DE102014001064A1

DE102014001064A1 - Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit papierversteifenden Wasserzeichen

Info

Publication number: DE102014001064A1
Application number: DE102014001064.3A
Authority: DE
Inventors: Marion FESSL; Thomas Gerhardt; Kathrin Hovestadt; Matthias Pfeiffer; Wolfram Seidemann
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2015-07-30
Also published as: EP2899315A1; EP2899315B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Entwässerungssieb (40) für die Herstellung von Papier (10) mit einem papierversteifenden Wasserzeichen (12, 14), bei dem erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass das papierversteifende Wasserzeichen (12, 14) in Form zumindest eines Bereichs erhöhter Papierdicke (20, 24) vorgegeben ist, in dessen Inneren eine im Durchlicht hell erscheinende Wasserzeichen-Feinstruktur (22, 26), in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung vorliegt. Das Entwässerungssieb (40) weist ein Trägersieb (42) mit einer Sieboberfläche (52) auf, auf der Papier angelagert wird, sowie einen in einem Teilbereich des Trägersiebs (42) angeordneten perforierten Kunststoff-Wasserzeicheneinsatz (60). Der Kunststoff-Wasserzeicheneinsatz (60) weist zur Erzeugung des papierversteifenden Wasserzeichens (12) zumindest einen unterhalb der Sieboberfläche (52) liegenden, abgesenkten Bereich (62) auf, in dessen Inneren aus dem abgesenkten Bereich (62) herausragende Motivelemente (66) mit einer charakteristischen Abmessung von 0,6 mm oder weniger in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung angeordnet sind, die der Erzeugung der Wasserzeichen-Feinstruktur (22) dienen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit einem papierversteifenden Wasserzeichen, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Entwässerungssiebs sowie ein mit einem solchen Entwässerungssieb herstellbares Sicherheitspapier.
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.
Es ist auch bekannt, positive Wasserzeichen zur physikalischen Verstärkung von Banknoten einzusetzen. Dabei werden in den Ecken und an den Kanten Wasserzeichen in Form einer Papierverdickung angeordnet, die die Steifigkeit der Banknote erhöhen und damit die Ausschussquote der umlaufenden Banknoten reduzieren.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit einem papierversteifenden Wasserzeichen anzugeben, das nicht nur robust und widerstandfähig gegen Knicke und Faltungen ist, sondern zudem auch ein attraktives visuelles Erscheinungsbild und eine hohe Fälschungssicherheit aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung enthält ein Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit einem papierversteifenden Wasserzeichen. Dabei ist das papierversteifende Wasserzeichen erfindungsgemäß in Form zumindest eines Bereichs erhöhter Papierdicke vorgegeben, in dessen Inneren eine im Durchlicht hell erscheinende Wasserzeichen-Feinstruktur in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung vorliegt. Das Entwässerungssieb weist ein Trägersieb auf, das eine Sieboberfläche enthält, auf der Papier angelagert wird, sowie einen in einem Teilbereich des Trägersiebs angeordneten perforierten Kunststoff-Wasserzeicheneinsatz. Der Kunststoff-Wasserzeicheneinsatz weist zur Erzeugung des papierversteifenden Wasserzeichens zumindest einen unterhalb der Sieboberfläche liegenden, abgesenkten Bereich auf, in dessen Inneren aus dem abgesenkten Bereich herausragende Motivelemente mit einer charakteristischen Abmessung von 0,6 mm oder weniger in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung angeordnet sind, die der Erzeugung der Wasserzeichen-Feinstruktur dienen.
Im Rahmen dieser Beschreibung wird die Oberfläche des Trägersiebs, auf der Papier angelagert wird, als oben liegende Siebfläche angesehen, die gegenüberliegende Siebfläche als unten liegende Siebfläche, so dass die Angaben ”oberhalb der Sieboberfläche” bzw. ”unterhalb der Sieboberfläche” eine klare Bedeutung haben.
Die abgesenkten Bereiche des Kunststoff-Wasserzeicheneinsatzes sind bevorzugt lang gestreckt mit einem Längen-zu-Breitenverhältnis von 5 oder mehr, vorzugsweise von 10 oder mehr ausgebildet. In vorteilhaften Gestaltungen sind die abgesenkten Bereiche in Form eines Streifens, mehrerer paralleler Streifen und/oder in Form lang gestreckter Ellipsen ausgebildet. Die Streifen können geradlinig, aber auch gekrümmt oder wellenartig geschwungen ausgeführt sein. Die lang gestreckten Gestaltungen definieren stets eine Länge und eine Breitenrichtung parallel bzw. senkrecht zur lang gestreckten Richtung, wobei die Breite der abgesenkten Bereiche 2,5 mm oder weniger beträgt und vorzugsweise zwischen 1 mm und 2 mm liegt.
Die Motivelemente umfassen vorteilhaft beabstandete linien- oder punktförmige Motivelemente mit einer Strichbreite von 0,6 mm oder weniger, vorzugsweise von 0,5 mm oder weniger, besonders bevorzugt von 0,4 mm oder weniger.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung stellt das Höhengrundniveau eines abgesenkten Bereichs dasjenige Höhenniveau dar, das mehr als 70%, bevorzugt mehr als 80%, besonders bevorzugt mehr als 90% der Fläche des abgesenkten Bereichs einnimmt, und die Motivelemente sind relativ zu dem Höhengrundniveau durch aus dem abgesenkten Bereich herausragende Erhebungen gebildet. Mit Vorteil ragen die Erhebungen dabei senkrecht aus dem abgesenkten Bereich hervor.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weisen die Motivelemente ein einheitliches Höhenniveau auf, das um 0,1 bis 2 mm über dem Höhengrundniveau des abgesenkten Bereichs liegt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Wasserzeicheneinsatz ein Spritzgusseinsatz. Der Spritzgusseinsatz ist zweckmäßig aus einem hydrophoben Kunststoff, beispielsweise aus Polyoxymethylen gebildet. Zur Verringerung der Abnutzung im Betrieb können dem Kunststoff verschleißreduzierende Additive zugesetzt sein.
Obwohl das Spritzgussverfahren zur Herstellung des Wasserzeicheneinsatzes derzeit bevorzugt ist, kann der Wasserzeicheneinsatz auch im Tiefziehverfahren oder im Heißprägeverfahren hergestellt sein. Bei allen Herstellungsverfahren kann zunächst ein separater Wasserzeicheneinsatz hergestellt und perforiert werden, und der separat hergestellte Wasserzeicheneinsatz dann mit dem Trägersieb verbunden, insbesondere verschweißt oder verklebt werden. Alternativ kann beispielsweise auch zunächst ein Kunststoffplättchen in das Trägersieb eingesetzt werden, und aus dem eingesetzten Kunststoffplättchen im Tiefziehverfahren bzw. im Heißprägeverfahren ein Wasserzeicheneinsatz hergestellt werden. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird der in dem Trägersieb integrierte Wasserzeicheneinsatz dann perforiert, gegebenenfalls zusammen mit dem Trägersieb. Beim Einsatz eines Tiefziehverfahrens kann auch ein bereits vorperforiertes Kunststoffplättchen verwendet werden, so dass der nachträgliche Perforierungsschritt entfallen kann. Schließlich kann der Wasserzeicheneinsatz mit einer entsprechenden Werkzeugform auch direkt in einen ausgeschnittenen Teilbereich des Siebgewebes eingespritzt werden, so dass eine besonders innige Verbindung mit dem Siebgewebe entsteht. Das Entwässerungssieb kann auch eine Kunststoff-Umspritzung oder Kunststoff-Hinterspritzung aufweisen, die den Wasserzeicheneinsatz mit dem Trägersieb verbindet.
Bevorzugt ist der Wasserzeicheneinsatz in einem ausgeschnittenen Bereich des Trägersiebs angeordnet und nur in einem vorzugsweise gezackten Randbereich mit diesem verbunden. Dazu kann beispielsweise mit Hilfe einer Laserschneidvorrichtung an der Stelle des Siebgewebes, an der der Wasserzeicheneinsatz vorgesehen ist, eine Aussparung erzeugt werden, die etwas kleiner, beispielsweise 1/10 mm kleiner als die gewünschte Form des Wasserzeicheneinsatzes ist. Der Randbereich kann insbesondere in Form eines Musters, vorzugsweise in gezackter Form ausgebildet sein. In diesen ausgeschnittenen Teilbereich kann der Wasserzeicheneinsatz eingelegt oder vorzugsweise eingespritzt werden, wie oben beschrieben.
Das Trägersieb enthält vorteilhaft ein Siebgewebe mit zumindest je einem System von miteinander verwobenen, in Längsrichtung verlaufenden Kettfäden und quer dazu verlaufenden Schussfäden, wobei das Siebgewebe mit Vorteil entweder ein Metallgewebe, insbesondere ein Bronzegewebe, ein Metall-Kunststoff-Mischgewebe, insbesondere ein Bronze-Kunststoff-Mischgewebe, oder ein reines Kunststoffgewebe enthält.
Weiter weist der Wasserzeicheneinsatz vorzugsweise eine Mehrzahl von Perforationen auf, die die Entwässerung bei der Papierherstellung sicherstellen. Die Abmessungen dieser Entwässerungs-Perforationen sind so klein gewählt, dass in ihnen bei der Papierherstellung keine Fasern anhaften. Typische Perforationsdurchmesser liegen zwischen 100 μm und einigen 100 μm, beispielsweise bei etwa 500 μm. Bevorzugt verjüngen sich die Perforationen zur oben liegenden Designfläche des Wasserzeicheneinsatzes hin.
Die Erfindung enthält auch ein Sicherheitspapier für die Herstellung von Sicherheits- oder Wertdokumenten, das ein papierversteifendes Wasserzeichen aufweist und mit einem Entwässerungssieb der beschriebenen Art erzeugt werden kann. Das papierversteifende Wasserzeichen ist erfindungsgemäß durch zumindest einen Bereich erhöhter Papierdicke gebildet, in dessen Inneren eine im Durchlicht hell erscheinende Wasserzeichen-Feinstruktur mit einer charakteristischen Abmessung von 0,6 mm oder weniger vorliegt, die in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung ausgebildet ist.
Die Bereiche erhöhter Papierdicke sind vorzugsweise lang gestreckt mit einem Längen-zu-Breitenverhältnis von 5 oder mehr, vorzugsweise von 10 oder mehr ausgebildet. In vorteilhaften Gestaltungen sind die Bereiche erhöhter Papierdicke in Form eines Streifens, mehrerer paralleler Streifen und/oder in Form lang gestreckter Ellipsen ausgebildet. Die Streifen können geradlinig, aber auch gekrümmt oder wellenartig geschwungen ausgeführt sein. Die lang gestreckten Gestaltungen definieren stets eine Länge und eine Breiterrichtung parallel bzw. senkrecht zur lang gestreckten Richtung, wobei die Breite der Bereiche erhöhter Papierdicke 2,5 mm oder weniger beträgt und vorzugsweise zwischen 1 mm und 2 mm liegt.
Die Wasserzeichen-Feinstruktur umfasst vorteilhaft linien- oder punktförmige Motivstrukturen, insbesondere Buchstaben- oder Zeichenfolgen. Die Strichbreite diese Motivstrukturen beträgt mit Vorteil 0,6 mm oder weniger, vorzugsweise 0,5 mm oder weniger, besonders bevorzugt 0,4 mm oder weniger.
Ein oder mehrere papierversteifende Wasserzeichen liegen mit Vorteil im Kanten- und/oder Eckenbereich des Sicherheitspapiers vor.
Die Erfindung enthält auch ein Verfahren zur Herstellung eines Entwässerungssiebs für die Herstellung von Papier mit einem papierversteifenden Wasserzeichen, bei dem

– das papierversteifende Wasserzeichen in Form zumindest eines Bereichs erhöhter Papierdicke vorgegeben wird, in dessen Inneren eine im Durchlicht hell erscheinende Wasserzeichen-Feinstruktur in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung vorliegt,
– ein Trägersieb mit einer Sieboberfläche für die Papieranlagerung bereitgestellt wird,
– ein Wasserzeicheneinsatz mit zumindest einem abgesenkten Bereich und mit aus dem abgesenkten Bereich herausragenden Motivelementen im Spritzgussverfahren so in das Trägersieb eingespritzt wird, dass der zumindest eine abgesenkte Bereich zur Bildung der Bereiche erhöhter Papierdicke unterhalb der Sieboberfläche zu liegen kommt, und dass die aus dem abgesenkten Bereich herausragenden Motivelemente zur Erzeugung der Wasserzeichen-Feinstruktur mit einer charakteristischen Abmessung von 0,6 mm oder weniger in Form von Mustern, Zeichen oder Codierung ausgebildet werden, und
– der Wasserzeicheneinsatz durch Einwirkung von Laserstrahlung mit Entwässerungsperforationen versehen wird.

Vorzugsweise wird bei dem Verfahren das Trägersieb im Bereich des zu erzeugenden Wasserzeichens ausgeschnitten, und der Wasserzeicheneinsatz wird in dem ausgeschnittenen Bereich des Trägersiebs eingespritzt. Alternativ kann der Wasserzeicheneinsatz auch als separater Wasserzeicheneinsatz hergestellt und perforiert werden, und mit dem Trägersieb verschweißt oder verklebt werden.
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 in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf eine Banknote mit papierversteifenden Wasserzeichen nach Ausführungsbeispielen der Erfindung,
2 einen Detailausschnitt des im linken oberen Eck der Banknote der 1 angeordneten papierversteifenden Wasserzeichens,
3 einen Detailausschnitt des an der oberen Längskante der Banknote der 1 angeordneten papierversteifenden Wasserzeichens,
4 einen Querschnitt der Banknote der 1 im Bereich des im linken oberen Ecke angeordneten Wasserzeichens entlang der Linie IV-IV von 2,
5 eine Variante der Ausgestaltung der 4 mit anderen Papierdicken der Wasserzeichen-Feinstruktur,
6 im Querschnitt eine schematische Darstellung eines Entwässerungssiebs, das zur Erzeugung papierversteifender Wasserzeichen eingesetzt wird, und
7 in (a) und (b) weitere Varianten papierversteifender Wasserzeichen, bei denen die Bereiche erhöhter Papierdicke jeweils durch lang gestreckte Ellipsen gebildet sind.
Die Erfindung wird nun am Beispiel einer Banknote erläutert. 1 zeigt dazu eine schematische Ansicht einer Banknote 10, die neben den üblichen, in der Figur bis auf die Wertzahl ”10” nicht näher dargestellten Design- und Sicherheitsmerkmalen, mehrere papierversteifende Wasserzeichen 12, 14 aufweist. Die papierversteifenden Wasserzeichen 12, 14 sind dabei jeweils durch schmale Bereiche erhöhter Papierdicke in dem Banknotenpapier 30 (4) gebildet, welche bei Betrachtung im Durchlicht dunkler als das umgebende Banknotenpapier erscheinen.
Die Besonderheit der papierversteifenden Wasserzeichen 12, 14 besteht nun darin, dass im Inneren der schmalen verdickten Bereiche jeweils eine hell erscheinende Wasserzeichen-Feinstruktur 22, 26 vorliegt, wie in den Detailausschnitten der 2 und 3 gezeigt.
Die Banknote 10 des Ausführungsbeispiels enthält sowohl in den Ecken 16 angeordnete papierversteifende Wasserzeichen 12 als auch parallel zu den Längskanten 18-L angeordnete papierversteifende Wasserzeichen 14. Grundsätzlich können die papierversteifenden Wasserzeichen allerdings auch nur in einer oder mehreren Ecken oder nur an den Längs- und/oder Querkanten eines Sicherheitspapiers vorliegen.
Die in den Ecken 16 der Banknote 10 angeordneten papierversteifenden Wasserzeichen 12 bestehen jeweils aus einer Mehrzahl paralleler Streifen 20 erhöhter Papierdicke mit einer Breite von b = 2,0 mm. Die verdickten Streifen 20 verlaufen von den Ecken 16 zur Banknotenmitte hin und versteifen dadurch insbesondere die Eckbereiche der Banknote 10 und bilden so einen wirksamen Schutz gegen umgeknickte Ecken (Eselsohren).
Das Innere der Streifen 20 enthält jeweils eine im Durchlicht hell erscheinende Wasserzeichen-Feinstruktur 22 mit geringerer Papierdicke, die im Ausführungsbeispiel aus den sich abwechselnden Zeichenfolgen ”10” und ”EURO” besteht. Die charakteristische Abmessung der Feinstruktur 22 ist dabei durch die Strichbreite der Zeichenfolgen gegeben, die im Ausführungsbeispiel nur 0,4 mm beträgt.
Die an den Längskanten 18-L der Banknote 10 angeordneten papierversteifenden Wasserzeichen 14 bestehen aus einer Abfolge beabstandeter lang gestreckter Rechtecke 24 erhöhter Papierdicke mit einer Breite b = 1,0 mm. Die verdickten Rechtecke 24 erstrecken sich symmetrisch zu den Kantenmitten in zwei gegeneinander versetzten Reihen parallel zu den Längskanten 18-L und verleihen dadurch der Banknote 10 insbesondere in den durch Faltungen besonders beanspruchten Kantenmitten eine erhöhte Steifigkeit.
Das Innere der einzelnen Rechtecke 24 enthält eine hell erscheinende Wasserzeichen-Feinstruktur 26 mit geringerer Papierdicke, die im Ausführungsbeispiel in Form eines sich wiederholenden Wappenmotivs ausgebildet ist. Die Abmessung des Wappenmotivs beträgt in jeder Richtung höchstens 0,6 mm. Das Wappenmotiv ist in den Bereichen zwischen den lang gestreckten Rechtecken 24 zusätzlich in Form einer Papierverdickung 28 wiederholt, so dass das Wasserzeichen 14 durch die Hell-/Dunkelabfolge desselben geometrischen Motivs ein attraktives und leicht zu memorierendes Erscheinungsbild aufweist.
Zur Verdeutlichung der unterschiedlichen Papierdicken im Bereich der papierversteifenden Wasserzeichen der Banknote 10 zeigt 4 einen Querschnitt im Bereich des Wasserzeichens 12 entlang der Linie IV-IV von 2. Die Solldicke des Banknotenpapiers 30 außerhalb der papierversteifenden Wasserzeichen 12, 14 ist mit S₀ bezeichnet. In den verdickten Streifen 20 des Wasserzeichens 12 ist die Papierdicke grundsätzlich auf einen Wert S₁ > S₀ erhöht, um die Papierversteifung zu gewährleisten.
Im Inneren der Streifen 20, nämlich im Bereich der Wasserzeichen-Feinstruktur 22 ist die Papierdicke allerdings lokal gegenüber der Papierdicke S₁ der Streifen 20 verringert, beispielsweise auf eine Papierdicke S₂ < S₀. Bei Betrachtung im Durchlicht erscheinen die Streifen 20 mit der Papierdicke S₁ > S₀ daher verglichen mit dem umgebenden Banknotenpapier dunkel, während sich die Feinstruktur 22, in der die Papierdicke sogar unterhalb der des umgebenden Banknotenpapiers liegt, hell leuchtend von den dunklen Streifen 20 abhebt.
Es ist nicht zwingend erforderlich, dass die Papierdicke in der Feinstruktur kleiner als die Solldicke S₀ gewählt wird, auch wenn dadurch aufgrund des großen Dickenunterschieds ein starker Helligkeitskontrast zwischen Feinstruktur 22 und Streifen 20 erreicht werden kann. Wie in 5 illustriert, kann die Papierdicke in der Feinstruktur 22 auch gleich der Solldicke S₀ des umgebenden Banknotenpapiers sein, wie im linken Streifen 20-A gezeigt, oder kann, wie im mittleren Streifen 20-B gezeigt, mit der Papierdicke S₃ auch größer als die Solldicke S₀ sein, solange nur die Bedingung S₃ < S₁ erfüllt ist.
Auch unterschiedliche Papierdicken in der Feinstruktur einer einzigen Papierverdickung sind möglich, wie im rechten Streifen 20-C der 5 gezeigt, so dass Bereiche unterschiedlicher Helligkeit innerhalb der Feinstruktur einer Papierverdickung 20-C entstehen. Beispielsweise können die Zeichenfolgen ”10” und ”EURO” der 2 von den Ecken 16 zum Inneren der Banknote hin mit zunehmender Papierdicke in der Feinstruktur 22 und damit mit abnehmendem Kontrast zu den Streifen 20 ausgebildet sein. Der Schriftzug ”10 EURO” scheint dann für den Betrachter zur Mitte der Banknote hin langsam zu verschwinden.
Wie oben beschrieben, weisen die Bereiche erhöhter Papierdicke, wie etwa die Streifen 20 des Wasserzeichens 12 oder die lang gestreckten Rechtecke 24 des Wasserzeichens 14, selbst nur eine Breite von 1,0 mm bis 2,5 mm auf. Bei herkömmlichen Rundsiebwasserzeichen oder Elektrotypenwasserzeichen lassen sich innerhalb solch schmaler Papierverdickungen keine Feinstrukturen mehr erzeugen. Um die beschriebenen versteifenden Wasserzeichen 12, 14 mit der zusätzlichen Feinstruktur zu erzeugen, wird erfindungsgemäß das in 6 schematisch im Querschnitt dargestellte Entwässerungssieb 40 eingesetzt.
Das Entwässerungssieb 40 umfasst ein Trägersieb 42 mit einem Siebgewebe 44, welches in einem Teilbereich 50 ausgeschnitten ist. Das Höhenniveau der dem Papier zugewandten Oberfläche des Trägersiebs ist in 6 durch das Bezugszeichen 52 angezeigt. Bei der Papierherstellung wird auf dem Siebgewebe 44 Papier angelagert, dessen Solldicke nach der Trocknung mit S₀ (4) bezeichnet wird.
Das Siebgewebe 44 weist zumindest je ein System von miteinander verwobenen, in Längsrichtung verlaufenden Kettfäden 46 und quer dazu verlaufenden Schussfäden 48 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 42 kann sowohl ein einlagiges als auch ein mehrlagiges Siebgewebe enthalten, wobei der einfacheren Darstellung halber in den Figuren nur einlagige Siebgewebe gezeigt sind.
In dem ausgeschnittenen Teilbereich 50 des Siebgewebes 44 ist ein Kunststoff-Wasserzeicheneinsatz 60 angeordnet, der an seinem Rand mit dem Siebgewebe 44 verbunden ist. Die Verbindung kann grundsätzlich auf vielfältige Weise erfolgen, beispielsweise durch eine Kunststoff-Umspritzung oder Hinterspritzung, mit Hilfe einer Mehrzahl entlang des Rands angeordneten Befestigungsnoppen, oder auch durch Verschweißen oder Verkleben.
Im Ausführungsbeispiel ist eine weitere Variante verwirklicht, bei der der Kunststoff-Wasserzeicheneinsatz 60 ein Spritzgusselement ist, das mit einer entsprechenden Werkzeugform direkt in den ausgeschnittenen Teilbereich 50 des Siebgewebes 44 eingespritzt ist und dabei eine besonders innige Verbindung mit dem Siebgewebe eingeht.
Der spritzgegossene Wasserzeicheneinsatz 60 weist zur Erzeugung des papierversteifenden Wasserzeichens zumindest einen abgesenkten Bereich 62 auf, dessen Höhengrundniveau 64 unterhalb der Sieboberfläche 52 liegt. In 6 ist dabei der Einfachheit halber ein Wasserzeicheneinsatz 60 für die Erzeugung nur eines Streifens 20 des Wasserzeichens 12 gezeigt. Da das Höhengrundniveau 64 unterhalb der Sieboberfläche 52 liegt, erzeugt der abgesenkte Bereich 62 bei der Papierherstellung einen Bereich mit erhöhter Papierdicke S₁ > S₀.
Zur Erzeugung der Wasserzeichen-Feinstruktur 22 sind im Inneren des abgesenkten Bereichs 62 zudem mehrere senkrecht nach oben herausragende Motivelemente 66 vorgesehen, die mit einer charakteristischen Abmessung von 0,6 mm oder weniger in Form der gewünschten Mustern, Zeichen oder Codierung angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel der 6 erstrecken sich die Motivelemente 66 über die Sieboberfläche 52 hinaus, so dass sie eine Wasserzeichen-Feinstruktur 22 mit einer Papierdicke S₂ < S₀ erzeugen, wie in 4 gezeigt. Um die Wasserzeichen-Feinstruktur der 2 zu erzeugen, sind die Motivelemente 66 des Ausführungsbeispiels in Form der alternierenden Zeichenfolgen ”10” und ”EURO”, jeweils mit einer Strichbreite von 0,4 mm ausgebildet. Bei der Papierherstellung erzeugen die Motivelemente 66 somit feine Dünnstellen innerhalb der durch den abgesenkten Bereich 62 erzeugten Papierverdickung und damit die gewünschte, im Durchlicht hell erscheinende Feinstruktur 22 der 2.
Der Wasserzeicheneinsatz 60 ist weiter mit einer Mehrzahl von Perforationen 58 versehen, um die Entwässerung bei der Papierherstellung auch im Bereich des Wasserzeicheneinsatzes sicherzustellen. Der Durchmesser der Perforationen 58 ist dabei so klein gewählt, dass in ihnen bei der Papierherstellung keine Fasern anhaften. Typische Perforationsdurchmesser liegen zwischen 100 μm und einigen 100 μm, beispielsweise bei etwa 500 μm.
7 zeigt einige weitere Varianten papierversteifender Wasserzeichen, bei denen die Bereiche erhöhter Papierdicke jeweils durch lang gestreckte Ellipsen gebildet sind, in deren Innerem jeweils eine im Durchlicht hell erscheinende Feinstruktur vorgesehen ist. Durch Gestaltungen mit vor allem in den Ecken 16 angeordneten papierversteifenden Wasserzeichen 70, wie in 7(a) dargestellt, wird die Steifheit der Banknote 10 vor allem in den für Knicke besonders anfälligen Ecken erhöht. Eine besonders hohe Verstärkung kann dabei erreicht werden, wenn die große Hauptachsen der Ellipsen auf die Ecken 16 zuweisen, wie in 7(a) gezeigt.
Die papierversteifenden Wasserzeichen 72 können mit Vorteil auch an den Kantenmitten der Längskanten 18-L bzw. Querkanten 18-Q einer Banknote 10 angeordnet werden, wie in den beiden Ausführungsbeispielen der 7(b) dargestellt. Durch diese oder ähnliche Gestaltungen kann die Steifheit der Banknote 10 gerade im Bereich der im Gebrauch durch Faltungen stark belasteten Kantenmitten erhöht werden.
Bezugszeichenliste

10: Banknote
12, 14: papierversteifende Wasserzeichen
16: Ecken
18-L, 18-Q: Längskanten, Querkanten
20: Streifen
20-A, 20-B, 20-C: Streifen
22: Wasserzeichen-Feinstruktur
24: lang gestreckte Rechtecke
26: Wasserzeichen-Feinstruktur
28: Papierverdickung
30: Banknotenpapier
40: Entwässerungssieb
42: Trägersieb
44: Siebgewebe
46: Kettfäden
48: Schussfäden
50: ausgeschnittener Teilbereich
52: Sieboberfläche
58: Perforationen
60: Wasserzeicheneinsatz
62: abgesenkter Bereich
64: Höhengrundniveau
66: Motivelemente
70: papierversteifende Wasserzeichen
72: papierversteifende Wasserzeichen

Claims

Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit einem papierversteifenden Wasserzeichen, dadurch gekennzeichnet, dass – das papierversteifende Wasserzeichen in Form zumindest eines Bereichs erhöhter Papierdicke vorgegeben ist, in dessen Inneren eine im Durchlicht hell erscheinende Wasserzeichen-Feinstruktur in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung vorliegt, – das Entwässerungssieb ein Trägersieb aufweist mit einer Sieboberfläche, auf der Papier angelagert wird, sowie einen in einem Teilbereich des Trägersiebs angeordneten perforierten Kunststoff-Wasserzeicheneinsatz, wobei – der Kunststoff-Wasserzeicheneinsatz zur Erzeugung des papierversteifenden Wasserzeichens zumindest einen unterhalb der Sieboberfläche liegenden, abgesenkten Bereich aufweist, in dessen Inneren aus dem abgesenkten Bereich herausragende Motivelemente mit einer charakteristischen Abmessung von 0,6 mm oder weniger in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung angeordnet sind, die der Erzeugung der Wasserzeichen-Feinstruktur dienen.
Entwässerungssieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abgesenkten Bereiche des Kunststoff-Wasserzeicheneinsatzes lang gestreckt mit einem Längen-zu-Breitenverhältnis von 5 oder mehr, vorzugsweise von 10 oder mehr ausgebildet sind, insbesondere, dass die abgesenkten Bereiche in Form eines Streifens, mehrere paralleler Streifen und/oder in Form lang gestreckter Ellipsen ausgebildet sind.
Entwässerungssieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die abgesenkten Bereiche des Kunststoff-Wasserzeicheneinsatzes eine Breite von 2,5 mm oder weniger, vorzugsweise eine Breite von 1 mm bis 2 mm aufweisen.
Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Motivelemente beabstandete linien- oder punktförmige Motivelemente mit einer Strichbreite von 0,6 mm oder weniger, vorzugsweise von 0,5 mm oder weniger, besonders bevorzugt von 0,4 mm oder weniger umfassen.
Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Höhengrundniveau eines abgesenkten Bereichs dasjenige Höhenniveau darstellt, das mehr als 70%, bevorzugt mehr als 80%, besonders bevorzugt mehr als 90% der Fläche des abgesenkten Bereichs einnimmt, und dass die Motivelemente relativ zu dem Höhengrundniveau durch aus dem abgesenkten Bereich herausragende Erhebungen gebildet sind.
Entwässerungssieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Motivelemente ein einheitliches Höhenniveau aufweisen, das um 0,1 bis 2 mm über dem Höhengrundniveau des abgesenkten Bereichs liegt.
Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserzeicheneinsatz ein Spritzgusseinsatz ist.
Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Entwässerungssieb eine Kunststoff-Umspritzung oder Kunststoff-Hinterspritzung aufweist, die den Wasserzeicheneinsatz mit dem Trägersieb verbindet.
Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserzeicheneinsatz in einem ausgeschnittenen Bereich des Trägersiebs angeordnet und nur in einem vorzugsweise gezackten Randbereich mit diesem verbunden ist.
Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersieb ein Siebgewebe mit zumindest je einem System von miteinander verwobenen, in Längsrichtung verlaufenden Kettfäden und quer dazu verlaufenden Schussfäden aufweist, wobei das Siebgewebe mit Vorteil entweder ein Metallgewebe, insbesondere ein Bronzegewebe enthält, ein Metall-Kunststoff-Mischgewebe, insbesondere ein Bronze-Kunststoff-Mischgewebe, oder ein reines Kunststoffgewebe enthält.
Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserzeicheneinsatz eine Mehrzahl von Perforationen aufweist, deren Abmessungen so klein sind, dass in ihnen bei der Papierherstellung keine Fasern anhaften.
Sicherheitspapier für die Herstellung von Sicherheits- oder Wertdokumenten mit einem papierversteifenden Wasserzeichen, dadurch gekennzeichnet, dass das papierversteifende Wasserzeichen durch zumindest einen Bereich erhöhter Papierdicke gebildet ist, in dessen Inneren eine im Durchlicht hell erscheinende Wasserzeichen-Feinstruktur mit einer charakteristischen Abmessung von 0,6 mm oder weniger vorliegt, die in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung ausgebildet ist.
Sicherheitspapier nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche erhöhter Papierdicke lang gestreckt mit einem Längen-zu-Breitenverhältnis von 5 oder mehr, vorzugsweise von 10 oder mehr ausgebildet sind, insbesondere, dass die Bereiche erhöhter Papierdicke in Form paralleler Streifen oder in Form lang gestreckter Ellipsen ausgebildet sind.
Sicherheitspapier nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass papierversteifende Wasserzeichen im Kanten- und/oder Eckenbereich des Sicherheitspapiers vorliegen.
Verfahren zur Herstellung eines Entwässerungssiebs für die Herstellung von Papier mit einem papierversteifenden Wasserzeichen, bei dem – das papierversteifende Wasserzeichen in Form zumindest eines Bereichs erhöhter Papierdicke vorgegeben wird, in dessen Inneren eine im Durchlicht hell erscheinende Wasserzeichen-Feinstruktur in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung vorliegt, – ein Trägersieb mit einer Sieboberfläche für die Papieranlagerung bereitgestellt wird, – ein Wasserzeicheneinsatz mit zumindest einem abgesenkten Bereich und mit aus dem abgesenkten Bereich herausragenden Motivelementen im Spritzgussverfahren so in das Trägersieb eingespritzt wird, dass der zumindest eine abgesenkte Bereich zur Bildung der Bereiche erhöhter Papierdicke unterhalb der Sieboberfläche zu liegen kommt, und dass die aus dem abgesenkten Bereich herausragenden Motivelemente zur Erzeugung der Wasserzeichen-Feinstruktur mit einer charakteristischen Abmessung von 0,6 mm oder weniger in Form von Mustern, Zeichen oder Codierung ausgebildet werden, und – der Wasserzeicheneinsatz durch Einwirkung von Laserstrahlung mit Entwässerungsperforationen versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersieb im Bereich des zu erzeugenden Wasserzeichens ausgeschnitten wird, und der Wasserzeicheneinsatz in dem ausgeschnittenen Bereich des Trägersiebs eingespritzt wird.