ES2577629T3

ES2577629T3 - Sustrato para documentos de seguridad

Info

Publication number: ES2577629T3
Application number: ES13723935.6
Authority: ES
Inventors: Rohan Ratnakumar; Paul Howland
Original assignee: De la Rue International Ltd
Current assignee: De la Rue International Ltd
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2013-05-17
Publication date: 2016-07-18
Anticipated expiration: 2033-05-17

Description

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DESCRIPCION

Sustrato para documentos de seguridad

La presente invencion proporciona un sustrato duradero para documentos de seguridad tales como billetes de banco, cheques, documentos de identificacion, etc., y un metodo de fabricacion de un sustrato de este tipo. En particular, la presente invencion se refiere a sustratos duraderos que son resistentes a la acumulacion de suciedad en sus superficies, reduciendo asf la velocidad a la que los documentos son retirados de la circulacion mediante maquinas de clasificacion o son rechazados de otra manera para su utilizacion porque la informacion proporcionada en el documento se vuelve ilegible.

Los documentos de seguridad tales como billetes de banco, documentos de identidad y otros documentos de usos multiples estan sometidos a la manipulacion y el almacenamiento regulares en lugares en los que la suciedad (por ejemplo, aceites y polvo) puede acumularse y transferirse a la superficie del documento. La suciedad puede acumularse con el tiempo en un grado tal que haga las caracteffsticas de seguridad o la informacion de seguridad proporcionadas es asf diffcil de leer mediante escrutinio humano o con maquina. En este punto, el documento debe ser retirado de la circulacion, destruido y sustituido, a un coste soportado por el portador o la autoridad de billetes del banco emisor.

Ya se conocen documentos de seguridad duraderos. Los billetes de banco en algunos pafses, como Australia y Canada, se imprimen sobre sustratos polimericos que tienen una vida util mejorada sobre los sustratos basados en papel convencionales. Aunque estos sustratos polimericos ofrecen una mayor durabilidad ffsica, tienen una serie de desventajas, tales como aumento de los costes de fabricacion iniciales y el aumento de la complejidad en el intento de incorporar ciertos tipos de dispositivos de seguridad, que se incorporan en sustratos basados en papel en el momento de su fabricacion, por ejemplo, marcas de agua, elementos de seguridad incrustado o con ventanas etc. Ademas, los sustratos polimericos tienen un tacto de poffmero, lo que significa que esos billetes ya no tienen la sensacion tradicional y el sonido de un billete de banco.

Sustratos de papel-poffmero son tambien conocidos en la tecnica, y sustratos laminares que tienen estructuras de papel-poffmero-papel o polfmero-papel-polfmero estan disponibles comercialmente. Estos van de alguna manera para hacer frente a las limitaciones de seguridad de sustratos puramente basados en polfmeros, pero una vez mas con costes de fabricacion muy altos. Ademas, pueden sufrir especialmente en ambientes humedos donde las diferencias en higro-expansividad entre el papel y las capas polimericas resultan en debilidad inherente en el sustrato laminar, que presenta oportunidades para el falsificador.

Sustratos de seguridad de papel tradicionales resistentes a la suciedad tambien estan disponibles comercialmente, tales como el papel recubierto Platinum® hecho por De La Rue (Reino Unido), o el papel recubierto AST de Crane & Co (EE.UU.). En estos sistemas, los recubrimientos resistentes a la suciedad a base de polfmeros sinteticos se aplican a la superficie del sustrato para encolarlos y sellarlos contra la penetracion de aceites y suciedad encontrados en circulacion.

Aunque todos estos enfoques de alguna manera solucionan el problema de proporcionar sustratos de seguridad duraderos, todavfa sigue habiendo una necesidad para documentos con tiempos de vida de circulacion mejorados. En particular, sigue existiendo la necesidad de sustratos de seguridad que tengan una mejor resistencia a la suciedad y una integridad ffsica combinada con un menor impacto ambiental, incluyendo la biodegradabilidad final de su vida util o facilidad para volver a la fabricacion de pasta de residuos de produccion.

Como la celulosa es uno de los polfmeros naturales mas comunmente encontrados, se ha realizado mucha investigacion en los ultimos anos en las formas de procesar fibras de celulosa para mejorar su utilidad. Esto condujo a la investigacion en celulosa microfibrilada. La microfibrilacion es el proceso de apertura de la estructura de la fibra para aumentar la relacion de la superficie respecto al volumen de la misma. Tambien resulta en el acortamiento de las fibras, lo que resulta en un tamano de parffcula fino del orden de micrometros hasta decenas de micrometros, de tal manera que las microfibrillas exhiben una caracteffstica similar a un gel en agua con propiedades pseudoplasticas y tixotropicas. La fabricacion de celulosa microfibrilada (MFC) llego primero a finales de 1970. Sin embargo, las propiedades antes mencionadas hacen de la MFC un material diffcil de manejar, de modo que los usos comerciales de la MFC han tenido un desarrollo lento.

En la industria del embalaje, se ha encontrado que la MFC mejora las propiedades de una barrera de vapor de agua de un recubrimiento de dispersion a partir de parffculas coloidales de un polfmero. Esto se describe en el documento WO-A-2011/056130. La adicion de la MFC para el recubrimiento de dispersion se ha demostrado que mejora la capacidad de retencion de agua y reduce la fragilidad del recubrimiento.

El documento WO-A-2011/078770 describe el uso de MFC en una disposicion en capas para proporcionar un sustrato de papel o de carton que tiene propiedades de barrera frente a lfquidos, vapor y gases. Para proporcionar esto, el papel o sustrato de carton tiene una primera capa a base de fibras, una segunda capa que comprende MFC y una tercera capa que comprende un poffmero. Se proporciona la capa de MFC para aumentar la densidad de la

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capa de fibras y para alisar su superficie, que a su vez aumenta la suavidad y la capacidad de adherencia de la capa de poKmero que proporciona la barrera conocida a Kquidos/vapor. Se ha encontrado que la combinacion de las capas de MFC y polfmero proporciona buenas propiedades de barrera de oxfgeno que no son proporcionadas por el uso del recubrimiento de polfmero por sf mismo.

La tecnica anterior tiene que ver con el uso de MFC como parte de un recubrimiento de barrera a base de polfmero. Los recubrimientos de barrera a base de polfmero no son ideales para su uso en documentos de seguridad, en particular como recubrimiento de un papel de seguridad que ha de ser impreso, ya que el tiempo necesario para que las tintas de seguridad tfpicas se sequen (tintas litograficas a base de aceite y tintas de huecograbado) sera mas lento que en el papel, donde la tinta puede ser absorbida en la superficie del papel aspero.

El documento EP-A-0198837 divulga papel con propiedades de superficie mejoradas, especialmente propiedades de impresion y de recubrimiento. La invencion se caracteriza por que el papel comprende una capa de superficie que consiste en pulpa de papel muy golpeada, material fino o fibras separadas a partir de pulpa de papel muy golpeada y/o material fino, posiblemente fibras que contienen, a partir de agua blanca, una cantidad de como maximo 10 g/m2, preferentemente como maximo 5 g/m2.

El documento WO-A-2008/054581 divulga un documento de seguridad resistente a la suciedad y/o a la humedad y un metodo para producir este documento seguro. El metodo de la invencion emplea preferentemente una prensa de encolado u otro dispositivo similar para forzar una formulacion resistente a la suciedad y/o a la humedad en los poros del sustrato y para eliminar el exceso de formulacion de sus superficies opuestas. Las formulaciones resistentes a la suciedad y/o a la humedad cuando se aplican de esta manera en lugar de por medio de tecnicas de recubrimiento estandar, no enmascaran los efectos opticamente variables generadas por OVDs no porosos que se pueden emplear en o dentro de estos documentos de seguridad. Ademas, las capas delgadas de fibras (por ejemplo, fibras de fabricacion de papel) suprayacentes y asf las porciones de incrustacion de los dispositivos de seguridad en documentos de seguridad con ventanas que se han vuelto resistentes a la suciedad y/o a la humedad de acuerdo con esta invencion muestran una mayor durabilidad.

El documento WO-A-2011/068457 divulga un procedimiento para producir un producto de papel o carton, cuyo procedimiento comprende las etapas de, proporcionar una composicion que comprende fibras, la adicion de almidon a la composicion, la adicion de celulosa microfibrilada a la composicion, la conduccion de la composicion a un alambre para formar una banda, en la que se anaden por separado almidon y celulosa microfibrilada a la composicion.

Asf, el uso de MFC se conoce en la industria del papel y carton para algunas aplicaciones limitadas, como se describe anteriormente. La presente invencion ha surgido a traves del sorprendente descubrimiento de que, cuando se utiliza por sf mismo con un sustrato de papel, y no en combinacion con una capa de polfmero, proporciona ventajosamente un nivel inesperado de la resistencia a la suciedad. Ademas, el uso del material de MFC de esta manera permite mantener las caractensticas de la superficie del papel, que proporciona una resistencia mejorada a la suciedad, sin impactar significativamente en las caractensticas de secado de la tinta del papel de seguridad.

La invencion se basa en el uso de una forma particular de fibra de celulosa conocida como celulosa microfibrilada (MFC), que se incorpora en y/o se aplica a la superficie de un sustrato de papel, para mejorar la resistencia de documentos de seguridad, tales como billetes de banco, hechos a partir del sustrato y para reducir su absorcion de suciedad debido a la manipulacion diaria.

La invencion proporciona por lo tanto un sustrato de papel resistente a la suciedad hecho de una pasta que contiene una suspension de fibras de papel y tratado con celulosa microfibrilada, de tal manera que espacios de los poros de los puentes de la celulosa microfibrilada formados por y entre las fibras de papel en al menos una superficie del sustrato proporcionan resistencia a la suciedad.

La celulosa microfibrilada se puede anadir a la pasta y/o aplicarse al sustrato antes de la impresion y/o despues de la impresion.

La invencion comprende ademas un papel de seguridad formado a partir del papel resistente a la suciedad mencionado anteriormente, que comprende una caractenstica de seguridad abierta a la que se aplica un recubrimiento resistente a la suciedad basado en celulosa microfibrilada transparente o barniz.

La invencion comprende, ademas, un documento de seguridad que comprende el sustrato de papel resistente a la suciedad mencionado anteriormente, en el que el documento se imprime antes de aplicar la celulosa microfibrilada como un recubrimiento a la superficie del sustrato.

La invencion tambien comprende un metodo de fabricacion de un sustrato de papel resistente a la suciedad que comprende las etapas de formar un sustrato de papel intermedio a partir de una pasta que comprende una suspension de fibras de papel y recubrir el sustrato con un recubrimiento que comprende celulosa microfibrilada, de tal manera que los espacios de los poros de los puentes de la celulosa microfibrilada formados por y entre las fibras

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del papel en al menos una superficie del sustrato proporcionan la resistencia a la suciedad.

La invencion comprende ademas un metodo de fabricacion de un sustrato de papel resistente a la suciedad que comprende la etapa de anadir celulosa microfibrilada a una pasta que comprende una suspension de fibras de papel y formar el sustrato, de modo que espacios de los poros de los puentes de celulosa microfibrilada formados por y entre las fibras de papel en al menos una superficie del sustrato proporcionan la resistencia a la suciedad.

Los problemas mencionados anteriormente se solucionan asf sustancialmente mediante la presente invencion. La celulosa microfibrilada (MFC) tiene la ventaja de que es inherentemente de bajo coste, en comparacion con los recubrimientos de polfmero, ya que se produce a partir de una materia prima comun, tal como la pulpa de madera o de algodon, en lugar de un proceso de smtesis qmmica complejo basado en productos petroqmmicos.

Debido a su sorprendente capacidad para conectar la estructura de poro superficial inherente del papel, se requiere significativamente menos recubrimiento de MFC para obtener el mismo efecto que un recubrimiento de polfmero equivalente, lo que proporciona un beneficio de procesamiento. Esto es debido a la naturaleza de las fibrillas de la MFC, que permite conectar la estructura de poros del papel. A diferencia de los recubrimientos resistentes a la suciedad a base de polfmeros conocidos, los recubrimientos de MFC de la presente invencion no fluiran dentro del sustrato de papel cuando se calientan y, por tanto, toda la MFC se utilizara para conectar la estructura de poros y, por lo tanto, mejorar la resistencia a la suciedad. Con el recubrimiento de polfmero, por otro lado, un volumen significativo del recubrimiento fluira en la estructura del papel y solo una fraccion funcionara como un recubrimiento resistente a la suciedad en la superficie.

De manera similar, cuando la MFC se incorpora en el sustrato durante el proceso de fabricacion del papel (en lugar de por medio de un proceso de recubrimiento que requiere etapas de procesamiento adicionales), esto conduce a una reduccion de la porosidad del sustrato, lo que mejora la resistencia del sustrato a la suciedad, en comparacion con el papel hecho de la forma habitual.

Ventajosamente, con la MFC que consiste predominantemente en celulosa modificada ffsicamente, sufre la misma degradacion biologica que la celulosa a granel del sustrato, y los residuos se pueden incorporar directamente de nuevo en la pasta de fabricacion de papel mediante procesos de fabricacion de pulpa adicional estandares.

Metodos para producir celulosa microfibrilada se describen en, por ejemplo, en el documento GB-A-2066145, en el que una suspension lfquida de celulosa a alta presion se hace pasar a traves de un orificio para provocar una descompresion explosiva de la suspension y de las fibras contenidas en la misma. Desafortunadamente, el gasto de energfa necesario para producir MFC por medios mecanicos es muy alto, requiriendo aproximadamente 30000 kWh/tonelada de producto. Enfoques alternativos se describen en, entre otras, el documento WO-A-2007/091942, que divulga un proceso enzimatico mediante el que se puede realizar microfibrilacion de pulpa de madera, lo que resulta en un producto comparable al descrito en el documento GB-A-2066145, pero con una reduccion drastica del gasto de energfa. La MFC de la presente invencion pueden prepararse a partir de cualquier fuente de material celulosico, incluyendo pulpa de madera o, preferentemente, fibras de algodon. La pulpa de madera contiene un 4050 % de celulosa, mientras que las fibras de algodon contienen hasta alrededor del 90 % de celulosa.

La celulosa que se encuentra en la fibra de algodon muestra un mayor grado de polimerizacion en comparacion con la celulosa derivada de otras fibras naturales y pulpas de madera especialmente blandas y duras. La combinacion de mayor grado de polimerizacion y el mayor contenido de celulosa hace que sea generalmente mas diffcil para la microfibrilacion u homogeneizacion para generar facil MFC de algodon. Debido a las dificultades en el proceso, el algodon no sena una eleccion natural del material de base para la generacion de MFC.

La siguiente tabla muestra algunos valores tfpicos para las dimensiones de las fibras de celulosa antes de, y despues de, el proceso microfibrilacion antes citado:

: Longitud Anchura Espesor

Algodon no microfibrilado: 0,8-1,2 mm 10-20 pm 3-20 pm

Celulosa microfibrilada: 1-100 pm 5-10 nm 5-10 nm

La longitud de las fibras en la MFC puede ser de hasta 100 pm, y preferentemente 50 pm o menos, y es mas preferentemente de 10 pm o menos.

La anchura de las fibras en la MFC puede estar en el intervalo de 1 a 100 nm, preferentemente de 2 a 50 nm, preferentemente de 5 a 20 nm y mas preferentemente de aproximadamente 5 nm.

El espesor de las fibras puede estar en el intervalo de 2 a 50 nm, preferentemente 5 a 20 nm y mas preferentemente es de aproximadamente 5 nm.

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Debe indicase en particular que las tres o mas ordenes de magnitud en todas las dimensiones de las fibras se reducen durante el proceso.

En una realizacion de la presente invencion, la MFC se utiliza como un recubrimiento aplicado a la superficie externa de un sustrato de papel, para proporcionar un sustrato a partir del cual se pueden realizar documentos de seguridad, tales como billetes de banco, para aumentar la resistencia a la suciedad. Tradicionalmente los recubrimientos basados en polfmeros utilizados requieren un peso de recubrimiento de aproximadamente 2 gramos/m2 (gsm) para proporcionar un mdice de suciedad del 15 al 30 %. Usando MFC, se puede obtener un nivel similar de resistencia a la sucieda mediante un peso de recubrimiento significativamente menor en el intervalo de 0,1 a 5 gsm, preferentemente de 0,5 a 3gsm y mas preferentemente de 1 gsm. En el presente contexto, el mdice de suciedad se define como la relacion de las diferencias en las luminosidades de los sustratos con y sin recubrimiento, sometidos a procedimientos de ensuciamiento estandar, expresado como un porcentaje. El experto en la materia estara familiarizado con la llamada prueba de ensuciamiento de FIRA (Asociacion de Investigacion de la Industrias del Mobiliario), citada en el documento WO-A-9628610. En esta prueba, una muestra del papel se coloca en un extremo de un cilindro junto con una muestra de referencia colocada en el extremo opuesto y 20 cubos de fieltro impregnados de sudor artificial y grafito coloidal. El cilindro se hace girar en direcciones alternas durante un penodo de 30 minutos. Se mide el cambio en la reflectancia de las muestras impresas y se calcula la recogida de suciedad relativa mediante la comparacion de los resultados de la prueba. En estas pruebas, los sustratos resistentes a la suciedad, tal como el papel recubierto Platinum® suministrado por De La Rue (Reino Unido) y el papel AST® suministrado por Crane & Co (EE.UU.) alcanzan indices de suciedad de entre el 20 y el 30 %. El sustrato de papel recubierto de MFC de la presente invencion consigue un mdice de suciedad equivalente.

Se cree que la celulosa microfibrilada, con su estructura qmmicamente identico, tiene interacciones mas fuertes con, y es mas eficiente en la reduccion de los poros entre las fibras no microfibriladas del sustrato que los recubrimientos polimericos tfpicamente empleados. Esto significa que el numero de extremos de fibras sueltos y la superficie total del sustrato se reduce, produciendo una reduccion concomitante en la suciedad. La MFC se vuelve cristalina cuando se cura, lo que ayuda a sellar los poros y a resistir la suciedad a base de aceite. Ademas, la eliminacion de las diferencias en la higroscopicidad entre el recubrimiento y el sustrato resuelve las deficiencias de los sustratos de seguridad laminares existentes identificados anteriormente.

El papel deriva su resistencia mecanica del enlace de hidrogeno entre las microfibrillas de celulosa. La MFC, que es tambien de celulosa, tambien tendra la capacidad de formar enlaces de hidrogeno, no solo entre las nanofibrillas del MFC, sino con las microfibrillas de celulosa de las fibras de papel. Por lo tanto, se adhiere bien a las fibras de papel base.

La MFC se puede aplicar a un sustrato de papel mediante cualquier metodo de recubrimiento conocido, tal como rasquetas, recubrimiento con rodillo de inmersion, huecograbado, flexograffa, etc., siendo las tecnicas preferidas recubrimiento por inmersion y huecograbado. La MFC se suministra tfpicamente al sustrato como una suspension de fibras, preferentemente en un medio acuoso, teniendo la suspension un contenido de solidos de aproximadamente un 3 % en peso (w/w). Una ventaja particular de la utilizacion de MFC como un recubrimiento sobre un sustrato de papel seguro es que los recubrimientos producidos a partir de suspensiones que tienen un contenido de solidos en el intervalo del 0,1 al 30 % en peso (w/w), y preferentemente en el intervalo del 2 al 15 % en peso (w/w), son transparentes y, por lo tanto, no afectan a la aparicion de las caractensticas de seguridad incorporadas en el sustrato de papel, tal como marcas de agua o hilos de seguridad incrustados o parcialmente incrustados. Ademas de los metodos de recubrimiento adicionales, la MFC se puede suministrar al sustrato usando una prensa de tamano en lmea en una maquina de papel. En este caso, la MFC se mezcla con agua para obtener una formulacion acuosa que tiene un contenido de solidos que vana desde aproximadamente del 1 al 30 % en peso seco, y mas preferentemente del 1 al 10 % en peso seco.

En una segunda realizacion de la presente invencion, la MFC se incorpora a traves del cuerpo del sustrato de papel mediante su mezcla con pasta de fibra de algodon estandar en la etapa de fabricacion de papel de la produccion. En un ejemplo tfpico, la adicion del 10 % de MFC a la masa de un sustrato a base de fibra de algodon proporciona un mdice de ensuciamiento de acuerdo con la misma prueba como se describio anteriormente, del orden del 15 %. La pasta se forma preferentemente mediante la adicion de celulosa microfibrilada a la suspension de fibras de papel en una cantidad de hasta el 30 % en peso. La MFC es una suspension de fibras en un medio acuoso que tiene preferentemente un contenido de solidos del 0,01 al 1 % en peso, y mas preferentemente del 0,05 al 0,5 % en peso.

En una tercera realizacion de la presente invencion, la MFC se utiliza como un barniz posterior a la impresion para mejorar aun mas la durabilidad de circulacion de los documentos de seguridad recubiertos con el mismo. Las tintas de impresion se formulan para optimizar su adhesion al sustrato sobre el que se van a imprimir. Como el sustrato a base de algodon y el barniz posterior a la impresion basado en MFC comparten qrnmicas identicas, la adherencia entre el barniz, la tinta y el sustrato tambien se ha optimizado. Los barnices posteriores a la impresion pueden aplicarse mediante cualquier tecnica de recubrimiento adecuada conocida para el experto. Las tecnicas preferidas incluyen flexograffa, que se puede utilizar para depositar pesos de recubrimiento de aproximadamente 1 gsm a partir de un 3 % en peso de suspension de MFC. La formulacion del recubrimiento de MFC debe seleccionarse para que sea lo suficientemente transparente como para no interferir con la impresion subyacente y otras caractensticas de

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seguridad en el documento de seguridad acabado. Un peso de recubrimiento de aproximadamente 1 gsm a partir de un 3 % en peso de suspension de MFC sena transparente. El intervalo preferido para el contenido de solidos de la suspension de MFC sena del 0,1 al 30 % en peso, y mas preferentemente del 2 al 15 % en peso.

Las fibras que estan presentes en la pasta de papel inicial puede ser todas fibras naturales o una mezcla de fibras naturales y sinteticas, o todas fibras sinteticas. Las fibras utilizadas pueden ser, por ejemplo, PVOH, poliamida, poliester, u otras poliolefinas.

Aunque la principal ventaja requerida de utilizar MFC en la presente invencion es proporcionar una mejor resistencia a la suciedad, tambien se constato que cuando se incremento la relacion de MFC utilizada, o anadida, en el papel, hubo un aumento consecuente en la resistencia del sustrato de papel, una disminucion de la porosidad y una mejora en las pruebas de pliegues dobles. Las pruebas de pliegues dobles miden la durabilidad del papel cuando se pliega varias veces bajo una carga constante. Un probador de pliegues dobles Schopper se puede utilizar para determinar el numero de veces que un artfculo puede ser doblado hasta que se rompa. La resistencia al plegado se cita como el numero de pliegues dobles hasta que se rompe de papel (a 23°C y 50 % HR).

Estas mejoras se ilustran mediante los resultados de las pruebas que se indican a continuacion.

Los siguientes resultados se obtuvieron en las pruebas manuales en hojas de mano de 90 g formadas utilizando pasta de papel de hoja de agua y MFC. Lotes separados de MFC se formaron a partir de pulpa de algodon y pulpa de madera, respectivamente, y estos se anaden para separar los lotes de la pasta de papel en diferentes proporciones (0, 5, 10, 15 y 20 % en peso), como se ilustra en las tablas siguientes. La MFC se diluyo para proporcionar un gel que comprende del 0,15 al 0,17 % de microfibrillas en agua.

MFC de pulpa de madera

%: g g M1 ml

Velocidad de adicion de MFC: Peso seco de la hoja manual MFC peso seco/hoja Vol de MFC para agregar @0,15 % Vol de pasta utilizado

0: 1,8 0 0 460

5: 1,8 0,09 60 435

10: 1,8 0,18 120 410

15: 1,8 0,27 180 385

20: 1,8 0,36 240 360

MFC de pulpa de algodon

%: g g M1 ml

0: 1,8 0 0 425

5: 1,8 0,09 60 405

10: 1,8 0,18 120 385

15: 1,8 0,27 180 365

20: 1,8 0,36 240 345

Ocho hojas de cada se secaron y se sometieron a pruebas de resistencia a la traccion, de pliegues dobles y de porosidad con los resultados promedio que se muestran a continuacion.

La prueba de Bendtsen es una prueba estandar y podemos citar la norma ISO 5636-3

% de MFC: 0 5 10 15 20

Porosidad Bendtsen (ml/min): 107,7 45,7 26,7 6,7 3,3

Pliegues dobles: 2091 1327 2476 2335 2895

Resistencia a la traccion (kgf): 7,2 6,5 10,1 10,0 11,1

MFC de pulpa de algodon

% de MFC: 0 5 10 15 20

Porosidad Bendtsen (ml/min): 120 77 35 15 6

Pliegues dobles: 996 2652 2158 3290 3267

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% de MFC: 0 5 10 15 20

Resistencia a la traccion (kgf): 7,2 7,9 9,1 10,1 11,5

El aumento de la resistencia del sustrato de papel y la mejora en los resultados de la prueba de dobles pliegues eran mas significativos cuando se anadio algodon basado en MFC a la pasta en comparacion con MFC basado en madera. Los beneficios adicionales de resistencia de la MFC basado en algodon reduce la creacion de poros en el sustrato de papel cuando esta en circulacion como un billete de banco u otro sustrato seguro. Una reduccion en los poros conduce a una reduccion de la suciedad, ya que la suciedad tiende a acumularse en los poros en la superficie de un billete de banco o sustrato seguro.

En otras realizaciones, la MFC se puede incorporar en la pasta y aplicarse como un impresion previa o recubrimiento posterior a la impresion. En este caso, el recubrimiento de impresion previa se puede aplicar usando una prensa de encolado.

Capas adicionales resistentes a la suciedad tambien se pueden recubrir sobre el papel. Esto podna tomar la forma de un recubrimiento de impresion previa convencional que son tipicamente sistemas de aglomarante de resina acuosa, tal como los basados en dispersiones de poliuretano y como se describen en el documento EP-A-0815321. Un ejemplo tfpico es Platinum® como se vende por De La Rue International Limited. Alternativamente, una prensa de encolado se puede utilizar para aplicar el recubrimiento, tal como se conoce a partir del documento EP-A-2074260. Por ejemplo, sistemas basados en resina de polieter-poliuretano se utilizan normalmente para la prensa de encolado. La aplicacion de un recubrimiento anti-suciedad de impresion previa convencional sobre un sustrato de papel con MFC incorporado en la pasta resulta en una mejora sorprendentemente significativa de la resistencia a la suciedad en la que se observa sin la MFC incorporada en la pasta.

En un ejemplo, la pasta de papel se formo anadiendo MFC derivada de algodon a la suspension de fibras de papel en una cantidad del 15 % en peso. El papel resultante se recubrio adicionalmente con una prensa de encolado, como se describe en el documento EP-A-2074260, utilizando una formulacion acuosa de una seleccion de resinas termoplasticas tales como resinas que tienen un enlace de ester (por ejemplo, resinas de poliester y resinas de polieter), resinas de poliuretano, resinas de poliuretano funcionalizadas (por ejemplo, resinas de poliuretano carboxilado), y copolfmeros (por ejemplo, resinas de uretano acnlico, resinas de polieter-uretano y resinas de acrilato de estireno) y mezclas de las mismos. Alternativamente, el papel se recubrio con un poliuretano Platinum® utilizando materiales y tecnicas descritas en el documento EP-A-0815321. El peso de recubrimiento de este recubrimiento de poliuretano estara entre 0,05 y 20 gsm, y mas preferentemente entre 0,5 y 5 gsm.

Se observo una mejora en la resistencia a la suciedad cuando la MFC se incorpora en el sustrato de papel y despues se aplica como recubrimiento usando una prensa de encolado. Por ejemplo, la pasta de papel se formo mediante la adicion de MFC derivada de algodon a la suspension de fibras de papel en una cantidad del 15 % en peso y, a continuacion, se dimensiono con MFC derivado de algodon con una consistencia de aproximadamente el 2 % sobre una base de peso en seco utilizando una prensa de encolado. El tamano se hace mezclando la MFC derivada de algodon con agua para formar una formulacion acuosa que tiene un contenido de solidos del 2 % en peso seco. Sorprendentemente, se obtuvo una mejora adicional significativa en la resistencia a la suciedad si el papel resultante se recubre entonces con una capa adicional resistente a la suciedad, por ejemplo, con un recubrimiento seco de 2 gsm de una formulacion de dispersion de poliuretano, tal como Platinum®' La combinacion de MFC en la pasta de papel y luego la aplicacion de MFC usando una prensa de encolado, seguido por un recubrimiento resistente a la suciedad de poliuretano convencional produjo una mejora del 50 % de la resistencia a la suciedad en comparacion con la normalmente alcanzada por los productos de poliuretano convencionales.

Esta mejora podna explicarse por el cierre eficaz de los microporos en el artfculo de MFC. Esto reducina la cantidad de la capa adicional resistente a la suciedad, tal como un recubrimiento de poliuretano convencional, que penetra en el poro en el papel y, por lo tanto, mas recubrimiento esta disponible en la superficie. Esto da como resultado una pelfcula mas coherente de formacion de poliuretano en la superficie, reduciendo la penetracion y la acumulacion de la suciedad.

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REIVINDICACIONES

1. Un sustrato papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco hechos de una pasta que comprende una suspension de fibras de papel y celulosa microfibrilada, conectando la celulosa microfibrilada los espacios de poro formados por y entre las fibras del papel en al menos una superficie del sustrato para proporcionar resistencia a la suciedad, caracterizado por que la celulosa microfibrilada se produce a partir de pulpa de algodon, y por que la longitud de las fibras en la celulosa microfibrilada esta en el intervalo de 1 a 100 pm, y la anchura de dichas fibras esta en el intervalo de 2 a 50 nm.
2. Un metodo para fabricar un sustrato papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco que comprende la etapa de anadir celulosa microfibrilada a una pasta que comprende una suspension de fibras de papel y formar el sustrato, en el que la celulosa microfibrilada conecta la celulosa microfibrilada los espacios de poro formados por y entre las fibras del papel en al menos una superficie del sustrato para proporcionar resistencia a la suciedad, caracterizado por que la celulosa microfibrilada se produce a partir de pulpa de algodon, y por que la longitud de las fibras en la celulosa microfibrilada esta en el intervalo de 1 a 100 pm, y la anchura de dichas fibras esta en el intervalo de 2 a 50 nm.
3. Un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco o un metodo de fabricacion de un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la celulosa microfibrilada se anade a la pasta como una suspension de fibras en un medio acuoso, cuya suspension tiene un contenido de solidos del 0,01 al 1 % en peso, y preferentemente del 0,05 al 0,5 % en peso.
4. Un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco o un metodo de fabricacion de un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la celulosa microfibrilada se anade a la pasta en una cantidad de hasta el 30 % en peso.
5. Un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco o un metodo de fabricacion de un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la celulosa microfibrilada se aplica como un recubrimiento a la superficie del sustrato despues de la formacion de un sustrato de papel intermedio a partir de la suspension de fibras de papel.
6. Un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco o un metodo de fabricacion de un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco de acuerdo con una la reivindicacion 5, en el que el recubrimiento de celulosa microfibrilada se aplica mediante una prensa de encolado.
7. Un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco o un metodo de fabricacion de un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco de acuerdo con una la reivindicacion 5 o la reivindicacion 6, en el que el recubrimiento de celulosa microfibrilada se aplica a la superficie del sustrato despues de que el sustrato se haya impreso.
8. Un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco o un metodo de fabricacion de un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que el peso de recubrimiento del recubrimiento de celulosa microfibrilada esta en el intervalo de 0,1 a 5 gsm, y preferentemente de 0,5 a 3 gsm, y mas preferentemente 1 gsm.
9. Un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco o un metodo de fabricacion de un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en el que el recubrimiento de celulosa microfibrilada es una suspension de fibras en un medio acuoso, teniendo la suspension un contenido de solidos del 0,1 al 30 % en peso, y preferentemente del 2 al 15 % en peso.
10. Un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco o un metodo de fabricacion de un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la longitud de las fibras en la celulosa microfibrilada es de hasta 50 pm, y mas preferiblemente de hasta 10 pm.
11. Un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco o un metodo de fabricacion de un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la anchura de las fibras en la celulosa microfibrilada esta en el intervalo de 5 a 20 nm, y es preferiblemente 5 nm.
12. Un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco o un metodo de fabricacion de un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el espesor de las fibras en la celulosa microfibrilada esta en el intervalo de

1 a 100 nm, preferiblemente 2 a 50 nm, preferiblemente de 5 a 20 nm, y es mas preferiblemente de 5 nm.
13. Un papel de seguridad formado a partir del sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco segun la reivindicacion 1 o una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 12 como dependiente de la

5 reivindicacion 1, que comprende una caractenstica de seguridad abierta a la que se aplica un recubrimiento resistente a la suciedad basado en celulosa microfibrilada transparente o barniz.
14. Un documento de seguridad que comprende el sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco segun la reivindicacion 1 o una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 13, como dependiente de la

10 reivindicacion 1, en el que el documento se imprime antes de aplicar un recubrimiento de celulosa microfibrilada a la superficie del sustrato.
15. Un metodo de fabricacion de un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco segun la reivindicacion 2 o una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 12 como dependiente de la reivindicacion 2,

15 que comprende ademas la etapa de aplicar una capa adicional resistente a la suciedad.
16. Un metodo de fabricacion de un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco segun la reivindicacion 15, en el que la capa adicional resistente a la suciedad se aplica antes de imprimir el sustrato.

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17. Un metodo de fabricacion de un sustrato de papel de seguridad resistente a la suciedad para billetes de banco segun la reivindicacion 15, en el que la capa adicional resistente a la suciedad se aplica despues de que el sustrato se haya impreso.