CN107250459B - 用于安全器件到基底的表面施加的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了用于在制造期间将安全器件（例如，微光学安全线）施加到纤维幅的方法。通过发明的方法，当纤维幅构成充分固结的、完全成形的湿幅时，安全器件被优选地在造纸机的伏辊或类似工具处或其附近施加到纤维幅上。根据发明的方法制成的纸在经受流通模拟测试时在纸/安全器件界面处示出最小的损害。此外，表面施加的安全器件示出了可接受水平的凹版油墨附着力，并且纸具有更高的横向（CD）拉伸强度以及在其相对表面上的小得多的透印。

Description

用于安全器件到基底的表面施加的方法
相关申请
本申请要求保护2015年2月11日提交的美国临时专利申请序列号62/114,699的优先权，其通过引用以其整体并入在本文中。
技术领域
本发明一般涉及一种具有表面施加的安全器件的片材，并且涉及用于制备此类片材的方法。更特别地，本发明涉及通过在其中纤维幅被充分固结（诸如，当基于纤维幅的总重量，纤维幅的水和/或水分含量按重量计小于98%时）的造纸过程的湿阶段期间将安全器件引入到纤维幅进行的安全器件到片材的表面施加。本发明还涉及由所产生的纤维片材制成的文件。
背景技术
形式为带条、带、线、或缎带的安全器件广泛用于安全和重要文件中，提供用于验证这些文件的真实性的视觉和/或机械手段。这些安全器件可以完全嵌入或部分嵌入在文件中，或者安装在其表面上。
至少部分嵌入的安全器件可以通过在造纸过程的湿阶段期间将安全器件引入到纤维幅中而施加于成形纤维幅。然而，在此阶段中安全器件到纤维幅中的引入，虽然适合于嵌入和部分嵌入的安全器件，但迄今为止对于表面施加的安全器件而言是不切实际的，因为所产生的片材或文件将易于降低耐久性。在此阶段，成形纤维幅的成分由纸浆或纤维以及水和/或其他水分构成。基本上为湿的纤维幅使得：按纸浆或纤维的重量计，纸浆或纤维的量的范围从约百分之0.2到约百分之2.0（%），而按水分或水的重量计，水或水分的量的范围从约99.8%到约98.0%。例如，在湿阶段施加中，安全器件可以在长网造纸机或双网造纸机的湿端处被引入到成形纤维幅上或成形纤维幅中，或在成形缸的该部分被浸入纸浆或配料中之前抵住圆网造纸机中的纤维幅成形缸而被引入到成形纤维幅上或成形纤维幅中。
已经发现，在安全器件到成形纤维幅的湿阶段引入期间，纤维中的一些被移位，因为当安全器件被压榨到纤维幅中时它们在安全器件周围流动。这导致相当的纤维的移位，从子区域（即，纤维幅的位于安全器件下面或下方的区域）和铰接区（即，纤维幅的紧挨着安全器件的边缘或侧面定位的区域），那足以影响安全器件与纤维幅或与所产生的片材或文件的基底的相互作用。子区域和铰接区中的所产生的纤维浓度小于体区域中纤维浓度。这导致片材或文件的基底和安全器件的界面处的弱连接相互作用，并且特别地导致安全器件的交接表面和/或边缘处的弱连接相互作用。在所产生的文件的使用或流通期间，这些弱区域产生在片材或文件中沿着安全器件和基底之间的交接边缘的撕裂，或产生铰接效应（即，交接边缘之间的分离区域）。此外，文件倾向于展现背面透印；即，当施加在纤维幅的一侧上时所施加的安全器件将产生从纤维幅、任何产生的纤维片材、或任何产生的文件的相对侧可观察到的阴影效应。这通常需要使用背面伪装涂层来解决问题。还观察到所述所产生的片材或文件展现出横向（CD）拉伸强度中的降低。
用于获得表面施加的安全器件的一种替换方案是将安全器件施加于完全成形纤维基底的表面。然而，到完全成形纤维基底的施加伴有其他基本限制。例如，这限制可以使用的安全器件的厚度范围。一般来说，表面施加被限制于小于15微米的最最薄的安全器件。较厚的安全器件一般被从在此类施加排除，这至少部分是因为所产生的片材上的所产生的纸厚差影响下游处理。如本文中使用的，术语“纸厚差”指的是安全器件的上表面与纤维片材的直接邻接体区域的上表面之间的高度中的差。由于随着较厚的安全器件产生的纸厚差，所述安全器件在造纸过程的干阶段或后期施加过程中引入，下游过程诸如卷绕、压片、堆叠、切割以及通过ATM的处理在时间和成本方面受到影响。重要的是，这种方式产生的堆叠不是压榨就绪的或印刷就绪的。
鉴于以上情况，仍然需要带有不管厚度如何的表面施加的安全器件的改进片材，以及能够产生这些片材的改进过程。
发明内容
本发明通过提供一种用于安全器件到纤维片材或文件的表面施加的方法来解决以上需求中的至少一个，所述表面施加通过在造纸的湿阶段期间将安全器件引入成形纤维幅而进行。所述方法包括在其中纤维幅被充分固结的造纸过程的湿阶段期间将安全器件引入到成形纤维幅上或成形纤维幅中。在一个实施例中，当基于纤维幅的总重量，纤维幅具有按重量计小于98%的水和/或水分含量时，纤维幅被充分固结。优选地，当纤维幅处于或靠近造纸机的伏辊或类似工具时，纤维幅被充分固结。本发明还提供通过以上过程产生的纤维片材，以及包括纤维片材的所产生的文件。纤维片材具有在纤维基底上的相对表面、其一个表面中的至少一个凹进部分，设置在凹进部分下面或下方的纤维子区域和紧挨着凹进部分和子区域设置的纤维体区域；设置在凹进部分中的表面施加的安全器件；以及在表面施加的安全器件和一个表面之间的界面；其中在纤维子区域和在纤维体区域中有纤维，其以基本相等的量存在。
出人意料地，已发现，表面施加的安全器件可以在其中纤维幅被充分固结为例如完全成形的湿幅的湿阶段期间被引入。通过在造纸过程的这个湿阶段引入安全器件，可以充分促使安全器件到纤维幅中，以进一步固结子区域中的纤维，而不是使它们移位。这进而有助于在纤维和表面施加的安全器件之间提供增加的连接相互作用。结果，改进了耐久性、油墨附着力、横向（CD）拉伸强度和背面透印中的至少一个。这些出人意料的优点避免要求进一步的处理步骤来改进油墨附着力、改进拉伸强度或伪装背面透印。此外，因为安全器件在其中纤维幅被充分固结的湿阶段期间被引入，所以变得可能的是促使安全器件到纤维幅中，从而由于较厚的安全器件的纸厚差可以大大降低而实现它们的使用。所产生的纸厚差从而对下游过程具有较小的影响。
通过在本文中提供的方法，申请人还意外地发现，表面施加的安全器件可被施加成与纤维幅、纤维片材或所产生的文件中的至少一个其他特征配准。此外，因为在纤维幅制造过程的湿阶段期间引入安全器件，所以可能在造纸过程期间调整配准。因此，避免另外的处理步骤，否则将需要所述另外的处理步骤来校正安全器件与其他特征的未对准。以连续的方式引入安全器件也避免对载体基底的要求，因为安全器件可以用单个引入设备（intro-device）来切割/冲压并引入到纤维幅。如本文中使用的，术语“引入设备”指的是用于在湿阶段期间切割/冲压安全器件并且还将安全器件引入纤维幅的设备。在本文中进一步描述适合的引入设备。
本领域的普通技术人员将能够通过遵循详细描述和附图来辨别本发明的其他特征和优点。除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。本文中提及的所有出版物、专利申请、专利和其他参考文献通过引用以其整体被并入。如果有冲突，则本说明书（包括定义）将起支配作用。此外，材料、方法和示例仅是图示性的而不意图是限制性的。此外，本文中明确记载的所有范围也隐含地覆盖所有子范围。
附图说明
参考以下附图可以更好地理解本公开。附图中的组件不一定按比例，而是将重点放在清楚地图示本发明的原理上。虽然结合附图公开了示例性实施例，但是并不意图将本公开限制于本文中公开的一个或多个实施例。相反，意图是覆盖所有的替代方案、修改和等同物。
通过参考附图来图示所公开发明的特定特征，在所述附图中：
图1是通过在其中纤维幅未充分固结的造纸的湿阶段期间将安全器件引入纤维幅中所产生的纤维片材的横截面侧视图；
图2是通过在造纸的干阶段期间或之后当水分含量太低而不允许将安全器件压榨到基底中来进一步固结纤维时将安全器件引入纤维幅上所产生的纤维片材的横截面侧视图；
图3是本发明的纤维片材与它的表面施加的安全器件的示例性实施例的横截面侧视图，其中安全器件在纤维幅被充分固结时被引入到纤维幅中或纤维幅上；
图4是长网造纸机的示意图，其中形式为连续幅的安全器件在湿线之后和伏辊之前被引入到线上的成形纤维幅；
图5是根据本发明的文件的示例性实施例的俯视图，其具有施加到其上的多个不连续表面施加的安全器件（补片和带条）；
图6是根据本发明的文件的另一示例性实施例的俯视图，其具有与文件中的另一特征（诸如水印）配准地施加的多个不连续表面施加的安全器件（补片）；
图7a是在纤维片材或文件已经经受通过流通模拟测试的一（1）个周期之后的纤维片材或文件的正面的平面视图，该纤维片材或文件是通过在造纸的湿阶段期间在纤维幅未充分固结时将安全器件引入到成形纤维幅而产生的；
图7b是在纤维片材或文件已经经受通过流通模拟测试和展示的一（1）个周期之后的纤维片材或文件的背面的平面视图，该纤维片材或文件是通过在造纸的湿阶段期间在纤维幅未充分固结时将安全器件引入到纤维幅而产生的；
图8a是在纤维片材或文件已经经受通过流通模拟测试的一（1）个周期之后的根据本发明的纤维片材或文件的示例性实施例的正面的平面视图，该纤维片材或文件是通过在造纸的湿阶段期间在纤维幅充分固结时将安全器件引入到成形纤维幅而产生的；
图8b是在纤维片材或文件已经经受通过流通模拟测试的一（1）个周期之后的根据本发明的纤维片材或文件的示例性实施例的背面的平面视图，该纤维片材或文件是通过在造纸的湿阶段期间在纤维幅充分固结时将安全器件引入到纤维幅而产生的；
图9a是在纤维片材或文件已经经受通过流通模拟测试的三（3）个周期之后的纤维片材或文件的正面的平面视图，该纤维片材或文件是通过在造纸的湿阶段期间在纤维幅未充分固结时将安全器件引入到成形纤维幅而产生的；
图9b是在纤维片材或文件已经经受通过流通模拟测试的三（3）个周期之后的纤维片材或文件的背面的平面视图，该纤维片材或文件是通过在造纸的湿阶段期间在纤维幅未充分固结时将安全器件引入到成形纤维幅而产生的；
图10a是在纤维片材或文件已经经受通过流通模拟测试的三（3）个周期之后的根据本发明的纤维片材或文件的示例性实施例的正面的平面视图，该纤维片材或文件是通过在造纸的湿阶段期间在纤维幅充分固结时将安全器件引入到纤维幅而产生的；以及
图10b是在纤维片材或文件已经经受通过流通模拟测试的三（3）个周期之后的根据本发明的纤维片材或文件的示例性实施例的背面的平面视图，该纤维片材或文件是通过在造纸的湿阶段期间在纤维幅充分固结时将安全器件引入到纤维幅而产生的。
具体实施方式
通过以下细节将进一步理解本发明，所述细节被提供作为对要求保护的发明的某些示例性实施例的描述。
通过本发明的方法，提供一种包括表面施加的安全器件的纤维片材。在本发明的第一方面中，提供一种用于安全器件到纤维片材的表面施加的方法。该方法包括在造纸期间将安全器件引入纤维幅中或纤维幅上。通过在造纸过程期间引入安全文件，已知的处理步骤未被中断并且消除了附加的处理步骤。此外，通过在造纸过程的湿阶段期间引入安全器件，可以据此施加比在造纸的干阶段中可以施加的安全器件更厚的安全器件。
在一个实施例中，该方法还包括进一步固结子区域中的纤维。为了进一步固结子区域中的纤维，将表面施加的安全器件压榨到充分固结的纤维幅中。纤维在此区域中致密化以使得：尽管子区域的体积减小，但此区域中的所述量的纤维不移位，至少不以任何显著的量移位。
如本文中使用的，术语“充分固结”相对于本公开将被本领域的普通技术人员理解为意味着纤维幅处于完全成形的湿幅状态。在这种湿幅阶段中，纤维幅包括小于98%的水和/或水分。因此，纤维幅包括大于2%的纤维和/或纸浆。在另一实施例中，纤维幅包括小于95%的水和/或水分，其中剩余的5%的组分是纤维和/或纸浆。在更优选的实施例中，纤维幅中的水和/或水分的范围从约60%至小于98%，或从约60%至约95%。申请人已经发现，当引入安全器件时，高于98%的水和/或水分含量导致纤维的移位。纤维的显著移位（尤其是在基底的子区域中）导致安全器件与基底中的纤维之间的弱相互作用。特别地，纤维的移位降低基底的耐久性和强度，并降低在子区域和铰接区中提供的伪装效果。如本文中指出的，这些弱相互作用（尤其在安全器件的交接边缘处）导致以上标识的问题。相应地，也已经发现，在纤维幅具有小于60%的水和/或水分的情况下，在造纸过程期间安全器件的引入不能充分允许安全器件的凹进以容纳更厚的安全器件同时仍然维持低的纸厚差。此外，在低于60%的水和/或水分下，子区域中的纤维不进一步足够固结以将纤维固定在安全器件的交接边缘附近。如本文中使用的，术语“凹进”指的是将安全器件压榨到纤维幅中以在纤维片材的基底表面中形成凸部/凹进部分，以使得至少安全器件的最高部分被凹进在体区域的表面高度之下，而安全器件的顶部或上表面区域保持暴露。
湿阶段，如以上限定的，可以被调整到沿着造纸机的各种位置处，并且本发明设想了所有那些可能性。然而，在优选实施例中，安全器件在造纸过程的湿阶段期间在纤维幅构成充分固结的或完全成形的湿幅（即，基于纤维幅的总重量，具有占纤维幅重量的低于98%的水或水分水平，优选地占纤维幅重量的从约60%至小于98%，或更优选地占纤维幅重量的从约60%至约95%；或占纤维幅重量的从约60%至约90%）时，诸如例如在造纸机的伏辊或类似工具处或附近，被施加到成形纤维幅中或成形纤维幅上。抽吸箱通常刚好位于伏辊之前，以在幅离开机器的湿端之前去除尽可能多的水分，以便最小化机器的干燥器区段上的负担。类似地，在离开圆网造纸机的缸部分时（和在伏辊之后），纤维幅将优选地由从约75%至约95%的水和/或水分以及从约5%至约25%的纸浆或纤维制成。
虽然在长网造纸机上的造纸的几个阶段被设想提供纤维幅的充分固结（如本文中定义的），但是在优选实施例中，其中安全器件被引入纤维幅的造纸的阶段直接在湿线之后和伏辊之前。这是在其处不再有在纤维幅的上侧上明显的表面水的点。在替换实施例中，安全器件在湿端中的真空箱上或其之前被引入到纤维幅，这有利地有助于将器件设置到幅中。优选地，安全器件经由输送轮、辊或触靴（contacting shoe）直接放置到纤维幅的面。
在一个实施例中，当移动经过或进一步超过伏辊时，随着它前进至造纸机的干端，纤维幅处于具有表面施加的安全器件的完全成形的幅的状态中，所述干端由压榨区段和干燥器区段二者组成。
在两种类型的造纸机的压榨区段中，通过在辊和毡之间压缩湿纸来去除水和/或水分，以将水和/或水分含量降低至期望水平。申请人已意外地发现，具有表面施加的安全器件的完全成形的湿幅的压缩使子区域（即，引入的安全器件以下或下方的纤维幅的区域）中的纤维被进一步固结，因为它们被致密化而非被移位。结果，改进了所产生的纤维片材或所产生的文件的强度特性以及背面不透明性，这提供安全器件的伪装以降低背面透印。
本发明的安全器件可以具有各种厚度。然而，已经发现，本发明的过程有利地允许在厚度谱的较厚端上的安全器件的表面施加。在一个实施例中，安全器件具有高达100微米（μm）的厚度。在另一个实施例中，安全器件具有范围从5至75μm，或者更优选地从10至50μm的厚度。安全器件的宽度仅由纤维片材的宽度限制。在优选实施例中，宽度范围为0.25至20毫米（mm）；更优选地从0.5至15 mm。
通过在造纸的湿阶段期间引入安全器件，可以将这些安全器件压榨到纤维幅中，以在所产生的纤维片材的表面中产生凹进部分。所产生的纤维片材包括表面施加的安全器件，其具有不导致以上标识的缺点的纸厚差。如本文中使用的，术语“纸厚差”指的是安全器件的上表面与纤维片材的直接邻接的体区域的上表面之间的高度中的差。纸厚差可以为负或正，或为零。当直接邻接的体区域的上表面的高度大于安全器件的上表面的高度时，提供负的纸厚差。替换地，当安全器件的上表面的高度大于直接邻接体区域的上表面的高度时，提供正的纸厚差。在一个实施例中，纸厚差被相对于安全器件的厚度表示。在这种实施例中，纸厚差的绝对值的范围从安全器件的厚度的0%至约80%。
在一个实施例中，纸厚差的范围从-10至约50μm。更优选地，纸厚差的范围从-5至30μm，或从0至25μm。
在某些实施例中，器件足够厚以使得将安全器件压榨到纤维湿幅中的结果是负的纸厚差（即，安全器件的厚度或高度小于体区域的厚度或高度）。在此类实施例中，纸厚差最好由纸厚差的绝对值相对于安全器件的厚度的参考来表征。例如，在一个实施例中，安全器件的厚度小于25μm，以使得当安全器件被压榨到纤维幅中时，表面施加的安全器件的纸厚差的绝对值的范围从安全器件厚度的0%至约50%；更优选地从安全器件厚度的0%至约30%；甚至更优选地为安全器件厚度的约0%至约10%。在一个其他实施例中，安全器件的厚度再次小于25μm，以使得通过将安全器件压榨到纤维幅中引起的对子区域的进一步固结产生范围从-10至15μm（优选地，-5至10μm）的纸厚差。
替换地，在一个实施例中，安全器件的厚度大于25μm，以使得通过将安全器件压榨到纤维幅中引起的对子区域的进一步固结产生范围从-10至50μm，优选地从-5至25μm或从0至15μm的纸厚差。在其中安全器件也具有大于25μm的厚度的一个其他实施例中，相对于安全器件的厚度的纸厚差的绝对值范围从0%至约50%。优选地，纸厚差的绝对值范围从安全器件的厚度的0%至约20%。
“伏辊”将被本领域的普通技术人员理解为用于长网造纸机上的长网线的引导或转动辊，其定位在纸幅离开线（即，湿端或纸成形区段）以及线返回到胸辊的地方。伏辊在其中长网线部分已被缸部分取代的圆网造纸机上用于相同的目的。具体地，当幅离开缸部分并朝向伏辊行进时，伏辊引导并转动幅。
尽管还设想就水和/或水分含量和纤维含量而言，整个纤维幅具有均匀的一致性，但是纤维幅不均匀地充分固结也在本发明的范围内。例如，在一个实施例中，纤维幅仅在引入点处或沿着引入点充分固结。如本文中使用的，“引入点”指的是纤维幅处或沿着纤维幅至少部分被安全器件覆盖的区域。在另一实施例中，纤维幅仅部分地充分固结或按梯度或矩阵图案充分固结，以使得在引入点处纤维不显著分散以引起所标识的缺点。可以例如通过在沿着成形纤维幅的位置处选择性抽真空来提供充分固结的梯度或矩阵图案。替换地，在一个实施例中，通过施加辐射源（即，热）以去除沿着成形纤维幅的所选位置处的顶表面水来按梯度或矩阵图案去除水分含量。
安全器件到纤维幅的引入形成安全器件与基底纤维幅、所产生的纤维片材、或所产生的文件之间的界面。如本文中使用的术语“界面”可以通过安全器件和基底之间的直接或间接接触来形成。在界面是直接的情况下，安全器件与基底中的纤维直接接触。然而，设想安全器件沿着一些或所有底表面和侧表面与基底形成间接界面。例如，界面可以包括安全器件和基底之间的其他材料。虽然设想各种材料，但是另外的纤维材料或聚合物材料（例如，从自然来源诸如植物来源获得的或者从聚合物熔体成分等纺成的单组分和/或多组分纤维，单独或组合地）是特别适合的。此外，粘合剂材料优选用于形成间接界面。可以使用可活化的粘合剂来将安全器件锚定或接合到纤维幅的凹进表面上或其内。适合的粘合剂并不限定，并且包括但不限于：水活化的、热活化的、和/或压力活化的粘合剂，其在造纸机的干燥器区段中活化（其中温度达到100℃与160℃之间）。这些涂层可以以基于溶剂的聚合物溶液或水溶液或分散体的形式来施加。适合的分散体从组中选择，该组由以下组成：丙烯酸树脂水分散体、环氧树脂分散体、天然胶乳分散体、聚氨酯树脂分散体、聚醋酸乙烯树脂分散体、聚乙烯醇树脂分散体、脲醛树脂分散体、醋酸乙烯树脂分散体、乙烯-醋酸乙烯树脂分散体、乙烯-乙烯醇树脂分散体、聚酯树脂分散体及它们的混合物。当移动经过伏辊时，具有表面施加的安全器件的完全成形的湿幅前进到由压榨区段和干燥器区段二者组成的造纸机的干端。粘合剂可以替换地形成安全器件的一部分，并且在此类实施例中，具有范围从5到约50μm（优选地，从5到约20μm）的厚度。
适合于本发明的安全器件包括通常在本领域中由普通技术人员使用来提供防伪造或伪制的安全性的安全器件。安全器件可以是适合于替换地或附加地将美学特性施加于基底的安全器件。适合的安全器件可以显示人类可直接或借助于设备而感知的信息，或者可以显示附加地或替换地由机器可感知的信息。安全器件可以采用以下特征中的一个或多个：脱金属化的或者选择性金属化的、磁性的、组合磁性和金属的、或浮凸的区域或层；由色移、虹彩的、液晶、光致变色和/或热致变色材料制成的颜色改变涂层；发光和/或磁性材料的涂层；全息和/或衍射安全特征；及微光学安全特征。在优选实施例中，安全器件提供安全性，以使得可以容易地鉴定安全文件或重要文件。在一个实施例中，安全器件包括聚焦元件阵列和图像图标阵列，其中聚焦元件阵列和图像图标被布置成使得提供一个或多个合成图像。适合于此的聚焦元件包括柱面透镜和非柱面透镜（即微透镜）二者。
在示例性实施例中，安全器件是基于微透镜的安全器件。此类器件通常包括（a）透光聚合物基底、（b）位于聚合物基底上或聚合物基底内的微尺寸图像图标的布置、以及（c）聚焦元件（例如，微透镜）的布置。图像图标和聚焦元件布置被配置为使得当通过聚焦元件的布置来查看图像图标的布置时，一个或多个合成图像被投影。这些被投影的图像可以示出许多不同光学效果。能够呈现此类效果的材料构造在以下中描述：Steenblik等人的美国专利号7,333,268、Steenblik等人的美国专利号7,468,842、Steenblik等人的美国专利号7,738,175、Commander等人的美国专利号7,830,627、Kaule等人的美国专利号8,149,511、Kaule等人的美国专利号8,878,844、Kaule等人的美国专利号8,786,521、Kaule等人的欧洲专利号2162294、以及Kaule的欧洲专利申请号08759342.2（或欧洲公开号2164713）。这些参考文献据此以其整体被并入。
在优选实施例中，通过本发明的方法表面施加的安全器件包括但不限于微光学安全器件，诸如（例如，在美国专利号7,333,268中描述的）MOTIONTM微光学安全器件、RAPIDTM微光学安全器件、全息安全器件（例如，金属化全息器件）。这些器件可从美国马萨诸塞州的Crane Currency US，LLC获得。其他适合的器件包括但不限于光学可变器件（OVD）诸如KINEGRAMTM光学数据载体和色移安全器件。
虽然安全器件可以以将要引入到纤维幅的各种形式来呈现，但是已经发现最有利的是提供以连续幅的形式的安全器件。通过提供以连续幅的形式的安全器件，已经发现安全器件可以以连续的方式被引入纤维幅。然后连续幅被分区或分成多个不连续的安全器件。可以通过各种切割和/或冲压方法来完成连续幅到不连续安全器件的分区。在优选实施例中，方法是在造纸机上的制造期间在不使用载体膜的情况下的多个不连续的安全器件到纤维幅的直线施加过程。该方法包括：提供以连续幅的形式的安全器件；以连续方式切割或冲压连续幅以形成不连续的安全器件，每个具有期望的形状和尺寸；然后在造纸期间将不连续的安全器件以连续方式施加到纤维幅上。
本文中设想，可以通过表面施加、部分嵌入或完全嵌入来将附加的安全器件施加于纤维片材。例如，在一个实施例中，将附加的安全器件施加于纤维片材的表面。所述附加的器件可在表面施加的安全器件被引入之前被引入纤维幅，或者在引入表面施加的安全器件之后被施加到纤维幅。附加的安全器件可以不同于或类似于表面施加的安全器件。例如，在一个实施例中，当不连续的安全器件之一具有25μm或更小的厚度时，设想当按重量计水分含量小于60%（优选地，范围从约90%到0%）时，将其引入纤维幅。例如，当纤维幅在第一干燥器区段和施胶压榨之间行进通过造纸机时，安全器件被引入纤维幅，并可选地再润湿以将水和/或水分含量增加到约4%和约7%之间。
安全器件可以采取各种尺寸、形状或颜色。例如设想，以不连续安全器件的形式的安全器件采取带条、带、线、缎带或补片的非限制性的形式。这些器件在总宽度方面可以是从约2至约25毫米（mm）（优选从约6至约12mm），并且在总厚度方面是从约10至约50微米（优选地，从约20至约40微米）。在优选实施例中，安全器件是带条或补片。如本文中使用的“带条”指的是具有基本长于其横向宽度尺寸的纵向长度尺寸的安全器件。相比之下，“补片”可以具有基本上相等的纵向和横向长度，并且可以具有均匀或各种不均匀的形状。本文中设想各种形状和尺寸的带条和补片。然而，虽然带条或补片可以延伸到纤维片材或文件或产生的文件的边缘，但是在优选实施例中，带条或补片位于纤维片材或文件的周边内，并且不延伸到片材或文件的边缘。
如指出的，设想安全器件的各种尺寸为适合于发明的方法和纤维片材。在一个实施例中，总长度尺寸范围从约5至约75毫米（mm），优选地从约15mm至约40mm；并且总宽度尺寸范围从约2mm至约50mm，优选地从约6mm至约25mm；并且总厚度尺寸范围从约10至约50微米，优选地从约15微米至约40微米。本文中指出的所有范围包括所有子范围，包括整数和分数。
如指出的，也为安全器件设想各种形状：例如补片、带条或线、几何形状诸如星形、平行四边形、多边形（例如六边形、八边形等）形状、数字、字母以及各种符号。还设想简单和复杂的非几何设计为适合的。这些形状和设计可以用旋转模具过程来切割。
在发明的方法的一个实施例中，将安全器件引入成形纤维幅中，以使得其与纤维幅、纤维片材或所产生的文件的基底上或其中的至少一个其他特征配准。在某些实施例中，引入安全器件以使得安全器件内的特定特征与纤维幅、所产生的纤维片材或文件中的另一特征配准。至少一个其他特征可以根据需要相对于应用而变化。例如，至少一个其他特征是水印、印刷图像、凸部结构、另一安全器件或纸载特征。在将安全器件引入纤维幅以使其处于配准时，设想首先以连续幅形式呈现的安全器件被递送到一件设备或***（在本文中称为引入设备），该设备或***可用于将连续幅切割/冲压成不连续的安全器件。虽然可能使用单独的设备来切割安全器件然后将安全器件施加于纤维幅，但是优选地，用于形成不连续的安全器件的***也用于将安全器件施加到纤维幅中或其上。使用单个设备，可能更精确地配准地施加安全器件，因为它需要更少的移动部分。
在优选实施例中，其中将连续幅切割成不连续的安全器件，其然后通过相同的引入设备被引入纤维幅中或纤维幅上，还设想，安全器件的放置可通过引入设备调整以使得未配准（其中至少一个其他特征未对准）的安全器件可以连续的方式来调整以处于配准。通过使用单个引入设备来在造纸过程原位切割、施加和调整配准，致使用来调整放置的附加处理是不必要的。例如，在造纸过程期间配准的施加和调整消除在印刷之前对所产生的片材或文件进行二次处理的需要。
适合的引入设备对于该公开的后见之明中的普通技术人员来说将是明显的。然而，在优选实施例中，引入设备是采用光学或纤维密度传感器的***，该传感器检查安全器件与纤维幅、纤维材料或所产生的文件中的至少一个其他特征之间的配准。鉴于安全器件的标识或计算的位置或安全器件和至少一个其他特征的相对位置，引入设备用来做出安全器件的放置中的调整。为了做出这样的调整，引入设备使用控制连续幅上的张力的可变速度推进设备（例如，具有伺服驱动器的电动伺服机构），以使得不连续的安全器件可以根据需要被配准地施加。由此通过调制连续幅上的张力来连续地调整安全器件的引入点。替换地，引入设备可以是诸如在标签行业中用于配准地施加标签的旋转模具切割和转移设备。
在本发明的另一方面中，提供了纤维片材。如本文中描述的纤维片材从在安全器件被引入纤维幅之后对该纤维幅的进一步处理产生。所述进一步处理可选地包括在将安全器件压榨到纤维幅之前或之后施加的干燥步骤。安全器件到纤维幅中的压榨产生具有纤维体区域和纤维子区域的纤维片材。
所产生的纤维片材，其具有相对的表面和一个相对表面中的凹进部分，包括：设置在凹进部分中的表面施加的安全器件；设置在凹进部分下方的纤维子区域；紧挨着安全器件（设置在凹进部分中）和子区域设置的纤维体区域；以及安全器件与纤维片材的至少一个表面之间的界面。如本文中使用的，对紧挨着安全器件的体区域的参考指示在横截面视图中，体区域是沿着x轴与安全器件邻近的区域。如本文中使用的，对安全器件下方的子区域的参考指示在横截面视图中子区域是沿y轴的安全器件的至少一部分覆盖的区域。子区域的厚度小于体区域的厚度，以使得表面施加的安全器件具有小于安全器件的厚度的80%或如以上描述的那样在规定范围以及暗示子范围内的纸厚差。
在一个实施例中，子区域中的纤维被进一步固结，以使得子区域中的纤维的量基本等于至少直接邻接的体区域中的纤维的量。在一个其他实施例中，子区域中的纤维的量基本等于体区域中纤维的量。如本文中使用的，术语“基本等于”，如对体区域和子区域中的纤维的量的参考，指的是每个区域中纤维的量在另一个区域中的量的80%至100%（优选地，90%至100%）之内，如通过纤维的每平方米克数（gsm）来表征。在优选的实施例中，子区域中的纤维的量等于范围从体区域（特别是直接邻接的体区域）的80%至约100%的量。
如本文中指出的，各种厚度可以归因于适合的安全器件。因此，也设想各种纸厚差。在纤维片材的一个实施例中，安全器件具有范围从约10至约75微米的厚度。纸厚差范围从约-10至约30微米；优选地从0至约25微米；优选约0至约15μm。
在一个实施例中，纤维片材展现以下中的至少一个：（1）改进的耐久性；（2）可接受的油墨附着力；（3）高横向（CD）拉伸强度；或（4）降低的背面透印。如本文中使用的，改进的耐久性通过以下中的至少一个表征：（a）当与在纤维幅未充分固结时产生的此类片材相比时在界面处的最小或减少的损害，或者（b）几乎没有铰接效应。这些效应可以通过模拟文件的流通效果的已知工业技术进行量化或证明合格。例如，可以用耐久性测试来模拟钞票的流通。一个此类适合的耐久性测试是“流通模拟”测试（CST）。这是一种磨损和撕裂测试，其被设计成近似由钞票通过其流通生命周期所经历的机械降级和光学降级。该测试通过将每个重7.5克的橡胶垫圈附接到钞票的四个角，然后将被称重的钞票放置在以校准至60转每分钟（PM）的速度的摇滚滚筒中持续30分钟的固定持续时间（一（1）个周期）。由被称重的钞票经历的翻滚动作引发机械降级和光学降级。然后将控制量的液体和固体弄脏剂（例如，大豆油和泥土）添加到摇滚滚筒中以模拟钞票在其生命周期期间通常将接触的油和污垢的影响。在每轮模拟降级之前和之后，针对机械恶化（例如，以孔、撕裂、切口、铰接、分离部分和粗糙不平边缘形式的表面和边缘损害，拉伸强度损失，折叠忍耐性，抗撕裂性和穿孔抗性），光学恶化（例如，印刷油墨颜色性质中的恶化）和弄脏来对钞票进行测试。在界面处的铰接效应和撕裂是特别适合于此耐久性试验的机械降级的示例。
对于可接受的油墨附着力的测试对于本领域普通技术人员是已知的。例如，可以通过本领域普通技术人员已知的方法来定量测量反印，该反印是在多个纤维片材或文件的堆叠形式中从一片转移到另一片的油墨量。类似地，拉伸强度和背面透印可以通过对于本领域普通技术人员已知的方法来量化。例如，可以通过已知的光反射率或透射率测试来对透印进行量化。在使用例如INSTRON®张力测试仪或拉力测试仪的CD拉伸强度测试中，并且如以下在本文中的表2中示出的，根据本发明制成的纸展现出CD拉伸强度中的增加，其中测试的性质在与安全器件到完全成形纤维幅的常规缸施加相比具有范围从约90%至约100%的增加值。
如指出的，纤维片材具有在安全器件下方的纤维子区域以及紧挨着安全器件和子区域的纤维体区域。因为安全器件在纤维幅被充分固结时引入，所以与片材中的子区域对应的纤维幅的区域中的纤维不被以导致所标识的缺点的量移位。照此，纤维子区域中的纤维的量基本等于至少直接邻接的体区域中的纤维的量。如本文中使用的，术语“直接邻接的体区域”指的是体区域中毗邻安全器件的凹进部分和子区域的区域。该直接邻接的体区域从凹进部分和子区域径向延伸到在横截面x轴中等于子区域的x轴长度的距离。鉴于直接邻接的体区域和子区域之间的体积差，子区域中的纤维的密度大于直接邻接的体区域中的纤维的密度。紧邻的体区域和子区域中的纤维的量基本相等，以使得考虑到两个区域的体积中的差，子区域中的密度大于直接邻接的体区域中的密度。在一个示例性实施例中，体区域中的纤维的量范围从88.55 gsm至90.15 gsm，而子区域中的纤维的量范围从87.26 gsm至90.69 gsm。如本文中使用的，“密度”指的是体积中的纤维的平均量。
如本文中指出的，适合于本发明的安全器件是众多的。然而，在一个实施例中，纤维片材包括具有柱面和/或非柱面聚焦元件的阵列以及与聚焦元件光学相互作用以产生至少一个合成图像的图像图标的阵列的安全器件。在优选实施例中，聚焦元件排它地是柱面透镜或非柱面透镜（例如，微透镜）。然而，本文中设想，透镜的阵列包括二者按各种比例的混合。
如本文中指出的，安全器件可以以带条或补片或其他形状或几何形状的形式。在一个实施例中，安全器件存在于片材中与片材中的至少一个其他特征配准。本文描述了适合的其他特征。
在另一方面中，本发明是包括纤维片材的文件。本发明设想了各种文件。例如，适合的文件包括但不限于钞票、债券、支票、旅行者的支票、身份证、彩票、护照、邮票、股票证书、以及非安全文件（诸如文具项和标签以及用于美学的项）。可以将多个安全器件引入到纤维幅中，并且因此可以发现多个安全器件被施加于纤维片材和任何所产生的文件。替换地，在一个实施例中，文件包括至少一个表面施加的安全器件和至少一个其他安全器件（诸如嵌入的或部分嵌入的安全器件或安全特征）。表面施加的安全器件可以与文件的其他特征（诸如其他安全器件或安全特征或装饰性特征）配准。
适合于在本发明中使用的纤维片材是纸或纸状片材。作为单层或多层片材的这些片材可以由一系列纤维类型制成，所述纤维类型包括合成或天然纤维或两者的混合物。例如，这些片材可以由诸如蕉麻、棉、亚麻、木浆、及其混合物的纤维制成。如本领域技术人员熟知的，棉和棉/亚麻或棉/合成纤维共混合物对于钞票是优选的，而木浆通常用于非钞票的安全文件中。
如以上指出的，被设想供本发明使用的安全器件可以采取许多不同的形式，包括但不限于：带条、带、线、缎带或补片（例如，基于微透镜的、全息的、和/或色移安全线）。
将通过对表示示例性实施例的附图的以下描述来帮助对所要求保护的发明的进一步理解。
常规技术在图1和图2中被描绘。一般地，如图1中示出的，安全器件（11）在造纸的湿阶段中被引入以将器件（11）嵌入在纤维片材或文件（10）中。当使用该方法来表面施加安全器件时，所产生的纤维片材遭受低流通耐久性、差的CD拉伸强度和高的背面透印。如本文中其他地方提及的，这已被发现部分归因于当安全器件（11）被引入成形纤维幅时纤维（15）从子区域（12）的移位。可以看到，铰接区（14）中的纤维的量显著减少。这导致安全器件和纤维片材或文件（10）的基底（18）之间的界面（17）处的弱相互作用。这在界面边缘（17a）处尤其明显。
在图2中示出的常规实施例中也发现缺点，在图2中安全器件（21）在造纸的干阶段中或者在造纸之后当纸完全固结时被引入。这里，子区域（22）中的纤维（25）被如此完全地固结以使得安全器件（21）不能被压榨到基底（28）中。结果，纸厚差为高。高纸厚差与到片材或文件（20）的差油墨施加相关联。因此，对于其中在干阶段中添加安全器件的实施例，安全器件必须非常薄以便具有适合的纸厚差。
这些缺点中的至少一个由本发明来解决。图3描绘了本发明的一个实施例。这里，与图1和图2中不同，在湿阶段中在纤维幅被充分固结时引入安全器件（31），以使得当安全器件被压榨到纤维片材（30）的基底（38）中时，大量的纤维（35）未从子区域（32）移位。相反，在安全器件（31）下面和铰接区（34）中的纤维（35）被进一步固结或致密化。这导致在界面（37）处，并且特别地在界面边缘（37a）处的强纤维相互作用。此外，由于安全器件（31）在湿阶段被引入，所以可以将其压榨到基底（38）中以提供低的纸厚差。
可以使用各种方法和技术将安全器件（41）引入纤维幅（49）。在如图4中示出的优选实施例中，安全器件（41）以连续幅（41）的形式呈现，并且在湿线（42）之后和伏辊（44）之前并且在真空箱（45a、45b）（其帮助将安全器件设置到纤维幅（49）中）之间直接连续地施加到长网造纸机（40）上的成形纤维幅（49）。
图5和6描绘了具有多个表面施加的安全器件（52a、52b、53、63a、63b）的本发明的纤维片材或所产生的文件（50、60）。这里以不同尺寸和形状的补片（53、63a、63b）和带条（52a、52b）的形式呈现器件（52a、52b、53、63a、63b）。虽然在安全器件（52a、52b、53、63a、63b）的放置的位置方面不如此限制，但是在本发明的一个实施例中，安全器件（例如，53、63a、63b）在造纸期间通过引入设备（未示出）被切割或冲压并且施加到纤维幅（55），以使得其与纤维幅、纤维片材或所产生的文件（60）中的至少一个其他特征（例如，水印（61））配准。图6描绘了其中将施加为补片（63a、63b）的多个安全器件施加为与水印（61）配准的实施例。第一补片（63a）被施加为与水印（61）横向配准，而第二补片（63b）被施加为与水印（61）纵向配准。还设想安全器件（63a、63b）与水印（61）配准，以使得补片（63a、63b）中的至少一个特征（未示出）与纤维幅、纤维片材、或所产生的文件（60）中的水印（61）或其他特征配准。文件（50、60）具有边缘（59、69），其尽管这里描绘为平行四边形的侧，但是也可以描绘为具有其他角度的其他形状。安全器件（52a、52b、53、63a、63b）被施加到纤维幅、纤维片材或文件，以使得其不延伸超出文件（50、60）的边缘（59、69）。在优选实施例中，安全器件被设置在表面上，以使得其处于与边缘远离而不接触的地方。
示例
比较性示例1：当纤维幅未充分固结时的表面施加的安全器件的单周期耐久性测试。
在第一比较性示例中，根据常规湿阶段过程制造纤维片材，其中安全器件在造纸过程期间当纤维幅的水和/或水分含量大于98%时被引入到纤维幅。作为纤维移位的结果，铰接区（74）和子区域中的纤维被移位，这导致安全器件（71）与在那些区中的纤维片材（70）的纤维基底（78）的减小的相互作用。在通过流通模拟测试的单个周期（30分钟）之后，根据该过程形成的纤维片材（70）在图7a中被描绘。作为该单个周期的结果，纤维片材（70）展现出差的耐久性，至少如通过如在铰接区（74）中示出的铰接效应的发展所限定的。安全器件（71）在沿着界面边缘（77a）的点处从纤维片材（70）的基底（78）脱离。
此外，表面施加的安全器件展现了背面透印。一组五（5）个人（P1、P2、P3、P4、P5）被要求从1到5对背面透印的程度评级，其中5具有最高的透印，并且1具有最低的透印。小组成员P1和P4将背面透印评级为4；小组成员P2、P3和P5将背面透印评级为5。图7b描绘了示出背面透印的纤维片材（70）。这将需要某种背面伪装涂层来解决这个问题。
纤维片材的横向（CD）拉伸强度也使用型号5965的INSTON®张力测试仪测量。将纸样品切割成125mm宽乘15mm高的尺寸，其中线垂直穿过样品的中心延伸。然后将样品放置在Instron（型号5965）拉伸测试仪的钳口中，其中一套钳口在它们之间具有40mm间距，并且线在间隙中定心。然后将样品以38mm/分钟的速率拉长直到样品断裂。该过程重复5次，并且5个值的平均值是报告的测试结果。结果表明，CD拉伸强度范围从5.4至6.3kg。
发明的示例1：当纤维幅充分固结时的表面施加的安全器件的单周期耐久性测试。
在第一发明的示例中，根据本文中公开的本发明制造纤维片材（80），其中安全器件（81）在造纸过程期间当纤维幅的水分含量小于98%时被引入纤维幅。作为从铰接区的降低的纤维移位以及子区域中的增加的纤维固结的结果，存在安全器件（81）与纤维片材（80）的基底（88）的充分相互作用。在通过流通模拟测试的单个周期之后，根据该过程形成的纤维片材（80）在图8a中被描绘。显然，纤维片材（80）相对于比较性示例1中产生的纤维片材具有改进的耐久性。这里，纤维片材（80）没有示出沿着纤维片材（80）的基底（88）和安全器件（81）的界面边缘（87a）的铰接效应或者损害或分离。纤维片材（80）保持完整，这展现出改进的耐久性。
此外，与比较性示例1相比，表面施加的安全器件（81）展现出更少的背面透印。一组五（5）个人（P1、P2、P3、P4、P5）被要求从1到5对背面透印的程度评级，其中5具有最高的透印，而1具有最低的透印。小组成员P2将背面透印评级为1；小组成员P1、P3、P4和P5将背面透印评级为2。图8b描绘了示出背面透印的纤维片材。替换地，背面透印由对跨线灰度密度的测量来表征。在已使用IT8参考目标校准的Epson V750完美平板扫描仪上扫描纸样品。纸在反射光中以600dpi扫描为灰度图像，其中样品后面是黑色背景。一旦扫描被捕获，就生成所选区密度分布图。使用此功能，我们选择跨越线的区域，在那里针对该特定测试，软件捕获针对所选区域中每个像素的灰度值，其中线垂直穿过所选区域的中心延伸，软件将区域内的垂直像素进行平均并报告针对每个水平像素的垂直平均数据点（例如，如果区域是20像素高乘200像素宽，则对于每个水平位置，对应的垂直像素值将被平均并将导致200个数据点的输出）。然后将所产生的数据绘制在图表中，以示出在采样区内的灰度值中是否有任何显而易见的移位。密度测量结果在表1中提供。发明的示例的结果由顶线提供，而比较性示例的结果提供在下线中，其指示当测量设备横过安全器件的相对侧时在纤维密度测量中大幅下降。较低的值表示高背面透印。如可以看出的，利用发明的方法（<90%的水和/或水分），跨纤维片材的密度值保持相对恒定，而对于比较性示例（>98%的水和/或水分），密度值遭受值中的经确认并大幅的减小。比较性示例（>98%的水）的平均跨线灰度密度为214；而对于发明的示例（<90%的水）的均值跨线灰度密度为226。
纤维片材（80）的横向（CD）拉伸强度也使用型号5965的INSTRON®张力测试仪来测量。在这里重复了与以上相同的过程。结果表明，CD拉伸强度优于在比较性示例1中展现的CD拉伸强度。将比较性示例的结果描绘为表2中的第一条（>98%的水），而发明的示例的结果（<90%的水）被描绘为表2中的第二条。
跨线灰度密度测量
Figure DEST_PATH_IMAGE001
表1
Figure 868328DEST_PATH_IMAGE002
CD拉伸强度的平均增加为25%
表2。
比较性示例2：当纤维幅未充分固结时的表面施加的安全器件的三周期耐久性测试。
在第二比较性示例中，根据常规湿阶段过程制造纤维片材（90），其中安全器件在造纸过程期间当纤维幅的水分含量大于98%时被引入纤维幅。作为纤维移位的结果，铰接区和子区域中的纤维在安全器件（91）的引入期间被移位，从而导致安全器件（91）与那些区中的纤维片材（90）的纤维基底（98）的减小的相互作用。在通过流通模拟测试的三个周期之后，根据该过程形成的纤维片材（90）在图9a中被描绘。作为这三个周期的结果，纤维片材（90）展现出差的耐久性，至少如通过片材中沿界面边缘（97a）的撕裂的发展所限定的。纤维片材（90）沿界面边缘（97a）被撕裂成两片。
此外，表面施加的安全器件（91）展现了背面透印。一组五（5）个人（P1、P2、P3、P4、P5）被要求从1到5对背面透印的程度评级，其中5具有最高的透印，并且1具有最低的透印。小组成员P1和P5将背面透印评级为5；小组成员P2、P3和P4将背面透印评级为4。图9b描绘了示出撕裂和背面透印的纤维片材（90）。这将需要某种背面伪装涂层来解决这个问题。
发明的示例2：当纤维幅充分固结时的表面施加的安全器件的三周期耐久性测试。
在第二发明的实例中，根据本文中公开的本发明制造纤维片材（100），其中安全器件（101）在造纸过程期间当纤维幅的水分含量小于98%时被引入纤维幅。作为从铰接区的降低的纤维移位以及子区域中的增加的纤维固结的结果，相对于比较性示例1中的结果，存在安全器件与纤维片材（100）的基底（108）的充分相互作用。在通过流通模拟测试的三个周期之后，根据该过程形成的纤维片材（100）在图10a中被描绘。显然，纤维片材（100）相对于比较性示例2中产生的纤维片材具有改进的耐久性。这里，纤维片材（100）示出很少到没有的沿着纤维片材（100）的基底（108）和安全器件（101）的界面边缘（107a）的铰接效应或损害。纤维片材（100）保持完整，这展现出改进的耐久性。
此外，与比较性示例2相比，表面施加的安全器件（101）展现出更少的背面透印。一组五（5）个人（P1、P2、P3、P4、P5）被要求从1到5对背面透印的程度评级，其中5具有最高的透印，而1具有最低的透印。小组成员P1将背面透印评级为2；小组成员P2、P4和P5将背面透印评级为1；并且小组成员P3将背面透印评级为3。图10b描绘了示出改进的背面透印的纤维片材。
虽然上文已经描述了本发明的各种实施例，但是应该理解，它们仅仅通过示例而非限制的方式呈现。因此，本发明的广度和范围不应该受任何示例性实施例限制。

Claims (15)

1.一种纤维片材，具有相对的表面和一个相对表面中的凹进部分，所述纤维片材包括：
设置在所述凹进部分下方的纤维子区域，和紧挨着所述凹进部分和所述子区域设置的直接邻接的体区域；
设置在所述凹进部分中的表面施加的安全器件；以及
所述表面施加的安全器件与所述一个相对表面之间的界面，
其中，通过所述表面施加的安全器件使所述子区域中的纤维固结，使得所述子区域中的纤维量基本等于至少所述直接邻接的体区域中的纤维量；以及
其中，当在造纸过程的湿阶段处引入所述表面施加的安全器件时，所述子区域具有按重量计从60%至90%水的水分水平。
2.根据权利要求1所述的纤维片材，其中，所述安全器件具有范围从10至75微米的厚度，或者
其中，所述表面施加的安全器件具有范围从-10至25微米的纸厚差，其中所述纸厚差包括所述安全器件的上表面与紧挨着所述子区域设置的直接邻接的体区域的上表面之间的高度差。
3.根据权利要求2所述的纤维片材，其中，所述纸厚差范围为从0至15微米。
4.根据权利要求1所述的纤维片材，其中，所述纤维片材展现出以下中的至少一个：（a）通过当经受至少一个耐久性测试周期时在所述界面处的最小损害或几乎没有铰接效应中的至少一个表征的改进的耐久性；或（b）可接受的油墨附着力；或（c）改进的CD拉伸强度，或（d）最小的透印或没有透印。
5.根据权利要求1所述的纤维片材，其中，所述纤维子区域中的纤维量基本等于紧挨着所述凹进部分和所述子区域设置的体区域中的纤维量，或者
其中，所述纤维子区域中的纤维密度大于至少所述直接邻接的体区域中的纤维密度。
6.根据权利要求1所述的纤维片材，其中，所述安全器件包括柱面或非柱面聚焦元件的阵列；以及与聚焦元件在光学上相互作用以产生至少一个合成图像的图像图标的阵列，或者
其中，所述安全器件形式为带条或补片，或者
其中，所述安全器件与所述纤维片材上或所述纤维片材内的至少一个其他特征配准，其中所述纤维片材上或所述纤维片材内的所述至少一个其他特征选自包括以下的群组：水印、印刷图像、凸部结构、纤维或纤维集、另一安全器件、或其组合。
7.一种包括权利要求1所述的纤维片材的安全或重要文件。
8.根据权利要求7所述的安全或重要文件，其中，所述安全器件被引入以使得它与所述文件上或所述文件内的至少一个其他特征配准，其中所述文件上或所述文件内的所述至少一个其他特征选自包括以下的群组：水印、印刷图像、凸部结构、纤维、或另一安全器件，或者
其中，所述安全或重要文件是护照，或者
其中，所述安全或重要文件是钞票。
9.根据权利要求1所述的纤维片材，其中，所述纤维片材是钞票，并且
其中，所述表面施加的安全器件包括柱面和/或非柱面聚焦元件的阵列，以及与聚焦元件在光学上相互作用以产生至少一个合成图像的图像图标的阵列，
其中，所述纤维子区域的厚度小于所述纤维体区域的厚度，以使得在所述片材的表面中形成具有侧壁的凹进部分，
其中，所述表面施加的安全器件被设置在所述凹进部分内，
其中，所述表面施加的安全器件具有范围从10至40微米的厚度和范围从0至15微米的纸厚差，并且
其中，所述安全器件是暴露于所述钞票的至少一侧上的带条或补片。
10.一种用于表面施加的安全器件到纤维片材的表面施加的方法，包括：
在造纸过程的湿阶段，将所述表面施加的安全器件引入到成形纤维幅的表面上；以及
通过表面施加的安全器件进一步固结所述纤维片材的子区域中的纤维，使得所述子区域中的纤维量基本等于至少直接邻接的体区域中的纤维量，
其中，当在所述造纸过程的所述湿阶段引入所述表面施加的安全器件时，所述子区域具有按重量计从60%至90%水的水分水平。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述安全器件首先被呈现为连续幅，其然后被切割和放置到所述纤维幅中或所述纤维幅上，或者
其中，被引入到所述纤维幅中或所述纤维幅上的所述安全器件形式为带条或补片，或者
其中，所述安全器件被引入为使得它与所述纤维片材或包括所述纤维片材的文件上或其内的至少一个其他特征配准，其中所述纤维片材或文件上或其内的所述至少一个其他特征选自包括以下的群组：水印、印刷图像、凸部结构、纤维、或另一安全器件。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括：
提供形式为连续幅的安全器件；
以连续的形式切割或冲压所述连续幅以形成补片或带条；
其中，所述安全器件的施加包括补片或带条到所述纤维幅的连续引入以使得在所述纤维幅中形成纤维体区域、纤维子区域和具有侧壁的为负的凸部；并且
其中，所述安全器件的施加进一步固结所述子区域中的纤维以使得所述子区域中的纤维量基本等于至少直接邻接的体区域中的纤维量。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述安全器件的所述引入点通过调制所述连续幅上的张力而被连续调整。
14.一种根据权利要求10所述的方法制备的纤维片材或文件，其中，所述纤维片材包括表面施加的安全器件。
15.根据权利要求14所述的文件，其中，所述文件展现出以下中的至少一个：（a）通过当经受至少一个耐久性测试周期时在界面处的最小损害或几乎没有铰接效应中的至少一个表征的改进的耐久性；或（b）可接受的油墨附着力；或（c）改进的CD拉伸强度，或（d）最小的透印或没有透印。
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