DE102011116605A1

DE102011116605A1 - Entwässerungssieb

Info

Publication number: DE102011116605A1
Application number: DE201110116605
Authority: DE
Inventors: André Gregarek; Andreas Hänelt; Bernhard Wiedner; Günther Wild; Andreas Aigner
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2013-04-25
Also published as: WO2013056804A1; EP2769016B1; HUE032371T2; EP2769016A1; ES2607492T3; PL2769016T3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Entwässerungssieb (20) für die Herstellung von Papier mit zumindest einem Sicherheitsmerkmal, mit – einem Trägersieb (22), das ein Siebgewebe (24) mit einem Einlegebereich (30) enthält, – einem in dem Einlegebereich (30) des Siebgewebes (24) angeordneten Einlegeelement (32) zur Erzeugung des zumindest einen Sicherheitsmerkmals in dem Papier, und – einer Kunststoff-Umspritzung (34) oder Kunststoff-Hinterspritzung (36) des Einlegeelements (32), die das Einlegeelement (32) mit dem Trägersieb (20) verbindet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit zumindest einem Sicherheitsmerkmal. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Entwässerungssiebs sowie ein Verfahren zur Herstellung von Papier mit einem Sicherheitsmerkmal unter Verwendung eines solchen Entwässerungssiebs.
Bei der Papierherstellung auf Rundsiebmaschinen oder Langsiebmaschinen lagert sich Papiermasse kontinuierlich auf einem bewegten Entwässerungssieb an und wird soweit verfestigt, dass sie als feuchte Papierbahn zur Weiterbearbeitung vom Entwässerungssieb abgezogen werden kann. Vor allem Sicherheitspapiere für Banknoten, Ausweisdokumente und dergleichen werden zur Absicherung oft mit Wasserzeichen oder durchgehenden Löchern ausgestattet, die eine Überprüfung der Echtheit des Sicherheitspapiers gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen.
Bei der Papierherstellung eingebrachte Sicherheitsmerkmale weisen dabei typische Charakteristika auf. So enthalten etwa durchgehende Öffnungen, die bei der Papierherstellung erzeugen werden, im Randbereich charakteristische Unregelmäßigkeiten, die durch unregelmäßiges Anlagern von Fasern im Randbereich und durch in die Öffnung ragende Einzelfasern erzeugt werden, wie beispielsweise in der Druckschrift WO 03/054297 beschrieben.
Sollen in einem Papier scharf berandete Löcher erzeugt werden, so ist dazu ein separater Laserschnitt- oder Stanzschritt erforderlich, der neben einem höheren Aufwand für den zusätzlichen Arbeitsschritt auch zu Passerschwankungen zwischen den papiermacherisch erzeugten Sicherheitsmerkmalen und den durch Laserschneiden oder Stanzen erzeugten Merkmalen führt.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Entwässerungssieb der eingangs genannten Art zu schaffen, das die Nachteile des Stands der Technik vermeidet. Insbesondere soll das Entwässerungssieb eine einfache Herstellung von Papier mit Sicherheitsmerkmalen erlauben, und idealerweise eine gepasserte Kombination von Sicherheitsmerkmalen mit unterschiedlichen visuellen Erscheinungsbildern ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß der Erfindung enthält ein Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit zumindest einem Sicherheitsmerkmal

– ein Trägersieb, das ein Siebgewebe mit einem Einlegebereich enthält,
– ein in dem Einlegebereich des Siebgewebes angeordnetes Einlegeelement zur Erzeugung des zumindest einen Sicherheitsmerkmals in dem Papier, und
– eine Kunststoff-Umspritzung oder Kunststoff-Hinterspritzung des Einlegeelements, die das Einlegeelement mit dem Trägersieb verbindet.

Die im Rahmen der Erfindung erzeugten Sicherheitsmerkmale umfassen insbesondere Wasserzeichen, scharf berandete Löcher im Papier und Löcher mit charakteristischen Unregelmäßigkeiten im Randbereich. Mit besonderem Vorteil ist das Entwässerungssieb zur Erzeugung mehrerer Sicherheitsmerkmale im Papier ausgelegt, die jeweils unterschiedliche visuelle Erscheinungsbilder aufweisen können, aber dennoch wegen der gleichzeitigen Erzeugung bei der Papierherstellung und der sehr guten Passertoleranzen beim Umspritzen bzw. Hinterspritzen zueinander im Passer stehen. Mehrere Sicherheitsmerkmale können insbesondere aufeinander bezogen sein oder einander ergänzen. Beispielsweise kann ein erstes Sicherheitsmerkmal die Form oder Gestalt eines zweiten Sicherheitsmerkmals wiederholen oder zu einer Gesamtinformation ergänzen.
Wie nachfolgend genauer ausgeführt, kann zur Erzeugung solcher Sicherheitsmerkmale durch die erfindungsgemäße Kunststoff-Umspritzung oder Kunststoff-Hinterspritzung eine Vielzahl von unterschiedlichen Einlegeelementen in ein Trägersieb integriert werden, insbesondere auch solche Einlegeelemente, die sich aufgrund ihrer Materialbeschaffenheit oder ihrer Form mit herkömmlichen Techniken nicht in das gewünschte Trägersieb integriert lassen. Besondere Vorteile bietet die Erfindung somit beispielsweise in den Fällen, in denen das Siebgewebe des Trägersiebs und das Einlegeelement aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Beispielsweise können das Siebgewebe und das Einlegeelement aus unterschiedlichen Metallen bestehen, wie etwa bei einem Bronze-Siebgewebe und einem Einlegeelement aus Stahl. In anderen vorteilhaften Gestaltungen kann das Trägersieb aus Metall und das Einlegeelement aus Kunststoff bestehen, oder umgekehrt das Trägersieb aus Kunststoff und das Einlegeelement aus Metall bestehen.
Bei einer vorteilhaften Erfindungsvariante umfasst das Einlegeelement ein Siebelement, dessen Material und/oder Maschenweite sich von dem Siebgewebe des Trägersiebs unterscheidet. Das Siebelement kann dabei insbesondere geprägt sein. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das Siebgewebe des Trägersiebs ein reines Kunststoffgewebe, während das Siebelement ein Bronzesieb, insbesondere ein geprägtes Bronzesieb umfasst. Dadurch kann in einfacher Weise eine Prägung in ein ansonsten nicht pragbares Kunststoff-Siebgewebe integriert werden.
Bei einer weiteren ebenfalls vorteilhaften Erfindungsvariante umfasst das Einlegeelement eine E-Type oder einen Wasserzeicheneinsatz, insbesondere eine spitz zulaufende E-Type oder einen mehrstufigen Wasserzeicheneinsatz. Derartige Einlegeelemente können mit Vorteil aus Stahl gebildet sein. Einlegeelemente, beispielsweise aus Stahl, können mit herkömmlichen Techniken nicht ohne Weiteres mit einem üblichen Bronze-Siebgewebe verbunden werden. Die Erfindung schafft hier Abhilfe und erlaubt es, die vorteilhaften Eigenschaften eines Bronze-Trägersiebs und von E-Typen oder Wasserzeicheneinsätzen aus Stahl miteinander zu kombinieren.
Gemäß einer weiteren ebenfalls vorteilhaften Erfindungsvariante umfasst das Einlegeelement einen spitzen Rahmen, beispielsweise eine spitzen Stahlrahmen, zur Erzeugung eines scharf berandeten Lochs in dem Papier. Anders als mit herkömmlichen Verfahren erlaubt ein derartiges Entwässerungssieb bereits bei der Papierherstellung scharf berandete Löcher zu erzeugen. Dadurch wird nicht nur ein separater Arbeitsschritt, wie etwa ein Laserschnitt- oder Stanzschritt gespart, die scharf berandeten Löcher können wegen der gemeinsamen Herstellung auch passergenau mit anderen, papiermacherischen Sicherheitsmerkmalen kombiniert werden, insbesondere mit Wasserzeichen und/oder Löchern mit charakteristischen Unregelmäßigkeiten im Randbereich.
In vorteilhaften Gestaltungen umfasst das Einlegeelement ein Metallplättchen und/oder ein Kunststoffplättchen, insbesondere aus wasserabweisendem Kunststoff. Ein Kunststoffplättchen aus wasserabweisendem Kunststoff kann beispielsweise im Inneren eines oben genannten spitzen Stahlrahmens angeordnet sein, um die Lochbildung zu unterstützen.
Je nach dem gewünschten Design kann es sich anbieten, wenn das Metallplättchen oder das Kunststoffplättchen mit einer Vielzahl von Perforationen versehen ist, deren Abmessungen vorzugsweise so klein sind, dass in ihnen bei der Papierherstellung keine Fasern anhaften. Beispielsweise kann durch ein Bronzeplättchen mit einer reduzierten Perforationsdichte ein verdünnter Papierbereich erzeugt werden. Das Metall- oder Kunststoffplättchen kann auch unperforiert sein, wenn es etwa die Lochbildung unterstützen soll.
Das Trägersieb des Entwässerungssiebs kann auch ein Magnetelement enthalten, mit dem während der Blattbildung magnetische Fasern und/oder magnetische Additive in der Pulpe beeinflusst werden können. Beispielsweise können magnetische Fasern entlang der Magnetfeldlinien des Magnetelements ausgerichtet und beim Trocknen in ihrer ausgerichteten Orientierung fixiert werden, um ein Sicherheitsmerkmal in Form eines magnetischen Teilbereichs im Papier zu schaffen. Das Magnetelement kann auch zu einer gezielten Ansammlung bzw. Verarmung magnetischer Additive in bestimmten Papierbereichen führen.
Das Magnetelement kann dabei mit Vorteil in dem Einlegeelement enthalten sein, beispielsweise in Form eines perforierten Dauermagneten. Alternativ oder zusätzlich kann das Magnetelement auch durch magnetische Additive in der Kunststoff-Umspritzung bzw. der Kunststoff-Hinterspritzung gebildet sein. Das Magnetelement kann auch auf eingeschossenen Fäden angeordnet sein. Schließlich ist es auch möglich, das Magnetelement nicht in der obersten Sieblage des Trägersiebs zu integrieren, sondern es beispielsweise innerhalb des Rundsiebs anzuordnen. Wesentlich ist lediglich, dass das Magnetfeld des Magnetelements im Bereich der ersten Sieblage eine ausreichende Stärke aufweist um die magnetischen Fasern oder die magnetischen Additive der Pulpe bei Blattbildung zu beeinflussen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Kunststoff-Umspritzung oder die Kunststoff-Hinterspritzung ein Oberflächenrelief zur Erzeugung eines zwei- oder mehrstufigen Wasserzeichens im Papier auf. Da die Umspritzung oder Hinterspritzung in der Regel um das Einlegeelement herumläuft, lassen sich die von dem Einlegeelement selbst erzeugten Sicherheitsmerkmale dadurch mit einem weiteren Sicherheitsmerkmal in Form eines zwei- oder mehrstufigen Rahmenwasserzeichens kombinieren.
In allen Gestaltungen kann die Kunststoff-Umspritzung oder die Kunststoff-Hinterspritzung mit einer Vielzahl von Perforationen versehen sein, deren Abmessungen vorzugsweise so klein sind, dass in ihnen bei der Papierherstellung keine Fasern anhaften.
Der Einlegebereich kann insbesondere durch einen ausgeschnittenen Teilbereich des Siebgewebes gebildet sein.
Mit Vorteil werden zwei oder mehr der beschriebenen konkreten Ausgestaltungen in einem Einlegeelement kombiniert, um bei der Papierherstellung gleichzeitig mehrere, zueinander in sehr gutem oder sogar perfekten Passer stehende Sicherheitsmerkmale zu erzeugen.
Die Erfindung enthält auch ein Verfahren zur Herstellung eines Entwässerungssiebs für die Papierherstellung, bei dem

– ein Trägersieb bereitgestellt wird, das ein Siebgewebe mit einem Einlegebereich enthält,
– in dem Einlegebereich des Siebgewebes ein Einlegeelement zur Erzeugung zumindest eines Sicherheitsmerkmals in dem Papier angeordnet wird, und
– das Einlegeelement mit Kunststoff umspritzt oder hinterspritzt wird, um das Einlegeelement mit dem Trägersieb zu verbinden.

Vorzugsweise wird bei dem Verfahren die Kunststoff-Umspritzung oder die Kunststoff-Hinterspritzung mit einer Vielzahl von Perforationen versehen, deren Abmessungen so klein sind, dass in ihnen bei der Papierherstellung keine Fasern anhaften. Die Perforationen können dabei mittels Laserstrahl erzeugt werden, vorzugsweise mittels Infrarot-Laser.
Schließlich enthält die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines Papiers mit zumindest einem Sicherheitsmerkmal, bei dem die Papieranlagerung auf einem Entwässerungssieb der beschriebenen Art erfolgt.
In einer vorteilhaften Verfahrensvariante wird als Sicherheitsmerkmal ein scharf berandetes Loch in dem Papier erzeugt. Nach einer anderen ebenfalls vorteilhaften Verfahrensvariante wird als Sicherheitsmerkmal ein Loch mit charakteristischen Unregelmäßigkeiten im Randbereich und/oder ein Wasserzeichen in dem Papier erzeugt. Besondere Vorteile bietet eine Verfahrensführung, bei der als erstes Sicherheitsmerkmal ein scharf berandetes Loch in dem Papier erzeugt wird und bei der als zweites Sicherheitsmerkmal ein Loch mit charakteristischen Unregelmäßigkeiten im Randbereich und/oder ein Wasserzeichen in dem Papier erzeugt wird, wobei das erste und zweite Sicherheitsmerkmal zueinander im Passer stehen. Derartige Gestaltungen sind durch die Kombination unterschiedlicher Sicherheitsmerkmale visuell attraktiv und bieten eine hohe Fälschungssicherheit.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung 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 Banknote mit einer komplexen Kombination mehrerer Sicherheitsmerkmale,
2 in (a) schematisch einen Querschnitt durch eine Grundform eines erfindungsgemäßen Entwässerungssiebs, und in (b) eine Abwandlung der Grundform von (a),
3 ein Trägersieb mit einem integrierten Einlegeelement nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
4 ein Trägersieb mit einem integrierten Einlegeelement nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung,
5 ein Trägersieb mit einem integrierten Einlegeelement nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
6 ein komplexes Ausführungsbeispiel, mit einem Einlegeelement zur gleichzeitigen Erzeugung mehrerer Sicherheitsmerkmale, wobei (a) einen Querschnitt und (b) eine Aufsicht auf das Entwässerungssieb zeigt, und (c) das visuelle Erscheinungsbild des gebildeten Papiers illustriert,
7 ein Entwässerungssieb mit einem integrierten magnetischen Einlegeelement, und
8 das Erscheinungsbild eines mit dem Entwässerungssieb der 7 erzeugten Papiers.
Die Erfindung wird nun am Beispiel von Sicherheitsmerkmalen für Banknoten erläutert. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10 mit einer komplexen Kombination 12 mehrerer Sicherheitsmerkmale. Die Banknote 10 enthält ein fein strukturiertes Loch 16 mit scharf begrenztem Rand in Form eines Reiters, das von einem sehr dünnen Papierbereich 15 und dieser von einem hochauflösenden Rahmenwasserzeichen 14 umgeben ist. Das fein strukturierte Loch 16, der dünne Papierbereich 15 und das Rahmenwasserzeichen 14 weisen aufgrund der verwendeten Umspritz- bzw. Hinterspritztechnologie sehr geringe Passertoleranzen auf.
Solche komplexen Kombinationen von Sicherheitsmerkmalen 14, 15, 16 können mit herkömmlichen Verfahren nicht bereits bei der Papierherstellung erzeugt werden. Insbesondere erfordert die Erzeugung eines Lochs mit scharf begrenztem Rand und feiner Umrissstruktur, wie etwa das Loch 16 der 1, einen separaten Arbeitsschritt durch Laserschneiden oder Stanzen. Dabei ergeben sich in der Regel relativ hohe Passertoleranzen zwischen dem durch Stanzen oder Laserschneiden erzeugten Loch und einem bei der Papierherstellung erzeugten Wasserzeichen. Diese Passertoleranzen limitieren die praktisch verwendbaren Wasserzeichen/Loch-Designs erheblich, da der Designer die Passertoleranzen bereits beim Entwurf der Gestaltung berücksichtigen muss.
Erfindungsgemäß wird das Sicherheitspapier der Banknote 10 unter Verwendung eines nachfolgend genauer beschriebenen Entwässerungssiebs hergestellt, wodurch sowohl das fein strukturierte Loch 16 als auch der dünne Papierbereich 15 und das hochauflösende Rahmenwasserzeichen 14 bereits bei der Papierherstellung und in nahezu perfektem Passer zueinander erzeugt werden können.
Mit Bezug auf 2(a), die schematisch einen Querschnitt durch eine Grundform eines erfindungsgemäßen Entwässerungssiebs zeigt, umfasst das Entwässerungssieb 20 ein Trägersieb 22 mit einem Siebgewebe 24, das in einem Teilbereich 30 ausgeschnitten ist. Das Siebgewebe 24 weist zumindest je ein System von miteinander verwobenen, in Längsrichtung verlaufenden Kettfäden 26 und quer dazu verlaufenden Schussfäden 28 auf. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Siebgewebe beispielsweise ein Metallgewebe, insbesondere ein Bronzegewebe, ein Metall-Kunststoff-Mischgewebe, insbesondere ein Bronze-Kunststoff-Mischgewebe oder auch ein reines Kunststoffgewebe enthalten. Das Trägersieb 22 kann ein einlagiges oder mehrlagiges Siebgewebe enthalten, wobei der einfacheren Darstellung halber in den Figuren jeweils nur ein einlagiges Siebgewebe gezeigt ist.
In dem ausgeschnittenen Teilbereich 30 des Siebgewebes 24 ist ein Einlegeelement 32 zur Erzeugung zumindest eines Sicherheitsmerkmals 14, 15, 16 in dem Sicherheitspapier angeordnet, wobei das Einlegeelement 32 durch eine Kunststoff-Umspritzung 34 mit dem Trägersieb 22 verbunden ist. 2(b) zeigt eine Abwandlung der Grundform der 2(a), bei der das Einlegeelement 32 durch eine Kunststoff-Hinterspritzung 36 mit dem Trägersieb 22 verbunden ist. Durch die erfindungsgemäßen Umspritzungen 34 bzw. Hinterspritzungen 36 kann eine Vielzahl unterschiedlicher Einlegeelemente 32 in das Trägersieb 22 integriert werden, insbesondere auch solche Einlegeelemente 32, die sich mit herkömmlichen Techniken aufgrund der Verschiedenheit der Materialien oder aufgrund einer besonderen Form oder anderer besonderer Eigenschaften des Einlegeelements 32 nicht in das Trägersieb 22 integrieren lassen.
In manchen Ausgestaltungen bietet es sich an, wenn das Einlegeelement 32, die Kunststoff-Umspritzung 34 bzw. Kunststoff-Hinterspritzung 36, oder auch beide Elemente mit Perforationen versehen sind, um die Entwässerung bei der Papierherstellung in diesen Bereichen sicherzustellen. Die Abmessungen der Perforationen werden dabei so klein gewählt, dass in ihnen bei der Papierherstellung keine Fasern anhaften.
In weiteren Ausgestaltungen ist das Siebgewebe 24 nicht ausgeschnitten, sondern weist lediglich einen Einlegebereich auf, in dem das Einlegeelement angeordnet ist. Insbesondere kann das Siebgewebe beim Umspritzen hinter dem Einlegeelement und beim Hinterspritzen in oder hinter der Hinterspritzung weiterlaufen.
Die nachfolgenden Figuren zeigen einige konkrete Ausführungsbeispiele für Einlegeelemente, die mit herkömmlichen Verfahren nicht ohne Weiteres in das verwendete Trägersieb integrierbar sind.
Beim Ausführungsbeispiel der 3 weist das Trägersieb 40 ein Bronze-Siebgewebe 42 auf. In dem ausgeschnittenen Teilbereich 30 des Bronze-Siebgewebes 42 ist ein Einlegeelement 44 angeordnet, das ein Stahlplättchen 46 mit einer spitz zulaufenden Stahl-E-Type 48 enthält. Das Einlegeelement 44 ist durch eine Kunststoff-Umspritzung 34 mit dem Trägersieb 40 verbunden.
Ein Stahl-Einlegeelement 44 mit einer spitz zulaufenden Stahl-E-Type 48 kann wegen der Verschiedenheit der Materialien nicht ohne Weiteres auf ein Bronze-Siebgewebe 42 aufgeschweißt werden. Eine Verbindung mittels Elektroschweißen scheitert wegen der spitz laufenden E-Type 48 an der Unterschiedlichkeit der zu verbindenden Flächen. Eine Lötverbindung des Stahl-Einlegeelements 44 mit dem Bronze-Siebgewebes 42 wäre zwar grundsätzlich möglich, doch zersetzen sich feine Lötungen im sauren Milieu der Papierpulpe, und es besteht zudem die Gefahr, dass die Maschen des Siebgewebes 42 durch die Lötpaste verschlossen werden. Dieselben Probleme treten allgemein bei sich nach oben verjüngende Stahl-E-Typen, wie etwa mehrstufigen E-Typen, oder auch bei mehrstufigen Wasserzeicheneinsätzen aus Stahl auf, die mit herkömmlichen Verfahren nicht ohne Weiteres mit dem Bronze-Siebgewebe 42 verbunden werden können, die aber durch eine Kunststoff-Umspritzung 34 oder Kunststoff-Hinterspritzung 36 problemlos in das Trägersieb integriert werden können.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Trägersieb 40 ebenfalls ein Bronze-Siebgewebe 42 aufweist. In einem ausgeschnittenen Teilbereich 30 des Bronze-Siebgewebes 42 ist ein Einlegeelement 50 angeordnet, das einen spitzen Stahlrahmen 52 enthält. Mit dem spitzen Stahlrahmen 52 wird bereits bei der Papierherstellung ein Loch 16 mit scharfem Rand erzeugt, wie etwa in 1 illustriert. Das Einlegeelement 50 mit dem Stahlrahmen 52 ist durch eine Kunststoff-Umspritzung 34 mit dem Trägersieb 40 verbunden. Mit herkömmlichen Verfahren kann der Stahlrahmen 52 dagegen aus den oben genannten Gründen nicht in das Bronze-Trägersieb 40 integriert werden.
Zur Verstärkung des Effekts kann das Einlegeelement innerhalb des Stahlrahmes zusätzlich ein Kunststoffplättchen 54 aus einem wasserabweisenden Kunststoff enthalten. Eine solche Maßnahme bietet sich insbesondere dann an, wenn mit dem Stahlrahmen 52 nur kleinere Löcher erzeugt werden sollen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 5 ist das in das Trägersieb 60 integrierte Einlegeelement durch ein Siebelement 64 gebildet, dessen Material und/oder Maschenweite sich von dem Siebgewebe 62 des Trägersiebs 60 unterscheidet. Beispielsweise kann das Trägersieb 60 ein reines Kunststoff-Siebgewebe 62 enthalten und das Siebelement 64 kann durch ein Bronzesieb mit einer Prägung 66 gebildet sein, das durch die Kunststoff-Umspritzung 34 mit dem Trägersieb 60 verbunden ist. Auf diese Weise kann in ein selbst nicht prägbares Kunststoff-Siebgewebe 62 dennoch in einfacher Weise eine Prägung 66 integriert werden.
6 zeigt ein komplexes Ausführungsbeispiel, bei dem das Einlegeelement 72 des Entwässerungssiebs 70 zur gleichzeitigen Erzeugung mehrerer unterschiedlicher Sicherheitsmerkmale ausgelegt ist. 6(a) zeigt dabei einen Querschnitt und 6(b) eine Aufsicht auf das Entwässerungssieb 70. Das visuelle Erscheinungsbild des gebildeten Papiers 90 ist in 6(c) dargestellt.
Mit Bezug zunächst auf die 6(a) und (b) enthält das Entwässerungssieb 70 wie das Entwässerungssieb 20 der 2 ein Trägersieb 22 mit einem in einem Teilbereich 30 ausgeschnittenen Siebgewebe 24 aus Bronze. In dem ausgeschnittenen Teilbereich 30 ist ein Einlegeelement 72 angeordnet, das durch eine Kunststoff-Umspritzung 80 mit dem Trägersieb 22 verbunden ist. Die Kunststoff-Umspritzung 80 weist in diesem Ausführungsbeispiel ein mehrstufiges Oberflächenrelief 82 auf und ist zudem zur Sicherstellung der Entwässerung bei der Blattbildung mit einer Vielzahl von Perforationen versehen. Da die Kunststoff-Umspritzung 80 um den Rand des Einlegeelements 72 herumläuft, bildet sie einen perforierten Spritzgussrahmen, der bei der Papierherstellung wegen seines mehrstufigen Oberflächenreliefs 82 ein mehrstufiges Rahmenwasserzeichen 94 in dem Papier 90 erzeugt, das die von dem Einlegeelement 72 erzeugten Sicherheitsmerkmale einschließt, wie in 6(c) gezeigt.
Das Einlegeelement 72 selbst enthält ein nur gering perforiertes Bronzeblech 74, das aufgrund der geringen Perforationsdichte und seiner glatten Oberfläche bei der Papierherstellung einen sehr dünnen Papierbereich 96 erzeugt. Im Inneren des Bronzeblechs 74 ist ein spitzer Stahlrahmen 76 zur Erzeugung eines Lochs 98 mit scharfem Rand (6(c)) vorgesehen. Der Stahlrahmen 76 kann dabei nach unten abgesetzt sein, so dass er nicht mit dem Egoutteur oder der Abnahmewalze in Kontakt kommt.
Innerhalb des Stahlrahmens 76 ist ein Plättchen 78 aus wasserabweisendem Kunststoff angeordnet, das die Locherzeugung unterstützt. Die Verbindung zwischen dem Bronzeblech 74, dem Stahlrahmen 76 und dem Kunststoffplättchen 78 kann beispielsweise durch Kleben, Schweißen, Klammern oder ein anderes übliches Verfahren erfolgen.
Mit Bezug auf die Darstellung 6(c) zeigt das mit dem Entwässerungssieb 70 erzeugte Papier 90 außerhalb des Rahmenwasserzeichens 94 einen Velinbereich 92 normaler Papierstärke. Das Rahmenwasserzeichen 94 weist ein mehrstufiges Design auf, dessen Erscheinungsbild durch das mehrstufige Oberflächenrelief 82 der Kunststoff-Umspritzung 80 gegeben ist. Innerhalb des Rahmenwasserzeichen 94 befindet sich ein Velinbereich 96 sehr geringer Papierdicke, der durch das gering perforierte Bronzeblech 74 erzeugt ist, und innerhalb dieses dünnen Velinbereichs 96 ist ein fein strukturiertes, scharf berandetes Loch 98 in Gestalt eines Reiters angeordnet. Erfindungsgemäß sind all diese verschiedenen Sicherheitselemente gleichzeitig bei der Papierherstellung erzeugt. Ihre Herstellung erfordert keine separaten Arbeitsschritte, wie etwa einen Laserschnitt- oder Stanzschritt. Zudem stehen die Sicherheitsmerkmale aufgrund der gemeinsamen Erzeugung durch das Einlegeelement zueinander sehr gut im Passer. Insbesondere bestehen keine Passerschwankungen zwischen dem Rahmenwasserzeichen 94 und dem scharf berandeten Loch 98, so dass die beiden Elemente nach Wunsch aufeinander ausgerichtet werden können.
Durch das erfindungsgemäße Umspritzen oder Hinterspritzen von Einlegeelementen können auch magnetische Elemente in ein Trägersieb integriert werden. Zur Illustration zeigt 7 ein Entwässerungssieb 100 mit einem Trägersieb 22 mit einem ausgeschnittenen Siebgewebe 24, in dessen ausgeschnittenem Teilbereich als Einlegeelement ein sichelförmiger Dauermagnet 102 angeordnet ist, der mit einer Vielzahl von Perforationen 104 versehenen ist. Der perforierte Dauermagnet 102 ist durch eine Kunststoff-Umspritzung 34 mit dem Trägersieb 22 verbunden.
Die Vielzahl von Perforationen 104 stellt die Entwässerung im Bereich des Dauermagneten 102 sicher. Durch das Magnetfeld des Dauermagneten 102 werden bei der Blattbildung magnetische Bestandteile der Pulpe gezielt beeinflusst. Beispielsweise kann die Pulpe magnetische Fasern enthalten, die bei der Blattbildung entlang der Magnetfeldlinien des Dauermagneten 102 ausgerichtet werden. Beim Trocknen der Papierbahn werden die magnetischen Fasern dann in ihrer ausgerichteten Orientierung dauerhaft fixiert.
8 zeigt eine Aufsicht auf ein mit dem Entwässerungssieb 100 der 7 erzeugtes Papier 110 mit einem magnetischen Sicherheitsmerkmal. In einem sichelförmigen Teilbereich 112, der sich bei der Papiererzeugung unmittelbar über dem Dauermagneten 102 befand, wurden in der Pulpe enthaltene magnetische Fasern ausgerichtet, während die magnetischen Fasern im umgebenden Papierbereich 114 ungeordnet vorliegen. Die unterschiedliche Ausrichtung der magnetischen Fasern kann am fertigen Papier 110 beispielsweise mit einem Magnetsensor nachgewiesen werden.
In anderen Gestaltungen kann sich der Teilbereich 112 sich auch visuell von dem Umgebungsbereich 114 unterscheiden. Beispielsweise kann die Pulpe magnetische, gefärbte oder fluoreszierende Additive enthalten, die von dem Dauermagneten 102 angezogen oder abgestoßen werden, so dass sich die Konzentration dieser Additive im Teilbereich 112 von der Konzentration im Umgebungsbereich 114 unterscheidet.
Magnetische Elemente müssen nicht in dem Einlegeelement 32 enthalten sein, sie können auch durch magnetische Additive in der Kunststoff-Umspritzung 34 bzw. der Kunststoff-Hinterspritzung 36 gebildet sein. Sie müssen auch nicht in die oberste Sieblage 24 des Trägersiebs 22 integriert sein, sondern können auch in einer tieferen Sieblage oder im Inneren des Rundsiebs angeordnet sein. Sie können sich beispielsweise auch auf eingeschossenen Fäden befinden. Magentische Elemente können mit allen zuvor beschriebenen Gestaltungen kombiniert sein.
Bezugszeichenliste

10: Banknote
12: komplexes Sicherheitsmerkmal
14: Rahmenwasserzeichen
15: dünner Papierbereich
16: feinstrukturiertes Loch
20: Entwässerungssieb
22: Trägersieb
24: Siebgewebe
26: Kettfäden
28: Schussfäden
30: ausgeschnittener Teilbereich
32: Einlegeelement
34: Kunststoff-Umspritzung
36: Kunststoff-Hinterspritzung
40: Trägersieb
42: Bronze-Siebgewebe
44: Einlegeelement
46: Stahlplättchen
48: Stahl-E-Type
50: Einlegeelement
52: spitzer Stahlrahmen
54: Kunststoffplättchen
60: Trägersieb
62: Siebgewebe
64: Siebelement
66: Prägung
70: Entwässerungssieb
72: Einlegeelement
74: Bronzeblech
76: spitzer Stahlrahmen
78: Plättchen
80: Kunststoff-Umspritzung
82: Oberflächenrelief
90: Papier
92: Velinbereich normaler Papierstärke
94: Rahmenwasserzeichen
96: dünner Papierbereich
98: scharf berandetes Loch
100: Entwässerungssieb
102: Dauermagnet
104: Perforationen
110: Papier
112: sichelförmiger Teilbereich
114: umgebender Papierbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 03/054297 [0003]

Claims

Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit zumindest einem Sicherheitsmerkmal, mit – einem Trägersieb, das ein Siebgewebe mit einem Einlegebereich enthält, – einem in dem Einlegebereich des Siebgewebes angeordneten Einlegeelement zur Erzeugung des zumindest einen Sicherheitsmerkmals in dem Papier, und – einer Kunststoff-Umspritzung oder Kunststoff-Hinterspritzung des Einlegeelements, die das Einlegeelement mit dem Trägersieb verbindet.
Entwässerungssieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebgewebe des Trägersiebs und das Einlegeelement aus unterschiedlichen Materialien bestehen, insbesondere dass das Siebgewebe und das Einlegeelement aus unterschiedlichen Metallen bestehen oder dass eines der Elemente Trägersieb und Einlegeelement aus Metall und das andere Element aus Kunststoff besteht.
Entwässerungssieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeelement ein Siebelement umfasst, dessen Material und/oder Maschenweite sich von dem Siebgewebe des Trägersiebs unterscheidet.
Entwässerungssieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement geprägt ist
Entwässerungssieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebgewebe des Trägersiebs ein reines Kunststoffgewebe ist, und das Siebelement ein Bronzesieb, insbesondere ein geprägtes Bronzesieb umfasst.
Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeelement eine E-Type oder einen Wasserzeicheneinsatz, insbesondere eine spitz zulaufende E-Type oder einen mehrstufigen Wasserzeicheneinsatz umfasst.
Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeelement einen spitzen Rahmen zur Erzeugung eines scharf berandeten Lochs in dem Papier umfasst.
Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeelement ein Metallplättchen und/oder ein Kunststoffplättchen, insbesondere aus wasserabweisendem Kunststoff umfasst.
Entwässerungssieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallplättchen und/oder das Kunststoffplättchen mit einer Vielzahl von Perforationen versehen sind, deren Abmessungen vorzugsweise so klein sind, dass in ihnen bei der Papierherstellung keine Fasern anhaften.
Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersieb ein Magnetelement enthält, vorzugsweise, dass das Einlegeelement, die Kunststoff-Umspritzung oder die Kunststoff-Hinterspritzung das Magnetelement enthält oder dass das Magnetelement auf eingeschossenen Fäden angeordnet ist.
Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff-Umspritzung oder die Kunststoff-Hinterspritzung ein Oberflächenrelief zur Erzeugung eines zwei- oder mehrstufigen Wasserzeichens im Papier aufweist.
Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff-Umspritzung oder die Kunststoff-Hinterspritzung mit einer Vielzahl von Perforationen versehen ist, deren Abmessungen vorzugsweise so klein sind, dass in ihnen bei der Papierherstellung keine Fasern anhaften.
Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlegebereich ein ausgeschnittener Teilbereich des Siebgewebes ist.
Verfahren zur Herstellung eines Entwässerungssiebs für die Papierherstellung, bei dem – ein Trägersieb bereitgestellt wird, das ein Siebgewebe mit einem Einlegebereich enthält, – in dem Einlegebereich des Siebgewebes ein Einlegeelement zur Erzeugung zumindest eines Sicherheitsmerkmals in dem Papier angeordnet wird, und – das Einlegeelement mit Kunststoff umspritzt oder hinterspritzt wird, um das Einlegeelement mit dem Trägersieb zu verbinden.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff-Umspritzung oder die Kunststoff-Hinterspritzung mit einer Vielzahl von Perforationen versehen wird, deren Abmessungen so klein sind, dass in ihnen bei der Papierherstellung keine Fasern anhaften.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforationen mittels Laserstrahl erzeugt werden, vorzugsweise mittels Infrarot-Laser.
Verfahren zur Herstellung eines Papiers mit zumindest einem Sicherheitsmerkmal, bei dem die Papieranlagerung auf einem Entwässerungssieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13 erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem als Sicherheitsmerkmal ein scharf berandetes Loch in dem Papier erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem als Sicherheitsmerkmal ein Loch mit charakteristischen Unregelmäßigkeiten im Randbereich und/oder ein Wasserzeichen in dem Papier erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem als erstes Sicherheitsmerkmal ein scharf berandetes Loch in dem Papier erzeugt wird, und als zweites Sicherheitsmerkmal ein Loch mit charakteristischen Unregelmäßigkeiten im Randbereich und/oder ein Wasserzeichen in dem Papier erzeugt wird, wobei das erste und zweite Sicherheitsmerkmal zueinander im Passer stehen.