专利名称：含有水印的安全基片的制作方法
含有水印的安全基片
本发明涉及安全基片的改进，尤其涉及含有水印的纤维安全基片， 如纸张。
如钞票、护照、身份证、证书等之类的有价值的文件和辨识装置 都是容易受到复制或仿造的。彩色复印机、电子扫描仪和其他成像系 统的越来越多的使用，以及彩色复印机的改进的技术质量已经导致这 些文件的仿造增多。因此，存在继续改进这些文件或纸张的安全特征， 以增加辅助安全特征或者提高现有特征的感觉和仿造抵抗力的需要。
已经釆取措施将复印机或电子扫描仪无法复制的可变特征可选地 导入到这种文件中。然而，仍然存在需要将肉眼可辨识但"不可视，， 的，或者复印机或扫描仪难以观察的特征导入。由于复印方法通常包 括将高能光反射到含有要复印图像的原始文件上， 一个解决方案是将 一个或多个特征结合到在反射的和透射的光中具有不同感觉的文件 中。这种安全特征的例子包括水印、内嵌的安全细丝、荧光颜料等。
水印的使用在许多安全文件中非常普遍。高安全多色调水印通常 使用圆筒模制方法产生，并通过改变纸张纤维的密度形成，从而与环 绕和分离较密区域和不密区域的基底层纸张的纤维相比，在该较密的 一些区域中纤维较密，而在该不密的另一些区域中纤维不密。当在透 射光中观察时，不密区域较浅，并且较密区域比基底层纸张深，并且 可以很清楚地看到对比。不同类型的水印具有不同优点。多色调水印 通常是如肖像之类的绘画图像，并可非常细致和复杂，这显著地降低 了仿造的危险。
在圆筒模制造纸中，纸张形成在部分浸入的丝布覆盖的模制圆筒 上，该圆筒在盛放有纸张纤维的稀释悬浮物的大缸中转动。随着该模 制圆筒转动，水通过将纤维沉积在圆筒表面上的丝布流出。当丝布用 细节图像压花时，纤维以较小或较大厚度沉积在压花的升高和沉降元件上，以在成品纸张中形成完整的三维水印。
最终水印中纸张厚度的改变是纤维随着水通过丝布流出而从压花
网的升高区域运动到压花网的沉降区域的结果。通过排放速度管理该 纤维的运动，从而管理水印中的色调变化，这取决于压花的轮廓。这 使得能够在水印图案的梯度上进行良好控制，从而产生对圆筒模制制 造水印方法唯一的精细色调范围。
将圆筒的模制盖的丝布进行压花降低了其强度，并增大了在造纸 过程中损伤纸张的危险。如果存在从深度压花到明显升高区域的急剧 转变，则尤其是这样。而且，在复杂的绘画水印中，由于应力而难以 将非常浅的色调与非常深的色调并置，该应力在压花期间将放置在模 制盖自身上。这些都认为是在圆筒模制水印中尚未发现具有相邻的强 烈对比的深色组分和浅色组分的水印的原因。
也非常难以使用圆筒模制技术生产具有明显表面区域的浅水印区
域。在US-B-6402888中认识到了该问题，该文件解释了 ，对于其表 面面积大于0.4平方厘米的区域无法生产均匀的浅色区域。该现有技 术描述了使用水印生产大的较薄区域的纸张，以产生窗口或更加透明 区域。通过使用透明树脂、局部涂抹的UV油漆或者甚至食用油，仿 造者就可很容易模仿这种效果。然而，在弱化纸张及其较差的安全性 方面，使用大的较薄区域都引发了显著的问题。
用于产生均匀的浅色调区域(以及用于提供增强的水印安全性) 的可选方法是电版方法。在电版方法中，通常为图像或字母形式的薄 金属片通过缝纫或焊接施加到圆筒的模制盖的丝布上，产生排放和纤 维沉积的明显降低，从而在纸张中形成浅的水印。电版水印可以比通 过常规的压花产生和生产的水印更浅。该电版方法在造纸中是已知的 并且已经在US-B-1901049和US-B-2009185中进行了描述。
因此，电版水印是具有纸张厚度均匀降低的纸张区域。该区域通 常非常小，并且纸张厚度的变化非常明显，从而产生非常浅的、通常 比绘画水印内的区域更浅的区域。
前述类型的水印都具有它们的安全优点，并且几百年来已经提供了主要的纸张安全性。然而，像所有的安全装置一样，它们都可能受 到安全威胁，所以需要改进它们。 一种方法是提供更加复杂和技术苛 求的设计。这种设计的复杂性使得专家更容易发现伪造品。然而，应 当认识到的是，处理安全文件的大多数个人都不是水印方面的专家。 于是，需要复杂技术的水印仅需要复制的足够好，以使得普通人确信。 于是，需要生产很容易识别并难以仿造的水印。
为了实现这一点，非常重要的是理解水印如何起作用，以及伪造 者如何仿造水印。水印通过使用色调的绝对变化(纤维密度的变化所 导致的纸张厚度变化)和色调的明显变化(色调变化的感觉)起作用。 关于色调的明显变化，通过简单地使用深色调就可对人的眼睛产生浅 色调和深色调的影响。同样，也可通过简单地使用浅色调实现色调效果。
通过并置的色调，水印的设计者使用该效果产生设计，以产生比 实际存在的更多色调变化的效果。这需要极大的技巧和判断。然而， 伪造品也能够利用人的感觉产生伪造品。伪造者仅需要产生改变色调 的整体印象，而不需要真实的水印来进行比较，普通人不可能熟悉深 色调和浅色调不具有真实对比的事实。它们将看到的都是深色调和浅 色调，即他将认识到它们是不同的，但是不会认识到它们如何不同。
本发明的目的是提供改进的水印安全基片，它既很容易识别又难 以伪造。
根据本发明，提供了一种包括纤维基底层的安全基片，该纤维基 底层具有正常基底纤维密度，所述基底层具有由多个字母数字字符组 成的水印，每个字符都包括深色和/或浅色区域，该深色区域由比正 常基底纤维密度高的密度沉积的纤维形成，并且该浅色区域由比正常 基底纤维密度低的密度沉积的纤维形成，任何区域中的纤维密度都基 本均匀，从而在浅色区域和深色区域之间不存在逐渐变化的色调，其 中，每个深色区域和浅色区域都分别与至少一个浅色区域和深色区域 及正常纤维密度的区域相邻接。
已经惊讶地发现，本发明所述带有水印的基片的产品不导致上述不利效果。字母数字设计的选择帮助减小了模制盖对纸张弱化的损伤 的任何风险。另一方面，绘画图像本身较复杂，并通常具有色调的多 种变化，这将增大不利效果。
于是，观察者能够看到相对基片的色调直接并置和参照的极深的 和浅的色调。这三种色调的组合在带有现有色调和电版水印的基片上 提高了基片的安全性。
由于伪造者也必须提供具有色调的明显和明确对比的装置，所以 这种装置也使伪造者更加难以生产仿造该色调效果的水印。
根据本发明的优选实施例，电版结合压花的使用进一步限制了对 造纸方法中压花线的任何不利影响。
现在将参照附图利用例子详细描述本发明的优选实施例，其中
附图l是本发明的安全基片的平面附图2是附
图1的基片的沿线I-I的一部分的剖视附图3是附图1的可选安全基片的平面图。
参照附图1和2，安全基片10由如纸张之类的纤维基底层11形 成，并包括水印12。在该例子中，该水印12为数字100的形式。
该基底层11可以使用已知的造纸技术在造纸机(如圆筒模制或长 网造纸机)上制成，或者甚至可以手工制成。纤维类型的范围可以用 于这种纸张的制造，包括合成或天然纤维或者它们的混合物。
本发明的水印12包括多个深色区域和浅色区域，该深色区域包括 由较密沉积的纤维形成的较厚纸张13a的区域，该浅色区域包括由与 常规纤维密度或者基片10的其余部分的厚度15相比密度较低的沉积 纤维形成的较薄纸张14a的区域。每个深色或浅色区域13a、 14a都邻 接浅色区域或深色区域14a， 13a和正常纸张厚度15的区域。每个区 域中纤维的密度在该区域上基本均匀。于是，不像图像水印那样，在 本发明中，在浅色区域和深色区域之间不存在色调的逐渐变化，而是 具有用肉眼观察时可清楚注意到的突然变化。
选择水印12以限定可由观察者立即判断的简单字母数字信息。该 字母数字信息可以包括西文或非西文文字。在附图i中，数字字符100限定为程式化的装置，每个字符都表现为交叠、连接或者与相邻字符 交叠。邻接相邻字符的每个字符的区域都具有与相邻字符相比形成对
比的深色或浅色区域，并且每个浅色/深色区域都与正常纸张厚度15 的区域相邻。
在附图3中所示的可选例子中，字母数字信息的每个字符都还结 合有并置的深色区域和浅色区域。于是，数字"1"具有深色区域13a 和浅色区域14a;相邻的数字"0"具有深色区域13b和13c以及浅色 区域14b和14c;第二个数字"0"具有深色区域13d和13c及浅色区 域14d和14e。
可以设想的是，用于形成本发明所述的基片10的基底层11的正 常厚度将在50 - 150微米范围中，并且最好在90 - 130微米范围中。 水印内的基片的厚度在浅色区域中减小至少20 o/Q ,并且最好是减小至 少25%。在深色区域中，基片的厚度增加至少10°/。，并且最好是增加 至少15% 。
在本发明的优选实施例中，深色区域的厚度位于55至165微米的 范围中，最好是在100至140微米的范围中，更好的是在40至120 微米的范围中。浅色区域的厚度最好在35至110微米的范围中。
从防伪角度来看，应认识到，水印内的纸张的实际克重对水印的 清晰度具有重要影响。而且，纸张纤维的变化密度影响反射和透射光 中的水印的可视性，纸张的变化厚度对水印的触感具有影响，从而可 以感觉到纤维较密的升高的区域或较厚的区域。通过改变水印模具中 的相对深度，可以改变纤维的密度，从而沉积在水印的不同区域中的 纤维的相对数量极大不同，因此足以通过触摸来进行区别。
尽管水印12的尺寸取决于由安全基片IO形成的文件的尺寸，但 是对于典型的钞票来说，最好是水印12具有在20平方毫米至250平 方毫米范围内的表面面积。
在水印12内，深色区域和浅色区域13a、 13b、 14a、 14b、 14c 最好每个都形成水印12的表面面积的50。/。。然而，对于深色区域13a、 13b或浅色区域14a、 14b、 14c的优选最小表面面积为25 % 。通过将其它组分(如改变纸张的不透明性的填料)添加到造纸装 置中，也可影响纸张的密度。于是，由包括填料的装置制成的具有更
透明得多。彩色的基底层11也影响水印的可视性和浅色与深色区域之 间的清晰深度。
当在透射光中观察时，深色区域比周围基底层在区域中少透射
10%至40%的光，优选地是少透射10-30%的光。淺色区域最好比周 围基底层在区域中多透射5%至90%的光，更好地是在5%至30%范 围中。
本发明还可与许多其他安全特征高度兼容，以提高基片IO的安全 性。例如，可使用较宽范围的不同类型的安全细丝，包括全息细丝、 半镀细丝、半镀全息细丝、荧光细丝、热致变色细丝、彩色/涂金属 细丝、机器可读细丝、可有选择地变化的细丝和微印刷细丝。也可包 括其它表面特征，如绘图板带、纤维带、闪光涂层以及透明涂层和印 迹。
本发明所述的安全基片IO在任何已知的印刷形式内也可兼容，如 凹版、柔性凹版印刷、喷墨、热箔印刷等等。由标签10制成的文件还
可具有清晰的或半透明的平滑的或其他光洁度。
这种安全基片IO可以具有较宽的使用范围，由这种基片制成的文
件的通常例子包括钞票、有价证券、股票、护照等。
在一个优选实施例中，本发明的安全基片在圆筒模制造纸机上生 产。圆筒的模制盖的丝布进行压花，以产生相邻的升高和下沉区域。 在造纸期间，升高的和下沉的区域分别在本发明的水印中形成随后的 浅色和深色区域。
在第二优选实施例中，该安全基片也在圆筒模制造纸机上生产。 圆筒模制的丝布进行压花，以产生水印的深色区域，但是在本实施例 中，浅色区域使用电版产生，这是通过将金属电版元件或聚合密封化 合物连接到圆筒的模制盖上，使通过该盖的排放明显降低和纤维沉积 减少，从而在纸张中形成浅色区域来完成的。
权利要求
1. 一种包括纤维基底层的安全基片，该纤维基底层具有正常的基底纤维密度，所述基底层具有由多个字母数字字符组成的水印，每个字符都包括深色区域和/或浅色区域，该深色区域由比所述正常的基底纤维密度高的密度沉积的纤维形成，该浅色区域由比所述正常的基底纤维密度低的密度沉积的纤维形成，任何区域中的纤维密度都基本均匀，从而在浅色区域和深色区域之间不存在色调的逐渐变化，其中，每个深色区域和浅色区域都分别与至少一个浅色区域和深色区域以及正常的纤维密度区域相邻接。
2. 如权利要求1所述的安全基片，其中，该深色区域具有环绕水 印的基底层的厚度的至少10%的增大厚度，该浅色区域具有环绕水印 的基底层的厚度的至少20%的减小厚度。
3. 如权利要求2所述的安全基片，其中，该深色区域具有环绕水 印的基底层的厚度的至少15%的增大厚度，该浅色区域具有环绕水印 的基底层的厚度的至少25%的减小厚度。
4. 如前述权利要求中任意一项所述的安全基片，其中，通过在基 片形成在其上的支承表面上压花来形成该水印的深色区域，该浅色区 域通过连接到该支承表面上的电版生产。
5. 如前述权利要求中任意一项所述的安全基片，其中，水印的相 邻字符的邻接区域分别由形成对比的深色区域和浅色区域形成。
6. 如权利要求1至4中任意一项所述的安全基片，其中，每个字 符都具有浅色区域和深色区域。
7. 如前述权利要求中任意一项所述的安全基片，其中，深色区域 的厚度位于55至165微米的范围内。
8. 如权利要求7所述的安全基片，其中，该深色区域的厚度位于 100至140孩史米的范围内。
9. 如前述权利要求中任意一项所述的安全基片，其中，该浅色区 域的厚度位于40至120微米的范围内。
10. 如权利要求9所述的安全基片，其中，该浅色区域的厚度位于 35至IIO微米的范围内。
11. 如前述权利要求中任意一项所述的安全基片，其中，该纤维基 底层为纸张。
12. 如前述权利要求中任意一项所述的安全基片，其中，厚度变化 受到基底层的纤维密度变化影响。
13. 如前述权利要求中任意一项所述的安全基片，其中，改变不透 明性的组分用于增大深色区域和浅色区域的不透明性的对比。
14. 如前述权利要求中任意一项所述的安全基片，其中，色素组分 用于改变深色区域和浅色区域之间的对比。
15. 如前述权利要求中任意一项所述的安全基片，其中，深色区域 或/和浅色区域形成水印区域的至少25% 。
16. 如权利要求15所述的安全基片，其中，该深色区域和浅色区 域的每一个都形成水印区域的50% 。
17. 由如前述权利要求中任意一项所述的安全基片形成的安全文件。
18. 如权利要求17所述的安全文件，包括钞票、有价证券、股票、 护照等。
19. 基本如前所述的参照附图的和如附图中所示的安全基片。
全文摘要
本发明涉及安全基片的改进，尤其涉及带有水印的如纸张之类的纤维安全基片。该纤维基底层具有正常的基底纤维密度，所述基底层具有由多个字母数字字符组成的水印，每个字符都包括深色区域和/或浅色区域，该深色区域由比所述正常的基底纤维密度高的密度沉积的纤维形成，该浅色区域由比所述正常的基底纤维密度低的密度沉积的纤维形成，任何区域中的纤维密度都基本均匀，从而在浅色区域和深色区域之间不存在色调的逐渐变化，其中，每个深色区域和浅色区域都分别与至少一个浅色区域和深色区域以及正常的纤维密度区域相邻接。
文档编号D21H21/28GK101437693SQ200780016598
公开日2009年5月20日 申请日期2007年5月3日 优先权日2006年5月8日
发明者J·M·哈斯洛普 申请人:德拉鲁国际公司