DE102005045566A1

DE102005045566A1 - Mehrlagiges Sicherheitspapier

Info

Publication number: DE102005045566A1
Application number: DE102005045566A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr. Kretschmar; Mario Keller; Ralf Dr. Liebler; Jürgen Ruck; Wolfgang Wensauer; Theodor Dr. Burchard; Thomas Bodendieck; Gregor Dr. Grauvogel; Horst Reigel
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2005-03-23
Filing date: 2005-09-23
Publication date: 2006-09-28
Also published as: PL2031126T3; US20090001709A1; EP2031126A1; CN102174782A; CN102174782B; EP2031127A1; RU2007138905A; ES2556258T3; EP2031126B1; CN102154945A; WO2006099971A2; EP2031127B1; RU2433217C1; CN101146954A; CN101146954B; WO2006099971A3; RU2401208C2; ES2717631T3; CN102154945B; EP1899527A2

Abstract

Die Erfindung betrifft mehrlagiges Sicherheitspapier für die Herstellung von Sicherheits- oder Wertdokumenten, wie Banknoten, Ausweiskarten und dergleichen. In eine erste Papierlage (52) ist ein endloses Sicherheitselement (54) eingebracht, welches auf zumindest einer Seite der Papierlage (52) frei zugänglich ist. Die erste Papierlage (52) ist auf der frei zugänglichen Seite des Sicherheitselements (54) von einer zweiten Papierlage (56) abgedeckt, und die zweite Papierlage (56) weist im Bereich des Sicherheitselements (54) eine oder mehrere Öffnungen (58) auf.

Description

Die Erfindung betrifft mehrlagiges Sicherheitspapier für die Herstellung von Sicherheits- oder Wertdokumenten, wie Banknoten, Ausweiskarten und dergleichen.
Sicherheitspapiere oder Wertdokumente werden zur Absicherung oft mit Echtheitsmerkmalen, wie Wasserzeichen, eingebetteten Sicherheitsfäden und dergleichen, ausgestattet, die eine Überprüfung der Echtheit des Sicherheitspapiers oder Wertdokuments gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen.
Im Sinne der Erfindung bezeichnet dabei der Begriff „Sicherheitspapier' das unbedruckte Papier, das üblicherweise in quasi endloser Form vorliegt und zu einem späteren Zeitpunkt weiterverarbeitet wird. Als „Wertdokument" wird ein Dokument bezeichnet, das für seinen bestimmungsgemäßen Gebrauch fertig gestellt ist. Wertdokumente im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungsgefährdete Papiere, wie Pässe und sonstige Ausweisdokumente, sowie Produktsicherungselemente, wie Etiketten, Siegel, Verpackungen und dergleichen. Die vereinfachte Benennung „Sicherheitspapier' oder „Wertdokument" schließt im Folgenden alle derartigen Dokumente und Produktsicherungsmittel ein.

In der Vergangenheit haben sich insbesondere solche Echtheitsmerkmale bewährt, die nur während der Herstellung in das Sicherheitspapier eingebracht werden können. Eine erste Art von Echtheitsmerkmalen, wie etwa Wasserzeichen, Sicherheitsfäden, chemisch reagierende Zusätze oder Melierfasern, dient der visuellen Echtheitsprüfung durch einen Menschen. Obwohl diese Merkmale visuell erkennbar sind, garantieren sie eine hohe Sicherheit, da das mit solchen Echtheitsmerkmalen ausgestattete Papier nur mit aufwändigen Maschinen hergestellt werden kann, zu denen ein Fälscher keinen Zugang hat und deren Anschaffung oder Nachbau sich für Fälschungszwecke wirtschaftlich nicht lohnt.

Neben den visuell und ohne Hilfsmittel identifizierbaren Merkmalen werden Sicherheitspapiere seit langem auch mit Echtheitsmerkmalen einer zweiten Art ausgestattet, welche nur mithilfe spezieller Nachweisvorrichtungen nachweisbar sind. Bei dieser Art von Merkmalen hat ein Fälscher zusätzlich das Problem, das Vorliegen eines Merkmals und dessen besondere Eigenschaften erst identifizieren zu müssen.

Viele Sicherheitspapiere und Wertdokumente enthalten Echtheitsmerkmale beider genannter Arten, um eine Echtheitsprüfung auf verschiedenen Ebenen zu ermöglichen. Beispielsweise kann ein Sicherheitsfaden für eine Einbettung in Banknoten oder andere Wertdokumente eine im Durchlicht visuell erkennbare Negativschrift und zusätzlich einen nur maschinell lesbaren Magnetcode aufweisen.

Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitspapier der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das eine hohe Fälschungssicherheit aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Mehrlagiges Sicherheitspapier ist ein aus mehreren Schichten kombiniertes Sicherheitspapier, wobei die Zusammenführung der Schichten bereits bei der Papierherstellung oder erst nach der Papierherstellung erfolgen kann. In bei den Varianten gibt es mehrere verschiedene Prinzipien, nach denen das Sicherheitspapier mit einem oder mehreren Echtheitsmerkmalen ausgestattet werden kann: Auf das Sicherheitspapier können Fremdelemente aufgebracht werden, es können visuell oder maschinell prüfbare Maßnahmen an den einzelnen, das mehrlagige Sicherheitspapier aufbauenden Schichten vorgenommen werden, und es können Einlagerungen zwischen zwei oder mehreren der Einzelschichten eingebracht werden.

Das mehrlagige Sicherheitspapier enthält zumindest eine Lage aus Papier. Die weiteren Lagen können ebenfalls aus Papier, aber auch aus anderen Materialien, beispielsweise durch Kunststofffolien gebildet sein.

Die Fremdelemente können sowohl bei als auch nach der Papierherstellung in endloser Form, etwa als Streifen oder Bänder, oder in Form von etikettenförmigen Einzelelementen auf das Sicherheitspapier aufgebracht, beispielsweise aufgeklebt werden. Für die Einlagerungen zwischen den Schichten kommen Einzelelemente, wie Fasern, Planchetten, Pigmente, Aufdrucke und dergleichen, oder Endlosmaterial, wie etwa Sicherheitsfäden, Sicherheitsbänder, Netze, Gitter, Gewebematerial oder Folienbahnen, in Betracht.

Bei der Papierherstellung bietet sich eine Vielzahl von an den einzelnen Papierschichten vorzunehmenden Maßnahmen an. Beispielsweise können die Einzelschichten insgesamt oder auch nur bereichsweise unterschiedliche Dicke oder unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen. Letzteres kann beispielsweise durch Zusätze bei der Herstellung der Einzelschichten oder durch Ausbildung der Einzelschichten aus unterschiedlichen Fasern erreicht werden. Weiter können die Einzelschichten eine unterschiedliche Flächenstruktur aufweisen. Darunter fallen beispielsweise Echtheitsmerkmale, wie durchgehende Öffnungen, Wasserzeichen oder Unterbrechungen, in einer oder mehreren der Einzelschichten. Auch eine nachträgliche Verformung der Papierlagen, etwa mithilfe eines Egoutteurs, kommt in Betracht.

Werden die Papierlagen erst nach der Papierherstellung etwa durch Kaschieren miteinander verbunden, so können Echtheitsmerkmale zum einen mit den eben erwähnten Maßnahmen, also insbesondere durch Variation der Dicke, der Zusammensetzung oder der Flächenstruktur der Papierlagen erzeugt werden. Zusätzliche Möglichkeiten ergeben sich, wenn unterschiedliche Materialien, wie Papier und Kunststofffolien, miteinander kombiniert werden. Eine, mehrere, oder sogar alle der unterschiedlichen Materialschichten können dann mit Echtheitsmerkmalen versehen werden, wobei ein besonders hoher Fälschungsschutz erreicht wird, wenn die Echtheitsmerkmale aus verschiedenen Schichten miteinander eine funktionelle Wechselbeziehung eingehen. Beispielsweise können sich die in verschiedenen Schichten vorliegenden Informationen zu einer Gesamtinformation ergänzen, oder die Wirkung eines Echtheitsmerkmals einer Schicht kann das Vorhandensein eines weitern Merkmals in einer anderen Schicht voraussetzen.

In einem ersten Erfindungsaspekt ist bei einem gattungsgemäßen Sicherheitspapier in eine erste Papierlage ein endloses Sicherheitselement eingebracht, welches auf zumindest einer Seite der Papierlage frei zugänglich ist. Die erste Papierlage ist auf der frei zugänglichen Seite des Sicherheitselements von einer zweiten Papierlage abgedeckt, welche im Bereich des Sicherheitselements eine oder mehrere Öffnungen aufweist. Vorzugweise ist die Ausdehnung der Öffnungen) senkrecht zur Laufrichtung des endlosen Sicherheitselements kleiner als dessen Breite, so dass sie nicht über das Sicherheitselement hinausreicht.

Das endlose Sicherheitselement kann insbesondere durch einen Sicherheitsfaden oder ein breites Sicherheitsband gebildet sein. Sicherheitsfäden weisen dabei eine Breite von 2 mm oder weniger, zumeist von etwa 1 mm auf. Breitere endlose Sicherheitselemente werden im Rahmen dieser Beschreibung als Sicherheitsbänder bezeichnet. Sie weisen insbesondere eine Breite von 4 mm bis 20 mm, teilweise sogar bis zu 30 mm auf.

Während die schmäleren Sicherheitsfäden meist in die erste Papierlage eingebettet sind, teilen die breiten Sicherheitsbänder typischerweise die erste Papierlage in zwei Teile, so dass sie auf beiden Seiten der Papierlage sichtbar und zugänglich sind. Dabei wird in den Randbereichen des Sicherheitsbands mit Vorteil ein charakteristischer Büttenrand ausgebildet, der durch Schneiden oder Stanzen nicht nachzubilden ist. Das Sicherheitselement kann auch mit einem Kleber in der ersten Papierlage befestigt sein.

Das endlose Sicherheitselement kann darüber hinaus mit optisch variablen Effekten, insbesondere mit einer Beugungsstruktur, einem Hologramm, einem Farbkippeffekt oder einem anderen Interferenzschichteffekt, ausgestattet sein. Es kann auch mit einem Druckbild, insbesondere Positiv- oder Negativschriftzeichen, versehen sein.

Die Öffnung der zweiten Papierlage kann beispielsweise in Gestalt einer sich entlang des endlosen Sicherheitselements erstreckenden streifenförmigen Unterbrechung vorgesehen sein. Eine solche Unterbrechung kann bei der Herstellung mit einem aufreißbaren Releasestreifen verschlossen werden, so dass ein zunächst geschlossenes Sicherheitspapier entsteht, in das zu einem späteren Zeitpunkt eine Öffnung eingebracht werden kann. Auch beliebige andere Lochformen kommen für die Öffnungen infrage, wie etwa eine regelmäßige Abfolge runder oder eckiger Unterbrechungen. In einer vorteil haften Ausgestaltung sind die Öffnungen in der zweiten Papierlage mit einem transparenten Material, insbesondere einem Polyurethankleber gefüllt.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicherheitspapiers enthält die erste Papierlage ein Wasserzeichen und die zweite Papierlage im Bereich des Wasserzeichens eine Unterbrechung, in der das Wasserzeichen deutlich hervortritt.

Die erste Papierlage weist in einer vorteilhaften Erfindungsvariante eine Grammatur von 60 bis 80 g/m², insbesondere von 65 bis 70 g/m² auf, während die zweite Papierlage eine Grammatur von 15 bis 45 g/m², insbesondere von 20 bis 25 g/m² aufweist. In einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Variante sind die Verhältnisse umgekehrt, und die erste Papierlage weist eine Grammatur von 15 bis 45 g/m², insbesondere von 20 bis 25 g/m² auf, während die zweite Papierlage eine Grammatur von 60 bis 80 g/m², insbesondere von 65 bis 70 g/m² aufweist.

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines oben geschilderten Sicherheitspapiers ist vorgesehen, dass

– eine erste Papierbahn gebildet wird, und ein endloses Sicherheitsele ment so in die erste Papierbahn eingebracht wird, dass das endlose Si cherheitselement zumindest auf einer Seite der Papierbahn frei zu gänglich ist,
– eine zweite Papierbahn gebildet wird, die im noch feuchten Zustand mit der ersten Papierbahn zusammengeführt und fest verbunden wird, so dass sie die frei zugängliche Seite des Sicherheitselements abdeckt,
– wobei in die zweite Papierbahn eine oder mehrere Öffnungen einge bracht werden, die nach dem Zusammenführen mit der ersten Papier bahn im Bereich des endlosen Sicherheitselements zu liegen kommen.

Die Herstellung der ersten und/oder zweiten Papierbahn erfolgt bevorzugt in einer Gleichstromrundsieb-Papiermaschine. Alternativ oder zusätzlich kann die erste und/oder zweite Papierbahn in einem Kurzformer erzeugt werden, bei dem die Papiermasse auf ein Rundsieb aufgedüst wird.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird die zweite Papierbahn auf einem Rundsieb erzeugt, dessen Löcher in Teilbereichen verschlossen sind. Dadurch wird die Blattbildung in diesen Teilbereichen unterdrückt und es entstehen faserfreie Bereiche, also Öffnungen, in der zweiten Papierbahn. Das Verschließen der Löcher kann mit Vorteil durch Aufbringen, insbesondere Aufkleben eines Abdeckstreifens, durch partielles Bedrucken des Siebs mit einer Lackschicht oder durch einen von innen an der Mantelfläche des Rundsiebs anliegenden Abdeckring erfolgen. Es ist auch möglich, das endlose Sicherheitselement bei der Papierherstellung so auf das Rundsieb auflaufen zu lassen, dass es an den aufgelaufenen Stellen die Löcher des Rundsiebs verschließt.

Nach einem zweiten Erfindungsaspekt sind bei einem gattungsgemäßen Sicherheitspapier zumindest zwei mit unterschiedlichen Fasern erzeugte Papierlagen miteinander kombiniert. Die zumindest zwei Papierlagen können insbesondere aus Fasern unterschiedlicher Farbe, unterschiedlicher Länge oder aus Fasern mit unterschiedlichen Merkmalszusätzen gebildet sein.

In einer Ausgestaltung sind die mit unterschiedlichen Fasern erzeugten Papierlagen mit zueinander komplementären Unterbrechungen ausgebildet und ergänzen sich zu einer Kombinationspapierlage. Diese Kombinationspapierlage weist keine größere Dicke als die Einzellagen auf, da die Beiträge der Einzellagen zur Kombinationspapierlage jeweils in Unterbrechungen der anderen Papierlagen angeordnet sind. Im einfachsten Fall bestehen die Papierlagen aus zwei komplementären Streifenmustern, so dass sich als Kombinationspapierlage eine alternierende Abfolge aus Streifen der beiden Einzelpapierlagen ergibt.

Bei einer anderen Ausgestaltung weisen die zumindest zwei mit unterschiedlichen Fasern erzeugten Papierlagen Unterbrechungen in Form von senkrechten oder waagrechten Streifen auf und sind im Sicherheitspapier übereinander angeordnet, so dass sie ein Schachbrettmuster bilden.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist eine erste, ein Wasserzeichen enthaltende Papierlage aus kurzen Fasern gebildet und zur Erhöhung der Reißfestigkeit mit einer zweiten dünneren Papierlage aus langen Fasern kombiniert. Mit Vorteil ist die erste Papierlage aus kurzen Fasern sogar zwischen zwei dünneren Papierlagen mit langen Fasern eingebettet. Dadurch wird die hohe Reißfestigkeit der langfasrigen Schichten) mit dem ausgeprägten Wasserzeicheneffekt der kurzfaserigen Schicht kombiniert.

Bei einer weiteren vorteilhaften Gestaltung ist eine erste, ein Wasserzeichen enthaltende Papierlage von einer zweiten Papierlage abgedeckt, die im Bereich des Wasserzeichens mit transparenten Fasern und außerhalb des Wasserzeichenbereichs mit gewöhnlichen, nichttransparenten Fasern gebildet ist. Das Wasserzeichen ist dann durch den transparenten Faserbereich geschützt und dennoch klar erkennbar.

Es versteht sich, dass die zumindest zwei mit unterschiedlichen Fasern erzeugten Papierlagen mit weiteren vollflächigen oder unterbrochenen Papierlagen kombiniert sein können. Sie können auch mit einem Sicherheitselement kombiniert sein, das vorzugsweise zumindest in einem Teilbereich, beispielsweise einer Öffnung, durch die Papierlagen sichtbar ist.

Ein weiterer Erfindungsaspekt betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitspapiers, bei dem

– in einer ersten Nasspartie einer Papiermaschine eine erste Papierbahn gebildet und gegebenenfalls mit Individualisierungsmerkmalen, wie einer Öffnung oder einem Wasserzeichen, versehen wird,
– in einer zweiten Nasspartie einer Papiermaschine eine zweite Papierbahn gebildet wird,
– die zweite Papierbahn über ein Abnahmeband mit der ersten Papierbahn zusammengeführt und fest verbunden wird, und bei dem
– aus der zweiten Papierbahn mittels einer Saugvorrichtung im noch feuchten Zustand Papierfasern, vorzugsweise im Register zu den Individualisierungsmerkmalen der ersten Papierbahn, entfernt werden.

Bei der Saugvorrichtung kann es sich um eine perforierte Saugwalze oder ein Saugrohr handeln. Das Saugrohr kann dabei wahlweise gepulst oder kontinuierlich saugen. Die Öffnungen der Saugwalze bzw. des Saugrohrs können beliebig geformt sein, so dass auch kompliziertere Lochformen, wie Sterne, alphanumerische Zeichen etc., erzeugt werden können.

In einer Erfindungsvariante werden die Fasern der zweiten Papierbahn durch die Saugvorrichtung nur teilweise entfernt, um Bereiche geringerer Schichtdicke in der zweiten Papierbahn zu erzeugen. Die Bereiche verminderter Schichtdicke der zweiten Papierbahn können beispielsweise im Register zu Wasserzeichenbereichen der ersten Papierbahn stehen, um diese dadurch hellzustellen.

Nach einer anderen Variante werden die Fasern der zweiten Papierbahn durch die Saugvorrichtung vollständig entfernt, um Öffnungen in der zweiten Papierbahn zu erzeugen. Diese Öffnungen werden bevorzugt im Register zu Öffnungen der ersten Papierbahn erzeugt. Die Öffnungen der ersten und zweiten Papierbahn können sich so zu einem Durchsichtsloch ergänzen. Vorzugsweise werden die Öffnungen der ersten Papierbahn durch so genannte E-Typen auf einem Rundsieb erzeugt, während die Öffnung in der zweiten Papierbahn als durchgehender Streifen mit dem kontinuierlich saugenden Saugrohr ausgeformt ist und die E-Typen-Öffnung und Streifenöffnung übereinander zu liegen kommen. Selbstverständlich ist es auch möglich, zusätzlich ein streifenförmiges Sicherheitselement zwischen den Papierbahnen oder in einer der Papierbahnen anzuordnen, wobei das Sicherheitselement in bevorzugten Ausgestaltungen im Bereich der Öffnungen liegt. Die Breite des Sicherheitselements kann dabei der Breite der Öffnungen entsprechen, aber auch kleiner oder größer sein.

In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens ist die Saugvorrichtung zwischen der zweiten und der ersten Nasspartie angeordnet, so dass sie die Papierfasern der zweiten Papierbahn auf deren Weg zur ersten Papierbahn hin absaugt. Es ist jedoch auch möglich, die Saugvorrichtung nach dem Zusammenführungspunkt der ersten und zweiten Papierbahn anzuordnen. Die Papierfasern der zweiten Papierbahn werden in die sem Fall mit Vorteil durch Öffnungen der ersten Papierbahn hindurch absaugt.

Um die Registerhaltigkeit der Öffnungen der ersten und zweiten Papierbahn zu gewährleisten, bietet es sich an, die erste Papierbahn auf einem Rundsieb zu erzeugen, und die Saugvorrichtung, insbesondere die perforierte Saugwalze, im Register zu diesem Rundsieb anzutreiben.

Die genannten registerhaltigen Öffnungen der beiden Papierbahnen werden mit Vorteil mit einem Sicherheitselement kombiniert, dessen jeweilige Sicherheitsmerkmale dann von beiden Seiten des Sicherheitspapiers her sichtbar sind. Als Sicherheitselement kommt insbesondere ein Sicherheitsfaden, vorzugsweise ein zweiseitiger Sicherheitsfaden, wie ein Doppelhologramm-Sicherheitsfaden, ein Doppelfarbschicht-Sicherheitsfaden oder dergleichen, in Betracht. Das Sicherheitselement kann auch in Papierbahnlaufrichtung ein Element aufweisen, das im Register zu dem herzustellenden Dokument steht. Das Sicherheitselement wird dann im Längspasser eingebracht, was für Sicherheitsfäden beispielsweise mithilfe eines direkten Fadenantrieb erfolgen kann.

Vor allem bei beengten Platzverhältnissen zwischen der ersten und zweiten Nasspartie kann es sich anbieten, die Saugvorrichtung in Trapez- oder Dreiecksform auszubilden, um eine ausreichend große Berührungsfläche mit der zweiten Papierbahn zu erhalten.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Saugvorrichtung eingesetzt, die als ein aus mehreren Segmentplatten zusammengesetztes Absaugrad ausgebildet ist.

Eine derartige Saugvorrichtung kann allgemein bei der Papierherstellung zur Erzeugung von Dünnstellen oder Öffnungen in einer feuchten Papierbahn eingesetzt werden. Die Saugvorrichtung ist durch ein aus mehreren Segmentplatten zusammengesetztes Absaugrad gebildet, wobei als Segmentplatten eine oder mehrere Zwischenplatten vorgesehen sind, die die Entnahmeöffnungen zum Absaugen eines Stoff/Wasser-Gemisches aus der feuchten Papierbahn ausbilden, sowie zwei beiderseits der Zwischenplatten angeordnete Deckplatten, die der Randbegrenzung dienen. Zumindest ein Teil der Segmentplatten weist zweckmäßig mit den Entnahmeöffnungen jeweils verbundene Kanäle zur Absaugung des Stoff/Wasser-Gemisches auf. Um das Anhaften von Fasern zu verhindern, sind die an die Entnahmeöffnungen angrenzenden Bereiche der Zwischenplatten mit Vorteil ausgespart.

Zusätzlich kann eine ortsfeste Vakuumeinrichtung vorgesehen sein, die im Betrieb an der Oberfläche zumindest einer der Deckplatten des sich drehenden Absaugrads schleift und die zur Absaugung des Stoff/Wasser-Gemisches über einen der Kanäle mit der jeweils in Kontakt mit der Papierbahn stehenden Entnahmeöffnung verbunden ist.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Absaugeinrichtung mit einer flexiblen Kunststoffmaske überzogen, die im Bereich der Entnahmeöffnungen Aussparungen in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen aufweist. Diese Aussparungen können sehr fein ausgeführt sein und beispielsweise in Form alphanumerischer Zeichen oder feinziselierter graphischer Symbole gebildet sein. Sie können auch kontinuierliche oder passergenau angeordnete Muster bilden.

Die Erfindung enthält in einem weiteren Erfindungsaspekt ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitspapiers, bei dem in einer Nasspartie einer Pa piermaschine auf einem Rundsieb eine Papierbahn gebildet und mittels eines Trägerbands vom Rundsieb abgehoben wird, und bei dem das Abheben der Papierbahn von einer in unmittelbarer Nähe zum Rundsieb und mit kurzen Abstand zum Trägerband angeordneten Saugeinrichtung unterstützt wird. In der Saugeinrichtung wird dabei vorzugsweise ein Unterdruck erzeugt, der um mindestens 0,1 bar, besonders bevorzugt um etwa 0,2 bar, größer als der Unterdruck im Inneren des Rundsiebs ist. Mithilfe einer solchen Saugeinrichtung kann das gebildete Blatt besonders sauber und ohne Risse vom Rundsieb der Papiermaschine abgelöst werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Saugeinrichtung durch eine drehbare Saugwalze gebildet, die vorzugsweise im registerhaltigen Gleichlauf zu dem Rundsieb der Nasspartie angetrieben wird. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Saugwalze einen perforierten Walzenmantel auf, der von einem perforierten Gummituch und einem Filz definierter Durchlässigkeitumgeben ist.

Das beschriebene Verfahren eignet sich besonders für solche Herstellungsvarianten, bei denen auf dem Rundsieb ein Wasserzeichen in die Papierbahn eingebracht wird. Wegen der unterschiedlichen Papierdicke wird dann der Abstand der Saugeinrichtung zu dem Rundsieb zweckmäßig im Bereich des Wasserzeichens an die lokale Papierdicke angepasst.

Die Erfindung enthält auch ein Sieb für die Papierherstellung in einer Papiermaschine, das zur Erzeugung von Wasserzeichenbereichen Erhöhungen und Vertiefungen aufweist und bei dem in den Vertiefungen Strukturierungen vorgesehen sind, die die Papierablösung von dem Sieb erleichtern.

In einer vorteilhaften Erfindungsvariante sind die Erhöhungen und Vertiefungen zur Erzeugung von Balkenwasserzeichen balkenförmig nebeneinander angeordnet. Besonders vorteilhaft sind die Strukturierungen durch Rillen, insbesondere durch in die Vertiefungen eingefräste Rillen, gebildet. Die Strukturierungen in den Vertiefungen führen zu einer regelmäßigeren Ablagerung von Papierstoff auf dem Sieb, einer verbesserten Abnahme und somit zu einer gleichmäßigeren Helligkeit in den Wasserzeichenbereichen der erzeugten Papierbahn.

Ein weiterer Erfindungsaspekt umfasst ein Verfahren zur Erzeugung einer Durchgangsöffnung in einem mehrlagigen Sicherheitspapier, bei dem

– eine erste Papierbahn gebildet und mit einer Öffnung versehen wird,
– eine zweite vollflächige Papierbahn gebildet wird, die im noch feuchten Zustand mit der ersten Papierbahn zusammengeführt wird,
– die zusammengeführte erste und zweite Papierbahn zwischen einem erst- und einem zweitbahnseitigen Trägerfilz geführt werden, und
– der zweitbahnseitige Trägerfilz von der zusammengeführten Papierbahn abgehoben wird, um im Bereich der Öffnung der ersten Papierbahn einen Teilbereich der zweiten Papierbahn mitzunehmen und dadurch eine Durchgangsöffnung in der zusammengeführten Papierbahn zu erzeugen.

Der zweitbahnseitige Trägerfilz wird dabei zweckmäßig mit einem Saugdruck S₂ beaufschlagt und der erstbahnseitige Trägerfilz in den Bereichen außerhalb der Öffnung mit einem Saugdruck S₁ beaufschlagt, der größer als S₂ ist, so dass die zweite Papierbahn in diesen Bereichen nicht abgehoben werden kann. In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird an den erstbahnseitigen Filz im Bereich der Öffnung kein Saugdruck angelegt, was beispielsweise durch gepulstes Saugen erreicht werden kann. Vorteilhaft wird der erstbahnseitige Trägerfilz im Bereich der Öffnung sogar mit einem Gegenblasdruck, insbesondere einem Luftstrahl, Wasserstrahl oder einem Laserstrahl, beaufschlagt, um das Abheben der zweiten Papierbahn in diesem Bereich zu unterstützen.

Gemäß einem weiteren Erfindungsaspekt sind bei einem gattungsgemäßen Sicherheitspapier in wenigstens einer ersten Papierlage des Sicherheitspapiers ein Lumineszenzstoff und gegebenenfalls ein weiterer Merkmalsstoff homogen im Volumen der Papierlage verteilt, wobei diese erste Papierlage wenigstens in einem Teilbereich mindestens zwei unterschiedliche Papierdicken aufweist.

Da der Lumineszenzstoff homogen im Papier verteilt ist, spiegelt sich die unterschiedliche Papierdicke in der Menge des vorhandenen Lumineszenzstoffs bzw. der emittierten Lumineszenzstrahlung wider, d.h., in Bereichen mit dickerem Papier liegt pro Flächeneinheit mehr Lumineszenzstoff vor als in Bereichen mit dünnerem Papier, folglich ist auch die Intensität der Lumineszenzstrahlung in Bereichen mit dickerem Papier höher als in Bereichen mit dünnerem Papier.

Vermisst man nun in Abhängigkeit von der Position eines Sensors über dem fertigen Dokument die Intensität der Lumineszenzstrahlung, kann man auf die Dicke des Papiers an dieser Position rückschließen und ein Schichtdickenprofil des Papiers erstellen. Der besondere Vorteil besteht nun darin, dass man bei der Papierherstellung eine ganz bestimmte Dickenmodulation, z.B. in Form eines Barcodes, in das Papier einarbeiten kann, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren leicht nachgemessen werden kann. Nur wenn der gemessene Intensitätsverlauf der eingearbeiteten Dickenmodulation entspricht, handelt es sich um ein echtes Dokument. Da eine Abwandlung der Dickenmodulation bei der Papierherstellung sehr leicht möglich ist, kann das Sicherheitspapier mit einer Vielzahl unterschiedlichster Codes versehen werden. Die Anzahl der Codes kann durch Einarbeiten weiterer Merkmalsstoffe noch zusätzlich beträchtlich erweitert werden.

Als Lumineszenzstoffe kommen dabei alle fluoreszierenden und phosphoreszierenden Stoffe infrage, die nach entsprechender Anregung Licht im sichtbaren, UV- und IR-Spektralbereich emittieren. Vorzugsweise werden Lumineszenzstoffe eingesetzt, die außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs emittieren. Beispielsweise können als Lumineszenzstoffe Stoffe verwendet werden, wie sie in EP 0 053183 B und EP 0 052 624 B offenbart sind.

Die Konzentration eines Lumineszenzstoffs bezogen auf das Gewicht des fertig geleimten Papiers reicht üblicherweise von 0,05 Gew.-% bis 5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,1 Gew.-% bis 1 Gew.-%.

Vorzugsweise ist der Lumineszenzstoff im visuellen Spektralbereich transparent, so dass er nicht ohne weiteres visuell erkennbar ist. Die Bandbreite der zur Verfügung stehenden Lumineszenzstoffe sowie deren optisch überprüfbare Eigenschaften ist sehr groß, so dass ein potentieller Betrüger, selbst wenn er weiß, dass ein Lumineszenzstoff vorhanden ist, eine aufwändige Analyse betreiben müsste, um den richtigen Lumineszenzstoff sowie die von den zuständigen Stellen überprüfte optische Eigenschaft dieses Stoffes zu finden. Für die maschinelle Überprüfung eignen sich bevorzugt Lumineszenzstoffe, die im freien Handel nicht erhältlich sind und besondere optische Eigenschaften aufweisen, sowie lediglich mit speziellen hierauf abgestimmten Messgeräten nachweisbar sind. So können beispielsweise Lumineszenzstoffe mit Anti-Stokes-schem oder quasiresonantem Verhalten verwendet werden. Vorzugsweise werden Lumineszenzstoffe, bei welchen sowohl Anregung als auch Emissionsspektrum außerhalb des sichtbaren Bereichs liegen, eingesetzt.

In das Papier werden die Lumineszenzstoffe eingearbeitet, indem sie bei der Papierherstellung z.B. der Papiermasse zugesetzt werden und durch Rühren der Papiermasse homogen darin verteilt werden.

Der verwendete Lumineszenzstoff kann mit einem oder mehreren weiteren Lumineszenzstoffen aber auch mit einem oder mehreren weiteren Merkmalsstoffen kombiniert werden. Als Merkmalsstoffe eignen sich dabei alle Materialien, die bei der Papierherstellung in die Papiermasse eingearbeitet werden können und maschinell erkennbar sind, also einen physikalisch oder chemisch messbaren oder nachweisbaren Effekt aufweisen. Dabei kommen Stoffe mit elektrischen und/oder magnetischen Eigenschaften infrage, so z.B. elektrisch leitende Pigmente, wie Metallpartikel, elektrisch leitende Polymere, magnetisierbare Eisenoxid- oder Eisenpartikel, paramagnetische Partikel, wie z.B. aus Ni oder Mn. Die Konzentration eines Merkmalsstoffs bezogen auf das Gewicht des fertig geleimten Papiers liegt üblicherweise bei etwa 1 Gew.-%.

Die Merkmalsstoffe können bei der Papierherstellung wie Papierfüllstoffe verarbeitet werden. Verfahren hierzu sind dem Fachmann bekannt.

Die erste Papierlage weist des Weiteren in wenigstens einem Teilbereich Dickenmodulationen auf, d.h. Bereiche, in denen das Sicherheitspapier unter schiedlich dick ist. Dabei ist jede denkbare Form möglich. Im einfachsten Fall liegt in der Papierlage ein Bereich mit zwei unterschiedlichen Dicken vor. Die unterschiedlichen Papierdicken können durch verschiedene Techniken erzeugt werden. In die Papierlage können auch Fenster eingearbeitet werden, also Bereiche, die eine Papierdicke von Null aufweisen.

Vorzugsweise wird die Dickenmodulation jedoch in Form eines Wasserzeichens realisiert. Dabei kann das Wasserzeichen beim Schöpfprozess in die Papierlage eingearbeitet werden oder nachträglich geprägt werden. Die Dickenmodulation kann dabei jede denkbare Form aufweisen. In der einfachsten Form stellt das Wasserzeichen einen Barcode dar. Beispielsweise kann das Wasserzeichen auch als zweidimensionaler Flächencode in Art eines Schachbretts gebildet werden. Aber auch komplizierte Wasserzeichen, z. B. Portraits, mit vielen unterschiedlichen Papierdicken, die im fertigen Papier als unterschiedliche Graustufen zu erkennen sind, können gemäß der Erfindung hergestellt und verwendet werden.

Bei der Herstellung eines Balkenwasserzeichens in Form eines Barcodes kann man sich den Herstellungsprozess für Sicherheitspapier mit Fensterfäden zunutze machen, wie er beispielsweise in der EP 059056 A beschrieben ist. Dieses Verfahren wird auf einer Papiermaschine mit Rundsieb durchgeführt. Auf einer Papiermaschine mit Langsieb dagegen wird das Balkenwasserzeichen über den Egoutteur nach der Papierherstellung in die Papierbahn eingeprägt, wodurch die gewünschten Dickenmodulationen entstehen.

Das Papier der ersten Papierlage weist üblicherweise ein Gewicht von 65 bis 120 g/m², eine Dichte von 500 bis 1000 kg/m³ und eine Dicke von 50 bis 200 μm auf. Bei einer mittleren Papierdicke von 100 μm beträgt die Dicke der im Durchlicht heller erscheinenden Bereiche etwa 85 μm oder weniger und die Dicke der im Durchlicht dunkler erscheinenden Bereiche etwa 115 μm oder mehr.

Vorzugsweise weist das Papier der ersten Papierlage ein Gewicht von 70 g/m², eine mittlere Dicke von 100 μm und eine Dichte von 700 kg/m³ auf. Die im Durchlicht heller erscheinenden Bereiche weisen dabei eine Dicke von etwa 70 μm auf.

In einer weiteren Ausgestaltung sind die Dickenunterschiede im Papier visuell nicht wahrnehmbar. Dies erreicht man dadurch, dass die Dickenunterschiede im Papier sehr klein gehalten werden. Die minimale bzw. maximale Papierdicke im Wasserzeichen liegt dabei 1 bis 10 %, vorzugsweise 1 bis 5 %, unter bzw. über der mittleren Papierdicke. Papierdickenmodulationen, die z.B. im Bereich von 105 μm bis 115 μm liegen, sind im Durchlicht mit bloßem Auge nicht mehr als Wasserzeichen zu erkennen, mit einem Sensor aber sehr wohl nachweisbar.

Eine weitere Möglichkeit der Tarnung besteht darin, die Bereiche unterschiedlicher Papierdicken zu überdrucken. Vorzugsweise werden Druckfarben verwendet, die in den Spektralbereichen, in denen der Merkmalsstoff angeregt wird und emittiert, nicht absorbieren, d.h. transparent sind.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des mehrlagigen Sicherheitspapiers umfasst die erste Lage eingearbeitete Dickenmodulationen und wenigstens einen Lumineszenzstoff, der gegebenenfalls mit weiteren Lumineszenzstoffen kombiniert werden kann. Die zweite Lage kann keinen Lumineszenzstoff, den gleichen Lumineszenzstoff wie den der ersten Lage, einen von der ersten Lage verschiedenen Lumineszenzstoff oder auch Kombinationen verschiedener Lumineszenzstoffe umfassen. Analoges gilt für even tuell weiter vorhandene Papierlagen. Die Papierdickenvariationen der ersten und zweiten Lage, oder gegebenenfalls auch weiterer Lagen kann so aufeinander abgestimmt werden, dass sich die Lagen zu einem mehrlagigen Sicherheitspapier konstanter Dicke ergänzen.

Gegebenenfalls können in die einzelnen Lagen unabhängig voneinander zusätzlich ein oder mehrere weitere Merkmalsstoffe eingearbeitet werden. Bei den Merkmalsstoffen handelt es sich, wie oben beschrieben, um maschinenlesbare Stoffe, vorzugsweise mit elektrischen und/oder magnetischen Eigenschaften.

Im diesem Aspekt bietet die Erfindung den Vorteil, dass ein Sicherheitspapier, obwohl es lediglich mit einem Lumineszenzstoff versehen ist, durch einfache Variation der Papierdicke mit einer Vielzahl von Codierungen produziert werden kann. Durch Kombination der Lumineszenz- und Merkmalsstoffe lässt sich die Anzahl der unterschiedlichen Variationsmöglichkeiten weiter erhöhen. Besonders einfach gestaltet sich die Herstellung des codierten Sicherheitspapiers dadurch, dass das Einbringen der Lumineszenz- und gegebenenfalls Merkmalsstoffe wie auch der Papierdickenmodulation in einem Arbeitsschritt bei der Papierherstellung erfolgt und keine zusätzlichen Vorrichtungen erforderlich sind, die in die Papiermaschine integriert werden müssen. Auf diese Weise können unterschiedliche Währungen, Denominationen einer Währung oder auch Steuerbanderolen etc. kostengünstig mit einer maschinell lesbaren Codierung versehen werden.

Neben der einfachen Möglichkeit der Herstellung kann auch der Fälschungsschutz deutlich dadurch erhöht werden, dass die Codierung unsichtbar gestaltet wird, d.h. visuell nicht erkennbar, aber trotzdem leicht maschinell messbar ist. Aufgrund der im Papiervolumen integrierten Lumineszenz- und Merkmalsstoffe ist auch eine nachträgliche Veränderung der Echtheitskennzeichen nicht ohne Zerstörung des Papiers möglich.

Weiter wird ein Verfahren zur Prüfung der Echtheit eines Sicherheitspapiers bereitgestellt. Bei der Echtheitsprüfung werden die lumineszierenden, elektrischen und/oder magnetischen Eigenschaften des Sicherheitspapiers mithilfe eines Sensor gemessen, wobei sich in Abhängigkeit von der Konzentration des Lumineszenz- bzw. des Merkmalsstoffs und der Papierdicke ganz bestimmte Signalintensitäten ergeben. Die Signalintensität wird folgendermaßen beeinflusst: je höher die Konzentration (Menge eines Stoffes pro Volumeneinheit) des Lumineszenz- bzw. des Merkmalsstoffs im Papier ist oder je dicker das Papier an einer bestimmten Stelle ist, desto höher ist die Intensität des Messsignals.

Bei einem Wasserzeichen ist an den im Durchlicht heller erscheinenden Stellen das Papier dünner, an den dunkler erscheinenden Stellen dicker in Bezug auf die normale Papierdicke. Folglich ergibt die Dickenmodulation im Papier eine Modulation der Menge an Lumineszenz- bzw. Merkmalsstoff. Dementsprechend variiert auch die Signalintensität. Vorteilhafterweise erfolgt die Messung mittels eines Handsensors, der auf die unterschiedlichen Lumineszenz- bzw. Merkmalsstoffe anspricht.

Einige besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer mehrlagiger Sicherheitspapiere werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Doppelrundsieb-Papiermaschine zur Herstellung eines Sicherheitspapiers,
2 eine Papiermaschine mit einer Rundsieb-Papiermaschine und einem Kurzformer in schematischer Darstellung,
3 den Schichtaufbau eines Sicherheitspapiers nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt,
4 in (a) den Schichtaufbau eines Sicherheitspapiers nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt und in (b) und (c) eine Aufsicht auf die Vorder- bzw. Rückseite des Sicherheitspapiers,
5 und 6 den Schichtaufbau weiterer erfindungsgemäßer Sicherheitspapiere im Querschnitt,
7 in (a) ein Rundsieb eines Kurzformers mit aufgeklebtem Abdeckstreifen sowie in (b) einen Abschnitt des Abdeckstreifens selbst,
8 einen Rundsieb wie in 7(a) mit einem im Inneren laufenden Abdeckring,
9 und 10 den Schichtaufbau weiterer erfindungsgemäßer Sicherheitspapiere im Querschnitt,
11 ein dreilagiges Sicherheitspapier nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, in (a) im Querschnitt und in (b) in Aufsicht,
12 ein weiteres erfindungsgemäßes Sicherheitspapier in Aufsicht,
13 und 14 den Schichtaufbau weiterer erfindungsgemäßer Sicherheitspapiere im Querschnitt,
15 eine schematische Darstellung eines Doppelrundsiebsystems mit einer Lochblechwalze zur Herstellung erfindungsgemäßer Sicherheitspapiere,
16 die Lochblechwalze der 15 separat,
17 bis 20 den Schichtaufbau weiterer erfindungsgemäßer Sicherheitspapiere im Querschnitt,
21 und 22 jeweils einen Teilbereich einer Papiermaschine zur Herstellung eines erfindungsgemäßen mehrlagigen Sicherheitspapiers,
23 die Sauggautsche von 22 im Querschnitt,
24 in (a) eine schematische Darstellung eines Siebs zur Herstellung von Balkenwasserzeichen und in (b) einen Querschnitt durch das vom Sieb abgelöste Papier im Wasserzeichenbereich,
25 ein Zwischenstadium bei der Papierherstellung zur Illustration einer weiteren Möglichkeit, eine Durchgangsöffnung in einem mehrlagigen Sicherheitspapier zu erzeugen,
26 ein Wertdokument aus erfindungsgemäßem Sicherheitspapier nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
27 bis 29 Varianten des Sicherheitspapiers der 26 bei einem Schnitt entlang der Linie A-A,
30 ein Messsignal bei der Echtheitsprüfung, nämlich die Intensität I in Abhängigkeit vom Messort,
31 eine schematische Darstellung einer Papiermaschine mit erfindungsgemäßen Absaugeinrichtungen,
32 ein erfindungsgemäßes Sicherheitspapier, in (a) in Aufsicht und in (b) im Querschnitt,
33 und 34 schematische Darstellungen von Sicherheitspapieren nach weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung in Aufsicht,
35 ein weiteres erfindungsgemäßes Sicherheitspapier im Querschnitt,
36 ein Ausführungsbeispiel einer in der Papiermaschine der 31 einsetzbaren Absaugeinrichtung, die besonders für beengte Platzverhältnisse geeignet ist,
37 einen Ausschnitt einer Seitenansicht eines Absaugrads nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
38 eine Aufsicht auf ein Absaugrad mit gegenüber 37 etwas anders gestalteten Entnahmeöffnungen nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
39 in (a) und (b) Seitenansichten der mittleren Segmente des Absaugrads von 38 in Blickrichtung der Linien A-A bzw. B-B.
1 zeigt in schematischer Darstellung eine Doppelrundsieb-Papiermaschine 10, wie sie bei der Herstellung von Sicherheitspapier eingesetzt wird. Die Papiermaschine 10 enthält zwei Rundsieb-Papiermaschinen 12 und 14, die über einen Abnahmefilz 16 miteinander in Verbindung stehen.
In der ersten Papiermaschine 12 wird auf einem Rundsieb 18 eine Papierbahn 20 gebildet, in die ein Sicherheitselement, hier ein breites flüssigkeitsundurchlässiges Sicherheitsband 22 eingebettet wird. Dazu läuft das Sicherheitsband 22 vor dem Eintauchen in die Papiermasse 24 der Papiermaschine auf Höcker 26 des Rundsiebs 18 auf. Das Sicherheitsband 22 kann beispielsweise eine Breite von 20 mm oder sogar 30 mm aufweisen. Aufgrund seiner großen Breite findet in den Bereichen, in denen das flüssigkeitsundurchlässige Sicherheitsband 22 auf den Höckern 26 des ersten Papiersiebs 18 aufliegt, keine Blattbildung statt, so dass das Sicherheitsband 22 die erste Papierbahn 20 in zwei Teile teilt. An den Rändern des Sicherheitsbands 22 bildet sich dabei ein charakteristischer Büttenrand. Zur besseren Verankerung des Sicherheitsbands 22 können in seinen Randbereichen flüssigkeits- oder sogar faserdurchlässige Bereiche vorgesehen werden.
In der zweiten Papiermaschine 14 wird parallel dazu eine zweite, homogene Papierbahn 30 hergestellt, mittels des Abnahmefilzes 16 vom Rundsieb 34 abgenommen und zur ersten Papiermaschine 12 geführt, wo sie im Bereich der Andruckrolle 36 mit der ersten Papierbahn 20 verbunden wird. Die erste Papierbahn 20 mit dem eingeschlossenen Sicherheitsband 22 wird dabei von der homogenen zweiten Papierbahn 30 vollflächig abgedeckt. Die miteinander verbundenen Papierbahnen 38 werden dann weiteren Bearbeitungsstationen, wie Kalander, Leimung und dergleichen, zugeführt.
Die zweite Papierbahn 30 kann, wie in 2 dargestellt, auch mit einem Kurzformer 40 erzeugt werden, bei dem die Papiermasse mit einer Stoffauflaufdüse 42 auf die Oberfläche eines Rundsiebs 44 aufgedüst wird. Mit einem solchen Kurzformer lassen sich besonders dünne Papierlagen, beispielsweise mit einer Grammatur von 15 bis 25 g/m², erzeugen.
Es versteht sich, dass mit den gezeigten Papiermaschinen 12,14, 40 in analoger Weise auch drei oder mehr Papierbahnen erzeugt und zusammengeführt werden können.
Ein mehrlagiges Sicherheitspapier 50, wie es mit einer der Papiermaschinen der 1 oder 2 hergestellt werden kann, ist in 3 im Querschnitt gezeigt. Das Sicherheitspapier 50 enthält eine erste Papierlage 52, die von einem breiten Sicherheitsband 54 geteilt wird, sowie eine dünnere zweite Papierlage 56, die eine Seite der ersten Papierlage 52 abdeckt. In einer vorteilhaften Variante ist die erste Papierlage 52 mit einem Wasserzeichen versehen und das Sicherheitsband 54 weist ein Hologramm oder eine hologrammähnliche Beugungsstruktur auf. Die dünne zweite Papierlage 56 dient hierbei als Verstärkung im Bereich des Sicherheitsbandes 54. Alternativ hierzu können in der ersten Papierlage Löcher längs des in das Papier eingebetteten Sicher heitsfadens vorliegen, die breiter sind als das Sicherheitsband. Die zweite Papierlage deckt die erste Papierlage ab.
In dem Ausführungsbeispiel der 4 ist in die zweite Papierlage 56 eine Unterbrechung 58 eingebracht, deren Breite oder Durchmesser 60 kleiner als die Breite 62 des Sicherheitsbandes 54 ist. Die Unterbrechung 58 kann beispielsweise in Form einer streifenförmigen Öffnung mit Breite 60, aber auch in Gestalt einzelner Öffnungen beliebiger Form ausgebildet sein. Die Abmessung 60 entspricht dann der Ausdehnung der Öffnungen senkrecht zur Laufrichtung des Sicherheitsbands 54. Für eine Ausgestaltung der Unterbrechung 58 als lineares Lochraster zeigt 4(a) das Sicherheitspapier im Querschnitt und die 4(b) und 4(c) Aufsichten auf die Vorder- bzw. Rückseite des Sicherheitspapiers.
Das weitere Ausführungsbeispiel der 5 zeigt ein Sicherheitspapier 64, bei dem im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der 4 nicht ein breites Sicherheitsband, sondern ein schmaler Sicherheitsfaden 66 mit einer Breite von 1,5 mm oder weniger eingebettet ist. Bei derartigen Sicherheitsfäden wird die rückseitige Blattbildung in der ersten Papiermaschine 12 nicht unterdrückt, so dass der Sicherheitsfaden 66 die erste Papierlage 52 nicht teilt, sondern in sie eingebettet und nur von einer Seite her frei zugänglich ist.
In beiden Ausführungsvarianten kann die erste Papierlage 52 ein Wasserzeichen, zusätzliche Öffnungen oder andere Echtheitskennzeichen enthalten. Enthält die erste Papierlage 52, wie in 6 gezeigt, ein Wasserzeichen 68, so ist die zweite Papierlage 56 im Bereich des Wasserzeichens 68 mit Vorteil unterbrochen, um die Sichtbarkeit des Wasserzeichens zu erhöhen. Anstelle des Sicherheitsfadens kann selbstverständlich auch ein breites Sicherheitsband in dem Sicherheitspapier der 6 eingebracht sein.
Um die Unterbrechung 58 in der zweiten Papierlage 56 zu erzeugen, werden die Poren des Rundsiebs der zweiten Blattbildungseinheit, beispielsweise des Rundsiebs 44 des Kurzformers 40 in Teilbereichen verschlossen. Dies kann, wie in 7(a) und (b) gezeigt, durch einen auf den Mantel des Rundsiebs 44 aufgeklebten Netzstreifen 70 mit in Form der gewünschten Öffnungen abgedeckten Bereichen 72 erfolgen. Der Abdeckstreifen 70 kann zur Erzeugung einer streifenförmigen Unterbrechung auch vollständig undurchlässig ausgebildet sein.
Alternativ können die Löcher der Sieboberfläche an den gewünschten Stellen auch mit einem Lackaufdruck verschlossen werden. Eine im Siebdruck aufgebrachte Lackschicht kann nach Auftragsbeendigung problemlos wieder ausgewaschen werden und das Sieb für den nächsten Auftrag mit einer neuen Lackschicht versehen werden.
Nach der in 8 dargestellten weiteren Variante ist im Inneren des Rundsiebs 44 ein auf der Siebachse 46 laufender Abdeckring 74 mit geschlossenen und perforierten Teilbereichen vorgesehen, der radial nach außen gegen den Siebmantel drückt und so in den geschlossenen Teilbereichen die Blattbildung verhindert.
Bei allen geschilderten Verfahren werden Unterbrechungen 58 in der zweiten Papierlage 56 erzeugt, die einen durch Stanzen oder Schneiden nicht nachstellbaren Büttenrand aufweisen.
Nach einer weiteren Variante des Herstellungsverfahrens läuft der Sicherheitsfaden oder das Sicherheitsband an der zweiten Blattbildungseinheit, beispielsweise dem Kurzformer 40 ein. Das Rundsieb der zweiten Blattbildungseinheit kann dabei im Bereich des Sicherheitsfadens oder Sicherheits bands abgeklebt sein oder das einlaufende Sicherheitselement kann das Rundsieb selbst entsprechend abdecken. Die dickere erste Papierbahn kann in dieser Variante mit oder ohne durchgehende Öffnung im Bereich des Sicherheitselements ausgebildet werden.
Ein Ausführungsbeispiel eines nach dieser Herstellungsvariante erzeugten Sicherheitspapiers 80 ist in 9 dargestellt. Die erste und zweite Papierlage 82 bzw. 84 sind nur zur Illustration mit verschiedenen Schraffuren dargestellt, sie treten am fertigen Sicherheitspapier 80 als einheitliche Papierlage in Erscheinung. Das in der Lücke der zweiten Papierlage 84 angeordnete Sicherheitselement 86 ist durch die Unterbrechung 88 in der ersten Papierlage 82 von beiden Seiten des Sicherheitspapiers her sichtbar und kann beispielsweise auf beiden Seiten optisch variable Elemente aufweisen. Falls erforderlich, kann das Sicherheitselement 86 mit einem Kleber in der Lücke der zweiten Papierlage befestigt sein. Die streifenförmige Unterbrechung oder die anderen erzeugten Öffnungen beliebiger Form können nach dem Trocknen des Sicherheitspapiers mit Polyurethan gefüllt werden.
Eine Abwandlung des mehrlagigen Sicherheitspapiers der 9, bei der die Unterbrechung zu einem beliebigen Zeitpunkt nach der Herstellung freigelegt werden kann, ist in 10 gezeigt. Wie in dem Ausführungsbeispiel der 9 ist in die zweite Papierlage 84 des Sicherheitspapiers ein diese Papierlage trennendes Sicherheitselement 86 und eine streifenförmige Unterbrechung 88 in der ersten Papierlage 82 erzeugt. In die streifenförmige Unterbrechung 88 wurde bei der Papierherstellung zusätzlich ein Releasestreifen 90 eingebracht, auf dessen Rückseite sich eine dünne Papierschicht 92 gebildet hat. Der Releasestreifen 90 kann am fertigen Sicherheitspapier zusammen mit der Papierablagerung 92 wie ein Aufreißfaden abgezogen werden und hinterlässt eine nachträglich eingebrachte Öffnung in der ersten Papierlage 82, die den Blick auf das Sicherheitselement 86 freigibt.
Es versteht sich, dass auch mehr als zwei Papierlagen zu einem mehrlagigen Sicherheitspapier kombiniert werden können. Beispielsweise kann eine auf einer Gleichstromrundsieb erzeugte relativ dicke Papierlage, in die Wasserzeichen, Öffnungen oder ein Sicherheitselement eingebracht sein können, mit zwei oder mehreren dünneren Papierlagen kombiniert werden, die auf weiteren Blattbildungseinheiten, insbesondere den oben beschriebenen Kurzformern gebildet sind. Diese Papierlagen können mit getrennten Blattbildungseinheiten erzeugt werden oder auch durch getrennte Stoffaufläufe auf demselben Kurzformer hergestellt werden.
Einige besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele solcher mehrlagiger Sicherheitspapiere werden nun mit Bezug auf die 11 bis 14 beschrieben.
11 zeigt in (a) ein dreilagiges Sicherheitspapier 100 im Querschnitt und in (b) in Aufsicht. In eine erste, auf einem Gleichstromrundsieb erzeugte, dicke Papierlage 102 ist in der weiter oben beschriebenen Art ein Sicherheitsstreifen oder ein breites Sicherheitsband 104 eingebracht. Auf die erste Papierlage 102 sind mithilfe zweier Kurzformer zwei verschiedenfarbige dünne Papierlagen 106 und 110 aufgebracht.
In die Papierlagen 106 und 110 sind durch Abkleben der Rundsiebe der jeweiligen Kurzformer streifenförmige Unterbrechungen eingebracht. Das Rundsieb des ersten Kurzformers ist dabei mit senkrechten Klebestreifen versehen, um streifenförmige Unterbrechungen 108 in der zweiten Papierlage 106 zu erzeugen. Das Rundsieb des zweiten Kurzformers ist mit waag rechten Streifen abgeklebt, wodurch streifenförmige Unterbrechungen 112 in der dritten Papierlage 110 gebildet werden, die senkrecht auf den Streifen 108 der zweiten Papierlage 106 stehen. Die Bezeichnungen „waagrecht" und „senkrecht" für die Klebestreifen beziehen sich dabei auf die Achse des jeweiligen Kurzformersiebs.
Durch die zueinander senkrechten Unterbrechungsstreifen 108 und 112 entsteht ein schachbrettartiges Muster in dem Sicherheitspapier 100, sowie Durchblicke zur Oberfläche des Sicherheitselements 104 in den Kreuzungspunkten. Im Ausführungsbeispiel ist die zweite Papierlage 106 rötlich gefärbt, während die erste und dritte Papierlage 104 und 110 weiß sind.
In den Bereichen 114, in denen weder die zweite noch die dritte Papierlage eine Unterbrechung aufweist, scheint die rötliche Färbung der zweiten Papierlage 106 durch die dünne dritte Papierlage 110 durch und erzeugt ein leicht rötliches Erscheinungsbild. In den waagrechten Unterbrechungen 112 der dritten Papierlage ist der Blick auf die zweite Papierlage 106 freigegeben, so dass dort eine kräftigere Rotfärbung aufscheint. An den Stellen mit einer Unterbrechung nur in der zweiten Papierlage 106 fehlt die Rotfärbung, so dass diese Stellen ein senkrechtes weißes Streifenmuster vor einem rötlichen Hintergrund erzeugen. Zuletzt ist in den Kreuzungsbereichen 116 der beiden Unterbrechungsmuster die Oberfläche der ersten Papierlage 102 freigelegt. In demjenigen Unterbrechungsstreifen 108, der gerade über dem Sicherheitsband 104 liegt, ist in den Kreuzungsbereichen 118 der Blick auf die Oberfläche des Sicherheitsbands 104 freigegeben, so dass dort weitere Echtheitsmerkmale erkennbar sein können.
Ein Sicherheitspapier nach einer anderen Variante ist in 12 in Aufsicht gezeigt. Bei dieser Variante erzeugt ein erster Kurzformer eine Papierlage 122 mit streifenförmigen Unterbrechungen und ein zweiter Kurzformer erzeugt eine dazu komplementäre Papierlage 124 ebenfalls mit streifenförmigen Unterbrechungen, so dass sich die beiden streifenförmigen Papierlagen 122, 124 zu einer vollflächigen Papierlage 120 ergänzen. Zur Erzeugung eines visuell oder maschinell prüfbaren Kontrasts sind die Papierlagen 122, 124 insbesondere aus unterschiedlichen Fasern, etwa aus Fasern verschiedener Farbe, verschiedener Länge oder aus Fasern mit unterschiedlichen Merkmalszusätzen gebildet. Die Papierlage 120 kann auch mit einer dritten, homogenen Papierlage oder mit weiteren Schichten aus Papier oder Kunststoff kombiniert sein.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 13 dargestellt. Um eine besonders hohe Reißfestigkeit mit einem gut erkennbaren und deutlichen Wasserzeichen zu verbinden, werden bei dem Sicherheitspapier 130 Papierlagen unterschiedlicher Dicke und mit unterschiedlicher Faserlänge eingesetzt. Die mittlere Papierlage 132 ist auf einem Gleichstromrundsieb mit kurzen Fasern erzeugt. Diese Papierlage 132 nimmt etwa 2/3 der Gesamtdicke des Sicherheitspapiers 130 ein. Sie ist in einem Teilbereich mit einem Wasserzeichen 134 versehen, das aufgrund der verwendeten kurzen Fasern scharf konturiert und mit ausgeprägtem Wasserzeicheneffekt in Erscheinung tritt.
Auf ihrer Ober- und Unterseite ist die mittlere Papierlage 132 mit zwei dünneren Papierlagen 136 verbunden, die beispielsweise mit einem Kurzformer erzeugt sind. Für ihre Herstellung werden längere Fasern verwendet, die der Mehrlagenstruktur 130 eine besonders hohe Reißfestigkeit verleihen.
Eine weitere Erfindungsvariante ist in 14 dargestellt. Bei dieser Variante ist eine dickere Papierlage 142 des Sicherheitspapiers 140 mit einem Wasser zeichen 144 versehen. Auf die Oberfläche der ersten Papierlage 142 sind zwei zueinander komplementäre Kurzformerlagen 146 und 148 aufgebracht, wobei die erste Kurzformerlage 146 im Bereich des Wasserzeichens 144 eine streifenförmige Unterbrechung aufweist, in der die zweite Kurzformerlage 148 zu liegen kommen. Die zweite Kurzformerlage 148 ist mit transparenten Fasern, im Ausführungsbeispiel mit geeigneten Polymerfasern, gebildet, durch die der Wasserzeichenbereich 144 gleichzeitig gut geschützt und deutlich sichtbar ist.
Eine Möglichkeit, Sicherheitspapier über ein Doppelrundsiebsystem mit hohen Fahrgeschwindigkeiten herzustellen, wird nunmehr mit Bezug auf die 15 bis 20 erläutert. 15 zeigt dazu schematisch ein ähnlich wie in 1 aufgebautes Doppelrundsiebsystem 150 mit einem Erstrundsieb 152 und einem Zweitrundsieb 154 zur Herstellung einer ersten und zweiten Papierbahn 156 bzw. 158, die zusammengeführt und im Bereich der Andruckrolle 160 miteinander verbunden werden. Das Erstrundsieb 152 ist in der Regel für die Herstellung verschiedener Sicherheitspapiere jeweils individuell gestaltet.
Befindet sich die zweite Papierbahn 158 im Grammaturbereich von etwa 10 bis 45 g/m², so hat es sich als besonders effektiv herausgestellt, wenn die zweite Papierbahn 158 homogen, also mit Velincharakter erzeugt wird, da dann das zweite Rundsieb 154 homogen gestaltet sein kann. Insbesondere entfällt in diesem Fall die Notwendigkeit, das zweite Rundsieb 154 jeweils an die individuelle Gestaltung des Erstrundsiebs 152 anzupassen. Dadurch gelingt eine Optimierung des technischen Aufbaus auf eine stabile und wartungsfreie Herstellung genau dieses Velinpapiers niedriger Grammatur. Eine Projekt-individuelle Gestaltung des Zweitrundsiebs 154 ist dann allerdings nur mit erheblichem Aufwand oder überhaupt nicht möglich.
In manchen Fällen ist jedoch eine Individualisierung auch der zweiten Papierbahn gewünscht. Soll beispielsweise neben einer Öffnung der Erstrundsiebseite auch eine Öffnung des Papiers zur Zweitrundsiebseite erfolgen und diese Öffnung in der Nasspartie stattfinden, so muss im Allgemeinen das Zweitrundsieb 154 individualisiert werden. Weiter oben wurden bereits Möglichkeiten angegeben, diese Individualisierung durch teilweisen Verschluss der Löcher des Zweitrundsiebs zu erreichen. Diese Möglichkeiten bieten sich insbesondere dann an, wenn die Zweitrundsieböffnung in Papierbahnlaufrichtung ohne jegliche Registrierung auf jedem hergestellten Dokument unterschiedlich platziert liegen kann.
Soll dagegen die Zweitrundsieböffnung an bestimmten, vorgegebenen Stellen der hergestellten Dokumente liegen, so muss bei der oben geschilderten Vorgehensweise der Umfang des Zweitrundsiebs an das Erstrundsieb angepasst sein und im Register und Umdrehungsgeschwindigkeit passend zum Erstrundsieb betrieben werden. Dies bringt einen erheblichen Aufwand bei der Einrichtung der Papiermaschinen wie auch der Siebherstellung und dem Siebwechsel mit sich.
Der nachfolgend geschilderte Herstellungsweg geht daher von dem Gedanken aus, die höchsteffiziente Fahrweise des Zweitrundsiebs im Grammaturbereich 10 bis 45 g/m² zu belassen und die Individualisierung nicht über eine Individualisierung des Zweitrundsiebs 154, sondern über eine Individualisierung der produzierten Velin-Papierbahn 158 zu erzielen. Hierzu ist im Ausführungsbeispiel eine tochblechwalze 170 vorgesehen, die in 16 nochmals separat dargestellt ist.
Die Lochblechwalze 170 weist eine Blechtrommel 172 in Papierbahnbreite auf, die Bohrungen 174 in einer gewünschten Anordnung und Größe auf weist und die weiter mit einem Vakuumsauganschluss 176 versehen ist. Die Lochblechwalze 170 ist drehbar gelagert und zwischen dem Zweitrundsieb 154 und dem Erstrundsieb 152 in kleinem Abstand zum Abnahmefilz angeordnet, auf dem die zweite Papierbahn 158 zur Andruckrolle 160 geführt wird. Der Umfang der Blechtrommel 172 entspricht der Länge eines Druckbogens und steht damit im Register zum Erstrundsieb 152. Darüber hinaus wird die Lochblechwalze 170 im Register zum Erstrundsieb 152 angetrieben, um die Registerhaltigkeit aufrechtzuerhalten.
Über den Vakuumsauganschluss 176 und die Bohrungen 174 können Papierfasern aus der zweiten Papierbahn 158 abgesaugt werden, so dass sich neue Effekte im Register zur ersten Papierbahn 154 verwirklichen lassen.
Beispielsweise zeigt das Ausführungsbeispiel der 17 ein Sicherheitspapier 180 mit einer ersten Papierlage 182 mit einem Wasserzeichen 184 und einer auf die erste Papierlage aufgebrachten zweiten Papierlage 186. Mit der Lochblechwalze 170 wurden dabei in der Nasspartie der Papiermaschine 150 aus der zweiten Papierlage 186 im Register zu dem Wasserzeichen 184 Papierfasern entfernt, so dass das Wasserzeichen 184 deutlich zu erkennen ist. Für diese Hellstellung des Wasserzeichens 184 ist es nicht erforderlich, alle Papierfasern im Wasserzeichenbereich zu entfernen, es genügt vielmehr ein teilweises Absaugen von Fasern aus der zweiten Papierbahn 156, wie in 17 dargestellt.
Auch ein punktuelles vollständiges Entfernen der Fasern der zweiten Papierlage 186 kommt in Betracht, wie bei dem Sicherheitspapier 190 der 18 gezeigt. In den abgesaugten Bereichen 188 ist die erste Papierlage 182 vollständig freigelegt.
Das teilweise oder vollständige Entfernen der Papierfasern der zweiten Papierbahn kann vor allem zusammen mit Öffnungen der ersten Papierbahn mit dem Einbringen verschiedener Sicherheitselemente, wie Pendelsicherheitsfäden, zweiseitigen Sicherheitsfäden oder mit seitenrichtig eingebrachten zweiseitigen Sicherheitselementen, kombiniert werden. Das Sicherheitselement kann dabei in Papierbahnlaufrichtung ein Element aufweisen, das im Register zum herzustellenden Dokument steht. Das Sicherheitselement wird dann im Längspasser eingebracht, was für Sicherheitsfäden beispielsweise mit einem direkten Fadenantrieb verwirklicht werden kann.
19 zeigt ein Sicherheitspapier 200 mit mehreren Durchsichtsöffnungen 202, die durch registerhaltig angeordnete Öffnungen in der ersten und zweiten Papierlage 204 bzw. 206 gebildet sind. Die Durchsichtsöffnungen 202 können nach der Papierherstellung von einer oder von beiden Seiten mit einer transparenten oder transluzenten Folie 208 geschlossen werden.
In der Abwandlung der 20 wird der zweiseitige Sicherheitsfaden 212 bei der Herstellung der ersten Papierbahn so eingebracht, dass er vollständig auf der Erst-Filzseite liegt. Die durch die registerhaltigen Öffnungen der ersten und zweiten Papierlage gebildete Durchsichtsöffnung 214 wird dann bei entsprechendem Betrieb der Lochblechwalze 170 durch den Sicherheitsfaden 212 von innen geschlossen. Von den beiden gegenüberliegenden Seiten des Sicherheitspapiers 210 sind dann jeweils die ober- bzw. unterseitigen Sicherheitsmerkmale des Sicherheitsfadens 212 zu erkennen.
Die Durchsichtsöffnungen) der 19 oder 20 können auch mit einem Folienfadenelement gestaltet werden, das seitenrichtig eingebracht und/oder im Längspasser zum herzustellenden Dokument steht.
Die Lochblechwalze kann auch erst nach dem Zusammenführungspunkt der ersten und zweiten Papierbahn angeordnet sein und dort die Papierfasern der zweiten, dünneren Bahn durch Öffnungen der ersten Papierbahn hindurch absaugen.
Gerade bei der Herstellung vergleichsweise dünner Papierbahnen, wie sie oft für eine der Papierlagen eines mehrlagigen Sicherheitspapiers verwendet werden, besteht die Gefahr, dass beim Ablösen der Bahn vom Rundsieb Löcher in die fertige Papierbahn gerissen werden. Abhilfe kann hier beispielsweise durch eine über dem Trägersieb angeordnete Sauggautsche geschaffen werden.
21 zeigt dazu einen Teilbereich einer Papiermaschine zur Herstellung mehrlagigen Sicherheitspapiers, wie etwa der in 2 dargestellten Papiermaschine. Dabei ist zusätzlich zu den bereits in Zusammenhang mit 2 beschriebenen Elementen eine Sauggautsche 220 über dem Trägersieb 48 angeordnet, um das gebildete Blatt sauber vom Rundsieb 44 abzuheben. Die Sauggautsche 220 erzeugt dazu einen Unterdruck, der im Ausführungsbeispiel um 0,2 bar größer als der Unterdruck im Inneren des Rundsiebs 44 ist. Das Blatt wird dadurch von der Sauggautsche 220 nach oben auf das Trägersieb 48 gezogen und sauber und ohne Risse vom Rundsieb 44 abgelöst.
Eine derartige Sauggautsche kann vorteilhaft auch in Verbindung mit einem Gleichstrom-Rundsieb eingesetzt werden, wie anhand der 22 illustriert. 22 zeigt einen Teilbereich einer Papiermaschine zur Herstellung mehrlagigen Sicherheitspapiers, bei der über dem Rundsieb 18 eine Sauggautsche 230 mit kleinem Abstand schwebend angeordnet ist. Durch die schwebende Anordnung wird das Rundsieb 18 und die Wasserzeichentypen geschont. Da die Sauggautsche 230 nicht auf dem Rundsieb aufsitzt, muss sie über einen eigenen Antrieb zusätzlich angetrieben werden, wobei ein registerhaltiger Gleichlauf mit dem Rundsieb 18 von Vorteil ist.
Der Abstand der Sauggautsche 230 zu dem Rundsieb liegt bei einer Papierdicke von etwa 0,7 mm vorzugsweise unterhalb von 1 mm. Die Gautsche 230 wird daher in Wasserzeichenbereichen des Papiers, in denen die Papierdicke bis zu 1,2 mm betragen kann, angehoben, so dass sie auch in diesen Bereichen das Sieb nicht berührt. Eine solche Sauggautsche 230 kann beispielsweise bei der Herstellung von Balkenwasserzeichen in Sicherheitspapier vorteilhaft eingesetzt werden. Durch die Unterstützung der Ablösung der Papierbahn werden Balken mit hoher Helligkeitskonstanz erzielt.
Im Ausführungsbeispiel umfasst die Sauggautsche 230, wie im Querschnitt der 23 dargestellt, einen perforierten Bronzemantel 232 einer Stärke von etwa 2 cm. Die Öffnungen 234 im Bronzemantel weisen einen Durchmesser von etwa 6 mm auf. Auf seiner Außenseite ist der Bronzemantel 232 von einem perforierten Gummituch 236 und einem Filz 238 definierter Durchlässigkeitumgeben.
Die Gleichmäßigkeit von Balkenwasserzeichen in einem mehrlagigen Sicherheitspapier lässt sich auch mithilfe des in 24(a) gezeigten Siebs 240 verbessern. Das erfindungsgemäße Sieb 240 weist zur Erzeugung eines Balkenwasserzeichens eine entsprechend angeordnete Abfolge von Erhöhungen 242 und Vertiefungen 244 auf. In den Vertiefungen 244 des Siebs, also den Stellen größerer Papierdicke, sind Rillen 246 eingefräst, die die Papierabnahme von dem Sieb 240 erleichtern. Es hat sich herausgestellt, dass die Rillen 244 zu einer regelmäßigeren Ablagerung von Papierstoff auf dem Sieb, einer verbesserten Abnahme und damit zu einer gleichmäßigeren Helligkeit der erzeugten Balkenwasserzeichen in der abgehobenen Papierbahn 248 ( 24(b)) führen.
Wie weiter oben bereits erwähnt, kann es gewünscht sein, in einem mehrlagigen Sicherheitspapier eine Durchgangsöffnung auszubilden. Dazu können etwa mithilfe der oben beschriebenen Lochblechwalze registerhaltige Öffnungen in den Papierlagen erzeugt werden. Eine andere Möglichkeit wird nunmehr mit Bezug auf die Darstellung der 25 erläutert.
25 zeigt ein Zwischenstadium bei der Papierherstellung, in dem eine erste und zweite Papierbahn 250 und 252 bereits zusammengeführt und miteinander verbunden sind. In die erste, dickere Papierbahn 250 ist eine Öffnung 254 eingebracht, die zweite Papierbahn 252 ist homogen und ohne Individualisierung ausgebildet. Die beiden Papierbahnen 250, 252 laufen auf einem ersten Filz 256, der in den Bereichen 258 außerhalb der Öffnung 254 mit einem Saugdruck S₁ beaufschlagt ist. An einem zweiten, auf der zweiten Papierbahn 252 aufliegender Filz 260 liegt ein Saugdruck S₂ nach oben an. Der Saugdruck S₁ ist dabei größer als der Saugdruck S₂, so dass die zweite Papierbahn 252 in den Bereichen 258 nicht vom zweiten Filz 260 abgehoben werden kann.
Im Bereich der Öffnung 254 wird, beispielsweise durch gepulstes Saugen, kein Saugdruck S₁ nach unten angelegt. Dort überwiegt somit der Saugdruck S₂ und die zweite Papierbahn 252 wird mit dem Filz abgehoben, so dass eine Durchgangsöffnung in dem mehrlagigen Sicherheitspapier 250, 252 entsteht. Gegebenenfalls kann in dem Bereich der Öffnung 254 auch mit einem Luftstrahl gegen den ersten Filz 256 geblasen werden, um das Abheben der zweiten Papierbahn zu erleichtern. Auch andere Maßnahmen, wie beispielsweise ein durch einen Laserstrahl oder einen Wasserstrahl erzeugter Gegendruck oder spezielle geometrische Lochformen, die die Entfernung der zweiten Papierbahn im Öffnungsbereich 254 erleichtern, können vorgesehen sein.
Wie bereits angesprochen, besteht eine weitere Möglichkeit, Echtheitsmerkmale in mehrlagiges Sicherheitspapier zu integrieren, in der Zugabe von Merkmalsstoffen, wie etwa Lumineszenzstoffen. Als besonders vorteilhaft haben sich dabei Ausgestaltungen herausgestellt, bei denen in zumindest eine der Papierschichten ein Lumineszenzstoff homogen im Volumen der Papierschicht verteilt ist und diese Papierschicht wenigstens in einem Teilbereich unterschiedliche Papierdicken aufweist, wie nachfolgend an einigen exemplarischen Ausführungsbeispielen verdeutlicht.
26 zeigt dazu ein erfindungsgemäßes Wertdokument 300, hier eine Banknote, in welches ein Balkenwasserzeichen 302 in Form eines Barcodes eingearbeitet ist. 27 zeigt das Wertdokument 300 im Schnitt entlang der Linie A-A und gibt den Schichtaufbau des verwendeten Sicherheitspapiers wider. Das Sicherheitspapier weist demnach eine homogene erste Papierlage 304 und eine damit verbundene zweite Papierlage 306 mit einem Stufenprofil auf.
Die Erhöhungen 308 der zweiten Papierlage, d.h. die Bereiche mit dickerem Papier, erscheinen im Durchlicht dunkler, die Vertiefungen 310, d.h. die Bereiche mit dünnerem Papier, erscheinen im Durchlicht heller. Als Merkmalsstoff ist ein Lumineszenzstoff 312 homogen in der zweiten Papierlage 306 verteilt.
Diese Variante des Sicherheitspapiers kann mit unterschiedlichen Verfahren hergestellt werden. Zum einen kann in die zweite Papierbahn, in die der Lumineszenzstoff homogen eingearbeitet wurde, ein Barcode eingeprägt werden, zum anderen kann ein Wasserzeichen in Form eines Barcodes während der Papierbahnbildung am Rundsieb in die zweite Papierbahn eingebracht werden. Selbstverständlich können auch Kombinationen von Lumineszenzstoffen eingesetzt werden. Des Weiteren lässt sich ein Merkmalsstoff bzw. auch eine Kombination von Merkmalsstoffen der oben genannten Art in die zweite Papierbahn einbringen.
28 zeigt den Aufbau eines Wertdokuments nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt. Das Wertdokument 320 zeigt in Aufsicht das gleiche Aussehen wie das in 26 dargestellte Wertdokument, allerdings weist die zweite Papierlage 306 hier durchgehende Öffnungen 322 auf und die erste Papierlage enthält ebenfalls einen tumineszenzstoff 324, der insbesondere von dem Lumineszenzstoff 312 verschieden sein kann. Die erste und/oder zweite Papierlage kann auch einen oder mehrere weitere Merkmalsstoffe der oben beschriebenen Art umfassen. Beispielsweise kann die erste Lage einen Lumineszenzstoff und die zweite Lage einen Merkmalsstoff enthalten.
Die Herstellung dieser erfindungsgemäßen Variante kann gemäß der Herstellung für Sicherheitspapier mit Fensterfäden, wie oben angegeben, ausgeführt werden. Gemäß dieses Prinzips werden zwei Blätter, ein Ober- und ein Unterblatt gebildet und zusammengefügt, wobei in das Oberblatt Fenster eingefügt werden und das Unterblatt vollflächig hergestellt wird. Bei der Herstellung von Ober- und Unterblatt werden in die Blätter die gewünschten Lumineszenz- und Merkmalsstoffe eingearbeitet. Alternativ können die Fenster im Oberblatt auch nach dessen Herstellung durch Stanzen, Schneiden oder dergleichen erzeugt werden.
29 zeigt einen zweilagigen Aufbau eines erfindungsgemäßen Wertdokuments 330, wie er sich bei einem Schnitt entlang A-A in 26 ergibt. In diesem Ausführungsbeispiel weisen beide Papierlagen Balkenwasserzeichen auf. Die zweite Papierlage 306 enthält einen Lumineszenzstoff 312, die erste Papierlage 304 enthält einen von 312 verschiedenen Lumineszenzstoff 324 und darüber hinaus einen Merkmalsstoff 332. Weiterhin ist es möglich, dass in der ersten und/oder zweiten Lage unabhängig voneinander weitere Lumineszenzstoffe vorhanden sind und gegebenenfalls unabhängig voneinander einer oder mehrere Merkmalsstoffe in die erste und/oder zweite Lage eingearbeitet werden. Generell können die Balken der unterschiedlichen Lagen deckungsgleich oder aber auch auf Lücke ausgerichtet sein. In einer weiteren Ausführungsform können die Dickenmodulationen in beiden Lagen mittels Fenster realisiert werden.
30 zeigt ein Messsignal 340, wie es sich bei der Echtheitsprüfung eines erfindungsgemäßen Wertdokuments 300 mit Balkenwasserzeichen 302 ergibt. An der Ordinate sind die Intensitäten I des Messsignals 340 in Abhängigkeit von der Messposition x, d.h. der Position des Sensors über dem Wertdokument aufgetragen. Gemessen ist dabei die Emissionsintensität des Lumineszenzstoffes 312. In Bereichen mit dickerem Papier ist die Signalintensität größer als in Bereichen mit dünnerem Papier, da sich in Abhängigkeit von der Papierlagendicke mehr bzw. weniger Lumineszenz- bzw. Merkmalsstoff unter dem Sensor befindet. Führt man den Sensor quer über das Balkenwasserzeichen 302, misst man im Bereich des dickeren Papiers eine höhere Intensität als im Bereich des dünneren Papiers und misst so eine Art Barcode, der durch das Messsignal 340 wiedergegeben wird.
Weist das Wertdokument bzw. die zu prüfende Lage des Wertdokuments Fenster ohne Lumineszenzstoff 312 auf, so fällt die gemessene Intensität des Lumineszenzstoffs bis auf Null ab. Die Echtheitsprüfung für Wertdokumente 320 oder 330 mit verschiedenen Lumineszenzstoffen erfolgt analog, wobei gegebenenfalls Filter eingesetzt werden, die nur die Strahlung eines der Lumineszenzstoffe durchlassen.
Eine weitere Erfindungsvariante wird nun mit Bezug auf die 31 bis 39 erläutert. Zunächst zeigt das Ausführungsbeispiel der 31 eine Papiermaschine 370, in der eine erste Papierlage mit einem Gegenstromrundsieb 374 und eine zweite Papierlage mit einem Kurzformer 372 erzeugt wird. Auch wenn nachfolgend auf die erste Papierlage stets als Gegenstromrundsieblage Bezug genommen wird, versteht es sich, dass die erste Papierlage in anderen Ausgestaltungen mit einem Gleichstromsieb erzeugt werden kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die beiden Papierlagen werden im Bereich der Abnahmewalze 376 zusammengeführt und miteinander vergautscht. Zwischen die Papierlagen wird ein am Gegenstromrundsieb 374 zugeführter Sicherheitsfaden 378 oder ein Sicherheitsband eingebracht. Mittels einer zwischen Kurzformer 372 und Gegenstromrundsieb 374 angeordneten ersten Absaugeinrichtung 380 können Öffnungen in die zweite Papierlage (Kurzformerlage) 384 eingebracht werden. Falls gewünscht, können mithilfe einer optionalen zweiten Absaugeinrichtung 382, die nach dem Zusammenführungspunkt der beiden Papierlagen angeordnet ist, auch Öffnungen in die erste Papierlage (Gegenstromrundsieblage) eingebracht werden.
32 zeigt einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen zweilagigen Sicherheitspapier 350 in Aufsicht, wie es mit einer Papiermaschine 370 der in 31 gezeigten Art hergestellt werden kann. In der ersten Papierbahn 360 befindet sich ein kreisförmiges Loch 354, das vorzugsweise papiermache risch durch auf ein Rundsieb aufgebracht E-Typen erzeugt wurde. In der zweiten Papierlage 358, die vorzugsweise mittels eines Kurzformers erzeugt wurde, befinden sich sternförmige Öffnungen 356. Diese Öffnungen wurden im Ausführungsbeispiel mittels einer perforierten Saugwalze 380 erzeugt, die im noch feuchten Zustand die Papierfasern aus dieser zweiten Papierbahn entfernte. Die Formen der beiden Öffnungen 354 und 356 können dabei beliebig ausgestaltet sein. Auch die Lage der Öffnungen zueinander sowie deren Größe kann den Erfordernissen entsprechend gesteuert werden. So können die beiden Öffnungen beispielsweise übereinander zu liegen kommen, so dass ein Durchsichtsfenster entsteht. Sie können aber selbstverständlich auch nebeneinander angeordnet sein. Selbstverständlich können die Öffnungen relativ zueinander auch größer oder kleiner oder gleich groß sein. Zusätzlich kann, wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, im Bereich der Öffnungen ein bandförmiges Sicherheitselement 352, beispielsweise ein breiter Sicherheitsfaden, zwischen den Papierbahnen eingelagert sein. Das bandförmige Sicherheitselement 352 ist dabei von der ersten und zweiten Papierlage verdeckt und ist lediglich in Aufsicht an den Öffnungen 354 und 356 sichtbar. 32(b) zeigt den Querschnitt des Sicherheitspapiers entlang der Linie A-A. Das bandförmige Sicherheitselement 352 wird von der zweiten Papierlage 358 sowie von der ersten Papierlage 360 abgedeckt und ist an den Öffnungen 354 und 356 zugänglich. Die Größe der Öffnungen kann dabei der Breite des Sicherheitsbandes entsprechen. Es ist aber auch durchaus möglich, dass eine oder beide Öffnungen breiter oder schmaler als das bandförmige Sicherheitselement ist/sind.
Handelt es sich bei den beiden Papierlagen um eine Kurzformerlage 358 und eine Gegenstromrundsieblage 360, zwischen denen ein Sicherheitsfaden 352 eingebettet ist, so bestehen durch die verschiedenen relativen Größen der Öffnungen in der Kurzformlage und der Gegenstromrundsieblage, der Brei te des Sicherheitsfadens 352 sowie der relativen Anordnung der beiden Öffnungen und eventueller Merkmale des Sicherheitsfadens eine Vielzahl möglicher Gestaltungen, die alle mit der Papiermaschine 370 der 31 erzeugt werden können (oder in anderen Ausführungsformen mit einer Papiermaschine, bei der die erste Papierlage durch ein Gleichstromsieb erzeugt wird).
In einer ersten Variante werden durch die erste Absaugeinrichtung 380 Öffnungen 356 in der Kurzformerlage erzeugt, die beliebige Formen, beispielsweise auch Zeichen, Symbole oder dergleichen darstellen können. Am Gegenstromrundsieb 374 wird ein Faden 352 eingebracht, welcher auf einer E-Type aufliegt. Die E-Type ist dabei so hoch gewählt, dass Fasern unter den eingebrachten Faden „schwimmen' können und somit der Faden im Bereich der E-Typen offenliegt. Die Gegenstromrundsieböffnungen 354 sind bei dieser Variante stets schmäler als die Fadenbreite ausgebildet. Die Formen der Kurzformlagenöffnung 356 können schmäler als die Fadenbreite sein, wie in 32(a) gezeigt, oder auch breiter. Die Öffnungen 356 können positionsgenau zu den Gegenstromrundsieböffnungen 354 ausgerichtet sein, wie in 32(a) links gezeigt, oder zufällig zwischen diesen Öffnungen liegen oder mit ihnen überlappen. Im ersten Fall zeigt diese Variante ein Durchsichtsfenster, dessen Größe durch die Öffnungen 354 in der Gegenstromrundsieblage begrenzt ist, siehe 32(b). Die gewünschte Form 356 ist nur von der Seite der Kurzformlage her im Auflicht erkennbar. Im zweiten Fall liefert diese Variante ein Substrat, bei dem der eingebrachte Sicherheitsfaden 352 auf beiden Seiten partiell offenliegt. Ein Durchsichtsfenster bildet sich dann nur, wenn gegenüberliegende Öffnungen zufällig überlappen.
Bei einer zweiten Variante, die in 33 in Aufsicht dargestellt ist, werden die Öffnungen 354 in der Gegenstromrundsieblage stets größer als die Öffnungen 356 in der Kurzformerlage ausgebildet, wobei die Öffnungen 354 schmäler oder breiter als die Fadenbreite sein können. Die Kurzformerlagenöffnungen 356 können wie in 33 positionsgenau zu den Öffnungen 354 angeordnet sein, oder zufällig zwischen diesen Öffnungen liegen oder mit ihnen überlappen. Ein Durchsichtsfenster ergibt sich nur bei positionsgenauer Ausrichtung der beiden Öffnungen. In diesem Fall ist die Form der Kurzformerlagenöffnungen 356 von beiden Seiten des Substrats her sichtbar. Werden die Öffnungen nicht positionsgenau aufeinander ausgerichtet, ergibt sich wieder ein Substrat mit einem auf beiden Seiten partiell offenliegenden Sicherheitsfaden 352.
Bei einer dritten, in 34 dargestellten Variante werden in die Kurzformerlage wie oben beschrieben Öffnungen 356 eingebracht, während das Gegenstromrundsieb weder E-Typen noch eine Prägung aufweist. Durch eine Registersteuerung, die beispielsweise mithilfe von Registermarken 362 erfolgen kann, werden die Öffnungen 356 in der Kurzformerlage auf bestimmte Stellen des am Gegenstromrundsieb zugeführten Sicherheitsfadens 352 ausgerichtet. Beispielsweise kann eine Negativschrift 364 des Sicherheitsfadens 352 in den Öffnungen 356 der Kurzformerlage sichtbar werden.
Nach einer vierten Variante, die in 35 im Querschnitt gezeigt ist, werden in die Kurzformerlage 358 Öffnungen 356 eingebracht und ein Sicherheitsfaden 352 am Gegenstromrundsieb zugeführt. Das Gegenstromrundsieb 374 ist dabei mit einer Prägung versehen, deren Stege vorzugsweise mit den Kurzformerlagenöffnungen 356 im Register stehen, so dass die erzeugten Fensteröffnungen 354 in der Gegenstromrundsieblage 360 und die Öffnungen 356 in der Kurzformerlage 358 auf beiden Substratseiten alternieren.
Gemäß einer fünften Variante wird zunächst in der beschriebenen Art eine Öffnung in die Kurzformerlage eingebracht und die Kurzformerlage und die Gegenstromrundsieblage mit dem Sicherheitsfaden vergautscht. Nach der Abnahme der gesamten Papierlage wird durch eine zweite Absaugeinrichtung 382 im Bereich des Sicherheitsfadens eine Öffnung herausgesaugt. Die Öffnungen der beiden Papierlagen können zueinander im Register stehen oder zufällig angeordnet sein.
Die sechste Variante ähnelt der dritten Variante, allerdings wird das Gegenstromrundsieb bei dieser Variante mit einer Wasserzeichenprägung versehen, die auf den Bereich des einlaufenden Fadens fällt. Mit der ersten Absaugeinrichtung 380 werden aus der Kurzformerlage Öffnungen beliebiger Form herausgesaugt, so dass der Faden in den abgesaugten Stellen frei liegt. Durch Registrierung von Wasserzeichen und Kurzformerlagenöffnungen kann beispielsweise erreicht werden, dass die Wasserzeichen der Gegenstromrundsieblage um die herausgesaugten Öffnungen herumliegen.
Anstatt Formen aus der ersten oder zweiten Papierbahn herauszusaugen, ist es auch möglich, den Saugmechanismus der ersten und/oder zweiten Einrichtung 380, 382 umzukehren und Material auf die Papierlage aufzubringen. Beispielsweise können beliebig geformte Öffnungen der Einrichtung 380 mit einem Material, wie etwa Fasern, Kunststoffgranulat oder Gummi, gefüllt und das Material durch Überdruck bzw. Adhäsion auf die nasse Kurzformerbahn übertragen werden. Anschließend wird die Papierbahn mit der Gegenstromrundsieblage mit Faden vergautscht. Das eingebrachte Material erscheint dann im Durchlicht als dunkle Form. Wird ein Öl als Material aufgebracht, kann die Form im getrockneten Substrat auch semi-transparent erscheinen.
Der Durchmesser der ersten oder zweiten Absaugeinrichtung 380, 382 ist abhängig von der Bogenlänge und wird zweckmäßig so groß wie möglich gewählt, um die Umlaufgeschwindigkeit so gering wie möglich zu halten. Der maximal mögliche Durchmesser wird jedoch auch durch die Platzverhältnisse zwischen Kurzformer 372 und Gegenstromrundsieb 374 begrenzt. Da bei kleinem Durchmesser die Berührungsfläche an die Kurzformerlage 384 ebenfalls klein sein wird, kann es sich vor allem bei beengten Platzverhältnissen empfehlen, die Absaugeinrichtung 380 nicht rund zu gestalten, sondern in Trapez- oder Dreiecksform auszubilden, wie in 36 gezeigt. Bei dieser Ausgestaltung der Absaugeinrichtung 380 sind Absaugformen 386 auf einem flexiblen Grundmaterial 388 befestigt. Der Antrieb erfolgt im Ausführungsbeispiel über eine Kette 390.
Besonders zweckmäßige Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Absaugeinrichtung 380 werden nun mit Bezug auf die 37 bis 39 beschrieben. Die dort gezeigten Ausführungsbeispiele stellen ein Absaugrad 380 dar, das aus mehreren Segmenten 400–406 zusammengesetzt ist. 37 zeigt einen Ausschnitt eines Absaugrads 380 in Seitenansicht, 38 ein ähnliches Absaugrad 380 mit einer etwas anderen Gestaltung der Entnahmeöffnungen 408 bzw. Kanäle 414 im Bereich einer derartigen Öffnung in Aufsicht und die 39(a) und (b) Seitenansichten der mittleren Segmente 402 und 404 von 38 in Blickrichtung der Linien A-A bzw. B-B von 38. Die mit den Bezugszeichen 416 bzw. 418 markierten Stellen bezeichnen dabei die in den Querschnittsansichten der 39(a) bzw. (b) sichtbaren Kanten. Die in 37 gezeigte Seitenansicht entspricht der Seitenansicht der Deckplatte 406 in Blickrichtung der Linie C-C von 38.
Das Absaugrad 380 weist einen Sandwichaufbau aus mehreren Segmentplatten auf, durch den eine Vielzahl von Formgebungen für die Entnahmeöffnungen 408 erreicht werden kann. Im Ausführungsbeispiel besteht das Absaugrad aus einer ersten Deckplatte 400, zwei Zwischenplatten 402 und 404, und einer weiteren Deckplatte 406. Die Platten 400–406 können aus Metall oder einem schlagzähen, nicht zu spröden Kunststoff bestehen und mithilfe eines Laserstrahls, eines Wasserstrahls oder einer ähnlichen Technik hergestellt sein. Die Platten sind verschraubt, wobei zur Dichtung gegebenenfalls eine Sprühdichtmasse und/oder Dichtringe eingesetzt werden. Der Umfang des Absaugrads 380 entspricht der Bogenlänge der zu bearbeitenden Papierlage im Nasszustand. Nach der Verschraubung wird das Absaugrad 380 auf eine nicht dargestellte Führungswelle gesteckt und fixiert. Auf die Führungswelle können bei Bedarf auch mehrere Absaugräder aufgeschoben und fixiert werden. Die Führungswelle wird zentral angetrieben und läuft in bevorzugten Ausgestaltungen mit der Bahngeschwindigkeit synchron.
Nach dem Start der Papiermaschine startet auch das Absaugrad 380, wird auf Produktionsgeschwindigkeit gebracht und der Kurzformerbahn 384 zugestellt bis sich durch die Absaugung Öffnungen in der Kurzformerbahn bilden. Die in 37 und 39(a) erkennbaren erhöhten Stellen 410 stechen dabei in die noch nasse Papierbahn ein und eine Öffnung der gewünschten Form wird durch ein angelegtes partielles Vakuum über die Entnahmeöffnung 408 abgesaugt. Um das Anhaften von Fasern auf der Oberfläche des Absaugrads 380 zu verhindern, können die Bereiche neben den Entnahmeöffnungen 408 ausgespart sein.
Die Absaugung des Stoff/Wasser-Gemisches erfolgt über die Entnahmeöffnung 408 und einen Kanal 414, der sich durch die Zwischenplatte 404 zur Deckplatte 406 erstreckt. Um den abgesaugten Stoff sicher zu entfernen, müssen die Entnahmeöffnungen 408 und die Kanäle 414 gereinigt werden. Dazu kann beispielsweise eine Wanne 392 mit filtriertem Wasser (31) vorgesehen sein, die das Absaugrad 380 im gegenüberliegenden Bereich der Absaugung durchläuft. Das Vakuum wird im Ausführungsbeispiel mit einer ortsfesten Vakuumeinrichtung 394 (31) angelegt, die an der Oberfläche der Deckplatte 406 schleift. Die Absaugung wirkt so über einen der Kanäle 414 jeweils nur an derjenigen Entnahmeöffnung 408, die mit der Papierbahn 384 in Kontakt steht.
Wie am besten in 38 zu erkennen, ermöglicht der Sandwichaufbau aus mehreren Segmentplatten eine fast unbegrenzte Formgebung für die Entnahmeöffnungen 408. Die Zwischenplatten, die in beliebiger Anzahl zusammengestellt werden können, erzeugen dabei die Form der Entnahmeöffnungen an sich. Durch die Anzahl und Dicke der Zwischenplatten kann die Breite der Öffnung eingestellt werden. Beispielsweise kann eine 10 mm breite Öffnung durch zwei Zwischenplatten à 5 mm, oder auch durch fünf Zwischenplatten à 2 mm erzeugt werden. Die Deckplatten 400, 406 dienen der Randbegrenzung und der Anlegung des Vakuums. Während in 38 nur eine Deckplatte 406 eine Kanalöffnung aufweist, können derartige Öffnungen selbstverständlich auch in beiden Deckplatten vorgesehen sein, wobei dann beiderseits des Absaugrads 380 eine Vakuumeinrichtung 394 anzuordnen wäre.
Es versteht sich, dass die beschriebene Gestaltung auch für die zweite Absaugeinrichtung 382 zum Einsatz kommen kann.
Die Absaugeinrichtungen 380 bzw. 382 können auch mit einer flexiblen Kunststoffmaske überzogen sein, in der nicht nur vergleichsweise grobe, sondern auch sehr feine Muster, wie etwa alphanumerische oder abstrakte Zeichen, ausgespart sein können. Auf diese Weise können auch kontinuierliche Muster, wie etwa Mäanderformen oder Fließtexte, oder auch passergenau angeordnete Muster, wie etwa Wertangaben bei einer Banknote, in den Papierlagen erzeugt werden. Die genannten Muster können dabei in einer der Papierlagen oder deckungsgleich oder versetzt in beiden Papierlagen angeordnet sein.

Claims

Mehrlagiges Sicherheitspapier für die Herstellung von Sicherheits- oder Wertdokumenten, wie Banknoten, Ausweiskarten und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass in eine erste Papierlage ein endloses Sicherheitselement eingebracht ist, welches auf zumindest einer Seite der Papierlage frei zugänglich ist, dass die erste Papierlage auf der frei zugänglichen Seite des Sicherheitselements von einer zweiten Papierlage abgedeckt ist, und dass die zweite Papierlage im Bereich des Sicherheitselements eine oder mehrere Öffnungen aufweist.
Sicherheitspapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung der Öffnungen) senkrecht zur Laufrichtung des endlosen Sicherheitselements kleiner als dessen Breite ist.
Sicherheitspapier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Papierlage ein Wasserzeichen aufweist und die zweite Papierlage im Bereich des Wasserzeichens unterbrochen ist.
Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das endlose Sicherheitselement mit optisch variablen Effekten, insbesondere mit einer Beugungsstruktur, einem Hologramm, einem Farbkippeffekt oder einem anderen Interferenzschichteffekt ausgestattet ist.
Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das endlose Sicherheitselement mit einem Druckbild, insbesondere Positiv- oder Negativschriftzeichen versehen ist.
Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das endlose Sicherheitselement ein breites Sicherheitsband ist, das die erste Papierlage teilt.
Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das endlose Sicherheitselement ein schmaler Sicherheitsstreifen ist, der in die erste Papierlage eingebettet ist.
Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Papierlage eine Grammatur von 60 bis 80 g/m², insbesondere von 65 bis 70 g/m² aufweist, und die zweite Papierlage eine Grammatur von 15 bis 45 g/m², insbesondere von 20 bis 25 g/m² aufweist.
Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Papierlage eine Grammatur von 15 bis 45 g/m², insbesondere von 20 bis 25 g/m² aufweist, und die zweite Papierlage eine Grammatur von 60 bis 80 g/m², insbesondere von 65 bis 70 g/m² aufweist.
Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das endlose Sicherheitselement mit einem Kleber in der ersten Papierlage befestigt ist.
Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Papierlage im Bereich des Sicherheitselements eine streifenförmige Öffnung aufweist, die gegebenenfalls mit einem aufreißbaren Releasestreifen verschlossen ist.
Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen in der zweiten Papierlage mit einem transparenten Material, insbesondere einem Polyurethankleber, gefüllt sind.
Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitspapiers nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass – eine erste Papierbahn gebildet wird, und ein endloses Sicherheitselement so in die erste Papierbahn eingebracht wird, dass das endlose Sicherheitselement zumindest auf einer Seite der Papierbahn frei zugänglich ist, – eine zweite Papierbahn gebildet wird, die im noch feuchten Zustand mit der ersten Papierbahn zusammengeführt und fest verbunden wird, so dass sie die frei zugängliche Seite des Sicherheitselements abdeckt, – wobei in die zweite Papierbahn eine oder mehrere Öffnungen eingebracht werden, die nach dem Zusammenführen mit der ersten Papierbahn im Bereich des endlosen Sicherheitselements zu liegen kommen.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Papierbahn in einer Gleichstromrundsieb-Papiermaschine erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Papierbahn in einem Kurzformer erzeugt wird, bei dem die Papiermasse auf ein Rundsieb aufgedüst wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Papierbahn auf einem Rundsieb erzeugt wird, dessen Löcher in Teilbereichen verschlossen sind.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher des Rundsiebs durch Aufbringen, insbesondere Aufkleben eines Abdeckstreifens verschlossen werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher des Rundsiebs durch partielles Aufdrucken einer Lackschicht verschlossen werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher des Rundsiebs durch einen von innen an der Mantelfläche des Rundsiebs anliegenden Abdeckring verschlossen werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das endlose Sicherheitselement auf das Rundsieb aufläuft und an den aufgelaufenen Stellen die Löcher des Rundsiebs verschließt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das endlose Sicherheitselement mit einem Kleber in der ersten Papierlage befestigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass in die zweite Papierlage eine streifenförmige Öffnung eingebracht wird und diese gegebenenfalls bei der Papierherstellung mit einem aufreißbaren Releasestreifen verschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen in der zweiten Papierlage mit einem transparenten Material, insbesondere einem Polyurethankleber, gefüllt werden.
Mehrlagiges Sicherheitspapier für die Herstellung von Sicherheits- oder Wertdokumenten, wie Banknoten, Ausweiskarten und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei mit unterschiedlichen Fasern erzeugte Papierlagen miteinander kombiniert sind.
Sicherheitspapier nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei mit unterschiedlichen Fasern erzeugten Papierlagen mit zueinander komplementären Unterbrechungen ausgebildet sind, und sich zu einer Kombinationspapierlage ergänzen, die keine größere Dicke als die zumindest zwei Einzelschichten aufweist.
Sicherheitspapier nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei mit unterschiedlichen Fasern erzeugten Papierlagen Unterbrechungen in Form von senkrechten oder waagrechten Streifen aufweisen und im Sicherheitspapier übereinander angeordnet sind.
Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Papierlagen aus Fasern unterschiedlicher Farbe, unterschiedlicher Länge oder aus Fasern mit unterschiedlichen Merkmalszusätzen gebildet sind.
Sicherheitspapier nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste, ein Wasserzeichen enthaltende Papierlage aus kurzen Fasern gebildet ist, und eine zweite, dünnere Papierlage zur Erhöhung der Reißfestigkeit aus langen Fasern gebildet ist.
Sicherheitspapier nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Papierlage aus kurzen Fasern zwischen zwei dünneren Papierlagen mit langen Fasern eingebettet ist.
Sicherheitspapier nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste, ein Wasserzeichen enthaltende Papierlage von einer zweiten Papierlage abgedeckt ist, die im Bereich des Wasserzeichens mit transparenten Fasern und außerhalb des Wasserzeichenbereichs mit gewöhnlichen, nichttransparenten Fasern gebildet ist.
Sicherheitspapier nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei mit unterschiedlichen Fasern erzeugten Papierlagen mit weiteren vollflächigen oder unterbrochenen Papierlagen kombiniert sind.
Sicherheitspapier nach einem der Ansprüche 24 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei mit unterschiedlichen Fasern erzeugten Papierlagen mit einem Sicherheitselement kombiniert sind, das zumindest in einem Teilbereich durch die Papierlagen sichtbar ist.
Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitspapiers, dadurch gekennzeichnet, dass – in einer ersten Nasspartie einer Papiermaschine eine erste Papierbahn gebildet und gegebenenfalls mit Individualisierungsmerkmalen, wie einer Öffnung oder einem Wasserzeichen, versehen wird, – in einer zweiten Nasspartie einer Papiermaschine eine zweite Papierbahn gebildet wird, – die zweite Papierbahn über ein Abnahmeband mit der ersten Papierbahn zusammengeführt und fest verbunden wird, und dass – aus der zweiten Papierbahn mittels einer Saugvorrichtung im noch feuchten Zustand Papierfasern, vorzugsweise im Register zu den gegebenenfalls vorhandenen Individualisierungsmerkmalen der ersten Papierbahn, entfernt werden.
Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern der zweiten Papierbahn durch die Saugvorrichtung nur teilweise entfernt werden, um Bereiche geringerer Schichtdicke in der zweiten Papierbahn zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche verminderter Schichtdicke der zweiten Papierbahn im Register zu Wasserzeichenbereichen der ersten Papierbahn erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern der zweiten Papierbahn durch die Saugvorrichtung vollständig entfernt werden, um Öffnungen in der zweiten Papierbahn zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen der zweiten Papierbahn im Register zu Öffnungen der ersten Papierbahn erzeugt werden, und sich insbesondere zu Durchsichtslöchern zu ergänzen.
Verfahren nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, dass die registerhaltigen Öffnungen der ersten und zweiten Papierbahn mit einem Sicherheitselement kombiniert werden, dessen jeweilige Sicherheitsmerkmale von beiden Seiten des Sicherheitspapiers her erkennbar sind.
Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement ein zweiseitiges Sicherheitselement, insbesondere ein Pendelsicherheitsfaden, ein Doppelhologramm-Sicherheitsfaden oder ein Doppelfarbschicht-Sicherheitsfaden, ist.
Verfahren nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement zwischen die erste und zweite Papierbahn eingebracht wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 33 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugvorrichtung die Papierfasern der zweiten Papierbahn auf deren Weg zur ersten Papierbahn hin absaugt.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 33 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugvorrichtung die Papierfasern der zweiten Papierbahn nach der Zusammenführung mit der ersten Papierbahn, vorzugsweise durch Öffnungen der ersten Papierbahn absaugt.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 33 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Papierbahn auf einem Rundsieb erzeugt wird, und die Saugvorrichtung im Register zu dem Rundsieb der ersten Papierbahn angetrieben wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 33 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugvorrichtung in Trapez- oder Dreiecksform ausgebildet ist.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 33 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugvorrichtung als aus mehreren Segmentplatten zusammengesetztes Absaugrad ausgebildet ist.
Saugvorrichtung zur Erzeugung von Dünnstellen oder Öffnungen in einer feuchten Papierbahn bei der Papierherstellung, mit Entnahmeöffnungen zum Absaugen eines Stoff/Wasser-Gemisches aus der feuchten Papierbahn, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugvorrichtung durch ein aus mehreren Segmentplatten zusammengesetztes Absaugrad gebildet ist, bei dem mindestens eine, die Entnahmeöffnungen ausbildende Zwischenplatte und zwei Deckplatten zur Randbegrenzung vorgesehen sind.
Saugvorrichtung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Segmentplatten mit den Entnahmeöffnungen jeweils verbundene Kanäle zur Absaugung des Stoff/Wasser-Gemisches aufweisen.
Saugvorrichtung nach Anspruch 46 oder 47, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Entnahmeöffnungen angrenzenden Bereiche der Zwischenplatten ausgespart sind.
Saugvorrichtung nach Anspruch 47 oder 48, dadurch gekennzeichnet, dass eine ortsfeste Vakuumeinrichtung vorgesehen ist, die im Betrieb an der Oberfläche zumindest einer der Deckplatten des sich drehenden Absaugrads schleift und die zur Absaugung über einen der Kanäle mit der jeweils in Kontakt mit der Papierbahn stehenden Entnahmeöffnung verbunden ist.
Saugvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 46 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugeinrichtung mit einer flexiblen Kunststoffmaske überzogen ist, die im Bereich der Entnahmeöffnungen Aussparungen in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitspapiers, bei dem in einer Nasspartie einer Papiermaschine auf einem Rundsieb eine Papierbahn gebildet und mittels eines Trägerbands vom Rundsieb abgehoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Abheben der Papierbahn von einer in unmittelbarer Nähe zum Rundsieb und mit kurzen Abstand zum Trägerband angeordneten Saugeinrichtung unterstützt wird.
Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, dass in der Saugeinrichtung ein Unterdruck erzeugt wird, der um mindestens 0,1 bar, vorzugsweise um etwa 0,2 bar größer als der Unterdruck im Inneren des Rundsiebs ist.
Verfahren nach Anspruch 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugeinrichtung durch eine drehbare Saugwalze gebildet ist, die vorzugsweise im registerhaltigen Gleichlauf zu dem Rundsieb der Nasspartie angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugwalze einen perforierten Walzenmantel aufweist, der von einem perforierten Gummituch und einem Filz definierter. Durchlässigkeit umgeben ist.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 51 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Rundsieb ein Wasserzeichen in die Papierbahn eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Saugeinrichtung zu dem Rundsieb im Bereich des Wasserzeichens an die lokale Papierdicke angepasst wird.
Sieb für die Papierherstellung in einer Papiermaschine, das zur Erzeugung von Wasserzeichenbereichen Erhöhungen und Vertiefungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in den Vertiefungen Strukturierungen vorgesehen sind, die die Papierablösung von dem Sieb erleichtern.
Sieb nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungen und Vertiefungen zur Erzeugung von Balkenwasserzeichen balkenförmig nebeneinander angeordnet sind.
Sieb nach Anspruch 57 oder 58, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierungen durch Rillen, insbesondere durch in die Vertiefungen eingefräste Rillen, gebildet sind.
Verfahren zur Erzeugung einer Durchgangsöffnung in einem mehrlagigen Sicherheitspapier, dadurch gekennzeichnet, dass – eine erste Papierbahn gebildet und mit einer Öffnung versehen wird, – eine zweite vollflächige Papierbahn gebildet wird, die im noch feuchten Zustand mit der ersten Papierbahn zusammengeführt wird, – die zusammengeführte erste und zweite Papierbahn zwischen einem erst- und einem zweitbahnseitigen Trägerfilz geführt werden, und – der zweitbahnseitige Trägerfilz von der zusammengeführten Papierbahn abgehoben wird, um im Bereich der Öffnung der ersten Papierbahn einen Teilbereich der zweiten Papierbahn mitzunehmen und dadurch eine Durchgangsöffnung in der zusammengeführten Papierbahn zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, dass der zweitbahnseitige Trägerfilz mit einem Saugdruck S₂ beaufschlagt wird, und der erstbahnseitige Trägerfilz in den Bereichen außerhalb der Öffnung mit einem Saugdruck S₁ beaufschlagt wird, der größer als S₂ ist.
Verfahren nach Anspruch 60 oder 61, dadurch gekennzeichnet, dass der erstbahnseitige Trägerfilz in dem Bereich der Öffnung mit einem Gegenblasdruck, insbesondere einem Luftstrahl, Wasserstrahl oder einem Laserstrahl, beaufschlagt wird.
Mehrlagiges Sicherheitspapier für die Herstellung von Sicherheits- oder Wertdokumenten, wie Banknoten, Ausweiskarten und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einer ersten Papierlage des Sicherheitspapiers ein Lumineszenzstoff und gegebenenfalls ein weiterer Merkmalsstoff homogen im Volumen der Papierlage verteilt sind und diese erste Papierlage wenigstens in einem Teilbereich mindestens zwei unterschiedliche Papierdicken aufweist.
Sicherheitspapier nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Papierlage des Sicherheitspapiers wenigstens in Teilbereichen unterschiedliche Papierdicken aufweist.
Sicherheitspapier nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Papierdickevariationen der ersten und zweiten Papierlage zu einer konstanten Gesamtdicke des Sicherheitspapiers ergänzen.
Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 63 bis 65, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Papierdicken visuell nicht wahrnehmbar sind.
Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 63 bis 66, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche mit unterschiedlichen Papierdicken zumindest teilweise überdruckt sind.
Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 63 bis 67, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Papierdicken als Wasserzeichen vorliegen.
Sicherheitspapier nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserzeichen ein Balkenwasserzeichen ist.
Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 63 bis 67, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Papierdicken durch Einarbeiten von Fenstern erzeugt sind.
Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 63 bis 70, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Papierlage mehrere Lumineszenzstoffe enthält.
Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 63 bis 71, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Papierlage denselben Lumineszenzstoff wie die erste Lage und/oder wenigstens einen von dem Lumineszenzstoff der ersten Lage verschiedenen Lumineszenzstoff enthält.
Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 63 bis 72, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Lumineszenzstoffe im visuellen Spektralbereich transparent sind.
Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 63 bis 73, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Lage wenigstens einen weiteren Merkmalsstoff umfasst.
Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 63 bis 74, dadurch gekennzeichnet, dass der Merkmalsstoff wenigstens einen weiteren Stoff mit maschinenlesbaren Eigenschaften umfasst.
Sicherheitspapier nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet, dass die maschinenlesbare Eigenschaft eine elektrische und/oder magnetische Eigenschaft ist.
Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen Sicherheitspapiers gemäß einem der Ansprüche 63 bis 76 mit wenigstens einem Lumineszenzstoff und gegebenenfalls wenigstens einem weiteren Merkmalsstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Lumineszenzstoff und der gegebe nenfalls wenigstens eine weitere Merkmalsstoff homogen im Volumen der für die Herstellung der ersten Papierlage verwendeten Papiermasse verteilt wird und bei der Herstellung der ersten Papierlage wenigstens in einem Teilbereich mindestens zwei unterschiedliche Papierdicken eingearbeitet werden.
Verfahren zur Prüfung der Echtheit eines Sicherheitspapiers gemäß einem der Ansprüche 63 bis 76, dadurch gekennzeichnet, dass die lumineszierenden Eigenschaften des Sicherheitspapiers mittels eines Sensors gemessen werden.
Verfahren zur Prüfung der Echtheit eines Sicherheitspapiers gemäß Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich wenigstens eine maschinenlesbare Eigenschaft des wenigstens einen weiteren Merkmalsstoffs mittels Sensor gemessen wird.
Verfahren zur Prüfung der Echtheit eines Sicherheitspapiers gemäß Anspruch 79, dadurch gekennzeichnet, dass als maschinenlesbare Eigenschaft eine elektrische und/oder magnetische Eigenschaft gemessen wird.