浸透后，將與在圖2所示實施例中使用的相同的掩模30放置在絲網上，并且在所示實施例中，利用紫外線輻射源40使由掩模30的間隙31形成的部分區域11中的密封油膏10固化。在部分區域11中的密封油膏10固化后，除去掩模30，并清洗密封油膏10沒有固化的區域，使該區域再次為密封油膏可透過的。結果是，絲網20的結構與圖2所述的方法所得到的結構相同。
根據下面結合圖5所述的本發明的方法的第三實施例，如結合圖4所述的那樣，密封油膏10施加在絲網20的一個大表面上，并且將掩模30放置在絲網上；掩模的外輪廓33與要封閉的部分區域11的形狀相適應。沒有被掩模30覆蓋的密封油膏10的區域除去(例如通過絲網20吹走)，并且殘留在部分區域11中的一部分密封油膏10固化。另一種方案是，首先利用加熱的掩模30和熱固化的密封油膏10使部分區域11固化，然后除去(例如清洗)密封油膏10的其余未固化的部分。
特別適用于密封油膏的物質為可以在粘性狀態下施加在絲網20上并在加能量或不加能量固化后牢固地與絲網粘接的物質。適合于使用粘性粘接劑(例如基于環氧樹脂的粘接劑)，但也可以使用例如在SMD技術中使用的只在加熱后與絲網的網眼牢固地粘接的釬料膏。還可以使用基于紫外線固化粘接劑的密封油膏。這主要適用于結合圖4所述的方法。
為了增加密封油膏的穩定性和粘接力，密封油膏可與填料混合，所述填料例如在粘接劑情況下為玻璃或碳纖維，而在釬料膏情況下為細銅絲。
密封油膏10可以利用絲網印刷、上墨輥印刷、噴霧方法、刀涂層和其他普通方法施加在絲網20上，局部精確地施加密封油膏優選可由掩模30控制。
掩模30可在計算機上設計，并利用CAD/CAM工藝通過銑削、激光切割或激光銑削自動地生產。還可根據薄膜底版刻蝕掩模30。
權利要求
1.一種制造造紙用的帶有水印(1)的絲網(20)的方法，該方法具有下列步驟-提供絲網(20)；-將密封油膏(10)施加在絲網(20)上；使絲網(20)的以后在造紙過程中要制造出的水印(1)形式的部分區域(11)被密封油膏(10)封閉。
2.如權利要求1所述的方法，其特征為，密封油膏按網板形式施加。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征為，密封油膏(10)固化，在密封油膏(10)和絲網(20)之間形成永久的粘接。
4.如權利要求1～3中至少一項所述的方法，其特征為，在施加密封油膏(10)的步驟中或在密封油膏(10)固化的步驟中使用掩模(30)。
5.如權利要求4所述的方法，其特征為，掩模(30)具有輪廓與要封閉的部分區域(11)的形狀相適應的間隙(31)，并且密封油膏(10)通過掩模(30)的間隙(31)施加在絲網(20)上。
6.如權利要求4所述的方法，其特征為，密封油膏(10)施加在一個大表面上，并且使用掩模(30)，用于隨后除去位于部分區域(11)外面的密封油膏(10)，或用于選擇地固化位于該部分區域(11)內的密封油膏(10)。
7.如權利要求6所述的方法，其特征為，輪廓(33)與要封閉的部分區域(11)的形狀相適應的掩模(30)放置在施加于一個大表面上的密封油膏(10)上面，并且將沒有被掩模(30)覆蓋的密封油膏(10)的區域除去。
8.如權利要求1～7中任一項所述的方法，其特征為，選擇基于環氧樹脂的粘接劑作為密封油膏(10)。
9.如權利要求1～7中任一項所述的方法，其特征為，選擇可熱固化的釬料膏作為密封油膏。
10.如權利要求1～7中任一項所述的方法，其特征為，選擇紫外線固化的粘接劑作為密封油膏(10)。
11.如權利要求6所述的方法，其特征為，具有輪廓與要封閉的部分區域(11)的形狀相適應的間隙(31)的掩模(30)放置在施加于一個大表面上的密封油膏(10)上；通過掩模(30)的間隙(31)使密封油膏(10)固化，并隨后除去沒有固化的密封油膏(10)。
12.如權利要求1～11中至少一項所述的方法，其特征為，絲網(20)具有用于生產多級水印(2)的壓花凸紋，選擇表面結構(32)以反向凸紋方式與該壓花凸紋相適應的掩模(30)，將該掩模(30)施加在絲網(20)的壓花凸紋上，使其表面結構(32)鎖緊在壓花凸紋中。
13.如權利要求1～11中任一項所述的方法，其特征為，絲網(20)具有用于生產多級水印(2)的壓花凸紋，并且該凸紋的一些區域，最好是頂點區域，帶有密封油膏。
14.如權利要求1～13中至少一項所述的方法，其特征為，該絲網(20)為用于圓筒造紙機的絲網。
15.如權利要求1～14中任一項所述的方法，其特征為，密封油膏(10)包含纖維增強填料。
16.一種用于如權利要求12所述的方法中的掩模，它包括表面結構(32)，該表面結構以反向凸紋方式與在絲網(20)中壓花制成的用于生產多級水印(2)的凸紋相適應。
17.一種用于實施如權利要求12所述的方法的系統，它包括如權利要求16所述的掩模(30)和絲網(20)；該絲網(20)具有在絲網(20)中壓花制成的用于生產多級水印(2)并與掩模(30)的表面結構(32)相適應的凸紋。
18.一種造紙用的帶有水印的絲網(20)，它具有由密封油膏(10)封閉的部分區域(11)。
19.如權利要求18所述的絲網，其特征為，絲網(20)由在部分區域(11)中被密封油膏(10)包圍的絲網布構成。
20.如權利要求18或19所述的絲網，其特征為，該密封油膏(10)為固化的塑料。
21.如權利要求18～20中至少一項所述的絲網，其特征為，它是用于圓筒造紙機中的絲網(20)。
22.如權利要求21所述的絲網，其特征為，由該密封油膏(10)封閉的部分區域(11)至少部分地位于絲網(20)的壓花凸紋表面上。
23.一種用于生產有價證券的方法，其特征為，紙沉積在如權利要求18～22中任一項所述的絲網上。
全文摘要
本發明涉及一種造紙紙型(20)，其用于制造兩級水印(1)。為了制造所述紙型，造紙紙型(20)的部分區域被粘性的密封油膏(10)完全密封，該密封油膏隨后被加能量或不加能量地固化。在造紙過程中，在已經以此方式密封的紙型(20)的部分中，紙的沉積受阻礙，使得完成的紙的這些區域在透射光下顯得光亮。使用掩模(30)來精確地將密封油膏(10)定位在造紙紙型(20)的部分區域中和/或只在預定的部分區域中使密封油膏(10)固化，而在后一種情況下，洗去密封油膏(10)的未固化的區域。
文檔編號D21F1/44GK1555443SQ02817791
公開日2004年12月15日 申請日期2002年9月13日 優先權日2001年9月17日
發明者威蒂克·考爾, 卡爾海因茨·邁耶, 伯恩德·斯頓貝克, 沃爾夫岡·溫索爾, 岡瑟·威爾德, 托馬斯·格哈特, 安德烈亞斯·艾格納, 斯頓貝克, 格哈特, 亞斯 艾格納, 岡 溫索爾, 因茨 邁耶, 威爾德, 威蒂克 考爾 申請人:德國捷德有限公司