Способ изготовления защищенной от подделки бумаги
Владельцы патента RU 2260086:
Научно-исследовательский институт Гознака - Государственное предприятие (RU)
Способ изготовления защищенной от подделки бумаги для повышения качества зашиты заключается в том, что в качестве материала защитных волокон используют полимерный материал с добавками. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к области целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при производстве бумаги.
Известен способ изготовления защищенной бумаги, содержащей элементы защиты в виде цветных флуоресцентных волокон (RU 2170788 С1, D 21 Н 21/40, 2000 г.).
Недостатком этого способа изготовления бумаги является низкая прочность закрепления элементов защиты, что приводит к выпадаю волокон из бумаги и загрязнению печатного оборудования.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ изготовления защищенной от подделки бумаги с окрашенным защитным волокном с повышенной степенью защиты, полученным из крученой пряжи (RU 2190716 С2, D 21 Н 21 H, B 44 F 1/12, 1999 г.).
Недостатком известного способа является сложная система подготовки крученой волокнистой пряжи, что усложняет процесс подготовки волокон. Кроме того, изогнутая форма волокон приводит к повышению шероховатости бумаги и снижению качества печати.
Задача, решаемая данным изобретением, состоит в создании защищенной от подделки бумаги, обладающей повышенными показателями качества.
Технический результат, достигаемый при использовании изобретения заключается в повышении надежности закрепления защитных волокон в бумаге с одновременным повышением печатных свойств бумаги, в том числе, при использовании бумаги для микропечати, повышением срока службы бумаги и снижении затрат на подготовку защитных волокон.
Указанный технический результат достигается за счет того, что при реализации способа изготовления защищенного от подделки бумажного полотна, заключающегося во внедрении в бумажное полотно защитных волокон, обладающих заранее заданными химическими и/или физическими свойствами, дополнительно в качестве материала защитных волокон используют полимерный материал с добавками, придающий волокнам соответствующие заранее заданные свойства, после чего в материал бумажного полотна вводят закрепляющий состав, представляющий собой водный раствор поливинилового спирта с добавками эмульсии, по крайней мере, одного сополимера, обладающего химическим сродством к материалу специальных волокон, с последующей сушкой бумаги. При этом раствор может быть введен в бумагу путем пропитки бумажного полотна.
При использовании способа, оптимальным является использование водного раствора поливинилового спирта с содержанием поливинилового спирта от 1 до 4% по массе, содержанием, по крайней мере, одного сополимера от 0,05 до 0,5% по массе, содержанием других сополимеров, обладающих химическим сродством к материалу волокон от 0 до 0,5% по массе и содержанием воды - остальное.
При использовании в качестве материала защитных волокон полиамидов, в качестве сополимера может быть использован акрилатный сополимер.
При использовании в качестве материала защитных волокон полиуретанов, в качестве сополимера могут быть использованы полиуретановые дисперсии.
Ниже приведены примеры осуществления изобретения.
Пример 1. Бумагу, изготовленную из волокон сульфатной беленой хвойной целлюлозы и содержащую 0,05% защитных полиамидных волокон, обрабатывали с поверхности двухпроцентным водным раствором поливинилового спирта с добавкой сополимера метакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты в количестве 5% к массе абсолютно сухого вещества поливинилового спирта. В результате прочность бумаги на разрыв возросла до 77,5 Н, сопротивление бумаги излому увеличилось до 1620 ч. д.п., а силы связи волокон с бумагой возросли до 1,17 Н. При запечатывании бумаги отмечено уменьшение отделения защитных волокон от бумажного полотна.
Пример 2. Бумагу изготовленную из волокон сульфитной беленой целлюлозы, содержащую наполнитель и защитные полиуретановые волокна в количестве 0,025% обрабатывали с поверхности 4%-ным раствором поливинилового спирта с добавкой полиуретановой дисперсии в количестве 5% к массе абсолютно сухого вещества поливинилового спирта. В результате прочность бумаги на разрыв возросла до 75,9Н, сопротивление бумаги излому увеличилось до 1670 ч.д.п., а силы связи волокон с бумагой возросли до 1,02 Н.
Полученные результаты объясняются тем, что прочностные показатели бумаги, состоящей из растительных волокон, обуславливают в основном водородные связи.
Присутствующие в поливиниловом спирте группы -ОН способны образовывать водородные связи, а защитные волокна, как правило, не содержат этих групп, а вследствие этого не могут образовывать водородных связей ни с целлюлозой, ни с поливиниловым спиртом. При использовании связующего, которое имеет химическое сродство к материалу специальных волокон, совместно с поливиниловым спиртом, который является промежуточным агентом закрепляющим агентом, сила связи специальных волокон с бумагой становится сравнимой с силой связи с бумагой целлюлозных волокон.
Данные, подтверждающие улучшение показателей бумаги при использовании изобретения сведены в таблицы.
В таблице 1 представлены сравнительные данные, показывающие влияние поверхностной обработки на показатели бумаги при использовании полиамидных волокон.
В таблице 2 представлены сравнительные данные, показывающие влияние поверхностной обработки на показатели бумаги при использовании полиуретановых волокон.
| Таблица 1 | |||||
| Состав для Обработки Бумаги | Физико-механические показатели | Силы связи Специальных волокон с бумагой, Н | |||
| Прочность на разрыв, Н | Сопротив-ление излому, чдп | Впиты-вае-мость по Коббу, г\м2 | Воздухо-проница-емость, мл\мин | ||
| Без обработки | 53,7 | 84 | 59 | 80 | 0,51 |
| ПВС (2%-й Раствор) | 72,8 | 1279 | 47 | 45 | 0,55 |
| ПВС (2%-й Раствор)+5% к а.с. ПВС (сополимер метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты) | 77,5 | 1620 | 45 | 68 | 1,17 |
| ПВС (2%-й Раствор)+10% к а.с. ПВС (сополимер метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты) | 82,4 | 1705 | 40 | 62 | 1,19 |
| ПВС (2%-й Раствор)+20% к а.с. ПВС (сополимер метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты) | 83,5 | 1790 | 35 | 50 | 1,25 |
| Таблица 2 | |||||
| Состав для Обработки Бумаги | Физико-механические показатели | Силы связи Специальных волокон с бумагой, Н | |||
| Прочность на разрыв, Н | Сопротивление излому, чдп | Впитыва-емость по Коббу, г\м2 | Воздухо-проница-емость, Мл\мин | ||
| Без обработки | 53,7 | 174 | 59 | 60 | 0,41 |
| ПВС (4%-й Раствор) | 71,8 | 1079 | 44 | 45 | 0,45 |
| ПВС (2%-й Раствор)+5% к а.с. ПВС дисперсии полиуретана | 75,9 | 1670 | 45 | 58 | 1,02 |
| ПВС(2%-й Раствор)+10% к а.с. ПВС Дисперсии полиуретана | 78,4 | 1690 | 38 | 62 | 1,09 |
| ПВС (2%-й Раствор)+20% К а.с. ПВС Дисперсии Полиуретана | 80,5 | 1725 | 33 | 45 | 1,32 |
1. Способ изготовления защищенного от подделки бумажного полотна, заключающийся во внедрении в бумажное полотно защитных волокон, обладающих заранее заданными химическими и/или физическими свойствами, отличающийся тем, что в качестве материала защитных волокон используют полимерный материал с добавками, придающий волокнам соответствующие заранее заданные свойства, после чего в материал бумажного полотна вводят закрепляющий состав, представляющий собой водный раствор поливинилового спирта с добавками эмульсии, по крайней мере, одного сополимера, обладающего химическим сродством к материалу специальных волокон, после чего осуществляют сушку бумаги.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что закрепляющий состав представляет собой водный раствор поливинилового спирта с содержанием поливинилового спирта от 1 до 4% по массе, содержанием, по крайней мере, одного сополимера, обладающего химическим сродством к материалу волокон от 0,05 до 0,5% по массе, содержанием других сополимеров, обладающих химическим сродством к материалу волокон от 0 до 0,5% по массе и содержанием воды - остальное.
3. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что закрепляющий состав вводят путем пропитки закрепляющим составом бумажного полотна.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в качестве материала защитных волокон используют полиамиды, а в качестве сополимера используют, по крайней мере, один сополимер из группы акрилатных сополимеров.
5. Способ по любому из пп.1-4 в качестве материала защитных волокон используют полиуретаны, а в качестве эмульсии сополимера - полиуретановую эмульсию.
