ES2448803T3 - Método para la producción de un elemento de marca de agua, la marca de agua y sus aplicaciones - Google Patents

Abstract

Método para la producción de un elemento de marca de agua (10) para formar una imagen de marca de agua sombreada mediante el drenaje de una suspensión fibrosa, en el que el elemento de marca de agua (10) comprende un cuerpo con un lado de relieve (12) con un relieve (14) y un lado de drenaje (16) ubicado en el lado opuesto al lado de relieve, con perforaciones (18) al menos en el relieve (14), comprendiendo cada perforación (18) un canal (20) con una entrada de canal (21) en el lado de relieve (12) y una salida de canal (22) en el lado de drenaje (16), y dicho método comprende los pasos para formar perforaciones en el cuerpo e introducir el relieve en el lado destinado al relieve, estando las perforaciones (18) formadas de tal modo que la capacidad de drenaje, expresada como el área superficial abierta de la(s) entrada(s) de canal por unidad de área superficial del relieve, depende de la altura (h) de la entrada de canal (21) respecto al lado de drenaje (16), dándose el caso de que cuanto mayor es la altura, menor es la capacidad de drenaje, caracterizado porque las perforaciones del cuerpo se forman de modo mecánico mediante un proceso de mecanizado mecánico.

Description

Metodo para la produccion de un elemento de marca de agua, la marca de agua y sus aplicaciones La presente invencion se refiere principalmente a un metodo para producir un elemento de marca de agua, utilizandose dicho elemento de marca de agua para formar una imagen detallada de una marca de agua sombreada en un sustrato. La presente invencion se refiere ademas a un elemento de marca de agua, a una rejilla de drenaje provista de uno o mas elementos de marca de agua, y tambien un metodo para producir un sustrato con una imagen de una marca de agua sombreada empleando el elemento de marca de agua. Las marcas de agua se utilizan desde hace siglos para marcar y reconocer documentos con un contenido o valor concreto. Las marcas de agua se forman durante la produccion del papel, entre otros metodos, al influir de modo dirigido en el drenaje de una suspension fibrosa de la que se obtiene el papel. Para ello, inicialmente se proporcionaba una rejilla de drenaje con pequenos elementos impermeables al agua y, como resultado, durante la formacion de las hojas, la deposicion de las fibras sobre la rejilla de drenaje en la posicion de dichos elementos difiere de la deposicion de las fibras en lugares de la rejilla sin elementos de este tipo. El efecto es una leve marca que es claramente perceptible cuando se mira a traves de ella. Posteriores desarrollos tecnologicos han llevado a lo que se conoce como la marca de agua sombreada, una marca de agua con la mayor cantidad de matices en terminos de tonalidades de gris. Las marcas de agua sombreadas de este tipo suelen formarse durante el proceso de formacion de la hoja, con la ayuda de un tamiz redondo como rejilla de drenaje. Se introducen partes elevadas y rebajadas a la rejilla de drenaje, que suele estar formada por una pluralidad de capas de material de malla, al menos en la parte mas externa de la rejilla. A continuacion, la superficie de la rejilla entra en contacto con una suspension fibrosa homogenea, y las hojas se forman en dicha superficie como consecuencia del drenaje. Las desigualdades finales en la distribucion de las fibras en la hoja son el resultado de irregularidades anadidas deliberadamente en la rejilla o sobre la misma. Se deposita mas material fibroso en las partes rebajadas de la rejilla que en las partes elevadas de la misma; el grado de elevacion y rebajado final mente da como resultado un valor especifico de escala de grises al mirar a traves. Se depositan aun menos fibras en las zonas donde se encuentran las zonas mas grandes (el termino "grande" se utiliza en este caso en relacion con la longitud de las fibras) completamente impermeables al agua, que en las zonas elevadas de la rejilla. Cuando el papel ya se ha secado, las zonas que contienen el material mas fibroso seran mas oscuras al mirar a traves que las zonas intermedias, y las zonas que contienen la menor cantidad de fibras seran mas claras. Las zonas mas delgadas del papel se producen en el lugar de las zonas completamente impermeables al agua. Debido a que una marca de agua sombreada de este tipo comprende tanto zonas elevadas como rebajadas, y todas las transiciones entre las mismas, se pueden producir diversas tonalidades de gris, que resultan en la obtencion de marcas de agua sombreadas. Dichas marcas de agua, que utilizan unicamente las zonas mas claras con respecto al plano (= el valor medio de la escala de grises), por definicion tendran una tonalidad de la escala de grises con un valor menor que una marca de agua sombreada completa. La realizacion de una rejilla de drenaje, como por ejemplo un tamiz redondo con elementos de marca de agua, requiere mucha experiencia y conocimientos expertos y, ademas, es un trabajo muy laborioso y por tanto costoso. En un tamiz redondo para la produccion de billetes, a menudo existen varios cientos de regiones con marcas de agua sobre las capas de la rejilla, o dentro de las mismas. Basicamente, todas estas regiones deben producir un resultado final identico en los billetes fabricados, asi que se han establecido requisitos muy estrictos en la determinacion de las dimensiones y la reproducibilidad. Un tamiz redondo realizado de modo tradicional con regiones de marca de agua sombreada suele comprender al menos dos capas de malla de alambre metalico, en adelante tambien denominadas rejilla de alambre, sirviendo la(s) capa(s) inferior(es) como soporte de la capa mas eterna. La entidad en conjunto es vulnerable al dano mecanico. Las alteraciones no deseadas, como los danos, en la superficie de la rejilla, provocan un correspondiente efecto no deseado en la formacion de las rejillas. Las alteraciones no deseadas en las regiones de marca de agua de la rejilla suelen ser inmediatamente problematicas. Se produce dano mecanico durante la produccion del papel, especialmente en las zonas elevadas de la superficie de la rejilla. A largo plazo, ello provoca que cada rejilla de drenaje con una region de agua ya no se pueda utilizar; debera fabricarse una nueva y costosa rejilla o capa externa de dicha rejilla (cubierta de la rejilla). Resulta evidente que la (limitada) vida util de una rejilla de drenaje es uno de los factores que influyen en los costes totales de produccion de un papel con marca de agua. Por tanto, se han realizado esfuerzos para minimizar la carga mecanica de la superficie de la rejilla, transfiriendo la hoja en cuanto se ha formado, desde la rejilla de drenaje a una rejilla o tela de extraccion mediante una tecnologia de transferencia de presion reducida; en este caso, en general ya no existe ningun contacto mecanico entre el rodillo de la prensa de succion y la superficie de la pantalla y, como resultado, se evita la superficie de la rejilla. Recientemente, el documento DE 102005042344 ha propuesto el suministro local de una cubierta de rejilla con un material perforado en forma de placa que, junto con el revestimiento de la rejilla, adquiere una forma de relieve comun. Las perforaciones en el material en forma de placa estan provistas de microdimensiones. La ventaja de este revestimiento modificado de rejilla reside en la creacion de marcas de agua sombreadas provistas de zonas claras, conocidas tambien como electrotipos.

El documento DE 10064006 explica como dichas partes de una region de marca de agua de una rejilla de drenaje que garantizan unas zonas muy claras en una imagen de marca de agua, las llamadas electrotipos, se pueden colocar como elemento adicional en una region de marca de agua con la ayuda de un material de memoria de forma.

El documento DE 10 2006 058 513 y el documento WO 2008 071325 describen una region de marca de agua que comprende un elemento de material plastico moldeado por inyeccion con un relieve, estando dicho relieve provisto de perforaciones con la ayuda de un laser. Para ello se forman orificios en un elemento perfilado desde el lado opuesto al perfil mediante el laser. En una forma de realizacion, dichas perforaciones se vuelven mas estrechas desde la parte trasera (lado de drenaje) en direccion al lado el relieve. Se afirma que las perforaciones garantizan el flujo libre de la suspension de papel y que las regiones del elemento de marca de agua con un mayor grosor de material permiten la formacion de puntos finos en el papel.

Un inconveniente de este metodo conocido es que la precision de la perforacion, concretamente el diametro en el lado de relieve, depende en gran medida de las propiedades del material, como la naturaleza del material plastico y el grosor local del material, y como resultado es dificil controlar la precision, la accion del laser produce orificios que se estrechan en direccion al lado perfilado. Como resultado de los procesos fisicos involucrados en la perforacion de un material plastico mediante un laser de CO2, en la direccion longitudinal del canal, a forma de una perforacion es mas o menos conica en el lado del laser debido a la distribucion energetica gaussiana del haz del laser y, cuanto mas largo es el canal, mas disminuye dicha forma conica. Ello proporciona perforaciones que se estrechan, cuyos diametros en el lado perfilado estan de alguna manera relacionados con la posicion de su altura en el perfil la disminucion de la forma conica impide que las diferencias en el valor de la escala de grises se controlen de un modo mas preciso en la imagen final de marca de agua. Por tanto, el uso del laser para controlar de un modo mas preciso el diametro de la perforacion como funcion de la altura del perfil resulta insuficiente.

El objetivo de la presente invencion es, en primer lugar, proporcionar un metodo para producir elementos de marca de agua con gran detalle que eviten los inconvenientes de los metodos conocidos.

Otro objetivo adicional es producir una rejilla de drenaje provista de uno o mas elementos de marca de agua que sea menos vulnerable en comparacion con la rejilla de alambre convencional.

Otro objetivo adicional es proporcionar un metodo para producir una rejilla de drenaje con elementos de marca de agua y/o regiones de marca de agua que se producen a partir de una unica entidad in situ, con la rejilla de drenaje.

Otro objetivo de la presente invencion es proporcionar un metodo para producir un elemento de marca de agua al permitir la realizacion de una marca de agua con un efecto de electrotipo sin anadir un elemento separado especificamente destinado a ello.

Para ello, la presente invencion proporciona un metodo para producir un elemento de marca de agua tal como se define en la reivindicacion 1. Dicho metodo para producir un elemento de marca de agua comprende el trabajo mecanico de un cuerpo, como por ejemplo una placa delgada, para proporcionar una superficie con relieve. El elemento de marca de agua producido segun el metodo de la presente invencion para la formacion de una imagen de marca de agua sombreada en un sustrato mediante el drenaje de una suspension fibrosa comprende un lado en relieve con un relieve y un lado de drenaje ubicado en frente de dicho relieve. Una o mas perforaciones conectan - al menos en el relieve- el lado del relieve al lado de drenaje. Una perforacion comprende un canal con una entrada al canal en el lado del relieve y una salida del canal en el lado de drenaje. El lado del relieve es el lado del elemento que se proporciona con una estructura de superficie con diferencias de altura (el relieve) que define la marca de agua que finalmente se producira. Dese el punto de vista del flujo, el lado del relieve es aquel contra el que fluye la masa fibrosa durante la produccion del papel. El lado opuesto se conoce en este caso como el lado de drenaje, porque su funcion es drenar agua que fluye a traves de las perforaciones del elemento de marca de agua. Segun el metodo de la presente invencion, las perforaciones se forman de modo mecanico de tal modo que la capacidad de drenaje, expresada como el area superficial abierta de la(s) entrada(s) de los canales por unidad de area superficial del relieve, depende completamente de la altura de la(s) entrada(s) de los canales con respecto al lado de drenaje, al darse el caso de que, cuanto mayor es la altura, menor es la capacidad de drenaje. Al formar perforaciones conicas de modo mecanico, es posible garantizar que el diametro de la perforacion en el lado del eleve es una funcion de la altura de la entrada del canal de la perforacion en cuestion. La conicidad de las perforaciones conicas formadas de modo mecanico no se reduce como es el caso en una perforacion conica realizada mediante laser en un material plastico, por lo que la dependencia entre el radio de la perforacion y la posicion vertical en el relieve es completamente lineal. En el elemento de marca de agua producido segun el metodo de la presente invencion, la capacidad de drenaje es una funcion directa de la altura del relieve, visto desde el lado de drenaje. La capacidad de drenaje determina el grado de deposicion de las fibras: cuanto mas baja es la capacidad de drenaje, menos fibras se quedan atras, y mas ligero es el punto resultante del sustrato final cuando se mira a traves.

El metodo para proporcionar un elemento de marca de agua segun la presente invencion permite que las dimensiones de las perforaciones en el lado del relieve, y como resultado tambien las diversas capacidades de drenaje dentro del relieve, se vean afectadas de modo distinto, de una manera dirigida y con gran precision sobre pequenas areas superficiales, proporcionando marcas de agua con gran detalle (alta resolucion).

En un elemento de marca de agua producido segun el metodo de la presente invencion, la capacidad loca de drenaje esta directamente relacionada con la altura de la(s) perforacion(es) en cuestion en aquella posicion del relieve. A causa del relieve, a menudo no se encontrara ninguna entrada de canal en un plano paralelo al lado de drenaje. Por tanto, la altura se define por ejemplo como la altura media de la entrada de canal.

Debido a la alta resolucion, una marca de agua producida con la ayuda de un elemento de marca de agua realizado segun el metodo de la presente invencion puede presentar unas dimensiones menores que una marca de agua producida de modo tradicional con el mismo nivel de detalle. Despues de todo, si el nivel de detalle es superior y mas claro, una imagen de marca de agua, y por tanto la propia marca de agua, se puede reducir en conjunto y seguir siendo muy clara. Una ventaja practica de ello es que se debe guardar un espacio mas pequeno para la marca de agua, por ejemplo al disenar un billete. Ello tambien ofrece la posibilidad de dejar espacio en un documento (por ejemplo, un billete) para al menos dos marcas de agua pequenas y con gran detalle, sin afectar al espacio disponible para otras caracteristicas o informacion de seguridad.

En el contexto de la presente solicitud se utilizan las siguientes definiciones:

El termino "rejilla (de drenaje)" se refiere en la presente descripcion a cualquier superficie (de drenaje) en forma de presas que definen aberturas, como una placa con perforaciones o una superficie porosa tejida.

El termino "marca de agua sombreada" describe una marca de agua que produce una imagen de marca de agua que presenta mas de dos tonos (de gris) diferentes.

El termino "imagen de marca de agua" se utiliza para la imagen optica de la marca de agua en el producto final (normalmente al mirar a traves), como por ejemplo en un documento de seguridad o un papel de seguridad.

El termino "region de marca de agua" denota la parte de una rejilla de drenaje que, como resultado de unas propiedades introducidas deliberadamente y de modo especifico, presenta una forma y un drenaje tal que, durante la formacion de las hojas, es responsable de la formacion de una marca de agua en el producto final.

El termino "papel" indica un material plano (hoja, rollo) de material fibroso con una base de fibras naturales y/o sinteticas. Las fibras vegetales, que se utilizan en la produccion de papel, comprenden mayoritariamente celulosa. La madera es su fuente mas importante. Para obtener un papel de mayor calidad, tambien se utilizan otras fibras, como las de lino, abaca o algodon.

El termino "papel de seguridad" se refiere a un papel que comprende al menos una caracteristica de seguridad que permite establecer la autenticidad de dicho papel con la ayuda de los sentidos y/o mediante algun tipo de ayuda, por ejemplo, un dispositivo de medicion. Para este proposito, el papel esta provisto de una caracteristica de este tipo anadida durante la fabricacion de dicho papel. La marca de agua es un ejemplo de una caracteristica de seguridad de este tipo, asi como cables o chips de seguridad integrados, etc. En el contexto de esta descripcion, el termino "papel de seguridad" tambien comprende los valores financieros.

El termino "documento de seguridad" denota un documento en forma de hoja que comprende informacion, como por ejemplo datos alfanumericos, patrones y/o simbolos, donde es importante que la autenticidad del documento en conjunto se pueda establecer en base a la presencia de al menos una caracteristica de seguridad. La caracteristica en cuestion puede estar presente tanto en el papel y sobre el, como por ejemplo una manera especifica de estampado o una caracteristica de seguridad especifica con actividad optica. Como consecuencia de ello, un documento de seguridad puede realizarse tanto con papel de seguridad (caracteristica de seguridad en el papel, introducida durante la produccion de dicho papel) como con papel normal sobre el que, tras la produccion de dicho papel, se anaden caracteristicas de seguridad, por ejemplo como resultado del uso de tecnologias de impresion concretas o mediante la introduccion final de una caracteristica de seguridad para su monitorizacion, como por ejemplo un holograma, un chip, etc.

Una depresion en una superficie o en un lado denota una cavidad local accesible unicamente desde un lado y no desde el lado opuesto.

Para retirar mecanicamente el material del cuerpo para formar las perforaciones, se utilizan procesos que comprenden el uso de maquinas, como el fresado o el taladrado. Dichas tecnologias se pueden aplicar a un gran numero de materiales, como metal, aleacion metalica, materiales plasticos e incluso materiales de ceramica. Se prefieren los metales y las aleaciones de metal, en relacion con la vida util y la compatibilidad con materiales de malla de alambre convencionales. Por tanto, la presente invencion posee un mayor ambito, en terminos de materiales, que los materiales plasticos moldeables por inyeccion del documento DE 10 2006 058 513.

El metodo segun la presente invencion para producir un elemento de marca de agua comprende al menos los pasos de formacion mecanica de perforaciones, que segun una forma de realizacion preferida seran perforaciones conicas, en el lado de drenaje de un cuerpo de transporte, ventajosamente una placa metalica, y la introduccion del relieve en el lado destinado a presentar relieve, mediante la retirada de material del cuerpo de transporte. Estos pasos se pueden realizar en cualquier orden deseado. Ventajosamente, primero se forman las depresiones en el futuro lado de drenaje del elemento de marca de agua, tras lo cual se proporciona el relieve en el lado opuesto.

Segun una forma de realizacion de un elemento de marca de agua producido segun el metodo de la presente invencion, el area superficial de flujo (calculada en un plano paralelo al lado de drenaje) de un canal aumenta desde la entrada del canal en la direccion de la salida del canal asociada. Mas concretamente, las perforaciones ventajosamente presentan un canal que se estrecha de modo continuo desde la salida del canal en la direccion de la entrada del canal, como por ejemplo canales conicos, presentando dichas salidas de canal preferentemente un area superficial de flujo igual en el lado de drenaje. Los canales que se estrechan desde la salida del canal, o las depresiones que se estrechan, pueden introducirse con facilidad en un objeto, por ejemplo, mediante el fresado desde el lado de drenaje del elemento, por lo que, al introducir un relieve, por ejemplo mediante fresado, las entradas de canal con una seccion transversal totalmente dependiente de la altura del relieve se obtienen "automaticamente" en un plano paralelo al lado de drenaje. Ello tambien es valido cuando se introduce primero el relieve y despues los canales conicos desde el lado de drenaje, todos ellos introducidos por ejemplo mediante una fresadora hasta un punto final estandar de la misma. El lado de relieve se puede introducir tambien mediante otros metodos como el grabado y la electroerosion.

En el caso de las perforaciones conicas, la entrada del canal aumentara automaticamente su tamano a medida que se retire mas y mas material en el lado del relieve y, por tanto, la seccion transversal del canal, en un plano paralelo al lado de drenaje, dependera estrictamente en la altura local del relieve de la zona. Por tanto, pueden existir diminutas entradas de canal en las zonas mas elevadas del elemento de marca de agua. No es necesario que cada depresion conica formada desemboque en el lado de relieve. Con las ya mencionadas diminutas entradas de canal y depresiones conicas, siendo por tanto estas ultimas impermeables al agua, es posible obtener imagenes de marca de agua con electrotipos muy detallados al controlar el proceso de drenaje con precision. La automatizacion y los multiples trabajos para realizar una pluralidad de regiones/elementos de marca de agua simultaneamente entran dentro de las posibilidades del metodo segun la presente invencion. Ademas del gran nivel de detalle, la vida util de una rejilla de malla de alambre provista de elementos de marca de agua separados segun la presente invencion (producida de acuerdo con la misma), utilizada como la rejilla de drenaje, es mayor que la de la rejilla de malla de alambre tradicional en la que las regiones de marca de agua se forman como resultado de la deformacion de la malla de alambre.

El metodo para producir un elemento de marca de agua segun la presente invencion tambien permite que una region de electrotipo sea una parte intrinseca/integral del elemento de marca de agua, mientras que una region de electrotipo en una region de marca de agua formada de modo tradicional por una tela de rejilla sigue siendo un elemento separado que se anade a la region de marca de agua en la capa externa de la rejilla.

Ventajosamente, el material del elemento de marca de agua presenta una forma de placa, por ejemplo con un grosor de entre 0,5 y 10 mm, preferentemente con un lado de drenaje plano. La naturaleza del material del que se fabrica el elemento de marca de agua no es critica. Los metales, como el cobre o el bronce, el acero inoxidable, los materiales plasticos o formas hibridas de materiales son ejemplos de materiales de base apropiados que se pueden tratar mecanicamente. Tambien se pueden utilizar materiales de ceramica. Ventajosamente se tienen en cuenta las caracteristicas de humidificacion, como por ejemplo la propiedad hidrofoba/hidrofila del material de base, al menos de modo local en el diseno del elemento de marca de agua, para controlar el drenaje. Si fuera necesario, se pueden modificar las caracteristicas de humidificacion. Ello es posible mediante el uso de diversos tratamientos de superficie, como por ejemplo un tratamiento de corona o un recubrimiento. Se puede llevar a cabo un tratamiento de este tipo antes de introducir las perforaciones y/o el/los relieve(s), aunque es preferible realizarlo con posterioridad, para que la superficie en cuestion y/o los canales asociados presenten caracteristicas de humidificacion identicas de modo uniforme.

Los elementos de marca de agua se pueden formar inicialmente segun el metodo de la presente invencion y disponerse a continuacion en/sobre una superficie de la rejilla. Tambien se puede colocar un cuerpo solido en forma de placa en/sobre una rejilla (en forma de placa) y a continuacion se realiza el tratamiento de dicho cuerpo para formar una region de marca de agua en la rejilla segun el metodo de la presente invencion.

Dicho cuerpo puede ser tambien una superficie de drenaje de una unica pieza, externo a la region de marca de agua que se formara, realizado con un material solido y ya provisto de aberturas de flujo, como una placa provista con perforaciones, en el que se forma el elemento de agua in situ mediante un tratamiento segun la presente invencion. En una forma de realizacion de este tipo, el elemento de marca de agua y la superficie de la rejilla se realizan en una sola pieza; ello resulta beneficial para su vida util. Una forma de realizacion de este tipo no requiere ninguna colocacion del elemento de marca de agua en/sobre la superficie de la rejilla. Un metodo de este tipo tambien presenta la ventaja de permitir una transicion continua desde la imagen de marca de agua hasta su entorno. Este ultimo aspecto es comparable a las transiciones continuas que se suelen crear en marcas de agua tradicionales formadas por un relieve en una malla de alambre, pero ahora se trata de imagenes de marca de agua que presentan mucho mas detalle. Si se han montado regiones de marca de agua en las rejillas de malla de alambre, siempre se podra observar durante la transmision una transicion en el sustrato de papel final producido de este modo entre la region de la marca de agua resultante de la formacion de hojas en el cuerpo perforado de la region de marca de agua y la hoja formada en la tela de rejilla circundante.

La seccion transversal de los canales puede presentar cualquier forma, como por ejemplo redonda, cuadrada, elipsoide o poligonal. Preferentemente los canales son conicos con una seccion transversal circular, tal como se ha descrito anteriormente. Ventajosamente, los canales estan dispuestos en un patron uniforme.

Segun otra forma de realizacion del metodo segun la presente invencion, las perforaciones se llevan a cabo en forma de canales con una seccion transversal constante en relacion a la altura (= direccion longitudinal del canal), dependiendo la seccion transversal en un plano paralelo al lado de drenaje de la posicion de altura de la entrada del canal con respecto al lado de drenaje. En dicha forma de realizacion, la posicion vertical de la entrada del canal en el relieve determina la seccion transversal del canal en su totalidad. En otras palabras, las perforaciones con una entrada del canal en la misma posicion vertical en el relieve presentan la misma seccion transversal constante a lo largo del cuerpo del elemento de marca de agua. En la practica, en el caso de orificios no conicos, la altura del relieve se dividira en regiones, estando cada region relacionada con una capacidad de drenaje especifica (seccion transversal de la(s) entrada(s) del canal). Por ejemplo, la pluralidad de alturas del relieve se divide en un numero limitado de regiones verticales como por ejemplo un maximo de veinte regiones, cada una asociada con su propio diametro de un canal cilindrico. Ventajosamente, se distinguen un minimo de dos y un maximo de cinco regiones. Dichas perforaciones cilindricas se pueden formar, al contrario que las perforaciones conicas, tanto desde el lado del relieve como desde el lado opuesto, mediante las tecnologias mencionadas anteriormente.

Segun aun otra forma de realizacion para la produccion de un elemento de marca de agua segun la presente invencion, las perforaciones comprenden que los mismos canales presenten una seccion transversal constante en relacion con la altura/longitud de los canales en un plano paralelo al lado de drenaje, dependiendo la densidad de perforacion (numero de perforaciones/unidad de area superficial del relieve) de la posicion de altura en el relieve respecto al lado de drenaje, para obtener el efecto deseado.

La aplicacion de canales conicos presenta la ventaja de que la capacidad de drenaje sucede de modo continuo, como funcion de la altura del relieve, y no de un modo mas bien paso-a-paso como es el caso de los canales que presentan una seccion transversal constante (por ejemplo circular).

Un segundo aspecto de la presente invencion se refiere a un elemento de marca de agua, preferentemente producido de acuerdo con el metodo segun la presente invencion, para formar una imagen de marca de agua sombreada en un sustrato mediante el drenaje de una suspension fibrosa, comprendiendo dicho elemento de marca de agua un cuerpo en forma de placa con un lado de relieve que comprende un lado de relieve y un lado de drenaje situado en el lado opuesto al de relieve, proporcionandose perforaciones al menos en el relieve, comprendiendo cada perforacion un canal con una entrada de canal en el lado de relieve y una salida de canal en el lado de drenaje, estando dichas perforaciones disenadas de tal modo que la capacidad de drenaje, expresada como el area superficial abierta de la(s) entrada(s) de canal por unidad de area superficial del relieve, depende de la altura (h) de la entrada de canal respecto al lado de drenaje, dandose el caso de que, a mayor altura, menor capacidad de drenaje, segun las reivindicaciones 6 a 8. Las preferencias mencionadas anteriormente para el metodo segun la presente invencion se pueden aplicar de modo correspondiente al elemento de marca de agua segun la presente invencion.

Otro aspecto de la presente invencion se refiere a una rejilla de drenaje para producir papel a partir de una suspension fibrosa, comprendiendo dicha rejilla una o mas capas de material de rejilla, cuya capa externa esta provista de uno o mas elementos de marca de agua segun las reivindicaciones � a 10. Una rejilla de drenaje puede ser cualquier superficie que contenga aberturas separadas por presas (y delimitadas por los muros de dichas presas). Dichas aberturas de la rejilla, como mallas fabricadas con un material de malla tejido, se adaptan a la funcion de drenaje durante la produccion del papel. Una rejilla de drenaje suele comprender una rejilla de soporte con aberturas de la rejilla relativamente grandes, proporcionandose una o mas capas de rejilla con aberturas de rejilla mas pequenas. El material de rejilla de malla (tejido), el material de rejilla formado galvanicamente (electroformado), el material en forma de placa con perforaciones y combinaciones de los mismos son ejemplos de materiales apropiados para la rejilla de drenaje. La rejilla de drenaje segun la presente invencion comprende las ventajas mencionadas anteriormente.

Un elemento de marca de agua producido segun el metodo segun la presente invencion puede colocarse facilmente en una rejilla de drenaje con la ayuda de procesos conocidos como la soldadura, el encolado o la sujecion a la rejilla mediante abrazaderas, concretamente cuando los materiales de base de la rejilla de drenaje y los elementos de marca de agua son similares en terminos de naturaleza quimica y/o apariencia fisica.

Es posible que, en la zona del elemento de marca de agua, la zona de drenaje de una superficie presente un grosor superior o inferior al del resto de la superficie como por ejemplo un material en forma de placa, donde la diferencia de grosor puede ser tal que la superficie del elemento de marca de agua coincida con la de su entorno, sobresalga por encima de esta o, al contrario, se situe por debajo de la superficie circundante.

Ademas de un elemento de marca de agua segun (producido segun) la presente invencion, una rejilla de drenaje tambien puede comprender otras regiones de marca de agua, y el elemento de marca de agua puede formar parte de ellas o ser un elemento separado. Ejemplos de otras regiones de marca de agua comprenden, entre otros, una estructura de relieve (obtenida mediante estampado) en una rejilla de alambre y una region de marca de agua con un pixel de dos grados/tonos como por ejemplo la descrita en el documento EP 1 112 360.

Ventajosamente, un elemento de marca de agua segun la presente invencion se encuentra en una superficie de la rejilla de modo que las zonas mas elevadas de la superficie del elemento de marca de agua coinciden sustancialmente con el plano de la rejilla (si se limita con una region estampada de marca de agua de la malla de alambre: con las zonas no elevadas del material de rejilla en el entorno inmediato). Ventajosamente, el elemento de marca de agua sobresale menos de 2 mm por encima del plano, preferentemente menos de 1 mm. Como resultado de este tipo de elevaciones minimas en la rejilla de drenaje, los elementos de marca de agua segun la presente invencion son menos vulnerables a los danos mecanicos durante la produccion del papel. Ademas, debido a la rigidez del elemento de marca de agua segun la presente invencion, la capacidad de transporte de carga mecanica de la rejilla de drenaje sera superior a las regiones de marca de agua fabricadas con un material de rejilla de alambre convencional, como funcion de la seleccion de los materiales de base. El elemento de marca de agua segun la presente invencion tambien se puede disponer de modo que este avellanado con respecto al plano de la rejilla.

En una rejilla de drenaje que comprende un material de placa y al menos un elemento de marca de agua segun a presente invencion, del relieve del elemento de marca de agua en cuestion, si se introduce en una superficie plana de rejilla al retirar material de placa de la superficie de la rejilla, unicamente las zonas mas altas del relieve coincidiran con la superficie de la rejilla mientras que las zonas restantes del relieve se mantendran debajo de esta. Si la superficie de la rejilla esta elevada en la zona del elemento de marca de agua, al menos una zona del relieve tambien estara elevada respecto a su entorno y, al rebajar al menos una zona de la region de marca de agua, el relieve tambien se rebajara respecto a su entorno inmediato.

En una rejilla en forma de placa que presenta elementos de marca de agua colocados en ella (es decir, la superficie de los elementos de marca de agua no formaba una parte integra de la superficie de la rejilla), de nuevo, la posicion del relieve puede variar, desde estar total o parcialmente sobre la superficie de la rejilla, como maximo al mismo nivel que la superficie o, finalmente, totalmente por debajo de la superficie circundante, en todos los casos como funcion de la posicion para colocar el elemento en/sobre la superficie de la rejilla.

Segun aun otro aspecto, la presente invencion se refiere a un metodo para producir un sustrato con una marca de agua sombreada, que comprende al menos un paso de formacion de hojas mediante el drenaje de una suspension fibrosa en una rejilla de drenaje, segun la reivindicacion 11.

En un papel de seguridad provisto de una o mas marcas de agua mediante un elemento de marca de agua segun la presente invencion, estando una marca de agua al menos parcialmente fabricada a partir de una serie de discontinuidades de material fibroso con mas de 2 grosores de las discontinuidades, siendo las cantidades de material fibroso en las discontinuidades proporcionales a su grosor. Dicho papel se distingue por una marca de agua que ha sido al menos parcialmente producida a partir de deposiciones separadas de fibras, comparables a los pixeles en las aplicaciones de impresion. La cantidad de material fibroso depositado por unidad de area superficial ("pixel") es proporcional al grosor de la discontinuidad en cuestion en la marca de agua. Como resultado de ello, las discontinuidades presentan tonalidades de gris que son discretas (respecto al entorno inmediato) al mirar a traves, y ocupan mas de 2 valores diferentes.

Los ejemplos de documentos que comprenden papel de seguridad pueden ser billetes, pasaportes, carnes de identidad, documentos de viaje, entradas, escrituras, etc.

La presente invencion se describe a continuacion basandose en los dibujos adjuntos, en los que:

la �igura 1 es una seccion transversal de una forma de realizacion de un elemento de marca de agua segun la presente invencion;

la �igura 2 ilustra de modo esquematico una fase intermedia de una forma de realizacion de un metodo para producir un elemento de marca de agua segun la presente invencion;

la �igura 3 ilustra de modo esquematico una fase intermedia de otra forma de realizacion de un metodo para producir un elemento de marca de agua segun la presente invencion;

la �igura 4 es una seccion transversal de otra forma de realizacion de un elemento de marca de agua segun la presente invencion;

la �igura 5 es una seccion transversal de aun otra forma de realizacion de un elemento de marca de agua segun la presente invencion; y

la �igura 6 es una seccion transversal de una forma de realizacion de una rejilla de drenaje segun la presente invencion.

Debe tenerse en cuenta desde el principio que las figuras no estan a escala; incluso los componentes de una figura no deben compararse entre si en relacion con la escala.

La �igura 1 es una seccion transversal de una parte arbitraria de una forma de realizacion de un elemento de marca de agua 10 en forma de placa segun la presente invencion. El elemento de marca de agua 10 presenta un lado de relieve 12 provisto de un relieve 14, definido en la situacion ilustrada mediante partes rebajadas en relacion con la superficie del lado de relieve 12, y tambien un lado opuesto de drenaje 16. Se proporcionan perforaciones 18 al cuerpo del elemento de marca de agua 10. Una perforacion 18 comprende un canal continuo 20 con una entrada de canal 21 en el lado de relieve 12 y una salida de canal 22 en el lado de drenaje 16 del elemento de marca de agua

10. Las perforaciones 18 son conicas, por lo que para cada perforacion 18 la entrada del canal 20 presenta una seccion transversal menor (calculada en el plano paralelo al lado de drenaje 16) que la salida de canal 22 asociada. Una linea de puntos denota la forma conica original de la perforacion 18, que precede la introduccion del relieve 14. En esta forma de realizacion, las salidas de canal 22 presentan una seccion transversal b igual. En otras palabras, b1=b2=b3=b4 y las salidas de canal 22 estan situadas a una distancia equivalente entre si. La capacidad de drenaje, en este caso la seccion transversal a de las entradas del canal 20, depende de la altura h respecto al lado de drenaje 16. En la situacion ilustrada, la altura es h2�h3�h1�h4. La seccion transversal a de las entradas de canal 21 esta inversamente relacionada con ella, es decir, a2�a3�a1�a4. En esta figura tambien se represente una depresion 24 en el lado de drenaje, que no desemboca en el lado de relieve como resultado de la introduccion del relieve 14. De este modo es posible producir un efecto de electrotipo en la marca de agua sombreada sin anadir un elemento externo.

El elemento de marca de agua 10 segun la �igura 1 se puede realizar de diversas maneras. En una forma de realizacion del mismo, primero se introduce el relieve 14 al lado de relieve 12, por ejemplo con la ayuda de tecnologia de mecanizado o abrasiva, a una placa plana de metal o polimero. El resultado de este proceso se muestra en el esquema de la �igura 2. Posteriormente, se forma una perforacion conica hasta una profundidad predeterminada mediante el uso de una herramienta apropiada, por ejemplo, una fresadora 26 en las posiciones deseadas, para que el diametro de una entrada de canal, visto en un plano paralelo al lado de drenaje, muestre una proporcionalidad lineal a la altura de una entrada de canal respecto al lado de drenaje. Tambien se puede utilizar una fresadora frustoconica. La perforacion se ilustra en la �igura 2 mediante lineas de puntos. Debido a que la altura h5 de la fresadora es superior a la de diversas zonas en aquellas posiciones, se forman las perforaciones 18, formando asi un elemento de marca de agua representado en la �igura 1.

La �igura 3 muestra otra forma de realizacion de un metodo de produccion de un elemento de marca de agua segun la presente invencion. En este caso, primero se proporciona en una placa plana un patron de depresiones 24 completamente conicas desde el futuro lado de drenaje (vease la �igura 2), tras lo que se introduce el relieve desde el futuro lado de relieve restante al retirar el material. De nuevo, este proceso proporciona unas perforaciones 18 con una seccion transversal dependiente de la altura h respecto al lado de drenaje. Por supuesto, tambien es posible formar perforaciones de inmediato en vez de depresiones, y el tamano de la entrada de canal aumenta como funcion de la altura del relieve durante la introduccion de dicho relieve.

La �igura 4 es una seccion transversal de otra forma de realizacion de un elemento de marca de agua 10 segun la presente invencion, en la que las perforaciones 18 comprenden, partiendo desde el mismo relieve que la �igura 1, un canal con una seccion transversal constante a lo largo de la altura h. dicha seccion transversal, nombrada c en esta figura, depende de la altura h de la entrada del canal 21 respecto al lado de drenaje 16. En otras palabras, dado que h2�h3�h1�h4 (vease �igura 1), lo siguiente es valido para el diametro c (en el caso de orificios redondos): c2�c3�c1�c4.

La �igura 5 muestra aun otra forma de realizacion de un elemento de marca de agua 10 segun la presente invencion. En dicha forma de realizacion, tambien se da el caso de que la capacidad de drenaje depende de la altura de relieve. Sin embargo, en este caso, en comparacion con las formas de realizacion segun las �iguras 1 y 4, las perforaciones con una gran capacidad de drenaje se dividen en diversos sub-canales 20�. Sin embargo, la capacidad total de drenaje de la zona no se ve reducida.

La �igura 6 muestra una rejilla de drenaje 50 que, en este caso concreto, comprende un material de malla con la incorporacion de un elemento de marca de agua 10 segun la presente invencion. Se proporciona un relieve 14� de material de malla en el lado derecho junto al elemento de marca de agua 10. Se proporcionan perforaciones 18� con diametros distintos pero sin relieve, en el lado izquierdo. Dichas perforaciones 18� daran como resultado una parte de marca de agua con dos tonalidades, mientras que la estructura de relieve 14 con perforaciones 18 y la estructura 14� dan como resultado una parte sombreada de la marca de agua, originando los electrotipos en particular del elemento de marca de agua 10 segun la presente invencion. �uelga decir que al menos la superficie externa de la rejilla de drenaje tambien puede estar formada de un material perforado en forma de placa, en el que las regiones de marca de agua segun el metodo de la presente invencion, asi como las regiones de marca de agua formadas por malla de alambre y/o regiones de marca de agua de dos tonalidades pueden estar presentes en/sobre dicho material.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES

   1. Metodo para la produccion de un elemento de marca de agua (10) para formar una imagen de marca de agua sombreada mediante el drenaje de una suspension fibrosa, en el que el elemento de marca de agua (10) comprende un cuerpo con un lado de relieve (12) con un relieve (14) y un lado de drenaje (16) ubicado en el lado opuesto al lado de relieve, con perforaciones (18) al menos en el relieve (14), comprendiendo cada perforacion (18) un canal

   (20) con una entrada de canal (21) en el lado de relieve (12) y una salida de canal (22) en el lado de drenaje (16), y dicho metodo comprende los pasos para formar perforaciones en el cuerpo e introducir el relieve en el lado destinado al relieve, estando las perforaciones (18) formadas de tal modo que la capacidad de drenaje, expresada como el area superficial abierta de la(s) entrada(s) de canal por unidad de area superficial del relieve, depende de la altura (h) de la entrada de canal (21) respecto al lado de drenaje (16), dandose el caso de que cuanto mayor es la altura, menor es la capacidad de drenaje, caracterizado porque las perforaciones del cuerpo se forman de modo mecanico mediante un proceso de mecanizado mecanico.

2. 2.

   Metodo segun la reivindicacion 1, en el que las perforaciones (18) presentan un canal (20) que se estrecha en forma conica en su totalidad desde la salida de canal (22) en direccion a la entrada de canal (21).

3. 3.

   Metodo segun la reivindicacion 1, en el que las perforaciones (18) presentan un canal (20) que comprende una seccion transversal (c) que es constante a lo largo de su longitud, dependiendo dicha seccion transversal de la altura

   (h) de la entrada de canal (21) respecto al lado de drenaje (16).

4. 4.

   Metodo segun la reivindicacion 1, en el que las perforaciones (18) comprenden un canal (20�) que presenta una seccion transversal que es constante a lo largo de su longitud, y la densidad de perforacion depende de la altura (h) en el relieve respecto al lado de drenaje (16).

5. 5.

   Metodo segun la reivindicacion 2, en el que las salidas de canal (22) presentan un area superficial de flujo equivalente.

6. 6.

   Elemento de marca de agua (10) para formar una imagen de marca de agua sombreada en un sustrato mediante el drenaje de una suspension fibrosa, en el que el elemento de marca de agua (10) comprende un cuerpo, preferentemente en forma de placa, con un lado de relieve (12) que presenta un relieve (14) y un lado de drenaje

   (16) situado en el lado opuesto del lado de relieve, proporcionandose perforaciones (18) al menos en el relieve (14), comprendiendo cada perforacion (18) un canal (20) con una entrada de canal (21) en el lado de relieve (12) y una salida de canal (22) en el lado de drenaje (16), estando las perforaciones (18) disenadas de tal modo que la capacidad de drenaje, expresada como el area superficial abierta de la(s) entrada(s) de canal por unidad de area superficial del relieve, depende de la altura (h) de la entrada de canal (21) respecto al lado de drenaje (16), dandose el caso de que cuanto mayor es la altura, menor es la capacidad de drenaje, donde las perforaciones (18) presentan un canal (20) que se estrecha en forma conica en su totalidad desde la salida de canal (22) en direccion a la entrada de canal (21).
7. 7. Elemento de marca de agua (10) para formar una imagen de marca de agua sombreada en un sustrato mediante el drenaje de una suspension fibrosa, en el que el elemento de marca de agua (10) comprende un cuerpo, preferentemente en forma de placa, con un lado de relieve (12) que presenta un relieve (14) y un lado de drenaje

   (16) situado en el lado opuesto del lado de relieve, proporcionandose perforaciones (18) al menos en el relieve (14), comprendiendo cada perforacion (18) un canal (20) con una entrada de canal (21) en el lado de relieve (12) y una salida de canal (22) en el lado de drenaje (16), estando las perforaciones (18) disenadas de tal modo que la capacidad de drenaje, expresada como el area superficial abierta de la(s) entrada(s) de canal por unidad de area superficial del relieve, depende de la altura (h) de la entrada de canal (21) respecto al lado de drenaje (16), dandose el caso de que cuanto mayor es la altura, menor es la capacidad de drenaje, caracterizado porque las perforaciones (18) presentan un canal (20) con una seccion transversal (c) que es constante a lo largo de su longitud, dependiendo dicha seccion transversal en un plano paralelo al lado de drenaje, de la altura (h) de la entrada de canal (21) respecto al lado de drenaje (16).
8. 8. Elemento de marca de agua (10) para formar una imagen de marca de agua sombreada en un sustrato mediante el drenaje de una suspension fibrosa, en el que el elemento de marca de agua (10) comprende un cuerpo, preferentemente en forma de placa, con un lado de relieve (12) que presenta un relieve (14) y un lado de drenaje

   (16) situado en el lado opuesto del lado de relieve, proporcionandose perforaciones (18) al menos en el relieve (14), comprendiendo cada perforacion (18) un canal (20) con una entrada de canal (21) en el lado de relieve (12) y una salida de canal (22) en el lado de drenaje (16), estando las perforaciones (18) disenadas de tal modo que la capacidad de drenaje, expresada como el area superficial abierta de la(s) entrada(s) de canal por unidad de area superficial del relieve, depende de la altura (h) de la entrada de canal (21) respecto al lado de drenaje (16), dandose el caso de que cuanto mayor es la altura, menor es la capacidad de drenaje, caracterizado porque las perforaciones (18) presentan un canal (20�) con una seccion transversal que es constante en toda su altura, y la densidad de perforacion depende de la altura (h) en el relieve respecto al lado de drenaje (16).
9. 9. Rejilla de drenaje (50) para producir papel a partir de una suspension fibrosa, que comprende una o mas capas de material de rejilla, cuya capa externa esta provista de uno o mas elementos de marca de agua (10) segun cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8.

   5 10. Rejilla de drenaje segun la reivindicacion �, de la que al menos la capa externa es un material en forma de placa con perforaciones.
10. 11. Metodo para la produccion de un sustrato en forma de hoja con una marca de agua, que comprende al menos

    una etapa de formacion de hojas mediante el drenaje de una suspension fibrosa en una rejilla de drenaje (50) segun 10 cualquiera de las reivindicaciones � a 10.