本發(fā)明涉及用于將水印形成在紙中的水印形成元件、包括這種水印形成元件的網(wǎng)籠罩、制造這種網(wǎng)籠罩的方法、使用這種網(wǎng)籠罩來(lái)造紙的方法和由該造紙方法制造的紙。

背景技術(shù)：

在許多安全文件中使用水印是相當(dāng)普遍的。高安全性的多色調(diào)水印通常使用網(wǎng)籠工藝來(lái)形成，這些水印通常稱為圓網(wǎng)水印。圓網(wǎng)水印通過(guò)改變紙纖維的密度而形成，使得在一些區(qū)域中纖維比原紙層的纖維更致密、而在其它區(qū)域與原紙層的纖維相比較不致密，所述原紙層圍繞所述更致密的區(qū)域和較不致密的區(qū)域并且將該更致密的區(qū)域與較不致密的區(qū)域分開(kāi)。當(dāng)在透射光中觀察時(shí)，較不致密的區(qū)域比原紙亮，而較致密的區(qū)域比原紙暗，并且這些反差可非常清楚地看到。不同類型的水印具有不同的優(yōu)點(diǎn)。圓網(wǎng)水印(通常在壓花網(wǎng)籠罩上形成)通常是圖形圖像(例如肖像)，并且可以非常詳細(xì)和復(fù)雜，這顯著降低了偽造的風(fēng)險(xiǎn)。

在圓網(wǎng)造紙中，紙是形成在覆蓋網(wǎng)籠的部分浸沒(méi)的金屬絲網(wǎng)上，網(wǎng)籠在含有包括紙纖維的稀釋?xiě)腋∫旱募垵{的槽中旋轉(zhuǎn)。當(dāng)網(wǎng)籠旋轉(zhuǎn)時(shí)，水被抽吸通過(guò)金屬絲網(wǎng)，從而將纖維沉積到網(wǎng)籠表面上。當(dāng)網(wǎng)籠罩的金屬絲網(wǎng)被壓花時(shí)，纖維以較小或較大的厚度分別沉積在壓花的凸起單元和凹陷單元上，以便將三維水印形成在成品紙中。

在最終水印中的紙厚度變化是纖維在水被抽吸通過(guò)金屬絲網(wǎng)時(shí)從壓花網(wǎng)目的凸起區(qū)域移動(dòng)到壓花網(wǎng)目的凹陷區(qū)域的結(jié)果。纖維的運(yùn)動(dòng)以及因此在水印中的色調(diào)變化由排泄速率決定，且其取決于壓花的輪廓。這使得能夠很好地控制水印圖案的灰度，從而產(chǎn)生在壓花圓網(wǎng)水印工藝中所特有的精細(xì)色調(diào)范圍。

傳統(tǒng)的壓花圓網(wǎng)水印必須在由金屬絲網(wǎng)的物理特性所施加的限制內(nèi)進(jìn)行。對(duì)網(wǎng)籠罩的金屬絲網(wǎng)壓花降低了其強(qiáng)度，并增加了在造紙過(guò)程中損壞網(wǎng)籠罩和紙的風(fēng)險(xiǎn)。如果從深的壓花區(qū)域到顯著升高的區(qū)域有急劇的過(guò)渡，則情況尤其如此。此外，在復(fù)雜的圖形水印中，由于壓花期間而被施加在網(wǎng)籠罩自身上的應(yīng)力而難以將非常淺的色調(diào)并置于非常深的色調(diào)附近。在壓花中的側(cè)壁的“垂直度”的極限值約為70％，以避免這些問(wèn)題。但是，側(cè)壁越垂直，圖像就越清晰，因?yàn)樵诿靼祬^(qū)域之間有更大的反差。圍繞這些問(wèn)題的一個(gè)途徑是將在壓花模上使用過(guò)切，這為金屬絲網(wǎng)的變形提供了空間。但是，通常很難調(diào)整水印圖像以提供這樣的過(guò)切。

水印圖像分辨率還受到金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)目的粗度的限制。此外，金屬絲網(wǎng)將標(biāo)記疊加在紙上(因?yàn)樗蔷幙椊Y(jié)構(gòu))。這也可能損害水印圖像的分辨率和清晰度。

這些限制中的一些可通過(guò)使用更細(xì)的金屬絲來(lái)降低，但是這導(dǎo)致降低的網(wǎng)籠罩耐用性(由于更細(xì)的金屬絲磨損得更快)。

使用壓花圓網(wǎng)技術(shù)生產(chǎn)展現(xiàn)很大表面積的淺亮水印區(qū)域也是非常困難的。

用于產(chǎn)生均勻的淺色調(diào)區(qū)域(并提供增強(qiáng)的水印安全性)的另一種工藝是電鑄工藝。在電鑄工藝中，薄金屬片(一般以圖形或字母的形式)一般通過(guò)縫合或焊接施加到網(wǎng)籠罩的金屬絲網(wǎng)上。電鑄引起排泄和纖維沉積的顯著減少，從而在紙中形成淺亮水印。以這種方式形成的電鑄水印可以比壓花圓網(wǎng)水印的最淺區(qū)域更淺。電鑄工藝在造紙中是公知的，并已描述于例如us-b-1901049和us-b-2009185中。

因此，電鑄水印是紙厚度均勻減小的紙區(qū)域。該區(qū)域通常相當(dāng)小，并且紙厚度(纖維密度)的變化是非常明顯的，以便產(chǎn)生非常淺亮的區(qū)域。電鑄工藝的局限性在于，如果電鑄版太大，則可能在紙上產(chǎn)生孔。電鑄版的典型寬度在0.2至1.2mm之間，厚度在500和700μm之間，以避免這些問(wèn)題。

上述兩種類型的水印具有安全防偽的優(yōu)點(diǎn)，并為紙?zhí)峁?shù)百年安全防偽的支柱。但是，兩者均可能有弱點(diǎn)，并且與所有的安全裝置一樣，需要改進(jìn)它們。一種方法是提供更復(fù)雜和技術(shù)要求更高的設(shè)計(jì)。

這些復(fù)雜的設(shè)計(jì)可能需要在同一設(shè)計(jì)中組合壓花圓網(wǎng)水印與電鑄水印(或水印區(qū)域)。例如，電鑄版已被用于在壓花圓網(wǎng)水印內(nèi)產(chǎn)生非常亮的光亮部分。一個(gè)這樣的例子是呈動(dòng)物頭部形式的水印，其中獅子的明亮眼睛是電鑄水印。在透射中，所述眼睛將顯得比由壓花產(chǎn)生的水印部分顯得更明亮，從而將提供由壓花水印自身通常不能實(shí)現(xiàn)的對(duì)比度。

將電鑄水印集成到壓花圓網(wǎng)水印中的一個(gè)問(wèn)題在于：難以將電鑄版附接到網(wǎng)籠的金屬絲網(wǎng)的起伏的壓花區(qū)域上。電鑄版所附接的具體區(qū)域必須是平坦的，這當(dāng)然在起伏的結(jié)構(gòu)中是有問(wèn)題的。但是，用于將電鑄版放置在金屬絲網(wǎng)的壓花區(qū)域內(nèi)的過(guò)程是非常困難的。通常需要增強(qiáng)的平臺(tái)或其他形式的支撐并且同時(shí)電鑄版需焊接到金屬絲網(wǎng)上，以便防止金屬絲網(wǎng)以及壓花的變形。任何變形都可導(dǎo)致水印設(shè)計(jì)受到損害。但是，由于壓花的性質(zhì)，通常情況下難以提供適宜的支撐。

將電鑄版添加到壓花網(wǎng)籠罩也是耗時(shí)的過(guò)程。這增加了制造用于生產(chǎn)的網(wǎng)籠罩的時(shí)間及其成本。制造用于壓花圓網(wǎng)水印的網(wǎng)籠罩的過(guò)程已經(jīng)很冗長(zhǎng)了。一旦藝術(shù)作品創(chuàng)作出來(lái)，其必須轉(zhuǎn)換成程序，該程序操縱銑床，以便生產(chǎn)壓花模具。然后，壓花模具被用于對(duì)金屬絲網(wǎng)進(jìn)行壓花。

作為將電鑄版用于在圓網(wǎng)水印中產(chǎn)生光亮部分的替代方案，能夠?qū)㈥P(guān)閉在某些區(qū)域中的絲網(wǎng)開(kāi)口以防止排泄。但是，這并不產(chǎn)生利用電鍍版能夠獲得的清晰對(duì)比。

圓網(wǎng)造紙機(jī)通常用于制造一個(gè)或多個(gè)紙幅。紙幅隨后被切割成中間紙頁(yè)，然后通常進(jìn)一步切割成用于制作文件的更小紙頁(yè)。紙?jiān)谄渖闲纬傻木W(wǎng)籠罩的長(zhǎng)度由要生產(chǎn)的紙幅的數(shù)量確定，其中，每個(gè)紙幅的寬度對(duì)應(yīng)于一個(gè)中間紙頁(yè)的寬度。通常，所述長(zhǎng)度將使得能夠生產(chǎn)三個(gè)紙幅。網(wǎng)籠罩的周長(zhǎng)相當(dāng)于數(shù)個(gè)中間紙頁(yè)的長(zhǎng)度。作為非限制性示例，可以存在三個(gè)紙幅和六個(gè)中間紙頁(yè)，因此，網(wǎng)籠罩的表面積將對(duì)應(yīng)于18(3×6)個(gè)中間紙頁(yè)的表面積。由于每個(gè)中間紙頁(yè)隨后被切割成多個(gè)更小的安全文件，因此在每個(gè)中間紙頁(yè)中產(chǎn)生的水印的數(shù)量必須使得在每個(gè)成品文件中產(chǎn)生需要的水印。因此，典型的網(wǎng)籠罩可以具有用于約700個(gè)文件的壓花/電鑄版。

但是，可能方便的是，每個(gè)紙幅具有不同的水印。這使得能夠在單次制造中生產(chǎn)例如用于護(hù)罩的所有頁(yè)面，所述所有頁(yè)面在每一頁(yè)面上都具有不同的水印。在不同紙幅上需要不同水印增加了制造網(wǎng)籠罩的復(fù)雜性，因?yàn)殡y以機(jī)械地放置它們。這也因給每個(gè)變體制作單獨(dú)的模具或電鑄版的費(fèi)用而顯著增加了成本。

為了使由壓花的賦形表面形成的水印的明暗區(qū)域之間的差異最大化，希望控制壓花的凸起部分和凹陷部分中的排泄。目前在凸起區(qū)域中通過(guò)降低排泄速率(即在形成過(guò)程中水通過(guò)金屬絲網(wǎng)的速率)而實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，降低排泄速率通常是通過(guò)將不可滲透的元件(例如金屬板或塑料元件)放置在金屬絲網(wǎng)的最內(nèi)層而實(shí)現(xiàn)。金屬絲網(wǎng)的編織結(jié)構(gòu)仍然使得水能夠通過(guò)其側(cè)向排出，盡管速度降低。但是，徑向排泄被不可滲透的元件阻擋。

在凹陷區(qū)域，通過(guò)提高整體排泄速率來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，例如將真空施加到網(wǎng)籠罩，或通過(guò)在漿料水平之下啟動(dòng)排泄過(guò)程，例如通過(guò)使用網(wǎng)籠簾。另一種方法是增加成形表面的壓花深度。但是，這使得網(wǎng)籠罩更容易受到損壞，可能導(dǎo)致難于將部分成形的紙釋放到毯帶(formex)上，毯帶將紙從造紙機(jī)的濕端輸送到壓榨部。

兩種解決方案都不是非常有效的。網(wǎng)下排泄限制受限于側(cè)向排泄，其來(lái)源于金屬絲網(wǎng)的3維結(jié)構(gòu)。施加真空和網(wǎng)籠簾兩者均同時(shí)影響凸起區(qū)域和凹陷區(qū)域，使得它們成為選擇性排泄控制的粗略工具。

us-a-2010/0175843和us-a-2013/0092337提出了一種用于生產(chǎn)多色調(diào)水印的替代方法。在該方法中，代替壓花網(wǎng)籠罩，穿孔的水印“插入件”被附接到提供多級(jí)浮雕的網(wǎng)籠罩。插入件可以被注射成型以便提供賦型表面穿孔。替代地，插入件被深拉或熱沖壓。

us-a-2013/0255896還提出了一種生產(chǎn)多色調(diào)水印的替代方法。在該方法中，將“部件”附接到網(wǎng)籠罩，該部件具有賦形表面和圓錐形穿孔，所述圓錐形穿孔從賦形表面延伸到相對(duì)的排泄表面。通過(guò)激光燒結(jié)法(例如slm或sls)制造該部件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

但是，總是需要改進(jìn)形成水印的工藝。一個(gè)目的是提高水印的質(zhì)量，特別是提高形成當(dāng)前通過(guò)壓花圓網(wǎng)水印和電鑄水印所產(chǎn)生效果的能力，使得復(fù)雜的多色調(diào)的設(shè)計(jì)或圖像能夠形成為具有彼此相鄰的鮮明對(duì)比的深淺區(qū)域。

另一個(gè)目的是提供一種用于生產(chǎn)網(wǎng)籠罩的方法，所述網(wǎng)籠罩使得每個(gè)水印或一些水印能夠被單獨(dú)地修改。

另一個(gè)目的是通過(guò)減少?gòu)漠a(chǎn)生藝術(shù)作品到完成網(wǎng)籠罩所花費(fèi)的時(shí)間來(lái)改進(jìn)生產(chǎn)網(wǎng)籠罩的工藝。

再一個(gè)目的是通過(guò)簡(jiǎn)化制造工藝來(lái)降低制造網(wǎng)籠罩的成本，同時(shí)保持由所得的網(wǎng)籠罩產(chǎn)生復(fù)雜的多色調(diào)設(shè)計(jì)或圖像的能力，所述復(fù)雜的多色調(diào)設(shè)計(jì)或圖像具有彼此相鄰且鮮明對(duì)比的明暗區(qū)域。

又一個(gè)目的仍然是通過(guò)利用能夠使用更便宜的材料并減少材料浪費(fèi)的方法來(lái)降低網(wǎng)籠罩的生產(chǎn)成本。

因此，本發(fā)明提供了一種用于在紙中形成至少一個(gè)水印的水印形成元件，所述水印形成元件具有一體的本體，所述本體包括具有一個(gè)或多個(gè)水印形成區(qū)域的水印形成表面、以及排泄表面，所述水印形成元件具有多個(gè)排泄通道，所述排泄通道從所述水印形成表面中的前表面孔口延伸到所述排泄表面，其中，所述前表面孔口中的至少一些被成形為限定字母數(shù)字、符號(hào)或圖形圖像中的至少一種，所述水印形成元件還包括位于所述水印形成表面與所述排泄表面之間的過(guò)濾層，所述過(guò)濾層具有過(guò)濾層孔口，所述過(guò)濾層孔口的最大寬度小于限定字母數(shù)字、符號(hào)或圖形圖像中的至少一種的前表面孔口的最小寬度。

優(yōu)選地，所述水印形成元件的形狀是字母數(shù)字、符號(hào)或圖形圖像。

本發(fā)明還提供了一種用于在紙中形成至少一個(gè)水印的水印形成元件，所述水印形成元件具有一體的本體，所述本體包括具有一個(gè)或多個(gè)水印形成區(qū)域的水印形成表面、以及排泄表面，所述水印形成元件具有多個(gè)排泄通道，所述排泄通道從所述水印形成表面中的前表面孔口延伸到所述排泄表面，其中，所述前表面孔口被成形為限定至少兩種不同的形狀。

本發(fā)明還提供了一種用于在紙中形成至少一個(gè)水印的水印形成元件，所述水印形成元件具有一體的本體，所述本體包括具有一個(gè)或多個(gè)水印形成區(qū)域的水印形成表面、以及排泄表面，所述水印形成元件具有多個(gè)排泄通道，所述排泄通道從所述水印形成表面中的前表面孔口延伸到所述排泄表面，其中，所述水印形成元件的形狀是字母數(shù)字、符號(hào)或圖形圖像。

優(yōu)選地，所述前表面孔口中的至少一些被成形為限定字母數(shù)字、符號(hào)或圖形圖像中的至少一種。

優(yōu)選地，由所述前表面孔口中的所述至少一些所限定的形狀與所述水印形成元件的形狀相同，或者連貫起來(lái)與所述水印形成元件的形狀相關(guān)。

優(yōu)選地，由所述前表面孔口中的所述至少一些限定的所述至少一種字母數(shù)字、符號(hào)或圖形圖像是負(fù)像的或者是正像的。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，由所述前表面孔口中的所述至少一些限定的至少一種字母數(shù)字、符號(hào)或圖形圖像是正像的，并且由所述前表面孔口中的所述至少一些限定的至少一種字母數(shù)字、符號(hào)或圖形圖像是負(fù)像的。

優(yōu)選地，所述水印形成元件由多個(gè)層形成，每個(gè)層設(shè)置有排泄孔口，每個(gè)層中的所述排泄孔口與任何相鄰層中的排泄孔口至少部分地重疊，以便形成所述排泄通道。

優(yōu)選地，每個(gè)層由多個(gè)子層形成。

優(yōu)選地，所述層和/或子層被熔合在一起以便形成一體的本體。

優(yōu)選地，所述水印形成元件通過(guò)3d打印形成。

所述水印形成元件可以由一種聚合物材料或多種不同的聚合物材料形成，或者由一種金屬材料或多種不同的金屬材料形成。

優(yōu)選地，所述前表面孔口的最小橫截面面積和所述排泄通道的任何一個(gè)截面的最小橫截面面積為0.01mm²。

不同層中的排泄孔口的形狀可以是不同的。

優(yōu)選地，任意一個(gè)層可以具有橫截面面積和/或形狀不完全相同的排泄孔口。

優(yōu)選地，所述前表面孔口的總橫截面面積處在所述水印形成元件的總表面面積的1％至40％的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在15％至30％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在15％至25％的范圍內(nèi)。

所述層可以是平面的。

優(yōu)選地，所述水印形成表面在所述一個(gè)或多個(gè)水印形成區(qū)域中被賦予一定形狀，以便在形成于所述水印形成區(qū)域上的紙中提供色調(diào)變化。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述排泄表面孔口的形狀、尺寸、間距和/或分布在所述一個(gè)或多個(gè)水印形成區(qū)域內(nèi)變化，以便在形成于所述水印形成區(qū)域上的紙中提供色調(diào)變化。

優(yōu)選地，用于形成所述至少一種字母數(shù)字、圖形圖像或符號(hào)的所述前表面孔口的最小寬度處在0.1至5.0mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地處在0.3至3.0mm的范圍內(nèi)，最優(yōu)選地處在0.3至1.0mm的范圍內(nèi)。

優(yōu)選地，所述過(guò)濾層孔口37的寬度處在0.1至1mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地處在0.4至1.0mm的范圍內(nèi)。

從所述水印形成表面到所述過(guò)濾層的最大距離可以處在0.1至3.0mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選地處在0.3至2.00mm的范圍內(nèi)。

所述過(guò)濾層的厚度可以處在0.1至1.0mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選地處在0.3至0.6mm的范圍內(nèi)。

提供所述排泄表面的層的厚度優(yōu)選地處在0.6至6.0mm的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選地處在1至3.0mm的范圍內(nèi)。

本發(fā)明還提供了一種用于制造具有至少一個(gè)水印的紙的網(wǎng)籠罩，所述網(wǎng)籠罩包括至少一個(gè)有孔層和附接至所述至少一個(gè)有孔層的至少一個(gè)水印形成元件。

優(yōu)選地，所述水印形成元件位于在所述至少一個(gè)有孔層中形成的凹口中，或者位于在所述至少一個(gè)有孔層中形成的切去部分中。

替代地，所述水印形成元件位于在所述至少一個(gè)有孔層中形成的凹口中以及在另一個(gè)有孔層中形成的切去部分中。

本發(fā)明還提供了一種制造網(wǎng)籠罩的方法，其中，所述一個(gè)或多個(gè)水印形成元件由3d打印工藝形成。

所述一個(gè)或多個(gè)水印形成元件可以被形成并隨后附接到所述至少一個(gè)有孔層上。

替代地，所述一個(gè)或多個(gè)水印形成元件直接形成在所述至少一個(gè)有孔層上。

本發(fā)明還提供了一種制造帶水印的紙的方法，所述方法包括將纖維沉積在網(wǎng)籠罩上的步驟。

本發(fā)明還提供了由所述方法形成的紙。

本發(fā)明還提供了一種由這種紙制成的安全文件，所述安全文件包括鈔票、護(hù)照、證書(shū)、票證等。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將參考附圖僅以示例的方式來(lái)描述水印形成元件及其單元、網(wǎng)籠罩以及制造網(wǎng)籠罩、水印形成元件和紙的方法，附圖中：

圖1是用于形成網(wǎng)籠罩的金屬絲網(wǎng)的一部分的截面；

圖2a和2b是不同的水印形成元件的平面圖；

圖3a是圖2a的水印形成元件沿著線iii-iii的截面?zhèn)纫晥D；

圖3b至3d是圖2b的水印形成元件的截面?zhèn)纫晥D；

圖4是圖2的水印形成元件的水印形成表面中的前表面孔口的平面圖；

圖5a和5b是沿著線v-v通過(guò)限定圖4的前表面孔口的一對(duì)相鄰的兩個(gè)不同孔口限定構(gòu)件的截面圖；

圖6a至6e示出了替代水印形成元件的結(jié)構(gòu)；

圖7a至7d示出了另一替代水印形成元件的結(jié)構(gòu)；

圖8至圖17是附接到網(wǎng)籠罩的金屬絲網(wǎng)上的又一替代水印形成元件的截面?zhèn)纫晥D；

圖18是單個(gè)水印形成元件的平面圖；

圖19是由圖18的水印形成元件構(gòu)成的嵌裝圖案的紙頁(yè)部分；

圖20是用于生產(chǎn)具有相同水印的多個(gè)文件的單個(gè)水印形成元件；

圖21至24和26至28是不同水印形成元件的不同水印形成表面的各部分；

圖25是另一替代水印形成元件；

圖29和30是具有過(guò)濾層的水印形成元件的截面?zhèn)纫晥D；

圖31是圖29和30的水印形成元件的水印形成表面的平面圖，示出了底層過(guò)濾層；以及

圖32是具有過(guò)濾層的替代水印形成元件的截面?zhèn)纫晥D。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)注意，在以下描述具體涉及造紙的時(shí)候，這應(yīng)被解釋為指由任何纖維基材制造的紙，由天然纖維和/或合成纖維制造均可。

帶水印的紙通常形成于部分浸沒(méi)的網(wǎng)籠罩上(在造紙機(jī)的濕端處)，此時(shí)它在含有紙漿的槽中旋轉(zhuǎn)。紙漿通常包括紙纖維的含水懸浮液，所述紙纖維可以是天然纖維、合成纖維或兩者的組合。在網(wǎng)籠旋轉(zhuǎn)時(shí)，水被抽吸通過(guò)金屬絲網(wǎng)10，從而將纖維沉積到表面網(wǎng)11上。

典型的現(xiàn)有技術(shù)的網(wǎng)籠罩由多層金屬絲網(wǎng)10形成，如圖1所示。這些層通常由金屬絲網(wǎng)或別的有孔表面制成。最外層(當(dāng)金屬絲網(wǎng)10纏繞在網(wǎng)籠周圍時(shí))被稱為表面網(wǎng)11，下一層是背襯層，本文稱為第一背襯層12。表面網(wǎng)11和第一背襯層12是通常設(shè)置有形成水印的壓花13的層。這些層11、12之后通常是第二背襯層14，該層通常具有切去區(qū)域15，切去區(qū)域容納壓花13的向內(nèi)突出的區(qū)域。最內(nèi)層(當(dāng)金屬絲網(wǎng)10纏繞在網(wǎng)籠周圍時(shí))通常是不被壓花或不被切斷的第三背襯層16，其向疊覆的各層11、12、14提供總體支撐和強(qiáng)度。通常，表面網(wǎng)11具有最小的網(wǎng)孔，第三背襯層(最內(nèi)層)16具有最大的網(wǎng)孔。

為了形成電鑄水印，電鑄版17可以用適宜的方法(例如焊接或軟釬焊)附接到表面網(wǎng)11。

對(duì)于某些類型的壓花13，支撐元件18可以插入在最后的壓花層(在本示例中為第一背襯層12)與下一相鄰層(在本示例中為第三背襯層16)之間。支撐元件18通常由其中鉆有孔的不銹鋼制造，以供排泄。這些支撐元件18不像電鑄版17的方式那樣提供排泄限制，而是被設(shè)置成在造紙過(guò)程中當(dāng)網(wǎng)籠罩受到壓力時(shí)幫助防止壓花13變形。

作為使用現(xiàn)有技術(shù)的壓花13和/或電鑄版17的替代方案，可以通過(guò)使用水印形成元件20形成水印。至少一個(gè)水印形成元件20優(yōu)選地附接到網(wǎng)籠罩的金屬絲網(wǎng)10上。應(yīng)當(dāng)注意，就層11、12、14、16的數(shù)量而言，金屬絲網(wǎng)10可以具有與圖1相似的結(jié)構(gòu)，金屬絲網(wǎng)10也可以具有不同數(shù)量的層。水印形成元件20具有水印形成表面21。水印形成表面21的至少一部分可以具有賦形輪廓，類似水印壓花13的表面，其提供一個(gè)或多個(gè)水印形成部分52。纖維以較小或較大的厚度沉積在水印形成部分52的凸起單元和凹陷單元上，以便在成品紙中形成3維水印。水印形成表面21還可以具有非賦形部分(非水印形成部分)，在其上產(chǎn)生沒(méi)有水印的紙。但是，可以通過(guò)其它手段和/或替代手段(例如通過(guò)改變液體從紙漿通過(guò)該水印形成元件的排泄速率)來(lái)控制纖維的沉積以便形成水印。這些手段如下所述。

水印形成元件20具有一體的本體(即，本體不包括可辨別的單獨(dú)的層)，多個(gè)排泄通道22從水印形成表面21中的前表面孔口23延伸到相對(duì)的排泄表面25中的排泄表面孔口24(見(jiàn)圖3a至3d)。排泄通道22不僅位于水印形成部分52中，而且位于非水印形成部分中。排泄通道22使得來(lái)自紙漿的液體能夠通過(guò)水印形成元件20排出，以便使得纖維能夠沉積在水印形成表面21上。每個(gè)排泄通道22的橫截面面積優(yōu)選地隨著其從水印形成表面21延伸到排泄表面25而增加，以便促進(jìn)液體的流動(dòng)(如圖6a至6e所示)。優(yōu)選地，前表面孔口23的和排泄通道22的任何部分的最小橫截面面積為0.01mm²。但是，當(dāng)其從水印形成表面21延伸到排泄表面25時(shí)，一個(gè)或多個(gè)排泄通道22的橫截面面積可以保持恒定，也可以減小。

每個(gè)前表面孔口23優(yōu)選地具有彎曲邊緣26，其從水印形成表面21延伸到排泄通道22的內(nèi)壁29。邊緣26的曲率半徑(r)被選擇為使纖維保留率隨著液體通過(guò)水印形成元件20排出而降低和有助于凈化水印形成元件20。邊緣26的曲率半徑(r)優(yōu)選地處在0.05至0.25mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地處在0.1至0.15mm的范圍內(nèi)(見(jiàn)圖5a和5b)。

液體通過(guò)排泄通道22的連續(xù)流動(dòng)是重要的，因?yàn)槎氯赡軐?dǎo)致水印的缺陷。排泄通道22的尺寸、數(shù)量、截面形狀和/或輪廓優(yōu)選地選擇為在不同的區(qū)域中提供受控的排泄速率，以便形成所需的水印。因此，水印形成元件20和網(wǎng)籠罩提供具有可變孔隙率的成形表面，使得具有較低孔隙率的區(qū)域在紙中產(chǎn)生低克重區(qū)域(即具有較低的纖維密度的更亮的區(qū)域)，而具有更高孔隙率的區(qū)域使得產(chǎn)生更高克重的區(qū)域(即具有更高纖維密度的更暗的區(qū)域)能夠產(chǎn)生。

從圖3a到3d可以看出，由于水印形成表面21的變化的輪廓，一些排泄通道22可以比其它排泄通道長(zhǎng)。與較短的排泄通道20相比，較長(zhǎng)的排泄通道20對(duì)液流的流動(dòng)提供了更大的阻力，因此在紙中產(chǎn)生了與由較短的排泄通道20產(chǎn)生的區(qū)域相比更亮的區(qū)域。因此，可以不僅通過(guò)水印形成表面21的輪廓的變化來(lái)控制紙密度的變化，而且可以(替代地或另外地)借助于通過(guò)排泄通道22的液體流速來(lái)控制紙密度的變化。

在前表面孔口23之間，水印形成表面21包括實(shí)心區(qū)域27。這些實(shí)心區(qū)域27還使得能夠?qū)w維在水印形成表面21上的沉積進(jìn)行控制。這些實(shí)心區(qū)域27可以是規(guī)則的和小的，也可以通過(guò)改變它們的尺寸和位置而被用于產(chǎn)生電鑄水印的同等物，即明顯更亮/更淺的區(qū)域。每個(gè)實(shí)心區(qū)域27上的纖維沉積是實(shí)心區(qū)域27的寬度(即相鄰的前表面孔口23之間的距離)和實(shí)心區(qū)域27相對(duì)于水印形成表面21的相鄰部分的高度的函數(shù)。為了產(chǎn)生水印，實(shí)心區(qū)域27的優(yōu)選最大寬度約為2mm；否則纖維不能橋接實(shí)心區(qū)域21，這將導(dǎo)致紙中有孔。但是，如果希望在紙中形成孔，則實(shí)心區(qū)域27可以更大。

實(shí)心區(qū)域27可以是圓形的(如圖5a所示)或平坦的(如圖5b所示)。如果水印形成表面21具有可變的輪廓，所述輪廓具有峰(該處纖維較不致密地沉積)和谷(該處纖維更致密地沉積)，則實(shí)心區(qū)域27可以位于峰或谷內(nèi)，從而具有不同的效果。因此，峰單獨(dú)地將產(chǎn)生明亮的區(qū)域，而位于峰內(nèi)的高實(shí)心區(qū)域27將產(chǎn)生甚至更明亮的區(qū)域。谷單獨(dú)地將產(chǎn)生深暗區(qū)域，而位于谷內(nèi)的高實(shí)心區(qū)域27將產(chǎn)生與深暗區(qū)域直接相鄰或完全被深暗區(qū)域包圍的非常亮的高亮度部分。

水印形成元件20的實(shí)心區(qū)域27可以形成規(guī)則圖案，例如如圖2a和2b所示的網(wǎng)目狀圖案。它們也可以形成較大的區(qū)域，例如圖2b中用附圖標(biāo)記28標(biāo)示的區(qū)域。這些較大的實(shí)心區(qū)域28可以以數(shù)種不同的方式形成，這些方式的一些示例在圖3b-3d中示出。在圖3b所示的示例中，較大的實(shí)心區(qū)域28延伸跨越數(shù)個(gè)排泄通道22并封堵所述數(shù)個(gè)排泄通道。在圖3c和3d所示的示例中，較大的實(shí)心區(qū)域28從水印形成表面21延伸到排泄表面25。在圖3b和3c所示的例中，較大的實(shí)心區(qū)域28中的一個(gè)具有可變的輪廓(在這種情況下為階梯輪廓)，而另一實(shí)心區(qū)域具有平坦表面。

排泄表面孔口24之間的較大實(shí)心區(qū)域28的橫截面面積優(yōu)選地至少三倍于排泄表面孔口24的橫截面面積。

前表面孔口24限定一定形狀，并且由前表面孔口24限定的形狀可以從一組前表面孔口24到另一組而存在差異。該形狀可以是矩形等幾何形狀。替代地，該形狀可以是圓形、六邊形或別的幾何形狀。作為另一替代方案，它們可以限定非幾何的形狀。由前表面孔口24限定的形狀可以是規(guī)則的或不規(guī)則的。

由前表面孔口24限定的形狀可以呈至少一個(gè)字母數(shù)字、圖形圖像或符號(hào)的形式。在圖22所示的示例中，前表面孔口24本身呈蘋(píng)果的形狀。在圖23和24中，前表面孔口24呈文本(在這個(gè)例子中為字母tnw)的形式。優(yōu)選地，水印形成元件20具有限定至少兩個(gè)不同形狀的前表面孔口24。在這些示例中，前表面孔口24正像地限定各種形狀。但是替代地，它們可以負(fù)像地限定各種形狀，使得前表面孔口24之間的實(shí)心區(qū)域27具有上述形狀。如上所述，排泄表面孔口24中的一些可以負(fù)像地限定各種形狀，而一些可以正像地限定所述形狀。

如果前表面孔口24為至少一個(gè)字母數(shù)字、圖形圖像或符號(hào)，則前表面孔口24的最小寬度優(yōu)選地在0.1至5.0mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在0.3至3.0mm的范圍內(nèi)，最優(yōu)選地在0.3至1.0mm的范圍內(nèi)。特別地，如果前表面孔口限定字母數(shù)字，則任何字符(在該處其充當(dāng)前表面孔口24)的干的寬度優(yōu)選地不小于0.3mm，字符之間的空間(前表面孔口24之間的實(shí)心區(qū)域27)優(yōu)選地不小于0.3mm。用于前表面孔口24的最小和最大字符尺寸也可以由字體類型確定。還應(yīng)注意的是，盡管可能期望的是最小的前表面孔口24/干的寬度尺寸為0.3mm，但是在制造過(guò)程中，這些尺寸可以隨用于制造水印形成元件的機(jī)器的公差、材料、機(jī)型的結(jié)構(gòu)而變化。

如果前表面孔口24用于限定一個(gè)或多個(gè)字母數(shù)字、圖形圖像或符號(hào)以便使所得到的圖像清楚地被限定，則前表面孔口24總體的開(kāi)口橫截面面積可以使得紙纖維可穿透和堵塞排泄通道22。這可能妨礙進(jìn)一步的排泄和阻礙積聚起適當(dāng)量的纖維，從而導(dǎo)致不良形成的圖像。在一些情況下，紙纖維可一起穿過(guò)排泄通道22，這可導(dǎo)致紙中有孔。為了防止這種情況發(fā)生，至少一個(gè)過(guò)濾層36位于水印形成表面21與排泄表面25之間。過(guò)濾層36具有過(guò)濾層孔口37，其尺寸設(shè)計(jì)為防止紙纖維行進(jìn)得太遠(yuǎn)而進(jìn)入或通過(guò)排泄通道22，以防止發(fā)生該問(wèn)題。

如果水印形成元件20由多個(gè)層構(gòu)成，則過(guò)濾層36可以形成水印形成元件20的中間層之一(例如，代替下述圖6a-6e的第二層31或第三層32)。過(guò)濾層36優(yōu)選地是具有過(guò)濾層孔口37的網(wǎng)格件，過(guò)濾層孔口的最大寬度小于形成字母數(shù)字、圖形圖像或符號(hào)的前表面孔口23。參考圖29和30，這些圖示出了：第一層30(其本身可以由如下文描述的融合在一起的數(shù)個(gè)子層形成)，第一層30具有限定字母數(shù)字的前表面孔口23；過(guò)濾層36(其也可以由融合在一起的多個(gè)子層形成)，:過(guò)濾層36具有過(guò)濾層孔口37；和第三層32(其也可以由融合在一起的多個(gè)子層形成)，第三層具有排泄表面孔口24。該結(jié)構(gòu)的平面圖示于圖31，其中過(guò)濾層36的網(wǎng)格可通過(guò)形成文本textmark的前表面孔口23看到。

用于形成字母數(shù)字、圖形圖像或符號(hào)的前表面孔口23的寬度優(yōu)選地在0.1至5.0mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在0.3至3.0mm的范圍內(nèi)，最優(yōu)選地在0.3至1.0mm的范圍內(nèi)。過(guò)濾層孔口37的寬度優(yōu)選在0.1至1mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在0.4至1.0mm的范圍內(nèi)。但是，所選擇的尺寸將取決于用于形成字母數(shù)字、圖形圖像或符號(hào)的前表面孔口23的寬度。在其中存在不用于形成字母數(shù)字、圖形圖像或符號(hào)的前表面孔口23的水印形成元件20的任何區(qū)域中，前表面孔口23的最小寬度可以相同于或小于過(guò)濾層孔口37的最小寬度。

過(guò)濾層36的有效性可受其與水印形成表面21的距離的影響。因此，優(yōu)選的最大距離(其相當(dāng)于第一層(30)的最大厚度)在0.1至3.0mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在0.3至2.00mm的范圍內(nèi)。過(guò)濾層36的厚度優(yōu)選地在0.1至1.0mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在0.3至0.6mm的范圍內(nèi)。第三層32的優(yōu)選厚度優(yōu)選地在0.6至6.0mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在1至3.0mm的范圍內(nèi)。

如圖32所示，水印形成表面21可以具有變化的輪廓。在該實(shí)施例中字母數(shù)字、圖形圖像或符號(hào)所在的區(qū)域在具有變化輪廓的區(qū)域的任一側(cè)(盡管在其他實(shí)施例中，它們可在與變化輪廓的區(qū)域相同的區(qū)域中)。在這種布置中使用的過(guò)濾層36在所有這些區(qū)域的下面。如果前表面孔口23的尺寸和間距沒(méi)有變化，從而排泄通道22的上部分沒(méi)有變化，則過(guò)濾層孔口37的尺寸和間距可以與前表面孔口23的尺寸和間距(例如在變化輪廓的區(qū)域中)相同。在所示的實(shí)施例中，第一層30(其在本實(shí)施例中包括位于第一層30與過(guò)濾層36之間的任何其它層)的厚度有所變化，使得其下表面(該下表面鄰近過(guò)濾層36的上表面)是平面的，并且過(guò)濾層36的厚度優(yōu)選地是恒定的。替代地，第一層30的厚度可以是恒定的和起伏的，在這種情況下，過(guò)濾層36起伏并跟隨第一層30的輪廓。作為另外的選擇，過(guò)濾層36的輪廓可以以與第一層30不同的方式變化。

水印形成元件20可以具有限定一個(gè)形狀的一組前表面孔口23和限定一不同形狀的另一組前表面孔口23。第一組可以位于第二組內(nèi)。

在這些示例中，如果排泄表面孔口24的形狀限定一個(gè)特定形狀或一組形狀，則水印形成部分52中的水印形成表面21就不需要被賦予一定輪廓，盡管它可以被賦予一定輪廓。

除了選擇前表面孔口24的特定形狀之外，水印形成元件20可以呈特定形狀。例如，如圖25所示，水印形成元件20具有蘋(píng)果的形狀。前表面孔口24的形狀、水印形成元件20和/或所形成的水印的形狀也可以被選擇為彼此相同或連貫起來(lái)彼此相關(guān)。因此，在示例或圖25中，排泄表面孔口24和水印形成元件20呈蘋(píng)果的形式，而水印是艾薩克·牛頓先生的肖像。連貫起來(lái)相關(guān)的其他形狀可包括一個(gè)國(guó)家的國(guó)徽或地理輪廓和表示其貨幣的字母；貨幣的性質(zhì)和表示其價(jià)值的數(shù)字；國(guó)家的地理輪廓和來(lái)自其國(guó)旗的圖像，例如加納和星星、斯里蘭卡和持劍獅、巴基斯坦和新月；肖像和語(yǔ)錄或識(shí)別符號(hào)，例如丘吉爾和“在海灘上和他們奮戰(zhàn)”這句話、林肯和葛底斯堡演說(shuō)摘錄、華盛頓或富蘭克林和獨(dú)立宣言、簡(jiǎn)·奧斯丁和羽毛筆。水印形成元件20的形狀可以是符號(hào)、圖形圖像、字母數(shù)字或幾何或非幾何形狀。在該例子中，第一水印形成部分52a以頭部的形式形成具有淺和深色調(diào)的圖形水印。水印形成元件20可以具有由較大的實(shí)心區(qū)域28提供的邊界。這些可以提供將水印形成元件20錨定到表面網(wǎng)11的適宜手段。設(shè)置有第二水印形成部分52b，其以只有淺色調(diào)的蘋(píng)果的形狀形成電鑄型水印。

如果這種形狀的水印形成元件20附接到網(wǎng)籠罩的表面網(wǎng)11上，則在其上制造的成品紙就可以具有兩個(gè)不同的“網(wǎng)標(biāo)記”。當(dāng)基材的紙幅使用網(wǎng)籠罩形成時(shí)，表面網(wǎng)11的網(wǎng)目的輪廓產(chǎn)生跨越整個(gè)紙幅的所謂“網(wǎng)標(biāo)記”。通常，在經(jīng)絲(沿機(jī)器方向)與緯絲(沿橫向方向)交叉之處，形成了相對(duì)于經(jīng)絲和緯絲稍微升高的節(jié)。各節(jié)導(dǎo)致沉積在網(wǎng)籠罩表面上的基材纖維的密度非常微小的變化。表面網(wǎng)11的痕跡還導(dǎo)致成品基材的表面幾乎不可察覺(jué)的起伏和實(shí)際上肉眼無(wú)法區(qū)分的整個(gè)基材的規(guī)則圖案。如果水印形成元件20附接到表面網(wǎng)11，則成品紙將具有由表面網(wǎng)11的網(wǎng)目形成的一個(gè)網(wǎng)標(biāo)記、和由前表面孔口23和水印形成元件20的實(shí)心區(qū)域27形成的任何規(guī)則圖案形成的另一個(gè)網(wǎng)標(biāo)記。

如上所述，排泄速率可通過(guò)數(shù)種不同的手段(單獨(dú)地或組合地)來(lái)控制，并且這可用于在水印內(nèi)提供色調(diào)變化。排泄表面孔口的尺寸和/或形狀可以改變以便實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。用于以肖像形式形成水印的水印形成元件20的一些示例示于圖28a和28b。這些示例中的每一個(gè)中的水印形成表面21不必被賦予一定輪廓(盡管它也可以被賦予一定輪廓)，因?yàn)榕判贡砻婵卓?4的尺寸有所變化以便提供色調(diào)變化。在這些示例中，排泄表面孔口24具有相同的圓形形狀，盡管形狀可以改變。因此，排泄表面孔口24之間的實(shí)心區(qū)域27的尺寸也改變。

排泄表面孔口24可以正像地限定形狀(例如圖28a和28b中的圓形)，它們也可以負(fù)像地限定形狀(因此它們之間的實(shí)心區(qū)域27正像地具有該形狀)。替代地，水印形成部分52可以具有這樣的排泄表面孔口24，排泄表面孔口中的一些正像地限定形狀，而其中的一些負(fù)像地限定同一形狀。

在圖28所示的示例中，排泄表面孔口24具有圓形形狀。但是，色調(diào)變化可通過(guò)改變符號(hào)的形狀和/或尺寸、圖形圖像或字母數(shù)字形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，在具有字母形狀的排泄表面孔口28的情況中，在水印中的最終半色調(diào)圖像中形成較暗區(qū)域的水印形成元件20的區(qū)域?qū)⒕哂斜刃纬砂肷{(diào)圖像的較亮部分的排泄表面孔口24更大的干部寬度。

前表面孔口24之間的間隔也可以被改變，以便提供色調(diào)變化。因此，在成品紙中，由水印形成元件20中的間隔較近的前表面孔口24所在的區(qū)域形成的區(qū)域比由前表面孔口24在其中間隔較寬的區(qū)域形成的區(qū)域更暗。在圖25所示的示例中，存在中心帶x，其中前表面孔口24比位于帶x的任一側(cè)的那些孔口更靠近在一起。

這樣的水印形成元件20可用于提供水印的色調(diào)從其具有最亮色調(diào)的一個(gè)部分(優(yōu)選地端部或邊緣)到具有最暗色調(diào)的相對(duì)的部分(優(yōu)選地另一端或相對(duì)的邊緣)的連續(xù)變化。這可通過(guò)使用任何前述的攜帶色調(diào)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如通過(guò)改變水印形成表面21的至少一個(gè)水印形成部分52的高度/深度，或通過(guò)改變孔口，或兩者的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。該特征的一個(gè)示例在圖26中示出。在該示例中，水印形成部分52被配置為將至少一個(gè)水印產(chǎn)生在成品紙中，所述至少一個(gè)水印是連續(xù)的螺旋并且具有螺旋的一端(其為最暗區(qū)域)到另一端(其為最亮區(qū)域)的連續(xù)色調(diào)漸變。螺旋的亮端由較大的實(shí)心區(qū)域28產(chǎn)生，其相對(duì)于“正?！彼?即，水印形成表面21的非水印部分的水平)升高、以連續(xù)的速率逐漸降低高度直到達(dá)到水印形成表面21的正常水平(即非水印形成部分的水平)。這在圖26中被標(biāo)記為點(diǎn)a。在該點(diǎn)處，水印形成表面21開(kāi)始下降到正常水平以下，從而形成以連續(xù)的速率增加深度的通道60。通道的最深端(即，在螺旋的另一端)產(chǎn)生螺旋的最暗區(qū)域。

具有連續(xù)色調(diào)變化的這種水印優(yōu)選地呈連續(xù)線或帶的形式，所述連續(xù)線或帶可以是直的、彎曲的且其可以改變方向(例如單根直線、弧線、螺旋線、之字形線等)且其顯然具有相對(duì)的端部。這樣的水印可提供一種方便的檢查偽造品的方法，因?yàn)槠湓趩蝹€(gè)水印內(nèi)包括從淺到深連續(xù)漸變的所有多色調(diào)。

在一個(gè)示例中，成品紙?jiān)谒〉淖畎祬^(qū)域中的優(yōu)選克重至少是非水印區(qū)域的克重的140％。因此，在100gsm背景紙的一個(gè)優(yōu)選例中，其將是約140gsm，而對(duì)于90gsm的背景紙，其將是約126gsm。但是，這些區(qū)域可具有更高的克重(優(yōu)選地為非水印區(qū)域的克重的至少160％，或更優(yōu)選地至少180％)。水印的最亮區(qū)域的克重優(yōu)選地不超過(guò)非水印區(qū)域的克重的50％，更優(yōu)選地不超過(guò)40％，再優(yōu)選地不超過(guò)25％。因此，在90gsm背景紙的一個(gè)優(yōu)選示例中，最亮區(qū)域的克重為20gsm。

因此，對(duì)于90gsm紙，克重可以在約20gsm至高達(dá)約200gsm的范圍內(nèi)。

一種用于測(cè)量克重的技術(shù)如下。通過(guò)將樣品紙頁(yè)曝露于β射線源(c-14)并將通過(guò)紙頁(yè)的輻射記錄在x射線膠片上來(lái)產(chǎn)生射線照片。顯影的膠片用平板掃描器掃描，圖像的灰度級(jí)通過(guò)從已知克重的樣品獲得的校準(zhǔn)刻度而轉(zhuǎn)換為實(shí)際的克重值。

水印形成元件20還可以被配置為產(chǎn)生鄰近另一個(gè)水印的連續(xù)漸變水印，這提供了另一種方便的防偽檢查。連續(xù)漸變的水印提供了一個(gè)參考圖表，其中，其最暗的端部與相鄰水印中的最暗區(qū)域相匹配，而最亮的端部與其最淺的區(qū)域相匹配。連續(xù)漸變的水印還在中間具有原紙的顏色。

水印形成元件20還可以被配置為產(chǎn)生混合至另一水印的這種連續(xù)漸變水印。在圖27所示的示例中，在水印形成元件20的一個(gè)區(qū)域中，第一水印形成部分52a產(chǎn)生從ep-a-1468142為人們所知的類型的角部增強(qiáng)水印，其具有由具有恒定深度的通道60形成的恰好較深的陰影。第二水印形成部分52b形成在第一水印形成部分52a附近，第二水印形成部分被配置成提供從通道60的端部到第三水印形成部分52c中的圖形水印的連續(xù)色調(diào)漸變。

水印形成元件20還可以被配置為產(chǎn)生這樣的連續(xù)漸變水印，其具有在連續(xù)帶或線內(nèi)的文本或圖案。這些文本或圖案可以是更暗的區(qū)域和/或更亮的區(qū)域。

水印形成元件20可以由多個(gè)單獨(dú)的層形成，特別是如果使用如下所述的3d打印法來(lái)形成的話。但是，在成品水印形成元件20中，這些層可以整體地融合在一起，并且不能區(qū)分為單獨(dú)的層。這些層形成有孔口，孔口組合形成排泄通道22。形成水印形成表面21的頂層中的孔口的橫截面面積優(yōu)選地比形成排泄表面25的底層的橫截面面積小。但是，它們也可以具有更大的橫截面面積或相同的橫截面面積。

在一個(gè)示例中，如圖6a至6e所示，存在多個(gè)第一層30、第二層31、第三層32和第四層33。第一層30中的每一個(gè)設(shè)置有一個(gè)尺寸的孔口，該孔口形成前表面孔口23。第二層31中的每一個(gè)設(shè)置有具有比前表面孔口23更大的橫截面面積的孔口34。第三層31中的每一個(gè)設(shè)置有孔口35，孔口35具有比第二層31中的孔口34大的橫截面面積。第四層31中的每一個(gè)設(shè)置有具有橫截面面積比孔口35更大并且形成排泄表面孔口24的孔口。

盡管所示的例子示出的四個(gè)層30、31、32、33中的每一個(gè)層均為四層，但是形成水印形成元件20的層的數(shù)量不受限制，相同層的數(shù)量也可以變化。

不同層中的孔口23、34、35、24可以具有彼此相同的截面形狀(盡管具有不同的橫截面面積)，形狀也可以從層到層而異。

任意一層中的孔口23、34、35、24的橫截面面積也可以有變化，較大的孔口23、34、35、24提供的排泄能力和纖維沉積大于較小的孔口23、34、35、24。

前表面孔口23的總橫截面面積優(yōu)選地介于水印形成元件20的總表面面積的1％至40％之間，更優(yōu)選地介于5％至30％之間，再優(yōu)選地介于15％至25％之間。

圖6a-6d和7a-7d中所示的層30、31、32、33被示出為平面。但是，這些層可以是非平面的，例如在一個(gè)或多個(gè)方向上彎曲。

通過(guò)水印形成元件20的排泄速率可另外由提供支撐結(jié)構(gòu)的金屬絲網(wǎng)10(或其他有孔表面)中的開(kāi)口的開(kāi)口面積和平均開(kāi)口直徑來(lái)控制。開(kāi)口的平均直徑優(yōu)選地介于0.02-0.4mm之間，更優(yōu)選地介于0.05-0.1mm之間。金屬絲網(wǎng)10(或其它有孔表面)優(yōu)選地用不受水印形成表面21的漸變速率約束的方法產(chǎn)生。這使得能夠提高分辨率和對(duì)比度。

穿過(guò)水印形成元件20的排泄速度可進(jìn)一步控制，辦法是通過(guò)將水印形成表面21噴涂、涂覆或以其它方式覆蓋一定材料，該材料改變制造水印形成元件20的材料的疏水性。疏水性可這樣控制：利用具有不同的、能夠廣泛變化的親水或疏水性質(zhì)的兩種或更多種不同的材料來(lái)打印水印形成元件20，所述材料具有不同的表面能/接觸角。例如，如果蠟支撐材料(疏水性，非潤(rùn)濕性)沒(méi)有從3d打印元件中完全去除，則水不易于通過(guò)某些排泄通道22排出。這是因?yàn)樗蔚慕佑|角太大，形成的水滴將不會(huì)通過(guò)排泄通道22。結(jié)果，纖維沉積在該區(qū)域中的程度不像沉積在親水區(qū)域中的那樣多，繼而產(chǎn)生高亮部分。因此，如果兩種結(jié)構(gòu)聚合物用于形成水印形成元件20的不同區(qū)域(一個(gè)區(qū)域比另一個(gè)區(qū)域更疏水)，則盡管排泄通道22的尺寸在整個(gè)區(qū)域上可以均勻的，但是在使用疏水材料的位置處將沉積較少的纖維，因此圖像密度能夠被調(diào)制。

同樣地，也能夠通過(guò)用通過(guò)潤(rùn)濕作用鼓勵(lì)排泄的親水性樹(shù)脂、或者不鼓勵(lì)排泄的疏水性材料來(lái)涂覆、涂抹、打印或噴涂所需區(qū)域來(lái)調(diào)節(jié)在一些區(qū)域中的排泄。

水印形成元件20的結(jié)構(gòu)也可以被設(shè)計(jì)成使得在水印形成表面21下面的液體能夠向旁邊(側(cè)向)排出，其一個(gè)示例示于圖7a至7d中。形成水印形成表面21的主要部分的第一層30具有網(wǎng)目狀結(jié)構(gòu)，其具有方形的前表面孔口23。下面的第二層31設(shè)置有孔口34，該孔口34呈通道的形式，孔口34的通道從第二層31的一個(gè)邊緣伸到相對(duì)的邊緣。在該實(shí)施例中形成排泄表面25的第三層32還設(shè)置有孔口35，該孔口35呈現(xiàn)通道的形式，孔口35的通道沿著與第二層31的通道方向相似的方向從層31的一個(gè)邊緣延伸到另一個(gè)邊緣。第三層的通道具有比第二層31的通道寬度更大的寬度。該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生具有如圖7a所示的截面的水印形成元件20。因此，除了通過(guò)水印形成元件20從水印形成表面21延伸到排泄表面25的排泄通道22之外，還設(shè)置了一個(gè)或多個(gè)附加的排泄通道，該附加的排泄通道在水印形成元件20內(nèi)在水印形成表面下方側(cè)向地延伸。這些側(cè)向延伸的排泄通道可以從水印形成元件20的一側(cè)延伸到另一側(cè)，如圖7a-7d所示。替代地，它們可以簡(jiǎn)單地從水印形成元件20的周邊上的一個(gè)點(diǎn)延伸到另一點(diǎn)。這些排泄通道可以是直的，有角度的，彎曲的或呈任何其它適宜的形狀，并且可以沿機(jī)器或橫向方向延伸。側(cè)向排泄通道可以位于單一平面(或?qū)?0-33)中，它們也可以跨越兩個(gè)層或更多個(gè)層30-33。

盡管圖7a-7d中所示的水印形成元件被描述為具有單一的第一、第二和第三層30、31、32，但是上述情況也適用于以下場(chǎng)合：各層30、31、32中的每一個(gè)層由前面描述的多個(gè)層形成。此外，雖然所示例子示出了三個(gè)層30、31、32，但是形成水印形成元件20的層數(shù)不受限制。此外，與所示的層不同的層可以具有側(cè)向延伸的孔口35。

因此，上述水印形成元件20可以將輪廓形成的水印(壓花圓網(wǎng)水印)與受限排泄形成的水印(電鑄水印)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，以獲得水印的明暗區(qū)域與非常明亮區(qū)域之間的較大對(duì)比度。它們還可減輕起因于圓網(wǎng)水印和電鑄水印的一些設(shè)計(jì)約束，特別是：

-與通常的電鑄方法不同，水印形成元件20可用于形成水印的任何部分；

-水印形成元件20不限于具體尺寸，以便如傳統(tǒng)電鑄那樣獲得與背景相比的良好清晰度和對(duì)比度。使用這種水印形成元件20使得能夠更靈活地使用更大的范圍，以便實(shí)現(xiàn)更大范圍的藝術(shù)效果。特別地，電鑄圖像對(duì)比度可通過(guò)減小厚度來(lái)減小，如果從美學(xué)的角度來(lái)看這樣的效果是需要的話。這種細(xì)微差別也可通過(guò)增加圖像色調(diào)的復(fù)雜性來(lái)增強(qiáng)安全性；

-在成品文件需要組合圓網(wǎng)水印與電鑄水印的情況下，電鑄版相對(duì)于壓花的位置一直總是受到限制，這歸因于制造問(wèn)題和上面描述的問(wèn)題。這些不再適用，因?yàn)閱我坏乃⌒纬稍?0可用于提供同等的水印。這一點(diǎn)不適用于本發(fā)明的水印形成元件20，因?yàn)楸景l(fā)明的水印形成元件能夠在水印形成元件21的輪廓內(nèi)產(chǎn)生更暗的區(qū)域，并在更暗的區(qū)域、以及更高的區(qū)域內(nèi)提供實(shí)心區(qū)域；

-在具有電鑄版的傳統(tǒng)工藝中，每個(gè)網(wǎng)籠罩的電鑄版的數(shù)量及其位置存在制造以及設(shè)計(jì)限制。這是因?yàn)樗鼈兺ǔＪ褂脵C(jī)械臂來(lái)附接，這是一個(gè)耗時(shí)的過(guò)程。

與將網(wǎng)籠罩的金屬絲網(wǎng)10壓花或?qū)㈦婅T版附接到網(wǎng)籠罩的金屬絲網(wǎng)上不同，使用水印形成元件20提供了產(chǎn)生復(fù)雜的多重色調(diào)設(shè)計(jì)的能力，圖像也可以形成有彼此相鄰的強(qiáng)烈對(duì)比的暗淡區(qū)域和非常亮的區(qū)域。但是，它帶來(lái)一些額外的制造挑戰(zhàn)。

形成的網(wǎng)籠罩的耐久性極為重要，因?yàn)榫W(wǎng)籠罩承受很大的應(yīng)力。應(yīng)力可起因于伏輥，水印輥或毯帶(formex)，隨造紙機(jī)的配置而定。例如，在使用伏輥的機(jī)器中，伏輥與網(wǎng)籠接觸旋轉(zhuǎn)，并用于將部分成形的紙幅從網(wǎng)籠罩轉(zhuǎn)移到毯帶(formex)，毯帶將紙幅從造紙機(jī)的濕端傳送到壓榨部。因此，有很大的壓力形成于網(wǎng)籠與伏輥之間。這意味著，在有任何元件從金屬絲網(wǎng)10的表面伸出的情況下，將有不斷重復(fù)的附加應(yīng)力加到金屬絲網(wǎng)10。

水印形成元件20還可以設(shè)置有減振性能，這使得水印形成元件20以及因此網(wǎng)籠罩能夠耐受來(lái)自伏輥的壓力。這可以通過(guò)用彈性材料(如橡膠)制造水印形成元件20的整體或一部分來(lái)實(shí)現(xiàn)。

替代地，水印形成元件20可以包括支撐層40，作為附加層加到前述層，支撐層處于水印形成元件20的背面，在排泄表面25的后面或形成排泄表面25。例如，參考前述實(shí)施例，支撐層40可以位于圖6a-6e中的第四層33或圖7a-7d中的第三層32的背,面。

替代地，支撐層40可以是這些前述的實(shí)施例的層30、31、32、33中的一個(gè)或多個(gè)。

支撐層40可以由彈性材料制成。在圖8所示的實(shí)施例中，支撐層40是位于水印形成元件20背面的附加層。支撐層40可以通過(guò)任何適宜的手段(例如uv固化樹(shù)脂)附接到水印形成元件20。

替代地，支撐層40可以具有彈性的結(jié)構(gòu)。在圖9所示的實(shí)施例中，支撐層40位于水印形成元件20的背面。支撐層40由一系列彈簧(可以是片簧、渦卷彈簧、螺旋彈簧、之字形彈簧或其他類型的彈簧構(gòu)造)形成。

替代地，支撐層40可以具有蜂窩狀或嵌裝圖案的結(jié)構(gòu)。

重要的是，支撐層40具有這樣的形狀和/或配置，所述形狀和/或配置不干擾通過(guò)水印形成元件20的排泄表面25或金屬絲網(wǎng)10的背襯層的排泄流。在這些實(shí)施例中的任何一個(gè)中，支撐層40因此必須具有孔口，該孔口確保支撐層40不干擾上面認(rèn)定的排泄要求，和/或該孔口形成排泄通道22的一部分。

在另一替代結(jié)構(gòu)(參見(jiàn)圖10)中，水印形成元件20包括圍繞水印形成元件20的圓周延伸的環(huán)形彈性支撐層40。

用于將一個(gè)或多個(gè)上述水印形成元件20定位和/或附接到金屬絲網(wǎng)10的方法也是確保網(wǎng)籠罩的耐久性的重要因素。以下描述涉及將單一水印形成元件20定位和/或附接到金屬絲網(wǎng)10。在圖8、9和11所示的實(shí)施例中，金屬絲網(wǎng)10由表面網(wǎng)11、第一背襯層12、第二背襯層14和(僅在圖10的情況下)第三背襯層16形成。表面網(wǎng)11和第一背襯層12分別具有切去區(qū)域15a、15b。表面網(wǎng)11中的切去區(qū)域15a小于第一背襯層12中的切去區(qū)域，并且其尺寸與水印形成元件20的上部部分41大體上相同或略大。這使得上部部分41能夠通過(guò)切去區(qū)域15a。水印形成元件20的支撐層40和/或水印形成元件20的下部部分42具有至少一個(gè)截面尺寸，該截面尺寸比表面網(wǎng)11中的切去區(qū)域15a的截面尺寸大，但是相同于或略小于第一背襯層12中的切去區(qū)域15b。這使得水印形成元件20能夠錨固在金屬絲網(wǎng)10的各層之間。水印形成元件20的后表面(無(wú)論這是排泄表面25或支撐層40)被定位成抵靠第二背襯層14并由第二背襯層14支撐。

替代地，水印形成元件20可以至少部分地位于如圖12所示的網(wǎng)籠罩的表面網(wǎng)11的凹口43中。凹口43優(yōu)選地通過(guò)將表面網(wǎng)11(可能地，也將下面的第一背襯層12)壓花來(lái)形成。凹口43優(yōu)選地較淺(例如深度在0.5mm與2mm之間)。凹口43優(yōu)選地布置成使得水印形成元件20被推靠在定位角部上。因此，水印形成元件20被凹口43的周圍壁所保護(hù)。

圖13示出了一個(gè)替代布置，其中表面網(wǎng)11設(shè)置有切去區(qū)域15(類似于圖8和9所示的切去區(qū)域15)，水印形成元件20通過(guò)該切去區(qū)域15伸出。第一背襯層12設(shè)置有凹口43，水印形成元件20可以至少部分地位于該凹口中。

這些并不是唯一適用的結(jié)構(gòu)。在其他變型中，金屬絲網(wǎng)10的層中的一些或全部可以設(shè)置有切去區(qū)域15和/或凹口43。

一個(gè)或多個(gè)水印形成元件20也可以附接到金屬絲網(wǎng)10的一個(gè)或多個(gè)層。將金屬的水印形成元件20附接到金屬絲網(wǎng)10的適宜方法是電阻或激光焊接和軟釬焊。塑料焊接可以用于附接聚合物的水印形成元件20。替代地，水印形成元件20可以例如用細(xì)線縫合到金屬絲網(wǎng)10上。水印形成元件20也可以例如用uv固化樹(shù)脂或別的適宜的粘合劑粘附到金屬絲網(wǎng)10上。

一個(gè)或多個(gè)固定件45可以用于將一個(gè)或多個(gè)水印形成元件20附接到金屬絲網(wǎng)10的一個(gè)或多個(gè)層。這樣的固定件45可以是螺紋金屬插入件、可焊接金屬插入件、帶凸緣的塑料或金屬部件、訂書(shū)釘、或具有可彎曲的腿的部件，等等。固定件45優(yōu)選地是多孔的或中空的(例如管狀的)。

圖14示出了一種類型的適宜的固定件45。該固定件包括柄部46，其可以是金屬絲或塑料細(xì)絲或彈性線，其穿過(guò)金屬絲網(wǎng)10的一層或多層和水印形成元件20的排泄通道22。柄部46的一端具有一體地形成在其上或附接到其上的腳部47。腳部47可以具有至少一個(gè)這樣的尺寸，所述尺寸大于附接固定件45的最后背襯層(在所示示例中為第一背襯層12)中的金屬絲網(wǎng)開(kāi)口的尺寸。柄部46的相反端穿過(guò)排泄管道22，并且頭部48附接到該相反端上或形成在該相反端上。頭部48的尺寸大于排泄通道22的前表面孔口23的尺寸，以確保水印形成元件20牢固地保持就位。每個(gè)水印形成元件20可以使用一個(gè)或多個(gè)固定件45。

圖15示出了使用的適宜固定件45的另一種形式。該固定件具有柔性柄部46，其可以是金屬絲或塑料細(xì)絲或彈性線。柄部46這樣穿過(guò)金屬絲網(wǎng)10的一個(gè)或多個(gè)層11、12、14、16：沿一個(gè)排泄通道22向上，跨越水印形成表面21，沿相鄰的排泄通道22向下，并回穿該金屬絲網(wǎng)10的一個(gè)或多個(gè)層11、12、14、16。足部47形成在柄部46的每個(gè)端部上或附接到每個(gè)端部上，該足部47具有至少一個(gè)這樣的尺寸，所述尺寸大于附接固定件45的最后背襯層中的金屬絲網(wǎng)開(kāi)口的尺寸。

圖16示出了使用的另一種適宜形式的固定件45。該固定件包括管狀或多孔的有倒鉤的插頭，其從水印形成元件20的排泄表面25延伸通過(guò)金屬絲網(wǎng)10的一層或多層。在所示實(shí)施例中，水印形成元件20位于表面網(wǎng)11和第一背襯層12中的切去區(qū)域15a、15b中，因此插頭被推動(dòng)通過(guò)第二和第三背襯層14、16中的金屬絲網(wǎng)開(kāi)口。插頭具有中心排泄通道50，并且其遠(yuǎn)端設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)倒鉤49，倒鉤鉤在插頭所穿過(guò)的最后背襯層的金屬絲上；在所示實(shí)施例中，最后背襯層是第三背襯層16。

圖17示出了使用的再一種適宜的固定件45。這是一種呈金屬絲形式的固定件，其從水印形成元件20的排泄表面25穿過(guò)金屬絲網(wǎng)10的一層或多層延伸。在所示實(shí)施例中，水印形成元件20位于表面網(wǎng)11和第一背襯層12中的切去區(qū)域15a、15b中，而金屬絲穿過(guò)第二背襯層14中的金屬絲網(wǎng)開(kāi)口。金屬絲的端部被彎曲以形成鉤51。

上述固定件45還可以粘附或焊接到金屬絲網(wǎng)10上，以確保它們牢固地附接。

為了使得能夠通過(guò)固定件將水印形成元件20附接到金屬絲網(wǎng)10，形成金屬絲網(wǎng)10的一個(gè)或多個(gè)層可能需要設(shè)置有用于接收固定件45的另外的或更大的孔。

上述水印形成元件20可通過(guò)3d打印或別的適宜的制造工藝(例如注塑成型、激光燒蝕、真空成形，機(jī)加工等)來(lái)制造。

3d打印，也稱為快速成型或添加劑制造，是一種較新的技術(shù)，它使用通常由某種形式的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(cad)軟件包或3d掃描儀創(chuàng)建的數(shù)字模型來(lái)創(chuàng)建3維物體。3d打印機(jī)從cad繪圖讀取數(shù)據(jù)，并放置連續(xù)的材料層，以便從一系列截面構(gòu)建實(shí)體物件。存在大量不同的3d打印工藝，包括(但不局限于)光固化立體成型(sla)，選擇性激光燒結(jié)(sls)、選擇性激光熔化(slm)、分層實(shí)體制造(lom)、熔融沉積制造(fdm)、實(shí)體磨削固化(sgc)、直接金屬激光燒結(jié)(dmls)、電子束熔化(ebm)和噴墨印刷技術(shù)。

3d打印方法可以用于由各種材料制造水印形成元件20。示例包括一種或多種聚合物材料、一種或多種金屬、或者金屬與聚合物的組合，例如具有包含到聚合物基材中的金屬。選擇用于水印形成元件20的一種或多種材料需要足夠耐用，以便耐受網(wǎng)籠與伏輥之間產(chǎn)生的壓力和來(lái)自該壓力的連續(xù)沖擊。一種或多種材料的選擇還將取決于所使用的3d打印工藝。

以下給出適宜的聚合物材料的一些示例，盡管該列表并不詳盡：

用于熔融沉積制造(fdm)：

-丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)

-聚苯砜(pps，ppsu或ppsf)

-聚乳酸(pla)

-聚酰胺(pa)

-聚碳酸酯(pc)

-各種材料的混合物(例如pc-abs)

用于選擇性激光燒結(jié)(sls)：

-尼龍，特別是pa12

-玻璃填充pa12

用于噴墨或“photojet”型工藝(uv固化樹(shù)脂)：

-丙烯酸

-模擬abs

-模擬聚丙烯(pp)

-橡膠類級(jí)

-牙科級(jí)

-生物相容性級(jí)

以下給出適宜的金屬的一些示例，盡管該列表并不詳盡：

用于金屬粉末的選擇性激光燒結(jié)(sls)或選擇性激光熔化(slm)：

-鈦，純鈦和鈦合金

-鋼，包括不銹鋼

-鎳鉻合金

-鋁，純鋁和鋁合金

-鈷鉻合金

-銅和銅合金

有益的是，包括多于一種的不同材料的水印形成元件20可使用單一裝置(例如3d打印機(jī))形成，因?yàn)橐恍┥逃?d打印機(jī)(例如stratasys的objet350connex機(jī)型)能夠打印多種材料。這使得多色產(chǎn)品和復(fù)合結(jié)構(gòu)(例如組合的剛性和橡膠狀聚合物)能夠在單一過(guò)程中生產(chǎn)出來(lái)。

使用3d打印工藝來(lái)形成水印形成元件20的重要優(yōu)點(diǎn)在于，與傳統(tǒng)工藝相比，制造網(wǎng)籠罩所花費(fèi)的時(shí)間以及成本大大降低，因?yàn)楣に噲D直接用于形成水印形成元件20。不再需要生產(chǎn)壓花模具，原來(lái)必須使用壓花模具，以便為網(wǎng)籠罩壓花。使用一種用于形成每個(gè)單獨(dú)的水印形成元件20的計(jì)算機(jī)控制工藝使得能夠定制每個(gè)單獨(dú)的水印，例如用于唯一的護(hù)照頁(yè)或鈔票序列號(hào)的水印。

3d打印技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它使得適應(yīng)收縮相當(dāng)容易。隨著紙幅通過(guò)造紙過(guò)程的各個(gè)階段，其會(huì)收縮。紙幅邊緣處的收縮程度大于中心的收縮程度，并且可以根據(jù)具體的機(jī)器、濕度、使用的漿料處理速度的類型而變化。為了獲得均勻的成品文件寬度，制造過(guò)程期間網(wǎng)籠罩上的實(shí)際文件寬度必須改變以補(bǔ)償收縮。任何水印的設(shè)計(jì)也必須允許收縮。使用3d打印意味著水印形成元件20可根據(jù)它們?cè)诰W(wǎng)籠罩的寬度上所處的位置來(lái)容易地進(jìn)行調(diào)整。

3d打印的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，上述方法中的許多方法可用于直接在網(wǎng)籠罩的金屬絲網(wǎng)10上形成水印形成元件20，而不需要附加的固定件45。

替代地，一個(gè)或多個(gè)水印形成元件20可以形成在金屬絲網(wǎng)的一部分上，所述部分隨后用適宜的固定件45附接到網(wǎng)籠罩的金屬絲網(wǎng)10上(例如附接到表面網(wǎng)11上)。

3d筆也可行，比如3doodler(tm)或lixpen(tm)。這些筆可用于通過(guò)拉拽環(huán)圈而將水印形成元件20附接到金屬絲網(wǎng)10所述環(huán)圈從3d打印的水印形成元件20開(kāi)始圍繞表面網(wǎng)11的金屬絲并返回到水印形成元件20。這樣的3d筆也可以與通過(guò)3d打印以外的方法制造的水印形成元件20一起使用。

作為另一種替代方案，水印形成元件20可以附接到裝配在傳統(tǒng)金屬絲網(wǎng)10上的穿孔蒙皮或套筒上。

3d打印的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，其提供了靈活性。例如，所得到的網(wǎng)籠罩可以以規(guī)則的間隔將數(shù)個(gè)離散的水印形成元件20附接到其上，每個(gè)水印形成元件20被設(shè)計(jì)成產(chǎn)生單一水印。水印形成元件20可以全部被設(shè)計(jì)成產(chǎn)生同一水印、或產(chǎn)生不同的水印。

如前所述，可以同時(shí)在圓網(wǎng)造紙機(jī)上產(chǎn)生數(shù)個(gè)紙幅。紙幅被切割以便形成數(shù)個(gè)較小的中間紙頁(yè)，中間紙頁(yè)被切割以便形成數(shù)個(gè)較小的文件(通常在印刷以后)。每個(gè)水印形成元件20可以與單一文件(參見(jiàn)圖18)具有相同的尺寸，并被設(shè)計(jì)成產(chǎn)生單一文件所需的所有水印(和孔或孔口)。這可以包括多個(gè)不同的水印52a、52b、52c、52d。這些水印52a、52b、52c、52d尤其可以是圖形水印，角部增強(qiáng)水印，安全線跡和/或電鑄類型的字母數(shù)字水印。足夠相同的水印形成元件20可以彼此相鄰地附接到金屬絲網(wǎng)10(以便形成如圖19所示的嵌裝圖案紙頁(yè)部分)，以便產(chǎn)生中間紙頁(yè)，所述中間紙頁(yè)被切割時(shí)將形成數(shù)個(gè)相同的較小文件，所有的較小文件均具有相同的水印52a、52b、52c、52d組合。這可以圍繞網(wǎng)籠罩的圓周重復(fù)，使得至少一個(gè)紙幅可被切割，以便形成相同的中間紙頁(yè)以及相同的文件。

在制紙時(shí)，在每張紙被設(shè)計(jì)成產(chǎn)生多個(gè)水印52a、52b、52c、52d的情況下，使用上述水印形成元件20是特別有益的。在造紙過(guò)程中，紙以不均勻的速度橫跨紙幅收縮。因此，為了確保成品文件中的水印52a、52b、52c、52d被正確地定位，產(chǎn)生各單獨(dú)水印52a、52b、52c、52d的水印形成表面21的元件的位置可以根據(jù)紙幅上水印形成的位置而改變。采用3d打印簡(jiǎn)化了這個(gè)過(guò)程。

圖21清楚地示出了水印形成元件20的水印形成表面21的一部分，該部分具有賦予一定形狀的輪廓。在這個(gè)例子中，一個(gè)水印(呈鳥(niǎo)的形狀，其中鳥(niǎo)翼的一部分被示出)具有凸起單元和凹陷單元。這產(chǎn)生了與現(xiàn)有技術(shù)的圓網(wǎng)水印相似的水印。另一個(gè)水印由呈數(shù)字“0”形式的實(shí)心區(qū)域21形成，數(shù)字“0”凸起到水印形成表面21的其余部分之上。這產(chǎn)生了與現(xiàn)有技術(shù)的電鑄水印相似的水印。

也可使用不同套水印形成元件20來(lái)形成不同的紙頁(yè)或紙幅，這意味著多于一種類型的文件可以在單個(gè)網(wǎng)籠上同時(shí)生產(chǎn)。

替代地，不是通過(guò)將數(shù)個(gè)單獨(dú)的相同水印形成元件20嵌裝布置以便使得能夠生產(chǎn)中間紙頁(yè)，可以制成單個(gè)水印形成元件20，該單個(gè)水印形成元件被設(shè)計(jì)成生產(chǎn)所有的用于多個(gè)文件所需的水印52a、52b、52c、52d(見(jiàn)圖20)。此外，水印形成元件20可用于提供用于幫助精確切割紙幅/紙頁(yè)的切割機(jī)/截?cái)嘁龑?dǎo)標(biāo)記52e。頁(yè)邊空白也可以包括在將形成單獨(dú)的文件的區(qū)域之間，其可用作固定點(diǎn)。需要固定點(diǎn)來(lái)將用于形成不同紙幅的不同套水印形成元件20附接在一起或附接到網(wǎng)籠罩。這些將在紙被切割成單獨(dú)的中間紙頁(yè)以及然后切割成文件時(shí)被切掉。

作為另一替代方案，網(wǎng)籠罩的整個(gè)表面網(wǎng)11可以是通過(guò)3d打印形成的水印形成元件20。此外，背襯層12、14也可以是3d打印的。

在使用壓花網(wǎng)籠的傳統(tǒng)工藝中，許多壓花的存在可能使得當(dāng)金屬絲網(wǎng)10被壓花時(shí)難以牢固保持網(wǎng)籠。使用水印形成元件20可克服此缺點(diǎn)，因?yàn)榫W(wǎng)籠和水印形成元件是分開(kāi)形成的。

有益地，水印形成元件20被制造成不具有與表面網(wǎng)的編織金屬絲網(wǎng)目相關(guān)聯(lián)的節(jié)。這消除了由紙中不可避免地產(chǎn)生的金屬絲節(jié)的圖像對(duì)水印圖像的干擾。

在水印要與其它安全特征(例如在ep-a-1468142中描述的傳統(tǒng)地形成的角部增強(qiáng)水印，或安全線)組合的情況下，可能出現(xiàn)其它的制造問(wèn)題。在這些情況下，制造金屬絲網(wǎng)的順序或步驟是重要的。例如，這些其他安全特征所需的任何壓花可能需要在形成任何切去區(qū)域15(例如通過(guò)激光切割)之前進(jìn)行，以便防止金屬絲網(wǎng)出現(xiàn)變形，變形可能影響水印形成元件20。水印形成元件20于是可以根據(jù)需要插入凹口43中或穿過(guò)切去區(qū)域15。

這樣產(chǎn)生的帶水印的紙適用于許多應(yīng)用，包括用于鈔票、護(hù)照、證書(shū)、票據(jù)和更多應(yīng)用的紙。其特別便于生產(chǎn)用于護(hù)照的紙，護(hù)照具有復(fù)雜的布局并且每頁(yè)上需要不同的水印。