MXPA97007035A - Papel de seguridad - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un método para producir papel de seguridad que incluye una característica de seguridad;el método comprende:formar papel en un estado húmedo, este papel incorpora una o más características de seguridad;aplicar al papel un agente de apresto;aplicar después a uno o ambos lados del papel con apresto un recubrimiento que comprende un poliuretano no pigmentado, el poliuretano no pigmentado puede comprender opcionalmente un aditivo funcional a condición de que la presencia del aditivo funcional no aumente la opacidad del papel en más del 1%, después de aplicar el poliuretano, se seca el papel;la composición de recubrimiento provee una película, cuando se vacía sobre una superficie de vidrio, que tiene una dureza Kinig de 15 a 130 segundos, y también pasa la prueba de resistencia al agua según estádefinida por los siguientes pasos:a) la formulación total a usarse en el recubrimiento se vacía sobre una placa de vidrio a modo de producir una película con un peso seco de 80 g/mý;b) la película se seca inicialmente a 23øC;una vez que estálibre adhesividad, se seca durante 1 hora más a 80øC;c) la película se pesa antes de mojarse y se analiza para determinar sus resistencias a la tensión y Módulo de Young, y se revisa visualmente para determinar cualquier cambio en su transparencia;d) se hierve una muestra de la película en agua que contiene 10 gramos por litro de Na2CO3, durante 30 minutos;e) después se enjuaga la película en agua fría y se repiten los pasos b) a c);cuando se seca la película y se vuelve a pesar, la película cumple el siguiente criterio:i) la resistencia a la tensión en húmedo y el Módulo de Young de la película hervida no es menor del 90%de la resistencia a la tensión en húmedo y el Módulo de Young de la película inicial;ii) la película no muestra pérdida perceptible de transparencia;iii) el peso seco de la película no es menor de 98%del peso original.

Description

POPEL DE SEGURIDAD MEMORIA DESCRIPTIVO Esta invención está relacionada con papel para documentos de seguridad. y más particularmente para aquellos documentos que están sujetos a cantidad considerable de manejo, tales como billetes de banco y licencias de manejo. Es importante que estos documentos de seguridad sean durables; en otras palabras, deben ser resistentes al rompimiento, al dafío por doblarse y a la suciedad. La humedad y los agentes químicos absorbidos por estos documentos de seguridad durante su manejo puede conducir a su degradación física. Es conveniente que el substrato para estos documentos de seguridad sea resistente a la absorción. Desde luego, un requerimiento principal para tales documentos de seguridad es que la impresión que se aplica al substrato debe adherirse bien, especialmente bajo condiciones severas que incluyen abrasión mecánica o lavado accidental . Los documentos de seguridad del tipo al cual se refiere esta invención, incorporan una o más características visibles de seguridad para evitar o disuadir la falsificación. Entre las características de seguridad que pueden usarse están las marcas de agua y los hilos de seguridad presentes en el papel. Los hilos de seguridad pueden disponerse completamente dentro del papel o pueden aparecer en las denominadas ventanas, localizados entre regiones en las que se coloca el hilo entre las superficies del papel, por ejemplo como están presentes en los billetes de banco Serie E del Bank of England. Es normal en documentos de seguridad que el substrato sea de buena calidad para permitir un realzado satisfactorio, tal como el realzado producido por el conocido huecograbado, y para asegurar buenas propiedades de uso. Las propuestas de la técnica anterior para proveer papel para documentos de segundad que tienen buena resistencia a la suciedad y durabilidad han incluido el uso de composiciones de recubrimiento que incorporan un pigmento junto con un aglutinante tal corno un aglutinante elastómero. También se sabe generalmente que pueden usarse diferentes composiciones de poliuretano en una gran variedad de substratos para proveer recubrimientos que tienen un efecto protector de un tipo u otro; entre tales usos, los poliuretanos se han empleado como un barniz para madera u otros substratos. También se sabe de la Patente Europea EP-B-189945 usar composiciones de poliuretano corno aprestos para papel. En el caso en donde se usa una composición de recubrimiento que incluye un pigmento para la producción de papel de seguridad, por ejemplo como en la Solicitud PCT No. U091/12372, dicho pigmento usualmente tiene un beneficio en proveer icroporosidad o rugosidad que permite lograr acusamiento de tinta satisfactorio. Sin embargo, existe una seria desventaja que se origina de la presencia de un pigmento, principalmente que una característica de s, juridad presente en el substrato, tal corno una marca de agua o un hilo en ventana, está un tanto obscurecida. Los recubrimientos pigmentados son inherentemente débiles, lo cual se origina de la presencia del pigmento que ocasiona que el aglutinante esté unido menos firmemente al substrato en localizaciones específicas. Usualmente, cuando se usan composiciones de recubrimiento pigmentadas, el recubrimiento tiene lugar1 después de que se ha producido el papel, y esto incluye la desventaja de tener que secar el papel antes de aplicar la composición de recubrimiento. La especificación anterior EP-B- 199945, se refiere al apresto, y se observará después que la presente invención se refiere al uso de una composición de poliuretano aplicada a un papel de seguridad después de que el papel ha sido aprestado con un agente de apresto natural o sintético. Odemás, una característica esencial de la composición de recubrimiento de esta invención es que no hay presente pigmento, de modo que no hay obscurecimiento de ninguna característica de seguridad. Sin embargo, como se describirá más adelante, pueden estar presentes diferentes aditivos funcionales en el recubrimiento de poliuretano siempre que la opacidad del papel no aumente en más del 1%. La presente invención se ha originado después de investigaciones extensas por parte de los inventores, con el objeto de producir documentos de seguridad que tengan durabilidad y resistencia a la suciedad mejoradas. De conformidad con la presente invención, se provee un método para producir papel de seguridad que incluye una característica de seguridad; el método comprende formar papel en un estado húmedo, este papel incorpora una o más características de seguridad, aplicar al papel un agente de apresto, después aplicar a uno o ambos lados del papel aprestado, un recubrimiento que comprende un poliuretano no pigmentado que puede comprender opcionalmente un aditivo funcional, siempre que la presencia del aditivo funcional no aumente la opacidad del papel en más del 1%; después secar el papel; dicha composición de recubrimiento es tal que cuando se vacía sobre una superficie de vidrio provee una película que tiene una dureza Konig de 15 a 130 segundos, y también pasa la prueba de resistencia de agua según está definida por los siguientes pasos: a) La formulación total por usarse en el recubrimiento se vacía sobre una placa de vidrio a modo de producir una película con un peso seco de 80 g/r?.2. b) La película se seca inicialmente a 23°C. Una vez que está libre de adhesividad, se seca durante una hora más a 80°C. c) La película se pesa antes de mojarse y se analiza para determinar su resistencia a la tensión y módulo de Young, y se revisa visualmente para detectar cualquier cambio en su transparencia. d) Una muestra de la pelicula se hierve en agua que contiene 10 g/litro de N 2C?3 durante 30 minutos. e) La película se enjuaga después en agua fría y ce repiten los pasos b) a c) . La película se seca y se vuelve a pesar. La película analizada se clasifica como resistente al. agua si cumple los siguientes criterios: i) La resistencia a la tensión en húmedo y el módulo de Young de la película hervida no es menor del 90% de l a resistencia a la tensión en húmedo y el módulo de Young de la película inicial. ii) La película no muestra pérdida percep ible de transparencia. iii) El peso seco de la película no es menor de 98% del peso original. La investigación ha demostrado que la prueba anterior permite identificar un recubrimiento de poliuretano satisfactorio para los propósitos de la presente invención. El poliuretano acuoso estar en la forma de una dispersión acuosa. El recubrimiento puede incorporar un extensor tal como un poliacrilato y por lo tanto puede estar en la forma de una mezcla uretano-acríl ico; dicha mezcla debe proveer recubrimientos con buena resistencia al agua y a los agentes químicos. También, el costo bajo de un extensor en relación al del poli?retano origina que la mezcla sea considerablemente menos costosa que el poliuretano solo.

El recubrimiento puede ser una dispersión de poliuretano con un poliuretano de un componente entrelazado previamente o con un poliuretano de un componente bloqueado que tiene grupoe isocianato unidos químicamente a las cadenas de polímero, pero cuyos grupos isocianato son regenerados a las temperaturas elevadas que se usan generalmente en las etapas finales de un procedimiento de fabricación de papel. Odernás, el recubrimiento puede ser una dispersión de poliuretano de un producto de dos componentes que puede estar entrelazado usando reactivos rnulti funcionales talee como ?n precondensado de rnelarnina/formaldehído. Los agentes de entrelazamiento que pueden usarse incluyen poliaziridinas. Los agentes de entrelazamiento aumentan la resistencia al agua, incluyendo resistencia a lavandería del recubrimiento de poliuretano no pigmentado para proveer papel de seguridad mejorado y documentos producidos a partir del mismo. Una composición de poliuretano para usarse en el método de esta invención puede incluir ingredientes conocidos para los expertos en la materia, incluyendo catalizadores, cosolventes y agentes e ?lsificadores o tensioactivos. Sin embargo debe tenerse cuidado, ya q?e ?n agente emulsificador puede reducir el desempeño del recubrimiento bajo condiciones de humedad o mojado, fldicional ente, pueden usarse otros aditivos conocidos incluyendo desespumantes, aditivos de flujo, espesantes o modificadores de viscosidad. En general, un aditivo incluido en la composición de recubrimiento debe mantenerse en un mínimo, ya que se pueden afectar adversamente propiedades importantes tales como adición al substrato. Aunque el principal aspecto de la presente invención es la provisión de recubrimientos no pigmentados benéficos para proveer las ventajas descritas en la presente, en ?n aspecto de la invención, pueden usarse diferentes aditivos funcionales para proveer efectos específicos que aumentan la seguridad de un documento de seguridad producido a partir del papel de esta invención sin interferir significativamente con los beneficios generales provistos por el recubrimiento de poliuretano no pigmentado. Los expertos en la materia entenderán que pueden agregarse los pigmentos a los recubrimientos, especialmente a recubrimientos de papel, para proveer color o para opacarlos. En contraste, los aditivos de seguridad funcionales que pueden usarse de conformidad con esta invención no son pigmentos, sino que son materiales particulados que satisfacen los siguientes criterios: a) el aditivo no aumenta la opacidad del papel en más del 1% una vez que se aplica el recubrimiento. Esto asegura que el aditivo no tenga efecto apreciable sobre la transparencia del recubrimiento y por lo tanto se retienen los beneficios generales de los recubrimientos no pigmentados; b) la presencia del aditivo en el recubrimiento de poli?retano no ocasiona fallas de las pruebas que identifican el recubrimiento de poli?retano para esta invención, principalmente la prueba de dureza Koenig y la prueba de resistencia al agua. Un aditivo funcional de conformidad con esta invención es preferiblemente ?n pigmento fluorescente o iridiscente. Un aditivo funcional de seguridad proveerá algún efecto específico para aumentar la seguridad o capacidad de reconocimiento de ?n documento producido del papel de conformidad con esta invención, y por lo tanto constituye una característica de seguridad adicional cuando dicho adLtivo está presente en el recubrimiento de poliuretano. En general, los aditivos funcionales de segundad se clasifican en tres clases: a) características de segundad reconocibles públicamente tales como pigmentos iridiscentes; b) características de seguridad que proveen niveles más altos de seguridad y que son detectables con equipo de segundad, tal como pigmento fluorescente, o partículas magnéticas; y c) características de seguridad evidentes detectables mediante el uso de equipo de detección sofisticado, tal como puede ser usado por bancos centrales, por ejemplo, pigmentos fo forescentes que poseen tiempos de descomposición únicos. En general, el peso de cubierta del recubrimiento de poliuretano estará entre 0.05 y 20, y preferiblemente entre 0.5 y 5 g/rn* . Preferiblemente, el recubrimiento de poliuretano se aplica al papel inmediatamente después de un rodillo de presión de baño de apresto y antes del secador posterior, cuando el papel, está húmedo con el apresto todavía. Sin embargo, el poliuretano puede aplicarse, alternativamente, al papel seco después de terminar los pasos normales de fabricación de papel. Preferiblemente, el recubrimiento de poliuretano se aplica a ambos lados del papel. Lae fibras que están presentes en el papel son fibras naturales o sintéticas, o una mezcla de fibras naturales y si téticas. El poliuretano es preferiblemente del tipo de poliéster alifático y se usa en una dispersión con la dispersión que tiene un contenido de poliuretano en la escala de 2% a 70% en peso, y preferiblemente un contenido de poliuretano en la escala de 5% a 30% en peso, aunque puede emplearse alternativamente un poliuretano tipo poliéter alifático en el método de esta invención. También, el poliuretano puede ser poliuretano de policarbonato alifático. Preferiblemente, el papel usado en el método está provisto con una característica de seguridad, una marca de agua o ?n hilo en ventana o en realzado que incorpora elementos visuales o de seguridad de cubierta. Para lograr los requerimientos principales de esta invención, el recubrimiento que comprende poliuretano debe ser substancialmente transparente, como se explica en la presente, y preferiblemente tiene un módulo 100% de más de 4.0 mPa. Es conveniente que el recubrimiento de poliuretano tenga una resistencia a la tensión final de más de 40 mPa, por ejemplo de 40 a 80 mPa, y también que tenga una dureza Kónig de más de 20 segundos, por ejemplo de 20 a 40 segundos. Es ?na propuesta completamente nueva usar en la fabricación de papel seguridad, tal como papel para la producción de billetes de banco, un recubrimiento de poliuretano no pigmentado como se describe en la presente. El método de esta invención provee papel de seguridad con varias propiedades inesperadas y útiles: a) El recubrimiento de poliuretano, que está libre de rellenos, es transparente; por lo tanto no compromete las características de seguridad visibles presentes en el papel. b) Reduciendo la porosidad y rugosidad de la superficie, el recubrimiento aumenta en gran medida la resistencia a la suciedad del papel. Esto ee importante para alargar la vida de circulación de un billete de banco. c) En contraste con b) , el recubrimiento mejora notablemente la adhesión de impresión a la superficie del papel, como es evidente por las pruebas de arrugado en húmedo y en seco, de frotación en húmedo, y de lavandería. Esto es más sorprendente, ya que los expertos en la materia esperarían que el uso de recubrimiento de poliuretano de esta invención originaría ?na adhesión de impresión deficiente. d) A diferencia de recubrimientos pigmentados, los recubrimientos de poliuretano descritos en la presente no alteran notablemente la sensación al tacto ni apariencia del papel. Esto es importante debido a que las propiedades inusuales visuales y táctiles del papel de billetes de banco ayuda al público a distinguir falsificaciones. e) Además, el recubrimiento aumenta la definición y realce del huecograbado. f) El recubrimiento también evita la captación de agentes abrillantadores ópticos durante lavado accidental. Esta es una propiedad inmensamente benéfica e inesperada ya que la naturaleza no fluorescente del papel de billete de banco también ayuda en la detección de falsificaciones. También evita que la fluorescencia de agentes abrillantadores ópticos obscurezcan cualquier característica deliberada de seguridad fluorescente presente en un billete de banco. g) El recubrimiento no afecta la eficiencia de los procedimientos de impresión o conversión en la fabricación de papel. En particular, no los obstruye. Estae propiedades que se originan del método de esta invención, son una consecuencia de la resistencia mecánica y química y de la química del recubrimiento de poliuretano de conformidad con la prueba de resistencia de agua y las características de dureza Kónig como se definieron anteriormente. Los materiales que no cubren estas dos pruebas, generalmente no cubren la especificación requerida que se espera del papel para billete de banco. En otro aspecto, la invención provee un método de producción de un documento de seguridad en donde se produce papel de seguridad mediante un método según se describe en la presente y el papel de seguridad resultante se imprime después para formar un documento de seguridad. El término documento de seguridad incluye ?n billete de banco, un documento de identificación, una licencia de manejo y una hoja para un pasaporte. Los siguientes ejemplos ilustran la invención. En los ejemplos se hace referencia a ciertas pruebas normales que se describen o definen ahora. Las partes son partes en peso. a) Prueba de Arrugado en Seco Una muestra con apresto de billete de banco de papel impreso se arruga manualmente y se aplana 10 veces de acuerdo a una técnica normal. La muestra impresa se examina después y se hace una determinación de la pérdida de tinta. b) Prueba de Arrugado en Húmedo Como para la prueba de arrugado en seco, pero el papel se humedece antes de cada arrugado. c) Prueba Sheen de Frotación en Húmedo Una muestra con apresto de billete de banco de papel impreso se somete a 300 frotaciones aplicadas por un cepillo que pesa 800 g, accionado por el probador de frotación Sheen. Se determina visualmente la cantidad de pérdida de tinta durante la prueba. d) Prueba de Lavandería Severa Una muestra con apresto de billete de banco de papel impreso se hierve en una solución que contiene 5 partes de un polvo doméstico para lavar y 10 partes de carbonato de sodio durante 30 minutos. Después, la muestra se enjuaga ba o agua fría. Se determina visualmente la cantidad de pérdida de tinta. e) Prueba de Suciedad FIRA Se coloca una muestra del papel impreso en un extremo de un cilindro junto con una muestra de referencia colocada en el extremo opuesto y 20 cubos de fieltro impregnados con sudor artificial y grafito coloidal. El cilindro se hace girar en direcciones alternas durante un período de 30 minutos. Se ide el cambio en coeficiente de reflexión de las muestras impresas y se calcula la captación relativa de suciedad comparando los resultados de la prueba.

EJEMPLO 1 Se produjo ?na hoja de papel en una máquina de papel a partir de ?na suspensión acuosa de fibras de celulosa, mezcladas opcionalrnente con fibras sintéticas o rellenos minerales u otros aditivos usados en la industria del papel. Después, el papel se secó, se aprestó, se secó una segunda vez y se enrolló. Se hizo un formulación de recubrimiento que consistía de: 15 partes: Poliuretano de poliéster ali- fático (Uitocobond 785™), suministrado por Baxenden Applied Chemicals Limited. 85 partes: Agua.

El papel enrollado con apresto se desenrolló y se le aplicó recubrimiento en ambos lados del papel, usando un recubridor de barra tleyer, y se secó dando con ello un recubrimiento de papel de 2 g/m2 sobre ambos lados. Después, el papel recubierto se terminó de la manera usual, siendo calandrado y cortado. El papel recubierto se imprimió entonces por ambos métodos, huecograbado y offset. Se analizó una muestra de la formulación de recubrimiento usando la prueba de resistencia de agua descrita anteriormente y la prueba de dureza Kónig. Se encontró que el recubrimiento tiene una dureza Kónig de 100 segundos. También se encontró que el recubrimiento tiene una buena resistencia al agua. Se analizó el papel impreso tanto recubierto como no recubierto usando la prueba de arrugado en húmedo, la prueba de arrugado en seco, la prueba de lavandería severa, la prueba de suciedad FIRA y la prueba Sheen de frotación en húmedo. Cuando se comparó con papel no recubierto del mismo lote de fabricación de papel, las muestras recubiertas dieron los siguientes resultados para cada prueba: Prueba de arrugado en húmedo: Notablemente menos perdida de tinta. Prueba de arrugado en seco: Notablemente menos pérdida de tinta. Prueba de lavandería severa: Casi sin pérdida observable de tinta en comparación con pérdida de más de 80% en el caso de papel no recubierto.

Prueba de frotación en húmedo: El papel sin recubrir perdió más de 50% de ?n área impresa; el papel recubierto con poliuretano perdió rnenos de 10% del área impresa. Prueba de Suciedad FIRA: 30% menos captación de suciedad.

El examen bajo luz UV de las muestras lavadas indica que las muestras recubiertas captaron una cantidad imperceptiblemente pequeña de agente abrillantador óptico, a diferencia de las muestras no rec?biertas que se hicieron notablemente fluorescentes después del procedimiento de lavandería. Se examinaron los huecograbados sobre ambas muestras, recubierta y no recubierta . El papel no recubierto muestra el ernplurnarn lento característico esperado del papel de bi l lete de banco . El papel recubierto muestra notablemente enos ernplumamiento .

EJEMPLO 2 Se produjo una hoja de papel sobre una maquina de papel a partir de una suspensión acuosa de fibras de celulosa, mezclada opcionalrnente con fibras sintéticas o rellenos minerales ? otros aditivos usados en la industria del papel. Después se secó el papel, se aprestó, se secó ?na segunda vez y se enrolló. Se hizo una formulación de recubrimiento que consistía de: 7.5 partes: Poliuretano de poliéster alifático (Uitocobond 785™ ) , suministrado por Baxenden Applied Chemicals Limited. 7.5 partes: Copolímero acetato de vmilo- VeoVa (Vina ul 6975™), suministrado por Vinarnul Limited. 0.5 partes Poliaziridina (CX100™), suministrado por Zeneca Resins BV. 84.5 partes: Agua.

El papel enrollado con apresto se desenrolló y se aplicó el recubrimiento en ambos lados del papel usando un recubridor de barra Meyer y se secó dando con ello un recubrimiento de papel de 2 g/m2 sobre ambos lados. Despuée, el papel recubierto fue calandrado y cortado de la forma usual. El papel recubierto se imprimió por ambos métodos, huecograbado y offset. Se analizó una muestra de la formulación de recubrimiento usando la prueba de resistencia al agua descrita anteriormente y la prueba de dureza Kónig. El recubrimiento tuvo una dureza Kónig de 120 segundos. Se encontró que el recubrimiento de poliuretano tiene buena resistencia al agua. Se analizó el papel impreso tanto recubierto corno no recubierto, usando la prueba de arrugado en húmedo, la prueba de arrugado en seco, la prueba de lavandería severa, la prueba de suciedad FIRA y la prueba de frotación en húmedo. El papel resultante tenía esencialmente las mismas propiedades que las reportadas para el papel producido por el método del ejemplo 1 con respecto a la prueba de arrugado en húmedo, etc. El examen bajo luz UV de las muestras lavadas indica que las muestras recubiertas captaron una cantidad imperceptiblemente pequeña de agente abrillantador óptico a diferencia de las muestras no recubiertas que se hacen notablemente fluorescentes después del procedimiento de lavandería.

Se examinaron los huecograbados sobre ambas muestras, recubierta y no recubierta. El papel no recubierto muestra el empluman,iento característico esperado del papel de billete de banco. El papel recubierto muestra notablemente rnenos emplumamiento.

EJEMPLO 3 Se produjo una hoja de papel sobre una máquina de papel a partir de una suspensión acuosa de fibras de celulosa, mezclada opcionalmente con fibras sintéticas o rellenos minerales u otros aditivos usados en la industria del papel. Después se secó el papel, se aprestó, se secó una segunda vez y se enrolló. Se hizo una formulación de recubrimiento que consistía de: 10.5 partes: Poliuretano de poliéster alifá- tico (Uitocobond 785TM), suministrado por Baxenden Applied Chemicals Limited. 4.5 partes: Copolímero estireno aniónico/ acrilato (Vina ul 7172™ ) , suministrado por Vinamul Limited. 0.5 partes Poliaziridina (CX100TM ) , sumi- nistrado por Zeneca Resins BV. 84.5 partes: Agua.

El papel enrollado con apresto se desenrolló y se aplicó el recubrimiento en ambos lados del papel usando un recubridor de barra Meyer y se secó dando con ello un recubrimiento de papel de 2 g/m2 sobre ambos lados. Después, el papel recubierto fue calandrado y cortado de la forma usual. El papel recubierto se imprimió por ambos métodos, huecograbado y offset. Se analizó una muestra de la formulación de recubrimiento usando la prueba de resistencia al agua descrita anteriormente y la prueba de dureza Kónig. El recubrimiento tuvo una dureza Kónig de 80 segundos. Se encontró también que el recubrimiento de poliuretano tiene buena resistencia al agua. Se analizó el papel impreso tanto recubierto co o no recubierto, usando la prueba de arrugado en húmedo, la prueba de arrugado en seco, la prueba de lavandería severa, la prueba de suciedad FIRA y la prueba Sheen de frotación en húmedo. El papel resultante tenía esencialmente las mismas propiedades que las reportadas para el papel producido por el método del ejemplo 1 con respecto a la prueba de arrugado en húmedo, etc. El examen bajo luz UV de las muestras lavadas indica que lae muestras recubiertas captaron una cantidad imperceptiblemente pequeña de agente abrillantador óptico a diferencia de las muestras no recubiertas que se hacen notablemente fluorescentes después del procedimiento de lavandería. Se examinaron los huecograbados sobre ambas muestras, recubierta y no recubierta. El papel no recubierto muestra el ernplumamiento característico esperado del papel de billete de banco. El papel recubierto muestra notablemente menos emplumarniento.

EJEMPLO 4 Se produjo una hoja de papel sobre una máquina de papel a partir de una suspensión acuosa de fibras de celulosa, mezclada opcionalmente con fibras sintéticas o rellenos minerales u otros aditivos usados en la industria del papel. Después se secó el papel, se aprestó, se secó una segunda vez y se enrolló. Se hizo ?na formulación de recubrimiento que consistía de: 15 partes: Poliuretano de poliéster alifá- tico-policarbonato (IR140TM), suministrado por Industrial Copolyrners Limited 0.5 partes: Poliaziridina (CX100TM), suministrado por Zeneca Resins BV. 84.5 partes: Agua.

El papel enrollado con apresto se desenrollo y se aplico el recubrimiento en ambos lados del papel usando un recubridor de barra Meyer y se seco dando con ello un recubrimiento de papel de 2 g/m2 sobre ambos lados. Después, el papel recubierto fue calandrado y cortado de la forma usual. El papel recubierto se imprimió por ambos métodos, huecograbado y offset. Se analizo una muestra de la formulación de recubrimiento usando la prueba de resistencia al agua descrita anteriormente y la prueba de dureza Kónig. El recubrimiento tuvo una dureza Kónig de 120 segundos. Se encontró también que el recubrimiento de poliuretano tiene buena resistencia al agua. Se analizó el papel impreso tanto recubierto corno no recubierto, usando la prueba de arrugado en húmedo, la prueba de arrugado en seco, la prueba de lavandería severa, la prueba de suciedad FIRA y la prueba Sheen de frotación en húmedo. El papel resultante tenía esencialmente las mismas propiedades que las reportadas para el papel producido por el método del ejemplo 1 con respecto a la prueba de arrugado en húmedo, etc. El examen bajo luz UV de las muestras lavadas indica que las muestras recubiertas captaron una cantidad imperceptiblemente pequeña de agente abrillantador óptico a diferencia de las muestras no recubiertas que se hacen notablemente fluorescentes después del procedimiento de 7 lavandería . Se examinaron los huecograbados sobre ambas muestras , recubierta y no recubierta . El papel no rec?bíerto muestra el ernplumarniento característico esperado del papel de bi llete de banco . El papel recubierto muestra notablemente rnenos ernplumamiento .

EJEMPLO 5 Se produjo una hoja de papel, sobre una máquina de papel a partir de una suspensión acuosa de fibras de celulosa, mezclada opcionalmente con fibras sintéticas o rellenos minerales u otros aditivos usados en la industria del papel. El papel se secó y se aplicó la solución de apresto. Se hizo una formulación de recubrimiento que consistía de: 15 partes: Poliuretano de poliéster alifá- tico-policarbonato (IR140TM), suministrado por Industrial Copolyrners Limited. 0.5 partes: Poliaziridina (CX100™), suministrado por Zeneca Reeins BV. 84.5 partes: Agua.

El recubrimiento se aplicó sobre ambos lados del papel con apresto húmedo después de un rodillo de presión de baño de apresto usando un recubridor de barra Meyer, y se secó dando con ello un recubrimiento de papel de 2 g/rn2 sobre ambos lados. Este procedimiento provee una ventaja económica ya que se ha eliminado un paso de secado. Después, el papel recubierto se secó y se enrolló. Despuée, el papel recubierto fue calandrado y cortado de la forma usual. El papel recubierto se imprimió después por ambos métodos, huecograbado y offset. Se analizó una muestra de la formulación de recubrimiento usando la prueba de resistencia al agua y la prueba de dureza Kónig. El recubrimiento tuvo una dureza Kónig de 120 segundos. Se encontró también que el recubrimiento de poliuretano tiene buena resistencia al agua. Se analizó el papel impreso tanto recubierto como no recubierto, usando la' prueba de arrugado en húmedo, la prueba de arrugado en seco, la prueba de lavandería severa, la prueba de suciedad FIRA y la prueba Sheen de frotación en húmedo. El papel resultante tenía esencialmente las mismas propiedades que las reportadas para el papel producido por el método del ejemplo 1 con respecto a la prueba de arrugado en húmedo, etc. El examen bajo luz UV de las muestras lavadas indica que las muestras rec?biertas captaron una cantidad imperceptiblemente pequeña de agente abrillantador óptico a diferencia de las muestras no recubiertas que se hacen notablemente fluorescentes después del procedimiento de lavandería. Se examinaron los huecograbados sobre ambas muestras, recubierta y no recubierta. El papel no recubierto muestra el empluntamiento característico esperado del papel de billete de banco. El papel recubierto muestra notablemente menos emplumamiento cuando se imprimió con tinta para formar un documento de seguridad tal corno un billete de banco. Todos los papeles producidos por cada uno de los ejemplos 1 a 5 tienen un recubrimiento resistente al agua según se determinó por los criterios (i), (ii) y (iii) indicados anteriormente. Específicamente, (i) la resistencia a la tensión en húmedo y el módulo de Young no mostraron pérdida; (ii) no hay pérdida visible de transparencia y (iii) no hay cambio en el peso de la película. Para propósitos de comparación, se da ahora un ejemplo que muestra la resistencia típica de un recubrimiento con resistencia al agua y resistencia mecánica inadecuadas.

EJEMPLO O Se produjo ?na hoja de papel sobre ?na máquina de papel a partir de una suspensión acuosa de fibras de celulosa, mezclada opcionalmente con fibras sintéticas o rellenos minerales u otros aditivos usados en la industria del papel. El papel se secó, se aprestó, se secó una segunda vez y se enrolló.

Se hizo una formulación de recubrimiento que consistía de: 15 partes: Poliuretano de poliéster alifático (Uitocobond 290HTM ) , surni- nistrado por Baxenden Applied Chemicals Limited. 84.5 partes: Agua.

El papel enrollado con apresto se desenrolló y se aplicó el recubrimiento sobre ambos lados del papel usando un recubridor de barra Meyer, y se secó dando con ello un recubrimiento de papel de 2 g/m2 sobre ambos lados. Después, el papel fue calandrado y cortado de la forma usual. Después, el papel se imprimió por ambos métodos, huecograbado y offset. Se analizó una muestra de la formulación de recubrimiento usando la prueba de resistencia al agua descrita anteriormente y la prueba de dureza Kónig. El recubrimiento tuvo ?na dureza Kónig de 15 segundos. Se encontró también que el recubrimiento no tenía buena resistencia al agua. Se analizó el papel impreso tanto recubierto corno no recubierto, usando la prueba de suciedad FIRA. Los resultados muestran que la resistencia a la suciedad del papel recubierto en notablemente mejor que la del papel no recubierto. Se analizó el papel impreso tanto recubierto como no recubierto, usando la prueba de arrugado en húmedo, la prueba de arrugado en seco, la prueba de lavandería severa y la prueba Sheen de frotación en húmedo. Cuando se comparó con las muestras de papel no recubierto del mismo lote de fabricación de papel, las muestras recubiertas son notablemente inferiores. Se examinaron los huecograbados sobre ambas muestras, recubierta y no recubierta. El papel no recubierto muestra el emplumarniento característico esperado del papel de billete de banco. El papel recubierto muestra notablemente rnenos empluntamiento. Como se mostró anteriormente por medio de las diferentes pruebas en los ejemplos 1 a 5, el papel que se produjo de conformidad con el método de esta invención tiene propiedades significativamente mejoradas en relación al papel normal de billete de banco. La buena adhesión de la impresión es evidente según la prueba de arrugado en húmedo, la prueba de arrugado en seco, la prueba de frotación en húmedo, y pruebas de lavandería severas. También, la definición de la impresión con el papel de conformidad con esta invención es significativamente mejor que la obtenida usando papel de billete de banco tradicional. Además, en particular, el huecograbado está mejor definido, y también el rotograbado está mejorado. También, la excelente resistenci a la suciedad significa que el papel recubierto producido por el método de esta invención atrajo rnenos de dos tercios del medio de suciedad, en comparación con papel no recubierto. Corno se indicó anteriormente, pueden usarse extensores en la formulación del recubrimiento para reducir el costo; pueden impartir también propiedades útiles tales co o adhesión mejorada de características de seguridad aplicadas a la superficie, tales como hologramas. Los exteneores que pueden usarse de conformidad con esta invención son típicamente dispersiones de aglutinantes msolubles en agua tales co o copolímeros de estireno/acri lico, acetato de vinilo acri lado, copolímeros de cloruro de vi ni lo/etileno, o copolímeros de acetato de vinilo. Generalmente estos son incapaces de resistir ambas pruebas, de resistencia al agua y de dureza. Un extensor alternativo es copolímero VA/VEOVA, por ejemplo, el que se vende bajo la marca Vinarn?l 6975™ . Sin embargo, en combinación con un poliuretano adecuado funciona satisfactoriamente en términos del criterio establecido anteriormente, siempre que la composición que comprende el poliuretano y el extensor tenga la dureza de Kónig especificada y pase la prueba de resistencia de agua. Los extensores pueden agregarse a niveles de hasta 70, preferiblemente 15 a 50, partes en 100 partes de la formulación de recubrimiento. Los extensores más fuertes y rnás resistentes al agua pueden agregarse a este nivel. Los extensores más débiles y menos resistentes al agua claramente no pueden agregarse a niveles tan altos teniendo en mente las propiedades especificadas para la composición de recubrimiento. Pueden usarse agentes de entrelazamiento para aumentar la resistencia al agua y la dureza de recubrimiento de poliuretano. Estos agentes se pueden usar para obtener las propiedades requeridas de poliuretanos, que de otra manera serían inadecuadas. También pueden mejorar las propiedades del componente de poliuretano, permitiendo con ello que puedan usarse mayores cantidades del extensor. Los agentes de entrelazamiento adecuados incluyen poliaziridma, carbodiimida, isocianato y sales de zirconio. Pueden usarse otros entrelazadores, tales como resinas epóxicas, pero son menos prácticas debido a sus altas temperaturas de curado o tiempos de curado largos. Además, investigaciones posteriores han indicado que los recubrimientos de poli?retano de conformidad con esta invención proveen un beneficio significativo adicional. Se ha encontrado que el uso de los recubrimientos particulares de poliuretano aumentan la durabilidad y efectos ópticos de láminas delgadas, holograrnas, quinogra as y similares. Esto es porque el recubrimiento de poli?retano reduce significativamente la extensión a la cual el adhesivo, usado en la fijación de láminas delgadas incluyendo holograrnas, es absorbido en la superficie del papel. Se ha encontrado que el adhesivo puede usarse más uniformemente y esto origina mejor adhesión y una superficie más brillante. La superficie más brillante que se obtiene es especialmente benéfica para holograrnas, ya que el detalle visual vigente en el holograma es significativamente rnás claro para el observador. Como es bien conocido, los hologranas son generalmente caros y son de beneficio comercial indudable ya que pueden permanecer en su posición durante un período más largo cuando ?n documento de seguridad, tal como un billete de banco, está en circulación y esto es una consecuencia de la durabilidad mejorada provista por el recubrimiento de poli?retano de conformidad con esta invención.

Claims (18)

NOVEDAD DE LO INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un método para producir papel de seguridad que incluye una característica de seguridad, el método comprende: (1) suministrar fibras formadoras de papel a una máquina de papel; (2) incorporar en el papel durante su fabricación por lo menos una característica de seguridad y producir el papel; (3) aplicar al papel resultante ?n agente de apresto para aprestar el papel; (4) seleccionar una composición de recubrimiento substancialmente transparente que comprende un poliuretano no pigmentado que puede comprender opcionalmente un aditivo funcional, con la condición de que la presencia del aditivo funcional no aumente la opacidad del papel resultante en más del 1%, en donde dicha composición de recubrimiento es tal que provee una pelicula, cuando se vacía sobre una superficie de vidrio, que tiene una dureza de Kónig de 15 a 130 segundos, y también pasa la prueba de resistencia al agua según se define por los siguientes pasos: (a) la formulación total por usarse en el recubrimiento se vacía sobre una placa de vidrio de modo de producir una película con un peso seco de 80 g/nv* ; (b) la película se seca inicialmente a 23°C; una vez que está libre de adhesividad, se seca por una hora más a 80°C; (c) la película se pesa antes de mojarse y se analiza para determinar su resistencia a la tensión y Módulo de Young y se revisa visualmente para observar cualquier cambio en su transparencia; (d) una muestra de la película se hierve en agua que contiene lOg/litro de a2C?3 durante 30 minutos; (e) después la película se enjuaga en agua fría y se repiten entonces los pasos b) a c); cuando la película se seca y se vuelve a pesar la película, se cumplen los siguientes criterios: i) la resistencia a la tensión en húmedo y el Módulo de Young de la película hervida no es menor del 90% de la resistencia a la tensión en húmedo y el Módulo de Young de la película inicial; ii) la película no muestra pérdida perceptible de transparencia, y iii) el peso seco de la película no es menor del 98% del peso original; (5) aplicar la composición de recubrimiento seleccionada a uno o ambos lados del papel con apresto; (6) y después secar el papel para producir dicho papel de segundad.

2.- Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el poli?retano esta en la forrna de una suepensión acuosa.

3.- Un método de conformidad con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado además porque el recubrimiento comprende un extensor.

4.- Un método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque el extensor es un poliacrilato.

5.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el peeo de cubierta del recubrimiento que comprende el poliuretano es de entre 0.05 y 20 gramos por metro cuadrado.

6.- Un método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque el peso del recubrimiento es de entre 0.5 y 5 gramos por metro cuadrado.

7.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el recubrimiento que comprende el poli?retano se aplica al papel inmediatamente después de aprestarlo, mientras el papel está húmedo todavía.

8.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones l a 6, caracterizado además porque el recubrimiento que comprende el poliuretano se aplica a papel seco después de terminar los pasos normales de fabricación de papel .

9.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque las fibras que están presentes en el papel son fibras naturales o sintéticas o una mezcla de fibras naturales y sintéticas.

10.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado ademas porque el poliuretano es del tipo de poliéster alifático y se usa en una dispersión con la dispersión que tiene un contenido de poliuretano en la escala de 2% a 70% en peso.

11.- Un método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque la dispersión tiene un contenido de poliuretano en la escala de 5% a 30%.

12.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizado además porque el poliuretano es entrelazable y es entrelazado durante el secado del papel.

13.- Un método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque el entrelazamiento se efectúa usando una aziridina como un agente de entrelazamiento.

14.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la característica de seguridad es una marca de agua, o un hilo empotrado, este hilo puede incorporar elementos de seguridad visuales o de cubierta.

15.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el poliuretano no está pigmentado.

16.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado además porque la composición de poliuretano comprende un aditivo funcional que es un aditivo fluorescente o iridiscente.

17.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque una lámina delgada que incluye una lámina delgada sencilla, un holograma o un q?inograrna, se fija al papel de seguridad antes o después de la impresión.

18.- Un método de producción de un documento de seguridad caracterizado, porque el papel de seguridad se produce mediante un método según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, y después se imprime el papel de seguridad de resultante para formar el documento de seguridad, tal como un billete de banco. RESUMEN DE LO INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método para producir papel de seguridad que incluye ?na característica de seguridad; el método comprende: formar papel en un estado húmedo, este papel incorpora una o más características de seguridad; aplicar al papel un agente de apresto; aplicar después a uno o ambos lados del papel con apresto un recubrimiento que comprende un poliuretano no pigmentado, el poliuretano no pigmentado puede comprender opcionalmente un aditivo funcional a condición de que la presencia del aditivo funcional no aumente la opacidad del papel en más del 1%; después de aplicar el poliuretano, se seca el papel; la composición de recubrimiento provee una película, cuando se vacía sobre una superficie de vidrio, que tiene una dureza Kónig de 15 a 130 segundos, y también pasa la prueba de resistencia al agua según está definida por los siguientes pasos: a) la formulación total a usarse en el recubrimiento se vacía sobre una placa de vidrio a rnodo de producir una película con un peso seco de 80 g/m2; b) la película se seca inicial ente a 23°C; una vez que está libre adhesividad, se seca durante 1 hora más a 80°C; c) la película se pesa antes de mojarse y se analiza para determinar sus resistencias a la tensión y Módulo de Young, y se revisa visualmente para determinar cualquier cambio en su transparencia; d) se hierve una muestra de la película en agua que contiene 10 gramos por litro de Na2C?3 , durante 30 minutos; e) después se enjuaga la película en agua fría y se repiten los pasos b) a c) ; cuando se seca la película y se vuelve a pesar, la película cumple el siguiente criterio: i) la resistencia a la tensión en húmedo y el Módulo de Yo?ng de la película hervida no es menor del 90% de la resistencia a la tensión en húmedo y el Módulo de Young de la película inicial; ii) la película no muestra pérdida perceptible de transparencia; iii) el peso seco de la película no es menor de 98% del peso original. EA/amm*apm*mmrn P97/829F