发明内容
基于上述原因，本发明的目的在于提供能够克服背景技术中提出的缺点的安全纸。特别地，所述安全纸用于将在造纸过程中形成的高防伪安全开孔与通过所述开孔形成的辨认特征的良好可觉察性结合。
独立权利要求中的特征可以获得上述目标，从属权利要求是本发明的进一步发展。
根据本发明的第一方面，一种安全纸具有至少两个通孔，所述通孔中的第一个在造纸过程中形成并在其边缘区域具有不规则的特征，所述通孔中的第二个在造纸结束后通过切割或冲压形成，并具有尖锐界定的边缘区域。
在这里，所述第一和第二通孔的轮廓形状在意思上是关联的。具体地，所述第一和第二通孔的轮廓形状构成了相关或补充的信息，例如图像图形、字母或代码。
在优选的实施方式中，所述第二尖锐界定的通孔用激光切割产生。在这里，所述第二通孔的第二尖锐界定的边缘表面平行或垂直于所述纸表面。相反，在其他实施方式中，第二开孔被形成为具有相对于表面法线是倾斜的边缘区域。这可以通过合适的选择激光束相对于纸张表面偏移或倾斜来获得。具体地，使得所述激光束相对于纸张表面偏移或倾斜，从而使得所述第二开孔具有相对于表面法线不同倾斜的边缘表面。锥形的边缘使得设置在所述开孔上方的覆盖箔较软地过渡到纸张基底，从而能够具有较低的易脏性。
此外，不同倾斜的边缘表面提供了开孔和箔的多层结构，并尤其最小化了在多层结构中存在空气的问题。此外，具有倾斜表面的开孔具有附加的光学效果(相对于垂直边缘表面)，由于它们根据观看的方向表现出不同的大小。
根据本发明的有利的发展，所述安全纸具有预定的厚度和具有减少纸张厚度的薄位置，至少第二通孔引入到所述薄位置的区域。所述薄位置尤其包括水印。
所述两个开孔在所述安全纸的一侧用箔元素封闭。在一些设计中，所述两个开孔在所述安全纸的两侧都用箔元素封闭。这里，通过上述倾斜的边缘，最小化了空气捕获的潜在问题。
根据本发明的另一个方面，提供了这样一种安全纸，其包括所述通孔的边缘表面包括第一尖锐界定的子区域和具有不规则特征的第二子区域。所述第一和第二子区域沿着所述通孔的轮廓交替设置。特别地，所述第一和第二子区域沿着所述通孔的轮廓线以不规则的顺序交替设置。
在一个实施方式中，所述第一和第二子区域中的各个延伸通过整个纸张的厚度。还可以使得所述第一和第二子区域以沿着纸张厚度的方向相互连续跟随，并相互补充形成所述的通孔。例如，在一个边缘部分，尖锐界定的子区域可以延伸通过纸厚度的90％而所述纸厚度的剩余10％的边缘表面是不规则的。这种边缘部分还可以与其中第一或第二子区域完全延伸通过整个纸张厚度的其他边缘部分组合。
这种顺序的沿着安全纸厚度的第一和第二子区域能够被产生，例如因为在造纸过程中，在边缘区域形成具有不规则特征的通孔，在造纸结束后，通过激光或冲孔技术修改所述通孔的边缘区域，并利用这种方式，在子区域尖锐地界定所述的边缘区域。这种修改优选地通过激光切割技术产生，上述边缘表面倾斜的可能性在这里也是存在的。
这种顺序的沿着安全纸厚度的第一和第二子区域能够被产生，例如因为在所述安全纸中，可以限定出具有期望形状开孔的纸段(具有中断的尖锐界定的切割线)；因此可以将所述纸段从所述安全纸撕裂，尤其是将其吹出或拉出。优选地，通过激光切割限定所述纸段，上述边缘表面倾斜的可能性在也是存在的。
另一种产生上述顺序的第一和第二子区域的另一可能性在于：在所述安全纸中产生具有期望形状开孔的尖锐界定的薄区域，以及在所述薄位置形成的纸段可以从所述安全纸撕裂，尤其是将其吹出或拉出。此外，在优选的方法中，通过激光切割形成所述尖锐界定的薄区域，如果需要的话，使其具有上述的倾斜边缘表面。
在有利的实施方式中，安全纸具有预定的纸厚度和纸张厚度减少的薄位置，所述第二通孔引入到所述薄位置区域(例如水印)，通孔被引入到所述薄位置区域。
所述通孔在所述安全纸的一侧或两侧用箔元素封闭。
根据本发明的另一个方面，安全纸包括具有至少两个通孔，所述通孔在造纸过程中形成并在其边缘区域具有不规则的特征，其中，所述通孔与通过激光蚀刻形成的雕刻组合，所述雕刻与所述通孔相互补充以形成突出的特征。优选地，所述通孔在所述安全纸的一侧或两侧用箔元素封闭。
根据本发明的另一个方面，安全纸包括嵌入的箔元素，所述箔元素通过用造纸技术形成的窗口区域的子区域是可视的。所述安全纸在所述箔元素的区域还具有在纸张制造结束后通过切割或冲孔技术形成的开孔，所述开孔具有尖锐界定的边缘区域。
在有利的实施方式中，所述尖锐界定的开孔设置在所述箔元素的上方，和/或与所述箔元素紧邻。优选地，除了与所述箔元素潜在重叠的区域外，所述尖锐界定的开孔是连续的。
根据优选的实施方式，所述窗口区域设置于所述安全纸的第一主表面，所述尖锐界定的开孔从所述安全纸的相对主表面延伸到所述箔元素。
在所有的实施方式中，箔元素构成安全元素，尤其是安全线或安全带。
有利地，所述尖锐界定的开孔通过激光切割形成。在这里，所述开口的边缘表面可以是倾斜的，如上所述。在有利的实施方式中，所述安全纸具有预定的纸张厚度和纸张厚度减少的薄位置，所述尖锐界定的开孔引入到所述薄位置的区域。有利地，所述尖锐界定的开孔在所述安全纸的一侧或两侧用薄元素封闭。
本发明还包括具有上述安全纸的贵重文件，例如钞票、身份证等。本发明的安全文件或贵重文件可用来防止物品的各种仿造。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的其他示例性的实施方式和有益效果，其中为了清楚起见在附图中省略了刻度和比例。其中，
图1为根据本发明示例性实施方式的安全纸构成的钞票的示意图；
图2为根据本发明另一示例性实施方式的安全纸的俯视图；
图3和图4为本发明的其中在安全纸中两个在意思上关联的创造性设计的示例性实施方式；
图5-7(a)为根据本发明另一示意性实施方式的制造安全纸的中间步骤，图5-7(b)为其俯视图；
图8(a)为根据本发明另一示意性实施方式的制造安全纸的中间步骤，图8(b)为去掉切割形状后的图8(a)的截面图；
图9为根据本发明另一示意性实施方式的安全纸的俯视图；
图10(a)为根据本发明示意性实施方式的嵌入有箔元素的安全纸的俯视图；图10(b)和(c)为沿着图10(a)中的线B-B和C-C获取的截面图；
图11(a)和12(a)为根据本发明另一示意性实施方式的具有箔元素的安全纸的俯视图，图11(b)和12(b)以及图11(c)和12(c)分别为沿着图11(a)和12(a)中的线B-B和C-C获取的截面图；
图13为其中在薄的位置区域用造纸技术产生有激光切割开孔的设计；
图14(a)和(b)为根据本发明另一示意性实施方式的制造安全纸的两个步骤中的截面图；图14(c)为步骤14(b)中的安全纸的俯视图；
图15(a)-(c)和图14一样示出了在用造纸技术产生的薄区域中用激光形成的切割开孔；以及
图16(a)和(b)示出了用于激光切割开孔的两个示例性实施方式，其中所述开孔具有相对于表面法线倾斜的边缘表面。
具体实施方式
下面将使用钞票作为实施例详细说明本发明。为此，图1为具有两个通孔12和16的钞票10的示意图。其中，通孔12在制造用于钞票10的安全纸的过程中形成，并具有纤维的不规则的边缘区域14。边缘14是在纸张形成中已经制造的开孔的特征，并在后来是不能够通过冲压或切割纸张形成的。
第二通孔16是在纸张制造后，通过激光切割或利用冲孔工具形成的，并具有尖锐的边界区域18。两个通孔12和16具有双倍的、在空间上相互分离的相同信息，在图1所示的示例性实施方式的各种情况下为二等边的三角形。应该理解，除了三角形，还可以使用其轮廓例如构成数字串或简单图形的其他更加复杂的形状。
即便是由于其不规则的边缘区域14，第一开孔12表示的信息不会立即被觉察到，但是由于第二开孔16形成有清晰的轮廓，观看者可以建立两个形状之间的关系，并毫无疑义地觉察到信息。由于具有不同装饰(attire)的双倍的信息，观看者的注意力被特别地吸引到两个开孔中的差异。不规则边缘开孔12的高的防伪特定因此和具有尖锐边缘的开孔16的清晰的觉察性结合起来。
图2显示了根据本发明示例性实施方式的安全纸20的俯视图。安全纸20具有第一开孔22和第二开孔26，第一开孔22利用造纸技术产生，并具有不规则的边缘区域24。第二开孔26利用激光切割技术产生并具有尖锐的边缘28。在这里，两个开孔22和26的轮廓形状在意思上是关联的。然而，与图1中的示例性实施方式不同，它们不具有相同的信息，而是形成信息结合段的互补的部分。
优选地，所示出的图形与两个开孔的不同边缘特性相匹配。出于描述的目的，图2显示了花样的图案，其中首先通过不规则的边缘开孔22形成花，接着通过第二尖锐的边缘开孔26形成茎和叶。由于花在本质上具有非常不同和可变的外形，总体示出的形状看上去非常真实。同时，由于使用了两个开孔的形状，确保防止赝品的产生。
图3和4显示了本发明示例性的另一个实施方式，其中边缘不规则的第一开孔和边缘尖锐的第二开孔的轮廓形状在意思上是相关联的。
图3(a)中的示例性实施方式显示了环形形状的太阳，其边缘不规则的第一开孔32具有径向地向外指向、并通过激光切割或冲孔形成的三角形开孔34形成的射线。在该示例性的实施方式中，通过第二开孔34形成的射线形成依赖于第一开孔的图形。此外，在图3(b)中，边缘不规则的星形的第一开孔36形成主要的图形，其中边缘尖锐的环形的第二开孔38在图形上是不独立的。
图4显示了本发明的另一个实施方式，其中在各种情况下，边缘不规则的开孔42和边缘尖锐的开孔44相互补充形成钞票40的面额“100”。通常，钞票的面额重新被清楚明了地施加(例如，印刻)在另一个位置。在实际的钞票中，能够仅使用图4中的一个设计或两个设计，如果应用的话，还可以在钞票的各种位置提供其他的设计。
在意思上关联的两个开孔还可以使得，边缘不规则的开孔通过边缘尖锐的开孔来修改，如下面参照图5-7所描述的那样。图5(a)显示了安全纸50的俯视图，在纸张制造阶段，最初地引入边缘尖锐的开孔50。在纸张制造之后，通过激光切割将开孔52修改为具有两个边缘尖锐的开孔54，开孔54的位置用虚线在图5(a)中画出。
在激光切割之后，单个的连续的通孔56，由于上述两个阶段的制造，一方面具有包括不规则边缘子区域58(如图5(b)所示)，而在另一方面具有包括尖锐边缘的子区域59。通过上述的修改，两个开孔的边缘特性可以组合为单一的通孔。
在图6所示的示例性的实施方式中，在纸张的第一制造阶段，边缘不规则的开孔62(具有预定图形形状，例如四个箭头形状，如图6(a)所示)被引入到安全纸60中。用激光重新切割该图形中的不规则边缘区域64。利用这种方式，如图6(b)所示，通孔66在一方面具有包括不规则边缘的子区域68，另一方面具有包括尖锐边缘的子区域69。在这里，子区域68和69的关系和顺序可以自由选择。
图7显示了这样一种示例性实施方式，和图6中的实施方式一样，边缘不规则的开孔72首先被引入到安全纸70中，如图7(a)所示。在纸张制造后，用激光完全对开孔72重新切割(附图标号74)，重新切割的部分74的大小在某种程度上被选择为小于开孔72的大小。利用这种方式，通孔76被建立为以不规则的顺序具有子区域78和子区域79，子区域78具有不规则的边缘，而子区域79具有尖锐的边缘，如图7(b)所示。
规则和不规则边缘区域序列可以无需在造纸过程中已经产生的开孔参与的情况下获得。例如，借助于激光，可以在安全纸80中以这样一种方式切割出通孔82的期望形状，即，切割线84没有形成连续的切割曲线，而是通过非切割的子部分86中断，如图8(a)所示。子部分86形成保持带，以最初地防止切割形状被去除。
切割的形状随后能够利用空气喷射吹出来，或通过真空吸出来。如在图8(b)的部分85中示出的那样，利用这种方式，纸的切割部分在保持带86处被不规则地撕裂，同时切割线84形成尖锐的边界边缘。开孔82的边缘区域因此具有一序列不规则的子区域88和尖锐的切割子区域89，其相对大小和顺序通过在激光切割时进行的切割控制，是可以自由选择的。
在图9所示的本发明的另一个示例性的实施方式中，安全纸90具有在纸张制造过程中形成的、并具有不规则纤维边缘的通孔92。通孔92与通过激光蚀刻形成的雕刻线94结合。雕刻线94通过安全纸90中的局部变薄区域形成，如在公开号文本WO 98/03348中所述，该公开文本公开的内容并入本文。根据本发明，雕刻线94的位置和排列结构被选择为，使得它们补充开孔92形成突出的形状。
当以反射光观看时，雕刻线94在实际上是觉察不到的，开孔92的面积区域确定其形状。相反，如果以传输光观看安全纸时，由于较小的纸张厚度，雕刻线94清楚地突显，并补充开孔92以形成三维突出形状。以这种方式，不规则的开孔92和雕刻线94的组合将使得2D和3D之间在光学上显著的影响。
根据本发明参照图10-12示出的另一个示例性的实施方式，安全纸设置有箔元素，例如在一侧被覆盖的嵌入安全线或箔带。
图10通过示例显示了嵌入有箔带102的安全纸100。在这里，图10(a)是安全纸的俯视图，图10(b)和(c)显示了通过图10(a)中沿着线B-B和C-C获得的截面图。在将箔带102嵌入到安全纸中，用热密封涂层107将箔带102连续地涂覆在底部104。相反，在另一侧106，仅在箔边缘处的轨迹108设置有热密封涂层，从而使得顶部106的中间箔区域未被涂覆。
在纸张制造中，无纺布材料在箔的两侧形成。此外，例如利用制电版，在箔带的底部104为未涂覆的，并具有窗口110，从该窗口110中可以看到箔元素。在连续涂覆有热密封涂层107的底部104，除了未覆盖的窗口110，在干燥的部分设置无纺布材料。相反，在相对的前侧106，设置有热密封涂覆边缘区域108在干燥部分设置。
随后，利用激光，在相对侧104的未覆盖窗口110上方切割出形状112，如在图10(c)中的截面图能够很好地观察到的那样。这里，可以选择激光参数，从而使得仅切割纸张而不切割箔带110。之所以能够这样，是因为(例如)激光切割能够用对于箔带102透明的和非吸收的激光波长来执行。
接着，能够用吸引装置将切割出的形状112去除，因为由于在前侧106和不粘附箔的表面，在切割出的纸张段和箔之间不会创建连接。
下面参照11和12描述具有箔元素的示例性实施方式。首先，图11(a)示出了安全纸120的俯视图，图11(b)和(c)为通过图11(a)中的安全纸沿着线B-B和C-C获取的截面图。在安全纸120中嵌入有在窗口区域124中可觉察到的安全线122，区域124在纸张的背面用造纸技术产生，如图11(b)所示。
此外，在纸张120的前侧的窗口124的区域，使用激光将延伸超出安全线122的尖锐边缘开孔126引入到纸张基底中。为此，通过选择激光参数，从而使得激光只切割纸张基底120，而不切割安全线。在开孔126的区域，安全线122从两侧都是可以看到的，如图11(c)所示。
与如图11所示的实施方式相反，在图12所示的可选设计中，激光切割开孔128并未在安全线122上形成，但是对安全线加上了外框。除了该差别外，图12(a)-(c)对应于图11(a)-(c)。
和图11不同，在图12中的示例性实施方式中，安全线122的表面仅在窗口区域124中可以觉察到。当激光辐射回损坏或对安全线122的箔材料具有不利影响时，该实施方式是尤其有用的。由于安全线通常摆动，在该设计中，开孔128通常不会完美地居中于安全线，如在图12(a)和12(c)中显示的对准变化(register variation)所示那样。
图13显示了这样一种设计，其中利用激光在安全纸130的薄位置134区域中产生边缘尖锐的开孔132。薄位置134例如通过抽取压力形成层(通过将纸浆注入到缸模中形成的纸层)形成或利用制电版形成。由于在薄位置134的区域中，纸厚度减少，因此在激光切割时能够利用低的激光功率。利用这种方式，可以获得高的切割速度，从而实现更加复杂的形状。这种改变可以与用激光在纸张基底上形成边缘尖锐的开孔的所有实施方式组合。
下面将参照图14和15描述本发明的另一个示例性的实施方式。在图14中的实施方式中，首先利用激光在纸张基底140上形成预定形状的薄位置142。在这里，纸张材料被蒸发、烧焦或被融化。大部分的材料被融化，而在基底上仅保留较小的厚度144，如图14(a)所示。在一些位置，依赖于基底的厚度容限，可以在融化所有的材料。由于薄位置是通过激光切割产生的，边缘表面146被尖锐地界定并且是光滑的。
激光处理后留下的纸段144通过吹或吸操作而被去除。由于纸层非常薄，纸段144在其边缘被撕裂，并且利用这种方式在通孔145的边缘表面产生不规则的子区域148，如图14(b)中的截面图或图14(c)中的俯视图所示。
开孔145的边缘表面沿着通过纸张厚度的方向延伸，从纸张基底的表面141开始，连续地通过尖锐界定的子区域146直到具有特有不规则形状的子区域148。当观看安全纸时，通孔145在安全纸的相对侧表现为不同的形状，这依赖于尖锐界定的边缘区域146或不规则边缘区域148是否与纸表面邻接。
作为激光制造的开孔和纸基底(图13)中的薄位置的示例性组合，图15中的示例性实施方式首先显示了在安全纸150中用造纸技术(例如，水印)产生的薄区域151。如参照图14所述，在薄位置151的区域中，用激光产生第二边缘尖锐的薄位置152，其仅留下纸基底的少量残留厚度154，如图15(a)所示。
通过吹或吸操作将残留的纸段154撕裂，从而使得在纸基底150的底部产生不规则边缘表面158，如图15(b)所示。相反，通过激光切割产生的边缘区域156被尖锐地界定。所产生的通孔160被嵌入在水印区域151，当穿过其观看时，通孔160是清楚可见的，如图15(c)所示。应该理解，通孔160和水印区域151的设计还可以在意思上关联。
沿着通过纸张厚度延伸的方向，开孔160的边缘表面，尖锐界定的子区域156和特有的不规则形状子区域158连续地显示。在这里，当从安全纸的相对侧观看时，通孔160表现为不同的形状，这依赖于尖锐界定的边缘区域156或不规则边缘区域158是否与纸表面邻接。
在所描述的实施方式中，边缘尖锐的开孔还可以通过冲孔工具而不是激光产生。激光切割的开孔的边缘表面没有必要与纸张表面平行或垂直，如图中的简化所示。相反，当在切割时，可以有利地将激光源和/或纸张以一定的角度设置，从而产生“锥形的”边缘。
为此，在图16(a)和16(b)中显示了这样两个示例性的实施方式，其中边缘尖锐的、激光切割的开孔172和174被引入到纸张基底170。通过合适地使激光束偏离和倾斜，可以根据需要设置开孔的边缘表面178的倾斜。如从外观上可以看到的那样，锥形边缘导致箔176和纸基底170之间的较软过渡。通过这种边缘形状，大大降低了开孔的易脏性。
此外，图16(a)中的、边缘表面具有不同倾斜的设计被证明在具有箔(未示出)的双层开孔结构中是非常有利的。通过这种边缘设计可以最小化在相对箔之间存在潜在空气的问题。
作为另一个有利效果，图16中的开孔还具有附加的光学效果，由于在不同的方向观看时，它们显示为不同大小。