и способ его изготовления.

Предлагаемые изобретения относятся к грязе- и жироотталкивающему покрытию для бумаги, предназначенной преимущественно для производства банкнот, и к способу изготовления такого покрытия.

Время нахождения банкнот различных номиналов в обращении - важный показатель, который учитывается центральными банками стран при планировании эмиссий. Одним из способов уменьшения расходов, связанных с обеспечением стран необходимым количеством банкнот, является увеличение срока обращения банкноты. При этом банкнота должна не просто находиться в обращении, но и сохранять свой внешний вид с тем, чтобы ее качество соответствовало определенному стандарту, то есть отвечало бы совокупности таких характеристик, как износостойкость, устойчивость к загрязнению, устойчивость цветовой гаммы, удобство распознавания, устойчивости к подделкам и тому подобное. Банкноты проходят через много рук, а поэтому должны обладать достаточной прочностью, противостоять пыли, жиру и загрязнениям, влажным и сухим условиям, быть устойчивыми к жаре, морозу и запотеванию. Введение в бумагу защитных лент, сложных элементов высокозащищенной печати, а также строгие условия режимов самой печати (использование различного рода деформирующих бумагу тиснений), требуют оценки их негативного воздействия на прочность бумаги в целом, ставят дополнительные условия к поверхностно-прочностным свойствам бумаги, достижение которых просто не мыслится без поиска и применения новых волокнистых или синтетических материалов, а также современных технологий проклейки бумаги.

Именно загрязнения являются важнейшим фактором, влияющим на износ и изъятие банкнот из обращения. Исследования показывают, что меньше всего встречаются такие дефекты, как повреждения защитных элементов. Посторонние надписи на банкнотах составляют до 10% от количества банкнот, выходящих из обращения, но по мере увеличения площади, занимаемой на банкноте элементами защиты, их влияние на долговечность имеет тенденцию к увеличению. Следующая категория причин выхода банкнот из обращения - механическое повреждение (10- 25%). Основная же причина, по которой банкноты выводятся банками из обращения, - это их загрязнение. В процессе налично-денежного обращения банкноты подвергаются воздействию загрязняющих веществ. При этом степень загрязнения определяется адгезионными свойствами бумажной основы, на которую нанесено печатное изображение. Придание бумажной основе определенных антиадгезионных свойств обеспечивает снижение склонности материала банкноты к загрязнению и продлевает срок ее пребывания в обращении.

Под загрязняющими веществами понимают сухую пыль и пигментную грязь, сажу, глину, минеральные пигменты, водяные суспензии различных минеральных и/или органических веществ, жиропотовые и масляные загрязнения. Именно жидкие виды загрязнений глубоко проникают в структуру бумаги и прочно закрепляются в толще волокон, одновременно изменяя их естественный цвет, поэтому жидкие виды загрязнений больше всего влияют на состояние и ресурс банкнот. Особенно опасными являются жиросодержащие вещества, обладающие высокой проникающей и адгезионной способностью, и содержащие влагу в связанном состоянии. Эта влага вместе с питательными веществами структуры бумаги (целлюлозы) являются благоприятной средой для развития болезнетворных бактерий, которые, потенциально, из банкноты могут попасть в организм человека. То есть, банкноты могут являться биологически небезопасными для человека.

Наиболее близким к предлагаемому покрытию по достигаемому результату является грязе- и жироотталкивающее покрытие для банкнотной бумаги, содержащей волокнистую основу и наполнитель [ЕР1783273 (А1), МПК (2006.01 ) D21H21/40; D21H19/82; Дата публикации 09.05.2007, Patenblatt 2007/19]. В упомянутом документе описано покрытие для банкнотной бумаги, содержащее фторированную смолу.

Описанное грязе- и жироотталкивающее покрытие для банкнотной бумаги недостаточно устойчиво к негативным факторам воздействия на банкноты, поскольку использование в нем композиций с соединениями, выбранными из группы фторсодержащих катионоактивных веществ, способствует адгезии анионных видов загрязнений, что существенно снижает эффективность грязе- и жироотталкивающего покрытия.

Вместе с тем, несбалансированное участие в покрытии фторированных смол с характерными гидрофобными и жирофобными свойствами негативно сказывается на способности к красковосприятию специальным покрытием и к закреплению в этой структуре печатных красок на этапе нанесения изображения банкноты полиграфическим способом.

Наиболее близким к предлагаемому способу по достигаемому результату является способ изготовления грязе- и жироотталкивающего покрытия для банкнотной бумаги с волокнистой основой, включающий изготовление жидкой композиции со связующим полимером, содержащим полиуретан, и последующее формирование из полученной жидкой композиции покрытия банкнотной бумаги [ЕР1783273 (А1), МПК (2006.01) D21H21/40; D21H19/82; Дата публикации

09.05.2007, Patenblatt 2007/19]. В соответствии с упомянутым документом заявлен способ изготовления покрытия, содержащего фторированную смолу, для банкнотной бумаги с волокнистой основой.

Покрытие, полученное в соответствии с упомянутым способом, недостаточно устойчиво к загрязняющим веществам и к негативным факторам воздействия на банкноты, поскольку использование в нем композиции с соединениями, выбранными из группы фторсодержащих катионоактивных веществ, способствует адгезии анионных видов загрязнений, что существенно уменьшает эффективность грязе- и жироотталкивающего покрытия. Кроме того, несбалансированное участие в материале покрытия фторированных смол с характерными гидрофобными и жирофобными свойствами негативно сказывается на способности к красковосприятию специальным покрытием и к закреплению в этой структуре печатных красок на этапе нанесения изображения банкноты полиграфическим способом.

В основу предлагаемых изобретений поставлена задача создания такого грязе- и жироотталкивающего покрытия для банкнотной бумаги с волокнистой основой и такого способа его изготовления, которые бы позволили получить покрытие с повышенными грязе- и жироотталкивающими свойствами. Поставленная задача решается за счет создания условий для образования в предлагаемом покрытии композиции, способной формировать в связующем полимере - в полиуретановой пленке - микропористой структуры, имеющей достаточную адгезионную способность к печатным краскам и одновременно проявляющей жироотталкивающий эффект к загрязнителям - жиропотовым выделениям рук человека и к жировым бытовым загрязнениям, в том числе от еды.

Предлагаемое, как и известное грязе- и жироотталкивающее покрытие для банкнотной бумаги, содержащей волокнистую основу, согласно изобретению, включает следующие ингредиенты: связующий полимер, ретикулянт, наполнитель, жироотталкивающее вещество и воду при таком соотношении ингредиентов (в масс.%):

связующий полимер - 18 - 25 абсолютно сухого вещества;

ретикулянт - 1 - 2 абсолютно сухого вещества;

наполнитель - 0,5 - 4 абсолютно сухого вещества;

жироотталкивающее вещество - 0,2 - 1 ,0 абсолютно сухого вещества;

вода - до 100.

Особенностью предлагаемого покрытия является и то, что в качестве связующего полимера в покрытии применен алифатический или алифатически- ароматический полиуретан.

Также особенностью предлагаемого покрытия является и то, что в качестве ретикулянта в покрытии применен полиазиридин.

Еще одной особенностью предлагаемого покрытия является и то, что в качестве наполнителя в покрытии применен органический наполнитель - конденсат формальдегида и мочевины с реактивными метилольными группами.

Особенностью предлагаемого покрытия является и то, что в качестве жироотталкивающего вещества в покрытии может быть применен неионогенный фторполимер.

Предлагаемый, как и известный способ изготовления грязе- и жирооталкивающего покрытия для банкнотной бумаги с волокнистой основой, включает изготовление жидкой композиции со связующим полимером, содержащим полиуретан, и последующее формирование из полученной жидкой композиции покрытия банкнотной бумаги, а, согласно изобретению, жидкую композицию изготавливают из следующих компонентов (в мас.%):

связующий полимер - 18 - 25 абсолютно сухого вещества;

ретикулянт - 1 - 2 абсолютно сухого вещества; наполнитель - 0,5 - 4 абсолютно сухого вещества;

жироотталкивающее вещество - 0,2 - 1 ,0 абсолютно сухого вещества;

вода - до 100,

упомянутые ингредиенты смешивают при температуре 15 - 40°С при непрерывном перемешивании в реакторе до образования гомогенной водяной дисперсии, которая имеет общее содержание твердых веществ в диапазоне примерно 12-32% от веса дисперсии (преимущественно, примерно 20-25%) и нейтральное значение кислотности (pH ).

Авторами экспериментально установлено оптимальное соотношение ингредиентов, образующих грязе- и жироотталкивающее покрытие для банкнотной бумаги.

Так, связующий полимер содержит 18 - 25 мас.% абсолютно сухого вещества. При уменьшении объема связующего полимера менее 18 мас.% уменьшаются барьерные свойства бумаги к загрязнению в целом. Увеличение же объема связующего полимера более 25 мас.% существенно повышает себестоимость банкноты. Поэтому оптимальным является количество связующего полимера, составляющее 18 - 25 мас.% абсолютно сухого вещества.

Количество ретикулянта не должно превышать 2 мас.% абсолютно сухого вещества, а количество наполнителя не должно быть больше 4 мас.% абсолютно сухого вещества, поскольку при этом, как показали эксперименты, уменьшается грязе- и жироотталкивающий эффект покрытия к загрязнителям - жиропотовым выделениям рук человека и жировых бытовых загрязнений.

В качестве связующего полимера в покрытии может быть применен алифатический или алифатически-ароматический полиуретан, который позволяет получить одновременно сухую и влагостойкую защитную пленку с эффектом барьера против загрязнений, достаточно стойкую к вредному механическому и химическому воздействию, которая сохраняет определенную эластичность и, благодаря этому, остается устойчивой к сгибаниям и замятиям бумаги.

Авторами экспериментально выявлен оптимальный состав наполнителя для покрытия. Им оказался органический наполнитель - конденсат формальдегида и мочевины с реактивными метилольными группами. Строго контролируемое наличие этого наполнителя позволяет создать в полиуретановой пленке микропористую структуру, которая особенно благоприятна для восприятия поверхностью печатных красок и их закрепления на этой поверхности.

Применение в покрытии в качестве регикулянта полиазиридина комплексно повышает уровень устойчивости к внешним факторам влияния.

В качестве жироотталкивающего вещества в покрытии может быть применен неионогенный фторполимер, который придает ему кроме достаточных жироотталкивающих свойств еще и повышенные противозагрязняющие и прочностные характеристики. При этом количество фторполимера в покрытии является безопасным для здоровья человека.

Во время проведения патентно-информационных исследований при подготовке настоящей заявки авторами не обнаружены грязе- и жирооталкивающие покрытия для банкнотной бумаги с волокнистой основой и способы изготовления таких покрытий с указанной выше совокупностью существенных признаков, что доказывает соответствие заявляемых технических решений критерию изобретения "новизна".

Технический результат, полученный в результате осуществления предлагаемого изобретения состоит в создании условий для образования в предлагаемом покрытии композиции, направленной на возникновение в связующем полимере - в полиуретановой пленке - микропористой структуры, имеющей достаточную адгезионную способность к печатным краскам и одновременно проявляющую жироотталкивающий эффект к загрязнителям - жиропотовым выделениям рук человека и к жировым бытовым загрязнениям, в том числе от еды.

Указанный технический результат в известных технических решениях, которые вошли в уровень техники, авторами не выявлен, поэтому предлагаемые грязе- и жирооталкивающее покрытие для банкнотной бумаги с волокнистой основой и способ его изготовления могут быть признаны соответствующими критерию изобретения "изобретательский уровень".

Предлагаемое грязе- и жирооталкивающее покрытие для банкнотной бумаги с волокнистой основой содержит вещества, для изготовления которых используют известные на сегодняшний день технологические приемы, средства и материалы. Оно может быть использовано для изготовления банкнот и бланков для ценных бумаг, которые используются в различных отраслях народного хозяйства, а поэтому можно сделать вывод о том, что предлагаемые решения соответствуют критерию изобретения «промышленная применимость».

Пример. Предлагаемое грязе- и жироотталкивающее покрытие для банкнотной бумаги получали так.

Предварительно на круглосеточной бумагоделательной машине изготавливали влажным способом листы бумаги-основы из водной суспензии, содержащей только хлопковые волокна и наполнитель (двуокись титана) в количестве 3% сухой массы по отношению к общей массе волокон, и вещества, которое повышает влагостойкость - смолу полиамид-амин-эпихлоргидриновую в количестве 2,5% сухой массы по отношению к общей массе волокон, и натрий карбоксиметил целлюлозу в количестве 0,7% сухой массы по отношению к общей массе волокон.

На каждый полученный лист-основу наносили слой поливинилового спирта в количестве 4,7% сухой массы по отношению к общей массе волокон. При этом каждый полученный лист-основа имел массу 95,4 г/м ² , и толщину 116 мкм.

Для определения оптимального соотношения ингредиентов на каждый полученный лист основы наносили слой грязе- и жироотталкивающего покрытия, которое включало связующий полимер, ретикулянт, наполнитель, жироотталкивающее вещество и воду с определенным для каждого листа соотношением ингредиентов. Для этого изготавливали водную дисперсию, содержащую перечисленные ингредиенты, которой пропитывали листы основы, имеющие те же составляющие, что и в случае изготовления покрытия-прототипа. В качестве связующего полимера в покрытии применяли алифатический или алифатически-ароматический полиуретан. В качестве ретикулянта - полиазиридин. В качестве наполнителя - органический наполнитель - конденсат формальдегида и мочевины с реактивными метилольными группами. В качестве жироотталкивающего вещества в покрытии применяли неионогенный фторполимер. На двухвальном клеющем прессе каждый лист-основу погружали в жидкую дисперсию покрытия, которое импрегировали в основу, затем отжимали избыток дисперсии между валами пресса и высушивали изготовленный лист бумаги с покрытием. После чего привес абсолютно сухого вещества покрытия составлял 8, 4-9, 7% к общей массе волокон. Полученный при этом лист бумаги с покрытием имел массу 96,2 г/м и толщину ПО- 1 14 мкм. Общая толщина предлагаемого покрытия в расчете на одну сторону составляла 2, 5-3, 8 мкм. Каждый изготовленный лист бумаги с покрытием (образец) подвергали испытаниям на устойчивость к обращению, в частности на устойчивость к пылевидным загрязнениям в сухой среде, на стирание во влажной среде, на способность к жироотталкиванию в условиях загрязнения маслами и жирами и получали комулятивную оценку покрытия. При создании комулятивной оценки предлагаемого покрытия авторы применяли известные тесты устойчивости и износостойкости банкнот, а также тест на устойчивость к смыванию. Данные исследований представлены в таблице: Таблица

Кроме перечисленных в таблице образцов изготавливали бумажную основу, в которой часть хлопчатобумажных волокон была замещена волокнами льна таким образом, что доля волокон хлопка составляла 85% сухой массы, а доля льняных волокон составляла, соответственно, 15% сухой массы по отношению к общей сухой массе волокон. После формирования на полученный бумажный лист наносили слой поверхностного покрытия, как описано выше.

Привес абсолютно сухого вещества покрытия составил 9, 1-9,4% к общей массе волокон. Полученный при этом лист бумаги имел массу 94,8-95,2 г/м ² , и толщину 1 12-1 13 мкм, а его качественные характеристики были близкими к соответствующим свойствам бумаги с основой из хлопчатобумажных волокон, но бумага с волокнами льна имела большую прочность на разрыв, на сопротивление раздиранию, на сопротивление излому при двойных перегибах.

В результате исследований установлено оптимальное соотношение ингредиентов покрытия (в мас.%):

связующий полимер - 18 - 25 абсолютно сухого вещества;

ретикулянт - 1 - 2 абсолютно сухого вещества;

наполнитель - 0,5 - 4 абсолютно сухого вещества;

жироотталкивающее вещество - 0,2 - 1 ,0 абсолютно сухого вещества;

вода - до 100.

Предлагаемые изобретения позволили получить покрытие, которое повысило ресурс банкноты с покрытием, полученным по способу-прототипу в условиях близких к реальным, примерно на 25-30%.