[发明专利]用于安全器件到基底的表面施加的方法

说明书

提供了用于在制造期间将安全器件（例如，微光学安全线）施加到纤维幅的方法。通过发明的方法，当纤维幅构成充分固结的、完全成形的湿幅时，安全器件被优选地在造纸机的伏辊或类似工具处或其附近施加到纤维幅上。根据发明的方法制成的纸在经受流通模拟测试时在纸/安全器件界面处示出最小的损害。此外，表面施加的安全器件示出了可接受水平的凹版油墨附着力，并且纸具有更高的横向（CD）拉伸强度以及在其相对表面上的小得多的透印。

相关申请

本申请要求保护2015年2月11日提交的美国临时专利申请序列号62/114,699的优先权，其通过引用以其整体并入在本文中。

技术领域

本发明一般涉及一种具有表面施加的安全器件的片材，并且涉及用于制备此类片材的方法。更特别地，本发明涉及通过在其中纤维幅被充分固结（诸如，当基于纤维幅的总重量，纤维幅的水和/或水分含量按重量计小于98%时）的造纸过程的湿阶段期间将安全器件引入到纤维幅进行的安全器件到片材的表面施加。本发明还涉及由所产生的纤维片材制成的文件。

背景技术

形式为带条、带、线、或缎带的安全器件广泛用于安全和重要文件中，提供用于验证这些文件的真实性的视觉和/或机械手段。这些安全器件可以完全嵌入或部分嵌入在文件中，或者安装在其表面上。

至少部分嵌入的安全器件可以通过在造纸过程的湿阶段期间将安全器件引入到纤维幅中而施加于成形纤维幅。然而，在此阶段中安全器件到纤维幅中的引入，虽然适合于嵌入和部分嵌入的安全器件，但迄今为止对于表面施加的安全器件而言是不切实际的，因为所产生的片材或文件将易于降低耐久性。在此阶段，成形纤维幅的成分由纸浆或纤维以及水和/或其他水分构成。基本上为湿的纤维幅使得：按纸浆或纤维的重量计，纸浆或纤维的量的范围从约百分之0.2到约百分之2.0（%），而按水分或水的重量计，水或水分的量的范围从约99.8%到约98.0%。例如，在湿阶段施加中，安全器件可以在长网造纸机或双网造纸机的湿端处被引入到成形纤维幅上或成形纤维幅中，或在成形缸的该部分被浸入纸浆或配料中之前抵住圆网造纸机中的纤维幅成形缸而被引入到成形纤维幅上或成形纤维幅中。

已经发现，在安全器件到成形纤维幅的湿阶段引入期间，纤维中的一些被移位，因为当安全器件被压榨到纤维幅中时它们在安全器件周围流动。这导致相当的纤维的移位，从子区域（即，纤维幅的位于安全器件下面或下方的区域）和铰接区（即，纤维幅的紧挨着安全器件的边缘或侧面定位的区域），那足以影响安全器件与纤维幅或与所产生的片材或文件的基底的相互作用。子区域和铰接区中的所产生的纤维浓度小于体区域中纤维浓度。这导致片材或文件的基底和安全器件的界面处的弱连接相互作用，并且特别地导致安全器件的交接表面和/或边缘处的弱连接相互作用。在所产生的文件的使用或流通期间，这些弱区域产生在片材或文件中沿着安全器件和基底之间的交接边缘的撕裂，或产生铰接效应（即，交接边缘之间的分离区域）。此外，文件倾向于展现背面透印；即，当施加在纤维幅的一侧上时所施加的安全器件将产生从纤维幅、任何产生的纤维片材、或任何产生的文件的相对侧可观察到的阴影效应。这通常需要使用背面伪装涂层来解决问题。还观察到所述所产生的片材或文件展现出横向（CD）拉伸强度中的降低。

用于获得表面施加的安全器件的一种替换方案是将安全器件施加于完全成形纤维基底的表面。然而，到完全成形纤维基底的施加伴有其他基本限制。例如，这限制可以使用的安全器件的厚度范围。一般来说，表面施加被限制于小于15微米的最最薄的安全器件。较厚的安全器件一般被从在此类施加排除，这至少部分是因为所产生的片材上的所产生的纸厚差影响下游处理。如本文中使用的，术语“纸厚差”指的是安全器件的上表面与纤维片材的直接邻接体区域的上表面之间的高度中的差。由于随着较厚的安全器件产生的纸厚差，所述安全器件在造纸过程的干阶段或后期施加过程中引入，下游过程诸如卷绕、压片、堆叠、切割以及通过ATM的处理在时间和成本方面受到影响。重要的是，这种方式产生的堆叠不是压榨就绪的或印刷就绪的。

鉴于以上情况，仍然需要带有不管厚度如何的表面施加的安全器件的改进片材，以及能够产生这些片材的改进过程。