Método para la producción de un elemento de marca de agua, la marca de agua y sus aplicaciones.

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.

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... [Seguir leyendo]

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. 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. 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. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que las perforaciones (18) comprenden un canal (20º) 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. Metodo segun la reivindicacion 2, en el que las salidas de canal (22) presentan un area superficial de flujo equivalente.

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. 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. 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 (20º) 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. 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.

10. Rejilla de drenaje segun la reivindicacion º, de la que al menos la capa externa es un material en forma de placa con perforaciones.

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 º a 10.