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Die Erfindung betrifft ein Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit mehrstufigen Wasserzeichen, mit einem Trägersieb, das in einem Teilbereich ein mehrstufiges Relief in Form des zu erzeugenden Wasserzeichens aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Entwässerungssiebs sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Papiers mit einem mehrstufigen Wasserzeichen unter Verwendung eines solchen Entwässerungssiebs.
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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 ausgestattet, die eine Überprüfung der Echtheit des Sicherheitspapiers gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen.
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Bei der Herstellung von Papier mit Wasserzeichen wird zwischen zweistufigen Wasserzeichen mit einem starken Hell-Dunkel-Effekt und mehrstufigen Wasserzeichen mit weichen Übergängen zwischen Hell und Dunkel und detailreicher Darstellung eines Motivs unterschieden. Der Begriff ”mehrstufig” ist dabei in Abgrenzung zu zweistufigen Hell-Dunkel-Wasserzeichen zu verstehen und umfasst alle Wasserzeichen mit mehr als zwei Helligkeitsstufen und schließt insbesondere auch Wasserzeichen mit kontinuierlichen Hell-Dunkel-Übergängen ein.
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Zur Erzeugung von zweistufigen Wasserzeichen werden typischerweise Metalldrähte oder Metallformteile, sogenannte Elektrotypen, auf die Siebstruktur aufgelötet, um das Entwässerungssieb an diesen Stellen vollständig zu schließen. Für die Herstellung mehrstufiger Wasserzeichen wird in das Entwässerungssieb ein dreidimensionales Relief geprägt, so dass die Papierdicke des fertigen Papiers entsprechend dem Relief variiert und im Durchlicht weiche, graduelle Übergänge zwischen helleren und dunkleren Bereichen erkennen lässt.
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In der
WO 2008/071325 A1 werden zur Erzeugung von mehrstufigen Wasserzeichen Spritzgusseinsätze für Papiersiebe offenbart. Diese Einsätze ermöglichen die Herstellung besonders detailreicher und kontrastreicher Wasserzeichen. Allerdings sind die Übergänge des Spritzgusseinsatzes zum Papiersieb im fertigen Wasserzeichen deutlich als unerwünschter Rand zu sehen und stören somit den eigentlich gewollten optischen Eindruck.
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Gemäß Ausführungsformen des Standes der Technik verlaufen die Konturen des ausgeschnittenen Bereiches und des Wasserzeicheneinsatzes parallel zueinander, wobei die Kontur des ausgeschnittenen Bereichs innerhalb der Kontur des Wasserzeicheneinsatzes verläuft. Dies bedeutet nichts anderes, als dass Wasserzeicheneinsatz und Trägersieb in ihren Randbereichen stets mit nahezu gleicher Breite überlappen. Um eine gleichmäßige Entwässerung bei der Papierherstellung auch im Bereich des Wasserzeicheneinsatzes sicherzustellen, wird dieser perforiert. Die Perforierung muss auch in ausreichendem Maße im Überlappungsbereich sichergestellt sein. Herkömmlicherweise wird der Einsatz vor Einbringung in das Sieb perforiert, was allerdings zur Folge hat, dass durch das Einkleben und Einschweißen etliche Perforationen wieder verschlossen werden und zudem das Siebgewebe Perforationslöcher überlappt und damit undurchlässig macht. Wird der Wasserzeicheneinsatz erst eingespritzt und nachträglich perforiert, ist das außerhalb des Überlappungsbereiches kein Problem. Trifft die Laserstrahlung allerdings im Überlappungsbereich auf einen Siebdraht, kann hier keine Perforation erfolgen und somit auch eine Entwässerung bei der Papierherstellung. Dieser schlecht perforierte Überlappungsbereich ist später im fertiggestellten Papier als heller, dicker und somit unerwünschter Rand im Wasserzeichen sichtbar.
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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 einen stabilen Verbund zwischen dem Wasserzeicheneinsatz und dem Trägersieb aufweisen, die Herstellung von Papier mit mehrstufigen Wasserzeichen hoher Detailgenauigkeit ermöglichen und zugleich die unerwünschte Randbildung verringern bzw. vermeiden.
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Diese Aufgabe wird durch das Entwässerungssieb mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Verfahren zur Herstellung erfindungsgemäßer Entwässerungssiebe, ein Verfahren zur Herstellung eines Papiers, ein Sicherheitspapier sowie ein Wertdokument mit mehrstufigem Wasserzeichen sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist bei einem Entwässerungssieb der eingangs genannten Art das mehrstufige Relief durch einen spritzgegossenen, perforierten Wasserzeicheneinsatz gebildet, der in einem ausgeschnittenen Bereich des Trägersiebs angeordnet ist und nur in seinem Randbereich mit diesem verbunden ist, wobei die Kontur des Wasserzeicheneinsatzes mit der Kontur des Trägersiebs zumindest teilweise überlappt und der Überlapp von Wasserzeicheneinsatz und ausgeschnittenem Bereich unterschiedlich stark ist.
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Ein unterschiedlich starker Überlapp bedeutet, dass Wasserzeicheneinsatz und Trägersieb in ihren Randbereichen mit unterschiedlicher Breite überlappen.
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Die erfindungsgemäße Verbindung von Wasserzeicheneinsatz und Trägersieb erlaubt dabei die Verwendung von spritzgegossenen mehrstufigen Wasserzeicheneinsätzen mit außerordentlich detaillierten Reliefdarstellungen bei gleichzeitiger Kaschierung der bisher unerwünschten Ränder im fertigen Papier. Zugleich wird ein stabiler Verbund zwischen Wasserzeicheneinsatz und Trägersieb geschaffen, der einen langen und damit wirtschaftlichen Einsatz des Siebes in der Produktion ermöglicht.
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Die erfindungsgemäße Verbindung von Wasserzeicheneinsatz mit dem Trägersieb ermöglicht einen zum Stand der Technik deutlich verringerten Überlapp bei gleichzeitig festem Verbund von Trägersieb und Wasserzeicheneinsatz. Ein auf die Fläche bezogener geringerer Überlapp führt dazu, dass eine geringere Fläche perforiert werden muss und damit insgesamt eine verbesserte Entwässerung bei der Papierherstellung, insbesondere am Übergang Sieb-Wasserzeicheneinsatz erreicht wird. Unerwünschte Ränder im Papier werden somit vermindert bzw. gänzlich vermieden.
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In einer bevorzugten Erfindungsvariante ist der Wasserzeicheneinsatz mit dem Trägersieb verschweißt oder verklebt.
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In einer alternativen, ebenfalls vorteilhaften Erfindungsvariante ist der Wasserzeicheneinsatz direkt in das Trägersieb eingespritzt.
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Die Kontur des ausgeschnittenen Bereichs ist linienförmig, zacken-, wellen-, und/oder stufenförmig, bevorzugt zackenförmig.
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Die Kontur des Wasserzeicheneinsatzes ist linienförmig, zacken-, wellen-, und/oder stufenförmig, bevorzugt linienförmig ist.
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Die Zacken, Wellen und/oder Stufen weisen vorzugsweise eine Periode von 0,01 mm bis 5 mm, vorzugsweise 0,1 mm bis 3 mm, besonders bevorzugt von 0,2 mm bis 0,5 mm auf.
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Die Zacken, Wellen und/oder Stufen weisen vorzugsweise eine Amplitude von 0,05 mm bis 5 mm, vorzugsweise 0,1 mm bis 3 mm, besonders bevorzugt von 0,1 mm bis 0,5 mm auf.
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Die Kontur des ausgeschnittenen Bereichs des Trägersiebs verläuft vorzugsweise vollständig innerhalb der Kontur des Wasserzeicheneinsatzes, so dass Trägersieb und Wasserzeicheneinsatz in ihren Randbereichen vollständig überlappen.
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Alternativ verläuft die Kontur des ausgeschnittenen Bereichs des Trägersiebs teilweise nicht innerhalb der Kontur des Wasserzeicheneinsatzes, so dass Trägersieb und Wasserzeicheneinsatz in ihren Randbereichen teilweise überlappen und teilweise die Kontur des ausgeschnittenen Bereichs des Trägersiebs Stoß an Stoß mit der Kontur des Wasserzeicheneinsatzes verläuft oder beabstandet davon ist.
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Trägersieb und Wasserzeicheneinsatz überlappen an der Stelle des geringsten Überlapps bevorzugt weniger als 0,3 mm, besonders bevorzugt weniger als 0,2 mm, ganz besonders bevorzugt weniger als 0,1 mm.
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Der Überlapp von Trägersieb und Wasserzeicheneinsatz beträgt bevorzugt maximal bis zu 1 mm, besonders bevorzugt maximal 0,5 mm.
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Die Periode der Zacken, Wellen und/oder Stufen richtet sich nach der Größe und Form des Wasserzeicheneinsatzes und nach der zu erwartenden mechanischen Belastung auf das fertige Trägersieb. Je größer der Wasserzeicheneinsatz und je unregelmäßiger die Form seiner äußeren Umrandung, umso geringer wird die Periode gewählt.
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Um den Übergang von Wasserzeicheneinsatz zum Trägersieb im fertigen Papier noch weiter zu kaschieren oder in die Motivgestaltung mit einzubeziehen, sind die Konturen des Wasserzeicheneinsatzes und des Trägersiebs bevorzugt in Form eines Motivs oder eines Musters gestaltet.
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Die verwendbaren Materialien, aus denen der Wasserzeicheneinsatz besteht sowie seine Perforationen sind in der
WO 2008/071325 A1 offenbart und werden in den Offenbarungsgehalt des vorliegenden Schutzrechtes aufgenommen.
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Das Trägersieb weist mit Vorteil ein Siebgewebe mit zumindest je einem System von miteinander verwobenen, in Längsrichtung verlaufenden Kettfäden und quer dazu verlaufenden Schussfäden auf. Im Sinne der Erfindung einsetzbare Trägersiebe sind in der
WO 2008/071325 A1 offenbart und werden in den Offenbarungsgehalt des vorliegenden Schutzrechtes aufgenommen.
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Vorzugsweise enthält das Siebgewebe dabei ein Metallgewebe, insbesondere ein Bronzegewebe.
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Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Herstellung eines Entwässerungssiebs für die Papierherstellung mit mehrstufigen Wasserzeichen, bei dem
- a) ein Trägersieb bereitgestellt wird, das einen ausgeschnittenen Bereich aufweist,
- b) ein separater Wasserzeicheneinsatz mit einem mehrstufigen Relief in Form des zu erzeugenden Wasserzeichens im Spritzgussverfahren hergestellt und perforiert wird, und
- c) der Wasserzeicheneinsatz im ausgeschnittenen Bereich angeordnet und nur in seinem Randbereich mit diesem verbunden wird, insbesondere verschweißt oder verklebt, wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur des Wasserzeicheneinsatzes mit der Kontur des Trägersiebs zumindest teilweise überlappt und der Überlapp von Wasserzeicheneinsatz und ausgeschnittenem Bereich unterschiedlich stark ist.
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Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Entwässerungssiebs für die Papierherstellung mit mehrstufigen Wasserzeichen, wird
- a) ein Trägersieb bereitgestellt,
- b) das Trägersieb im Bereich des Wasserzeichens ausgeschnitten,
- c) ein Wasserzeicheneinsatz mit einem mehrstufigen Relief in Form des zu erzeugenden Wasserzeichens im Spritzgussverfahren in das Trägersieb so eingespritzt, dass die Kontur des Wasserzeicheneinsatzes mit der Kontur des Trägersiebs zumindest teilweise überlappt und der Überlapp von Wasserzeicheneinsatz und ausgeschnittenem Bereich unterschiedlich stark ist und
- d) der in dem Trägersieb integrierte Wasserzeicheneinsatz perforiert.
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Beim Einspritzen des Wasserzeicheneinsatzes in das Trägersieb wird der ausgeschnittene Randbereich des Siebgewebes des Trägersiebs bevorzugt in ein Spritzgusswerkzeug eingequetscht und abgedichtet, und der Kunststoff wird dann in das abgedichtete Spritzgusswerkzeug mit dem Trägersieb eingespritzt.
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Vorzugsweise wird als Spritzgussverfahren die Heißkanaltechnik eingesetzt. Die einsetzbare Spritzgusstechnik wird in der
WO 2008/071325 A1 offenbart und in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen.
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Weiter enthält die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Papiers, insbesondere eines Sicherheitspapiers, mit einem mehrstufigen Wasserzeichen, bei dem die Papieranlagerung auf einem der oben beschriebenen Entwässerungssiebe mit spritzgegossenen Wasserzeicheneinsätzen erfolgt.
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Schließlich enthält die Erfindung auch ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Sicherheitspapier oder Wertdokument mit mehrstufigem Wasserzeichen. Insbesondere wenn das Wasserzeichen zwar sehr hell und kontrastreich, das Papier im Wasserzeichenbereich aber sehr dünn ist, bietet es sich an, das Sicherheitspapier bzw. das Wertdokument im Bereich des mehrstufigen Wasserzeichens mit einer transparenten, vorzugsweise stabilisierenden Folie zu versehen. Beispielsweise kann ein derartiges mehrstufiges Wasserzeichen im Bereich einer Abdeckfolie einer Banknote mit einer durchgehenden Öffnung angeordnet und durch die Abdeckfolie stabilisiert sein. In einer weiteren Ausführungsform kann die Folie mit Sicherheitselementen, wie Beugungsstrukturen, Flüssigkristallschichten, Dünnschichtaufbauten, Fluoreszenzstoffen, magnetischen, leitfähigen und/oder metallischen Schichten, versehen sein.
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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.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem mehrstufigen Wasserzeichen hoher Detailschärfe,
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2 das Trägersieb mit einem direkt eingespritzten Wasserzeicheneinsatz in Aufsicht,
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3 im Querschnitt: den mit dem Siebgewebe eines Trägersiebs verbundenen, perforierten Wasserzeicheneinsatz,
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4 einen Ausschnitt eines Siebgewebes mit Wasserzeicheneinsatz und Überlapp gleicher Breite gemäß Stand der Technik, und
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5a bis d erfindungsgemäße Ausführungsform eines Siebgewebes mit Wasserzeicheneinsatz und unterschiedlich starkem Überlapp
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Die Erfindung wird nachfolgend am Beispiel einer Banknote erläutert. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die ein mehrstufiges Wasserzeichen 12 hoher Detailschärfe in Gestalt eines in 1 nur angedeuteten Portraits enthält. Die Herstellung von Banknoten mit derartigen detailscharfen, mehrstufigen Wasserzeichen erfolgt erfindungsgemäß unter Verwendung eines der nachfolgend beschriebenen Entwässerungssiebe mit spritzgegossenen Wasserzeicheneinsätzen.
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2 zeigt ein im Bereich des Wasserzeicheneinsatzes ausgeschnittenes Trägersieb mit direkt eingespritztem Wasserzeicheneinsatz in Aufsicht. Für die Direkteinspritzung in das Trägersieb wird eine speziell angepasste Spritzgussform, wie in der
WO 2008/071325 A1 beschrieben, eingesetzt, bei der das Siebgewebe des Trägersiebes
20 für den Spritzvorgang entlang einer Dichtkante eingequetscht und abgedichtet wird. Der flüssige Kunststoff kann dann beim Spritzgießen nicht seitlich austreten. Das Sieb ist dabei erfindungsgemäß so ausgeschnitten und die Dichtkante so angeordnet, dass die Kontur des Wasserzeicheneinsatzes mit der Kontur des Trägersiebs zumindest teilweise überlappt, und der Überlapp von Wasserzeicheneinsatz und ausgeschnittenem Bereich unterschiedlich stark ist.
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Auf diese Weise entsteht nach dem Spritzgussschritt das in 2 in Aufsicht und in 3 im Querschnitt gezeigte Trägersieb 20 mit integriertem Wasserzeicheneinsatz 22.
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Der Überlapp 23 gemäß Stand der Technik ist schematisch in 4 dargestellt. Eine erfindungsgemäße Ausführungsform mit unterschiedlich starkem Überlapp ist in den 5a bis 5c schematisch dargestellt.
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In einem weiteren Verfahrensschritt wird der integrierte Wasserzeicheneinsatz 22 mittels Laserstrahl mit Entwässerungsperforationen 40 versehen, wie weiter oben beschrieben.
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3 zeigt im Querschnitt das ausgeschnittene Trägersieb 20 mit eingespritztem Wasserzeicheneinsatz 22, der bereits mit Perforationen 40 versehen ist. Der Wasserzeicheneinsatz und das Trägersieb überlappen (Überlapp 23).
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4 zeigt in Aufsicht einen Ausschnitt eines Trägersiebes mit Wasserzeicheneinsatz gemäß Stand der Technik. Das (nur teilweise gezeigte) Trägersieb 20 ist kreisförmig ausgeschnitten. Der Wasserzeicheneinsatz 22 wurde in diesen Ausschnitt eingespritzt und weist eine kreisförmige Kontur auf, so dass der kreisförmig ausgeschnittene Bereich des Trägersiebes und der Wasserzeicheneinsatz konzentrisch angeordnet sind. Im Bereich 23 (Überlapp) überlappen Sieb und Wasserzeicheneinsatz mit im Wesentlichen konstanter Breite D.
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In den 5a bis 5d wird eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Siebgewebes mit Wasserzeicheneinsatz und unterschiedlich starker Überlapp gezeigt.
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5a zeigt in Aufsicht einen Ausschnitt eines Trägersiebes 20 mit einem ausgeschnittenen Bereich 24 in Sternform. Die Kontur des ausgeschnittenen Bereichs verläuft zackenförmig. Die Zacken sind hier regelmäßig angeordnet. Selbstverständlich sind auch unregelmäßige Anordnungen möglich, sowohl betreffs Periode als auch Amplitude.
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5b zeigt in Aufsicht einen Wasserzeicheneinsatz 22 in Kreisform. Die Kontur des Wasserzeicheneinsatzes verläuft linienförmig. Dieser Wasserzeicheneinsatz wird im Bereich des ausgeschnittenen Bereichs des Trägersiebes angeordnet und mit diesem verbunden. Bevorzugt wird der Einsatz direkt in den ausgeschnittenen Bereich mittels Spritzgussverfahren eingespritzt und anschließend perforiert.
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5c zeigt einen Ausschnitt aus dem erfindungsgemäßen Trägersieb, das durch die Kombination des Trägersiebes 20 aus 5a mit dem Wasserzeicheneinsatz 22 aus 5b entstanden ist. Der Wasserzeicheneinsatz überlappt dabei das Trägersieb in den Randbereichen vollständig, wobei der Überlapp 23 keine konstante Breite aufweist, sondern unterschiedlich stark ist.
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5d zeigt eine Vergrößerung des Siebes 20 aus 5c mit Fokus auf den Bereich des Überlapps 23. Durch die zackenförmige Kontur des ausgeschnittenen Bereichs 24 ergibt sich ein Überlapp 23 von Wasserzeicheneinsatz 22 und ausgeschnittenem Bereich, der unterschiedlich stark ist. Der maximale Überlapp weist eine Breite d2 auf, der minimale Überlapp eine Breite d1.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Banknote
- 12
- Wasserzeichen
- 20
- Trägersieb
- 22
- Wasserzeicheneinsatz
- 23
- Überlapp
- 24
- Ausgeschnittener Bereich mit zackenförmiger Kontur
- 40
- Perforationen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2008/071325 A1 [0005, 0025, 0026, 0031, 0042]
