Очарование водяного знака

Одним из наиболее распространенных защитных признаков, применяемых в банкнотах и ценных бумагах, является водяной знак. С помощью современных технологий можно создавать трехмерные водяные знаки, не уступающие по красоте произведениям искусства — от бутона цветка до портрета известного деятеля и даже целой картины.

Водяной знак стал применяться в качестве способа защиты еще в XIII в. Как объяснить тот факт, что, будучи известным на протяжении веков, водяной знак по-прежнему сохраняет роль одного из основных элементов защиты денег? Видимо, дело в том, что этот признак легко узнаваем — и в то же время трудно воспроизводим. По данным Интерпола, лишь около 12% фальшивых банкнот носят признаки попыток имитации водяного знака. В рекомендациях конференции Интерпола ICPO 1998 (Каир) указано: «Эмиссионные институты, желающие внедрить в банкноты и другие защищенные документы водяной знак как защитный признак, должны использовать выполненные на круглосеточных машинах трехмерные многотоновые водяные знаки соответствующего размера и качества таким образом, чтобы субъект водяного знака был легко узнаваем и предпочтительно располагался на незапечатанном участке». Кроме того, водяной знак имеет определенное эстетическое значение, подчеркивает статус государства, использующего водяные знаки для защиты своей валюты. Наверное, поэтому водяные знаки применяются на 9-ти из каждых 10-ти банкнот в мире.

Немного истории. Еще в середине XIII в. в городке Фабриано (провинция Анкона, Италия) некоторые производители бумаги стали применять водяные знаки для того, чтобы выделить свою продукцию по отношению к другим. В 1282 г. была основана бумажная фабрика Фабриано, которая более чем за 720 лет превратилась в одного из ведущих мировых производителей высококачественной бумаги — компанию Cartieri Miliano Fabriano.

Другие известные компании-производители защищенной бумаги также имеют солидную историю. Британская компания Portals Bathford была основана в XVIII в., швейцарская LandQart и германская Papierfabrik Louisenthal — в XIX в. Возраст американской компании Crane & Co, единственного производителя бумаги для долларов США, также насчитывает более 200 лет.

Начало производству защищенной бумаги в России положил Петр Первый. Его указом в 1716 г. была создана Красносельская бумажная мануфактура в Санкт-Петербурге. А в 1723 г. царь утвердил образец водяного знака для гербовой бумаги.

Бумага в те времена отливалась вручную на специальных станках. Первая бумагоделательная машина с непрерывным циклом работы была изобретена в 1798 г. французом Николасом Луи Робертом, разработана в Англии Брайаном Донкином для братьев Фудринье (Fourdrinier) и вступила в строй в 1804 г. Именно их фамилия дала название (подобно орловскому способу печати) технологии производства бумаги на плоскосеточных бумагоделательных машинах (fourdrinier machine).

Полотно защищенной бумаги производится на плоскосеточных и круглосеточных бумагоделательных машинах. Секция отлива бумажного полотна плоскосеточной машины (рис. 1) представляет собой натянутую равномерную проволочную сетку длиной в 15 м и более. Взвешенные в воде волокна (с концентрацией примерно 0,5% от твердой бумажной массы) наливаются на переднюю часть движущейся сетки через устройство, называемое напорным ящиком. Большая часть воды дренирует через сетку в процессе ее движения, а волокна сбиваются в слабое влажное полотно.

Это полотно перемещается шерстяными сукнами между несколькими наборами валов, которые отжимают воду. Секция прессов с отсасывающими ящиками, сеткой и ее несущими компонентами составляет мокрое отделение машины. После этого полотно бумаги поступает в сушильную часть бумагоделательной машины.

Обычное сушильное устройство состоит из ряда полых цилиндров диаметром примерно в 1,2 м, которые нагреваются изнутри паром. Каждый сушильный цилиндр обтянут толстым грубым сукном, обеспечивающим сушку и перенос влажного полотна к очередному цилиндру; воды удаляется все больше, пока ее не останется 5—10% от массы сырья. После этого бумажное полотно поступает в отделочную часть. Здесь один или несколько каландров гладят бумагу; каландры представляют собой вертикальный ряд валов из отбеленного чугуна. Полотно направляется в просвет-зажим между верхними двумя валами и пропускается через каждый просвет до самого низа. При движении между валами сверху вниз полотно становится более гладким, плотным и равномерным по толщине. Затем полотно разрезается на полосы нужной ширины и наматывается в рулоны. Ширина плоскосеточной машины может составлять от 30 до 760 см. Рабочая скорость достигает 900 м/мин.

Круглосеточная бумагоделательная машина (рис. 2) отличается от плоскосеточной тем, что в ней секция отлива бумаги представляет собой цилиндр, обернутый сеткой. Этот цилиндр вращается в ванне, заполненной суспензией волокон. Вода дренирует через сетку, оставляя своеобразный мат из волокон, который снимается шерстяным сукном при контакте с верхней частью цилиндра. Помещая несколько ванн в ряд и используя то же самое сукно для удаления собранных в мат волокон от каждой ванны последовательно, можно получить слоистую структуру; толщина этого листа, или картона, лимитируется числом цилиндров и мощностью сушки. Остаточная вода удаляется пропусканием полотна через прессовые и сушильные секции, аналогичные используемым на плоскосеточной машине.

Центробежное действие вращающегося цилиндра стремится сбросить находящиеся на нем волокна. Это вынуждает ограничивать скорость его работы до ~150 м/мин.

Водяные знаки обычно изготавливаются одним из трех способов. Наиболее сложные (многотоновые) формируются на круглосеточных машинах (mould made watermark) путем применения специального вала с профилированной сеткой, что позволяет плавно варьировать плотность бумаги в заданных местах, создавая сложные объемные изображения (рис. 3).

Недостатком этого способа является то, что для формирования бумаги необходимо применять более короткие волокна, что снижает ее прочность. Впрочем, этот недостаток устраняется путем специальной обработки бумаги и многотоновые водяные знаки являются сейчас одним из основных средств защиты банкнот.

Более простые (однотоновые и двухтоновые) водяные знаки обычно получают на плоскосеточных машинах с помощью эмбоссирования специальным валом — дендиролем (dandy roll). Такие водяные знаки называют плоскосеточными (fourdrinier watermark) или дендирольными (dandy roll watermark). Бумага в этом случае будет более прочной за счет возможности применения более длинных волокон, однако водяной знак получается более простым.

Еще один способ создания ярких (right watermark) водяных знаков с резким переходом (различные символы, логотипы, цифры номинала), с помощью проволоки, вплетенной или прикрепленной к сетке, известен с давних времен и называется филигрань (filigree, рис. 4).

В настоящее время он также применяется очень широко — отдельно, или в комбинации с другими видами водяных знаков. Одним из современных способов получения таких водяных знаков является электротипия (electrotype watermark), применяющаяся в круглосеточных машинах.

Итак, водяной знак получается в процессе изготовления бумаги при помощи рельефного изображения на сетке бумагоделательной машины или на сетке валика, выравнивающего верхнюю поверхность бумажного полотна — дендироля. В итоге волокна влажной бумажной массы располагаются в толще бумажной массы реже или гуще — в соответствии с рельефом сетки машины. То есть, водяной знак образован участками с большей или меньшей плотностью бумажной массы по отношению к общей плотности бумаги. Толщина бумаги в местах расположения водяных знаков, как правило, не изменяется. Хорошо видимый на просвет, любой водяной знак должен иметь слегка размытые, нечеткие контуры. Это связано с тем, что плотность бумаги изменяется плавно.

В соответствии с используемым изменением плотности бумаги принято различать водяные знаки: однотоновые — более темные или более светлые по отношению к остальной части денежного билета (рис. 5), двухтоновые — сочетание темных и светлых участков (рис. 6), и многотоновые — с характерными плавными переходами тона (см. рис. 3). Широко распространена и классификация, выделяющая не тон знака как таковой, а отношение тона знака к тону бумаги. В этом случае принято говорить о двухтоновых (светлых или темных) и трехтоновых (сочетании светлых и темных участков) водяных знаках. Встречаются и другие названия: одноуровневый, двухуровневый и полутоновый водяной знак. Впрочем, сути дела это не меняет.

Согласно расположению водяного знака на денежном билете принято различать общие, локальные и полосовые водяные знаки.

Общий (сплошной) водяной знак (рис. 7) располагается многократно, по всему полю бумажного листа. Как правило, это различные линии и геометрические фигуры. Реже — фрагменты государственной символики или логотип производителя бумаги, либо производителя или эмитента ценных бумаг, заказавшего бумагу (например, Сбербанка России).

Локальный водяной знак (рис. 8) располагается однократно, в строго определенном месте. В основном он размещается на купонных полях, в местах, свободных от печатных изображений и связан с ними по смыслу. Водяной знак может дублировать номинал денежного билета, фрагмент какого-либо изображения или быть с ним композиционно связанным. Разновидностью локального водяного знака является полосовой водяной знак, представляющий собой череду повторяющихся изображений (рис. 9).

В случае применения локальных водяных знаков, зачастую комбинируются многотоновые знаки и филигрань.

В связи с развитием науки и техники новые технологии внедряются и в процесс изготовления водяных знаков. Прежде всего, это компьютерная разработка дизайна, программное управление процессом изготовления шаблонов, внедрение лазерных технологий.

Применение высокоскоростных сортировочных комплексов для обработки банкнот привело к внедрению локальных водяных знаков в виде штрих-кода (arcode watermark). Такая технология получила обозначение AQUS. Она применялась в производстве французских франков и голландских гульденов. В настоящее время подобные водяные знаки используются в евробанкнотах (рис. 10).

Что характерно, они расположены на запечатанном участке листа и комбинируются с многотоновым локальным водяным знаком и филигранью.

Кодовые водяные знаки применены и в японских банкнотах новейшей серии 2004 г. (см. «Банкноты стран мира», № 12, 2004 г., с. 4—5).

К одной из разновидностей таких знаков можно отнести и «краеугольные» водяные знаки (Cornerstone watermark), примененные в новой исландской банкноте номиналом в 1000 крон, выпущенной в конце прошлого года (см. с. 3 данного номера), в сочетании с локальным многотоновым портретным изображением. Оригинальный дизайн для островитян с новым водяным знаком создала британская компания De La Rue, изготовившая тираж банкноты.

С технической точки зрения изготовление таких знаков не является чересчур сложным делом. Поэтому, скорее всего, задача разработчиков заключалась в создании нового вида дизайна и внедрении машиночитаемого признака. Подобный водяной знак применен и на новой банкноте Ботсваны в 100 пул, выпущенной в обращение в середине декабря 2004 г.

Для целей машинного детектирования можно также использовать чередующиеся светлые участки, получаемые в ходе внедрения «ныряющей» («оконной») защитной нити (рис. 11).

Вместе с тем, необходимо отметить, что применение в современных банкнотах самых разнообразных детекторов (инфракрасных, магнитных, флуоресцентных, фосфоресцентных и др.) создает возможности для гораздо более разнообразного комплексного кодирования номинала и других характеристик банкноты. Впрочем, это уже не относится к теме статьи.

За прошедшие столетия многое изменилось в бумажном производстве. Возникший как клеймо производителя бумаги, водяной знак стал неотъемлемой частью защиты денежных билетов и ценных бумаг. Используются самые современные техника и технологии при разработке и изготовлении водяных знаков. Непреходящими остаются их красота и очарование.