專利名稱：具有多色調(diào)水印的紙張、用于形成多色調(diào)水印的部件的制造方法、用于形成多色調(diào)水印的 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及造紙領(lǐng)域，并且尤其涉及水印。本發(fā)明涉及包括水印的紙張以及包括該紙張的證件、用來形成該水印的部件的制造方法、根據(jù)所述制造方法獲得的部件以及該部件在水印形成期間的用途。
背景技術(shù)：
水印通常用以標(biāo)記具有特定內(nèi)容或者特定價(jià)值的證件。這 些證件尤其為地契、證書、文憑、鈔票、護(hù)照、身份證、駕駛執(zhí)照、支票、文化活動(dòng)或者體育賽事的入場券或者印有信頭的信紙。在造紙期間形成水印，尤其通過改變制造紙的纖維懸浮液的排水。因此，排水網(wǎng)通常包括平坦的且實(shí)心的從而不可滲透的部件，該部件通常被稱為電鍍銅版或者電鑄版。這樣的部件I在圖I中示出。通過觀察，排水網(wǎng)(也稱為成形網(wǎng))通常由至少兩層疊置的單獨(dú)的網(wǎng)組成。相對(duì)于沒有配置所述部件的區(qū)域，這些部件或者電鍍銅版局部地改變所述纖維懸浮液的纖維的沉積。獲得的效果為在透射光下可以被容易地觀察到的亮水印。獲得的該水印具有明亮的、均勻的區(qū)域，也就是說，具有單一的灰度級(jí)并且非常明顯。表述“在透射光下可以被觀測到”應(yīng)被理解為指的是，當(dāng)一元件置于觀測者的眼睛和光源之間使得眼睛通過所觀測的元件感知光源的光線時(shí)，該元件(此處為水印)尤其對(duì)于肉眼是可見的。通過觀察，該水印在透射光下為可見的，但是它們?cè)诜瓷涔庀?，也就是說，當(dāng)觀測者的眼睛和光源被置于待觀測的元件的同一側(cè)從而眼睛感知光源的在所觀測的元件上反射的光線時(shí)，是不可見的或者不是明顯可見。其它技術(shù)的發(fā)展使得可以獲得包括多個(gè)以多個(gè)灰度級(jí)的色調(diào)的水印。稱為多色調(diào)水印或者色調(diào)水印的這些水印通常通過例如圖2中示出的排水網(wǎng)2的壓花而獲得，并且尤其是至少一層單獨(dú)的網(wǎng)，優(yōu)選為沿著由凹陷部分32和凸起部分31組成的壓花凸版3的上部網(wǎng)。該水印由與纖維基板的非水印部分(或者布紋紙部分)相比較亮的區(qū)域和較暗的區(qū)域。所述較亮的區(qū)域和較暗的區(qū)域分別被稱為水印的亮部和暗部。多色調(diào)水印通常根據(jù)以下造紙工藝獲得使纖維懸浮液(包括水和纖維，可選地加入填料，特別是助留劑、遮光劑、顏料、抗菌劑和/或抗真菌劑)與所述壓花排水網(wǎng)接觸。在排水期間，相比于凸起部分，較大量的纖維沉積在凹陷部分處，所述凹陷部分或凸起部分相對(duì)于排水網(wǎng)的平面凹陷或者凸起。通過使所述纖維懸浮液在所述排水網(wǎng)上排水而獲得的“濕的”紙張隨后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)造紙方法壓制，接著干燥。通過觀察，尤其借助諸如浸潰、表面處理、涂覆操作和/或平整操作的操作，在造紙期間在該紙張中或紙張上施加輔助處理。通過在透射光下觀測由此獲得的紙張的水印，區(qū)分為多個(gè)灰度級(jí)，各個(gè)灰度級(jí)對(duì)應(yīng)于所述部件的凸版的高度，即凹陷或凸起。包括用于形成多色調(diào)水印的壓花的排水網(wǎng)的制造需要大量的時(shí)間并且因此非常昂貴。這是因?yàn)樵撆潘W(wǎng)例如可以包括數(shù)百個(gè)所述部件，這些部件必須全部相同以便能夠獲得相同的水印。設(shè)置有凸版的所述部件的制造因此需要特別地注意，尤其是關(guān)于它們的尺寸和它們的制造方法的再現(xiàn)性。用于形成水印的圓網(wǎng)抄紙機(jī)的排水網(wǎng)通常包括至少兩層疊置的金屬網(wǎng)。因此，其對(duì)機(jī)械沖擊敏感。這樣的沖擊尤其發(fā)生在最大暴露的部分，例如壓花的凸起部分。這樣的沖擊破壞排水網(wǎng)并且因此無可補(bǔ)救地破壞紙張的形成，并且排水網(wǎng)的至少一部分，例如，夕卜部的網(wǎng)隨后必須被再次制造。顯然，排水網(wǎng)的有限的使用壽命是影響有水印紙的總制造成本的因素之一。近來，德國專利申請(qǐng)10 2 005 042 344提出下列事實(shí)，在排水網(wǎng)的外部網(wǎng)的壓花處局部插入沿著壓花的凸版的穿孔的平坦的部件。所述部件的穿孔為微穿孔。在該申請(qǐng)中描述的優(yōu)點(diǎn)在于創(chuàng)建包括亮區(qū)域的多色調(diào)水印。德國專利申請(qǐng)10 064 006描述了包括使得可以獲得這些高亮區(qū)域的這些穿孔的部件的排水網(wǎng)的區(qū)域如何可以通過形狀記憶材料而設(shè)置有附加的部件。德國專利申請(qǐng)102006058513和國際專利申請(qǐng)2008/071325描述了用來形成水印的部件。該注塑成型的塑料部件設(shè)置有包括使用激光制成的穿孔的凸版。因此，所述穿孔在異形部件中形成，即，包括凸版的部件，所述凸版在所述部件的一個(gè)面上，并且所述穿孔從與異形面相對(duì)的面上開始。根據(jù)一個(gè)變型，該穿孔從背面(排水網(wǎng)側(cè))朝向異形面變細(xì)。可以解釋，這些穿孔確保纖維懸浮液的自由流動(dòng)并且所述部件的具有較大厚度的區(qū)域能夠使得薄點(diǎn)形成在紙中。該方法的一個(gè)缺點(diǎn)涉及穿孔的精度，并且特別是穿孔的在異形表面上的直徑，其很大程度地取決于所使用的材料的性能，并且特別地取決于塑料的性質(zhì)以及材料的厚度。因此，穿孔的精度難以控制。激光形成朝向異形面收縮的孔。由于使用CO2激光器形成塑料 的穿孔期間所使用的物理方法，故在通道的縱向方向上，在激光器側(cè)的穿孔的形狀由于激光束的高斯能量分布差不多為錐形，并且通道越長(待穿孔的厚度越大)，錐形形狀越小。錐形形狀的減小使得不能夠精確地控制在透射光下觀測到的最終水印的各種灰度級(jí)。用于制作穿孔的激光器的使用因此不能根據(jù)凸版的高度精確地控制穿孔的直徑。這造成水印的形成期間清晰度的損失。

發(fā)明內(nèi)容
需要獲得具有較好的清晰度、高對(duì)比度和明顯的亮部的水印，尤其用于提高有水印的基板的安全性并且使其認(rèn)證或者其識(shí)別更容易。因此，申請(qǐng)人提出通過提供根據(jù)本發(fā)明的多色調(diào)水印來解決現(xiàn)有技術(shù)的問題。本發(fā)明的一個(gè)主題是包括具有高清晰度、高對(duì)比度和明顯的亮部的多色調(diào)水印的紙張，特別是安全紙張。本發(fā)明的另一主題為該多色調(diào)水印。所述多色調(diào)水印具有高層次的細(xì)節(jié)，并且特別是具有大于10、優(yōu)選地大于15的8位編碼的灰度級(jí)的分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差和/或大于120、優(yōu)選地大于150的8位編碼的灰度級(jí)的偏差的強(qiáng)烈色調(diào)。
通過使用在600dpi下的傳輸模式的掃描儀采集所述多色調(diào)水印的圖像而獲得灰度的分布。該采集特別地利用平板掃描儀在透明模式(因此在傳輸模式)下進(jìn)行，并且同時(shí)采取以下預(yù)防措施-根據(jù)掃描儀的和采集鏈的ICM(“圖像顏色管理”)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行色度校正，-可選地，通過偏振濾波器來限制光以防止任何反射和任何飽和，以及-用停用的所有修正采集以便獲得沒有修飾的粗略信號(hào)。具體地，可以使用EPSON Perfection V750 Pro掃描儀以便進(jìn)行該采集。可以通過施加濾波器到掃描儀的采集區(qū)，特別是掃描儀的玻璃窗格，來進(jìn)行通過偏振濾波器的光的限制 具體地，所述多色調(diào)水印包括明顯的亮區(qū)域，具體地，明顯的亮區(qū)域的特征在于“最大灰度級(jí)”與“平均灰度級(jí)”的差值大于50，優(yōu)選大于100，和/或8位編碼的灰度級(jí)的偏差大于120，優(yōu)選大于150。因此，多色調(diào)水印具有非常明顯的亮部而沒有添加附加的特定部件。優(yōu)選地使用單一部件形成根據(jù)本發(fā)明的多色調(diào)水印，所述單一部件具體地被固定到排水網(wǎng)。通過用于形成水印的所述部件的凸版和穿孔來獲得水印的色調(diào)和各個(gè)灰度級(jí)。獲得的多色調(diào)水印包括至少三個(gè)不同的厚度值。所述水印還具有很好的透視，也就是說，纖維均勻分布并且沒有或少有纖維簇(也稱為“絮凝物”)。透視是在透射光下觀測的紙張成形的測量，例如，其通過尤其是由TECHPAP公司開發(fā)的2維紙張成形傳感器來測量。具體地，在“全色調(diào)”處所測量的水印的透視比含有所述水印的布紋紙的透視好，這是因?yàn)樗〉男纬稍诰哂型拱媲冶淮┛椎牟考线M(jìn)行，而不在具有較不平坦的表面和由于形成在排水網(wǎng)的紗線之間而精確度較小的穿孔的排水網(wǎng)上。通過該方式，使用設(shè)置有凸版并且被穿孔的部件而形成的多色調(diào)水印比根據(jù)排水網(wǎng)的壓花獲得的水印具有更好的清晰度。具體地，所述水印包括通過暗點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)正向或反向形成的代碼。所述代碼可以為圖像、字母數(shù)字字符、表意文字、符號(hào)、單詞或縮寫。在透射光下用肉眼能夠觀測到所述代碼，也就是說，不用可以放大水印的裝置，或者未使用可以放大水印的裝置，例如放大鏡、圖像采集裝置、尤其是傳輸模式的掃描儀、或者顯微鏡。具體地，所述代碼為水印的認(rèn)證元件且更廣泛地為包括水印的基板的認(rèn)證元件。具體地，所述代碼可以為對(duì)應(yīng)于鈔票紙的制造的序列號(hào)。本發(fā)明還涉及一種包括根據(jù)本發(fā)明的紙張的證件或由根據(jù)本發(fā)明的紙張組成的證件。這種證件尤其選自地契、卡、證書、文憑、鈔票、護(hù)照、身份證、駕駛執(zhí)照、支票、文化活動(dòng)或者體育賽事的入場券或者印有信頭的信紙。本發(fā)明擴(kuò)展至一種用于通過纖維懸浮液的排水在基板中形成多色調(diào)水印的部件的制造方法，所述部件包括凸版和穿孔，所述凸版位于所述部件的被稱為“異形面”的且與“排水面”相對(duì)的一個(gè)面上，所述穿孔包括具有在異形面上的入口和在排水面上的出口的貫通通道，所述方法包括下列步驟在所述部件上形成所述凸版和形成所述穿孔，使得各穿孔的通道的離排水面給定距離處的橫截面積直接取決于所述距離。具體地，表述“直接取決于”在此處被理解為穿孔的通道的距排水面給定距離處的橫截面積為該距離的函數(shù)，尤其是成比例，優(yōu)選地成線性比例。具體地，對(duì)于包括基本平坦的排水面的部件，在穿孔的通道的距排水面給定距離處的橫截面積和該給定距離之間具有比例關(guān)系。通過該方式，穿孔的排水能力取決于凸版相對(duì)于該穿孔的位置。優(yōu)選地，線性變化為相反的，換句話說，所述距離越大，穿孔的通道的橫截面積越小。換句話說，穿孔的通道的橫截面積從排水面到異形面減小。該部件可包括對(duì)于距排水面給定距離均具有相同的橫截面的穿孔。該部件的厚度可以為變化的，使得穿孔的厚度可以為變化的。該穿孔可以全部為貫通穿孔，也就是說，它們暴露在異形面上。作為一變型，穿孔的至少一部分，或者甚至 所有穿孔可以為盲孔，也就是說，該穿孔沒有到達(dá)異形面。具體地，該部件可以具有選定的厚度使得穿孔不能暴露在異形面上。大部分的穿孔，較好地所有的穿孔，可以根據(jù)到排水面的距離具有相同的橫截面變化。在根據(jù)本發(fā)明的部件的制造過程中，可以預(yù)測排水在水印形成上的作用。因此可以預(yù)測凸版和穿孔在水印形成上的作用，并且因此確定部件的凸版和穿孔以便獲得給定的水印。所述“排水面”優(yōu)選為基本上平坦的。作為變型，其遵循排水網(wǎng)的凸版。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式

，所述部件為金屬的或者陶瓷的。具體地，表述“金屬部件”理解為指包括鐵、鎳、銅、不銹鋼、鈦、鎢、鈷、錫和/或它們的合金的部件，例如，包括不銹鋼的部件。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式

，所述方法包括所述部件經(jīng)受的至少一個(gè)燒結(jié)步驟。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式

，在制造所述部件期間，特別是在同一步驟期間且尤其是同時(shí)，形成“異形”面的凸版和穿孔。尤其是，這使得通過隨后的穿孔操作不會(huì)減弱所述部件并且通過減少所需的步驟的數(shù)量在所述部件的制造期間節(jié)省時(shí)間。具體地，因此，以不重復(fù)進(jìn)行表面處理或者沖孔加工的方式進(jìn)行所述部件的制造。這些操作特別有助于增加部件的成本并且不利于該方法的再現(xiàn)性。然而，所述方法必須可以獲得相同的部件。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)變型，用于制造用于通過纖維懸浮液的排水在基板中形成多色調(diào)水印的部件的所述方法的特征在于所述部件為注塑成型的，所述注塑成型可以同時(shí)獲得所述凸版和所述穿孔。具體地，所述制造方法為至少包括以下步驟的方法-使用金屬粉末或者陶瓷粉末，和可選的熱塑性粘合劑，-將所述粉末并且在合適情況下將所述粘合劑注入能夠形成包括所述凸版和所述穿孔的部件的模具中，-可選地使所述部件脫脂，以及-燒結(jié)所述部件，換句話說，進(jìn)行所述部件的固態(tài)致密化。
該方法為通過注塑(“金屬注塑成型(MM)”方法或者“陶瓷注塑成型(CM)”方法)而使金屬或者陶瓷成型的方法，特別是，注塑可以很高精度地并且高效地在高機(jī)械強(qiáng)度的部件上制作復(fù)雜的形狀而不需要后續(xù)的機(jī)械加工。此外，這種技術(shù)使得可以制作具有難以用機(jī)器制造的棘手的形狀和具有非常高的表面質(zhì)量的可視部件。所述金屬粉末可以選自鐵、鎳、銅、不銹鋼、鈦、鎢、鈷、及它們的合金的粉末，例如，不銹鋼的粉末。其可以為顆粒的粉末，其最大尺寸小于50 u m，優(yōu)選在I y m到40 y m之間。優(yōu)選地，所述金屬粉末為銅合金的粉末、鐵合金的粉末、錫合金的粉末、不銹鋼金屬(諸如鎳和鉻)的合金的粉末、或者純金屬(諸如鈦)的粉末。該銅合金和不銹鋼金屬合金具有在造紙期間耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。所述陶瓷粉末可尤其包括氧化鋯。所述熱塑性粘合劑可選自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、石蠟、硬脂酸、聚縮醛(POM) 和它們的混合物。優(yōu)選地，所述熱塑性粘合劑為聚縮醛(P0M)。所述混合物可尤其包括60%的金屬粉末和40%的熱塑性粘合劑。金屬粉末和熱塑性粘合劑的混合物或者陶瓷粉末和熱塑性粘合劑的混合物為市售的。其可以特別為由巴斯夫(BASF)公司銷售的產(chǎn)品CaUimokf ..所述銷售的混合物可以為混合有或涂覆有熱塑性粘合劑的金屬粉末或者金屬粉末顆粒的形式。所述顆粒通過注入模具中來進(jìn)行使用。所述模具包括上表面和下表面。一旦模具被閉合，則上表面的內(nèi)側(cè)設(shè)置有凸版并且下表面和上表面通過多個(gè)“柱”連接，這些“柱”用以形成所述部件的穿孔。所述柱可具有圓形橫截面或者多邊形橫截面，所述橫截面具有從所述下表面到所述上表面減小的面積。該模具的形狀基本互補(bǔ)于用于形成水印的所述部件的形狀，尤其由于所用的方法而可能存在差異。鑒于機(jī)械加工僅可以在材料中制作錐形穿孔或者圓柱形穿孔并且鑒于激光不能控制所制的穿孔的形狀，通過注塑使金屬成型的方法可以制作具有多邊形橫截面的穿孔，所述具有多邊形橫截面的穿孔關(guān)于形成水印期間的纖維懸浮液的排水具有與圓形橫截面的穿孔相同的行為，例如，所述多邊形橫截面具有包括至少六邊，優(yōu)選至少十邊的多邊形，同時(shí)能夠更好地硬化模具，這些柱具有較少地經(jīng)受扭曲和彎曲現(xiàn)象的多邊形橫截面。一旦該部件脫模，則脫脂操作的目的是去除熱塑性粘合劑。該操作可以使用溶劑(具體地通過化學(xué)反應(yīng)或者溶解去除)和/或烘烤(具體地通過蒸發(fā)或者通過催化作用破壞化學(xué)鍵而去除)來進(jìn)行，該操作的空氣、溫度和壓力條件根據(jù)所使用的混合物而變化。在脫脂后的部件上進(jìn)行的燒結(jié)操作為能夠使材料固態(tài)致密化的熱處理。其可以在還原氣氛下或者在真空下并且在低于所用的金屬的熔點(diǎn)的高溫(例如對(duì)于鐵和不銹鋼金屬的某些合金而言，高于1200° C)下進(jìn)行。燒結(jié)伴隨著部件的尺寸收縮現(xiàn)象，使占據(jù)在脫脂操作期間由去除的熱塑性粘合劑留下的自由空間的金屬致密化。該尺寸收縮受操作條件控制并且此外在體積和凸版的保護(hù)下進(jìn)行。所述部件因此可以獲得接近I (例如大于0.98)的密度，并且其為比例小于I (例如比例為80%)的模具的內(nèi)側(cè)(上表面的凸版和由所包括的柱形成的穿孔)的精確的復(fù)制品(公差非常低，大約為0. 03%到0. 07%)。由于燒結(jié)操作受到時(shí)間參數(shù)、溫度參數(shù)和壓力參數(shù)的控制，故密度可以被控制并且適于所使用的合金。例如，對(duì)于基于鈦的粉末，密度非常接近于1，并且對(duì)于銅合金，密度在0.8和I之間。因此，密度為0. 8導(dǎo)致制成多孔部件。制作期間所控制的殘余孔隙使部件具有過濾性能。最佳的操作條件，特別是空氣、溫度和壓力可以通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員來確定。本發(fā)明還延伸至一種如上文描述的用來制造用于形成根據(jù)本發(fā)明的多色調(diào)水印的部件的模具，特別是通過用于通過注塑使金屬或者陶瓷成型的方法。根據(jù)本發(fā)明的另一變型，用于制造形成水印的部件的所述方法至少包括以下步驟在激光的作用下，使用粉末并且致密化所述粉末，尤其是金屬粉末。具體地，用于制造通過纖維懸浮液的排水在基板中形成多色調(diào)水印的部件的所述方法為使用激光燒結(jié)的方法。具體地，該方法為選擇性激光熔融(SLM)方法或者選擇性激·光燒結(jié)(SLS)方法。使用激光的所述燒結(jié)方法使得在同一步驟期間可以形成所述凸版和所述穿孔。該SLM方法能夠通過在高功率激光作用下融化材料而使粉末形式的材料局部致密化。粉末形式的材料例如為金屬粉末。用于該方法的操作條件可以為如下條件-在氮?dú)鈿夥障轮圃烨皇遥?使用紅外(IR)激光，該激光例如具有50瓦特到100瓦特之間的功率，以及-使用諸如不銹鋼或者工具鋼、鈦、鉻-鈷混合物或者鋁的金屬。該SLM方法可以對(duì)于100_獲得±50 ii m (S卩，0. 05%)的精度。由于上文所述方法(尤其是MM、CM或者SLM)的精度和低公差，使用相同的模具獲得相同的部件并且因此獲得使用這些部件形成的多色調(diào)水印的非常高的再現(xiàn)性。該精度和這些低公差還使得可以獲得具有凸版和非常小的穿孔的部件，該凸版具有0. 03%和
0.07%之間的精度并且該穿孔的直徑可達(dá)到0. 2_。使用這些部件形成的水印因此具有較高的分辨率并且還具有很好的成色以及高精度，尤其是諸如肖像中的頭發(fā)或者面部特征的圖案的細(xì)節(jié)上，甚至優(yōu)于根據(jù)現(xiàn)有方法所獲得的。本發(fā)明還涉及一種如上文所述的用于通過纖維懸浮液的排水在基板中形成多色調(diào)水印的部件，所述部件的特征在于包括凸版和穿孔，所述凸版位于所述部件的被稱為“異形面”的且與“排水面”相對(duì)的一個(gè)面上，所述穿孔包括具有在異形面上的入口和在排水面上的出口的貫通通道，使得各穿孔的通道的離排水面給定距離處的橫截面積直接取決于所述距離。具體地，該排水面為基本平坦的，并且優(yōu)選為平坦的。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式

，所述穿孔的橫截面為橢圓形，優(yōu)選為圓盤形。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式

，所述穿孔具有多邊形的橫截面，橫截面的面積從排水面朝向異形面減小。因此，排水能力與通道的長度(即，凸版的長度)成比例，使得凸版距離排水面越遠(yuǎn)，排水能力越低。該比例關(guān)系可以大大促進(jìn)凸版的設(shè)計(jì)。因此，實(shí)際上更容易地預(yù)測排水期間穿孔對(duì)纖維在所述部件上的沉積的作用，并且因此預(yù)測利用所述部件形成的水印的在透射光下觀察期間出現(xiàn)的圖案。此外，凸版的凸起區(qū)域?qū)?yīng)于纖維沉積較少的區(qū)域，這既是由于如上文所述的凸版，也由于穿孔的通道的位于凸版的該凸起區(qū)域中的橫截面積減小的事實(shí)。它們的排水能力實(shí)際上低于位于較小凸起區(qū)域中的穿孔的排水能力。這特別地具有較少的吸引的作用并且因此在所述凸起區(qū)域纖維較少地沉積。對(duì)于這些區(qū)域，獲得類似于通過電鍍銅板所獲得的亮部的非常明顯的亮部，但是其不可能通過排水網(wǎng)的簡單壓花獲得。穿孔優(yōu)選地足夠精細(xì)而不會(huì)讓纖維懸浮液的纖維在其排水期間通過。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式

，穿孔均勻地分布。這些穿孔分別形成間隔0.3mm至0. 6mm的行和列。作為變型，以可變的方式分布穿孔。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式

，穿孔形狀、尺寸、分布和/或位置正向或反向形成代碼，特別是圖像、字母數(shù)字符號(hào)、象形字、符號(hào)、單詞或者縮寫。所述代碼因此不僅為所述部件的認(rèn)證元件而且為包括使用該部件獲得的多色調(diào)水印的紙張的認(rèn)證元件。事實(shí)上，所述穿孔可以以暗點(diǎn)的形式在水印上被觀測到。
因此，根據(jù)穿孔的尺寸，穿孔的位置，能夠用肉眼在透視光下觀測到所述代碼，換句話說，不用能夠放大水印的裝置或者沒有借助能夠放大水印的裝置，例如放大鏡、織物分析鏡、圖像采集裝置、特別是傳輸模式的掃描儀、或者顯微鏡。所述代碼可構(gòu)成用于形成多色調(diào)水印的所述部件的制造商、包括所述多色調(diào)水印的基板的制造商、客戶或者訂貨方的認(rèn)證元件或者識(shí)別元件。所述代碼為不可移除的并且難以偽造，尤其是比印刷更難以偽造。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)變型，所述部件在其整個(gè)表面上被均勻地穿孔，尤其是沿著均勻隔開的行和列，并且至少一個(gè)穿孔不是貫通穿孔。換句話說，凸版比穿孔局部較高，即，離排水面更大的距離。通過該方式，獲得比上文更明顯的亮部，在所述至少一個(gè)盲穿孔的位置處吸力為零。此外，在排水期間，位于所述至少一個(gè)盲穿孔的周圍的穿孔通過吸力吸引位于所述至少一個(gè)盲穿孔的上方的纖維。這具有創(chuàng)建更明顯的亮部的效果，并且尤其是，亮部比未穿孔的部件或者均勻地穿孔但沒有盲穿孔的部件的情況更明顯。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式

中，用于形成水印的所述部件的某些區(qū)域沒有穿孔。因此，與周圍的具有穿孔的區(qū)域相比(特別是恒定的凸版)，排水被局部減少并且獲得水印的較亮的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的方法還可以創(chuàng)建非常明顯的凸版且特別是位于異形面上的高的區(qū)域的周圍的低的區(qū)域。結(jié)合穿孔的吸力，這可以獲得具有特別是接近暗部有明顯的亮部的對(duì)比的且聞色調(diào)的水印。本發(fā)明擴(kuò)展到用于通過纖維懸浮液的排水在基板中形成多色調(diào)水印的至少一個(gè)部件的用途，所述部件包括凸版和穿孔，所述凸版位于所述部件的被稱為“異形面”的且與“排水面”相對(duì)的一個(gè)面上，所述穿孔包括具有在異形面上的入口和在排水面上的出口的貫通通道，各穿孔的通道的離排水面給定距離處的橫截面積直接取決于所述距離。根據(jù)該用途，所述至少一個(gè)部件被緊固在排水網(wǎng)中或者排水網(wǎng)上，通過該排水網(wǎng)，纖維懸浮液被排出。具體地，所述部件為金屬的或者陶瓷的。表述“排水網(wǎng)”被理解成指包括適用于在造紙期間排水的孔的表面。該排水網(wǎng)優(yōu)選包括多個(gè)疊置的網(wǎng)和尤其是包括大孔的支撐網(wǎng)，包括小孔的網(wǎng)位于所述大孔上。所述排水網(wǎng)和所述疊置的網(wǎng)可以為編織的、電鑄或者由經(jīng)穿孔的板組成。配置有根據(jù)本發(fā)明的金屬部件的排水網(wǎng)比傳統(tǒng)的壓花排水網(wǎng)不容易受到攻擊，特別是相對(duì)于機(jī)械沖擊。所述部件尤其是可以通過焊接、粘結(jié)、夾緊或者附接被緊固到成形網(wǎng)。優(yōu)選地，所述排水網(wǎng)或者至少一層所述疊置的網(wǎng)為金屬網(wǎng)。金屬部件的用途使得可以容易地緊固所述部件，特別是通過焊接。纖維懸浮液的排水可通過長網(wǎng)造紙機(jī)或者網(wǎng)籠進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式

，排水網(wǎng)和尤其是至少一層所述疊置的網(wǎng)可以被切割或者壓花以能夠緊固所述部件?？梢赃x定所述部件的位置，尤其是從所述部件到排水網(wǎng)的平面的距離，以便獲得所需的水印的厚度(因此不透明)的平均值。因此，部件越低，關(guān)于所述部件的厚度的平均值越聞。
具體地，該部件可以被豎向布置使得所述部件的異形面，特別是最高的部位與排水網(wǎng)的平面一致。例如，該部件可以從排水網(wǎng)伸出小于2_，優(yōu)選小于1_。通過該方式，該部件在形成水印期間免受可能的機(jī)械損壞。此外，由于該部件的剛度，故承受排水網(wǎng)上或者排水網(wǎng)中的機(jī)械負(fù)荷的能力將大于常規(guī)的排水網(wǎng)的水印(或者壓花區(qū)域)的區(qū)域。該部件也可以被置于排水網(wǎng)的平面的下方。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式

，該排水網(wǎng)還可以包括能夠形成根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的水印的區(qū)域。能夠形成根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的水印的這些區(qū)域例如可以對(duì)應(yīng)于包括通過排水網(wǎng)的壓花而獲得的凸版的水印或者對(duì)應(yīng)于諸如在歐洲專利申請(qǐng)1，122，360中描述的包括兩個(gè)灰度級(jí)的“絲網(wǎng)”水印。具體地，能夠形成根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的水印和根據(jù)本發(fā)明的水印的區(qū)域被定位在排水網(wǎng)上，使得水印被并列或者疊置。它們優(yōu)選為互補(bǔ)的并且能夠形成同一圖案。因?yàn)橛糜谛纬伤〉姆椒ㄊ褂昧瞬煌募夹g(shù)，因此提高了包含水印的紙張的安全性。通過閱讀非限制性示例和附圖將更好地理解本發(fā)明。示例制作形狀與所需的部件的形狀互補(bǔ)的單壓印模具，該單壓印模具包括凸版和柱，所述凸版位于其內(nèi)表面的稱為上表面的一面上。所述柱從與上表面相對(duì)的表面(稱為下表面)朝向上表面延伸，因此，根據(jù)所述柱將用于分別形成錐形貫穿穿孔或者盲孔的情況，所述柱可能到達(dá)或者可能不到達(dá)上表面。各個(gè)柱的離下表面給定距離處的橫截面積隨著所述距離反向地線性變化，換句話說，所述距離越大，所述柱的橫截面積越小。由BASF公司銷售的Gitaniokr樹脂顆粒被引入常規(guī)的注塑壓機(jī)。由涂覆有熱塑性粘合劑的金屬粉末組成的這些顆粒被加熱，隨后被注入上文所述的模具中以便獲得第一部件。所述部件隨后通過在烤箱中烘焙被脫脂。從而去除熱塑性粘合劑。脫脂后的部件隨后通過在烤箱中焙烤而燒結(jié)。該借助熱(溫度低于金屬的熔點(diǎn))的材料的固態(tài)致密化使部件具有其最終的凝聚力和最終密度，并且伴隨有受控的收縮但是體積的守恒。通過該方式，因此獲得的部件P2為模具的和在燒結(jié)之前的部件的形狀的較小比例的精確的復(fù)制品。然后，通過600dpi傳輸模式的掃描儀來獲取示出同一肖像的尺寸為3cmx3cm的兩個(gè)水印的圖像。照度條件和采集條件對(duì)于兩個(gè)水印是相同的。通過使用形成某一凸版的網(wǎng)的壓花制作第一水印Fl。使用根據(jù)本發(fā)明的部件P2制作第二水印F2，部件P2的制造如上文所述。所述部件P2包括凸版，凸版在所述部件P2的異形面上且等同于通過對(duì)于第一水印Fl所使用的網(wǎng)的壓花形成的凸版。通過用肉眼在透射光下觀測可以容易地區(qū)分由此獲得的兩個(gè)水印Fl和F2，尤其是，F(xiàn)2的圖像具有較好的清晰度、較好的對(duì)比度、更明顯的亮部、圖案的較好的精度和較好的透視。隨后以從0 (表示黑)到255 (表示白)的8位編碼的灰度級(jí)獲得圖像。對(duì)于各個(gè)水印在肖像的兩個(gè)區(qū)域(臉和頭發(fā))上進(jìn)行灰度級(jí)的測量。例如，使用liPSON@Perfection V750 Pro掃描儀進(jìn)行測量，特別地根據(jù)上文描述的協(xié)議。隨后通過對(duì)所述各個(gè)區(qū)域計(jì)算對(duì)應(yīng)于各個(gè)灰度級(jí)的像素的數(shù)量，對(duì)各個(gè)水印建立灰度級(jí)的分布曲線。這些曲線可以獲得在下表中整理的數(shù)據(jù)
~w~irii r^i
FlF2Fl ~F2
GL 平均值TL2 101.0 70 3 82.2
GL 標(biāo)準(zhǔn)偏差9 4 1579 5 7 6 4~
GL 最小值56685347
GL 最大值164 233 105 147~
GL (最大-最小)108 165 52100~表I :8_位編碼的灰度級(jí)根據(jù)本發(fā)明的水印F2的平均灰度級(jí)大于Fl的平均灰度級(jí)。因此其整體比水印Fl更亮。水印F2的灰度級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)偏差大于水印Fl的標(biāo)準(zhǔn)偏差，因此其對(duì)比度大于水印Fl的對(duì)比度。對(duì)于相同的區(qū)域，水印F2的灰度級(jí)的偏差分別大于水印Fl的灰度級(jí)的偏差。因此,這些區(qū)域在水印F2上的對(duì)比度大于在水印Fl上的對(duì)比度。水印F2的最大灰度級(jí)大于水印Fl的最大灰度級(jí)，因此，亮部在水印F2上更加明顯。


圖I示出用于形成根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的水印的電鍍銅版。圖2示出用于形成根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的水印的網(wǎng)的壓花。圖3示出能夠制作根據(jù)本發(fā)明的水印的部件。圖4示出所用的部件的凸版和所獲得的水印之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。圖5示出通過穿孔形成的反向代碼。
圖6示出在成形網(wǎng)上的根據(jù)本發(fā)明的部件。
具體實(shí)施例方式根據(jù)先前描述的能夠形成具有單一灰色色調(diào)的水印的現(xiàn)有技術(shù)，如圖I中示出的電鍍銅版I被緊固到造紙機(jī)的成形網(wǎng)上。此外，如上文所述，已知在造紙機(jī)的成形網(wǎng)上壓花以便制作多色調(diào)水印。圖2示出網(wǎng)2，網(wǎng)2包括能夠形成多色調(diào)水印的壓花區(qū)域3。區(qū)域31高于網(wǎng)的其他區(qū)域，其能夠形成水印的亮區(qū)域。相反地，區(qū)域32能夠形成水印的暗區(qū)域。由于區(qū)域31和區(qū)域32包括多階凸版，故它們可以獲得多色調(diào)水印。在圖3中示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的用于形成多色調(diào)水印的部件4。所述部件4包括設(shè)置有凸版的面5和錐形穿孔6，并且各個(gè)穿孔6的排水能力直接取決于到由所述穿孔6形成的通道的異形面上的橫截面的排水面的距離。
由于面5的凸版，故穿孔61不是貫通穿孔。這尤其具有能夠在水印上形成高亮區(qū)域的效果。通過觀察，根據(jù)用以制造用于形成水印的所述部件4的方法，并且尤其是根據(jù)用于制造可以獲得所述部件4的模具的方法，可以更容易并且更實(shí)用的是，制造具有包括均勻分布的柱的下表面和在其上表面上具有凸版的所述模具，所述上表面可以局部高于所述柱以便在部件4上形成盲孔。根據(jù)所使用的方法制造具有包括均勻分布的柱的區(qū)域和沒有柱的其他區(qū)域的模具實(shí)際上可以證明是更復(fù)雜的。圖4示出在根據(jù)本發(fā)明的用于形成多色調(diào)水印的部件4和在所述多色調(diào)水印上獲得的不同色度的灰色之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。所述部件4包括設(shè)置有凸版的表面5和穿孔6，穿孔6中的一些穿孔61不是貫通穿孔。在圖5中示出的部件4可以獲得根據(jù)本發(fā)明的包括多個(gè)灰度級(jí)的多色調(diào)水印8。區(qū)域71和區(qū)域73具有低的凸版且由此具有排水能力高的穿孔，因此，區(qū)域71和區(qū)域73對(duì)應(yīng)于水印8的暗部。區(qū)域72具有比區(qū)域71和區(qū)域73的凸版高的凸版，因此其對(duì)應(yīng)于水印8的范圍從売到聞売的(從左到右)區(qū)域。區(qū)域74具有聞的凸版和盲孔61并且對(duì)應(yīng)于水印的高亮區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的用以制造部件4的方法，由于其精確度，可以獲得“陡峭的”凸版，所述“陡峭的”凸版在水印上表現(xiàn)為存在高亮區(qū)域(諸如區(qū)域74)，這些高亮區(qū)域直接與高暗區(qū)域(諸如區(qū)域73)相鄰。以與上文相同的方式，區(qū)域76對(duì)應(yīng)于水印的位于與區(qū)域75和區(qū)域77對(duì)應(yīng)的兩個(gè)暗部之間的亮部。區(qū)域71、區(qū)域75和區(qū)域77能夠在水印8上形成高暗區(qū)域，這是因?yàn)槌嗣?的凸版形成的中空部之外，這些區(qū)域中的穿孔也較大因此排水性更大。這使得所形成的纖維墊有較大的致密性并且從而形成暗區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的部件4的“異形”面5的表面處的穿孔6的位置和分布可以形成代碼62。圖5為該部件4的俯視圖，其反向顯示代碼62“AW”。可以通過根據(jù)代碼62定位的盲孔61或者通過部件4在形成代碼62的區(qū)域上不具備穿孔這一事實(shí)來制作該代碼。根據(jù)一個(gè)變型(未示出)，代碼62可以通過在“異形”面5上均具有面積A1的橫截面的穿孔來形成，而在代碼62限定的區(qū)域外，“異形”面5設(shè)置有均具有大于A1的橫截面面積A2的穿孔。特別地選定A1和A2之間的比例以便使所述代碼62例如在透射光下用放大5倍的放大鏡觀測時(shí)是可見的。
在圖6中示出根據(jù)本發(fā)明的部件4。特別地，其可以通過焊接部9被焊接到排水網(wǎng)2的壓花區(qū)域21上。該部件4包括“異形”面5、穿孔6和盲孔61。除非另外指明，表述“具有一個(gè)”或者“包括一個(gè)”應(yīng)該被理解為與“具有至少一個(gè)”或者“包括至少一個(gè)”同義。·
權(quán)利要求
1.一種紙張，特別是安全紙張，包括至少一個(gè)多色調(diào)水印(8)，其特征在于8位編碼的灰度級(jí)的分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差大于10。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的紙張，其特征在于所述水印(8)包括通過暗點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)形成的代碼(62)，特別是圖像、字母數(shù)字符號(hào)、表意文字、符號(hào)、單詞或者縮寫。
3.一種包括根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的紙張的證件，所述證件具體地選自地契、證書、文憑、鈔票、護(hù)照、身份證、駕駛執(zhí)照、支票、文化活動(dòng)或體育賽事的入場券或者印有信頭的f目紙。
4.一種用于通過纖維懸浮液的排水在基板中形成多色調(diào)水印(8)的部件(4)的制造方法，所述部件(4)包括凸版和穿孔(6)，所述凸版位于所述部件的被稱為“異形面”的且與“排水面”相對(duì)的一個(gè)面(5)上，所述穿孔(6)包括具有在所述異形面(5)上的入口和在所述排水面上的出口的貫通通道，所述方法的特征在于所述方法包括下列步驟在所述部件(4)上形成所述凸版和形成所述穿孔(6)，使得各個(gè)穿孔(6)的所述通道的離所述排水面給定距離處的橫截面積直接取決于所述距離。
5.根據(jù)前一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制造方法，其特征在于，所述部件(4)為金屬的或者陶瓷的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4和5中的任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于，所述部件(4)經(jīng)受至少一個(gè)燒結(jié)步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求4到6中的任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于，在同一步驟期間，尤其是同時(shí)制作所述異形面(5)的所述凸版和所述穿孔(6)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述金屬部件(4)是注塑成型的。
9.根據(jù)權(quán)利要求4到8中的任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于，至少包括以下步驟 -使用金屬粉末或者陶瓷粉末，和可選地使用熱塑性粘合劑， -將所述粉末并且在合適情況下將所述粘合劑注入能夠形成包括所述凸版和所述穿孔(6)的部件(4)的模具中， -可選地使由此獲得的所述部件(4)脫脂，以及 -燒結(jié)脫脂后的所述部件(4)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4到7中的至少一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法至少包括以下步驟在激光的作用下，使用粉末且致密化所述粉末，所述粉末特別是金屬粉末。
11.一種用于通過纖維懸浮液的排水在基板中形成多色調(diào)水印(8)的部件(4)，所述部件(4)包括凸版和穿孔(6)，所述凸版位于所述部件的被稱為“異形面”的且與“排水面”相對(duì)的一個(gè)面(5)上，所述穿孔(6)包括具有在所述異形面(5)上的入口和在所述排水面上的出口的貫通通道，其特征在于各個(gè)穿孔(6)的所述通道的離所述排水面給定距離處的橫截面積直接取決于所述距離。
12.根據(jù)前一項(xiàng)權(quán)利要求所述的部件(4)，其特征在于，所述部件為金屬的或者陶瓷的。
13.根據(jù)權(quán)利要求11和12中的任一項(xiàng)所述的部件(4)，其特征在于，所述穿孔的尺寸、分布和/或位置形成代碼(62)，特別是圖像、字母數(shù)字符號(hào)、表意文字、符號(hào)、單詞或者縮寫。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中的任一項(xiàng)所述的部件(4)，其中，穿孔(6)的通道的橫截面積從所述排水面到所述異形面減小。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中的任一項(xiàng)所述的部件(4)，其中，所述部件(4)包括穿孔(6 )，所有的所述穿孔(6 )在離所述排水面給定距離處具有相同的橫截面。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至15中的任一項(xiàng)所述的部件(4)，其中，包括貫通穿孔(6)和盲孔。
17.根據(jù)權(quán)利要求11至16中的任一項(xiàng)所述的部件(4)，其中，所述穿孔(6)的大部分穿孔具有根據(jù)距所述排水面的距離的相同的橫截面變化。
18.用于通過纖維懸浮液的排水在基板中形成多色調(diào)水印(8)的至少一個(gè)部件(4)的用途，所述部件(4)包括凸版和穿孔(6)，所述凸版位于所述部件的被稱為“異形面”的且與“排水面”相對(duì)的一個(gè)面(5)上，所述穿孔(6)包括具有在所述異形面(5)上的入口和在所述排水面上的出口的貫通通道，其特征在于，各個(gè)穿孔(6)的所述通道的離所述排水面給定距離處的橫截面積直接取決于所述距離，并且其特征在于，所述至少一個(gè)部件(4)被緊固在排水網(wǎng)中或者緊固在排水網(wǎng)上，通過所述排水網(wǎng)來排出纖維懸浮液。
全文摘要
本發(fā)明涉及紙的領(lǐng)域以及涉及包括高清晰度、高對(duì)比度的多色調(diào)水印的紙張，所述多色調(diào)水印具有明顯亮度的區(qū)域。這樣的水印具體地通過包括具有凸起區(qū)域的表面(5)和穿孔(6)的部件(4)而獲得。所述穿孔(6)使得所述穿孔的離所述排水表面給定距離處的橫截面直接取決于所述距離。本發(fā)明還涉及用于制造用來形成所述水印的所述部件的方法，涉及所述部件本身，并且涉及當(dāng)形成水印時(shí)所述部件的用途。
文檔編號(hào)D21F1/44GK102971461SQ201180024857
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者皮埃爾·達(dá)波利特, 伊凡·蒂埃里 申請(qǐng)人:法商亞宙維金斯安全公司