Основа із захистом, яка має водяний знак, та документ із захистом

1. Основа із захистом, яка має волокнистий основний шар, який має нормальну щільність волокон, при цьому основний шар містить водяний знак, який складається з певної кількості літерноцифрових символів, кожен з яких має темні і/або світлі ділянки, причому темні ділянки утворені нанесеними волокнами з щільністю, більшою за нормальну щільність волокон основи, і світлі ділянки утворені нанесеними волокнами з щільністю, меншою за нормальну щільність волокон основи, причому щільність волокон на будь-якій ділянці по суті є однаковою, так, що відсутня поступова зміна тону між світлими і темними ділянками, у якій кожна темна і світла ділянка примикає до принаймні однієї світлої і відповідно темної ділянки та до ділянки з нормальною щільністю волокон. 2. Основа із захистом за п. 1, яка відрізняється тим, що темні ділянки мають товщину, більшу принаймні на 10 % товщини основного шару, який оточує водяний знак, а світлі ділянки мають товщину, меншу принаймні на 20 % товщини основного шару, який оточує водяний знак. 3. Основа із захистом за п. 2, яка відрізняється тим, що темні ділянки мають товщину, більшу принаймні на 15 % товщини основного шару, які оточують водяний знак, а світлі ділянки мають товщину, меншу принаймні на 25 % товщини основного шару, який оточує водяний знак. 4. Основа із захистом за одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що темні ділянки во 2 (19) 1 3 92391 4 16. Основа із захистом за п. 15, яка відрізняється тим, що темні ділянки і світлі ділянки формують 50 % площі водяного знака. 17. Документ із захистом, виготовлений з основи із захистом, за одним із попередніх пунктів. 18. Документ із захистом за п. 17, який відрізняється тим, що є банкнотою, цінним сертифікатом, пайовим сертифікатом, паспортом і подібним. Винахід відноситься до вдосконалень в основах із захистом і, зокрема, до волокнистих основ із захистом, таких як папір, які містять водяний знак. Цінні документи і засоби ідентифікації, такі як банкноти, паспорти, ідентифікаційні картки, сертифікати і подібне, можуть копіюватися або підроблюватися. Зростаюча доступність кольорових фотокопіювальних пристроїв, електронного сканування і інших систем формування або обробки зображень, і покращувана технічна якість кольорових фотокопіювальних пристроїв призвела до покращення підробки такої документації. Тому, існує потреба у безперервному покращенні ознак захисту такої документації або паперу для надання додаткових ознак захисту або для покращення сприйняття і ускладнення підробки існуючих ознак. Вже прийняті заходи для введення оптично змінних ознак у таку документацію, які не можуть відтворюватися фотокопіювальним пристроєм або електронним сканером. Однак, все ще існує вимога щодо введення ознак, які розрізнювані неозброєним оком, проте «невидимі» для або розглядаються по різному фотокопіювальним пристроєм або сканером. Оскільки, процес фотокопіювання типово включає відбивання високоенергетичного світла на оригінальний документ, який має зображення, що копіюється, то одним рішенням є введення однієї або більшої кількості ознак в документ, які по різному сприймаються у відбитому і прохідному світлі. Приклади таких ознак захисту включають водяні знаки, введені нитки захисту, флуоресцентні пігменти і подібне. Застосування водяних знаків є чітко загальноприйнятим в багатьох документах із захистом. Багатотональні водяні знаки з високим рівнем захисту типово формуються з використанням процесу формування за допомогою формувального циліндру і формуються зміною щільності паперових волокон так, що на деяких ділянках волокна є щільнішими, а на інших мають щільність, меншу за щільність основного паперового шару, який оточує і відокремлює щільніші і менш щільні ділянки. При огляді у прохідному світлі менш щільні ділянки є світлішими, а щільніші ділянки - темнішими за паперову основу, і дуже чітко можна побачити контраст. Різні типи водяних знаків мають різні переваги. Часто багатотональний водяний знак є графічним зображенням, таким як портрет, і може бути дуже деталізованим і складним, що значно знижує ризик підробки. При виготовлені формувальним циліндром, папір формують на частково зануреному формувальному циліндрі з дротяною тканиною, який обертається у баці, який містить розріджувальну суспензію паперових волокон. Коли формувальний циліндр обертається, то вода всмоктується крізь дротяну тканину, яка наносить волокна на поверх ню циліндра. Коли на дротяній тканині здійснюють тиснення з детальним зображенням, то волокнанакладаються з меншою або більшою товщиною на виступаючих і заглиблених елементах тиснення для формування повністю тривимірного водяного знаку в кінцевому папері. Зміна товщини паперу в кінцевому водяному знаку є результатом переміщення волокон з виступаючих ділянок тисненої сітки до заглиблених ділянок тисненої сітки, коли вода всмоктується крізь дротяну тканину. Переміщення волокон і, тому, тональна зміна водяного знаку, обумовлюється швидкістю дренування і, тому, залежить від профілю тиснення. Це надає можливість чудово контролювати відтінок малюнку водяного знаку, одержуючи придатний тональний діапазон, який є унікальним для процесу виготовлення водяного знаку формувальним циліндром. Тиснення поверхні дротяної тканини формувального циліндра зменшує його міцність і підвищує ризик ушкодження паперу під час процесу його виготовлення. Це саме той випадок, коли існує різкий перехід від глибокого тиснення до значно виступаючої ділянки. Більше того, в складному графічному водяному знаку важко накладати дуже світлий тон біля дуже темного тону внаслідок напружень, що повинні самі по собі створюватися на формувальній поверхні під час тиснення. Вважається, що ці фактори є головними причинами, чому сусідні сильно контрастні темні і світлі компоненти, які роблять видимими водяні знаки, не спостерігались у водяних знаках, виконаних формувальним циліндром. Також дуже важко виготовляти світлі ділянки водяних знаків, які мають значну площу поверхні, використовуючи спосіб формування циліндром. Ця проблема виділяється в документі US-B-6402888, який пояснює, що однорідні світлі ділянки не можуть одержуватися для ділянок, площа поверхні яких більша за 0,4см2. Цей попередній рівень техніки описує використання водяного знаку для одержання великої тоншої ділянки паперу для створення вікна або більш прозорої ділянки. Такий ефект може легко моделюватися підробником шляхом використання смол, які збільшують прозорість, ультрафіолетових лаків, які наносяться локально, або навіть харчової олії. Однак, існує значна проблема, яка випливає з використання великих тонших ділянок, що стосується ослаблення паперу і його слабкого захисту. Альтернативним способом одержання однорідних світлих тональних ділянок (і надання покращеного захисту водяного знаку) є гальваностереотипія. В гальваностереотипії, тонкий шматок металу, головним чином у формі зображення або літери, кріпиться до дротяної тканини формувальної поверхні циліндра шляхом зшивання або при 5 варювання, створюючи значне послаблення дренажу і зменшення кількості накладуваних волокон, і, таким чином, формуючи світлий водяний знак на папері. Водяний знак, одержаний гальваностереотипією, може бути світлішим, а ніж водяний знак, сформований і одержаний традиційним тисненням. Цей спосіб гальваностереотипії добре відомий у паперовому виробництві і описаний в документах US-B-1901049 і US-B-2009185. Водяний знак, одержаний гальваностереотипією, є, тому, ділянкою паперу, товщина паперу на якій зменшується тільки однорідно. Ця ділянка є типово досить малою, а зміна товщини паперу цілком чітка для створення дуже світлої ділянки, зазвичай світлішої за ділянки в графічному водяному знаці. Вищезгадані обидва типи водяного знаку мають власні виграші захисту і формують основу захисту паперу на сотні років. Однак, вони можуть піддаватися ризику і, так само як для усіх елементів захисту, існує потреба вдосконалювати їх. Одним наближенням є надання навіть більш складних і технічно вимогливих дизайнів. Складність таких дизайнів надає можливість експерту легше виявляти підробку. Однак, слід відмітити, що більшість індивідуумів, які маніпулюють документами із захистом, не є експертами по водяним знакам. Таким чином, складний технічно вимогливий водяний знак потребує тільки достатньо гарного копіювання для переконання у справжності звичайної людини з вулиці. Таким чином, існує потреба у виготовленні водяного знаку, який легко розпізнається і важко підроблюється. Для досягнення цього, важливо розуміти як функціонує водяний знак і також як підробник підроблюватиме нього. Водяний знак функціонує користуючись абсолютними змінами тональності (змінами товщини паперу, які випливають із змін щільності волокна) і видимими змінами тональності (сприйняття тональних змін). Стосовно останніх, для людського ока ефект світлого і темного тону може створюватися простим використанням темніших тонів. Подібним чином, тональний ефект може також одержуватися простим використанням світліших тонів. Дизайнер водяного знаку використовує цей ефект для створення дизайнів шляхом розміщення поруч один біля іншого тонів для створення ефекту сильнішої тональної зміни, а ніж реально існуюча. Це вимагає великого мистецтва і здібностей. Однак, підробник також може використовувати людське сприйняття для створення імітації. Підробник потребує тільки створення загального враження про зміну тональності і без істинного водяного знаку порівнювати його із справжнім зразком, при цьому звичайна людина з вулиці ймовірно не покладається на той факт, що темний тон і світлий тон не мають чіткого контрасту. Всі вони будуть бачитися в темному і світлому тоні, тобто він буде бачити, що вони різні, проте не повинен визначити наскільки вони різні. Задачею представленого винаходу є надання основи із захистом з вдосконаленим водяним знаком, який легко розпізнати і важко підробити. 92391 6 Згідно з винаходом, надається основа із захистом, яка має волокнистий основний шар, який має нормальну щільність волокна, при цьому згаданий основний шар має водяний знак з певною кількістю літерно-цифрових символів, кожен з яких має темні і/або світлі ділянки, при цьому темні ділянки формуються волокнами, нанесеними щільніше, а ніж на нормальній основі, а світлі ділянки формуються менш щільно нанесеними волокнами, а ніж на нормальній основі, при цьому щільність волокон на будь-якій ділянці по суті однорідна так, що не існує поступової зміни тону між світлими і темними ділянками, де кожна темна і світла ділянка прилягає до принаймні однієї світлої і відповідно темної ділянки, і до ділянки з нормальною щільністю волокон. На подив було виявлено, що виготовлення основи з водяними знаками згідно з представленим винаходом не призводить до вищеописаних шкідливих ефектів. Вибір літерно-цифрових дизайнів допомагає знижувати будь-який ризик ушкодження формувального покриття, яке послаблює папір. Графічні зображення, з іншого боку, по суті складні і типово мають велику кількість змін тональності, що повинно підсилювати шкідливі ефекти. Оглядач, таким чином, має можливість бачити надзвичайно темні і світлі тони, безпосередньо накладені один поруч з іншим і пов'язані з тоном базової основи. Ці три тони в поєднанні покращують захист основи по відношенню до основ з існуючими тональними і гальваностереотипними водяними знаками. Такий елемент також ускладнює підробнику виготовлення водяного знака, який моделює тональний ефект, оскільки вони також повинні надавати елемент, який має чіткий і встановлений контраст тону. Використання гальваностереотипії в поєднанні з тисненням у відповідності з переважним варіантом виконання винаходу додатково обмежує шкідливі впливи на дріт для тиснення в процесі виготовлення паперу. Тепер переважний варіант виконання представленого винаходу буде описуватися в деталях у вигляді тільки прикладу з посиланням на супровідні креслення, на яких: Фіг.1 зображає вид зверху основи із захистом згідно з представленим винаходом; Фіг.2 зображає вид поперечного перерізу ділянки основи з Фіг.1, проведений по лінії І-І; і Фіг.3 зображає вид зверху альтернативної основи із захистом з Фіг.1. На Фіг.1 і 2, основа 10 із захистом сформована з волокнистого основного шару 11, такого як папір, і має водяний знак 12. У цьому прикладі, водяний знак 12 має вигляд числа 100. Основний шар 11 може виготовлятися з використанням відомих папероробних технологій на папероробних установках, таких як установка з формувальним циліндром або довгосіткова папероробна машина, або він може виготовлятися вручну. Ряд типів волокон може використовуватися при виготовленні такого паперу, включаючи синтетичні або природні волокна або їх суміш. 7 Водяний знак 12 представленого винаходу має певну кількість темних ділянок, які мають ділянку товщого паперу 13а, сформовану щільніше нанесеними волокнами, і світлі ділянки, які мають ділянку тоншого паперу 14а, сформовану менш щільно нанесеними волокнами порівняно з нормальною щільністю волокон або товщиною 15 решти основи 10. Кожна темна або світла ділянка 13а, 14а примикає до світлої або темної ділянки 14а, 13а і до ділянки з нормальною товщиною 15 паперу. Щільність волокон на кожній ділянці по суті однакова. Таким чином, на відміну від графічного водяного знаку, в представленому винаході не існує поступової зміни тону між світлими і темними ділянками, замість цього існує різка зміна, яка чітко помітна, коли дивитися неозброєним оком. Водяний знак 12 вибирається для визначення простої літерно-цифрової інформації, яка може миттєво визначатися оглядачем. Літерно-цифрова інформація може містити шрифти western або інші шрифти. На Фіг.1, цифрові символи 100 визначаються як стилізований елемент, де кожен символ налягає, з'єднується або перекритий сусіднім символом. Ділянка кожного символу, яка примикає до сусіднього символу, має контрастуючий темний або світлий тон порівняно з сусіднім(и) символом(ами) і кожна світла/темна ділянка лежить поблизу ділянки нормальної товщини 15 паперу. В альтернативному прикладі, зображеному на Фіг.3, кожен символ літерно-цифрової інформації також має накладені поруч одна біля іншої темні і світлі ділянки. Таким чином, цифра "1" має темну ділянку 13а і світлу ділянку 14а; сусідня цифра "0" має темні ділянки 13b і 13с та світлі ділянки 14b і 14с; друга цифра "0" має темні ділянки 13d і 13с та світлі ділянки 14d і 14е. Передбачається, що нормальна товщина основного шару 11 для виготовлення основи 10 згідно з представленим винаходом буде знаходитися в інтервалі від 50 до 150 мікрон і, більш переважно, в інтервалі від 90 до 130 мікрон. Товщина основи у водяному знаку зменшується на принаймні 20% на світліших ділянках і, більш переважно, на принаймні 25% На темніших ділянках, товщина основи збільшується на принаймні 10% і, більш переважно, на принаймні 15%. У переважному варіанті виконання винаходу, товщина темних ділянок лежить в інтервалі від 55 до 165 мікрон, більш переважно, в інтервалі від 100 до 140 мікрон, і, більш переважно, в інтервалі від 40 до 120 мікрон. Товщина світлих ділянок переважно лежить в інтервалі від 35 до 110 мікрон. З точки зору боротьби з підробками, відмічається, що реальна маса паперу у водяному знаку має значний вплив на чіткість водяного знаку. Більше того, хоча змінна щільність паперових волокон впливає на видимість водяного знаку у відбитому і прохідному світлі, змінна товщина паперу впливає на відчутність водяного знаку, завдяки чому виступаючі або товщі ділянки можуть відчуватися там, де волокна щільніші. Щільність волокон може змінюватися зміною відповідної глибини у формах для виготовлення водяних знаків так, що відповідна кількість волокон, нанесена на різних 92391 8 ділянках водяного знаку, досить сильно відрізняється, щоб розрізнити її на дотик. Хоча розмір водяного знаку 12 залежить від розміру документа, виготовленого з основи 10 із захистом, для типової банкноти бажано, щоб водяний знак 12 мав площу поверхні в інтервалі від 20мм2 до 250мм2. У водяному знаку 12, темні і світлі ділянки 13а, 13b, 14a, 14b, 14с переважно формують 50% площі поверхні водяного знаку 12. Однак, переважна мінімальна площа поверхні для або темних ділянок 13а, 13b або світлих ділянок 14а, 14b, 14с становить 25%. На щільність паперу також можна впливати шляхом додавання інших компонентів до папероформівної композиції, таких як наповнювачі, які змінюють непрозорість паперу. Таким чином, ділянки з більшою кількістю волокон, одержаних з композиції, яка містить наповнювачі, будуть більш темними, а ніж ділянки з меншим вмістом наповнювачів або, насправді, з папером без таких наповнювачів. Забарвлення основного шару 11 також впливає на видимість водяного знаку і на глибину розрізнення між світлими і темними ділянками. При розгляді в прохідному світлі, темні ділянки пропускають на 10-40% менше світла, а ніж оточуючий основний шар, і, більш переважно, на 1030% менше. Світлі ділянки переважно пропускають на 5-90% більше світла, а ніж оточуючий основний шар, і, більш переважно, на 5-30%. Представлений винахід також гарно сумісний з багатьма іншими ознаками захисту для покращення захисту основи 10. Наприклад, може використовуватися широкий вибір різних типів нитки захисту, включаючи голографічні нитки, деметалізовані нитки, деметалізовані голографічні нитки, флуоресцентні нитки, термохромні нитки, забарвлені/металізовані нитки, зчитувані пристроєм нитки, оптично змінні нитки і мікромініатюрні друковані нитки. Можуть також включатися інші поверхневі ознаки, такі як пластинчасті смужки, волокнисті смужки, райдужні покриття і покриття, що підвищують прозорість, та друк. Основа 10 із захистом згідно з представленим винаходом також сумісна з будь-якими відомими формами друку, такими як глибокий друк, флексоглибокий друк, струменевий друк, гаряче тиснення фольгою і так далі. Документам, виготовленим з етикеток 10, можуть також надавати лиску або іншої кінцевої форми, яка є прозорою або напівпрозорою. Такі основи 10 із захистом можуть мати широкі застосування, при цьому загальні приклади документів, виготовлених з таких основ, включають банкноти, цінні сертифікати, пайові сертифікати, паспорти і подібне. В одному переважному варіанті виконання, основа із захистом поточного винаходу виготовляється на папероробній установці з формувальним циліндром. На дротяній тканині формувального покриття циліндра здійснюють тиснення для створення сусідніх виступаючих і заглиблених ділянок. Під час виготовлення паперу, виступаючі і заглиблені ділянки формують послідовні світлі і відповід 9 92391 но темні ділянки на водяному знаку поточного винаходу. У другому переважному варіанті виконання, основа із захистом знову виготовляється на папероробній установці з формувальним циліндром. На дротяній тканині формувального циліндра здійснюють тиснення для створення темних ділянок водяного знаку, проте у цьому варіанті виконання Комп’ютерна верстка А. Рябко 10 світлі ділянки формуються з використанням гальваностереотипії. Вони виконуються кріпленням металічного гальваностереотипного елемента або нанесенням полімерної герметизуючої сполуки на покриття формувального циліндра, що призводить до значного послаблення просочування крізь покриття і нанесення меншої кількості волокон, що формує світлу ділянку на папері. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601